JP2764559B2 - Lens array sheet, surface light source and transmissive display - Google Patents

Lens array sheet, surface light source and transmissive display

Info

Publication number
JP2764559B2
JP2764559B2 JP7167861A JP16786195A JP2764559B2 JP 2764559 B2 JP2764559 B2 JP 2764559B2 JP 7167861 A JP7167861 A JP 7167861A JP 16786195 A JP16786195 A JP 16786195A JP 2764559 B2 JP2764559 B2 JP 2764559B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens array
array sheet
light source
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7167861A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08338901A (en
Inventor
理加 安藤
暢 増淵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP7167861A priority Critical patent/JP2764559B2/en
Priority to US08/523,609 priority patent/US5808784A/en
Publication of JPH08338901A publication Critical patent/JPH08338901A/en
Priority to US09/069,966 priority patent/US5841572A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2764559B2 publication Critical patent/JP2764559B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、透過型の液晶表示素
子、広告板等の透光性表示体のバックライト(背面光
源)用の照明手段として、均一に明るい優れた性能を発
揮するレンズ配列シートと、それを用いた面光源、及び
透過型表示体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens which exerts a uniform bright and excellent performance as an illuminating means for a backlight (back light source) of a translucent display such as a transmissive liquid crystal display device and an advertising board. The present invention relates to an array sheet, a surface light source using the same, and a transmissive display.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、透過型の液晶表示素子において、
軽量化、低消費電力化の要求は一段と高まり、光源から
の光を有効に利用し、必要十分な方向のみに均一的に導
く面光源において、光を特定の方向に集光すべく各種の
提案がされている。これらは、通常、透明なアクリル樹
脂等の板材からなる導光体の側面に光源を配置し、側面
から導光体内に入射した光源光を、導光体の裏面の反射
層で反射させ、導光体の上側表面の光放出面から、光源
光を出射させて利用するものである。その際、光を均一
化させる為に、導光体の上側表面には、拡散シートを配
置したり、また特定の方向のみの放出光として集光させ
る為に、レンズ作用をするレンズ配列シートを配置した
りする構成の面光源が使用される。このような導光体の
側面に光源を配置する面光源は、その構成からエッジラ
イト型(或いはサイドライト型)の面光源と言われてい
る。また、光源を拡散シートやレンズ配列シートの真下
に配置する直下型面光源もあるが、液晶表示素子用の面
光源としては、厚手となることから用途が限定さてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, in a transmission type liquid crystal display device,
The demand for lighter weight and lower power consumption has been further increased, and various proposals have been made to effectively use light from the light source and to converge light in a specific direction in a surface light source that uniformly guides light only in necessary and sufficient directions. Have been. In these, a light source is usually arranged on a side surface of a light guide made of a plate material such as a transparent acrylic resin, and light from a light source incident from the side surface into the light guide is reflected by a reflective layer on the back surface of the light guide, thereby guiding the light. The light source light is emitted from the light emission surface on the upper surface of the light body and used. At this time, a diffusion sheet is arranged on the upper surface of the light guide to make the light uniform, and a lens array sheet that acts as a lens is provided to condense the emitted light only in a specific direction. A surface light source having a configuration to be arranged is used. Such a surface light source in which a light source is disposed on a side surface of a light guide is called an edge light type (or a side light type) surface light source because of its configuration. There is also a direct-type surface light source in which a light source is disposed immediately below a diffusion sheet or a lens array sheet. However, as a surface light source for a liquid crystal display element, its use is limited because it is thick.

【0003】以上の様な面光源においては、光源からの
光を無駄なく有効に利用するための種々の工夫が提案さ
れており、光を特定の方向への放出光として集光させる
レンズ配列シートもその一つである。レンズ配列シート
は、例えば図10の様に三角柱のプリズムを単位レンズ
として、これを各単位レンズの稜線方向が互いに平行に
なるように一次元方向に多数配列したもの等が知られて
いる。さらにこのようなレンズ配列シートを二枚重ねし
て使用して、光をより集光して輝度を上げることも提案
されている。例えば、特開平5−203950号公報、
特開平5−313156号公報、及び特開平5−313
164号公報では、三角柱プリズムを単位レンズとした
レンズ配列シートを二枚重ねる構成が提案されている。
In the above-mentioned surface light source, various devices have been proposed for effectively and efficiently using light from the light source, and a lens array sheet for condensing light as emitted light in a specific direction. Is one of them. As the lens arrangement sheet, for example, as shown in FIG. 10, a prism having a prism of a triangular prism as a unit lens and a large number of these arranged in a one-dimensional direction so that the ridge directions of the unit lenses are parallel to each other is known. Furthermore, it has been proposed to use two or more such lens array sheets so as to condense light more and increase luminance. For example, JP-A-5-203950,
JP-A-5-313156 and JP-A-5-313
Japanese Patent No. 164 proposes a configuration in which two lens array sheets each having a triangular prism as a unit lens are stacked.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レンズ
配列シートを二枚重ねると、集光効果により輝度向上が
成される反面、問題点もある。それは、上側面に単位レ
ンズを配置して裏面が平滑面のレンズ配列シートである
と、上側のレンズ配列シートの裏面と下側のレンズ配列
シートの単位レンズの頂点部とが微視的に密着する。し
かし、その結果、光学的に透明化する密着部分は、下側
の単位レンズの頂点部分に沿った形状となるので、レン
ズ頂点形状が目視されてしまう。例えば、単位レンズが
三角柱レンズなら頂点部は稜線であり、多数の線分が目
視されてしまう。また、2枚のレンズ配列シートの間隔
の微妙な差によって、面光源の全面に同心円状又は同心
楕円状の模様として等厚干渉縞の一種であるニュートン
リングが発生することもある。このため、レンズ配列シ
ートの裏面をマット処理して微小凹凸を形成し、レンズ
配列シート同士の密着を防止する試みを本願出願人は特
願平5−323214号で提案している。
However, when two lens array sheets are stacked, the brightness is improved by the light-collecting effect, but there is a problem. That is, if the unit lens is arranged on the upper surface and the back surface is a lens array sheet with a smooth surface, the back surface of the upper lens array sheet and the vertex of the unit lens of the lower lens array sheet are microscopically adhered. I do. However, as a result, the optically transparent contact portion has a shape along the vertex portion of the lower unit lens, so that the lens vertex shape is visually observed. For example, if the unit lens is a triangular prism lens, the apex is a ridgeline, and many line segments are visually observed. Also, a Newton ring, which is a type of equal thickness interference fringes, may be generated as a concentric or concentric elliptical pattern on the entire surface of the surface light source due to a slight difference in the interval between the two lens array sheets. For this reason, the applicant of the present invention has proposed in Japanese Patent Application No. 5-323214 an attempt to form a fine unevenness by matting the back surface of the lens array sheet to prevent the lens array sheets from sticking to each other.

【0005】ところが、レンズ配列シートの裏面をマッ
ト処理すると、そこで光が乱反射して、拡散シートの様
な作用をし、目的とする方向を中心とする所望の拡散角
内へ光を集光させるレンズ配列シートの機能を低下させ
たり、或いは、マット処理により光が遮光、吸収したり
(特に光拡散剤粒子練り込みの場合)にて輝度が大幅に
低下することがある。また、マット処理では、レンズ配
列シート裏面の凹凸の高さが完全に均一ではない為に、
二枚のレンズ配列シートの間隔の微妙な差が避けられ
ず、やはり等厚干渉縞が発生するという問題もある。
[0005] However, when the back surface of the lens array sheet is matted, the light is diffusely reflected there and acts like a diffusion sheet, condensing the light within a desired diffusion angle centered on a target direction. The brightness of the lens array sheet may be significantly reduced due to the deterioration of the function of the lens array sheet, or the blocking or absorption of light by matting (particularly in the case of incorporating light diffusing agent particles). Also, in the mat treatment, the height of the irregularities on the back of the lens array sheet is not completely uniform,
There is also a problem that a delicate difference in the interval between the two lens arrangement sheets is inevitable, and the same interference fringes are generated.

【0006】一方、レンズ配列シートを一枚のみ使用す
る構成でも、レンズ配列シートの裏面が平滑であると、
エッジライト型の面光源の導光体の光放出面上にレンズ
配列シートを配置したとき、レンズ配列シートと導光体
の光放出面とが密着することで光学的に一体化して、導
光体の表面での光の全反射による光源光の全面均一な分
配が不可能となる。また、導光体とレンズ配列シートと
の間に空隙を設けるために、導光体又はレンズ配列シー
トの四隅にスペーサーを設けたとしても、レンズ配列シ
ートが撓み変形することにより、導光体とレンズ配列シ
ートとの間隔の微妙な差は避けられず等厚干渉縞が発生
する。そこで、レンズ配列シートの裏面全面に光源光の
波長以上の微小凹凸を設けることが、例えば特開平5−
323319号公報及び特開平6−324205号公報
では提案されている。しかし、此の場合もこのような微
小凹凸が砂目、梨地等の光等方拡散性のパターンの為、
導光体から出射する光線の一部が視野角外にサイドロー
ブ光として散逸したり、或いは光拡散剤粒子で遮光、吸
収されたりする結果レンズ配列シートの集光作用が低下
し、光源光のエネルギーが無駄になり輝度が低下すると
いう問題もある。
On the other hand, even when only one lens array sheet is used, if the rear surface of the lens array sheet is smooth,
When the lens array sheet is arranged on the light emitting surface of the light guide of the edge light type surface light source, the lens array sheet and the light emitting surface of the light guide are brought into close contact with each other to optically integrate the light guide. Light source light cannot be uniformly distributed over the entire surface due to total reflection of light on the body surface. In addition, even if spacers are provided at the four corners of the light guide or the lens array sheet to provide a gap between the light guide and the lens array sheet, the lens array sheet is bent and deformed, and the light guide and the lens array sheet are deformed. A subtle difference in the distance from the lens array sheet is inevitable, and uniform thickness interference fringes occur. In order to solve this problem, it is necessary to provide fine irregularities not less than the wavelength of the light from the light source on the entire back surface of the lens array sheet.
Japanese Patent Laid-Open No. 323319 and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 6-324205 have proposed this. However, also in this case, such fine unevenness is a pattern of light isotropic diffusion such as grain, satin, etc.
Some of the light rays emitted from the light guide are dissipated outside the viewing angle as side lobe light, or are blocked or absorbed by light diffusing agent particles, resulting in reduced light-collecting action of the lens array sheet, and There is also a problem that energy is wasted and luminance is reduced.

【0007】そこで、本発明では、上記のような問題点
を解決し、光源光の光エネルギーを有効に利用し、集光
作用を維持しつつ輝度低下がなく、等厚干渉縞や視野角
外への無駄な光の散逸がないレンズ配列シートと、それ
を用いたエッジライト型の面光源、さらに該面光源を用
いた明るい透過型表示体を提供することにある。
In view of the above, the present invention solves the above-mentioned problems, makes effective use of the light energy of the light from the light source, maintains the light-collecting action, does not cause a decrease in luminance, and has the same thickness interference fringes and out-of-view angles. An object of the present invention is to provide a lens array sheet that does not dissipate unnecessary light to a light source, an edge light type surface light source using the same, and a bright transmissive display using the surface light source.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そこで本発明のレンズ配
列シートでは、透明基材の表面側に、単位レンズを1次
元又は2次元方向に配列してなるレンズ配列を有し、裏
面側には、微小突起がランダムに二次元分布した微小突
起群を有し、該微小突起は、多角柱又は角錐台状で上底
及び下底における最小の対角線長が光源光の波長以上で
最大の対角線長が500μm以下の微小突起素を、二次
元格子のパーコレーションにおいて臨界パーコレーショ
ン濃度Pc未満で得られるクラスターを構成する構成素
に割り当て、同一クラスター内の微小突起素を融合した
ものとしたものである。また、上記レンズ配列シートに
おいて、二次元格子の格子点をクラスターの構成素とし
て、臨界パーコレーション濃度Pc未満の占有確率P
で、該格子点に微小突起素を割り当て、同一クラスター
内の微小突起素を融合したものを、微小突起とするもの
でもある。また、上記レンズ配列シートにおいて、二次
元格子が正方格子であり、格子点に割り当てる微小突起
素を直方体としたものでもある。また、上記レンズ配列
シートにおいて、レンズ配列シートの水平面と単位レン
ズを構成する面とが交わる交線と、前記水平面と直方体
の微小突起素からなる微小突起の側面とが交わる交線と
が、互いに非平行とする構成でもある。
Therefore, the lens array sheet of the present invention has a lens array in which unit lenses are arranged in one-dimensional or two-dimensional directions on the front side of the transparent base material, and has a lens array on the back side. The microprojections have a microprojection group randomly distributed two-dimensionally, and the microprojections have a polygonal prism or truncated pyramid shape, and the minimum diagonal length at the upper and lower bases is the maximum diagonal length at or above the wavelength of the light source light. Are assigned to the constituent elements of the cluster obtained at a percolation of the two-dimensional lattice below the critical percolation concentration Pc, and the small projection elements in the same cluster are fused. Further, in the lens array sheet, the occupation probability P less than the critical percolation concentration Pc is defined by using the lattice points of the two-dimensional lattice as the constituents of the cluster.
Then, a microprojection element is allocated to the lattice point, and a microprojection element obtained by fusing the microprojection elements in the same cluster is also used as the microprojection. Further, in the lens array sheet, the two-dimensional lattice is a square lattice, and the microprojection elements assigned to the lattice points are rectangular parallelepiped. Further, in the lens array sheet, an intersection line at which a horizontal plane of the lens array sheet intersects with a surface constituting the unit lens, and an intersection line at which the horizontal plane intersects with a side surface of the microprojection made of the rectangular solid microprojection element, The configuration may be non-parallel.

【0009】また、本発明の面光源では、少なくとも、
透光性平板からなる導光体と、該導光体の側端面のうち
の1面以上の面に隣接して設けられた光源ユニットと、
前記導光体裏面に設けられた光反射層と、前記導光体表
面の光放出面上に、微小突起群を導光体表面側に向けて
積層してなる1枚又は2枚の上記本発明のレンズ配列シ
ートと、から構成した、エッジライト型の面光源とす
る。また、そのレンズ配列シートが、重ね合わされた2
枚のレンズ配列シートであり、且つ下側のレンズ配列シ
ートの微小突起群を導光体表面側に向けて積層した構成
でもある。
Further, in the surface light source of the present invention, at least
A light guide made of a light-transmitting flat plate, and a light source unit provided adjacent to at least one of the side end surfaces of the light guide,
A light reflecting layer provided on the back surface of the light guide, and one or two of the books formed by laminating a group of microprojections on the light emission surface of the light guide surface toward the light guide surface side; An edge light type surface light source constituted by the lens array sheet of the invention. Also, the lens array sheet is
It is also a configuration in which a plurality of lens array sheets are arranged, and the minute projections of the lower lens array sheet are stacked toward the light guide surface side.

【0010】また、本発明の他の面光源では、前記本発
明のレンズ配列シートを1枚使用した面光源の構成にお
いて、さらに、導光体と本発明のレンズ配列シートとの
間に、導光体側から順に、表裏面に光源光の波長以上の
凹凸がある光拡散シートと、透明基材の表面側に単位レ
ンズを1次元又は2次元方向に配列してなるレンズ配列
を有し、裏面側は微小突起が無く平滑面であり、裏面を
導光体表面側に向けた裏面平面レンズ配列シートと、を
重ねて配置した構成とする。
In another surface light source of the present invention, in the configuration of the surface light source using one lens array sheet of the present invention, a light guide is further provided between the light guide and the lens array sheet of the present invention. In order from the light body side, it has a light diffusion sheet having unevenness on the front and back surfaces of the wavelength of light source light or more, and a lens array in which unit lenses are arranged in a one-dimensional or two-dimensional direction on the front side of the transparent base material. The side is a smooth surface without fine projections, and has a configuration in which a rear surface flat lens array sheet with the rear surface facing the light guide surface side is overlapped and arranged.

【0011】また、本発明の透過型表示体は、上記本発
明の面光源を透光性表示体の背面光源として備えた構成
とする。
Further, a transmissive display of the present invention has a configuration in which the surface light source of the present invention is provided as a back light source of a translucent display.

【0012】以下、図面に従って本発明のレンズ配列シ
ート、それを用いたエッジライト型の面光源、またその
面光源をバックライトとして用いた透過型表示体を詳述
する。
Hereinafter, the lens array sheet of the present invention, an edge light type surface light source using the same, and a transmission type display using the surface light source as a backlight will be described in detail with reference to the drawings.

【0013】先ず、図1は本発明のレンズ配列シートの
一実施例を示す斜視図である。図1に示す本発明のレン
ズ配列シート1では、透明基材シート31の片面に単位
レンズ41として三角柱プリズムを用い、該単位レンズ
を、その稜線方向が互いに平行になる様に隣接させて一
次元方向に多数配列してなるレンズ配列4を有し、他方
の面(図1では、微小突起が判りやすいように上側にし
てある)に、特別の方法によって、断面が多角形でその
形状がランダムに異なる多角柱を微小突起21として、
該微小突起21を、多数、全面に、ランダムな二次元分
布にて配列してなる微小突起群2を設けたものである。
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a lens array sheet of the present invention. In the lens array sheet 1 of the present invention shown in FIG. 1, a triangular prism is used as a unit lens 41 on one surface of a transparent base sheet 31, and the unit lenses are adjacent to each other so that their ridge directions are parallel to each other. It has a lens array 4 arranged in a large number in the direction, and the other surface (in FIG. 1, the upper side is so as to be easy to see fine projections), the cross section is polygonal and the shape is random by a special method. A different polygonal prism as the minute projection 21
The microprojections 21 are provided with a plurality of microprojections 21 arranged on the entire surface in a random two-dimensional distribution.

【0014】本発明のレンズ配列シートは、レンズ配列
とは反対側の面に設けられる微小突起群に特徴があり、
該微小突起群は、各々分離独立し形状の異なる多数の微
小突起から構成される。さらに、該微小突起は、多角柱
又は角錐台状で上底及び下底の各々における対角線で最
小の対角線の長さが光源光の波長以上で、最長の対角線
の長さが500μm以下の大きさの微小突起素を、1以
上融合して得られたものから構成される。ここで、融合
とは、平易に説明すれば、隣合った微小突起素同士を連
結して合体させることをいうが、この融合による微小突
起素から微小突起を得る方法として、本発明では或る特
別の方法を利用する。すなわち、パーコレーション理論
により微小突起素から微小突起を作成する。それは、微
小突起素を正方格子等の二次元格子の格子点に或る確率
(これを占有確率Pという)で配置し、隣合った格子点
に配置された微小突起素同士は接続し、その結果、複数
の微小突起素が接続して得られたもの(これをパーコレ
ーション理論ではクラスターという。)を微小突起とす
る。なお、隣接する微小突起素がない場合は、1個の微
小突起素がそのまま微小突起となる。また、後で述べる
が、微小突起の配置対象は格子点以外にもある。
The lens array sheet of the present invention is characterized by a group of minute projections provided on the surface opposite to the lens array.
The group of microprojections is composed of a number of microprojections, each of which has a separate shape and a different shape. Further, the microprojections are polygonal prisms or truncated pyramids, and the minimum diagonal length at each of the upper and lower bases is equal to or greater than the wavelength of the light source light, and the longest diagonal length is equal to or less than 500 μm. Are obtained by fusing one or more microprojections. Here, the term "fusion" means, in a simple manner, connecting and merging adjacent microprojections, and in the present invention, a method of obtaining microprojections from the microprojections by the fusion is described in the present invention. Use a special method. That is, a minute projection is created from a minute projection element by the percolation theory. That is, the microprojection elements are arranged at lattice points of a two-dimensional lattice such as a square lattice with a certain probability (this is called an occupation probability P), and the microprojection elements arranged at adjacent lattice points are connected to each other. As a result, one obtained by connecting a plurality of microprojection elements (this is called a cluster in percolation theory) is defined as a microprojection. When there is no adjacent minute projection element, one minute projection element becomes a minute projection as it is. Further, as will be described later, the placement target of the minute projections is not limited to the lattice points.

【0015】そこで、パーコレーション理論によりクラ
スター(微小突起)を得る方法を説明する。
Therefore, a method for obtaining clusters (microprojections) by the percolation theory will be described.

【0016】先ず、パーコレーション理論について概説
する。例えば、J.フェダー著,松下貢他翻訳,「フラ
クタル」,啓学出版発行,1991年5月31日発行、
の第7章の”浸透”では、ランダム性にはまったく異な
る二種類があると解説している。その一つは、いわゆる
拡散現象として良く知られている、媒質中をランダムに
運動する粒子によるランダム性である。他の一つは、媒
質自身が有するランダム性に基づいて媒質中を動く粒子
の挙動に示されるランダム性である。そして、後者のラ
ンダム性が、あたかもパーコレータ中のコーヒーの様に
振る舞うことからHammersleyによって浸透過
程(percolation process)と名付
けられた。具体的には、岩石のひびや割れ目の中への水
の浸透の挙動等がある。また、堀素夫,火炎の伝播とパ
ーコレーション・モデル,「数理科学」1974年6月
号,p63〜70、では、都市火災で火事が燃え広がっ
ていく過程を、このモデルで説明している。
First, the percolation theory will be outlined. For example, J. Feder, translation by Mitsugu Matsushita et al., "Fractal", published by Keigaku Shuppan, published May 31, 1991,
Chapter 7, "Infiltration," explains that there are two completely different types of randomness. One of them is the randomness due to particles moving randomly in a medium, which is well known as the so-called diffusion phenomenon. The other is the randomness shown in the behavior of particles moving in the medium based on the randomness of the medium itself. The latter randomness behaved like coffee in a percolator, and was named the percolation process by Hammersley. Specifically, there is the behavior of water penetration into cracks and cracks in rock. Also, Motoo Hori, Flame Propagation and Percolation Model, "Mathematical Science", June 1974, pp. 63-70, describes the process in which a fire spreads in an urban fire using this model.

【0017】パーコレーションの概念を、上記J.フェ
ダー氏の著書では、正方格子上の二次元浸透によって説
明している。正方格子を構成する各格子点について占有
確率Pでランダムに何かで(本発明の場合は微小突起素
である)占有したことを考える。例えば「何か」が岩石
中の小孔であると考える。そして、隣接する小孔同士は
管で連結していると見なす。(なお、小孔はサイトとい
われ、連結したサイトの集合体がクラスターといわれ、
連結する管がボンドといわれる。)従って、或る小孔に
注入された水は、管で連結された先の小孔までしか浸透
しない。すなわち、或るクスラターを構成する小孔に注
入された水は、そのクラスター内にとどまり、それ以上
広がらない。また、1つのクラスターを構成するサイト
の個数をクラスターの大きさ、又はクラスターサイズと
呼称する。しかし、占有確率Pが或る臨界値以上になる
と、小孔の集合体からなるクラスターには、無限に大き
なクラスターが発生し、そのクラスターの小孔に注入さ
れた水は、ついに格子全体を横断する様に浸透する。こ
のようなクラスターを浸透クラスターといい、浸透クラ
スターが最初に発生する占有確率のことを、臨界パーコ
レーション濃度Pc(別名、臨界確率)といい、ちなみ
に正方格子ではPc≒0.593である。
The concept of percolation is described in J. In his book, this is explained by two-dimensional penetration on a square lattice. It is assumed that each grid point constituting the square grid is occupied by something (in the case of the present invention, a microprojection element) at an occupation probability P at random. For example, consider that "something" is a small hole in a rock. Then, it is considered that adjacent small holes are connected by a pipe. (The stoma is called a site, and the aggregate of connected sites is called a cluster.
The connecting pipe is called a bond. Thus, water injected into a stoma penetrates only to the stoma connected by a tube. That is, the water injected into the pores that make up a certain cluster stays in the cluster and does not spread any further. In addition, the number of sites forming one cluster is referred to as a cluster size or a cluster size. However, when the occupation probability P exceeds a certain critical value, an infinitely large cluster is generated in a cluster composed of aggregates of pores, and water injected into the pores of the cluster finally traverses the entire lattice. Penetrate as if to do. Such a cluster is called a permeation cluster, and the occupancy probability at which a permeation cluster first occurs is called a critical percolation concentration Pc (also called a critical probability). Incidentally, in a square lattice, PcP0.593.

【0018】上の説明例では、格子点を或る確率で占有
し、占有された格子点が隣接する場合は、全て管で連結
していることを考えたが、このように格子点の占有確率
のみで表されるものを、サイト・パーコレーションとい
う。一方、連結する管が閉じていずに開いている確率に
よって表されるものを、ボンド・パーコレーションとい
う。さらに、サイトの確率、及び(その確率と独立の)
ボンドの確率の両方により表される混合パーコレーショ
ンもあり得る。前記堀素夫氏の論文では、火炎の伝播を
これら各パーコレーションモデルで検討しており、ボン
ド・パーコレーションの例として、密集した木造家屋地
帯で或る家屋で発生した火災が隣家に延焼する現象は、
ボンド確率によって支配されると説明している。また、
先の臨界パーコレーション濃度Pcの値は、正方格子に
おけるサイト・パーコレーションのものであり、ボンド
・パーコレーションのPcの値は、1/2と異なる。
In the above example, it is considered that grid points are occupied at a certain probability, and when the occupied grid points are adjacent to each other, they are all connected by pipes. What is expressed only by probability is called site percolation. On the other hand, what is expressed by the probability that the connecting pipes are open rather than closed is called bond percolation. In addition, the probability of the site, and (independent of that probability)
There may also be mixed percolation represented by both bond probabilities. In the paper by Mr. Hori Motoo, the propagation of the flame is examined by each of these percolation models.As an example of bond percolation, the phenomenon that a fire that occurred in a certain house in a dense wooden house area spreads to the neighbors,
It is explained that it is governed by the bond probability. Also,
The value of the critical percolation concentration Pc is that of site percolation in a square lattice, and the value of Pc in bond percolation is different from 1/2.

【0019】以上のパーコレーションにおけるクラスタ
ーの概説を踏まえて、本発明の微小突起素及び微小突起
と、クラスターとの関係を説明して行く。上記の正方格
子のサイト・パーコレーションにおいて、得られたクス
ラターから逆に、正方格子の格子点をみると、クラスタ
ーを構成する(すなわち、クラスター内部に位置する)
格子点には小孔が存在し、クラスターを構成しない部分
の格子点には小孔が存在しない。そこで、本発明では、
クラスターを構成する(すなわち、クラスター内部に位
置する)格子点をクラスターの構成素と呼ぶことにす
る。従って、小孔の存在しない格子点、すなわち、クラ
スターの外部の格子点は、構成素とは呼ばないことにす
る。言い換えると、格子点とは、何かを或る確率で割り
当てることができる候補地であり、構成素とは何かが常
に割り当てられるべき候補地である。
Based on the outline of clusters in percolation described above, the relationship between the microprojections and the microprojections of the present invention and the clusters will be described. In the site percolation of the above-mentioned square lattice, when looking at the lattice points of the square lattice, conversely from the obtained slater, a cluster is formed (that is, located inside the cluster).
There are small holes at the lattice points, and no small holes at the lattice points that do not constitute the cluster. Therefore, in the present invention,
The lattice points that make up the cluster (that is, are located inside the cluster) will be referred to as cluster constituents. Therefore, a lattice point where no pore exists, that is, a lattice point outside the cluster is not called a constituent. In other words, a grid point is a candidate location to which something can be assigned with a certain probability, and a constituent is a candidate location to which something should always be assigned.

【0020】ところで、サイト・パーコレーションで
は、格子点がサイトであり、ボンドを挟んで隣接する
「或る何かで占有されたサイト」同士がボンドでつなが
ってできるものをクラスターという。しかし、これと類
似のことが、ボンド・パーコレーションや、混合パーコ
レーションでもいえ、ボンド・パーコレーションでは、
サイトにより隣接する「或る何かで占有されたボンド」
同士がサイトでつながって出来るものがクラスターとな
る。また、混合パーコレーションは、サイト・パーコレ
ーションを考える際に、全てのボンドが連通しておら
ず、或る確率で連通しているとすれば、浸透クラスター
は出来にくくなるが、やはり同様に、クラスターが得ら
れることは容易に理解できるであろう。
By the way, in site percolation, a lattice point is a site, and a cluster formed by connecting adjacent “sites occupied by a certain object” with a bond therebetween by a bond. However, similar to this, bond percolation and mixed percolation, but in bond percolation,
"Bond occupied by something" more adjacent to the site
What can be connected to each other at the site is a cluster. In addition, in the case of mixed percolation, when considering site percolation, if all bonds are not connected and they are connected with a certain probability, it is difficult to form a permeation cluster, but similarly, clusters It will be easy to understand what is obtained.

【0021】従って、ボンド・パーコレーションにおい
ては、クラスターを構成するものは特定の(例えば占有
された)ボンドであり、混合パーコレーションでクラス
ターを構成するのものは、特定のサイト及びボンドであ
る。また、クラスターは、サイト・パーコレーションに
限定されるものでもない。そこで、サイト、ボンド、或
いは混合のパーコレーションにおいて、いずれの場合で
も得られるクラスターを構成する要素を、サイト、ボン
ド、或いは両者と、その如何を問わず、構成素と本発明
では定義するものである。
Therefore, in bond percolation, what constitutes a cluster is a specific (for example, occupied) bond, and what constitutes a cluster in mixed percolation is a specific site and bond. Also, clusters are not limited to site percolation. Therefore, in the present invention, elements constituting a cluster obtained in any case in a site, a bond, or a mixed percolation are defined as constituents, regardless of whether they are a site, a bond, or both, in the present invention. .

【0022】しかし、以下の説明では、サイト・パーコ
レーションによるクラスターを例に説明して行く。それ
は、本発明では微小突起素が複数集まったものをつない
で微小突起を得るものであり、この点で、或る確率で微
小突起素を格子点に配置するという操作に相当するサイ
ト・パーコレーションは、直観的にも理解し易いからで
ある。更にまた、理論上も、ボンド・パーコレーション
問題は、ボンドの中心を格子点とする別の格子(これを
被覆格子という)のサイト・パーコレーション問題と等
価であることが証明されている(小田垣 孝著,「パー
コレーションの科学」,裳華房発行,1993年6月2
0日発行、の第1章)からである。
However, in the following description, a cluster based on site percolation will be described as an example. That is, in the present invention, microprojections are obtained by connecting a plurality of microprojections, and in this regard, site percolation corresponding to an operation of arranging microprojections at lattice points at a certain probability is as follows. This is because it is easy to understand even intuitively. Furthermore, theoretically, it has been proved that the bond percolation problem is equivalent to the site percolation problem of another grid having a bond point at the center of the bond (this is called a coated grid) (Takashi Otagaki) , "Science of Percolation", published by Shokabo, June 2, 1993
This is from the 1st issue of the 0th issue.

【0023】先ず、格子点の元になる二次元格子として
は正方格子が代表的だが、これに限定されるものでもな
い。通常、二次元格子とは、単位格子を隣接して周期的
に二次元的に配列した規則性の格子である。このような
二次元格子には正方格子、三角格子、図23(a)のか
ごめ格子、図23(b)の六角格子(蜂の巣)、ペンロ
ーズ格子等が挙げられる。さらに、正方格子は、直行座
標系でX軸方向の格子長とY軸方向の格子長が等しい正
方形の単位格子からなるが、単位格子のX軸とY軸方向
の格子長が等しくないもの、或いはこれらで座標軸が直
角でない斜交座標系のものとして平行四辺形格子等でも
よい。また、これらは全て規則性の格子であるが、不規
則な形状の網の目の様な格子であっても構わない。主な
二次元格子の(サイト・パーコレーションの)臨界パー
コレーション濃度Pcを列挙すると、蜂の巣格子で0.
6962、正方格子で0.592745、かごめ格子で
0.65271、三角格子で0.5、ペンローズ格子で
0.584となる。また、クラスターの形状はランダム
であるが一般にフラクタルとなる。
First, a square lattice is typical as a two-dimensional lattice from which lattice points are based, but the present invention is not limited to this. In general, a two-dimensional lattice is a regular lattice in which unit cells are periodically arranged two-dimensionally adjacent to each other. Such a two-dimensional lattice includes a square lattice, a triangular lattice, a kagome lattice shown in FIG. 23A, a hexagonal lattice (honeycomb) shown in FIG. 23B, a Penrose lattice, and the like. Further, the square lattice is a square unit lattice in which the lattice length in the X-axis direction is equal to the lattice length in the Y-axis direction in the orthogonal coordinate system, but the lattice lengths of the unit lattices in the X-axis and Y-axis directions are not equal. Alternatively, a parallelogram lattice or the like may be used as an oblique coordinate system in which the coordinate axes are not orthogonal. Although these are all regular lattices, they may be irregularly shaped mesh-like lattices. To enumerate the critical percolation concentration Pc (of site percolation) for the main two-dimensional lattice, the honeycomb lattice lattice has a .0.
6962, 0.592745 for the square lattice, 0.65271 for the Kagome lattice, 0.5 for the triangular lattice, and 0.584 for the Penrose lattice. The shape of the cluster is random but generally fractal.

【0024】次に、格子点を或る確率で占有させる微小
突起素は、多角柱又は角錐台からなり、その底面の形状
は、三角形、四角形、六角形等の多角形がある。なかで
も、四角形には、長方形、正方形、菱形等等があるが、
柱状体の側面を成す対向する2辺が平行であり、且つ隣
接する側面が直行する長方形又は正方形となる、多角柱
である直方体形状からなる四角柱が、クラスターからな
る微小突起の製造が容易である点、モアレが出にくい点
で好ましい。なお、微小突起の側面にもなり得る、微小
突起素の側面は、垂直に限定されず、製造上の問題、或
いはその容易さ等の点から、斜面からなる角錐台でも構
わない。また、これら多角柱又は角錐台の底面の形状
は、後述するパーコレーションの対象とする二次元格子
の格子形状と合わせて、二次元格子が正方格子等の直角
四辺形からなる場合は直角四辺形、三角格子ならば三角
形、六角格子ならば六角形等とするのが対称性の点から
普通であるが、必ずしもこれに限定されるものではな
い。
Next, the microprojection elements that occupy the lattice points with a certain probability are composed of polygonal prisms or truncated pyramids, and the shape of the bottom surface is a polygon such as a triangle, a quadrangle or a hexagon. Above all, squares include rectangles, squares, diamonds, etc.
A rectangular prism having a rectangular parallelepiped shape, which is a polygonal prism, in which two opposing sides forming a side surface of the columnar body are parallel and a rectangular or square shape in which adjacent side surfaces are perpendicular to each other, makes it easy to manufacture minute projections formed of clusters. In some respects, moiré is less likely to occur. Note that the side surface of the microprojection element, which can also be the side surface of the microprojection, is not limited to the vertical side, and may be a truncated pyramid made of a slope from the viewpoint of manufacturing problems or its easiness. In addition, the shape of the bottom surface of these polygonal prisms or truncated pyramids, together with the lattice shape of the two-dimensional lattice to be percolated later, if the two-dimensional lattice consists of a rectangular quadrilateral such as a square lattice, a rectangular quadrilateral, A triangular lattice is usually a triangle, and a hexagonal lattice is a hexagon, etc. from the point of symmetry, but is not necessarily limited to this.

【0025】最小のクスラターは一つの独立した構成素
からなるものであり、その一つの構成素に(一つの)微
小突起素を割り当てたものが、一つの最小の微小突起と
なる。
The smallest x-slutter is composed of one independent constituent element, and one of the constituent elements to which (one) micro-projection element is assigned becomes one minimum-small projection.

【0026】図2は、微小突起素24の形状の一例とし
て直方体を示すものであり、高さH、底辺a及びbの三
者の大きさの関係は立方体の定義による如く、a=b=
H(立方体)、a=b≠H、a≠b=H、a=H≠b、
a≠b≠H≠aのいずれであっても良い。なお、上底に
おける対角線d1及びd2は、立方体では同一長のもの
が下底にも存在する(図示せず)。そして、微小突起素
の大きさは、高さH及び対角線dによる大きさにて、或
る特定範囲に納まるものが好ましい。 また、複数の構
成素(ここでの説明では格子点)に有り当てる各々の微
小突起素の大きさは、通常は同一とする。
FIG. 2 shows a rectangular parallelepiped as an example of the shape of the microprojection element 24. The relationship between the height H, the bases a and b, and the relationship between the three dimensions is a = b =
H (cube), a = b ≠ H, a ≠ b = H, a = H ≠ b,
a ≠ b ≠ H ≠ a. Incidentally, the diagonal lines d1 and d2 in the upper base have the same length in the cube and are also present in the lower base (not shown). It is preferable that the size of the microprojection element be within a certain specific range in terms of the height H and the diagonal d. In addition, the size of each microprojection element that is applied to a plurality of constituent elements (lattice points in the description here) is usually the same.

【0027】先ず、微小突起素の高さHは、該微小突起
素によって形成される微小突起の高さHでもあり、図3
に例示する如く、レンズ配列シートを実装する場合に、
他のレンズ配列シート或いは導光体の光放出面とのスペ
ーサ的役割を果たすものである。レンズ配列シートの全
面に分布する全ての微小突起の高さHが、同一の方がレ
ンズ配列シートを実装した時に撓まず、均一な間隔を確
保できるのでニュートンリングが出にくく、好ましいの
で、格子点に配置する全ての微小突起素の高さHも同一
とするのが好ましい。従って、通常は、格子点に配置す
る微小突起素の高さHは同一サイズのものとする。
First, the height H of the microprojections is also the height H of the microprojections formed by the microprojections, as shown in FIG.
As shown in the example, when mounting a lens array sheet,
It serves as a spacer to another lens array sheet or the light emitting surface of the light guide. When the height H of all the microprojections distributed on the entire surface of the lens array sheet is the same, the same height does not bend when the lens array sheet is mounted, and a uniform interval can be secured. It is preferable that the heights H of all the microprojection elements arranged at the same position are the same. Therefore, usually, the heights H of the microprojections arranged at the lattice points are of the same size.

【0028】また、微小突起素の大きさは、光源光波長
との比較、物の目視認識可能な大きさとの比較により、
最適範囲がある。この点から、微小突起素の大きさのフ
ァクターとして高さHと、それに辺a及びbの寸法もあ
るが、それよりもより実質的な対角線dの寸法とで評価
する。対角線は上底面内及び(角錐台の場合は上底と下
底の対角線は等しくないから)下底面内での対角線の中
で、最小の対角線と最長の対角線が評価対象となる。そ
して、高さH及び最小の対角線dが光源光の波長以上
で、且つ高さH及び最大の対角線dが且つ500μm以
下、より好ましくは125μm以下とすることが好まし
い。なお、光源光のスペクトルに分布があるときは、そ
の可視光スペクトルの最大波長以上とする。光の波長未
満では、等厚干渉縞の発生、あるいはレンズ配列シート
と導光体との光学的密着の一体化を効果的に防止するこ
とができず、逆に、500μmを越えると、レンズ配列
シートが撓み変形しやすくなったり、表示体の画素との
間にモアレ縞が生じ易くなったり、あるいは製造がしに
くくなることもあるなど、寸法を大きくする意味が無く
なる。
The size of the microprojection element can be determined by comparing with the wavelength of the light source light and with the size of the object that can be visually recognized.
There is an optimal range. From this point, the size of the microprojection element is evaluated by the height H and the dimensions of the sides a and b, which are more substantial than the dimensions of the diagonal line d. Among the diagonals in the upper bottom surface and the diagonal lines in the lower bottom surface (in the case of a truncated pyramid, the diagonals of the upper and lower bases are not equal), the smallest diagonal and the longest diagonal are evaluated. It is preferable that the height H and the minimum diagonal line d be equal to or larger than the wavelength of the light source light, and the height H and the maximum diagonal line d be equal to or smaller than 500 μm, more preferably equal to or smaller than 125 μm. When there is a distribution in the spectrum of the light source light, the wavelength is set to be equal to or longer than the maximum wavelength of the visible light spectrum. If the wavelength is less than the wavelength of light, it is not possible to effectively prevent the occurrence of interference fringes of equal thickness or the integration of the optical contact between the lens array sheet and the light guide. There is no point in increasing the dimensions, for example, the sheet may be easily deformed by bending, moire fringes may be easily generated between the sheet and the pixels of the display body, or manufacturing may be difficult.

【0029】微小突起21の高さH(或いは微小突起素
24の高さH)を光源光の波長以上とすべき理由につい
て、以下に詳述する。先ず、レンズ配列シートが板状の
導光体上に置かれ、レンズ配列シート裏面と導光体表面
とが接する場合について考察する。図20に示す様に、
導光体51内から空気中に向かって進行する入射光L1
が導光体51と空気との界面である導光体表面55に達
したとき、入射角θが臨界角θcよりも大きければ全反
射を起こし、入射光L1 のエネルギーは全て反射光L1R
となって入射光は空気中には進入しない。しかし、この
現象を微視的に見てみると、入射光の電磁場はトンネル
効果によって導光体表面55から光源光の波長λ程度の
距離は空気中に染み込んでいる。この染み込んだトンネ
ル電磁場L1Vの強度は進入距離の指数関数で減衰し、波
長λ程度まで進んだところで全て導光体51側へ引き返
してしまう。よって、巨視的に見ると全光エネルギーが
導光体表面55で反射することになる。
The reason why the height H of the minute projection 21 (or the height H of the minute projection element 24) should be equal to or longer than the wavelength of the light source light will be described in detail below. First, the case where the lens array sheet is placed on a plate-shaped light guide and the back surface of the lens array sheet and the light guide surface are in contact will be considered. As shown in FIG.
Incident light L 1 traveling from inside the light guide 51 toward the air
Reaches the light guide surface 55 which is the interface between the light guide 51 and air, if the incident angle θ is larger than the critical angle θc, total reflection occurs, and the energy of the incident light L 1 is all reflected light L 1R
Thus, the incident light does not enter the air. However, looking at this phenomenon microscopically, the electromagnetic field of the incident light permeates the air from the light guide surface 55 at a distance of about the wavelength λ of the light source light due to the tunnel effect. The intensity of the permeated tunnel electromagnetic field L 1V is attenuated by an exponential function of the penetration distance, and when it reaches a wavelength of about λ, it is all returned to the light guide 51 side. Therefore, when viewed macroscopically, all light energy is reflected by the light guide surface 55.

【0030】その為、図21に示す様にレンズ配列シー
ト1と導光体表面55との距離ΔXが、光源光の波長未
満の距離(ΔX<λ)に迄接近すると完全に減衰してい
ないトンネル電磁場L1Vが、レンズ配列シート1の内部
で再び進行波(出力光)L1Tになり、光はレンズ配列シ
ート1内に透過することになる。故に、微小突起21の
高さHが、H<λとなるときは、導光体表面55の全面
にわたって、導光体内からの光の全反射は生じなくな
る。その結果、例えば図22に於ける入射光L3 のよう
に、光源近傍の入射角は臨界角未満で入射する為に、出
力光L3Tとして取り出されるが、光源から或る程度以上
離れた部分への入射光、例えば図22のL2 の様な光は
全て臨界角以上の入射角になるので、導光体表面55で
全反射されてしまい出力光とはならない。よって、導光
体表面からの出力光の輝度の分布は、光源近傍のみ明る
く、その他の領域は暗いものとなってしまい好ましくな
い。
Therefore, as shown in FIG. 21, when the distance ΔX between the lens array sheet 1 and the light guide surface 55 approaches a distance (ΔX <λ) smaller than the wavelength of the light from the light source, the light is not completely attenuated. The tunnel electromagnetic field L 1V becomes a traveling wave (output light) L 1T again inside the lens array sheet 1, and the light is transmitted through the lens array sheet 1. Therefore, when the height H of the minute projections 21 satisfies H <λ, total reflection of light from the light guide does not occur over the entire surface of the light guide surface 55. Partial result, for example, as the incident light L 3 in FIG. 22, the angle of incidence of the light source near to incidence below the critical angle, but is taken out as output light L 3T, or more away to some extent from the light source incident light to, for example, since all the light, such as L 2 in Figure 22 is the angle of incidence larger than the critical angle, not the output light will be totally reflected in the light guide surface 55. Therefore, the luminance distribution of the output light from the surface of the light guide is undesirably bright only in the vicinity of the light source and dark in other areas.

【0031】一方、微小突起21の高さHが、 H≧λ 〔式1〕 となるときは、光源から離れた領域においても、微小突
起21と導光体51とが接触している部分では図22の
1 の様に入射光L1 は全反射せずに何割かの光が透過
光L1Tとなって出力光が得られる。その為、光源から離
れた領域においても、導光体の表面からの出力光量は十
分確保される。また、各微小突起21の間の部分に入射
した光は、例えば図22のL2 の様に、導光体表面上に
光の波長以上の空隙9がある為、導光体表面55で全反
射される。よって、L2 はその場では出力されず、より
光源から遠方に配分されそこで出力光として利用され
る。
On the other hand, when the height H of the minute projections 21 satisfies H ≧ λ (Equation 1), even in a region away from the light source, the portion where the minute projections 21 and the light guide 51 are in contact is located. As shown by L 1 in FIG. 22, the incident light L 1 is not totally reflected but some of the light becomes the transmitted light L 1T to obtain the output light. Therefore, even in a region away from the light source, a sufficient amount of output light from the surface of the light guide is ensured. The light incident on a portion between each microprojection 21, for example as the L 2 in FIG. 22, because of the wavelength or more gaps 9 of the light on the light guide surface, all in the light guide surface 55 Is reflected. Thus, L 2 is not output in situ, is utilized as a more allocated to distant from the light source where the output light.

【0032】以上の考察からわかるように、微小突起2
1の高さHがH≧λとなるレンズ配列シートを、その微
小突起が導光体表面に対向する様に載せることにより、
導光体表面の全領域にわたって、均一な輝度分布の出力
光を得ることが可能となる。
As can be seen from the above consideration, the minute projections 2
By placing a lens array sheet whose height H satisfies H ≧ λ such that the minute projections face the light guide surface,
It is possible to obtain output light having a uniform luminance distribution over the entire area of the light guide surface.

【0033】次に、レンズ配列シートを2枚重ね合わせ
て使用する場合について考察する。本発明と同一出願人
による特願平5−323214号で提案したように、2
枚のレンズ配列シート間での等厚干渉縞を消失させる条
件は、微小突起21の高さH、光源光の波長λ、観察者
からレンズ配列シートの光反射面(表面、裏面等)で反
射させて見た外界からの照明光源(窓からの日光、天井
の電灯からの光等)の視野角をφとした場合、 H≧λ/(2Δφ) 〔式2〕 となる。しかし、通常のレンズ配列シートの使用条件に
於いては、〔式1〕が満たされれば〔式2〕は満たされ
てしまう。すなわち、λ/(2Δφ)≧λが成立す
る。いま、〔式2〕の具体的数値を求めると、外部光源
として0.38μm≦λ≦0.78μmの白色光を用い
てレンズ配列シートの表面を観察するとし、また、その
外部光源の角半径を通常屋内照明又は窓からの自然光に
よって、100°≦Δφ≦120゜、すなわち、0.1
75〔rad〕≦Δφ≦2.094〔rad〕とする
と、〔式2〕より、〔式2〕の右辺が最も大きい、Δφ
=0.175〔rad〕、及びλMAX=0.78〔μ
m〕に対応する値として、 H≧12.5〔μm〕>λMAX=0.78〔μm〕 を得ることができる。
Next, the case where two lens array sheets are used in a superposed state will be considered. As proposed in Japanese Patent Application No. 5-323214 filed by the same applicant as the present invention, 2
The conditions for eliminating the equal-thickness interference fringes between the lens array sheets are as follows: the height H of the minute projections 21, the wavelength λ of the light from the light source, and the reflection from the observer on the light reflecting surface (front surface, back surface, etc.) of the lens array sheet. Assuming that the viewing angle of the illumination light source (sunlight from the window, light from the ceiling lamp, etc.) from the outside viewed from the outside is φ, H ≧ λ / (2Δφ 2 ) [Equation 2]. However, under the normal use condition of the lens array sheet, [Equation 2] is satisfied if [Equation 1] is satisfied. That is, λ / (2Δφ 2 ) ≧ λ is satisfied. Now, when the specific numerical values of [Equation 2] are obtained, it is assumed that the surface of the lens array sheet is observed using white light of 0.38 μm ≦ λ ≦ 0.78 μm as an external light source. Is usually 100 ° ≦ Δφ ≦ 120 °, ie, 0.1%, due to indoor lighting or natural light from windows.
When 75 [rad] ≦ [Delta] [phi ≦ 2.094 (rad), from [Formula 2], has the most large right-hand side of [Formula 2], delta phi
= 0.175 [rad], and λ MAX = 0.78 [μ
m] can be obtained as follows: H ≧ 12.5 [μm]> λ MAX = 0.78 [μm]

【0034】次に、微小突起素の対角線dの大きさにつ
いて述べる。ところで、微小突起21の最小のものは一
つの微小突起素であった。従って、微小突起素の底面
(上底及び下底)の大きさは、その一つでスペーサとし
ての最低限の強度を確保するためには、その高さHにも
よるが対角線dで光源光の波長以上が最低限であるが、
好ましくは1μm以上必要である。また、対角線dが1
25μm、特に500μmを越えると微小突起或いは微
小突起群が目視可能となったり、液晶表示素子への利用
では、その画素とのモアレ縞が生じやすくなるため好ま
しくない。
Next, the size of the diagonal line d of the minute projection element will be described. By the way, the smallest one of the micro projections 21 was one micro projection element. Therefore, the size of the bottom surface (upper bottom and lower bottom) of the microprojection element depends on the height H of the light source light, although it depends on the height H in order to secure the minimum strength as a spacer. Is the minimum wavelength of
Preferably, it needs to be 1 μm or more. The diagonal d is 1
When the thickness exceeds 25 μm, particularly 500 μm, the minute projections or minute projection groups become visible, and when used in a liquid crystal display element, moire fringes with the pixel tend to occur, which is not preferable.

【0035】さらに、複数の微小突起素のパーコレーシ
ョンの融合、連結により微小突起を生成させるので、使
用する二次元格子の規則性、融合される微小突起素の
数、微小突起素の形状の複雑さ、融合の仕方及び融合後
の微小突起の形状の複雑さにもよるが、融合後の微小突
起の大きさでその側面の直線的部分がやはり極度に大き
いと、目視可能となったりするので、該直線部分が大体
1000μm以下となる微小突起とするのが好ましい。
但し、(微小突起素の融合、連結してなるクラスターで
ある)微小突起の形状はランダムであり、或る一つの微
小突起で極度に長い側面直線部分が発生しても、それが
全ての他の微小突起に発生するものではないので、目立
つことは少ないし、二次元格子、占有確率、微小突起形
状及び融合の仕方を適宜選択することで、問題なく微小
突起素から望ましい形状の微小突起を得ることができ
る。なお、格子点に割り当てる微小突起素は、全て同一
形状同一サイズとする必要はなく、これらを変えても
(例えば、同一形状だが三種類程度の大きさの異なる微
小突起を用いる等)、規則性二次元格子使用下で、長大
側面直線部を有する微小突起の発生はより低率に抑える
ことができる。また、クラスターの平面的な拡がりの大
きさを評価する量としては、下記の〔式3〕で定義され
る平均回転半径Rsがある。此処で、r0 はクラスター
の重心位置ベクトル、ri はクラスター内の各サイトの
位置ベクトル、sはクラスターの大きさである。Rsは
クラスターの重心からそのクラスター内の各サイトまで
の距離の2乗の平均の平方根である。Rsは、d≦Rs
≦3〔mm〕が好ましい。下限は自明であるが、上限
は、これを越えると光学密着による目視効果,すなわ
ち、等厚干渉縞、出力輝度の面内分布の不均一性が無視
できなくなることから定まる。
Furthermore, since microprojections are generated by fusing and linking a plurality of microprojections, the regularity of the two-dimensional lattice used, the number of microprojections to be fused, and the complexity of the shape of the microprojections Although it depends on the method of fusion and the complexity of the shape of the microprojections after fusion, if the linear portion of the side surface is still extremely large due to the size of the microprojections after fusion, it may become visible, It is preferable that the linear portion is a minute projection having a size of about 1000 μm or less.
However, the shape of a microprojection (which is a cluster formed by merging and connecting microprojections) is random. Because it does not occur in the microprojections, it is less noticeable, and by appropriately selecting the two-dimensional lattice, the occupancy probability, the shape of the microprojections and the manner of fusion, the microprojections having the desired shape can be obtained from the microprojections without any problem. Obtainable. It is not necessary that all the microprojections assigned to the lattice points have the same shape and the same size, and even if they are changed (for example, microprojections having the same shape but three kinds of different sizes) are used, the regular With the use of the two-dimensional lattice, the generation of minute projections having long and long side linear portions can be suppressed to a lower rate. Further, as an amount for evaluating the size of the planar spread of the cluster, there is an average rotation radius Rs defined by the following [Equation 3]. Here, r 0 is the position vector of the center of gravity of the cluster, r i is the position vector of each site in the cluster, and s is the size of the cluster. Rs is the root mean square of the distance from the center of gravity of the cluster to each site within the cluster. Rs is d ≦ Rs
≦ 3 [mm] is preferred. The lower limit is self-evident, but the upper limit is determined by exceeding this limit because visual effects due to optical contact, that is, non-uniformity of equal thickness interference fringes and in-plane distribution of output luminance cannot be ignored.

【0036】[0036]

【数1】 (Equation 1)

【0037】次に、パーコレーションによる微小突起生
成の具体例を、底面が正方形である直方体の微小突起素
から微小突起を生成する過程を図を参照して説明する。
図5(a)は、縦25×横25の正方格子の格子点に、
占有確率P=0.4で選ばれた格子点(構成素)に微小
突起素24を割り当てた状態を示す(図面で黒色が微小
突起素を示す)。なお、微小突起素の(底面の)大きさ
は正方格子の単位格子長に対して5/8である。そし
て、上下又は左右方向で隣接する(ボンドで接続してい
る)微小突起素同士はその間の堀を埋めることで融合さ
せ、さらに四つの微小突起素が略二倍の大きな正方形を
作る様に隣接している箇所では、微小突起素に囲われる
部分も埋める。この操作によって、図5(a)から図5
(b)に示す如く、微小突起素が融合した微小突起21
が得られる。
Next, a specific example of the generation of microprojections by percolation will be described with reference to the drawings, showing the process of generating microprojections from rectangular microprojections having a square bottom.
FIG. 5A shows a grid point of a square grid of 25 × 25.
This shows a state in which the microprojection elements 24 are assigned to the lattice points (constituent elements) selected with the occupation probability P = 0.4 (black indicates the microprojection elements in the drawing). The size of the microprojections (on the bottom surface) is 5/8 of the unit cell length of the square lattice. Then, the microprojections adjacent to each other in the vertical or horizontal direction (connected by bonds) are fused by filling the moat between them, and furthermore, the four microprojections are adjacent to each other so as to form a nearly twice as large square. In the portion where the projection is made, the portion surrounded by the microprojection element is also filled. By this operation, FIG.
(B) As shown in FIG.
Is obtained.

【0038】ここで、占有確率Pは臨界パーコレーショ
ン濃度Pc未満であることが、好ましい。P≧Pcの場
合、図24の様に浸透クラスターが発生する。同図は図
5と同じ条件でP=0.60とした場合だが、上方の辺
から下方の辺まで格子全体を横断した浸透クラスター
(微小突起)25が認められる。本発明において、占有
確率Pが臨界パーコレーション濃度Pc以上になると、
クラスターの大きさが無限大(実際の有限サイズの格子
では、勿論有限のクラスターの大きさではあるが、この
場合は格子の端から端まで連結したクラスターとなる)
となる為、クラスターが目視され易くなることに加え、
レンズ配列シートと導光板、もくしは、レンズ配列シー
ト同士の光学密着(光源光の波長以下の間隙での接触)
の面積が無視できなくなる。その為、等厚干渉縞が目視
されたり、導光板からの出力輝度の面内分布の均一性の
低下が目立って来て好ましくない。故に、本発明では占
有確率PはP<Pcとなる様に選ぶ。また、占有確率P
の下限は、最低限ゼロでない有限の値が必要だが、レン
ズ配列シート全面に分布するスペーサとしての機能を果
たすために、微小突起素の大きさ等にもよるが、通常は
P≧0.2程度である。より詳しく説明すると占有確率
Pの値は、微小突起素の大きさ(一般には底面の対角線
長、或いは、直方体の突起素であれば底辺の長さa及び
bで代表される)、格子定数、及びレンズ配列シートの
可撓性も考慮した上で総合的に決定する。例えば、図2
5〜図29は、格子定数=100μmの正方格子を用
い、微小突起素の一辺=格子定数として、順に占有確率
P=0.2、0.3、0.4、0.5、0.6の5通り
の場合について一様乱数を用いたコンピュータシュミレ
ーションを行った例を示す。但し図25〜図29では、
表示の都合上、全格子のうち25×25個の格子点部分
のみ図示した。これらのうち、0.2≦P≦0.5につ
いては、平均回転半径Rsの最大値Rsmax =110μ
m〜630μm、突起部の面積率Sr=18〜54%と
なる。このRsmax は、前記の好ましい範囲に、また、
Srは後述の好ましい範囲に入っており実用上好ましい
範囲である。このことは、後述の実施例でも示される。
Here, the occupation probability P is preferably less than the critical percolation concentration Pc. When P ≧ Pc, a permeation cluster is generated as shown in FIG. The figure shows the case where P = 0.60 under the same conditions as in FIG. 5, but a permeation cluster (microprojection) 25 crossing the entire lattice from the upper side to the lower side is observed. In the present invention, when the occupancy probability P becomes equal to or higher than the critical percolation concentration Pc,
The size of the cluster is infinite (in an actual finite-size grid, of course, it is the size of a finite cluster, but in this case it is a cluster connected from one end of the grid to the other)
In addition to making the cluster more visible,
Optical contact between the lens array sheet and the light guide plate, or between the lens array sheets (contact at a gap smaller than the wavelength of the light source light)
Area cannot be ignored. Therefore, the interference fringes having the same thickness are visually observed, and the uniformity of the in-plane distribution of the output luminance from the light guide plate is undesirably reduced. Therefore, in the present invention, the occupation probability P is selected so that P <Pc. The occupancy probability P
The lower limit of で な い needs a finite value that is not at least zero. However, in order to fulfill the function as a spacer distributed over the entire surface of the lens array sheet, it depends on the size of the microprojection element and the like. It is about. More specifically, the value of the occupation probability P is determined by the size of the microprojection element (generally represented by the diagonal length of the bottom surface or the lengths a and b of the base in the case of a cuboid projection element), lattice constant, It is determined comprehensively in consideration of the flexibility of the lens array sheet. For example, FIG.
5 to 29, using a square lattice with a lattice constant of 100 μm, and assuming that one side of the microprojection element = lattice constant, the occupancy probabilities P = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 in order. In the following five examples, computer simulations using uniform random numbers are performed. However, in FIGS. 25 to 29,
For convenience of display, only 25 × 25 grid points of the entire grid are shown. Of these, for 0.2 ≦ P ≦ 0.5, the maximum value of the average turning radius Rs Rs max = 110 μm
m to 630 μm, and the area ratio Sr of the protrusions is 18 to 54%. This Rs max falls within the preferred range described above, and
Sr falls within a preferred range described below, and is a practically preferred range. This will be shown in the embodiments described later.

【0039】次に、微小突起素の融合の仕方の一例を図
6に示す。図6(a)は或る占有確率Pで選択された格
子点8(すなわち構成素)に割り当てた底面が正方形で
サイズが正方格子の単位格子長より小さい微小突起素2
4が隣接した場合を示す。図6(b)は、隣接する微小
突起素同士の接続部分26の形状が、得られる微小突起
21の側面が滑らか且つ直線的になる様な形状としたも
のである。ちなみに、図5(b)はこの融合の仕方によ
る。そして、図6(c)は該接続部分26の幅が微小突
起素より小さい融合の仕方である。こうすれば、微小突
起素が連続して融合したときでも、微小突起の側面が直
線的に長大となるのが防止でき、図6(b)に比べ、よ
りモアレ縞を生じにくい利点がある。但し、図6(c)
の仕方では、形状が複雑となり、図6(b)に比べてよ
り高い加工精度を要求されるという点で難がある。
Next, FIG. 6 shows an example of a method of fusing the microprojection elements. FIG. 6A shows a small projection element 2 having a square bottom surface and a size smaller than the unit cell length of a square lattice, which is assigned to a lattice point 8 (ie, a constituent element) selected at a certain occupation probability P.
4 shows the case where the two are adjacent to each other. In FIG. 6B, the shape of the connecting portion 26 between adjacent microprojections is such that the side surface of the obtained microprojection 21 is smooth and linear. By the way, FIG. 5B shows the manner of this fusion. FIG. 6C shows a fusion method in which the width of the connection portion 26 is smaller than that of the minute projection. In this way, even when the microprojections are continuously fused, the side surface of the microprojections can be prevented from becoming linearly long, and there is an advantage that moire fringes are less likely to occur as compared with FIG. However, FIG.
The method (2) has a difficulty in that the shape becomes complicated and higher processing accuracy is required as compared with FIG. 6 (b).

【0040】微小突起21のレンズ配列シート面での二
次元分布はランダム分布が好ましいが、実際、本発明で
はパーコレーション理論によるランダム性を有してい
る。(これは、各微小突起の底面の面積要素の重心をそ
の座標の代表値として捉え、その分布をみれば理解でき
る。)もしも、微小突起が周期的に配列していると、微
小突起とレンズ配列シートの反対面に有する単位レンズ
(殆どの場合、周期的配列をしている)とが、必ずある
周期で重なりあうために、モアレ縞となって現れてしま
う。また、このようなレンズ配列を構成する単位レンズ
の配列周期以外にも、カラー液晶表示素子のバックライ
トとして使用する場合には、表示素子の画素の配列周期
とも干渉してモアレ縞が現れやすい。そこで、微小突起
の配列にランダム性を導入して非周期化することにより
モアレ縞の発生が防止される。
The two-dimensional distribution of the minute projections 21 on the lens array sheet surface is preferably a random distribution, but in fact, the present invention has randomness based on the percolation theory. (This can be understood by taking the center of gravity of the area element on the bottom surface of each microprojection as a representative value of its coordinates and seeing its distribution.) If the microprojections are periodically arranged, the microprojections and the lens Moire fringes appear because the unit lenses on the opposite surface of the array sheet (in most cases, they are periodically arrayed) always overlap at a certain period. When used as a backlight of a color liquid crystal display element in addition to the arrangement cycle of the unit lenses constituting such a lens arrangement, moire fringes tend to appear due to interference with the arrangement cycle of the pixels of the display element. Therefore, the occurrence of moiré fringes can be prevented by introducing randomness into the arrangement of the minute projections and making them non-periodic.

【0041】しかし、モアレ縞は微小突起21の配列が
ランダム化されても、各微小突起を構成する微小突起素
の形状が同一で向きが揃っていると、各微小突起素の同
種(例えば、底面が台形ならば台形の上底同士)の各側
面から生成される微小突起の側面が全て同一の方向を向
いている為に、これら同一向きの微小な側面が集合し
て、あたかも大きな仮想的側面を形成する様になる。ま
た、この仮想的側面は微小突起がランダム配列をしてい
ても、微小突起生成過程に使用した二次元格子に周期性
のある規則格子(例えば正方格子)を用い且つ格子点に
配置する微小突起素を全て同一の形状及び大きさとすれ
ば、周期性も発生する。そして、この下層的側面と、レ
ンズ配列を構成する単位レンズが有する面とが干渉し
て、モアレ縞が発生することがある。従って、単位レン
ズを構成する面と、微小突起の有する側面とを、或る一
定の関係にすることが好ましい。
However, even if the arrangement of the microprojections 21 is randomized, if the shapes of the microprojections constituting the microprojections are the same and the orientations are uniform, the moire fringes are of the same type (for example, If the base is trapezoidal, the sides of the microprojections generated from each side of the trapezoid are all in the same direction, so these small sides in the same direction are aggregated, as if a large virtual It forms a side surface. In addition, even if the microprojections are randomly arranged, the virtual side uses a regular lattice (for example, a square lattice) having periodicity in the two-dimensional lattice used in the microprojection generation process and arranges the microprojections at lattice points. If all the elements have the same shape and size, periodicity also occurs. Then, the lower side surface interferes with the surface of the unit lens constituting the lens array, and moire fringes may be generated. Therefore, it is preferable that the surface forming the unit lens and the side surface of the minute projection have a certain relationship.

【0042】図4は、このモアレ縞の発生を防止する為
の説明図である。例えば、図4(a)のように、レンズ
配列シート1のレンズ配列は三角柱レンズの単位レンズ
41から構成される場合を考えてみる。レンズ配列シー
ト1の出射面は、X−Y平面に平行な面であり、これを
水平面とする。なお、出射面に垂直な法線方向はZ軸方
向(図示せず)である。単位レンズ41を構成する面
は、山谷を成す斜面42であるが、この面(斜面)と水
平面との交わる交線と、X軸とは平行な線となる(X軸
が交線と平行になるように座標軸をとってある)。な
お、厳密には、斜面は有限な面であり、水平面もZ軸座
標の取り方により多数あり、斜面と水平面とは条件次第
で交わらないが、ここでの交線とは前記面(斜面)を延
長して水平面と交わる線の意味である。もちろん、三角
柱の単位レンズで、それを一次元方向に配列した場合に
は、交線は一種類のみであるが、四角錐等の他の種類の
単位レンズを二次元方向に配列した場合は、単位レンズ
を構成する面から導出される交線は、二種類以上の場合
もあり、それらの交線が直行しない場合もある。
FIG. 4 is an explanatory diagram for preventing the occurrence of moire fringes. For example, let us consider a case where the lens array of the lens array sheet 1 is composed of unit lenses 41 of a triangular prism lens as shown in FIG. The exit surface of the lens array sheet 1 is a surface parallel to the XY plane, and is defined as a horizontal plane. The normal direction perpendicular to the light exit surface is the Z-axis direction (not shown). The surface forming the unit lens 41 is a slope 42 forming a mountain and a valley. An intersection line intersecting this surface (slope surface) with a horizontal plane is a line parallel to the X axis (the X axis is parallel to the intersection line). The coordinate axes are taken so that Strictly speaking, the slope is a finite surface, and there are many horizontal planes depending on how to take the Z-axis coordinates. The slope and the horizontal plane do not intersect depending on conditions, but the line of intersection here is the plane (slope) Is a line extending from the horizontal plane. Of course, in the case of a triangular prism unit lens, if it is arranged in a one-dimensional direction, there is only one type of intersection, but if another type of unit lens such as a quadrangular pyramid is arranged in a two-dimensional direction, There may be two or more types of intersecting lines derived from the surface constituting the unit lens, and the intersecting lines may not be orthogonal.

【0043】次に、図4(b)は、三角柱レンズの単位
レンズ41から導出される交線を基準とした、X−Y座
標軸に対して、微小突起群2から導出される一つ交線を
X′軸として、直行系のX′−Y′座標軸を重ね合わせ
たものである。各微小突起21が有する側面は向きは全
て揃っていて、それらの側面とレンズ配列シートの水平
面との交線は、二種類あり直交し、X′軸に平行な交線
とY′軸に平行な交線である。このX′軸と先のX軸と
は角度αをなす。
Next, FIG. 4B shows one intersection line derived from the minute projection group 2 with respect to the XY coordinate axis with respect to the intersection line derived from the unit lens 41 of the triangular prism lens. Is the X 'axis, and the orthogonal X'-Y' coordinate axes are superimposed. The side surfaces of each microprojection 21 are all oriented in the same direction, and there are two types of lines of intersection between the side surfaces and the horizontal plane of the lens array sheet, which are orthogonal to each other, parallel to the X 'axis and parallel to the Y' axis. Line of intersection. The X 'axis and the previous X axis form an angle α.

【0044】X軸とX′軸のなす角度αがゼロであれ
ば、平行となりモアレ縞が発生し易い。しかし、このよ
うな単位レンズから導出される交線と微小突起から導出
される交線とを5°を越えて離すように、双方の配置を
とればモアレ縞は防止できる。すなわち、微小突起から
導出される交線が直行座標系を与える場合、角度αが時
計回り(右回り)で、5〜85°の範囲、より好ましく
は10〜80°の範囲であれば、モアレ縞の発生は効果
的に防止できる。また、角度αは、反時計回りで、−5
〜−85°、より好ましくは−10〜−80°の範囲で
も良い。85°を越えると、注目する側面から導出され
る交線についての角度は、さらに大きくなるが、隣接す
る側面(前記側面に対して90°をなす)との関係が、
平行関係に近くなり、隣接する側面との関係でモアレ縞
が発生し易くなる。このように、直行座標系を与える底
面が長方形の微小突起素からなる微小突起の側面との関
係で、平行から5°を越えて離せば、モアレ縞の発生は
防止できる。
If the angle α between the X-axis and the X'-axis is zero, they become parallel and moiré fringes easily occur. However, moiré fringes can be prevented by arranging both the intersection line derived from the unit lens and the intersection line derived from the minute projections by more than 5 °. That is, if the intersection line derived from the minute projections gives a rectangular coordinate system, if the angle α is clockwise (clockwise) in the range of 5 to 85 °, more preferably in the range of 10 to 80 °, moire The generation of fringes can be effectively prevented. The angle α is -5 in a counterclockwise direction.
The range may be from -85 to -85, more preferably from -10 to -80. When the angle exceeds 85 °, the angle of the intersection line derived from the side surface of interest further increases, but the relationship with the adjacent side surface (which forms 90 ° with respect to the side surface) becomes
The relationship is close to a parallel relationship, and moire fringes are easily generated in relation to an adjacent side surface. As described above, the generation of moiré fringes can be prevented if the bottom surface providing the orthogonal coordinate system is separated from the parallel by more than 5 ° with respect to the side surfaces of the minute projections made of rectangular minute projection elements.

【0045】なお、微小突起素が例えば直方体からな
り、各直方体の注目した同種の側面とレンズ配列シート
の水平面との交線と、単位レンズの面と前記水平線との
交線とが、上記のように5°を越えた或る角度に規定す
る際に、構成素に割り当て配置する全ての微小突起素
(この場合直方体)の向きを全て揃える必要はない。例
えば、全微小突起素の1%の数が水平であったとして
も、それらが、隣接した部分、そして隣接した格子素に
集中していなければ、モアレ縞の発生の起因となる平行
関係を定義する程の強度を持たないからである。この意
味で、本発明の請求項4において、各直方体の側面から
導出される交線と単位レンズから導出される交線とが互
いに非平行であるとする、「各直方体」の意味は、必ず
しも構成素に配置する全ての直方体が非平行関係を有す
ることに限定されるものではなく、配置した直方体の一
部には平行関係があっても大勢として非平行関係がある
との意味も包含する。
The microprojection element is made of, for example, a rectangular parallelepiped, and the line of intersection between the noted side surface of each rectangular parallelepiped and the horizontal plane of the lens array sheet, and the line of intersection between the unit lens surface and the horizontal line are as described above. When the angle is defined at a certain angle exceeding 5 ° as described above, it is not necessary to align all the directions of all the microprojection elements (in this case, rectangular parallelepipeds) allocated to the constituent elements. For example, even if 1% of all microprojection elements are horizontal, if they are not concentrated in adjacent parts and adjacent lattice elements, a parallel relationship that causes moire fringes is defined. This is because it does not have enough strength. In this sense, in claim 4 of the present invention, the meaning of “each rectangular parallelepiped” does not necessarily mean that the line of intersection derived from the side surface of each rectangular parallelepiped and the line of intersection derived from the unit lens are not parallel to each other. It is not limited that all the rectangular parallelepipeds arranged in the constituents have a non-parallel relationship, but also includes a meaning that even if some of the arranged rectangular parallelepipeds have a parallel relationship, there is a large number of non-parallel relationships. .

【0046】本発明の微小突起素としては、直方体以外
にも多角柱でもよいことは既に説明したが、以上の説明
で対象とした直方体を同じ向きで構成素に配置する場
合、その側面は互いに90°をなしているので、90°
回転する毎に同様な状況となる。しかし、直方体の場
合、その対向する側面同士が平行であるで、モアレ縞発
生防止において、考慮する交線は互いに直行する二種類
の交線のみである。しかし、直方体以外の多角柱、例え
ば、三角柱であれば、考慮する交線は三種類、五角柱の
場合は五種類と、いずれも直方体の場合よりも多くな
る。従って、モアレ縞が発生する条件は多くなり、設計
の自由度が減少する。勿論、四角柱であっても、隣接す
る側面同士が直角でない、自由四角柱では、考慮する交
線は四種類と多くなり、この点で、対向する側面が平行
な、底面が平行四辺形や、菱形からなる四角柱でも、モ
アレ縞の発生を、直方体と同等に防止することができ
る。しかし、製造の容易さの点からは、これらの平行四
辺形や菱形からなる四角柱よりも、直方体の方が優れて
いる。なお、側面から導出される交線が直線を成さない
場合として、nを無限大としたn角柱、すなわち側面が
曲面からなる円柱、楕円柱等があるが、この場合、上記
直方体に対して、例えば、微小突起、ひいては、微小突
起群作成の為の原版フィルムをスキャナー等の平行なス
キャニング方式で行うと、突起が微小であるために、ス
キャニングラインと平行又は直角でない側面を形成する
円形等の輪郭にギザが出来て、本来の円柱の滑らかな側
面が出来ない。
Although it has already been described that the microprojection element of the present invention may be a polygonal prism in addition to a rectangular parallelepiped, when the rectangular parallelepipeds targeted in the above description are arranged in the same orientation on the constituent elements, the side faces are mutually opposite. 90 ° because it forms 90 °
A similar situation occurs each time it rotates. However, in the case of a rectangular parallelepiped, the opposing side surfaces are parallel to each other, and therefore, in preventing the occurrence of moiré fringes, only two types of intersecting lines that are orthogonal to each other are considered. However, in the case of a polygonal prism other than a rectangular parallelepiped, for example, a triangular prism, there are three types of intersection lines to be considered, and in the case of a pentagonal prism, there are five types of intersection lines, all of which are more than in the case of a rectangular parallelepiped. Therefore, the conditions under which moiré fringes occur are increased, and the degree of freedom in design is reduced. Of course, even in the case of a square prism, adjacent side surfaces are not right angles, and in a free square prism, there are four types of intersection lines to consider, and in this regard, the opposite side surfaces are parallel, and the bottom surface is a parallelogram or Even with a square prism having a rhombus shape, the occurrence of moire fringes can be prevented as well as a rectangular parallelepiped. However, from the viewpoint of ease of manufacture, a rectangular parallelepiped is superior to a quadratic prism composed of a parallelogram or a rhombus. In addition, as a case where the intersection line derived from the side surface does not form a straight line, there is an n prism having n infinite, that is, a cylinder having a curved side surface, an elliptic cylinder, and the like. For example, when a microprojection, and thus an original film for forming a microprojection group is formed by a parallel scanning method such as a scanner, the projection is so small that a circular shape that forms a side surface that is not parallel or perpendicular to the scanning line. The contours of the cylinder are indented, and the smooth sides of the original cylinder cannot be formed.

【0047】なお、前記した各微小突起と構成面と単位
レンズの構成面との関係で発生するモアレ縞は、微小突
起素を構成素に割り当てる際に、全て同じ向きに配置す
るために、各微小突起のなす側面が全て揃って、認識可
能な交線を定義してしまい、この交線と単位レンズの成
す面から導出される交線との関係が発生することに起因
する。しかし、各微小突起素が全て同一形状であって
も、構成素への配置で、ランダムな向き、すなわちラン
ダムに回転させて配置すれば、各微小突起の側面がなす
面から得られる交線は、それぞれ分散された任意の角度
を有し、特定の角度に定義された交線は無くなり、この
ようにしても、モアレ縞発生を防止できる。この点で
は、円柱、楕円柱等が優れているが、前述した様に滑ら
かな曲面を持った側面の製造上の難しさがある。
The moiré fringes generated due to the relationship between each of the minute projections, the constituent surface, and the constituent surface of the unit lens are arranged in the same direction when assigning the minute protrusions to the constituents. This is because all the side surfaces formed by the minute projections define a recognizable intersection line, and a relationship occurs between the intersection line and an intersection line derived from the surface formed by the unit lens. However, even if all of the microprojections are of the same shape, if they are arranged in a random manner in arrangement to the constituents, that is, if they are rotated at random, the intersection line obtained from the surface formed by the side surface of each microprojection is , Each having an arbitrary angle dispersed therein, there is no intersection defined at a specific angle, and even in this case, the occurrence of moire fringes can be prevented. In this respect, a cylinder, an elliptical cylinder and the like are excellent, but there is a difficulty in manufacturing a side surface having a smooth curved surface as described above.

【0048】また、微小突起の分布密度は、レンズ配列
シートが撓んで等厚干渉縞が出来ない程度であり、ま
た、レンズ配列シートにある程度の剛直性があったとし
ても、下側となる導光体やレンズ配列シートとの間で均
一な間隔が確保でき、間隔の微妙な差によって、やはり
等厚干渉縞が出来ない程度に、適宜、設定する。従っ
て、前記した二次元格子の格子サイズはこの分布密度の
観点から決めれば良いものである。微小突起素の断面積
をゼロと見立てた場合の分布密度、即ち微小突起の個数
的な分布密度は、特に、2枚のレンズ配列シートを重ね
合わせて使用する場合、上側のレンズ配列シート裏面の
微小突起の隣接する突起間の平均距離tを、下側のレン
ズ配列シート表面の単位レンズの繰り返し周期pの2倍
以下、すなわち、t<2pとすることが好ましい。この
ように設計することにより、微小突起素の断面積如何に
よらず互いに接触支持される上側レンズーシート裏面の
微小突起21と下側レンズ配列シート表面の単位レンズ
41との支持接点間が撓んで、上下レンズ配列シート間
の間隔が不均一となって等厚干渉縞がでたり、上下レン
ズ配列シート間隔が光源光の波長未満となることを防止
できる。平均距離tはより好ましくは、t<0.5pで
ある。ただし、実際は微小突起素が、有限の断面積を持
ち、さらに微小突起素同士が連結している為、tが、
0.5pより大きくても、充分この防止効果はある。
Further, the distribution density of the minute projections is such that the lens array sheet is bent so that no interference fringes of equal thickness can be formed, and even if the lens array sheet has a certain degree of rigidity, the lower side has a lower density. The distance is appropriately set so that a uniform interval can be secured between the optical member and the lens array sheet, and a slight difference in the interval does not allow uniform interference fringes to be formed. Therefore, the lattice size of the two-dimensional lattice may be determined from the viewpoint of the distribution density. The distribution density when the cross-sectional area of the microprojections is assumed to be zero, that is, the distribution density in terms of the number of microprojections, particularly when two lens array sheets are used in an overlapping manner, It is preferable that the average distance t between the adjacent protrusions of the minute protrusions is not more than twice the repetition period p of the unit lens on the surface of the lower lens array sheet, that is, t <2p. By designing in this manner, the supporting contact between the microlenses 21 on the back surface of the upper lens and the unit lens 41 on the surface of the lower lens array sheet that are in contact with each other regardless of the cross-sectional area of the microprojection element bends, It is possible to prevent the interval between the upper and lower lens array sheets from becoming uneven, thereby producing interference fringes of equal thickness, and the interval between the upper and lower lens array sheets to be less than the wavelength of the light source light. The average distance t is more preferably t <0.5p. However, since the microprojections have a finite cross-sectional area and the microprojections are connected to each other, t is
Even if it is larger than 0.5p, this prevention effect is sufficient.

【0049】一方、微小突起の断面積を有限のものとし
て評価した場合のレンズ配列シートが撓んでも等厚干渉
縞を防止し得る分布密度としては、レンズ配列シート1
と導光体51とが対面している全面積Stに対する、前
記突起部の断面積の総和Spの面積割合Sr(=Sp/
St×100)で一般的には、0.01〜60%程度が
好ましい。スペーサ的な機能としては最小限で機能する
ことが好ましいが、レンズ配列シートの撓みの点からは
ある程度必要であり、また、下記する導光体と組合わせ
て面光源とする場合に、輝度の面分布の均一化の為に
も、ある程度は必要である。特にレンズ配列シートが5
0〜100μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレート
シートと同等程度の可撓性の場合は、Sr=20〜60
%程度が良好である。
On the other hand, when the cross-sectional area of the fine projections is evaluated as being finite, the distribution density that can prevent the interference fringes having the same thickness even when the lens array sheet is bent is as follows.
Ratio Sr (= Sp /) of the total sum Sp of the cross-sectional areas of the protrusions to the total area St where the light guide 51 and the light guide 51 face each other.
(St × 100), and generally about 0.01 to 60% is preferable. Although it is preferable that the function as a spacer functions at a minimum, it is necessary to some extent in terms of bending of the lens array sheet. It is also necessary to some extent to make the surface distribution uniform. Especially when the lens array sheet is 5
In the case of the same degree of flexibility as a biaxially stretched polyethylene terephthalate sheet of 0 to 100 μm, Sr = 20 to 60
% Is good.

【0050】輝度の面分布に関係する要因を考えるに
は、上記する面積割合Srと逆関係にある面積比率Rを
用いて説明する。微小突起21が導光体51の表面と密
着せず、且つ波長以上の間隔のある空隙9の部分の面積
の総和Saが、レンズ配列シート1と導光体51とが対
面している全面積Stに対する割合として、面積比率R
〔%〕は〔式4〕で表される。 R=Sa/St×100 〔式4〕 従って、面積比率Rは上記面積割合SrとR+Sr=1
00の関係がある。この面積比率Rは、要求される面内
での輝度の均一性、光エネルギーの利用効率、導光体の
寸法等により決定されるが、通常、面積比率Rは80%
以上、より好ましくは90%以上とすることが必要であ
る。この理由としては、図21のような、共に表面粗さ
が光の波長以下の平滑な導光体表面55とレンズ配列シ
ート1の表面(裏面)とを密着させた場合、図16の様
に、光源52から導光体51に入射する入力光のうち大
部分が、光源側の側端部から距離yまでに至る領域部分
で全反射することなく放出され(導光体表面には臨界角
以上で入射してもその部分では全反射されず単位レンズ
に光は進入してしまう為)、yより遠い所では急激に輝
度が低下して暗くなってしまう。そして、発光部の長さ
yの導光体51の光伝播方向の全長Yに対する百分率
は、実際に測定すると10〜20%となる。従って、光
源から導光体に入射された光エネルギー量を全長Yに均
等に分配するためには、導光体表面55の長さyの領域
部分で大部分、すなわち約100%の光が放出されてし
まうのだから、長さyの領域部分に来る入射光のうち1
0〜20%は透過させて放出し、残りの90〜80%の
光を全反射させる必要がある。ここで、概ね、 (全反射光量/全入射光量)≒Sa/St=R で近似されることから、Rは80〜90%(Sr=10
〜20%)が必要である。そして、yより遠方の所でも
同様に近似できるので、Rは80〜90%が必要である
点は、全長にわたって適用できる。但し、Rが100%
(Srが0%)に近くなり過ぎると、前記したようにレ
ンズ配列シートの撓みにより、微小突起群の間の間隔
が、光の波長以上に保てなくなり好ましくない。その
為、Rの上限は99.99%以下(Sr≧0.01%)
にすると良い。
In order to consider factors related to the surface distribution of luminance, an explanation will be given using an area ratio R which is inversely related to the above-mentioned area ratio Sr. The small protrusions 21 do not adhere to the surface of the light guide 51, and the total area Sa of the portions of the gaps 9 having a wavelength or more is the total area where the lens array sheet 1 and the light guide 51 face each other. Area ratio R as a ratio to St
[%] Is represented by [Equation 4]. R = Sa / St × 100 [Equation 4] Accordingly, the area ratio R is equal to the area ratio Sr and R + Sr = 1.
There is a relationship of 00. The area ratio R is determined by the required uniformity of brightness in a plane, the efficiency of light energy use, the dimensions of the light guide, and the like. Usually, the area ratio R is 80%.
More preferably, it is necessary to be 90% or more. The reason for this is that, as shown in FIG. 21, when the light guide surface 55 having a smooth surface roughness equal to or less than the wavelength of light is brought into close contact with the front surface (back surface) of the lens array sheet 1, as shown in FIG. Most of the input light incident on the light guide 51 from the light source 52 is emitted without being totally reflected in a region extending from the side end on the light source side to the distance y (the critical angle is formed on the surface of the light guide). Even if the light is incident as described above, the light is not totally reflected at that portion and enters the unit lens). Therefore, at a position farther than y, the brightness is sharply reduced and darkened. The percentage of the length y of the light emitting portion with respect to the total length Y in the light propagation direction of the light guide 51 is 10 to 20% when actually measured. Accordingly, in order to evenly distribute the amount of light energy incident on the light guide from the light source over the entire length Y, most of the light, that is, about 100% of light is emitted in the region of the length y of the light guide surface 55. Of the incident light coming to the area portion of the length y.
It is necessary to transmit and emit 0 to 20%, and totally reflect the remaining 90 to 80% of light. Here, R is approximately 80 to 90% (Sr = 10%) because approximately (total reflected light amount / total incident light amount) ≒ Sa / St = R.
2020%). And since the approximation can be similarly performed at a place farther than y, the point that R is required to be 80 to 90% can be applied over the entire length. However, R is 100%
If (Sr is too close to 0%), the distance between the minute projection groups cannot be maintained to be equal to or more than the wavelength of light due to the bending of the lens array sheet as described above, which is not preferable. Therefore, the upper limit of R is 99.99% or less (Sr ≧ 0.01%)
It is good to

【0051】なお、上記のパーコレーション理論による
ランダム化処理は、コンピュータによって演算処理すれ
ば良く、その結果を製版用のフィルム原版に焼き付けれ
ば良い。また、或る限定された面積についてランダム化
処理した微小突起群を一単位として、天地左右に繰り返
して最終的に必要とする面積の微小突起群としても良
い。
The randomization process based on the percolation theory may be performed by a computer, and the result may be printed on a film master for plate making. Alternatively, a group of microprojections randomized for a limited area may be used as a unit to repeatedly form a microprojection group having a finally required area by repeating the process from left to right.

【0052】以上のような特定の微小突起群をレンズ配
列シートの片面に設けることによって、視野角外に出射
する光線が増加して輝度が低下することなく、等厚干渉
縞やモアレ縞を防止した、また、導光体全面にわたって
均一な面分布で出力光を分配できる優れたレンズ配列シ
ートとすることができる。
By providing the specific minute projections as described above on one surface of the lens array sheet, light rays emitted out of the viewing angle are increased and the luminance is not reduced, and uniform thickness interference fringes and moiré fringes are prevented. Further, an excellent lens array sheet capable of distributing output light with a uniform surface distribution over the entire surface of the light guide can be provided.

【0053】本発明のレンズ配列シート1は、図9
(a)や図9(b)のように、平坦な透明基材3の片面
に多数の微小突起21からなる微小突起群2を設け、他
方の面にレンズ配列4を設けた3層構成でも良いし、ま
た、図8に示すようにレンズ配列4と透明基材3とが一
体でこれに微小突起群2を設けた2層構成、あるいは、
図7に示すレンズ配列4と透明基材3と微小突起群2の
三者を一体化した単層構成でも構わない。このような一
体化したレンズ配列シートでは、透明基材の部分は必ず
しも必要ではなく、レンズ配列の背面に微小突起群を有
するものもあり得、これら一体化したものが透明基材で
あると考えることもできる。なお、図9(b)では、透
明で微小突起群2と一体化しており、微小突起21以外
の部分では表面(レンズ配列シートとしては裏面側とな
る)が平滑な微小突起ベース32が、透明基材3の片面
全面を覆う。このような構成は、微小突起群を透明基材
3上に形成する際に、微小突起ベース32も同時に形成
することもあるからである。この場合、微小突起ベース
32は透明基材3の一部であると考えることもできる。
FIG. 9 shows a lens array sheet 1 according to the present invention.
As shown in FIG. 9A and FIG. 9B, a three-layer structure in which a microprojection group 2 including a large number of microprojections 21 is provided on one surface of a flat transparent base material 3 and a lens array 4 is provided on the other surface. Or a two-layer structure in which the lens array 4 and the transparent substrate 3 are integrated with each other and provided with the microprojection group 2 as shown in FIG.
The lens arrangement 4, the transparent substrate 3, and the microprojection group 2 shown in FIG. 7 may be integrated into a single layer. In such an integrated lens array sheet, the portion of the transparent substrate is not always necessary, and there may be one having a minute projection group on the back surface of the lens array, and it is considered that these integrated ones are the transparent substrate. You can also. In FIG. 9B, the microprojection base 32, which is transparent and integrated with the microprojection group 2, has a smooth surface (the rear surface side as the lens array sheet) except for the microprojections 21. The entire surface of one side of the substrate 3 is covered. This is because such a configuration may form the microprojection base 32 at the same time when the microprojection group is formed on the transparent substrate 3. In this case, the microprojection base 32 can be considered as a part of the transparent substrate 3.

【0054】透明基材、微小突起及びレンズ配列は透明
な材料から形成する。このような材料の透明性は、用途
によっては着色透明又は半透明でも良い。また微小突起
は、その大きさが微小であることから、目視できない程
度に不透明であっも構わないが、透明が好ましい。
The transparent substrate, the minute projections, and the lens array are formed from a transparent material. The transparency of such a material may be colored transparent or translucent depending on the application. The minute projections may be opaque to the extent that they are not visible because the size of the minute projections is very small, but it is preferably transparent.

【0055】これらの透明基材、レンズ配列、微小突起
を形成する透明な材料としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル
樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペ
ンテン樹脂等の熱可塑性樹脂、あるいは、ポリエステル
アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリ
レート等のオリゴマー及び/又はアクリレート系等のモ
ノマー等からなる電離放射線硬化性樹脂を紫外線又は電
子線等の電離放射線で硬化させた樹脂等で透明性の良い
樹脂が用いられる。このような樹脂は、屈折率は通常
1.49〜1.55程度のものである。また、樹脂以外
にも透明性が良けば、ガラス、セラミックス等でも使用
できる。
Examples of the transparent base material, the lens array, and the transparent material forming the microprojections include polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate resins, polystyrene resins, and polymethyl resins. An ionizing radiation-curable resin composed of a thermoplastic resin such as a pentene resin or an oligomer such as polyester acrylate, urethane acrylate or epoxy acrylate and / or a monomer such as an acrylate is cured by ionizing radiation such as ultraviolet rays or electron beams. A highly transparent resin such as a resin is used. Such a resin usually has a refractive index of about 1.49 to 1.55. In addition to glass, glass and ceramics can be used as long as they have good transparency.

【0056】なお、レンズ配列シートの総厚は、通常2
0〜1000μm程度である。
The total thickness of the lens array sheet is usually 2
It is about 0 to 1000 μm.

【0057】本発明のレンズ配列シートのレンズ配列と
しては、例えば図10のように柱状体として三角柱の単
位レンズ41をその長軸(稜線)方向を一次元方向に平
行にして隣接して配列させてなる三角プリズム線型配列
シート、図11の様なレンチキュラーレンズ、又は図1
3のように、半球面等周囲が独立した突起状の単位レン
ズ21を多数、二次元方向に配列してなる蠅の目レンズ
等が使用され得る。ここで、単位レンズの断面形状とし
ては、図11、図12のように円、楕円、カージオイ
ド、ランキンの卵形、サイクロイド、又はインボリュー
ト曲線等の連続で滑らかな曲線、或いは図10の様に三
角形、四角形、又は六角形など多角形の一部分又は全体
を用いることもできる。また、二次元方向に配列する単
位レンズとしては図14のように角錐レンズも使用でき
る。これらの単位レンズは、図10、図11、図13、
図14の様な凸レンズでも、図12の様な凹レンズでも
良く、これらの中でも、好ましいのは設計、製造の容易
さ、集光、光の拡散特性(半値角、サイドローブ光(レ
ンズ配列シートの出射面の法線に対して大きく斜め方向
に出射する光)の少なさ、半値角内の輝度の等方性、法
線方向の輝度)等の点から円柱又は楕円柱である。特
に、面光源の法線方向が長径となった楕円柱が輝度が高
い点で好ましい。なお、以上の単位レンズの形状を説明
する各図では、微小突起の図示は省略してある。
As the lens array of the lens array sheet of the present invention, for example, as shown in FIG. 10, a unit lens 41 of a triangular prism as a columnar body is arranged adjacently with its major axis (ridge line) parallel to the one-dimensional direction. A triangular prism linear array sheet, a lenticular lens as shown in FIG. 11, or FIG.
As shown in FIG. 3, a fly-eye lens or the like formed by arranging a large number of unit lenses 21 each having a protruding shape such as a hemispherical surface and having an independent periphery in a two-dimensional direction can be used. Here, the cross-sectional shape of the unit lens may be a continuous smooth curve such as a circle, an ellipse, a cardioid, an egg shape of Rankine, a cycloid, or an involute curve as shown in FIGS. Part or all of a polygon such as a triangle, a quadrangle, or a hexagon may be used. As a unit lens arranged in a two-dimensional direction, a pyramid lens can also be used as shown in FIG. These unit lenses are shown in FIGS. 10, 11, 13,
A convex lens as shown in FIG. 14 or a concave lens as shown in FIG. 12 may be used. Among these, preferred are design, ease of manufacture, light condensing, light diffusion characteristics (half-value angle, side lobe light (lens array sheet) It is a cylinder or an elliptical cylinder in view of the small amount of light that is emitted in an oblique direction largely with respect to the normal to the emission surface, the isotropic luminance within the half-value angle, and the luminance in the normal direction). In particular, an elliptic cylinder having a longer diameter in the normal direction of the surface light source is preferable in terms of high luminance. In each of the drawings for describing the shape of the unit lens, the minute projections are not shown.

【0058】レンズ配列シートの製造方法としては、図
7のような単層構成のレンズ配列シートを得るには、例
えば特開昭56−157310号公報に開示されている
ような公知の熱可塑性樹脂の熱プレス法や、射出成形法
で、レンズ配列4と微小突起群2と逆凹凸形状を有する
型を用いることができる他、紫外線や熱による硬化性樹
脂の注型成形でも作ることができる。
As a method for producing a lens array sheet, a single-layer lens array sheet as shown in FIG. 7 can be obtained by, for example, a known thermoplastic resin as disclosed in JP-A-56-157310. In addition to the use of a hot press method or an injection molding method, a mold having a lens arrangement 4 and a group of microprojections 2 having an inverted concavo-convex shape can be used.

【0059】また、別の製造方法としては、例えば特開
平5−169015号公報に開示されているような、所
望のレンズ配列の形状に対して逆形状の凹部(正確には
凹凸形状)を有するロール凹版に電離放射線硬化性樹脂
液を充填し、これに透明基材シートを重ねて、重ねたま
ま紫外線や電子線等の電離放射線を透明基材シート側か
ら照射して(ロール凹版がガラス等で透明な場合はロー
ル凹版の内側からも可能)、電離放射線硬化性樹脂液を
硬化させ、その後、透明基材シートを硬化した樹脂と共
にロール凹版から剥離することにより、硬化した電離放
射線硬化性樹脂液が、所望の形状のレンズ配列4となっ
て透明基材シート上に形成されたレンズ配列シートの中
間シートが得られる。次いで、同様な操作を中間シート
の裏面に対して、所望の微小突起群の形状に対して逆形
状の凹部を有するロール凹版にて、行えば、裏面に微小
凹凸突起群を有し、表面にレンズ配列を有する本発明の
レンズ配列シートが得られる。なお、レンズ配列の先に
微小突起群を形成してもかまわない。
Further, as another manufacturing method, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-169015, a concave portion having a shape reverse to a desired lens arrangement shape (accurately, a concave and convex shape) is provided. A roll intaglio is filled with an ionizing radiation-curable resin liquid, and a transparent substrate sheet is stacked on top of the liquid. If it is transparent, it is also possible from the inside of the roll intaglio), cures the ionizing radiation-curable resin liquid, and then peels off the transparent substrate sheet from the roll intaglio together with the cured resin, thereby curing the ionizing radiation-curable resin. The liquid becomes a lens array 4 having a desired shape, and an intermediate sheet of the lens array sheet formed on the transparent base sheet is obtained. Next, if the same operation is performed on the back surface of the intermediate sheet with a roll intaglio having a concave portion having a shape opposite to the shape of the desired minute projection group, the minute irregular projection group is provided on the back surface, and The lens array sheet of the present invention having a lens array is obtained. Note that a group of minute projections may be formed before the lens array.

【0060】図19は、このような電離放射線硬化性樹
脂による製造方法に用い得る製造装置の一例を示す概念
図(断面図)である。図19の製造装置において、71
は形成する微小突起群2(又はレンズ配列4)と逆形状
の凹部72が設けられたロール凹版(但し、図面を簡略
化する為、凹部は四角形断面で図示してあり、このロー
ル凹版は軸芯を中心として矢印方向に回転している)、
73は電離放射線硬化性樹脂液、3はシート状の透明基
材、74はロール凹版に当接して透明基材3をロール凹
版71に圧接する押圧ロール、75は透明基材3の走行
を支えるガイドロール、76は剥離ロール、77a及び
77bは電離放射線硬化性樹脂液を硬化するための電離
放射線照射装置、21は電離放射線硬化性樹脂液の硬化
物として透明基材3上に形成された微小突起、1は微小
突起21(又はレンズ配列4)を透明基材3上に有する
レンズ配列シートの中間シート11、78は電離放射線
硬化性樹脂液の塗工装置である。
FIG. 19 is a conceptual diagram (cross-sectional view) showing an example of a manufacturing apparatus that can be used in such a manufacturing method using an ionizing radiation-curable resin. In the manufacturing apparatus of FIG.
Is a roll intaglio provided with a concave portion 72 having an inverse shape to the microprojection group 2 (or lens array 4) to be formed (however, the concave portion is shown in a square cross section for simplification of the drawing, and the roll intaglio is (Rotating around the core in the direction of the arrow),
73 is an ionizing radiation-curable resin liquid, 3 is a sheet-shaped transparent substrate, 74 is a pressing roll which abuts against the roll intaglio and presses the transparent substrate 3 against the roll intaglio 71, and 75 supports the running of the transparent substrate 3 A guide roll, 76 is a peeling roll, 77a and 77b are ionizing radiation irradiators for curing an ionizing radiation-curable resin liquid, and 21 is a fine particle formed on the transparent substrate 3 as a cured product of the ionizing radiation-curable resin liquid. The projections 1 and 1 are intermediate sheets 11 and 78 of a lens array sheet having fine projections 21 (or a lens array 4) on a transparent base material 3, and coating devices for ionizing radiation-curable resin liquid.

【0061】なお、上述の様な製造方法において、シー
ト状の透明基材としては、例えば、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ル樹脂等からなるシートが使用できる。厚みは、装置取
扱い等の作業性等から決められるが、通常10〜100
0μm程度である。
In the above-mentioned production method, a sheet made of a polyester resin such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate can be used as the sheet-like transparent substrate. The thickness is determined based on the workability of handling the device and the like.
It is about 0 μm.

【0062】このような方法によって、微小突起群2及
びレンズ配列4を透明基材3の表裏に有する図9のよう
な3層構成のレンズ配列シートが得られる。
According to such a method, a lens array sheet having a three-layer structure as shown in FIG. 9 having the microprojection group 2 and the lens array 4 on the front and back of the transparent substrate 3 can be obtained.

【0063】また、図8のような2層構成のレンズ配列
シートは、先ず前記したプレス成形、射出成形、注型成
形等でレンズ配列を有する中間シートを作成しておき、
次に、上述した電離放射線硬化性樹脂とロール凹版又は
平凹版を用いる方法で、微小突起を形成すれば得られ
る。
In the case of a lens array sheet having a two-layer structure as shown in FIG. 8, an intermediate sheet having a lens array is first prepared by press molding, injection molding, casting, or the like.
Next, it can be obtained by forming minute projections by a method using the above-mentioned ionizing radiation curable resin and a roll intaglio or plano intaglio.

【0064】次に、本発明の面光源100は、従来公知
の、光源、導光体、反射層等からなる面光源の光放出面
の上方に、上述の本発明のレンズ配列シートを配置して
実装すれば、得ることができる。本発明の面光源は、図
16にその一実施例の斜視図を示すように、少なくと
も、導光体51と、その側端面の少なくとも一箇所に隣
接して設置された線状又は点状の光源52と、導光体5
1の裏面の光反射層53と、上述した本発明のレンズ配
列シート1とから構成した、エッジライト型の面光源で
ある。また、通常は、さらに光源52の周囲には内面が
反射面のランプハウス54を備える。通常、導光体51
にはアクリル樹脂やホリカーボネート樹脂等の1〜10
mm程度の透明板を用い、光源52には冷例陰極管等の
線光源を用い、光反射層53には、光を拡散反射するた
めに、白色塗装や、サンドブラスト加工の後金属膜を蒸
着やメッキして形成する。また、白色に印刷した光拡散
ドットパターンを配置を調整して光出射面からでる光量
の均一化を行うこともある。また、導光体51とレンズ
配列シート1との間に、光拡散シートを配置し、光を均
一に拡散させ、且つ光反射層53の光拡散ドットパター
ンを見えなくすることもある。
Next, in the surface light source 100 of the present invention, the above-described lens array sheet of the present invention is arranged above the light emission surface of a conventionally known surface light source comprising a light source, a light guide, a reflective layer and the like. It can be obtained if implemented. As shown in a perspective view of one embodiment of the surface light source of the present invention in FIG. 16, at least a light guide 51 and a linear or point-like light source disposed adjacent to at least one side end face thereof. Light source 52 and light guide 5
1 is an edge-light type surface light source, which is composed of the light reflection layer 53 on the back surface of the first optical element 1 and the above-described lens array sheet 1 of the present invention. Usually, a lamp house 54 having a reflective surface on the inner surface is further provided around the light source 52. Usually, the light guide 51
Contains 1 to 10 of acrylic resin and polycarbonate resin
A transparent plate of about mm is used, a linear light source such as a cold cathode tube is used as the light source 52, and a metal film is deposited on the light reflecting layer 53 after white coating or sandblasting to diffuse and reflect light. Or by plating. Further, the arrangement of the light diffusion dot pattern printed in white may be adjusted to make the amount of light emitted from the light exit surface uniform. Further, a light diffusion sheet may be disposed between the light guide 51 and the lens array sheet 1 to uniformly diffuse light and make the light diffusion dot pattern of the light reflection layer 53 invisible.

【0065】レンズ配列シートを面光源に実装する場
合、一枚でも良いが、柱状レンズの場合、2方向(上下
方向と左右方向)の光拡散角を制御する為には、図15
の様に2枚のレンズ配列シートを、単位レンズの稜線が
交差(同図では直交)する様に積層しても良い。この場
合、レンズ配列を有する面(以下、レンンズ面とする)
の向きは、2枚とも同一の向きにするのが、光の透過性
が高く、また下側のレンズ配列シートのレンズ面と、上
側レンズ配列シートの裏面の微小突起とのモアレ縞を防
止でき、最適であるが、勿論、2枚のレンズ配列シート
のレンズ面を、対向させて向き合うようにしても良い。
When a lens array sheet is mounted on a surface light source, one sheet may be used. However, in the case of a columnar lens, in order to control the light diffusion angles in two directions (up and down and left and right), FIG.
The two lens array sheets may be stacked such that the ridge lines of the unit lenses intersect (orthogonal in the figure). In this case, a surface having a lens array (hereinafter, referred to as a lens surface)
The orientation of the two lenses should be the same so that the light transmission is high, and moire fringes between the lens surface of the lower lens array sheet and the minute projections on the back surface of the upper lens array sheet can be prevented. Although it is optimal, the lens surfaces of the two lens array sheets may of course be opposed to each other.

【0066】また、レンズ配列シートを2枚使用して、
レンズ配列シートと導光体51の間に上記した光拡散シ
ート56として表裏が光源光の波長以上の凹凸があるシ
ートを使用すれば、下側のレンズ配列シートの裏面に
は、微小突起は不要である。光拡散シートの表裏の凹凸
が光学密着の防止作用をするからである。このような構
成にすると、レンズ配列シートは2枚使用するが、1枚
は、従来の裏面平面レンズ配列シート19を使用可能で
あり、コスト的に有利である。また、光拡散シートによ
り、光の均一拡散の効果がえられる反面、視野角外に出
射する光は一般的には増加傾向となるが、導光体裏面の
光反射層の光拡散ドットパターンの不可視化の効果があ
る。このような、エッジライト型の面光源101を図1
8に示す。
Also, using two lens array sheets,
If a sheet having unevenness on the front and back sides of the wavelength of the light source light or more is used as the above-mentioned light diffusion sheet 56 between the lens array sheet and the light guide 51, fine projections are not required on the back side of the lower lens array sheet. It is. This is because the unevenness on the front and back surfaces of the light diffusion sheet acts to prevent optical adhesion. With such a configuration, two lens array sheets are used, but one can use the conventional rear surface flat lens array sheet 19, which is advantageous in cost. In addition, while the light diffusion sheet provides the effect of uniform diffusion of light, the light emitted outside the viewing angle generally tends to increase, but the light diffusion dot pattern of the light reflection layer on the back surface of the light guide body is increased. There is an effect of invisibility. Such an edge light type surface light source 101 is shown in FIG.
FIG.

【0067】なお、裏面平面レンズ配列シートは、透明
基材の表面側に単位レンズを1次元又は2次元方向に配
列してなるレンズ配列を有し、裏面側は微小突起が無く
平滑面であるものであり、これは、本発明のレンズ配列
シート1に対して、裏面の微小突起群2が無い構成のも
のであり、その材料、製造方法は、本発明のレンズ配列
シートと同様なものが適用できる。また、光拡散シート
は、導光体表面及び下側のレンズ配列シート裏面の平滑
面に対して密着を防止する意味から表裏面を凹凸面とす
る。一方、光拡散作用は、凹凸面又は光拡散シート内部
の光各散剤によって行われる。このような光拡散シート
としては、公知の光拡散シートが使用でき、例えば、ア
クリル樹脂等の透明な樹脂基材に、シリカ等の光拡散剤
粒子を分散させたもの、あるいは、透明樹脂表面に砂目
等の微凹凸形状をエンボス加工したものが挙げられる。
The rear-surface flat lens array sheet has a lens array in which unit lenses are arranged in a one-dimensional or two-dimensional direction on the front surface side of a transparent base material, and the rear surface side is a smooth surface without minute projections. This is a configuration in which the lens array sheet 1 of the present invention does not have the minute projection group 2 on the back surface. The material and manufacturing method thereof are the same as those of the lens array sheet of the present invention. Applicable. Further, the light diffusion sheet has an uneven surface on the front and back surfaces in order to prevent the light diffusion sheet from adhering to the smooth surface of the front surface of the light guide and the back surface of the lower lens array sheet. On the other hand, the light diffusion action is performed by the light scattering agent on the uneven surface or inside the light diffusion sheet. As such a light diffusing sheet, a known light diffusing sheet can be used.For example, a transparent resin substrate such as an acrylic resin, in which light diffusing agent particles such as silica are dispersed, or a transparent resin surface What emboss-processed the fine uneven | corrugated shape, such as a grain, is mentioned.

【0068】さらに、上述したエッジライト型の本発明
の面光源を、透過型の液晶表示素子や広告板等の透光性
表示体の背面にバックライトとして配置することで、本
発明の透過型表示体が得られる。図17は、図16の本
発明の面光源100に透光性表示体6を配置した、本発
明の透過型表示体200の一実施例である。
Further, by disposing the above-described edge light type surface light source of the present invention as a backlight on the back of a transmissive display such as a transmissive liquid crystal display device or an advertising board, the transmissive type light source of the present invention is provided. A display is obtained. FIG. 17 shows an embodiment of the transmissive display 200 of the present invention in which the translucent display 6 is disposed on the surface light source 100 of the present invention of FIG.

【0069】[0069]

【作用】本発明のレンズ配列シートによれば、裏面に微
小突起群があるために、レンズ配列シートを二枚重ねた
時、あるいは面光源として導光体表面の光放出面に重ね
た時に、レンズ配列シート裏面の密着が防止され等厚干
渉縞の発生が抑止される。また、導光体にレンズ配列シ
ートの裏面(微小突起の形成面)とを向き合うようにし
て、導光体上にレンズ配列シートを載置する場合には、
導光体表面での全反射による光の配分が阻害されること
なく、光放出面全面にわたって均一な輝度分布の放出光
が得られる。また、微小突起群を構成する各微小突起
を、パーコレーション理論を利用した特定のランダム化
方法によってランダムな形状及び位置に配置してあるた
めに、微小突起の数の大小に拘らず分布ムラのない均一
な面積分布が得られるで均一な輝度分布を助け、そし
て、レンズ配列や、液晶表示素子の画素の配列との干渉
によるモアレ縞の発生が抑止される。また、微小突起の
クラスターを構成する立体を直方体とすることで製造が
容易となり、またその直方体の配置の仕方を、その側面
とレンズ配列を構成する単位レンズの面との関係を特定
の関係とすることで、レンズ配列との関係によるモアレ
縞の発生が抑止される。本発明のエッジライト型の面光
源によれば、上記のようなレンズ配列シートを用いるた
め、光エネルギーが有効に利用される。また、本発明の
透過型表示体によれば、このような面光源を用いるた
め、明るい表示体が得られる。
According to the lens array sheet of the present invention, since there are minute projections on the back surface, when two lens array sheets are stacked, or when they are stacked on the light emitting surface of the light guide surface as a surface light source, the lens array is arranged. Adhesion on the back surface of the sheet is prevented, and the occurrence of interference fringes of equal thickness is suppressed. When the lens array sheet is placed on the light guide such that the back surface of the lens array sheet (the surface on which the minute projections are formed) faces the light guide,
Emission light having a uniform luminance distribution over the entire light emission surface can be obtained without disturbing the distribution of light due to total reflection on the light guide surface. In addition, since each microprojection constituting the microprojection group is arranged in a random shape and position by a specific randomization method using percolation theory, there is no distribution unevenness regardless of the number of the microprojections. The uniform area distribution is obtained to help uniform luminance distribution, and the occurrence of moire fringes due to interference with the lens arrangement and the arrangement of pixels of the liquid crystal display element is suppressed. In addition, it is easy to manufacture by making the solid that constitutes the cluster of microprojections into a rectangular parallelepiped, and the arrangement of the rectangular parallelepiped depends on the specific relationship between the side surface and the surface of the unit lens that constitutes the lens array. By doing so, the occurrence of moire fringes due to the relationship with the lens arrangement is suppressed. According to the edge light type surface light source of the present invention, since the lens array sheet as described above is used, light energy is effectively used. Further, according to the transmission type display of the present invention, a bright display can be obtained because such a surface light source is used.

【0070】[0070]

【実施例】【Example】

《実施例1》図19のような製造装置により、透明基材
として厚み100μmで透明な2軸延伸ポリエチレンテ
レフタレートフィルムを用い、ウレタンアクリレートプ
レポリマーを主成分とする紫外線硬化性インキにより、
断面形状が頂角β(図10参照)100°の二等辺三角
形の三角柱レンズを単位レンズとしたレンズ配列を有す
る中間シートを作成した。次に、図19の装置を用いて
同様に、その中間シートの裏面に上記と同じ紫外線硬化
性インキを用いて、高さHを10μm、底辺の一辺aの
長さを100μm、底辺の他辺bの長さを100μmの
直方体を微小突起素とした。また該微小突起素の配列
は、二次元格子として格子数が縦4096個×横409
6個で格子定数が100μmの正方格子上における占有
確率P=0.2のサイト・パーコレーションのクラスタ
ーサイト上に配列した。隣接する微小突起素同士は、微
小突起素の底辺の一辺と格子定数が等しいため、そのま
ま連結してクラスターを作る。その結果、図25の様な
微小突起群を生成して、それを用いて本発明のレンズ配
列シートを得た。なお、微小突起群を製造するための図
19のロール凹版は、上記微小突起群と同形状逆凹凸の
表面を形成してなるものを用いた。これら操作はモンテ
カルロシミュレーションデータを基にコンピュータ画像
処理で行いその画像データを作成した。そして、この画
像データから印刷製版用のスキャナーを用いて、製版用
の銀塩感光フィルムに露光し、原版フィルムを作成した
(微小突起部分が黒でそれ以外は透明)。そして、円筒
状の銅製シリンダー表面に感光性レジストを塗布し、そ
の上に該原版フィルムを密着露光し、現像して未感光部
分(長方形内)のレジストを除去し、露光部分のみ硬化
膜となったレジストパターンを形成し、塩化第二鉄水溶
液でシリンダー表面を腐食し、しかる後、レジストを除
去して、長方形部分が凹部となったロール凹版を製版し
た。版深は全長方形同一であった。また、微小突起素の
直方体の向きは全て同一で、直方体の側面とレンズ配列
シートの水平面との交線(図4でX′軸)と、単位レン
ズの構成面とレンズ配列シートの水平面との交線(図4
でX軸)とは、平行である。そして、微小突起部分の断
面積の全面積に対する割合Srは、Sr=20〔%〕、
クラスターの最大回転半径Rsmax =110μmであっ
た。
<< Example 1 >> By a manufacturing apparatus as shown in FIG. 19, a transparent biaxially stretched polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm was used as a transparent substrate, and an ultraviolet-curable ink containing a urethane acrylate prepolymer as a main component was used.
An intermediate sheet having a lens array having an isosceles triangular triangular prism lens having a cross-sectional shape having a vertex angle β (see FIG. 10) of 100 ° as a unit lens was prepared. Next, similarly, using the same ultraviolet curable ink as the above on the back surface of the intermediate sheet, the height H is 10 μm, the length of one side a of the bottom is 100 μm, and the other side of the bottom is similarly set using the apparatus of FIG. A rectangular parallelepiped having a length b of 100 μm was defined as a microprojection element. The arrangement of the microprojection elements is a two-dimensional lattice having a grid number of 4096 × 409.
Six pieces were arranged on cluster sites of site percolation with an occupancy probability P = 0.2 on a square lattice having a lattice constant of 100 μm. Since adjacent microprojections have the same lattice constant as one side of the bottom of the microprojections, they are directly connected to form a cluster. As a result, a group of microprojections as shown in FIG. 25 was generated, and a lens array sheet of the present invention was obtained using the group. The roll intaglio shown in FIG. 19 for manufacturing the microprojection group was formed by forming a surface having the same shape and reverse irregularities as the microprojection group. These operations were performed by computer image processing based on the Monte Carlo simulation data to create the image data. Using this image data, a silver halide photosensitive film for plate making was exposed to light using a scanner for printing plate making to produce an original film (fine projections were black and the other portions were transparent). Then, a photosensitive resist is applied to the surface of the cylindrical copper cylinder, and the original film is contact-exposed thereon and developed to remove the resist in the unexposed portion (within a rectangle), and only the exposed portion becomes a cured film. A resist pattern was formed, the surface of the cylinder was corroded with an aqueous ferric chloride solution, and then the resist was removed to form a roll intaglio having a rectangular portion as a recess. The plate depth was the same for all rectangles. The directions of the rectangular parallelepipeds of the microprojections are all the same, and the intersection of the side surface of the rectangular parallelepiped with the horizontal plane of the lens array sheet (X ′ axis in FIG. 4) and the configuration plane of the unit lens and the horizontal plane of the lens array sheet Intersection (Fig. 4
And X axis) are parallel. The ratio Sr of the cross-sectional area of the microprojection to the total area is Sr = 20%,
The maximum turning radius Rs max of the cluster was 110 μm.

【0071】《実施例2》実施例1において、占有確率
をP=0.3に代えてシミュレーションし、Sr=30
%、Rsmax =230μm、クラスターのパターンが図
26の様な微小突起群とした他は、実施例1と同様にし
て本発明のレンズ配列シートを得た。
<< Embodiment 2 >> In Embodiment 1, a simulation was performed by changing the occupation probability to P = 0.3, and Sr = 30
%, Rs max = 230 μm, and a lens array sheet of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1, except that the cluster pattern was a group of microprojections as shown in FIG.

【0072】《実施例3》実施例1において、占有確率
をP=0.4に代えてシミュレーションし、Sr=40
%、Rsmax =260μm、クラスターのパターンが図
27の様な微小突起群とした他は、実施例1と同様にし
て本発明のレンズ配列シートを得た。
<< Embodiment 3 >> In Embodiment 1, a simulation was performed by changing the occupation probability to P = 0.4, and Sr = 40
%, Rs max = 260 μm, and a lens array sheet of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cluster pattern was a group of microprojections as shown in FIG.

【0073】《実施例4》実施例1において、占有確率
をP=0.5に代えてシミュレーションし、Sr=50
%、Rsmax =630μm、クラスターのパターンが図
28の様な微小突起群とした他は、実施例1と同様にし
て、本発明のレンズ配列シートを得た。
<< Embodiment 4 >> In the first embodiment, the simulation is performed by changing the occupation probability to P = 0.5, and Sr = 50
%, Rs max = 630 μm, and a lens array sheet of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1, except that the cluster pattern was a group of microprojections as shown in FIG.

【0074】《比較例1》実施例1において、レンズ配
列を表面に形成した中間シートのままとして、裏面の微
小凹凸を設けないレンズ配列シートとした。
<Comparative Example 1> In Example 1, a lens array sheet in which fine irregularities were not provided on the rear surface of the intermediate sheet having the lens array formed on the front surface was used.

【0075】《比較例2》実施例1において、レンズ配
列を表面に形成した中間シートを得た後、その裏面に、
二液硬化型ウレタン樹脂に粒径2〜20μmのアクリル
樹脂ビーズを3重量%添加した塗液を、グラビアコート
法により5g/m2 塗布して、マット化したレンズ配列
シートを得た。
Comparative Example 2 In Example 1, after obtaining the intermediate sheet having the lens array formed on the front surface,
A coating liquid in which 3% by weight of acrylic resin beads having a particle size of 2 to 20 μm was added to a two-part curable urethane resin was applied at 5 g / m 2 by a gravure coating method to obtain a matted lens array sheet.

【0076】《比較例3》実施例1において、占有確率
をP=0.6(>Pc)に代えてシミュレーションし、
Sr=63%、Rsmax =全格子サイズ(無限大のクラ
スターに相当)、クラスターのパターンが図29の様な
微小突起群とした他は、実施例1と同様にしたレンズ配
列シートを得た。
<< Comparative Example 3 >> In Example 1, a simulation was performed by changing the occupation probability to P = 0.6 (> Pc).
Sr = 63%, Rs max = total lattice size (corresponding to an infinite cluster), and a lens array sheet was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cluster pattern was a group of microprojections as shown in FIG. .

【0077】以上の実施例及び比較例のレンズ配列シー
トの性能を表1に示す。各評価基準は以下の通りであ
る。 耐密着性:レンズ配列シート裏面と他の平面板(導光
体の光放出面)との密着が発生しない場合を「○」、発
生する場合を「×」とした。なお、密着、すなわち光学
的密着の有無は、光放出面のうち光源近傍領域が他より
も明るく見える場合を密着有り(×)、光源近傍の明る
い領域が目視で認められない場合を密着無し(○)と判
断した。 等厚干渉縞:レンズ配列シート一枚を他の平面板に重
ねて目視観測して、等厚干渉縞が発生しない場合を
「○」、発生する場合を「×」とした。 モアレ縞:レンズ配列シート一枚を目視観測して、微
小突起とレンズ配列とのモアレ縞が発生しない場合を
「○」、わずかに認められる場合を「△」、目立って発
生する場合を「×」、とした。 輝度率:レンズ配列シート以外の部分は同一のエッジ
ライト型面光源として、導光体表面にレンズ配列シート
のみ替えるべく、上記各実施例、及び比較例のレンズ配
列シートを、レンズ配列側を面光源の出力側(外側)に
向けて載置して、(株)村上色彩技術研究所製の変角光
度計GONIOPHOTOMETERを用いて輝度を測
定した。そして、基準として、裏面に凹凸を形成しない
比較例1の法線方向の輝度を光源近傍の輝度低下の無い
部分で測ったものを100%とした。 視野角:法線方向の輝度を100%として、輝度が5
0%となる法線からの角度(半値角)とした。測定方法
はと同じである。
Table 1 shows the performance of the lens array sheets of the above Examples and Comparative Examples. The evaluation criteria are as follows. Adhesion resistance: "O" indicates no adhesion between the rear surface of the lens array sheet and another flat plate (light emitting surface of the light guide), and "X" indicates occurrence of adhesion. The close contact, that is, the presence or absence of the optical contact, indicates that there is close contact (x) when the area near the light source on the light emitting surface looks brighter than the others, and that there is no close contact when the bright area near the light source is not visually recognized ( ○). Equal thickness interference fringes: One lens array sheet was superimposed on another flat plate and visually observed. When no equal thickness interference fringes were generated, it was evaluated as “○”, and when it was generated, as “X”. Moiré fringes: A single lens array sheet was visually observed, and "○" indicates that no moire fringes between the microprojections and the lens array were generated, "△" indicates that it was slightly observed, and "x" indicates that it was noticeable. " Luminance factor: The portions other than the lens array sheet are the same edge light type surface light source, and the lens array sheet of each of the above-described embodiments and the comparative example is placed on the lens array side so that only the lens array sheet is replaced on the light guide surface. The light source was placed toward the output side (outside) of the light source, and the luminance was measured using a goniophotometer GONOPHOTOMETER manufactured by Murakami Color Research Laboratory. As a reference, the luminance in the normal direction of Comparative Example 1 in which no irregularities were formed on the back surface was measured at a portion near the light source where luminance did not decrease, and was set to 100%. Viewing angle: luminance is 5 with luminance in the normal direction being 100%.
The angle (half-value angle) from the normal line that is 0% was set. The measuring method is the same as described above.

【0078】[0078]

【表1】 ※:測定不可。光源から2cm程度離れると、放出光が極端に 暗くなる為。[Table 1] *: Cannot be measured. If the light is about 2cm away from the light source, the emitted light will be extremely dark.

【0079】[0079]

【発明の効果】 本発明のレンズ配列シートでは、レンズ配列シートを
二枚重ねた場合は、シート同士の密着がなく、一枚を面
光源の導光体に重ねた場合でも導光体との密着がなく、
その結果、等厚干渉縞の発生が防止できる。 しかも、従来のマット処理による密着防止に比べて、
吸収されたり、視野角外に出射する光量が少なく輝度低
下を最小限に抑えることができる。 特に、微小突起が形状がフラクタルなランダム形状ク
ラスターであり、且つ該クラスターがムラ無くランダム
に分布している。従って、クラスターの差し渡しの広が
り、即ち、平均回転半径が大きい割りには、半径内にラ
ンダムな空隙が多く、その為、目視判別しにくく、輝度
ムラも発生しにくい。 また、エッジライト型の本発明の面光源では、レンズ
配列シートが導光体の光放出面に密着しないために、光
源からの光を導光体内に広く均一に分布させることがで
き、その結果、導光体からの放出光の光放出面内での輝
度分布を均一化できる。そして、光エネルギーが有効に
利用され明るく、また、光拡散ドットパターンも不可視
化できる。そして、出射面の法線方向近傍で出射する光
量が多く且つ法線方向から離れて出射する光も等方拡散
性シートに比べて低減できる。また、本発明の透過型表
示体では表示面全面で明るく、見る角度によっても均一
で明るい表示体となる。
According to the lens array sheet of the present invention, when two lens array sheets are stacked, there is no close contact between the sheets, and even when one sheet is stacked on the light guide of the surface light source, the close contact with the light guide is maintained. Not
As a result, it is possible to prevent the occurrence of interference fringes having the same thickness. Moreover, compared to the conventional matte treatment to prevent adhesion,
The amount of light absorbed or emitted out of the viewing angle is small, and a decrease in luminance can be minimized. In particular, the minute projections are fractal random-shaped clusters, and the clusters are randomly distributed without unevenness. Therefore, even though the spread of clusters, that is, the average rotation radius is large, there are many random voids in the radius, and therefore, it is difficult to visually discriminate, and it is difficult to generate luminance unevenness. In the edge light type surface light source of the present invention, since the lens array sheet does not adhere to the light emitting surface of the light guide, light from the light source can be widely and uniformly distributed in the light guide. In addition, the luminance distribution of the light emitted from the light guide within the light emission surface can be made uniform. Then, the light energy is used effectively and the light is bright, and the light diffusion dot pattern can be made invisible. In addition, the amount of light emitted near the normal direction of the emission surface is large, and the light emitted away from the normal direction can be reduced as compared with the isotropic diffusion sheet. Further, the transmissive display of the present invention is bright over the entire display surface, and is uniform and bright depending on the viewing angle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のレンズ配列シートの一実施例を示す斜
視図。
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a lens array sheet of the present invention.

【図2】本発明のレンズ配列シートの微小突起を構成す
る多角柱形状の一例を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a polygonal column shape forming minute projections of the lens array sheet of the present invention.

【図3】微小突起を構成する多角柱としての立方体を説
明する斜視図。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a cube as a polygonal pillar that forms a minute projection.

【図4】微小突起の側面とレンズ配列の構成面とを非平
行とする説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram in which a side surface of a minute projection and a constituent surface of a lens array are non-parallel.

【図5】二次元格子のパーコレーションで得られたクラ
スターから構成される微小突起を説明する図。(a)は
二次元格子の格子点を或る占有確率にて正方形で占有し
た図、(b)は(a)で縦横方向で隣接する正方形を接
続してクラスター(微小突起)を生成した図。
FIG. 5 is a view for explaining minute projections composed of clusters obtained by percolation of a two-dimensional lattice. (A) is a diagram in which grid points of a two-dimensional grid are occupied by squares with a certain occupancy probability, and (b) is a diagram in which (a) is a diagram in which adjacent squares in the vertical and horizontal directions are connected to generate clusters (microprojections). .

【図6】微小突起素の融合の仕方の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of how to fuse the microprojections.

【図7】本発明のレンズ配列シートの層構成の一実施例
(単層)の縦断面図。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of one embodiment (single layer) of the layer arrangement of the lens array sheet of the present invention.

【図8】同レンズ配列シートの層構成の他の実施例(2
層)の縦断面図。
FIG. 8 shows another embodiment (2) of the layer configuration of the lens array sheet.
Layer).

【図9】同レンズ配列シートの層構成の他の実施例(3
層)の縦断面図。
FIG. 9 shows another embodiment (3) of the layer configuration of the lens array sheet.
Layer).

【図10】同レンズ配列シートのレンズ配列の一例(三
角柱レンズ)の斜視図。
FIG. 10 is a perspective view of an example of a lens array (a triangular prism lens) of the lens array sheet.

【図11】同レンズ配列シートのレンズ配列の他の例
(楕円柱レンズ)の斜視図。
FIG. 11 is a perspective view of another example (an elliptic cylinder lens) of a lens array of the lens array sheet.

【図12】同レンズ配列シートのレンズ配列の他の例
(凹レンズ)の斜視図。
FIG. 12 is a perspective view of another example (concave lens) of the lens array of the lens array sheet.

【図13】同レンズ配列シートのレンズ配列の他の例
(蠅の目レンズ)の斜視図。
FIG. 13 is a perspective view of another example of the lens array (fly-eye lens) of the lens array sheet.

【図14】同レンズ配列シートのレンズ配列の他の例
(角錐レンズ)の斜視図。
FIG. 14 is a perspective view of another example (a pyramid lens) of the lens array of the lens array sheet.

【図15】同レンズ配列シートの二枚構成を説明する斜
視図。
FIG. 15 is a perspective view illustrating the two-lens arrangement sheet.

【図16】エッジライト型の本発明の面光源の一実施例
の斜視図。
FIG. 16 is a perspective view of one embodiment of an edge light type surface light source of the present invention.

【図17】本発明の透過型表示体の一実施例の斜視図。FIG. 17 is a perspective view of one embodiment of a transmissive display according to the present invention.

【図18】エッジライト型の本発明の面光源の他の実施
例の斜視図。
FIG. 18 is a perspective view of another embodiment of an edge light type surface light source according to the present invention.

【図19】本発明のレンズ配列シートの製造に用い得る
製造装置の一例を示す概念図。
FIG. 19 is a conceptual diagram showing an example of a manufacturing apparatus that can be used for manufacturing the lens array sheet of the present invention.

【図20】導光体内部から外部へ向かって進行する光線
の微視的挙動を示す説明図。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing the microscopic behavior of a light beam traveling from the inside to the outside of the light guide.

【図21】導光体から微小間隔隔てたレンズ配列シート
へトンネル効果で進行する光線の挙動を示す説明図。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing the behavior of a light beam that travels by a tunnel effect from a light guide to a lens array sheet at a small distance.

【図22】本発明のレンズ配列シートの微小突起と導光
体表面との接触部分が、導光体内部での光の配分に関与
する説明図。
FIG. 22 is an explanatory diagram in which a contact portion between a minute projection of the lens array sheet of the present invention and the surface of the light guide participates in the distribution of light inside the light guide.

【図23】二次元格子の各種例を示す図、(a)はかご
め格子、(b)は六角格子。
23A and 23B are diagrams showing various examples of a two-dimensional lattice, in which FIG. 23A is a kagome lattice, and FIG. 23B is a hexagonal lattice.

【図24】占有確率Pが臨界パーコレーション濃度Pc
以上のときの微小突起群。
FIG. 24: Occurrence probability P is critical percolation concentration Pc
The microprojection group at the time of the above.

【図25】占有確率Pを各種変化させた場合の微小突起
群(その1)。
FIG. 25 shows a group of minute projections when the occupation probability P is variously changed (part 1).

【図26】占有確率Pを各種変化させた場合の微小突起
群(その2)。
FIG. 26 shows a group of minute projections when the occupation probability P is variously changed (part 2).

【図27】占有確率Pを各種変化させた場合の微小突起
群(その3)。
FIG. 27 shows a group of minute protrusions when the occupation probability P is variously changed (part 3).

【図28】占有確率Pを各種変化させた場合の微小突起
群(その4)。
FIG. 28 shows a group of minute projections when the occupation probability P is variously changed (part 4).

【図29】占有確率Pを各種変化させた場合の微小突起
群(その5)。
FIG. 29 shows a group of minute projections when the occupation probability P is variously changed (part 5).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レンズ配列シート 11 レンズ配列シートの中間シート 19 裏面平面レンズ配列シート(従来のレンズ配列シ
ート) 2 微小突起群 21 微小突起 24 微小突起素 25 浸透クラスター(微小突起) 26 微小突起素の接続部分 3 透明基材 31 透明基材シート 32 微小突起ベース 4 レンズ配列 41 単位レンズ 42 三角柱の単位レンズの斜面 51 導光体 52 光源 53 光反射層 54 ランプハウス 55 導光体表面(光放出面) 56 光拡散シート 6 透光性表示体 71 ロール凹版 72 凹部 73 電離放射線硬化性樹脂液 74 押圧ロール 75 ガイドロール 76 剥離ロール 77a,77b 電離放射線照射装置 78 塗工装置 8 格子点(構成素) 9 微小突起によって確保される空隙 100 面光源 101 面光源(レンズ配列シート二枚使用) 200 透過型表示体 n1 ,n2 屈折率 L1 ,L2 ,L3 入射光 L1R 反射光 L1T,L3T 進行波,出力光,透過光 L1V トンネル電磁場 y 導光体の光源近傍の発光部の長さ Y 導光体の光伝播方向の全長 α 微小突起の側面とレンズ配列シート水平面との交
線と、単位レンズの面とレンズ配列シートの水平面との
交線とのなす角。 β 三角柱レンズの頂角。 λ 光の波長 θ 入射角 θ′ 出射角 θc 臨界角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens arrangement sheet 11 Intermediate sheet of lens arrangement sheet 19 Back plane lens arrangement sheet (conventional lens arrangement sheet) 2 Microprojection group 21 Microprojection 24 Microprojection element 25 Penetration cluster (microprojection) 26 Connection part of microprojection element 3 Transparent substrate 31 Transparent substrate sheet 32 Microprojection base 4 Lens arrangement 41 Unit lens 42 Triangular prism unit lens slope 51 Light guide 52 Light source 53 Light reflection layer 54 Lamp house 55 Light guide surface (light emitting surface) 56 Light Diffusion sheet 6 Translucent display body 71 Roll intaglio 72 Concave portion 73 Ionizing radiation curable resin liquid 74 Pressing roll 75 Guide roll 76 Peeling roll 77a, 77b Ionizing radiation irradiating device 78 Coating device 8 Grid point (component) 9 Micro projection Air gap 100 surface light source 101 surface light source (lens array Preparative two used) 200 transmissive display body n 1, n 2 the refractive index L 1, L 2, L 3 incident light L 1R reflected light L 1T, L 3T traveling wave output light, transmitted light L 1V tunnel field y guide The length of the light emitting portion near the light source of the light body Y The total length in the light propagation direction of the light guide α The intersection of the intersection line between the side surface of the minute projection and the horizontal plane of the lens array sheet, and the plane of the unit lens and the horizontal plane of the lens array sheet The angle between the line and the line. β Apex angle of triangular prism lens. λ Light wavelength θ Incident angle θ 'Exit angle θc Critical angle

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明基材の表面側に、単位レンズを1次
元又は2次元方向に配列してなるレンズ配列を有し、裏
面側には、微小突起がランダムに二次元分布した微小突
起群を有し、該微小突起は、多角柱又は角錐台状で上底
及び下底における最小の対角線長が光源光の波長以上で
最大の対角線長が500μm以下の微小突起素を、二次
元格子のパーコレーションにおいて臨界パーコレーショ
ン濃度Pc未満で得られるクラスターを構成する構成素
に割り当て、同一クラスター内の微小突起素を融合した
ものであることを特徴とする、レンズ配列シート。
1. A microprojection group in which unit lenses are arranged in a one-dimensional or two-dimensional direction on a front surface side of a transparent substrate, and microprojections are randomly and two-dimensionally distributed on a rear surface side. The microprojections are polygonal prisms or truncated pyramids, and the minimum diagonal length at the upper and lower bases at the upper and lower bases is equal to or greater than the wavelength of the light source light and the maximum diagonal length is 500 μm or less. What is claimed is: 1. A lens array sheet, which is assigned to constituents constituting a cluster obtained at a concentration lower than a critical percolation concentration Pc in percolation, and is obtained by fusing microprojections in the same cluster.
【請求項2】 二次元格子の格子点をクラスターの構成
素として、臨界パーコレーション濃度Pc未満の占有確
率Pで、該格子点に微小突起素を割り当て、同一クラス
ター内の微小突起素を融合したものを、微小突起とする
ことを特徴とする請求項1記載のレンズ配列シート。
2. A method in which small projections are assigned to the lattice points with the occupancy probability P less than the critical percolation concentration Pc, and the small projections in the same cluster are fused with each other as a constituent element of the cluster using the lattice points of the two-dimensional lattice. 2. The lens array sheet according to claim 1, wherein is a minute projection.
【請求項3】 二次元格子が正方格子であり、格子点に
割り当てる微小突起素が直方体であることを特徴とする
請求項1又は2記載のレンズ配列シート。
3. The lens array sheet according to claim 1, wherein the two-dimensional lattice is a square lattice, and the microprojections assigned to the lattice points are rectangular parallelepipeds.
【請求項4】 レンズ配列シートの水平面と単位レンズ
を構成する面とが交わる交線と、前記水平面と直方体の
微小突起素からなる微小突起の側面とが交わる交線と
が、互いに非平行であることを特徴とする請求項3記載
のレンズ配列シート。
4. An intersection line at which a horizontal plane of the lens array sheet intersects with a surface constituting the unit lens, and an intersection line at which the horizontal plane intersects with a side surface of a microprojection made of a rectangular parallelepiped microprojection element are non-parallel to each other. 4. The lens array sheet according to claim 3, wherein:
【請求項5】 少なくとも、透光性平板からなる導光体
と、該導光体の側端面のうちの1面以上の面に隣接して
設けられた光源ユニットと、前記導光体裏面に設けられ
た光反射層と、 前記導光体表面の光放出面上に、微小突起群を導光体表
面側に向けて積層してなる1枚又は2枚の請求項1,
2,3又は4記載のレンズ配列シートと、から構成され
ることを特徴とする面光源。
5. A light guide comprising at least a light-transmitting flat plate, a light source unit provided adjacent to at least one of the side end surfaces of the light guide, and a light guide unit provided on a back surface of the light guide. The light reflecting layer provided, and one or two sheets formed by laminating a group of minute projections on the light emitting surface of the light guide surface toward the light guide surface side.
And a lens array sheet according to 2, 3, or 4.
【請求項6】 レンズ配列シートが、重ね合わされた2
枚のレンズ配列シートであり、且つ下側のレンズ配列シ
ートの微小突起群を導光体表面側に向けて積層したこと
を特徴とする請求項5記載の面光源。
6. A lens array sheet comprising:
6. The surface light source according to claim 5, wherein the plurality of lens arrangement sheets are stacked, and the minute projections of the lower lens arrangement sheet are stacked toward the light guide surface side.
【請求項7】 導光体表面の光放出面上に、 表裏面に光源光の波長以上の凹凸がある光拡散シート
と、 透明基材の表面側に単位レンズを1次元又は2次元方向
に配列してなるレンズ配列を有し、裏面側は微小突起が
無く平滑面であり、裏面を導光体表面側に向けた裏面平
面レンズ配列シートと、 請求項1,2,3又は4記載のレンズ配列シートと、を
この順に重ねて配置してなることを特徴とする請求項5
記載の面光源。
7. A light-diffusing sheet having irregularities on the front and back sides of the light-emitting surface on the light-emitting surface of the light guide, and a unit lens on the front side of the transparent substrate in one-dimensional or two-dimensional directions. 5. A rear-surface flat lens array sheet having a lens array in which the rear surface is a smooth surface without fine projections and has a rear surface facing the light guide surface surface. The lens array sheet and the lens array sheet are arranged in this order so as to overlap with each other.
Surface light source as described.
【請求項8】 請求項5,6又は7記載の面光源を透光
性表示体の背面光源として備えたことを特徴とする透過
型表示体。
8. A transmissive display comprising the surface light source according to claim 5, 6 or 7 as a rear light source of the translucent display.
JP7167861A 1994-09-06 1995-06-12 Lens array sheet, surface light source and transmissive display Expired - Lifetime JP2764559B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7167861A JP2764559B2 (en) 1995-06-12 1995-06-12 Lens array sheet, surface light source and transmissive display
US08/523,609 US5808784A (en) 1994-09-06 1995-09-05 Lens array sheet surface light source, and transmission type display device
US09/069,966 US5841572A (en) 1994-09-06 1998-04-30 Lens array sheet, surface light source, and transmission type display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7167861A JP2764559B2 (en) 1995-06-12 1995-06-12 Lens array sheet, surface light source and transmissive display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08338901A JPH08338901A (en) 1996-12-24
JP2764559B2 true JP2764559B2 (en) 1998-06-11

Family

ID=15857451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7167861A Expired - Lifetime JP2764559B2 (en) 1994-09-06 1995-06-12 Lens array sheet, surface light source and transmissive display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2764559B2 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4501369B2 (en) * 2003-06-30 2010-07-14 凸版印刷株式会社 Optical sheet having light scattering elements
JP4815879B2 (en) * 2005-06-03 2011-11-16 ソニー株式会社 Light transmissive film, backlight device, and liquid crystal display device
WO2007094426A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-23 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Surface light source device and light source unit
US20120050874A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Optical sheet having printed double-sided light guide plate
JP5716507B2 (en) * 2011-04-12 2015-05-13 大日本印刷株式会社 Surface light source device and image display device
JP6686349B2 (en) * 2015-09-29 2020-04-22 大日本印刷株式会社 Imaging module, imaging device
JP6686348B2 (en) * 2015-09-29 2020-04-22 大日本印刷株式会社 Imaging module, imaging device
JP6693086B2 (en) * 2015-10-30 2020-05-13 大日本印刷株式会社 Imaging module, imaging device
CN108140647B (en) 2015-09-29 2022-08-02 大日本印刷株式会社 Lens sheet, lens sheet unit, image pickup module, and image pickup apparatus
JP6955106B2 (en) * 2018-07-09 2021-10-27 日本板硝子株式会社 Glass plate suitable for image display devices
JP7499741B2 (en) * 2021-09-09 2024-06-14 恵和株式会社 Optical sheet laminate, backlight unit, liquid crystal display device, information device, and method for manufacturing backlight unit
JP7289001B2 (en) * 2021-09-28 2023-06-08 恵和株式会社 Optical sheet laminate, backlight unit, liquid crystal display device, information equipment, and method for manufacturing backlight unit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08338901A (en) 1996-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5808784A (en) Lens array sheet surface light source, and transmission type display device
KR100215127B1 (en) Surface light source using diffusion sheet of light
KR0168879B1 (en) Renticular lens, surface light source and liquid crystal display apparatus
JP4635128B2 (en) Surface illumination light source device and surface illumination device using the same
US5598280A (en) Film lens and a surface light source using the same
JP3606636B2 (en) Lens sheet, surface light source, and display device
JP2855510B2 (en) Lens sheet, edge light type surface light source and transmission type display
JP2019530967A (en) Backlight unit and luminous flux control member for local dimming
JP6837579B2 (en) Backlight unit and liquid crystal display device
JP2764559B2 (en) Lens array sheet, surface light source and transmissive display
JPH11133214A (en) Optical sheet, optical sheet laminate, surface light source device and transmission type display device
WO2005085914A1 (en) Light control film and backlight device using it
JP3860298B2 (en) Optical sheet, surface light source device, and transmissive display device
JPH1195013A (en) Prism sheet, manufacture thereof, surface light source device, and transmissive display
JP5295721B2 (en) Backlight unit
JP2016200783A (en) Screen and display device
JPH06301035A (en) Plane light source, display device using the same and lens sheet used for the same
JPH07151909A (en) Film lens and surface light source using the same
WO2001014913A1 (en) Protective film for prism lens
JP2013011667A (en) Optical sheet, surface light source device and image display device
JPH075462A (en) Surface light source, display device using the same, and light diffusion sheet used for the same
JP3732251B2 (en) Lens array sheet, surface light source, and transmissive display
JP4363097B2 (en) Optical functional sheet and manufacturing method of direct type backlight
JPH10300908A (en) Lens sheet, surface light source device, and transmission type display device
WO2012005135A1 (en) Light diffusion sheet and display device provided with the light diffusion sheet

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090403

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100403

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110403

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130403

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140403

Year of fee payment: 16

EXPY Cancellation because of completion of term