JP2009109780A

JP2009109780A - Optical sheet and backlight unit using the same

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Publication number: JP2009109780A
Application number: JP2007282616A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Makimura; 洋一郎牧村; Eiichi Shirota; 栄一代田
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical sheet 1, wherein respective Fresnel lens surfaces 1a in a planoconvex linear Fresnel lens shape are formed into recessed curved surfaces so that light passing through the respective Fresnel lens surfaces 1a can be spread to a certain extent, and to provide a backlight unit using the same. <P>SOLUTION: In the planoconvex linear Fresnel lens type optical sheet 1, the respective Fresnel lens surfaces 1a divided like a planoconvex linear Fresnel lens are formed into recessed curved faces. In the backlight unit, the optical sheet 1 is disposed on the front side of a CCFL 2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、凸型フレネルレンズ状の光学シート、及び、この光学シートを用いた液晶ディスプレイ等のバックライトユニットに関するものである。 The present invention relates to a convex Fresnel lens-shaped optical sheet and a backlight unit such as a liquid crystal display using the optical sheet.

テレビ受像機やパーソナルコンピュータ等に用いられる液晶ディスプレイのバックライトは、液晶パネルの背後に拡散シート等を介して複数本の線光源を配置した直下ライト方式と、液晶パネルの背後に拡散シート等を介して導光板を配置し、この導光板の側方の線光源からの光を液晶パネルの背面に導くエッジライト方式等がある。 The backlight of liquid crystal displays used in television receivers and personal computers has a direct light system in which multiple line light sources are placed behind a liquid crystal panel via a diffusion sheet, etc., and a diffusion sheet etc. behind the liquid crystal panel. For example, there is an edge light system in which a light guide plate is disposed and light from a line light source on the side of the light guide plate is guided to the back surface of the liquid crystal panel.

テレビ受像機に用いられる液晶ディスプレイにおける直下ライト方式の従来のバックライトユニットは、線光源である直管形のＣＣＦＬ（冷陰極管）を複数本平行に並べた手前側に拡散シート（拡散板）や輝度向上シート等を配置したものであり、この拡散シート等の手前側に液晶パネルが配置される。また、拡散シート等に代えて、又は、これらに加えて、平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを用いたバックライトユニットも従来からあった（例えば、特許文献１参照。）。平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを用いると、平凸型シリンドリカルレンズを配置した場合と同様に、直管形のＣＣＦＬから放射状に出射される光を集光して平行光線として液晶パネルに導くことができ、しかも、平凸型シリンドリカルレンズよりもレンズ厚を薄くできるので、バックライトユニットの大幅な軽量小型化とコストダウンを図ることができる。 A conventional backlight unit of a direct light type in a liquid crystal display used in a television receiver has a diffusion sheet (diffusion plate) on the front side in which a plurality of straight tube CCFLs (cold cathode tubes) as line light sources are arranged in parallel. In addition, a liquid crystal panel is disposed on the front side of the diffusion sheet or the like. Also, there has conventionally been a backlight unit using a plano-convex linear Fresnel lens-like optical sheet instead of or in addition to a diffusion sheet or the like (see, for example, Patent Document 1). When a plano-convex linear Fresnel lens-shaped optical sheet is used, light emitted radially from a straight tube-shaped CCFL is condensed into a parallel light beam on the liquid crystal panel in the same manner as when a plano-convex cylindrical lens is arranged. In addition, since the lens thickness can be made thinner than that of the plano-convex cylindrical lens, the backlight unit can be significantly reduced in weight and cost and can be reduced in cost.

上記光学シートを用いた従来のバックライトユニットの構成例を図７に示す。このバックライトユニットは、光学シート１の下方（背後側）に、長手方向を前後方向に向けた直管型のＣＣＦＬ２を複数本等間隔に左右方向に平行に並べて配置したものであり、これらのＣＣＦＬ２の下方には、下向きに出射された光を有効利用するための反射板３を配置している。そして、液晶パネル４は、この光学シート１の上方（手前側）に配置される。また、この光学シート１の上方の液晶パネル４との間には、拡散シート等が配置される場合もある。光学シート１は、透明なポリカーボネート，ポリスチレン，アクリル又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂シートを、直下の各ＣＣＦＬ２に対応させてそれぞれ平凸型リニアフレネルレンズ状に形成したものである。 A configuration example of a conventional backlight unit using the optical sheet is shown in FIG. In this backlight unit, a plurality of straight tube-type CCFLs 2 with the longitudinal direction oriented in the front-rear direction are arranged below the optical sheet 1 in parallel in the left-right direction at equal intervals. Below the CCFL 2, a reflector 3 for effectively using the light emitted downward is disposed. And the liquid crystal panel 4 is arrange | positioned above this optical sheet 1 (front side). Further, a diffusion sheet or the like may be disposed between the liquid crystal panel 4 above the optical sheet 1. The optical sheet 1 is formed by forming a resin sheet such as transparent polycarbonate, polystyrene, acrylic, or PET (polyethylene terephthalate) into a plano-convex linear Fresnel lens shape corresponding to each CCFL 2 directly below.

ここで、図８に示すように、平凸型リニアフレネルレンズ１１は、平凸型シリンドリカルレンズ１２の凸状の上曲面１２ａを、左右方向に直交する面Ｄで複数に分割して下方に押し下げることにより上下方向のレンズ厚を薄くしたレンズである。従って、この平凸型リニアフレネルレンズ１１の上面には、元の平凸型シリンドリカルレンズ１２の凸状の上曲面１２ａを左右方向に分割したそれぞれの曲面形状を有する複数のフレネルレンズ面１１ａと、隣接する各フレネルレンズ面１１ａの端が段差状になった間を繋ぐ側平面であるフレネル分割面１１ｂとが形成されることになる。 Here, as shown in FIG. 8, the plano-convex linear Fresnel lens 11 divides the convex upper curved surface 12a of the plano-convex cylindrical lens 12 into a plurality of planes D perpendicular to the left-right direction and pushes them downward. This is a lens in which the lens thickness in the vertical direction is reduced. Accordingly, on the upper surface of the plano-convex linear Fresnel lens 11, a plurality of Fresnel lens surfaces 11a having respective curved shapes obtained by dividing the convex upper curved surface 12a of the original plano-convex cylindrical lens 12 in the left-right direction; A Fresnel splitting surface 11b, which is a side plane that connects the ends of the adjacent Fresnel lens surfaces 11a in a stepped shape, is formed.

なお、各フレネルレンズ面１１ａは、製造上の都合により、図８に示すように上端の高さが揃うように形成されることが多い。また、図８に示す平凸型リニアフレネルレンズ１１は、図面を見やすくするために、フレネルレンズ面１１ａの分割数を８分割としているが、実際にはさらに多数に分割されるので、レンズ厚も十分に薄くなる（図９も同様）。 Each Fresnel lens surface 11a is often formed so as to have the same height at the upper end as shown in FIG. Further, in the plano-convex linear Fresnel lens 11 shown in FIG. 8, the number of divisions of the Fresnel lens surface 11a is set to 8 in order to make the drawing easy to see. It will be thin enough (same for FIG. 9).

上記平凸型リニアフレネルレンズ１１は、平凸型シリンドリカルレンズ１２と同様の集光作用を有するので、下方に配置したＣＣＦＬ２から上方の左右方向に放射状に広がる光を集光して、上向きの平行光として出射する。従って、この平凸型リニアフレネルレンズ１１のフレネルレンズ面１１ａやフレネル分割面１１ｂと同様の形状を１組とし、この形状の組を各ＣＣＦＬ２に対応させて複数左右に並べて上面を形成した光学シート１をバックライトユニットに用いると、この光学シート１から出射して液晶パネル４を通過する光が、パネル面に垂直な上向き成分の多い光となるので、液晶ディスプレイの正面輝度を高めることができるようになる。 The plano-convex linear Fresnel lens 11 has the same condensing function as the plano-convex cylindrical lens 12, and therefore condenses light radially spreading from the CCFL 2 disposed below to the upper left and right directions, and upward parallel. Emits as light. Therefore, an optical sheet in which the same shape as that of the Fresnel lens surface 11a and the Fresnel splitting surface 11b of the planoconvex linear Fresnel lens 11 is set as one set, and the upper surface is formed by arranging a plurality of sets of this shape in correspondence with each CCFL 2 on the left and right sides. When 1 is used for the backlight unit, the light emitted from the optical sheet 1 and passing through the liquid crystal panel 4 becomes light with many upward components perpendicular to the panel surface, so that the front luminance of the liquid crystal display can be increased. It becomes like this.

ところで、上記平凸型リニアフレネルレンズ１１では、フレネル分割面１１ｂで多数に分割された各フレネルレンズ面１１ａが円筒面等の凸状の曲面となるが、実際には、図９に示すように、各フレネルレンズ面１３ａが平面となった平凸型リニアフレネルレンズ１３を用いることが多い。この平凸型リニアフレネルレンズ１３は、フレネル分割面１３ｂによって分割された各フレネルレンズ面１３ａが、対応する曲面のフレネルレンズ面１１ａの平均的な傾斜角度、即ちこのフレネルレンズ面１１ａにおける左右方向の中央部付近の傾斜角度を備えた平面によって構成されたものである。 By the way, in the plano-convex linear Fresnel lens 11, each Fresnel lens surface 11 a divided into a large number by the Fresnel dividing surface 11 b becomes a convex curved surface such as a cylindrical surface, but actually, as shown in FIG. The plano-convex linear Fresnel lens 13 in which each Fresnel lens surface 13a is flat is often used. In the plano-convex linear Fresnel lens 13, each Fresnel lens surface 13a divided by the Fresnel dividing surface 13b has an average inclination angle of the corresponding curved Fresnel lens surface 11a, that is, in the left-right direction on the Fresnel lens surface 11a. It is comprised by the plane provided with the inclination angle of the center part vicinity.

上記平凸型リニアフレネルレンズ１３は、各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の中央部付近から出射する光については、対応する曲面のフレネルレンズ面１１ａから出射する光と同様に上方を向く垂直な光となるが、各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の端部から出射する光は、曲面との傾斜角度の誤差によって、垂直よりも左右方向に僅かに傾いて広がった光となる。もっとも、フレネルレンズ面１３ａの分割数が十分に多ければ、各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の幅が狭くなり、曲面との傾斜角度の誤差も無視できるようになるので、曲面のフレネルレンズ面１１ａを備えた平凸型リニアフレネルレンズ１１と同等の機能を果たすことができる。 In the plano-convex linear Fresnel lens 13, the light emitted from the vicinity of the central portion in the left-right direction of each Fresnel lens surface 13 a is vertical light directed upward like the light emitted from the corresponding curved Fresnel lens surface 11 a. However, the light emitted from the left and right ends of each Fresnel lens surface 13a becomes light that is slightly tilted and spreads in the left and right directions from the vertical due to an error in the inclination angle with the curved surface. However, if the number of divisions of the Fresnel lens surface 13a is sufficiently large, the width in the left-right direction of each Fresnel lens surface 13a becomes narrow, and an error in inclination angle with the curved surface can be ignored, so the curved Fresnel lens surface 11a. The same function as that of the plano-convex linear Fresnel lens 11 having the above can be achieved.

ところが、従来の光学シート１を用いたバックライトユニットは、液晶パネル４のパネル面に垂直な上向き成分の多い光が特に多いので、液晶ディスプレイの正面輝度が高くなっても、この正面（真上）から僅かに左右に位置がずれただけで輝度が極端に低下するという問題があった。しかも、液晶パネル４が広視野角化を図ったものであったとしても、この広い視野角の周辺部分ではバックライトの輝度が低くなるために、広視野角化の性能を十分に発揮させることができないという問題もあった。 However, since the backlight unit using the conventional optical sheet 1 has a large amount of light having a large upward component perpendicular to the panel surface of the liquid crystal panel 4, even if the front luminance of the liquid crystal display increases, ) Has a problem that the luminance is extremely lowered only by shifting the position slightly from side to side. Moreover, even if the liquid crystal panel 4 has a wide viewing angle, the brightness of the backlight is lowered in the peripheral portion of the wide viewing angle, so that the performance of wide viewing angle can be sufficiently exhibited. There was also a problem that it was not possible.

また、光学シート１における各平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心位置の直下に正確にＣＣＦＬ２が配置されず、左右方向に位置ずれした場合には、液晶パネル４を通過する光がパネル面に垂直ではなく、少し傾斜した光となるので、最も輝度の高い位置が液晶ディスプレイの真正面から少しずれることになる。このため、液晶ディスプレイの真正面位置での輝度が低下するだけでなく、一部のＣＣＦＬ２のみが位置ずれしていた場合には、液晶ディスプレイの画面上に輝度ムラが生じるという問題もあった。 In addition, when the CCFL 2 is not accurately disposed immediately below the center position of each plano-convex linear Fresnel lens-like portion in the optical sheet 1 and the position of the CCFL 2 is displaced in the left-right direction, the light passing through the liquid crystal panel 4 is the panel surface. Therefore, the position with the highest luminance is slightly deviated from the front of the liquid crystal display. For this reason, not only the brightness at the position directly in front of the liquid crystal display is lowered, but also when only a part of the CCFLs 2 is displaced, there is a problem that uneven brightness occurs on the screen of the liquid crystal display.

さらに、従来の光学シート１を用いたバックライトユニットを液晶ディスプレイ以外の他の用途の面光源として用いた場合にも、配光特性が上向き（正面）方向にほとんど限定されるために、用途によっては、高価な拡散シート等を追加して用いる必要が生じるという問題もあった。
特開２００５−３３８６１１号公報 Furthermore, when the backlight unit using the conventional optical sheet 1 is used as a surface light source for other uses other than the liquid crystal display, the light distribution characteristics are almost limited to the upward (front) direction. However, there is a problem that an expensive diffusion sheet or the like needs to be additionally used.
JP 2005-338611 A

本発明は、凸型フレネルレンズ状の各フレネルレンズ面を凹面に形成することにより、各フレネルレンズ面を通過した光をある程度広がりのあるものとすることができる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを提供しようとするものである。 The present invention relates to an optical sheet capable of spreading light passing through each Fresnel lens surface to a certain extent by forming each Fresnel lens surface in the form of a convex Fresnel lens into a concave surface, and a backlight using the same Is to offer a unit.

請求項１の光学シートは、凸型フレネルレンズ状の光学シートにおいて、フレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面が凹面に形成されたことを特徴とする。 The optical sheet according to claim 1 is a convex Fresnel lens-shaped optical sheet, wherein each Fresnel lens surface divided into Fresnel lens shapes is formed as a concave surface.

請求項２の光学シートは、凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートにおいて、リニアフレネルレンズ状に分割された各フレネルレンズ面が凹面に形成されたことを特徴とする。 The optical sheet of claim 2 is a convex linear Fresnel lens-shaped optical sheet, wherein each of the Fresnel lens surfaces divided into linear Fresnel lens shapes is formed as a concave surface.

請求項３の光学シートは、前記各フレネルレンズ面が０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下のピッチでリニアフレネルレンズ状に分割されていることを特徴とする。 The optical sheet according to claim 3 is characterized in that each Fresnel lens surface is divided into a linear Fresnel lens shape with a pitch of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.

請求項４の光学シートは、前記各フレネルレンズ面が、このフレネルレンズ面の分割ピッチの１／２以上であり、１つの凸型シリンドリカルレンズに対応した凸型リニアフレネルレンズ状の部分における分割方向の長さ以下の半径の円筒内面からなる凹面に形成されたことを特徴とする。 The optical sheet according to claim 4, wherein each of the Fresnel lens surfaces is 1/2 or more of a division pitch of the Fresnel lens surfaces, and a division direction in a convex linear Fresnel lens-like portion corresponding to one convex cylindrical lens. It is formed in the concave surface which consists of a cylindrical inner surface of the radius below this length.

請求項５の光学シートは、前記光学シートが拡散剤を含有する透光性材料からなることを特徴とする。 The optical sheet according to claim 5 is characterized in that the optical sheet is made of a translucent material containing a diffusing agent.

請求項６のバックライトユニットは、前記光学シートを１以上の光源の手前側に配置したことを特徴とする。 The backlight unit according to claim 6 is characterized in that the optical sheet is arranged in front of one or more light sources.

請求項１の発明によれば、凸型フレネルレンズ状によって光学シート全体としては集光作用を有するが、微小幅の各フレネルレンズ面が凹面に形成されているので、これらの各フレネルレンズ面では凹レンズの拡散作用によって光をある程度拡散させることができる。このため、光学シートの各フレネルレンズ面を通過した光は、それぞれ凸型フレネルレンズ状によって本来出射すべき方向よりも、微少幅の各フレネルレンズ面ごとに周囲にある程度広がって出射するようになる。従って、例えばこの光学シートを面照明装置等に用いた場合には、配向特性にある程度広がりを持たせることができるので、高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。 According to the first aspect of the present invention, the entire optical sheet has a condensing function due to the convex Fresnel lens shape, but each Fresnel lens surface having a very small width is formed as a concave surface. Light can be diffused to some extent by the diffusing action of the concave lens. For this reason, the light that has passed through each Fresnel lens surface of the optical sheet is emitted by spreading to a certain extent for each Fresnel lens surface having a minute width from the direction in which it should originally be emitted by the convex Fresnel lens shape. . Therefore, for example, when this optical sheet is used in a surface illumination device or the like, the orientation characteristics can be widened to some extent, so that it is not necessary to additionally use an expensive diffusion sheet or the like.

請求項２の発明によれば、凸型リニアフレネルレンズ状によって光学シート全体としては幅方向に集光作用を有するが、微小幅の各フレネルレンズ面が凹面に形成されているので、これらの各フレネルレンズ面では凹レンズの拡散作用によって光を幅方向にある程度拡散させることができる。このため、光学シートの各フレネルレンズ面を通過した光は、凸型リニアフレネルレンズ状によって本来出射すべき方向よりも、微少幅の各フレネルレンズ面ごとに周囲にある程度広がって出射するようになる。従って、例えばこの光学シートを面照明装置等に用いた場合には、幅方向の配向特性にある程度広がりを持たせることができるので、高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。 According to the second aspect of the present invention, the entire optical sheet has a light condensing function due to the convex linear Fresnel lens shape. However, since each Fresnel lens surface having a very small width is formed as a concave surface, On the Fresnel lens surface, light can be diffused to some extent in the width direction by the diffusion action of the concave lens. For this reason, the light that has passed through each Fresnel lens surface of the optical sheet is emitted by spreading to some extent for each Fresnel lens surface having a minute width from the direction in which it should be emitted by the convex linear Fresnel lens shape. . Therefore, for example, when this optical sheet is used in a surface illumination device or the like, the orientation characteristics in the width direction can be widened to some extent, so that it is not necessary to additionally use an expensive diffusion sheet or the like.

請求項３の発明によれば、各フレネルレンズ面の幅が０．１ｍｍ以上であり微小すぎることがないため、製造が困難になったり、光学シートが高価になりすぎるようなことがない。また、各フレネルレンズ面の幅が１．０ｍｍ以下であり広すぎることがないため、光学シートのシート厚を十分に薄くすることができ、各フレネルレンズ面の凹面による拡散作用のムラも十分に小さくすることができる。 According to the invention of claim 3, since the width of each Fresnel lens surface is not less than 0.1 mm and is not too small, manufacturing is not difficult and the optical sheet is not too expensive. In addition, since the width of each Fresnel lens surface is 1.0 mm or less and is not too wide, the thickness of the optical sheet can be made sufficiently thin, and the unevenness of the diffusion effect due to the concave surface of each Fresnel lens surface is also sufficient. Can be small.

請求項４の発明によれば、各フレネルレンズ面の凹面の曲率半径がこのフレネルレンズ面の分割ピッチの１／２以上となるので、これらの凹面での拡散作用が大きくなりすぎて、光学シートを通過する光を無駄にしたり、凸型リニアフレネルレンズ状による集光作用が損なわれるのを防ぐことができる。また、各フレネルレンズ面の凹面の曲率半径が、１つの凸型シリンドリカルレンズに対応した凸型リニアフレネルレンズ状の部分における分割方向の長さ（幅）以下となるので、これらの凹面によって平面の場合よりも十分に大きな拡散作用を発揮させることができるようになる。 According to the invention of claim 4, since the radius of curvature of the concave surface of each Fresnel lens surface is 1/2 or more of the division pitch of the Fresnel lens surface, the diffusion action on these concave surfaces becomes too large, and the optical sheet It is possible to prevent the light passing through the lens from being wasted and the condensing action of the convex linear Fresnel lens from being impaired. Moreover, since the radius of curvature of the concave surface of each Fresnel lens surface is equal to or less than the length (width) in the dividing direction of the convex linear Fresnel lens-like portion corresponding to one convex cylindrical lens, the concave surface A sufficiently large diffusion effect can be exhibited.

請求項５の発明によれば、光学シートが拡散剤を含有するので、このシート内で光を十分に拡散させることができ、高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。 According to the invention of claim 5, since the optical sheet contains a diffusing agent, light can be sufficiently diffused in the sheet, and it is not necessary to additionally use an expensive diffusion sheet or the like.

請求項６の発明によれば、光学シートが全体として集光作用を有すると共に、各フレネルレンズ面で拡散作用を有するので、正面輝度が周囲で急に低下するようなことがなくなり、バックライトユニットの光源の配置位置がずれた場合にも、正面位置での輝度の低下を緩和したり輝度ムラを抑制することができる。また、このバックライトユニットを液晶ディスプレイに用いた場合には、広視野角化を図った液晶パネルの性能を無駄なく発揮させることができるようになる。 According to the invention of claim 6, since the optical sheet has a condensing function as a whole and also has a diffusing action on each Fresnel lens surface, the front brightness does not suddenly decrease in the surroundings, and the backlight unit Even when the arrangement position of the light source is shifted, it is possible to alleviate a decrease in luminance at the front position and to suppress luminance unevenness. When this backlight unit is used for a liquid crystal display, the performance of the liquid crystal panel with a wide viewing angle can be exhibited without waste.

以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図６を参照して説明する。なお、これらの図においても、図７〜図９に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, the same reference numerals are given to constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.

本実施形態は、図７に示した従来例と同様に、液晶ディスプレイにおける直下ライト方式のバックライトユニットであって、平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート１を用いたものについて説明する。本実施形態のバックライトユニットは、光学シート１の構成を除けば、図７に示した従来例と同様であり、この光学シート１の下方に、長手方向を前後方向に向けた直管型のＣＣＦＬ２を複数本等間隔に左右方向に平行に並べて配置している。また、これらのＣＣＦＬ２の下方には反射板３を配置している。そして、液晶パネル４は、この光学シート１の上方（手前側）に配置される。 In the present embodiment, as in the conventional example shown in FIG. 7, a backlight unit of a direct light type in a liquid crystal display using a plano-convex linear Fresnel lens-shaped optical sheet 1 will be described. The backlight unit of the present embodiment is the same as the conventional example shown in FIG. 7 except for the configuration of the optical sheet 1, and is a straight tube type having a longitudinal direction in the front-rear direction below the optical sheet 1. A plurality of CCFLs 2 are arranged in parallel in the left-right direction at equal intervals. A reflector 3 is disposed below the CCFLs 2. And the liquid crystal panel 4 is arrange | positioned above this optical sheet 1 (front side).

本実施形態の光学シート１も、透明な樹脂シートを、直下の各ＣＣＦＬ２に対応させてそれぞれ平凸型リニアフレネルレンズ状に形成したものであるということは図７に示した従来例と同様である。従って、この光学シート１は、図１に示すように、平面状の下面を有すると共に、平凸型シリンドリカルレンズの凸状の上曲面を一定のピッチで左右方向に複数に分割した各曲面に対応する複数のフレネルレンズ面１ａと、隣接する各フレネルレンズ面の端が段差状になった間を繋ぐ側平面であるフレネル分割面１ｂとからなる平凸型リニアフレネルレンズ状の上面を有する。なお、このフレネルレンズ面の分割ピッチは、微少すぎて製造が困難になったり、光学シート１が高価になりすぎるようなことがないように０．１ｍｍ以上であることが好ましく、光学シート１のシート厚を十分に薄くすることができるように、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。 The optical sheet 1 of the present embodiment is also formed by forming a transparent resin sheet in the shape of a plano-convex linear Fresnel lens corresponding to each CCFL 2 directly below, as in the conventional example shown in FIG. is there. Therefore, as shown in FIG. 1, the optical sheet 1 has a flat lower surface and corresponds to each curved surface obtained by dividing the convex upper curved surface of the plano-convex cylindrical lens into a plurality of left and right directions at a constant pitch. A plano-convex linear Fresnel lens-like upper surface comprising a plurality of Fresnel lens surfaces 1a and a Fresnel splitting surface 1b that is a side plane connecting the ends of adjacent Fresnel lens surfaces in a step shape. In addition, it is preferable that the division pitch of the Fresnel lens surface is 0.1 mm or more so as not to be too small to be difficult to manufacture or to make the optical sheet 1 too expensive. The thickness is preferably 1.0 mm or less so that the sheet thickness can be sufficiently reduced.

上記光学シート１の平凸型リニアフレネルレンズ状の上面は、各ＣＣＦＬ２の上方の領域ごとに、１つの凸状の上曲面を備えた平凸型シリンドリカルレンズに対応したフレネルレンズ面１ａとフレネル分割面１ｂが形成されている。図１は、この光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分のみ、即ち１つの凸状の上曲面を備えた平凸型シリンドリカルレンズに対応した１組のフレネルレンズ面１ａとフレネル分割面１ｂのみが示されている。 The top surface of the optical sheet 1 having a plano-convex linear Fresnel lens shape and a Fresnel lens surface 1a corresponding to a plano-convex cylindrical lens having one convex upper curved surface for each region above each CCFL 2 and Fresnel division Surface 1b is formed. FIG. 1 shows a set of Fresnels corresponding to a plano-convex cylindrical lens having only a plano-convex linear Fresnel lens corresponding to one CCFL 2 in the optical sheet 1, that is, one convex upper curved surface. Only the lens surface 1a and the Fresnel splitting surface 1b are shown.

従来例では、図８や図９に示すように、各フレネルレンズ面１１ａ，１３ａが凸状の曲面又は平面によって構成されている。しかしながら、本実施形態の光学シート１の各フレネルレンズ面１ａは、図１に示すように、円筒内面からなる凹状湾曲面によって構成されている。なお、図１〜図３及び図５に示す光学シート１も、図８や図９と同様に、図面を見やすくするために、フレネルレンズ面１ａの分割数を８分割として、これら各フレネルレンズ面１ａの左右方向の幅を広く誇張して示しているが、実際にはさらに多数に分割されるので、各フレネルレンズ面１ａの幅も極めて狭いものとなる。また、これら図１〜図３及び図５では、図面を見やすくするために、フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径を小さくして曲率を誇張して示しているが、実際にはもう少し曲率半径の大きい凹状湾曲面であってもよい。 In the conventional example, as shown in FIGS. 8 and 9, each Fresnel lens surface 11a, 13a is formed of a convex curved surface or a flat surface. However, as shown in FIG. 1, each Fresnel lens surface 1a of the optical sheet 1 of the present embodiment is configured by a concave curved surface formed of a cylindrical inner surface. The optical sheet 1 shown in FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 5 also has a Fresnel lens surface 1a divided into eight parts in order to make the drawing easier to see, as in FIG. 8 and FIG. Although the width in the left-right direction of 1a is broadly exaggerated, the width of each Fresnel lens surface 1a is extremely narrow because it is actually divided into a larger number. In FIGS. 1 to 3 and 5, in order to make the drawings easy to see, the curvature radius of the concave curved surface of the Fresnel lens surface 1 a is reduced to exaggerate the curvature. It may be a concave curved surface with a large radius.

ここで、光学シート１の各フレネルレンズ面１ａが図２に示すような平面である場合の傾斜角度θ_ｆを考える。空気中の屈折率をＮ_０（≒１）、光学シート１の屈折率をＮ_１とし、ＣＣＦＬ２からの光が光学シート１の下面に入射する角度をθ_１、この光が光学シート１の下面から入射した角度をθ_２とすると、これらの間には数１の関係があり、

この数１から角度θ_２は、数２により求めることができる。

Here, the inclination angle θ _f when each Fresnel lens surface 1a of the optical sheet 1 is a plane as shown in FIG. 2 will be considered. The refractive index in the air is N ₀ (≈1), the refractive index of the optical sheet 1 is N ₁ , the angle at which the light from the CCFL 2 is incident on the lower surface of the optical sheet 1 is θ ₁ , and this light is the lower surface of the optical sheet 1. If the angle incident from is θ ₂ , there is a relationship of Equation 1 between them,

From this equation 1, the angle θ ₂ can be obtained from equation ₂ .

また、光学シート１に入射した光がフレネルレンズ面１ａから出射しようとする角度をθ_３、この光がフレネルレンズ面１ａから出射した角度をθ_４とすると、これらの間には数３の関係がある。

さらに、フレネルレンズ面１ａの傾斜角度θ_ｆは、このフレネルレンズ面１ａから出射した光が垂直となるようにすることが目的であるため、角度θ_４と一致する。そして、角度θ_３＝θ_４−θ_２の関係にあるので、数３にこれらの関係を代入すると数４となる。

Further, if the angle at which the light incident on the optical sheet 1 is emitted from the Fresnel lens surface 1a is θ ₃ and the angle at which the light is emitted from the Fresnel lens surface 1a is θ ₄ , the relationship of Equation 3 is established between them. There is.

Further, the inclination angle θ _f of the Fresnel lens surface 1 a is the same as the angle θ ₄ because the purpose is to make the light emitted from the Fresnel lens surface 1 a perpendicular. Since there is a relationship of angle θ ₃ = θ ₄ −θ ₂ , Equation 4 is obtained by substituting these relationships into Equation 3.

従って、数４に数２を代入すれば、フレネルレンズ面１ａの傾斜角度θ_ｆは、ＣＣＦＬ２からの光が光学シート１の下面に入射する角度θ_１によって定まることになる。そして、各フレネルレンズ面１ａについて、左右方向の中央部付近から出射する光が光学シート１の下面に入射するときの角度θ_１をそれぞれ調べれば、各フレネルレンズ面１ａの傾斜角度θ_ｆを求めることができる。 Therefore, if Equation 2 is substituted into Equation 4, the inclination angle θ _f of the Fresnel lens surface 1 a is determined by the angle θ _{1 at} which the light from the CCFL 2 is incident on the lower surface of the optical sheet 1. For each of the Fresnel lens surface 1a, by examining the angle theta ₁ when the light emitted from the vicinity of the center portion in the lateral direction is incident on the lower surface of the optical sheet 1, respectively, obtains the inclination angle theta _f of the Fresnel lens surface 1a be able to.

本実施形態の光学シート１は、上記フレネルレンズ面１ａがそれぞれ同じ半径の円筒内面からなる凹状湾曲面となるようにしているが、この凹状湾曲面は、各フレネルレンズ面１ａにおいて、左右方向の中央部付近の傾斜角度が上記数２と数４によって定めた傾斜角度θ_ｆに一致するようにする。なお、各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径は、平凸型リニアフレネルレンズ状による集光作用が損なわれるのを防ぐために、このフレネルレンズ面１ａの分割ピッチの１／２以上であることが好ましく、平面の場合よりも十分に大きな拡散作用を発揮させるために、１本のＣＣＦＬ２に対応した、即ち１つの平凸型シリンドリカルレンズに対応した平凸型リニアフレネルレンズ状の部分における左右方向の幅以下であることが好ましい。 The optical sheet 1 of the present embodiment is configured such that the Fresnel lens surface 1a is a concave curved surface made of a cylindrical inner surface having the same radius, and this concave curved surface is in the horizontal direction on each Fresnel lens surface 1a. The inclination angle in the vicinity of the center portion is made to coincide with the inclination angle θ _f determined by the above equations 2 and 4. Note that the radius of curvature of the concave curved surface of each Fresnel lens surface 1a is ½ or more of the division pitch of the Fresnel lens surface 1a in order to prevent the condensing action by the plano-convex linear Fresnel lens shape from being impaired. In order to exhibit a sufficiently larger diffusion effect than in the case of a flat surface, the right and left portions of the plano-convex linear Fresnel lens-like portion corresponding to one CCFL 2, that is, corresponding to one plano-convex cylindrical lens It is preferable that the width is not more than the width in the direction.

この結果、図３に示すように、各フレネルレンズ面１ａの左右方向の中央部付近から出射する光は、従来例と同様に、垂直な上向きの光となるが、各フレネルレンズ面１ａの左右方向の端部付近から出射する光は、凹状湾曲面の拡散作用によって垂直よりも左右方向に傾いて広がった上向きの光となる。なお、各フレネルレンズ面１ａの分割ピッチを１．０ｍｍ以下にしておけば、十分に微少な幅の各フレネルレンズ面１ａごとに光を拡散するので、この拡散作用のムラを十分に小さくすることができる。 As a result, as shown in FIG. 3, the light emitted from the vicinity of the central portion in the left-right direction of each Fresnel lens surface 1a becomes vertical upward light as in the conventional example, but the right and left of each Fresnel lens surface 1a. The light emitted from the vicinity of the end portion in the direction becomes upward light that spreads by being inclined in the left-right direction from the vertical by the diffusion action of the concave curved surface. In addition, if the division pitch of each Fresnel lens surface 1a is set to 1.0 mm or less, light is diffused for each Fresnel lens surface 1a having a sufficiently small width. Can do.

上記構成により、本実施形態の光学シート１は、全体としては平凸型リニアフレネルレンズ状による左右方向の集光作用により、ＣＣＦＬ２から左右方向に放射状に広がる光を垂直な上向きの平行光に集光するが、各フレネルレンズ面１ａでは、凹状湾曲面の拡散作用によって、出射光を左右方向にある程度拡散させることができる。従って、この光学シート１の各フレネルレンズ面１ａから出射した光は、平凸型リニアフレネルレンズ状によって本来出射する方向の周囲にある程度広がって出射するようになる。 With the above-described configuration, the optical sheet 1 of the present embodiment collects light radially spreading from the CCFL 2 in the horizontal direction into vertical upward parallel light by the horizontal light condensing action of the plano-convex linear Fresnel lens as a whole. Although light is emitted, each Fresnel lens surface 1a can diffuse the emitted light to some extent in the left-right direction by the diffusion action of the concave curved surface. Accordingly, the light emitted from each Fresnel lens surface 1a of the optical sheet 1 is emitted to a certain extent around the direction of the original emission by the plano-convex linear Fresnel lens shape.

このため、本実施形態のバックライトユニットは、光学シート１から出射する光が垂直な上向きよりも左右方向にある程度広がりを有するので、液晶パネル４の正面から左右に移動した場合に輝度が急に低下するというようなことがなくなり、この液晶パネル４が広視野角化を図った場合にも、この広視野角化の性能を無駄なく発揮させることができるようになる。また、ＣＣＦＬ２の配置が左右方向にずれた場合にも、液晶パネル４の正面位置での輝度の低下を緩和することができ、一部のＣＣＦＬ２の配置のみがずれた場合にも、輝度ムラが発生するのを防止することができるようになる。 For this reason, since the light emitted from the optical sheet 1 has a certain degree of spread in the left-right direction rather than vertically upward, the backlight unit of the present embodiment has a sharp brightness when moving from the front of the liquid crystal panel 4 to the left and right. Even when the liquid crystal panel 4 achieves a wide viewing angle, the wide viewing angle performance can be exhibited without waste. Further, even when the arrangement of CCFL2 is shifted in the left-right direction, it is possible to mitigate a decrease in luminance at the front position of the liquid crystal panel 4, and even when only a part of the arrangement of CCFL2 is shifted, uneven luminance is caused. It is possible to prevent the occurrence.

ところで、図９で説明したように、各フレネルレンズ面１３ａが平面からなる平凸型リニアフレネルレンズ１３の場合にも、これらの各フレネルレンズ面１３ａの左右方向の端部から出射する光は、垂直よりも左右方向に僅かに傾いて広がった光となる。ただし、この光の拡散は、フレネルレンズ面１３ａにおける曲面との誤差によるものであるため、もともと僅かなものであり、しかも、実際のフレネルレンズ面１３ａの幅は微小であるため、このような誤差による光の広がりはないに等しい。また、従来は、このような光の拡散を、フレネルレンズ面１３ａの平面化の際の誤差によるフレネルレンズの性能の低下であるとして捉えていた。しかしながら、本実施形態は、各フレネルレンズ面１ａを凹状湾曲面とすることにより、この光の拡散を積極的に活用しようとするものであり、しかも、この光の拡散の大きさを任意に調整することもできるようになる。 Incidentally, as described with reference to FIG. 9, even in the case of the planoconvex linear Fresnel lens 13 in which each Fresnel lens surface 13a is a flat surface, the light emitted from the left and right ends of each Fresnel lens surface 13a is: The light spreads slightly tilting in the left-right direction from the vertical. However, since this light diffusion is caused by an error from the curved surface of the Fresnel lens surface 13a, it is originally slight, and since the actual width of the Fresnel lens surface 13a is very small, such an error is caused. Is not equivalent to the spread of light. Conventionally, such diffusion of light has been regarded as a decrease in the performance of the Fresnel lens due to an error in planarizing the Fresnel lens surface 13a. However, in this embodiment, each Fresnel lens surface 1a is formed as a concave curved surface so as to actively utilize this light diffusion, and the magnitude of this light diffusion is arbitrarily adjusted. You can also do it.

なお、上記実施形態の光学シート１では、各フレネルレンズ面１ａから出射した光が平均的には真っ直ぐ垂直な上向きの光となるように、この各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面における左右方向の中央部付近の傾斜角度が上記数２と数４によって定めた傾斜角度θ_ｆに一致するように定めた場合を示したが、一般的には、この凹状湾曲面における最大傾斜角度と最小傾斜角度との間にこの傾斜角度θ_ｆが入っていれば足りる。また、垂直な平行光線を出射する目的以外で光学シート１を用いる場合には、別途の規則に基づいて各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面を定めることができる。 In the optical sheet 1 of the above-described embodiment, the light emitted from each Fresnel lens surface 1a becomes, on average, straight and upward light in the horizontal direction on the concave curved surface of each Fresnel lens surface 1a. Although the case where the inclination angle in the vicinity of the central portion is determined so as to coincide with the inclination angle θ _f determined by the above equations 2 and 4, in general, the maximum inclination angle and the minimum inclination angle in the concave curved surface is shown. It is sufficient if this inclination angle θ _f is included in between. Further, when the optical sheet 1 is used for a purpose other than the purpose of emitting a vertical parallel light beam, the concave curved surface of each Fresnel lens surface 1a can be determined based on a separate rule.

また、上記実施形態の光学シートでは、各フレネルレンズ面１ａから出射した光の拡散の程度が同じになるように、これらの各フレネルレンズ面１ａが同じ半径の円筒内面からなる凹状湾曲面で構成されるようにしたが、各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径は必ずしも同じでなくてもよい。例えば、光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心部が左右方向の周辺部に比べて、フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径が小さくなるようにして、この中心部ほど光をより左右方向に広く拡散させるようにすることもできる。 In the optical sheet of the above embodiment, each of the Fresnel lens surfaces 1a is formed of a concave curved surface made of a cylindrical inner surface having the same radius so that the degree of diffusion of the light emitted from each Fresnel lens surface 1a is the same. However, the radius of curvature of the concave curved surface of each Fresnel lens surface 1a is not necessarily the same. For example, the radius of curvature of the concave curved surface of the Fresnel lens surface 1a is smaller at the center of the plano-convex linear Fresnel lens-shaped portion corresponding to one CCFL 2 in the optical sheet 1 than at the peripheral portion in the left-right direction. In this way, the light can be diffused more widely in the left-right direction as the center portion is formed.

ただし、各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径を小さくしすぎると、図２に示した角度θ_３が大きくなりすぎて光が全反射を起こしＣＣＦＬ２からの光の有効利用が図れないので、この曲率半径は、全反射が起こらない程度の範囲とすることが好ましい。特に、１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分における左右方向の周辺部のフレネルレンズ面１ａほど上記傾斜角度θ_ｆが大きくなるので、全反射を起こさないようにするための最小曲率半径も大きくなる。 However, if the radius of curvature of the concave curved surface of the Fresnel lens surface 1a is too small, the light becomes too large an angle theta ₃ shown in FIG. 2 can not be achieved effective utilization of light from CCFL2 cause total reflection The radius of curvature is preferably in a range where total reflection does not occur. In particular, since the inclination angle θ _f increases toward the peripheral Fresnel lens surface 1a in the left-right direction in the plano-convex linear Fresnel lens-shaped portion corresponding to one CCFL 2, the total reflection is not caused. The minimum radius of curvature also increases.

本実施形態の光学シート１の一例について、上記各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の最小曲率半径を計算した結果を表１に示すと共に、この計算結果をグラフにしたものを図４に示す。 The result of calculating the minimum curvature radius of the concave curved surface of each Fresnel lens surface 1a for an example of the optical sheet 1 of the present embodiment is shown in Table 1, and a graph of the calculation result is shown in FIG.

ここでは、光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の左右方向の幅が３０．００ｍｍ（中心からは左右方向に１５．００ｍｍずつ）、焦点距離が２０．００ｍｍ、各フレネルレンズ面１ａの分割ピッチが０．５０ｍｍ、光学シート１として用いたポリカーボネートの屈折率が１．５８６、光学シート１のレンズ厚が１．５０ｍｍである場合の最小曲率半径を計算した。この表１と図４において、「中心からの距離」は、１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分における中心から左右方向に離れた位置を示すものであり、表１では、中心から左側又は右側に０．５０ｍｍのピッチで並ぶ各フレネルレンズ面１ａの左右方向の中央位置ごとに最小曲率半径を計算している。 Here, the width in the left-right direction of the plano-convex linear Fresnel lens-shaped portion corresponding to one CCFL 2 in the optical sheet 1 is 30.00 mm (15.00 mm in the left-right direction from the center), and the focal length is 20. The minimum radius of curvature was calculated when 00 mm, the division pitch of each Fresnel lens surface 1 a was 0.50 mm, the refractive index of the polycarbonate used as the optical sheet 1 was 1.586, and the lens thickness of the optical sheet 1 was 1.50 mm. . In Table 1 and FIG. 4, the “distance from the center” indicates a position in the left-right direction away from the center in the plano-convex linear Fresnel lens-like portion corresponding to one CCFL2. The minimum radius of curvature is calculated for each central position in the left-right direction of each Fresnel lens surface 1a arranged at a pitch of 0.50 mm from the center to the left or right.

この表１と図４から分かるように、最も中心に近いフレネルレンズ面１ａ（左右方向の中央位置が中心から０．２５ｍｍの距離にあるフレネルレンズ面１ａ）の最小曲率半径は０．２９２２ｍｍであるが、最も中心から遠いフレネルレンズ面１ａ（左右方向の中央位置が中心から１４．７５ｍｍの距離にあるフレネルレンズ面１ａ）の最小曲率半径は２．３７１５ｍｍとなり、左右方向の周辺部のフレネルレンズ面１ａほど最小曲率半径が大きくなる。 As can be seen from Table 1 and FIG. 4, the minimum curvature radius of the Fresnel lens surface 1a closest to the center (the Fresnel lens surface 1a whose center in the left-right direction is a distance of 0.25 mm from the center) is 0.2922 mm. However, the minimum curvature radius of the Fresnel lens surface 1a farthest from the center (Fresnel lens surface 1a whose center in the left-right direction is at a distance of 14.75 mm from the center) is 2.3715 mm, and the Fresnel lens surface in the peripheral portion in the left-right direction The minimum radius of curvature increases with 1a.

また、上記実施形態の光学シート１では、各フレネルレンズ面１ａが円筒内面からなる凹状湾曲面で構成される場合を示したが、円筒内面以外の例えば楕円筒内面等の凹状湾曲面で構成されていてもよく、さらに、多角筒内面状のように複数の平面を組み合わせた凹面によって構成されていてもよい。つまり、この凹面は、連続的な凹状湾曲面の他に、複数の平面や凹状湾曲面を組み合わせたものであってもよい。しかも、本来平面状であったフレネルレンズ面１ａの全体が、この本来の平面よりも完全に窪んでいる必要はなく、この本来の平面の一部のみが窪んでいてもよい。例えば、円筒内面からなる凹状湾曲面の曲率半径が極めて短い場合には、フレネルレンズ面１ａの全体をこの凹状湾曲面で構成すると、この凹状湾曲面の端部で光が到達しない部分が生じたり、光を全反射する部分が生じるおそれがあるので、このフレネルレンズ面１ａの本来の平面の一部にのみ凹状湾曲面を形成するようにしてもよい。従って、このフレネルレンズ面１ａの凹面とは、このフレネルレンズ面１ａの本来の平面よりも突出した部分がなく、少なくとも一部に窪んだ部分のある全ての面をいう。このような凹面であれば、局所的にはともかく、フレネルレンズ面１ａの全体では、光を拡散させる作用を有するからである。 Moreover, in the optical sheet 1 of the said embodiment, although the case where each Fresnel lens surface 1a was comprised with the concave curved surface which consists of a cylindrical inner surface was shown, it is comprised with concave curved surfaces, such as ellipse cylinder inner surfaces other than a cylindrical inner surface. Furthermore, you may be comprised by the concave surface which combined several planes like polygonal cylinder inner surface shape. That is, this concave surface may be a combination of a plurality of flat surfaces or concave curved surfaces in addition to a continuous concave curved surface. In addition, the entire Fresnel lens surface 1a, which is originally flat, does not have to be completely recessed from the original plane, and only a part of the original plane may be recessed. For example, when the radius of curvature of the concave curved surface formed by the cylindrical inner surface is extremely short, if the entire Fresnel lens surface 1a is configured by this concave curved surface, a portion where light does not reach at the end of the concave curved surface may be generated. Since a part that totally reflects light may occur, a concave curved surface may be formed only on a part of the original flat surface of the Fresnel lens surface 1a. Accordingly, the concave surface of the Fresnel lens surface 1a refers to all surfaces having no recessed portion at least partially and not protruding from the original flat surface of the Fresnel lens surface 1a. This is because, if such a concave surface is used locally, the entire Fresnel lens surface 1a has a function of diffusing light.

また、上記実施形態の光学シート１では、フレネル分割面１ｂが左右方向に直交する垂直な平面である場合を示したが、これらのフレネル分割面１ｂは、必ずしも垂直な平面である必要はなく、左右方向に傾斜した平面や、このような平面に近い湾曲面であってもよく、さらに、前後方向にも真っ直ぐである必要はなく、途中で折れ曲がったり湾曲していてもよい。例えば、図５では、１組のフレネル分割面１ｂが左右方向の両端部ほど左右方向の外側に広がるように傾斜した平面となっている場合を示す。この場合、ＣＣＦＬ２から左右方向に放射状に広がって出射される光が各フレネル分割面１ｂに遮られて光の利用効率が低下するのを防止することができる。 Moreover, in the optical sheet 1 of the said embodiment, although the case where the Fresnel division | segmentation surface 1b was a perpendicular | vertical plane orthogonal to the left-right direction was shown, these Fresnel division | segmentation surfaces 1b do not necessarily need to be a perpendicular | vertical plane, It may be a plane inclined in the left-right direction or a curved surface close to such a plane, and further does not have to be straight in the front-rear direction, and may be bent or curved in the middle. For example, FIG. 5 shows a case where one set of Fresnel dividing surfaces 1b are inclined planes so that both ends in the left-right direction spread outward in the left-right direction. In this case, it is possible to prevent light emitted from the CCFL 2 from being spread radially and blocked by each Fresnel dividing surface 1b, thereby reducing the light use efficiency.

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が透明な樹脂シートからなる場合を示したが、透光性（光を透過するものであれば、透明でなくてもよい）を有するものであればよいので、必ずしも透明である必要はない。さらに、この光学シート１は、アクリルビーズやシリカ粒等の拡散剤を含有する透光性材料からなるものであってもよい。このような拡散剤を含有していれば、光学シート１内で光を十分に拡散させることができるので、バックライトユニットに高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。 Moreover, although the case where this optical sheet 1 consists of a transparent resin sheet was shown in the optical sheet 1 of the said embodiment, it has translucency (it does not need to be transparent as long as it permeate | transmits light). It is not always necessary to be transparent, as long as it is anything. Further, the optical sheet 1 may be made of a translucent material containing a diffusing agent such as acrylic beads or silica particles. If such a diffusing agent is contained, light can be sufficiently diffused in the optical sheet 1, so that it is not necessary to add an expensive diffusing sheet or the like to the backlight unit.

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が樹脂シートである場合を示したが、透光性材料からなるシート状（薄板状も含む）のものであればよいので、薄板状のガラス等であってもよい。 Moreover, in the optical sheet 1 of the said embodiment, although the case where this optical sheet 1 was a resin sheet was shown, since it should just be a sheet form (a thin plate form is also included) which consists of a translucent material, it is thin plate shape The glass may be used.

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が平凸型リニアフレネルレンズ状である場合を示したが、両面が凸型のリニアフレネルレンズ状や、裏面が凹型であり全体として凸レンズを構成するリニアフレネルレンズ状でもよく、これらの凸型リニアフレネルレンズ状一般に実施可能である。 Further, in the optical sheet 1 of the above embodiment, the optical sheet 1 has a plano-convex linear Fresnel lens shape, but the both surfaces are convex linear Fresnel lens shapes, or the back surface is concave and the entire convex lens. The shape of the linear Fresnel lens may be used, and these convex linear Fresnel lens shapes can be generally implemented.

また、上記実施形態の光学シート１では、この光学シート１が左右方向にのみ集光作用を有する凸型リニアフレネルレンズ状である場合を示したが、前後左右方向に均等に集光作用を有する通常の球面や非球面の凸レンズに対応する凸型フレネルレンズ状の光学シートや、その他の集光作用を有する凸型フレネルレンズ状の光学シートにも同様に実施可能である。上記実施形態の場合には、本来平面状のフレネルレンズ面１ａを円筒内面等からなる凹面にしたが、通常の凸レンズに対応する光学シートの場合には、フレネルレンズ面が同心円状に分割されるので、本来円錐面状となるフレネルレンズ面をさらに窪んだ環状円筒内面からなる凹面とすればよい。さらに、光学シートの形状も方形や円形状に限らず、多角形や楕円等、任意の形状とすることができる。 Moreover, in the optical sheet 1 of the said embodiment, although the case where this optical sheet 1 was a convex linear Fresnel lens shape which has a condensing effect only in the left-right direction was shown, it has a condensing effect equally in the front-back left-right direction. The present invention can be similarly applied to a convex Fresnel lens-shaped optical sheet corresponding to a normal spherical or aspherical convex lens, and other convex Fresnel lens-shaped optical sheets having a condensing function. In the case of the above embodiment, the originally planar Fresnel lens surface 1a is a concave surface made of a cylindrical inner surface or the like. However, in the case of an optical sheet corresponding to a normal convex lens, the Fresnel lens surface is divided concentrically. Therefore, the Fresnel lens surface, which is originally conical, may be a concave surface made of an inner surface of an annular cylinder that is further recessed. Furthermore, the shape of the optical sheet is not limited to a square shape or a circular shape, but may be an arbitrary shape such as a polygon or an ellipse.

また、上記実施形態のバックライトユニットでは、光源として直管型のＣＣＦＬ２を用いる場合を示したが、必ずしも直管型である必要はなく、例えばＵ字管等を用いることもできる。さらに、必ずしもＣＣＦＬ２である必要はなく、一般照明用の蛍光管と同様の熱陰極管等を用いたり、ＬＥＤ（発光ダイオード）並べて用いることもでき、光源の種類は限定されない。しかも、光源は、線光源である必要もなく、例えば通常の凸レンズに対応する光学シート等の場合には、点光源を用いることが多い。さらに、反射板３も必須ではなく、例えば上記実施形態のＣＣＦＬ２の下方に別の光学シート１を配置して、上下双方に光を供給することも可能である。 Moreover, in the backlight unit of the said embodiment, although the case where the straight tube type CCFL2 was used as a light source was shown, it does not necessarily need to be a straight tube type, for example, a U-shaped tube etc. can also be used. Furthermore, it is not always necessary to use CCFL2, and a hot cathode tube similar to a fluorescent tube for general illumination can be used, or LEDs (light emitting diodes) can be used side by side, and the type of light source is not limited. In addition, the light source does not need to be a line light source. For example, in the case of an optical sheet or the like corresponding to a normal convex lens, a point light source is often used. Furthermore, the reflecting plate 3 is not essential. For example, another optical sheet 1 may be disposed below the CCFL 2 of the above-described embodiment, and light may be supplied to both the upper and lower sides.

また、上記実施形態のバックライトユニットは、光学シート１の上方に直接液晶パネル４を配置する場合を示したが、この光学シート１の上方及び／又は下方には、拡散シート等を配置することもできる。さらに、上記実施形態のバックライトユニットは、液晶パネル４以外のバックライトとして用いることもできる。 Moreover, although the backlight unit of the said embodiment showed the case where the liquid crystal panel 4 was arrange | positioned directly above the optical sheet 1, a diffusion sheet etc. are arrange | positioned above and / or below this optical sheet 1. FIG. You can also. Furthermore, the backlight unit of the above embodiment can also be used as a backlight other than the liquid crystal panel 4.

上記実施形態の光学シート１の実施例と、従来例で示した光学シート１の比較例を作製した。そして、これらの光学シート１を用いたバックライトユニットにおいて、ＣＣＦＬ２の位置を左右方向にずらしたときの正面輝度を測定した結果を表２に示すと共に、この測定結果をグラフにしたものを図６に示す。 The example of the optical sheet 1 of the said embodiment and the comparative example of the optical sheet 1 shown by the prior art example were produced. And in the backlight unit using these optical sheets 1, the result of measuring the front luminance when the position of the CCFL 2 is shifted in the left-right direction is shown in Table 2, and the result of the measurement is shown as a graph in FIG. Shown in

ここでは、光学シート１における１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心位置の真上の正面位置での正面輝度を測定した。この１本のＣＣＦＬ２に対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分は、左右方向の幅が３０．００ｍｍ、焦点距離が２０．００ｍｍ、各フレネルレンズ面１ａの分割ピッチが０．５０ｍｍ、光学シート１として用いたポリカーボネートの屈折率が１．５８６、光学シート１のレンズ厚が１．５０ｍｍである。また、実施例の光学シート１における各フレネルレンズ面１ａの凹状湾曲面の曲率半径は２．５ｍｍとした。ＣＣＦＬ２は、光学シート１における対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分の中心位置の真下の焦点位置に配置した場合を位置ずれが０．０ｍｍであるとし、左右方向に０．５ｍｍずつ２．０ｍｍまでずらして配置した場合の正面輝度をそれぞれ測定した。 Here, the front luminance at the front position directly above the center position of the plano-convex linear Fresnel lens-shaped portion corresponding to one CCFL 2 in the optical sheet 1 was measured. The plano-convex linear Fresnel lens-shaped portion corresponding to this single CCFL 2 has a lateral width of 30.00 mm, a focal length of 20.00 mm, a division pitch of each Fresnel lens surface 1a of 0.50 mm, an optical sheet The polycarbonate used as 1 has a refractive index of 1.586, and the optical sheet 1 has a lens thickness of 1.50 mm. The curvature radius of the concave curved surface of each Fresnel lens surface 1a in the optical sheet 1 of the example was 2.5 mm. The CCFL 2 has a positional deviation of 0.0 mm when it is arranged at a focal position immediately below the center position of the corresponding plano-convex linear Fresnel lens-like portion in the optical sheet 1, and 0.5 mm in the left-right direction. The front luminance when each was shifted to 0 mm was measured.

この表２と図６から明らかなように、比較例では、ＣＣＦＬ２の中心からの位置ずれが大きくなるほど正面輝度が低下するのに対して、実施例では、ＣＣＦＬ２の位置ずれが２．０ｍｍ程度では、正面輝度が低下することなくほとんど変化がないことが分かった。 As is apparent from Table 2 and FIG. 6, in the comparative example, the front luminance decreases as the positional deviation from the center of CCFL2 increases, whereas in the example, when the positional deviation of CCFL2 is about 2.0 mm. It was found that there was almost no change without lowering the front brightness.

本発明の一実施形態を示すものであって、バックライトユニットに用いられる光学シートにおける１本のＣＣＦＬに対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分を示す縦断面正面図である。1 is a longitudinal sectional front view showing a plano-convex linear Fresnel lens-like portion corresponding to one CCFL in an optical sheet used in a backlight unit, showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面の凹状湾曲面の基礎となる平面の傾斜角度の算出方法を示す部分拡大縦断面正面図である。1 is a partially enlarged longitudinal sectional front view illustrating a method of calculating a tilt angle of a plane that is a basis of a concave curved surface of each Fresnel lens surface in the optical sheet illustrated in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. . 本発明の一実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面の凹状湾曲面による拡散作用を示す部分拡大縦断面正面図である。1 shows an embodiment of the present invention, and in the optical sheet shown in FIG. 1, is a partially enlarged longitudinal sectional front view showing a diffusion action by a concave curved surface of each Fresnel lens surface. 本発明の一実施形態を示すものであって、図１に示す光学シートにおいて、各フレネルレンズ面の凹状湾曲面の最小曲率半径を計算した結果を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an embodiment of the present invention, and showing the result of calculating the minimum curvature radius of the concave curved surface of each Fresnel lens surface in the optical sheet shown in FIG. 1. 本発明の一実施形態を示すものであって、フレネル分割面が傾斜面である光学シートにおける１本のＣＣＦＬに対応する平凸型リニアフレネルレンズ状の部分を示す縦断面正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional front view showing a plano-convex linear Fresnel lens-like part corresponding to one CCFL in an optical sheet having an inclined surface as a Fresnel dividing surface, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例を示すものであって、ＣＣＦＬを左右方向にずらして配置した場合のバックライトユニットの正面輝度を示すグラフである。It is a graph which shows the Example of this invention, Comprising: The front luminance of the backlight unit at the time of arrange | positioning CCFL shifted in the left-right direction is shown. 光学シートを用いたバックライトユニットの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the backlight unit using an optical sheet. 従来例を示すものであって、平凸型リニアフレネルレンズを、対応する平凸型シリンドリカルレンズと共に示す縦断面正面図である。It is a longitudinal cross-sectional front view which shows a prior art example and shows a plano-convex type linear Fresnel lens with a corresponding plano-convex type cylindrical lens. 従来例を示すものであって、図８に示す平凸型リニアフレネルレンズにおいて、各フレネルレンズ面が平面で構成された場合を示す縦断面正面図である。FIG. 9 shows a conventional example, and is a longitudinal sectional front view showing a case where each Fresnel lens surface is a flat surface in the plano-convex linear Fresnel lens shown in FIG. 8.

Explanation of symbols

１光学シート
１ａフレネルレンズ面
１ｂフレネル分割面
２ＣＣＦＬ
３反射板
４液晶パネル
１１平凸型リニアフレネルレンズ
１１ａフレネルレンズ面
１１ｂフレネル分割面
１２平凸型シリンドリカルレンズ
１２ａ上曲面
１３平凸型リニアフレネルレンズ
１３ａフレネルレンズ面
１３ｂフレネル分割面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical sheet 1a Fresnel lens surface 1b Fresnel division surface 2 CCFL
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Reflector 4 Liquid crystal panel 11 Plano-convex linear Fresnel lens 11a Fresnel lens surface 11b Fresnel division surface 12 Plano-convex cylindrical lens 12a Upper curved surface 13 Plano-convex linear Fresnel lens 13a Fresnel lens surface 13b Fresnel division surface

Claims

In a convex Fresnel lens-shaped optical sheet,
An optical sheet characterized in that each Fresnel lens surface divided into Fresnel lens shapes is formed as a concave surface.

In a convex linear Fresnel lens-shaped optical sheet,
An optical sheet characterized in that each Fresnel lens surface divided into linear Fresnel lens shapes is formed into a concave surface.

The optical sheet according to claim 2, wherein each Fresnel lens surface is divided into a linear Fresnel lens shape with a pitch of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.

Each of the Fresnel lens surfaces has a radius equal to or greater than ½ of the division pitch of the Fresnel lens surface and a radius equal to or less than the length in the division direction in the convex linear Fresnel lens-like portion corresponding to one convex cylindrical lens. The optical sheet according to claim 2, wherein the optical sheet is formed in a concave surface made of an inner surface.

The optical sheet according to claim 1, wherein the optical sheet is made of a translucent material containing a diffusing agent.

A backlight unit using an optical sheet, wherein the optical sheet according to any one of claims 1 to 5 is disposed in front of one or more light sources.