JP2012063541A - Light control plate unit, surface light source device, and transparent type image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a light control plate unit, a surface light source device, and a transmissive image display device.
透過型画像表示装置の一例である直下型画像表示装置40として、例えば図10に示すように、透過型画像表示部10の背面側に光源43が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部10としては、例えば液晶セル11の両面に直線偏光板12,13が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源43としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
As a direct type
かかる直下型画像表示装置40としては、光源43からの光を均一に分散させて透過型画像表示部10を均一に照明できることが望ましく、このため光源43と透過型画像表示部10との間には、光源43側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型画像表示部10側から出射させる機能を有する一枚の光拡散板といった光制御板42が配置されて用いられている(例えば特許文献1:特開平7−198913号公報参照)。なお、光源43から出力された光は光制御板42により面状の光として出射されるため、光源43と光制御板42は面光源装置41を構成していることになる。
It is desirable that the direct
近年、直管型冷陰極線管に代えて、省エネルギーの観点から、発光ダイオードを光源として用いることが検討されている。発光ダイオードは通常、点状光源であり、これを離散的に配置して用いられる。 In recent years, it has been studied to use a light emitting diode as a light source from the viewpoint of energy saving instead of a straight tube type cold cathode ray tube. The light emitting diode is usually a point light source, and is used by arranging it in a discrete manner.
しかし、従来の面光源装置が有する光制御板は、発光ダイオードのような点状光源と組み合わせて直下型画像表示装置に用いると、点状光源からの光を十分に均一なものとすることができず、透過型画像表示部によって表示される画像は、点状光源の近傍と、点状光源から離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。 However, when the light control plate of the conventional surface light source device is used in a direct type image display device in combination with a point light source such as a light emitting diode, the light from the point light source may be sufficiently uniform. However, the image displayed by the transmissive image display unit has a problem that the brightness differs between the vicinity of the point light source and the position away from the point light source.
そこで、本発明は、点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な面光源装置、光制御板ユニット及び透過型画像表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a surface light source device, a light control plate unit, and a transmissive image display device that can sufficiently uniformly disperse light from a point light source.
本発明に係る面光源装置は、複数の点状光源と、複数の点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、を備える。本発明に係る面光源装置が有する点状光源は、光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、(A)出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満し、(B)出射光強度が(I0+Imax)/2となる出射角度が60°以上70°以下であり、及び、(C)出射光強度が(I0+Imax)/4となる出射角度が47.5°以上57.5°以下である、配光特性を有する。本発明に係る面光源装置が有する光制御板ユニットは、第1の面から入射された光を第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており上記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第2の面に形成されている第1〜第4の光制御板を備え、第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板及び第4の光制御板は、第2の光制御板が第1の光制御板の上側に位置し且つ第4の光制御板が第3の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第2の光制御板の第1の面が、第1の光制御板の第2の面側に位置し、第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第1の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第4の光制御板の第1の面が、第3の光制御板の第2の面側に位置し、第4の光制御板が有する凸状部の延在方向と第3の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向と、第3及び第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、第1〜第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、u軸上において両端間の中心をとおりu軸に直交する軸線をv軸とし、第1〜第4の光制御板の凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、上記断面において第1〜第4の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて式(1)を満たすv(u)で表される。
ただし、式(1)において、
(式(2)中、haは0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である)
The surface light source device according to the present invention includes a plurality of point light sources and a light control plate unit provided on the plurality of point light sources. The point light source included in the surface light source device according to the present invention has a light distribution characteristic having a maximum emission light intensity I max in a range of light emission angles of 70 ° to 80 °, and (A) the emission angle is 0. The emitted light intensity I 0 in the case of ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
(B) The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and (C) the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4. The light distribution characteristic is such that the emission angle becomes 47.5 ° or more and 57.5 ° or less. The light control plate unit included in the surface light source device according to the present invention can emit light incident from the first surface from the second surface located on the side opposite to the first surface, and in one direction. A plurality of convex portions extending in parallel and arranged in a direction substantially orthogonal to the one direction are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface; Plate, second light control plate, third light control plate, and fourth light control plate, the second light control plate is located above the first light control plate, and the fourth light control plate is It is provided in the thickness direction so as to be located above the third light control plate, and the first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate. The extending direction of the convex portion included in the second light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion included in the first light control plate, and the first light control plate includes the first light control plate. The surface of the third light control plate The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion included in the third light control plate. The extending directions of the convex portions of the light control plate and the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal to each other. An axis passing through both ends in a cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the light control plate is a u axis, and an axis passing through the center between both ends on the u axis is a v axis, When the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first to fourth light control plates, each of the convex portions of the first to fourth light control plates in the cross section. Is expressed by v (u) satisfying the expression (1) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a .
However, in Formula (1),
(In the formula (2), h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a, k a is a constant satisfying 0.75 -1.00 or higher)
この構成では、第1の光制御板を通過した光は第2の光制御板に入射され、また、第3の光制御板を通過した光は第4の光制御板を通過することになる。第1及び第2の光制御板の各々の凸状部の断面形状は式(1)を満たすv(u)で表されるので、第1及び第2の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。また、同様に、第3及び第4の光制御板の各々の凸状部の断面形状は式(1)を満たすv(u)で表されるので、第3及び第4の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第3及び第4の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。そして、本発明に係る面光源装置では、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向と、第3及び第4の光制御板の凸状部の延在方向とが略直交するように、第1及び第2の光制御板の組と第3及び第4の光制御板の組とが配置されている。そのため、第1の光制御板の第1の面側から入射された点状光源の光は、第1及び第2の光制御板の組と、第3及び第4の光制御板の組とによって、互いに略直交する方向にそれぞれ輝度が均一な線状の光に変換される。その結果、上記面光源装置は、点状光源の光を、均一に分散し、面状の光であって板厚方向に直交する面での輝度均斉度が高い面状の光として出射することが可能である。 In this configuration, light that has passed through the first light control plate is incident on the second light control plate, and light that has passed through the third light control plate passes through the fourth light control plate. . Since the cross-sectional shape of each convex portion of the first and second light control plates is represented by v (u) satisfying the expression (1), the first and second light control plates are provided with the above-described light distribution. When the extending directions of the convex portions of the first and second light control plates are arranged substantially in parallel on a point light source having characteristics, the light from the point light source is linear light with uniform luminance. Can be converted to Similarly, the cross-sectional shape of each convex portion of the third and fourth light control plates is represented by v (u) satisfying the expression (1), so that the third and fourth light control plates are If the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are arranged substantially in parallel on the point light source having the above-described light distribution characteristics, the brightness of the light from the point light source is uniform. Can be converted into linear light. In the surface light source device according to the present invention, the extending direction of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially the same. A set of first and second light control plates and a set of third and fourth light control plates are arranged so as to be orthogonal to each other. Therefore, the light of the point light source incident from the first surface side of the first light control plate is a set of the first and second light control plates, and a set of the third and fourth light control plates. Thus, the light is converted into linear light with uniform luminance in directions substantially orthogonal to each other. As a result, the surface light source device emits the light from the point light source as planar light that is uniformly dispersed and has high luminance uniformity on the surface perpendicular to the plate thickness direction. Is possible.
本発明に係る面光源装置では、第1〜第4の光制御板の各々が有する第1の面は略平坦である、とすることができる。 In the surface light source device according to the present invention, the first surface of each of the first to fourth light control plates may be substantially flat.
本発明に係る透過型画像表示装置は、複数の点状光源と、複数の点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、光制御板ユニット上に設けられており、光制御板ユニットから出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、を備える。本発明に係る透過型画像表示装置が有する点状光源は、光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、(a)出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満し、(b)出射光強度が(I0+Imax)/2となる出射角度が60°以上70°以下であり、及び、(c)出射光強度が(I0+Imax)/4となる出射角度が47.5°以上57.5°以下である、配光特性を有する。本発明に係る透過型画像表示装置が有する光制御板ユニットは、第1の面から入射された光を第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており上記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第2の面に形成されている第1〜第4の光制御板を備え、第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板及び第4の光制御板は、第2の光制御板が第1の光制御板の上側に位置し且つ第4の光制御板が第3の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第2の光制御板の第1の面が、第1の光制御板の第2の面側に位置し、第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第1の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第4の光制御板の第1の面が、第3の光制御板の第2の面側に位置し、第4の光制御板が有する凸状部の延在方向と第3の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向と、第3及び第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、第1〜第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、u軸上において両端間の中心をとおりu軸に直交する軸線をv軸とし、第1〜第4の光制御板の凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、上記断面において第1〜第4の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて式(3)を満たすv(u)で表される。
ただし、式(3)において、
(式(4)において、haは、0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である。)
A transmissive image display device according to the present invention includes a plurality of point light sources, a light control plate unit provided on the plurality of point light sources, and provided on the light control plate unit, and is emitted from the light control plate unit. A transmissive image display unit that displays an image by being irradiated with the emitted light. The point light source included in the transmissive image display device according to the present invention has a light distribution characteristic in which the light emission angle has a maximum emission light intensity I max in a range of 70 ° to 80 °, and (a) the emission angle. The emitted light intensity I 0 when is 0 ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
(B) The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and (c) the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4. The light distribution characteristic is such that the emission angle becomes 47.5 ° or more and 57.5 ° or less. The light control plate unit included in the transmissive image display device according to the present invention can emit light incident from the first surface from the second surface located on the side opposite to the first surface, and A plurality of convex portions extending in a direction and arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to the one direction are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface; In the light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate, the second light control plate is located above the first light control plate and the fourth light control plate is used. The plate is provided in the thickness direction so that the plate is positioned above the third light control plate, and the first surface of the second light control plate is the second surface side of the first light control plate. The extending direction of the convex portion of the second light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion of the first light control plate. 1 side is the third light system The extension direction of the convex portion of the fourth light control plate located on the second surface side of the plate is substantially parallel to the extension direction of the convex portion of the third light control plate, The extending directions of the convex portions of the first and second light control plates are substantially orthogonal to the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates, and In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first to fourth light control plates, an axis passing through both ends is defined as the u axis, and an axis perpendicular to the u axis passing through the center between both ends on the u axis is defined as When the v-axis and the length in the u-axis direction with respect to each of the convex portions of the first to fourth light control plates are w a , the first to fourth light control plates have protrusions in the cross section. Each contour shape of the shape portion is represented by v (u) satisfying the expression (3) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a .
However, in Formula (3),
(In the formula (4), h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a, k a is a constant satisfying 0.75 -1.00 or more.)
この構成では、第1の光制御板を通過した光は第2の光制御板に入射され、また、第3の光制御板を通過した光は第4の光制御板を通過することになる。第1及び第2の光制御板の各々の凸状部の断面形状は式(3)を満たすv(u)で表されるので、第1及び第2の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。また、同様に、第3及び第4の光制御板の各々の凸状部の断面形状は式(3)を満たすv(u)で表されるので、第3及び第4の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第3及び第4の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。そして、本発明に係る透過型画像表示装置では、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向と、第3及び第4の光制御板の凸状部の延在方向とが略直交するように、第1及び第2の光制御板の組と第3及び第4の光制御板の組とが配置されている。そのため、第1の光制御板の第1の面側から入射された点状光源の光は、第1及び第2の光制御板の組と、第3及び第4の光制御板の組とによって、互いに略直交する方向にそれぞれ輝度が均一な線状の光に変換される。その結果、上記透過型画像表示装置は、点状光源の光を、均一に分散し、面状の光であって板厚方向に直交する面での輝度均斉度が高い面状の光として出射することが可能であり、その均一に分散された面状の光によって、透過型画像表示部を照明することができる。 In this configuration, light that has passed through the first light control plate is incident on the second light control plate, and light that has passed through the third light control plate passes through the fourth light control plate. . Since the cross-sectional shape of each convex portion of the first and second light control plates is represented by v (u) satisfying the expression (3), the first and second light control plates are provided with the light distribution described above. When the extending directions of the convex portions of the first and second light control plates are arranged substantially in parallel on a point light source having characteristics, the light from the point light source is linear light with uniform luminance. Can be converted to Similarly, since the cross-sectional shape of each convex portion of the third and fourth light control plates is represented by v (u) that satisfies Equation (3), the third and fourth light control plates are If the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are arranged substantially in parallel on the point light source having the above-described light distribution characteristics, the brightness of the light from the point light source is uniform. Can be converted into linear light. In the transmissive image display device according to the present invention, the extending direction of the convex portions of the first and second light control plates, and the extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates, Are arranged such that the first and second light control plate sets and the third and fourth light control plate sets are arranged so as to be substantially orthogonal to each other. Therefore, the light of the point light source incident from the first surface side of the first light control plate is a set of the first and second light control plates, and a set of the third and fourth light control plates. Thus, the light is converted into linear light with uniform luminance in directions substantially orthogonal to each other. As a result, the transmissive image display device uniformly emits the light from the point light source as planar light that is planar light and has high luminance uniformity on the surface orthogonal to the thickness direction. It is possible to illuminate the transmissive image display unit with the uniformly dispersed planar light.
本発明に係る光制御板ユニットは、第1の面から入射された光を第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており上記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第2の面に形成されている第1〜第4の光制御板を備え、第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板及び第4の光制御板は、第2の光制御板が第1の光制御板の上側に位置し且つ第4の光制御板が第3の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第2の光制御板の第1の面が、第1の光制御板の第2の面側に位置し、第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第1の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第4の光制御板の第1の面が、第3の光制御板の第2の面側に位置し、第4の光制御板が有する凸状部の延在方向と第3の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向と、第3及び第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、第1〜第4の光制御板の凸状部の各々は、第1〜第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、u軸上において両端間の中心をとおりu軸に直交する軸線をv軸とし、第1〜第4の光制御板の凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、上記断面において第1〜第4の光制板が有する凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて式(5)を満たすv(u)で表される。
ただし、式(5)において、
(式(6)において、haは、0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である。ただし、第1〜第4の光制御板のうちの少なくも一つが有する凸状部において、haについて、上記0.32wa以上0.97wa以下の範囲から0.32wa以上0.80wa以下の範囲が除かれるか、またはkaについて、上記−1.00以上0.75以下の範囲から−1.00以上0.23以下の範囲が除かれる)。
The light control plate unit according to the present invention can emit light incident from the first surface from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to the one direction includes first to fourth light control plates formed on a second surface, the first light control plate, the second light control plate, The light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate are such that the second light control plate is located above the first light control plate and the fourth light control plate is the third light control. It is provided in the plate thickness direction so as to be located on the upper side of the plate, the first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate, and the second surface The extending direction of the convex portion of the light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion of the first light control plate, and the first surface of the fourth light control plate is the third surface. Located on the second surface side of the light control plate, The extending direction of the convex portion of the light control plate 4 and the extending direction of the convex portion of the third light control plate are substantially parallel, and the convex shape of the first and second light control plates. The extending directions of the first and fourth light control plates are substantially orthogonal to the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates. Each of the first to fourth light control plates has a u-axis that is an axis passing through both ends in a cross section orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the first to fourth light control plates, and passes through the center between both ends on the u-axis. Is the v-axis, and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first to fourth light control plates, the first to fourth lights in the cross section. each of the contour shape of the convex portion control plate has is represented by v (u) satisfying the equation (5) in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a.
However, in Formula (5),
(In the formula (6), h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a, k a is a constant satisfying 0.75 -1.00 or more. However, first to in the convex portion at least is one having one of the fourth light control plate, the h a, the 0.32 W a more 0.97w a 0.32w a more from the range of 0.80 W a following range either eliminated, or for k a, the range of -1.00 or 0.23 or less from the -1.00 to 0.75 range is removed).
この構成では、第1の光制御板を通過した光は第2の光制御板に入射され、また、第3の光制御板を通過した光は第4の光制御板を通過することになる。第1及び第2の光制御板の各々の凸状部の断面形状は式(5)を満たすv(u)で表されるので、第1及び第2の光制御板は、点状光源上に、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。また、同様に、第3及び第4の光制御板の各々の凸状部の断面形状は式(5)を満たすv(u)で表されるので、第3及び第4の光制御板は、点状光源上に、第3及び第4の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。そして、本発明に係る光制御板ユニットでは、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向と、第3及び第4の光制御板の凸状部の延在方向とが略直交するように、第1及び第2の光制御板の組と第3及び第4の光制御板の組とが配置されている。そのため、第1の光制御板の第1の面側から入射された点状光源の光は、第1及び第2の光制御板の組と、第3及び第4の光制御板の組とによって、互いに略直交する方向にそれぞれ輝度が均一な線状の光に変換される。その結果、上記光制御板ユニットは、点状光源の光を、均一に分散し、面状の光であって板厚方向に直交する面での輝度均斉度が高い面状の光として出射することが可能である。 In this configuration, light that has passed through the first light control plate is incident on the second light control plate, and light that has passed through the third light control plate passes through the fourth light control plate. . Since the cross-sectional shape of each convex portion of the first and second light control plates is represented by v (u) satisfying the equation (5), the first and second light control plates are on the point light source. In addition, when the extending directions of the convex portions of the first and second light control plates are arranged substantially in parallel, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. Similarly, the cross-sectional shape of each convex portion of the third and fourth light control plates is represented by v (u) that satisfies the equation (5), so the third and fourth light control plates are When the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are arranged substantially in parallel on the point light source, the light from the point light source is converted into linear light with uniform luminance. it can. In the light control plate unit according to the present invention, the extending direction of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates are as follows. A set of first and second light control plates and a set of third and fourth light control plates are arranged so as to be substantially orthogonal. Therefore, the light of the point light source incident from the first surface side of the first light control plate is a set of the first and second light control plates, and a set of the third and fourth light control plates. Thus, the light is converted into linear light with uniform luminance in directions substantially orthogonal to each other. As a result, the light control plate unit disperses the light from the point light source uniformly and emits it as planar light that is planar light and has high luminance uniformity on the surface orthogonal to the plate thickness direction. It is possible.
本発明によれば、点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な面光源装置、光制御板ユニット及び透過型画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface light source device, a light control plate unit, and a transmissive image display device that can sufficiently uniformly disperse light from a point light source.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent element, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図1は、透過型画像表示装置1を分解して示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an embodiment of a transmissive image display device according to the present invention. FIG. 1 shows the transmissive
透過型画像表示装置1は、透過型画像表示部10と、図1において透過型画像表示部10の背面側に配置された面光源装置20とを備えている。以下の説明では、図1に示すように、面光源装置20と透過型画像表示部10の配列方向をz方向(板厚方向)と称し、z方向に直交する2方向であって互いに直交する2方向をx方向及びy方向と称す。
The transmissive
透過型画像表示部10としては、例えば液晶セル11の両面に直線偏光板12,13が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置1は液晶表示装置(又は液晶テレビ)である。液晶セル11,偏光板12,13は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置1で用いられているものを用いることができる。液晶セル11としてはTFT型、STN型等の公知の液晶セルが例示される。
Examples of the transmissive
面光源装置20は、いわゆる直下型の面光源装置である。面光源装置20は、光拡散板ユニット(光制御板ユニット)21Aと、図1においてその背面側に配置された複数の点状光源22と、を含む。
The surface
光拡散板ユニット21Aは、第1の光拡散板(第1の光制御板)301、第2の光拡散板(第2の光制御板)302、第3の光拡散板(第3の光制御板)303及び第4の光拡散板(第4の光制御板)304を備える。第1〜第4の光拡散板301〜304は、第1の光拡散板301、第2の光拡散板302、第3の光拡散板303、第4の光拡散板304の順に板厚方向(z方向)に設けられている。
The light
光拡散板ユニット21Aを構成する第1〜第4の光拡散板301〜304の平面視形状(z方向からみた形状)はほぼ同一であり、通常、長方形である。第1〜第4の光拡散板301〜304の平面視形状、換言すれば、光拡散板ユニット21Aの平面視形状のサイズは、目的とする透過型画像表示装置1の画面サイズに適合するように選択されるが、通常は250mm×440mm以上、好ましくは1020mm×1800mm以下である。第1〜第4の光拡散板301〜304の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
The planar view shapes (shapes viewed from the z direction) of the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 constituting the light
図2は、複数の点状光源の配置関係の一例を示す図面である。図2に示すように、複数の点状光源22は、x方向に等間隔Lx及びy方向に等間隔Lyで配置することができる。図2では、一例として、x方向の間隔Lxがy方向の間隔Lyより大きいとしているが、間隔Lyの方が間隔Lxより大きくてもよいし、間隔Lx及び間隔Lyが同じでもよい。間隔Lx及び間隔Lyは、点状光源22の発光部間の距離とすることができ、通常10mm〜150mmである。
FIG. 2 is a drawing showing an example of the arrangement relationship of a plurality of point light sources. As shown in FIG. 2, the plurality of point
また、複数の点状光源22は、図3に示した千鳥格子状に配置してもよい。図3は図2の場合の変形とみなすことができるので、点状光源22間のx方向及びy方向の間隔は、図2の場合と同様とすることができる。具体的に説明する。
The plurality of point
図2に示した長方形格子は、x方向に配置された複数の点状光源22からなる点状光源列が、y方向に複数並列されたものとみなすことができる。この場合、図3の千鳥格子状の配置は、y方向に配列された複数の点状光源列のうち隣接する点状光源列をx方向に半周期ずらして配置しているものとなる。よって、図3に示した配置においても、y方向の間隔Lyは、図2に示した場合と同様、すなわち、y方向に並列された上記点状光源列の間の間隔とすることができる。図3では、一例として、y方向に並列された上記点状光源列のうち隣接する点状光源列がx方向に半周期ずれているとしたが、上記説明においてx方向及びy方向が反対であってもよい。
The rectangular lattice shown in FIG. 2 can be regarded as a plurality of point light source arrays composed of a plurality of point
図4は、面光源装置が有する点状光源の配光分布の一例を示す図面である。図4の横軸は出射角度θ(°)を示しており、縦軸は、最大の出射光強度で規格化した規格化出射光強度を示している。本実施形態において、θ=0は、図1におけるz方向に対応する。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a light distribution of a point light source included in the surface light source device. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the outgoing angle θ (°), and the vertical axis indicates the normalized outgoing light intensity normalized by the maximum outgoing light intensity. In the present embodiment, θ = 0 corresponds to the z direction in FIG.
点状光源22は、いわゆるサイドエミッティング型の光源であり、点状光源22の例は、発光ダイオードである。点状光源22は、次の条件を満たす配光特性(指向特性)を有する。
・出射光強度が最大である最大出射光強度Imaxの出射角度θ1(以下、ピーク角度θ1と称す)が70°以上80以下の範囲内にある。
・正面方向(出射角度θが0°方向)からピーク角度θ1まで出射光強度が略単調増加している。
・正面方向の出射光強度をI0としたとき、I0は、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満たす。
・出射光強度が(Imax+I0)/2となる出射角度θ2が、60°以上70°以下の範囲にある。
・出射光強度が(Imax+I0)/4となる出射角度θ3が47.5°以上57.5°以下の範囲にある。
The point
The outgoing angle θ 1 (hereinafter referred to as peak angle θ 1 ) of the maximum outgoing light intensity I max where the outgoing light intensity is maximum is in the range of 70 ° to 80 °.
The intensity of emitted light increases substantially monotonically from the front direction (emitted angle θ is 0 °) to the peak angle θ 1 .
・ When the emitted light intensity in the front direction is I 0 , I 0 is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
Meet.
The outgoing angle θ 2 at which the outgoing light intensity is (I max + I 0 ) / 2 is in the range of 60 ° to 70 °.
The outgoing angle θ 3 at which the outgoing light intensity is (I max + I 0 ) / 4 is in the range of 47.5 ° to 57.5 °.
図4に例示した配光特性では、縦軸が規格化出射光強度であることから、Imax=1.00000であり、対応する出射角度θ1は76.8°である。I0は0.140である。この場合、(Imax+I0)/2=0.570であり、対応する出射角度θ2は66.5°である。また、(Imax+I0)/4=0.285であり、対応する出射角度θ3は52.5°である。よって、図4に示した点状光源22の配光特性は、上述した条件を満たしている。
In the light distribution characteristic illustrated in FIG. 4, since the vertical axis is the normalized output light intensity, I max = 1.00000, and the corresponding output angle θ 1 is 76.8 °. I 0 is 0.140. In this case, (I max + I 0 ) /2=0.570, and the corresponding emission angle θ 2 is 66.5 °. Further, (I max + I 0 ) /4=0.285, and the corresponding emission angle θ 3 is 52.5 °. Therefore, the light distribution characteristics of the point
図5は、光拡散板ユニット(光制御板ユニット)の構成を示すための斜視図である。図5を参照して、光拡散板ユニット21Aを構成する第1〜第4の光拡散板301,302,303,304について説明する。図5では、説明のために、第1〜第4の光拡散板301〜304を離して配置しているが、後述するように、第1の光拡散板301上に第2〜第4の光拡散板302〜304を隣接する2枚が接するように設けてもよい。
FIG. 5 is a perspective view for illustrating a configuration of a light diffusion plate unit (light control plate unit). Referring to FIG. 5, the
[第1の光拡散板]
第1の光拡散板301は、略平坦な下面(第1の光制御板の第1の面)311と、第2の光拡散板302側に凸である凸状部(第1の光制御板の凸状部)331が複数形成された上面(第1の光制御板の第2の面)321とを有する板状体である。ただし、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部331は、y方向に略平行なY1方向(第1の光制御板の第1の方向)に延びており、Y1方向に略直交するX1方向(第1の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X1方向及びY1方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部331の断面形状は、凸状部331間でほぼ同一である。また、凸状部331の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部331,331の端33a1はX1方向において同じ位置にある。第1の光拡散板301の厚さd1は、下面311と凸状部331の頂部33b1とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[First light diffuser]
The first light diffusion plate 30 1 is substantially the (first surface of the first light control plate) 31 1 flat lower surface, the convex portion is convex second light diffusion plate 30 2 side (the first of the convex portion of the light control plate) 33 1 is a plate-like body having a second surface) 32 of the plurality forming top surfaces (first light control plate. However, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 1 extends substantially parallel to the Y1 direction in the y-direction (first direction of the first light control plate), first in the X1 direction (the first light control plate which is substantially perpendicular to the
[第2の光拡散板]
第2の光拡散板302は、略平坦な下面(第2の光制御板の第1の面)312と、外側に凸である凸状部(第2の光制御板の凸状部)332が複数形成された上面(第2の光制御板の第2の面)322とを有する板状体である。ただし、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部332は、y方向に略平行なY2方向(第2の光制御板の第1の方向)に延びており、Y2方向に略直交するX2方向(第2の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X2方向及びY2方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光拡散板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部332の断面形状は、凸状部332間でほぼ同一である。また、凸状部332の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部332,332の端33a2,33a2はX2方向において同じ位置にある。第2の光拡散板302の厚さd2は、下面312と凸状部332の頂部33b2とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[Second light diffuser]
The second light diffusion plate 30 2 is substantially flat lower surface (second optical control plate first surface of) 31 2, the convex portion is convex outward (convex portion of the second light control plate ) 33 2 is a second surface) 32 2 and the plate-like member having a plurality formed top (second light control plate. However, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 2 extend in substantially parallel Y2 direction in the y direction (first direction of the second light control plate), first in the X2 direction (second light control plate which is substantially perpendicular to the
[第3の光拡散板]
第3の光拡散板303は、略平坦な下面(第3の光制御板の第1の面)313と、外側に凸である凸状部(第3の光制御板の凸状部)333が複数形成された上面(第3の光制御板の第2の面)323とを有する板状体である。ただし、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部333は、x方向に略平行なX3方向(第3の光制御板の第1の方向)に延びており、X3方向に略直交するY3方向(第3の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X3方向及びY3方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光拡散板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部333の断面形状は、凸状部333間でほぼ同一である。また、凸状部333の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部333,333の端33a3,33a3はY3方向において同じ位置にある。第3の光拡散板303の厚さd3は、下面313と凸状部333の頂部33b3とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[Third light diffusion plate]
Third light diffusing plate 30 3, and (first surface of the third light control plate) 31 3 substantially flat lower surface, the convex portion is convex outward (convex portion of the third light control plate ) 33 3 is a plate-like body having and a second surface) 32 3 multiple formed top (third light control plate. However, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 3, extends substantially parallel to the direction X3 in the x-direction (first direction of the third light control plate), first of Y3 direction (third light control plate substantially perpendicular to the
[第4の光拡散板]
第4の光拡散板304は、略平坦な下面(第4の光制御板の第1の面)314と、外側に凸である凸状部(第4の光制御板の凸状部)334が複数形成された上面(第4の光制御板の第2の面)324とを有する板状体である。ただし、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部334は、x方向に略平行なX4方向(第4の光制御板の第1の方向)に延びており、X4方向に略直交するY4方向(第4の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X4方向及びY4方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光拡散板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部334の断面形状は、凸状部334間でほぼ同一である。また、凸状部334の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部334,334の端33a4,33a4はY4方向において同じ位置にある。第4の光拡散板304の厚さd4は、下面314と凸状部334の頂部33b4とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[Fourth diffuser]
Fourth light diffuser 30 4 has a substantially flat lower surface (fourth light control plate first surface of) 31 4, the convex portion is convex outwardly (protruding portion of the fourth light control plate ) 33 4 is a plate-like body having and a second surface) 32 4 multi formed top (fourth light control plate. However, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 4, extends substantially parallel to the direction X4 in the x-direction (first direction of the fourth light control plate), first in the Y4 direction (fourth light control plate substantially perpendicular to the
[凸状部]
第1〜第4の光拡散板301,302,303,304の各々が有する凸状部331,332,333,334の形状について説明する。
[Convex]
The first to fourth light diffusing plate 30 1, 30 2, 30 3, 30 4
凸状部331,332は、図4を利用して説明した配光特性を有する点状光源22上に第1及び第2の光拡散板301,302をこの順に設けると共に、凸状部331,332をそれらの延在方向を略平行にして配置した際に、点状光源22からの光を、輝度が略均一な線状の光に変換可能な断面形状を有する。同様に、凸状部333,334は、図4を利用して説明した配光特性を有する点状光源22上に第3及び第4の光拡散板303,304をこの順に設けると共に、凸状部333,334をそれらの延在方向を平行にして配置した際に、点状光源22からの光を、輝度が略均一な線状の光に変換可能な断面形状を有する。凸状部331〜334の断面形状について図6を参照して説明する。
The convex portions 33 1 and 33 2 are provided with first and second light diffusion plates 30 1 and 30 2 in this order on the point
ここでは、凸状部331〜334を、特に断らない限り凸状部33i(iは1〜4のいずれかの数)と称して説明する。図6では、凸状部33iの延在方向に直交する方向をu軸としてuv座標系を設定している。凸状部331、凸状部332、凸状部333及び凸状部334に対応するu軸方向は、それぞれX1方向、X2方向、Y3方向及びY4方向に対応する。また、凸状部331、凸状部332、凸状部333及び凸状部334に対応するv軸方向は何れもz方向に対応する。 Here, the convex portions 33 1 to 33 4 will be referred to as convex portions 33 i (i is any number from 1 to 4) unless otherwise specified. In FIG. 6, the uv coordinate system is set with the u-axis as the direction orthogonal to the extending direction of the convex portion 33 i . U-axis direction corresponding to the convex portion 33 1, the convex portion 33 2, the convex portion 33 3 and the convex portion 33 4, X1 directions, respectively, X2 direction, it corresponds to Y3 direction and Y4 directions. Further, the convex portion 33 1, the convex portion 33 2, v axis direction corresponding to the convex portion 33 3 and the convex portion 33 4 are both corresponding to the z-direction.
上記uv座標系において、凸状部33iの断面形状は、u軸上に両端33ai,33aiを有する。凸状部33iの輪郭線は、下記式(7)を満足するv(u)で表される。
ただし、式(7)において、
式(8)において、waはu軸方向の凸状部33iの長さである。haは、凸状部33iの両端33ai,33ai間における最大高さに対応し、haは0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数である。すなわち、haは、ha/waが0.32以上0.97以下を満たす定数である。kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である。凸状部33iの幅waは、凸状部33iの形成が容易であることから、通常40μm以上、好ましくは250μm以上であり、凸状部33iに起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常800μm以下、好ましくは450μm以下である。幅waとして具体的には、wa=410μm、wa=400μmおよびwa=325μmが例示できるが、waの値はこれに限定されるものではない。
In the uv coordinate system, the cross-sectional shape of the convex portion 33 i has both ends 33 a i and 33 a i on the u-axis. The contour line of the convex portion 33 i is represented by v (u) that satisfies the following formula (7).
However, in Formula (7),
In Expression (8), w a is the length of the convex portion 33 i in the u-axis direction. h a is across 33a i of the convex portion 33 i, corresponding to the maximum height between 33a i, h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a. That is, h a is a constant that satisfies h a / w a of 0.32 or more and 0.97 or less. k a is a constant that satisfies −1.00 or more and 0.75 or less. Width w a of the convex portion 33 i, since formation of the convex portion 33 i is easy, usually 40μm or more, preferably 250μm or more, the pattern caused by the convex portion 33 i is visible to the naked eye Since it is difficult, it is usually 800 μm or less, preferably 450 μm or less. Specific examples of the width w a include w a = 410 μm, w a = 400 μm, and w a = 325 μm, but the value of w a is not limited to this.
図6は、凸状部33iの断面形状の一例として式(7)を満たす範囲内でv0(u)をv方向に所定倍だけ伸縮した形状を例示している。この場合、凸状部33iは、v軸に対して対称な輪郭線を有する。図6に示した断面形状は、ha/wa=0.45であり、ka=−0.20である場合のv0(u)に対応する。ただし、凸状部33iの断面形状は、図7に示すように、ある幅waに対してv0(u)を決定した際に、0.95v0(u)で表される輪郭線と、1.05v0(u)で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線であればよい。図7に示したv0(u)においても、ha/wa=0.45であり、ka=−0.20である。 FIG. 6 exemplifies a shape in which v 0 (u) is expanded and contracted by a predetermined multiple in the v direction within a range satisfying Expression (7) as an example of a cross-sectional shape of the convex portion 33 i . In this case, the convex portion 33 i has a contour line symmetrical with respect to the v-axis. The cross-sectional shape shown in FIG. 6 corresponds to v 0 (u) when h a / w a = 0.45 and k a = −0.20. However, the sectional shape of the convex portion 33 i, as shown in FIG. 7, when determining the v 0 (u) for a width w a, contours represented by 0.95v 0 (u) And a contour line passing through a region between the contour lines represented by 1.05v 0 (u). Also in v 0 (u) shown in FIG. 7, h a / w a = 0.45 and k a = −0.20.
更に、上記説明では、凸状部33iの断面形状が式(7)を満たすv(u)で表されるとした。ただし、凸状部33iの両端部近傍での製造誤差及び強度分布に与える影響を考慮すれば、凸状部33iの断面形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて式(7)を満たすv(u)で表されていればよい。 Furthermore, in the above description, it is assumed that the cross-sectional shape of the convex portion 33 i is represented by v (u) that satisfies Expression (7). However, considering the effect on the manufacturing error and the intensity distribution at near both ends of the convex portion 33 i, the cross-sectional shape of the convex portion 33 i has the formula in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a It may be expressed by v (u) that satisfies (7).
また、ha/wa及びkaの範囲は上述した範囲を満たしていればよいが、隣接する2つの点状光源22間の距離をLとし、点状光源22の発光部から光拡散板ユニット21Aの点状光源22側の面(図1又は図5では、第1の光拡散板301の下面311)までの距離をDとしたとき、L/Dに対して好ましいha/wa及びkaの範囲は、表1のとおりである。表1に記載のLは、凸状部331,332の輪郭線形状に対してはLxに対応し、凸状部333,334の輪郭線形状に対してはLyに対応するものとする。
第1〜第4の光拡散板301〜304の凸状部331〜334のwa、ha、kaは各凸状部331〜334間で同じでもよいし、異なっていてもよい。すなわち、第1〜第4の光拡散板301〜304の各々が有する凸状部331〜334の断面形状は、互いに同一の断面形状であってもよいし、それぞれの凸状部331〜334の断面形状の輪郭線が上記式(7)を満たす範囲において、異なる断面形状であってもよい。ただし、凸状部331及び凸状部332の断面形状は同じであることが好ましく、凸状部333及び凸状部334の断面形状は同じであることが好ましい。
The first to fourth
〔第1〜第4の光拡散板の層構成〕
第1〜第4の光拡散板301〜304は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された多層構造の多層板であってもよい。第1〜第4の光拡散板301〜304が多層板である場合、第1〜第4の光拡散板301〜304の片面または両面は、通常10μm〜200μm、好ましくは20μm〜100μmの厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、点状光源22や外部からの光に含まれることのある紫外線による第1〜第4の光拡散板301〜304の劣化を防止することができ、特に点状光源22として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面311〜314にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面321〜324にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常0.5質量%〜5質量%、好ましくは1質量%〜2.5質量%である。
[Layer configuration of first to fourth light diffusion plates]
The first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 may be single-layer plates made of a single transparent material, or have a multilayer structure in which layers made of different transparent materials are laminated. A multilayer board may be sufficient. When the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 304 are multilayer plates, one or both sides of the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 304 are usually 10 μm to 200 μm, preferably 20 μm to It is preferable to use a structure in which a skin layer having a thickness of 100 μm is formed, and a transparent resin material constituting the skin layer to which an ultraviolet absorber is added is used. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 304 from being deteriorated by the point
第1〜第4の光拡散板301〜304は、片面または両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。 The first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 may be coated with an antistatic agent on one side or both sides. By applying an antistatic agent, dust adhesion due to static electricity can be prevented, and a decrease in light transmittance due to dust adhesion can be prevented.
〔構成材料〕
第1〜第4の光拡散板301〜304は透明材料からなる。透明材料の屈折率は通常1.46〜1.62である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、アクリル系紫外線硬化樹脂(屈折率:1.46〜1.58)、ポリカーボネート樹脂(屈折率:1.59)、MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)、ポリスチレン樹脂(屈折率:1.59)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
[Constituent materials]
The first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 are made of a transparent material. The refractive index of the transparent material is usually 1.46 to 1.62. Examples of the transparent material include a transparent resin material and a transparent glass material. Examples of the transparent resin material include an acrylic ultraviolet curable resin (refractive index: 1.46 to 1.58) and a polycarbonate resin (refractive index: 1.59). MS resin (methyl methacrylate-styrene copolymer resin) (refractive index: 1.56-1.59), polystyrene resin (refractive index: 1.59), AS resin (acrylonitrile-styrene copolymer resin) ( Refractive index: 1.56-1.59) and the like are exemplified, and polystyrene resin is preferable in terms of cost and low moisture absorption.
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。 When a transparent resin material is used as the transparent material, additives such as an ultraviolet absorber, an antistatic agent, an antioxidant, a processing stabilizer, a flame retardant, and a lubricant can be added to the transparent resin material. These additives can be used alone or in combination of two or more.
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。 Examples of UV absorbers include benzotriazole UV absorbers, benzophenone UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers, malonic ester UV absorbers, oxalic anilide UV absorbers, and triazine UV absorbers. Preferred are benzotriazole ultraviolet absorbers and triazine ultraviolet absorbers.
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。 The transparent resin material is usually used without adding a light diffusing agent as an additive, but may be added with a light diffusing agent as long as it is a slight amount that does not impair the object of the present invention.
光拡散剤として通常は、第1〜第4の光拡散板301〜304を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常0.8μm〜50μmである。 As the light diffusing agent, a powder having a refractive index different from that of the above-described transparent material mainly constituting the first to fourth light diffusing plates 30 1 to 30 4 is usually used and dispersed in the transparent material. Used. As the light diffusing agent, for example, organic particles such as styrene resin particles and methacrylic resin particles, inorganic particles such as potassium carbonate particles, silica particles, and silicone resin particles are used, and the particle diameter is usually 0.8 μm to 50 μm. .
また、モアレ低減のために点状光源22側の面を、光拡散性を有する面とすることもできる。例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で点状光源22側の面を構成してもよいし、点状光源22側の面にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
Further, the surface on the point
[第1〜第4の光拡散板の製造方法]
第1〜第4の光拡散板301〜304は、例えば透明材料から削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
[Methods for producing first to fourth light diffusing plates]
The first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 can be manufactured, for example, by a method of cutting out from a transparent material. Moreover, when using a transparent resin material as a transparent material, it can manufacture by normal methods, such as an injection molding method, an extrusion molding method, a photopolymer method, a press molding method, for example.
[第1〜第4の光拡散板の配置関係]
第1〜第4の光拡散板301〜304は、z方向に以下の条件を満たして設けられている。
(i)第2の光拡散板302が第1の光拡散板301の上側に位置し且つ第4の光拡散板304が第3の光拡散板303の上側に位置している。
(ii)第2の光拡散板302の下面312が第1の光拡散板301の上面321側に位置している。
(iii)第4の光拡散板304の下面314が第3の光拡散板303の上面323側に位置している。
(iv)第1の光拡散板301の凸状部331の延在方向(Y1方向)と、第2の光拡散板302の凸状部332の延在方向(Y2方向)とが略平行である。
(v)第3の光拡散板303の凸状部333の延在方向(X3方向)と、第4の光拡散板304の凸状部334の延在方向(X4方向)とが略平行である。
(vi)第1の光拡散板301と第2の光拡散板302とを第1の光拡散板セットとし、第3の光拡散板303及び第4の光拡散板304を第2の光拡散板セットとした場合、第1の光拡散板セットと第2の光拡散板セットとが、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向に対して凸状部333(又は凸状部334)の延在方向が略直交するように配置されている。なお、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
[Disposition relationship of the first to fourth light diffusion plates]
The first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 are provided in the z direction so as to satisfy the following conditions.
(i) a second light diffusion plate 30 2 is the first light diffusing plate 30 1 located above and the fourth light diffusing plate 30 4 is positioned on the upper side of the third light diffusing plate 30 3 .
(ii) the lower surface 312 of the second light diffusion plate 30 2 is located at the first upper surface 32 1 side of the light diffusion plate 30 1.
(iii) Fourth underside 31 4 of the light diffusion plate 30 4 is positioned on the top surface 32 3 of the third light diffusing plate 30 3.
(iv) a first light diffusing plate 30 1 of the convex portion 33 1 in the extending direction (Y1 direction), the second light diffusion plate 30 2 of the convex portion 33 2 in the extending direction (Y2 direction) and Are substantially parallel.
(v) and the third light diffusing plate 30 3 of the convex portion 33 3 of the extending direction (X3 direction), the fourth light diffusing plate 30 4 of the convex portion 33 4 of the extending direction (X4 direction) Are substantially parallel.
(vi) the first light diffusing plate 30 1 and the second light diffusion plate 30 2 and the first light diffusing plate set, the third light diffusing plate 30, third and fourth light diffusing plate 30 4 second In the case of two light diffusion plate sets, the first light diffusion plate set and the second light diffusion plate set are convex with respect to the extending direction of the convex portion 33 1 (or the convex portion 33 2 ). It arrange | positions so that the extension direction of the part 33 3 (or convex part 33 4 ) may be substantially orthogonal. The angle formed by the extending direction of the convex portion 33 1 (or the convex portion 33 2 ) and the extending direction of the convex portion 33 3 (or the convex portion 33 4 ) is exemplified by 80 ° to 100 °. Preferably, it is 90 degrees.
本実施形態では、第1〜第4の光拡散板301〜304は、上記6つの配置条件(i)〜(vi)を満たして、第1の光拡散板301、第2の光拡散板302、第3の光拡散板303及び第4の光拡散板304の順にz方向に設けられている。 In the present embodiment, the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 satisfy the above six arrangement conditions (i) to (vi), and the first light diffusion plate 30 1 and the second light are satisfied. diffuser 30 2 is provided in the z direction in the order of the third light diffusing plate 30, third and fourth light diffusing plate 30 4.
第1及び第2の光拡散板301,302の間の距離d12は、第1の光拡散板301の凸状部331の頂部33b1と第2の光拡散板302の下面312との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。同様に、第2及び第3の光拡散板302,303の間の距離d23は、第2の光拡散板302の凸状部332の頂部33b2と第3の光拡散板303の下面313との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。また、第3及び第4の光拡散板303,304の間の距離d34は、第3の光拡散板303の凸状部333の頂部33b3と第4の光拡散板304の下面314との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。
The distance d 12 between the first and second
光拡散板ユニット21Aをコンパクトなものとする観点から、d12,d23及びd34は、0mmであり、第1の光拡散板301の凸状部331上に第2の光拡散板302、第3の光拡散板303及び第4の光拡散板304が、上段の下面312,313,314が、下段の凸状部331,332,333の頂部33b1,33b2,33b3に接するように配置されていてもよい。このように、第1〜第4の光拡散板301〜304のうち最も点状光源22側に位置する第1の光拡散板301上に第2〜第4の光拡散板302〜304を、隣接する2つの光拡散板301〜304において上側及び下側の板が互いに接するように設ける場合には、第2〜4の光拡散板302〜304の厚さd2〜d4を第1の光拡散板301の厚さd1より薄いものとすることが好適である。例えば、第2〜4の光拡散板302〜304をフィルム状といったより薄いものとした場合、第1の光拡散板301を第2〜4の光拡散板302〜304の支持台として用いることができるからである。
From the viewpoint of the light diffusing
[光拡散板ユニットの配置]
上記構成の第1〜第4の光拡散板301〜304を有する光拡散板ユニット21Aは、点状光源22から第1の光拡散板301の下面311までの距離Dが、通常3mm〜50mmとなるように、点状光源22上に対して配置される。透過型画像表示装置1又は面光源装置20では、Lx,Ly及びDは、Lx/D及びLy/Dがそれぞれ2以上、さらには2.5以上である値であることが、面光源装置20を薄くすることができる点で、好ましい。
[Arrangement of light diffuser unit]
Light diffusing
また、光拡散板ユニット21Aは、透過型画像表示装置1において、凸状部331の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
Further, the light
次に、光拡散板ユニット21Aの作用効果について、図1に示したように、光拡散板ユニット21Aを含む面光源装置20が透過型画像表示装置1に適用されている場合を例にして説明する。ここでは、X1方向、X2方向、X3方向及びX4方向はx方向に平行であるとし、Y1方向、Y2方向、Y3方向及びY4方向はy方向に平行であるとする。
Next, the function and effect of the light diffusing
第1及び第2の光拡散板ユニット301,302の凸状部331,332は、式(7)を満たす断面形状を有する。そのため、点状光源22上に、第1及び第2の光拡散板ユニット301,302を凸状部331,332の延在方向が略平行になるように配置した場合、第1及び第2の光拡散板301,302は、点状光源22から出力された光を、輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。また、第3及び第4の光拡散板ユニット303,304の凸状部333,334も式(7)を満たす断面形状を有しているので、第1及び第2の光拡散板ユニット301,302の場合と同様に、第3及び第4の光拡散板ユニット303,304も点状光源22からの光を輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。
The convex portions 33 1 and 33 2 of the first and second light diffusing plate units 30 1 and 30 2 have a cross-sectional shape that satisfies Expression (7). Therefore, when the first and second light diffusing plate units 30 1 and 30 2 are arranged on the point
そして、光拡散板ユニット21Aでは、上記のように、点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換可能な第1及び第2の光拡散板ユニット301,302の組と第1及び第2の光拡散板ユニット303,304の組とが、z方向において、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。そのため、点状光源22からの光は、第1及び第2の光拡散板ユニット301,302の組及び第3及び第4の光拡散板ユニット303,304の組により、輝度が均一で略直交方向にそれぞれ線状の光に変換される。その結果、光拡散板ユニット21Aは、複数の点状光源22からの光を均一に分散し、面状の光であって、z方向に直交する面において輝度均斉度がより高い面状の光として出射可能である。
In the light diffusing
また、第1の光拡散板301上に設ける第2〜第4の光拡散板302,303,304をフィルム状とした場合、本実施形態の構成では、第3及び第4の光拡散板303,304を同じフィルムとすることができる。その結果、図5に示した光拡散板ユニット21Aの構成は、製造コストの低減に資する構成となっている。
In addition, when the first light diffusing plate 30 1 second to 4 provided on the light diffusing plate 30 2, 30 3, 30 4 and film-like, in the configuration of the present embodiment, the third and fourth The light diffusion plates 30 3 and 30 4 can be the same film. As a result, the configuration of the light diffusing
面光源装置20は、上記光拡散板ユニット21Aを備えているので、複数の点状光源22からの光を均一に分散し、z方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を出射することができる。また、透過型画像表示装置1は、上記光拡散板ユニット21Aを備えているので、複数の点状光源22からの光が均一に分散されてz方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光によって、透過型画像表示部10を照射することが可能である。その結果、より高品質な画像を表示することができる。
Since the surface
本実施形態では、z方向に第1〜第4の光拡散板301〜304が順に設けられているとしたが、第1〜第4の光拡散板301〜304は、配置条件(i)〜(vi)を満たすようにz方向に設けられていればよい。このような、第1〜第4の光拡散板301〜304の配置の変形例に応じた光拡散板ユニットの他の実施形態を第2及び第3の実施形態として説明する。 In the present embodiment, the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 are sequentially provided in the z direction, but the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 are arranged according to the arrangement conditions. It only needs to be provided in the z direction so as to satisfy (i) to (vi). Other embodiments of the light diffusing plate unit according to the modified example of the arrangement of the first to fourth light diffusing plates 30 1 to 304 will be described as second and third embodiments.
(第2の実施形態)
図8は、光拡散板ユニット(光制御板ユニット)の第2の実施形態を示す斜視図である。光拡散板ユニット21Bは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第4の光拡散板301,302,303,304を有する。第1〜第4の光拡散板301〜304の構成は、第1の実施形態の第1〜第4の光拡散板301〜304の構成と同じであり、光拡散板ユニット21Bは、第1〜第4の光拡散板301〜304の配置の順番において、光拡散板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a perspective view showing a second embodiment of the light diffusing plate unit (light control plate unit). The light diffusing plate unit 21 </ b > B includes first to fourth light diffusing plates 30 1 , 30 2 , 30 3 , and 30 4 as in the case of the first embodiment. First to configuration of the fourth
光拡散板ユニット21Bでは、第1の光拡散板301、第3の光拡散板303、第2の光拡散板302及び第4の光拡散板304の順にz方向に設けられている。第1の光拡散板301の凸状部331の延在方向と第2の光拡散板302の凸状部332の延在方向とは略平行である。また、第3の光拡散板303の凸状部333の延在方向と第4の光拡散板304の凸状部334の延在方向とは略平行である。更に、第1の実施形態の場合と同様に、第1及び第2の光拡散板301,302の組を第1の光拡散板セットとし、第3及び第4の光拡散板303,304の組を第2の光拡散板セットとした場合、第1の光拡散板セットと、第2の光拡散板セットとは、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
In the light diffusing
この構成では、第1〜第4の光拡散板301〜304は、第1の実施形態で述べた配置条件(i)〜(vi)を満たしている。 In this configuration, the first to fourth light diffusion plates 30 1 to 30 4 satisfy the arrangement conditions (i) to (vi) described in the first embodiment.
第1及び第3の光拡散板301,303の間の距離d13は、第1の光拡散板301の凸状部331の頂部33b1と第3の光拡散板303の下面313との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。同様に、第3及び第2の光拡散板303,302の間の距離d32は、第3の光拡散板303の凸状部333の頂部33b3と第2の光拡散板302の下面312との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。また、第2及び第4の光拡散板302,304の間の距離d24は、第2の光拡散板302の凸状部332の頂部33b2と第4の光拡散板304の下面314との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。
The distance d 13 between the first and third
光拡散板ユニット21Bをコンパクトなものとする観点から、d13,d32及びd24は、0mmであり、第1の光拡散板301の凸状部331上に第3の光拡散板303、第2の光拡散板302及び第4の光拡散板304が上段の下面313,312,314が、下段の凸状部331,333,332の頂部33b1,33b3,33b2に接するように配置されていてもよいことは第1の実施形態の場合と同様である。また、第1〜第4の光拡散板301〜304のうち最も点状光源22側に位置する第1の光拡散板301を第2〜第4の光拡散板302〜304より厚くすることが好ましく、その場合に、例えば第2〜第4の光拡散板302〜304をフィルム状とすることができることも第1の実施形態の場合と同様である。
From the viewpoint of the light diffusing
図8に示した光拡散板ユニット21Bは、図1における光拡散板ユニット21Aに代えて面光源装置20及び透過型画像表示装置1に適用することができる。この際、透過型画像表示装置1において、光拡散板ユニット21Bは、凸状部331の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
The light
光拡散板ユニット21Bにおいても、第1の光拡散板301の上側に第2の光拡散板302が配置条件(ii)及び(iv)を満たして設けられており、第3の光拡散板303の上側に第4の光拡散板304が配置条件(iii)及び(v)を満たして設けられている。この配置では、第1及び第2の光拡散板301,302は、点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換でき、第3及び第4の光拡散板303,304も点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換できる。
In the optical
そして、光拡散板ユニット21Bでは、第1及び第2の光拡散板301,302の組と、第3及び第4の光拡散板303,304の組とは、配置条件(vi)を満たして配置されている。すなわち、第1及び第2の光拡散板301,302の組と、第3及び第4の光拡散板303,304の組とは、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。
In the light diffusing
そのため、光拡散板ユニット21Bを、図1の光拡散板ユニット21Aに代えて用いた場合、複数の点状光源22からの光は、第1の実施形態の場合と同様に、光拡散板ユニット21Bを通過することによって、均一に分散され、結果として、z方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を生成することができる。
Therefore, when the light diffusing
従って、上記光拡散板ユニット21Bと複数の点状光源22とを備えた面光源装置20及び透過型画像表示装置1においても、第1の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。
Therefore, the surface
また、光拡散板ユニット21Bでは、第1〜第4の光拡散板301〜304が、z方向において凸状部331,332,333,334の延在方向が交互に略直交するように配置されている。そのため、第4の光拡散板304から出射される面状の光にモアレ縞が生じにくい。よって、光拡散板ユニット21Bと複数の点状光源22を備えた面光源装置10においても、モアレ縞が抑制された面状の光を出射できる。更に、光拡散板ユニット21Bと複数の点状光源22を備えた透過型画像標示装置1では、より高品質な画像を表示することが可能である。
Further, the light
(第3の実施形態)
図9は、光拡散板ユニット(光制御板ユニット)の第3の実施形態を示す斜視図である。光拡散板ユニット21Cは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第4の光拡散板301,302,303,304を有する。第1〜第4の光拡散板301〜304の構成は、第1の実施形態の第1〜第4の光拡散板301〜304の構成と同じであり、光拡散板ユニット21Cは、第1〜第4の光拡散板301〜304の配置の順番において、光拡散板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a perspective view showing a third embodiment of the light diffusion plate unit (light control plate unit). The light diffusing plate unit 21 </ b> C includes first to fourth light diffusing plates 30 1 , 30 2 , 30 3 , and 30 4 as in the case of the first embodiment. First to configuration of the fourth
光拡散板ユニット21Cでは、第1の光拡散板301、第3の光拡散板303、第4の光拡散板304及び第2の光拡散板302の順に、第1の実施形態で説明した配置関係(ii)〜(vi)を満たしてz方向に設けられている。そして、第1の光拡散板301、第3の光拡散板303、第4の光拡散板304及び第2の光拡散板302の順に、z方向に設けられているので、本実施形態では、第1の実施形態で説明した配置関係(i)も満たしている。
In the light diffusing
第1及び第3の光拡散板301,303の間の距離d13は、第1の光拡散板301の凸状部331の頂部33b1と第3の光拡散板303の下面313との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。同様に、第3及び第4の光拡散板303,304の間の距離d34は、第3の光拡散板303の凸状部333の頂部33b3と第4の光拡散板304の下面314との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。また、第4及び第2の光拡散板304,302の間の距離d42は、第4の光拡散板304の凸状部334の頂部33b4と第2の光拡散板302の下面312との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。
The distance d 13 between the first and third
光拡散板ユニット21Cをコンパクトなものとする観点から、d13,d34及びd42は、0mmであり、第1の光拡散板301の凸状部331上に第3の光拡散板303、第4の光拡散板304及び第2の光拡散板302が、上段の下面313,314,312が、下段の凸状部331,333,334の頂部33b1,33b3,33b4に接するように配置されていてもよいことは、第1の実施形態の場合と同様である。第1〜第4の光拡散板301〜304のうち最も点状光源22側に位置する第1の光拡散板301を第2〜第4の光拡散板302〜304より厚くすることが好ましく、その場合に、例えば第2〜第4の光拡散板302〜304をフィルム状とすることができることも第1の実施形態の場合と同様である。
From the viewpoint of the light diffusing
図9に示した光拡散板ユニット21Cは、図1における光拡散板ユニット21Aに代えて面光源装置20及び透過型画像表示装置1に適用することができる。この際、透過型画像表示装置1において、光拡散板ユニット21Cは、凸状部331の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
The light
光拡散板ユニット21Cにおいても、第1の光拡散板301の上側に第2の光拡散板302が、配置条件(ii)及び(iv)を満たして設けられており、第3の光拡散板303の上側に第4の光拡散板304が配置条件(iii)及び(v)を満たして設けられている。この配置では、第1及び第2の光拡散板301,302は、点状光源22からの光がこれらを通過することによって輝度がほぼ均一な線状の光源に変換でき、第3及び第4の光拡散板303,304も点状光源22からの光がこれらを通過することによって輝度がほぼ均一な線状の光源に変換できる。
In the optical
そして、光拡散板ユニット21Cでは、第1及び第2の光拡散板301,302の組と、第3及び第4の光拡散板303,304の組とは、配置条件(vi)を満たして配置されている。すなわち、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。
In the light diffusing
そのため、光拡散板ユニット21Cを、図1の光拡散板ユニット21Aに代えて用いた場合、複数の点状光源22からの光は、第1の実施形態の場合と同様に、光拡散板ユニット21Cを通過することによって、均一に分散され、結果として、z方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を生成することができる。
Therefore, when the light diffusing
従って、上記光拡散板ユニット21Cと複数の点状光源22を備えた面光源装置20及び透過型画像表示装置1においても、第1の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。
Accordingly, the surface
また、光拡散板ユニット21Cでも、光拡散板ユニット21Aの場合と同様に、第3及び第4の光拡散板303,304をフィルム状として同じ構成のものとすることができるので、製造コストの低減を図ることができる。そのため、光拡散板ユニット21Cを光拡散板ユニット21Aの代わりに面光源装置10及び透過型画像表示装置1に適用した場合、面光源装置10及び透過型画像表示装置1の製造コストの低減を図ることができる。
Further, even in the light
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、複数の点状光源22の配置例を図2及び図3に示したが、例えば、正方格子、すなわち、前述したようにx方向及びy方向に隣接する点状光源22間の間隔が同じであってもよい。また、隣接する凸状部331の断面形状における端33a1は凸状部33a1の配列方向において重なっているとして説明したが、隣接する凸状部331の端33a1間に僅かな平坦部(例えば製造誤差により生じる程度のもの)などが生じていてもよい。これは、凸状部332〜334のそれぞれの配置についても同様である。また、光拡散板ユニット21A〜21Cは、透過型液晶表示部10側(例えば、液晶パネル側)に、拡散フィルム、マイクロレンズフィルム又は反射型偏光フィルム等の光学フィルムを更に有していてもよい。また、透過型画像表示装置1は、光拡散板ユニット21A〜21Cと、透過型液晶表示部10との間に、上述した拡散フィルム、マイクロレンズフィルム又は反射型偏光フィルム等の光学フィルムを更に有する構成とすることもできる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. In the above embodiment, the arrangement examples of the plurality of point
更に、面光源装置20や透過型画像表示装置1は、点状光源22から出力された光を光拡散板ユニット21A〜21C側に反射する反射板といった反射手段を備えていても良い。反射手段は、図1に示した模式図において、点状光源22に対して光拡散板ユニット(光制御板ユニット)21A〜21Cと反対側に設ければよく、例えば、点状光源22を保持するための保持部材の光源載置面を反射面とすることができる。
Furthermore, the surface
第1〜第4の光拡散板301〜304各々が有する凸状部331〜334の断面形状の説明において、式(8)におけるhaは、haが0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数であるとした。しかしながら、第1〜第4の光拡散板301〜304の少なくとも一つが有する凸状部301〜304において、haは、haの上記範囲から0.32wa以上0.80wa以下の範囲を除いた範囲を満たす定数、又は、kaは、kaの上記範囲から−1.00以上且つ0.23以下を除いた範囲を満たす定数とすることもできる。
In the description of the convex portion 33 to 333 4 of the cross-sectional shape having the first to fourth
また、第1〜第4の光制御板を、一例として第1〜第4の光拡散板301〜304として説明したが、第1〜第4の光制御板は、光を種々の方向に偏向させて光を分散させる凸状部331、凸状部332、凸状部333及び凸状部334が出射面側にそれぞれ形成された偏向構造板ともいえる。第1〜第4の光制御板は、複数の点状光源から出力された光をより均一に分散させて線状の光を生成するために、光の出射側に凸状部332、凸状部333及び凸状部334がそれぞれ賦形された板状の光学部品であればよい。この場合、光制御板ユニットは、4つの上記光学部品を、光拡散板ユニット21A,21B,21Cを利用して説明したような関係で配置したものとすることができる。なお、板状として説明したが、厚さに応じてフィルム状及びシート状のものも含む。
Further, the first to fourth light control plate, was described as the first to fourth light diffusing plate 30 1 to 30 4 as an example, the first to fourth light control plate, the light of various directions convex portion 33 1 for dispersing the light by deflecting the convex portion 33 2, the convex portion 33 3 and the convex portion 33 4 is also said that the deflection structure plate formed respectively on the emission surface side. The first to fourth light control plates are arranged so that the light output from the plurality of point light sources is more uniformly dispersed to generate linear light, and the convex portion 33 2 , convex Jo portion 33 3 and the convex portion 33 4 may if the shaped plate-like optical component, respectively. In this case, the light control plate unit can be configured such that the four optical components are arranged in the relationship described using the light
また、図5、図8及び図9に示したような4枚の光制御板を有する光制御板ユニットにおいては、最も点状光源側に位置する光制御板は、厚さが1.0mm以上のシート状のものとすることができる。この場合、光制御板の製造に押出成形法を用いることができる。当該光制御板の材料としては、屈折率1.56〜1.62程度のポリスチレン、ポリカーボネートを用いることができる。また、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板は、厚さが1.0mm未満のフィルム状のものとすることができる。この場合、凸状部の賦形にフォトポリマー法を用いることができる。当該光制御板の材料としては、屈折率1.46〜1.58のアクリル系紫外線硬化樹脂が用いることができ、コストの面やフィルムの黄変劣化防止の観点で、屈折率1.51程度の低屈折率樹脂が用いられることが好ましい。 Further, in the light control plate unit having four light control plates as shown in FIGS. 5, 8, and 9, the light control plate located closest to the point light source has a thickness of 1.0 mm or more. It can be made into a sheet form. In this case, an extrusion molding method can be used for manufacturing the light control plate. As the material of the light control plate, polystyrene or polycarbonate having a refractive index of about 1.56 to 1.62 can be used. Moreover, light control boards other than the light control board located in the most point light source side can be made into a film-like thing less than 1.0 mm in thickness. In this case, a photopolymer method can be used for shaping the convex portion. As the material of the light control plate, an acrylic ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.46 to 1.58 can be used. From the viewpoint of cost and prevention of yellowing deterioration of the film, the refractive index is about 1.51. It is preferable to use a low refractive index resin.
図5、図8及び図9に示したような4枚の光制御板を有する光制御板ユニットにおいては、最も点状光源側に位置する光制御板は、厚さが1mm以上5mm以下のシート状のものが好ましく、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板は、厚さが1mm未満のフィルム状のものが望ましい。 In the light control plate unit having four light control plates as shown in FIGS. 5, 8, and 9, the light control plate located closest to the point light source is a sheet having a thickness of 1 mm or more and 5 mm or less. The light control plate other than the light control plate located closest to the point light source is preferably a film having a thickness of less than 1 mm.
1…透過型画像表示装置、10…透過型画像表示部、20…面光源装置、21A〜21C…光拡散板ユニット(光制御板ユニット)、22…点状光源、301〜304…第1〜第4の光拡散板(第1〜第4の光制御板)、311〜314…第1〜第4の光拡散板の下面(第1〜第4の光制御板の第1の面)、321〜324…第1〜第4の光拡散板の上面(第1〜第4の光制御板の第2の面)、33i…凸状部(第1〜第4の光制御板の凸状部)、331〜334…第1〜第4の光拡散板の凸状部(第1〜第4の光制御板の凸状部)、33a1〜33a4…第1〜第4の光拡散板の凸状部の端(第1〜第4の光制御板の凸状部の端)、Y1…第1の光制御板の凸状部の延在方向、X1…Y1方向に略直交する方向、Y2…第2の光制御板の凸状部の延在方向、X2…Y2方向に略直交する方向、X3…第3の光制御板の凸状部の延在方向、Y3…X3方向に略直交する方向、X4…第4の光制御板の凸状部の延在方向、Y4…X4方向に略直交する方向。 1 ... transmission type image display apparatus, 10 ... transmission type image display unit, 20 ... surface light source device, 21A to 21C ... light diffuser plate unit (light control plate unit), 22 ... point light source, 30 1 to 30 4 ... first 1st to 4th light diffusing plate (1st to 4th light control plate), 31 1 to 31 4 ... lower surface of the 1st to 4th light diffusing plate (first of the 1st to 4th light control plates) ), 32 1 to 32 4 ... Upper surface of the first to fourth light diffusion plates (second surface of the first to fourth light control plates), 33 i ... Convex portion (first to fourth) , 33 1 to 33 4 ... Convex portions of the first to fourth light diffusion plates (convex portions of the first to fourth light control plates), 33 a 1 to 33 a 4. ... end of convex portion of first to fourth light diffusion plates (end of convex portion of first to fourth light control plates), Y1 ... extension direction of convex portion of first light control plate , X1 ... direction substantially orthogonal to Y1 direction, Y2 ... second Extending direction of the convex portion of the light control plate, X2 direction substantially orthogonal to the Y2 direction, X3 ... extending direction of the convex portion of the third light control plate, Y3 ... direction substantially orthogonal to the X3 direction, X4: Extension direction of the convex portion of the fourth light control plate, Y4: Direction substantially orthogonal to the X4 direction.
Claims (4)
複数の前記点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、
を備え、
前記点状光源は、
光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、
前記出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満し、
出射光強度が(I0+Imax)/2となる前記出射角度が60°以上70°以下であり、及び、
前記出射光強度が(I0+Imax)/4となる前記出射角度が47.5°以上57.5°以下である、
前記配光特性を有し、
前記光制御板ユニットは、
第1の面から入射された光を前記第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており前記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が前記第2の面に形成されている第1〜第4の光制御板を備え、
前記第1の光制御板、前記第2の光制御板、前記第3の光制御板及び前記第4の光制御板は、第2の光制御板が前記第1の光制御板の上側に位置し且つ前記第4の光制御板が前記第3の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第2の光制御板の前記第1の面が、前記第1の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第2の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第1の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第4の光制御板の前記第1の面が、前記第3の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第4の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第3の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第1及び第2の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向と、前記第3及び第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、
前記第1〜第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、前記u軸上において前記両端間の中心をとおり前記u軸に直交する軸線をv軸とし、前記第1〜第4の光制御板の凸状部の各々に対して前記u軸方向の長さをwaとしたとき、前記断面において前記第1〜第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて式(1)を満たすv(u)で表される、
面光源装置。
ただし、前記式(1)において、
(式(2)において、haは、0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である。) A plurality of point light sources;
A light control plate unit provided on the plurality of point light sources;
With
The point light source is
A light distribution characteristic having a maximum emission light intensity I max in a range of a light emission angle of 70 ° or more and 80 ° or less,
The outgoing light intensity I 0 when the outgoing angle is 0 ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
Satisfy
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4 is 47.5 ° or more and 57.5 ° or less.
Having the light distribution characteristics;
The light control plate unit is
Light incident from the first surface can be emitted from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction and is substantially perpendicular to the one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate have a second light control plate on the upper side of the first light control plate. And is provided in the plate thickness direction so that the fourth light control plate is located above the third light control plate,
The first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate;
The extending direction of the convex portion of the second light control plate and the extending direction of the convex portion of the first light control plate are substantially parallel.
The first surface of the fourth light control plate is located on the second surface side of the third light control plate;
The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel.
The extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of each of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal. And
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first to fourth light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u-axis, and the u passes through the center between the both ends on the u-axis. When the axis perpendicular to the axis is the v-axis and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first to fourth light control plates, the first to first in the cross section each of the contour shape of the convex portion having a fourth light control plate is expressed by v (u) satisfying the formula (1) in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a,
Surface light source device.
However, in the formula (1),
(In the formula (2), h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a, k a is a constant satisfying 0.75 -1.00 or more.)
複数の前記点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニット上に設けられており、前記光制御板ユニットから出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、
を備え、
前記点状光源は、
光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、
前記出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満し、
出射光強度が(I0+Imax)/2となる前記出射角度が60°以上70°以下であり、及び、
前記出射光強度が(I0+Imax)/4となる前記出射角度が47.5°以上57.5°以下である、
前記配光特性を有し、
前記光制御板ユニットは、
第1の面から入射された光を前記第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており前記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が前記第2の面に形成されている第1〜第4の光制御板を備え、
前記第1の光制御板、前記第2の光制御板、前記第3の光制御板及び前記第4の光制御板は、第2の光制御板が前記第1の光制御板の上側に位置し且つ前記第4の光制御板が前記第3の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第2の光制御板の前記第1の面が、前記第1の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第2の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第1の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第4の光制御板の前記第1の面が、前記第3の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第4の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第3の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第1及び第2の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向と、前記第3及び第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、
前記第1〜第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、前記u軸上において前記両端間の中心をとおり前記u軸に直交する軸線をv軸とし、前記第1〜第4の光制御板の凸状部の各々に対して前記u軸方向の長さをwaとしたとき、前記断面において前記第1〜第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(3)を満たすv(u)で表される、
透過型画像表示装置。
ただし、前記式(3)において、
(式(4)において、haは0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である。) A plurality of point light sources;
A light control plate unit provided on the plurality of point light sources;
A transmission-type image display unit that is provided on the light control plate unit and that is irradiated with light emitted from the light control plate unit to display an image;
With
The point light source is
A light distribution characteristic having a maximum emission light intensity I max in a range of a light emission angle of 70 ° or more and 80 ° or less,
The outgoing light intensity I 0 when the outgoing angle is 0 ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
Satisfy
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4 is 47.5 ° or more and 57.5 ° or less.
Having the light distribution characteristics;
The light control plate unit is
Light incident from the first surface can be emitted from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction and is substantially perpendicular to the one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate have a second light control plate on the upper side of the first light control plate. And is provided in the plate thickness direction so that the fourth light control plate is located above the third light control plate,
The first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate;
The extending direction of the convex portion of the second light control plate and the extending direction of the convex portion of the first light control plate are substantially parallel.
The first surface of the fourth light control plate is located on the second surface side of the third light control plate;
The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel.
The extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of each of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal. And
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first to fourth light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u-axis, and the u passes through the center between the both ends on the u-axis. When the axis perpendicular to the axis is the v-axis and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first to fourth light control plates, the first to first in the cross section each of the contour shape of the convex portion having a fourth light control plate is expressed by v (u) satisfying the following formula (3) in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a,
Transmission type image display device.
However, in the formula (3),
(In the formula (4), h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a, k a is a constant satisfying 0.75 -1.00 or more.)
前記第1の光制御板、前記第2の光制御板、前記第3の光制御板及び前記第4の光制御板は、第2の光制御板が前記第1の光制御板の上側に位置し且つ前記第4の光制御板が前記第3の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第2の光制御板の前記第1の面が、前記第1の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第2の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第1の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり
前記第4の光制御板の前記第1の面が、前記第3の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第4の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第3の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第1及び第2の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向と、前記第3及び第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、
前記第1〜第4の光制御板の前記凸状部の各々は、前記第1〜第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、前記u軸上において前記両端間の中心をとおり前記u軸に直交する軸線をv軸とし、前記第1〜第4の光制御板の凸状部の各々に対して前記u軸方向の長さをwaとしたとき、前記断面において前記第1〜第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(5)を満たすv(u)で表される、
光制御板ユニット。
ただし、前記式(5)において、
(式(6)において、haは、0.32wa以上0.97wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.75以下を満たす定数である。ただし、前記第1〜第4の光制御板のうちの少なくも一つが有する凸状部において、haについて、前記0.32wa以上0.97wa以下の範囲から0.32wa以上0.80wa以下の範囲が除かれるか、またはkaについて、前記−1.00以上0.75以下の範囲から−1.00以上0.23以下の範囲が除かれる) Light incident from the first surface can be emitted from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction and is substantially perpendicular to the one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate have a second light control plate on the upper side of the first light control plate. And is provided in the plate thickness direction so that the fourth light control plate is located above the third light control plate,
The first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate;
The extending direction of the convex part included in the second light control plate and the extending direction of the convex part included in the first light control plate are substantially parallel to each other. The first surface is located on the second surface side of the third light control plate,
The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel.
The extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of each of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal. And
Each of the convex portions of the first to fourth light control plates has an axis passing through both ends in a cross section orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the first to fourth light control plates. Is the u-axis, and the axis that passes through the center between the both ends on the u-axis and is orthogonal to the u-axis is the v-axis, and the u-axis with respect to each of the convex portions of the first to fourth light control plates When the length in the axial direction is w a , the contour shape of each of the convex portions of the first to fourth light control plates in the cross section is −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a It is represented by v (u) that satisfies the following formula (5).
Light control board unit.
However, in the formula (5),
In (Equation (6), h a is a constant satisfying the following 0.32 W a more 0.97w a, k a is a constant satisfying 0.75 -1.00 or more. However, the first range in the least protruding portion having the one of the through fourth light control plate, the h a, the from 0.32 W a more 0.97W a following range of not less than 0.32 W a or 0.80 W a for the either removed, or k a, the -1.00 0.75 0.23 the range -1.00 or more of the following ranges are excluded)
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