JP2010262770A - 発光シート、及びそれを用いた照明装置、バックライトユニット、ディスプレイ装置 - Google Patents
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【課題】ランプイメージが発生せず、光の利用効率が高い、励起光源にて発光する発光シート及びこれを用いたバックライトユニット並びに表示装置を提供する。
【解決手段】発光シート1は、入射面側から順に、発光層7、第1の光制御構造5を構成している。第1の光制御構造5は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第1のシリンドリカルレンズ61と、該第1のシリンドリカルレンズ61と略直交する方向に複数配列された凸状の第2のシリンドリカルレンズ62を有している。励起光源からの光は発光層7で吸収されて可視光を発光し、その発光した光は、第1の光制御構造5によって配光調整される。
【選択図】図1
【解決手段】発光シート1は、入射面側から順に、発光層7、第1の光制御構造5を構成している。第1の光制御構造5は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第1のシリンドリカルレンズ61と、該第1のシリンドリカルレンズ61と略直交する方向に複数配列された凸状の第2のシリンドリカルレンズ62を有している。励起光源からの光は発光層7で吸収されて可視光を発光し、その発光した光は、第1の光制御構造5によって配光調整される。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光シートを使用する照明装置、バックライトユニット、該バックライトユニットを有するディスプレイ装置に関する。
近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、たとえばOA分野でカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されている。
このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管(CCFL)などの光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(いわゆるエッジライト方式)と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、たとえば図18に示すものが一般に知られている。図18に示すように、上部に偏光板71、73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その背面側に略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリルなどの透明な基材からなる導光板79が設置されており、該導光板79の上面(光出射側)に拡散フィルム(拡散層)78が設けられている。この導光板79の下面には、導光板79に導入された光を効率よく液晶パネル72方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる(図示せず)と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム(反射層)77が設けられている。導光板79の側端部には、光源ランプ76が取り付けられている。この光源ランプ76の光を効率よく導光板79中に入射させるために、光源ランプ76の背面側を覆うように高反射率のランプリフレクター81が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン(TiO2)粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板79内に入射した光に指向性を付与し、光出射面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。
最近では、図19に示すように、光利用効率を向上させ高輝度化を図るために、拡散フィルム78と液晶パネル72との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)74、75を設けることが提案されている。このプリズムフィルム74,75は導光板79の光出射面から出射され、拡散フィルム78で拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。
しかし、図18に例示した装置では、視野角の制御が拡散フィルム78の拡散性のみに依存するため、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなるという現象が避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
また、図19に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、プリズムフィルムが2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの表示装置が用いられている。
直下型方式の液晶表示装置としては、図20に例示する装置が一般的に知られている。図20に示すように、上部に偏光板71、73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に蛍光管などからなる光源51が設けられている。光源51から出射された光を、拡散フィルム82で拡散させ、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させる。光源51からの光を効率よく照明光として利用するために、光源51の背面にはリフレクター52が配置されている。
輝度を増大させるために、図21に示すように拡散フィルム85上に輝度強調フィルム86(Brightness Enhancement Film:BEF、米国3M社の登録商標)を配置し、図22に示すようにその上に拡散フィルム82を配置する方法が採用されている。
BEFは、透明部材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムである。このプリズムは光の波長に比較してサイズ(ピッチ)が大きい。BEFは、“軸外(off−axis)”からの光を集光し、この光を観察者に向けて“軸上(on−axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”する。「軸上」とは、観察者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。BEFは、このように軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。
プリズムの反復的アレイ構造が1方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能である。水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、2枚のシートを組み合わせ、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
BEFの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材を採用したディ
スプレイは、特許文献1乃至3に例示されるように多数の特許文献に開示されている。
スプレイは、特許文献1乃至3に例示されるように多数の特許文献に開示されている。
上記のようなBEFを輝度制御部材として用いた光学シートでは、光源からの光が屈折して、制御された角度で出射されることによって、観察者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
しかし、同時に観察者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射する想定外の光線が存在する。図23の破線Bに示すように、BEFを用いた光学シートから出射される光強度分布は、観察者の視覚方向すなわち視覚方向に対する角度が0°(軸上方向にあたる)における光強度が最も高められるが、正面より±90°近辺に小さな光強度ピークも生じる。即ち、横方向から無駄に出射される光(サイドローブ)が増えるという問題がある。このような光強度ピークを有する輝度分布は望ましくない。図23の実線Aのように、±90°近辺での光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が好ましい。一方、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって極端な輝度変化が起きる。滑らかなプロファイルを実現するには、プリズムシートの上に別の拡散フィルムを設置する必要がある。この拡散フィルムには、プリズムシート側の面に、プリズムシートを保護するための保護層を設ける。
また、BEFを用いた光学シートだけでは、光源の観察者側F方向の真上部分が、最も明るくなるため、光源のムラ(以下、ランプイメージとする)が発生する。
ランプイメージが観察者側Fから視認されると、画像品質が低下する課題が生じるため、BEFを用いた光学シートを使用する場合は、拡散板などの拡散要素をバックライトユニット内に設ける必要がある。
拡散板を設けた場合、ランプイメージの問題は解決されるが、光を拡散することによる光のロスや、拡散板の厚みによる、照明装置、バックライトユニット、およびディスプレイ装置の厚型化、および重量化、部品点数が多くなることによる工程増、コスト増などの課題が発生する。
ランプイメージが観察者側Fから視認されると、画像品質が低下する課題が生じるため、BEFを用いた光学シートを使用する場合は、拡散板などの拡散要素をバックライトユニット内に設ける必要がある。
拡散板を設けた場合、ランプイメージの問題は解決されるが、光を拡散することによる光のロスや、拡散板の厚みによる、照明装置、バックライトユニット、およびディスプレイ装置の厚型化、および重量化、部品点数が多くなることによる工程増、コスト増などの課題が発生する。
上述のような、課題を解決する方法として、蛍光管などからなる光源を用いずに、励起光源と、励起光源によって面発光するシートを用いることで、ランプイメージの低減を図る方法がある。
しかし、上述の方法においてもランプイメージの低減は充分ではない。それは面発光するシートが励起光源の光量ムラの影響を受け、面発光するシートにおいて明るさのムラが発生するためである。
さらに、面発光するシートから出射される光は、拡散された光であるため、観察者側F方向以外に進行する光が多く、観察者に明るさを視認させる効果に付与しない無駄な光が多いため、効率が悪いという課題があった。
しかし、上述の方法においてもランプイメージの低減は充分ではない。それは面発光するシートが励起光源の光量ムラの影響を受け、面発光するシートにおいて明るさのムラが発生するためである。
さらに、面発光するシートから出射される光は、拡散された光であるため、観察者側F方向以外に進行する光が多く、観察者に明るさを視認させる効果に付与しない無駄な光が多いため、効率が悪いという課題があった。
本発明の目的は、ランプイメージが発生せず、光の利用効率が高い、励起光源にて発光する発光シートを提供することにある。
さらに、本発明の目的はこの発光シートを用いた照明装置、バックライトユニット、及びディスプレイ装置を提供することである。
さらに、本発明の目的はこの発光シートを用いた照明装置、バックライトユニット、及びディスプレイ装置を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明は、励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、透光基材と、前記透光基材の前記励起光源からの光が入射する側の面(以下入射面という)側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、前記透光基材の入射面と逆側の面(以下射出面という)側に設けた、前記発光層で発光されて前記透光機材を透過した光を配向調整する第1の光制御構造とを有し、前記第1の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第1のシリンドリカルレンズと、前記第1のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第2のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする。
また、本発明は、励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、透光基材と、前記透光基材の射出面側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、前記透光基材の入射面側に設けた、前記励起光源からの光を配向調整する第2の光制御構造を有することを特徴とする。
また、本発明は、励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、前記発光シートは、前記励起光源側から順に少なくとも、前記第2の光制御構造、前記発光層、前記第1の光制御構造の順に構成され、前記第1の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第1のシリンドリカルレンズと、前記第1のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第2のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする。
本発明の構成を用いることで、ランプイメージが発生せず、面内の明るさの均一性が良く、かつ発光シートから出射される光の配光分布を適宜調整することが可能となるため、損失となる光を低減することが可能となり光の利用効率が高い発光シートを提供することができる。
また、本発明の発光シートを用いることで、面内の明るさの均一性が良く、光の利用効率が高い、照明、バックライトユニット、およびディスプレイ装置を提供することができる。
さらに、従来使用されていた拡散板や、プリズムシート、レンズシート、拡散フィルムなどの部品数を削減することも可能であるため、照明、バックライトユニット、およびディスプレイ装置の軽量化、薄型化、部品数削減により光の損失場所が減ることによる光の利用効率向上、上述のような複数の部品を組み合わせる工程を無くすことによる作業性の向上や、コストダウンを図ることが可能となる。
また、本発明の発光シートを用いることで、面内の明るさの均一性が良く、光の利用効率が高い、照明、バックライトユニット、およびディスプレイ装置を提供することができる。
さらに、従来使用されていた拡散板や、プリズムシート、レンズシート、拡散フィルムなどの部品数を削減することも可能であるため、照明、バックライトユニット、およびディスプレイ装置の軽量化、薄型化、部品数削減により光の損失場所が減ることによる光の利用効率向上、上述のような複数の部品を組み合わせる工程を無くすことによる作業性の向上や、コストダウンを図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1に示す本発明の実施の一形態にかかるディスプレイ装置27は、観察者側Fへ光を照射するバックライトユニット13の上に、表示部21を重ねて設けた構成の液晶表示装置である。バックライトユニット13からの光を表示部21から観察者側Fに向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面状の画像を表示するものである。
尚、以下では、図1の上方向を観察者側Fとし、下方向を背面側と称する。
(実施の形態1)
図1に示す本発明の実施の一形態にかかるディスプレイ装置27は、観察者側Fへ光を照射するバックライトユニット13の上に、表示部21を重ねて設けた構成の液晶表示装置である。バックライトユニット13からの光を表示部21から観察者側Fに向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面状の画像を表示するものである。
尚、以下では、図1の上方向を観察者側Fとし、下方向を背面側と称する。
また、ディスプレイ装置27は、表示部21を備える液晶表示装置としているが、少なくともバックライトユニット13を含んだ構成であれば、投射型スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等のように、バックライトユニット13からの光を表示光として画像表示を行う表示部の種類は問わない。
励起光源41aは、発光シートを励起する励起光Kを供給するものである。
ここで、本願発明に用いられる励起光源41aとしては、以下のようなものが挙げられる。
励起光源41aは線光源であり、細径の棒状の紫外線を発光する冷陰極管が用いられる。ここでは、励起光源41aとして冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、線光源であれば、どのようなものでもよい。
励起光源41aとしては、例えば、通常の蛍光管、冷陰極管、熱陰極管、外部電極管、水銀レス希ガス蛍光ランプ、列状に配置された発光ダイオード(以下、LEDとする)、半導体レーザ等の光源を用いることができ、特に、冷陰極管、外部電極管又、列状に配列された発光ダイオードが好ましい。
また、導光板の平行溝と同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にLEDを配置したLED光源を光源の代わりに用いても良い。このようなLED光源は、導光体の上面および底面からLEDの光を入射して導光体の側面からLEDの光を出射することができる。
励起光源41aは線光源であり、細径の棒状の紫外線を発光する冷陰極管が用いられる。ここでは、励起光源41aとして冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、線光源であれば、どのようなものでもよい。
励起光源41aとしては、例えば、通常の蛍光管、冷陰極管、熱陰極管、外部電極管、水銀レス希ガス蛍光ランプ、列状に配置された発光ダイオード(以下、LEDとする)、半導体レーザ等の光源を用いることができ、特に、冷陰極管、外部電極管又、列状に配列された発光ダイオードが好ましい。
また、導光板の平行溝と同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にLEDを配置したLED光源を光源の代わりに用いても良い。このようなLED光源は、導光体の上面および底面からLEDの光を入射して導光体の側面からLEDの光を出射することができる。
本発明において、隣接する線光源の中心間の距離は、15mm〜150mmであることが好ましく、20mm〜60mmであることがより好ましい。上述の距離を上記範囲とすることにより、直下型バックライト装置13の消費電力を低減できるとともに、当該バックライト装置13の組み立てが容易になり、かつ発光面の輝度むらを抑えることができる。
以上のような態様において、隣接する線光源の中心間の距離は、すべての箇所で均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。ここで部分的に変化する場合とは、例えば、直下型バックライト装置の中央部分において点光源間の間隔が狭まるような場合などである。
以上のような態様において、隣接する線光源の中心間の距離は、すべての箇所で均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。ここで部分的に変化する場合とは、例えば、直下型バックライト装置の中央部分において点光源間の間隔が狭まるような場合などである。
線光源と発光シートは、発光シートの入射面と線光源の中心位置との最短距離の寸法が、2mm〜30mm以下となるように設置する。発光シートの入射面と線光源の中心位置との最短距離の寸法は、5mm〜25mmであることがさらに好ましい。
励起光源41aが線光源である場合において、その線光源の本数は、特に限定されない。例えば、本発明の直下型バックライト装置13を32インチの液晶表示装置に用いる場合には、線光源の本数としては、例えば、16本、14本、12本、8本等の偶数本や、奇数本とすることができる。
また励起光源41aは、線光源に限らず点光源でもよく、特に水銀を用いない材料構成であり、また発光効率が良いLEDが好ましい。
図2(a)は、本発明の励起点光源に好ましい、青色に発光する青色LED素子50を、LED用レンズ53内部に設けた青色LED素子である。
この方式では、通常の擬似白色に発光する方式の白色LEDと比較して封止ガラスの上に蛍光体を塗ったりする必要がなく、通常使用される白色LEDと比較して、低コストに製造することが可能となる。またLEDに蛍光体を使用しないため、LEDでの発熱による、LED内の蛍光体が劣化することによる発光効率の低下という課題がないため、通常の蛍光体を使用した白色LEDと比較して長時間使用することが可能である。
また本発明に用いる励起光源41aは、上述のものに限らず、紫外線を発光する紫外線LED素子を搭載した紫外線LEDを用いてもよい。
この方式では、通常の擬似白色に発光する方式の白色LEDと比較して封止ガラスの上に蛍光体を塗ったりする必要がなく、通常使用される白色LEDと比較して、低コストに製造することが可能となる。またLEDに蛍光体を使用しないため、LEDでの発熱による、LED内の蛍光体が劣化することによる発光効率の低下という課題がないため、通常の蛍光体を使用した白色LEDと比較して長時間使用することが可能である。
また本発明に用いる励起光源41aは、上述のものに限らず、紫外線を発光する紫外線LED素子を搭載した紫外線LEDを用いてもよい。
次に、図2(b)は、図2(a)のLED用レンズ53にプリズム形状を付加したものである。プリズムを用いることにより、青色LED46、あるいは紫外線LED46から出射される光の配光分布を調整することができる。
また励起点光源としては上述のLEDに限定されるものではない。例えば、紫外線を発光する半導体レーザや、通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプであってもよい。
次に、複数の点光源の配置の態様について説明する。
図3は、複数の励起点光源41bの配置態様を模式的に示す平面図である。図3(a)に示すように、複数の励起点光源41bを配置する第1の態様としては、直下型バックライト装置の縦方向および横方向に沿って、所定の間隔で配置した構成とすることができる。また、図3(b)に示すように、第2の態様としては、図3(a)における励起点光源41bのC1〜C4を取り除いたような構成、すなわち、四角形の四頂点のそれぞれに励起点光源41bを配置し、さらに、この矩形の対角線の交点に励起点光源41bを配置したような構成とすることができる。さらに、図3(c)に示すように、第3の態様としては、正六角形が連続して形成されたハニカム構造の各頂点に励起点光源41bをそれぞれ配置したような構成とすることができる。あるいは、図3(d)に示すように励起点光源41bを線状に配置したような構成とすることができる。
図3は、複数の励起点光源41bの配置態様を模式的に示す平面図である。図3(a)に示すように、複数の励起点光源41bを配置する第1の態様としては、直下型バックライト装置の縦方向および横方向に沿って、所定の間隔で配置した構成とすることができる。また、図3(b)に示すように、第2の態様としては、図3(a)における励起点光源41bのC1〜C4を取り除いたような構成、すなわち、四角形の四頂点のそれぞれに励起点光源41bを配置し、さらに、この矩形の対角線の交点に励起点光源41bを配置したような構成とすることができる。さらに、図3(c)に示すように、第3の態様としては、正六角形が連続して形成されたハニカム構造の各頂点に励起点光源41bをそれぞれ配置したような構成とすることができる。あるいは、図3(d)に示すように励起点光源41bを線状に配置したような構成とすることができる。
以上のような態様において、励起点光源41b間の距離は、すべての箇所で均一となっていてもよいし、部分的に変化していてもよい。部分的に変化する場合とは、例えば、直下型バックライト装置の中央箇所などにおいて点光源間の間隔が狭まるような場合などである。これは、点光源間の間隔が狭めることで、最も明るさが必要である直下型バックライト装置の中央箇所の明るさを向上させるためである。
本発明において、隣接する励起点光源41bの中心間の距離は、15mm〜150mmであることが好ましく、20mm〜60mmであることがより好ましい。上述の距離を上記範囲とすることにより、直下型バックライト装置の消費電力を低減できるとともに、当該装置の組み立てが容易になり、かつ発光層に入射する励起光のむらを抑えることができる。
励起点光源41bの中心位置と発光シートの入射面との最短距離の寸法は、直下型バックライト装置の厚みと輝度の均一度を考慮して設計すればよいが、1mm〜30mmであることが好ましく、3mm〜25mmであることがより好ましい。励起点光源41bの中心位置と発光シートの入射面との最短距離の寸法を上述の範囲とすることにより、輝度むらを低減でき、かつ点光源の発光効率の低下を防ぐことができる。あわせて、バックライトユニット13全体の厚さを薄くできる。
また、励起光源41aから発光した励起光Kの一部は、励起光源41aの背面側に設置された反射板43に入射し反射される。
反射板43は、光源41aからの光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成してもよく、例えばPETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーや空気を混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
反射板43は、光源41aからの光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成してもよく、例えばPETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーや空気を混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。
励起光源41aから発光した励起光Kの一部と、反射板43で反射された光は、発光シートの入射面1aに入射する。
発光シート1は、入射面側から順に、発光層7、第1の光制御構造5を構成している。
発光層7は、励起光を吸収して、可視光を発光する機能を有する。
発光層7は、UV耐性が高いバインダー樹脂に蛍光体を分散して構成することが好ましい。蛍光体としては、図24における表に示すものを使用することが可能である。蛍光体は、励起光の波長領域、蛍光体が発光する波長領域の点から適宜選定することが可能である。また、蛍光体は図24以外のもので、YAG系蛍光体や、Ceを含むガーネット系蛍光体を用いてもよい。
発光層7は、単層毎に、発光する波長領域が同じ顔料を分散して、単層を積層して多層構造にすることが好ましい。このように多層構造にすることで、各層の厚、顔料の分散量を調整することで、発光する光の波長分布の自由に設計することが可能となる。
あるいは、発光層7は、単層に発光する波長領域が異なる顔料を混合分散して使用してもよい。単層構造にすることで、上述の多層構造と異なり積層構造化する工程を簡略化できるため、コスト低減が可能となる。
発光層7は、励起光を吸収して、可視光を発光する機能を有する。
発光層7は、UV耐性が高いバインダー樹脂に蛍光体を分散して構成することが好ましい。蛍光体としては、図24における表に示すものを使用することが可能である。蛍光体は、励起光の波長領域、蛍光体が発光する波長領域の点から適宜選定することが可能である。また、蛍光体は図24以外のもので、YAG系蛍光体や、Ceを含むガーネット系蛍光体を用いてもよい。
発光層7は、単層毎に、発光する波長領域が同じ顔料を分散して、単層を積層して多層構造にすることが好ましい。このように多層構造にすることで、各層の厚、顔料の分散量を調整することで、発光する光の波長分布の自由に設計することが可能となる。
あるいは、発光層7は、単層に発光する波長領域が異なる顔料を混合分散して使用してもよい。単層構造にすることで、上述の多層構造と異なり積層構造化する工程を簡略化できるため、コスト低減が可能となる。
発光層7の厚さは、0.5μm〜30μmが好ましい。
発光層7の厚さが0.5μm未満の場合は、励起光が発光層で充分に吸収されずに発光層を透過してしまい、発光効率が低下したり、発光層を透過した励起光によって、発光層より観察者F側にある部材が励起光により劣化してしまうため好ましくない。
発光層7の厚さが、30μmを超える場合は、発光層から発光した可視光領域の光が、発光層に含有される蛍光体にて過度に拡散されるため、光の損失が発生し好ましくない。
発光層7の厚さが0.5μm未満の場合は、励起光が発光層で充分に吸収されずに発光層を透過してしまい、発光効率が低下したり、発光層を透過した励起光によって、発光層より観察者F側にある部材が励起光により劣化してしまうため好ましくない。
発光層7の厚さが、30μmを超える場合は、発光層から発光した可視光領域の光が、発光層に含有される蛍光体にて過度に拡散されるため、光の損失が発生し好ましくない。
発光層7で発光した光は、第1の光制御構造5によって配光調整される。
第1の光制御構造5は、図4に示すように、所定のピッチで形成された凸状の第1のシリンドリカルレンズ61と、該第1のシリンドリカルレンズ61と略直交する方向に形成された凸状の第2のシリンドリカルレンズ62を有している。
第1の光制御構造5は、図4に示すように、所定のピッチで形成された凸状の第1のシリンドリカルレンズ61と、該第1のシリンドリカルレンズ61と略直交する方向に形成された凸状の第2のシリンドリカルレンズ62を有している。
シリンドリカルレンズが一方向に並んだレンチキュラーレンズシートは、レンズの曲面により、発光層からの光をレンズの配列している方向に配光分布を制御することが可能である。そのため、光制御構造にレンチキュラーレンズシートを用いた場合、一次元的に大配光分布の調整が可能となる。しかし、照明用途、バックライトユニット用途して用いる場合は、少なくとも二次元的に配光分布を調整する必要がある。その理由として、例えばディスプレイ装置に組み込まれるバックライトユニットの場合、ディスプレイに対して水平方向は、広い配光分布が要求されるが、垂直方向では、水平方向ほど広い配光分布は必要なく、配光分布を広げる代わりに正面方向の輝度を向上させることが重要である。あるいは、照明用途して発光シートを用いる場合、励起光源の配置方法では、発光層から発光する光は非対称な配光分布になる場合がある。照明からの光の配光分布が、対称な配光分布が好ましい場合、一次元方向のみの調整では困難であるため、二次元方向の調整が可能な本発明の構成が好ましい。
そのため、シリンドリカルレンズが略直行して配列したクロスレンチキュラーレンズシートでは光を二次元的に広げることができるため、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となる。
そのため、シリンドリカルレンズが略直行して配列したクロスレンチキュラーレンズシートでは光を二次元的に広げることができるため、新たにレンズシートを追加することなく、適切な配光分布に調整することが可能となる。
特に、発光層から出射される光は、配光分布が広いブロードな指向性を有する光である。これは、発光層に含有される蛍光体が可視光領域の光に対しては、拡散剤として作用するためである。そのため、第1の光制御構造5は、上述の広い配光分布を、観察者側F方向に偏向するように設計することが好ましい。
第1及び第2のシリンドリカルレンズ61,62の断面形状は、完全な半円形(球面レンズ)ではなく、半楕円形(楕円面レンズ)、放物線形(放物面レンズ)などの、いわゆる非半円形(いわゆる2次の非球面形状)のもの、さらには、2次以降の項を有する高次非球面形状のものなどを用いることができる。
非球面形状のレンズを用いることで、レンズ側面に適切な傾きをもった領域の面積を調節することができ、完全な半円形レンズに比べ、より出射する光線を調整することができる。
また、第1、第2のシリンドリカルレンズ61,62の形状は同じでも良いし、異なっていても良い。
なお、第1の光制御構造5は、プリズムのような非曲面(平面)形の構造ではないため、発光層からの光が発光層側に再度出射する再起反射光は多くない。そのため、配光調整が可能でありながらも多重反射光が少ないので、光の利用効率の低減を防ぐこともできる。
第1の光制御構造5は、透光基材上にUVや放射線硬化樹脂を用いて成形されるか、またはPET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、AS(アクリロニトリルポリスチレン共重合体)等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。
発光層7、透光基材3の全面を覆うように形成してもよい。
発光層7の形成方法としては、蛍光体を、バインダー樹脂溶液に分散させた液状のインキとして供給することができれば、印刷法、塗工法、転写法などを使用することができるので、生産上都合がよい。必要に応じて、発光層形成後に適宜ドライヤーなどを用いてバインダー樹脂の乾燥/硬化を行ってもよい。
発光層7の形成方法としては、蛍光体を、バインダー樹脂溶液に分散させた液状のインキとして供給することができれば、印刷法、塗工法、転写法などを使用することができるので、生産上都合がよい。必要に応じて、発光層形成後に適宜ドライヤーなどを用いてバインダー樹脂の乾燥/硬化を行ってもよい。
印刷法としては、グラビア印刷法、シルク印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法などを選択できる。ベタ印刷であるため、数度の加刷により、必要な厚さの反射層を形成すればよい。塗工法としては、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを選択できる。転写法を用いる場合、転写箔を使用し、熱転写方式、昇華転写方式、接着や粘着を利用した転写方式などを使用することができる。
また発光層7は、図5(a)(b)に示すように、発光層との反対側第1の光制御構造に発光シートの平面方向に対しての法線方向と平行な光を入射した場合において、該平行な光が第1の光制御構造によって集光される位置近傍に設けてもよい。
図5(c)は、上述の位置に発光層7を設けた場合に、発光層側から発光シートを見た場合の平面図である。
このような構成にすることで、発光層7で発光した光は、第1の光制御構造5の第1、第2のシリンドリカルレンズ61、62の略中心部から発光するため、上述の略中心部から発光する可視領域の光は、効率よく第1、第2のシリンドリカルレンズ61、62において観察者側F方向に偏向されるため、光の利用効率が向上するため好ましい。
図5(c)は、上述の位置に発光層7を設けた場合に、発光層側から発光シートを見た場合の平面図である。
このような構成にすることで、発光層7で発光した光は、第1の光制御構造5の第1、第2のシリンドリカルレンズ61、62の略中心部から発光するため、上述の略中心部から発光する可視領域の光は、効率よく第1、第2のシリンドリカルレンズ61、62において観察者側F方向に偏向されるため、光の利用効率が向上するため好ましい。
また上述のような位置に発光層7を設け、発光層以外の部分を開口部とした場合、発光層の総量を減少することができるため、コスト削減が可能である。
さらに、発光層以外の部分を遮光機能、あるいは光反射機能を有する光マスク9を設けてもよい。
遮光機能を有する光マスク9を設けた場合、開口部にした場合と比較して、発光層から観察者側F方向にある部材を励起光に曝されることを防ぐことが可能となるため好ましい。
光反射機能を有する光マスク9を設けた場合、上述の集光部近傍以外に入射した励起光は反射され、背面側に戻され、背面側にある反射板にて再度観察者側Fに戻されてリサイクルされ光の利用効率が向上する。
遮光機能を有する光マスク9を設けた場合、開口部にした場合と比較して、発光層から観察者側F方向にある部材を励起光に曝されることを防ぐことが可能となるため好ましい。
光反射機能を有する光マスク9を設けた場合、上述の集光部近傍以外に入射した励起光は反射され、背面側に戻され、背面側にある反射板にて再度観察者側Fに戻されてリサイクルされ光の利用効率が向上する。
透光基材3は、透明樹脂で形成されていることが好ましい。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
透光基材の厚みは、0.05mm〜5mmが好ましい。
透光基材の厚みを1mm未満とすることで、充分なフレキシブル性を有するので、ロール to ロールの工程で発光シートを製造することが可能であるため、生産効率が向上するため好ましい。
透光基 材の厚みが0.05未満の場合は、透光基材の強度が不足してしまうため好ましくない。
上述のように、充分なフレキシブル性を有する場合は、発光シート1の平面性を保持するために、光源側に剛性を有する保持シート11を設けてもよい(図6)。
この場合、保持シート11に拡散剤を混合すると、励起光量のムラを低減できるため好ましい。また、保持シートは、励起光の全光線透過率が80%以上であることが好ましい。
透光基材の厚みを1mm未満とすることで、充分なフレキシブル性を有するので、ロール to ロールの工程で発光シートを製造することが可能であるため、生産効率が向上するため好ましい。
透光基 材の厚みが0.05未満の場合は、透光基材の強度が不足してしまうため好ましくない。
上述のように、充分なフレキシブル性を有する場合は、発光シート1の平面性を保持するために、光源側に剛性を有する保持シート11を設けてもよい(図6)。
この場合、保持シート11に拡散剤を混合すると、励起光量のムラを低減できるため好ましい。また、保持シートは、励起光の全光線透過率が80%以上であることが好ましい。
また発光シート1には、図7に示すように、拡散層19を設けてもよい。
拡散層19を設けることによって、発光層7ら発光した光を拡散することが可能となる。もし発光層の厚みが不均一だったり、発光層内の蛍光体の分散に偏りがある場合、均一に励起光が発光層に入射した場合でも発光層が均一に発光しないため、上述のように拡散層を設けることで、発光層から発光した光を拡散して均一化することが可能となるので好ましい。
拡散層19を設けることによって、発光層7ら発光した光を拡散することが可能となる。もし発光層の厚みが不均一だったり、発光層内の蛍光体の分散に偏りがある場合、均一に励起光が発光層に入射した場合でも発光層が均一に発光しないため、上述のように拡散層を設けることで、発光層から発光した光を拡散して均一化することが可能となるので好ましい。
また発光シートには、励起光遮断層を設けてもよい。
励起光遮断層を設けることにより、発光層を透過した励起光が、発光層から観察者側F方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源として、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層、すなわち紫外光遮断層の効果はより大きい。励起光遮断層は、励起光遮断層内に、励起光吸収剤、あるいは励起光反射剤を分散することで機能を付与することが可能となる。
例えば、励起光吸収剤として紫外線吸収剤を用いた場合、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。中でも、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が好ましく、特にマロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が、積層樹脂板の耐久性を向上させ、また紫外線吸収剤の可視光吸収による積層樹脂板の着色を抑制することもできて好ましい。
励起光遮断層を設けることにより、発光層を透過した励起光が、発光層から観察者側F方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源として、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層、すなわち紫外光遮断層の効果はより大きい。励起光遮断層は、励起光遮断層内に、励起光吸収剤、あるいは励起光反射剤を分散することで機能を付与することが可能となる。
例えば、励起光吸収剤として紫外線吸収剤を用いた場合、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。中でも、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が好ましく、特にマロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が、積層樹脂板の耐久性を向上させ、また紫外線吸収剤の可視光吸収による積層樹脂板の着色を抑制することもできて好ましい。
励起光遮断層は、発光層側に近いことが好ましく、特に発光層に隣接していることが好ましい(図8)。すなわち、発光層7と透光基材3との間に励起光遮断層17を設けることが好ましい。あるいは、励起光吸収剤を透光基材3、第1の光制御構造5に混合してもよい。
(実施の形態2)
図9に示すように、発光層7より光源側に第2の光制御構造39を設けてもよい。
光源側に第2の光制御構造39を設けることで、発光層7に入射する励起光源からの励起光量を均一化することが可能となる。
図9に示すように、発光層7より光源側に第2の光制御構造39を設けてもよい。
光源側に第2の光制御構造39を設けることで、発光層7に入射する励起光源からの励起光量を均一化することが可能となる。
第2の光制御構造39は、励起光源の種類と配置方法によって、任意に形状を設計することで、効率的に発光層に入射する励起光源からの励起光量を均一化することが可能となる。
図10は、一例として、励起光源41にUVランプのような線光源を用いた場合の発光シートの機能を説明する図である。
励起光源41はランプハウス(反射板)に、Ve方向(画面垂直方向)に一定のピッチで配列されている。励起光源41から射出した励起光Hは、発光シートの観察者側Fと反対側の面、すなわち第2の光制御構造39より入射し、発光層37において励起光によって励起して発光した光は、発光シートの観察者側Fの面より観察者側Fへ出射する。
発光層37に入射する前で充分な励起光の拡散を実施していない場合、発光シートの観察者側Fの面には、励起光源に対向する領域が明るく、励起光源と励起光源との間に対向する領域が暗く見え、ランプイメージとして視認される。
本発明の発光シートは、観察者側Fとは反対側の面に第2の光制御構造39が配列されている。励起光源41から入射する強い正面光Hを第2の光制御構造39にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層38において偏向された入射光を拡げ、発光層において均一に発光し、均一な光を観察者側Fへ出射する。
励起光源41はランプハウス(反射板)に、Ve方向(画面垂直方向)に一定のピッチで配列されている。励起光源41から射出した励起光Hは、発光シートの観察者側Fと反対側の面、すなわち第2の光制御構造39より入射し、発光層37において励起光によって励起して発光した光は、発光シートの観察者側Fの面より観察者側Fへ出射する。
発光層37に入射する前で充分な励起光の拡散を実施していない場合、発光シートの観察者側Fの面には、励起光源に対向する領域が明るく、励起光源と励起光源との間に対向する領域が暗く見え、ランプイメージとして視認される。
本発明の発光シートは、観察者側Fとは反対側の面に第2の光制御構造39が配列されている。励起光源41から入射する強い正面光Hを第2の光制御構造39にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層38において偏向された入射光を拡げ、発光層において均一に発光し、均一な光を観察者側Fへ出射する。
第2の光制御構造39としては凹凸形状を有するレンズであることが望ましい。第2の光制御構造の第一傾斜面39bが光伝搬層38と接合する点30における第一傾斜面への接線mと、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面とがなす角度をθ、第2の光制御構造39の単位レンズのピッチをP、光伝搬層38の厚みをT、光伝搬層38の屈折率をnとしたとき、以下の式(1)を満たすことが望ましい。
すなわち、図10(b)に示されるように、光伝搬層38の厚みTは、第2の光制御構造の第一傾斜面39bが光伝搬層38と接合する点30に入射した光が、角度θの面で偏向され、光伝搬層38内にてVe方向に第2の光制御構造のピッチP以上拡がるために必要な厚みと定義される。
ここで第2の光制御構造39の単位レンズのピッチPは、第2の光制御構造39を断面視した際に、光伝搬層38と接合する2点間の距離と定義される。尚、式(1)が有効な第2の光制御構造39のピッチPは10μm以上300μm以下であることが望ましい。第2の光制御構造39のピッチPが10μmより小さい場合は、構造周期が波長に近づくため、回折の影響が無視できなくなってくるためである。第2の光制御構造のピッチPが300μmを超える場合、性能上は問題ないが、光伝搬層38の厚みTが非常に厚くなってしまう。この場合、光伝搬層38の厚みは2mm以下に収まるよう設定することが望ましい。
すなわち、一定のピッチで配列された第2の光制御構造に入射した正面光Hは、第2の光制御構造で偏向され、隣り合う第2の光制御構造によって偏向された光が光伝搬層38内で混ざり合い、発光層に入射して、発光層が発光し、発光層から発光した光は観察者側Fへと射出される。光伝搬層38の厚みTが数式1を満たさない場合、第2の光制御構造にて偏向された光は混ざり合わずに発光層へ入射するため、発光シートのランプイメージ低減性能が不足する。
さらにまた、2つ隣の第2の光制御構造39によって偏向された光が光伝搬層38内で混ざり合うことがより好ましい。すなわち、以下の式(2)を満たすことが望ましい。
図10(c)に示されるように、2つ隣の第2の光制御構造39によって偏向された光が光伝搬層38内で混ざり合う厚さTであれば、その拡散性能は更に増すため、励起光源41との距離が10mm以下と近づいても、ランプイメージを低減/消滅することが可能となる。
第2の光制御構造39としては、図11(a)のような三角プリズム形状が望ましい。レンズ成形が容易であり、且つ正面からの入射光Hを大きく偏向することが出来るためである。
また、図11(b)のような凸湾曲レンズ形状が望ましい。第一頂部39a、及び第一傾斜面39bの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Hを様々な角度へ偏向することが出来るためである。
凸湾曲レンズ形状としては、図11(c)のような非球面形状であることが更には望ましい。第一頂部39aの曲率半径が小さくできるため、拡散性能が増すためである。
さらに第2の光制御構造としては、図11(d)のような湾曲三角プリズムであることが望ましい。第一頂部39aが稜線であるため、入射光Hがレンズのどの箇所へ入射しても必ず大きく偏向することができる。また、第一傾斜面39bの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Hを様々な角度へ拡散することが出来るためである。このとき、図11(d)に示すように、第一傾斜面39bの各点における接線が、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面となす角度が、20度〜90度の間で連続的に変化していることが更には望ましい。20度を下回る面がある場合、偏向角が非常に小さくなるため、拡散性能が弱くなってしまう。特に0度となる面がある場合、全く偏向せずに入射光Hを通すことになる。湾曲三角プリズムは第一傾斜面39bの各点における接線が、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面となす角度が、20度より小さくなる面がないため、第一傾斜面39bのどの箇所に光が入射しても大きな角度で偏向することが可能である。
また、図11(b)のような凸湾曲レンズ形状が望ましい。第一頂部39a、及び第一傾斜面39bの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Hを様々な角度へ偏向することが出来るためである。
凸湾曲レンズ形状としては、図11(c)のような非球面形状であることが更には望ましい。第一頂部39aの曲率半径が小さくできるため、拡散性能が増すためである。
さらに第2の光制御構造としては、図11(d)のような湾曲三角プリズムであることが望ましい。第一頂部39aが稜線であるため、入射光Hがレンズのどの箇所へ入射しても必ず大きく偏向することができる。また、第一傾斜面39bの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Hを様々な角度へ拡散することが出来るためである。このとき、図11(d)に示すように、第一傾斜面39bの各点における接線が、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面となす角度が、20度〜90度の間で連続的に変化していることが更には望ましい。20度を下回る面がある場合、偏向角が非常に小さくなるため、拡散性能が弱くなってしまう。特に0度となる面がある場合、全く偏向せずに入射光Hを通すことになる。湾曲三角プリズムは第一傾斜面39bの各点における接線が、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面となす角度が、20度より小さくなる面がないため、第一傾斜面39bのどの箇所に光が入射しても大きな角度で偏向することが可能である。
また、第一傾斜面39bの各点における接線が、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面となす角度が大きく変化しない場合、第一傾斜面39bのどの点に光が入射しても、偏向角がほとんど一緒となるため、同じ領域に光が集中してしまう。湾曲三角プリズムは第一傾斜面39bの各点における接線が、光伝搬層38の観察者側Fとは反対側の面となす角度が、20度〜90度の範囲で大きく変化しているため、様々な角度に入射光Hを偏向し、励起光を均一にすることができる。
また、第2の光制御構造は上記レンズ形状を複数組み合わせて用いることができる。例えば図11(e)に示されるように、凸湾曲レンズの上に三角プリズムを組み合わせたような形状でも良い。または図11(f)のように2つの湾曲三角プリズムをVe方向にシフトさせて重ねた形状でも良い。2つ以上のレンズ形状による拡散効果により、更に拡散性能が増すためである。
図12は、他の例として、励起光源に紫外線LED、あるいは青色LEDのような点光源を用いた場合の発光シートの機能を説明する図である。
励起光源はランプハウス(反射板)に、Ve方向(画面垂直方向)とH0方向(画面水平方向)に一定のピッチで配列されている。励起光源から出射した励起光Hは、発光シートの観察者側Fと反対側の面、すなわち第2の光制御構造39より入射し、発光層37において励起光によって励起して発光した光は、発光シートの観察者側Fの面37aより観察者側Fへ出射する。
発光層に入射する前で充分な励起光の拡散を実施していない場合、発光シートの観察者側Fの面には、励起光源に対向する領域が明るく、励起光源と励起光源との間に対向する領域が暗く見え、ランプイメージとして視認される。
本発明の発光シートは、観察者側Fとは反対側の面に第2の光制御構造39が配列されている。励起光源から入射する強い正面光Hを第2の光制御構造39にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層38において偏向された入射光を拡げ、発光層37において均一に発光し、均一な光を観察者側Fへ出射する。
励起光源はランプハウス(反射板)に、Ve方向(画面垂直方向)とH0方向(画面水平方向)に一定のピッチで配列されている。励起光源から出射した励起光Hは、発光シートの観察者側Fと反対側の面、すなわち第2の光制御構造39より入射し、発光層37において励起光によって励起して発光した光は、発光シートの観察者側Fの面37aより観察者側Fへ出射する。
発光層に入射する前で充分な励起光の拡散を実施していない場合、発光シートの観察者側Fの面には、励起光源に対向する領域が明るく、励起光源と励起光源との間に対向する領域が暗く見え、ランプイメージとして視認される。
本発明の発光シートは、観察者側Fとは反対側の面に第2の光制御構造39が配列されている。励起光源から入射する強い正面光Hを第2の光制御構造39にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層38において偏向された入射光を拡げ、発光層37において均一に発光し、均一な光を観察者側Fへ出射する。
第2の光制御構造39は、図4に示すように所定のピッチで略平行に複数配列された凸状の第3のシリンドリカルレンズ39Aと、該第3のシリンドリカルレンズ39Aと略直交する方向に複数配列された凸状の第4のシリンドリカルレンズ39Bとを有している発光シートを少なくとも含む構成である。
これら第3のシリンドリカルレンズ39A及び第4のシリンドリカルレンズ39Bは、凸状の曲面を有するレンズからなり、これらの焦点が光伝搬層38の内部に位置するように設定されている。
すなわち、図12及び図13に示すように、相互に隣り合う第3のシリンドリカルレンズ39AのピッチをP1、各第3のシリンドリカルレンズ39Aの幅寸法をPL1、光伝搬層38の入射面38bからの各第3のシリンドリカルレンズ39Aの高さ寸法をTL1とし、さらに、相互に隣り合う第4のシリンドリカルレンズ39BのピッチをP2、各第4のシリンドリカルレンズ39Bの幅寸法をPL2、光伝搬層38の入射面38bからの各第4のシリンドリカルレンズ39Bの高さ寸法をTL2として、
0.5≦PL1/P1≦1.0、
0.8≦PL2/P2≦1.0、
TL1≧TL2、
P1≧P2、
となるように設定されている。
これら第3のシリンドリカルレンズ39A及び第4のシリンドリカルレンズ39Bは、凸状の曲面を有するレンズからなり、これらの焦点が光伝搬層38の内部に位置するように設定されている。
すなわち、図12及び図13に示すように、相互に隣り合う第3のシリンドリカルレンズ39AのピッチをP1、各第3のシリンドリカルレンズ39Aの幅寸法をPL1、光伝搬層38の入射面38bからの各第3のシリンドリカルレンズ39Aの高さ寸法をTL1とし、さらに、相互に隣り合う第4のシリンドリカルレンズ39BのピッチをP2、各第4のシリンドリカルレンズ39Bの幅寸法をPL2、光伝搬層38の入射面38bからの各第4のシリンドリカルレンズ39Bの高さ寸法をTL2として、
0.5≦PL1/P1≦1.0、
0.8≦PL2/P2≦1.0、
TL1≧TL2、
P1≧P2、
となるように設定されている。
また、上述のように第3のシリンドリカルレンズ39Aと第4のシリンドリカルレンズ39Bとの関係を定義することで、第4のシリンドリカルレンズ39Bの焦点距離が第3のシリンドリカルレンズ39Aの焦点距離以下に設定されるため、光拡散透過層38の厚さTは、第3のシリンドリカルレンズ39Aの幅寸法PL1、光拡散透過層38の屈折率n、及び、光拡散透過層38の入射面38bに対する第3のシリンドリカルレンズ39Aの曲面の接触角度θのみを用いて以下の式(3)で定義することができる。
なお、上述した定義式において、第3のシリンドリカルレンズ39AのピッチP1に対する幅寸法PL1の比率を0.5以上としたのは、0.5を下回ると第3のシリンドリカルレンズ39Aのレンズ効果が弱まるためである。また、この比率を1.0以下としたのは、第4のシリンドリカルレンズ39Bのレンズ効果を得るためである。
また、第4のシリンドリカルレンズ39BのピッチP1に対する幅寸法PL1の比率を0.8以上1.0以下としたのは、第4のシリンドリカルレンズ39Bが隣り合う第3のシリンドリカルレンズ39Aの谷間に形成されていても第4のシリンドリカルレンズ39Bのレンズ効果が十分に得られるためである。なお、この第4のシリンドリカルレンズ39Bの比率は、大きいほど好ましく、1.0とすることが最も好ましい。
また、第4のシリンドリカルレンズ39BのピッチP1に対する幅寸法PL1の比率を0.8以上1.0以下としたのは、第4のシリンドリカルレンズ39Bが隣り合う第3のシリンドリカルレンズ39Aの谷間に形成されていても第4のシリンドリカルレンズ39Bのレンズ効果が十分に得られるためである。なお、この第4のシリンドリカルレンズ39Bの比率は、大きいほど好ましく、1.0とすることが最も好ましい。
励起光源から出射された光Hが第2の光制御構造39に入射すると、この励起光Hは、発光層の入射面に到達するまでの間に第3のシリンドリカルレンズ39AによってVe方向に拡散され、第4のシリンドリカルレンズ39BによってHo方向に拡散される。ここで、第4のシリンドリカルレンズ39Bは、その焦点距離が第3のシリンドリカルレンズ39Aの焦点距離よりも短く設定することができるため、この場合には第3のシリンドリカルレンズ39Aよりも広い範囲に拡散することが可能である。
さらに図10や、式(1)、式(2)を満たすことで、ランプイメージを低減/消滅することが可能となる。
さらに図10や、式(1)、式(2)を満たすことで、ランプイメージを低減/消滅することが可能となる。
本発明の発光シートを構成する光伝搬層38は、全光線透過率が80%以上であることが好ましい。全光線透過率が80%以上であれば、発光層に入射させる励起光量を低下させることがない。逆に、全光線透過率が80%未満の場合には、発光層に入射させる励起光量の低下を生じさせるため好ましくない。なお、全光線透過率は、JIS K7361−1に準拠した測定値である。
また、光伝搬層38は、ヘイズ値が95%以下であることが好ましい。光伝搬層38は、第2の光制御構造39によって偏向された入射光を効果的に拡げて伝搬し、発光層37へ入射させる。従って、ヘイズ値が95%を超える場合には、十分な光拡散効果を得ることが出来ないため好ましくない。なお、ヘイズ値は、JIS K7136に準拠した測定値である。
光伝搬層38に用いられる材料は、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂が好ましく、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを挙げることができる。また、光伝搬層38は、少なくとも1軸方向に延伸されていてもよい。
光伝搬層38には、光拡散要素が含まれていないことがより望ましい。光伝搬層38に、光拡散要素が含有されない場合、光偏向要素28によって偏向された光を効果的に拡げて伝搬することができるためである。
また、図14(a)に示すように、励起光源41aと、発光シート1との間に、拡散板23を設けてもよい。この構成にすることで、励起光をより均一に拡散するためによりランプイメージの低減が可能となる。
あるいは、図14(b)に示すように第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有してもよい。第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有することで、第2の光制御構造39で均一化された励起光が、拡散層内で拡散されより均一化することが可能となる。
あるいは、図14(b)に示すように第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有してもよい。第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有することで、第2の光制御構造39で均一化された励起光が、拡散層内で拡散されより均一化することが可能となる。
また、発光シート1に励起光遮断層17を設けてもよい。
励起光遮断層17を設けることにより、発光層7を透過した励起光が、発光層7から観察者側F方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源として、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層17の効果はより大きい。励起光遮断層17は、励起光遮断層内に、励起光吸収剤、あるいは励起光反射剤を分散することで機能を付与することが可能となる。
励起光遮断層17を設けることにより、発光層7を透過した励起光が、発光層7から観察者側F方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源として、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層17の効果はより大きい。励起光遮断層17は、励起光遮断層内に、励起光吸収剤、あるいは励起光反射剤を分散することで機能を付与することが可能となる。
励起光遮断層17は、発光層側に近いことが好ましく、特に発光層に隣接していることが好ましい(図15)。すなわち、発光層の観察者側F方向に隣接して励起光遮断層17を設けることが好ましい。
(実施の形態3)
図16のように、発光層7に対して、光源側に第2の光制御構造39を、観察者側に第1の光制御構造5を設けてもよい。
第2の光制御構造39は、励起光源41aからの励起光を均一化して発光層7に入射する機能を有している。これによって、発光層7を均一に発光することが可能となり、ランプイメージの低減が可能となる。
第1の光制御構造5は、発光層7で発光した光を任意の方向に偏向することで、発光シート1から出射する光の配光分布を任意の配光分布に調整することが可能となる。
図16のように、発光層7に対して、光源側に第2の光制御構造39を、観察者側に第1の光制御構造5を設けてもよい。
第2の光制御構造39は、励起光源41aからの励起光を均一化して発光層7に入射する機能を有している。これによって、発光層7を均一に発光することが可能となり、ランプイメージの低減が可能となる。
第1の光制御構造5は、発光層7で発光した光を任意の方向に偏向することで、発光シート1から出射する光の配光分布を任意の配光分布に調整することが可能となる。
本構成を用いることで、ランプイメージが事実上発生せず、かつ所望の配光分布を有する発光シートを得ることが可能となる。
また本構成の発光シートにおいて、図17に示すように、拡散層19、励起光遮断層17を適宜設けてもよい。
例えば、図17(a)に示すように、第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有して、発光層7と第1の光制御構造5との間に励起光遮断層17を設けてもよい。
このような構成の場合、第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有することで、第2の光制御構造39で均一化された励起光が、拡散層19内で拡散されより均一化することが可能となる。
また発光層7と第1の光制御構造5との間に励起光遮断層17を設けることで、発光層7を透過した励起光が、発光層から観察者側F方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源41aとして、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層17の効果はより大きい。
例えば、図17(a)に示すように、第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有して、発光層7と第1の光制御構造5との間に励起光遮断層17を設けてもよい。
このような構成の場合、第2の光制御構造39と発光層7との間に拡散層19を有することで、第2の光制御構造39で均一化された励起光が、拡散層19内で拡散されより均一化することが可能となる。
また発光層7と第1の光制御構造5との間に励起光遮断層17を設けることで、発光層7を透過した励起光が、発光層から観察者側F方向にある他の層、および部材を劣化させることを防ぐことが可能となる。特に励起光源41aとして、紫外線領域の光を発光する光源を使用した場合は、励起光遮断層17の効果はより大きい。
あるいは、図17(b)に示すように、発光層7と励起光遮断層17との間に拡散層19を追加して設けてもよい。拡散層19を追加することで、発光層7から発光した光を拡散することが可能となる。もし発光層7の厚みが不均一だったり、発光層内の蛍光体の分散に偏りがある場合、均一に励起光が発光層7に入射した場合でも発光層7が均一に発光しないため、上述のように拡散層19を設けることで、発光層7から発光した光を拡散して均一化することが可能となるので好ましい。
拡散層19は、全光線透過率が30%〜80%であることが好ましい。全光線透過率が30%未満の場合には、発光層への入射光あるいは、観察者側Fへの出射光の光量低下を生じさせるので好ましくなく、逆に、全光線透過率が80%を超える場合には、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。
拡散層19は、ヘイズ値が95%以上であることが好ましい。ヘイズ値が95%未満の場合は、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。
拡散層19は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。
光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、上述した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。
光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、上述した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。
光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、拡散層19の厚さが0.1〜5mmであることが好ましい。
拡散層19の厚みが0.1〜5mmである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、0.1mm未満の場合には、拡散性能が足りず、5mmを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。
拡散層19の厚みが0.1〜5mmである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、0.1mm未満の場合には、拡散性能が足りず、5mmを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。
なお、透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いても良い。
すなわち、熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散層19の膜厚をより薄くすることが可能となる。
すなわち、熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散層19の膜厚をより薄くすることが可能となる。
このような拡散層として、白色PETや白色PPなどを挙げることができる。白色PETは、PETと相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2 )、硫酸化バリウム(BaSO4 )、炭酸カルシウムのようなフィラーをPETに分散させた後、該PETを2軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。
なお、熱可塑性樹脂からなる拡散基材26は、少なくとも1軸方向に延伸されてなればよい。少なくとも1軸方向に延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2、6−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。
光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散層19の厚さが25〜500μmであることが好ましい。
拡散層19の厚さが25μm未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散層19の厚さが500μmを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。
拡散層19の厚さが25μm未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散層19の厚さが500μmを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。
発光シートは、拡散層19と光伝搬層38と発光層7と、第1、第2の光制御構造5、39を多層押出法により一体成形して形成することが製造工程上好ましい。また、発光シートは、少なくとも1軸方向に延伸されていてもよい。
多層押出法を用いることにより、製造工程を簡略化・効率化することができるとともに、製造コストを下げることができる。
多層押出法を用いることにより、製造工程を簡略化・効率化することができるとともに、製造コストを下げることができる。
発光シートは、拡散層19と光伝搬層38と発光層7と、第1、第2の光制御構造5、39をそれぞれ別々に押出法、射出成形等により形成した後に、接着材又は粘着材により一体化して形成しても良い。
たとえば、接着材又は粘着材としては、一般的に用いられるラミネートなどを用いて拡散基材26と光伝搬層38を貼り合せることができる。
たとえば、接着材又は粘着材としては、一般的に用いられるラミネートなどを用いて拡散基材26と光伝搬層38を貼り合せることができる。
本発明の発光シートを用いることで、ランプイメージが発生せず、光の利用効率が高い、励起光源にて発光する発光シートを提供することが可能である。
本発明は、本発明の発光シートを組み込んだ照明装置、バックライトユニット、あるいは、該バックライトユニットを組み込んだディスプレイ装置において利用できる可能性がある。
本発明は、本発明の発光シートを組み込んだ照明装置、バックライトユニット、あるいは、該バックライトユニットを組み込んだディスプレイ装置において利用できる可能性がある。
1…発光シート、3、38…透光基材、5…第1の光制御構造、7、37…発光層、11…保持シート、13…バックライトユニット、17…励起光遮断層、19…拡散層、21…表示部、23…拡散板、27…ディスプレイ装置、38…光伝搬層、39…第2の光制御構造、39A…第3のシリンドリカルレンズ、39B…第4のシリンドリカルレンズ、41、41a、41b…励起光源、43…反射板、46…LED、50…LED素子、51…光源、52…リフレクター、53…LED用レンズ、61…第1のシリンドリカルレンズ、62…第2のシリンドリカルレンズ、71、73…偏光板、72…液晶パネル、74、75…プリズムフィルム、76…光源ランプ、77…反射フィルム、78…拡散フィルム、79…導光板、81…ランプリフレクター、82、85…拡散フィルム、86…BEF。
Claims (33)
- 励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、
透光基材と、
前記透光基材の前記励起光源からの光が入射する側の面(以下入射面という)側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、
前記透光基材の入射面と逆側の面(以下射出面という)側に設けた、前記発光層で発光されて前記透光機材を透過した光を配向調整する第1の光制御構造とを有し、
前記第1の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第1のシリンドリカルレンズと、前記第1のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第2のシリンドリカルレンズを有する、
ことを特徴とする発光シート。 - 前記第1及び第2のシリンドリカルレンズの断面が非球面形状であることを特徴とする請求項1に記載の発光シート。
- 前記発光層は、前記入射面全体を覆うように設けることを特徴とする請求項1に記載の発光シート。
- 前記発光層は、前記第1のシリンドリカルレンズ、及び前記第2のシリンドリカルレンズに前記射出面側から平行光を入射したときの前記第1のシリンドリカルレンズ、及び前記第2のシリンドリカルレンズによって前記平行光が集光された集光部近傍に設けることを特徴とする請求項1に記載の発光シート。
- 前記入射面側の前記集光部近傍のみに前記発光層を設け、前記集光部近傍以外に開口部を設けることを特徴とする請求項4に記載の発光シート。
- 前記入射面側の前記集光部近傍のみに前記発光層を設け、前記集光部近傍以外に光マスクを設けることを特徴とする請求項4に記載の発光シート。
- 前記発光シートは、拡散層を有することを特徴とする請求項1に記載の発光シート。
- 前記拡散層を、前記発光層と前記第1の光制御構造との間に設けることを特徴とする請求項7に記載の発光シート。
- 前記発光シートは、紫外光遮断層を有することを特徴とする請求項1に記載の発光シート。
- 前記紫外光遮断層を、前記発光層と前記第1の光制御構造との間に設けることを特徴とする請求項9に記載の光学部材。
- 励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、
透光基材と、
前記透光基材の射出面側に設けた、前記励起光源からの光により励起されて発光する発光層と、
前記透光基材の入射面側に設けた、前記励起光源からの光を配向調整する第2の光制御構造を有する、
ことを特徴とする発光シート。 - 前記第2の光制御構造は、所定のピッチで複数配列された凸状のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項11に記載の発光シート。
- 前記第2の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第3のシリンドリカルレンズと、前記第3のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第4のシリンドリカルレンズとを有していることを特徴とする請求項11に記載の発光シート。
- 前記第3及び第4のシリンドリカルレンズの断面が非球面形状であることを特徴とする請求項13に記載の発光シート。
- 前記発光シートは、拡散層を有することを特徴とする請求項11に記載の発光シート。
- 前記拡散層を、前記第2の光制御構造と発光層の間に設けることを特徴とする請求項15に記載の発光シート。
- 前記発光シートは、紫外光遮断層を有することを特徴とする請求項11に記載の光学部材。
- 前記紫外光遮断層を、前記発光層の前記励起光源と逆側に設けることを特徴とする請求項17に記載の光学部材。
- 励起光源からの光が一方の面に入射されたとき、前記励起光源からの光により励起された光を前記励起光源と反対側の面に射出する発光シートであって、
前記発光シートは、前記励起光源側から順に少なくとも、前記第2の光制御構造、前記発光層、前記第1の光制御構造の順に構成され、
前記第1の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第1のシリンドリカルレンズと、前記第1のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第2のシリンドリカルレンズを有する、
ことを特徴とする発光シート。 - 前記第2の光制御構造は、所定のピッチで複数配列された凸状のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項19に記載の発光シート。
- 前記第2の光制御構造は、所定のピッチで互いに略平行に複数配列された凸状の第3のシリンドリカルレンズと、前記第3のシリンドリカルレンズと略直交する方向に複数配列された凸状の第4のシリンドリカルレンズとを有していることを特徴とする請求項19に記載の発光シート。
- 前記第3及び第4のシリンドリカルレンズの断面が非球面形状であることを特徴とする請求項21に記載の発光シート。
- 前記発光シートは、拡散層を有することを特徴とする請求項19に記載の発光シート。
- 前記拡散層を、前記第2の光制御構造と前記発光層の間に設けることを特徴とする請求項23に記載の発光シート。
- 前記拡散層を、前記発光層と、前記第1の光制御構造との間に設けることを特徴とする請求項23に記載の発光シート。
- 前記発光シートは、紫外光遮断層を有することを特徴とする請求項19に記載の発光シート。
- 前記紫外光遮断層を、前記発光層の前記励起光源と逆側に設けることを特徴とする請求項26に記載の発光シート。
- 少なくとも前記励起光源と、請求項1乃至27のいずれかに記載の発光シートを有する照明装置、あるいはバックライトユニット。
- 少なくとも前記励起光源と、請求項1乃至27のいずれかに記載の発光シートと、反射板を有する照明装置、あるいはバックライトユニット。
- 前記励起光源は、紫外線LEDであることを特徴とする請求項28乃至29のいずれかに記載の照明装置、あるいはバックライトユニット。
- 前記励起光源は、青色LEDであることを特徴とする請求項28乃至29のいずれかに記載の照明装置、あるいはバックライトユニット。
- 前記励起光源は、紫外線発光冷陰極管、あるいは紫外線発光熱陰極管であることを特徴とする請求項28乃至29のいずれかに記載の照明装置、あるいはバックライトユニット。
- 請求項28乃至32のいずれかに記載の前記照明、あるいは前記バックライトユニットを有するディスプレイ装置。
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- 2009-04-30 JP JP2009110953A patent/JP2010262770A/ja active Pending
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