JP2011512561A - ディスプレイの改善された照明均一性のための輝度向上フィルム及びフィルムベースの拡散体 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2A
Description
本願は、参照により開示内容全体が本明細書内に組み込まれる、2008年2月15日に出願された米国特許仮出願第61/029071号に関する優先権を主張するものである。
本発明は、光学ディスプレイに関し、より具体的には、LCDモニター及びLCDテレビに利用することができるような、後方から光源によって直接的に照射される液晶ディスプレイ(LCD)に関する。
OD=Log(1/A)
ビーム減衰Aは、以下のように表すことができる。
式中、xは拡散体の厚さであり、Lは散乱部位間の平均自由行程である。このように、光学密度、ODは拡散体の厚さ、及び拡散媒体での光学平均自由行程に関連している。
以下に使用されているHenyey Greensteinの体積拡散モデルでは、係数u=1/L及びGは、散乱長さの確率分布及び入射方向に対する散乱角度の確率分布を決めるパラメータである。光線跡のソフトウェアは、確率分布による3次元の仮想空間で伝搬する光線によって拡散モデルをシミュレートする。いくつかの実施形態では、パンチスルー拡散体は、0.5〜3の散乱光学密度を有する。
Gポリ=0.93
これらの値は、少なくとも部分的に、粒子の寸法、及び粒子とホストとの間の屈折率によって決まる。別途記載がない限り、モデルは上記で設けらるGの値を想定した。
第1のモデル化実施例は、図8A〜8Cを参照して記載されている。モデルバックライト800は、拡散体の上に反射偏光子804を備えた拡散体802を基準としている。ランプ806は、S=35mmの中心間距離を有し、後方反射体808と拡散体802との間の離隔距離は20mmだった。図8Bは、Uポリの増加値に対して、バックライト800を全域の位置の関数として計算された輝度を示し、これは、拡散体800内のポリスチレンのビードの増加濃度に関連する。Uチタニアの想定値は33mm−1だった。様々な曲線に対するUポリ値は表IIIに記載されている。曲線832は、単一通過透過率65%を有する標準的な拡散プレートの輝度を示す。
このモデルでは、ポリスチレンのビード濃度が高く、空洞の深さ、Dが比較的大きいとき、パンチスルー拡散体の輝度均一性は標準の拡散体の輝度均一性と同等又はそれを向上する。
第2のモデル化実施例は、図9A及び9Bを参照して記載される。モデルバックライト900は、パンチスルー拡散体902、反射偏光子904、及び輝度向上フィルム910を有するバックライトを基準としている。輝度向上フィルム910は、50μmピッチで90°の頂角を備える、均一的な高プリズム状のリブを有するプリズム状フィルムとしてモデル化された。ランプ906は、後方反射体908の上に配置された。ランプ906は、S=35mmの中心間距離を有し、後方反射体908と拡散体902との間の離隔距離は20mmだった。
第3のモデル化実施例は、図10A〜10Cを参照して記載されている。図10Aに概略的に示されているモデルバックライト1000は、パンチスルー拡散体1002、反射偏光子1004、及び輝度向上フィルム1010を有するバックライトを基準とした。ランプ1006は、後方反射体1008の上に配置された。ランプ1006は、S=35mmの中心間距離を有し、後方反射体1008と拡散体1002との間の離隔距離は20mmだった。EUF 1012のシートが、パンチスルー拡散体1002の下に配置され、2mmの厚さの透明プレート1014がEUF 1012の下に配置された。
第4のモデル化実施例は図11A及び11Bを参照して記載される。図11Aに概略的に示されているモデルバックライト1100は、パンチスルー拡散体1102、反射偏光子1104、及び菱面体輝度向上フィルム1110を有するバックライトを基準とした。ランプ1106は、後方反射体1108の上に配置された。ランプ1106は、S=35mmの中心間距離を有し、後方反射体1108と拡散体1102との間の離隔距離は20mmだった。
(実施例5)
輝度及び輝度均一性は、拡散体の下にEUFが、並びにプリズム状の輝度向上フィルム及び反射偏光子が拡散体の上にある状態で、図10Aに示されているようなフィルム組立品に対して測定された。全ての場合において、プリズム状の輝度向上フィルムは、BEFIII−10Tであり、反射偏光子フィルムは、多層光学フィルム偏光子、モデルDBEF−D400であり、両方ともSt.Paulの3M Companyより入手可能である。試験台は、中心間距離35mm上の直径3mmの冷陰極蛍光灯を使用した。ランプの中心は、Sonyのモデル番号KDL−40XBR4テレビから取られた拡散反射体の上5.5mmだった。Dの値(反射体からランプの上の最も下方のフィルムまでの距離)は13mmだった。
Claims (39)
- 第1の側面及び第2の側面を有する第1のフィルムであって、前記第1のフィルムは、前記第1の側面で光によって照射されたとき、第1の割合の広く拡散した透過光、及び第2の割合の狭く拡散した透過光によって特徴付けられる、第1のフィルムと、
前記第1のフィルムの前記第2の側面に配置された第2のフィルムであって、前記第2のフィルムは、少なくとも1つの自由な光変向表面を有する、第2のフィルムと、を含む、光学デバイス。 - 前記第1の割合が、s1の拡散の半角によって特徴付けられ、前記第2の割合が、s2の拡散の半角によって特徴付けられ、比s1/s2が3より大きい、請求項1に記載のデバイス。
- 前記比s1/s2が5より大きい、請求項2に記載のデバイス。
- 前記比s1/s2が10より大きい、請求項2に記載のデバイス。
- 前記第2の割合での前記光学パワーで除された前記第1の割合での前記第1光学的パワーの前記比が1〜10である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムの前記第1の側面に配置された第3のフィルムを更に含み、前記第3のフィルムが光を変向する少なくとも1つの自由表面を有する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記光変向表面が、実質的に軸上で入射する、前記第1のフィルムを透過した前記光の50%超を前記第1のフィルムの方へ戻るように反射する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記光変向表面が、軸上に中心がある幅s2の角度の円錐の範囲内で入射する前記光の50%超を反射する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記光変向表面が、前記透過光の少なくとも一部を20°超回転させる、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムが、透明材料に組み込まれた拡散粒子の第1のセットを含み、前記拡散粒子の第1セットが、第1の割合の拡散に関連する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムが、前記透明材料内に組み込まれた拡散粒子の第2のセットを更に含み、前記拡散粒子の第2のセットが、前記第2の割合と関連している、請求項10に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムが、前記第2の割合に関連する拡散表面を更に含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第2のフィルムが、前記第1のフィルムと反対方向を向く複数のリブを表面上に含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、頂点を形成する2つの平坦な側面を有するプリズム状のリブである、請求項13に記載のデバイス。
- 第1のリブが第1の高さを有し、第2のリブが前記第1の高さとは異なる第2の高さを有する、請求項13に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、前記リブの長さに沿って変化する高さを有する、請求項13に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、切子面がある側面を有する、請求項13に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、湾曲した側面を有する、請求項13に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムの前記第2の側面に近接して配置された反射偏光子を更に含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムの前記第1の側面に配置された反射体と、前記反射体と前記第1のフィルムとの間に配置された少なくとも1つの光源と、を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムの前記第2の側面に近接して配置された液晶ディスプレイ(LCD)パネルと、前記LCDによって表示された画像を制御するための、前記LCDパネルに結合されたコントローラと、を更に含む、請求項1に記載のデバイス。
- 第1の側面及び第2の側面、並びに0.5〜3の散漫散乱光学密度を有する第1のフィルムと、
前記第1のフィルムを透過した光を変向する少なくとも1つの自由光変向表面と共に、前記第1のフィルムの前記第1の側面に近接して配置された第2のフィルムと、を含む、光学デバイス。 - 前記第1のフィルムの第2の側面に配置された第3のフィルムを更に含み、前記第3のフィルムが光を偏向する少なくとも1つの自由表面を有する、請求項22に記載のデバイス。
- 前記光変向表面が、実質的に軸上で入射する、前記第1のフィルムを透過した前記光の50%超を前記第1のフィルムの方へ戻るように反射する、請求項22に記載のデバイス。
- 前記光変更表面が、前記透過光の少なくとも一部を、20°超回転させる、請求項22に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムが、透明材料に組み込まれた拡散粒子の第1のセットを含み、前記拡散粒子の第1セットが、第1の割合の透過光を拡散するのに関連する、請求項22に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムが、前記透明材料内に組み込まれた拡散粒子の第2のセットを更に含み、前記拡散粒子の第2のセットは、第1の割合の拡散の半角未満の拡散の半角を有する第2の割合の透過光と関連している、請求項26に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムが、前記第1の割合の拡散の半角未満の拡散の半角を有する、第2の割合の透過光と関連している拡散表面を更に含む、請求項26に記載のデバイス。
- 前記第2のフィルムが、前記第1のフィルムと反対方向を向く複数のリブを表面上に含む、請求項22に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、頂点を形成する2つの平坦な側面を有するプリズム状のリブである、請求項29に記載のデバイス。
- 第1のリブが第1の高さを有し、第2のリブが前記第1の高さとは異なる第2の高さを有する、請求項29に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、前記リブの長さに沿って変化する高さを有する、請求項29に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、切子面がある側面を有する、請求項29に記載のデバイス。
- 前記リブの少なくとも1つが、湾曲した側面を有する、請求項29に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムの前記第2の側面に近接して配置された反射偏光子を更に含む、請求項22に記載のデバイス。
- 前記第1のフィルムの前記第2の側面に近接して配置された液晶ディスプレイ(LCD)パネルと、前記LCDによって表示された画像を制御するための、前記LCDパネルに結合されたコントローラと、を更に含む、請求項22に記載のデバイス。
- 入力光によって照射されるとき、第1の広い拡散の割合及び第2の狭い拡散の割合を形成することによって、光を拡散するための光拡散手段と、
前記光拡散手段を透過した光の少なくとも一部を変向するための第1の光変向手段と、を含む、光学デバイス。 - 前記第1の光変向手段が、前記光拡散手段を透過した光の一部も反射する、請求項37に記載のデバイス。
- 前記光拡散手段へ入射する前に、光の少なくとも一部を変向するための第2の光変向手段を更に含む、請求項37に記載のデバイス。
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