JP2011134560A - Lighting system equipped with shielding structure, and display device - Google Patents

Lighting system equipped with shielding structure, and display device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system having improved frontal brightness without narrowing a horizontal viewing angle by shielding the images of optical deflection elements. <P>SOLUTION: The lighting system 3 includes a light source 9, a light guide body 10 having an optical deflection surface 11 on which the optical deflection elements 12 are arranged, and a shielding structure 14 for transmitting light emitted from the light guide body and shielding the images of the optical deflection elements 12. The light guide body 10 has the optical deflection elements 12 arrayed at first and second pitches in first and second directions perpendicular to each other. The shielding structure 14 has a first linear lens 16 as a convex lenticular lens. The direction where the first linear lens 16 extends is approximately parallel to the first direction of the optical deflection elements. On the first main surface of the convex lenticular lens 16, an angle is formed between the tangent of the convex face cross section and the first main surface, as a maximum angle α obtained by (1) Expression. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に照明光路制御に使用される隠蔽構造体を備えた照明装置並びに表示装置に関するものである。   The present invention relates to an illuminating device and a display device including a concealing structure mainly used for controlling an illumination optical path.

最近の大型液晶テレビやフラットディスプレイパネル等においては、主に直下型方式の照明装置とエッジライト方式の照明装置とが採用されている。直下型方式の照明装置は、光源として複数の冷陰極管やLED(Light Emitting Diode)が、パネルの背面に規則的に配列される。光源と液晶パネル等の画像表示素子との間には光散乱性の強い拡散板が配設され、光源としての冷陰極管やLEDが視認されないようにしている。   In recent large-sized liquid crystal televisions, flat display panels, etc., direct type illumination devices and edge light illumination devices are mainly employed. In the direct type illumination device, a plurality of cold cathode tubes and LEDs (Light Emitting Diodes) are regularly arranged as light sources on the back surface of the panel. A diffuser plate having a strong light scattering property is disposed between the light source and an image display element such as a liquid crystal panel so that a cold cathode tube or an LED as a light source is not visually recognized.

一方、エッジライト方式の照明装置は、複数の冷陰極管やLEDが導光板といわれる透光性の板の端面に配置されている。一般的に、導光板の射出面(画像表示素子と対向する面)に対向する側の面には、導光板の端面から入射する入射光を効率良く射出面へ導く光偏向面が形成されている。光偏向面に形成される光偏向要素としては例えば白色のドットパターンが印刷されたもの、あるいはレンズ形状が付与されたもの等、効率よく入射光を射出面へ導くために様々な光偏向要素が提案されている。   On the other hand, in an edge light type illumination device, a plurality of cold cathode fluorescent lamps and LEDs are arranged on an end face of a translucent plate called a light guide plate. In general, a light deflecting surface that efficiently guides incident light incident from the end surface of the light guide plate to the exit surface is formed on the surface facing the exit surface of the light guide plate (the surface facing the image display element). Yes. As the light deflection element formed on the light deflection surface, there are various light deflection elements for efficiently guiding incident light to the emission surface, such as a printed white dot pattern or a lens shape. Proposed.

しかしながら、エッジライト方式の照明装置は、導光板の透光性を有する端面にのみ光源が配置される構造のため、光源設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれてディスプレイ全体を明るくすることが難しくなり、輝度を向上させる光学シートの役割が重要となる。   However, the edge light type illumination device has a structure in which the light source is disposed only on the light-transmitting end face of the light guide plate, and thus the number of light sources installed is limited. Therefore, it becomes difficult to brighten the entire display as the liquid crystal display device becomes large, and the role of the optical sheet for improving the brightness becomes important.

液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、米国3M社の登録商標であるBEF(Brightness Enhancement Film)「輝度向上フィルム」がレンズシートとして広く使用されている。
図26乃至図28は下記特許文献1、2に記載された輝度向上フィルムを示すものである。図26は、概略で面光源182と、面光源182から出射した光を入射させる輝度向上フィルムとしてのBEF185と、液晶パネル184とが配設されている。図27に示すように、BEF185は、透明基材186上に断面三角形の単位プリズム187が一方向に周期的に配列されてなる光学フィルムである。この単位プリズム187は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)に構成されている。
As means for improving the brightness of the liquid crystal display screen, BEF (Brightness Enhancement Film) “brightness enhancement film”, which is a registered trademark of 3M USA, is widely used as a lens sheet.
26 to 28 show the brightness enhancement films described in Patent Documents 1 and 2 below. 26 schematically shows a surface light source 182, a BEF 185 as a brightness enhancement film on which light emitted from the surface light source 182 is incident, and a liquid crystal panel 184. As shown in FIG. 27, the BEF 185 is an optical film in which unit prisms 187 having a triangular cross section are periodically arranged in one direction on a transparent substrate 186. The unit prism 187 has a size (pitch) larger than the wavelength of light.

BEF185は、“軸外(off-axis)”からの光を集光し、この光を観察者に向けて“軸上(on-axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”させることができる。すなわち、BEF185は、液晶表示装置の使用時(観察時)に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができる。ここで言う「軸上」とは、図26において観察者の視野方向F’に一致する方向であり、一般的には液晶パネル184の表示画面に対する法線方向側である。   The BEF 185 collects light from “off-axis” and redirects this light “on-axis” or “recycle” toward the viewer. Can be made. That is, the BEF 185 can increase the on-axis brightness by reducing the off-axis brightness when using the liquid crystal display device (when observing). The “on-axis” mentioned here is a direction that coincides with the visual field direction F ′ of the observer in FIG.

BEF185に代表されるレンズシートを用いる際に、透明基材上に拡散フィラーが塗布された拡散フィルムを導光板とレンズシートとの間に配置することによって、導光板から出射される光のムラを抑えることができる。
さらにまた、レンズシートと液晶パネルとの間に拡散フィルムを配置した場合には、プリズムシートに起因する射出光のサイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。
When using a lens sheet typified by BEF185, unevenness of light emitted from the light guide plate is reduced by disposing a diffusion film in which a diffusion filler is applied on a transparent substrate between the light guide plate and the lens sheet. Can be suppressed.
Furthermore, when a diffusion film is disposed between the lens sheet and the liquid crystal panel, side lobes of emitted light caused by the prism sheet can be reduced, and regularly arranged lenses and liquid crystal pixels Moire interference fringes generated during the period can be prevented.

特公平1−37801号公報Japanese Patent Publication No. 1-378001 特開平6−102506号公報JP-A-6-102506 特表平10−506500号公報Japanese National Patent Publication No. 10-506500 特開2004−295080号公報JP 2004-295080 A

ところで、エッジライト方式の照明装置に使用される導光板は、上述したとおり、射出面と対向する位置に光偏向面を備え、光偏向面には白色のドットパターンやマイクロレンズ(凹型、凸型)、その他レンズ形状の光偏向要素が形成される。
しかしながら、どのような光偏向要素であっても、規則的にまたは規則性を有する擬似不規則的に配列された反射層や構造物で形成されるため、上述のBEF185に代表されるレンズシートとの干渉(モアレ干渉縞)の問題や、光偏向面のムラが視認されるといった問題がある。その解決手段としては、導光板とレンズシートとの間に、特許文献4に示されるような拡散フィルムを使用する方法が一般的である。
By the way, as described above, the light guide plate used in the edge light type illumination device includes a light deflection surface at a position facing the exit surface, and the light deflection surface has a white dot pattern or a microlens (concave or convex). ), And other lens-shaped light deflection elements are formed.
However, since any light deflection element is formed of a reflection layer or a structure that is regularly or regularly arranged in a pseudo irregular manner, a lens sheet represented by the above-mentioned BEF185 and There are problems such as interference (moire fringes) and unevenness of the light deflection surface. As a means for solving the problem, a method of using a diffusion film as shown in Patent Document 4 between the light guide plate and the lens sheet is generally used.

また、BEF185は正面方向の輝度を向上させる最も効率的なレンズシートの1つではあるが、20インチを超える中型ないし大型の液晶表示装置においては、1枚のBEF185の集光機能だけでは足りないのが現状である。これに対し、輝度を更に向上させる方法の一つとして例えばBEF185を2枚互いに直交する方向に配設する構成が挙げられるが、液晶表示装置の視野角が極端に狭くなるという問題が生じる。
ノートパソコンや携帯情報端末等に比べて、テレビ用途としての液晶表示装置においては、十分な視野角、特に水平方向に十分な視野角が必要となる。
The BEF 185 is one of the most efficient lens sheets for improving the brightness in the front direction. However, in a medium or large-sized liquid crystal display device exceeding 20 inches, the light collecting function of one BEF 185 is not sufficient. is the current situation. On the other hand, as one of the methods for further improving the luminance, for example, there is a configuration in which two BEF185s are arranged in a direction orthogonal to each other, but there is a problem that the viewing angle of the liquid crystal display device becomes extremely narrow.
Compared with a notebook personal computer, a portable information terminal, or the like, a liquid crystal display device for TV use requires a sufficient viewing angle, particularly in the horizontal direction.

上述のように、従来の照明装置では、光偏向面に形成される光偏向要素を隠蔽するために集光機能をほとんど有さない拡散シートを配置せねばならず、その分、輝度が低下する不具合があった。また、液晶表示装置に必要な輝度を得るためには、BEF185を1枚使用するだけでは足りず、2枚使用すると視野角が極端に狭くなるという不具合がある。
現在、この双方の問題を解決できる光学シートは提案されていなかった。
As described above, in the conventional illumination device, in order to conceal the light deflection element formed on the light deflection surface, it is necessary to arrange a diffusion sheet having almost no light collecting function, and the luminance is reduced accordingly. There was a bug. Further, in order to obtain the luminance required for the liquid crystal display device, it is not sufficient to use only one BEF185, and there is a problem that the viewing angle becomes extremely narrow when two are used.
At present, no optical sheet that can solve both of these problems has been proposed.

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、導光板の光偏向面に設けた光偏向要素の像を隠蔽すると共に、画面の水平方向の視野角を極端に狭くすることなく、正面方向の輝度を向上させるようにした隠蔽構造体を備えた照明装置と表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and conceals the image of the light deflection element provided on the light deflection surface of the light guide plate, and without extremely narrowing the horizontal viewing angle of the screen. An object of the present invention is to provide a lighting device and a display device provided with a concealing structure that improves the luminance in the front direction.

本発明は、上述の問題を解決するために、以下のような手段を講じる。
即ち、本発明による照明装置は、光源と、光源から射出される光を入射する入射面と入射光を観察者側へ射出する射出面と入射光を射出面へ導く光偏向要素を配設した光偏向面とを備えた導光体と、導光体の射出面から出射する光を観察者側に透過すると共に光偏向要素の画像を隠蔽する隠蔽構造体とを備えた照明装置であって、
導光体は、光偏向要素が第1の方向に第1のピッチPで配列されていると共に第1の方向と略直交する第2の方向に第2のピッチPで配列された二次元配列構造を有しており、
隠蔽構造体は、入射光を射出する第1主面と導光体から出射した光を入射光として入射させる第2主面とを備え、第1主面には少なくとも一方向に配列された第1の線状レンズを備え、第1の線状レンズが延在する方向と光偏向要素の第1の方向とが略平行に設定され、
第1の線状レンズは、断面形状が凸曲面からなる凸レンチキュラーレンズであり、凸曲面の任意の点における接線と第1主面とのなす角は頂部から第1主面に至るにつれて大きくなり、その最大角αが以下に示す(1)式で規定されてなることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention takes the following measures.
That is, the illumination device according to the present invention includes a light source, an incident surface on which light emitted from the light source is incident, an exit surface that emits incident light to the observer side, and a light deflection element that guides the incident light to the exit surface. An illumination device comprising: a light guide including a light deflecting surface; and a concealing structure configured to transmit light emitted from an exit surface of the light guide to an observer side and conceal an image of the light deflecting element. ,
In the light guide, two light deflection elements are arranged at a first pitch P1 in a first direction and at a second pitch P2 in a second direction substantially orthogonal to the first direction. Has a dimensional array structure,
The concealing structure includes a first main surface that emits incident light and a second main surface that causes the light emitted from the light guide to be incident as incident light, and the first main surface is arranged in at least one direction. 1 linear lens, the direction in which the first linear lens extends and the first direction of the light deflection element are set substantially parallel,
The first linear lens is a convex lenticular lens whose cross-sectional shape is a convex curved surface, and an angle formed by a tangent at an arbitrary point on the convex curved surface and the first principal surface increases from the top to the first principal surface. The maximum angle α is defined by the following equation (1).

Figure 2011134560
但し、n、:導光体の屈折率
t:導光体の厚み
:第1の線状レンズの屈折率
θ:隠蔽構造体へ入射する光の入射角。
Figure 2011134560
However, n 0 ,: Refractive index of the light guide t: Thickness of the light guide n 1 : Refractive index of the first linear lens θ i : Incident angle of light incident on the concealing structure.

本発明による照明装置によれば、光源から導光板に入射する光を光偏向面における光偏向要素で反射させて射出面から出射させ、隠蔽構造体を通して外部へ照明光として出射するが、第1の線状レンズが延在する方向と光偏向要素の第1の方向とが略平行に設定されているから、第1の線状レンズである凸レンチキュラーレンズによって第1の方向に配列された光偏向要素は、第2の方向に線状に拡散させられて、照明装置の光射出方向から見て光偏向要素の像を隠蔽することができる。しかも、隠蔽構造体に凸レンチキュラーレンズを設けることで、その延在方向に略直交する方向の視野角が狭くなるのを抑制すると共に、(1)式で規定する接触角αによって隠蔽構造体への入射光を正面方向に屈折させて正面の輝度を広く制御し、隠蔽性を向上できる。   According to the illuminating device of the present invention, the light incident on the light guide plate from the light source is reflected by the light deflection element on the light deflection surface and emitted from the emission surface, and emitted as illumination light to the outside through the concealment structure. Since the direction in which the linear lens extends and the first direction of the light deflection element are set substantially parallel to each other, the light arranged in the first direction by the convex lenticular lens as the first linear lens The deflecting element can be diffused linearly in the second direction to conceal the image of the light deflecting element as viewed from the light exit direction of the illumination device. In addition, by providing a convex lenticular lens in the concealment structure, it is possible to prevent the viewing angle in a direction substantially perpendicular to the extending direction from being narrowed, and to the concealment structure by the contact angle α defined by the equation (1). The incident light is refracted in the front direction so that the front brightness can be widely controlled and the concealment can be improved.

また、本発明による照明装置は、第1の線状レンズの断面形状が以下の(2)式によって規定されることを特徴とする。
ここで(2)式は、前記第1の線状レンズの単位レンズピッチを1と正規化した際の式であり、zは前記第一の線状レンズの高さ方向の位置関数、rは前記第一の線状レンズの幅方向位置変数である。
In the illumination device according to the present invention, the cross-sectional shape of the first linear lens is defined by the following equation (2).
Here, the expression (2) is an expression when the unit lens pitch of the first linear lens is normalized to 1, z is a position function in the height direction of the first linear lens, and r is It is a position variable in the width direction of the first linear lens.

Figure 2011134560
Figure 2011134560

第1の線状レンズを(2)式によって規定することで、反射光を出射させる光偏向要素の像を線状化させると共に、集光効果を発揮できる。 By defining the first linear lens by the expression (2), it is possible to linearize the image of the light deflection element that emits the reflected light and to exhibit the light collecting effect.

また、光偏向要素の第1のピッチPと第2のピッチPとの比であるP/Pが以下の(3)式で規定されていることが好ましい。
1.0<P/P<3.0 (3)
本発明による照明装置によれば、(3)式と、第1の線状レンズの延在方向と光偏向要素の第1の方向とが略平行であるとによって、光偏向要素を第2の方向に線状化できてより一層隠蔽できる。
Further, it is preferable that P 2 / P 1, which is a ratio between the first pitch P 1 and the second pitch P 2 of the light deflection element, is defined by the following expression (3).
1.0 <P 2 / P 1 < 3.0 (3)
According to the illuminating device of the present invention, the light deflection element is changed to the second direction by the expression (3) and the extending direction of the first linear lens and the first direction of the light deflection element being substantially parallel. It can be linearized in the direction and further concealed.

また、光偏向要素は、第1の方向に前記第1のピッチPのn倍で配列され、第1の方向と略直交する第2の方向に第2のピッチPのm倍で配列してなる二次元配列で配置され、nとmは1から10の整数のいずれかをランダムに選択してなることが好ましい。
これによって、光偏向要素の第1の方向と第2の方向におけるピッチP1とP2とが不規則に配列されることになるから、導光板の射出面側に配設する隠蔽構造体や集光シートとのモアレ干渉縞を抑制することができる。
Further, the light deflection elements are arranged in the first n times the pitch P 1 in the first direction, the second sequence m times the pitch P 2 in a second direction substantially perpendicular to the first direction Preferably, n and m are randomly selected from 1 to 10 integers.
As a result, the pitches P1 and P2 in the first direction and the second direction of the light deflection elements are irregularly arranged. Moire interference fringes with the sheet can be suppressed.

また、第1のピッチPと第2のピッチPとの比であるP/Pが以下の(4)式によって規定されていてもよい。
1.4<P/P<2.2 (4)
(4)式と、第1の線状レンズの延在方向と光偏向要素の第1の方向とが略平行であるとによって、光偏向要素を第2の方向に線状化できてよりより一層隠蔽できる。
Further, P 2 / P 1 which is a ratio of the first pitch P 1 and the second pitch P 2 may be defined by the following expression (4).
1.4 <P 2 / P 1 <2.2 (4)
Since the expression (4) and the extending direction of the first linear lens and the first direction of the light deflection element are substantially parallel, the light deflection element can be linearized in the second direction. It can be hidden further.

また、本発明の照明装置では、光偏向要素は、近接する3点の該光偏向要素を結んで描かれる三角形が略正三角形となる六方配置または六方配置から任意の光偏向要素を除去してなる配置を構成していることが好ましい。
この構成によれば、光偏向面に設けた光偏向要素の縦方向、横方向、斜め方向における光偏向要素同士の距離が大きく異なることのない一様な距離に近づくために、照射光のムラを均一化し易くなる。
In the illumination device of the present invention, the light deflection element is formed by removing an arbitrary light deflection element from a hexagonal arrangement or a hexagonal arrangement in which a triangle drawn by connecting the three adjacent light deflection elements becomes a substantially regular triangle. It is preferable to constitute the arrangement.
According to this configuration, since the distance between the light deflection elements in the vertical direction, the horizontal direction, and the diagonal direction of the light deflection elements provided on the light deflection surface approaches a uniform distance that does not greatly differ, It becomes easy to make uniform.

本発明による照明装置は、隠蔽構造体の第2主面側に、1点から略ランバート光を射出する点光源を、その射出光の主軸と第2主面の法線方向とが略一致するよう配置した際に、第2主面より入射して第1主面より第1主面の法線方向に射出される光は、点光源の直上を中心に、第1の線状レンズの配列方向に広がる線状光に変換され、線状光のピーク輝度位置が前記点光源の直上にあるように隠蔽構造体を備えたことを特徴とする。
本発明の構成によれば、光偏向要素で反射して隠蔽構造体に入射する光は、点光源の直上を中心に凸レンチキュラーレンズの配列方向に広がる線状光に変換させることができるから、光偏向要素の隠蔽性を一層向上できる。
或いは、線状光のピーク輝度位置が、点光源の直上に代えて、直上を外れた位置に存在しており、点光源の直上輝度をL、ピーク輝度をLとしたとき、L/Lが200%以下であってもよい。
この構成を採用した場合、隠蔽構造体に入射する光は、点光源の直上を中心に凸レンチキュラーレンズの配列方向に広がる線状光に変換させられ、光偏向要素の隠蔽性を向上できる。これに対し、L/Lが200%を超えると光偏向要素からなる点光源を線状光に広げたとしても、ピーク輝度位置が非常に光って見えるから、十分な隠蔽性を発揮できない。
In the illuminating device according to the present invention, a point light source that emits substantially Lambertian light from one point is disposed on the second main surface side of the concealing structure, and the main axis of the emitted light substantially coincides with the normal direction of the second main surface. In this arrangement, the light that is incident from the second main surface and is emitted from the first main surface in the normal direction of the first main surface is an arrangement of the first linear lenses centering directly on the point light source. A concealing structure is provided so that the light is converted into linear light spreading in a direction, and the peak luminance position of the linear light is directly above the point light source.
According to the configuration of the present invention, the light that is reflected by the light deflection element and incident on the concealing structure can be converted into linear light that extends in the arrangement direction of the convex lenticular lens around the point light source. The concealability of the light deflection element can be further improved.
Alternatively, when the peak luminance position of the linear light, instead of directly above the point light source, are present in the off-position immediately above, where L 0 immediately above luminance of the point light source, the peak intensity was L 1, L 1 / L 0 may be 200% or less.
When this configuration is adopted, the light incident on the concealing structure is converted into linear light that spreads in the arrangement direction of the convex lenticular lenses centering directly on the point light source, thereby improving the concealing property of the light deflection element. On the other hand, if L 1 / L 0 exceeds 200%, even if the point light source composed of the light deflecting element is extended to linear light, the peak luminance position looks very shining, so that sufficient concealment cannot be exhibited. .

また、隠蔽構造体は、第1の線状レンズと略直交して配列される第2の線状レンズを備えることが好ましい。
従って、隠蔽構造体の第1の線状レンズで光偏向要素の線状化を広げて隠蔽性を向上できると共に、第2の線状レンズが三角プリズムレンズ形状であれば正面の集光性を向上でき、凸状レンチキュラーレンズであれば光偏向要素の像の隠蔽性を更に向上できる。
Moreover, it is preferable that a concealment structure is provided with the 2nd linear lens arranged substantially orthogonally to the 1st linear lens.
Therefore, the first linear lens of the concealing structure can improve the concealing property by widening the linearity of the light deflecting element, and if the second linear lens is a triangular prism lens shape, the condensing property of the front is improved. A convex lenticular lens can further improve the concealment of the image of the light deflection element.

また、隠蔽構造体の第1主面側に、集光シートを配置してもよく、これによって光の集光性を向上できると共に、視野を狭くしないようにすることもできる。
また、集光シートは、少なくとも一方向に配列された第3の線状レンズを備え、第3の線状レンズの配列方向と隠蔽構造体における第1の線状レンズの配列方向とが略直交することが好ましい。
第3の線状レンズによって光の集光性を向上できると共に、視野を狭くしないようにすることができる。
In addition, a condensing sheet may be arranged on the first main surface side of the concealing structure, thereby improving the light condensing property and preventing the field of view from being narrowed.
The condensing sheet includes a third linear lens arranged in at least one direction, and the arrangement direction of the third linear lens and the arrangement direction of the first linear lens in the concealing structure are substantially orthogonal to each other. It is preferable to do.
The third linear lens can improve the light condensing property and can prevent the field of view from being narrowed.

集光シートは、第3の線状レンズと略直交する第4の線状レンズを更に備えていてもよい。
第3の線状レンズと第4の線状レンズの一方または両方が三角プリズムレンズであれば、集光機能と光偏向要素の像をスプリットすることで光偏向要素の隠蔽性を向上できる。また、第3の線状レンズと第4の線状レンズの一方または両方がレンチキュラーレンズであれば、光偏向要素の像を線状化することで光偏向要素の隠蔽性を向上できる。第3の線状レンズと第4の線状レンズがレンチキュラーレンズと三角プリズムレンズの組合せであれば隠蔽性能と集光性能を同時に向上できる。
The condensing sheet may further include a fourth linear lens that is substantially orthogonal to the third linear lens.
If one or both of the third linear lens and the fourth linear lens is a triangular prism lens, it is possible to improve the concealability of the light deflection element by splitting the condensing function and the image of the light deflection element. If one or both of the third linear lens and the fourth linear lens is a lenticular lens, the concealability of the light deflection element can be improved by linearizing the image of the light deflection element. If the third linear lens and the fourth linear lens are a combination of a lenticular lens and a triangular prism lens, concealment performance and light condensing performance can be improved simultaneously.

本発明による表示装置は、請求項1から12の何れか1項に記載された照明装置と、照明装置から射出する光が入射する側に配設されていて表示画像を規定する画像表示素子と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、光偏向要素で反射する光のムラを抑制し、隠蔽構造体を透過させることで、光偏向要素の像の広がりによる線状化を図って光偏向要素を隠蔽すると共に正面の輝度を向上させることができる。そして、集光シートを更に配設した場合には、集光性も向上できて正面輝度を高くすることができる。
A display device according to the present invention includes the illumination device according to any one of claims 1 to 12, and an image display element that is disposed on a side on which light emitted from the illumination device is incident and defines a display image. It is characterized by having.
According to the present invention, the unevenness of the light reflected by the light deflecting element is suppressed and the concealing structure is transmitted, so that the light deflecting element is concealed while being linearized by the spread of the image of the light deflecting element. The brightness can be improved. And when the condensing sheet | seat is further arrange | positioned, condensing property can also be improved and front brightness can be made high.

本発明による表示装置は、前記隠蔽構造体の第1の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする。
本発明によれば、第1の線状レンズである凸レンチキュラーレンズの延在方向と光偏向要素の第1の方向とが略平行であることによって、光偏向要素を第2の方向に広げて線状化できてより一層隠蔽できる上に、凸レンチキュラーレンズが鉛直方向に延在して配設されていることで、画像表示素子の水平方向の視野を広く確保して集光させることができる。
The display device according to the present invention is characterized in that the first linear lens of the concealing structure extends in the vertical direction of the image display element.
According to the present invention, the extending direction of the convex lenticular lens that is the first linear lens and the first direction of the light deflecting element are substantially parallel, so that the light deflecting element is expanded in the second direction. In addition to being able to be linearized and further concealed, the convex lenticular lens extends in the vertical direction, so that the horizontal field of view of the image display element can be secured and condensed. .

また、隠蔽構造体の第1の線状レンズが画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、集光レンズの第3の線状レンズが画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする。
この場合には、第3の線状レンズによって水平方向の視野を狭くしないで集光性能を発揮できる。
In addition, when the first linear lens of the concealing structure extends in the horizontal direction of the image display element, the third linear lens of the condenser lens extends in the vertical direction of the image display element. It is characterized by being arranged.
In this case, the third linear lens can exhibit the light collecting performance without narrowing the visual field in the horizontal direction.

また、隠蔽構造体の第1の線状レンズが画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、集光レンズの第4の線状レンズが画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする。
この場合には、第3の線状レンズで光偏向要素の隠蔽性を高めると共に、第4の線状レンズによって水平方向の視野を狭くしないで集光性能を発揮できる。
In addition, when the first linear lens of the concealing structure extends in the horizontal direction of the image display element, the fourth linear lens of the condenser lens extends in the vertical direction of the image display element. It is characterized by being arranged.
In this case, the concealability of the light deflection element is enhanced by the third linear lens, and the light condensing performance can be exhibited without narrowing the visual field in the horizontal direction by the fourth linear lens.

また、照明装置と画像表示素子との間に、偏光分離反射シートを配設してもよく、偏光反射分離シートによって、光の屈折、透過、反射、偏光作用によ光の拡散及び集光効果を発揮できる。
また、画像表示素子が、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定することを特徴とする。
In addition, a polarization separation / reflection sheet may be provided between the illumination device and the image display element, and the light reflection / transmission / reflection, light diffusion and light collection effect by the polarization reflection / separation sheet. Can be demonstrated.
Further, the image display element defines a display image in accordance with transmission / shielding in pixel units.

本発明による照明装置と表示装置によれば、光源から導光板に入射する光を光偏向面における光偏向要素で反射させて出射させ、隠蔽構造体を通して照明光として出射させるが、第1の線状レンズが延在する方向と光偏向要素の第1の方向とが略平行に設定されているから、第1の線状レンズである凸レンチキュラーレンズによって第1の方向に配列された光偏向要素は、第2の方向に線状に拡散させられて、照明装置の光射出方向側から見て光偏向要素の像を隠蔽することができる。
また、隠蔽構造体に凸レンチキュラーレンズを設けることで、その延在方向に略直交する方向の正面の視野角が狭くなるのを抑制すると共に、(1)式で規定する接触角αによって隠蔽構造体への入射光を正面方向に屈折させて正面の輝度を広く制御できる。
According to the illumination device and the display device of the present invention, the light incident on the light guide plate from the light source is reflected by the light deflection element on the light deflection surface and emitted, and emitted as illumination light through the concealment structure. Since the extending direction of the lens and the first direction of the light deflection element are set substantially parallel to each other, the light deflection element arranged in the first direction by the convex lenticular lens as the first linear lens Can be diffused linearly in the second direction to conceal the image of the light deflection element when viewed from the light exit direction side of the illumination device.
In addition, by providing a convex lenticular lens in the concealing structure, it is possible to suppress the front viewing angle in a direction substantially orthogonal to the extending direction from being narrowed, and to conceal the concealing structure by the contact angle α defined by the equation (1). The front luminance can be widely controlled by refracting light incident on the body in the front direction.

本発明の第1の実施形態による表示装置の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the display apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す導光体の光配置面における光偏向要素の配置例を示す要部平面図であるIt is a principal part top view which shows the example of arrangement | positioning of the light deflection | deviation element in the light arrangement | positioning surface of the light guide shown in FIG. 図2とは別の光偏向要素の配置例を示す要部平面図であるFIG. 3 is a plan view of a principal part showing an arrangement example of light deflection elements different from FIG. 2. 図1に示す隠蔽構造体の斜視図である。It is a perspective view of the concealment structure shown in FIG. 図4に示す隠蔽構造体の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the concealment structure shown in FIG. 導光体と隠蔽構造体との配置構成と光路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement configuration and optical path of a light guide and a concealment structure. 導光体の光偏向面における光偏向要素の像が線状化した状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the image of the light deflection | deviation element in the light deflection surface of a light guide was linearized. 隠蔽構造体にランバート光を入射した際の法線方向の光路と輝度分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path and luminance distribution of a normal direction at the time of entering Lambertian light into a concealing structure. 隠蔽構造体に設けた第1の線状レンズの輪郭形状と(2)式との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the outline shape of the 1st linear lens provided in the concealment structure, and (2) Formula. 第1の線状レンズの断面をなす凸曲面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the convex curved surface which makes the cross section of a 1st linear lens. 隠蔽構造体の第一変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st modification of a concealment structure. 隠蔽構造体の第二変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd modification of a concealment structure. 隠蔽構造体の第三変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 3rd modification of a concealment structure. 隠蔽構造体の第四変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 4th modification of a concealment structure. 本発明の第2の実施形態による表示装置の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the display apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態における集光シートの斜視図である。It is a perspective view of the condensing sheet in 2nd Embodiment. 図16に示す集光シートを示すもので、(a)は第3の線状レンズを示す断面模式図、(b)は第4の線状レンズを示す断面模式図、(c)は平面模式図である。FIG. 17 shows the condensing sheet shown in FIG. 16, wherein (a) is a schematic cross-sectional view showing a third linear lens, (b) is a schematic cross-sectional view showing a fourth linear lens, and (c) is a schematic plan view. FIG. 集光シートの第一変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st modification of a condensing sheet. 集光シートの第二変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd modification of a condensing sheet. 集光シートの第三変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 3rd modification of a condensing sheet. 集光シートの第四変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 4th modification of a condensing sheet. 集光シートの第五変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 5th modification of a condensing sheet. 集光シートの第六変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 6th modification of a condensing sheet. 集光シートの第七変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 7th modification of a condensing sheet. 本発明の実施例と比較例との評価結果を示す表である。It is a table | surface which shows the evaluation result of the Example and comparative example of this invention. 従来技術におけるBEFを含む表示装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the display apparatus containing BEF in a prior art. 図26に示すBEFの斜視図である。It is a perspective view of BEF shown in FIG. 光強度と視野方向に対する角度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between light intensity and the angle with respect to a visual field direction.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書において、同一部材について上位概念と下位概念で表す場合に両者に同一の符号を用いて説明することがある。
図1は、本発明の第1実施形態による表示装置1を示すものである。
図1に示す表示装置1は、画像表示素子2と、この画像表示素子2の光入射側に配置された照明装置3とを備えたエッジライト方式のものである。
画像表示素子2は、1組の偏光板(偏光フィルム)5、6と、その間に挟持された液晶パネル7とで構成されている。液晶パネル7は、例えば2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, when the same member is represented by a superordinate concept and a subordinate concept, the same reference numeral may be used for both.
FIG. 1 shows a display device 1 according to a first embodiment of the present invention.
A display device 1 shown in FIG. 1 is of an edge light type including an image display element 2 and a lighting device 3 arranged on the light incident side of the image display element 2.
The image display element 2 is composed of a pair of polarizing plates (polarizing films) 5 and 6 and a liquid crystal panel 7 sandwiched therebetween. The liquid crystal panel 7 is configured, for example, by filling a liquid crystal layer between two glass substrates.

図1において、照明装置3は、光源9として例えば点状光源が用いられている。点状光源として、例えばLEDが用いられる。LEDとして白色LEDやRGB−LED等が用いられる。また光源としては線状光源を用いても良い。線状光源としては、例えばCCFLに代表される蛍光管が用いられる。図1に示す照明装置3では例えば四角形平板状の導光板10が設けられ、導光板10の対向する2つの厚み方向の端面に光源9が配置された構成が開示されている。
しかし、本発明ではこのような構成に限らず、導光板10の一方の端面のみに光源9を配置してもよく、或いは導光板10の4つの端面に光源9を配置してもよい。また導光板10は、図1に示すような平板形状に限定されることなく、楔形状等、適宜の形状を採用できる。
導光板10において、画像表示素子2側を向く光を射出する射出面10aと反対側の面には光偏向面11が形成されている。光偏向面11には、光源9からの入射光を射出面10a側へ反射させて偏向させる光偏向要素12が設けられている(図2参照)。光偏向要素12として、例えば図2に示すように、白色拡散反射ドットが光偏向面11に印刷されている。また光偏向要素12の別の例として、マイクロレンズ形状やプリズム形状等の構造物が光偏向面11に形成されていてもよい。
In FIG. 1, the illumination device 3 uses, for example, a point light source as the light source 9. As the point light source, for example, an LED is used. A white LED, RGB-LED, or the like is used as the LED. A linear light source may be used as the light source. As the linear light source, for example, a fluorescent tube represented by CCFL is used. In the illuminating device 3 shown in FIG. 1, for example, a rectangular plate-shaped light guide plate 10 is provided, and a light source 9 is disposed on two opposing end surfaces of the light guide plate 10 in the thickness direction.
However, the present invention is not limited to such a configuration, and the light source 9 may be disposed only on one end surface of the light guide plate 10, or the light source 9 may be disposed on four end surfaces of the light guide plate 10. In addition, the light guide plate 10 is not limited to a flat plate shape as shown in FIG.
In the light guide plate 10, a light deflection surface 11 is formed on the surface opposite to the emission surface 10 a that emits light directed toward the image display element 2. The light deflection surface 11 is provided with a light deflection element 12 that reflects and deflects incident light from the light source 9 toward the exit surface 10a (see FIG. 2). As the light deflection element 12, for example, as shown in FIG. 2, white diffuse reflection dots are printed on the light deflection surface 11. As another example of the light deflection element 12, a structure such as a microlens shape or a prism shape may be formed on the light deflection surface 11.

導光板10は一般的に透明板であるため、光偏向要素12は表示装置1を通して観察者側Fから視認できる。また、直下型のバックライト方式の表示装置と異なり、エッジライト方式の表示装置1では、導光板10からの射出光はムラが多く、均一な拡散光とは大きく異なる。
そのため、一般的なエッジライト方式の照明装置においては、光偏向要素12を隠蔽するため、そして射出光のムラを低減するために、導光板10の上に強い拡散性を有する拡散フィルム等が配設されている。しかしながら、このような拡散フィルムはほとんど集光性能を有していないため、輝度の低下を招き好ましくない。
Since the light guide plate 10 is generally a transparent plate, the light deflection element 12 can be viewed from the observer side F through the display device 1. Further, unlike the direct backlight type display device, in the edge light type display device 1, the light emitted from the light guide plate 10 has a lot of unevenness and is greatly different from the uniform diffused light.
Therefore, in a general edge light type illumination device, a diffusion film having strong diffusibility is arranged on the light guide plate 10 in order to conceal the light deflection element 12 and reduce unevenness of the emitted light. It is installed. However, since such a diffusion film has almost no light collecting performance, it causes a decrease in luminance and is not preferable.

本実施形態において、図2に示す導光板10の光偏向面11に光偏向要素12が所定間隔で分散して設けられている。図2では光偏向要素12は円形で示されているが、これに限らず楕円形状やプリズム形状、多角形状等であっても良い。
光偏向要素12は、図に示すように、第1の方向にPのピッチで配列され、第1の方向に直交する第2の方向にPのピッチで配列されてなる二次元配置とされている。ここで第1の方向と第2の方向は、表示装置1の垂直視野及び水平視野に対して任意に選択することが出来る。
なお、導光板10の光偏向面11に対向する面には反射シート13が設けられている。
In the present embodiment, the light deflection elements 12 are provided at predetermined intervals on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 shown in FIG. In FIG. 2, the light deflection element 12 is shown in a circular shape, but is not limited thereto, and may be an elliptical shape, a prism shape, a polygonal shape, or the like.
Light deflection elements 12, as shown in FIG., Are arranged at a pitch of P 1 in a first direction, the two-dimensional arrangement and made are arranged at a pitch of P 2 in a second direction perpendicular to the first direction Has been. Here, the first direction and the second direction can be arbitrarily selected for the vertical visual field and the horizontal visual field of the display device 1.
A reflective sheet 13 is provided on the surface of the light guide plate 10 that faces the light deflection surface 11.

図3には、光偏向要素12の別の配設例が示されている。
光偏向要素12は、図2に示す構成と同様に、第1の方向にPのピッチで配列され、第2の方向にPのピッチで配列された二次元配置構成であるが、任意の光偏向要素12が除去されている。除去され得る光偏向要素12は黒丸部12Aで示されている。
すなわち、除去される光偏向要素12が全くない場合には、図2に示される光偏向要素12の配列と全く同一構成になり、光偏向要素12は規則的に配列されることになる。しかし、黒丸部12Aとして任意に選択された光偏向要素12を除去することで、擬似的に不規則な配列にすることができる。任意に光偏向要素12を除去することで、導光板10の射出面10a側に配置された後述する他の光学部材である隠蔽構造体14や集光シート20等とのモアレ干渉縞を抑制することが出来る。
従って、光偏向要素12を適宜除去した領域では、第1の方向の配列ピッチはP1の整数(n)倍で設定され、第2の方向の配列ピッチはPの整数(m)倍で設定されることが可能である。ここでn、mは1から10の範囲の任意の整数に設定される。n、mが10を超えると、偏向要素12の間隔が大きくなりすぎるため光の強度ムラとして視認され、望ましくない。
FIG. 3 shows another arrangement example of the light deflection element 12.
Light deflection elements 12, like the structure shown in FIG. 2, in a first direction are arranged at a pitch of P 1, but in a second direction is a two-dimensional arrangement which are arranged at a pitch of P 2, optionally The light deflection element 12 is removed. The light deflection element 12 that can be removed is indicated by a black circle 12A.
That is, when there is no light deflection element 12 to be removed, the arrangement is exactly the same as the arrangement of the light deflection elements 12 shown in FIG. 2, and the light deflection elements 12 are regularly arranged. However, by removing the light deflection elements 12 arbitrarily selected as the black circles 12A, a pseudo irregular arrangement can be obtained. By arbitrarily removing the light deflection element 12, moire interference fringes with the concealment structure 14, the light collecting sheet 20, and the like, which are other optical members described later, disposed on the exit surface 10 a side of the light guide plate 10 are suppressed. I can do it.
Thus, at the appropriate removal of the light deflection elements 12 regions, the arrangement pitch in the first direction is set as an integer (n) times of P1, the arrangement pitch in the second direction is set at an integer (m) times P 2 Can be done. Here, n and m are set to arbitrary integers in the range of 1 to 10. If n and m exceed 10, the distance between the deflecting elements 12 becomes too large, which is visually recognized as unevenness of light intensity, which is not desirable.

本実施形態による照明装置3には、導光体10の射出面10aに対向して隠蔽構造体14が配置されている。隠蔽構造体14は、図4に示すように、透光性を有するシート状の基材15の光出射面側の第1主面15aに丸みを帯びた頂部と湾曲側面を滑らかに接続してなる断面凸曲面が一方向に延在してなる凸レンチキュラーレンズ16が同一方向に複数配列して形成されている。
図4に示す例では、基材15の光入射面である第2主面15bにマイクロレンズ17が分散して備えられている。導光体10の光射出面10aは一般的に平坦面であるため、隠蔽構造体14の第2主面15bにマイクロレンズ17を設けることで、導光体10と隠蔽構造体14との密着を防止することが出来る。また第2主面15bを粗面化しても良く、粗面化した場合にはマイクロレンズ17を設けなくても良い。
In the illuminating device 3 according to the present embodiment, a concealing structure 14 is disposed so as to face the exit surface 10 a of the light guide 10. As shown in FIG. 4, the concealment structure 14 is formed by smoothly connecting a rounded top portion and a curved side surface to the first main surface 15a on the light emitting surface side of the light-transmitting sheet-like base material 15. A plurality of convex lenticular lenses 16 each having a convex curved surface extending in one direction are arranged in the same direction.
In the example shown in FIG. 4, microlenses 17 are dispersedly provided on the second main surface 15 b that is the light incident surface of the base material 15. Since the light emission surface 10a of the light guide 10 is generally a flat surface, the microlens 17 is provided on the second main surface 15b of the concealment structure 14 so that the light guide 10 and the concealment structure 14 are in close contact with each other. Can be prevented. Further, the second main surface 15b may be roughened, and in the case of roughening, the microlens 17 may not be provided.

図5は隠蔽構造体14の縦断面図である。凸レンチキュラーレンズ16の湾曲側面の任意の点に引いた接線Sと第1主面15aとのなす角度は、接点が凸レンチキュラーレンズ16の頂部から第1主面15a側に移動するにつれて次第に大きくなる。従って、第1主面15aにおける湾曲側面の接線Sと第1主面15aとのなす角度が最も大きな角度となり、この角度を接線角度αとしたとき、接線角度αは下記の(1)式により規定される。
なお、(1)式で、Pは上述した光偏向要素12が第1の方向に配列されるピッチ、Pは同じく第2の方向に配列されるピッチである。凸レンチキュラーレンズ16が延在する方向と光偏向要素12が配列される第1の方向とは略平行となるように、導光板10と凸レンチキュラーレンズ16とを配設する。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the hiding structure 14. The angle formed between the tangent S drawn to an arbitrary point on the curved side surface of the convex lenticular lens 16 and the first main surface 15a gradually increases as the contact moves from the top of the convex lenticular lens 16 toward the first main surface 15a. . Accordingly, the angle formed between the tangent S of the curved side surface of the first main surface 15a and the first main surface 15a is the largest angle, and when this angle is defined as the tangent angle α, the tangent angle α is expressed by the following equation (1). It is prescribed.
In Equation (1), P 1 is the pitch at which the above-described light deflection elements 12 are arranged in the first direction, and P 2 is the pitch at which the light deflection elements 12 are also arranged in the second direction. The light guide plate 10 and the convex lenticular lens 16 are arranged so that the direction in which the convex lenticular lens 16 extends and the first direction in which the light deflection elements 12 are arranged are substantially parallel.

Figure 2011134560
但し、n、:導光体の屈折率
t:導光体の厚み
:凸レンチキュラーレンズ16の屈折率
θ:隠蔽構造体14へ入射する光の入射角
Figure 2011134560
However, n 0 ,: Refractive index of light guide t: Thickness of light guide n 1 : Refractive index of convex lenticular lens 16 θ i : Incident angle of light incident on concealment structure 14

(1)式について、図6を用いて更に詳細に説明する。図6において、説明を簡略にするため第2主面15bを平坦面とし、マイクロレンズ17を省略する。
導光板10の光偏向面11において、光偏向要素12が第2の方向にPのピッチで配列されている。光源9から導光板10に入射する入射光のうち光偏向要素12に入射する光は、光偏向要素12で反射して進路を変えられる。光偏向要素12で反射された光のうち、光偏向要素12の反射点から距離P/2だけ離れた位置で導光板10の光射出面10aに到達して射出される光をLとしたとき、隠蔽構造体14の第2主面15bへの入射角度θは、(1)式により、導光板10の屈折率nと厚さtと光Lに関する距離P/2より求められる。
(1)式は、入射角θで隠蔽構造体14へ入射した光を正面方向に屈折させるために必要な凸レンチキュラーレンズ16の接線角度αを規定している。
The expression (1) will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 6, for simplicity of explanation, the second main surface 15 b is a flat surface and the microlens 17 is omitted.
On the light deflection surface 11 of the light guide plate 10, the light deflection elements 12 are arranged at a pitch of P2 in the second direction. Of the incident light incident on the light guide plate 10 from the light source 9, the light incident on the light deflecting element 12 is reflected by the light deflecting element 12 to change its path. Of the light reflected by the light deflection elements 12, the light emitted reaches to the light exit plane 10a of the distance P 2/2 only the light guide plate 10 at a distance from the reflection point of the light deflecting element 12 is L when the incident angle theta i of the second main surface 15b of the concealed structure 14 is determined from the distance P 2/2 about (1) by the refractive index of the light guide plate 10 n 0 and thickness t and the light L .
Equation (1) defines the tangential angle α of the convex lenticular lens 16 necessary for refracting the light incident on the concealment structure 14 at the incident angle θ i in the front direction.

凸レンチキュラーレンズ16は、断面をなす凸曲面が丸みを帯びた頂部と湾曲側面とで滑らかに形成されている。頂部における接線Sの第1主面15aに対する角度は0度であり、第1主面15aとの接点における接線Sの接線角度はαである。そして、接線Sが頂部から第1主面15aに位置をずらすにつれて接線角度が大きくなる。
従って、凸レンチキュラーレンズ16が多数配列された隠蔽構造体14の第2主面15b側から略ランバート光を射出する点光源を設置したと仮定して、隠蔽構造体14の第1主面15a側から点光源を観察すると、線状光源として視認される。
導光板10の光偏向面11に形成された光偏向要素12によってあらゆる方向に進路を変更される光のうち、導光板10の光射出面10aより射出される光の配光分布はランバート光とは異なるが、点光源と同義として扱うことが出来る。
The convex lenticular lens 16 has a convex curved surface forming a cross section formed smoothly with a rounded top and a curved side surface. The angle of the tangent S at the top with respect to the first major surface 15a is 0 degree, and the tangent angle of the tangent S at the contact point with the first major surface 15a is α. The tangent angle increases as the position of the tangent S shifts from the top to the first main surface 15a.
Accordingly, assuming that a point light source that emits substantially Lambertian light is installed from the second main surface 15b side of the concealing structure 14 in which a large number of convex lenticular lenses 16 are arranged, the first main surface 15a side of the concealing structure 14 When a point light source is observed, the light source is visually recognized as a linear light source.
Of the light whose direction is changed in all directions by the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10, the light distribution of the light emitted from the light emission surface 10a of the light guide plate 10 is Lambert light. Can be treated as synonymous with a point light source.

すなわち、例えば図2または図3で示されたような複数の円形の光偏向要素12の各々を点光源としてみたとき、導光板10の光射出面10a側に凸レンチキュラーレンズ16が配列された隠蔽構造体14を配設し、第1主面15a側から観察すると、点状の光偏向要素12が線状に広がって見える。このとき、凸レンチキュラーレンズ16の第1主面15aとの接点における接線角度αが(1)式を満たしていると、図7に示されるように線状に広がって見える隣り合う光偏向要素12が重なるため、光偏向要素12の隠蔽性が向上する。   That is, for example, when each of the plurality of circular light deflection elements 12 as shown in FIG. 2 or FIG. 3 is viewed as a point light source, the concealment in which the convex lenticular lenses 16 are arranged on the light exit surface 10a side of the light guide plate 10 When the structure 14 is disposed and observed from the first main surface 15a side, the dotted light deflecting elements 12 appear to expand linearly. At this time, if the tangent angle α at the contact point with the first main surface 15a of the convex lenticular lens 16 satisfies the expression (1), the adjacent light deflection elements 12 appearing to expand linearly as shown in FIG. Therefore, the concealability of the light deflection element 12 is improved.

光偏向要素12の隠蔽性を向上させる凸レンチキュラーレンズ16について、図8に示す構成を用いて説明する。ここで、隠蔽構造体14の第2主面15b側に、1点から略ランバート光を射出する点光源9Aを、その射出光の主軸が第2主面15bの法線方向と略一致するよう配置した。このとき、第1主面15aから第1主面15aの法線方向に射出される光は、点光源9Aの直上を中心に凸レンチキュラーレンズ16の配列方向に広がる線状光に変換される。
ここで、図8では、凸レンチキュラーレンズ16によって第1主面15aの法線方向に屈折される光のみを図示している。図8に示されていないが、凸レンチキュラーレンズ16から出射する光は、第1主面15aに対して法線方向の光だけでなく斜め方向へ射出する光も存在する。
ここで、図8に示すように、凸レンチキュラーレンズ16から出射する線状光のピーク輝度位置が点光源9Aの直上となる、図中の実線で示す輝度分布を呈することが望ましい。そのために、そのような輝度分布を呈する凸レンチキュラーレンズ16を配設することが望ましい。
或いは、図8において、凸レンチキュラーレンズ16から出射する線状光のピーク輝度位置が、点光源の直上の両側に存在するような一点鎖線で示す輝度分布を呈するように設定してもよい。この場合には、点光源9Aの直上輝度をL、ピーク輝度をLとしたとき、L/Lが100%以上200%以下となるような形状の凸レンチキュラーレンズ16を配設することが望ましい。
The convex lenticular lens 16 that improves the concealing property of the light deflection element 12 will be described using the configuration shown in FIG. Here, the point light source 9A that emits approximately Lambertian light from one point is disposed on the second main surface 15b side of the concealing structure 14 so that the main axis of the emitted light substantially coincides with the normal direction of the second main surface 15b. Arranged. At this time, the light emitted from the first main surface 15a in the normal direction of the first main surface 15a is converted into linear light that extends in the arrangement direction of the convex lenticular lenses 16 around the point light source 9A.
Here, in FIG. 8, only the light refracted in the normal direction of the first major surface 15a by the convex lenticular lens 16 is illustrated. Although not shown in FIG. 8, the light emitted from the convex lenticular lens 16 includes not only light in the normal direction but also light emitted in an oblique direction with respect to the first main surface 15a.
Here, as shown in FIG. 8, it is desirable that the peak luminance position of the linear light emitted from the convex lenticular lens 16 is a luminance distribution indicated by the solid line in the figure, which is directly above the point light source 9A. Therefore, it is desirable to arrange a convex lenticular lens 16 that exhibits such a luminance distribution.
Alternatively, in FIG. 8, the peak luminance position of the linear light emitted from the convex lenticular lens 16 may be set to exhibit a luminance distribution indicated by a one-dot chain line that exists on both sides immediately above the point light source. In this case, L 0 directly above the brightness of the point light source 9A, when the peak luminance was L 1, disposing the L 1 / L 0 is convex lenticular lens 16 having a shape such that 200% or less than 100% It is desirable.

ピーク輝度位置が点光源9Aの直上に存在せず、且つL/Lが200%を超えるような凸レンチキュラーレンズ16は、点光源9Aを線状光源に広げることができても、ピーク輝度位置が非常に強く光って見える。その極端な例として、三角プリズムレンズを提示できる。隠蔽構造体14の第1主面15aに凸レンチキュラーレンズ16に代えて三角プリズムレンズを配列したレンズシートを用いて、その第2主面15b側に上述と同様に点光源9Aを配設した。
そして、この照明装置を隠蔽構造体14の第1主面15a側から観察すると、点光源9Aが2つの点光源に分割された光の像を観察できるにすぎない。このような隠蔽構造体14では導光板10の上に配設しても光偏向要素12の隠蔽性は向上しない。
従って、点光源9Aの直上にピーク輝度を有するか、点光源の直上以外の両側にピーク輝度を有する場合には、ピーク輝度と点光源9Aの直上輝度との比が100%以上200%以下となるように、線状に光が広がる凸レンチキュラーレンズ16を形成した隠蔽構造体14が、光偏向要素12の隠蔽性を向上させるために望ましい。
The convex lenticular lens 16 in which the peak luminance position does not exist immediately above the point light source 9A and L 1 / L 0 exceeds 200% can be achieved even if the point light source 9A can be extended to a linear light source. The position looks very shining. As an extreme example, a triangular prism lens can be presented. Using a lens sheet in which triangular prism lenses are arranged instead of the convex lenticular lens 16 on the first main surface 15a of the hiding structure 14, the point light source 9A is disposed on the second main surface 15b side in the same manner as described above.
When this illumination device is observed from the first main surface 15a side of the concealing structure 14, the point light source 9A can only observe an image of light divided into two point light sources. Such a concealing structure 14 does not improve the concealing property of the light deflection element 12 even if it is disposed on the light guide plate 10.
Therefore, when the peak luminance is directly above the point light source 9A or the peak luminance is on both sides other than directly above the point light source, the ratio between the peak luminance and the luminance directly above the point light source 9A is 100% or more and 200% or less. Thus, the concealment structure 14 formed with the convex lenticular lens 16 in which light linearly spreads is desirable in order to improve the concealability of the light deflection element 12.

上述したような機能を発揮できる凸レンチキュラーレンズ16の形状は、以下の(2)式で規定される。
ここで下記(2)式は、凸レンチキュラーレンズ16の単位レンズピッチを1と正規化した際の式である。図9に示される凸曲面は凸レンチキュラーレンズ16の単位レンズの断面形状を示すものであり、(2)式の規定を満足している。(2)式において、zは凸レンチキュラーレンズ16の高さ方向の位置関数、rは幅方向位置変数である。
図9において、斜線部が凸レンチキュラーレンズ16単体の形状である。ここで、(2)式で定義された凸レンチキュラーレンズ16の凸曲面形状を、微調整として、凸レンチキュラーレンズ16の高さ方向或いは幅方向に拡大または縮小しても良い。(2)式において、各係数k、1/R、A、B、Cの値が設定値の範囲に入らない場合には、上述したような点光源を線状化する効果が得られず、または集光効果が低くなるため望ましくない。
The shape of the convex lenticular lens 16 that can exhibit the functions as described above is defined by the following equation (2).
Here, the following expression (2) is an expression when the unit lens pitch of the convex lenticular lens 16 is normalized to 1. The convex curved surface shown in FIG. 9 shows the cross-sectional shape of the unit lens of the convex lenticular lens 16, and satisfies the definition of the formula (2). In the equation (2), z is a position function in the height direction of the convex lenticular lens 16, and r is a position variable in the width direction.
In FIG. 9, the hatched portion is the shape of the convex lenticular lens 16 alone. Here, the convex curved surface shape of the convex lenticular lens 16 defined by the expression (2) may be enlarged or reduced in the height direction or the width direction of the convex lenticular lens 16 as fine adjustment. In the expression (2), when the values of the coefficients k, 1 / R, A, B, and C do not fall within the set value range, the effect of linearizing the point light source as described above cannot be obtained. Or it is not desirable because the light collecting effect is lowered.

Figure 2011134560
Figure 2011134560

凸レンチキュラーレンズ16の形状について、図10を用いて更に詳細に説明する。
図10は凸レンチキュラーレンズ16の断面図である。凸レンチキュラーレンズ16のピッチがPLであり、高さがTL、第1主面15aとの接線Sの接線角度α、そして頂部フィッティング曲率半径がRLで表される。
ここで、頂部フィッティング曲率半径RLとは、非球面形状である凸レンチキュラーレンズ16の頂部の曲率半径を表す。そして、本実施形態では、頂部フィッティング曲率半径RLは単位レンズピッチPLに対して10%の幅領域に形成されているものであると規定する。
また、頂部フィッティング曲率半径RLは、単位レンズピッチPLに対して、1/2未満の長さであることが望ましい。すなわち、球面レンズに比べて頂部の曲率半径が小さくなる非球面レンズ形状であることが望ましい。これにより、集光性能が高まる。
一方で、凸レンチキュラーレンズ16の頂部の曲率半径PLを小さくし過ぎると、単位レンズ高さTLが非常に大きな非球面形状となり、また光偏向要素12の隠蔽性能が低下するため望ましくない。頂部フィッティング曲率半径RLは、単位レンズピッチPLに対して0.1以上であることが望ましい。
また単位レンズ高さTLは、単位レンズピッチPLに対して、0.3以上1.0未満であることが望ましい。0.3より低いと集光性能が低く、一方で1.0以上の場合、集光性能のみならず光偏向要素12の隠蔽性能も低くなるためである。
The shape of the convex lenticular lens 16 will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the convex lenticular lens 16. The pitch of the convex lenticular lens 16 is PL 1 , the height is TL 1 , the tangent angle α of the tangent S with the first main surface 15 a, and the top fitting curvature radius is RL 1 .
Here, the top fitting radius of curvature RL 1 represents the radius of curvature of the top of the convex lenticular lens 16 having an aspherical shape. In this embodiment, the top fitting radius of curvature RL 1 is defined as being formed in a width region of 10% with respect to the unit lens pitch PL 1 .
Further, it is desirable that the top fitting curvature radius RL 1 is less than ½ the unit lens pitch PL 1 . That is, it is desirable that the aspherical lens shape has a smaller radius of curvature at the top than the spherical lens. Thereby, a condensing performance increases.
On the other hand, if the curvature radius PL 1 at the top of the convex lenticular lens 16 is too small, the unit lens height TL 1 becomes a very large aspherical shape, and the concealing performance of the light deflection element 12 is lowered, which is not desirable. The top fitting radius of curvature RL 1 is desirably 0.1 or more with respect to the unit lens pitch PL 1 .
The unit lens height TL 1 is desirably 0.3 or more and less than 1.0 with respect to the unit lens pitch PL 1 . If it is lower than 0.3, the light collecting performance is low. On the other hand, if it is 1.0 or more, not only the light collecting performance but also the concealing performance of the light deflecting element 12 is low.

図1に示す表示装置1は、導光板10の上に、上述の設計により決定された凸レンチキュラーレンズ16を備える隠蔽構造体14が設置され、更に集光シート20と偏光反射分離シート21とが順次配設されている。
集光シート20は、図1に示すように、シート状で透光性の基材22の射出面である第1主面22a側に第3の線状レンズ23が同一方向に平行に配列されている、従来技術のBEFと略同一構成を有している。集光シート20の第1主面22aに対向する入射面は第2主面22bとされている。第2主面22bは平坦面でも良いし、粗面化された面でも良い。或いは、第2主面22bに隠蔽構造体14の第2主面15bに形成されたものと同様なマイクロレンズ17が備えられていても良いし、更に粗面化されていても良い。
第3の線状レンズ23は集光性が高いレンズであることが望ましく、例えば頂角が70度〜110度の範囲の三角プリズムレンズ23であることが望ましい。三角プリズムレンズ23の頂部は丸みを帯びても良く、丸みを帯びる範囲は、三角プリズムレンズ23の単位ピッチの20%以下であることが望ましく、10%以下であることが更には望ましい。20%を超えて丸みを帯びた場合、三角プリズムレンズ23の集光性能が大きく損なわれるためである。
In the display device 1 shown in FIG. 1, a concealment structure body 14 including a convex lenticular lens 16 determined by the above design is installed on a light guide plate 10, and a condensing sheet 20 and a polarization reflection separation sheet 21 are further provided. They are arranged sequentially.
As shown in FIG. 1, the condensing sheet 20 has third linear lenses 23 arranged in parallel in the same direction on the first main surface 22a side, which is the exit surface of the sheet-like translucent substrate 22. It has substantially the same configuration as the conventional BEF. The incident surface facing the first main surface 22a of the light collecting sheet 20 is a second main surface 22b. The second main surface 22b may be a flat surface or a roughened surface. Or the microlens 17 similar to what was formed in the 2nd main surface 15b of the concealment structure 14 may be provided in the 2nd main surface 22b, and it may be further roughened.
The third linear lens 23 is preferably a highly condensing lens, for example, a triangular prism lens 23 having an apex angle in the range of 70 degrees to 110 degrees. The top of the triangular prism lens 23 may be rounded, and the rounded range is preferably 20% or less of the unit pitch of the triangular prism lens 23, and more preferably 10% or less. This is because the light condensing performance of the triangular prism lens 23 is greatly impaired when it is rounded exceeding 20%.

また、第3の線状レンズ23として、三角プリズムレンズの両側面が凸湾曲した湾曲プリズムレンズ23であっても良い。湾曲プリズムレンズ23は、高い集光性と拡散性とを両立するため、正面輝度を高めながら光偏向要素12の隠蔽性を更に向上させる。
湾曲プリズムレンズ23の湾曲側面としては、湾曲側面の各点における接線と、集光シート20の第1主面22aとのなす角度が20度〜70度の範囲で変化することが望ましく、更に望ましくは30度から60度の範囲である。接線と第1主面22aとの角度が20度を下回ると拡散性能と集光性能が共に弱まり、70度を超えると拡散性能は強いものの集光性能が低下する。
Further, the third linear lens 23 may be a curved prism lens 23 in which both side surfaces of the triangular prism lens are convexly curved. The curved prism lens 23 further improves the concealability of the light deflecting element 12 while increasing the front luminance in order to achieve both high light condensing properties and diffusibility.
As the curved side surface of the curved prism lens 23, it is desirable that the angle formed between the tangent line at each point of the curved side surface and the first main surface 22a of the condensing sheet 20 changes in the range of 20 degrees to 70 degrees, and more desirably. Is in the range of 30 to 60 degrees. When the angle between the tangent and the first main surface 22a is less than 20 degrees, both the diffusion performance and the light collection performance are weakened, and when it exceeds 70 degrees, the light collection performance is lowered although the diffusion performance is strong.

本実施形態による表示装置1において、隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16と集光シート20を構成する三角プリズムレンズ23とは、略直交する方向で配置されることが望ましい(図1参照)。特に表示装置1を観察する観察者側から見た際に、画面の垂直視野方向に三角プリズムレンズ23が配列され、水平視野方向に凸レンチキュラーレンズ16が配列されることが望ましい。
一般に、表示装置1はある範囲の垂直視野と水平視野とを有することが望まれるが、特に大型の表示装置1をテレビとして用いる場合、水平視野が広いことが望まれる。三角プリズムレンズ23は集光性能が高い分、視野を狭くする。一方、凸レンチキュラーレンズ16は拡散性能と集光性能とを両立できる。そのため、凸レンチキュラーレンズ16を水平視野方向に配列することで、水平視野を極端に狭めることなく集光し、三角プリズムレンズ23を垂直視野方向に配列することで、垂直視野は狭くなるが、高い集光効果を発揮することが出来る。
In the display device 1 according to the present embodiment, the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14 and the triangular prism lens 23 constituting the condensing sheet 20 are preferably arranged in a substantially orthogonal direction (see FIG. 1). ). In particular, when the display device 1 is viewed from the observer side, it is desirable that the triangular prism lenses 23 are arranged in the vertical visual field direction of the screen and the convex lenticular lenses 16 are arranged in the horizontal visual field direction.
In general, the display device 1 is desired to have a certain range of vertical field of view and horizontal field of view, but particularly when the large display device 1 is used as a television, it is desired that the horizontal field of view is wide. The triangular prism lens 23 narrows the field of view because of its high light collecting performance. On the other hand, the convex lenticular lens 16 can achieve both diffusion performance and light collection performance. Therefore, by arranging the convex lenticular lenses 16 in the horizontal visual field direction, the horizontal visual field is condensed without extremely narrowing, and by arranging the triangular prism lens 23 in the vertical visual field direction, the vertical visual field becomes narrow, but high The light condensing effect can be exhibited.

本実施形態による表示装置1における導光板10の光偏向面11に形成される光偏向要素12は、図2に示されるように、第1の方向にピッチPで配設され、第2の方向にピッチPで配設される二次元配列構成によって形成される。このときピッチPとPとの比が以下の(3)式で規定される範囲であることが望ましい。
1.0<P/P<3.0 …(3)
しかも、隠蔽構造体14の第1主面15aに形成された凸レンチキュラーレンズ16の延在方向と光偏向要素12が配置される第1の方向とが略一致することが更には望ましい。(3)式で示されるように第1の方向の配列ピッチPより、第2の方向の配列ピッチPが大きくなるように光偏向要素12が配設される。従って、凸レンチキュラーレンズ16の延在方向と第1の方向とが略一致することで、図7に示すように、光偏向要素12が第2の方向に延びて線状化されて観察されることになり隠蔽性が向上する。
As shown in FIG. 2, the light deflection elements 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 in the display device 1 according to the present embodiment are disposed at the pitch P1 in the first direction, and the second It is formed by a two-dimensional array structure disposed at a pitch P 2 in the direction. At this time, it is desirable that the ratio between the pitches P 1 and P 2 is in a range defined by the following expression (3).
1.0 <P 2 / P 1 <3.0 (3)
Moreover, it is further desirable that the extending direction of the convex lenticular lens 16 formed on the first main surface 15a of the concealing structure 14 substantially coincides with the first direction in which the light deflection element 12 is disposed. As shown by the equation (3), the light deflection elements 12 are arranged so that the arrangement pitch P 2 in the second direction is larger than the arrangement pitch P 1 in the first direction. Therefore, when the extending direction of the convex lenticular lens 16 substantially coincides with the first direction, as shown in FIG. 7, the light deflection element 12 extends in the second direction and is observed as a line. As a result, concealment is improved.

更には、第1の方向のピッチPと第2の方向のピッチPとの比は以下の(4)式で規定される範囲であることが望ましい。最も望ましくは、近接する3つの光偏向要素12を各頂部として結んだ三角形が、略正三角形となる六方配置に構成することである。光偏向要素12の配置構成を六方配置に近づけることで、光偏向面11の面内の縦方向、横方向及び斜め方向においても、光偏向要素12の相互の距離が大きく異なることなく一様に近づくため、ムラを均一化しやすくなるためである。
1.4<P/P<2.2 …(4)
Furthermore, it is desirable that the ratio between the pitch P 1 in the first direction and the pitch P 2 in the second direction is in a range defined by the following equation (4). Most preferably, a triangle formed by connecting three adjacent light deflecting elements 12 as apexes is configured in a hexagonal arrangement that is a substantially equilateral triangle. By making the arrangement configuration of the light deflection elements 12 close to a hexagonal arrangement, the distances between the light deflection elements 12 are uniformly different in the longitudinal direction, the lateral direction, and the oblique direction in the plane of the light deflection surface 11. This is because the unevenness is easily uniformed.
1.4 <P 2 / P 1 <2.2 (4)

上述のように光偏向面11に配設された光偏向要素12に対して、隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16の延在する方向は、光偏向要素12が配列する第1の方向と略平行であることが、光偏向要素12の像を第1の方向に略直交する第2の方向へ線状化させるために望ましい。
従って、光偏向要素12が配置される第1の方向が、表示装置1の垂直方向と略一致することが望ましい。そうすることで、凸レンチキュラーレンズ16はその延在方向が表示装置1の画面の垂直方向に略一致し且つ水平方向に配列されるため、水平視野を極端に狭めることなく集光することが出来る。
As described above, the extending direction of the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14 with respect to the light deflecting element 12 disposed on the light deflecting surface 11 is the first direction in which the light deflecting elements 12 are arranged. To be linear in the second direction substantially orthogonal to the first direction.
Therefore, it is desirable that the first direction in which the light deflection element 12 is arranged substantially coincides with the vertical direction of the display device 1. By doing so, since the extending direction of the convex lenticular lens 16 substantially coincides with the vertical direction of the screen of the display device 1 and is arranged in the horizontal direction, it can be condensed without extremely narrowing the horizontal visual field. .

これに対し、光偏向面11上における光偏向要素12を配列させる第1の方向が、表示装置1の水平方向と略一致する場合、隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16の延在する方向は光偏向要素12が配列する第1の方向と略平行であることが望ましい。
第1の方向の配列ピッチPに対し、第2の方向の配列ピッチPが大きいので、第2の方向に対して光偏向要素12を線状化する向きとなるように、凸レンチキュラーレンズ16の延在する方向を第1の方向と略一致させることが望ましい。
On the other hand, when the first direction in which the light deflection elements 12 are arranged on the light deflection surface 11 substantially coincides with the horizontal direction of the display device 1, the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14 extends. The direction is preferably substantially parallel to the first direction in which the light deflection elements 12 are arranged.
Since the arrangement pitch P 2 in the second direction is larger than the arrangement pitch P 1 in the first direction, the convex lenticular lens is set so as to be in the direction of linearizing the light deflection elements 12 with respect to the second direction. It is desirable that the 16 extending directions substantially coincide with the first direction.

このとき、集光シート20を構成する第3の線状レンズ23は隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16と略直交して延在することが望ましい。この場合、第3の線状レンズ23が垂直方向に延在して表示装置1の水平視野を集光することとなるため、第3の線状レンズ23は集光性能だけでなく、視野を狭くしないレンズ形状を選ぶことが重要である。
第3の線状レンズ23は、例えば隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16と同一形状であっても良く、または(2)式から決定される別形状の凸曲面を有するレンズであっても良い。或いは、第3の線状レンズ23は、丸みを帯びた三角プリズムレンズや頂角が100度〜120度程度の三角プリズムレンズなどを垂直方向に延在させてなることによって、視野を狭くせずに集光性能を得られるレンズとして用いることができる。
At this time, it is desirable that the third linear lens 23 constituting the condensing sheet 20 extends substantially orthogonal to the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14. In this case, since the third linear lens 23 extends in the vertical direction and collects the horizontal field of view of the display device 1, the third linear lens 23 has not only a condensing performance but also a field of view. It is important to choose a lens shape that does not narrow.
For example, the third linear lens 23 may have the same shape as the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14, or a lens having a convex curved surface of another shape determined from the equation (2). Also good. Alternatively, the third linear lens 23 is formed by extending a rounded triangular prism lens, a triangular prism lens having an apex angle of about 100 degrees to 120 degrees, and the like in a vertical direction without narrowing the field of view. It can be used as a lens that can obtain light collecting performance.

また、集光シート20を構成する第3の線状レンズ23と隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16とを略平行に配設しても良い。このとき、第3の線状レンズ23と凸レンチキュラーレンズ16とのピッチが同程度の場合、モアレ干渉縞を生じるため望ましくない。
そのため、第3の線状レンズ23と凸レンチキュラーレンズ16とのピッチ比を少なくとも1:2より大きく、望ましくは1:3より大きな比とし、且つ、モアレ干渉縞が最も生じづらいピッチと設定することが望ましい。更に第3の線状レンズ23と凸レンチキュラーレンズ16とを、数度傾けて互いに交差させて配列しても良い。傾ける範囲としては0度を超えて20度以下が望ましく、更に望ましくは10度以下とする。20度を超えて傾けた場合には、表示装置1の視野分布が歪となるため望ましくない。
Further, the third linear lens 23 constituting the condensing sheet 20 and the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14 may be disposed substantially in parallel. At this time, if the pitch between the third linear lens 23 and the convex lenticular lens 16 is approximately the same, moire interference fringes are generated, which is not desirable.
For this reason, the pitch ratio between the third linear lens 23 and the convex lenticular lens 16 is set to a ratio that is at least greater than 1: 2, preferably greater than 1: 3, and is set to a pitch at which moire interference fringes are most unlikely to occur. Is desirable. Furthermore, the third linear lens 23 and the convex lenticular lens 16 may be arranged so as to cross each other at an angle of several degrees. The tilting range is preferably more than 0 degree and 20 degrees or less, and more preferably 10 degrees or less. Inclination exceeding 20 degrees is not desirable because the visual field distribution of the display device 1 becomes distorted.

また、集光シート20の光射出面である第1主面22aに対向する位置には、偏光反射分離シート21が配設されている。偏光反射分離シート21は例えばDBEF等の多層薄膜構造、またはワイヤーグリッド構造、液晶に代表される複屈折材料を用いた構造等の反射型偏光子であり、画像表示素子2を構成する偏光板5と略一致した方向の直線偏光透過軸を有し、他方の直線偏光を反射することで輝度向上効果を発揮するフィルム材料であり、更に拡散層を有することが好ましい。
集光シート20を透過した光が偏光反射分離シート21を通して、画像表示素子2を透過することで、透過画像の拡散による水平方向の視野角と集光による高輝度とを確保できる。
In addition, a polarization reflection separation sheet 21 is disposed at a position facing the first main surface 22a that is the light emission surface of the light collecting sheet 20. The polarization reflection separating sheet 21 is a reflective polarizer having a multilayer thin film structure such as DBEF, a wire grid structure, or a structure using a birefringent material typified by liquid crystal, and the polarizing plate 5 constituting the image display element 2. Is a film material that has a linearly polarized light transmission axis in a direction substantially coincident with the other, reflects the other linearly polarized light, and exhibits a brightness enhancement effect, and further preferably has a diffusion layer.
The light transmitted through the condensing sheet 20 is transmitted through the image display element 2 through the polarization reflection separating sheet 21, so that a horizontal viewing angle by diffusion of the transmitted image and high luminance by condensing can be ensured.

また、画像表示素子2は、1組の偏光板5、6の間に液晶パネル7が挟持されて構成された液晶表示素子である。画像表示素子2は画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、照明装置3によって観察者側Fへ出射する画像の輝度が向上し、光強度の視野角依存性が低減する。さらに、光偏向要素12の視認性が低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。
液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。そのため、画像表示素子2は液晶表示素子であることが好ましい。
The image display element 2 is a liquid crystal display element configured by sandwiching a liquid crystal panel 7 between a pair of polarizing plates 5 and 6. The image display element 2 is preferably an element that displays an image by transmitting / blocking light in pixel units. If the image is displayed by transmitting / blocking light in pixel units, the luminance of the image emitted to the observer side F by the illumination device 3 is improved, and the viewing angle dependency of the light intensity is reduced. Furthermore, it is possible to display an image with high image quality by effectively using the light whose visibility of the light deflection element 12 is reduced.
A liquid crystal display element is a typical element that transmits / shields light in pixel units and displays an image, and can improve image quality and reduce manufacturing cost compared to other display elements. Can do. Therefore, the image display element 2 is preferably a liquid crystal display element.

上述したように、本実施形態による表示装置1及び照明装置3によれば、
導光体10の光偏向面11に配列させた光偏向要素12の第1の方向と同一の方向に隠蔽構造体14の凸レンチキュラーレンズ16を配列したから、光偏向要素12の像は光偏向要素12の第1の方向に直交する第2の方向に拡散されて線状化されて延びるため、光偏向要素12の像を隠蔽することができて、観察者側から視認できない。しかも、光偏向要素12を隠蔽するに際し、集光機能を殆ど有さない拡散シートを配設しないでよいから、輝度の低下を来すことを抑制できる。
また、隠蔽構造体14の凸レンチキュラーレンズ16は、(1)式を満たす接線角度αを有し且つ(2)式で規定する凸曲面を有する凸レンチキュラーレンズ16を、画像表示素子2の鉛直方向に延在させて水平方向に配列させたから、水平方向の視野角を狭めることがなく、十分な視野角を発揮できる。
更に、集光シート20として、三角形プリズムレンズ23を凸レンチキュラーレンズ16に略直交する方向に配列させたから、垂直方向の視野角の広がりは抑制されるが、凸レンチキュラーレンズ16と相俟って高い輝度を発揮できる。そのため、特に中型、大型の液晶表示装置等に用いた場合に、水平方向の十分な視野角と高い輝度を確保できて好ましい。
As described above, according to the display device 1 and the illumination device 3 according to the present embodiment,
Since the convex lenticular lenses 16 of the concealment structure 14 are arranged in the same direction as the first direction of the light deflection element 12 arranged on the light deflection surface 11 of the light guide 10, the image of the light deflection element 12 is optically deflected. Since the light is diffused and linearized in a second direction orthogonal to the first direction of the element 12, the image of the light deflection element 12 can be concealed and cannot be visually recognized from the observer side. In addition, when the light deflection element 12 is concealed, it is not necessary to dispose a diffusion sheet having almost no light collecting function, so that it is possible to suppress a decrease in luminance.
Further, the convex lenticular lens 16 of the obscuring structure body 14 has a tangential angle α satisfying the expression (1) and a convex lenticular lens 16 having a convex curved surface defined by the expression (2). Since it extends in the horizontal direction and is arranged in the horizontal direction, a sufficient viewing angle can be exhibited without narrowing the viewing angle in the horizontal direction.
Furthermore, since the triangular prism lenses 23 are arranged in the direction substantially orthogonal to the convex lenticular lens 16 as the condensing sheet 20, the spread of the viewing angle in the vertical direction is suppressed, but it is high in combination with the convex lenticular lens 16. Brightness can be demonstrated. Therefore, particularly when used for a medium-sized or large-sized liquid crystal display device or the like, it is preferable because a sufficient horizontal viewing angle and high luminance can be secured.

本発明は、上述の第一実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を偏向しない限り適宜の変更や付加、削除を行うことができる。次に、本発明の変形例や他の実施形態について添付図面に基づいて説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材については同一の符号を用いて説明を省略する。   The present invention is not limited to the first embodiment described above, and appropriate changes, additions, and deletions can be made without departing from the spirit of the present invention. Next, modified examples and other embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the same or similar parts and members as those of the above-described embodiments will be described using the same reference numerals.

まず、本発明による照明装置3における光偏向要素12と隠蔽構造体14との配置構成の変形例について説明する。
第一の変形例における表示装置1において、光偏向面11に設けた光偏向要素12が配列された第1の方向が表示装置1の水平方向と略一致するように構成した。この場合、隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16の延在方向は光偏向要素12が配列される第2の方向と略平行であることが望ましい。
そして、集光シート20を構成する第3の線状レンズ23は隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16と略直交することが望ましい。
このような構成とすることで、表示装置1の水平視野方向を狭くすることなく、最も正面方向への輝度を向上させることができる。
First, a modified example of the arrangement configuration of the light deflection element 12 and the concealment structure 14 in the illumination device 3 according to the present invention will be described.
The display device 1 in the first modification is configured such that the first direction in which the light deflection elements 12 provided on the light deflection surface 11 are arranged substantially coincides with the horizontal direction of the display device 1. In this case, it is desirable that the extending direction of the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14 is substantially parallel to the second direction in which the light deflection elements 12 are arranged.
The third linear lens 23 constituting the condensing sheet 20 is preferably substantially orthogonal to the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14.
By setting it as such a structure, the brightness | luminance to a front direction can be improved most, without narrowing the horizontal visual field direction of the display apparatus 1. FIG.

しかしながら、この場合、隠蔽構造体14を構成する凸レンチキュラーレンズ16は、光偏向要素12を第1の方向に線状化するため、第1の方向のピッチPより大きい第2の方向のピッチPを線状化できず、隠蔽性能が低下する。このとき、集光シート20を構成する第3の線状レンズ23の延在する方向が第1の方向と略一致するため、第3の線状レンズ23が隠蔽性を高めるのに効果的である。
従って第3の線状レンズ23は図1に示すように三角プリズムレンズ形状でも良いが、頂部に丸みを帯びることがより望ましく、または、側面が湾曲したプリズムレンズ形状であることが望ましい。最も望ましくは頂部も側面も湾曲した断面凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状であるが、表示装置1に必要な隠蔽性能と集光性能とから適宜選ぶことが出来る。
However, in this case, since the convex lenticular lens 16 constituting the concealing structure 14 linearizes the light deflection element 12 in the first direction, the pitch in the second direction larger than the pitch P 1 in the first direction. can not be linearized P 2, shielding property is lowered. At this time, since the extending direction of the third linear lens 23 constituting the light collecting sheet 20 substantially coincides with the first direction, the third linear lens 23 is effective in enhancing the concealing property. is there.
Accordingly, the third linear lens 23 may have a triangular prism lens shape as shown in FIG. 1, but it is more preferable that the top portion is rounded or a prism lens shape having a curved side surface. The most preferable shape is a lenticular lens shape having a convex cross-section with a curved top and side surfaces, but can be appropriately selected from the concealment performance and light collection performance required for the display device 1.

次に隠蔽構造体14の変形例を説明する。
本実施形態による隠蔽構造体14は、第1主面15aに第1の線状レンズ16として凸レンチキュラーレンズ16を備えているが、更に第1の線状レンズ16と略直交する方向に第2の線状レンズ25を備えていても良い。これを第一の変形例として図11により説明する。
図11に示す第一変形例による隠蔽構造体14において、第2の線状レンズ25は、隣接する2つの第1の線状レンズ16の間隙を埋めるように略直交する方向に複数配列されている。第2の線状レンズ25として三角プリズムレンズが開示されている。なお、第2の線状レンズ25の第1主面15aからの高さは第1の線状レンズ16の高さより低く形成されている。
Next, a modified example of the hiding structure 14 will be described.
The concealment structure 14 according to the present embodiment includes a convex lenticular lens 16 as the first linear lens 16 on the first main surface 15 a, and further includes a second in a direction substantially orthogonal to the first linear lens 16. The linear lens 25 may be provided. This will be described with reference to FIG. 11 as a first modification.
In the concealment structure 14 according to the first modification shown in FIG. 11, a plurality of second linear lenses 25 are arranged in a substantially orthogonal direction so as to fill a gap between two adjacent first linear lenses 16. Yes. A triangular prism lens is disclosed as the second linear lens 25. Note that the height of the second linear lens 25 from the first major surface 15 a is lower than the height of the first linear lens 16.

この構成によれば、第1の線状レンズ16によって光偏向要素12の像の隠蔽性を高めると共に、第2の線状レンズ25によって正面方向への集光性を高めることが出来る。
しかしながら、隠蔽構造体16の基材15における第1主面15aの面積に対して第2の線状レンズ25が占める割合が多くなると、第1の線状レンズ16による隠蔽性が低下する。従って、本実施形態による表示装置1に必要な隠蔽性能と集光性能とから第1の線状レンズ16と第2の線状レンズ25の占有比率を適宜選定する必要がある。第1主面15aの面積に対して第2の線状レンズ25が占める割合は、望ましくは60%以下、更に望ましくは30%以下である。
According to this configuration, the concealability of the image of the light deflection element 12 can be enhanced by the first linear lens 16 and the light condensing property in the front direction can be enhanced by the second linear lens 25.
However, when the ratio of the second linear lens 25 to the area of the first main surface 15a in the base material 15 of the concealing structure 16 increases, the concealing property by the first linear lens 16 is deteriorated. Therefore, it is necessary to appropriately select the occupation ratio of the first linear lens 16 and the second linear lens 25 based on the concealment performance and light condensing performance necessary for the display device 1 according to the present embodiment. The ratio of the second linear lens 25 to the area of the first major surface 15a is desirably 60% or less, and more desirably 30% or less.

次に第二変形例による隠蔽構造体14について図12により説明する。
この隠蔽構造体14は、第一変形例と同様に隣接する2つの第1の線状レンズ16(凸レンチキュラーレンズ)の間隙を埋めるように略直交する方向に第2の線状レンズ26が複数配列されている。第2の線状レンズ26は断面凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状とされている。
本第二変形例によれば、導光体10の光偏向面11に形成される光偏向要素12を、第1の線状レンズ16によって第2の方向へ線状化させ、第2の線状レンズ26によって第1の方向へ線状化させることができて、隠蔽性が更に向上する。
第2の線状レンズ26によるレンチキュラーレンズ26は、第1の線状レンズ16と同形状でも良く、または第1の線状レンズ16と相似形である比較的小さいレンズ形状でも良い。または、第1の線状レンズ16と全く異なるレンズ形状でも良いが、(1)式において光偏向要素12の第2の方向のピッチPを第1の方向のピッチPに置き換えた際に求められる接線角度α以上の接角を有することが望ましい。
Next, the concealment structure 14 according to the second modification will be described with reference to FIG.
As in the first modification, the concealing structure 14 includes a plurality of second linear lenses 26 in a substantially orthogonal direction so as to fill a gap between two adjacent first linear lenses 16 (convex lenticular lenses). It is arranged. The second linear lens 26 has a lenticular lens shape having a convex curved surface.
According to the second modification, the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide 10 is linearized in the second direction by the first linear lens 16, and the second line The lens 26 can be linearized in the first direction, and the concealing property is further improved.
The lenticular lens 26 formed by the second linear lens 26 may have the same shape as the first linear lens 16 or may have a relatively small lens shape similar to the first linear lens 16. Alternatively, the lens shape may be completely different from that of the first linear lens 16, but when the pitch P2 in the second direction of the light deflection element 12 is replaced with the pitch P1 in the first direction in the equation (1). It is desirable to have a tangent angle greater than or equal to the required tangent angle α.

次に第三変形例及び第四変形例による隠蔽構造体14を図13、図14により説明する。
図13に示す隠蔽構造体14において、隣接する第1の線状レンズ16の間隙に略半球体形状の複数のマイクロレンズ27が配設されている。或いは、図14に示す第四変形例のように、凸レンチキュラーレンズ16からなる第1の線状レンズ16が互いに密接して同一方向に配列されており、これら第1の線状レンズ16、16間の谷間を覆うようにマイクロレンズ28が形成されていてもよい。
これらマイクロレンズ27,28は凸曲面の全方位に光を拡散し、また全方位の光を集光する特徴を有する。
Next, the concealment structure 14 according to the third modification and the fourth modification will be described with reference to FIGS.
In the concealment structure 14 shown in FIG. 13, a plurality of substantially hemispherical microlenses 27 are disposed in the gap between the adjacent first linear lenses 16. Alternatively, as in the fourth modification shown in FIG. 14, the first linear lenses 16 including the convex lenticular lenses 16 are arranged in close contact with each other in the same direction, and the first linear lenses 16, 16 are arranged. Microlenses 28 may be formed so as to cover the valleys between them.
These microlenses 27 and 28 have a feature of diffusing light in all directions of the convex curved surface and condensing light in all directions.

従って、本第三、第四変形例による隠蔽構造体14によれば、第1の線状レンズ16によって光偏向面11に形成される光偏向要素12を第2の方向へ線状化し、マイクロレンズ27,28によって全方位へ光を拡散することで隠蔽性が向上する。一方で、第1の線状レンズ16によって一方向に集光性を発揮し、マイクロレンズ27,28によって全方位に集光性を発揮できる。
隠蔽構造体14が第1の線状レンズ16とマイクロレンズ27、28とを組み合わせた構成である場合、特に図14で示す第四変形例のように、第1の線状レンズ16を部分的に覆う形でマイクロレンズ28が形成された構成を採用することが好ましい。この構成によれば、隠蔽性と集光性という光学特性を得られるだけでなく、ドット状に配置されるマイクロレンズ28によって耐擦性も向上するためである。
Therefore, according to the concealment structure 14 according to the third and fourth modified examples, the optical deflection element 12 formed on the optical deflection surface 11 by the first linear lens 16 is linearized in the second direction, and the micro Concealment is improved by diffusing light in all directions by the lenses 27 and 28. On the other hand, the first linear lens 16 can exhibit light condensing properties in one direction, and the micro lenses 27 and 28 can exhibit light condensing properties in all directions.
When the concealment structure 14 has a configuration in which the first linear lens 16 and the microlenses 27 and 28 are combined, the first linear lens 16 is partially applied as in the fourth modification shown in FIG. It is preferable to adopt a configuration in which the microlens 28 is formed so as to cover the surface. According to this configuration, not only optical characteristics such as concealing property and light collecting property can be obtained, but also the abrasion resistance is improved by the microlenses 28 arranged in a dot shape.

ここで、隠蔽構造体14の第1主面15aの面積に対して、マイクロレンズ27,28が占める割合は、十分な耐擦性を得るためには3%以上であることが望ましく、更に隠蔽性をも高めるには10%以上であることが望ましい。一方で、マイクロレンズ27,28が占める面積が高くなると、第1の線状レンズ16による光偏向要素12の線状化による隠蔽性の効果が薄れる不具合がある。そのため、マイクロレンズ27,28の占める面積は60%以下が望ましく、更に望ましくは40%以下である。   Here, the ratio of the microlenses 27 and 28 to the area of the first main surface 15a of the concealment structure 14 is desirably 3% or more in order to obtain sufficient abrasion resistance, and further concealment. In order to enhance the properties, it is desirable that the content is 10% or more. On the other hand, when the area occupied by the microlenses 27 and 28 increases, there is a problem that the concealing effect due to the linearization of the light deflection element 12 by the first linear lens 16 is reduced. Therefore, the area occupied by the microlenses 27 and 28 is desirably 60% or less, and more desirably 40% or less.

以上、本発明の第1実施形態による照明装置3及び表示装置1、特に隠蔽構造体14について詳細に述べたが、照明装置3や表示装置1の構成については図1に示される構成に限定されない。
すなわち、第1の実施形態において、導光板10の上に隠蔽構造体14を配設し、その上に集光シート20及び偏光分離反射シート21を配設した照明装置3について述べたが、本発明はこのような構成に限定されない。特に隠蔽構造体14において、第1の線状レンズ16に加えてこれに直交する方向に第2の線状レンズ25を配設することで、隠蔽性および集光性が高まる。
このように、第2の線状レンズ25を加えることで集光シート20を省略することも出来る。或いは、偏光分離反射シート21を省略するか一般的な拡散シートと置き換えることも出来る。
また、導光板10の一般例として、導光板10は透明板であって光射出面10aが略平坦である場合について説明したが、導光板10の効率向上、またはムラ消しを目的として、例えば導光板10の内部に拡散粒子を分散配置したり、または光射出面10aに凹凸形状を付与することは、本発明の主旨から外れるものではない。
Although the lighting device 3 and the display device 1 according to the first embodiment of the present invention have been described in detail above, particularly the concealing structure 14, the configurations of the lighting device 3 and the display device 1 are not limited to the configuration shown in FIG. .
That is, in the first embodiment, the lighting device 3 in which the concealment structure 14 is disposed on the light guide plate 10 and the light collecting sheet 20 and the polarization separation reflection sheet 21 are disposed thereon has been described. The invention is not limited to such a configuration. In particular, in the concealment structure 14, the concealability and light condensing performance are improved by disposing the second linear lens 25 in a direction orthogonal to the first linear lens 16.
In this way, the light collecting sheet 20 can be omitted by adding the second linear lens 25. Alternatively, the polarization separation / reflection sheet 21 may be omitted or replaced with a general diffusion sheet.
In addition, as a general example of the light guide plate 10, the case where the light guide plate 10 is a transparent plate and the light emission surface 10 a is substantially flat has been described. For the purpose of improving the efficiency of the light guide plate 10 or eliminating unevenness, for example It is not deviated from the gist of the present invention to disperse and arrange the diffusing particles inside the optical plate 10 or to provide the light exit surface 10a with an uneven shape.

本実施形態による隠蔽構造体14において、透光性の基材15の第1主面15aに設けられる第1の線状レンズ16、第二の線状レンズ25、26、マイクロレンズ27、28、第2主面15bに設けられるマイクロレンズ17は、次の材質を用いて成形される。その材質は、例えばUV硬化樹脂、放射線硬化樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、PAN(ポリアクリロニトリル共重合体)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)等である。
そして、隠蔽構造体14は、これらの材質を用いて当該技術分野で良く知られている押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって一体で形成される。または、上記成形法によって透光性の基材15を成形し、各々のレンズをUV硬化樹脂または放射線硬化樹脂を用いて、UV硬化法または放射線硬化法によって成形しても良い。集光シート20も隠蔽構造体14と同様の製法で作製することが出来る。
In the concealment structure 14 according to the present embodiment, the first linear lens 16, the second linear lenses 25 and 26, the microlenses 27 and 28 provided on the first main surface 15 a of the translucent substrate 15, The microlens 17 provided on the second main surface 15b is molded using the following material. The material is, for example, UV curable resin, radiation curable resin, PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), PAN (polyacrylonitrile copolymer), AS (acrylonitrile). Styrene copolymer).
The concealment structure 14 is integrally formed using these materials by an extrusion molding method, an injection molding method, or a hot press molding method well known in the art. Alternatively, the translucent substrate 15 may be molded by the above molding method, and each lens may be molded by a UV curing method or a radiation curing method using a UV curable resin or a radiation curable resin. The condensing sheet 20 can also be produced by the same manufacturing method as the concealing structure 14.

次に本発明の第二実施形態による表示装置30と照明装置31について説明する。ここでは上述の第一実施形態によるものと同一または同様な部品、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
図15は本発明の第二実施形態に係る表示装置1の断面模式図である。本第二実施形態による表示装置30は画像表示素子2と照明装置31とで構成されている。
照明装置31において、光源9,導光板10、隠蔽構造体14は上述した第一実施形態と同一のものであり、集光シート32において相違する。照明装置31に配設された集光シート32は透光性の基材22の第1主面22aに、第3の線状レンズ33とこの第3の線状レンズ33に略直交する方向に形成された第4の線状レンズ34とを備える。
Next, the display device 30 and the illumination device 31 according to the second embodiment of the present invention will be described. Here, the same or similar parts and members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the display device 1 according to the second embodiment of the present invention. The display device 30 according to the second embodiment includes an image display element 2 and a lighting device 31.
In the illumination device 31, the light source 9, the light guide plate 10, and the concealment structure 14 are the same as those in the first embodiment described above, and are different in the light collecting sheet 32. The condensing sheet 32 disposed in the illuminating device 31 is arranged on the first main surface 22 a of the translucent substrate 22 in a direction substantially orthogonal to the third linear lens 33 and the third linear lens 33. And a fourth linear lens 34 formed.

集光シート32は、図16に示すように、基材22の第1主面22aに第3の線状レンズ33として、断面台形状をなす台形プリズムレンズ33が一方向に延在して複数平行に配列されている。台形プリズムレンズ33の頂部には、台形プリズムレンズ33が配設される方向と略直交する方向に第4の線状レンズ34として断面三角形をなす三角プリズムレンズ34が複数平行に形成される。台形プリズムレンズ33の頂部に配列されたこれら複数の三角プリズムレンズ34群を第4の線状プリズムアレイ34Aとする。   As shown in FIG. 16, the condensing sheet 32 includes a plurality of trapezoidal prism lenses 33 having a trapezoidal cross section extending in one direction as a third linear lens 33 on the first main surface 22 a of the substrate 22. They are arranged in parallel. On the top of the trapezoidal prism lens 33, a plurality of triangular prism lenses 34 having a cross-sectional triangle are formed in parallel as a fourth linear lens 34 in a direction substantially orthogonal to the direction in which the trapezoidal prism lens 33 is disposed. A group of the plurality of triangular prism lenses 34 arranged on the top of the trapezoidal prism lens 33 is referred to as a fourth linear prism array 34A.

図17は集光シート32を示すもので、(a)は台形プリズムレンズ33の長手方向に直交する断面図、図17(b)は三角プリズムレンズ34の長手方向に直交する方向の断面図、図17(c)は集光シート32の上面図である。
図17に示すように、台形プリズムレンズ33と三角プリズムレンズ34とは略直交して配設されているが、両レンズ33,34の交差角度範囲として90度に限定されることなく、70度〜110度の範囲で選択できる。この角度範囲外の角度となった場合には、表示装置30の視野角特性が斜め方向に歪となるため望ましくない。
また、台形プリズムレンズ33の頂部幅Lは、所望の光学特性に合わせて任意に選択できる。頂部幅Lを小さくすると台形プリズムレンズ33の光学性能が強まり、逆に頂部幅Lを大きくすると三角プリズムレンズ34の光学性能が強くなる。表示装置30が求める光学特性に合わせて、また隠蔽構造体14などの他の光学シートとの組み合わせによる効果も合わせて、適宜選択できる。
FIG. 17 shows the condensing sheet 32, where (a) is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the trapezoidal prism lens 33, and FIG. 17 (b) is a cross-sectional view orthogonal to the longitudinal direction of the triangular prism lens 34. FIG. 17C is a top view of the light collecting sheet 32.
As shown in FIG. 17, the trapezoidal prism lens 33 and the triangular prism lens 34 are arranged substantially orthogonally, but the crossing angle range of the lenses 33 and 34 is not limited to 90 degrees, but 70 degrees. It can be selected within a range of ˜110 degrees. If the angle is out of this angular range, the viewing angle characteristic of the display device 30 is distorted in an oblique direction, which is not desirable.
Also, the top width L 3 of the trapezoidal prism lens 33 can be arbitrarily selected according to desired optical properties. Intensified optical performance of the trapezoidal prism lens 33 Reducing the top width L 3, the optical performance of the triangular prism lens 34 is increased by increasing the top width L 3 in reverse. According to the optical characteristic which the display apparatus 30 calculates | requires, the effect by the combination with other optical sheets, such as the concealment structure 14, can also be selected suitably.

集光シート32の第3の線状レンズ33である台形プリズムレンズ33は、その頂角が70度〜110度の範囲に設定され、単位ピッチはPLに配置される(図17(a)参照)。一方、第4の線状レンズ34は、その頂角が70度〜110度の範囲、単位ピッチがPLによって配置される(図17(b)参照)。
そして台形プリズムレンズ33の単位ピッチPLと三角プリズムレンズ25の単位ピッチPLとの比は、
0.05≦PL/PL≦2.0 …(5)
であることが望ましい。
The trapezoidal prism lens 33 which is the third linear lens 33 of the condensing sheet 32 has an apex angle set in a range of 70 degrees to 110 degrees, and a unit pitch is arranged in PL 3 (FIG. 17A). reference). On the other hand, the fourth linear lens 34 has an apex angle in the range of 70 to 110 degrees and a unit pitch of PL 4 (see FIG. 17B).
And the ratio between the unit pitch PL 4 units pitch PL 3 and the triangular prism lens 25 of the trapezoidal prism lens 33,
0.05 ≦ PL 4 / PL 3 ≦ 2.0 (5)
It is desirable that

ここで、台形プリズムレンズ33の頂角を例えば70度とし、三角プリズムレンズ34の頂角を110度としたとき、単位三角プリズムレンズ34のピッチPLが単位台形プリズムレンズ33のピッチPLの2倍を超えると、台形プリズムレンズ33の高さより、三角プリズムレンズ34の高さの方が高くなってしまい、三角プリズムレンズ34の効果は消滅する。従って、PL/PLは2以下であることが望ましい。
また、三角プリズムレンズ34のピッチPLが、台形プリズムレンズ33のピッチPLより小さい場合には、輝度及び半値角は問題ないが、例えば三角プリズムレンズ34のピッチPLを20μmとしたとき、PL/PLが0.05であるとき、台形プリズムレンズ33のピッチPLは400μmとなる。台形プリズムレンズ33のピッチPLが大きくなりすぎると、画像表示素子2の周期構造と台形プリズムレンズ33の周期構造との間でモアレ干渉縞が生じやすくなるため、望ましくない。
しかしながら、第3の線状レンズ33を構成する単位レンズのピッチPLを小さくすると、第4の線状レンズ34を構成する単位レンズのピッチPLが小さくなり過ぎてしまうため、望ましくない。従って、PL/PLは0.05以上であることが望ましい。
Here, the apex angle of the trapezoidal prism lens 33 for example 70 °, when the apex angle of the triangular prism lens 34 and 110 degrees, the pitch PL 4 of the unit triangular prism lens 34 is pitch PL 3 of the unit trapezoidal prism lens 33 If it exceeds twice, the height of the triangular prism lens 34 becomes higher than the height of the trapezoidal prism lens 33, and the effect of the triangular prism lens 34 disappears. Therefore, it is desirable that PL 4 / PL 3 is 2 or less.
Further, when the pitch PL 4 of the triangular prism lens 34 is smaller than the pitch PL 3 of the trapezoidal prism lens 33, the luminance and the half-value angle are not a problem, but for example, when the pitch PL 4 of the triangular prism lens 34 is 20 μm, When PL 4 / PL 3 is 0.05, the pitch PL 3 of the trapezoidal prism lens 33 is 400 μm. When the pitch PL 3 of the trapezoidal prism lens 33 too large, since the Moire interference fringes are likely to occur between the periodic structure of the periodic structure and the trapezoidal prism lens 33 of the image display device 2, not desirable.
However, reducing the pitch PL 3 of the unit lenses constituting the third linear lens 33, the pitch PL 4 of the unit lenses constituting the fourth linear lens 34 becomes too small, undesirably. Therefore, it is desirable that PL 4 / PL 3 is 0.05 or more.

集光シート32を構成する台形プリズムレンズ33の頂角と三角プリズムレンズ34の頂角とは、80度〜100度の範囲であることが更に望ましい。このとき、台形プリズムレンズ33の単位ピッチPLと、三角プリズムレンズ34の単位ピッチPLとの比PL/PLは、上述と同様の理由から、
0.05≦PL/PL≦1.4 …(6)
の範囲であることが望ましい。更に望ましくは、
0.05≦PL/PL≦1.0 …(7)
の範囲である。三角プリズムレンズ34は台形プリズムレンズ33の頂部に形成されるため、三角プリズムレンズ33の単位ピッチPLは台形プリズムレンズ33の単位ピッチPLと同等か、それ以下であることが望ましい。
More preferably, the apex angle of the trapezoidal prism lens 33 and the apex angle of the triangular prism lens 34 constituting the condensing sheet 32 are in the range of 80 degrees to 100 degrees. In this case, a unit pitch PL 3 of the trapezoidal prism lens 33, the ratio PL 4 / PL 3 between the unit pitch PL 4 of the triangular prism lens 34, for the same reason as described above,
0.05 ≦ PL 4 / PL 3 ≦ 1.4 (6)
It is desirable to be in the range. More preferably,
0.05 ≦ PL 4 / PL 3 ≦ 1.0 (7)
Range. Since the triangular prism lens 34 formed on top of the trapezoidal prism lens 33, it is desirable unit pitch PL 4 of the triangular prism lens 33 is equal to or a unit pitch PL 3 of the trapezoidal prism lens 33 is less.

次に上述した集光シート32による光偏向要素12の隠蔽性について説明する。
一般に三角プリズムレンズ形状は、1つの点光源の光を2つにスプリットすることが知られている。本実施形態による集光シート32は、第3の線状レンズ33として台形プリズムレンズ33を備え、第4の線状レンズ34として三角プリズムレンズ34が台形プリズムレンズ33の頂部に複数配列して形成された構造を有している。従って、台形プリズムレンズ33によるスプリット効果と三角プリズムレンズ34によるスプリット効果とによって、1つの点光源(光偏向要素12)の光を4方向にスプリットする効果を発揮できる。
一方、導光板10の光射出面側に配設された隠蔽構造体14によって、導光板10の光偏向面11に形成された光偏向要素12の像を線状化することで隠蔽性を向上させ、更に上述した台形プリズムレンズ33及び三角プリズムレンズ34からなる二次元配置プリズムレンズ構成を備えた集光シート32によって4方向へ光即ち光偏向要素12の像をスプリットすることで、隠蔽性が更に向上する。
Next, the concealment property of the light deflection element 12 by the light collecting sheet 32 will be described.
In general, it is known that the triangular prism lens shape splits the light of one point light source into two. The light collecting sheet 32 according to the present embodiment includes a trapezoidal prism lens 33 as the third linear lens 33, and a plurality of triangular prism lenses 34 are arranged as the fourth linear lens 34 on the top of the trapezoidal prism lens 33. Has a structured. Therefore, the split effect by the trapezoidal prism lens 33 and the split effect by the triangular prism lens 34 can exhibit the effect of splitting the light of one point light source (light deflection element 12) in four directions.
On the other hand, the concealment is improved by linearizing the image of the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 by the concealment structure 14 disposed on the light exit surface side of the light guide plate 10. Further, by concentrating the light, that is, the image of the light deflecting element 12 in four directions by the condensing sheet 32 having the two-dimensionally arranged prism lens configuration including the trapezoidal prism lens 33 and the triangular prism lens 34 described above, the concealing property is achieved. Further improvement.

次に、上述した第二実施形態における集光シート32の変形例を、図18〜図23により説明する。
図18は第一変形例による集光シート32を示すものであり、第3の線状レンズ36が三角プリズムレンズであり、第4の線状レンズ37も三角プリズムレンズであり、2種の線状レンズ36,37が同じ高さで略直交して形成される。この構成によって第3及び第4の線状レンズ36、37で仕切る空間に逆ピラミッド形状の凹型38が形成される。
Next, modified examples of the light collecting sheet 32 in the second embodiment described above will be described with reference to FIGS.
FIG. 18 shows a condensing sheet 32 according to the first modification, in which the third linear lens 36 is a triangular prism lens, and the fourth linear lens 37 is also a triangular prism lens. The shaped lenses 36 and 37 are formed at the same height and substantially orthogonally. With this configuration, an inverted pyramid-shaped concave mold 38 is formed in a space partitioned by the third and fourth linear lenses 36 and 37.

図19に示される第二変形例による集光シート32は、第3の線状レンズ40が三角プリズムレンズであり、第4の線状レンズ41も三角プリズムレンズである。そして、第1主面22a上に互いに離間して平行に配列される第3の線状レンズ40の間隙に第4の線状レンズ41が略直交する方向に配設され、第4の線状レンズ41は第3の線状レンズ40の延在方向に複数平行に配列されている。
しかも、第4の線状レンズ41は第3の線状レンズ40の高さより低く形成されている。しかし、本変形例では、このような構成に限定されることなく、例えば第3の線状レンズ40と第4の線状レンズ41とが同じ高さに形成されていても良い。
In the condensing sheet 32 according to the second modification shown in FIG. 19, the third linear lens 40 is a triangular prism lens, and the fourth linear lens 41 is also a triangular prism lens. The fourth linear lens 41 is disposed in the gap between the third linear lenses 40 arranged in parallel and spaced apart from each other on the first main surface 22a in a direction substantially orthogonal to the fourth linear lens. A plurality of lenses 41 are arranged in parallel with the extending direction of the third linear lens 40.
Moreover, the fourth linear lens 41 is formed lower than the height of the third linear lens 40. However, in this modification, it is not limited to such a structure, For example, the 3rd linear lens 40 and the 4th linear lens 41 may be formed in the same height.

図20に示される第三変形例による集光シート32は、略正四角錐からなる凸レンズ43が基材22の第1主面22aに底面が互いに密接して配列されている。単位の凸レンズ43はピラミッド形状に形成されている。   In the light collecting sheet 32 according to the third modification shown in FIG. 20, convex lenses 43 each having a substantially regular quadrangular pyramid are arranged in close contact with the first main surface 22 a of the substrate 22. The unit convex lens 43 is formed in a pyramid shape.

図21に示される第四変形例による集光シート32は、第3の線状レンズ45は断面形状が略半円または半楕円のような凸曲面からなるレンチキュラーレンズ形状であり、第4の線状レンズ46は断面三角形をなす三角プリズムレンズである。第3の線状レンズ45は第4の線状レンズ46と略直交する方向に配列されている。しかも第4の線状レンズ46は第3の線状レンズ45よりも高さが低い上に第3の線状レンズ45の延在方向に複数平行に配列されて構成されている。   In the condensing sheet 32 according to the fourth modification shown in FIG. 21, the third linear lens 45 has a lenticular lens shape having a convex curved surface having a substantially semicircular or semi-elliptical cross section, and the fourth line The lens 46 is a triangular prism lens having a triangular cross section. The third linear lens 45 is arranged in a direction substantially orthogonal to the fourth linear lens 46. Moreover, the fourth linear lens 46 is configured to be lower in height than the third linear lens 45 and arranged in parallel in the extending direction of the third linear lens 45.

そして、第二実施形態による照明装置31において、隠蔽構造体14と集光レンズ32との関係について説明すると、隠蔽構造体14に形成された第1の線状レンズ16(凸レンチキュラーレンズ)と本第三変形例による集光シート32に形成された第3の線状レンズ45(レンチキュラーレンズ)とが、略直交する方向に配設されていることが望ましい。
このような構成を採用すれば、隠蔽構造体14の第1の線状レンズ16が、導光板10の光偏向面11に形成された光偏向要素12の像を第2の方向へ引き延ばして線状化し、集光シート32の第3の線状レンズ45が、光偏向要素12の像を第1の方向へ引き延ばして線状化するから、光偏向要素12の隠蔽性を高めることができる。
そして集光シート32に形成された第4の線状レンズ46が三角プリズムレンズであるため集光性能も高まるから望ましい。
In the illumination device 31 according to the second embodiment, the relationship between the obscuring structure 14 and the condensing lens 32 will be described. The first linear lens 16 (convex lenticular lens) formed on the obscuring structure 14 and the book. It is desirable that the third linear lens 45 (lenticular lens) formed on the light collecting sheet 32 according to the third modification is disposed in a substantially orthogonal direction.
If such a configuration is adopted, the first linear lens 16 of the concealing structure 14 extends the image of the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 in the second direction to form a line. Since the third linear lens 45 of the light collecting sheet 32 extends the image of the light deflection element 12 in the first direction and linearizes it, the concealability of the light deflection element 12 can be improved.
And since the 4th linear lens 46 formed in the condensing sheet | seat 32 is a triangular prism lens, since condensing performance improves, it is desirable.

図22に示される第五変形例による集光シート32は、図21で示した例とは逆の配置構成を有している。
この集光シート32では、第3の線状レンズ48は断面略三角形をなす三角プリズムレンズであり、第4の線状レンズ49は断面半円または半楕円のような凸曲面をなすレンチキュラーレンズである。第3の線状レンズ48は第4の線状レンズ49と略直交する方向に配列されている。しかも第4の線状レンズ49は第3の線状レンズ48よりも高さが低い上に第3の線状レンズ48の延在方向に複数平行に配列されて構成されている。
この場合にも、第四変形例による集光シート32を備えた表示装置1と同様に、隠蔽構造体14の第1の線状レンズ16と集光シート32の第4の線状レンズ49とが略直交する方向に配設される。これによって光偏向要素12の像を第1及び第2の方向へ引き延ばして線状化するから、光偏向要素12の隠蔽性を高める。
なお、表示装置1が求める配光視野特性によっては、隠蔽構造体14に設けた第1の線状レンズ16と集光シート32に設けた第3の線状レンズ48とを略直交する方向に配置しても良い。
The condensing sheet 32 according to the fifth modification shown in FIG. 22 has a configuration opposite to that of the example shown in FIG.
In this condensing sheet 32, the third linear lens 48 is a triangular prism lens having a substantially triangular cross section, and the fourth linear lens 49 is a lenticular lens having a convex curved surface such as a semicircular or semi-elliptical cross section. is there. The third linear lens 48 is arranged in a direction substantially orthogonal to the fourth linear lens 49. Moreover, the fourth linear lens 49 is configured to be lower in height than the third linear lens 48 and arranged in parallel in the extending direction of the third linear lens 48.
Also in this case, similarly to the display device 1 including the condensing sheet 32 according to the fourth modification, the first linear lens 16 of the concealing structure 14 and the fourth linear lens 49 of the condensing sheet 32 Are arranged in a substantially orthogonal direction. As a result, the image of the light deflection element 12 is stretched in the first and second directions to be linearized, so that the concealability of the light deflection element 12 is improved.
Depending on the light distribution visual field characteristics required by the display device 1, the first linear lens 16 provided on the concealing structure 14 and the third linear lens 48 provided on the light collecting sheet 32 are in a direction substantially orthogonal to each other. It may be arranged.

次に、図23に示される第六変形例による集光シート32について説明する。
図23に示す集光シート32は、最も隠蔽性が高まる構造を示す。すなわち、集光シート32において、基材22の第1主面22a上に、互いに直交する方向に配設された第3の線状レンズ51と第4の線状レンズ52は共に断面が凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状を形成している。そして、第4の線状レンズ52は第3の線状レンズ51より高さが低く且つ第3の線状レンズ51の延在方向に配列されている。
この構成によって、第二実施形態による表示装置1において、導光板10の光偏向面11に形成された光偏向要素12の像を第1及び第2の方向にそれぞれ線状化し、隠蔽性を非常に高めることができる。このような構成は、導光板10の厚みtを薄くしたい場合、または光偏向要素12の配列間隔を広く取りたい場合に有用である。
Next, the light collection sheet 32 according to the sixth modification shown in FIG. 23 will be described.
The condensing sheet 32 shown in FIG. 23 shows a structure with the highest concealing property. That is, in the condensing sheet 32, the third linear lens 51 and the fourth linear lens 52 disposed on the first main surface 22a of the base material 22 in directions orthogonal to each other have a convex curved section. A lenticular lens shape is formed. The fourth linear lenses 52 are lower in height than the third linear lenses 51 and are arranged in the extending direction of the third linear lenses 51.
With this configuration, in the display device 1 according to the second embodiment, the image of the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 is linearized in the first and second directions, respectively, and the concealment property is extremely high. Can be increased. Such a configuration is useful when it is desired to reduce the thickness t of the light guide plate 10 or to increase the arrangement interval of the light deflection elements 12.

次に、図24に示される第七変形例による集光シート32について説明する。
図24に示す集光シート32は、第3の線状レンズ54を断面が凸曲面をなすレンチキュラーレンズ形状に形成し、基材22の第1主面22aに互いに密接して平行に配列されている。そして、隣接する第3の線状レンズ54、第3の線状レンズ54間の谷間を覆うようにマイクロレンズ55が分散して配設された構成を有している。
本第七変形例による集光シート32を備えた、第二実施形態による表示装置1によれば、マイクロレンズ55によって全方位への拡散性を高めると共に、第3の線状レンズ54によって光偏向要素12の第2の方向への線状化を行える。
また、第3の線状レンズ54が三角プリズムレンズ形状の場合でも、生じるサイドローブを低減させることができる。
集光シート32の第1主面22aの面積に対して、マイクロレンズ55の占める割合は3%以上が望ましく、特に第3の線状レンズ55によるサイドローブを無くすには25%以上、好ましくは35%以上備えている。
Next, the light collection sheet 32 according to a seventh modification shown in FIG. 24 will be described.
The condensing sheet 32 shown in FIG. 24 has a third linear lens 54 formed in a lenticular lens shape having a convex curved section, and is arranged in close contact with and parallel to the first main surface 22a of the substrate 22. Yes. And it has the structure by which the micro lens 55 was disperse | distributed and arrange | positioned so that the valley between the adjacent 3rd linear lenses 54 and the 3rd linear lenses 54 might be covered.
According to the display device 1 according to the second embodiment including the condensing sheet 32 according to the seventh modified example, the microlens 55 increases the diffusibility in all directions, and the third linear lens 54 performs light deflection. The element 12 can be linearized in the second direction.
Further, even when the third linear lens 54 has a triangular prism lens shape, it is possible to reduce the generated side lobes.
The ratio of the microlens 55 to the area of the first main surface 22a of the condensing sheet 32 is desirably 3% or more. In particular, 25% or more is preferable in order to eliminate the side lobe caused by the third linear lens 55. 35% or more.

上述のように本発明の第2の実施形態による表示装置30によれば、隠蔽構造体14と画像表示素子2との間に配設された集光シート32を二次元配列構造のレンズシートとすることで、表示装置1の正面方向への輝度を向上させると共に、導光板10の光偏向面11に形成される光偏向要素12の像を線状化して隠蔽させることが出来る。   As described above, according to the display device 30 according to the second embodiment of the present invention, the condensing sheet 32 disposed between the hiding structure 14 and the image display element 2 is replaced with a lens sheet having a two-dimensional array structure. Thus, the luminance in the front direction of the display device 1 can be improved, and the image of the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 can be linearized and concealed.

以上、本発明の各実施形態による照明装置3、31及び表示装置1、30について説明したが、本発明の照明装置3、31は画像表示素子2等の表示装置1、30のみに適用されるものではない。すなわち光源9から射出された光を効率的に集光する機能を有する照明装置3、31として、例えば照明機器などにも使用できることはいうまでもない。   The illumination devices 3 and 31 and the display devices 1 and 30 according to the embodiments of the present invention have been described above. However, the illumination devices 3 and 31 of the present invention are applied only to the display devices 1 and 30 such as the image display element 2. It is not a thing. That is, it goes without saying that the illumination devices 3 and 31 having a function of efficiently condensing light emitted from the light source 9 can be used, for example, in illumination equipment.

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。
(実施例1)
実施例1による表示装置1を以下のように作製した。
まず4mm厚の四角形板状の導光板10を用意し、光源9としてLEDを用いて導光板10の4辺の各端面にそれぞれ設置した。導光板10の光偏向面11には、白色の反射インキからなる光偏向要素12を印刷法によって円に形成した。白色反射インキの光偏向要素12は、光偏向面11に規則的に分散して配置し、光源9が設置されている端面に近い位置ほど大きさを小さくし、導光板10の中心に近づくほど大きさを大きくして形成した。
光偏向要素12の配列方向は、第1の方向と表示装置1の観察用の画面垂直方向(鉛直方向)とを一致させ、第1の方向の配列ピッチPを約1.35mm、第1の方向に直交する第2の方向の配列ピッチPを約2.4mmとした。また導光板10の光偏向面11側に反射シート13を配設した。
Examples of the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
The display device 1 according to Example 1 was manufactured as follows.
First, a rectangular plate-shaped light guide plate 10 having a thickness of 4 mm was prepared, and was installed on each end face of four sides of the light guide plate 10 using LEDs as the light source 9. On the light deflection surface 11 of the light guide plate 10, a light deflection element 12 made of white reflective ink was formed into a circle by a printing method. The light deflecting elements 12 of white reflective ink are regularly distributed on the light deflecting surface 11, and the size is reduced as the position is closer to the end face where the light source 9 is installed, and the closer to the center of the light guide plate 10. The size was increased.
The arrangement direction of the light deflection elements 12 is the same as the first direction and the screen vertical direction (vertical direction) for observation of the display device 1, and the arrangement pitch P1 in the first direction is about 1.35 mm. The arrangement pitch P2 in the second direction orthogonal to the direction of is about 2.4 mm. A reflection sheet 13 is disposed on the light deflection surface 11 side of the light guide plate 10.

次に隠蔽構造体14を図4及び図5に示す第一実施形態に基づいて作製した。隠蔽構造体14の材料としてポリカーボネート樹脂を用いた。ポリカーボネート樹脂は屈折率nが約1.59と高いため、より集光性能及び拡散性能が高い隠蔽構造体14を得ることが出来る。
ポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第1主面15aに、第1の線状レンズ16として凸レンチキュラーレンズを形成した。凸レンチキュラーレンズ16は(2)式に規定されており、図10に示す単位ピッチPLを100μm、頂部フィッティング曲率半径RLを35μm、単位レンズ高さTLを43μmとした。
Next, the concealment structure 14 was produced based on the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5. A polycarbonate resin was used as the material of the hiding structure 14. Since the polycarbonate resin has a high refractive index n 1 of about 1.59, the concealing structure 14 with higher light collecting performance and diffusion performance can be obtained.
A convex lenticular lens was formed as the first linear lens 16 on the first main surface 15a by extrusion molding using a polycarbonate resin. The convex lenticular lens 16 is defined by the equation (2), and the unit pitch PL 1 shown in FIG. 10 is 100 μm, the top fitting radius of curvature RL 1 is 35 μm, and the unit lens height TL 1 is 43 μm.

一方で、隠蔽構造体14の第2主面15bには、直径が100μm、高さが20μmの複数のマイクロレンズ17を、第2主面15bの面積に対して平面視で4%程度の面積となるようにランダムに配置した。
凸レンチキュラーレンズ16が延在する方向と光偏向要素12が配列される第1の方向とを一致させ、これらが表示装置1の画面垂直方向に延びるように隠蔽構造体14を導光板10の上に配設した。
また集光シート20として図1に示す第一実施形態に基づいて製作した。集光シート20としてBEF(3M社製)を用い、第3の線状レンズ23を構成する三角プリズムレンズの延在する方向と、隠蔽構造体14に配列した第1線状レンズ16である凸レンチキュラーレンズ16の延在する方向とが直交するように配置し、更に偏光分離反射シート21としてDBEF(3M社製)を配設して、照明装置3を製作した。
このようにして得られた照明装置3の上方に画像表示素子2として液晶パネル7を配設することで表示装置1を製作した。
(実施例2)
On the other hand, a plurality of microlenses 17 having a diameter of 100 μm and a height of 20 μm are provided on the second main surface 15b of the obscuring structure 14 in an area of about 4% in plan view with respect to the area of the second main surface 15b. It arrange | positioned at random so that it might become.
The direction in which the convex lenticular lens 16 extends coincides with the first direction in which the light deflection elements 12 are arranged, and the concealing structure 14 is placed on the light guide plate 10 so that they extend in the screen vertical direction of the display device 1. Arranged.
Moreover, it produced based on 1st embodiment shown in FIG. BEF (manufactured by 3M) is used as the condensing sheet 20, the extending direction of the triangular prism lens constituting the third linear lens 23, and the convex that is the first linear lens 16 arranged in the concealing structure 14. The illumination device 3 was manufactured by disposing the lenticular lens 16 so as to be orthogonal to the extending direction and further arranging DBEF (manufactured by 3M) as the polarization separation / reflection sheet 21.
The display device 1 was manufactured by disposing the liquid crystal panel 7 as the image display element 2 above the lighting device 3 thus obtained.
(Example 2)

(実施例2)
実施例2による表示装置1を以下のように作製した。
まず4mm厚の導光板10を用意し、光源9としてLEDを用いて導光板10の4辺の各端面に設置した。導光板10の光偏向面11には、光偏向要素12として白色の反射インキを印刷法によって形成した。光偏向要素12は、光偏向面11に規則的に配列し、光源9が設置されている端面に近いほど大きさを小さく、導光板10の中心に近づくほど大きさを大きくした。光偏向要素12の配列方向は、第1の方向を表示装置1の画面水平方向に一致させ、第1の方向の配列ピッチPを約1.35mm、第2の方向の配列ピッチPを約2.4mmピッチとした。また導光板10の光偏向面11側に反射シート13を配置した。
(Example 2)
The display device 1 according to Example 2 was manufactured as follows.
First, a light guide plate 10 having a thickness of 4 mm was prepared and installed on each end face of the four sides of the light guide plate 10 using an LED as the light source 9. On the light deflection surface 11 of the light guide plate 10, white reflective ink was formed as a light deflection element 12 by a printing method. The light deflecting elements 12 are regularly arranged on the light deflecting surface 11, and the size is reduced as it is closer to the end surface where the light source 9 is installed, and the size is increased as it is closer to the center of the light guide plate 10. The arrangement direction of the light deflection elements 12 is such that the first direction coincides with the horizontal direction of the screen of the display device 1, the arrangement pitch P1 in the first direction is about 1.35 mm, and the arrangement pitch P2 in the second direction is set. The pitch was about 2.4 mm. A reflection sheet 13 is disposed on the light deflection surface 11 side of the light guide plate 10.

次に隠蔽構造体14を図4及び図5に示す第一実施形態に基づいて作製した。隠蔽構造体14の材料としてポリカーボネート樹脂を用い、押出成形により第1主面15aに第1の線状レンズ16として複数の凸レンチキュラーレンズ16を互いに密接して平行に配列した。凸レンチキュラーレンズ16は(2)式により規定され、単位ピッチPLを100μm、頂部フィッティング曲率半径RLを35μm、単位レンズ高さTLを43μmとした。
一方で、隠蔽構造体14の第2主面15bには、直径が100μm、高さが20μmの複数のマイクロレンズ17を、第2主面15bの面積に対して平面視で4%程度となるようにランダムに分散配置した。凸レンチキュラーレンズ16が延在する方向と、光偏向要素12が配列される第1の方向とを一致させ、すなわち表示装置1の画面水平方向に一致させて隠蔽構造体14を導光板10の上に配置した。
Next, the concealment structure 14 was produced based on the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5. A polycarbonate resin was used as the material of the concealing structure 14, and a plurality of convex lenticular lenses 16 were arranged in close contact with each other as first linear lenses 16 on the first main surface 15a by extrusion molding. The convex lenticular lens 16 is defined by the equation (2). The unit pitch PL 1 is 100 μm, the top fitting curvature radius RL 1 is 35 μm, and the unit lens height TL 1 is 43 μm.
On the other hand, a plurality of microlenses 17 having a diameter of 100 μm and a height of 20 μm are formed on the second main surface 15b of the concealment structure 14 in the plan view with respect to the area of the second main surface 15b. Were randomly distributed. The direction in which the convex lenticular lens 16 extends coincides with the first direction in which the light deflection elements 12 are arranged, that is, in the horizontal direction of the screen of the display device 1 so that the concealing structure 14 is placed on the light guide plate 10. Arranged.

次に集光シート20を図16に示す第二変形例に基づいて作製した。集光シート20の材料としてポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第1主面22aに第3の線状レンズ33として頂角が約90度の台形プリズムレンズ33を形成し、台形プリズムレンズ33の頂部に第4の線状レンズ34として頂角が約90度の三角プリズムレンズ34を複数平行に配列して形成した。
台形プリズムレンズ33と直交する方向に三角プリズムレンズ34を配置し、台形プリズムレンズ33の単位ピッチPL3を70μm、三角プリズムレンズ34の単位ピッチPL4を25μmとした。集光シート32の台形プリズムレンズ33と隠蔽構造体14の凸レンチキュラーレンズ16とを略直交するように配置した。
更に偏光分離反射シート21としてDBEF(3M社製)を配設して、照明装置3を製作した。
このようにして得られた照明装置3の上方に画像表示素子2として液晶パネルを配置することで表示装置1を製作した。
(実施例3)
Next, the condensing sheet 20 was produced based on the 2nd modification shown in FIG. Using a polycarbonate resin as the material of the light collecting sheet 20, a trapezoidal prism lens 33 having an apex angle of about 90 degrees is formed as a third linear lens 33 on the first main surface 22 a by extrusion molding. A plurality of triangular prism lenses 34 having apex angles of about 90 degrees are arranged in parallel at the top as fourth linear lenses 34.
A triangular prism lens 34 is arranged in a direction orthogonal to the trapezoidal prism lens 33, the unit pitch PL3 of the trapezoidal prism lens 33 is 70 μm, and the unit pitch PL4 of the triangular prism lens 34 is 25 μm. The trapezoidal prism lens 33 of the condensing sheet 32 and the convex lenticular lens 16 of the concealing structure 14 are arranged so as to be substantially orthogonal.
Further, DBEF (manufactured by 3M) was disposed as the polarized light separating / reflecting sheet 21 to manufacture the lighting device 3.
The display device 1 was manufactured by disposing a liquid crystal panel as the image display element 2 above the lighting device 3 obtained in this way.
(Example 3)

実施例3による表示装置1を以下のように作製した。
まず4mm厚の導光板10を用意し、光源9としてLEDを用い、導光板10の4辺の端面にそれぞれ設置した。導光板10の光偏向面11には、白色の反射インキを印刷法によって光偏向要素12として形成した。光偏向要素12は、光偏向面11に規則的に分散配置し、光源9が設置されている端面に近いほど大きさを小さく、導光板10中心に近づくほど大きさを大きくした。光偏向要素12の配列方向は、第1の方向と表示装置1の画面水平方向とを一致させ、第1の方向の配列ピッチPを約1.35mm、第2の方向の配列ピッチPを約2.4mmピッチとした。また導光板10の光偏向面11側に反射シート13を配置した。
A display device 1 according to Example 3 was manufactured as follows.
First, a light guide plate 10 having a thickness of 4 mm was prepared, an LED was used as the light source 9, and each of the light guide plates 10 was installed on the end surfaces of the four sides of the light guide plate 10. On the light deflection surface 11 of the light guide plate 10, white reflective ink was formed as the light deflection element 12 by a printing method. The light deflection elements 12 are regularly distributed on the light deflection surface 11, and the size is reduced as the distance from the end surface on which the light source 9 is installed is increased, and the size is increased as the distance from the center of the light guide plate 10 is increased. The arrangement direction of the light deflection elements 12 is such that the first direction and the screen horizontal direction of the display device 1 coincide with each other, the arrangement pitch P 1 in the first direction is about 1.35 mm, and the arrangement pitch P 2 in the second direction. The pitch was about 2.4 mm. A reflection sheet 13 is disposed on the light deflection surface 11 side of the light guide plate 10.

次に隠蔽構造体14を図11に示す第二変形例に基づいて作製した。隠蔽構造体14の材料としてポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第1主面15aに、第1の線状レンズ16として凸レンチキュラーレンズ16と第2の線状レンズ25として頂角が90度の三角プリズムレンズを形成した。凸レンチキュラーレンズ16は(2)式から規定し、単位ピッチPLを100μm、頂部フィッティング曲率半径RLを35μm、単位レンズ高さTLを43μmとした。
このような複数の凸レンチキュラーレンズ16を各々40μm離間して平行に配設し、その間隙に三角プリズムレンズ25を凸レンチキュラーレンズ16と直交する方向に配列した。三角プリズムレンズ25は、ピッチが20μm、高さが10μmであった。
Next, the concealment structure 14 was produced based on the second modification shown in FIG. A polycarbonate resin is used as the material of the concealing structure 14, and the first main surface 15a is formed by extrusion molding on the first lenticular lens 16 as the first linear lens 16 and the apex angle is 90 degrees as the second linear lens 25. A triangular prism lens was formed. The convex lenticular lens 16 is defined by the equation (2). The unit pitch PL 1 is 100 μm, the top fitting curvature radius RL 1 is 35 μm, and the unit lens height TL 1 is 43 μm.
A plurality of such convex lenticular lenses 16 are arranged parallel to each other with a distance of 40 μm, and triangular prism lenses 25 are arranged in the gap in a direction perpendicular to the convex lenticular lenses 16. The triangular prism lens 25 had a pitch of 20 μm and a height of 10 μm.

一方で隠蔽構造体14の第2主面15bには、直径が100μm、高さが20μmのマイクロレンズ17を、第2主面15bの面積に対して平面視で4%程度となるようにランダムに分散配置した。凸レンチキュラーレンズ16が延在する方向と、光偏向要素12が配列される第1の方向とを一致させ、表示装置1の画面水平方向に一致させるよう、隠蔽構造体14を導光板10の上に配置した。   On the other hand, a microlens 17 having a diameter of 100 μm and a height of 20 μm is randomly formed on the second main surface 15b of the obscuring structure 14 so that the area is approximately 4% of the area of the second main surface 15b. Distributed. The concealing structure 14 is placed on the light guide plate 10 so that the direction in which the convex lenticular lens 16 extends and the first direction in which the light deflection elements 12 are arranged coincide with each other in the horizontal direction of the screen of the display device 1. Arranged.

次に集光シート20を図1に示す集光シート20の変形例に基づいて作製した。
集光シート20の材料としてポリカーボネート樹脂を用いて、押出成形により第1主面22aに、第3の線状レンズ23として図1に示す三角形プリズムの側面を湾曲側面とした湾曲プリズムレンズを形成した。湾曲プリズムレンズは、湾曲側面の各点における接線と、第1主面22aとのなす角度が、約30度から60度の範囲で変化する形状に設計した。単位ピッチPLを30μmとした。集光シート20の湾曲プリズムレンズと隠蔽構造体14の凸レンチキュラーレンズ16とが略平行となるように配置した。
更に偏光分離反射シート21としてDBEF(3M社製)を準備し、照明装置3を製作した。
このようにして得られた照明装置3の上方に画像表示素子2として液晶パネルを配置することで表示装置1を製作した。
Next, the condensing sheet 20 was produced based on the modification of the condensing sheet 20 shown in FIG.
A polycarbonate resin is used as the material of the light collecting sheet 20, and a curved prism lens is formed on the first main surface 22a by extrusion molding as a third linear lens 23 with the side surfaces of the triangular prism shown in FIG. . The curved prism lens was designed to have a shape in which the angle formed between the tangent line at each point on the curved side surface and the first main surface 22a changes in the range of about 30 degrees to 60 degrees. The unit pitch PL 3 was set to 30μm. The curved prism lens of the condensing sheet 20 and the convex lenticular lens 16 of the concealing structure 14 were arranged so as to be substantially parallel.
Further, DBEF (manufactured by 3M) was prepared as the polarization separating / reflecting sheet 21, and the lighting device 3 was manufactured.
The display device 1 was manufactured by disposing a liquid crystal panel as the image display element 2 above the lighting device 3 obtained in this way.

比較として、実施例1、実施例2、実施例3の構成に対して、それぞれの隠蔽構造体14に代えて拡散シートとしてBS912(恵和製)を配置したものを、それぞれ比較例1、比較例2、比較例3とした。
また比較例4として、実施例1の構成に対して、隠蔽構造体14に代えて、図27に示すBEF185(3M社製)を三角プリズムレンズ187の延在方向と、集光シート20であるBEF(3M社製)の三角プリズムレンズとが直交する方向となるよう配置した。
また比較例5として、実施例2の構成に対して、二次元レンズからなる集光シート20を除去して、図27に示すBEF185(3M社製)の三角プリズム187と隠蔽構造体14の凸レンチキュラーレンズ16とが直交するように配置した。
As a comparison, with respect to the configurations of Example 1, Example 2, and Example 3, a structure in which BS912 (manufactured by Keiwa) is arranged as a diffusion sheet instead of the respective concealment structure 14 is compared with Comparative Example 1 and Comparative Example, respectively. 2 and Comparative Example 3.
Moreover, as Comparative Example 4, in place of the concealment structure 14 in the configuration of Example 1, BEF185 (manufactured by 3M) shown in FIG. The triangular prism lens of BEF (manufactured by 3M) was arranged so as to be orthogonal.
Further, as Comparative Example 5, the condensing sheet 20 composed of a two-dimensional lens is removed from the configuration of Example 2, and the convex prisms 187 of the BEF185 (manufactured by 3M) shown in FIG. The lenticular lens 16 was arranged so as to be orthogonal.

このような実施例1〜3と比較例1〜5からなる表示装置1を用いて、光源9を点灯して照射して、正面輝度、輝度差、垂直半値角、水平半値角、隠蔽性について評価した。その評価結果を図25に示す。
評価には正面輝度の測定に、分光放射輝度計としてSR−3A(トプコン社製)を使用し、垂直及び水平半値角の測定にはEZContrast(ELDIM社製)を使用した。隠蔽性の評価は目視によって行った。
Using the display device 1 including Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5, the light source 9 is turned on and irradiated, and the front luminance, the luminance difference, the vertical half-value angle, the horizontal half-value angle, and the concealment property are obtained. evaluated. The evaluation results are shown in FIG.
For evaluation, SR-3A (manufactured by Topcon Corporation) was used as a spectral radiance meter for measuring front luminance, and EZContrast (manufactured by ELDIM) was used for measuring vertical and horizontal half-value angles. The hiding property was evaluated visually.

実施例1は、比較例1と比べて輝度が11%向上し、且つ隠蔽性についても良好で問題なかった。実施例1は比較例1と比べて水平半値角が若干狭くなるも、表示装置1として問題のないレベルであった。また、比較例4は、大幅に輝度が向上したものの水平半値角が著しく狭くなり、また導光板10の光偏向面11に形成された光偏向要素12が画面を通して視認された。   In Example 1, the luminance was improved by 11% compared to Comparative Example 1, and the concealment property was good and there was no problem. In Example 1, the horizontal half-value angle is slightly narrower than that in Comparative Example 1, but the display device 1 has no problem. In Comparative Example 4, although the luminance was significantly improved, the horizontal half-value angle was remarkably narrow, and the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10 was visually recognized through the screen.

実施例2は、比較例2と比べて輝度が約5%向上し、水平半値角も広がった。また隠蔽性についても問題ないレベルであった。一方で、比較例5は、輝度は高いが、水平半値角が著しく狭くなり、隠蔽性も低下した。
実施例3は、比較例3と比べて輝度が約8%向上し、且つ隠蔽性についても問題なかった。比較例3と比べて水平半値角が若干狭くなるも、表示装置1として問題のないレベルであった。
In Example 2, the luminance was improved by about 5% compared to Comparative Example 2, and the horizontal half-value angle was also widened. Moreover, the level of concealment was at a level with no problem. On the other hand, in Comparative Example 5, although the luminance was high, the horizontal half-value angle was remarkably narrow, and the concealability was also lowered.
In Example 3, the luminance was improved by about 8% compared to Comparative Example 3, and there was no problem with the concealing property. Although the horizontal half-value angle is slightly narrower than that of Comparative Example 3, the display device 1 was at a level causing no problem.

従来は導光板10の光偏向面11に形成された光偏向要素12の像を隠蔽するために、ほとんど集光性を有しない拡散シートを使用していたが、本実施例1〜3により、拡散シートを使用する場合と同等の隠蔽性を保ちながら、輝度を大幅に向上させる隠蔽構造体14と集光シート20,32とを備えた照明装置3と、この照明装置3を備えた表示装置1を製作することができた。   Conventionally, in order to conceal the image of the light deflection element 12 formed on the light deflection surface 11 of the light guide plate 10, a diffusion sheet having almost no light collecting property was used. The illuminating device 3 provided with the concealing structure 14 and the light collecting sheets 20 and 32 that greatly improve the luminance while maintaining the same concealing property as in the case of using the diffusion sheet, and the display device provided with the illuminating device 3 I was able to make one.

1、30 表示装置
2 画像表示素子
3、31 照明装置
5、6 偏光板
7 液晶パネル
9 光源
9A 点光源
10 導光板
10a 導光板の射出面
11 光偏向面
12 光偏向要素
13 反射シート
14 隠蔽構造体
15 基材
15a 第1主面
15b 第2主面
16 第1の線状レンズ、凸レンチキュラーレンズ
17 マイクロレンズ
20、32 集光シート
21 偏光分離反射シート
22 基材
22a 第1主面
22b 第2主面
23、36、40、48 第3の線状レンズ、三角プリズムレンズ
25 第2の線状レンズ、三角プリズムレンズ
26 第2の線状レンズ、レンチキュラーレンズ
27,28、55 マイクロレンズ
33 第3の線状レンズ、台形プリズムレンズ
34,37,41、46 第4の線状レンズ、三角プリズムレンズ
36,40,48 第3の線状レンズ、三角プリズムレンズ
38 凹型
43 凸レンズ
45、51、54 第3の線状レンズ、レンチキュラーレンズ
49、52 第4の線状レンズ、レンチキュラーレンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 30 Display device 2 Image display element 3, 31 Illumination device 5, 6 Polarizing plate 7 Liquid crystal panel 9 Light source 9A Point light source 10 Light guide plate 10a Light guide plate exit surface 11 Light deflection surface 12 Light deflection element 13 Reflection sheet 14 Concealment structure Body 15 Base material 15a First main surface 15b Second main surface 16 First linear lens, convex lenticular lens 17 Micro lens 20, 32 Light collecting sheet 21 Polarized light separation / reflection sheet 22 Base material 22a First main surface 22b Second Main surfaces 23, 36, 40, 48 Third linear lens, triangular prism lens 25 Second linear lens, triangular prism lens 26 Second linear lens, lenticular lenses 27, 28, 55 Micro lens 33 Third Linear lens, trapezoidal prism lens 34, 37, 41, 46 Fourth linear lens, triangular prism lens 36, 40, 48 Third linear lens Triangular prism lens 38 concave 43 convex 45,51,54 third linear lens, a lenticular lens 49 and 52 a fourth linear lenses, a lenticular lens

Claims (18)

光源と、該光源から射出される光を入射する入射面と入射光を観察者側へ射出する射出面と入射光を前記射出面へ導く光偏向要素を配設した光偏向面とを備えた導光体と、該導光体の射出面から出射する光を観察者側に透過すると共に前記光偏向要素の画像を隠蔽する隠蔽構造体とを備えた照明装置であって、
前記導光体は、前記光偏向要素が第1の方向に第1のピッチPで配列されていると共に前記第1の方向と略直交する第2の方向に第2のピッチPで配列された二次元配列構造を有しており、
前記隠蔽構造体は、入射光を射出する第1主面と前記導光体から出射した光を入射光として入射させる第2主面とを備え、前記第1主面には少なくとも一方向に配列された第1の線状レンズを備え、該第1の線状レンズが延在する方向と前記光偏向要素の第1の方向とが略平行に設定され、
前記第1の線状レンズは、断面形状が凸曲面からなる凸レンチキュラーレンズであり、前記凸曲面の任意の点における接線と前記第1主面とのなす角は頂部から第1主面に至るにつれて大きくなり、その最大角αが以下に示す(1)式で規定されてなることを特徴とする照明装置。
Figure 2011134560
但し、n、:導光体の屈折率
t:導光体の厚み
:第1の線状レンズの屈折率
θ:隠蔽構造体へ入射する光の入射角
A light source; an incident surface on which light emitted from the light source is incident; an emission surface that emits incident light toward an observer; and a light deflection surface on which a light deflection element that guides incident light to the emission surface is disposed. An illumination device comprising: a light guide; and a concealing structure that conceals an image of the light deflection element while transmitting light emitted from an exit surface of the light guide to an observer side,
In the light guide, the light deflection elements are arranged at a first pitch P1 in a first direction and at a second pitch P2 in a second direction substantially orthogonal to the first direction. Having a two-dimensional array structure,
The concealing structure includes a first main surface that emits incident light and a second main surface that causes the light emitted from the light guide to be incident as incident light, and the first main surface is arranged in at least one direction. The first linear lens is set, and the direction in which the first linear lens extends and the first direction of the light deflection element are set to be substantially parallel,
The first linear lens is a convex lenticular lens whose cross-sectional shape is a convex curved surface, and an angle formed between a tangent at an arbitrary point of the convex curved surface and the first principal surface extends from the top to the first principal surface. The lighting device is characterized in that the maximum angle α is defined by the following equation (1).
Figure 2011134560
Where, n 0 ,: refractive index of light guide t: thickness of light guide n 1 : refractive index of first linear lens θ i : incident angle of light incident on concealment structure
前記第1の線状レンズの断面形状が以下の(2)式によって規定されることを特徴とする請求項1に記載された照明装置。
ここで(2)式は、前記第1の線状レンズの単位レンズピッチを1と正規化した際の式であり、zは前記第一の線状レンズの高さ方向の位置関数、rは前記第一の線状レンズの幅方向位置変数である。
Figure 2011134560
The lighting device according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the first linear lens is defined by the following expression (2).
Here, the expression (2) is an expression when the unit lens pitch of the first linear lens is normalized to 1, z is a position function in the height direction of the first linear lens, and r is It is a position variable in the width direction of the first linear lens.
Figure 2011134560
前記光偏向要素の第1のピッチPと第2のピッチPとの比であるP/Pが以下の(3)式で規定されていることを特徴とする請求項1または2に記載された照明装置。
1.0<P/P<3.0 (3)
3. The ratio P 2 / P 1, which is a ratio between the first pitch P 1 and the second pitch P 2 of the light deflection element, is defined by the following expression (3): 3. The lighting device described in 1.
1.0 <P 2 / P 1 < 3.0 (3)
前記光偏向要素は、前記第1の方向に前記第1のピッチPのn倍で配列され、前記第1の方向と略直交する前記第2の方向に前記第2のピッチPのm倍で配列してなる二次元配列で配置され、
nとmは1から10の整数のいずれかをランダムに選択してなることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載された照明装置。
The light deflection element, wherein the first direction is a first sequence n times the pitch P 1, the first direction and the second in the second direction substantially perpendicular to the pitch P 2 m Arranged in a two-dimensional array of doubles,
4. The lighting device according to claim 1, wherein n and m are each selected from an integer of 1 to 10 at random.
前記第1のピッチPと第2のピッチPとの比であるP/Pが以下の(4)式によって規定されてなることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載された照明装置。
1.4<P/P<2.2 (4)
5. The method according to claim 1, wherein P 2 / P 1, which is a ratio between the first pitch P 1 and the second pitch P 2 , is defined by the following expression (4): The lighting device described in the item.
1.4 <P 2 / P 1 <2.2 (4)
前記光偏向要素は、近接する3点の該光偏向要素を結んで描かれる三角形が略正三角形となる六方配置または六方配置から任意の光偏向要素を除去してなる配置を構成していることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載された照明装置。   The light deflection element constitutes a hexagonal arrangement in which a triangle drawn by connecting three adjacent light deflection elements becomes a substantially regular triangle, or an arrangement obtained by removing an arbitrary light deflection element from a hexagonal arrangement. The illumination device according to any one of claims 1 to 5, wherein 前記隠蔽構造体の第2主面側に、
1点から略ランバート光を射出する点光源を、その射出光の主軸と前記第2主面の法線方向とが略一致するよう配置した際に、
前記第2主面より入射して前記第1主面より該第1主面の法線方向に射出される光は、前記点光源の直上を中心に、前記第1の線状レンズの配列方向に広がる線状光に変換され、
前記線状光のピーク輝度位置が前記点光源の直上にあるように前記隠蔽構造体を備えたことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載された照明装置。
On the second main surface side of the concealing structure,
When a point light source that emits substantially Lambertian light from one point is arranged so that the principal axis of the emitted light and the normal direction of the second principal surface substantially coincide with each other,
The light that is incident from the second main surface and is emitted from the first main surface in the normal direction of the first main surface is the arrangement direction of the first linear lenses centering on the point light source. Converted into linear light that spreads
The lighting device according to claim 1, wherein the concealing structure is provided so that a peak luminance position of the linear light is directly above the point light source.
前記線状光のピーク輝度位置が、前記点光源の直上に代えて、直上を外れた位置に存在しており、
前記点光源の直上輝度をL、ピーク輝度をLとしたとき、L/Lが100%以上で200%以下であることを特徴とする請求項7に記載された照明装置。
The peak luminance position of the linear light is present at a position that is off directly above instead of directly above the point light source,
L 0 just above the brightness of the point light source, when the peak luminance was L 1, an illumination apparatus according to claim 7, characterized in that L 1 / L 0 is less than 200% 100% or more.
前記隠蔽構造体は、第1の線状レンズと略直交して配列される第2の線状レンズを備えることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載された照明装置。   The lighting device according to any one of claims 1 to 8, wherein the concealing structure includes a second linear lens arranged substantially orthogonal to the first linear lens. 前記隠蔽構造体の第1主面側に、集光シートを配置したことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載された照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein a condensing sheet is disposed on the first main surface side of the concealing structure. 前記集光シートは、少なくとも一方向に配列された第3の線状レンズを備え、
前記第3の線状レンズの配列方向と前記隠蔽構造体における第1の線状レンズの配列方向とが略直交することを特徴とする請求項10に記載された照明装置。
The condensing sheet includes a third linear lens arranged in at least one direction,
The lighting device according to claim 10, wherein an arrangement direction of the third linear lenses and an arrangement direction of the first linear lenses in the concealing structure are substantially orthogonal to each other.
前記集光シートは、前記第3の線状レンズと略直交する第4の線状レンズを更に備えることを特徴とする請求項10または11に記載された照明装置。   12. The lighting device according to claim 10, wherein the condensing sheet further includes a fourth linear lens substantially orthogonal to the third linear lens. 請求項1から12の何れか1項に記載された前記照明装置と、
該照明装置から射出する光が入射する側に配設されていて表示画像を規定する画像表示素子と、
を有することを特徴とする表示装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 12,
An image display element that is disposed on a side on which light emitted from the illumination device is incident and defines a display image;
A display device comprising:
前記隠蔽構造体の第1の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項13に記載された表示装置。   The display device according to claim 13, wherein the first linear lens of the concealing structure extends in a vertical direction of the image display element. 前記隠蔽構造体の第1の線状レンズが前記画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、前記集光レンズの第3の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項13に記載された表示装置。   When the first linear lens of the concealing structure extends in the horizontal direction of the image display element, the third linear lens of the condenser lens is in the vertical direction of the image display element. The display device according to claim 13, wherein the display device is disposed so as to extend. 前記隠蔽構造体の第1の線状レンズが前記画像表示素子の水平方向に延在して配設されている場合、前記集光レンズの第4の線状レンズが前記画像表示素子の鉛直方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項13に記載された表示装置。   When the first linear lens of the concealing structure extends in the horizontal direction of the image display element, the fourth linear lens of the condenser lens is in the vertical direction of the image display element. The display device according to claim 13, wherein the display device is disposed so as to extend. 前記照明装置と前記画像表示素子との間に、偏光分離反射シートを配設したことを特徴とする請求項13から16のいずれか1項に記載された表示装置。   The display device according to any one of claims 13 to 16, wherein a polarization separation / reflection sheet is disposed between the illumination device and the image display element. 前記表示素子が、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定することを特徴とする請求項13から17のいずれか1項に記載された表示装置。   18. The display device according to claim 13, wherein the display element defines a display image in accordance with transmission / shielding in pixel units.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013081125A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 凸版印刷株式会社 Illumination device and display device provided with illumination device
US20130286344A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Panasonic Corporation Liquid crystal optical element and image display apparatus including the same
WO2014024688A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 ソニー株式会社 Display apparatus and illuminating apparatus
JP2014082204A (en) * 2012-10-15 2014-05-08 Samsung Display Co Ltd Prism sheet, and back light unit including the same
JP2015138078A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 セイコーエプソン株式会社 Microlens array, method of manufacturing the microlens array, electro-optical device, and electronic apparatus
JP2015148658A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 セイコーエプソン株式会社 Microlens array, method for manufacturing microlens array, electro-optic device, and electronic equipment
WO2017204309A1 (en) * 2016-05-25 2017-11-30 凸版印刷株式会社 Optical element, optical-element stencil structure, printed article, and method for manufacturing optical element
KR101918352B1 (en) * 2016-09-30 2018-11-14 현대자동차주식회사 Light module for vehicle with light guide
CN112714880A (en) * 2018-07-04 2021-04-27 超级隐形生物科技公司 Interconnected lens material arranged as a lens sheet for improved camouflage

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0695099A (en) * 1992-04-21 1994-04-08 Sony Corp Liquid crystal display device
JPH11160504A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Sekisui Chem Co Ltd Light control sheet
JP2004279815A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Nitto Denko Corp Light guide plate, surface light source device and liquid crystal display device
JP2005115372A (en) * 2003-10-03 2005-04-28 Lumileds Lighting Us Llc Lcd backlight using two-dimensional array of led
JP3114140U (en) * 2005-06-28 2005-09-29 莊 誌倫 Prism condensing film
JP2006065277A (en) * 2004-04-16 2006-03-09 Dainippon Printing Co Ltd Diffusing sheet, surface light source unit, and transmission type display
JP2006092900A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Yuki Enterprise:Kk Bar light source device and food showcase using it
JP2006330723A (en) * 2005-05-20 2006-12-07 Samsung Electronics Co Ltd Optical plate, backlight assembly having this, and display device
JP2007012517A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Dainippon Printing Co Ltd Surface light source device
JP2007011292A (en) * 2005-05-31 2007-01-18 Sony Corp Liquid crystal display, method for producing optical sheet, and optical sheet
JP2007012323A (en) * 2005-06-28 2007-01-18 Cheil Ind Co Ltd Surface light source device, and liquid crystal display device
JP2007103325A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Kuraray Co Ltd Lighting device, light control member provided for it and image display apparatus using it
JP2007226063A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Kuraray Co Ltd Light control sheet
JP2009075366A (en) * 2007-09-20 2009-04-09 Toppan Printing Co Ltd Optical sheet, backlight unit, and display
JP2009086208A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Toppan Printing Co Ltd Optical sheet, backlight unit, and display device

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0695099A (en) * 1992-04-21 1994-04-08 Sony Corp Liquid crystal display device
JPH11160504A (en) * 1997-11-26 1999-06-18 Sekisui Chem Co Ltd Light control sheet
JP2004279815A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Nitto Denko Corp Light guide plate, surface light source device and liquid crystal display device
JP2005115372A (en) * 2003-10-03 2005-04-28 Lumileds Lighting Us Llc Lcd backlight using two-dimensional array of led
JP2006065277A (en) * 2004-04-16 2006-03-09 Dainippon Printing Co Ltd Diffusing sheet, surface light source unit, and transmission type display
JP2006092900A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Yuki Enterprise:Kk Bar light source device and food showcase using it
JP2006330723A (en) * 2005-05-20 2006-12-07 Samsung Electronics Co Ltd Optical plate, backlight assembly having this, and display device
JP2007011292A (en) * 2005-05-31 2007-01-18 Sony Corp Liquid crystal display, method for producing optical sheet, and optical sheet
JP3114140U (en) * 2005-06-28 2005-09-29 莊 誌倫 Prism condensing film
JP2007012323A (en) * 2005-06-28 2007-01-18 Cheil Ind Co Ltd Surface light source device, and liquid crystal display device
JP2007012517A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Dainippon Printing Co Ltd Surface light source device
JP2007103325A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Kuraray Co Ltd Lighting device, light control member provided for it and image display apparatus using it
JP2007226063A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Kuraray Co Ltd Light control sheet
JP2009075366A (en) * 2007-09-20 2009-04-09 Toppan Printing Co Ltd Optical sheet, backlight unit, and display
JP2009086208A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Toppan Printing Co Ltd Optical sheet, backlight unit, and display device

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013081125A1 (en) * 2011-12-01 2015-04-27 凸版印刷株式会社 LIGHTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING LIGHTING DEVICE
WO2013081125A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 凸版印刷株式会社 Illumination device and display device provided with illumination device
US9234995B2 (en) 2011-12-01 2016-01-12 Toppan Printing Co., Ltd. Illuminating device including lens arrays and display with illuminating device including lens arrays
US20130286344A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Panasonic Corporation Liquid crystal optical element and image display apparatus including the same
US9030643B2 (en) 2012-04-26 2015-05-12 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Liquid crystal optical element and image display apparatus including the same
CN104508546B (en) * 2012-08-08 2017-05-31 索尼公司 Display device and lighting unit
JP2014035448A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Sony Corp Display device and illumination device
WO2014024688A1 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 ソニー株式会社 Display apparatus and illuminating apparatus
US9785006B2 (en) 2012-08-08 2017-10-10 Sony Corporation Display apparatus and illumination unit
JP2014082204A (en) * 2012-10-15 2014-05-08 Samsung Display Co Ltd Prism sheet, and back light unit including the same
JP2015138078A (en) * 2014-01-21 2015-07-30 セイコーエプソン株式会社 Microlens array, method of manufacturing the microlens array, electro-optical device, and electronic apparatus
JP2015148658A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 セイコーエプソン株式会社 Microlens array, method for manufacturing microlens array, electro-optic device, and electronic equipment
WO2017204309A1 (en) * 2016-05-25 2017-11-30 凸版印刷株式会社 Optical element, optical-element stencil structure, printed article, and method for manufacturing optical element
JPWO2017204309A1 (en) * 2016-05-25 2019-03-22 凸版印刷株式会社 Optical element, optical element plate structure, printed matter, and method of manufacturing optical element
JP7020405B2 (en) 2016-05-25 2022-02-16 凸版印刷株式会社 Optical element plate structure and manufacturing method of optical element
US11644602B2 (en) 2016-05-25 2023-05-09 Toppan Printing Co., Ltd. Optical element, optical element stamper structure, printed article, and method for manufacturing optical element
KR101918352B1 (en) * 2016-09-30 2018-11-14 현대자동차주식회사 Light module for vehicle with light guide
CN112714880A (en) * 2018-07-04 2021-04-27 超级隐形生物科技公司 Interconnected lens material arranged as a lens sheet for improved camouflage
EP3818402A4 (en) * 2018-07-04 2022-05-18 Hyperstealth Biotechnology Corporation Interconnected lens materials arranged as lens sheets for improved camouflage
CN112714880B (en) * 2018-07-04 2024-01-30 超级隐形生物科技公司 Interconnected lens material arranged as lens sheet for improved camouflage

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