JP2974667B1 - プリズムシート及びバックライトユニット - Google Patents

プリズムシート及びバックライトユニット

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JP2974667B1 JP10254897A JP25489798A JP2974667B1 JP 2974667 B1 JP2974667 B1 JP 2974667B1 JP 10254897 A JP10254897 A JP 10254897A JP 25489798 A JP25489798 A JP 25489798A JP 2974667 B1 JP2974667 B1 JP 2974667B1
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Abstract

【要約】 【課題】 バックライトユニットに用いられる液晶表示
装置の画面への集光用の各シートによる下方への光線の
反射を防いで前記画面に高効率に集光することができ、
また、構成部材を減らすことも可能なプリズムシート
と、該プリズムシートを備えるバックライトユニットを
提供することである。 【解決手段】 バックライトユニット10に用いるプリ
ズムシート1を、断面形状が鋭角三角形をなす三角柱状
のプリズム部2を下部に多数平行に設けて形成する。そ
して、斜め上方の特定の角度の方向にピークを示す分布
をなす光線が下側から入射する前記プリズム部2の第一
側面が、前記特定の角度の方向に対して略垂直をなすよ
うに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に用
いられるプリズムシート及びバックライトユニットに関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置には、光源と該光源から出
射した光線を液晶表示装置の画面に集光させるための部
材とからなるバックライトユニットが組み込まれてい
る。即ち、光源より出射された光線を光拡散シートおよ
びプリズムシートによりできる限り液晶表示装置の画面
へと導き、該画面の表示を鮮明にできるようにされてい
る。
【0003】図7に、従来のバックライトユニット30
の一例についての概略構成を示す。
【0004】図7において、矢印Aは前後方向を示し、
矢印Bは左右方向を示し、矢印Cは上下方向を示してい
る。
【0005】図7に示されるように、バックライトユニ
ット30は、光源としてのランプ21と、左端の外側に
ランプ21が位置するように配置される導光板22と、
導光板22の上側に配置される光拡散シート23と、光
拡散シート23の上側に配置されるプリズムシート24
とを備えて構成されている。
【0006】このバックライトユニット30において、
ランプ21より導光板22に入射した光線は、導光板2
2の上面から右斜め上方向の特定の角度をなす方向にピ
ークを示す分布の光線として出射され、光拡散シート2
3に入射する。そして、光拡散シート23に入射した光
線は、該光拡散シート23によってより上方に近い方向
にピークを示す分布の光線としてその上面より出射さ
れ、プリズムシート24に入射する。そして、プリズム
シート24に入射した光線は、そのプリズム部24aに
よって、略真上方向にピークを示す分布の光線としてプ
リズムシート24の上面より出射される。これにより、
プリズムシートの上面を出射した光線が、さらに上方の
図示していない液晶表示装置の画面の正面に集光される
ことになり、該画面が照明されることになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のバッ
クライトユニットにあっては、光源を出射した光線を液
晶表示装置の画面の正面に必ずしも効率良く集光するこ
とができなかった。その原因を分析したところ、前記光
拡散シート23やプリズムシート24の下面による光線
の反射が生じ、これらシートの下方へ逃げる光線が多く
存在することが判った。即ち、光拡散シートやプリズム
シートの下面は平面に形成されているので、斜め上方に
進行する光線の多くの部分は、光拡散シートやプリズム
シートの下面によって下方へと反射されてしまい、これ
らのシートの上方の液晶表示装置の画面に向かうように
上方へ導かれ得ない多くの光線が存在するという問題が
あることが判った。
【0008】また、バックライトユニットの製造コスト
の低減を図る観点からは、その構成部材数を減らすこと
も望まれる。
【0009】そこで、本発明は、バックライトユニット
に用いられる上記シートによる下方への光線の反射を防
いで液晶表示装置の画面に高効率に集光することがで
き、また、構成部材を減らすことも可能なプリズムシー
ト及びバックライトユニットを提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、前後方向に沿って配置された光源と、左
右方向における一方側の端部の外側に前記光源が位置す
るように配置された導光板とを備えるバックライトユニ
ットに用いられ、前記導光板に対する上側に配置される
プリズムシートであって、断面形状が鋭角三角形をなす
三角柱状のプリズム部がその下部に多数平行に設けら
れ、その上面が平面に形成されており、前記プリズム部
は、前記導光板より出射された斜め上方の特定の角度の
方向にピークを示す分布をなす光線が前記左右方向にお
ける一方側から入射する第一側面と、該光線が入射する
第一側面に対する他方側の第二側面とを備え、 前記第一
側面は、前記特定の角度の方向に対して略垂直をなすよ
うに形成されており、前記第二側面は、前記特定の角度
の方向にピークを示す分布をなし前記第一側面より当該
第二側面に伝わった光線を、略真上方向にピークを示す
光線として反射させる角度に形成されていることを特徴
とする、プリズムシートである(請求項1)。
【0011】上記プリズムシートによると、導光板を出
射してプリズムシートの下側より入射する前記特定の角
度の方向にピークを示す光線に対して、前記第一側面に
よる反射を極めて少なくすることができ、前記光線の多
くの部分を第一側面よりプリズムシートへと入射させる
ことができる。これにより、液晶表示装置の画面が配設
される上方に向かってより多くの光線を導くことが可能
になる。
【0012】そして、前記プリズム部における前記光線
が入射する第一側面に対する他方側の第二側面により、
前記第一側面よりプリズムシートに入射した光線を、前
記特定の角度の方向より略真上方向にピークを示す分布
をなす光線として反射させ、プリズムシートの上面より
出射させることができる。これにより、前記第一側面に
よる下方への反射が少ないことと併せて略真上方向に光
線を導くことが可能であり、光拡散シートを用いること
なく、本プリズムシートのみにより液晶表示装置の画面
の正面への集光を高効率に行うことができる。
【0013】
【0014】また、バックライトユニットを、前後方向
に沿って配置された光源と、左右方向における一方側の
端部の外側に前記光源が位置するように配置された導光
板と、前記導光板の上側に、前記第一側面が前記一方側
に位置するように配置された前記プリズムシートとを備
えて構成した場合(請求項)には、導光板の上面より
出射された斜め上方の特定の角度の方向にピークを示す
分布をなす光線は、プリズム部の第一側面よりプリズム
シートへと入射するが、該第一側面による反射が極めて
少ない。そして、プリズムシートの上面より、前記導光
板の上面より出射された光線のピークの方向である斜め
上方の特定の角度の方向に対して、略真上方向にピーク
を示す分布の光線として出射される。
【0015】これにより、前記第一側面による下方への
反射が少ないことと併せて略真上方向に光線を導くこと
が可能であり、光拡散シートを用いることなく、本プリ
ズムシートのみにより液晶表示装置の画面の正面への集
光を高効率に行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、図1乃至図5に基づい
て、本発明のプリズムシート及びバックライトユニット
の実施形態について説明する。
【0017】図1は、本発明のプリズムシートの一実施
形態であるプリズムシート1が用いられたバックライト
ユニット10の斜視図である。図1において、矢印Aは
前後方向を示し、矢印Bは左右方向を示し、矢印Cは上
下方向を示している。以下、他の図面においても、これ
らの各方向について同様に示す。
【0018】バックライトユニット10は、ランプ5と
導光板4とプリズムシート1とから構成されている。ラ
ンプ5は、バックライトユニット10における光源であ
り、前後方向に沿って配置されている。導光板4は、そ
の左端部の外側にランプ5が位置するように配置されて
いる。導光板4は、左側から入射したランプ5の光線を
後に説明するプリズムシート1へ導くための部材であ
り、その下面の外側には、図示していない反射ドットが
形成され、または、反射シートが設けられている。そし
て、導光板4に入射した光線は、前記反射ドット等によ
り右斜め上方へ反射され、導光板4の上面よりプリズム
シート1へ出射される。
【0019】また、導光板4は、導光板の材料として典
型的であるポリメチルメタクリレート(PMMA)によ
り形成される。この導光板4の上面より出射される光線
について、図2により説明する。図2において、横軸は
左右方向における右向きを正とし、縦軸は上下方向にお
ける上向きを正としている。導光板4の上面より出射さ
れる光線は、図2に示されるように、左右方向に対して
右斜め上方の特定の角度θgoの方向にピークを示す分布
となる。
【0020】次に、プリズムシート1について、図3に
も基づいて説明する。図3は、図1におけるIII−III線
矢視断面に含まれる、プリズムシート1の断面図を示し
ている。
【0021】プリズムシート1は、前記導光板4の上側
に配置されており、導光板4を出射した光線を、さらに
上方の特に図示していない液晶表示装置の画面へと導く
ための部材である。プリズムシート1は、基材部3と、
該基材部3の下側に形成されるプリズム部2とを備えて
構成されている。基材部3は、その上面3aが平面に形
成されており、バックライトユニット10にプリズムシ
ート1が配置されるにあたり、上面3aが左右方向に沿
うように配置されることになる。
【0022】そして、プリズム部2は、その断面形状が
3つの内角の全てが鋭角をなす三角形である鋭角三角形
の三角柱状をなしている。そして、かかる三角柱状のプ
リズム部2が左右方向に多数平行に設けられている。な
お、図1、図3においては、便宜上、実際のプリズムシ
ートの基材部に対するプリズム部の大きさに比べてプリ
ズム部2を相対的に大きく表示しているが、実際のプリ
ズムシートにおいては、基材部の上下方向の厚さがプリ
ズム部の上下方向の高さに対する1〜10倍程度に形成
されている。
【0023】プリズム部2には,第一側面2aと第二側
面2bとが形成されている。第一側面2aについて、図
4(a)により説明する。第一側面2aは、プリズム部
2において、左右方向の左側に形成されている。また、
第一側面2aは、ここに入射した光線の前記角度θgo
なす方向の光線Lに対して略垂直をなす角度θp に形成
されている。そして、第一側面2aの基材部3の上面3
aとの間でなす内角にあたる部分の角度θ1は、前記略
垂直をなす角度θp よりθgoを差し引いて得られた角度
に等しい。
【0024】かかる第一側面2aによると、ここに入射
した光線に対する第一側面2aによって反射される部分
を極力少なくすることができ、該光線の多くの部分をプ
リズムシート1の内部へと入射させることができる。
【0025】ここで、第一側面2aの前記θgoの方向に
対する略垂直をなす角度θp を90°とするのが最も
好適である。
【0026】次に、プリズム部2に形成される第二側面
2bについて、図4(b)により説明する。第二側面2
bは、プリズム部2において、左右方向の右側に形成さ
れている。また、プリズム部2はその断面形状が前記鋭
角三角形に形成されるので、第二側面2bは、その上端
2dが第二側面の下端2eに対して右側に位置するよう
に形成される。また、第二側面2bは、前記第一側面2
aより当該第二側面2bに入射する光線の前記角度θgo
をなす方向の光線Lに対する角度が、90゜より角度θ
goを差し引いて得られた角度を二分して得られる角度に
略等しい角度θs をなすように形成されており、これに
より、前記角度θgoの方向に沿って第二側面2bに入射
した光線を略真上方向に反射させ得るように形成されて
いる。即ち、前記角度θgoの方向に沿って第二側面2b
に入射した光線の該側面2bへの入射角と、側面2bに
より反射される反射角とは等しいので、かかる条件の
下、前記角度θgoの方向に沿って第二側面2bに入射し
た光線を略真上方向に反射させ得るように、第二側面2
bが形成されているのである。
【0027】そして、第二側面2bの基材部3の上面3
aとの間でなす内角にあたる部分の角度θ2は、前記角
度θs と前記角度θgoとを加えて得られる角度に等し
い。
【0028】これにより、第二側面2bに入射した光線
の多くの部分を該第二側面2bにより略真上方向に反射
させることができる。このようにして、プリズムシート
1によれば、導光板4の上面より右斜め上方の特定の角
度θgoの方向にピークを示す分布の光線として出射され
た光線を、図5に示されるような略真上方向Uにピーク
を示す光線として、プリズムシート1の上面より出射さ
せることができる。
【0029】ここで、プリズムシート1のプリズム部2
の形状に関して、前記光線の角度θgoの方向に対して第
二側面2bが角度θs に形成されるとしたが、プリズム
部2の第二側面2bはかかる角度θs に形成されるもの
に限られない。即ち、第二側面2bが前記角度θs 以外
の角度に形成される場合であっても、プリズム部2がそ
の断面形状が前記鋭角三角形となるように形成されてお
り、即ち、第二側面2bの上端2dが第二側面の下端2
eに対して右側に位置するように形成されていれば、第
一側面2aより第二側面2bに入射する光線を該第二側
面2bによって少なくとも真上方向により近づけるよう
に反射させることはできるので、第一側面2aによる下
方への反射が極めて少ないことから、液晶表示装置の画
面を鮮明に表示する上で十分な量の光線を略真上方向に
導くことが可能である。また、プリズム部2は、その断
面形状が必ずしも三角形となるように形成されていなく
ともよく、プリズム部の下端にあたる部分が若干の平面
や曲面をなすように形成されるごときものも含まれる。
【0030】このように、本発明のプリズムシートによ
ると、下方への反射が極力抑えられて上方へより多くの
光線を導くことができる。これにより、プリズムシート
を従来のバックライトユニットのように光拡散シートと
組み合わせて用いる必要がなく、バックライトユニット
の構成部材数を減らすことができる。
【0031】かかるプリズムシートは、以下の材料およ
び工程により形成することができる。金型を上記説明し
たプリズムシートの形状を反転させた形状に切削してお
き溶融樹脂を該金型に注入する射出成型法や、シート化
された樹脂を再加熱して前記と同様の金型と金属板との
間にはさんでプレスして形状を転写する方法により形成
することができる。
【0032】また、前記と同様の反転した形状をロール
に切削しておき溶融されたシート状の樹脂を前記ロール
ともう一本のロールにてニップして形状を転写させる押
し出しシート成形法や、基材フィルムにUV硬化樹脂を
塗布して上記と同様の形状のロールに押さえ付けて未硬
化のUV硬化樹脂をロールの形状に転写させ紫外線をあ
てて硬化させる方法や、UV硬化樹脂のかわりにEB硬
化樹脂を使用する方法等により形成できる。そして、使
用する樹脂として、アクリルやポリカーボネート、スチ
レン等の透明性の樹脂が好ましい。
【0033】また、UV硬化樹脂やEB硬化樹脂を使用
する際の基材フィルムには、ポリエチレンテレフタレー
トやポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ア
クリルスチレン等の透明性のフィルムが好ましい。UV
硬化樹脂やEB硬化樹脂についても、アクリルやウレタ
ン、エポキシ等の透明性の樹脂が好ましい。
【0034】
【実施例】以下に、本発明のプリズムシートおよびバッ
クライトユニットの実施例について説明する。
【0035】実施例のプリズムシートを、前記プリズム
シート1と同様の形状に形成した。そして、基材部3に
ポリエチレンテレフタレートを使用し、その片面にuv
硬化性のアクリル樹脂にてプリズム部2を成形し、プリ
ズムシート1とした。
【0036】また、プリズムシート1を備えるバックラ
イトユニットを、プリズムシート1に対するランプ5や
導光板4の配置が前記バックライトユニット10と同様
の配置とした。また、導光板4として、その上面より出
射される光線のピークを示す前記特定の角度θgoをなす
方向が、左右方向に対して右斜め上方に15°をなす方
向となるものを用いた。
【0037】次に、実施例のプリズムシート1につい
て、そのプリズム部2の断面形状について図6により説
明する。
【0038】実施例のプリズムシート1は、図6に示さ
れるように、その第一側面2aをプリズムシート1の上
面にあたる3aに対する角度θ1が75°となるように
形成した。そして、図6に示されるように、第二側面2
bを、プリズムシート1の上面にあたる3aに対する角
度θ2が52.5°になるように形成した。
【0039】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
発明によると、バックライトユニットを構成する部材を
減らしつつ、液晶画面の正面に高効率で集光することが
可能になるという効果を奏する。また、請求項2記載の
発明は、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】バックライトユニット全体の斜視図である。
【図2】プリズムシートに入射する光線の分布を示す図
である。
【図3】プリズムシートの断面図を示す図である。
【図4】プリズムシートの断面図を示す図である。
【図5】プリズムシートの上面を出射した光線の分布を
示す図である。
【図6】プリズムシートの断面図を示す図である。
【図7】従来のバックライトユニットの斜視図である。
【符号の説明】
1 プリズムシート 2 プリズム部 2a 第一側面 2b 第二側面 2d 第二側面の上端 2e 第二側面の下端 3 基材部 3a 基材部の上面 4 導光板 5 ランプ 10 バックライトユニット 21 ランプ 22 導光板 23 光拡散シート 24 プリズムシート 24a プリズム部 30 バックライトユニット
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 5/04 F21V 8/00 601 G02B 6/00 331 G02F 1/1335 530

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前後方向に沿って配置された光源と、左
    右方向における一方側の端部の外側に前記光源が位置す
    るように配置された導光板とを備えるバックライトユニ
    ットに用いられ、前記導光板に対する上側に配置される
    プリズムシートであって、 断面形状が鋭角三角形をなす三角柱状のプリズム部がそ
    の下部に多数平行に設けられ、その上面が平面に形成さ
    れており、前記プリズム部は、前記導光板より出射された斜め上方
    の特定の角度の方向にピークを示す分布をなす光線が前
    記左右方向における一方側から入射する第一側面と、該
    光線が入射する第一側面に対する他方側の第二側面とを
    備え、 前記第一側面は、前記特定の角度の方向に対して略垂直
    をなすように形成されており、 前記第二側面は、前記特定の角度の方向にピークを示す
    分布をなし前記第一側面より当該第二側面に伝わった光
    線を、略真上方向にピークを示す光線として反射させる
    角度に形成されていることを特徴とする、プリズムシー
    ト。
  2. 【請求項2】 前後方向に沿って配置された光源と、 左右方向における一方側の端部の外側に前記光源が位置
    するように配置された導光板と、 前記導光板の上側に、前記第一の側面が前記一方側に位
    置するように配置された請求項1に記載のプリズムシー
    トとを備えて構成されるバックライトユニット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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