JP2008233846A - 両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライト - Google Patents
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Abstract
【課題】正面輝度が高く、入光むらが小さく、部材点数を削減できる両面プリズムシートおよびバックライトを提供する。
【解決手段】透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、角度が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムを1次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、透明基材の裏面側には断面形状が略三角形で、角度が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムを1次元配列した第二プリズムを有し、第二プリズムの配列方向と表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度が35°≦γ≦55°である。
【選択図】図5
【解決手段】透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、角度が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムを1次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、透明基材の裏面側には断面形状が略三角形で、角度が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムを1次元配列した第二プリズムを有し、第二プリズムの配列方向と表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度が35°≦γ≦55°である。
【選択図】図5
Description
本発明は透過型、半透過型の液晶表示素子、広告板、非常誘導灯などの背面光源としての照明手段として、均一にかつ明るい性能を少ない部品点数で実現する両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライトに関する。
近年、カラー液晶表示装置は携帯電話、携帯用ノートパソコン、携帯用液晶テレビ、あるいはビデオ一体型液晶テレビ等として種種の分野で広く利用されている。この液晶表示装置は、基本的にバックライト部と液晶表示素子部から構成されている。バックライト部としては、液晶表示素子の直下に光源を設けた直下方式や導光体の側面に光源を設けたエッジライト方式があり、液晶表示装置のコンパクト化からエッジライト方式が多用されている。このエッジライト方式は、透光性平板の導光体の側面部に光源を配置して、導光体の表面全体から光を出射させる方式のバックライトである。
このような液晶表示装置においてはそのバッテリー駆動時間を伸ばすことが要求されているが、液晶表示装置に使われているバックライトの消費電力の割合が大きく、バッテリー駆動時間を伸ばすための障害になっている。この消費をできる限り低く抑えることがバッテリーの駆動時間を伸ばし、液晶表示装置の実用価値を高める上で重要な課題とされている。しかし、バックライトの消費電力を抑えることによって、バックライトの輝度を低下させたのでは表示品位が犠牲になり好ましくない。そこでバックライトの輝度を犠牲にすることなく、消費電力を抑制するため、バックライトの輝度の効率を高めかつ輝度均一性の高いバックライトの開発が進められている。
図1は従来技術として現在最も普及しているバックライト構成を示す。LED光源1から出射した光は導光体2に光入射面2aから入射し、導光体内部を導波する。光反射面2bに設けられたグルーブやドット等の反射要素で反射された光は導光体の光出射面2cから斜め方向に出射する。輝度の面内分布が均一になるように、反射要素の形状か配置を工夫したものが用いられている。たとえば、光源に近い側は反射要素の面密度を小さくし光源からの距離が大きくなるにつれて、面密度を大きくして、均一性を確保している。
しかしながら、光は導光体から斜め方向に出射されるため、光を有効に利用するためには、光をバックライトの法線方向へ、偏向及び集光させる必要がある。そこで導光体の上に拡散フィルム3を設け、均一性を向上させるとともに、導光体からの出射光をバックライトの法線方向へ偏向させる。さらに光を集光させるために、断面が3角形形状で頂角が90°の上むきプリズム4、5を2枚、配列方向が互いに直交するように重ねて配置することで輝度の効率向上を図っている。
このプリズムを2枚直交して積層する方式は主にプリズム斜面での屈折作用を利用して導光体からの出射光を法線方向へ偏向させる方向制御を行っている。したがって、一部の光は側方に反射、屈折されるため輝度の効率向上には限界がある。一方、下面に全反射する光もあり、この光はバックライトの下面の設置された反射シート6で反射され再利用可能である。再利用された光は、最初に出射された位置とは異なる位置から出射されるため、面内のむら解消や輝度均一性を高める効果があり、この方式は輝度の効率と均一性のバランスが良いため広く採用されている。しかしながら、本方式は拡散フィルム1枚、プリズムフィルム2枚から構成され部材点数が多いために、バックライトの組立て作業が煩雑になり、製造原価が高くなること、バックライトの厚さが大きくなる等の欠点がある。
部材点数を減らす方法として特開平7−198913号公報では図2に示すようにプリズムの配列方向を互いに異ならせたプリズムをフィルムの上下面に設けた両面プリズムシート11を図1に示したバックライト構成で拡散フィルム3の上に直交プリズム4、5に置き換えて用いることが記載されている。上向きプリズム2枚を直交して積層させて用いた場合、プリズムシート間の空気層と2枚目のプリズムシートの界面でのフレネル反射損が発生する。プリズムを両面に形成した両面プリズム11で空気層をなくし、フレネル反射損を防止して輝度向上を狙った発明である。また、この方式は2枚のプリズムの機能を1枚にして、拡散フィルムと組み合わせて用いるため、部材を1枚減らせる利点がある。
しかしながら、下向きに配置したプリズムにおいては片面の傾斜は主に全反射として機能する。拡散フィルムからの出射光は指向性が小さいため下向きプリズムでは所定の方向に光を効率よく方向制御ができない欠点があり、その結果として、上向きプリズムの斜面で側方への反射屈折成分が多くなり、プリズムを2枚直交して重ねる方式より輝度が低下する問題がある。
図3に特許第2739730号のバックライト構成を示す。図1の拡散フィルム3と上向きプリズム2枚を、下向きプリズムシート21に置き換えた構成となっている。この下向きプリズムシート21は断面が三角形形状のプリズムを有し、このプリズムを導光体の光出射面2cに対向するよう下向きに配置し、かつプリズムの配列方向を導光体の光入射面2aと平行にしている。導光体2から斜めに出射した指向性光を、プリズムの一方の斜面で屈折させ、この屈折させた光をもう一方の斜面で法線方向へ全反射させ、光を法線方向に方向制御する方法である。本方法は導光体からの指向性出射光を直接全反射で法線方向へ出射させるため、正面輝度の効率が原理的に高くなる。
しかし、特許第2739730号に記載の方法では、部品点数を下向きプリズム1枚と少なくできるが、指向性が大きいためむら解消や、均一性確保には不向きであり、実際には下向きプリズム21の上に拡散フィルムを積層して用いる場合がほとんどである。
携帯機器ディスプレイでは最近光源としてLEDが使用される場合がほとんどである。図4にバックライトを点灯させ、このバックライトを正面から観察した写真を示す。LED1を光源として使用した場合、バックライトの入光部近傍ではLEDの指向特性に起因する暗部31と明部32が明確に分かれる入光むら33が発生する。機器の薄型化、小型化の要求により、バックライトにおける表示エリア34の面積割合が増大する傾向にあり、入光むらを極小化することも重要な課題である。
また、特許第2739730号の下向きプリズム方式は導光板からの出射光を反射で戻すことなく直接(1回)で法線方向へ出射させるために入光むらが視認できる領域が大きくなる欠点がある。また、入光むら改善を目的に下向きプリズムの上に拡散フィルムを積層させても、入光むらの改善効果は小さい。したがって、非表示エリアが大きい仕様のバックライトに限定して使用されているのが現状である。
特開平7−198913号公報
特許第2739730号
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、液晶ディスプレイに対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求に対応した、部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらの小さい両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライトを提供することを目的とする。
本発明者は、両面プリズムシートと片面プリズムシートを形状、方向を詳細に検討し、これらを組み合わせて用いることにより、輝度効率と入光むら特性のバランスが良く、部材を1枚低減できるプリズムシート及びバックライトが得られることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の両面プリズムシートは透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度θ1及びθ2が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムを1次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、裏面側には断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度Φ1及びΦ2が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムを1次元配列した第二プリズムを有し、前記透明基板の裏面側に配列した第二プリズムの配列方向と前記表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度γが35°≦γ≦55°であることを特徴とするものである。前記頂角の二分割は、頂角の頂点から鉛直方向に二分割した角度と表記することもできる。また、頂角の頂点から透明基材の表面に対して引いた垂直線によって二分割される角度としても表記できる。
また、本発明の両面プリズムシートは透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度θ1及びθ2が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムを1次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、前記透明基材の裏面側には断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度Φ1及びΦ2が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムを1次元配列した第二プリズムを有し、前記透明基材の裏面側に配列した第2プリズムの配列方向と前記表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度γが35°≦γ≦55°であり、かつ前記第二プリズムの一部分に少なくとも1種類以上の別パターンを設けることを特徴とするものである。
本発明のプリズムシート組は、片面プリズムシートと両面プリズムシートを組み合わせた構造である。片面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度ψ1及びψ2が5°≦ψ1≦55°、40°≦ψ2≦55°の単位プリズムが配列してなるプリズムを有している。両面プリズムシートは、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度θ1及びθ2が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムを1次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、前記透明基材の裏面側には断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度Φ1及びΦ2が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムを1次元配列した第二プリズムを有し、前記透明基材の裏面側に配列した第二プリズムの配列方向と前記表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度γが35°≦γ≦55°である。また、両面プリズムシートは、前記透明基材の裏面側に配列した第二プリズムの一部分に少なくとも1種類以上の別パターンが設けられているものでもよい。そして、片面プリズムシートのプリズムの配列方向と、両面プリズムシートの第一プリズム配列方向とのなす角度が80°≦ξ≦100°であり、片面プリズムシートの裏面側を両面プリズムシートの第一プリズム面側に積層すること特徴としている。
本発明のバックライトは少なくとも透光性平板からなる導光体と、該導光体の側単面の双方又は一方に隣接して設けられた光源ユニットと、前記導光体裏面に対向して設けられた反射板と、前記プリズムシート組を有し、前記導光体表面の光出射面上に前記プリズムシート組を積層する。前記導光体表面の光出射面上に前記プリズムシート組を積層する際には、前記両面プリズムシートの第二プリズム面を前記導光体光出射面に向け、かつ前記両面プリズムシートの第一プリズムの配列方向が前記導光体の光入射面に対して略平行または略垂直の位置関係となるように積層する。
本発明のバックライトは導光体から出射される光の角度分布において、輝度が最大となる角度が、光出射面の法線方向から60°〜80°の範囲に傾いていることを特徴としている。
本発明のバックライトは導光体の光入射面近傍の光出射面と近傍を除いた他の領域の出射面から出射される光の角度分布が異なり、輝度が最大となる角度が近傍付近では50°〜65°、他の領域では60°〜80°の範囲に傾いていることを特徴としている。
本発明により、液晶ディスプレイに対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求に対応した、部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらの小さい両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライトを提供することが可能となった。
以下、本発明の両面プリズムシート、プリズムシート組、及びバックライトの詳細を、図面を使用し説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図5は本発明のバックライトの具体例の構成図である。このバックライトは、本発明の両面プリズムシートの具体例、プリズムシート組の具体例を用いて成る。図5にあってバックライトは、透光性平板からなる導光体2と、該導光体2の側単面の一方に隣接して設けられた光源ユニット1と、導光体2の裏面2bに対向して設けられた反射板6と、プリズムシート組7を有し、導光体2の表面の光出射面2c上にプリズムシート組7を積層する。積層構成を簡単に説明すれば以下の通りになる。導光体2の上に両面プリズム41を第二のプリズム43が導光体に対向するように、第一プリズム42が両面プリズムの光出射側となるように配置する。さらに片面プリズム51を両面プリズム41の上に、プリズム52が上、プリズムを形成していない裏面が下となるように配置する。なお、図5にあって光源ユニット1は、導光体2の側端面の一方(図5では紙面に向かって左側)に隣接して設けられているが、側端面の双方に設けられていてもよい。また、プリズムシート組7は、両面プリズムシート41と片面プリズムシート51とを組み合わせた組み合わせ構造体である。
図6は本発明の両面プリズムシート41の斜視図である。図7は両面プリズムシート41の第1プリズム42の断面形状を示す。図8は両面プリズムシート41の第2プリズム43の断面形状を示す。両面プリズムシート41は、透明基材の表面に断面形状が略三角形の単位プリズムを配列した第一プリズム42が形成され、裏面に断面形状が略三角形の単位プリズムを配列した第二プリズム43が形成された両面プリズムである。第一プリズム42は、図7に示すように、断面形状が略三角形である単位プリズムを1次元方向に配列してなる。単位プリズムは、断面形状の頂角を二分割することによって表せる角度θ1及びθ2が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムである。特に、ここでは、前記頂角の二分割は、頂角の頂点から鉛直方向に二分割した角度と表記することもできる。また、頂角の頂点から透明基材の表面に対して引いた垂直線によって二分割される角度としても表記できる。プリズムの頂角の表記については以下同様である。
第二プリズム43も、図8に示すように、断面形状が略三角形である単位プリズムを1次元方向に配列してなる。単位プリズムは、頂角を二分割することによって表せる角度Φ1及びΦ2が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムである。
また、両面プリズムシート41の前記透明基材の裏面側に配列した第二プリズム43の配列方向と前記表面側に配列した第一プリズム42の配列方向とのなす角度γは35°≦γ≦55°である。詳細については、図10〜図12を用いて後述する。図10〜図12は、両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61と、第二プリズム43の配列方向62とのなす角度γの定義を説明するための図である。
図9は、片面プリズムシート51のプリズム52の断面形状を示す。片面プリズムシート51は、透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度ψ1及びψ2が5°≦ψ1≦55°、40°≦ψ2≦55°の単位プリズムが配列してなるプリズムを有している。
図5に示したバックライトにあっては、導光体2の表面の光出射面2d上にプリズムシート組7を積層する際には、両面プリズムシート41の第二プリズム43面を導光体2の光出射面2dに向け、かつ両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向が導光体2の光入射面2aに対して略平行または略垂直の位置関係となるように積層する。
また、プリズムシート組7は、片面プリズムシート51のプリズムの配列方向と、両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向とのなす角度が80°≦ξ≦100°であり、片面プリズムシート51の裏面側を両面プリズムシート41の第一プリズム42面側に積層する。このプリズムシート組7における両面プリズムシート41と片面プリズムシート51との組み合わせ構造については後述する。
図10〜図13は両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向と第二プリズムの配列方向との位置関係、及び両面プリズムシート41と片面プリズムシート51に形成された各プリズムの配列方向との位置関係を示す図である。
図10及び図11は両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61が導光体2の入射面2aに略平行に配置した場合を示す。図10と図11との違いは、両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61に対する第二プリズム43のプリズム配列方向62が異なることを示している点である。
具体的に、図10にあっては、両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61は導光体2の入射面2aに略平行である。また、第一プリズム42のプリズム配列方向61と第二プリズム43のプリズム配列方向62との角度は、プリズム配列方向61を基準線(=0)と仮定すれば負側にγである。両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61と片面プリズムシートのプリズムの配列方向63のなす角度はξである。
また、図11にあっても、両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61は導光体2の入射面2aに略平行である。しかし、第一プリズム42のプリズム配列方向61と第二プリズム43のプリズム配列方向62との角度は、プリズム配列方向61を基準線(=0)と仮定すれば正側にγである。また、両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61と片面プリズムシートのプリズムの配列方向63のなす角度は図10に示した例と同様にξである。
図12及び図13は両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61が導光体2の入射面2aに略直角に配置した場合を示す。図12と図13との違いも、両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61に対する第二プリズム43のプリズム配列方向62が異なることを示している点である。
具体的に、図12にあっては、両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61は導光体2の入射面2aに略垂直である。また、第一プリズム42のプリズム配列方向61と第二プリズム43のプリズム配列方向62との角度は、プリズム配列方向61を基準線(=0)と仮定すれば正側にγである。両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61と片面プリズムシートのプリズムの配列方向63のなす角度はξである。
また、図13にあっても、両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61は導光体2の入射面2aに略垂直である。しかし、第一プリズム42のプリズム配列方向61と第二プリズム43のプリズム配列方向62との角度は、プリズム配列方向61を基準線(=0)と仮定すれば負側にγである。また、両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61と片面プリズムシートのプリズムの配列方向63のなす角度は図10に示した例と同様にξである。
次に、図14には光線の方向を示すための図を示す。この図14は図5に示したバックライトを構成しているLED光源1、導光体2及びプリズム組7における光線の動きを説明するために用いる。図14では、LED光源1、導光体2に対して、光出射点を原点Oとした直交座標XYZと、光線をL1、光線L1の天頂角をα、方位角をβで定義した。すなわち光線方向は天頂角α、方位角βで表示でき、例えば、X方向はα=90°、β=0°、Y方向はα=90°、β=90°、Z方向はα=0°で表せる。
図14での光線方向の定義にて、本発明のバックライトを構成する面光源素子1、両面プリズムシート41、およびプリズムシート組7での光線の動きを図10で示した位置の場合について図5を用いて説明する。ただし、ここでは導光体2からの出射光の最大となる角度がα=70°、β=90°とし、強度が最大となる主光線方向の動きについて考える。LED光源1から光が出射され、光入射面2aから導光体2に入射して導波する。導光体2に導波した光の内、反射面2bに形成された反射要素で反射した光は、光出射面2cから斜め方向α=約70度、β=90度に出射する。この光は両面プリズムシート41の第二プリズム43の角度Φ1で定義される斜面で屈折され、角度Φ2で定義される斜面Φ2で全反射される。このとき、両面プリズムシート内部では、α=約27度、β=約135度方向の光線となる。さらにこの光線は第一プリズムの角度θ2で定義された斜面にて屈折されα=約28度、β=約180度で出射される。次に片面プリズムに入射した光はプリズムの形成していない裏面にて屈折され、さらに、プリズム52の角度ψ2で定義される斜面にて定義される斜面にて屈折され、α=約0度、即ち正面方向へ出射する。
ここで両面プリズムシート41の第二プリズム43の単位プリズムの角度範囲は、頂角を二分割することによって表せる角度Φ1及びΦ2が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°である必要がある。角度が25°未満あるいは35°を超えて大きいと、所定の角度から、光線がそれるため、結果として、片面プリズム透過後の正面輝度が低下する。また、プリズムのピッチについては特に制限はないが、プリズムシートの品質や生産性の観点から20μmから60μm程度が望ましい。第二プリズムの頂点には、面光源素子組立ての際に導光体の表面を傷をつけないよう、輝度が低下しない範囲でRをつけても良い。このRの範囲は3μm以下が望ましい。
両面プリズムシートの第一プリズムの単位プリズムの角度範囲は頂角を二分割することによって表せる角度θ1及びθ2が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°である必要がある。θ2が40°未満、または55°を超えて大きいと所定の角度から光線がそれ、最終的に正面輝度が低下する。正面輝度を高めるには45°≦θ2≦50°がさらに好ましい。θ1で定義される斜面には光線が入射しないほうが輝度が高められるため、θ1はできるだけ小さいほうが良いが、プリズムの品質や生産性を考慮すると5度以上20度以下が望ましい。また、プリズムのピッチについては特に制限はないが、プリズムシートの品質や生産性の観点から20μmから60μm程度が望ましい。
第一プリズムの配列方向については、図10から図13に符号61を付して示したように、入光面に対して略平行か略垂直に設定するのが望ましい。平行、垂直から大きくずれると、光学設計が複雑になること、第二プリズム43の角度および片面プリズムシート51のプリズム角度を最適値に設計しても、正面輝度が低下すること、量産において、斜めにカットする必要が生じ材料歩留等が悪化するためである。
第一プリズム42の配列方向61と第二プリズムの配列方向62のなす角γは35°≦γ≦55°、より好ましくは40°≦γ≦50°にする必要がある。この範囲外では第二プリズム43を透過した光の方向が目標である所定の角度から大きくそれるので、結果としてバックライトの正面輝度が低下するからである。
図5に示した第二プリズム43の入光部近傍44付近には、上述したプリズムではなく、別パターン、例えば、鏡面、球状レンズアレイ等を形成、或いは白色ドット印刷を施すと入光むら改善に効果がある。別パターンを設ける領域は導光体の入光面からの距離が5mm以下、望ましくは3mm以下に設定すると良い。また、パターンの形状、配置等についてはむら改善効果があれば特に制限はない。
片面プリズムシート51のプリズムの単位プリズムは、断面形状にあって、頂角を頂点から垂直方向に二分かつすることによって表せる角度ψ1及びψ2が5°≦ψ1≦55°、40°≦ψ2≦55°であることが必要である。この範囲外であると光線が正面から側方に屈折され正面輝度が低下するためである。特に正面輝度特性を重視した場合は5°≦ψ1≦20°、40°≦ψ2≦55°が望ましい。一方、ある程度の輝度を確保し、視野角を広げたい場合は20°<ψ1≦55°、40°≦ψ2≦55°が望ましい。さらに片面プリズムシート51のプリズムψ2で定義される斜面は一部光を下方向へ全反射させる機能があり、入光むらを低減する働きを有する。このプリズムのピッチについては特に制限はなく、プリズムシートの品質や生産性の観点から20μmから60μm程度が望ましい。
片面プリズムシート51の裏面はプリズムを形成していない平面であるが、両面プリズムシート41との密着防止や視野角調整のために、微小突起等を設けることも可能である。
片面プリズムシート51のプリズム配列方向63と両面プリズムシート41の第一プリズム42のプリズム配列方向61なす角度ξは80°≦ξ≦100°にする必要がある。この範囲外では正面輝度が低下する。
面光源素子は少なくとも透光性平板からなる導光体2と、該導光体2の側単面の双方又は一方に隣接して設けられた光源ユニット1と前記導光体2の裏面2bに対向して設けられた反射板6と、前記導光体2表面の光出射面2c上に、両面プリズムシート41の第二プリズム43面を該導光体光出射面2cに向け、かつ第一プリズム42の配列方向61が該導光体2の光入射面2aに対して略平行または略垂直の位置関係にて片面プリズムシート51を積層したもので、それらの位置関係と各々のプリズム配列方向は図10〜図13に示したとおりであり、かつ角度の範囲は上述したとおりである。
なお、導光体の出射角度については、光の利用効率の観点から、輝度が最大となる角度が、光線の天頂角をα、方位角をβで定義すると、α=60°〜80°、β=約90°が必要である。この範囲外の場合、導光体から出射する光量が減少し、最終的にバックライトの正面輝度が低下してしまうためである。
また、図5の導光体2の光出射面2cの入光部近傍2dからの出射角度については、輝度が最大となる角度がα=50°〜65°、β=約90°に設定すると入光むらを改善できる。この範囲外の場合、両面プリズムシート41の第一プリズム42傾斜面及び片面プリズムシート51のプリズム面での全反射による戻り光の割合が不適となり入光むらの改善効果が小さくなる。出射角度を変える領域は導光体の入光面からの距離が5mm以下、望ましくは3mm以下に設定すると良い。さらに両面プリズムシートの第二プリズム面の入光むらを改善する目的で設けた別パターン領域と一致させることが望ましい。入光部近傍の出射角度を他の領域の出射角度から変える方法は、例えば反射要素の形状とくに傾斜角を変えることにより実現できる。また、他の領域との輝度を合わせるために反射要素の密度を調整するとさらに好ましい。反射要素としては、出射角度がα=50°〜65°であればグルーブやドット等種類、形状に制限はない。
本発明の両面プリズムシート41および片面プリズムシート51は、可視光透過率が高く、屈折率の比較的高い材料を用いて製造することが好ましく、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、プリズムシートの耐擦傷性、取り扱い性、生産性等の観点から活性エネルギー線硬化型が好ましい。また、プリズムシートには、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、拡散剤等の添加剤を添加することもできる。
プリズムシートを製造する方法としては、押出成形、射出成形等の通常の成形方法が使用できる。活性エネルギー線硬化型樹脂を用いてプリズムシートを製造する場合には、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の透明樹脂からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂によってプリズム部を形成する。まず、所定のプリズムパターンを形成したプリズム型に活性エネルギー線硬化型樹脂液を注入し、透明基材に重ね合わせる。次いで、透明基材を通して紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化樹脂液を重合硬化して、プリズム型から剥離してプリズムシートを得る。
本発明のプリズムシートに使用される、導光体の方式には特に制限はなく、例えば、導光体の光出射面およびその裏面の少なくとも一方の表面に微細な凹凸やプリズムを形成したり、白色拡散性塗料等を塗布または印刷したり、導光体の中に光拡散材を分散させたりする方法が挙げられる。
本発明において導光体としては、ガラスや合成樹脂等の透明板状体を使用することができる。合成樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の高透明性の樹脂を用いることができ、この樹脂を押出成形、射出成形等の通常の成形方法で板状体に成形することによって導光体を製造することができる。
上述したような、本発明の両面プリズムシート41および両面、片面プリズムシート組7を使用したバックライトは部品点数が少なく、輝度効率が高く、入光むらが小さい。したがって本発明のバックライトを液晶ディスプレイに搭載することにより、液晶ディスプレイに対する低価格、薄肉化、小型化、輝度効率向上、高表示品位の要求を満足することができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
図5に示すように、光源1、導光体2、反射シート6および2枚のプリズムシート(プリズムシート組)7からなる2.4インチサイズの面光源装置を組み立てて光学特性を測定した。光源1として、LED(日亜化学工業株式会社製NSCW215)を5灯使用した。反射シート6については市販の銀シート(株式会社麗光製ルイルミラー60W10)を用いた。導光体2(37mm×49mm×t0.4mm)ついては下面に反射要素としてグルーブを上面にホログラムディフューザで構成されたものを射出成形により製作した。グルーブ配置については光線追跡シミュレーションにより導光板2からの出射光の輝度が均一になるように設計した。導光体材料として、市販のポリカーボネート成型材料(出光興産株式会社製LC1500)を使用した。なお、本実施例に使用した導光体2の出射光の輝度が最大となる角度は68度であった。
図5に示すように、光源1、導光体2、反射シート6および2枚のプリズムシート(プリズムシート組)7からなる2.4インチサイズの面光源装置を組み立てて光学特性を測定した。光源1として、LED(日亜化学工業株式会社製NSCW215)を5灯使用した。反射シート6については市販の銀シート(株式会社麗光製ルイルミラー60W10)を用いた。導光体2(37mm×49mm×t0.4mm)ついては下面に反射要素としてグルーブを上面にホログラムディフューザで構成されたものを射出成形により製作した。グルーブ配置については光線追跡シミュレーションにより導光板2からの出射光の輝度が均一になるように設計した。導光体材料として、市販のポリカーボネート成型材料(出光興産株式会社製LC1500)を使用した。なお、本実施例に使用した導光体2の出射光の輝度が最大となる角度は68度であった。
プリズムシート成形用の型については両面用第一プリズム型としてθ1=15°、θ2=48°、ピッチ30μm、第二プリズム型としてΦ1=29°、Φ2=29°、ピッチ30μm、片面プリズム型としてψ1=45°、ψ2=45°、ピッチ46μmをそれぞれ準備した。第二プリズム型の表面にアクリル系の紫外線硬化型樹脂を塗布し、その上に市販の易接着PET(東洋紡績株式会社製コスモシャインA4300)を重ね、ゴムロールにて樹脂が均一になるよう引き伸ばした。易接着PETの上からメタルハライドランプにより紫外線を約1500mJ照射した後、型から引き剥がして第二プリズム43をPET片面に作製した。次に第1プリズム型に紫外線硬化樹脂を塗布し、第二プリズム43の配列方向62と第一プリズム型のプリズム配列方向61とのなす角γが45度になるよう、第二プリズム面を上にしてPETを重ねゴムロールにて樹脂が均一となるよう引き伸ばし、第二プリズム面側から紫外線を照射(1500mJ)し、引き剥がしてPET両面プリズム41を形成した。片面プリズムシート51の片面プリズムについても同様の方法にて成形した。これらのプリズムフィルムを所定の大きさに切り出しプリズムシートとした。
導光体2の上に両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61が導光体2の光入射面2aに平行となるように積層した。その上に片面プリズムシート51の片面プリズムの配列方向63と両面プリズムシート41の第一プリズム42の配列方向61とのなす角度ξが90°となるように積層し光学特性評価用のバックライトとした。
点灯評価としてLED1個あたり18mAの電流を印加し、輝度測定装置(有限会社ハイランド製RISA)にて、バックライトの中央部正面輝度を測定した。バックライトの入光部むらの定義と測定法を、図15を用いて説明する。図15はバックライトを点灯させた状態で真上からバックライトの入光部近傍を撮影した写真である。図15の左側にLED1が3個観察される。入光付近でLEDに平行方向(X方向)の幅37mmを100分割、LED1に垂直方向(Y方向)の長さ9mmを30分割したメッシュ71をきり、各部分の正面輝度を測定した。LED1からある一定距離Yに対してX方向100点の輝度データの最小と最大の比(最小値/最大値)を距離Yでの均斉度と定義し、均斉度が0.6以上となる最小の距離Yを入光むらと定義した。測定は上述の輝度測定装置で直径0.1mmの位置分解能で測定し、入光むらを求めた。正面輝度と入光むらの測定値ならび、両面プリズムと片面プリズムの位置関係やプリズム形状を決定する角度を合わせて表1の実施例1に示した。正面輝度は5560(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例2)
実施例1で用いたフィルムを使用して、両面プリズムシート41の第1プリズム42と導光体2の光入射面2aが垂直となる図12の配置でバックライトを構成し、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例2の行に示した。正面輝度は5530(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
実施例1で用いたフィルムを使用して、両面プリズムシート41の第1プリズム42と導光体2の光入射面2aが垂直となる図12の配置でバックライトを構成し、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例2の行に示した。正面輝度は5530(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例3)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角γ=35°、第一プリズム42の単位プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の単位プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および単位プリズムの前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例3の行に示した。正面輝度は5210(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角γ=35°、第一プリズム42の単位プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の単位プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および単位プリズムの前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例3の行に示した。正面輝度は5210(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(実施例4)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=55°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例4の行に示した。正面輝度は5280(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=55°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例4の行に示した。正面輝度は5280(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(実施例5)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=20°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例5の行に示した。正面輝度は5340(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=20°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例5の行に示した。正面輝度は5340(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例6)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=10°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを持つ片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例6の行に示した。正面輝度は5650(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=10°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを持つ片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例6の行に示した。正面輝度は5650(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(実施例7)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=40°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム42の配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例7の行に示した。正面輝度は5160(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=40°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム42の配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例7の行に示した。正面輝度は5160(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例8)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=55°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例8の行に示した。正面輝度は5210(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=55°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例8の行に示した。正面輝度は5210(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(実施例9)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=25°、前記角度Φ2=25°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例9の行に示した。正面輝度は5250(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=25°、前記角度Φ2=25°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例9の行に示した。正面輝度は5250(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例10)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=35°、前記Φ2=35°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例10の行に示した。正面輝度は5140(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=35°、前記Φ2=35°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例10の行に示した。正面輝度は5140(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(実施例11)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例11の行に示した。正面輝度は6260(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例11の行に示した。正面輝度は6260(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例12)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=5°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例12の行に示した。正面輝度は6670(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=5°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例12の行に示した。正面輝度は6670(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(実施例13)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=20°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例13の行に示した。正面輝度は5900(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=20°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例13の行に示した。正面輝度は5900(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例14)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=40°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例14の行に示した。正面輝度は5280(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=40°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例14の行に示した。正面輝度は5280(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(実施例15)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=55°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例15の行に示した。正面輝度は5230(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=55°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例15の行に示した。正面輝度は5230(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例16)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=100°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例16の行に示した。正面輝度は5220(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=100°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例16の行に示した。正面輝度は5220(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例17)
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=80°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例17の行に示した。正面輝度は5350(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
第一プリズム42と第二プリズム43のなす前記角度γ=45°、第一プリズム42の前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズム43の前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシート41および前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシート51を実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズム42のなす角度ξ=80°とし、第一プリズム配列方向61と導光体2の光入射面2aとが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例17の行に示した。正面輝度は5350(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(実施例18)
実施例11の両面プリズムシート41の第二プリズム43の入光部近傍3mmの領域44を鏡面とし、実施例11と同じバックライト構成にて正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例18の行に示した。正面輝度は6240(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
実施例11の両面プリズムシート41の第二プリズム43の入光部近傍3mmの領域44を鏡面とし、実施例11と同じバックライト構成にて正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例18の行に示した。正面輝度は6240(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(実施例19)
導光体(37mm×49mm×t0.4mm)2の光反射面2bの入光部近傍3mmの領域44に頂角150°でピッチ97μmの断面が二等辺三角形形状のグルーブを0.185mm間隔で配置し、他の領域については、光線追跡シミュレーションにより導光板からの出射光の輝度が均一になるように設計を行い、実施例1と同じ材料、方法で導光体を製作した。この導光体2を実施例18のバックライト構成に使用した導光体に置き換えて、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例19の行に示した。正面輝度は5980(cd/m2)、入光むらは2.7(mm)であった。
導光体(37mm×49mm×t0.4mm)2の光反射面2bの入光部近傍3mmの領域44に頂角150°でピッチ97μmの断面が二等辺三角形形状のグルーブを0.185mm間隔で配置し、他の領域については、光線追跡シミュレーションにより導光板からの出射光の輝度が均一になるように設計を行い、実施例1と同じ材料、方法で導光体を製作した。この導光体2を実施例18のバックライト構成に使用した導光体に置き換えて、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例19の行に示した。正面輝度は5980(cd/m2)、入光むらは2.7(mm)であった。
(実施例20)
実施例19と同じ構成のバックライトで、実施例19の両面プリズムシート41の第二プリズム43の入光部近傍3mmの領域44に直径約15μmのレンズアレイ(ヘイズ約50%)を形成した両面プリズムシート41に置き換えて、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例20の行に示した。正面輝度は5950(cd/m2)、入光むらは2.7(mm)であった。
実施例19と同じ構成のバックライトで、実施例19の両面プリズムシート41の第二プリズム43の入光部近傍3mmの領域44に直径約15μmのレンズアレイ(ヘイズ約50%)を形成した両面プリズムシート41に置き換えて、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、実施例20の行に示した。正面輝度は5950(cd/m2)、入光むらは2.7(mm)であった。
次に、本発明の適用範囲内にはない比較例を挙げ、前記実施例1〜実施例20と比較する。
(比較例1)
比較例1は図1に示した構成のバックライトの具体例である。単位プリズムの断面形状が二等辺三角形で頂角が90°、ピッチ50μmの片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作した。図1に示した構成のとおり、導光体2の上に樹脂中にビーズを分散した市販の拡散シート(株式会社きもと製ライトアップ50LSE)3を、その上に製作したプリズム4の配列方向が導光体2の光入射面2aに平行になるよう、プリズム4を上向きにして積層した。さらに、同じプリズムシート5をプリズムの配列方向が導光体2の光入射面2aに垂直になるよう、すなわち一枚目のプリズム4の配列と直交させ、かつプリズム5を上向きになるように積層させて評価用バックライトとした。本構成は現在最も普及している、上向きプリズムを2枚、そのプリズム配列方向を直交させて配置する方式である。実施例1と同じ方法で正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例1の行に示した。正面輝度は5130(cd/m2)、入光むらは2.4(mm)であった。
比較例1は図1に示した構成のバックライトの具体例である。単位プリズムの断面形状が二等辺三角形で頂角が90°、ピッチ50μmの片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作した。図1に示した構成のとおり、導光体2の上に樹脂中にビーズを分散した市販の拡散シート(株式会社きもと製ライトアップ50LSE)3を、その上に製作したプリズム4の配列方向が導光体2の光入射面2aに平行になるよう、プリズム4を上向きにして積層した。さらに、同じプリズムシート5をプリズムの配列方向が導光体2の光入射面2aに垂直になるよう、すなわち一枚目のプリズム4の配列と直交させ、かつプリズム5を上向きになるように積層させて評価用バックライトとした。本構成は現在最も普及している、上向きプリズムを2枚、そのプリズム配列方向を直交させて配置する方式である。実施例1と同じ方法で正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例1の行に示した。正面輝度は5130(cd/m2)、入光むらは2.4(mm)であった。
比較例1と本発明の範囲内である実施例1から実施例20の測定結果を比較すると実施例すべてにおいて比較例1より正面輝度が高い。つまり、比較例1の正面輝度が5130(cd/m2)であるのに対して実施例1〜実施例20の正面輝度は5140(cd/m2)〜6670(cd/m2)である。
(比較例2)
比較例2は図3に示した構成のバックライトの具体例である。単位プリズムの断面形状が二等辺三角形で頂角が63°、ピッチ30μmの片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作した。図3に示した構成のとおり、導光体2の上に、プリズム面を下向きにして、かつプリズム21の配列方向が導光体2の光入射面2aに平行になるよう積層した。さらに、その上に市販の拡散フィルム(株式会社きもと製ライトアップ50TL2)を積層し評価用バックライトとした。本構成は従来技術で下向き1枚プリズム方式である。実施例1と同じ方法で正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例2の行に示した。正面輝度は5130(cd/m2)、入光むらは5.7(mm)であった。
比較例2は図3に示した構成のバックライトの具体例である。単位プリズムの断面形状が二等辺三角形で頂角が63°、ピッチ30μmの片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作した。図3に示した構成のとおり、導光体2の上に、プリズム面を下向きにして、かつプリズム21の配列方向が導光体2の光入射面2aに平行になるよう積層した。さらに、その上に市販の拡散フィルム(株式会社きもと製ライトアップ50TL2)を積層し評価用バックライトとした。本構成は従来技術で下向き1枚プリズム方式である。実施例1と同じ方法で正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例2の行に示した。正面輝度は5130(cd/m2)、入光むらは5.7(mm)であった。
比較例2と本発明の範囲内である実施例1から実施例20の測定結果を比較すると実施例すべてにおいて比較例2より入光むらが小さい。具体的な数字で示すと、比較例2の入光むらが5.7(mm)であるのに対して実施例1〜実施例20の入光むらは3.6(mm)〜2.7(mm)である。すなわち、本発明の範囲にある実施例1から実施例20は正面輝度が高く、入光むらが小さい、バランスの良い性能を提供できることが実証された。
(比較例3)
図5等を参照して比較例3を説明する。比較例3はバックライトの両面プリズムシートの第一プリズムと導光体光入射面との位置関係を本発明の範囲外とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体の光入射面とが平行となる図10の配置から20°傾けたバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例3の行に示した。正面輝度は4559(cd/m2)、入光むらは3.9(mm)であった。
図5等を参照して比較例3を説明する。比較例3はバックライトの両面プリズムシートの第一プリズムと導光体光入射面との位置関係を本発明の範囲外とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体の光入射面とが平行となる図10の配置から20°傾けたバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例3の行に示した。正面輝度は4559(cd/m2)、入光むらは3.9(mm)であった。
(比較例4)
比較例4は第一プリズムと第二プリズムとの角度γを本発明の範囲外である30°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=30°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例4の行に示した。正面輝度は4170(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
比較例4は第一プリズムと第二プリズムとの角度γを本発明の範囲外である30°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=30°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例4の行に示した。正面輝度は4170(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(比較例5)
比較例5は第一プリズムと第二プリズムとの角度γを本発明の範囲外である60°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=60°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例5の行に示した。正面輝度は4890(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
比較例5は第一プリズムと第二プリズムとの角度γを本発明の範囲外である60°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=60°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例5の行に示した。正面輝度は4890(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(比較例6)
比較例6は両面プリズムシートの第一プリズムの前記角度θ1を本発明の範囲外である25°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=25°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例6の行に示した。正面輝度は4710(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
比較例6は両面プリズムシートの第一プリズムの前記角度θ1を本発明の範囲外である25°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=25°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例6の行に示した。正面輝度は4710(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(比較例7)
比較例7は両面プリズムシートの第一プリズムの前記角度θ2を本発明の範囲外である35°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=35°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例7の行に示した。正面輝度は4870(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
比較例7は両面プリズムシートの第一プリズムの前記角度θ2を本発明の範囲外である35°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=35°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例7の行に示した。正面輝度は4870(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(比較例8)
比較例8は両面プリズムシートの第一プリズムの前記角度θ2を本発明の範囲外である60°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=60°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例8の行に示した。正面輝度は4730(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
比較例8は両面プリズムシートの第一プリズムの前記角度θ2を本発明の範囲外である60°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=60°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例8の行に示した。正面輝度は4730(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(比較例9)
比較例9は両面プリズムシートの第二プリズムの前記角度Φ1及びΦ2を本発明の範囲外である20°及び20°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=20°、前記角度Φ2=20°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例9の行に示した。正面輝度は3920(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
比較例9は両面プリズムシートの第二プリズムの前記角度Φ1及びΦ2を本発明の範囲外である20°及び20°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=20°、前記角度Φ2=20°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例9の行に示した。正面輝度は3920(cd/m2)、入光むらは3.0(mm)であった。
(比較例10)
比較例10は両面プリズムシートの第二プリズムの前記角度Φ1及びΦ2を本発明の範囲外である40°及び40°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=40°、前記角度Φ2=40°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例10の行に示した。正面輝度は2790(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
比較例10は両面プリズムシートの第二プリズムの前記角度Φ1及びΦ2を本発明の範囲外である40°及び40°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=40°、前記角度Φ2=40°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=45°、前記角度ψ2=45°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例10の行に示した。正面輝度は2790(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(比較例11)
比較例11は片面プリズムシートが有する片面プリズムの前記角度ψ1を本発明の範囲外である56°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=56°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例11の行に示した。正面輝度は4510(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
比較例11は片面プリズムシートが有する片面プリズムの前記角度ψ1を本発明の範囲外である56°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=56°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例11の行に示した。正面輝度は4510(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
(比較例12)
比較例12は片面プリズムシートが有する片面プリズムの前記角度ψ2を本発明の範囲外である35°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムおよび前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=35°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例12の行に示した。正面輝度は4460(cd/m2)、入光むらは3.9(mm)であった。
比較例12は片面プリズムシートが有する片面プリズムの前記角度ψ2を本発明の範囲外である35°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムおよび前記角度ψ1=15°、前記角度ψ2=35°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例12の行に示した。正面輝度は4460(cd/m2)、入光むらは3.9(mm)であった。
(比較例13)
比較例13は片面プリズムシートが有する片面プリズムの前記角度ψ2を本発明の範囲外である60°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=15°、前記ψ2=60°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例13の行に示した。正面輝度は4910(cd/m2)、入光むらは4.1(mm)であった。
比較例13は片面プリズムシートが有する片面プリズムの前記角度ψ2を本発明の範囲外である60°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=15°、前記ψ2=60°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=90°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例13の行に示した。正面輝度は4910(cd/m2)、入光むらは4.1(mm)であった。
(比較例14)
比較例14は両面プリズムシートの第一プリズム配列方向と片面プリズムシートの片面プリズムの配列方向のなす角度ξを本発明の範囲外の105°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=20°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=105°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例14の行に示した。正面輝度は4770(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
比較例14は両面プリズムシートの第一プリズム配列方向と片面プリズムシートの片面プリズムの配列方向のなす角度ξを本発明の範囲外の105°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムシートおよび前記角度ψ1=20°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=105°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例14の行に示した。正面輝度は4770(cd/m2)、入光むらは3.6(mm)であった。
(比較例15)
比較例15は両面プリズムシートの第一プリズム配列方向と片面プリズムシートの片面プリズムの配列方向のなす角度ξを本発明の範囲外の75°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムおよび前記角度ψ1=20°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=75°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例15の行に示した。正面輝度は4980(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
比較例15は両面プリズムシートの第一プリズム配列方向と片面プリズムシートの片面プリズムの配列方向のなす角度ξを本発明の範囲外の75°とした構成である。第一プリズムと第二プリズムのなす角度γ=45°、第一プリズムの前記角度θ1=15°、前記角度θ2=48°、第二プリズムの前記角度Φ1=29°、前記角度Φ2=29°の両面プリズムおよび前記角度ψ1=20°、前記角度ψ2=48°の片面プリズムを有する片面プリズムシートを実施例1に記載した方法で製作し、片面プリズムと第一プリズムのなす角度ξ=75°とし、第一プリズム配列方向と導光体光入射面とが平行となる図10の配置でバックライトを構成して、正面輝度と入光むらを測定した。その結果を表1、比較例15の行に示した。正面輝度は4980(cd/m2)、入光むらは3.3(mm)であった。
本発明の範囲外である比較例3から比較例15では輝度が従来技術の比較例1より小さくなることが判明した。比較例1と本発明の範囲内である実施例1から実施例20の測定結果を比較すると実施例すべてにおいて比較例1より正面輝度が高かったので、比較例3から比較例15よりも実施例1〜実施例20は正面輝度が高いといえる。また、表1を参照して正面輝度と入光むらとのバランスを考慮しても、本発明の実施例1〜実施例20が比較例1〜比較例15よりも優れているといえる。
本発明は請求項の範囲内にある形状、配列方向の両面プリズムシートと片面プリズムシートを請求範囲内にある構成方法で組み合わせて用いることにより、輝度効率と入光むら特性のバランスが良く、かつ部材を1枚低減できるプリズムシート及びバックライトを提供することができる。
1;LED光源(LED)
2;導光体
2a;光入斜面
2b;光反射面
2c;光出射面
2d;光出射面の入光部近傍
3;拡散シート(拡散フィルム)
4、5;上向きプリズム(直交プリズム)
6;反射シート
7;プリズムシート組
11;両面プリズムシート(両面プリズム)
21;下向きプリズムシート
31;暗部
32;明部
33;入光むら
34;表示エリア
41;両面プリズムシート(両面プリズム)
42;第一プリズム
43;第二プリズム
44;第二プリズムの入光部近傍
51;片面プリズムシート(片面プリズム)
52;片面プリズム(プリズム)
61;第一プリズム配列方向
62;第二プリズム配列方向
63;片面プリズム配列方向
L1;光線
71;メッシュ
γ;第二プリズムの配列方向と第一プリズム型のプリズム配列方向とのなす角
ξ;片面プリズムの配列方向と両面プリズムシートの配列方向とのなす角度
θ1、θ2;第一プリズムの頂角
Φ1、Φ2;第二プリズムの頂角
ψ1、ψ2;プリズムの頂角
X、Y、Z;直交座標
α;天頂角
β;方位角
O;原点(光出射点)
2;導光体
2a;光入斜面
2b;光反射面
2c;光出射面
2d;光出射面の入光部近傍
3;拡散シート(拡散フィルム)
4、5;上向きプリズム(直交プリズム)
6;反射シート
7;プリズムシート組
11;両面プリズムシート(両面プリズム)
21;下向きプリズムシート
31;暗部
32;明部
33;入光むら
34;表示エリア
41;両面プリズムシート(両面プリズム)
42;第一プリズム
43;第二プリズム
44;第二プリズムの入光部近傍
51;片面プリズムシート(片面プリズム)
52;片面プリズム(プリズム)
61;第一プリズム配列方向
62;第二プリズム配列方向
63;片面プリズム配列方向
L1;光線
71;メッシュ
γ;第二プリズムの配列方向と第一プリズム型のプリズム配列方向とのなす角
ξ;片面プリズムの配列方向と両面プリズムシートの配列方向とのなす角度
θ1、θ2;第一プリズムの頂角
Φ1、Φ2;第二プリズムの頂角
ψ1、ψ2;プリズムの頂角
X、Y、Z;直交座標
α;天頂角
β;方位角
O;原点(光出射点)
Claims (7)
- 透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度θ1及びθ2が5°≦θ1≦20°、40°≦θ2≦55°の単位プリズムを1次元方向に配列してなる第一プリズムを有し、前記透明基材の裏面側には断面形状が略三角形で、頂角を二分割することによって表せる角度Φ1及びΦ2が25°≦Φ1≦35°、25°≦Φ2≦35°の単位プリズムを1次元配列した第二プリズムを有し、前記透明基材の裏面側に配列した第二プリズムの配列方向と前記表面側に配列した第一プリズム配列方向とのなす角度γが35°≦γ≦55°であることを特徴とする両面プリズムシート。
- 前記透明基材の裏面側に配列した第二プリズムの一部分に少なくとも1種類以上の別パターンが設けられていることを特徴とする請求項1記載の両面プリズムシート。
- 前記別パターンが鏡面または球状レンズアレイであることを特徴とする請求項2記載の両面プリズムシート。
- 片面プリズムシートと請求項1から請求項3いずれかに記載の両面プリズムシートを積層してなるプリズムシート組であって、
前記片面プリズムシートは透明基材の表面側に断面形状が略三角形で、頂角を頂点から垂直方向に二分かつすることによって表せる角度ψ1及びψ2が5°≦ψ1≦55°、40°≦ψ2≦55°の単位プリズムが配列してなるプリズムを有してなり、当該片面プリズムシートの前記プリズムの配列方向と、前記両面プリズムシートの第一プリズム配列方向とのなす角度ξが80°≦ξ≦100°であり、前記片面プリズムシートの裏面側を前記両面プリズムシートの第一プリズム面側に積層すること特徴するプリズムシート組。 - 請求項4記載のプリズムシート組を積層してなるバックライトであって、少なくとも透光性平板からなる導光体と、該導光体の側単面の双方又は一方に隣接して設けられた光源ユニットと、前記導光体裏面に対向して設けられた反射板とを有し、前記導光体表面の光出射面上に、前記両面プリズムシートの第二プリズム面を前記導光体光出射面に向け、かつ前記両面プリズムシートの第一プリズムの配列方向が前記導光体の光入射面に対して略平行または略垂直の位置関係となるように前記プリズムシート組を積層することを特徴とするバックライト。
- 前記導光体の光出射面から出射される光の角度分布において、輝度が最大となる角度が、前記光出射面の法線方向から60°〜80°の範囲に傾いていることを特徴とする請求項5記載のバックライト。
- 前記導光体の光入射面近傍の光出射面と前記近傍を除いた他の領域の出射面から出射される光の角度分布が異なり、輝度が最大となる角度が近傍付近では50°〜65°、他の領域では60°〜80°の範囲に傾いていることを特徴とする請求項5記載のバックライト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007156441A JP2008233846A (ja) | 2007-02-23 | 2007-06-13 | 両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライト |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007043701 | 2007-02-23 | ||
JP2007156441A JP2008233846A (ja) | 2007-02-23 | 2007-06-13 | 両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008233846A true JP2008233846A (ja) | 2008-10-02 |
Family
ID=39906655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007156441A Pending JP2008233846A (ja) | 2007-02-23 | 2007-06-13 | 両面プリズムシート、プリズムシート組及びバックライト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008233846A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101848196B1 (ko) * | 2017-01-16 | 2018-04-16 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치 |
-
2007
- 2007-06-13 JP JP2007156441A patent/JP2008233846A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101848196B1 (ko) * | 2017-01-16 | 2018-04-16 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 광학필름 및 이를 이용한 디스플레이 장치 |
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