(57)【要約】【課題】  光源から照射される光量を増幅してバックライトモジュールの輝度を高めることのできる光学拡散素子を提供する。【解決方法】  板体有し、該板体の一方の面の側に複数の光源を設け、該光源から照射される光線を拡散して均一に放射する光学拡散素子であって、  該板体が長、短軸を具える複数の光学微細構造を含み、かつそれぞれの該光学微細構造の長軸が、該光源の延伸する方向と略平行して配列される。【選択図】  図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
板体有し、該板体の一方の面の側に複数の光源を設け、該光源から照射される光線を拡散して均一に放射する光学拡散素子であって、
該板体が長、短軸を具える複数の光学微細構造を含み、かつそれぞれの該光学微細構造の長軸が、該光源の延伸する方向と略平行して配列されることを特徴とする光学拡散素子。
【請求項２】
板体を有し、該板体が長、短軸を具える複数の光学微細構造を含み、かつそれぞれの該光学微細構造の短軸が、該光源の延伸する方向と略直行して配列されることを特徴とする光学拡散素子。
【請求項３】
前記板体が、入射面と該入射面に対向する放射面とを具え、複数の光源を該入射面の下方に設け、該光学微細構造を該放射面上に設け、かつ該光源上の該光源に対応する位置に該光学微細構造を密集して配列することを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の光学拡散素子。
【請求項４】
前記光学微細構造が該放射面において楕円形を呈することを特徴とする請求項３に記載の光学拡散素子。
【請求項５】
前記光学微細構造が楕円形の半球状か、菱型の柱状か、直方体の柱状であることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の光学拡散素子。
【請求項６】
前記板体が、入射面と該入射面に対向する放射面とを具え、複数の光源を該入射面の下方に設け、該光学微細構造を該放射面上に設け、かつ該光源と該光学拡散素子との間に第１液晶パネルを設け、該光学拡散素子の上方に第２液晶パネルを設けて、画像表示の立体的な表現を行うように構成する請求項１、もしくは請求項２に記載の光学拡散素子。
【請求項７】
前記光学微細構造が、さらに該入射面に設けられることを特徴とする請求項３か、請求項４か、もしくは請求項７のいずれかに記載の光学拡散素子。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は光学拡散素子に関し、特にバックライトモジュールに応用され、光源から照射される光線を効率よく分散して、バックライトモジュール全体の木戸を高めることのできる光学拡散素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックライトモジュールとは、製品の背面において光源となるモジュールを指す。目下情報製品、通信製品、消費性製品などに応用されている。具体的には、例えば液晶表示装置、フィルムスキャナ、スライド映写機などが挙げられる。
【０００３】
バックライトモジュールは光線が入射する位置の違いからエッジライト方式と直下型方式の二種類に分けられる。エッジライト方式は、通常モバイルタイプのコンピュータなどの節電が求められ、かつ装置がスリムで軽量であることが望まれる製品に用いられる。この軽量でスリムであることを達成するために、通常バックライトモジュールは光源を一方の側に設置し、光源から照射される光線を導光板で表示パネルにガイドする。
【０００４】
通常直下型方式のバックライトモジュールは、例えばテレビジョンなどの高い輝度を必要とする製品に応用される。図１に開示する従来の直下型方式のバックライトモジュール１は、ハウジング１１を具え、一般にハウジング１１の内面には光を反射する作用を有する反射塗料を塗布するか、もしくは反射シート１２を貼着して光線を反射させる。また、所定の間隔をおいて複数の光源１３を配設する。光源１３の情報には拡散板１４を設け、拡散板１４上に１、もしくは１以上の拡散シート１５と、及び１、もしくは１以上の光増幅シート１６を設けてなり、液晶パネル１７に連結して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶表示装置を構成する。
【０００５】
前記拡散板、もしくは拡散シートなどの光学拡散素子は、通過する光線を均一に拡散する作用のみを具え、液晶モジュールの明暗領域現象を改善する効果には限りがある。このため、一部のバックライトモジュールは光源１２と拡散板１３との間隔を意識的に長く取っている。これは、それぞれの光源１２から拡散板１３に光線が進入する範囲を拡張し、暗い領域を縮小することを目的とする。但し、係る構造は、その効果に限りがあるのみならず、バックライトモジュールの厚さが増し、液晶モジュールをスリム、軽量化するという商品開発の方向に悖るものである。
【０００６】
既存の光学拡散素子は二種類の製造形態を有する。一つは、基本材料の表面に拡散陽の微細な構造を形成するものであって、他の一つは微粒子を基本材料の表面に塗布するか、もしくは微粒子を基本材料に混入させるものである。
【０００７】
微粒子を塗布する場合は、高い均一性と製造工程における高い歩留まりを達成することが難しく、粒子の塗布できる量も制限を受けるため、拡散率を高めることができない。同時に、他の素子を摩擦で傷つける恐れがある。
【０００８】
微粒子を混入させる方法は拡散率を高めることができないが、透過率は比較的低くなる。
【０００９】
上述する基本材料の表面に微細構造を形成する方法には二種類の形態がある。一つは不規則な起伏を有する曇りガラス式の構造であって、他の一つは規則的なレンズアレイ構造である。該曇りガラス式の構造は、比較的早い時期に用いられた光拡散構造であって、拡散率が低く、拡散方向もランダムで、冷陰極管から照射される光線を特定の方向に拡散させることができない。
【００１０】
柱状のレンズアレイは、光線の拡散方向を効率よく制御することができる。既存するレンズアレイの設計には、例えば、アメリカ合衆国特許２００３／０１８４９９３Ａ１、日本国特許公開２０００−７５１０２などに開示されるように、連続した円弧形、正弦波形、三角形、方形などが見られる。
【００１１】
アメリカ合衆国特許２００３／０１８４９９３Ａ１は、レンズアレイの微細構造は液晶表示装置の直下型方式のバックライトモジュールに応用して、光線の拡散効果を達成するものである。日本国特許公開２０００−７５１０２は、正弦波形のレンズを集光シートに応用したものである。
【００１２】
図２Ａ、Ｂに開示するように、半円形以上の連続した円弧形状とした場合、最も好ましい光の拡散性が得られる（矢印で入射光線を表した）。正弦波形の柱状微細レンズ１８、もしくはその他波形の柱状レンズは光線を均一に分散する効果が得られない。
【００１３】
よって、上述する各種光学拡散素子の構造は、従来のバックライトモジュールにおける明暗領域が明らかに出現するという問題を解消することが難しく、さらなる改良の余地を残す。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許２００３／０１８４９９３Ａ１公報。
【特許文献２】日本国特許公開２０００−７５１０２公報。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１４】
光源から照射される光量を増幅してバックライトモジュールの輝度を高めることのできる光学拡散素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、本考案者は従来の技術に見られる欠点にかんがみ鋭意研究を重ねた結果、板体有し、該板体の一方の面の側に複数の光源を設け、該光源から照射される光線を拡散して均一に放射する光学拡散素子であって、該板体が長、短軸を具える複数の光学微細構造を含み、かつそれぞれの該光学微細構造の長軸が、該光源の延伸する方向と略平行して配列される光学拡散素子の構造によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本考案を完成させた。
【００１６】
以下、この考案について具体的に説明する。
請求項１に記載する光学拡散素子は、板体有し、該板体の一方の面の側に複数の光源を設け、該光源から照射される光線を拡散して均一に放射する光学拡散素子であって、
該板体が長、短軸を具える複数の光学微細構造を含み、かつそれぞれの該光学微細構造の長軸が、該光源の延伸する方向と略平行して配列される。
【００１７】
請求項２に記載する光学拡散素子は、板体を有し、該板体が長、短軸を具える複数の光学微細構造を含み、かつそれぞれの該光学微細構造の短軸が、該光源の延伸する方向と略直行して配列される。
【００１８】
請求項３に記載する光学拡散素子は、請求項１、もしくは請求項２における板体が、入射面と該入射面に対向する放射面とを具え、複数の光源を該入射面の下方に設け、該光学微細構造を該放射面上に設け、かつ該光源上の該光源に対応する位置に該光学微細構造を密集して配列する。
【００１９】
請求項４に記載する光学拡散素子は、請求３における光学微細構造が該放射面において楕円形を呈する。
【００２０】
請求項５に記載する光学拡散素子は、請求項１、もしくは請求項２における光学微細構造が楕円形の半球状か、菱型の柱状か、直方体の柱状である。
【００２１】
請求項６に記載する光学拡散素子は、請求項１、もしくは請求項２における板体が、入射面と該入射面に対向する放射面とを具え、複数の光源を該入射面の下方に設け、該光学微細構造を該放射面上に設け、かつ該光源と該光学拡散素子との間に第１液晶パネルを設け、該光学拡散素子の上方に第２液晶パネルを設けて、画像表示の立体的な表現を行うように構成する。
【００２２】
請求項７に記載する光学拡散素子は、  請求項３か、請求項４か、もしくは請求項７のいずれかにおける光学微細構造が、さらに該入射面に設けられる。
【考案の効果】
【００２３】
この考案による光学拡散素子は、光源から照射される光量を増幅してバックライトモジュールの輝度を高めることができるため、バックライトモジュールにおける明暗領域が明らかに出現するという問題を改善し、バックライトモジュールの輝度を高めるという利点を有する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２４】
図３に、この考案による光学拡散素子を開示する。図面によれば、光学拡散素子２は、板体２１を有し、板体２１には入射面２１１と、入射面２１１に対向する放射面２１２を具える。複数の光源３は板体２１の入射面２１１の下方に設けられ、光源３から照射される光線は光学拡散素子２によって、均一に放射される。
【００２５】
この考案のポイントについて説明する。板体２１には、長、短軸の複数の光学微細構造２２が放射面２１上に形成される。それぞれの光学微細構造２２は楕円形を呈する。
【００２６】
図５に開示する光学微細構造２２は楕円の半球状を呈する構造体であって、長軸２２１と短軸２２２を具える。長軸２２１の方向は光源３の延伸方向３１とほぼ平行して配列される。
【００２７】
全体を使用する場合、短軸２２２の曲率は長軸２２１の曲率より大きいため、長軸２２１の方向の拡散効果は短軸２２２の方向より劣る。図５に開示するように、それぞれの光学微細構造の長軸２２１の方向は、光源３の延伸方向とほぼ平行して配列される。このため、光源３から照射する光線Ｐ１（光量１００％と仮定する）が光学微細構造２２に進入する場合、長軸２２１を通過すると比較的低い拡散効果が得られ（長軸放射光量Ｐ２の光量が４０%であるとして）、短軸２２を通過すると比較的高い拡散効果が得られる（短軸放射光量Ｐ３の光量が６０%となる）。即ち、光源３の延伸方向３１の得られる放射光線の光量は比較的低く、それぞれの光源３の間に向かう放射光線の光量は比較的高く、それぞれの光源の間の光量を増幅させることができ、これを以ってそれぞれの光源の間の明暗領域を消去して、バックライトモジュール全体の輝度を高める。
【００２８】
図６に第２の実施の形態を開示する。上述する実施の形態と同様に、板体２２の放射面２１２上には複数の光学微細構造２２を設ける。但し、光学微細構造２２を散乱させて配列する。それぞれの光学微細構造は楕円形で半球状の構造体であって、長軸２２１と短軸２２２とを有する。長軸２２１の方向は光源３の延伸方向３１と略平行して配列され、光源３上方には、光源３に対応する位置に光学微細構造２２が密集して配列される。
【００２９】
図７に第３の実施の形態を開示する。図示するように、それぞれの光学微細構造２２は、直方体で柱状を呈する構造体であってもよい。また菱型の柱状であってもよい。
【００３０】
図８に第４の実施の形態を開示する。同様に板体２１の放射面２１２上に複数の光学微罪構造２２を散乱させて配列する。それぞれの光学微罪構造は長軸２２１と短軸２２２を具え、該短軸２２２の方向は光源３の延伸方向３１とほぼ直交した状態で配列される。
【００３１】
図９に第５の実施の形態を開示する。同様に板体２１の放射面２１２上に複数の光学微細構造２２を設ける。さらに、板体２１の放射面２１１上には複数の光学微細構造を設けるとともに、それぞれの光学微細構造は放射面２１１の表面に凹入する。
【００３２】
図１０に、この考案における光学拡散素子を応用したバックライトモジュールの構造を開示する。光源３と光学拡散素子２との間には液晶表示パネル４を設ける。光学拡散素子２の情報には第２液晶パネル５を儲け、立体的な画像表現を達成する３Ｄ立体表示装置を構成する。光学拡散素子２の放射面２１２上に複数の光学微細構造２２を設ける。係る構造によって従来の技術による３Ｄ立体表示装置に発生するモアレ効果によって、視覚上、明暗の波紋が起きるという欠点を改善することができる。
【００３３】
この考案による光学拡散素子は、従来の技術に比して、次に掲げる長所を具える。
１、光学微細構造が長、短軸を具えることによって、異なる拡散効果が得られ、光源から照射される光線を効率よく分配することができる。
２、それぞれの光学微細構造の長軸方向が光源の延伸方向とほぼ平行して配列されるか、もしくは短い字句方向が光源の延伸方向と略直交して配列されるため、それぞれの光源から照射される光線が短軸を通過することによって好ましい拡散効果が得られ、それぞれの光源間の光量を増幅し、これを以ってそれぞれの光源間の明暗領域を消去し、バックライトモジュールの輝度を高めることができる。
３、この考案による光学拡散素子を３Ｄ立体表示装置に応用した場合、該光学拡散素子を第１、第２液晶パネルの間に設けることによって、従来の３Ｄ立体表示に発生するモアレ効果によって、視覚上、明暗の波紋が起きるという欠点を改善することができる。
【００３４】
以上はこの考案の好ましい実施の形態であって、この考案の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなしえる修正、もしくは変更であって、この考案の精神の下においてなされ、この考案に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの考案の実用新案登録請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の直下型方式もバックライトモジュールの構造を示した説明図である。
【図２Ａ】従来の光学拡散素子の構造を示した説明図である。
【図２Ｂ】従来の光学拡散素子の構造を示した他の説明図である。
【図３】この考案による光学拡散素子と光源の構造を示した説明図である。
【図４】この考案による光学拡散素子の構造を示した説明図である。
【図５】図３に開示するＡ−Ａ線に沿った断面の説明図である。
【図６】第２の実施の形態による光学拡散素子の構造を示した説明図である。
【図７】第３の実施の形態による光学拡散素子の構造を示した説明図である。
【図８】第４の実施の形態による光学拡散素子の構造を示した説明図である。
【図９】第５の実施の形態による光学拡散素子の構造を示した説明図である。
【図１０】この考案による光学拡散素子を応用したバックライトモジュールの構造を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｐ１          光線
Ｐ２          長軸放射光量
Ｐ３          短軸放射光量
１            直下型バックライトモジュール
１１          ハウジング
１２          反射シート
１３          光源
１４          拡散板
１５          拡散シート
１６          光増幅シート
１７          液晶表示パネル
１８          柱状微細レンズ
２            光学拡散素子
２１          板体
２１１        入射面
２１２        放射面
２２          光学微細構造
２２１        長軸
２２２        短軸
３            光源
３１          延伸方向
４            第１液晶パネル
５            第２液晶パネル
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003137676.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0003137676.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月3日(2007.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記光学微細構造が、さらに該入射面に設けられることを特徴とする請求項３か、請求項４か、もしくは請求項５のいずれかに記載の光学拡散素子。