JP2008021527A - 面状光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】面状光源装置は、出射面5bに垂直な軸に対して45°以上の広角で主たる出射光L1が出射する導光板5と、斜め方向から入射した入射光L1を入射面の面方向よりも入射面に対して垂直方向に強く散乱させて透過させる異方性拡散シート7と、異方性拡散シートの光透過側に凸プリズム列8aを向けて配置され、透過光L2を正面方向に集光するための第1のプリズムシート8とを備えている。異方性拡散シートは、連続相17と平均アスペクト比が1より大きな粒子状分散相27とを有し、導光板5の出射面5aに対する主たる出射光リ1の投影軸をX軸としたとき、粒子状分散相の長軸方向をX軸方向に向けて配設されている。
【選択図】図1
Description
J3/2(qR)=(2/πq3R3)1/2[sin(qR)−qR・cos(qR)]
q=(4π/λ)×sin(θ/2)
(式中、R:球状粒子の半径、λ:試料中の光波長、θ:試料中の散乱角である)
Rが小さいほど散乱が激しく、Rが大きいほど散乱が少なくなる。粒子が楕円体粒子の場合、短径方向は、Rが小さい方向に相当し、散乱が激しく、長径方向はRが大きい方向に相当する。従って、楕円体粒子の散乱は異方性散乱となり図4のようになる。
2)Sinθ5/Sinθ4=n(θ4+θ3=45°)
3)Θ=θ5−45°
図8(b)は前記関係式に基づき、入射角θ2と出射角Θの関係を計算し、グラフ化した図である。
式中、θは粒子状分散相の長軸とフィルムのX軸との間の角度を示し(長軸とX軸とが平行の場合、θ=0゜)、<cos2θ>は各分散相粒子について算出したcos2θの平均を示し、下記式で表される。
(式中、n(θ)は、全分散相粒子中の角度θを有する分散相粒子の割合(重率)を示す)
異方性拡散シートは、拡散光の指向性を有していてもよい。すなわち、指向性を有するとは、異方的拡散光において散乱の強い方向のうち、散乱強度が極大を示す角度があることを意味する。拡散光が指向性を有している場合、拡散光強度Fを拡散角度θに対してプロットしたとき、プロット曲線が、特定の拡散角度θの範囲(θ=0°を除く角度域)で極大又はショルダー(特に、極大などの変曲点)を有している。
拡散シートは、樹脂と光散乱成分とを組み合わせることにより製造できる。例えば、基材フィルム上に、光散乱成分とバインダー樹脂とで構成された組成物を塗布するコーティング法や、前記組成物をラミネートする押し出しラミネート法などで製造できる。また、単層構造の拡散シートは、樹脂と光散乱成分とを含む樹脂組成物を、キャスティング法、押出成法などの慣用のフィルム成形法を利用して成形することにより製造できる。
導光板、プリズムシートとして、市販の7インチの透過型液晶表示装置(長方形状であり、長辺が横方向(Y軸方向、水平方向)に向けられている)に装着されている部材を用いた。この市販の7インチの面光源装置は、導光板の両側面に蛍光管が配置され、導光板には白色のリフレクタ手段(拡散型反射シート)が配置されている。導光板上には第2のプリズムシート及び第1のプリズムシート(X軸方向である縦方向に凸プリズム列が繰り返されて延びており、縦方向の光を集光する)と、偏光変換型輝度上昇シートとが順次積層されている。
面光源装置を回転台の上に載置し、面光源の電源により発光させ、面光源装置を回転させて輝度分布を測定した。なお、輝度計(MINORUTA SPECTROMETAR CS-1000)を用い、面光源までの距離を30cmで測定した。
面光源装置の導光板からの出射特性(水平方向ではなくX軸方向である縦方向の出射特性)を測定したところ、図3に示す出射特性が測定された。導光板下部には特殊な溝が形成されており、この溝が図3に示す出射特性を示すと思われる。
前記市販の7インチの面状光源装置、すなわち、図9において、拡散シート(異方性拡散シート)を備えておらず、導光板と第2のプリズムシートと第1のプリズムシートと偏光変換型輝度上昇シートとを備えた装置の輝度分布を、面光源装置の輝度分布を水平方向(横方向)及び垂直方向(縦方向)についてそれぞれ測定した。
(異方性拡散シートの作製)
連続相樹脂として結晶性ポリプロピレン系樹脂PP(グランドポリマー(株)製F133,屈折率1.503)90重量部と、分散相樹脂としてポリスチレン系樹脂GPPS(汎用ポリスチレン系樹脂、ダイセル化学工業(株)製 GPPSHRM10N、屈折率1.589)9.5重量部、相溶化剤としてエポキシ化ジエン系ブロック共重合体樹脂(ダイセル化学工業(株)製、エポフレンドAT202;スチレン/ブタジエン=70/30(重量比)、エポキシ当量750、屈折率1.57)0.5重量部を用いて、光拡散層成分とした。前記結晶性ポリプロピレン系樹脂PPを用いて、透明層成分とした。
前記比較例1の面光源装置の第2のプリズムシートに代えて、上記異方性散乱シートを導光板上に配置した。なお、分散相の長軸方向(X軸方向)を導光板の縦方向(X軸方向)に向けて異方性拡散シートを配設した。さらに異方性拡散シート上に第1のプリズムシート及び偏光変換型輝度上昇シートを置いた状態で、面光源装置の輝度分布を水平方向(横方向)及び垂直方向(縦方向)についてそれぞれ測定した。
比較例1において、第2のプリズムシートに代えて当方性拡散フィルム(ツジデン製D117T ヘイズ73%)を用い、比較例1と同様にして輝度分布を測定した。
比較例1の第1のプリズムシートと第2プリズムシートとの間に実施例1の異方性拡散シートを配設し、比較例1と同様にして輝度分布を測定した。
比較例1の装置から第2のプリズムシートを除去して、プリズムシートとして第1のプリズムシートだけを備えた装置の輝度分布を測定した。
実施例1と同様にして、異方性拡散シートとして、中心層(光拡散層)80μmの両面に表面層(透明層)50μmを積層し、透明層/光拡散層/透明層で構成された二種三層の積層シート(厚み180μm)を作製した。このシートの異方性に関する光散乱特性はFy(18°)/Fx(18°)=約10の値を示した。また、ヘイズは85%、全光線透過率は89%であった。
実施例1と同様にして、異方性拡散シートとして、中心層(光拡散層)40μmの両面に表面層(透明層)60μmを積層し、透明層/光拡散層/透明層で構成された二種三層の積層シート(厚み180μm)を作製した。このシートの異方性に関する光散乱特性はFy(18°)/Fx(18°)=約14の値を示した。また、ヘイズは65%、全光線透過率は91%であった。
ドロー比を10倍とする以外、実施例1と同様にして、異方性拡散シートとして、中心層(光拡散層)60μmの両面に表面層(透明層)10μmを積層し、透明層/光拡散層/透明層で構成された二種三層の積層シート(厚み80μm)を作製した。このシートの異方性に関する光散乱特性はFy(18°)/Fx(18°)=約16の値を示した。また、ヘイズは75%、全光線透過率は90%であった。
ドロー比を2倍とする以外、実施例1と同様にして、異方性拡散シートとして、中心層(光拡散層)40μmの両面に表面層(透明層)130μmを積層し、透明層/光拡散層/透明層で構成された二種三層の積層シート(厚み300μm)を作製した。このシートの異方性に関する光散乱特性はFy(18°)/Fx(18°)=約4の値を示した。また、ヘイズは76%、全光線透過率は89%であった。
2…液晶表示ユニット
3…面状光源ユニット(面状光源装置)
4…管状光源
5…導光板(導光部材)
5a…側面
5b…出射面
6a…リフレクタ
6b…反射部材又は反射層
8,18…プリズムシート
7,7a,37…異方性拡散シート
18…連続相
28…分散相
28a,28b,28c…分散相粒子
29a,29b,29c…散乱断面
38…透明樹脂層
8a,18a…プリズム列
L1…導光板からの主たる出射光
L2…異方性拡散シートからの透過光
L3…プリズムシートからの出射光
Claims (9)
- 光が出射する出射面を有し、かつ主たる出射光が、出射面に垂直な軸に対して45°以上の広角で出射する導光板と、この導光板の出射面側に配置され、斜め方向から入射した入射光を入射面の面方向よりも入射面に対して垂直方向に強く散乱させて透過させるための異方性拡散シートと、この異方性拡散シートの光透過面側に凸プリズム列を向けて配置され、かつ透過光を正面方向に集光するための第1のプリズムシートとを備えている面状光源装置。
- 主たる出射光が、出射面に垂直な軸に対して互いに反対方向に出射する請求項1記載の面状光源装置。
- 異方性拡散シートが、互いに屈折率が異なる連続相と粒子状分散相とを有し、かつ前記粒子状分散相の平均アスペクト比が1より大きく、導光板の出射面に対する主たる出射光の投影軸をX軸としたとき、粒子状分散相の長軸方向をX軸方向に向けて配設されている請求項2記載の面状光源装置。
- 出射面からの光を広角に散乱させるための微小な凹凸部が出射面と反対側の底面に形成された導光板と、
この導光板の側部及び/又は底部に配設された管状又は棒状光源と、
この光源の側方及び前記導光板の底部に配設されたリフレクタ手段と、
散乱角θと散乱光強度Fとの関係を示す散乱特性F(θ)において、シートのX軸方向の散乱特性をFx(θ)、X軸方向に対してシート面内で直交するY軸方向の散乱特性をFy(θ)としたとき、異方性拡散シートが、散乱角θ=18°で、1000≧Fy(θ)/Fx(θ)≧1.5の関係式を充足し、かつ光を拡散するヘイズ度が50〜95%である異方性拡散シートとを備えており、
異方性拡散シートのX軸方向が導光板の出射面に対する主たる出射光の投影軸に沿って配設されている請求項1記載の面状光源装置。 - 導光板と異方性拡散シートとの間、及び異方性拡散シートとプリズムシートの間のうち少なくとも一方の間に、導光板に対して凸面を向けて第2のプリズムシートが介在する請求項1記載の面状光源装置。
- 第1のプリズムシート上に、さらに、プリズムシート、偏光変換型輝度上昇シート及び視野制限シートから選択された少なくとも一種のシートが配置されている請求項1又は4記載の面状光源装置。
- 出射面に対する主たる出射光の投影軸が、方形状の面状光源の辺方向にほぼ一致している請求項1記載の面状光源装置。
- 異方性拡散シートが、斜め方向から入射した入射光を入射面の面方向よりも入射面に対して垂直方向に強く散乱させて透過させるための光拡散層(1)、この光拡散層の少なくとも一方の面に積層された透明樹脂層(2)とで構成されている請求項1記載の面状光源装置。
- 異方性拡散フィルムの表面が粗面化されている請求項1記載の面状光源装置。
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