(57)【要約】【課題】より多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる面発光装置を提供すること。【解決手段】光源１と、光源１からの光が入光する側面２ｃと、入光した光が出光する上面２ａ及び下面２ｂと、を有する導光板２と、を備えた面発光装置Ａにおいて、導光板２の上面２ａ側又は下面２ｂ側に半透過ミラー４を設け、半透過ミラー４が、表面に反射材のパターンが設けられた光透過板からなることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、
前記導光板の上面側又は下面側に半透過ミラーを設け、
前記半透過ミラーが、表面に反射材のパターンが設けられた光透過板からなることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記反射材のパターンが、前記導光板の上面と下面との出光比率に応じて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記反射材が銀であることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
【請求項４】
光源と、
該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、
前記導光板の上面側又は下面側に偏光選択性を有する半透過ミラーを設けたことを特徴とする面発光装置。
【請求項５】
前記半透過ミラーが、直線偏光に対する選択性を有することを特徴とする請求項４に記載の面発光装置。
【請求項６】
前記半透過ミラーが、円偏光に対する選択性を有し、
前記導光板の上面側及び下面側にそれぞれ位相差板を設けたことを特徴とする請求項４に記載の面発光装置。
【請求項７】
前記導光板の上面側又は下面側に光学機能フィルムを更に設けたことを特徴とする請求項１又は４に記載の面発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる面発光装置に関連する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示板等を照明する装置として、フロントライト或いはバックライトと称される面発光装置が提案されている。また、特許文献１乃至３に開示されるように、２枚の液晶表示板を張り合わせて両面表示型とした液晶表示装置も提案されており、携帯電話の表示装置等として用いられている。
【０００３】
このような両面表示型の液晶表示装置のうち、例えば、特許文献３に示すように、面発光装置の両面に液晶セルを配置する場合、各液晶セルに対する出光比率を調節することが必要となる。例えば、一方の液晶セルは他方の液晶セルよりも明るく発光させるという要望がある。
【０００４】
このような両面発光を行う場合、例えば、透明板の表面に金属膜を被覆した半透過ミラーや誘電体多層膜を用いた半透過ミラーを面発光装置の一方の出光面に配置し、面発光装置からの光を双方向に出光することが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９８２９１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８５１９号公報
【特許文献３】特開２００２−１８９２３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金属膜を被覆した半透過ミラーでは、金属膜による光の吸収量が大きく、透過量を高くする場合は金属膜を薄くする必要があり、光量を十分に得られない。また、誘電体多層膜を用いた半透過ミラーでは、可視域全体に渡って光を均等に減衰させるためには、多くの層を積層しなければならず、コスト高になる他、膜を多層積層することで、剥離、割れなどの問題も生じる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、より多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる面発光装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光源と、該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、前記導光板の上面側又は下面側に半透過ミラーを設け、前記半透過ミラーが、表面に反射材のパターンが設けられた光透過板からなることを特徴とする面発光装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、光源と、該光源からの光が入光する側面と、入光した光が出光する上面及び下面と、を有する導光板と、を備えた面発光装置において、前記導光板の上面側又は下面側に偏光選択性を有する半透過ミラーを設けたことを特徴とする面発光装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る面発光装置Ａを、両面表示型の液晶表示装置に適用した例を示す概略図である。また、図２は、図１の液晶表示装置の構成を示す分解断面図である。
【００１２】
この液晶表示装置は、面発光装置Ａの上面側及び下面側にそれぞれ液晶セルＢが設けられており、観察者は、それぞれの液晶セルに表示される画像を楽しむことができ、また、面発光装置Ａは、上下の双方向に発光し、各液晶セルＢをそれぞれ照明する。
【００１３】
面発光装置Ａは、光源１と、導光板２と、光学機能フィルム３と、半透過ミラー４と、を有し、導光板２、光学機能フィルム３及び半透過ミラー４は、いずれも方形状であり、上下方向に積層されている。
【００１４】
光源１は、線状光源であって、例えば、冷陰極管であり、その長手方向が導光板２の側面に沿うように配置されている。反射体１ａは、光源１の周囲を覆うようにして設けられており、光源１ａからの光が導光板２へ効率よく入射するように内面が鏡面で形成されている。なお、本実施形態では、光源１として線状光源を用いているが、ＬＥＤ等による点光源も採用可能である。
【００１５】
導光板２は、例えば、光学ガラス、合成樹脂等からなる板状の部材であって、好ましくは、透明な基板からなる。本実施形態の場合、導光板２は、上方の液晶セルＢに対する出光面となる上面２ａと、上面２ａの反対面であり、下方の液晶セルＢに対する出光面となる下面２ｂと、側面２ｃと、を有する方形状を成しており、４つの側面２ｃのうちの一つに対して光源１からの光が入射するように構成している。なお、導光板２は、このように方形状の板が最適であるが、その形状はこれに限られず、種々の形状を採用できる。
【００１６】
光学機能フィルム３は、例えば、拡散板やプリズムシートであり、上下方向への出光量を向上させ、また、光量のむらを抑えるためのものである。この光学機能フィルム３は必ずしも設ける必要はないが、出光量の向上及び光量のむらを抑えるために設けることが望ましいことは言うまでもない。また、本実施形態では、導光板２の上面２ａ側と下面２ｂ側との双方にこの光学機能フィルム３を設けているが、いずれか一方の側でもよい。また、この光学機能フィルム３に代えて、導光板２の表面に直接拡散パターンやプリズム溝を施すようにしてもよい。
【００１７】
半透過ミラー４は、面発光装置Ａの上面側と下面側とで出光比率を調節するためのものであり、光透過板の表面に反射材のパターンが設けられたものである。本実施形態では、導光板２の下面２ｂ側に設けられているが、上面２ａ側に設けられてもよく、いずれか一方の側にのみ設けられる。
【００１８】
光透過板としては、透明又は半透明の光学ガラス、合成樹脂等が挙げられる。反射材としては、光吸収性の低い銀が最適である。尤も、本実施形態の場合、反射材により光透過板の表面を全体に渡って被覆するものではないので、光反射性を有する他の金属等を採用しても、従来のように光透過板の表面を全体に渡って金属膜で被覆したものに比べれば出光量が優ることはいうまでもない。
【００１９】
本実施形態では、反射材のパターンを光透過板の表面に設けることにより、光透過板の表面において、反射材が施された部分と、反射材が施されていない部分（光透過板の表面が露出した部分）と、が混在する。そして、導光板２から出光した光の一部は反射材に反射され、残りの光は光透過板を通過することとなる。従って、導光板２の上面２ａ側と下面２ｂ側の出光比率は、反射材のパターンが施された部分の面積と、光透過板の表面が露出した部分の面積と、により定められ、所望の出光比率に応じて反射材のパターンが施された部分の面積を定めることができる。
【００２０】
このパターンとしては、任意のパターンが採用できるが、明るさにむらが発生しないようなパターンを採用することが望ましく、その大きさ又は幅が、例えば、２乃至３００μｍであることが望ましい。また、光透過板の表面の各領域において均一に設けられることが望ましい。
【００２１】
図３（ａ）及び（ｂ）は、反射材のパターンの例を示した図であり、反射材４ａ（黒色部分）が光透過板４ｂの表面に施されている。白色部分は光透過板４ｂの表面が露出している部分を示している。図３（ａ）の例では、ドット状の複数の反射材４ａを左右上下に整列配置させている。この反射材４ａのドット形状は、図に示すように正方形であってもよいし、円形であってもよい。また、各ドットの形状が必ずしも同じである必要はなく、異なる大きさ、形状であってもよい。図３（ｂ）の例では、ライン状の複数の反射材４ａを上下に略平行に整列配置している。このようなパターンも採用可能である。
【００２２】
このような反射材のパターンを設ける方法としては、例えば、光透過板に対する反射材の印刷、マスク成膜、エッチング等の加工方法を挙げることができる。
【００２３】
係る構成からなる面発光装置Ａでは、導光板２の上面２ａ及び下面２ｂから出光する光のうち、下面２ｂから出光する光は、半透過ミラー４で反射される場合（図２のｘ）と、反射されない場合（図２のｙ）と、が生じ、上面２ａ側からは上面２ａへ直接出光した光と下面２ｂから出光して半透過ミラー４で反射された光との合成となり、上面２ａ側の液晶セルＢの方が明るくなる。
【００２４】
すなわち、比較的簡単な構成でありながら、半透過ミラー４に施された反射材のパターンにより上下の出光比率を調節することができる。この際、半透過ミラー４の表面には、従来のように金属膜が全体に渡って被覆されているのではないので、光の吸収量が減少し、より大きな光量を得ることができ、更に、反射材として銀を用いた場合いはこの効果が顕著となる。また、反射材のパターンの面積により、この出光比率を自在に調節することができる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、半透過ミラー４として、光透過板の表面に反射材のパターンを設けたものを採用したが、これに代えて、偏光選択性を有するもの、例えば、偏光フィルムを採用してもよい。偏光選択性を有する半透過ミラー４を用いた場合にも、図２に示すように導光板２の下面２ｂ側に設けられてもよいし、上面２ａ側に設けてもよく、いずれか一方の側にのみ設けられる。
【００２６】
そのような偏光選択性として、直線偏光に対する選択性を有するものを採用することもできる。この場合、半透過ミラー４に入射した光は、光の波の成分のうち、縦波か横波かのいずれかがこれを透過し、他方は反射することになる。従って、上記第１実施形態の場合と同様に、２つの液晶セルＢのうち、いずれか一方を明るくすることができ、出光比率を調節できる。しかも、半透過ミラー４において光の吸収がないのでより大きな出光量を得られる。
【００２７】
なお、このように偏光選択性を有する半透過ミラー４を採用する際に使用される導光板および光学フィルムの複屈折特性が小さく偏光特性が保持される場合には、液晶セルＢを構成する偏光フィルムの偏光方向と、面発光装置Ａから出光する光の偏光方向とを一致させることが必要となる。例えば、図２の構成において、上側の液晶セルＢが縦波を透過し、下側の液晶セルＢが横波を透過するものであるとすると、半透過ミラー４は、縦波を反射し横波を透過する偏光選択性を有するものである必要がある。
【００２８】
次に、偏光選択性を有する半透過ミラー４として、円偏光に対する選択性を有するものを採用することもできる。この場合、半透過ミラー４に入射した光は、光の成分のうち、右円偏光か左円偏光かによってこれを透過又は反射することとなる。従って、この場合も、２つの液晶セルＢのうち、いずれか一方を明るくすることができ、出光比率を調節できる。この例の場合も、半透過ミラー４において光の吸収がないのでより大きな出光量を得られる。
【００２９】
なお、円偏光に対する選択性を有する半透過ミラー４を採用する際に使用される導光板および光学フィルムの複屈折特性が小さく偏光特性が保持される場合には、図４に示すように、λ／４位相差板５を設けると、効率よく液晶セルに光を導入することができる。同図に示すように、透過光及び反射光の双方を直線偏光に変換するため、λ／４位相差板５は、導光板２の上面２ａ側及び下面２ｂ側の双方に設けている。
【００３０】
なお、円偏光に対して選択性を有する半透過ミラー４を採用した場合も、液晶セルＢを構成する偏光フィルムの偏光方向と、面発光装置Ａから出光する光の偏光方向とを一致させることが必要となることはいうまでもない。
【００３１】
さて、図４の例において、半透過ミラー４が右円偏光を反射する選択性を有するものとすると、導光板２の上面２ａ及び下面２ｂから出光する光のうち、下面２ｂから出光する光の右円偏光は半透過ミラー４で反射され（図４のｍ）、左円偏光は反射されない場合（図４のｎ）ため、上面２ａ側からは上面２ａへ直接出光した光と下面２ｂから出光して半透過ミラー４で反射された右円偏光との合成となり、上面２ａ側の液晶セルＢの方が明るくなる。
【００３２】
このように、半透過ミラー４として偏光選択性を有するものを採用した場合にも、従来よりも多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の面発光装置によれば、より多くの光量を得ることができると共に、比較的簡単な構成で出光比率を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る面発光装置Ａを、両面表示型の液晶表示装置に適用した例を示す概略図である。
【図２】図１の液晶表示装置の構成を示す分解断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、反射材のパターンの例を示した図である。
【図４】本発明の第２実施形態を採用した場合における液晶表示装置の構成を示す分解断面図である。
【符号の説明】
Ａ  面発光装置
Ｂ  液晶セル
１  光源
２  導光板
３  光学機能シート
４  半透過ミラー
５  λ／４位相差板
【図１】
2004227856.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004227856.tif 000006