JP2009300989A - 光偏向シートおよびそれを備えた面光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】指向性光出射機能を有する導光板からの出射光を偏向する光偏光シート10の透光性樹脂基板の両面に、光学的構造を形成する。光光学的構造は、透明基材の両面に形成された異方性レンズであってもよく、一方の面にプリズムレンズ列を形成し、他方の面に異方性マイクロレンズを形成してもよい。また、透明基材の両面に形成された異方性レンズの全面または一部分を粗面にしてもよい。このような光偏向シート10を用いることにより、部材点数を削減しても、高輝度であり且つ輝度ムラおよびドットイメージの発生を抑制することができる面光源装置を提供することができる。
【選択図】図1
Description
源装置で用いられる光偏向シートに関する。
前者のシステムにおいては、拡散フィルム、プリズムシートは別々のシートとして供給されて積層されるため打ち抜き・加工、組み立て、物流によってコストが高くなること、組み立て時に混入する塵埃のため歩留まりが低下する等の問題がある。
このため、前者のシステムに用いられる光学フィルムを削減することが検討されているものの、光学フィルムの削減により、導光板に形成されたドットパターンが光学フィルム越しに透過して視認されるという新たな問題が生じている。
後者のシステムにおいては、導光板からの出射光を効率的に法線方向に集光させることが出来るので高輝度の光源装置が得られるが、その反面、導光板のドットパターンや導光板に写りこんだ光源イメージがプリズムにより鏡のように全反射されるため、面光源内における輝度ムラ、ドットイメージが問題となる。
θa=tan−1(Δa) ・・・ (2)
本発明の実施例は、図2に示されている光偏向レンズシートである。透光性樹脂基板である透明PETフィルム(厚み188μm、両面易接着処理)の下面に、第1の偏向レンズ(主に垂直視野角を制御)として、頂角θ1=68°、プリズムピッチP1=50μmのプリズムレンズを形成し、更にもう一方の上面に第2の偏向レンズ(主に水平視野角を制御)として、頂角θ2=100度、プリズムピッチ P2=50μmのプリズムレンズを第2の偏向レンズの稜線が第1の偏向レンズの稜線に直交させて形成した。ここで、プリズムレンズは、紫外線硬化樹脂による2P賦型により製造した。また、光反射素子に東レ株式会社製品E60L白色PETフィルムを使用した。
第2の偏向レンズが曲率半径25μm、ピッチ30μmのシリンドリカルレンズであること以外は、実施例1と同様に行った。
第1の偏向レンズが頂角θ1=65°、プリズムピッチピッチP1=50μmのプリズムレンズであること、さらに第2の偏向レンズが頂角θ2=90°であること以外は、実施例1と同様に行った。
第1の偏向レンズが頂角θ1=65°、プリズムピッチピッチP1=50μmのプリズムレンズであること以外は、実施例1と同様に行った。
光反射素子が主に正反射である麗光製品ルイルミラー反射シートであること以外は、実施例3と同様に行った。
光反射素子が主に正反射である反射シートであること以外は、実施例1と同様に行った。
比較例1は、現状で用いられるサイドライト方式における全反射型プリズムシートを用いたバックライトの構成である。透光性樹脂基板である透明PETフィルム上面に第2の偏向レンズが形成されず、透明PETフィルム面であること以外は実施例1と同様に行った。
透明PETフィルム下面に頂角θ1=68°、プリズムピッチP1=50μmのプリズムレンズが形成され、更に上面には拡散マットのみのヘイズが63%の等方性拡散マットが形成されているプリズムシートを用いること以外は、比較例1と同様に行った。
透光性樹脂基板である透明PETフィルム上面に第2の偏向レンズが形成されず、透明PETフィルム面であること以外は実施例3と同様に行った。
透光性樹脂基板である透明PETフィルム上面に第2の偏向レンズが形成されず、透明PETフィルム面であること以外は実施例5と同様に行った。
本実施例1〜実施例2において光学特性の測定に用いたサイドライト方式のバックライトは後述のとおりである。すなわち、13.3インチサイズのバックライト、白色LEDが54個配列された光源で電流値120mA、電圧28vであり、また、導光板は、三菱レイヨン(株)製メタクリル樹脂アクリペットTF8からなり、射出成型により光出射面に微細凹凸マット(入光部(光源近傍)がマット密度が薄く、反入光部へ行くに従いマット密度が濃くなるようなグラデーションパターン)からなる光出射機構が形成され、裏面は鏡面の導光板(厚み0.75mm)を用いた。前記導光板上に実施例1〜実施例2、比較例1〜2の光偏向シートを配置してサイドライト方式のバックライトを作成した。導光板の出射光分布を図5に示す。また、垂直方向における出射光光度分布の最大ピークは光出射面法線方向に対して75.5度であった。
本実施例3〜4において光学特性の測定に用いたサイドライト方式のバックライトは後述のとおりである。すなわち、14.1インチサイズのバックライト、直径1.8mmのCCFLが1本配置された光源で電流値430mA、電圧12vであり、また、導光板は、三菱レイヨン(株)製メタクリル樹脂アクリペットTF8からなり、射出成型により光出射面の裏面に微細凹凸マット(入光部(光源近傍)でマット密度が薄く、反入光部へ行くに従いマット密度が濃くなるようなグラデーションパターン)からなる光出射機構が形成され、光出射面は鏡面、また光入光面からその対面へ向かうにつれて厚さが2mmから0.7mmへと減少する略楔形状の導光板を用いた。前記導光板上に実施例3〜実施例6、比較例3〜比較例4の光偏向シートを配置してサイドライト方式のバックライトを作成した。導光板の垂直方向における出射光光度分布の最大ピークは光出射面法線方向に対して78.度であった。
本実施例1〜2において前記バックライトを点灯し、30分放置後、ELDIM社EZcontrast160R(コノスコープ)にて、バックライト中央の角度輝度分布を測定した。得られた輝度データにcosθ(ここでθは、出光角度)を乗じて、光度換算処理を行った。同様に本実施例3〜6において前記バックライトを点灯し、1時間放置後、トプコン社製BM−7Fastにて、垂直方向のステージを−30°〜30°変角し、法線に対して±5°の範囲を0.2°、それ以外の角度については1°毎に輝度を測定し角度輝度分布を測定した。得られた輝度データにcosθ(ここでθは、出光角度)を乗じて、光度換算処理を行った。
本実施例1〜2において、前記バックライトにおけるドットパターンイメージおよびLED光源による明暗斑(目玉欠陥)をバックライトより30cm離れた地点から目視にて観察した。判定は、ドットパターンイメージおよびLED光源による明暗斑が目視で認められない品位レベル「○」から、目視で確認可能な品位レベル(NGレベル)「×」までを「○」>「△」>「×」の3段階評価とした。同様に本実施例3〜6において、前記バックライトにおけるドットパターンをバックライトより30cm離れた地点から目視にて観察した。判定は、ドットパターンイメージが目視で認められない品位レベル「○」から、目視で確認可能な品位レベル(NGレベル)「×」までを「○」>「△」>「×」の3段階評価とした。
表1において、実施例1および実施例2ともに、比較例1に比べ光度は劣るものの、ドットパターンイメージおよびLED光源による明暗斑欠陥が、大幅に改善していることがわかる。
また、比較例2に比べると光度および画面品位が同等以上に向上していることがわかる。
表2において実施例3および実施例4ともに、比較例3に比べ光度比率は劣るものの、ドットパターンイメージが大幅に改善されていることがわかる。
また、垂直方向における全半値角度(視野角)が広がっていることがわかる。
特に実施例4は、比較例3に比べ輝度が同等で、かつ全半値角度(垂直視野角)が広がっていることがわかり、光度および視野角特性、画面品位が同等以上に改善された面光源装置が得られていることがわかる。
表2において、実施例5を比較例4と比べると光度が劣っているものの、ドットパターンイメージが大幅に改善していることがわかる。
また、垂直方向における全半値角度(視野角)が広がっていることがわかる。
特に実施例6は、比較例4に比べ光度が向上し、かつ全半値角度(垂直視野角)が広がっていることがわかり、光度および視野角特性、画面品位が改善された面光源装置が得られていることがわかる。
11、21:透光性樹脂基板
12、22、23:プリズムレンズ
13:異方性拡散素子
Claims (7)
- 指向性光出射機能を有する導光板からの出射光を偏向する光偏光シートであって、前記光偏向シートが、透光性樹脂基板の両面に光学的構造を備えた光偏向シート。
- 前記光光学的構造が、両面異方性レンズである請求項1記載の光偏向シート。
- 前記光学的構造が、一方の面にプリズムレンズ列を有し、他方の面に異方性マイクロレンズである請求項1記載の光偏向シート。
- 前記光学的構造が、両面とも異方性レンズであり、出射面側の異方性レンズの全面あるいは一部が粗面である請求項1記載の光偏向シート。
- 前記光学的構造が、一方の面に異方性レンズを有し、他方に異方性拡散素子を有する請求項1記載の光偏向シート。
- 光源と、光入射面から入射した入射光を光出射面から出射する導光体と、前記導光体の光出射面の裏面に対抗して配置された光反射素子と、前記導光体の光出射面上に配置され、透光性樹脂基板の両面に光学的構造を備えた光偏向シートと、
備え、
前記光偏向シートは、前記導光体の光出射面と対向する面にプリズムレンズ列を有することを特徴とする面光源装置。 - 前記面光源装置に備えられた光反射素子が、正反射による反射を起こす光反射素子であることを特徴とする請求項6に記載の面光源装置。
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