JP5070891B2 - 光学シートとそれを用いたバックライト・ユニットおよびディスプレイ - Google Patents
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Description
従って、所定の輝度を提供するのに必要な総電力を低減することで電池寿命が増大するが、これは電池式装置には特に望ましいことである。
このプリズム72は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)である。
BEFは、“軸外(off-axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on-axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”する。
BEFに代表されるプリズム72の反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献1乃至3に例示されるように多数のものが知られている。
しかしながら、同時に反射/屈折作用yによる光成分が、視聴者の視覚方向Fに進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう。
図3の曲線Bは、プリズムシート1枚だけの場合の光強度分布であり、図中「垂直分布」で示される曲線は、プリズム72の並列される方向に相当し、「水平分布」で示される曲線は、プリズム72の長手方向に相当する。
一般には、プリズム72の並列される方向が略直交する様に、2枚のプリズムシートが併用される使用形態が普及している。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±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望ましい。
また、軸上輝度のみが過度に向上すると、グラフ中(特に、垂直分布の曲線で)の山の幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定されるため、グラフ中の山の幅を適度に拡げるために、プリズムシートとは別部材の光拡散フィルムを新たに併用する必要があり、部材数の増加を伴っている。
さらに、他方の面には、該レンズ44の焦点面近傍に開口部46をもつストライプ状のパターンからなる反射材48が設けられている。
なお、図5において符号21はランプハウス、符号23は冷陰極管、符号27は反射板を示す。
拡散フィルム32から出射した光のうち、開口部46を通過した光のみが、レンズ44に入射し、レンズ44によってある一定方向に集光された後に出射される。
そして、偏光板49に入射し、所定の偏光成分の光のみが液晶パネル42に導かれる。
以下、拡散フィルムもしくはDBEF80、プリズムシートもしくは光学フィルム81、拡散フィルム82などの光制御機能を総称して光学部材という。
なお、本発明において、光の出射方向,範囲,色,輝度分布の少なくとも何れかを制御する光学部材を第1の光学要素と呼ぶ。
また、後述する実施の形態では、第1の光学要素は集光機能をも備えている。
また、軸外輝度とは、視聴者の視覚方向に一致しない方向の輝度であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向(図1に示すF方向)側以外の輝度をいう。
すなわち請求項1記載の発明は、厚さ方向の一方の面と他方の面とを有し、前記他方の面に、凸シリンドリカルレンズ群または半球状凸レンズ群からなるレンズ部もしくは複数のプリズムが並列形成されたプリズムシートからなる第1の光学要素が形成されている光学シートにおいて、前記一方の面に第2の光学要素としての反射層が設けられ、前記反射層は、前記レンズ部もしくはプリズムシートの非集光領域に位置する光反射部と、残りの領域に位置する光透過部とを含んで構成され、前記光反射部に、光の透過を可能とした多数の開口部が設けられていることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記開口部の大きさは、最大直径3mm以下であることを特徴とする請求項1記載の光学シートである。
また、請求項3記載の発明は、前記一部の光透過部に多数の光透過性の粒子が設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学シートである。
また、請求項4記載の発明は、前記粒子が前記一方の面に接合される大きさは、最大直径3mm以下であることを特徴とする請求項3記載の光学シートである。
また、請求項6記載の発明は、エッジライト式光源と導光板からなる面光源と、前記面光源の光射出側に配置された、請求項1乃至4に何れか1項記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニットである。
また、請求項7記載の発明は、画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に配置された、請求項5または6記載のディスプレイ用バックライト・ユニットを備えることを特徴とする表示装置である。
図8は、光学要素として用いられる反射層つきのレンズシートを示す側面図である。
すなわち、本実施の形態では、光学シート88の一方の面88Aに光が入射し、他方の面88Bから光が出射する。そして、他方の面88Bに、一方の面88Aから入射した光を、その出射方向,範囲,色,輝度分布の少なくとも何れかを制御する第1の光学要素90が形成されている。
すなわち、入射した光を拡散光として他方の面88Bに向けて出射する透光性材料からなる多数の粒子93が、一方の面88Aに設けられている。
なお、この場合には、第2の光学要素が、多数の透光性の部材(粒子)93で構成されていることになる。
図11において符号83は拡散板を示す。
なお、この場合には、第2の光学要素が、多数の開口部92Cで構成されていることにある。
さらに、第2の光学要素を作成する第3の作成方法として、図12(A)、(B)に示すように反射層92の光透過部92Aに、樹脂やガラスの多数の透光性の部材(粒子)93を配する方法も挙げられる。透光性の部材(粒子)93の大きさや形状については、第1の作成方法と同様であり、この場合には、例えば、パターン化された反射層92を形成した後、光透過部92Aに透光性の部材(粒子)93をつける方法などが挙げられる。この場合の透光性の部材(粒子)93の屈折率は、上下のシートに近いものがよく、すなわち基材91と拡散板83の屈折率に近いものが望ましい。
なお、この場合には、第2の光学要素が、多数の透光性の部材(粒子)93で構成されていることになる。
(実施例)
Claims (7)
- 厚さ方向の一方の面と他方の面とを有し、
前記他方の面に、凸シリンドリカルレンズ群または半球状凸レンズ群からなるレンズ部もしくは複数のプリズムが並列形成されたプリズムシートからなる第1の光学要素が形成されている光学シートにおいて、
前記一方の面に第2の光学要素としての反射層が設けられ、
前記反射層は、前記レンズ部もしくはプリズムシートの非集光領域に位置する光反射部と、残りの領域に位置する光透過部とを含んで構成され、
前記光反射部に、光の透過を可能とした多数の開口部が設けられている、
ことを特徴とする光学シート。 - 前記開口部の大きさは、最大直径3mm以下であることを特徴とする請求項1記載の光学シート。
- 前記一部の光透過部に多数の光透過性の粒子が設けられていることを特徴とする請求項1記載の光学シート。
- 前記粒子が前記一方の面に接合される大きさは、最大直径3mm以下であることを特徴とする請求項3記載の光学シート。
- 光源と、
前記光源の光射出側に配置された、請求項1乃至4に何れか1項記載の光学シートを少なくとも備える、
ことを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。 - エッジライト式光源と導光板からなる面光源と、
前記面光源の光射出側に配置された、請求項1乃至4に何れか1項記載の光学シートを少なくとも備える、
ことを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。 - 画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に配置された、請求項5または6記載のディスプレイ用バックライト・ユニットを備える、
ことを特徴とする表示装置。
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