WO2005121844A1

WO2005121844A1 - 拡散板及び面光源装置

Info

Publication number: WO2005121844A1
Application number: PCT/JP2005/010700
Authority: WO
Inventors: Tetsuya Minobe; Masayuki Shinohara
Original assignee: Omron Corporation
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2005-12-22
Also published as: EP1757958A1; CN100456054C; US7614776B2; JP4211689B2; CN1969203A; TW200604649A; JP2005352400A; US20070242475A1; EP1757958A4; TWI327237B

Abstract

　本発明の拡散板は、液晶表示装置の画面のモアレ縞や色ちらつき、画面の輝度低下を抑制できるものであり、その構成は次のようになっている。透明基板８３の表面には、合成パターン８６を用いて略長方形状が格子状に並んだパターンが形成されている。合成パターン８６は、一方向に長い線状をした複数の第１凹凸パターン８４と、ランダムに配列された凹レンズ状の複数の第２凹凸パターン８５とを合成することによって作製されている。

Description

板及び面

術分野

０００1 、拡散板及び面置に関する。特に、ネックライト等としてられる、置ら放射される光を拡散さるためのに関する。０００2 はのによるックライト型の面を示す、図2 はその面図である。、光を閉じ込めるための 2と、発光 3と、反射 4とを備えてる。 2は、ポカボネイトポメチメタクトなどの明で屈折率のきなによて成されており、 2のにはをした散反射インクのによてタン 5が形成されてる。 3は、回路 6上に複数のダイオド( )等のわゆる 7を実装したものであて、 2の (

8)に対向してる。 4は、反射の例えばトによて成されており、両面テプ 9によて両側部を導 2の付けられてる。

０００3 しして、 2に示すよに、発光 3 らされて 8 ら 2 の部に導れた ( 面におては、光は矢印で示す。)は、 2の

2 とそののとの間で全繰り返すことによて 2内を導する。 2内を導する光は、タン 5に当たることによて拡散反射され、 2 に対して射のよりな人射角となるよに反射された光は、 2 ら外部取り出される。また、 2 タン 5の在しな所を通過して外部れた光は、反射 4で反射されて再び 2 部戻るので、 2 面らの失を防止される。

０００4 して 2の 2 らされる光は、 2に示すよに、 2 の 2 にほぼ平行な方向されるので、そのままでは 2 にな方向( ことがある。 )における度が低なり、正面ら見たときに非常になる。そのため、 2の 2 に対向さてランダムタンを有するト2 を配置してる。 2 とほぼ平行に出された光は、拡散ト2 で散乱されることにより、 2 に垂直な方向における光量が大きなる。しし、このよ方式のでは、拡散ト2 によて光をランダムに拡散さてるので、拡散ト2 を過した光の指向性は極めて広ラント光に近、の度が低た。

０００5 そこで、面置の度を向上さるための夫がろろと提案されてる。 3は 2のによるックライト型の面 3 を示す、図4はその面図である。この 3 にあては、 32のに断面角形状をした数の細なタン 35が設けられてる。タン 35は、輝度分布をするため、発光 33のにおてはタン度が小さ、発光 33 ら遠ざるにれて次第にタン度が大きなてる。また、 32のに対向さてト34がされてる。

32の 38に対向する置には、極線管らなる状の 33 を配置してある。 32の 4 に対向する置には、プズムト42が配置され、その上に 4 が置れてる。プズムト42には、発光 3 3の向と平行な方向に直線状に延びた角形状のプズム42aが互に平行に、、一定の、チで配列されてる。

０００6 この 3 にあては、 4に示すよに、 32内に導れた発光 33の光は、 32の 4 とそののとの間で全繰り返すことによて 32内を導する。 32内を導する光は、偏向タン 35に当たる度に導角度が大きなり、 4 に対して射のより、さな人射角となるよに反射されると、 4 ら外部出される。て、この 3 におても、 4 らされる光は光 4 とほぼ平行な方向される。 4 とほぼ平行な方向向けて 32 らされた光は、プズムト42を過することによて 4 にほぼ直な方向げられる。０００7 ま、 3に示すよに、 32の 38に垂直な方向に向を定め、 38に平行で光 4 にも平行な方向に向をとり、 4 に垂直な方向にz 向をとるものとする。また、はz 面内におてz 向らた方位を表わし、は z 面内におてz 向らた方位を表わすものとする。

０００8 32内を導 4 らされる光は、向では光の指向性を制御されてなので、 32内で向における光の拡がりが大き、プズムト42を過した光の向における指向性は 5のA のよに広。方、光 4 らは 4 とほぼ平行な範囲に向けて光が出されるので、プズムト42を過した光の向における指向性は 5のA のよに狭。

０００9 向性はあまり広と正面度の下をもたらすが、反対に指向性が狭すぎても、観察が顔の位置を少しずらすだけで像が見えになり、が悪なる。そのため、この 3 では、 4に示すよに、プズムト42の上に

4 を配置し、プズムト42を過した光の z 面内における向の向性を 4 で。

2 度に広げてる。この果、この 3 によれば、のによるよりも高度が得られ、、置におけるの下も止することができる。

００1０ 6(a)は上記 4 におけるタン43の置を示す面図、図6 (b)はz 面と平行な面における 4 の状を示す、図6 c z 面と平行な面における 4 の状を示す図である。タン43は、 4 を過する光を z 面内では大きさるが、面内ではあまりさなよに構成されてる。すなわち、この 4 の面に形成されたタン43は、と平行な方向に直線状に延びており、 z 面と平行な面では波状に曲したタンとなてる。また、面と平行な面では、拡散タン43は平坦な線状に形成されてるが、タン43間には成形によてんだなぎ 44が生じてる。

００11 タン43の向における周期をA 、向における周期をA とするとき、光を拡散さよとする面内における周期A は、他方の A よりも小さなてる(すなわち、 A A )。タン43の A は5 ～2 が望まし、周期A は5～2 4

。タン43の A A がそれぞれのを超えると、拡散タン43をで認識できるよになり、

置における表示質が低下するためである。また、拡散タン43の

A がそれぞれのを下回ると、タンの困難になるためタン43の差がタン状に比較して大きなり、光の利用率が低下したり、あるは、回折が支配となてむら等の問題も起きるらである。

００12 7は z 面におけるタン43のきを説明する図、図8は面におけるタン43のきを説明する図である。 z 面と平行な面では、拡散タン43はをしており、の度をvとすると、拡散タン43をする光の拡 ( ) は、

v ( )

で表わされる。ここで、は 4 を構成する樹脂の折率であり、また空気の折率はとしてる。

００13 方、面内におてはタン43は平坦となてるので、 8に示すよに、拡散タン43を通過する光は拡散しな。タン43間のなぎ 44では、面内における生じるが、向における周期A に比て向における周期A がなり大きなてるので、なぎ 44により面内で拡散される光の量は、拡散タン43により z 面内で拡散される光の量に比てな光量に過ぎな。よて、 4 は、ほとんど z 面内でのだけを生じさてる。

００14 は上記 4 の性を示す図である。このに表わされてるよに、上記 4 は、面内におて向にはほとんど光を拡。

散さず、 z 面内におて向で2 度の拡がりで拡散を生じさる。プズムト42 らされる光の指、 9に示すよに、向で広、向で狭なてる。このよ指向性を有するプズムト42の上に、のよ拡散性を有する 4 を設置すれば、 3 られる光の指のよになる。すなわち、向におては、

4 らした光の指向性は、プズムト42を通過した光の指向性とほぼ等が、向におては、 4 らした光の指向性は、プズムト42を通過した光の指向性よりも大きなており、向でも向でもz軸を中心と。

して両側で2 度まで広がており、置に使用するのに充分な視野角となてる。

００15 2は 3のによるックライト型の面 5 を示す、図 3はその面図である。この 5 にあては、 52のナ

等の点源らなる発光 53が配置されてる。 52のには、断面角形状をした偏向タン 55が、発光 53を中心として同心に配列されてる。タン 55は、発光 53のではタン度が小さなており、発光 53 ら遠ざるにれてタン度が大きなてる。

52のに対向する置には、ト54がされてる。 52 の 6 に対向する置には、プズムト62が配置され、その上に

6 が置れてる。プズムト62には、発光 53を中心として円弧状に延びた角形状のプズムが形成されてる。

００16 この 5 における方向を標を用て表わす。 4に示すよに、 52の 6 に垂直な方向に向を定め、発光 53を中心とする半径向を向とし、 52の方の面らた度をとし、向及びz 向に垂直な方向を向とする。また、向及びz 向に平行な平面内におてz軸ら計た方位とし、向に垂直でz 向に平行な面内におてz軸ら計た方位とする。

００17 この 5 にあては、 3に示すよに、発光 53( ) ら

52に入た光は、発光 53を中心として放射に広がる。しも、向ら見たにおては、タン 55は、その向が発光 53 結ぶ ( )

「するよに配置されてるので、 52内を導する光は、偏向タン 55で反射されても向には乱されず、向に沿てほぼぐに進んで。そのため、偏向タン 55で反射され 52の 6 らした後、プズムト62によてほぼ直な方向げられた光の指向性は、 4のよになる。プズムト62を過した光の指向性は、方向における指向性A でも、向における指向性A でもなてるが、 52内を導する光の方向がほぼ向にてるので、 0 向における指向性A は特に狭屹のとなてる。

００18 よて、 3のでは、 6 は、プズムト62を過した光を 0 向に広げるきを必要とする。そのため、 5(a)に示すよに、この

6 では、向に延びたタン63を発光 53を中心として同心、もしは放射に配置してる。タン63は、 5(a)におてP P で示す面におては、 5(b)に示すよに平坦なタンとなており、拡散タン43間にはなぎ 64が生じてる。また、拡散タン63は、 5(a)におて P2 P2で示す面におては、 5 c 示すよ波状のタンとなて００19 このタン63のきも、 2のにおけるタン43 同様である ( 7、 8 )が、光を拡散さる方向が異なており、 3のにおける向が第2のにおける向に対応し、 3のにおける 0 向が第2のにおける向に対応してる。よて、拡散タン63の向における周期をA 、向における周期をA０とするとき、向における周期 A は、向における周期A０よりも大きなてる(すなわち、 A A ) タン63の A は5 ～2 が望まし、周期A は5～2 4 が望。

００2０ 7は上記 6 の性を示す図である。このに表わされてるよに、 6 は、z 面内におて方向にはほとんど光を拡散さず、z０面内におて 0 向で。

2 度の拡がりで拡散を生じさる。プズムト62 らされる光の指、 6に示すよに、方向で広、向で狭なてる。このよ指向性を有するプズムト62の上に、 7 よ拡散性を有する 6 を設置すれば、 5 らされる光の指 8のよになる。すなわち、方向におては、 6 らした光の指向性は、プズムト62を通過した光の指向性とほぼ等しが、 0 向におては、 6 らした光の指向性は、プズムト62を通過した光の指向性よりも大きなており、方向でも向でも軸を中心として両側で。

2 度まで広がており、置に使用するのに充分な視野角となてる。

００21 ししながら、 2 3ので用られてるよ 4 6 を用た 3 5 では、 9に示すよに、その上にネ 65を重ねて置を構成したとき、ネ 65の面に数期のアが発生し、置の質を低下さる題があた。 2 は実際にア縞の発生する様子を表わしてる。 2 は、赤色 ( )、緑色 (G)、青色 ( )によてが形成され、の期がAc 2 となたネ 65の部である。向の期がA 2 、向の期がA 2 の 4 を用た 2のの 3 の上に、 2 のネ 65を重ねたとき、ネ 65には、 2 に示すよア縞がの期で現われて置の像を低下さる。なお、 3ののよ置の合には、しなが、放射ア縞が発生することになる。

００22 ここで、線状のタンを配列したを用た場合に、

ネの面にア縞が発生する原因は、次のよに考えられる。 22は側ら光を当てた 4 を微鏡で観察した様子を表わしてる( 5 には、この微鏡真を示してる。)。タン43間のなぎ 44では、拡散タン43のよに光が向に拡散されな分だけるなり、 4 はなぎ 44に沿てピクが生じる。このなぎ 44間の周度であるので、 4 のピクもこの期でり返し発生することになる。そして、このピクの期とネ 65のの Acとが近値を持てるので、両者が渉してアが発生することになると考えられる。

００23 また、 2 3ので用られてるよ 4 6 を用る、

23に示すよちらきがネ 65の面に発生すると題もあ。この、次のよに考えられる。えば、 4 に設けられてるタン43の向の期をA とし、ネ 65における赤色、緑色及び色のの口幅がW 35 であるとする。このよな

ネとを重ね合わたときには、 24に示すよに、を通過するタン43は2本の場合と、3本の場合とがある。えば、 24の合には、赤色 ( )の口内と青色 ( )の口内では3本の拡タン43が通過してるが、緑色 (G)の口内では2本の拡タン43し過してな。て、では最大・5倍の発度のが生じてる。このよにので発光度の差が生じ、しも、どののの度が強なるは所によてまちまちであるら、場所によて異なる色に色き、これがちらきとして見えると考えられる。

００24 また、 2の 3ので用られるとしては、粒状のタンをランダムに形成したものが用られる場合がある。 25(a)、 25(b)、 26(a) 26(b)は異なるタンを有する 7 の造を説明するためのである。 7 は、 25(a)に示すよに繰り返しタン72をほぼ無右上下に周期的に配列したものである。また、 (b)に示すよに、繰り返しタン72は、 73をほぼ無ランダムに並たものである。のり返しタン4 の向及び向の、は、ア縞を防止するためにネのサイズよりも大きなており、ずれも好ましは

上下としてる。また、繰り返しタン72を構成する 73の不揃であて、 Gが5 3 (特に、度のものが好ま

。) 。また、 73は、 26(a) 26(b)に示すよに、ンズ状をしてる。

００25 この 7 は、拡散性が特殊であるため、タンの状を正確に制御しなければならな。その合、のタンを期的に配列するよにすれば、すてのタンが同じ状になるので、すてのタンを同じよに作製できて正確な状ができる。しし、このよな方法では、

置の面にア縞が発生したり、が目立たりしなる。逆に、タランダムに配置しよとすれば、タンの状やサイズをさなければならず、正確な形状を作製するのが困難になる。また、場所によての性が変する恐れがある。そのためこの 7 では、ランダム形状や法を有する 73をランダムに配置させてり返しタン72を構成し、このり返しタン72を期的に配列すること[こより、アの生を抑制し

7 のタン製作を容易にしてる。

００26 27(a) 27(b)は 7 のきを説明する図である。 7 は多数の 73をランダムに配置されたものであり、 73はンズ状をしてるので、 27(a)に示すよに側ら垂直に光が人射したとき、ンズの用によて人射光は光軸のりに拡散さられる。て、この 7 は、 27(b)に示すよな拡散性を示し、 7 の折率をとし、 73の ( )とを結ぶ線分のきをとすると、この性では、中央のピクの側で、 ( )の置にもピクを生じる。なお、この

、 73が形をしてる場合には、軸のまわりに回転となる。

００27 28は 7 の際の性を示す図であて、向の性と向の性が一致してる。このよな特性を有する 7 を、 2のの 4 に置き換えれば、プズムト42を過した後の図9 の、 7 を過した後では、 29のよに変換される。その。

果、向でも、向でも指向 2 度に拡がり、置に使用するのに十分な視野角が得られる。

００28 このよな 7 によれば、 73がランダムに配列されてるので、ア縞が生じな。しし、 73がラダムに配置されてるため、局所な配置のりが生じ、ネのに発光度の差が生じ、 4 の合と同様に色ちらきが生じる問題があた。このちらきの、 3のに用た場合でも同様である。

００29 また、この 7 では、光軸のりの方位に同じよに光を拡散さるので、 4 6 を用た場合と比較して、置の面の度が度低下する題があた。００3０記のに状のタンを形成したでは、アちらきが問題となり、粒状のタンをランダムに配置したでは、ちらきと度の下が問題になており、る点を解消することが望まれてる。

００31 なお、上記のにては、特許に記載されてる。

1 2 3 2 5584 報

発明の

明が解決しよとする課題

００32 上記の技術的課題にみてなされたものであり、その的とするところは、置の面のアちらきを抑えることができ、また、画面の度の下もすることができるを提供することにある。

題を解決するための

００33 明にるの、一方の面ら光が人射し方の面ら光が出するのずれ一方の面に、前記入光の含む一平面内で人射光を拡散さる複数の部らなる状と、前記入光ののりに光を拡散さる複数の部らなる 2 状とを重畳して得られたタンが形成されたことを特徴としてる。なお、人射光の軸とは、人射光束の最大度の線と平行な方向をさす。

００34 明のの、状と第2 状が重なり合てるので、

場合、第状だけのりも

状らの与を少なでき、ア縞の発生を少なできる。さらに、 2 状に状とは異なる方向光を拡散さることができるので、ア縞を低減さることができる。また、拡散体の合が等場合、第2 状だけのりも 2 状らの与を少なでき、輝度の下を小さできる。さらに、明のれば、状と第2 状とが重なり果、タン様が微細になるので、ネののにおけるばらきを小さすることができ、ちらきを低減さることができる。００35 明ののにるある実施様におては、前記のずれ一方のと平行な 2 向に軸及び軸を定め、前記方の面に垂直な方向にz 軸を定めて、前記状の状が、

z f( )

表わされ、前記 2 状の状が、

z (

表わされるとき、前記タンの、であるラメタを用て

z ( )Xf( ) X ( )

表わされることを特徴としてる。よて、この様によれば、ラメタを～の囲で変さることにより、状と第2 状の率を任意にえて拡散を設計することができる。特に、z f( )とz ( 、拡散合状と第2 状を表わしてる場合には、拡散の合をさることな状と第2 状の率を変えることができる。

００36 明ののにる別な実施様におては、上記様におて前記ラメタを、・3

としてる。ラメタをこの囲内に定めることにより、置に用たときの像のントラストを高してちらきを防止し、、輝度を高ことができる。

００37 明ののにるさらに別な実施様におては、前記

、一方向に長状の期的に配置して構成されており、前記 2 、球面円錐形状のを非期的に配置して構成されてることを特徴としてる。方向に長状をした状の

、たとえばンドカンズ状をしたものによれば、その向に直する面内で人射光を拡散さることができる。また、球面円錐状をした 2 状の、例えばンズ状をしたものによれば、人射光をそののりに拡散さることができる。また、この様により合成タンを作製した場合には、前記タンは前記板の面にほぼ平行な領域を有し、、前記のずれの側ら見ると、方形が並んだ子状の様が形成される。そのため、置に用たときのちらきを防止する効果が高なる。００38 明ののにるさらに別な実施様におては、前記

状を構成するの期に対し、前記 2 状を構成する

、前記に垂直な方向ら見た最大法が、 3 以上3 以下であることを特徴としてるので、置の面のちらきを低減することができる。

００39 明にる 2の、一方の面ら光が人射し方の面ら光が出するのずれ一方の面に、前記入光の含む一平面内で人射光を拡散さる複数の部らなる状と、前記入光の含む一平面内で人射光を拡散さる複数の部らなる 2 状とが、前記面が互にするよきで配置されてることを特徴としてる。

００4０明にる 2のにおても、ネ組み合わたとき、ア縞を低減すると共に輝度の下も制でき、しも、画面のちらきも低減さることができる。

００41 明の 2のにる実施様におては、前記入、光軸と直する2 向の一方向に狭指向性を有し、他方向に広指向性を有する光束であて、前記状を構成する、前記入光の性が狭方向と平行な平面内で人射光を拡散さるよに配置され、前記 2 状を構成する、前記入光の性が広方向と平行な平面内で人射光を拡散さるよに配置され、前記状の合が、前記 2 状の合よりも大きなてることを特徴としてる。て、このを用れば、人射光の性が狭方向におては状により光を大きさ、人射光の性が広方向におては 2 状によて人射光をさることができ、置の面のを向上さることができる。

００42 明の 2のにる別な実施様におては、前記状を構する、前記 2 状を構成するとは、ずれも一方向に長状のとなてる。方向に長状の

、たとえばンドカンズ状をしたものによれば、その向に直する面内で人射光を拡散さることができる。また、状及び 2 状を構成するの面のによてそれぞれの合を調整することができる。

００43 明の 2のにるさらに別な実施様におては、前記

状により光が拡散する前記面に平行な方向における状を構成するの期に対し、前記 2 状により光が拡散する前記面に平行な方向における 2 状を構成するの期が、 3 以上3 以下となてる。この様によれば、置の面のちらきを低減することができる。

００44 明の 2のにるさらに別な実施おては、前記状が、一方向に長状のが所定の点を中心として放射に配置されてるので、明の小な光を用た置にも適用することができる。

００45 特に、明にる置のは、前記が点であり、前記

板のと反対側の面のほぼ全体には、長手方向の向性を有する形状であて、この手方向が前記とほぼ直に対向する偏向タン子が相互に間隔をあけて配置されており、前記プズムトの板と対向する面には、断面角形状のプズムが前記に対応する点を中心として円弧状に形成されており、前記のタンを形成する前記、一方向に長状のが前記に対応する点を中心として放射に配置されてる。

００46 る置では、明にるを用たことによる効果に加え、源らされた光を狭視野角のとして板の面らさ、これを拡散によてのよ視野角が得られるよに広げることができ、率が高のな置を得ることができる。００47 なお、発明の上明した、可能な限りに組み合わることができる。

００48 は、のによる置を示すである。

2 2は、のによる置の面図である。

3 3は、 2のによる置を示すである。

4 4は、 2のによる置の面図である。

5 5は、同上の面置におて、プズムトを過した光の指性を示すである。

6 6(a)は 2ので用られてるにおけるタンの置を示す面図、図6(b)はz 面と平行な面におけるの状を示す、図6(c)は z 面と平行な面におけるの状を示す図である。

7 7は、面におけるタンのきを説明する図である。

8 8は、面におけるタンのきを説明する図である。

9 9は、プズムトらされる光の指性を示す図である。 1０は、の性を示す図である。

11 、のよ拡散性を有するを用たときに、面置らされる光の指性を示す図である。

12 2は、 3のによる置を示すである。 13 3は、 3のによる置の面図である。

14 4は、同上の面置におて、プズムトを過した光の指性を示すである。

15 5(a)は 3ので用られてるの面図、図 b (a)のP P 線に沿た面図、図 5(c)は 5(a)のP2 P2線に沿た面図である。

16 6は、プズムトらされる光の指性を示す図である。

17 7は、の性を示す図である。 18 8は、 7のよ拡散性を有するを用たときに、面置らされる光の指性を示す図である。

19 9は、 2のにおて、ネの面に発生するア縞を示す図である。

2０ 2 は、実際のア縞を示す図である。

21 2 は、ネの口を示す面図である。

22 22は、ア縞が発生する理由を説明する図である。

23 23は、ネの面に発生するちらきを示す図である。 24 24(a)は 23の部を拡大してした、図24(b)は赤色、緑色、青色のの度を示す図である。

25 25(a) 25(b)は、異なるタンを有するの造を説明する説明である。

26 26(a) 26(b)は同上の凹に設けられてるの状を示す図及び面図である。

27 27(a)はのきを説明する図、図27(b)はその性を示す図である。

28 28は、の性を示す図である。

29 29は、同上の凹過した後の光の指性を示す図である。 3０ 3 は、明のによるを用た置を示すである。

31 3 (a)はタンを示す、図3 (b)は 2 タンを示す、図3 (c)は 3 (a)のタン 3 (b)の 2 タンら成したタンを用て成形されたタンを示す図である。

32 32(a)はタンの用を説明する図、図32(b)は 2 タンの用を説明する図である。

33 33(a)、 33(b)、 33(c)、 33(d)、 33(e) 33( )は、タン 2 タンを合成する方法を説明する図である。

34 34は、合成率をらまでさたときの、置の面の度とネの ( 、G、 )のでのントラストの数とのをョンした結果を示す図である。

35 35(a)はのタンを微鏡で見た画像を示す、図35( b)はそのワスペクト像である。

36 36は、 35(b)のワスペクト像の点らの ( 波数)を横軸にとり、強度を縦にとた表わした図である。

37 37は、顕微鏡を通してを撮影する様子を示す図である。

38 38は、のタンを表わした、向における度の布を表わした図である。

39 39は、明のを用た場合の度及び性を表わした図である。

4０ 4 は、タンのみを設けたを用た場合の度及び性を表わした図である。

41 4 は、 2 タンのみを設けたを用た場合の度及び性を表わした図である。

42 42は、実施のネに重ねた様子を説明する図である。

43 43は、におけるタンのサイズ A に対するントラストのを表わした図である。

44 44(a)は合成タンのz 面におけるタン状を示す、図44(b) はそのz 面における指向性を示す図である。

45 45(a)は合成タンの z 面におけるタン状を示す、図45(b) はその z 面における指向性を示す図である。

46 46は、明の 2による置を示すである。

47 47(a)は明の 3によるタンを示す略図、図47(b )は 47(a)のタンを微鏡で見たときの像を示す図である。

48 48(a はタンの向直する方向における面を示す、図48(b)は 2 タンの向と直する方向における面を示すである。

49 49は、明の 4による置を示す略図である。 5０ 5 は、 22に示したの微鏡真である。

51 5 は、 38に示したの微鏡真である。

号の

００49 32

33

34 ト

35 タン

38

4

42 プズムト

52

53

54 ト

55 タン

6

8 面

82

83

85 2 タン

86 タン

9 面

92

発明を実施するための良の

００5０下、本明のを図面に従て詳細に説明する。ただし、、以下のに限定されるものでなのはである。

1 ００51 3 は明のによるを用た 8 を示すである。この 8 は、 32、発光 33、 34、プリムト42、 82によて構成されてる。この、 82 外のにては、既に説明した 2のと同一であるので、それらの省略、以下におては 82の造とその用にてのみ明する００52 82は、透明 83の面に第状と第2 状をスタンによて一度に成形したものであて、状と第2 合成するよにして重ね合わされてる。 3 (a) 3 (b)はそれぞれ合成タンの元になた状と第2 状を示す、図3 (c) 状と第2 状を合成したタンに基て 82の面に形成されたタンの部を示す図である。

００53 複数のタン84( )によて構成されてる。タン84は、断面が波、半円、、ンドカンズ、三角柱状、断面形状などに形成されており、一な面のままで直線状に延びてて状なし棒状となてる。また、タン84は、互に平行となるよにして、向及び向に周期A A でり返し目されてる。 32(a )に示すよに、側ら光が直に入したとき、人射光の ( 大度の )を含み、、タン84の向に垂直な平面内で人射光を拡散さるのが、タン84の型的な光学的作用である。

００54 2 複数の 2 タン85( )によて構成されてる。 2 タ 85は、球面、、円錐状、円錐、角錐状、角錐状などに形成されててランダムに配列されてる。 2 タン85は、そのきさもランダムになててもよ。さらに、 2 タン85は、ランダムに配列された基本タンを繰り返し期的に配置することによて全体が成されて

( 25の明を参照)。 32(b)に示すよに、側ら光が直に入したとき、人射光の軸に平行で、、 2 タン8 5の心部を通過する直線のりに光を拡散さるのが 2 タン 85の型的な光学的作用である。

００55 面 8 の面のタン86は、 3 (a)のよに配列された数のタン84と、 3 (b)のよにされた数の 2 タン85とを重ね合わて合成されてる。 33(a)、 33(b)、 33(c)、 33(d)、 33(e) 33( )は、タン84 2 タン85とを合成する方法を説明してる。 33(a) 33(b)は、タン84の z 面と平行な面におけるタン状と、z 面と平行な面におけるタン状である。 33( c) 33(d)は、 2 タン85の z 面と平行な面におけるタン状と、z 面と平行な面におけるタン状である。 33(e) 33( )は、合成タン86の z 面と平行な面におけるタン状と、面と平行な面におけるタン状である。

００56 33(a) 33(b)で表わされるタン84のさをz とし、

タン84の状が、

z f( )

で表わされてるとする。様に、 33(c) 33(d)で表わされる 2 タン85のさをz z2とし、 2 タン85の状が、

z z2 (

表わされてるとする。このとき、 33(e) 33( )のタン86の、タン84 2 タン85のね合わで表現される。すなわち、合成タン86のさを 3とすれば、合成タン86の、

z z3 z z2 f( ) ( )

で表わされる。して合成タン86の状が決まれば、電子ビム画法などで盤を作製し、この盤らスタンを作製し、そのスタンを用て 83 の上に布された外線脂をスタンで成形、紫外線照射により外線脂を硬さて 82を得ることができる。

００57 また、タン84のタン z f( )が、目的とする合のタンを表わしており、 2 タン85のタン z2 ( 、目的とする合のタンを表わしてるとした場合、 z z3 ( )Xf(x ) X ( ) ( )

で表わされるタン状のタン86は、やはりほぼ的とする合のタンとなる。ここで、は 2 タン85の率であて、である。よて、 ( )式を用て合成タン86を設計すれば、目的とする合を維持したまま、をラメタとして合成タン86の状を変さることができる。て、をさてアちらき、輝度低減などをできるだけ小さすることのできるの値を決定すれば、最適な合成タン86の状を決定することができる。

００58 34は、合成率をらまでさたときの、置の面の度と、 2 に示したネの ( 、G、 )のでのントラストの数とンョンしたものである。 34にわれてるよに、画面の、が大きなて 2 タン85の合が増加するほど低下する。これはタン84に比て 2 タン85の度がほど低ためである。また、ントラストの、・2～・ 8の囲で大きが、が・2より、ントラストの小さなり、・8を超えてもントラストの小さなてる。００59 34によれば、合成率がら・5まで増加すると、ントラストのに近てちらきは見えになるが、輝度は次第に低下する。て、 2 タン85の率の値は、ントラストの数が・95 上で、、輝度が第タン84に比て以上低下しな

。よて、 2 タン85の率の ( )としては、・3

とするのが望まし、・2 ら

。

００6０しし、実際には合成タン86を成形するための (スタン )が

タン84 2 タン85とを正確に合成して作製されてたとしても、そのを用て成形されたタン86は多少の形を伴。すなわち、タン84 2 タン85を合成したタン86では、 2 タン84 85に比てタンが細なるので、合成タン86のタンの分に充填されになたり、タンが若干んだりしなる。その果、第タン84の面や 2 タン85の分などが透明 83とほぼ平行な領域となり、 3 (c)に示す(また、実際のタン86 の微鏡真を図5 に示す。) に、透明 83とほぼ平行な領域は、方形が並んだ子状の様を形成することになる。特に、合成率が小さ場合には、タン84が強現われるので、合成タン86は 3 (c) 5 に示すよに、方形が並んだ子状のタン成り易。

００61 35(a)は 82のタン86を微鏡で見た画像を示す。これは

37に示すよに、側ら 82に平行を照射し、合成タン86 を微鏡ンズ87を通して撮影したものである。 35( )によれば、明らに一方向に長第タン84と、ランダムに複数列された 2 タン85との方のタンを観察することができる。このとき 2 タン85におては接するタンしが交わる辺は直線となるので、 2 タン85は実際には多角形が配列されたものとして見える。

００62 また、 35(b)は、 35(a)の画像を2 換したワスペクト像を表わしてる。 35(b)のワスペクト像では、上に存在するピク、全方向に広がるピクとを観察できる。この上に存在するピクは、一方向に長第タン84の向の A に対応してる。方向に広がるピクは、複数列された 2 タン85のに対応してる。

００63 36は、 35(b)のワスペクト像の点らの ( 波数)を横軸にとり、強度を縦にとたグラ ( ワスペクト )を示す。ここにも、

タン84の分によるピク、 2 タン85の分によるピクが分離してわれてる。

００64 次に、明の 82によるア去の果にて説明する。 2のの合には、拡散タン43のなぎ 44で周期的に輝度ピクが生じるためにア縞が発生してた。しし、明で用てる 82では、拡散タン43に相当するタン84の合成タン86の部となてるので、そのだけピクが小さなり、ア縞が発生しになる。さらに、タン84に 2 タン85が重なりことによてタンのなぎ目が消滅することになり、 38に示す輝度分布のよに大きなピクが周期的に発生しになる( 5 には、ここに示したの微鏡真を示してる。)。その果、 82 ネの、チとが渉を起こしになり、ア縞を解消することができる。

００65 また、明にる 82によれば、タン84 2 タン85の間の度が得られることが予想される。 39、 4 、 4 は、それぞれ明の 82を用た場合と、タン84のみを設けたを用た場合と、 2 タン85のみを設けたを用た場合とで輝度及び性を較したものである。これらのずれの合も指向性は2 度となており、表示用に使用するのに十分な視野角となてる。

００66 方、第タン84のみのを用た場合の度を基準とし、これをとすると、 2 タン85のみのを用た場合の・ 85となり、明の 82の合には、・95となた。よて、明の 82 を用た場合には、タン84のみのを用る場合に比較すれば度が低下してるが、 2 タン85のみのを用た場合と比較すれば、輝度が以上向上してる。

００67 次に、明の 82を用ることにより、ちらきが消去される理由を説明する。 22 ら分るよに、タン84 2 タン85を重ね合わることにより、合成タン86は、タン84 比ても、 2 タン85 比てもタンが細なり、 82 体に一に分布するよになる。そのため 42に示すよに、面 8 の上にネ 65を重ねたとき、赤色 65内に分布する合成タン86と、緑色 66内に分布する合成タン86と、青色 65 内に分布する合成タン86との間に分布量の差は認められな。そのため、のが同じるさで光ることになり、ちらきが発生しになる。

００68 42により具体的に説明すると、ネ 65の Ac 5

、のロサイズは、 2 35 となてる。また、タン84は、向の期がA 、向の期がA であり、 2 タン85は、その法が x となてる。る構成で、赤色、緑色 65G、青色 65 内の輝度の比を測定すると、赤色ののの度・ 3 3 1

となり、ントラスト比は・０3まで改善されてる。よて、 82によれば、画面のちらきをほとんど善することができる。

００69 また、タン84の向の A 2 タン85の法との A に対して、口内度のントラストは、 43のよに変化する。ちらきが見えなための、ントラストで度である。よて、

タン84の向と直する方向の A と、 2 タン85のとの係にても、実験結果によれば、

3 A 3

が望まし、特に、

2 A 2

。

００7０ 44(a)は z 面における合成タン86の面を示し、 44(b)は z 面における合成タン86の性を示してる。 45(a)はz 面における合成タン86の面を示し、 45(b)はz 面における合成タン86の性を示してる。 z 面におては、合成タン86の斜角度は、タン8 4の斜角度vに 2 タン85のが加わたものであり、その v 、によて z 面における性が決まる。また、面における合成タン 86の斜角度は、 2 タン85の斜角度だけで決まり、その

、 ( ) にピクを持。よて、タン84 2 タン85の v 調整することにより、 z 面内の性と面内の性とを最適することができる。

2

００71 46は明の 2の 9 を示すである。この 2にても、 92 外の品にては、 3のと同じ構成を有してるので、詳細は省略する。また、この 2で用られてる 92 では、 53を中心として放射に延びた状のタン93と、期的に配列された球面円錐状の 2 タン94とを重ね合わて合成タン95を形成してる。この 2にても、実施の明における、向をそれぞれ、 0 向と読み替えれば、実施の実施 2にても当てはまる。

3

００72 47(a)は明の 3による 96に設けられたタンを示す面図である。 3では、直線状をしたタン97がA の期でに平行に配列されており、また、直線状をした 2 タン98がA の期でに平行に配列されてる。 3では、タン97も 2 タン98 も断面、断面、ンドカンズ、断面形状、三角柱状などに成形されており、タン97 2 タン98とは長さ向が互にするよに配置されてる。これらのタンは微細であるので、顕微鏡で見ても、 47(b)のよに子状に見える。

００73 48(a)はタン97の向と直する方向における面を示す、図48(b)は 2 タン98の向と直する方向における面を示す図である。 48に示されてるよに、 2 タン98のタン 2は

タン97のタンよりも、さ、 2 タン98のタン A は、タン97のタン A よりも長なてる。よて、 2 タン98は、タン97に比て拡散小さなてる。

００74 特に、 2 タン98のスペクト Z A は、タン97のスペクト A に比て 5 度に小さしてる。このよタン9 7 2 タン98とのみ合わにより、向の性を向の性に比て小さすることができ、輝度もほとんど低下さなよにできる。

００75 よて、タン97のなぎ目におけるピクは、 2 タン9 8により光が拡散されることで小さなり、 2 タン98のなぎ目におけるピクも、タン97により光が拡散されることで小さなる。この果、ネの口の期と渉してア縞が生じになる。００76 また、タン97 2 タン98の横のみ合わによりタンが細なるので、ネの口でタンがりになり、ちらきも低減される。特に、ちらきを低減するためには、タン97 の A 2 タン98の A との比が、

3 A A 3

。よりましは、

2 A A 2

とすればよ。

4

００77 49は明にるを示す面図である。これはたとえばの 8 の上にネ 2を対向さるよにして設置したものである。

００78 記のよに明のによれば、置の面の度を高たまま、アちらきを抑えることができる。

Claims

求の

方の面ら光が人射し方の面ら光が出するのずれ一方の面に、前記入光の含む一平面内で人射光を拡散さる複数の部らなる状と、前記入光ののりに光を拡散さる複数の

部らなる 2 状とを重畳して得られたタンが形成された 2 のずれ一方のと平行な 2 向に軸及び軸を定め、前記方の面に垂直な方向にz軸を定めて、前記状の状が、

z f( )

表わされ、前記 2 状の状が、

z (

表わされるとき、

前記タンの、であるラメタを用て

z ( )Xf( ) X ( )

表わされることを特徴とする、請求に記載の。

3 ラメタは、

・3

であることを特徴とする、請求 2に記載の。

4 、方向に長状の期的に配置して構成されており、

前記 2 、球面円錐形状のを非期的に配置して構成されてることを特徴とする、請求に記載の。

5 タンは前記板の面にほぼ平行な領域を有し、、前記のずれの側ら見ると、方形が並んだ子状の様を形成してることを特徴とする、請求 4に記載の。

6 状を構成するの期に対し、前記 2 を構成する、前記に垂直な方向ら見た最大法が、 3 以上3 以下であることを特徴とする、請求 4に記載の。

7 方の面ら光が人射し方の面ら光が出するのずれ一方の面に、前記入光の含む一平面内で人射光を拡散さる複数の部らなる状と、前記入光の含む一平面内で人射光を拡散さる複数の部らなる 2 状とが、前記面が互にするよきで配置されてることを特徴とする。

8 記入、光軸と直する2 向の一方向に狭指向性を有し、他方向に広指向性を有する光束であて、

前記状を構成する、前記入光の性が狭方向と平行な平面内で人射光を拡散さるよに配置され、

前記 2 状を構成する、前記入光の性が広方向と平行な平面内で人射光を拡散さるよに配置され、

前記状の合が、前記 2 状の合よりも大きなてることを特徴とする、請求 7に記載の。

9 状を構成する、前記 2 状を構成する

とは、ずれも一方向に長状のとなてることを特徴とする、請求 7に記載の。

０状により光が拡散する前記面に平行な方向における

状を構成するの期に対し、前記 2 状により光が拡散する前記面に平行な方向における 2 状を構成するの期が、 3 以上3 以下であることを特徴とする、請求 7に記載の。

、一方向に長状のが所定の点を中心として放射に配置されてることを特徴とする、請求に記載の。

2 、一方向に長状のが所定の点を中心として放射に配置されてることを特徴とする、請求 7に記載の。

3 、

前記源ら導入した光を面に広げて面らさる板と、板のに対向さて配置された 2のずれに記載の、

を備えた。

4 、

前記源ら導入した光を面に広げて面らさる板と、前記板のに対向さて配置され、前記板らされた光を前記に垂直な方向さて前記板と対向する面と反対側の面らさるプズムト、

前記プズムトの光が出する面に対向さて配置された 2のずれに記載の、

を備えた。

5 であ、

前記板のと反対側の面のほぼ全体には、長手方向の向性を有する形状であて、この手方向が前記とほぼ直に対向する偏向タン子が相互に間隔をあけて配置されており、

前記プズムトの板と対向する面には、断面角形状のプズムが前記に対応する点を中心として円弧状に形成されており、

前記のタンを形成する前記、一方向に長状のが前記に対応する点を中心として放射に配置されてなることを特徴とする、請求 4に記載の。