JPH085805A

JPH085805A - 集光シート

Info

Publication number: JPH085805A
Application number: JP6137163A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Saito; 真一郎斉藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】サイドローブ光束が少なく、且つ正面輝度が
高い光束を出射する集光シートを提供することを目的と
する。【構成】光出射面２に断面形状が三角形の突条３が平
行に形成された集光シート１において、集光シート１の
屈折率を1.60以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拡散面光源の前方、特
に液晶導光板の光出射面に配置され、正面方向の輝度が
高い光束を出射する集光シートに関する。

【０００２】このような集光シートが用いられる一例と
しては、ノートタイプのコンピュータの液晶表示デバイ
スのバックライトに用いられるプリズムシートがある。
そして、近年このようなノートタイプのコンピュータに
対しては、長時間使用のために低電力化の要望が大き
く、バックライトも例外ではなく、効率良く液晶表示面
に光を照射するプリズムシートが要望されている。

【０００３】

【従来の技術】図７は従来の液晶バックライト構造を説
明する構成図である。図において、９１は例えば冷陰極
管等の線状の光源、９２はアクリル等の高透過率の材料
で作られ、光源９１に隣接して配置され、光源９１より
出射した光を導く導光板である。

【０００４】９３は光源９１からの光を導光板９２方向
に反射する反射板である。導光板９１の一方の面である
反斜面９９(図において下面)には、乳白色等の反射層９
４が形成され、反射層９４に当たった光が拡散作用を受
け、導光板９２の他方の面である透過面９８から液晶表
示面９５に向かって出射する構成となている。

【０００５】導光板９２と液晶表示面９５との間には、
反射層９４のみが明るく見えるといった視覚影響を緩和
する拡散シート９６と、シート面と垂直な方向(正面方
向)に集光作用を持つ集光シート９７とが配置されてい
る。

【０００６】そして、導光板９２の透過面９８を出射し
た光は、拡散シート９６により、一旦拡散され、集光シ
ート９７により光線が正面方向に屈折され、正面方向の
輝度が高められる。

【０００７】このようなバックライト構造に関しては、
導光板等の各素子の光の利用効率を上げる工夫が数多く
提案されている。その中でも、正面方向に集光作用を有
する集光シートに関しては、特開昭63-318003号公報,特
開平5-241147号公報に記載されたものがある。

【０００８】図８はこのような集光シートの代表的な断
面図である。集光シート１００の一方の面側に形成され
た光出射面１０１には、断面形状が略三角形の突条１０
２が平行に形成されている。この集光シート１００の他
方の面側より図９に示すような分布の拡散光を入射させ
た場合、集光シート１００の光出射面１０１からは図１
０に示すような分布の光が出射する。

【０００９】尚、図９及び図１０で示す光の分布を説明
する図において、光線の角度の定義は、図１に示すよう
に、光出射面と直交する方向を0°とし、光出射面と平
行な方向を+90°,-90°とし、各角度での輝度(nt:ニッ
ト)をプロットしたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成のプ
リズムシート１００においては、突条１０２の一方の斜
面で全反射するような光(図おいて、a)は、他方の斜面
より角度の絶対値が大きい方向(サイドローブ)へ出射さ
れる。

【００１１】一方、ノートタイプのコンピュータはパー
ソナルユースが多いので、実用的な視野角は狭く、この
サイドローブ部分の光は通常利用されない領域である。
そして、サイドローブへ光が行くと、正面方向の輝度が
上がらないという問題点がある。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、サイドローブ光束が少なく、且つ正面
輝度が高い光束を出射する集光シートを提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の発明は、光出射面に断面形状が略三角形の突条が形成
された集光シートにおいて、前記集光シートの屈折率が
1.60以上とした。

【００１４】第２の発明は、光出射面に断面形状が略三
角形の突条が平行に形成された集光シートにおいて、前
記集光シートの屈折率が1.62以上とした。そして、第１
の発明及び第２の発明において、突条の頂角が100°以
上が好ましい。

【００１５】又、突条の頂角が110°以上が好ましい。
更に、突条の頂角が150°以下が好ましい。更に又、集
光シートは複数枚重ねることが好ましい。

【００１６】

【作用】第１の発明の集光シートにおいて、集光シート
の屈折率を1.60以上としたことにより、サイドローブ光
束が少なく、且つ正面輝度が高くなる。

【００１７】第２の発明の集光シートにおいて、集光シ
ートの屈折率を1.62以上としたことにより、第１の発明
より更に正面輝度が向上する。第１及び第２の発明にお
いて、突条の頂角を100°以上にしたことにより、サイ
ドローブ光束を防ぐことができる。

【００１８】又、突条の頂角を110°以上としたことに
より、正面方向の輝度を上げることができる。更に、突
条の頂角を150°以下としたことにより、正面方向の輝
度を上げることができる。

【００１９】更に又、集光シートを複数枚重ねることに
より、サイドローブの少なく、正面輝度が向上すること
ができる。

【００２０】

【実施例】次に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例の集光シートの断面構成図
である。

【００２１】図において、集光シート１は光線を入射面
４が平面であり、光出射面２には、断面形状が頂角θの
三角形の突条３が形成されている。集光シート１の光出
射面２には断面形状が頂角θの二等辺三角形の突条３が
平行に形成されている。

【００２２】尚、結像光学系と異なり、集光シート１は
巨視的に略三角形状をしていれば、本発明の目指す効果
が得られる。そのため、突条３の頂点が完全な頂点であ
る必要はなく、R状に丸められてもよい。又、突条３の
斜辺部分が完全な直線でなくてもよい。

【００２３】集光シート１へ入射する光線の角度分布が
図９のように0°を中心として、プラス,マイナスで対称
である場合は、断面形状が三角形の突条３が略二等辺三
角形となるように形成すればよく、又、プラス,マイナ
スで非対称である場合には、二等辺三角形に限定するこ
とはない。

【００２４】更に、集光シート１の金型を加工する上
で、三角形の突条３を平行に形成するのが好ましい。こ
のような集光シート１は、射出成形法、圧縮成形法及び
ロール成形法等で加工される。集光シート１の材質は、
内部透過率が高い光学素材が好ましい。中でも、成形終
了時の金型からの離脱性及び材料コストの面からプラス
チック素材が好ましい。例えば、屈折率1.66のプラスチ
ックレンズ素材としては、「MR-7」(三井東圧化学株式
会社, 硫黄原子を含有する特殊ポリオールと特殊イソシ
アネートをモノマーとして組合せた含硫ウレタン樹
脂)、屈折率 1.49 の素材としては、「PMMA」があり、
屈折率 1.59 の素材としては「PC」がある。

【００２５】このような構成の集光シート１を用いて、
本願出願人は、以下のような実験を行なった。入射光と
して、図９に示すような特性の拡散光束を用い、 (1) 屈折率1.65の集光シート１の突条３の頂角θを変化
させた時の、半値角,正面輝度,サイドローブ最大輝度及
びサイドローブ角の変化を調べた(図２)。

【００２６】(2) 頂角110°の集光シートの屈折率を変
化させた時の、半値角,正面輝度,サイドローブ最大輝度
及びサイドローブ角の変化を調べた(図３)。尚、ここで、上記各特性値の定義は図１０に示すよう
に、正面輝度とは図９に示すような拡散光束を入射させ
た時の集光シート１を透過した光束の正面方向での輝度
値である。

【００２７】サイドローブ角はサイドローブが発生して
いる角度であり、図１０の輝度カーブの変曲点の発生す
る角度と90°の差分の絶対値と等しい角度であり、サイ
ドローブが発生しない場合はサイドローブ角は0°とな
る。

【００２８】又、サイドローブ最大輝度は、サイドロー
ブ角より大きい所での輝度の最大値であり、半値角は、
正面輝度の半分の輝度を持つ角度である。先ず、図３よ
り次のことがわかった。

【００２９】(1) 同一頂角においては、正面輝度が屈折
率が1.60以上の時に高い値をとる。 (2) 更に限定すると、屈折率が1.62以上であれば、正面
輝度が更に高くなる。屈折率が1.60以上、1.70以下の時
に正面輝度が高くなり、更に、1.62以上、1.68以下のと
きに正面輝度が高くなる。

【００３０】(3) 屈折率の上昇に対し、正面輝度は上昇
するが、半値角が減少しているので、光束の角度分布が
狭くなっている。次に、図２より次のことがわかった。

【００３１】(1) 同一屈折率の場合、頂角が100°以上
の時に正面輝度が高くなる。 (2) 更に、正面輝度が高いのは110°以上のときであ
る。 (3) 頂角が150°以上になると、正面輝度は減少する。

【００３２】よって、図１及び図２より、屈折率を1.60
以上、且つ頂角を100°以上とすることで正面輝度が高
く、指向性の強い、又サイドローブの少ない光束を得る
ことができる。更に、屈折率を1.62以上とすれば、さら
に正面輝度を高めることができる。

【００３３】次に、図４を用いて屈折率1.70、頂角120
°の集光シートの光出射面から出射する光の角度分布を
示す。従来の集光シート(屈折率1.59,頂角90°)と比較
すると、サイドローブが少なく、且つ正面輝度が約25％
程高くなっていることがわかる。

【００３４】又、本実施例の集光シートは、図５及び図
６に示すように、複数枚重ねて使用してもよい。重ね方
は、図５に示すように突条が平行となるようにしてもよ
く、図６に示すように突条が交差するようにしてもよ
い。

【００３５】図５のように突条が平行になるように重ね
ると、集光シート１である程度集光した光線を更に集光
シート１′により集光することができる。図６のように
突条が交差するように重ねると、出射光線の直交する二
方向において、集光作用をもたせることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、第１
の発明の集光シートによれば、集光シートの屈折率を1.
60以上としたことにより、サイドローブ光束が少なく、
且つ正面輝度が高くなる。

【００３７】第２の発明の集光シートによれば、集光シ
ートの屈折率を1.62以上としたことにより、第１の発明
の集光シートより更に正面輝度が向上する。更に、第１
の発明及び第２の発明において、突条の頂角を100°以
上にしたことにより、サイドローブ光束を防ぐことがで
きる。

【００３８】突条の頂角を110°以上としたことによ
り、正面方向の輝度を上げることができる。突条の頂角
を150°以下としたことにより、正面方向の輝度を上げ
ることができる。

【００３９】集光シートを複数枚重ねることにより、サ
イドローブの少なく、正面輝度が向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の集光シートの断面構成図で
ある。

【図２】屈折率1.65の集光シート１の突条３の頂角θを
変化させた時の、半値角,正面輝度,サイドローブ最大輝
度及びサイドローブ角の変化を示す図である。

【図３】頂角110°の集光シートの屈折率を変化させた
時の、半値角,正面輝度,サイドローブ最大輝度及びサイ
ドローブ角の変化を示す図である。

【図４】屈折率1.70、頂角120°の集光シートの光出射
面から出射する光の角度分布を示す図である。

【図５】図１に示す集光シートにおいて、突条が平行と
なるように重ね合せた場合の構成図である。

【図６】図１に示す集光シートにおいて、突条が交差す
るように重ね合せた場合の構成図である。

【図７】従来の液晶バックライト構造を説明する構成図
である。

【図８】従来の集光シートの代表的な断面図である。

【図９】図８に示す集光シートの入射光の角度分布を示
す図である。

【図１０】図８に示す集光シートから出射光の角度分布
を示す図である。

【符号の説明】

１集光シート２光出射面３突条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光出射面に断面形状が略三角形の突条が
形成された集光シートにおいて、前記集光シートの屈折率が1.60以上であることを特徴と
する集光シート。
【請求項２】光出射面に断面形状が略三角形の突条が
形成された集光シートにおいて、前記集光シートの屈折率が1.62以上であることを特徴と
する集光シート。
【請求項３】前記突条の頂角が100°以上であること
を特徴とする請求項１又は２記載の集光シート。
【請求項４】前記突条の頂角が110°以上であること
を特徴とする請求項１又は２記載の集光シート。
【請求項５】前記突条の頂角が150°以下であること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載記載の集
光シート。
【請求項６】複数枚重ねられることを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載の集光シート。