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発明の名称 光学シート、バックライトユニット、電気光学装置、電子機器、および光学シートの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−25150(P2007−25150A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−205811(P2005−205811)
出願日 平成17年7月14日(2005.7.14)
代理人 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉
発明者 長谷井 宏宣 / 稲垣 顯
要約 課題
管状の光源の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シート、および該光学シートを備えたバックライトユニット、電気光学装置、電子機器、さらには該光学シートの製造方法を提供すること。

解決手段
光学シート1は、透光性を有するシート10と、透過光を拡散可能な多数のマイクロレンズ12とから構成される。マイクロレンズ12の配置密度は、仮想の矩形領域11において最も大きく、該矩形領域11からの距離が遠くなるほど小さくなっている。ここで、矩形領域11は、冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を除いた、等輝度発光部331の形状に一致する。
特許請求の範囲
【請求項1】
透光性を有するシートと、
前記シートの表面に配置された複数の調光用ドットパターンであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って密度が小さくなるように配置された調光用ドットパターンと
を備えることを特徴とする光学シート。
【請求項2】
透光性を有するシートと、
前記シートの表面に配置された複数の調光用ドットパターンであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな面積を有するように配置された調光用ドットパターンと
を備えることを特徴とする光学シート。
【請求項3】
請求項1または2に記載の光学シートであって、
前記調光用ドットパターンは、遮光剤を含んでいることを特徴とする光学シート。
【請求項4】
請求項1または2に記載の光学シートであって、
前記調光用ドットパターンは、光拡散剤を含んでいることを特徴とする光学シート。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか一項に記載の光学シートであって、
前記調光用ドットパターンは、マイクロレンズであることを特徴とする光学シート。
【請求項6】
透光性を有するシートと、
前記シートの表面に配置された複数のマイクロレンズであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って長い焦点距離を有するように配置されたマイクロレンズと
を備えることを特徴とする光学シート。
【請求項7】
請求項6に記載の光学シートであって、
前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな屈折率を有するように配置されていることを特徴とする光学シート。
【請求項8】
請求項6に記載の光学シートであって、
前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな曲率半径を有するように配置されていることを特徴とする光学シート。
【請求項9】
請求項8に記載の光学シートであって、
前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな面積を有するように配置されていることを特徴とする光学シート。
【請求項10】
管状の光源と、
前記管状の光源の投光方向に、前記矩形領域が前記管状の光源のうち両端部近傍を除いた部分に対応する状態に配置された請求項1から9のいずれか一項に記載の光学シートとを備えることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項11】
請求項10に記載のバックライトユニットを備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項12】
請求項11に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項13】
透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな配置密度となるように吐出する第1のステップと、
前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項14】
透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな面積となるように吐出する第1のステップと、
前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項15】
透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな面積となるように吐出する第1のステップと、
前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする光学シートの製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、管状の光源から射出された光を調光するための光学シート、および該光学シートを備えたバックライトユニット、電気光学装置、電子機器、および該光学シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発光面の直下に、冷陰極管等の管状の光源が配置されたバックライトユニットにおいて、光源の形状が視認されないように輝度を均一化させる技術が知られている(特許文献1参照)。これは、遮光機能および光拡散機能をもつ調光用ドットパターンを備えた光学シートを用いた技術であり、光源に直交する方向に遠ざかるに従って調光用ドットパターンの面積を小さくすることにより発光面の輝度の均一化を図るものである。
【0003】
【特許文献1】特開2005−117023号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記の技術によっては、管状の光源に特有の、両端部近傍で低くなる輝度分布を補正することはできなかった。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、管状の光源の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シート、および該光学シートを備えたバックライトユニット、電気光学装置、電子機器、さらには該光学シートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明による光学シートは、透光性を有するシートと、前記シートの表面に配置された複数の調光用ドットパターンであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って密度が小さくなるように配置された調光用ドットパターンとを備えることを特徴とする。
【0007】
上記構成の光学シートは、入射面に入射した光を調光して、入射面と反対側の射出面から射出するシートである。また、調光用ドットパターンは、光学シートに入射した光を遮光する、または拡散させることによって、射出面の正面方向に射出される光の量を低減させる機能を有するパターンである。上記構成の光学シートにおいて、調光用ドットパターンの配置密度は、上記矩形領域から遠ざかるにしたがって小さくなっている。このため、矩形領域に近い位置に入射した光は、光量を大きく低減され、入射位置が矩形領域から遠くなるにしたがって光量の低減のされ方が連続的に小さくなる。また、こうした調光機能の分布は、矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿ってもなされている。
【0008】
こうした機能を有する上記構成の光学シートによれば、両端部近傍に低輝度領域を有する管状の光源から発せられた光を、均一な輝度に補正することができる。より詳しくは、管状の光源であって、両端部近傍の低輝度領域を除いた部分(以下本稿では「等輝度発光部」とも呼ぶ)が上記矩形領域の形状に略一致する光源の上に、矩形領域が前記等輝度発光部と対応するようにして上記光学シートを被せて発光させた場合に、以下の原理によって管状の光源から発せられた光を均一な輝度に補正して射出面から射出することができる。すなわち、管状の光源の真上付近においては、光量を大きく低減させる一方で、該光源から遠い位置、ならびに該光源の両端部近傍の低輝度領域においては、光量の低減を連続的に小さくすることで、管状の光源の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。
【0009】
本発明による光学シートは、透光性を有するシートと、前記シートの表面に配置された複数の調光用ドットパターンであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな面積を有するように配置された調光用ドットパターンとを備えることを特徴とする。
【0010】
このような光学シートにおいて、各々の調光用ドットパターンの面積は、矩形領域から遠ざかるにしたがって小さくなっているため、矩形領域に近い位置に入射した光は、光量を大きく低減され、入射位置が矩形領域から遠くなるにしたがって光量の低減のされ方が連続的に小さくなる。また、こうした調光機能の分布は、矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿ってもなされている。よって、上記構成の光学シートによっても、矩形領域に適合する等輝度発光部を有する管状の光源と組み合わせたときに、該光源の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。
【0011】
上記光学シートにおいて、前記調光用ドットパターンは、遮光剤を含んでいてもよい。このような光学シートによれば、調光用ドットパターンのそれぞれが、管状の光源からの光を遮光することができる。
【0012】
上記光学シートにおいて、前記調光用ドットパターンは、光拡散剤を含んでいてもよい。この構成によれば、調光用ドットパターンのそれぞれが、管状の光源からの光を拡散させることができる。
【0013】
上記光学シートにおいて、前記調光用ドットパターンは、マイクロレンズであってもよい。この構成によれば、マイクロレンズのそれぞれが管状の光源からの光を拡散させる。また、マイクロレンズが遮光剤を含んでいる場合には、上記光拡散効果に加えて遮光効果も併せ持つ。
【0014】
本発明による光学シートは、透光性を有するシートと、前記シートの表面に配置された複数のマイクロレンズであって、該シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って長い焦点距離を有するように配置されたマイクロレンズとを備えることを特徴とする。
【0015】
このような光学シートにおいて、各々のマイクロレンズの焦点距離は、矩形領域から遠ざかるにしたがって長くなっているため、該光学シートに入射した光は、矩形領域に近い位置では大きく拡散され、矩形領域からの距離が遠くなるにしたがって拡散の程度が連続的に小さくなる。マイクロレンズにおける拡散が大きいと、射出面の正面に射出される光量が減少するため、射出面の正面から観察した場合の輝度は拡散が小さい場合に比べて相対的に低くなる。したがって、上記構成の光学シートによれば、矩形領域に近い位置に入射した光は、光量を大きく低減され、入射位置が矩形領域から遠くなるにしたがって光量の低減のされ方が連続的に小さくなる。また、こうした調光機能の分布は、矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿ってもなされている。よって、上記構成の光学シートによっても、矩形領域に適合する等輝度発光部を有する管状の光源と組み合わせたときに、該光源の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。
【0016】
上記光学シートにおいて、前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな屈折率を有するように配置されていてもよい。
【0017】
マイクロレンズは、形状が等しい場合、屈折率が小さいほど焦点距離が長くなる。よって、上記構成の光学シートによれば、例えば各々のマイクロレンズが略同一の形状である場合に、矩形領域から遠い位置に配置されたマイクロレンズほど焦点距離の長いものとすることができる。このとき、各々のマイクロレンズの屈折率を適切に設定すれば、上記光学シートによって、管状の光源の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。
【0018】
上記光学シートにおいて、前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな曲率半径を有するように配置されていてもよい。
【0019】
マイクロレンズは、屈折率が等しい場合、曲率半径が大きいほど焦点距離が長くなる。よって、上記の構成によれば、例えば各々のマイクロレンズの材料が同一の場合に、矩形領域から遠い位置に配置されたマイクロレンズほど焦点距離の長いものとすることができる。このとき、各々のマイクロレンズの曲率半径を適切に設定すれば、上記光学シートによって、管状の光源の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。
【0020】
上記光学シートにおいて、前記マイクロレンズは、前記矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな面積を有するように配置されていてもよい。
【0021】
マイクロレンズを、液状のレンズ材料を吐出した後に硬化させる方法で形成する場合、表面張力の影響により面積の大きな液滴ほど曲率半径が大きなレンズになりやすい。よって、上記構成の光学シートによれば、矩形領域から遠い位置に配置されたマイクロレンズほど曲率半径の大きなもの、すなわち焦点距離の長いものとすることができる。このため、マイクロレンズの面積を適切に設定すれば、上記光学シートによって、管状の光源の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。
【0022】
本発明によるバックライトユニットは、管状の光源と、前記管状の光源の投光方向に、前記矩形領域が前記管状の光源のうち両端部近傍を除いた部分に対応する状態に配置された請求項1から9のいずれか一項に記載の光学シートとを備えることを特徴とする。
【0023】
このようなバックライトユニットによれば、管状の光源から光学シートに向かって射出された光は、光学シートの入射面に入射する。そして、該入射光は、光学シートの調光機能によって、管状の光源の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正されて射出面から射出される。このように、上記構成のバックライトユニットは、両端部近傍に低輝度領域を有する管状の光源を用いたとしても、均一な輝度で発光することができる。
【0024】
本発明による電気光学装置は、上記バックライトユニットを備えることを特徴とする。この構成によれば、均一な輝度で発光するバックライトユニットを補助光源とすることにより、ムラのない高品位な表示を実現することができる。
【0025】
本発明による電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。この構成の電子機器は、ムラのない高品位な表示を行うことができる。
【0026】
本発明による光学シートの製造方法は、透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな配置密度となるように吐出する第1のステップと、前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする。
【0027】
このような製造方法によれば、シートの表面にレンズ材料が吐出された後に該レンズ材料を硬化させることにより、シートの表面にマイクロレンズが形成される。該マイクロレンズは、矩形領域から遠くなるに従って配置密度が小さくなるように形成される。このため、上記製造方法によれば、矩形領域に適合する等輝度発光部を有する管状の光源と組み合わせたときに、該光源の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シートを製造することができる。また、上記製造方法によれば、大きな装置の改造および工程の追加なく、様々な大きさの光学シートを製造することができる。
【0028】
本発明による光学シートの製造方法は、透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って小さな面積となるように吐出する第1のステップと、前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする。
【0029】
この製造方法によれば、シートの表面にレンズ材料が吐出された後に該レンズ材料を硬化させることにより、シート表面にマイクロレンズが形成される。該マイクロレンズは、矩形領域からの距離が遠くなるにしたがって面積が小さくなるように形成されるため、矩形領域からの距離が遠い位置に入射した光ほど光量の低減が小さくなる。よって、上記製造方法によれば、矩形領域に適合する等輝度発光部を有する管状の光源と組み合わせたときに、該光源の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シートを製造することができる。また、上記製造方法によれば、大きな装置の改造および工程の追加なく、様々な大きさの光学シートを製造することができる。
【0030】
本発明による光学シートの製造方法は、透光性を有するシートの表面に、マイクロレンズの材料となるレンズ材料を、前記シートの表面に仮定された1以上の矩形領域からの距離が、該矩形領域の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿っても遠くなるに従って大きな面積となるように吐出する第1のステップと、前記レンズ材料を硬化させて、前記マイクロレンズを形成する第2のステップとを有することを特徴とする。
【0031】
この製造方法によれば、シートの表面にレンズ材料が吐出された後に該レンズ材料を硬化させることにより、シート表面にマイクロレンズが形成される。該マイクロレンズは、矩形領域から遠くなるにしたがって面積が大きくなるように形成されるため、矩形領域から遠い位置に配置されたマイクロレンズほど焦点距離が長くなる。よって、上記製造方法によれば、矩形領域に適合する等輝度発光部を有する管状の光源と組み合わせたときに、該光源の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シートを製造することができる。また、上記製造方法によれば、大きな装置の改造および工程の追加なく、様々な大きさの光学シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0033】
(第1の実施形態)
<A.光学シート>
図1は、本発明の第1の実施形態の光学シート1の平面図である。光学シート1は、シート10と、該シート10上に配置された、「調光用ドットパターン」の一形態としての多数のマイクロレンズ12とから構成される。光学シート1は、全体として、入射面(マイクロレンズ12が形成されていない面)に入射した光を調光し、射出面(入射面の反対側の面)から射出する光学部材である。
【0034】
シート10は、透光性を有し、その材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ガラス、石英、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料などを用いることができる。
【0035】
マイクロレンズ12は、透光性を有する凸形状の樹脂である。マイクロレンズ12の材料としては、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。
【0036】
紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリゴマーおよびモノマーのうち少なくとも1種と光重合開始剤を含んだものからなる。
【0037】
紫外線硬化型アクリル系樹脂では、プレポリマーまたはオリゴマーとして、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。
【0038】
モノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、カルビトトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボリニルアクリレート、ジンクロペンテニルアクリレート、1,3−ブタンジオールアクリレート等の単官能性モノマー、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが挙げられる。
【0039】
光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、α,α−ジクロ−4−フェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、N,N−テトラエチル−4,4−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、1−フェニル−1、2−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなどのオキシム類、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高いという利点を有している。
【0040】
ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステル等を挙げることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得られたポリイミド系樹脂は可視光領域において、80%以上の透過率を有し、屈折率が1.7〜1.9と高いため、大きなレンズ効果が得られる。
【0041】
ここで、図2を用いてマイクロレンズ12の機能について説明する。図2は、同一の材料からなるマイクロレンズ12S,12M,12Lの断面図である。マイクロレンズ12S,12M,12Lの曲率半径rS,rM,rLの間には、rS<rM<rLの関係があり、マイクロレンズ12S,12M,12Lの焦点距離fS,fM,fLの間にはfS<fM<fLの関係がある。
【0042】
こうした構成のマイクロレンズ12S,12M,12Lに平行光が入射されると、射出光は互いに異なる焦点距離をもって集光される。これを射出光の拡散の観点から表現すれば、最も短い焦点距離fSを有するマイクロレンズ12Sを透過した光は最も強く拡散され、最も長い焦点距離fLを有するマイクロレンズ12Lを透過した光は最も弱く拡散される。このように、マイクロレンズ12は、その曲率半径に依存した強さで透過光を拡散させる機能を有する。なお、上述の焦点距離は、マイクロレンズ12の材料の屈折率にも依存し、同じ曲率半径であれば屈折率が大きいほど焦点距離は短くなる。
【0043】
光学シート1に含まれるマイクロレンズ12は、すべて略同一の直径および曲率半径を有しており、焦点距離も等しい。また、図1に示すように、マイクロレンズ12の配置密度は、仮想の矩形領域11において最も大きく、該矩形領域11からの距離が遠くなるほど小さくなっている。こうした分布は、矩形領域11の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿ってもなされている。よって、光学シート1は、矩形領域11に入射した光を最も強く拡散させ、該矩形領域11から遠い位置に入射した光ほど弱く拡散させることができる。このため、光学シート1の正面方向への透過率は、矩形領域11からの距離が遠いほど高くなる。ここで、矩形領域11は、後述する冷陰極管33の等輝度発光部331の形状に一致する。
【0044】
<B.バックライトユニット>
次に、図3および図4を用いて、光学シート1を備えたバックライトユニット500について説明する。図3は、バックライトユニット500および後述する液晶表示装置600を構成要素に分けて描いた斜視図であり、図4は、バックライトユニット500の構成要素の積層構造を示す模式断面図である。
【0045】
バックライトユニット500は、箱状のメタルフレーム31と、メタルフレーム31の底部に敷かれた反射シート32と、メタルフレーム31内に固定された「管状の光源」としての2本の冷陰極管33と、メタルフレーム31の上部を覆って配置された光学シート1と、光学シート1に重ねて配置されたBEF(Brightness Enhancement Film)20とを備えている。バックライトユニット500は、全体として、冷陰極管33から発せられた光を、BEF20の上面(本稿では「発光面」とも呼ぶ)から均一な状態で射出する光源装置である。
【0046】
ここで、反射シート32は、冷陰極管33から下方に射出された光を反射させて上方に戻し、光の利用効率を高める役割を果たす。また、BEF20は、2枚のプリズムシートを90度ずらして重ね合わせたもので、光学シート1から入射した拡散光を、BEF20の法線方向に集光して射出することができる。
【0047】
冷陰極管33は、管内壁に塗布された蛍光体に対し、管内に封入された水銀から紫外線を照射することによって可視光を発する光源である。冷陰極管33は、全長にわたって等輝度に発光するのが理想であるが、実際にはある発光輝度分布を有している。図5は、冷陰極管33の発光輝度分布の例を示したものである。このように、冷陰極管33は、両端部近傍を除いた等輝度発光部331ではほぼ一定の輝度で発光する一方、両端部近傍では急激に発光輝度が落ちる。この発光輝度分布は、以下に示すように光学シート1によって補正することができる。
【0048】
光学シート1は、矩形領域11が冷陰極管33の等輝度発光部331の形状と一致するようにつくられている。そして、矩形領域11と冷陰極管33の等輝度発光部331とが重なるように配置されている。こうした配置と、上述したマイクロレンズ12の配置密度の分布とによって、光学シート1は、冷陰極管33の輝度分布を均一に補正することができる。すなわち、冷陰極管33の等輝度発光部331の真上付近においては、高密度のマイクロレンズ12によって射出光を拡散させて光量を大きく低減させる一方で、冷陰極管33から遠い位置、ならびに冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域においては、マイクロレンズ12の配置密度を連続的に小さくして拡散を抑え、光量を確保することによって、冷陰極管33の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。この機能により、バックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源としているにも関わらず、発光面において均一な輝度で発光することができる。
【0049】
<C.電気光学装置>
次に、図3を用いて本発明の実施形態の電気光学装置について説明する。上述したバックライトユニット500の上に、液晶パネル50を配置することにより、「電気光学装置」としての液晶表示装置600を構成することができる。ここで、液晶パネル50は、透光性を有する一対の基板の間に封入された液晶の配向状態を制御することによって、透過光の偏光状態を操作し、該透過光を偏光板で選択透過させることによって表示を行う装置である。液晶表示装置600は、上述のバックライトユニット500を補助光源に持つため、ムラのない高品位な表示を行うことができる。
【0050】
<D.電子機器>
次に、図6を用いて本発明の実施形態の電子機器について説明する。図6は、表示部701に液晶表示装置600を備えた「電子機器」としての液晶テレビモニタ700の斜視図である。液晶テレビモニタ700は、上述した液晶表示装置600の機能により、ムラのない高品位な表示を行うことができる。
【0051】
<E.光学シートの製造方法>
続いて、図7から図10を用いて、光学シート1の製造方法について説明する。
【0052】
<E−1.液滴吐出装置の全体構成>
まず、光学シート1の製造に用いる液滴吐出装置300の全体構成について図7を用いて説明する。図7に示す液滴吐出装置300は、基本的には液状の材料111(レンズ材料12A)を吐出するためのインクジェット装置である。より具体的には、液滴吐出装置300は、液状の材料111を保持するタンク101と、チューブ110と、グランドステージGSと、吐出ヘッド部103と、ステージ106と、第1位置制御装置104と、第2位置制御装置108と、制御部112と、支持部104aとを備えている。
【0053】
吐出ヘッド部103は、ヘッド114(図8参照)を保持している。このヘッド114は、制御部112からの信号に応じて、液状の材料111の液滴を吐出する。なお、吐出ヘッド部103におけるヘッド114は、チューブ110によってタンク101に連結されており、このため、タンク101からヘッド114に液状の材料111が供給される。
【0054】
ステージ106はシート10を固定するための平面を提供している。さらにステージ106は、吸引力を用いてシート10の位置を固定する機能も有する。
【0055】
第1位置制御装置104は、支持部104aによって、グランドステージGSから所定の高さの位置に固定されている。この第1位置制御装置104は、制御部112からの信号に応じて、吐出ヘッド部103をX軸方向と、X軸方向に直交するZ軸方向と、に沿って移動させる機能を有する。さらに、第1位置制御装置104は、Z軸に平行な軸の回りで吐出ヘッド部103を回転させる機能も有する。ここで、本実施形態では、Z軸方向は、鉛直方向(つまり重力加速度の方向)に平行な方向である。
【0056】
第2位置制御装置108は、制御部112からの信号に応じて、ステージ106をグランドステージGS上でY軸方向に移動させる。ここで、Y軸方向は、X軸方向およびZ軸方向の双方と直交する方向である。
【0057】
上記のような機能を有する第1位置制御装置104の構成と第2位置制御装置108の構成とは、リニアモータまたはサーボモータを利用した公知のXYロボットを用いて実現できる。このため、ここでは、それらの詳細な構成の説明を省略する。
【0058】
さて上述のように、第1位置制御装置104によって、吐出ヘッド部103はX軸方向に移動する。そして、第2位置制御装置108によって、シート10はステージ106と共にY軸方向に移動する。これらの結果、シート10に対するヘッド114の相対位置が変わる。より具体的には、これらの動作によって、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118(図8参照)は、ステージ106に固定されたシート10に対して、Z軸方向に所定の距離を保ちながら、X軸方向およびY軸方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査する。「相対移動」または「相対走査」とは、液状の材料111を吐出する側と、そこからの吐出物が着弾する側(被吐出部)の少なくとも一方を他方に対して相対移動することを意味する。
【0059】
制御部112は、液状の材料111の液滴を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。制御部112は、受け取った吐出データを内部の記憶装置に格納するとともに、格納された吐出データに応じて、第1位置制御装置104と、第2位置制御装置108と、ヘッド114と、を制御する。なお、吐出データとは、シート10上に、液状の材料111を所定パターンで付与するためのデータである。本実施形態では、吐出データはビットマップデータの形態を有している。
【0060】
上記構成を有する液滴吐出装置300は、吐出データに応じて、ヘッド114のノズル118をシート10に対して相対移動させるとともに、被吐出部に向けてノズル118から液状の材料111を吐出する。
【0061】
<E−2.ヘッド>
図8(a)および(b)に示すように、液滴吐出装置300におけるヘッド114は、複数のノズル118を有するインクジェットヘッドである。具体的には、ヘッド114は、振動板126と、ノズル118の開口を規定するノズルプレート128と、を備えている。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、の間には、液たまり129が位置しており、この液たまり129には、図示しない外部タンクから孔131を介して供給される液状の材料111が常に充填される。
【0062】
また、振動板126とノズルプレート128との間には、複数の隔壁122が位置している。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、一対の隔壁122と、によって囲まれた部分がキャビティ120である。キャビティ120はノズル118に対応して設けられているため、キャビティ120の数とノズル118の数とは同じである。キャビティ120には、一対の隔壁122間に位置する供給口130を介して、液たまり129から液状の材料111が供給される。なお、本実施形態では、ノズル118の直径は、約27μmである。
【0063】
さて、振動板126上には、それぞれのキャビティ120に対応して、それぞれの振動子124が位置する。振動子124のそれぞれは、ピエゾ素子124Cと、ピエゾ素子124Cを挟む一対の電極124A,124Bとを含む。制御部112が、この一対の電極124A,124Bの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル118から液状の材料111の液滴Dが吐出される。ここで、ノズル118から吐出される材料の体積は、0pl以上42pl(ピコリットル)以下の間で可変である。なお、ノズル118からZ軸方向に液状の材料111の液滴Dが吐出されるように、ノズル118の形状が調整されている。
【0064】
本明細書では、1つのノズル118と、ノズル118に対応するキャビティ120と、キャビティ120に対応する振動子124と、を含んだ部分を「吐出部127」と表記することもある。この表記によれば、1つのヘッド114は、ノズル118の数と同じ数の吐出部127を有する。吐出部127は、ピエゾ素子の代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部127は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。
【0065】
<E−3.制御部>
次に、制御部112の構成を説明する。図9に示すように、制御部112は、入力バッファメモリ200と、記憶装置202と、処理部204と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208とを備えている。入力バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と、記憶装置202と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208とは、図示しないバスによって相互に通信可能に接続されている。
【0066】
走査駆動部206は、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部208は、ヘッド114と相互に通信可能に接続されている。
【0067】
入力バッファメモリ200は、液滴吐出装置300の外部に位置する外部情報処理装置(不図示)から、液状の材料111の液滴を吐出するための吐出データを受け取る。入力バッファメモリ200は、吐出データを処理部204に供給し、処理部204は吐出データを記憶装置202に格納する。図9では、記憶装置202はRAMである。
【0068】
処理部204は、記憶装置202内の吐出データに基づいて、被吐出部に対するノズル118の相対位置を示すデータを走査駆動部206に与える。走査駆動部206はこのデータと、吐出周期と、に応じたステージ駆動信号を第1位置制御装置104および第2位置制御装置108に与える。この結果、被吐出部に対する吐出ヘッド部103の相対位置が変わる。一方、処理部204は、記憶装置202に記憶された吐出データに基づいて、液状の材料111の吐出に必要な吐出信号をヘッド114に与える。この結果、ヘッド114における対応するノズル118から、液状の材料111の液滴Dが吐出される。
【0069】
制御部112は、CPU、ROM、RAM、バスを含んだコンピュータである。したがって、制御部112の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御部112は、専用の回路(ハードウェア)によって実現されてもよい。
【0070】
<E−4.液状の材料>
上述の「液状の材料111」とは、ヘッド114のノズル118から液滴Dとして吐出されうる粘度を有する材料をいう。ここで、液状の材料111が水性であると油性であるとを問わない。ノズル118から吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。ここで、液状の材料111の粘度は1mPa・s以上50mPa・s以下であるのが好ましい。粘度が1mPa・s以上である場合には、液状の材料111の液滴Dを吐出する際にノズル118の周辺部が液状の材料111で汚染されにくい。一方、粘度が50mPa・s以下である場合は、ノズル118における目詰まり頻度が小さく、このため円滑な液滴Dの吐出を実現できる。本実施形態で用いるレンズ材料12Aは、上述の条件を満たす液状の材料111である。
【0071】
<E−5.製造工程>
続いて、図10を参照しながら、上述の液滴吐出装置300を用いた光学シート1の製造工程について説明する。
【0072】
まず、撥液処理工程において、シート10の表面に撥液処理を施す(図10(a))。撥液処理は、CF4プラズマ等によって行われる。
【0073】
図10(b)に示す吐出工程では、シート10は液滴吐出装置300のステージ106に運ばれ、液滴吐出装置300によって液状のレンズ材料12Aを吐出される。より具体的には、液滴吐出装置300は、ヘッド114の吐出部127から、シート10の表面に、矩形領域11からの距離が遠いほど小さな配置密度となるようにレンズ材料12Aを吐出する。付与されたレンズ材料12Aは、その表面張力およびシート10表面の撥液性により、シート10上に濡れ広がらずに一定の曲率半径を有するレンズ形状を保って配置される。レンズ形状を有する各々のレンズ材料12Aは、一滴の液滴から形成されてもよいし、複数の液滴から形成されてもよい。この工程が、本発明における「第1のステップ」に対応する。
【0074】
図10(c)に示す硬化工程では、レンズ材料12Aを硬化させてマイクロレンズ12を形成する。硬化は、レンズ材料12Aに紫外線を照射することによって行われる。この工程が、本発明における「第2のステップ」に対応する。以上の工程を経て、光学シート1が完成する。
【0075】
こうして得られた光学シート1には、マイクロレンズ12が、矩形領域11から遠くなるに従って配置密度が小さくなるように形成されている。よって、上記製造方法によれば、矩形領域11に適合する等輝度発光部331を有する冷陰極管33と組み合わせたときに、該冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シート1を製造することができる。また、上記製造方法によれば、大きな装置の改造および工程の追加なく、様々な大きさの光学シート1を製造することができる。
【0076】
(第2の実施形態)
図11は、本発明の第2の実施形態の光学シート2の平面図である。光学シート2は、シート10と、該シート10上に配置された、「調光用ドットパターン」の一形態としての多数のマイクロレンズ12とから構成される。光学シート2は、マイクロレンズ12の形状および配置を除くと第1の実施形態で説明した光学シート1と同様の構成および機能を有するので、以下では、相違点を中心に説明する。
【0077】
光学シート2に含まれるマイクロレンズ12の面積は、仮想の矩形領域11の近傍において最も大きく、該矩形領域11からの距離が遠くなるほど小さくなっている。また、図12(e)に示す光学シート2の断面図からも分かるように、面積の大きなマイクロレンズ12ほど曲率半径が小さく、換言すれば焦点距離が短くなっている。こうした分布は、矩形領域11の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿ってもなされている。焦点距離の小さなマイクロレンズ12ほど入射光を強く拡散させるので、光学シート2は、矩形領域11に入射した光を最も強く拡散させ、該矩形領域11から遠い位置に入射した光ほど弱く拡散させることができる。このため、光学シート2の正面方向への透過率は、矩形領域11からの距離が遠いほど高くなる。
【0078】
光学シート2は、第1の実施形態に示した光学シート1と同様に、冷陰極管33と組み合わせてバックライトユニット500を構成することができる(図3参照)。光学シート2は、矩形領域11が冷陰極管33の等輝度発光部331の形状と一致するようにつくられている。そして、矩形領域11と冷陰極管33の等輝度発光部331とが重なるように配置されている。こうした配置と、上述したマイクロレンズ12の焦点距離の分布とによって、光学シート2は、冷陰極管33の輝度分布を均一に補正することができる。すなわち、冷陰極管33の等輝度発光部331の真上付近においては、焦点距離の短い(曲率半径の小さな)マイクロレンズ12によって射出光を拡散させて光量を大きく低減させる一方で、冷陰極管33から遠い位置、ならびに冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域においては、マイクロレンズ12の焦点距離を連続的に長くして(曲率半径を連続的に大きくして)拡散を抑え、光量を確保することによって、冷陰極管33の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。この機能により、バックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源としているにも関わらず、発光面において均一な輝度で発光することができる。
【0079】
続いて、図12を用いて、光学シート2の製造方法について説明する。
【0080】
まず、撥液処理工程において、シート10の表面に撥液処理を施す(図12(a))。撥液処理は、CF4プラズマ等によって行われる。
【0081】
図12(b)に示す第1吐出工程では、シート10は液滴吐出装置300のステージ106に運ばれ、液滴吐出装置300によって液状のレンズ材料12Aを吐出される。より具体的には、液滴吐出装置300は、ヘッド114の吐出部127から、シート10の表面に、一様な密度および面積でレンズ材料12Aを吐出する。付与されたレンズ材料12Aは、その表面張力およびシート10表面の撥液性により、シート10上に濡れ広がらずに一定の曲率半径を有するレンズ形状を保って配置される。レンズ形状を有する各々のレンズ材料12Aは、一滴の液滴から形成されてもよいし、複数の液滴から形成されてもよい。
【0082】
図12(c)の第1硬化工程では、レンズ材料12Aを硬化させてマイクロレンズ121を形成する。硬化は、レンズ材料12Aに紫外線を照射することによって行われる。
【0083】
図12(d)の第2吐出工程では、シート10は液滴吐出装置300によって再度液状のレンズ材料12Aを吐出される。より具体的には、液滴吐出装置300は、ヘッド114の吐出部127から、上記第1硬化工程で硬化されたマイクロレンズ121の上に、レンズ材料12Aを吐出する。このとき、矩形領域11から近い位置にあるマイクロレンズ121ほど、多くのレンズ材料12Aが吐出されるとともに、レンズ材料12Aが小さな曲率半径をもって配置される。また、これにともなって、矩形領域11からの位置が近いほど、レンズ材料12Aが大きな面積で配置されることになる。この工程が、本発明における「第1のステップ」に対応する。
【0084】
図12(e)の第2硬化工程では、上記第2吐出工程で吐出されたレンズ材料12Aを硬化させてマイクロレンズ12を形成する。硬化は、レンズ材料12Aに紫外線を照射することによって行われる。この工程が、本発明における「第2のステップ」に対応する。以上の工程を経て、光学シート2が完成する。
【0085】
このように、本実施形態では、レンズ材料12Aを2回に分けて吐出することにより、矩形領域11に近い位置ほど曲率半径の小さな(焦点距離の短い)マイクロレンズ12を形成することができる。よって、上記製造方法によれば、矩形領域11に適合する等輝度発光部331を有する冷陰極管33と組み合わせたときに、該冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シート2を製造することができる。また、上記製造方法によれば、大きな装置の改造および工程の追加なく、様々な大きさの光学シート2を製造することができる。
【0086】
(第3の実施形態)
図13は、本発明の第3の実施形態の光学シート3の平面図である。光学シート3は、シート10と、該シート10上に配置された、「調光用ドットパターン」の一形態としての多数のマイクロレンズ12とから構成される。光学シート3は、マイクロレンズ12の形状および配置を除くと第1の実施形態で説明した光学シート1と同様の構成および機能を有するので、以下では、相違点を中心に説明する。
【0087】
光学シート3に含まれるマイクロレンズ12の面積は、仮想の矩形領域11の近傍において最も小さく、該矩形領域11からの距離が遠くなるほど大きくなっている。また、図14(c)に示す光学シート3の断面図からも分かるように、各々のマイクロレンズ12の厚さは略同等なので、面積の小さなマイクロレンズ12ほど曲率半径が小さく、換言すれば焦点距離が短くなっている。こうした分布は、矩形領域11の短辺に平行な方向および長辺に平行な方向のいずれに沿ってもなされている。焦点距離の小さなマイクロレンズ12ほど入射光を強く拡散させるので、光学シート3は、矩形領域11に入射した光を最も強く拡散させ、該矩形領域11から遠い位置に入射した光ほど弱く拡散させることができる。このため、光学シート3の正面方向への透過率は、矩形領域11からの距離が遠いほど高くなる。
【0088】
光学シート3は、第1の実施形態に示した光学シート1と同様に、冷陰極管33と組み合わせてバックライトユニット500を構成することができる(図3参照)。光学シート3は、矩形領域11が冷陰極管33の等輝度発光部331の形状と一致するようにつくられている。そして、矩形領域11と冷陰極管33の等輝度発光部331とが重なるように配置されている。こうした配置と、上述したマイクロレンズ12の焦点距離の分布とによって、光学シート3は、冷陰極管33の輝度分布を均一に補正することができる。すなわち、冷陰極管33の等輝度発光部331の真上付近においては、焦点距離の短い(曲率半径の小さな)マイクロレンズ12によって射出光を拡散させて光量を大きく低減させる一方で、冷陰極管33から遠い位置、ならびに冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域においては、マイクロレンズ12の焦点距離を連続的に長くして(曲率半径を連続的に大きくして)拡散を抑え、光量を確保することによって、冷陰極管33の、両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することができる。この機能により、バックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源としているにも関わらず、発光面において均一な輝度で発光することができる。
【0089】
続いて、図14を用いて、光学シート3の製造方法について説明する。
【0090】
まず、撥液処理工程において、シート10の表面に撥液処理を施す(図14(a))。撥液処理は、CF4プラズマ等によって行われる。
【0091】
図14(b)の吐出工程では、シート10は液滴吐出装置300のステージ106に運ばれ、液滴吐出装置300によって液状のレンズ材料12Aを吐出される。より具体的には、液滴吐出装置300は、ヘッド114の吐出部127から、シート10の表面に、矩形領域11からの距離が遠いほど面積が大きくなるようにレンズ材料12Aを吐出する。付与されたレンズ材料12Aは、その表面張力およびシート10表面の撥液性により、シート10上に濡れ広がらずに固有の曲率半径を有するレンズ形状を保って配置される。レンズ形状を有する各々のレンズ材料12Aは、一滴の液滴から形成されてもよいし、複数の液滴から形成されてもよい。この工程が、本発明における「第1のステップ」に対応する。
【0092】
図14(c)の硬化工程では、レンズ材料12Aを硬化させてマイクロレンズ12を形成する。硬化は、レンズ材料12Aに紫外線を照射することによって行われる。この工程が、本発明における「第2のステップ」に対応する。以上の工程を経て、光学シート3が完成する。
【0093】
こうして得られた光学シート3には、マイクロレンズ12が、矩形領域11から遠くなるに従って面積が大きくなるように(焦点距離が長くなるように)形成されている。よって、上記製造方法によれば、矩形領域11に適合する等輝度発光部331を有する冷陰極管33と組み合わせたときに、該冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シート3を製造することができる。また、上記製造方法によれば、大きな装置の改造および工程の追加なく、様々な大きさの光学シート3を製造することができる。
【0094】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【0095】
(変形例1)
上述した第1の実施形態の光学シート1および第2の実施形態の光学シート2において、マイクロレンズ12は遮光剤を含んでいてもよい。このようなマイクロレンズ12は、入射光の少なくとも一部を遮光する効果を有する。よって、矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の配置密度が小さくなる光学シート1、および矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の面積が小さくなる光学シート2のいずれも、矩形領域11に入射した光を最も高い割合で遮光し、該矩形領域11から遠い位置に入射した光の遮光率を連続的に低くしていくことができる。このため、こうした光学シート1または光学シート2を備えるバックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、発光面において均一な輝度で発光することができる。なお、遮光剤の濃度を高めていくと、マイクロレンズ12が本来有する拡散効果が弱まるため、光学シート1,2に重ねて拡散効果を有するシートを別途配置することが好ましい。
【0096】
上記遮光剤を含むマイクロレンズ12を製造するためには、液滴吐出装置300が吐出する液状のレンズ材料12Aに予め遮光剤を調合しておけばよい。遮光剤としては、酸化チタン、酸化バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ニッケル、水酸化カルシウム、酸化セリウム、硫化リチウム、チタン酸バリウム、四三酸化鉄、メタクリル樹脂粉末、雲母、陶土粉末、カオリン、ベントナイト、群粉末、金粉末、パルプ繊維などを挙げることができ、これらのうち一種、または複数種を混合して用いることができる。
【0097】
(変形例2)
上述した第1の実施形態の光学シート1および第2の実施形態の光学シート2において、マイクロレンズ12は拡散剤を含んでいてもよい。このようなマイクロレンズ12は、マイクロレンズ12が本来的に有する拡散効果とは別に、付加的な拡散効果を有する。よって、矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の配置密度が小さくなる光学シート1、および矩形領域11から距離が遠くなるにつれてマイクロレンズ12の面積が小さくなる光学シート2のいずれも、矩形領域11に入射した光を最も強く拡散し、該矩形領域11から遠い位置に入射した光ほど拡散を弱くすることができる。すなわち、入射光の正面方向への透過率は、矩形領域11からの距離が遠いほど高くなる。このため、こうした光学シート1または光学シート2を備えるバックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、発光面において均一な輝度で発光することができる。
【0098】
上記拡散剤を含むマイクロレンズ12を製造するためには、液滴吐出装置300が吐出する液状のレンズ材料12Aに予め拡散剤を調合しておけばよい。拡散剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物、酸化ケイ素、ガラスビーズ、ガラス粉末、ガラス繊維、液体シリコン、水晶粉末、金メッキ樹脂ビーズ、コレステリック液晶液などを挙げることができ、これらのうち一種、または複数種を混合して用いることができる。
【0099】
(変形例3)
上述した第1の実施形態の光学シート1および第2の実施形態の光学シート2においては、「調光用ドットパターン」としてマイクロレンズ12を用いているが、これに代えて、遮光効果を有し、立体形状を有さない印刷ドットパターンを用いてもよい。具体的には、光学シート1においては、マイクロレンズ12に代えて、矩形領域11から距離が遠くなるにつれて配置密度が小さくなる印刷ドットパターンを、また、光学シート2においては、同じく矩形領域11から距離が遠くなるにつれて面積が小さくなる印刷ドットパターンを用いることができる。これらの光学シート1,2は、いずれも矩形領域11に入射した光を最も高い割合で遮光し、該矩形領域11から遠い位置に入射した光の遮光率を連続的に低くしていくことができる。このため、こうした光学シート1または光学シート2を備えるバックライトユニット500は、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、発光面において均一な輝度で発光することができる。なお、本変形例の光学シート1,2は拡散効果をもたないため、光学シート1,2に重ねて拡散効果を有するシートを別途配置することが好ましい。また、個々の印刷ドットパターンの形状は、円形、楕円形、長方形等、任意の形状とすることができる。
【0100】
(変形例4)
上述した各実施形態では、バックライトユニット500の冷陰極管33は2本であるとしたが、本稿はこれに限定する趣旨ではない。バックライトユニット500の大きさ、および要求される輝度などに応じて、任意の数の冷陰極管33を任意の位置に配置することができる。この場合において、光学シート1(2,3)における矩形領域11は、各々の冷陰極管33の等輝度発光部331に対応する位置および大きさに合わせて設定する。こうした構成によれば、両端部近傍に低輝度領域を有する冷陰極管33を光源とした場合であっても、冷陰極管33の本数や配置によらず均一な輝度で発光するバックライトユニット500が得られる。
【0101】
(変形例5)
上述した各実施形態では、液滴吐出装置300を用いて光学シート1(2,3)を製造したが、これに代えて、フォトリソグラフィー法、射出成型法、金型を用いて転写する方法等を用いてもよい。このような製造方法によっても、光学シート1(2,3)を製造することができる。
【0102】
(変形例6)
上述した各実施形態において、マイクロレンズ12は楕円形であってもよい。こうした構成によっても、冷陰極管33の両端部近傍の低輝度領域を含む輝度分布を均一に補正することが可能な光学シートが得られる。
【0103】
(変形例7)
上述した第1の実施形態、第2の実施形態、および変形例3の光学シート1,2における調光用ドットパターン(マイクロレンズ12または印刷ドットパターン)は、その裏面(すなわちバックライトユニット500に組み込まれたときに冷陰極管33と対向する面)が反射板となっていてもよい。この構成によれば、冷陰極管33から発せられた光のうち上記調光用ドットパターンに入射した光は反対方向へ向けて反射され、その後反射シート32で再び反射されてバックライトユニット500の発光面の方向へ進む。そして調光用ドットパターンの裏面と反射シート32との間を繰り返し反射しながら、拡散によって調光用ドットパターン以外の領域に入射した光がバックライトユニット500の発光面から射出される。
【0104】
このように、上記構成の光学シート1,2によれば、冷陰極管33からの光を効率的に発光面に導くことが可能である。よって、バックライトユニット500の発光輝度の均一性を維持しながら輝度を向上させることができ、輝度を一定とする場合にはバックライトユニット500の消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0105】
【図1】第1の実施形態の光学シートの平面図。
【図2】マイクロレンズの機能を説明するための断面図。
【図3】第1の実施形態のバックライトユニットおよび液晶表示装置を構成要素に分けて描いた斜視図。
【図4】第1の実施形態のバックライトユニットの積層構造を示す模式断面図。
【図5】冷陰極管の発光輝度分布を示す図。
【図6】第1の実施形態の液晶テレビモニタの斜視図。
【図7】液滴吐出装置を示す斜視図。
【図8】液滴吐出装置におけるヘッドの一部を示し、(a)は斜視図、(b)は側断面図。
【図9】液滴吐出装置における制御部の機能ブロック図。
【図10】第1の実施形態の光学シートの製造工程を示す断面図。
【図11】第2の実施形態の光学シートの平面図。
【図12】第2の実施形態の光学シートの製造工程を示す断面図。
【図13】第3の実施形態の光学シートの平面図。
【図14】第3の実施形態の光学シートの製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
【0106】
1,2,3…光学シート、10…シート、11…矩形領域、12…「調光用ドットパターン」としてのマイクロレンズ、12A…レンズ材料、20…BEF、31…メタルフレーム、32…反射シート、33…「管状の光源」としての冷陰極管、50…液晶パネル、300…液滴吐出装置、331…等輝度発光部、500…バックライトユニット、600…「電気光学装置」としての液晶表示装置、700…「電子機器」としての液晶テレビモニタ。




 

 


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