JPH10268788A - 液晶バックライト装置 - Google Patents
液晶バックライト装置Info
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- JPH10268788A JPH10268788A JP7602797A JP7602797A JPH10268788A JP H10268788 A JPH10268788 A JP H10268788A JP 7602797 A JP7602797 A JP 7602797A JP 7602797 A JP7602797 A JP 7602797A JP H10268788 A JPH10268788 A JP H10268788A
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- light
- prism sheet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正面方向の光量を増加させたバックライト装
置を得る。 【解決手段】 液晶の背面に配置され液晶を照光する液
晶バックライト装置において、透明な導光板(1) と、こ
の導光板の側面の近傍に配置された光源(2) と、上記導
光板の下面に沿って設けられた平面状の光反射板(3)
と、上記導光板の上面に沿って設けられ少なくともその
上面が梨地面である透明な拡散板(4) と、上記拡散板の
上面に沿い且つ上記液晶の背面に位置するように配置さ
れる透明なプリズムシート(10)と、を有する。該プリズ
ムシートが、光の出射する構造面(12)と構造面の反対側
の裏面(14)とを有し、この構造面が断面が3角形のプリ
ズムを平行に並べた形状で、裏面が平滑な面であり、プ
リズムの一方の傾き角が80°から90°の範囲であ
り、他方の傾き角が35°から60°の範囲であるよう
に形成されている。
置を得る。 【解決手段】 液晶の背面に配置され液晶を照光する液
晶バックライト装置において、透明な導光板(1) と、こ
の導光板の側面の近傍に配置された光源(2) と、上記導
光板の下面に沿って設けられた平面状の光反射板(3)
と、上記導光板の上面に沿って設けられ少なくともその
上面が梨地面である透明な拡散板(4) と、上記拡散板の
上面に沿い且つ上記液晶の背面に位置するように配置さ
れる透明なプリズムシート(10)と、を有する。該プリズ
ムシートが、光の出射する構造面(12)と構造面の反対側
の裏面(14)とを有し、この構造面が断面が3角形のプリ
ズムを平行に並べた形状で、裏面が平滑な面であり、プ
リズムの一方の傾き角が80°から90°の範囲であ
り、他方の傾き角が35°から60°の範囲であるよう
に形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶バックライト
装置及びそれに用いられるプリズムシートに関する。
装置及びそれに用いられるプリズムシートに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶バックライト装置は、液晶表示面に
対する光源の配置によって、エッジ式と直下式に大別さ
れる。エッジ式は表示面の側辺部に線光源で近似される
ランプを配置し、透明性のよい導光体を通して表示面の
裏側に光を導き、反射板と拡散板を組み合わせて、表示
面の輝度の均一化を図る方式である。エッジ式液晶バッ
クライト装置は、一般に薄型化が可能であり、ランプ発
熱の影響を小さくできるメリットがあり、液晶用バック
ライトとして広く使われているが、光の利用効率が低い
という問題がある。このような問題点を解消するため、
導光体の反射面をヘアライン処理により乱反射させたも
の、導光体の形状を部分的に変化させたもの、反射面を
マット化したもの、反射面にアルミ蒸着したもの等が提
案されている。また、導光体と特殊な光学素子を組み合
わせた複合方式も提案されている。
対する光源の配置によって、エッジ式と直下式に大別さ
れる。エッジ式は表示面の側辺部に線光源で近似される
ランプを配置し、透明性のよい導光体を通して表示面の
裏側に光を導き、反射板と拡散板を組み合わせて、表示
面の輝度の均一化を図る方式である。エッジ式液晶バッ
クライト装置は、一般に薄型化が可能であり、ランプ発
熱の影響を小さくできるメリットがあり、液晶用バック
ライトとして広く使われているが、光の利用効率が低い
という問題がある。このような問題点を解消するため、
導光体の反射面をヘアライン処理により乱反射させたも
の、導光体の形状を部分的に変化させたもの、反射面を
マット化したもの、反射面にアルミ蒸着したもの等が提
案されている。また、導光体と特殊な光学素子を組み合
わせた複合方式も提案されている。
【0003】このような光源は、光ができるだけ均一に
出射するようにしたものが多い。しかし、使用目的によ
ってはある方向に光を集中したい場合がある。例えば、
液晶カラーテレビ等は、ある方向だけに均一な光を出射
することを求められる。しかし、液晶バックライト装置
に用いられる導光板、拡散板、プリズムシート等の中で
の、光の挙動については十分な検討はされてこなかっ
た。
出射するようにしたものが多い。しかし、使用目的によ
ってはある方向に光を集中したい場合がある。例えば、
液晶カラーテレビ等は、ある方向だけに均一な光を出射
することを求められる。しかし、液晶バックライト装置
に用いられる導光板、拡散板、プリズムシート等の中で
の、光の挙動については十分な検討はされてこなかっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】バックライト装置で
は、光源を表示面の下部に設けたり、放物線型の反射鏡
を設けたのでは小型化の要望を満たすことができない。
そのため、薄型のままでさらに正面方向に出る光を多く
し、光の利用効率を高めることが求められている。そこ
で、本発明は薄型のエッジ式液晶バックライト装置にお
いて、光源のワット数を増加することなく、出射する光
を正面方向に集中することを目的とする。また、本発明
は、このような液晶バックライト装置に用いられるプリ
ズムシートを提供することを目的とする。
は、光源を表示面の下部に設けたり、放物線型の反射鏡
を設けたのでは小型化の要望を満たすことができない。
そのため、薄型のままでさらに正面方向に出る光を多く
し、光の利用効率を高めることが求められている。そこ
で、本発明は薄型のエッジ式液晶バックライト装置にお
いて、光源のワット数を増加することなく、出射する光
を正面方向に集中することを目的とする。また、本発明
は、このような液晶バックライト装置に用いられるプリ
ズムシートを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来は、液晶バックライ
ト装置に用いられるプリズムシートのプリズムの断面形
状は、一般的に2等辺三角形であった。プリズムシート
のプリズムの断面の傾き角を変えると光の出方がどのよ
うに変化するかについてはこれまで十分な検討がされて
いない。このような光の挙動は、プリズムの頂角、屈折
率、バックライトの指向性などに依存すると考えられ
る。本発明者は、プリズムシートのそれぞれのプリズム
の断面を2等辺三角形でなくすること、即ちプリズムの
一方の傾き角αを90°に近い角度とし、他方の傾き角β
をこれより小さい角度に形成することにより、正面方向
に出る光がさらに増加することを見いだした。
ト装置に用いられるプリズムシートのプリズムの断面形
状は、一般的に2等辺三角形であった。プリズムシート
のプリズムの断面の傾き角を変えると光の出方がどのよ
うに変化するかについてはこれまで十分な検討がされて
いない。このような光の挙動は、プリズムの頂角、屈折
率、バックライトの指向性などに依存すると考えられ
る。本発明者は、プリズムシートのそれぞれのプリズム
の断面を2等辺三角形でなくすること、即ちプリズムの
一方の傾き角αを90°に近い角度とし、他方の傾き角β
をこれより小さい角度に形成することにより、正面方向
に出る光がさらに増加することを見いだした。
【0006】これは、プリズムの構造面で全反射して裏
面に戻る光が減少するため、またプリズムの法線に対し
て大きい角度で出射する光が減少し、法線に対して小さ
い角度即ち正面方向に出射する光が多くなるためである
と考えられる。プリズムの光源に近い側の傾き角と光源
に遠い側の傾き角とは、何方を大きい角度としてもよ
い。なお、プリズムの傾き角とは、プリズムの斜面の一
つの面が底面となす角度をいう。即ち、プリズムの断面
(後述する図4の断面)において、プリズムの一片が底
面となす角度をいう。
面に戻る光が減少するため、またプリズムの法線に対し
て大きい角度で出射する光が減少し、法線に対して小さ
い角度即ち正面方向に出射する光が多くなるためである
と考えられる。プリズムの光源に近い側の傾き角と光源
に遠い側の傾き角とは、何方を大きい角度としてもよ
い。なお、プリズムの傾き角とは、プリズムの斜面の一
つの面が底面となす角度をいう。即ち、プリズムの断面
(後述する図4の断面)において、プリズムの一片が底
面となす角度をいう。
【0007】本発明は、液晶の背面に配置され液晶を照
光する液晶バックライト装置において、透明な導光板
と、この導光板の側面の近傍に配置された光源と、上記
導光板の下面に沿って設けられた平面状の光反射板と、
上記導光板の上面に沿って設けられ少なくともその上面
が梨地面である透明な拡散板と、上記拡散板の上面に沿
い且つ上記液晶の背面に位置するように配置される透明
なプリズムシートと、を有し、上記プリズムシートが、
光の出射する構造面とこの構造面の反対側の裏面とを有
し、この構造面が断面が3角形のプリズムを平行に並べ
た形状で且つ上記裏面が平滑な面であるように形成され
ていて、それぞれの上記プリズムの一方の傾き角αが8
0°から90°の範囲であり、他方の傾き角βが35°
から60°の範囲であることを特徴としている。
光する液晶バックライト装置において、透明な導光板
と、この導光板の側面の近傍に配置された光源と、上記
導光板の下面に沿って設けられた平面状の光反射板と、
上記導光板の上面に沿って設けられ少なくともその上面
が梨地面である透明な拡散板と、上記拡散板の上面に沿
い且つ上記液晶の背面に位置するように配置される透明
なプリズムシートと、を有し、上記プリズムシートが、
光の出射する構造面とこの構造面の反対側の裏面とを有
し、この構造面が断面が3角形のプリズムを平行に並べ
た形状で且つ上記裏面が平滑な面であるように形成され
ていて、それぞれの上記プリズムの一方の傾き角αが8
0°から90°の範囲であり、他方の傾き角βが35°
から60°の範囲であることを特徴としている。
【0008】プリズムの断面の光源に近い側の傾き角を
80°から90°の範囲とすることができ、または光源
に遠い側の傾き角を80°から90°の範囲とすること
もできる。また、本発明は、上記液晶バックライト装置
において、拡散板を除いた装置とすることもできる。
80°から90°の範囲とすることができ、または光源
に遠い側の傾き角を80°から90°の範囲とすること
もできる。また、本発明は、上記液晶バックライト装置
において、拡散板を除いた装置とすることもできる。
【0009】また、本発明は、液晶の背面に配置され液
晶を照光する液晶バックライト装置に使用されるプリズ
ムシートにおいて、光の出射する構造面とこの構造面の
反対側の裏面とを有し、この構造面が断面が3角形のプ
リズムを平行に並べた形状で且つ上記裏面が平滑な面で
あるように形成されていて、それぞれの上記プリズムの
一方の傾き角αが80°から90°の範囲であり、他方
の傾き角βが35°から60°の範囲であることを特徴
としている。また本発明のおいて、上記プリズムシート
の厚さは、0.1mm から0.5mm の範囲であることが好まし
い。また本発明において、上記プリズムシートの構造面
に形成された隣り合うプリズムの間隔は、肉眼で見えな
い程度に小さくする、即ち0.01mmから0.2mm の範囲であ
ることが好ましい。
晶を照光する液晶バックライト装置に使用されるプリズ
ムシートにおいて、光の出射する構造面とこの構造面の
反対側の裏面とを有し、この構造面が断面が3角形のプ
リズムを平行に並べた形状で且つ上記裏面が平滑な面で
あるように形成されていて、それぞれの上記プリズムの
一方の傾き角αが80°から90°の範囲であり、他方
の傾き角βが35°から60°の範囲であることを特徴
としている。また本発明のおいて、上記プリズムシート
の厚さは、0.1mm から0.5mm の範囲であることが好まし
い。また本発明において、上記プリズムシートの構造面
に形成された隣り合うプリズムの間隔は、肉眼で見えな
い程度に小さくする、即ち0.01mmから0.2mm の範囲であ
ることが好ましい。
【0010】また、本発明において、「透明」とは導光
体として使用できる程度に透明であることをいう。上記
プリズムシートの材質は、アクリル系共重合体等の透明
性が高い材料であることが好ましい。また、本発明の別
の態様においては、上記プリズムシートのプリズムの稜
線部に半径がプリズムの高さの4分の1以下の丸みをつ
けてあるか、又はプリズムの高さの4分の1以下の面取
りをしてある。
体として使用できる程度に透明であることをいう。上記
プリズムシートの材質は、アクリル系共重合体等の透明
性が高い材料であることが好ましい。また、本発明の別
の態様においては、上記プリズムシートのプリズムの稜
線部に半径がプリズムの高さの4分の1以下の丸みをつ
けてあるか、又はプリズムの高さの4分の1以下の面取
りをしてある。
【0011】本発明において、プリズムシートのそれぞ
れのプリズムの左右の傾き角を変えると正面方向の光が
増加する理由、及び傾き角を限定した理由について説明
する。前述したように、プリズムを2等辺三角形でなく
すること、即ち一方の傾き角αを大きい角度とし、他方
の傾き角βを小さい角度とすることにより、プリズムの
両斜面において光線が共に法線となす角度が臨界角θc
を超えて全反射し、プリズムの下面に戻る割合が減少す
る。また、プリズムの上面からプリズムの法線に対して
大きい角度で出射する光が減少し、法線に対して小さい
角度即ち正面方向に放射される光量が増加すると考えら
れる。プリズムの上面で全反射した光は、下面、反射板
等で再度反射され最終的には上面から出てくる場合もあ
るが、その間の光の損失が多くなるので、光の利用効率
を考えると、全反射せず上面から出る方が好ましい。
れのプリズムの左右の傾き角を変えると正面方向の光が
増加する理由、及び傾き角を限定した理由について説明
する。前述したように、プリズムを2等辺三角形でなく
すること、即ち一方の傾き角αを大きい角度とし、他方
の傾き角βを小さい角度とすることにより、プリズムの
両斜面において光線が共に法線となす角度が臨界角θc
を超えて全反射し、プリズムの下面に戻る割合が減少す
る。また、プリズムの上面からプリズムの法線に対して
大きい角度で出射する光が減少し、法線に対して小さい
角度即ち正面方向に放射される光量が増加すると考えら
れる。プリズムの上面で全反射した光は、下面、反射板
等で再度反射され最終的には上面から出てくる場合もあ
るが、その間の光の損失が多くなるので、光の利用効率
を考えると、全反射せず上面から出る方が好ましい。
【0012】プリズムの一方の傾き角αは、90°に近
いことが好ましい。製造上は90°より大きい角度では
製造が困難であり、90°より小さい角度であるほうが
製造しやすいので、傾き角αは80°から90°の範囲
とした。他方の傾き角βは、35°から60°の範囲と
した。傾き角βが35°より小さくなると、出射する光
を正面方向に向ける作用が小さくなるからである。傾き
角βが60°より大きくなると、プリズムの法線に対し
て大きい角度で出射する光が多くなり正面方向に出る光
が減少し、また傾き角βが60°より大きくなると、製
造上の問題があるためである。他方の傾き角βのより好
ましい範囲は、35°から55°であり、他方の傾き角
βの最適の範囲は、40°から50°である。。
いことが好ましい。製造上は90°より大きい角度では
製造が困難であり、90°より小さい角度であるほうが
製造しやすいので、傾き角αは80°から90°の範囲
とした。他方の傾き角βは、35°から60°の範囲と
した。傾き角βが35°より小さくなると、出射する光
を正面方向に向ける作用が小さくなるからである。傾き
角βが60°より大きくなると、プリズムの法線に対し
て大きい角度で出射する光が多くなり正面方向に出る光
が減少し、また傾き角βが60°より大きくなると、製
造上の問題があるためである。他方の傾き角βのより好
ましい範囲は、35°から55°であり、他方の傾き角
βの最適の範囲は、40°から50°である。。
【0013】光源に近い側のプリズムの傾き角を80°
から90°の範囲とすることができ、又は光源に遠い側
の傾き角を80°から90°の範囲とすることもでき
る。
から90°の範囲とすることができ、又は光源に遠い側
の傾き角を80°から90°の範囲とすることもでき
る。
【0014】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、図面を参照しな
がら本発明の実施の形態及び実施例を説明する。図1は
本発明の一実施例のバックライト装置を示す斜視図、図
2は図1のバックライト装置のII−II線に沿う端側面図
である。図1、2に示すように、液晶バックライト装置
は、透明な平板状の導光板1と、この導光板1の一側面
の近傍に配置された光源2と、導光板1の下面に沿って
設けられた平板状の光反射板3と、導光板1の上面に沿
って設けられた透明な拡散板4と、この拡散板4の上面
に沿って設けられた透明なプリズムシート10を備えて
いる。拡散板4は、その上面表面が光を拡散するように
梨地仕上げされている。梨地仕上げとは、表面に機械的
又は化学的処理により微細な凹凸を均一に形成させたつ
や消し仕上げをいう。また、6は液晶であり、液晶6の
背面にこのプリズムシート10が配置される。
がら本発明の実施の形態及び実施例を説明する。図1は
本発明の一実施例のバックライト装置を示す斜視図、図
2は図1のバックライト装置のII−II線に沿う端側面図
である。図1、2に示すように、液晶バックライト装置
は、透明な平板状の導光板1と、この導光板1の一側面
の近傍に配置された光源2と、導光板1の下面に沿って
設けられた平板状の光反射板3と、導光板1の上面に沿
って設けられた透明な拡散板4と、この拡散板4の上面
に沿って設けられた透明なプリズムシート10を備えて
いる。拡散板4は、その上面表面が光を拡散するように
梨地仕上げされている。梨地仕上げとは、表面に機械的
又は化学的処理により微細な凹凸を均一に形成させたつ
や消し仕上げをいう。また、6は液晶であり、液晶6の
背面にこのプリズムシート10が配置される。
【0015】また、光源の側方では、光反射板3の一部
が曲げられて光源2を囲むように屈曲部3aが設けら
れ、光源2から放射する光を反射し出来るだけ多く導光
板1に入射するようになっている。また、導光板1の下
面には、サンドブラスト(ホーニング)により形成され
た光散乱部1aが設けられている。この光散乱部1a
は、光源から遠ざかるほど光散乱が大きくなるように形
成されている。
が曲げられて光源2を囲むように屈曲部3aが設けら
れ、光源2から放射する光を反射し出来るだけ多く導光
板1に入射するようになっている。また、導光板1の下
面には、サンドブラスト(ホーニング)により形成され
た光散乱部1aが設けられている。この光散乱部1a
は、光源から遠ざかるほど光散乱が大きくなるように形
成されている。
【0016】本発明の液晶バックライト装置によれば、
光源2から導光板1にその側面から入射した光は、導光
板1の上面から出て、拡散板4で拡散され、さらにプリ
ズムシート10で方向を変えられ、正面に出る光量が増
加して放射される。拡散板4は指向性のある光を拡散し
てその上面から出射させる機能を有し、プリズムシート
10は光を正面方向に集束させて正面の輝度を上げる機
能を有する。必要により、液晶6の上にさらに拡散板を
設けることもできる。液晶の上にさらに拡散板を設けた
ものでは、液晶を透過した光を拡散して指向性を弱め、
見やすくする効果が得られる。
光源2から導光板1にその側面から入射した光は、導光
板1の上面から出て、拡散板4で拡散され、さらにプリ
ズムシート10で方向を変えられ、正面に出る光量が増
加して放射される。拡散板4は指向性のある光を拡散し
てその上面から出射させる機能を有し、プリズムシート
10は光を正面方向に集束させて正面の輝度を上げる機
能を有する。必要により、液晶6の上にさらに拡散板を
設けることもできる。液晶の上にさらに拡散板を設けた
ものでは、液晶を透過した光を拡散して指向性を弱め、
見やすくする効果が得られる。
【0017】なお、本発明においては、上述した拡散板
4を省略するようにしてもよい。ただし、この場合に
は、液晶の上に拡散板、またはレンチキュラーレンズを
設ける必要がある。次に、図3、4により、上記プリズ
ムシート10を詳細に説明する。ここで、図3はプリズ
ムシート10の斜視図、図4は図3のプリズムシート1
0のIV−IV線に沿った断面図である。これらの図3、4
に示すように、本実施例のプリズムシート10は構造面
12と裏面14とを有し、構造面12は断面が3角形の
プリズムを平行に並べて配置した形状である。プリズム
の一方の傾き角αは85°であり、他方の傾き角βは4
0°とした。構造面12に形成されたプリズムの間隔
(ピッチp)は約50μである。プリズムシート10の
裏面14は、ほぼ平滑である。プリズムシート10の厚
さtは、約200μである。
4を省略するようにしてもよい。ただし、この場合に
は、液晶の上に拡散板、またはレンチキュラーレンズを
設ける必要がある。次に、図3、4により、上記プリズ
ムシート10を詳細に説明する。ここで、図3はプリズ
ムシート10の斜視図、図4は図3のプリズムシート1
0のIV−IV線に沿った断面図である。これらの図3、4
に示すように、本実施例のプリズムシート10は構造面
12と裏面14とを有し、構造面12は断面が3角形の
プリズムを平行に並べて配置した形状である。プリズム
の一方の傾き角αは85°であり、他方の傾き角βは4
0°とした。構造面12に形成されたプリズムの間隔
(ピッチp)は約50μである。プリズムシート10の
裏面14は、ほぼ平滑である。プリズムシート10の厚
さtは、約200μである。
【0018】プリズムシート10の製造方法について説
明する。プリズム形状を形成する紫外線硬化型樹脂組成
物をプリズム型に注入後、透明基体を重ね合わせ、透明
基体を通して紫外線光源より紫外線を照射して重合後、
プリズム型から剥離してプリズムシート10を得た。透
明基体の材質は、PETフィルムを使用した。これ以外
に、アクリル系重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
ステル樹脂等の透明合成樹脂フィルムを用いることがで
きる。紫外線硬化型樹脂としてエステル(メタ)アクリ
レート系の樹脂を用いたがこれ以外に、エポキシ(メ
タ)アクリレート系、ウレタンアクリレート系等の公知
の樹脂を用いることができる。紫外線硬化型樹脂には、
紫外線照射でラジカルを発生する触媒が添加される。紫
外線硬化型樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、黄変防止剤等の添加剤を配合することもでき
る。
明する。プリズム形状を形成する紫外線硬化型樹脂組成
物をプリズム型に注入後、透明基体を重ね合わせ、透明
基体を通して紫外線光源より紫外線を照射して重合後、
プリズム型から剥離してプリズムシート10を得た。透
明基体の材質は、PETフィルムを使用した。これ以外
に、アクリル系重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
ステル樹脂等の透明合成樹脂フィルムを用いることがで
きる。紫外線硬化型樹脂としてエステル(メタ)アクリ
レート系の樹脂を用いたがこれ以外に、エポキシ(メ
タ)アクリレート系、ウレタンアクリレート系等の公知
の樹脂を用いることができる。紫外線硬化型樹脂には、
紫外線照射でラジカルを発生する触媒が添加される。紫
外線硬化型樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、黄変防止剤等の添加剤を配合することもでき
る。
【0019】プリズムの逆パターンを有するプリズム型
は、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属型、又は樹脂の型
を用いることができるが、強度、耐熱性の面から金属製
の型を使用することが好ましい。紫外線光源としては、
高圧水銀灯、メタルハライドランプ等の通常の紫外線光
源を使用することができる。本実施例の樹脂を使用した
プリズムシートの屈折率は1.56、臨界角は39.9°で
あった。プリズムシートの製造には、上述したように液
体状の紫外線硬化型樹脂を使用するのでなく、透明基体
に紫外線硬化型樹脂組成物を半重合させたものを積層し
たフィルムを使用し、この積層フィルムをプリズム型に
押しつけた状態で紫外線照射して樹脂組成物を重合させ
プリズムシートを得ることもできる。
は、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属型、又は樹脂の型
を用いることができるが、強度、耐熱性の面から金属製
の型を使用することが好ましい。紫外線光源としては、
高圧水銀灯、メタルハライドランプ等の通常の紫外線光
源を使用することができる。本実施例の樹脂を使用した
プリズムシートの屈折率は1.56、臨界角は39.9°で
あった。プリズムシートの製造には、上述したように液
体状の紫外線硬化型樹脂を使用するのでなく、透明基体
に紫外線硬化型樹脂組成物を半重合させたものを積層し
たフィルムを使用し、この積層フィルムをプリズム型に
押しつけた状態で紫外線照射して樹脂組成物を重合させ
プリズムシートを得ることもできる。
【0020】本実施例では透明基体と紫外線硬化樹脂の
からなるプリズムシートを記載したが、これ以外に、プ
リズムシートを一体に成形することもできる。即ち、プ
リズム型を用い、アクリル共重合体等の樹脂に熱プレス
によりパターンを転写してプリズムの形状を形成するこ
とができる。また、射出成形によりプリズムの形状を成
形することもできる。
からなるプリズムシートを記載したが、これ以外に、プ
リズムシートを一体に成形することもできる。即ち、プ
リズム型を用い、アクリル共重合体等の樹脂に熱プレス
によりパターンを転写してプリズムの形状を形成するこ
とができる。また、射出成形によりプリズムの形状を成
形することもできる。
【0021】本実施例では、プリズムシート10のプリ
ズムの断面の各辺を直線で構成したが、図5に断面を示
すように、プリズムの頂点の稜線部に半径rの丸みをつ
けることもできる。プリズムをこのような形状にする
と、プリズムの稜線部の損傷を防止し、製造を容易にす
ることができる。又は、プリズムの稜線部に丸みをつけ
る代わりに稜線部を面取りして稜線部に平面を設けるこ
ともできる。この場合、プリズムシートの正面方向に光
を集束させるという機能を損なわないようにするため、
半径r又は面取りの高さはプリズムの高さの4分の1以
下とすることが好ましい。
ズムの断面の各辺を直線で構成したが、図5に断面を示
すように、プリズムの頂点の稜線部に半径rの丸みをつ
けることもできる。プリズムをこのような形状にする
と、プリズムの稜線部の損傷を防止し、製造を容易にす
ることができる。又は、プリズムの稜線部に丸みをつけ
る代わりに稜線部を面取りして稜線部に平面を設けるこ
ともできる。この場合、プリズムシートの正面方向に光
を集束させるという機能を損なわないようにするため、
半径r又は面取りの高さはプリズムの高さの4分の1以
下とすることが好ましい。
【0022】従来のバックライト装置に使用される2等
辺三角形のプリズムが形成されたプリズムシートと本発
明の傾き角の異なるプリズムが形成されたプリズムシー
トにおいて、下面から光が入射した場合の光の挙動につ
いて比較する。図6は、従来のプリズムシート5(傾き
角α=45°、β=45°)の拡大斜視図である。図7
は、図6のプリズムシート5のVII −VII 断面におい
て、裏面14から入射した光の光路を示す。プリズムシ
ート5にその裏面14から法線に対して入射角φ2 で入
射した光L2 は裏面14で屈折を受け、プリズムの面1
8で全反射し、さらにプリズムの面20で屈折を受け、
プリズムの法線に対して大きい角度で出射する。同じ入
射角φ2 で入射した別の光L2'は裏面14で屈折を受
け、プリズムの面20で屈折を受け、入射するときの角
度より法線に近い角度で出射され、正面方向に集束させ
られる。また、プリズムの法線に対して0°に近い小さ
い角度φ3 で入射した光L3 は、プリズムの斜面で全反
射されて裏面に戻る。光線がプリズムの面18と面20
の双方に臨界角θc以上の入射角度で入射すると全反射
する。
辺三角形のプリズムが形成されたプリズムシートと本発
明の傾き角の異なるプリズムが形成されたプリズムシー
トにおいて、下面から光が入射した場合の光の挙動につ
いて比較する。図6は、従来のプリズムシート5(傾き
角α=45°、β=45°)の拡大斜視図である。図7
は、図6のプリズムシート5のVII −VII 断面におい
て、裏面14から入射した光の光路を示す。プリズムシ
ート5にその裏面14から法線に対して入射角φ2 で入
射した光L2 は裏面14で屈折を受け、プリズムの面1
8で全反射し、さらにプリズムの面20で屈折を受け、
プリズムの法線に対して大きい角度で出射する。同じ入
射角φ2 で入射した別の光L2'は裏面14で屈折を受
け、プリズムの面20で屈折を受け、入射するときの角
度より法線に近い角度で出射され、正面方向に集束させ
られる。また、プリズムの法線に対して0°に近い小さ
い角度φ3 で入射した光L3 は、プリズムの斜面で全反
射されて裏面に戻る。光線がプリズムの面18と面20
の双方に臨界角θc以上の入射角度で入射すると全反射
する。
【0023】 θc=sin-1(1/n) n:プリズムの屈折率 屈折率n=1.56のアクリル系樹脂では、臨界角θcは
39.9°となる。プリズムの裏面の反対の方向即ち図7
の右下側から入射した光の光路は、傾き角αとβが等し
いので図7に示す光路と対称になる。従来のプリズムシ
ート5では、一定の角度で入射した光は、プリズムの入
射する面(18,20)により法線に対して入射したと
きより大きい角度で出射する光と小さい角度で出射する
光があり、垂直に近い小さい角度で入射した光は全反射
することがわかる。
39.9°となる。プリズムの裏面の反対の方向即ち図7
の右下側から入射した光の光路は、傾き角αとβが等し
いので図7に示す光路と対称になる。従来のプリズムシ
ート5では、一定の角度で入射した光は、プリズムの入
射する面(18,20)により法線に対して入射したと
きより大きい角度で出射する光と小さい角度で出射する
光があり、垂直に近い小さい角度で入射した光は全反射
することがわかる。
【0024】図8は、本発明によるプリズムシート10
(傾き角α=90°、β=40°)のプリズムの裏面か
ら入射した光の光路を示す。プリズムシート10にその
裏面14から入射角φ2 で入射した光L2 は裏面14で
屈折を受け、プリズムの面20で屈折を受け、入射する
ときの角度より法線に近い角度で出射され、正面方向に
集束させられる。また、プリズムの法線に対して小さい
角度即ち垂直に近い角度φ3 で入射した光L3 は、裏面
14で屈折を受け、プリズムの面20で屈折を受け、入
射するときの角度より法線に近い角度で出射される。
(傾き角α=90°、β=40°)のプリズムの裏面か
ら入射した光の光路を示す。プリズムシート10にその
裏面14から入射角φ2 で入射した光L2 は裏面14で
屈折を受け、プリズムの面20で屈折を受け、入射する
ときの角度より法線に近い角度で出射され、正面方向に
集束させられる。また、プリズムの法線に対して小さい
角度即ち垂直に近い角度φ3 で入射した光L3 は、裏面
14で屈折を受け、プリズムの面20で屈折を受け、入
射するときの角度より法線に近い角度で出射される。
【0025】図9は、同じプリズムシート10(傾き角
α=90°、β=40°)のプリズムの裏面の反対の方
向から入射した光の光路を示す。プリズムシート10に
その裏面14から入射角φ4 で入射した光L4 は裏面1
4で屈折を受け、プリズムの面18で屈折を受け、出射
する。入射角φ5 で入射した光L5 は裏面14で屈折を
受け、プリズムの面18で全反射し、プリズムの面20
で屈折を受け、入射するときの角度より法線に近い角度
で出射される。同じ入射角φ5 で入射した別の光L5'は
裏面14で屈折を受け、プリズムの面20で全反射し、
プリズムの面18で屈折を受け、法線に対して大きい角
度で出射する。また、垂直に近い角度φ6 で入射した光
L6 は、裏面14で屈折を受け、プリズムの面20で屈
折を受け、プリズムの法線に対して入射するときの角度
より小さい角度で出射する。
α=90°、β=40°)のプリズムの裏面の反対の方
向から入射した光の光路を示す。プリズムシート10に
その裏面14から入射角φ4 で入射した光L4 は裏面1
4で屈折を受け、プリズムの面18で屈折を受け、出射
する。入射角φ5 で入射した光L5 は裏面14で屈折を
受け、プリズムの面18で全反射し、プリズムの面20
で屈折を受け、入射するときの角度より法線に近い角度
で出射される。同じ入射角φ5 で入射した別の光L5'は
裏面14で屈折を受け、プリズムの面20で全反射し、
プリズムの面18で屈折を受け、法線に対して大きい角
度で出射する。また、垂直に近い角度φ6 で入射した光
L6 は、裏面14で屈折を受け、プリズムの面20で屈
折を受け、プリズムの法線に対して入射するときの角度
より小さい角度で出射する。
【0026】プリズムシート10では、プリズムの法線
に対して小さい角度で入射した光でも全反射せず法線に
対して小さい角度で出射する。図7と図8、9の光の光
路を比較すると、図7の従来のプリズムシート5より図
8、9の本発明のプリズムシート10の方が、プリズム
の両斜面において光線が共に法線となす角度が臨界角θ
cを超える割合が減少して全反射する光が少なくなる。
また、プリズムの法線に対して大きい角度で出射する光
が減少し、プリズムの正面方向に出射する光が多くなる
ことが分かる。
に対して小さい角度で入射した光でも全反射せず法線に
対して小さい角度で出射する。図7と図8、9の光の光
路を比較すると、図7の従来のプリズムシート5より図
8、9の本発明のプリズムシート10の方が、プリズム
の両斜面において光線が共に法線となす角度が臨界角θ
cを超える割合が減少して全反射する光が少なくなる。
また、プリズムの法線に対して大きい角度で出射する光
が減少し、プリズムの正面方向に出射する光が多くなる
ことが分かる。
【0027】次に、本発明の実施例による液晶バックラ
イト装置と従来の装置との輝度特性の測定方法と試料に
ついて説明する。輝度は、図2に示すように輝度計30
により、液晶バックライト装置に対する輝度計30の傾
き角を変化させて、傾き角と輝度の関係を測定した。本
発明の実施例として、プリズムシート10のプリズムの
傾き角αを90°、傾き角βを45°〜60°とし、以
下に示す試料1〜3を作成し、これらの試料1〜3をプ
リズムシート10として使用したバックライト装置を試
作した。また、比較のためプリズムシート10の代わり
に従来の2等辺3角形のプリズムが形成されたプリズム
シート5を使用したバックライト装置を試作した。 従来例 α=45° β=45° 図10 試料1 α=90° β=40° 図11 試料2 α=90° β=45° 図12 試料3 α=90° β=60° 図13
イト装置と従来の装置との輝度特性の測定方法と試料に
ついて説明する。輝度は、図2に示すように輝度計30
により、液晶バックライト装置に対する輝度計30の傾
き角を変化させて、傾き角と輝度の関係を測定した。本
発明の実施例として、プリズムシート10のプリズムの
傾き角αを90°、傾き角βを45°〜60°とし、以
下に示す試料1〜3を作成し、これらの試料1〜3をプ
リズムシート10として使用したバックライト装置を試
作した。また、比較のためプリズムシート10の代わり
に従来の2等辺3角形のプリズムが形成されたプリズム
シート5を使用したバックライト装置を試作した。 従来例 α=45° β=45° 図10 試料1 α=90° β=40° 図11 試料2 α=90° β=45° 図12 試料3 α=90° β=60° 図13
【0028】従来のプリズムシート5(傾き角α=45
°、β=45°)を使用したバックライト装置と本発明
のプリズムシート10を使用した液晶バックライトのY
Z平面での輝度特性の測定結果を図10〜13に示す。
図10は、図1に示すバックライト装置において、本発
明のプリズムシート10の代わりに図6の従来のプリズ
ムシート5を使用した装置におけるYZ平面内での輝度
特性即ち方向と輝度の関係を示す線図である。ここで、
図10の横軸は図1のZY平面内における方向を示し、
Z方向を0°として、Z方向(バックライト装置の正
面)に対してなす角度θ(図2中時計方向を+、反時計
方向を−とする。以下、同じ)で示す。
°、β=45°)を使用したバックライト装置と本発明
のプリズムシート10を使用した液晶バックライトのY
Z平面での輝度特性の測定結果を図10〜13に示す。
図10は、図1に示すバックライト装置において、本発
明のプリズムシート10の代わりに図6の従来のプリズ
ムシート5を使用した装置におけるYZ平面内での輝度
特性即ち方向と輝度の関係を示す線図である。ここで、
図10の横軸は図1のZY平面内における方向を示し、
Z方向を0°として、Z方向(バックライト装置の正
面)に対してなす角度θ(図2中時計方向を+、反時計
方向を−とする。以下、同じ)で示す。
【0029】図10中、点線は図1に示すバックライト
装置からプリズムシートを除いた場合の輝度特性を示
す。この場合、光はθがプラス側即ち導光板1中の光の
進行方向に多く出射する。出射する光は広い範囲に拡散
し、正面方向には集中しないことが分かる。次に、図1
0の実線はプリズムシート5を使用した場合のバックラ
イト装置の輝度特性を示す。ここで、仮に傾斜角度θが
−30°〜+30°の範囲に出射する光を正面方向に出
て有効に使用される光とする。θ=0°では、輝度1600
cd/m2 、θ=30°では、輝度1250cd/m2 が得られた。
図10から明らかなように、従来のプリズムシート5を
使用したバックライト装置においては、光は主として正
面方向に放射され、比較的高い正面輝度が得られる。拡
散板4の上にプリズムシート5を配置することによって
放射光を液晶の法線方向に集束し、正面の輝度を高くす
ることができることが分かる。
装置からプリズムシートを除いた場合の輝度特性を示
す。この場合、光はθがプラス側即ち導光板1中の光の
進行方向に多く出射する。出射する光は広い範囲に拡散
し、正面方向には集中しないことが分かる。次に、図1
0の実線はプリズムシート5を使用した場合のバックラ
イト装置の輝度特性を示す。ここで、仮に傾斜角度θが
−30°〜+30°の範囲に出射する光を正面方向に出
て有効に使用される光とする。θ=0°では、輝度1600
cd/m2 、θ=30°では、輝度1250cd/m2 が得られた。
図10から明らかなように、従来のプリズムシート5を
使用したバックライト装置においては、光は主として正
面方向に放射され、比較的高い正面輝度が得られる。拡
散板4の上にプリズムシート5を配置することによって
放射光を液晶の法線方向に集束し、正面の輝度を高くす
ることができることが分かる。
【0030】図11は、本発明の実施例の試料1のプリ
ズムシート10を使用した図1のバックライト装置のY
Z平面内での輝度特性を示している。本発明の試料1を
使用したバックライト装置では、図11に示すようにθ
=0°では、輝度1900cd/m2 、θ=30°では、輝度15
00cd/m2 が得られた。見る方向の角度θが−30°〜+
30°の範囲において、図10の従来のものより高い光
量が得られている。図12からβ=45°の試料2につ
いても同様に正面方向に高い光量が得られていることが
わかる。図13を見ると、β=60°とした試料3で
も、正面方向に高い光量が得られているが、θ=+30
°付近の角度で輝度が落ちる点があり、試料1、2より
若干正面輝度が落ちることが分かる。
ズムシート10を使用した図1のバックライト装置のY
Z平面内での輝度特性を示している。本発明の試料1を
使用したバックライト装置では、図11に示すようにθ
=0°では、輝度1900cd/m2 、θ=30°では、輝度15
00cd/m2 が得られた。見る方向の角度θが−30°〜+
30°の範囲において、図10の従来のものより高い光
量が得られている。図12からβ=45°の試料2につ
いても同様に正面方向に高い光量が得られていることが
わかる。図13を見ると、β=60°とした試料3で
も、正面方向に高い光量が得られているが、θ=+30
°付近の角度で輝度が落ちる点があり、試料1、2より
若干正面輝度が落ちることが分かる。
【0031】図10〜13から本発明のプリズムシート
10を使用したバックライト装置は、従来のプリズムシ
ート5を使用したバックライト装置より正面方向の光量
が増加していることが分かる。この実験結果から、傾き
角βの範囲を35°〜60°と決定した。β=60°で
は、若干正面方向の光量が減少するので、より好ましい
範囲を35°〜55°とし、最適の範囲を40°〜50
°とした。
10を使用したバックライト装置は、従来のプリズムシ
ート5を使用したバックライト装置より正面方向の光量
が増加していることが分かる。この実験結果から、傾き
角βの範囲を35°〜60°と決定した。β=60°で
は、若干正面方向の光量が減少するので、より好ましい
範囲を35°〜55°とし、最適の範囲を40°〜50
°とした。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶バッ
クライト装置によれば、光を正面方向に集束して、高い
輝度を得ることができる。そのため、液晶が見やすくな
るという効果が得られる。
クライト装置によれば、光を正面方向に集束して、高い
輝度を得ることができる。そのため、液晶が見やすくな
るという効果が得られる。
【図1】本発明の実施例のプリズムシート10を使用し
たバックライト装置の斜視図
たバックライト装置の斜視図
【図2】図1のII−II線に沿った端側面図
【図3】本発明の実施例1のプリズムシートの拡大斜視
図
図
【図4】図3のプリズムシートのIV−IV線に沿った断面
図
図
【図5】本発明のプリズムシートの他の実施例
【図6】本発明の実施例1のプリズムシートの拡大斜視
図
図
【図7】従来のプリズムシート5の光路
【図8】本発明のプリズムシート10の光路
【図9】本発明のプリズムシート10の光路
【図10】従来のプリズムシート5を使用したバックラ
イト装置の輝度特性
イト装置の輝度特性
【図11】本発明の試料1のプリズムシート10を使用
したバックライト装置の輝度特性
したバックライト装置の輝度特性
【図12】本発明の試料2のプリズムシート10を使用
したバックライト装置の輝度特性
したバックライト装置の輝度特性
【図13】本発明の試料3のプリズムシート10を使用
したバックライト装置の輝度特性
したバックライト装置の輝度特性
1・・導光板 2・・光源 3・・反射板 4・・拡散板 5・・プリズムシート(従来) 6・・液晶 10・・プリズムシート 12・・構造面 14・・裏面 18,20・・面 30・・輝度計
Claims (7)
- 【請求項1】 液晶の背面に配置され液晶を照光する液
晶バックライト装置において、 透明な導光板と、この導光板の側面の近傍に配置された
光源と、上記導光板の下面に沿って設けられた平面状の
光反射板と、上記導光板の上面に沿って設けられ少なく
ともその上面が梨地面である透明な拡散板と、上記拡散
板の上面に沿い且つ上記液晶の背面に位置するように配
置される透明なプリズムシートと、を有し、 上記プリズムシートが、光の出射する構造面とこの構造
面の反対側の裏面とを有し、この構造面は断面が3角形
のプリズムを平行に並べた形状で且つ上記裏面は平滑な
面であるように形成されていて、 それぞれの上記プリズムの一方の傾き角が80°から9
0°の範囲であり、他方の傾き角が35°から60°の
範囲であることを特徴とする液晶バックライト装置。 - 【請求項2】 液晶の背面に配置され液晶を照光する液
晶バックライト装置において、 上面が梨地面である透明な導光板と、この導光板の側面
の近傍に配置された光源と、上記導光板の下面に沿って
設けられた平面状の光反射板と、上記導光板の上面に沿
い且つ上記液晶の背面に位置するように配置される透明
なプリズムシートと、を有し、 上記プリズムシートが、光の出射する構造面とこの構造
面の反対側の裏面とを有し、この構造面は断面が3角形
のプリズムを平行に並べた形状で且つ上記裏面は平滑な
面であるように形成されていて、 それぞれの上記プリズムの一方の傾き角が80°から9
0°の範囲であり、他方の傾き角が35°から60°の
範囲であることを特徴とする液晶バックライト装置。 - 【請求項3】 上記プリズムの光源に近い側の傾き角が
80°から90°の範囲であり、光源に遠い側の傾き角
が35°から60°の範囲であることを特徴とする請求
項1又は請求項2に記載の液晶バックライト装置。 - 【請求項4】 液晶の背面に配置され液晶を照光する液
晶バックライト装置に使用されるプリズムシートにおい
て、 光の出射する構造面とこの構造面の反対側の裏面とを有
し、この構造面が断面が3角形のプリズムを平行に並べ
た形状で且つ上記裏面が平滑な面であるように形成され
ていて、 それぞれの上記プリズムの一方の傾き角が80°から9
0°の範囲であり、他方の傾き角が35°から60°の
範囲であることを特徴とすることを特徴とするプリズム
シート。 - 【請求項5】 上記プリズムシートの厚さは、0.1mm か
ら0.5mm の範囲であることを特徴とする請求項4記載の
プリズムシート。 - 【請求項6】 上記プリズムシートの構造面に形成され
た上記プリズムの間隔は、0.01mmから0.2mm の範囲であ
ることを特徴とする請求項4記載のプリズムシート。 - 【請求項7】 上記プリズムの稜線部に半径が上記プリ
ズムの高さの4分の1以下の丸みをつけた、又はプリズ
ムの高さの4分の1以下の面取りをしたことを特徴とす
る請求項4記載のプリズムシート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7602797A JPH10268788A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 液晶バックライト装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7602797A JPH10268788A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 液晶バックライト装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10268788A true JPH10268788A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13593349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7602797A Pending JPH10268788A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 液晶バックライト装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10268788A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005043681A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Canon Inc | 投射型表示装置 |
CN1320393C (zh) * | 2001-11-13 | 2007-06-06 | 三星电子株式会社 | 光导板、利用该光导板的液晶显示器及其显示图像的方法 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7602797A patent/JPH10268788A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1320393C (zh) * | 2001-11-13 | 2007-06-06 | 三星电子株式会社 | 光导板、利用该光导板的液晶显示器及其显示图像的方法 |
JP2005043681A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Canon Inc | 投射型表示装置 |
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