JP2008058873A - 光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置 - Google Patents

光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008058873A
JP2008058873A JP2006238655A JP2006238655A JP2008058873A JP 2008058873 A JP2008058873 A JP 2008058873A JP 2006238655 A JP2006238655 A JP 2006238655A JP 2006238655 A JP2006238655 A JP 2006238655A JP 2008058873 A JP2008058873 A JP 2008058873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
light
optical
end surface
optical sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2006238655A
Other languages
English (en)
Inventor
Kimitoshi Nagao
公俊 長尾
Aya Mochizuki
彩 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2006238655A priority Critical patent/JP2008058873A/ja
Priority to US11/849,729 priority patent/US20080055934A1/en
Publication of JP2008058873A publication Critical patent/JP2008058873A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/10—Construction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0221—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having an irregular structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0284—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

【課題】プリズムシートの端面から光が漏れて散逸することによる光の無駄を低減し、光利用効率を上げることができる光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置を提供し、光出射側の輝度を高め、或いは光源の消費電力を低減する。
【解決手段】シート裏面１９から入射させた光を、プリズム部２３を形成したシート表面２２から出射させる光学シート１００であって、シート裏面１９の周端とシート表面２２の周端との間で延在するシート端面２９を介してシート内から漏れ出る光の出射を阻止して再びシート内へと帰還させる光学機能手段を、シート端面２９に設けた。光学機能手段は、漏れ出る光を反射させることで出射を阻止する鏡面反射層３１、光拡散層、或いは傾斜面とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート表面にプリズム部を形成した光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置に関し、例えば、平面型テレビション、携帯電話、テジタルカメラ、カーナビ、モバイルＰＣ、ＰＤＡ、ノート・デスクトップＰＣ、銀行等のキャッシュ・ディスペンサー端末等に用いて好適なものである。
従来、液晶表示パネルを用いた平面表示装置では、光の利用効率を向上させることによって輝度を高めるために、バックライト導光板上に拡散シートを設置、さらに、１〜２枚の光学シートである三角屋根状プリズムシートを配置する構成が採用されている。例えば特許文献１に開示されるプリズムシート１は、図１１に示すように、一方の側（シート表面）３に構造面（プリズム部５）を、このプリズム部５とは反対の他方の側（シート端面）７に滑らかな面を含み、適当な透明材料で形成されている。プリズム部５は複数の突起５ａ及び溝５ｂを形成するために並置された、概ね直角の二等辺をもつ微小なプリズム５ｃの直線配列されたものから構成されていた。
特開２００４−３２６１２７号公報
しかしながら、プリズムシート１からの出射光は、必要とされるプリズム面の前方方向のみならず、必要性の低いプリズム面に平行に近い方向にも出射しており、また特に、プリズムシートのシート端面（断面）９から漏れる光もあり、光の利用効率の面から望ましくない特性を有している。図１１に示したように、プリズムシート１のべース１ａの中を、点Ａを通りシート面に平行に近い角度（略平行）で進む光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２は、シート端面９からシート外に散逸する。同様の光の漏れは、拡散シート等の各種光学シートにおいても見られる。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、従来のプリズムシートが有していた特性の一つ、すなわち、プリズムシートの端面（断面）から光が漏れて散逸することによる光の無駄を低減し、光利用効率を上げることができる光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置を提供し、もって、光出射側の輝度を高め、或いは光源の消費電力低減を図ることを目的とする。
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） シート裏面から入射させた光を、プリズム部を形成したシート表面から出射させる光学シートであって、
前記シート裏面の周端と前記シート表面の周端との間で延在するシート端面を介してシート内から漏れ出る光の出射を阻止して再びシート内へと帰還させる光学機能手段を、前記シート端面に設けたことを特徴とする光学シート。
この光学シートによれば、シート端面からシート外に散逸する光が光学機能手段によってシート内に戻され、再利用され、正面から出射可能となる。また、輝度を一定とするならば、光源の発光強度の低減、或いは光源数の削減が可能となる。
（２） 前記光学機能手段が、前記漏れ出る光を反射させることで出射を阻止する鏡面反射層であることを特徴とする（１）項記載の光学シート。
この光学シートによれば、シート端面に設けられる光学機能手段が、鏡面反射層となることで、シート端面からの漏れ光が鏡面反射層によって反射され、再びシート内へと戻されることとなる。戻された帰還光は、シート内で、シート面と略平行な光線を大幅に増加させることとなる。この光線は、反射を繰り返すことにより、最終的にシート表面から出射されることとなり、これにより、光利用効率が上がり、正面輝度が向上することとなる。
（３） 前記光学機能手段が、前記漏れ出る光を拡散反射させることで出射を阻止する光拡散層であることを特徴とする（１）項記載の光学シート。
この光学シートによれば、シート端面に設けられる光学機能手段が、光拡散層となることで、シート端面からの漏れ光が光拡散層によって拡散反射され、再びシート内へと戻されることとなる。戻された帰還光は、シート内で、シート面と略平行な光線を大幅に増加させることとなる。この光線は、反射を繰り返すことにより、最終的にシート表面から出射されることとなり、これにより、光利用効率が上がり、正面輝度が向上することとなる。
（４） 前記シート端面は、前記光学シートのシート平面に対して９０°以下の挟角で交わる傾斜面であることを特徴とする（１）項〜（３）項のいずれか１項記載の光学シート。
この光学シートによれば、シート内をシート面に沿って進む光が、シート端面に到達すると、傾斜面によって角度が変えられてシート内へ戻り、シート外への透過、散逸が阻止されるとともに、シート内で透過、屈折、反射を繰り返すことによって、シート表面から出射する光を増加させる。
（５） 前記傾斜面が異なる傾斜角度の複数の傾斜面からなることを特徴とする（４）項記載の光学シート。
この光学シートによれば、シート表面に対し傾斜した光を、シート端面に反射させてシート表面から最終的に出射させるに際し、シート表面に対してより広い傾斜角度範囲の光を、効率的にシート表面から出射させることができる。
（６） 前記シート端面は、前記光学シートのシート平面と交わる挟角が、９０゜±２０゜の範囲であることを特徴とする（１）項〜（３）項のいずれか１項記載の光学シート。
この光学シートによれば、シート端面の端面角度が８５°、９０°の場合、正面光度が略同等であり、７５°ではやや低くなることに着目し、端面角度の範囲を９０°±２０°の範囲、すなわち、７０°〜１１０°の範囲とすることで、ピーク的に高い正面光度が確保可能となる。
（７） （１）項〜（６）項のいずれか１項記載の光学シートと、
該光学シートの前記シート裏面に対向配置した光源と、を具備したことを特徴とする照明装置。
この照明装置によれば、光源から出射した光が、シート端面からシート内に入射し、入射したシート内の光がシート端面から漏出しようとすると、シート端面に設けられた光学機能手段によって出射が阻止され、再びシート内へと帰還光となって戻される。
（８） （７）項記載の照明装置と、
前記光学シートのシート表面に平行に対向配置した液晶表示パネルと、
を具備したことを特徴とする平面表示装置。
この平面表示装置によれば、光利用効率の高い照明装置によって、液晶表示パネルの背面光源が構成され、従来の平面表示装置と同一の消費電力でより高い輝度表示が可能になる。また、従来と同一の輝度表示とすれば、光源の発光強度を低減させたり、或いは光源数の削減が可能となる。
本発明に係る光学シートによれば、シート裏面の周端とシート表面の周端との間で延在するシート端面を介してシート内から漏れ出る光の出射を阻止して再びシート内へと帰還させる光学機能手段を、シート端面に設けたので、シート端面からシート外に散逸する光を、シート内に戻し、再利用し、正面から出射させることにより、正面輝度を向上させることができる。また、輝度を一定とするならば、光源の発光強度を低減させたり、光源数を減らすことができ、同一の照度下における消費電力を低減させることが可能となる。
本発明に係る照明装置によれば、（１）項〜（６）項のいずれか１項記載の光学シートと、この光学シートのシート裏面に対向配置した光源とを具備したので、光源から出射した光が、シート端面からシート内に入射し、入射したシート内の光がシート端面から漏出しようとすると、シート端面に設けられた光学機能手段によって出射が阻止され、再びシート内へと帰還光となって戻される。これにより、プリズム部から前方に出射される光線が増加し、従来と同じ消費電力で、正面輝度を向上させることができる。
本発明に係る平面表示装置によれば、（７）項の照明装置と、光学シートのシート表面に平行に対向配置した液晶表示パネルとを具備したので、光利用効率の高い照明装置によって、液晶表示パネルの背面光源を構成することができ、従来の平面表示装置と同一の消費電力でより高い輝度表示が可能になる。また、従来と同一の輝度表示とすれば、光源の発光強度を低減させたり、或いは光源自体の数を少なくし、消費電力を低減させることができる。
以下、本発明に係る光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る平面表示装置の断面図、図２は図１に示したプリズムシートの断面図である。
本実施の形態による平面表示装置３００は、液晶表示パネル１１の背面に発光面を対面してなる照明装置２００を備えてなる。照明装置２００は、光源であるライン状の陰極線管１３を複数並設してなる光源部１５と、この光源部１５の出射面側に設けられる光拡散シート１７と、光拡散シート１７の出射面側に設けられる光学シートである２枚のプリズムシート１００，１００とを有する。
２枚のプリズムシート１００は、同一のものであるため、その一方のみについて説明する。プリズムシート１００は、照明装置２００からの出射光を図２に示すシート裏面１９から入射させ、シート表面２２から出射させる。プリズムシート１００は、主にシート基板部２０とプリズム部２３とからなり、シート基板面２１上にはプリズム部２３が形成されている。プリズム部２３は、断面三角形の凸条プリズム２５を平行に複数配設することで、凸条とＶ溝２７とが交互に並んだ凹凸面となっている。２枚のプリズムシート１００は、プリズム２５が直交する相対向きで配置されている。
プリズムシート１００のシート端面２９には光学機能手段が設けられている。ここで、シート端面２９とは、シート裏面１９の周端とシート表面２２の周端との間で延在する端面を言う。本実施の形態において、光学機能手段は、シート端面２９から漏れ出る光を反射させることで出射を阻止する鏡面反射層３１からなる。光学機能手段が鏡面反射層３１である場合、図２に示すように、例えば点Ａを通過する光に着目すると、シート端面２９からの漏れ光となる成分は鏡面反射層３１によって反射され、再びシート内へと戻されることとなる。戻された帰還光は、シート内で、シート面と略平行な光線を大幅に増加させることとなる。この光線は、反射を繰り返すことにより、最終的にシート表面２２から出射されることとなり、これにより、光利用効率が上がり、正面輝度が向上することとなる。
図３は図２に示した光学機能手段が塗布面による光拡散層である場合を（ａ）、微小凹凸面による光拡散層である場合を（ｂ）に示した要部拡大断面図である。
光学機能手段は、シート端面２９から漏れ出る光を拡散反射させることで出射を阻止する光拡散層３３であってもよい。光拡散層３３は、図３（ａ）に示すように、シート端面２９に積層形成する他、図３（ｂ）に示すように、シート端面２９に直接微小凹凸層３３Ａを形成してもよい。光学機能手段が光拡散層３３である場合、図３（ａ），（ｂ）に示すように、シート端面２９からの漏れ光が光拡散層３３によって拡散反射され、再びシート内へと戻されることとなる。戻された帰還光は、シート内で、シート面と略平行な光線を大幅に増加させることとなる。この光線は、反射を繰り返すことにより、最終的にシート表面２２から出射されることとなり、これにより、光利用効率が上がり、正面輝度が向上することとなる。
図４は鏡面反射層の形成方法を模式的に表した説明図、図５はロール状シートのシート端面の形成方法を模式的に表した説明図である。
鏡面反射層３１は、図４に示すように、例えば、プリズムシート１００を２枚以上重ねたシート端面２９（１枚であってもよい）に、金属粉末を溶剤中に分散させた金属ペースト３０を塗布、乾燥させて形成することができる。この他、同上のシート端面２９に金属粉末を溶剤中に分散させた金属ペーストをスプレーしても形成することができる。また、同上のシート端面２９に金属粉末を真空蒸着させて形成してもよい。また、同上のシート端面２９に金属粉末をスパッタして形成してもよい。
なお、上記の鏡面反射層３１、光拡散層３３を形成する工程としては、図５に示すように、光学シートを原反ロール３５と製品ロール３７とで製作し、巻取り後の製品ロール３７のロール端面３７ａに上述の方法による例えば塗布３６を実施するか、製作前の原反ロール３５に上述の方法による塗布３８を実施した後、プリズムシート１００を製作するかのいずれであってもよい。ロールシートは、切断後にさらに塗布４０によって切断端面に鏡面反射層３１、光拡散層３３が形成される。この他、鏡面反射層３１は、任意のハンドリング過程で、シート端面２９に上述の金属ペーストを塗布して形成することができる。
特に、シート端面２９が垂直な場合はロール状態で、そのシート端面２９に対して、上述のいずれかの方法で、鏡面反射層３１又は光拡散層３３を形成することができる。しかし、シート端面２９が垂直からずれた角度の面の場合には、ロール状態では、ロールの端面にシート毎に凹凸が生じ、上述の方法では形成が困難となるので、ロールに巻いていない搬送過程（図５に示すロール以外の搬送路）で、シートを垂直に保持し、鏡面反射層３１又は光拡散層３３を形成する溶液にシート端面２９を浸すことによって形成することができる。この場合、シート端面２９のみならず、シート裏面１９とプリズム部２３にも鏡面反射層３１又は光拡散層３３が形成されるが、シートの端部は光学シートとして光の入射・出射しない領域となるので問題は無い。
このような光学機能手段をシート端面２９に備えたプリズムシート１００によれば、シート端面２９からシート外に散逸する光が光学機能手段によってシート内に戻され、再利用され、正面から出射可能となる。また、輝度を一定とするならば、光源の発光強度の低減、或いは光源数の削減が可能となる。
次に、本発明に係る光学シートの第２の実施の形態を説明する。
図６はシート端面を傾斜させた第２の実施の形態の断面図である。
本実施の形態によるプリズムシート１００Ａは、シート端面２９が、シート平面（本実施形態の場合ではシート裏面１９、シート基板面２１）に対して９０°以下の挟角（以下、「端面角度」とも称す。）θで交わる傾斜面４１で形成される。
プリズムシート１００Ａは、図６に示すように、シート端面２９をシート基板面２１に対して垂直から傾斜させた傾斜面４１とすることによって、シート中をシート基板面２１に沿う横方向に進む光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２がシート端面２９に到達したときに、傾斜面４１で光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２を反射することによって、角度を変えてプリズムシート１００Ａ内に戻し、シート外への透過、散逸を防ぐと共に、プリズム部２３から前方に出射させる光線を増加させることができる。
すなわち、シート内をシート面に沿って進む光が、シート端面２９に到達すると、傾斜面４１によって角度が変えられてシート内へ戻り、シート外への透過、散逸が阻止されるとともに、シート内で透過、屈折、反射を繰り返すことによって、シート表面２２から出射する光を増加させる。
プリズムシート１００Ａは、傾斜面（プラスチックやフィルム等の透明基板の端面）４１を、鏡面反射可能な平滑な面（鏡面反射層３１）にすることが好ましい。また、傾斜面４１は、拡散性を持たせた光拡散層３３としてもよい。傾斜面４１の挟角θは光学シートの厚みや大きさ（辺長、面積）とよって、適宜最適な角度に設定される。
ここで、シート端面２９は、光学シート１００のシート平面（本実施形態の場合ではシート裏面１９、シート基板面２１）と交わる挟角が、９０゜±２０゜の範囲、即ち、７０°〜１１０°の範囲であることが好ましい。これは、シート端面２９の挟角θが８５°、９０°の場合、正面光度が略同等であり、７５°ではやや低くなることによるもので、端面角度の範囲を上記の９０°±２０°の範囲とすることで、ピーク的に高い正面光度が確保可能となる。
プリズムシート１００Ａは、従来、シート外に透過・散逸していた光をシート内に戻す。シート内に戻った光はシート内を反対方向に進み、シート基板面２１に対して平行な光は反対のシート端面２９に向かうが、僅かでも平行からずれた角度の光はシート裏面１９やプリズム部２３に当たり、屈折・反射・透過を繰り返すことによって、プリズム部２３から出射する光が増加することになる。
プリズムシート１００Ａの基板が完全に平らで、かつ、シート端面２９が完全に垂直であるという理想系ならば、シート基板面２１に完全に平行に進む光はシート端面２９で反射し、反対側のシート端面２９に到達し、反射を繰り返すことになるが、完全に平行な光の割合は僅かで、少しでも平行からずれる光は、端面反射により、シート裏面１９やプリズム部２３に当たることになる。
現実には、プリズムシート１００Ａの面には微小な屈曲や凹凸があり、また、端面も完全な垂直からの角度のずれやシート端面２９の平面にも屈曲や凹凸があるので、ほとんどの場合にシート端面２９で反射した光はシート裏面１９やプリズム部２３のいずれかに当たることになる。また、シート端面２９を垂直と異なる挟角θで形成した場合は、シート中をシートにほぼ平行に進んでシート端面２９に入射する光は、シート端面２９で角度を変えられて反射し、シート裏面１９やプリズム部２３に入射し、そこで屈折・反射・透過することになる。
例えば図６に示すように、シート裏面１９をシート基板面２１に対して垂直から傾斜させた面とすることによって、シート中をシート基板面２１に沿う横方向に進む光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２がシート端面２９に到達したときに、シート端面２９で光線Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２を反射することによって、角度を変えて光学シート内に戻り、シート外への透過、散逸を防ぐと共に、プリズム部２３から前方に出射させる光線を増加させることになる。
プリズムシート１００Ａは、傾斜面４１ を、鏡面反射可能な平滑な面にする。傾斜面４１は、平滑な鏡面反射層３１が好ましいが、凹凸のある面でも光反射する面であればシート端面２９からの光の透過・散逸防止の目的を果たすことができる。また、同様に、拡散性を持たせた光拡散層３３としてもよい。
図７は異なる角度の複数の傾斜角度からなるシート端面を（ａ）、曲面からなるシート端面を（ｂ）、傾斜面と曲面との組合せからなるシート端面を（ｃ）に示したシート端面変形例の説明図である。
プリズムシート１００Ａのシート端面２９は、図７（ａ）に示すように、傾斜面４１が異なる傾斜角度θａ，θｂ，θｃの複数の傾斜面４１ａ，４１ｂ，４１ｃからなるものであってもよい。すなわち、一平面に限定せず、複数の角度の異なる平面、或いは図７（ｂ）に示す曲面５１や、図７（ｃ）に示す曲面５１と種々の傾斜面４１ａ，４１ｃを組み合わせた複合面としても良い。この場合、傾斜面４１の数は２以上２０以内が好ましい。傾斜面の数が多すぎると、実質的に曲面と光学性能が等しくなる上、加工の手間が煩雑となるためである。
このように、異なる角度の複数の傾斜角度からなるシート端面を形成したプリズムシート１００Ａによれば、シート基板面２１に対し傾斜した光を、シート端面２９に反射させてシート表面２２から最終的に出射させるに際し、シート表面２１に対してより広い傾斜角度範囲の光を、高効率でシート表面２２から出射させることができる。
プリズムシート１００Ａのシート端面２９の角度を９０°以外の角度に傾斜させる手段、或いはシート端面２９をシート基板面２１に対して垂直以外の任意の角度に形成する方法としては、一般的に用いられている切断手段により切断角度を変えて行う傾斜切断の方法を用いることができる。
なお、シート端面を前記垂直以外の傾斜させた角度に設定する場合であっても、鏡面反射層３１や光拡散層３３をシート端面２９に設けることで、シート外部への光の散逸をより確実に防止できる。
図８はプリズムシート内の光線の角度分布をシミュレーションにより求めて表したグラフ、図９はプリズムシートからの出射光の光度分布をシミュレーションにより求めて表したグラフ、図１０はシート端面の傾斜角度を変えたときの光度分布をシミュレーションにより求めて表したグラフである。
上記した実施の形態のプリズムシートを例として、効果を解析したところ、図８に示すように、従来の端面鏡面反射無しのプリズムシート中の光線の角度分布は破線のように、シート面に平行なθP＝９０°の前後６５°と１１５°近辺の角度の光線が見られるが、本発明のようにシート端面２９を鏡面反射面にすると、θP＝９０°前後±４５゜の光線が端面で反射され、シート中に戻り、実線のようにθP＝９０°前後±４５゜の光線が大幅に増加すると共に、θP＝０°〜４５°の光線が増加することが判る。その結果、図９に示したように、プリズムシート面からの出射光の光度分布もシート端面反射が無い場合(破線) よりも、端面反射ありの場合(実線) の方が光度が大きくなっていることが判る。
また、図１０に示すシート端面角度を変えたシミュレーション結果では、光度分布曲線Ｐ１〜Ｐ４はプリズムシート端面の角度θを９０°、８５°、６０°、４５°と変えた場合の結果で、曲線Ｐ５(±７５°と記したもの) は端面を１０５°の端面角度の面と７５°の端面角度の面の二面構成にした場合の結果を表す。つまり、Ｐ５の二面構成は、シートの外側に「く」の字状に張り出した形状とした。図１０から、端面角度が８５°と９０°は同等、７５°(二面構成) はやや低いことが判明。したがって、正面光度が高くなる端面角度の好ましい範囲は９０°±２０°、すなわち、７０°から１１０°とし、より好ましくは８０°から１００°の範囲とした方が良いと言える。
したがって、上記光学シートによれば、シート裏面１９の周端とシート表面２２の周端との間で延在するシート端面２９を介してシート内から漏れ出る光の出射を阻止して再びシート内へと帰還させる光学機能手段（鏡面反射層３１、光拡散層３３、傾斜面４１）を、シート端面２９に設けたので、シート端面２９からシート外に散逸する光を、シート内に戻し、再利用し、正面から出射させることにより、正面輝度を向上させることができる。また、輝度を一定とするならば、光源の発光強度を低減させたり、光源数を減らすことができ、消費電力を低減させることが可能となる。
また、照明装置２００によれば、光学シートと、この光学シートのシート裏面１９に対向配置した光源とを具備したので、光源から出射した光が、シート端面２９からシート内に入射し、入射したシート内の光がシート端面２９から漏出しようとすると、シート端面２９に設けられた光学機能手段によって出射が阻止され、再びシート内へと帰還光となって戻される。これにより、プリズム部２３から前方に出射される光線が増加し、従来と同じ消費電力で、正面輝度を向上させることができる。
また、平面表示装置３００によれば、照明装置２００と、光学シートのシート平面に平行に対向配置した液晶表示パネル１１とを具備したので、光利用効率の高い照明装置２００によって、液晶表示パネル１１の背面光源を構成することができ、従来の平面表示装置と同一の消費電力でより高い輝度表示が可能になる。また、従来と同一の輝度表示とすれば、光源の発光強度を低減させたり、或いは光源自体の数を少なくし、消費電力を低減させることができる。
本発明に係る平面表示装置の断面図である。 図１に示したプリズムシートの断面図である。 図２に示した光学機能手段が塗布面による光拡散層である場合を（ａ）、微小凹凸面による光拡散層である場合を（ｂ）に示した要部拡大断面図である。 鏡面反射層の形成方法を模式的に表した説明図である。 ロール状シートのシート端面の形成方法を模式的に表した説明図である。 シート端面を傾斜させた第２の実施の形態の断面図である。 異なる角度の複数の傾斜角度からなるシート端面を（ａ）、曲面からなるシート端面を（ｂ）、傾斜面と曲面との組合せからなるシート端面を（ｃ）に示したシート端面変形例の説明図である。 プリズムシート内の光線の角度分布をシミュレーションにより求めて表したグラフである。 プリズムシートからの出射光の光度分布をシミュレーションにより求めて表したグラフである。 シート端面の傾斜角度を変えたときの光度分布をシミュレーションにより求めて表したグラフである。 従来のプリズムシートの断面図である。
符号の説明
１１ 液晶表示パネル
１３ 陰極線管（光源）
１９ シート裏面
２１ シート基板面
２２ シート表面
２３ プリズム部
２９ シート端面
３１ 鏡面反射層（光学機能手段）
３３ 光拡散層（光学機能手段）
４１ 傾斜面（光学機能手段）
１００、１００Ａ プリズムシート（光学シート）
２００ 照明装置
３００ 平面表示装置
θ 挟角

Claims (8)

  1. シート裏面から入射させた光を、プリズム部を形成したシート表面から出射させる光学シートであって、
    前記シート裏面の周端と前記シート表面の周端との間で延在するシート端面を介してシート内から漏れ出る光の出射を阻止して再びシート内へと帰還させる光学機能手段を、前記シート端面に設けたことを特徴とする光学シート。
  2. 前記光学機能手段が、前記漏れ出る光を反射させることで出射を阻止する鏡面反射層であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
  3. 前記光学機能手段が、前記漏れ出る光を拡散反射させることで出射を阻止する光拡散層であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
  4. 前記シート端面は、前記光学シートのシート平面に対して９０°以下の挟角で交わる傾斜面であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光学シート。
  5. 前記傾斜面が異なる傾斜角度の複数の傾斜面からなることを特徴とする請求項４記載の光学シート。
  6. 前記シート端面は、前記光学シートのシート平面と交わる挟角が、９０゜±２０゜の範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の光学シート。
  7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の光学シートと、
    該光学シートの前記シート裏面に対向配置した光源と、を具備したことを特徴とする照明装置。
  8. 請求項７記載の照明装置と、
    前記光学シートのシート表面に平行に対向配置した液晶表示パネルと、を具備したことを特徴とする平面表示装置。
JP2006238655A 2006-09-04 2006-09-04 光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置 Abandoned JP2008058873A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006238655A JP2008058873A (ja) 2006-09-04 2006-09-04 光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置
US11/849,729 US20080055934A1 (en) 2006-09-04 2007-09-04 Optical sheet and illumination device and flat panel display utilizing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006238655A JP2008058873A (ja) 2006-09-04 2006-09-04 光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008058873A true JP2008058873A (ja) 2008-03-13

Family

ID=39151243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006238655A Abandoned JP2008058873A (ja) 2006-09-04 2006-09-04 光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20080055934A1 (ja)
JP (1) JP2008058873A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010140889A (ja) * 2008-08-12 2010-06-24 Sumitomo Chemical Co Ltd 照明装置
JP2020522100A (ja) * 2017-05-29 2020-07-27 エルエムエス・カンパニー・リミテッドＬＭＳ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 遮蔽部が形成された光伝達ユニット、これを用いたバックライトモジュール、及び光伝達ユニットの製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6068630A (en) 1997-01-02 2000-05-30 St. Francis Medical Technologies, Inc. Spine distraction implant
WO2011033429A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light-emitting device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270620A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 面光源
JPH11231321A (ja) * 1998-02-17 1999-08-27 Enplas Corp サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置
JP2006134748A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd タンデム型面光源装置
JP2006220820A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 光反射性成形品及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1279783C (en) * 1985-11-21 1991-02-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Totally internally reflecting thin, flexible film
JP3538220B2 (ja) * 1994-05-25 2004-06-14 株式会社エンプラス コーナー部光供給型面光源装置
JP2945318B2 (ja) * 1996-01-17 1999-09-06 スタンレー電気株式会社 面光源装置
JP3871176B2 (ja) * 1998-12-14 2007-01-24 シャープ株式会社 バックライト装置および液晶表示装置
JP3987257B2 (ja) * 1999-12-10 2007-10-03 ローム株式会社 液晶表示装置
EP1625430A2 (en) * 2003-05-02 2006-02-15 Reflexite Corporation Light-redirecting optical structures
US6871974B2 (en) * 2003-06-27 2005-03-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lighting unit and liquid crystal device using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270620A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 面光源
JPH11231321A (ja) * 1998-02-17 1999-08-27 Enplas Corp サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置
JP2006134748A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd タンデム型面光源装置
JP2006220820A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 光反射性成形品及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010140889A (ja) * 2008-08-12 2010-06-24 Sumitomo Chemical Co Ltd 照明装置
JP2020522100A (ja) * 2017-05-29 2020-07-27 エルエムエス・カンパニー・リミテッドＬＭＳ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 遮蔽部が形成された光伝達ユニット、これを用いたバックライトモジュール、及び光伝達ユニットの製造方法
JP7360160B2 (ja) 2017-05-29 2023-10-12 エルエムエス・カンパニー・リミテッド 遮蔽部が形成された光伝達ユニット、これを用いたバックライトモジュール、及び光伝達ユニットの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20080055934A1 (en) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3173859B1 (en) Backlight module, driving method thereof, and display apparatus using the backlight module
JP5193987B2 (ja) 導光板及びバックライトモジュール
US10598847B2 (en) Light source module and prism sheet thereof
TW201109739A (en) Brightness enhancement film and backlight module
JP2005228584A (ja) バックライト
WO2005045313A1 (ja) 面光源装置及び当該装置を用いた機器
CN100430794C (zh) 导光板、使用导光板的表面发光装置和导光板制造方法
US20070126329A1 (en) Brightness enhancement film and backlight module
JP2009164101A (ja) バックライト
TW200905306A (en) Backlight module and liquid crystal display comprising the same
JP2007280952A (ja) 導光板及びこれを有する液晶ディスプレー装置
JP2000323272A (ja) 平面光源
TWM255413U (en) Surface light module and liquid crystal display using the same
JP2013187059A (ja) 導光板及び面光源装置
US20140241007A1 (en) Reflector, light source module, and display device
JP5306029B2 (ja) バックライトおよびそれを備えた表示装置
US20110019435A1 (en) Brightness enhancement film and backlight module
JP2008058873A (ja) 光学シート及びそれを用いた照明装置並びに平面表示装置
JP2011138774A (ja) 導光板及びこれを用いたバックライトモジュール
JP2008016408A (ja) 面状光源
JP2012164511A (ja) 導光板及び面光源装置
TWM602646U (zh) 導光板及光源模組
US6328453B1 (en) Surface light source device of side light type and light control element
WO2016082249A1 (zh) 导光板、背光模组及显示器
TWI515491B (zh) 光源模組與導光板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110308

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110412

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20110608