JP2010249851A - Light source element, light control member, and image display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の光源を有する面光源素子と、面光源素子が備える光制御部材及びこの面光源素子を用いた画像表示装置に関するものであり、特に、大型で高輝度と輝度均一性が要求される照明看板装置、液晶ディスプレイ装置等に用いられる直下方式の面光源素子と、面光源素子が備える光制御部材及びこの面光源素子を用いた画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a surface light source element having a plurality of light sources, a light control member provided in the surface light source element, and an image display apparatus using the surface light source element, and particularly requires a large size, high luminance, and luminance uniformity. The present invention relates to a direct-type surface light source element used in an illuminated signage device, a liquid crystal display device, and the like, a light control member provided in the surface light source element, and an image display device using the surface light source element.
例えば、画像表示装置に用いられる面光源素子では、エッジライト方式と直下方式がある。エッジライト方式は、導光板の端面に配置した光源からの光を、導光板によって端面と直交する主面から正面方向に取り出す方式であり、直下方式は、複数の光源を装置の背面に並べ、拡散板に光を入射し、拡散板で光を均一化して入射面と対向する出射面に光を取り出す方式である。 For example, surface light source elements used in image display devices include an edge light method and a direct light method. The edge light method is a method of taking out light from a light source arranged on the end face of the light guide plate in a front direction from the main surface orthogonal to the end face by the light guide plate, and the direct method is arranging a plurality of light sources on the back of the device, In this method, light is incident on the diffusion plate, the light is made uniform by the diffusion plate, and the light is extracted to the exit surface opposite to the incident surface.
携帯電話やモバイルパソコンに用いられる画像表示装置では、装置の薄さが要求される為、光源を装置の側端に備えることで薄型に対して有利なエッジライト方式が主流である。一方で、テレビやパソコンのモニタでは、画像表示装置の大型化、高輝度化、低消費電力化の要求が高まっている。大型の画面では、画面面積に対する周辺部の長さの割合が減少し、十分な輝度を得ることが出来ない。また、導光板が厚くなり、重量が増加する。従って、大型の面光源素子では直下方式が主流となっている。 In an image display device used for a mobile phone or a mobile personal computer, thinness of the device is required. Therefore, an edge light method that is advantageous for thinning is mainly used by providing a light source at a side end of the device. On the other hand, with respect to television and personal computer monitors, there are increasing demands for larger image display devices, higher brightness, and lower power consumption. In a large screen, the ratio of the length of the peripheral portion to the screen area is reduced, and sufficient luminance cannot be obtained. In addition, the light guide plate becomes thick and the weight increases. Therefore, the direct type is the mainstream for large surface light source elements.
直下方式の面光源素子においては、輝度均一性の向上、正面輝度の向上、薄型化、低消費電力化即ち省エネルギー化が要求される。輝度均一性は、特には、光源像による画面中の明暗差の解消が挙げられ、画像表示装置、照明看板等の照射面を観察する用途では重要である。 In the direct-type surface light source element, improvement in luminance uniformity, improvement in front luminance, reduction in thickness, and reduction in power consumption, that is, energy saving are required. The luminance uniformity is particularly important for eliminating the light / dark difference in the screen due to the light source image, and is important for applications such as image display devices and illuminated signboards.
直下方式の面光源素子は、光源、反射板、拡散板、拡散シート等を備えている。反射板は光源から背面側に出射した光を正面方向に反射させ、拡散板は光を拡散させる微粒子が分散されており、光源の像を低減する機能を有している。また、更に輝度均一性を高め、正面輝度を向上させる為に拡散シートやプリズムシートが使用されている。 The direct-type surface light source element includes a light source, a reflection plate, a diffusion plate, a diffusion sheet, and the like. The reflection plate reflects light emitted from the light source to the back side in the front direction, and the diffusion plate has a function of reducing the image of the light source in which fine particles that diffuse light are dispersed. Further, a diffusion sheet or a prism sheet is used in order to further improve the luminance uniformity and improve the front luminance.
高い輝度均一性を実現する手段には、多数の光源を密に配置することや、拡散板の微粒子を増加させることが挙げられるが、いずれも省エネルギーの観点から好ましくない。 Means for realizing high luminance uniformity include arranging a large number of light sources densely and increasing the number of fine particles of the diffusion plate, both of which are not preferable from the viewpoint of energy saving.
輝度均一性と正面輝度を改善する別の手段として、反射板に独特の形状を持たせること(例えば、特許文献1参照)が提案されているが、光源との位置合わせが必要であり、生産効率の低下や反射板の形状によって薄型化が阻害される可能性がある。また光源毎に、光源に対向して反射部材を設置する方法(例えば、特許文献2参照)や、光源毎に、例えばフレネルレンズのような光線方向変換素子を設置する方法(例えば、特許文献3参照)が提案されているが、光源との正確な位置合わせが必要であり、生産効率の低下を招く。 As another means for improving the luminance uniformity and the front luminance, it has been proposed to give the reflector a unique shape (see, for example, Patent Document 1), but it needs to be aligned with the light source and produced. Thinning may be hindered by a decrease in efficiency and the shape of the reflector. In addition, for each light source, a method of installing a reflecting member facing the light source (for example, see Patent Document 2) and a method of installing a light beam direction conversion element such as a Fresnel lens for each light source (for example, Patent Document 3). Have been proposed, but accurate alignment with the light source is required, leading to a reduction in production efficiency.
また、輝度均一性を高める為に、畝状の凸部を出射面に形成した拡散板を使用すること(例えば、特許文献4、特許文献5参照)が提案されている。この拡散板は、光を拡散させる微粒子の大幅な削減、もしくは不使用を実現し、光の利用効率が高い為に省エネルギーの観点から適している。また、光源との厳密な位置合わせの必要がないことから高い生産効率が得られる。しかし、この拡散板は、正面方向には高い輝度均一性を得ることができるものの、斜め方向からは光源像が視認され、画像表示装置に使用した場合には、画面品位の低下を招く。 In addition, in order to improve luminance uniformity, it has been proposed to use a diffuser plate in which a ridge-shaped convex portion is formed on the exit surface (see, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5). This diffuser plate is suitable from the viewpoint of energy saving because it achieves a significant reduction or no use of fine particles for diffusing light and has high light use efficiency. In addition, high production efficiency can be obtained because there is no need for precise alignment with the light source. However, although this diffuser plate can obtain high luminance uniformity in the front direction, the light source image is viewed from the oblique direction, and when used in an image display device, the screen quality is degraded.
そこで、本発明では、例えば画像表示装置等に用いられる直下型の面光源素子であって、高輝度で、かつ、正面方向と、斜め方向との輝度の均一性が高く、かつ、光の利用効率及び生産性が高い面光源素子と、当該面光源素子が備える光制御部材及び当該面光源素子を用いた画像表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, for example, a direct-type surface light source element used for an image display device or the like, which has high luminance, high luminance uniformity in the front direction and oblique direction, and utilization of light. An object of the present invention is to provide a surface light source element with high efficiency and productivity, a light control member included in the surface light source element, and an image display device using the surface light source element.
本発明では、一般に用いられている光を拡散させる微粒子を分散させた拡散板を、出射面に交互に配置された第1畝状凸部と第2畝状凸部とを有する光制御部材に置き換えることによって上記の課題を解決する。具体的には、光制御部材は、第2畝状凸部で不要な方向に出射した光を第1畝状凸部に再度入射させることによって斜め方向に出射する光を制御することを可能とする第1畝状凸部と第2畝状凸部とを備える。 In the present invention, a diffusion plate in which fine particles for diffusing light, which are generally used, are dispersed is used as a light control member having first and second ridge-like convex portions alternately arranged on the exit surface. The above-mentioned problem is solved by replacing. Specifically, the light control member can control the light emitted in the oblique direction by causing the light emitted in the unnecessary direction by the second hook-shaped convex portion to enter the first hook-shaped convex portion again. A first hook-like convex part and a second hook-like convex part.
即ち、本発明の面光源素子の一態様は、
X軸と、X軸に直交するY軸とに平行なX−Y平面の法線の一方を正面方向として、
少なくとも、複数の光源と、前記複数の光源からの光を反射する反射板と、少なくとも1枚のシート状、またはフィルム状の光制御部材とを備え、
前記反射板と、前記光制御部材とは、前記X−Y平面に平行に配置され、
前記複数の光源は、前記X−Y平面に平行な仮想平面内に離散的に配置され、
前記反射板と、前記複数の光源と、前記光制御部材とがこの順に正面方向に向かって配置されている面光源素子であり、
前記光制御部材は、
主に光が出射する側に、X軸に直交し且つY軸に平行な複数の第1畝状凸部と、X軸に直交しY軸に平行な複数の第2畝状凸部とからなる光制御手段を備え、
第1畝状凸部と第2畝状凸部はX軸方向に沿って交互に配置され、
前記第1畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する平面における断面幅をa1、
前記第1畝状凸部の高さをb1、
前記第2畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する平面における断面幅をa2、
前記第2畝状凸部の高さをb2として、
θ=tan−1[(a1+a2)/2/(b1−b2)]
としたとき、θが40度以上60度以下であることを特徴とする。
That is, one aspect of the surface light source element of the present invention is:
One of the normals of the XY plane parallel to the X axis and the Y axis perpendicular to the X axis is defined as the front direction,
Comprising at least a plurality of light sources, a reflecting plate for reflecting light from the plurality of light sources, and at least one sheet-shaped or film-shaped light control member,
The reflector and the light control member are arranged in parallel to the XY plane,
The plurality of light sources are discretely arranged in a virtual plane parallel to the XY plane,
The surface light source element in which the reflector, the plurality of light sources, and the light control member are arranged in this order toward the front direction,
The light control member is
Mainly on the side from which light is emitted, a plurality of first hook-shaped protrusions orthogonal to the X-axis and parallel to the Y-axis, and a plurality of second hook-shaped protrusions orthogonal to the X-axis and parallel to the Y-axis Comprising light control means
The first hook-shaped protrusions and the second hook-shaped protrusions are alternately arranged along the X-axis direction,
The cross-sectional width of the first hook-shaped convex portion in a plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis is a1,
B1 is the height of the first hook-shaped protrusion.
A cross-sectional width of the second hook-shaped convex portion in a plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis is a2,
The height of the second hook-shaped convex part is b2,
θ = tan-1 [(a1 + a2) / 2 / (b1-b2)]
In this case, θ is 40 degrees or more and 60 degrees or less.
また、発明の面光源素子の一態様において、
前記第1畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線のX軸に対する傾きの最大値が52度以上80度以下の範囲であることを特徴とする。
In one aspect of the surface light source element of the invention,
The maximum value of the inclination with respect to the X-axis of the outline of the cross section of the first hook-shaped convex portion parallel to the X-axis and perpendicular to the Y-axis is in the range of 52 degrees or more and 80 degrees or less.
さらに、発明の面光源素子の一態様において、
前記第2畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線のX軸に対する傾きの最大値が45度以上80度以下の範囲であることが好ましく、
前記第1畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線が、楕円又は放物線又は多項式の一部からなる曲線からなることが好ましい。
さらに、前記第2畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線が、楕円又は放物線又は多項式の一部からなる曲線からなることが好ましく、
X軸に平行且つY軸に直交する平面における、前記第1畝状凸部の断面幅a1と、前記第1畝状凸部の高さb1の比b1/a1が、0.28以上0.58以下であることが好ましい。
Furthermore, in one aspect of the surface light source element of the invention,
It is preferable that the maximum value of the inclination with respect to the X axis of the contour line of the cross section of the second hook-shaped convex portion parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis is in a range of 45 degrees to 80 degrees,
It is preferable that the outline of the cross section of the first hook-shaped convex portion parallel to the X axis and orthogonal to the Y axis is a curve formed of an ellipse, a parabola, or a part of a polynomial.
Furthermore, it is preferable that the contour line of the cross section of the second hook-shaped convex portion parallel to the X axis and orthogonal to the Y axis is composed of an ellipse, a parabola, or a part of a polynomial,
A ratio b1 / a1 between the cross-sectional width a1 of the first hook-shaped convex portion and the height b1 of the first hook-shaped convex portion in a plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis is 0.28 or more and 0.00. It is preferable that it is 58 or less.
また、本発明の光制御部材の一態様は、上述した面発光素子が備えている部材である。さらに、本発明の画像表示装置の一態様は、上述した面光源素子の正面方向に透過型表示装置を配置したものである。 Moreover, one aspect of the light control member of the present invention is a member provided in the surface light emitting element described above. Furthermore, in one aspect of the image display device of the present invention, a transmissive display device is arranged in the front direction of the surface light source element described above.
本発明に用いる光制御部材は、出射面に第1畝状凸部と第2畝状凸部とからなる光制御手段を備え、第2畝状凸部から斜め方向に出射した光を第2畝状凸部に入射させることによって、正面方向へ出射する光の制御と斜め方向への光の制御とを実現し、正面方向、斜め方向共に光源像を低減した高い輝度の均一性を実現する機能を有している。 The light control member used in the present invention includes light control means including a first hook-shaped convex portion and a second hook-shaped convex portion on the emission surface, and secondly outputs light emitted obliquely from the second hook-shaped convex portion. By making it incident on the ridge-shaped convex part, control of light emitted in the front direction and control of light in the diagonal direction are realized, and high luminance uniformity is achieved by reducing the light source image in both the front direction and the diagonal direction. It has a function.
光制御手段を有した光制御部材の使用により、微粒子拡散材の使用を回避または大幅に削減することが可能であり、光の吸収や不要な方向への出光が低減されるために、光の利用効率を高め、省エネルギー化を実現できる。 By using a light control member having a light control means, it is possible to avoid or greatly reduce the use of a fine particle diffusing material, and to reduce light absorption and light emission in unnecessary directions. Use efficiency can be improved and energy saving can be realized.
また、本発明に用いる光制御部材は、主面において均一な光学性能を有するために、光源や反射板との厳密な位置合わせの必要が無く、高い生産性を得られる。 In addition, since the light control member used in the present invention has uniform optical performance on the main surface, there is no need for strict alignment with the light source or the reflecting plate, and high productivity can be obtained.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. In the drawings, components having the same configuration or function and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本発明に係る面発光素子は、X軸と、X軸に直交するY軸とに平行なX−Y平面の法線の一方を正面方向として、少なくとも、複数の光源と、反射板と、光制御部材とを備える。また、光制御部材は、主に光が出射する側に第1畝状凸部と第2畝状凸部とを有する。以下、図面を用いて具体的に説明する。 The surface light emitting device according to the present invention includes at least a plurality of light sources, a reflecting plate, light, and a normal direction of an XY plane parallel to the X axis and a Y axis orthogonal to the X axis. And a control member. The light control member has a first hook-like convex part and a second hook-like convex part mainly on the side from which light is emitted. Hereinafter, it demonstrates concretely using drawing.
(実施形態1)
本発明の実施形態1の面光源素子の一例を図1に示す。図1に示す面発光素子では、複数の光源として線状光源1、光制御部材2、及び、反射板として反射シート3を備える例を示している。光制御部材2は、主に光が出射する側に第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とが交互に配置されている。以下の説明では、第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とを「光制御手段」ともいう。また、光制御部材2は、出射面を含む。以降の説明では、光制御部材2の主面に平行な面のうち、光源側と反対となる、主に光を出射する側を出射面とする。
(Embodiment 1)
An example of the surface light source element of
反射板は、光源から背面側に出射した光を正面方向に反射させる機能を持つ。反射率は95%以上のものが光の利用効率が高く望ましい。反射板の材質は、アルミ、銀、ステンレスなどの金属箔や、白色塗装、発泡PET(Polyethylene Terephthalate)樹脂などが挙げられる。光の利用効率を高めるためには材質の反射率が高いものが望ましい。これには銀、発泡PETなどが挙げられる。また、輝度均一性を高めるためには材質は拡散反射をするものが望ましい。これには発泡PETなどが挙げられる。 The reflection plate has a function of reflecting light emitted from the light source to the back side in the front direction. A reflectance of 95% or more is desirable because of high light utilization efficiency. Examples of the material of the reflecting plate include metal foils such as aluminum, silver, and stainless steel, white coating, and foamed PET (Polyethylene Terephthalate) resin. In order to increase the light utilization efficiency, it is desirable that the material has a high reflectance. This includes silver, foamed PET, and the like. In order to improve luminance uniformity, the material is preferably diffusely reflected. This includes foamed PET and the like.
光源としては特に制限は無いが、蛍光管等の線状光源や、LED(Light Emitting Diode)等の点状光源を用いることができる。また、LED等の点状光源を狭い間隔で直線状に配列した線状光源も用いることができる。 The light source is not particularly limited, but a linear light source such as a fluorescent tube or a point light source such as an LED (Light Emitting Diode) can be used. A linear light source in which point light sources such as LEDs are linearly arranged at narrow intervals can also be used.
LED等の点状光源を用いることによって、高い色再現性が実現でき、画面品位の高い面光源素子が得られる。点状光源を用いる場合には、図2に示すように、光制御部材2を畝状凸部が直交になるように2枚配置し、2次元的に光源像を消去することができる。また、光源間隔や、光源との距離によってより輝度の均一化が困難な方向に沿って輝度を均一化する光制御部材2にのみ、第2畝状凸部を設け、第1畝状凸部と交互に配置することによって効率的に光線を制御することが可能であり、輝度が高く、生産性の高い面光源素子が得られる。
By using a point light source such as an LED, high color reproducibility can be realized, and a surface light source element with high screen quality can be obtained. When a point light source is used, as shown in FIG. 2, two
LEDの形態としては、白色LEDや、赤、青、緑等各色のLED等があるが、白色のみを用いる、また各色LEDを周期的に配列することなどが挙げられる。 Examples of the LED include a white LED and LEDs of each color such as red, blue, and green. Only white is used, and each color LED is periodically arranged.
隣接する光源間の間隔は狭いほうが、輝度均一性がよく、高い輝度が得られるため、望ましい。しかし、間隔が狭すぎると光源の個数が増加し、消費電力が大きく、コストがかかるために望ましくない。光源の間隔は10mm以上100mm以下が望ましい。より望ましくは15mm以上50mm以下である。 It is desirable that the distance between adjacent light sources is narrow because the luminance uniformity is good and high luminance can be obtained. However, if the interval is too narrow, the number of light sources increases, power consumption is large, and cost is undesirable. The distance between the light sources is preferably 10 mm or more and 100 mm or less. More desirably, it is 15 mm or more and 50 mm or less.
光源と光制御部材2との距離は長いほうが、輝度の均一性が高いために、望ましい。しかし、長すぎると装置全体の厚みが大きくなるために好ましくない。光源と光制御部材2の距離は、5mm以下50mmが好ましい。より望ましくは、7mm以上30mm以下である。
A longer distance between the light source and the
光制御部材2は、出射面に第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とからなる光制御手段を備える。第2畝状凸部242から斜め方向に出射した光を第1畝状凸部241に入射させることによって、正面方向へ出射する光の制御と斜め方向への光の制御とを実現し、正面方向、斜め方向共に光源像を低減した高い輝度の均一性を実現する機能を有している。
The
具体的には、光制御部材2の主に光が入射する面において、光源が配置されている位置では光源からの光は正面方向に進行し、光源と光源の中間位置では、光源からの光は斜め方向に進行する。従って、光制御部材2の主に光が出射する面に、X軸に直交し且つY軸に平行な第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とを設けることによって、斜め方向に出射した光を正面方向付近に向けることが可能である。以下に図を用いて光制御手段について詳しく説明する。
Specifically, the light from the light source travels in the front direction at the position where the light source is disposed on the light incident surface of the
図3に、第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とを有する光制御手段24を備える光制御部材2を示す。図3では、第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とによって斜め方向に入射した光を、正面方向に偏向させる原理を示している。
FIG. 3 shows the
図3並びに後述する図4から6において、符号41から48を用いて光を示している。
41:光制御部材に斜めに入射した光
42:畝状凸部の斜面によって正面方向に偏向されて出射する光
43:畝状凸部の斜面によって全反射され、光源側に戻っていく光
44:畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光
45:畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光のうち、正面に近い角度で出射する光
46:畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光のうち、全反射によって光源側に戻る光
47:畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光のうち、大きく斜め方向に偏向されて出射する光
48:第2畝状凸部から大きく斜め方向に出射し、第1畝状凸部に入射して光源方向に戻る光
In FIG. 3 and FIGS. 4 to 6 to be described later,
41: Light obliquely incident on the light control member 42: Light emitted by being deflected in the front direction by the inclined surface of the hook-shaped convex portion 43:
図4に、任意の畝状凸部211を有する光制御手段21を備える光制御部材2bを示す。任意の畝状凸部211とは、上述した第1畝状凸部241または第2畝状凸部242の形状に限られることなく、任意の形状を有するものでよい。
図4では、光が主に出射する面に畝状凸部211を有する光制御部材2bでの光の進み方を示している。光制御部材2bの、主に光が入射する面に斜め方向に入射した光(符号41)は、入射面において屈折し、畝状凸部211の斜面に入射し、屈折することによって、正面方向付近に偏向されて出射する(符号42)。
FIG. 4 shows a
FIG. 4 shows how light travels in the
ここで、より光源から離れた位置において、より斜め方向に傾いた光を多く正面方向付近に偏向させるためには、より傾いた斜面が必要である。 Here, in order to deflect a large amount of light inclined in a more oblique direction near the front direction at a position further away from the light source, a more inclined slope is required.
図5に、第1畝状凸部221を有する光制御手段22を備える光制御部材2cを示す。また、図6に、第2畝状凸部231を有する光制御手段23を備える光制御部材2dを示す。光源の位置において、光制御部材2cにより正面方向付近の角度で入射した光(符号44)は、図5に示す通り、一部は第1畝状凸部221の頂部付近に入射し、正面方向付近の角度を保ったまま出射し(符号45)、一部は第1畝状凸部221の裾部に入射し、複数回の全反射により光源側へと向けられる(符号46)。しかし、第2畝状凸部231を第1畝状凸部221のように比べ、傾いた斜面が多くなると、図6に示す通り、第2畝状凸部231の裾部に入射した光(符号44)が一度全反射した後、再度全反射せずに、第2畝状凸部231の頂部付近から屈折し、正面方向から大きく傾いて光制御部材2dから出射する(符号47)。従って、面光源素子を斜め方向から観察すると、輝度の均一性が低く、品位が低下する。
FIG. 5 shows a
そこで、本発明では、光制御部材2に配置する畝状凸部を、第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とを交互に配列し、かつ、配列する畝状凸部の形状を次のように設定する。すなわち、第1畝状凸部241のX軸に平行且つY軸に直交する平面における断面の幅a1と高さb1、及び、第2畝状凸部242のX軸に平行且つY軸に直交する平面における断面の幅a2と高さb2を、次に式(1)で算出される、角度θを用いて設定する。θは、第2畝状凸部242から出射して、第1畝状凸部241に入射する光の正面方向からの最小角度である。
θ=tan−1[(a1+a2)/2/(b1−b2)]・・・(1)
式(1)で算出する角度θを40度以上60度以下とすることによって、正面方向と斜め方向とにおいて高い輝度の均一性を実現する。
Therefore, in the present invention, the hook-shaped protrusions arranged on the
θ = tan-1 [(a1 + a2) / 2 / (b1-b2)] (1)
By setting the angle θ calculated by Expression (1) to 40 degrees or more and 60 degrees or less, high luminance uniformity is realized in the front direction and the oblique direction.
第1畝状凸部241と第2畝状凸部242との幅と高さを上記のように決定することによって、光源位置において正面方向付近の角度で入射した光(符号44)が第2畝状凸部242の裾部で全反射され、第2畝状凸部242の頂部付近から屈折し、正面方向から大きく傾いて光制御部材2から出射された場合に、隣接する第1畝状凸部241に再度入射し、光源方向側に光を向けることが可能である。図3ではこの光の反射を1点破線で示している。従って、正面方向の輝度均一性を高めるために第2畝状凸部に多くの傾いた斜面を設けた場合においても、斜め方向においても高い輝度の均一性を実現できる。
By determining the width and height of the first hook-like
更に、光源の背面側に反射板を設けた場合においては、斜め方向に大きく傾いて出射する光を光源側に向け、反射板で反射させることによって正面方向に高い輝度が得られる。 Further, when a reflection plate is provided on the back side of the light source, high luminance in the front direction can be obtained by directing light emitted with a large inclination in the oblique direction toward the light source and reflecting the light with the reflection plate.
図3を用いて詳しく説明すると、光制御部材2の光源側から正面方向付近の角度で入射した光(符号44)が、第2畝状凸部242に入射し、第2畝状凸部242の裾部によって一度全反射され、再度第2畝状凸部242の頂部付近からθ方向に出射される。この光は、隣接する第1畝状凸部241に入射し、第1畝状凸部241で全反射されて光制御部材2から光源側に出射される。
Describing in detail with reference to FIG. 3, light (reference numeral 44) incident at an angle near the front direction from the light source side of the
図3において1点破線で示した光の反射のように、この第2畝状凸部242から出射して第1畝状凸部241に入射する光の角度θは、40度以上60度以下であるときに、高い正面方向の輝度均一性と、斜め方向の輝度均一性とを実現できる。これより大きいと、光源位置において正面方向付近の角度で光制御部材2に入射した光が、第2畝状凸部242の裾部に入射した光が斜め方向に出射し、斜め方向の輝度均一性が大きく低下する。また、これより小さいと、第2畝状凸部242の占める割合が小さくなり、正面方向の輝度均一性を向上させることができず、また第1畝状凸部241と第2畝状凸部242の幅が大きく異なるために生産性が低下する。角度θは、42度以上55度以下であるときにより正面方向と斜め方向の輝度均一性を実現することができ、より好ましくは45度以上50度以下である。
As in the reflection of light indicated by the one-dot broken line in FIG. 3, the angle θ of the light emitted from the second hook-shaped
以上説明したように、本実施形態の光制御部材2は、出射面に第1畝状凸部と第2畝状凸部とからなる光制御手段24を備え、第2畝状凸部241から斜め方向に出射した光を第1畝状凸部241に入射させることによって、正面方向へ出射する光の制御と斜め方向への光の制御とを実現し、正面方向、斜め方向共に光源像を低減した高い輝度の均一性を実現する機能を有している。
As described above, the
また、本実施形態では、光制御手段24を有した光制御部材2の使用により、微粒子拡散材の使用を回避または大幅に削減することが可能であり、光の吸収や不要な方向への出光が低減されるために、光の利用効率を高め、省エネルギー化を実現できる。
Further, in this embodiment, the use of the
また、本発明に用いる光制御部材2は、主面において均一な光学性能を有するために、光源や反射板との厳密な位置合わせの必要が無く、高い生産性を得られる。このため低コスト化を実現することができる。
In addition, since the
(実施形態2)
本実施形態では、第1畝状凸部241と第2畝状凸部242の形状について図3を用いて説明する。面光源素子の構成は、図1または図3と同様であるため説明を省略する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the shapes of the first hook-shaped
光制御部材2における第1畝状凸部241の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線の、X軸に対する傾きの最大値が過度に小さいと、光源から離れた位置から光制御部材2に斜めに入射した光を正面に向けることができず、正面方向に対して小さい角度で入射した光のみを正面方向に出射させることになるため、輝度の均一性が困難になる場合がある。一方で、第1畝状凸部241のX軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線の、X軸に対する傾きの最大値が過度に大きいと、斜め方向に入射した光も正面方向に出射させることが可能であるが、成形がより困難となり、生産性が低下する。従って、第1畝状凸部241において、輪郭線のX軸に対する傾きの最大値が52度以上80度以下である場合に、輝度の均一性が高く、成形性の良い、生産性の高い面光源素子を得ることが可能である。この角度は、より好適には60度以上78度以下であり、更に望ましくは62度以上76度以下である。
If the maximum value of the inclination of the first saddle-shaped
第1畝状凸部241の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線のX軸に対する傾きの最大値を52度から80度の範囲とすることによって、光源からX軸方向に離れた位置において、光制御部材2に入射した光を、斜め方向の輝度均一性を高く保ったまま、多く正面方向に向けることが可能であり、光源像を低減し、正面方向と斜め方向の高い輝度均一性を実現することができる。更に、第1畝状凸部241の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線のX軸に対する傾きの最大値を52度から80度とすることにより、成形性が良好となり、高い生産性が実現できる。
By setting the maximum inclination of the contour of the cross section of the first hook-shaped
また、光制御部材2における第2畝状凸部242の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線の、X軸に対する傾きの最大値が過度に小さいと、光源から離れた位置から光制御部材2に斜めに入射した光を正面に向けることができず、輝度の均一性が低下する。一方で、第2畝状凸部242のX軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線の、X軸に対する傾きの最大値が過度に大きいと、斜め方向に入射した光も正面方向に出射させることが可能であるが、成形がより困難となり、生産性が低下する。輪郭線のX軸に対する傾きの最大値が45度以上80度以下である場合に、輝度の均一性が高く、成形性の良い、生産性の高い面光源素子を得ることが可能である。この角度は、より好適には50度以上78度以下であり、更に望ましくは、53度以上76度以下である。
In addition, if the maximum value of the inclination with respect to the X axis of the contour line of the cross section parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis of the second hook-shaped
第2畝状凸部242の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線のX軸に対する傾きの最大値を45度から80度とすることにより、光源からX軸方向に離れた位置において光制御部材2に入射した光をより多く正面方向に向けることが可能であり、高い輝度の均一性を実現できる。更に光制御部材2に正面方向付近の角度で入射した光を光源側により多く向けることが可能であり、光のエネルギー分布を均一化することが可能であり、正面方向、斜め方向での輝度均一性の向上を実現できる。更に、第2畝状凸部242の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線のX軸に対する傾きの最大値を45度から80度とすることにより、成形性が良好となり、高い生産性を実現できる。
By setting the maximum inclination of the contour line of the cross section of the second hook-shaped
また、光制御部材2は、第1畝状凸部241の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線を、楕円又は放物線又は多項式の一部からなる曲線とすることによって、連続的で滑らかに光源からの光を広げることが可能であり、滑らかで均一な輝度の分布を実現できる。また、滑らかな曲面で畝を形成することによって、成形性が良好で破損し難い等の高い生産性と耐久性とが実現される。
さらに、光制御部材2は、第2畝状凸部242の、X軸に平行且つY軸に直交する断面の輪郭線を、楕円又は放物線又は多項式の一部からなる曲線とすることによって、連続的で滑らかに光源からの光を広げることが可能であり、滑らかで均一な輝度の分布を実現できる。また、滑らかな曲面で畝を形成することによって、成形性が良好で破損し難い等の高い生産性と耐久性とが実現される。
In addition, the
Further, the
光制御部材2における第1畝状凸部241のX軸に平行且つY軸に直交する平面における、断面幅a1と高さb1の比b1/a1が0.28より小さい場合には、光源から正面方向に対して傾いた角度で入射した光を効率的に正面方向に変更させることができず、輝度の均一性を高めることが困難である。またb1/a1が0.58より大きい場合には、正面方向付近の角度で光制御部材2に入射した光が、第1畝状凸部241の裾部に全反射し、第1畝状凸部241の頂部付近から正面方向に対して斜め方向に大きな角度で出射することによって、斜め方向の輝度均一性が大きく低下する。第1畝状凸部241の断面幅と高さの比b1/a1が0.28以上0.58以下である場合に効率的に光源からの光を正面方向に向けることが可能であり、正面方向と斜め方向との輝度均一性が高い面光源素子が得られる。b1/a1は0.30以上0.56以下がより好適であり、更には0.32以上0.55以下が望ましい。
When the ratio b1 / a1 of the cross-sectional width a1 to the height b1 is smaller than 0.28 on the plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis of the first hook-shaped
このように、光制御部材2は、X軸に平行且つY軸に直交する平面における、第1畝状凸部241の断面幅a1と、第1畝状凸部241の高さb1の比b1/a1を0.28以上0.58以下とすることによって、正面方向と斜め方向とにおいて効果的に光源像を低減し、輝度の均一性を高めることが可能である。また、畝の幅と高さの比が特定範囲であるので、成形性が良好であり、高い生産性が実現される。
As described above, the
光制御部材2における第2畝状凸部242の、X軸に平行且つY軸に直交する平面における、断面幅a2と高さb2の比b2/a2が0.38より小さい場合には、光源から正面方向に対して傾いた角度で入射した光を効率的に正面方向に偏向させることができず、高い輝度の均一性を得ることが困難である。またb2/a2が0.65より大きい場合には、第2畝状凸部の成形が困難であり、生産性が低下する。第2畝状凸部242の断面幅と高さの比b2/a2が0.38以上0.65以下である場合に効率的に光源からの光を正面方向に向けることが可能であり、輝度の均一性が高く、且つ生産性の高い面光源素子が得られる。b2/a2は0.40以上0.62以下がより好適であり、更には0.42以上0.59以下が望ましい。
When the ratio b2 / a2 between the cross-sectional width a2 and the height b2 on the plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis of the second hook-shaped
このように、光制御部材2は、X軸に平行且つY軸に直交する平面における、第2畝状凸部242の断面幅a2と、第1畝状凸部241の高さb2の比b2/a2を、0.38以上0.65以下とすることによって、光源からX軸方向に離れた位置において光制御部材2に入射した光を効率的に正面方向に向けることが可能であり、正面方向に高い均一性を実現できる。また、光源の位置において正面方向付近の角度で光制御部材2に入射した光を多く光源側に向けることが可能であり、光のエネルギーを均一化し、斜め方向にも高い輝度の均一性が実現される。更に、畝の幅と高さの比が特定範囲であるので、成形性が良好であり、高い生産性が実現される。
As described above, the
光制御部材2の厚さは薄いほうが望ましいが、直下方式である本発明の面光源素子では光源と光制御部材2との間に空間が設けられているために、撓みや変形の無い強度を有する厚さであることが望ましい。光制御部材2の厚さは、面光源素子の大きさによって異なるが、厚さは0.5mm以上5mm以下が望ましい。これより薄いと光制御部材2の撓みや変形を生じ、光源と光制御部材2が接触し、外観品位の低下が生じる。またこれよりも厚いと、面光源素子が厚くなり、また重量も増加する。更に望ましくは1mm以上4mm以下であり、より好ましくは1.5mm以上2.5mm以下である。この範囲において強度が保たれ、更に主面面積あたりの使用基材量の増加による製造コストの上昇を抑えることが可能である。
Although it is desirable that the
光制御部材2における第1畝状凸部241のX軸に平行且つY軸に直交する平面における、断面幅a1は10μm以上500μm以下が望ましい。500μmより大きいと出射面からパターンそのものが視認され、外観品位が低下する。また、10μmより小さいと回折現象により着色し外観品位の低下を招く。より好ましくは20μm以上400μm以下であり、更に望ましくは40μm以上300μm以下である。この範囲では、パターンそのものが視認され難く、また、作製が容易となり生産性が向上する。更に、本発明の面光源素子の出射面側に透過型表示装置を設ける画像表示装置では、a1は透過型表示装置の画素ピッチの1/100以上1/1.5以下の範囲にあることが望ましい。これより大きいと画素ピッチとの干渉縞が発生し、外観品位が低下する。
The cross-sectional width a1 in the plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis of the first flange-shaped
(その他の実施形態)
本発明に係る面光源素子は、X軸に沿って光線方向を制御する第1畝状凸部241と第2畝状凸部242とを備えたシート状、又はフィルム状の光制御部材2を用いる。この光制御部材2を用いることによって、光源から正面方向に出射する光と斜め方向に出射する光の分布を制御し、高い輝度と、正面方向と斜め方向との高い輝度の均一性を実現した面光源素子を得ることが可能である。ここで、光制御部材2の製造方法について説明する。
光制御部材2の製造方法としては、押出成形、射出成形、紫外線硬化樹脂を使用した2P(Photo Polymerization)成形が挙げられるが、畝状凸部の大きさ、畝状凸部の形状、量産性等を考慮して適した成形方法を選択すればよい。
(Other embodiments)
The surface light source element according to the present invention includes a sheet-like or film-like
Examples of the manufacturing method of the
光制御部材2における第1畝状凸部241、第2畝状凸部242は通常連続して交互に配列するが、第1畝状凸部242と第2畝状凸部241の間に平坦部を設けても良い。平坦部を設けることにより、金型の凹部が変形し難くなり、凸部の成形上有利である。また、光源の直上での光が正面方向に出射されるため、光源の直上での輝度のみを向上させる場合には有効である。逆に、平坦部を設けない場合、光制御部材2の主面全体で光線方向を制御することが可能であるために、正面方向の出射光の強度分布の均一化が容易となる。
The first hook-
光制御部材2の材料としては、通常の光学透明材料であれば用いることが可能である。例えば、メタアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、メタアクリル−スチレン共重合樹脂、シクロオレフィン−アルケン共重合樹脂等が挙げられる。
As a material of the
また、より輝度の均一性を高めるために、本発明の光制御部材2に、光拡散手段を設けても良い。光拡散手段としては、光制御手段の主面にシボやエンボスなどのランダムな凹凸を設ける方法、少量の光を拡散させる微粒子を構造物の内部に設ける方法、拡散シートを光制御部材2の出射面側に設ける方法、またはこれらの組み合わせた方法が挙げられる。
Further, in order to further improve the luminance uniformity, the
ランダムな凹凸は、微粒子を分散させた溶液をスプレー等での主面への塗布、微粒子を分散させた樹脂の押出による成形、凹凸の形成された金型からの転写により実現可能である。凹凸の程度は算術平均粗さRaが3μm以下であることが望ましい。これより大きくなると、拡散効果が大きくなりすぎるために正面輝度が低下する。 Random irregularities can be realized by applying a solution in which fine particles are dispersed to the main surface by spraying, molding by extrusion of a resin in which fine particles are dispersed, and transferring from a mold having irregularities. As for the degree of unevenness, the arithmetic average roughness Ra is desirably 3 μm or less. If it exceeds this range, the diffusion effect will be too great, and the front luminance will decrease.
光を拡散させる微粒子を構造物の内部に設ける場合には、微粒子の濃度は通常の拡散板と比較して非常に低く抑えることが可能であり、微粒子の基材や粒径は通常の光拡散材として微粒子拡散板等に用いられているものであれば好適に用いることができる。好適な微粒子の濃度は材料によって異なるが、例えば、メタアクリル酸メチル−スチレン共重合体に、シロキサン系重合体粒子を0.4重量%分散させることなどが挙げられる。 In the case where fine particles that diffuse light are provided inside the structure, the concentration of the fine particles can be kept very low compared to a normal diffusion plate. Any material used for a fine particle diffusion plate or the like as a material can be suitably used. The preferred concentration of fine particles varies depending on the material, and examples thereof include dispersing 0.4% by weight of siloxane polymer particles in a methyl methacrylate-styrene copolymer.
また、より輝度の均一性と色の均一性を得るために拡散シート、高い正面方向の輝度を得るためにプリズムシートや偏向分離フィルム等を用いてもよい。 Further, a diffusion sheet may be used in order to obtain more uniform brightness and color uniformity, and a prism sheet, a deflection separation film, or the like may be used in order to obtain a high frontal brightness.
また、光制御部材2の光源側に重ねて、樹脂やガラス等からなる透明な支持基板を設けても良い。前記支持基板を配置することによって、光制御部材2を例えば、0.1mm以上1mm以下と薄くしても光制御部材2を支持することが可能である。光制御部材2を薄くすることによって、押出成形等による成形が更に容易になり、生産性が向上する。また、面光源素子が大型化するに従い、次第に困難になる光制御部材2の支持が容易になる。当該支持基板の厚さに特に制限は無いが、通常1mm以上5mm以下であり、軽量化と強度の兼ね合いから通常2mm以上4mm以下の範囲であることが更に望ましい。当該支持基板は、内部に光を拡散させる微粒子を分散したり、表面に型押ししたり微粒子を塗布することによって拡散性を高めても良い。内部に微粒子を分散させる場合や表面に型押しする場合には、基材は熱可塑性樹脂であることが生産上好ましく、好適な材料は光制御部材2と同等である。また支持基板は、光制御部材2と接合させていても良く、例えば透明な接着剤等で接合することができ、これによって面光源素子の組み立て工程が簡素化し、更には光制御部材2のずれや皺の発生が防止できる。
Further, a transparent support substrate made of resin, glass, or the like may be provided on the light source side of the
また、本発明の画像表示装置として、面光源素子上に透過型の表示装置を設けることにより実現され、表示装置としては透過型の液晶パネル等が挙げられる。これにより、表示面の輝度が高く、輝度の均一性が高い画面品位のよい画像表示装置を得ることができる。
面光源素子の正面方向に透過型の表示装置を配置することによって構成される画像表示装置である。面光源素子は、正面方向と斜め方向との輝度の均一性が高い面光源素子であり、この出射面側に透過型の表示装置を配置することによって、輝度が高いことから明るく、且つ輝度の均一性が高いことから高品位な画像を表示することが可能である。ここで本発明の画像表示装置とは、面光源素子と表示素子を組み合わせた表示モジュール、更には、この表示モジュールを用いた少なくとも画像表示機能を有する機器であり、テレビやパソコンモニタ等を含む。
The image display device of the present invention is realized by providing a transmissive display device on a surface light source element. Examples of the display device include a transmissive liquid crystal panel. Thereby, it is possible to obtain an image display device having a high display quality with high brightness on the display surface and high uniformity of brightness.
This is an image display device configured by disposing a transmissive display device in the front direction of the surface light source element. The surface light source element is a surface light source element with high uniformity of luminance in the front direction and the oblique direction. By arranging a transmission type display device on the exit surface side, the surface light source element is bright and high in luminance. Since the uniformity is high, it is possible to display a high-quality image. Here, the image display device of the present invention is a display module in which a surface light source element and a display element are combined, and is a device having at least an image display function using the display module, and includes a television, a personal computer monitor and the like.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の複数の光源を得るために、本実施例では線状光源である直径3mmの蛍光管を30mmの間隔で配置する。蛍光管の背面側の、蛍光管の中心から3mmの位置に反射板、また蛍光管の正面側の、蛍光管の中心から10mmの位置に光制御部材2を配置する。実施例の面光源素子の構成を図1に示す。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
In order to obtain a plurality of light sources of the present invention, in this embodiment, fluorescent tubes with a diameter of 3 mm, which are linear light sources, are arranged at intervals of 30 mm. A reflector is arranged at a position 3 mm from the center of the fluorescent tube on the back side of the fluorescent tube, and a
本実施例では、本発明の光制御部材2を得るために、切削加工によって第1畝状凸部と第2畝状凸部を反転させた形の、溝状凹部を平行に連続して作製した金型から、紫外線硬化樹脂によって畝状凸部を作製した後、ニッケルを電鋳することによってスタンパを作製する。前記スタンパを用いて、ポリスチレン(屈折率1.60)を射出成形することによって、第1畝状凸部と第2畝状凸部とを有する厚さ2mmの光制御部材2を作製する。
In this embodiment, in order to obtain the
実施した構成について、正面輝度は、輝度計((株)トプコン製BM−7)を用いて、測定角範囲0.2度で、測定距離を一定にして、光源の配列しているX軸方向に1mmずつ移動しながら光源配列の1周期分測定をする。L1minは、正面方向の光源配列の1周期分での輝度の最小値であり、L1maxは、正面方向の光源配列の1周期分での輝度の最大値である。
正面方向の輝度の均一性を評価するために、正面方向の光源配列の1周期分での輝度の最小値であるL1minと、最大値であるL1maxの比R1=L1min/L1maxを算出する。
For the implemented configuration, the front luminance was measured using a luminance meter (BM-7 manufactured by Topcon Co., Ltd.) at a measurement angle range of 0.2 degrees, the measurement distance was constant, and the X-axis direction in which the light sources were arranged Measure for one cycle of the light source array while moving 1 mm each. L 1min is the minimum value of luminance in one cycle of the light source array in the front direction, and L 1max is the maximum value of luminance in one cycle of the light source array in the front direction.
In order to evaluate the luminance uniformity in the front direction, the ratio of L 1min that is the minimum value of luminance in one cycle of the light source array in the front direction and L 1max that is the maximum value is R 1 = L 1min / L 1max Is calculated.
また、斜め方向の輝度は、輝度計を正面方向から65度傾けて、正面輝度と同様にX軸方向に1mmずつ移動しながら光源配列の1周期分測定する。L2minは、正面方向から65度傾けた場合の光源配列の1周期分での輝度の最小値であり、L2maxは、正面方向から65度傾けた場合の光源配列の1周期分での輝度の最大値である。
斜め方向の輝度の均一性を評価するために、斜め方向の光源配列の1周期分での輝度の最小値L2minと、最大値L2maxの比R2=L2min/L2maxを算出する。
Further, the luminance in the oblique direction is measured for one period of the light source array while the luminance meter is tilted 65 degrees from the front direction and is moved by 1 mm in the X-axis direction in the same manner as the front luminance. L 2min is the minimum value of the luminance at the one period of the source array by tilting 65 degrees from the front direction, L 2max is luminance in one period of the source array by tilting 65 degrees from the front direction Is the maximum value.
To evaluate the uniformity of the oblique luminance, calculates the minimum value L 2min luminance in one period of the oblique direction of the light source array, the
次に、本実施例の面光源素子において出射面の正面方向に透過型の液晶パネルを配置し、画面品位と画面の明るさとを観察する。 Next, in the surface light source element of this embodiment, a transmissive liquid crystal panel is arranged in the front direction of the exit surface, and the screen quality and screen brightness are observed.
本実施例から、第1畝状凸部と第2畝状凸部で高い正面方向の輝度の均一性を実現し、第1畝状凸部で第2畝状凸部から斜め方向に出射した光を光源方向に向けることによって、正面方向、斜め方向共に高い輝度の均一性が実現される。次に、本実施例の面光源素子において出射面の正面方向に透過型の液晶パネルを設置して観察する場合、輝度が均一で、かつ、輝度が高いという画面品位の良い画像が得られる。 From this example, the first hook-like convex portion and the second hook-like convex portion achieve high brightness uniformity in the front direction, and the first hook-like convex portion emits from the second hook-like convex portion in an oblique direction. By directing light in the direction of the light source, high brightness uniformity is realized in both the front direction and the oblique direction. Next, when a transmissive liquid crystal panel is installed and observed in the front direction of the exit surface in the surface light source element of this embodiment, an image with good screen quality such as uniform brightness and high brightness is obtained.
比較例1として、線状光源を実施例1と同様に配置し、第1畝状凸部をX軸方向に配列した光制御部材2を用いた場合の評価を実施した。この場合、正面方向に高い輝度の均一性が得られず、光源像による明暗差が観察される。次にこの面光源素子において出射面の正面方向に透過型の液晶パネルを配置して観察する場合、輝度の均一性が低く、かつ、画面品位が悪い画像である。
As Comparative Example 1, the linear light source was disposed in the same manner as in Example 1, and evaluation was performed when the
比較例2として、線状光源を実施例1と同様に配置し、第2畝状凸部をX軸方向に配列した光制御部材2を用いた場合の評価を実施した。この場合、正面方向と、特に斜め方向に高い輝度の均一性が得られず、斜め方向から見ると、光源像による明暗差が観察される。次にこの面光源素子において出射面の正面方向に透過型の液晶パネルを配置して観察する場合、斜め方向から観察すると輝度の均一性が低く、かつ、画面品位が悪い画像である。
As Comparative Example 2, the linear light source was arranged in the same manner as in Example 1, and evaluation was performed using the
表1に実施例と各比較例の構成と評価結果を示す。
[表1 実施例と各比較例の構成と評価結果]
Table 1 shows configurations and evaluation results of the examples and the comparative examples.
[Table 1 Configuration and Evaluation Results of Examples and Comparative Examples]
なお、本発明は上記各実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、上記各実施形態はそれぞれ組み合わせることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Moreover, each said embodiment can be combined, respectively.
1 線状光源
2 光制御部材
11 点状光源
21 畝状凸部からなる光制御手段
22 第1畝状凸部のみからなる光制御手段
23 第2畝状凸部のみからなる光制御手段
24 第1畝状凸部と、第2畝状凸部とからなる光制御手段
3 反射シート
41 光制御部材に斜めに入射した光
42 畝状凸部の斜面によって正面方向に偏向されて出射する光
43 畝状凸部の斜面によって全反射され、光源側に戻っていく光
44 畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光
45 畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光のうち、正面に近い角度で出射する光
46 畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光のうち、全反射によって光源側に戻る光
47 畝状凸部に正面方向付近の角度で入射した光のうち、大きく斜め方向に偏向されて出射する光
48 第2畝状凸部から大きく斜め方向に出射し、第1畝状凸部に入射して光源方向に戻る光
a1 第1畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する平面における断面幅
b1 第1畝状凸部の高さ
a2 第2畝状凸部の、X軸に平行且つY軸に直交する平面における断面幅
b2 第2畝状凸部の高さ
θ 第2畝状凸部から出射して、第1畝状凸部に入射する光の正面方向からの最小角度
DESCRIPTION OF
a1 Cross-sectional width of the first hook-shaped protrusion in a plane parallel to the X axis and perpendicular to the Y axis b1 Height of the first hook-shaped protrusion a2 Parallel of the second hook-shaped protrusion to the X axis and to the Y axis Cross-sectional width b2 in the plane perpendicular to the height θ of the second hook-shaped convex portion The minimum angle from the front direction of the light emitted from the second hook-shaped convex portion and incident on the first hook-shaped convex portion
Claims (9)
少なくとも、複数の光源と、前記複数の光源からの光を反射する反射板と、少なくとも1枚の、シート状とフィルム状とのうちのいずれかで形成される光制御部材とを備え、前記反射板と、前記光制御部材とは、前記X−Y平面に平行に配置され、前記複数の光源は、前記X−Y平面に平行な仮想平面内に離散的に配置され、前記反射板と、前記複数の光源と、前記光制御部材とがこの順に前記正面方向に向かって配置されている面光源素子であって、
前記光制御部材は、
光が出射する側に、X軸に直交し且つY軸に平行な複数の第1畝状凸部と、X軸に直交しY軸に平行な複数の第2畝状凸部とからなる光制御手段を備え、
第1畝状凸部と第2畝状凸部とはX軸方向に沿って交互に配置され、
前記第1畝状凸部について、X軸に平行且つY軸に直交する平面における断面幅をa1、前記第1畝状凸部の高さをb1、前記第2畝状凸部について、X軸に平行且つY軸に直交する平面における断面幅をa2、前記第2畝状凸部の高さをb2として、
θ=tan−1[(a1+a2)/2/(b1−b2)]
としたとき、θが40度以上60度以下であることを特徴とする面光源素子。 One of the normals of the XY plane parallel to the X axis and the Y axis perpendicular to the X axis is defined as the front direction,
At least a plurality of light sources, a reflection plate that reflects light from the plurality of light sources, and at least one light control member formed of any one of a sheet shape and a film shape, and the reflection The plate and the light control member are arranged in parallel to the XY plane, and the plurality of light sources are discretely arranged in a virtual plane parallel to the XY plane, The plurality of light sources and the light control member are surface light source elements arranged in this order toward the front direction,
The light control member is
Light comprising a plurality of first hook-shaped protrusions orthogonal to the X-axis and parallel to the Y-axis and a plurality of second hook-shaped protrusions orthogonal to the X-axis and parallel to the Y-axis on the light emission side With control means,
The first hook-shaped protrusions and the second hook-shaped protrusions are alternately arranged along the X-axis direction,
For the first hook-shaped protrusion, the cross-sectional width in a plane parallel to the X-axis and perpendicular to the Y-axis is a1, the height of the first hook-shaped protrusion is b1, and the second hook-shaped protrusion is the X-axis A2 is a cross-sectional width in a plane parallel to the Y axis and perpendicular to the Y axis, and b2 is the height of the second hook-shaped protrusion
θ = tan-1 [(a1 + a2) / 2 / (b1-b2)]
The surface light source element is characterized in that θ is 40 degrees or more and 60 degrees or less.
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JP2011204371A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-13 | Takiron Co Ltd | Surface light emitting unit and light diffusion sheet unit |
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