JP5075134B2 - 発光パネルアセンブリ - Google Patents
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Description
この発明は、トランスリフレクタ(transreflector)の一方側に当たる光のより大きな部分を反射しかつトランスリフレクタの他方側に当たる光のより大きな部分を透過し、またその逆も行なうトランスリフレクタに関する。また、この発明は、トランスリフレクタを製造する異なる方法に関する。
トランスリフレクタは、それに当たる光の一部を透過し、かつそれに当たる光の一部を反射する光学装置である。トランスリフレクタの例は、ビームスプリッタまたは半渡銀鏡である。トランスリフレクタの所与の側に当たる光強度を考慮すると、エネルギ保存により、(i)トランスリフレクタを透過する、(ii)トランスリフレクタが反射する、および(iii)トランスリフレクタが吸収する光強度の和は、その側に当たる元の強度と等しくなければならない。装置の一方側に当たる光をできるだけ透過する一方で、装置の反対側に当たる光をできるだけ反射するトランスリフレクタを構築することが所望される場合、ビームスプリッタ型トランスリフレクタ装置は、装置が吸収する光の強度が0であると仮定すれば、50%の光透過および50%の光反射に理論的に限定される。光吸収がゼロであるトランスリフレクタ装置を製造することは物理的に不可能なので、装置に入射する光の最大量を透過および反射しようとするビームスプリッタ型トランスリフレクタ装置は、50%未満の透過および50%未満の反射に限定される。
る態様で扱うトランスリフレクタ装置に対する必要性が存在する。さらに、これらのトランスリフレクタは、下から当たる光をできるだけ(たとえば50%よりも多く)透過し、かつ上から当たる光をできるだけ(たとえば50%よりも多く)反射しなければならない。
この発明は、トランスリフレクタの一方側に当たる光のより多くを反射しかつトランスリフレクタの反対側に当たる光のより多くを透過するトランスリフレクタ、トランスリフレクタシステムおよびディスプレイ、ならびにトランスリフレクタを製造する方法に関する。
次にそのような一方側を熱成形して、間隔をあけられ角度付けられ反射コーティングされた複数の面と、角度付けられ被覆されていない複数の光透過面とを設けることによって製造され得る。反射面と非反射光透過面との両者の角度は、性能を最適化するように選択され得る。また、光学変形部は基板の他方側に形成されてもよい。
形状を有してもよい。周辺光を受けるトランスリフレクタの側の上の光学的形状は、溝または明確に規定された形状の個々の光学変形部を含んでもよい。また、光学変形部のサイズ、形状、角度、密度および向きはトランスリフレクタにわたって異なってもよい。光学変形部に加えてまたはその代わりに反射防止コーティングまたは偏光コーティングなどのオプティカルコーティングもトランスリフレクタのいずれかの面に塗布されてもよい。
ここで図面を詳細に参照して、およびまず図1から図3を参照して、これらの図面はこの発明に従う3つの異なるトランスリフレクタシステム1、2および3を概略的に示す。これらの各々は、液晶ディスプレイまたはメンブレンスイッチなどのディスプレイDとバックライトBLとの間に置かれたトランスリフレクタ4、5および6を含む。トランスリフレクタは、明るい環境でディスプレイがより見やすく(たとえばより明るい)なるようにディスプレイを通ってディスプレイから出る周辺光のより多くを反射し、かつバックライトからの光のより多くをトランスリフレクタを通してディスプレイの外へ透過させて暗い環境でディスプレイを照明するためのものである。
および紫外線硬化層を含む多層フィルムを含むフィルムまたはプレートであり得る。基板の一方側の上またはその中には間隔をあけて複数の光学的要素または変形部8が存在し、その各々は、1つ以上の光反射面9および非反射光透過面10を含む。変形部8は、図4a−図4cに概略的に示されるような溝11、または図5a−図5dに概略的に示されるように明確に規定された形状を各々が有する個々の光学変形部12のパターンのいずれかであり得る。溝11は、図4aおよび図4bに概略的に示されるように、その長さにわたって同じ高さであってもよく、または図4cに概略的に示されるように、その長さに沿って高さが異なってもよい。また、図4cにさらに概略的に示されるように、高さのばらつきは溝11ごとに異なってもよい。個々の光学変形部12の各々は、図5aおよび図5bに概略的に示されるように実質的に同じサイズおよび形状であってもよく、または図5cに概略的に示されるように異なるサイズおよび外形形状であってもよい。図5aに示される光学変形部12は、各々、2つの面、すなわち平らな反射面9およびカーブした光透過面10しか有しない。一方、図5bに示される光学変形部12は、各々、複数の反射面9と1つの光透過面10とを含むピラミッド形状を有する。
個々の光学変形部のパターンからなってもよい。さらに、個々の光学変形部18、19のパターンは互いとランダムに重なって、光学変形部が互いに交互に配置されたり、または図7gに概略的に示されるように互いと交差したり、もしくは互いにインターロックしたりしてもよい。また、光学変形部の位置、サイズ、高さ、密度、角度、向きおよび/または形状は基板にわたって異なり得る。
板56の一方側の中またはその上に形成され得る。次に基板の両者55、56を1対の冷間ローラ68、69に通して、溶融したおよび/または熱軟化した基板56を硬化させて、図11にさらに示されるように予め形成された基板55と接合させ得る。
イオード(LED)、LEDからのチップ、ネオン電球、冷陰極蛍光灯、遠隔の源から伝わる光ファイバライトパイプ、レーザもしくはレーザダイオードまたはいずれの他の好適な光源であってもよい。さらに、所望の色付きまたは白色の光出力分布を与えるため、光源50は、多色LEDまたは多色放射源の組合せであってもよい。たとえば、異なる色(赤、青、緑)のLEDまたは多色のチップを備える単一のLEDなどの複数の色付きの光を用いて、各個々の色付けされた光の強度を変えることにより、白色光またはいずれの他の色の光出力分布を発生してもよい。
割合および/またはサイズを異ならせる必要がある。たとえば、バックライトを通して伝わる光の量は、通常、光源から遠隔にされた他の区域よりも光源により近い区域でより大きいであろう。変形部のパターンを用いて、光源からの距離が増すにつれてたとえば、変形部をより密に集中させることによってバックライト内の光の分散を調節し、それにより、バックライトからのより均一な光出力分布を生じ得る。
なくなる。さらに、変形部は、バックライトの長さおよび/または幅に沿って形状および/またはサイズが異なってもよい。また、バックライトの長さおよび/または幅にわたって変形部のランダムな配置パターンを用いてもよい。モアレ効果またはその他の干渉効果を減じるため、変形部は、特定の角度を有しない形状またはパターンを有してもよい。これらのランダムなパターンを作り出す方法の例は、確率的プリントパターン技術、周波数変調ハーフトーンパターンまたはランダムドットハーフトーンを用いて形状のパターンをプリントすることである。さらに、変形部に色付けしてバックライトの色補正を行なってもよい。また、変形部の色がバックライトを通して異なって、たとえば同じまたは異なる光出力区域に異なる色を与えてもよい。
るように整列されてもよい(所望により、互いに重なってもよい)。さらに、整列したバックライトとトランスリフレクタ変形部76および8との間の領域は、そのような光転送効率をさらに増大させるように屈折率一致材料79を含んでもよい。さらに、図1および図2に概略的に示されるように、光が送出されるバックライトの側または複数の側に対して透明なフィルム、シートまたはプレート77を装着するかまたは位置決めして、光出力分布の均一性をさらに向上させ得る。たとえば、フィルム、シートまたはプレートは輝度向上フィルムまたは拡散器であり得る。
ような変形部は、パネル表面区域82に対して平行に間隔をあけた関係の、反射/屈折面ならびに端壁および/または側壁と交差する平面も含み得る。図24から図26は、各変形部とパネル表面区域82に対して平行に間隔をあけた関係の平面109とが交差することを除き、図18、図19および図22にそれぞれ示されたのと同様の代表的な形状を有する、パネル表面区域上の個々の突出部の形態の変形部106、107および108を示す。同様に、図27は、パネル表面区域82中の個々の窪み111の形態の多数の変形部110のうち1つを示し、その各々は、パネル表面区域82のほぼ平らな面に対して平行に間隔をあけた関係の平面109と交差する。パネル表面区域82からの発光のための臨界角よりも小さな内角でそのような平面109に当たるいかなる光線も平面109によって内部で反射される一方で、臨界角よりも大きな内角でそのような平面109に当たるいかなる光線も、図27に概略的に示されるように、最小限の光学的不連続部を備える平面によって送出される。
Claims (15)
- 少なくとも光源と、光源の近くに位置づけられたフィルム、プレート、または基板とを含み、フィルム、プレート、または基板の一方の面は、少なくとも1つの反射面と、非反射光透過面のパターンとを有しており、フィルム、プレート、または基板の他方の面は複数の光学変形部を有しており、フィルム、プレート、または基板の一方の面の非反射光透過面に光を当てる光源から送出される光は、特定の用途に合うように、フィルム、プレート、または基板を通過し、かつ、その後、通過した光は、フィルム、プレート、または基板の他方の面にある光学変形部の少なくとも1つによって再方向付けされ、フィルム、プレート、または基板の一方の面の反射面に光を当てる光源から送出される光は再循環または反射され、その結果特定の用途に合うように、再循環または反射された光のいくつかがフィルム、プレート、または基板の方へ後方に反射され、かつ非反射光透過面に当たり、かつフィルム、プレート、または基板を通過し、かつフィルム、プレート、または基板の他方の面にある光学変形部の少なくとも1つによって再方向付けされ、光学変形部の少なくとも1つは、フィルム、プレート、または基板の他方の面の長さ方向に沿って延びるように、設置されたディスプレイの垂直方向により向けて、フィルム、プレート、または基板を通過した光を再方向付けする、発光パネルアセンブリ。
- ディスプレイをさらに含み、フィルム、プレート、または基板は光源とディスプレイとの間に位置づけられている、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- 内部に発光面と複数の光源とを有する中空の発光パネル部材をさらに含み、フィルム、プレート、または基板は発光面の近くに位置づけられており、特定の用途に適するように、送出された光の出力光線角度分布を操作する、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- 必要な効果を生み出すために、順次的または所定のパターンで光源が選択的に操作可能である、請求項3に記載の発光パネルアセンブリ。
- 光源からの光を受けるための少なくとも一つの入力端縁と、光を送出すための少なくとも一つのパネル表面とを有する発光パネル部材をさらに含み、特定の用途に合うように、パネル表面から送出された光を再方向付けするために、フィルム、プレート、または基板はパネル表面の近くに位置づけられる、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- 光学変形部の形状はカーブしている、丸められている、または半球である、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- 非反射光透過面は非反射光透過面を通過する光を再方向付けするための1つまたはそれよりも多くの光学的要素を含む、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- フィルム、プレート、または基板の一方の面にある非反射光透過面は、フィルム、プレート、または基板の他方の面にある光学変形部と互いに向かい合うように並んでいる、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- フィルム、プレート、または基板は多層フィルムである、請求項1に記載の発光パネルアセンブリ。
- 多層フィルムはキャリア膜と紫外線硬化層とを含む、請求項9に記載の発光パネルアセンブリ。
- 少なくとも1つの光源と、光源からの光を再方向付けするために光源の近くに位置づけられた少なくとも1つのフィルム、プレート、または基板とを含み、フィルム、プレート、または基板の少なくとも1つの面は1つまたはそれよりも多くの屈折面、開口、または絞りと、入射する光を反射するための1つまたはそれよりも多くの反射面または層とを有し、フィルム、プレート、または基板の少なくとも1つの他の面は、光学要素または変形部のパターンを有し、フィルム、プレート、または基板の一方の面の屈折面、開口、または絞りに光を当てる光源から送出される光は、フィルム、プレート、または基板を通過し、かつ、その後、通過した光は、特定の用途に適するように、送出された光の光出力光線角度分布を操作するために、フィルム、プレート、または基板の他方の面にある光学要素または変形部の少なくとも1つによって再方向付けされ、光学要素または変形部は、フィルム、プレート、または基板の他方の面の長さ方向に沿って延びるように、設置されたディスプレイの垂直方向により向けて、フィルム、プレート、または基板を通過した光を再方向付けする、発光パネルアセンブリ。
- 屈折面、開口、または絞りの少なくともいくつかは、屈折面、開口、または絞りを通過する光を再方向付けするための光学要素または変形部を有している、請求項11に記載の発光パネルアセンブリ。
- 1つの面にある屈折面、開口、または絞りの少なくともいくつかは、フィルム、プレート、または基板の他方の面にある光学要素または変形部と互いに向かい合うように並んでいる、請求項11に記載の発光パネルアセンブリ。
- フィルム、プレート、または基板は多層を有している、請求項11に記載の発光パネルアセンブリ。
- 反射面または層は屈折面、開口、または絞りへ入射しない光を再循環する、請求項11に記載の発光パネルアセンブリ。
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