レーザーディスプレイのための バックライト技術

~2020年のSuper Hi-Vision放送の本格導入に備え、液晶ディスプレイの色域を拡張する~

理工学部 電気電子工学科

教授 藤枝 一郎

研究内容

Super Hi-Vision放送の本格的な導入に向けて、レーザーバックライトの開発が急がれる。
また、明るい場所で携帯ディスプレイの視認性が劣化する事実は長年の課題である。
本技術では、湾曲部がある光ファイバを導光板の内部に配置し、これを1本の光ファイバで連結すれば、大型で任意の形状のバックライトを容易に実現できる。光ファイバを振動させて、レーザー特有のスペックル雑音を低減し、光ファイバと導光板の屈折率を整合させればシースルーになる。これを液晶パネルと反射板の間に挿入すれば、反射型または透過型の液晶ディスプレイとして機能する。従って明暗所の両方での視認性を確保できる。

研究背景

レーザーバックライト開発の重要性

2016年 Super Hi-Visionの試験放送
2020年 本格放送
3原色の色度座標をスペクトル軌跡上に持ってくるには
レーザーバックライトが必須

技術概要

光ファイバを湾曲させる構成

光ファイバの曲げ損失を利用する(通信応用では光がもれてはならないが・・・)

I. Fujieda, K.Arizono, K.Nishida, N.Takigawa, Opt.Eng. 53,065104(2014)

面光源の試作例

モジュール化による大面積化が容易で一筆書きで任意形状のバックライトを実現

I. Fujieda, K. Arizono, K. Nishida, N. Takigawa, Opt. Eng. 53, 065104 (2014).

【原理】

【試作】

課題

•輝度不足

原因

•光ファイバの入力結合効率が低い



薄型化と均一性の両立

【原理】

T. Kojima, Y. Asakura, T. Ogawa and I. Fujieda, Proc. IDW, 466-469 (2014).

【試作】

シースルー化

消灯時にはシースルーになる

携帯ディスプレイの屋外での視認性を改善

“明るい屋外での視認性では少し不利だ” http://magazine.kakaku.com/mag/pc/id=651/

バックライトのON/OFFで2つのモードを切り替える。
室内ではON:透過型、屋外ではOFF:反射型。

今後の課題

導光板の内部を伝搬する光を外部へ取り出すために、導光板の表面に微細な構造を設ける。これは出力カプラと呼ばれ、従来から白色のインク、斜面、回折素子等の手段が用いられている。出力カプラの作製には微細加工技術が必要で、エンボス加工や印刷技術を有する企業とぜひ協働したい。

応用例

・大型TVやPCモニタ用の液晶ディスプレイ
・車載やサイネージ向けの液晶ディスプレイ
・スマートフォンなどの携帯機器 

特許情報

特願2014-096217

研究キーワード

シースルー ・バックライト ・レーザー ・液晶ディスプレイ ・視認性 

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