JPH11329042A

JPH11329042A - 平面光源、露光素子、及び平面型表示装置

Info

Publication number: JPH11329042A
Application number: JP10129089A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kimura; 宏一木村; Kenichi Nakagawa; 謙一中川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】薄く、軽く、低コストでありながら、高効率
の導光を行うと共に物理的なフレキシビリティが要求さ
れる表示デバイスに適用可能な平面光源、及び、該平面
光源を用いた露光装置、及び平面型表示装置を提供す
る。【解決手段】可撓性フィルムの一部を変形させて形成
した光源収容部１２内に、光源１３を包囲して収容する
ことにより光源１３からの光を可撓性フィルム１１に導
光すると共に、可撓性フィルム１１に導光された光を、
可撓性フィルム１１の平面状の部位である平面光照射部
１４から外部に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ用バックラ
イト、一般照明光源等の各種用途の平面光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＣＤ等の携帯型フラットディス
プレイのニーズが増大している。そのようなディスプレ
イの特に携帯性向上のため、薄く、軽く、低コストの平
面光源が求められている。また平面光源には、前記要件
に加えて、物理的なフレキシビリティが要求される場合
もある。

【０００３】従来、平面光源であるＬＣＤ用バックライ
トとしては、蛍光ランプ、陰極線管ランプ等の線光源
を、剛体であるプラスチック（アクリル、ポリカーボネ
ート等の透明樹脂）やガラス等からなる透明な導光板
に、光学的に接合したものがある。導光板には、拡散反
射シート、拡散フィルム、プリズムシート等が積層され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の平
面光源にあっては、導光板が剛体（非可撓性）であるた
め、物理的なフレキシビリティが要求される表示デバイ
スには、適用できないという問題があった。また、平面
光源が厚く重いため、適用した表示デバイスも厚く重く
なってしまうという問題もあった。更に、拡散反射シー
ト、拡散フィルム、プリズムシート等を導光板に積層す
るには、製造工程において、前記シート、フィルム等を
導光板に貼り合わせたり、表示モジュールを組み立てる
段階で重ねる組立工程を必要とする。したがってコスト
増大を招くという問題があった。

【０００５】また、物理的なフレキシビリティが要求さ
れる表示デバイスに適用するため、導光板を可撓性フィ
ルムで代用することも考えられる。しかしこの場合、フ
ィルムが薄い（ベース材で５０μｍ〜１ｍｍ）割に、光
源である蛍光ランプ、陰極線管ランプ等のランプ径が大
きいことから、可撓性フィルムと光源とを光学的に効率
良く接合することが困難であるという問題があった。

【０００６】本発明は、薄く、軽く、低コストでありな
がら、高効率の導光を行うことができると共に、物理的
なフレキシビリティが要求される表示デバイスに適用す
ることができる平面光源、及び該平面光源を用いた露光
素子、平面型表示装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、光源からの光を可撓性フィルムに導光すると共
に、該可撓性フィルムに導光した光を、可撓性フィルム
の平面状の部位から外部に照射するようにした。また、
可撓性フィルムの一部を変形させて形成した空間内に、
光源を包囲して収容することにより光源からの光を可撓
性フィルムに導光すると共に、可撓性フィルムに導光し
た光を、可撓性フィルムの平面状の部位から外部に照射
するようにした。

【０００８】これにより、可撓性フィルムの一部を変形
させて形成した空間内に光源が収容されるため、光源か
らの光が可撓性フィルムに導光されと共に、可撓性フィ
ルムに導光した光を可撓性フィルムの平面状の部位から
外部に照射されるようになる。また、可撓性フィルムを
構成する導光体中に屈折率の異なる微小領域を設けるこ
とで光拡散性能を付与してもよい。また、微小領域と導
光体媒体との境界において屈折率は連続的に変化してい
てもよく、離散的に変化していてもよい。

【０００９】さらに、前記可撓性フィルムの光源を包囲
する部位の外周面に、光源からの光を反射する反射層を
備えると共に、前記可撓性フィルムの平面状の部位の光
を照射する光照射面の裏面に可撓性フィルムに導光され
た光を反射する反射層を備えることが好ましい。これに
より、光源からの光は、可撓性フィルムの光源を包囲す
る部位の外周面で反射されることで効率良く可撓性フィ
ルム内に導光されると共に、可撓性フィルムに導光され
た光は、可撓性フィルムの平面状の部位における光照射
面の裏面で反射され、効率良く平面状の部位から外部に
照射することができる。

【００１０】そして、前記可撓性フィルムの平面状の部
位における光の照射面に、光指向性、光拡散性、光集光
性の少なくとも１つの機能を有する層を形成してもよ
い。これにより、簡単な構成で目的に応じた照明光特性
を得ることができる。

【００１１】また、前記平面光源と、該平面光源からの
照射光を変調する光変調素子とを備えることで露光素子
を構成してもよい。さらに、前記平面光源と、該平面光
源からの照射光を変調する光変調素子と、該光変調素子
で変調された光によって励起され、所望の画像を形成す
る蛍光体とを備えることで平面型表示装置を構成しても
よい。このように構成することで、露光素子又は平面表
示装置全体の薄型化、且つ軽量化を図ることができる。
尚、前記光変調素子は液晶であってもよく、この液晶は
可撓性基板を備えることで可撓性を有していることが好
ましい。液晶が可撓性である場合は、露光素子又は平面
表示装置全体を物理的にフレキシブルな構成とすること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図示実施形態により、本発明
を説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る平面
光源の構成を示す断面図であり、図２は、図１の平面光
源の導光原理を説明するための部分拡大断面図である。

【００１３】これらの図において、平面光源１０は、可
撓性フィルム１１の図１中左端部を変形させて形成した
空間１２（以下、光源収容部１２という）内に、光源１
３を包囲して収容している。そのため、平面光源１０
は、光源１３から可撓性フィルム１１に導光させる部位
である光源との光学的接合部と、可撓性フィルム１１に
導光された光を可撓性フィルム１１の平面状の部位から
図１中上方に向けて照射する平面照射部１４とから構成
されている。

【００１４】可撓性フィルム１１は、図１中左端部を略
円筒状に丸めるように変形され、変形部位の先端部１１
ａを基端部１１ｂ付近に、屈折率が変化しないように光
学的に接合することにより、光源収容部１２を形成す
る。尚、可撓性フィルム１１は、ＰＥＴ等から形成する
ことができる。これにより、可撓性フィルム１１は、光
源収容部１２内に光源１３を包囲して収容し、光源１３
からの光を導光すると共に、導光された光を平面光照射
部１４から図１中上方に向けて照射する。

【００１５】尚、光源収容部１２内には、透明な物質を
充填してもよい。この場合、この透明な物質の屈折率
は、可撓性フィルム１１の屈折率よりも小さいものとす
ることが好ましい。また光源１３としては、線光源、例
えばランプ径１ｍｍ〜５ｍｍ程度の陰極線ランプ、ＬＥ
Ｄ等が挙げられる。

【００１６】可撓性フィルム１１の光源１３を包囲して
収容する変形部位の外周面には、光源１３からの光を反
射（拡散反射が好ましい）させる反射膜又は反射層１５
が設けられる。反射膜又は反射層１５としては、例えば
表面に凹凸が形成されたアルミシート等が挙げられる。
また、反射膜又は反射層１５は、可撓性フィルム表面を
祖面化した後に金属膜を成膜したものであってもよい。
また、ＴｇＯ、ＢａＳＯ₄、ＴｉＯ₂等の材料で拡散膜を
成膜したものであってもよく、さらに、これらの微粒子
を分散した樹脂膜であってもよい。これらの他にも、例
えば回折型の反射膜等としてもよい。この場合は、透明
樹脂の表面を加工、成形したり、屈折率分布を設けるこ
とで所望の反射特性を得ることができる。上記の反射膜
又は反射層１５は、図２に示すように、光源１３からの
光を反射（拡散反射）し、可撓性フィルム１１内に効率
良く導光させる。

【００１７】また、図１に示すように、可撓性フィルム
１１の平面光照射部１４における光照射面の裏面には、
拡散反射膜１６が設けられる。拡散反射膜１６は、可撓
性フィルム１１に導光した光を照射方向（図１中上方）
に向けて反射する。拡散反射膜１６は、平面光照射部１
４全体に渡って反射率が均一化されるように、予め印刷
パターンによって反射率を調整される。即ち、拡散反射
膜１６は、光源１３に近い図１中左側の部位で反射が少
なく、且つ、、光源１３から離れるにしたがって反射が
大きくなるように反射率を調整される。これにより、光
源１３から離れるにしたがって減衰する光の照射光量を
補償する。尚、反射率の均一化は公知の一般的な手段を
設けることでも行うことができる。

【００１８】上記光源１３から発せられた光は、図２に
示すように、光源収容部１２内において、まず直接的に
可撓性フィルム１１内に導入され、可撓性フィルム１１
の下層面の反射膜又は反射層により拡散反射されること
で、再度可撓性フィルム１１に導光される。この拡散反
射された光はフィルム境界で更に反射されフィルム内に
導光される。この反射を繰り返すことで、効率良く光源
からの光が可撓性フィルム１１内に導光される。そし
て、可撓性フィルム１１内に導光された光は、平面光照
射部１４に導びかれ、該平面光照射部１４から図１中上
方に向けて照射される。この際、可撓性フィルム１１内
に導光された光の少なくとも一部は、拡散反射膜１６に
よって拡散反射される。拡散反射膜１６によって拡散反
射される光は、平面光照射部１４における光源１３から
離れた部位程多くなるように設定される。これにより、
照射光量が均一化される。

【００１９】次に、本発明の第２実施形態に係る平面光
源を図３を参照して説明する。図３は本実施形態の平面
光源の平面光照射部を示す断面図である。本実施形態の
平面光源２０において、可撓性フィルム１１の平面光照
射部１４における光照射面（図３中上面）には、透過拡
散シート２１又はプリズムシート２２の少なくともいず
れか一方が積層（又はラミネート）される。透過拡散シ
ート２１は光を拡散させ、プリズムシート２２は光を特
定の方向に指向させる。さらにプリズムシート２２は、
屈折角の調整により光を集光させることもできる。これ
らのシートを個別に又は組み合わせて使用することで、
所望の指向性、拡散性、集光性を有する光を図３中上方
に向けて出射させることができる。その他の構成及び作
用は、上記第１実施形態と同様である。

【００２０】尚、上記の２つの実施形態以外の構成であ
っても、照射光に指向性、拡散性、又は集光性を付与で
きるものであればよい。例えば、可撓性フィルム１１内
に、屈折率の異なる微粒子を分散させたり、又は可撓性
フィルム１１の表面に成膜して拡散効果を得るように構
成してもよい。また、可撓性フィルムの表面を直接成形
して拡散効果、集光効果を持たせてもよい。さらに、導
光フィルムの内部又は外部に光を出射するフィルム表面
に、有機又は無機の蛍光体の微粒子を散布、或いは該微
粒子からなる膜を設けることにより、光の利用効率を高
めることも可能である。このように、全てをフィルム上
で形成することができれば、平面光源自体の低コスト化
を図ることができる。

【００２１】次に、本発明の第３実施形態に係る平面光
源を用いたデバイスを図４及び図５を参照して説明す
る。図４は、前述の第１実施形態の平面光源を適用して
形成した露光素子の構成を示す断面図である。図４にお
いて、露光素子３０は、例えば第１実施形態の平面光源
１０の平面光照射部１４の光照射面（図４中の平面光源
１０の上面）に、光変調素子としての液晶（ＬＣＤパネ
ル）３１を備えて構成される。平面光源１０からの光
は、ＬＣＤパネル３１により所望の光量に変調されて露
光面側（図４中の上面）に出射される。このように、平
面光源の導光部が薄いフィルム状であるために露光装置
３０を薄型化、及び小型化することができる。また、上
記ＬＣＤパネル３１の透明基板３２として可撓性基板を
用いて構成することにより、ＬＣＤパネル３１全体に可
撓性を持たせることができる。このため、露光装置３０
全体を物理的にフレキシブルな構成とすることができ
る。

【００２２】また、図５は、前述のＬＣＤパネル３１に
加えて蛍光体４２を備えて構成した平面型表示装置を示
す断面図である。図５において、平面型表示装置４０
は、上記第１実施形態の平面光源１０の平面光照射部１
４の光照射面（図５中の平面光源の上面）に光変調素子
としてのＬＣＤパネル４１を備えると共に、ＬＣＤパネ
ル４１の図５中上面に複数の蛍光体４２を備え、さらに
蛍光体４２の図５中上面は、透明基板４３で覆われて構
成される。

【００２３】平面光源１０からの光は、ＬＣＤパネル４
１により所望の光量に変調されて、蛍光体４２に照射さ
れる。光が照射された蛍光体４２は励起して、所定の波
長の光を発することで、所望の画像を形成して表示す
る。このように、平面光源の導光部が薄いフィルム状で
あるために平面型表示装置４０を薄型化、及び小型化す
ることができる。また、ＬＣＤパネル４１の透明基板４
４を可撓性透明基板とすると共に、透明基板４３を可撓
性透明基板とすることで、ＬＣＤパネル４１全体に可撓
性を持たせることができる。このため、平面型表示装置
４０全体を物理的にフレキシブルな構成とすることがで
きる。尚、上記平面光源は第１実施形態の平面光源１０
としているが、第２実施形態の平面光源２０としても構
わない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
面光源は、可撓性フィルムの光源収容部内に光源を包囲
して収容し、光源からの光を可撓性フィルムに導光する
と共に、可撓性フィルムに導光された光を可撓性フィル
ムの平面光照射部から外部に照射することができる。し
たがって、薄く、軽く、低コストでありながら、光源か
らの出射光を平面光照射部に効率良く導くことができ、
高効率の導光を行うことができる。また、平面光照射部
が可撓性を有しており、物理的なフレキシビリティが要
求される表示デバイスに好適に使用することができる。

【００２５】さらに、可撓性フィルムの光源を包囲して
収容する部位の外周面に反射層を設けることで、光源か
らの光が反射され、また、可撓性フィルムの平面状の部
位における光照射面に反射層を設けることで、可撓性フ
ィルムに導光された光を反射させることができる。した
がって、より高効率の導光を行うことができる。

【００２６】そしてさらに、可撓性フィルムの平面状の
部位における光照射面には、光指向性又は光拡散性を有
する層を設けることで、簡単な構成により所望の照明を
より適切な照明光特性で得ることができる。

【００２７】また、この平面光源を露光素子及び平面型
表示装置に適用することで、平面光源の導光部が薄いフ
ィルム状であるために露光素子及び平面型表示装置を薄
型化、及び小型化することができる。また、光変調素子
としての液晶を可撓性とすることで、露光素子及び平面
型表示装置全体に可撓性を持たせることができる。この
ため、露光素子及び平面型表示装置全体を物理的にフレ
キシブルな構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る平面光源の構成を
示す断面図である。

【図２】図１の平面光源の導光原理を説明するための部
分拡大断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る平面光源の平面光
照射部を示す断面図である。

【図４】本発明の第３実施形態に係る平面光源を露光素
子とした構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る平面光源を露光素
子とした構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０平面光源１１可撓性フィルム１２光源収容部１３光源１４平面光照射部１５反射膜又は反射層１６拡散反射膜２０平面光源２１透過拡散シート２２プリズムシート３０露光素子３１光変調素子（ＬＣＤパネル）３２可撓性基板４０平面型表示装置４１光変調素子（ＬＣＤパネル）４２蛍光体４４可撓性基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を可撓性フィルムに導光す
ると共に、該可撓性フィルムに導光した光を、可撓性フ
ィルムの平面状の部位から外部に照射することを特徴と
する平面光源。
【請求項２】可撓性フィルムの一部を変形させて形成
した空間内に、光源を包囲して収容することにより光源
からの光を可撓性フィルムに導光すると共に、可撓性フ
ィルムに導光した光を、可撓性フィルムの平面状の部位
から外部に照射することを特徴とする平面光源。
【請求項３】前記可撓性フィルムの光源を包囲して収
容する部位の外周面に、光源からの光を反射する反射層
を備えると共に、前記可撓性フィルムの平面状の部位の
光照射面の裏面に可撓性フィルムに導光された光を反射
する反射層を備えたことを特徴とする請求項２記載の平
面光源。
【請求項４】前記可撓性フィルムの平面状の部位にお
ける光照射面に、光指向性、光拡散性、光集光性の少な
くとも１つの機能を有する層を形成したことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１項記載の平面光源。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項記載の平面
光源と、該平面光源からの照射光を変調する光変調素子
とを備えたことを特徴とする露光素子。
【請求項６】前記光変調素子は液晶であることを特徴
とする請求項５記載の露光素子。
【請求項７】前記液晶は可撓性基板を備えて可撓性を
有していることを特徴とする請求項６記載の露光素子。
【請求項８】請求項１〜４のいずれか１項記載の平面
光源と、該平面光源からの照射光を変調する光変調素子
と、該光変調素子で変調された光によって励起され、所
望の画像を表示する蛍光体とを備えたことを特徴とする
平面型表示装置。
【請求項９】前記光変調素子は液晶であることを特徴
とする請求項８記載の平面型表示装置。
【請求項１０】前記液晶は可撓性基板を備えて可撓性
を有していることを特徴とする請求項９記載の平面型表
示装置。