JP2007140505A - 輝度上昇フィルム及びバックライトモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】輝度上昇効果を向上できる輝度上昇フィルム（BEF）及び該BEFを有するバックライトモジュールを提供する。
【解決手段】光射出面及びこの射出面に対面する複数のストリップ状プリズムを含み、且つこれらの複数のストリップ状プリズムが互い実質的に平行するBEFが提供される。各ストリップ状プリズムは光入射曲面、光反射斜面及び平面を有する。光入射曲面及び平面は光反射斜面に面し、且つ光入射曲面は凸曲面である。光反射斜面は光入射曲面から入射した光線を反射し、光射出面から射出させる。また、前述のBEFを有するバックライトモジュールも提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は、光学素子に関し、特に、輝度上昇フィルム（Brightness Enhancement Film：BEF）及び該BEFを有するバックライトモジュールに関する。

図１は従来のバックライトモジュールを示すものである。図２Aは図１における二つのBEFの斜視図であり、図２BはBEFにおける光線の光経路を示すものである。図１と図２に示すように、従来のバックライトモジュール１００は、光源１１０、導光板１２０、二つの拡散板１３０aと１３０ｂ、二つのBEF１４０aと１４０ｂ及び反射板１５０を含む。導光板１２０は光源１１０の傍に配置され、拡散板１３０aと１３０ｂ及びBEF１４０aと１４０ｂは導光板１２０の光射出面１２２の上方に配置され、且つBEF１４０aと１４０ｂは拡散板１３０aと１３０ｂの間に配置される。

前述のバックライトモジュール１００には、光源１１０からの光線１１２が導光板１２０の光射出面１２２から射出した後に、順序に拡散板１３０a、BEF１４０a、BEF１４０ｂ及び拡散板１３０ｂを通過し、光線１１２が拡散板１３０ｂを通過した後の進行方向がZ軸とほぼ平行する。BEF１４０aはYZ平面方向における光線を集中させ、BEF１４０ｂはXZ平面方向における光線を集中させる。

従来技術では、YZ平面方向及びXZ平面方向における光線を集中するために二つのBEF１４０aと１４０ｂを使用する必要があるので、バックライトモジュール１００の生産コストが高くて、またその厚みも厚い。また、一部の光線（例えば、１１２′）がBEF１４０aと１４０ｂにおいて容易に全反射されて導光板１２０に入射するので、バックライトモジュール１００により提供されたバックライトの輝度が低くなる。

本発明の目的は、輝度上昇効果を向上できる輝度上昇フィルム（BEF）を提供することにある。

本発明の他の目的は、生産コストを削減できるバックライトモジュールを提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明は輝度上昇フィルム（BEF）を提供する。このBEFは、光射出面及びこの光射出面に対面する複数のストリップ状プリズムを含み、この複数のストリップ状プリズムが互いに実質的に平行する。各ストリップ状プリズムは光入射曲面及び光反射斜面を有する。光入射曲面は光反射斜面に面し、且つ光入射曲面は凸曲面である。また、光反射斜面は、光入射曲面から入射した光線を反射し、反射された後の光線はその進行方向が光射出面の法線方向とほぼ平行するように光射出面から射出する。

本発明は更にバックライトモジュールを提供する。このバックライトモジュールは、光源、導光板及び前述のBEFを含む。導光板は光源の傍に配置され、且つBEFは導光板の一方側に配置される。光源は光線を発し、この光線は導光板を経由してBEFに入射する。

本発明のBEFには、柱状レンズの光入射曲面が良い集光効果を有するので、BEFの輝度上昇効果を向上することができる。また、本発明のバックライトモジュールは一つのBEFのみを使用するので、生産コストを削減することができると同時に、厚みを減少することもできる。

本発明は、輝度上昇効果を向上できる輝度上昇フィルム（BEF）及び該BEFを有するバックライトモジュールを提供する。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

図３は本発明の一実施形態に係るバックライトモジュールを示すものである。図４は図３におけるBEFの斜視図である。図５はストリップ状プリズムにおける光線の光経路を示すものである。図３から図５に示すように、本実施形態に係るバックライトモジュール２００は光源２１０、導光板２２０及びBEF３００を含む。導光板２２０は光源２１０の傍に配置され、且つBEF３００は導光板２２０の一方側に配置される。BEF３００は光射出面３１０及び光射出面３００に対面する複数のストリップ状プリズム３２０を有し、且つ、これらのストリップ状プリズム３２０は互いに実質的に平行する。また、各ストリップ状プリズム３２０は光入射曲面３２２及び光反射斜面３２４を有し、光入射曲面３２２は光反射斜面３２４に面し、且つ光入射曲面３２２は凸曲面である。

好適な一実施形態において、各ストリップ状プリズム３２０は更に平面３２６を含み、且つ各ストリップ状プリズム３２０の光入射曲面３２２は光反射斜面３２４と平面３２６との間に接続される。また、ストリップ状プリズム３２０の光反射斜面３２４と光射出面３１０が成す角度θは、例えば、５０〜６７．５度である。ストリップ状プリズム３２０の最大幅Pが光入射曲面３２２の曲率半径Rとの比は、例えば、１．３〜２であり、即ち、１．３≦P／R≦２である。また、ストリップ状プリズム３２０の厚みHが光入射曲面３２２の曲率半径Rとの比は、例えば、１．３〜１．７であり、即ち、１．３≦H／R≦１．７である。

前述のバックライトモジュール２００には、光源２１０が冷陰極蛍光ランプ、発光ダイオード（LED）或いはその他の適切な光源であり、光線２１２を提供する。光線２１２は導光板２２０の光入射面２２２に入射した後に光射出面２２４から射出し、ストリップ状プリズム３２０の光入射曲面３２２を介してBEF３００に入射する。その後、光線２１２はストリップ状プリズム３２０の光反射斜面３２４の全反射により光射出面３１０から射出する。ここで、光入射曲面３２２はXZ平面方向及びYZ平面方向における光線２１２を収束させ、且つ光反射斜面３２４は全反射された後の光線２１２の進行方向がZ軸とほぼ平行するようにさせることができる。本実施形態に係るZ軸は、光射出面３１０の法線方向である。また、バックライトモジュール２００によるバックライトの品質を更に向上するために、BEF３００の上方に拡散板２３０を設置することもできる。

図６は光線が本実施形態に係るBEFから射出した後の光輝度と視野角との関係図である。図５と図６を参照する。図６によれば、導光板２２０から射出した光線２１２がBEF３００を通過した後に、XZ平面における視野角の範囲が約-１６〜１６度であり、YZ平面における視野角の範囲が約-８〜８度である。また、XZ平面とYZ平面における輝度の最強の箇所が対応する視野角はすべて約０度であり、即ち、光線の輝度分布の最強の箇所がすべて光射出面３１０の法線方向（即ち、Z軸方向）にある。従って、本実施形態に係るBEF３００は、バックライトモジュール２００全体によるバックライトの中心輝度値を高くすることができる。

従来技術と比べると、本実施形態に係るバックライトモジュール２００は一つのBEF３００のみを使用するだけで、XZ平面方向及びYZ平面方向における光線２１２を集中されることができるので、BEF３００の材料のコストを節約することができ、バックライトモジュール２００全体の生産コストを削減することができる。また、バックライトモジュール２００は一つのBEF３００のみを有するので、バックライトモジュール２００の厚みが薄い。

なお、図６に示されるグラフが例として挙げられるが、本発明を限定するのもでない。実際に、光線２１２が本発明のBEF３００から射出した後の光輝度と視野角との関係には、ストリップ状プリズム３２０の最大幅P、厚みH及び光入射曲面３２２の曲率半径Rの異なり或いはその他の原因による微小な誤差がある。

図７は本発明の他の実施形態に係るBEFを示すものである。図７に示すように、本実施形態に係るBEF３００aが図４に示されるBEF３００とほぼ同様であるが、その相違点は、BEF３００aの光射出面３１０には複数のナノメータルレベルの微細構造３３０が設けられることにある。これらのナノメータルレベルの微細構造３３０は、例えば、突出する小さなボール、球体、錐状体などの微細構造であり、図８に示すように、このような微細構造のサイズが約数百ナノメータルの範囲内である。ナノメータルレベルの微細構造は入射光に対して偏光（Polarization）が起きるので、光射出面３１０に反射抵抗（Antireflection）機能を持たせ、図９に示すように、光射出面３１０における光線の透過率を増加することができ、BEF３００a全体の出光効率を向上することができる。

図１０は本発明の他の実施形態に係るBEFを示すものである。図１０に示すように、本実施形態に係るBEF３００ｂが図４に示されるBEF３００とほぼ同じであるので、その相違点のみについて以下のように説明する。BEF３００と比べ、本実施形態に係るBEF３００ｂは更に複数の柱状レンズ３４０を有する。これらの柱状レンズ３４０は実質的に互いに平行するように光射出面３１０に配置される。ストリッププリズム３２０が、例えば、第一の方向（Y軸）に沿って平行に配列され、柱状レンズ３４０が、例えば、第二の方向（X軸）に沿って平行に配列され、且つ、第一の方向が第二の方向と垂直する。

前述の柱状レンズ３４０は、例えば、半円柱状レンズであり、またこれらの柱状レンズ３４０がX軸に沿って平行するように光射出面３１０に配列されるので、XZ平面方向における光線を更に収束することができ、これにより、光線が更に集中し、BEF３００ｂの輝度上昇効果を更に向上することができる。

ゆえに、本発明のBEF及びバックライトモジュールは少なくとも以下の利点を有する。

１、柱状レンズの光入射曲面がXZ平面方向及びYZ平面方向における光線を同時に集中させることができるので、本発明のBEFはより良い輝度上昇効果を有し、バックライトモジュール全体によるバックライトの中心輝度値を高くすることができる。

２、従来技術に比べれば、本発明のバックライトモジュールは一つのFEMのみを使用するだけで、XZ平面方向とYZ平面方向における光線を集中することができるので、生産コストを削減することができるのみならず、厚みを薄くすることもできる。

３、一実施形態において、BEFの光射出面にはナノメータルレベルの微細構造が設けられルので、BEFの輝度上昇効果を向上することができる。

４、一実施形態において、BEFの光射出面には柱状レンズが設けられるので、BEFの輝度上昇効果を更に向上することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来のバックライトモジュールを示す図である。 図１における二つのBEFの斜視図である。 従来のBEFにおける光線の光経路を示す図である。 本発明の一実施形態に係るバックライトモジュールを示す図である。 図３におけるBEFの斜視図である。 本発明のストリップ状プリズムにおける光線の光経路を示す図である。 本発明の光線がBEFから射出した後の光輝度と視野角との関係図である。 本発明の他の実施形態に係るBEFを示す図である。 図７におけるナノメータルレベルの微細構造の拡大図である。 光線が同じ角度で微細構造が設けられる光射出面と微細構造が設けられていない光射出面にそれぞれ入射したときの光経路を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るBEFを示す図である。

符号の説明

100、200 バックライトモジュール
110、210 光源
112、112′、212 光線
120、220 導光板
122、224、310 光射出面
130a、130b、230 拡散板
140a、140b、300、300a、300b 輝度上昇フィルム（BEF）
150 反射板
222 光入射面
320 ストリップ状プリズム
322 光入射曲面
324 光反射斜面
326 平面
330 ナノメータルレベルの微細構造
340 柱状レンズ
H 厚み
P 最大幅
R 曲率半径
θ 角度

Claims (20)

1. 光射出面及び該光射出面に対面する複数のストリップ状プリズムを含み、
   前記複数のストリップ状プリズムが互いに実質的に平行し、
   前記複数のストリップ状プリズムの各々は、光入射曲面及び光反射斜面を有し、
   前記光入射曲面は前記光反射斜面に対面する凸曲面であり、
   前記光反射斜面は、前記光入射曲面から入射した光線を反射し、前記光射出面の法線方向とほぼ平行する方向に前記光射出面から射出させる、
   輝度上昇フィルム。
2. 前記複数のストリップ状プリズムの各々は更に平面を含み、前記複数のストリップ状プリズムの各々の前記光入射曲面は前記光反射斜面と該平面との間に接続される、
   請求項１に記載の輝度上昇フィルム。
3. 前記複数のストリップ状プリズムの各々の前記光反射斜面と前記光射出面とがなす角度は、５０〜６７．５度である、
   請求項１に記載の輝度上昇フィルム。
4. 前記複数のストリップ状プリズムの各々の最大幅がPであり、前記複数のストリップ状プリズムの各々の光入射曲面の曲率半径がRであり、PとRが１．３≦P／R≦２を満たす、
   請求項１に記載の輝度上昇フィルム。
5. 前記複数のストリップ状プリズムの各々の最大厚みがHであり、前記複数のストリップ状プリズムの各々の光入射曲面の曲率半径がRであり、HとRが１．３≦H／R≦１．７を満たす、
   請求項１に記載の輝度上昇フィルム。
6. 前記光射出面に配置される複数のナノメータルレベルの微細構造を更に含む、
   請求項１に記載の輝度上昇フィルム。
7. 前記光射出面に配置される複数の柱状レンズを更に含み、該複数の柱状レンズが互い実質的に平行する、
   請求項１に記載の輝度上昇フィルム。
8. 前記複数のストリップ状プリズムは第一の方向に沿って平行に配列され、前記複数の柱状レンズは第二の方向に沿って平行に配列され、該第一の方向が該第二の方向と垂直する、
   請求項７に記載の輝度上昇フィルム。
9. 前記複数の柱状レンズは半円柱状レンズである、
   請求項７に記載の輝度上昇フィルム。
10. 光線を発する光源と、
    前記光源の近傍に配置される導光板と、
    前記導光板の一方側に配置される輝度上昇フィルムと、
    を含み、
    前記光線は、前記導光板を介して前記輝度上昇フィルムに入射し、
    前記輝度上昇フィルムは、光射出面及び該光射出面に対面する側に位置する複数のストリップ状プリズムを有し、該複数のストリップ状プリズムは互いに実質的平行し、該複数のストリップの各々は光入射曲面及び光反射斜面を有し、
    前記光入射曲面は凸曲面であり、前記光反射斜面に面し、前記光反射斜面は前記光入射曲面から入射した前記光線を反射し、前記光射出面から射出させる、
    バックライトモジュール。
11. 前記複数のストリップ状プリズムの各々は更に平面を含み、前記複数のストリップ状プリズムの各々の前記光入射曲面は前記光反射斜面と該平面の間に接続される、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
12. 前記複数のストリップ状プリズムの各々の光反射斜面と光射出面とがなす角度は、５０〜６７．５度である。
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
13. 前記複数のストリップ状プリズムの各々の最大幅がPであり、前記複数のストリップ状プリズムの各々の光入射曲面の曲率半径がRであり、PとRが１．３≦P／R≦２を満たす、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
14. 前記複数のストリップ状プリズムの各々の最大厚みがHであり、前記複数のストリップ状プリズムの各々の光入射曲面の曲率半径がRであり、HとRが１．３≦H／R≦１．７を満たす、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
15. 前記輝度上昇フィルムは、前記光射出面に配置される複数のナノメータルレベルの微細構造を更に含む、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
16. 前記輝度上昇フィルムは前記光射出面に配置される複数の柱状レンズを更に含み、該複数の柱状レンズは互い実質的に平行する、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
17. 前記複数のストリップ状プリズムは第一の方向に沿って平行に配列され、前記複数の柱状レンズは第二の方向に沿って平行に配列され、該第一の方向が該第二の方向と垂直する、
    請求項１６に記載のバックライトモジュール。
18. 前記複数の柱状レンズは半円柱状レンズである、
    請求項１６に記載のバックライトモジュール。
19. 前記輝度上昇フィルムの上方に配置される拡散板を更に含む、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
20. 前記光反射斜面により反射された前記光線の進行方向が前記光射出面の法線方向とほぼ平行する、
    請求項１０に記載のバックライトモジュール。
    
    

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