JP5293177B2 - Optical sheet, surface light source device and display device - Google Patents
Optical sheet, surface light source device and display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5293177B2 JP5293177B2 JP2008334645A JP2008334645A JP5293177B2 JP 5293177 B2 JP5293177 B2 JP 5293177B2 JP 2008334645 A JP2008334645 A JP 2008334645A JP 2008334645 A JP2008334645 A JP 2008334645A JP 5293177 B2 JP5293177 B2 JP 5293177B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- sheet
- main body
- unit
- unit shape
- 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.)
- Active
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、光源光の利用効率を向上させることにより正面方向輝度を効果的に向上させることができる、光学シート、面光源装置および表示装置に関する。 The present invention relates to an optical sheet, a surface light source device, and a display device that can effectively improve the luminance in the front direction by improving the utilization efficiency of light source light.
透過型表示装置に用いられる面光源装置は、光源と、光源からの光の進行方向を変化させるための多数の光学シート(光学フィルム)と、を有している。複数の光学シートの中には、光源からの光を拡散させて光源の像を隠す(目立たなくさせる)光拡散シートと、光の進行方向を正面方向へ絞り込み、正面方向輝度を向上させる集光シートと、が含まれている。そして、光拡散性能の度合いを調節された光拡散シートと、集光性能の度合いを調節された集光シートと、を適宜組み合わせて面光源装置を構成することにより、所望の正面方向輝度を有するとともに、所望の視野角を有し光源の像が目立たない透過型表示装置が得られるようになる。 A surface light source device used for a transmissive display device includes a light source and a large number of optical sheets (optical films) for changing the traveling direction of light from the light source. Among the optical sheets, a light diffusing sheet that diffuses light from the light source and hides the image of the light source (makes it inconspicuous), and a light collection that narrows the light traveling direction to the front direction and improves the brightness in the front direction Sheet. Then, a surface light source device is configured by appropriately combining a light diffusing sheet whose degree of light diffusing performance is adjusted and a light collecting sheet whose degree of light condensing performance is adjusted, thereby having a desired front direction luminance. At the same time, a transmissive display device having a desired viewing angle and an inconspicuous light source image can be obtained.
集光シートとしては、線状に延びる単位形状要素(単位光学要素)をその長手方向に直交する方向に配列(いわゆるリニアアレイ)してなる光学シートが広く用いられている(例えば、特許文献1)。とりわけ一般的に用いられている単位形状要素として、その長手方向に直交する断面(主切断面)が三角形状、典型的には、頂角が90°であり二等辺三角形形状の単位プリズムが知られている。
ところで、表示装置においては、正面方向輝度の値が最も重要な評価項目の一つとなっている。特許文献1に開示された集光シートは、単位形状要素の断面形状に起因して、集光機能を発揮し得るようになる。ただし、現状においては、さらなる正面方向輝度の向上が要望されている。また、集光シートの設計だけでなく、その他の部材、例えば光拡散シートの特定や光源の構成等との組み合わせによっても、正面方向輝度の改善が検討されている。 By the way, in the display device, the value of the luminance in the front direction is one of the most important evaluation items. The condensing sheet disclosed in Patent Document 1 can exhibit a condensing function due to the cross-sectional shape of the unit shape element. However, in the present situation, there is a demand for further improvement in front direction luminance. Further, not only the design of the light condensing sheet but also improvement of the luminance in the front direction has been studied not only by the combination of other members, for example, the specification of the light diffusing sheet and the configuration of the light source.
昨今においては、環境問題が重要視される社会傾向にともなって、透過型表示装置(代表的には液晶表示装置)に対し、光源光の利用効率を向上させることも重要な問題として取り上げられてきている。そして、光源光の利用効率を向上させることにともなって、表示装置の正面方向輝度も向上させることができれば、非常に好ましい。 In recent years, along with the social trend in which environmental issues are regarded as important, improving the utilization efficiency of light source light has been taken up as an important issue for transmissive display devices (typically liquid crystal display devices). ing. And it is very preferable if the luminance in the front direction of the display device can be improved with the improvement of the utilization efficiency of the light source light.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、光源光の利用効率を向上させることにより正面方向輝度を効果的に向上させることができる光学シートを提供することを目的とする。また、本発明は、光源光の利用効率を向上させることにより正面方向輝度を効果的に向上させることができる面光源装置および表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide an optical sheet that can effectively improve the luminance in the front direction by improving the utilization efficiency of the light source light. It is another object of the present invention to provide a surface light source device and a display device that can effectively improve the luminance in the front direction by improving the utilization efficiency of the light source light.
本件発明者らは、種々の実験を重ねた結果として、複数の単位形状要素(単位レンズ、単位プリズム)がリニアアレイで配列されてなる光学シートに十分な偏光分離機能を付与することができること、および、この偏光分離機能を有効に用いることにより、光源光の利用効率を高め、これにより、正面方向輝度を効果的に向上させることができること、を見出した。具体的には、単位形状要素の出光面での屈折によって正面方向へ出射するようになる入射角度で単位形状要素の出光面へ入射する光のうちの、特定の偏光成分(例えば、P波)の透過率を向上させるとともに、前記特定の偏光成分以外のその他の偏光成分(例えば、S波)の透過率を低下させる(反射率を高める)ことが可能であり、これにより、透過型表示部との組み合わせにおいて光源光の利用効率を高め、正面方向輝度を効果的に向上させることが可能であることを、知見した。本件発明は、このような本件発明者らの知見によるものである。 As a result of repeating various experiments, the present inventors can impart a sufficient polarization separation function to an optical sheet in which a plurality of unit shape elements (unit lenses, unit prisms) are arranged in a linear array, And it discovered that the utilization efficiency of light source light was improved by using this polarization | polarized-light separation function effectively, and, thereby, front direction brightness | luminance can be improved effectively. Specifically, a specific polarization component (for example, P wave) out of light incident on the light exit surface of the unit shape element at an incident angle that is emitted in the front direction due to refraction at the light exit surface of the unit shape element The transmittance of other polarization components (for example, S wave) other than the specific polarization component can be decreased (the reflectance can be increased), thereby improving the transmittance of the transmissive display unit. It has been found that it is possible to increase the utilization efficiency of the light source light and effectively improve the brightness in the front direction in combination with the above. The present invention is based on such knowledge of the present inventors.
本発明による光学シートは、シート状の本体部と、前記本体部の出光側に並べて配置され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位形状要素と、を備え、各単位形状要素は、前記本体部から延び出た一対の側面であって、前記本体部から離間するにつれて互いに接近していく一対の側面を含み、各単位形状要素は、当該単位形状要素の長手方向に並べて配置された複数の単位レンズであって、各々が前記一対の側面間を結ぶ方向に延びる、複数の単位レンズを有することを特徴とする。 An optical sheet according to the present invention includes: a sheet-like main body portion; and a plurality of unit-shaped elements that are arranged side by side on the light output side of the main body portion and each extend linearly in a direction intersecting the arrangement direction. The unit shape element includes a pair of side surfaces extending from the main body portion, and includes a pair of side surfaces that approach each other as the unit shape element is separated from the main body portion, and each unit shape element includes a longitudinal direction of the unit shape element. A plurality of unit lenses arranged side by side, each having a plurality of unit lenses extending in a direction connecting the pair of side surfaces.
本発明による光学シートにおいて、前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において、前記本体部に最も接近した前記単位形状要素の前記側面上の端部への接線が、前記本体部のシート面に対してなす角度は、55°以上75°以下であってもよい。 In the optical sheet according to the present invention, in a cross section parallel to both the normal direction of the main body portion and the arrangement direction of the unit shape elements, to the end on the side surface of the unit shape element closest to the main body portion The angle formed by the tangent to the sheet surface of the main body may be 55 ° or more and 75 ° or less.
また、本発明による光学シートにおいて、前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において、前記側面は、少なくとも、前記本体部に最も接近した前記単位形状要素の前記側面上の端部から前記本体部のシート面と平行な方向に前記単位形状要素の幅の15%の長さ分だけずれた位置まで、延びており、前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において、前記本体部に最も接近した前記単位形状要素の前記側面上の前記端部から前記本体部のシート面と平行な方向に前記単位形状要素の幅の15%の長さ分だけずれた位置で前記単位形状要素の前記側面へ接する接線が、前記本体部のシート面に対してなす角度は、40°以上であるようにしてもよい。 Further, in the optical sheet according to the present invention, in the cross section parallel to both the normal direction of the main body portion and the arrangement direction of the unit shape elements, the side surface is at least the unit shape element closest to the main body portion. Extending from the end on the side surface to a position deviated by 15% of the width of the unit-shaped element in a direction parallel to the sheet surface of the main body, and the normal direction of the main body In the cross section parallel to both the arrangement direction of the unit shape elements, the unit shape in a direction parallel to the sheet surface of the main body portion from the end on the side surface of the unit shape element closest to the main body portion. An angle formed by a tangent line contacting the side surface of the unit-shaped element at a position shifted by a length of 15% of the element width with respect to the sheet surface of the main body may be 40 ° or more. .
さらに、本発明による光学シートにおいて、前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において、前記単位形状要素の前記側面への接線が前記本体部のシート面に対してなす角度は、前記接線の前記単位形状要素への接点が、前記本体部に最も接近した前記側面上の一方の端部から、前記本体部から最も離間した前記側面上の他方の端部へ向かうにつれて、小さくなっていくようにしてもよい。 Furthermore, in the optical sheet according to the present invention, in a cross section parallel to both the normal direction of the main body portion and the arrangement direction of the unit shape elements, a tangent to the side surface of the unit shape elements is a sheet surface of the main body portion. The contact angle of the tangent to the unit-shaped element is from one end on the side surface closest to the main body, and the other end on the side surface farthest from the main body. You may make it become small as it goes to a part.
本発明による面光源装置は、光源と、前記光源からの光を受ける上述したいずれかの本発明による光学シートと、を備えることを特徴とする。 A surface light source device according to the present invention includes a light source and any one of the optical sheets according to the present invention that receives light from the light source.
また、本発明による面光源装置は、前記光学シートの入光側に配置された集光シートをさらに備え、前記集光シートは、シート状の本体部と、前記本体部の出光側に並べて配置され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位形状要素と、を有し、前記光源は、線状の発光部を有し、前記集光シートの前記単位形状要素の配列方向は、前記光源の前記発光部の長手方向と直交するとともに、前記光学シートの前記単位形状要素の配列方向と交差していてもよい。このような面光源装置において、前記集光シートの前記本体部の法線方向と前記集光シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な集光シートの主切断面において、前記本体部のシート面に平行な前記集光シートの前記単位形状要素の幅は、前記本体部の法線方向に沿った前記集光シートの前記単位形状要素の高さの1.8倍以上2.3倍以下であってもよい。 The surface light source device according to the present invention further includes a light collecting sheet arranged on the light incident side of the optical sheet, and the light collecting sheet is arranged side by side on the light emitting side of the main body and the sheet-like main body. A plurality of unit shape elements each extending linearly in a direction intersecting the arrangement direction, and the light source has a linear light emitting portion, and the unit shape elements of the light collecting sheet The arrangement direction may be orthogonal to the longitudinal direction of the light emitting portion of the light source and may intersect the arrangement direction of the unit shape elements of the optical sheet. In such a surface light source device, in the main cutting surface of the light collecting sheet parallel to both the normal direction of the main body portion of the light collecting sheet and the arrangement direction of the unit shape elements of the light collecting sheet, the main body 1. The width of the unit shape element of the light collecting sheet parallel to the sheet surface of the portion is 1.8 times or more the height of the unit shape element of the light collecting sheet along the normal direction of the main body portion. It may be 3 times or less.
本発明による表示装置は、上述したいずれかの本発明による面光源装置と、前記面光源装置の出光側に配置された透過型表示部と、を備えることを特徴とする。 A display device according to the present invention includes any one of the surface light source devices according to the present invention described above and a transmissive display unit disposed on a light output side of the surface light source device.
本発明による面光源装置において、前記透過型表示部は、下偏光板と、下偏光板の出光側に配置された上偏光板と、を有し、前記下偏光板の透過軸は、前記光学シートの前記単位形状要素の配列方向と平行であるようにしてもよい。 In the surface light source device according to the present invention, the transmissive display unit includes a lower polarizing plate and an upper polarizing plate disposed on the light output side of the lower polarizing plate, and the transmission axis of the lower polarizing plate is the optical axis. The sheet may be parallel to the arrangement direction of the unit shape elements of the sheet.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
図1乃至図8は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図1は透過型表示装置および面光源装置の概略構成を示す斜視図である。図2は、光学シートを示す斜視図である。図3、図4、図5および図7は、光学シートを示す断面図である。図6は、出光面での屈折により正面方向へ出射し得る角度で単位形状要素の出光面に入射する光についての各出光面角度での透過率を示すグラフである。図8は、集光シートを示す主切断面における断面図である。 1 to 8 are views for explaining an embodiment according to the present invention. Among these, FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a transmissive display device and a surface light source device. FIG. 2 is a perspective view showing the optical sheet. 3, 4, 5 and 7 are cross-sectional views showing the optical sheet. FIG. 6 is a graph showing the transmittance at each light exit surface angle for light incident on the light exit surface of the unit shape element at an angle that can be emitted in the front direction by refraction at the light exit surface. FIG. 8 is a cross-sectional view of the main cutting surface showing the condensing sheet.
図1に示された透過型表示装置10は、透過型表示部15と、透過型表示部15の背面側に配置され透過型表示部15を背面側から面状に照らす面光源装置20と、を備えている。透過型表示部15は、面光源装置20からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成する装置である。
The
本実施の形態において、透過型表示部15は、液晶パネル(液晶セル)から構成されている。つまり、透過型表示装置10は液晶表示装置として機能する。液晶パネル(透過型表示部)15は、一対の偏光板16,17と、一対の偏光板間に配置された液晶層18と、を有している。偏光板16,17は、入射した光を直交する二つの偏光成分(P波およびS波)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)の偏光成分(例えば、P波)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)の偏光成分(例えば、S波)を吸収する機能を有している。
In the present embodiment, the
液晶層18には、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶層18の配向は変化するようになる。入光側に配置された下偏光板16を透過した特定方向の偏光(本実施の形態においては、P波)は、電界印加された液晶層18を通過する際にその偏光方向を90°回転させ、電界印加されていない液晶層18を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶層18への電界印加の有無によって、下偏光板16を透過した特定方向の偏光(P波)が、下偏光板16の出光側に配置された上偏光板17をさらに透過するか、あるいは、上偏光板17で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
An electric field can be applied to the liquid crystal layer 18 for each region where one pixel is formed. Then, the orientation of the liquid crystal layer 18 applied with an electric field changes. Polarized light in a specific direction (in this embodiment, P wave) transmitted through the lower polarizing plate 16 disposed on the light incident side is rotated by 90 ° when passing through the liquid crystal layer 18 to which an electric field is applied. The polarization direction is maintained when passing through the liquid crystal layer 18 to which no electric field is applied. For this reason, depending on whether or not an electric field is applied to the liquid crystal layer 18, the polarized light (P wave) in a specific direction transmitted through the lower polarizing plate 16 further transmits through the upper polarizing
このようにして液晶パネル(透過型表示部)15では、面光源装置20からの光の透過または遮断を画素毎に制御し得るようになっている。なお、液晶パネル(液晶セル)の構成は、従来の液晶表示装置に組み込まれている装置(部材)と同様に構成することができ、ここでは、これ以上の詳細な説明を省略する。
In this way, the liquid crystal panel (transmission type display unit) 15 can control transmission or blocking of light from the surface
ところで、この明細書において、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源25から光学シート40等を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側(観察者側、図2〜図5および図7においては紙面の上側)のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源25から光学シート40等を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側(図2〜図5および図7においては紙面の下側)のことである。
By the way, in this specification, the “light exit side” means the downstream side (observer side, FIG. 2 to FIG. 2) in the traveling direction of light from the
次に、面光源装置20について説明する。面光源装置20は、図1に示すように、光源25と、光源25からの光を透過させる光学シート40と、を有している。本実施の形態において、光学シート40は、面光源装置20の最出光側に配置され、発光面(出光面)を構成する。そして、この光学シート40は、透過型表示部15の下偏光板16と隣り合うようになる。また、図1に示す例においては、光学シート40の入光側に配置され、光を集光させる集光シート(入光側光学シートとも呼ぶ)30、並びに、集光シート30の入光側に配置され、光を拡散させる光拡散シート28が、さらに設けられている。
Next, the surface
面光源装置20は、例えばエッジライト(サイドライト)型等の種々の形態で構成され得るが、本実施の形態においては、直下型のバックライトユニットとして構成されている。このため、光源25は光学シート40の入光側において光学シート40と対面するようにして配置されている。また、光源25は、反射板22によって背面側から覆われている。反射板22は、光学シート40の側に開口部(窓)を有する箱状に形成されている。
The surface
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。 In the present specification, the terms “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in names. Therefore, for example, a “sheet” is a concept including a member that can also be called a film or a plate.
本実施の形態において、光源25は、線状に延びる複数の発光部25aを有している。線状の発光部25aは、その長手方向が互いに並行となるように並べて配置されている。発光部25aは、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯から構成され得る。ただし、この例に限られず、光源25が、点状のLED(発光ダイオード)や白熱電球、面状のEL(電場発光体)等の種々の態様の発光部を有するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
反射板22は、図1に示すように、光源25からの光を光学シート40の側へ向けるための部材である。反射板22の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料からなっている。
As shown in FIG. 1, the reflecting plate 22 is a member for directing light from the
次に、光拡散シート28について説明する。光拡散シート28は、入射光を拡散させ、好ましくは入射光を等方拡散させ、光源25の構成に応じた輝度ムラ(管ムラともいう)を緩和し、輝度の面内分布を均一化させて光源25の像を目立たなくさせるためのシート状部材である。このような光拡散シート28として、基部と、基部内に分散され光拡散機能を有した光拡散性粒子と、を含むシートが用いられ得る。一例として、反射率の高い材料から光拡散性粒子を構成することにより、あるいは、基部をなす材料とは異なる屈折率を有する材料から光拡散性粒子を構成することにより、光拡散シート28に、光拡散機能を付与することができる。
Next, the
次に、集光シート30について説明する。図1および図8に示すように、集光シート30は、シート状の本体部32と、本体部32の出光側に位置するレンズ部34と、を有している。レンズ部34は、シート状の本体部32の出光側面32a上に並べて配列された多数の単位形状要素(単位光学要素)35を有している。この集光シート30は、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向(法線方向)ndの輝度を集中的に向上させる機能(集光機能)を有している。
Next, the
単位形状要素35は、本体部32の出光側面32a上に並べて配列されている。図1に示すように、単位形状要素35は、単位形状要素35の配列方向と交差する方向に線状に延びている。本実施の形態において、単位形状要素35は直線状に延びている。また、単位形状要素35の長手方向は、本体部32のシート面と平行な面上において、単位形状要素35の配列方向に直交している。図1に示すように、本実施の形態において、単位形状要素35の配列方向は光源25の発光部25aの長手方向と直交し、各単位形状要素35の長手方向が各発光部25aの長手方向と平行になっている。
The
図8に示すように、本実施の形態においては、本体部32の法線方向ndおよび単位形状要素35の配列方向の両方に平行な切断面(「集光シートの主切断面」とも呼ぶ)における各単位形状要素35の断面形状は、単位形状要素35の長手方向(直線状に延びている方向)に沿って一定となっている。また、レンズ部34を形成する複数の単位形状要素35は、全て同様に構成されている。図示する例において、単位形状要素35は、集光シートの主切断面において、楕円の一部分または円の一部分に相当する形状を有している。ただし、図示する例に限られず、集光シート30以外の面光源装置20の構成、例えば光源25の構成等に応じて、単位形状要素35の構成を適宜変更してもよい。
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, a cut surface parallel to both the normal direction nd of the
以上のような構成からなる単位形状要素35の具体例として、単位形状要素35の幅W(図8参照)を1μm〜200μmとすることができる。また、集光シート30のシート面への法線方向ndに沿った本体部32の出光側面32aからの単位形状要素35の突出高さH(図8参照)を0.25μm〜50μmとすることができる。なお、本件発明者らが実験を重ねたところ、集光シートの主切断面において、本体部32のシート面に平行な方向に沿った集光シート30の単位形状要素35の幅Wを、本体部32の法線方向ndに沿った本体部32からの単位形状要素の高さHの1.8倍以上2.3倍以下とすることが、後述する光学シート40との組み合わせにおいて好ましいことが知見された。単位形状要素35の幅Wおよび単位形状要素35の高さHをこの範囲外に設定した場合、正面方向輝度が著しく低下するためである。
As a specific example of the
なお、本明細書において「シート面(フィルム面、板面)」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。そして、本実施の形態においては、集光シート30の本体部32のシート面、後述する光学シート40の本体部42のシート面、光拡散シート28のシート面、面光源装置20の発光面、および、透過型表示装置10の表示面等は、互いに平行となっている。さらに、本願において「正面方向」とは、光学シート40のシート面に対する法線の方向nd(例えば図3参照)であり、また、集光シート30のシート面の法線方向や面光源装置20の発光面の法線方向等にも一致する。
In the present specification, the “sheet surface (film surface, plate surface)” corresponds to the planar direction of the target sheet-like member when the target sheet-like member is viewed as a whole and globally. Refers to the surface. And in this Embodiment, the sheet surface of the main-
次に、光学シート40について説明する。図1および図2に示すように、光学シート40は、後述する単位レンズ55が設けられていることを除き、上述した集光シート30と概ね同様の構成を有している。光学シート40は、シート状の本体部42と、本体部42の出光側に位置するレンズ部44と、を有している。レンズ部44は、シート状の本体部42の出光側面42a上に並べて配列された多数の単位形状要素(単位光学要素、単位レンズ)45を有している。本実施の形態においては、単位形状要素45が本体部42の出光側面42a上に隙間無く配置されている。この結果、光学シート40の出光面40aは、単位形状要素45の出光面45aのみによって構成されている。
Next, the
この光学シート40は、後述するよう、屈折して正面方向へ出射する透過光のうちの特定の偏光成分(本実施の形態においては、P波)を選択的に透過させ、その一方で、前記特定の偏光成分以外の偏光成分(本実施の形態においては、S波)を選択的に反射させるといった偏光分離機能を有している。また、本実施の形態においては、光学シート40は、集光シート30と同様に、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向(法線方向)ndの輝度を集中的に向上させる機能(集光機能)も併せ持っている。
As will be described later, the
図3および図4は、光学シート40の本体部42のシート面の法線方向ndおよび単位形状要素45の配列方向の両方に平行な断面(以下において、「光学シートの第1主切断面」とも呼ぶ)において、光学シート40を示している。なお、図3および図4に示された断面は、図2のIII−III線に沿った断面にも対応する。
3 and 4 are cross sections parallel to both the normal direction nd of the sheet surface of the
図2〜図4に示すように、本体部42は、単位形状要素45を支持するシート状部材として機能する。図3および図4に示すように、本実施の形態において、本体部42の出光側面42a上には、単位形状要素45が隙間をあけることなく並べて配置され本体部42上にレンズ部44を形成している。その一方で、図3および図4に示すように、本実施の形態において、本体部42は、出光側面42aに対向する入光側面42bとして、光学シート40の入光面40bをなす平坦(平ら)で平滑な面を有している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
なお、本明細書で用いる「平滑」とは、光学的な意味合いでの平滑を意味するものである。すなわち、ここでは、或る程度の割合の可視光が、光学シート40の入光面40b(本体部42の入光側面42b)においてスネルの法則を満たしながら屈折するようになる程度を意味している。したがって、例えば、本体部42の入光側面42b(光学シート40の入光面40b)の十点平均粗さRz(JISB0601)が最短の可視光波長(0.38μm)以下となっていれば、十分、平滑に該当する。
As used herein, “smoothing” means smoothing in an optical sense. That is, here, it means the degree that a certain percentage of visible light is refracted while satisfying Snell's law on the
次に、単位形状要素45について詳述する。図2に示すように、単位形状要素45は、単位形状要素45の配列方向と交差する方向に線状に延びている。本実施の形態において、単位形状要素45は直線状に延びている。また、単位形状要素45の長手方向は、本体部42のシート面と平行な面上において、単位形状要素45の配列方向に直交している。図1に示すように、本実施の形態において、単位形状要素45の配列方向は光源25の発光部25aの長手方向と平行であり、各単位形状要素45の長手方向が各発光部25aの長手方向と直交している。また、図1に示すように、本実施の形態において、光学シート40の単位形状要素45の配列方向は、集光シート30の単位形状要素35の配列方向と直交している。さらに、本実施の形態において、光学シート40の単位形状要素45の配列方向は、透過型表示部15の下偏光板16の透過軸と平行となっている。
Next, the
図1に示すように、本実施の形態においては、光学シート40のレンズ部44を形成する複数の単位形状要素45は、全て同様に構成されている。図2に示すように、各単位形状要素45は、本体部42から延び出た一対の側面47,47を有している。一対の側面47,47は、本体部42から離間するにつれて、互いに接近していく。各側面47の本体部42のシート面に対する傾斜角度は、単位形状要素45の長手方向において、変化せず一定となっている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the plurality of
また、図2に示すように、各単位形状要素45は、当該単位形状要素45の長手方向に並べられて、一対の側面47,47間に配置された多数の単位レンズ(単位プリズム)55を有している。図5は、図2のV−V線に沿った断面であって、光学シート40の本体部42のシート面の法線方向ndおよび単位レンズ55の配列方向の両方に平行な断面(以下において、「光学シートの第2主切断面」とも呼ぶ)において、光学シート40を示している。なお、本明細書において、「レンズ」の語は球面等の曲面から構成されるいわゆる狭義のレンズの他、平面から構成されるいわゆる狭義のプリズム、及び、曲面と平面とで構成される光学素子を包含する広義の意味で用いる。
Further, as shown in FIG. 2, each
図5に示すように、各単位レンズ55は、一対の側面47,47間を結ぶ方向に延びている。とりわけ、本実施の形態において、各単位レンズ55は、光学シート40の単位形状要素45の配列方向に直交する方向に、延びている。すなわち、各単位レンズ55は、集光シート30の単位形状要素35の配列方向および光源25の発光部25aの配列方向と平行な方向に、延びている。
As shown in FIG. 5, each
図2に示すように、単位レンズ55は、単位形状要素45のうちの、本体部42から最も離間して最出光側の頂部を形成している。また、複数の単位レンズ45は、隙間無く並べて配置されている。
As shown in FIG. 2, the
また、各単位レンズ45は、その両端において、一対の側面47のそれぞれに接続している。結果として、本実施の形態において、単位形状要素45の出光面45a、つまり、光学シート40の出光面40aは、一対の側面47,47と単位レンズ(単位プリズム)55の出光面(プリズム面、レンズ面)57とによって形成されている。
Each
本実施の形態において、各単位形状要素45の外輪郭は、本体部42の法線方向ndおよび単位形状要素45の長手方向の両方と平行な面を中心として、対称となっている。これにより、光学シート40の出光面40aにおける輝度は、単位形状要素45の配列方向に平行な面において、正面方向を中心として対称的な輝度の角度分布を有するようになる。
In the present embodiment, the outer contour of each
以下において、光学シート40に含まれる単位形状要素45の第1主切断面および第2主切断面における断面形状についてさらに詳細に説明する。
Below, the cross-sectional shape in the 1st main cutting surface and the 2nd main cutting surface of the
図3及び図4に示すように、本実施の形態において、光学シートの第1主切断面における各単位形状要素45の断面形状は、出光側に向けて先細りしていく形状となっている。したがって、光学シートの第1主切断面において、本体部42のシート面と平行な単位形状要素45の幅は、本体部42の法線方向ndに沿って本体部42から離間するにつれて狭くなっていく。上述したように、単位形状要素45の最も出光側に位置する頂部は、単位レンズ55によって形成されている。そして、単位レンズ55まで、一対の側面47,47が本体部42から延び出ている。このため、一対の側面47,47は、本体部42から離間するにつれて互いに接近していくようになる。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the cross-sectional shape of each unit-shaped
また、図3および図4に示すように、光学シートの第1主切断面において、単位形状要素45の各側面47は、弧(円弧または楕円弧)、または、複数の弧の組み合わせによって、構成されている。この組み合わせによって、光学シートの第1主切断面における単位形状要素45の各側面47の輪郭が画定される場合には、互いにつなぎ合わされた隣り合う二つ弧が、つなぎ合わせ部分において、共通する接線を有していることが好ましい。この場合、光学シート40の出光面40aにおける輝度の角度分布をなだらかに変化させることができ、観察方向を変化させた際に明るさが急激に変化すること(カットオフが発生すること)を防止することができるためである。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the first main cut surface of the optical sheet, each
一方、図5に示すように、光学シートの第2主切断面において、単位レンズ55の断面形状は、三角形形状となっている。光学シートの第2主切断面における単位レンズ55の断面形状をなす三角形は、二等辺三角形形状であることが好ましい。単位レンズ55の配列方向に平行な面において、輝度の角度分布が正面方向を中心として対称性を有するようになるからである。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the cross-sectional shape of the
次に、単位形状要素45の出光面45aへの接線TLが主切断面において本体部42のシート面(本実施の形態においては、本体部42の出光側面42a)に対してなす角度(「出光面角度」とも呼ぶ)θaについて、説明する。まず、単位形状要素45の側面47の出光面角度θaについて説明する。
Next, an angle formed by the tangent TL to the
図3に示すように、本実施の形態では、光学シートの第1主切断面において、接線TLの単位形状要素45の側面47上への接点TPが、本体部42に隣接する側面47上の一方の端部(第1端部)47a1から、本体部42から最も離間した側面上の他方の端部(第2端部)47a2へ向かうにつれて、側面47の出光面角度θaが小さくなっていく。なおここでいう、出光面角度θaが「小さくなっていく」とは、出光面角度θaが常に小さく変化していくこと(図3および図4に示された本実施の形態における態様)だけでなく、少なくとも一部の領域において出光面角度θaが変化しない場合も含む概念である。すなわち、ここでいう、出光面角度θaが「小さくなっていく」とは、接点TPが側面47上の第1端部47a1から側面47上の端部47a2へ向かう際に、出光面角度θaが「大きくなることがない」ことを意味している。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the contact TP on the
単位形状要素45の側面47における出光面角度θaは、本件発明者らの研究結果に基づいて次のように設定されることが好ましい。まず、光学シートの第1主切断面において、単位形状要素45の側面47上の第1端部47a1への接線TLが、本体部42のシート面に対してなす出光面角度(「出光面底角」とも呼ぶ)θaaが、55°以上であることが好ましく、65°以上であることがさらに好ましい。本件発明者が確認したところ、出光面底角θaaが55°以上である場合、目視で確認し得る程度に正面方向輝度を上昇させることができた。また、単位形状要素45の出光面底角θaaが65°以上である場合には、さらに顕著に正面方向輝度を上昇させることができた。一方、上限としては、単位形状要素45の側面47における出光面底角θaaは、75°以下であることが好ましい。出光面底角θaaを増加させることによって、正面方向輝度が上昇させることができるが、出光面底角θaaを増加させ過ぎると、正面方向輝度の上昇が停止し、さらには、正面方向輝度は低下していく。また、出光面底角θaaを増加させ過ぎると、透過光のスペクトル分布が不均一となり、表示装置10においては色再現性が低下してしまう。
The light exit surface angle θa on the
また、光学シートの第1主切断面において、側面47が、少なくとも、本体部42に最も接近した単位形状要素45の出光面45aの端部(側面47の第1端部47a1)から本体部42のシート面と平行な方向に単位形状要素45の幅の15%の長さ分だけずれた位置まで、延びていることが好ましい。また、この構成と併せて、光学シートの第1主切断面において、単位形状要素45の側面47上の第1端部47a1から本体部42のシート面と平行な方向に単位形状要素45の幅の15%の長さ分だけずれた位置で単位形状要素45の側面47へ接する接線TLが、本体部42のシート面に対して、40°以上の角度θaをなすことが好ましい。つまり、単位形状要素45の第1端部47a1から本体部42のシート面と平行な方向に単位形状要素45の幅の15%の長さ分だけずれた位置での単位形状要素45の側面47の出光面角度θaが、40°以上であることが好ましい。
Further, in the first main cut surface of the optical sheet, the
本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、詳しくは後述するように、目視で判断され得る正面方向輝度の上昇を確保し得る偏光分離機能は、出光面角度θaが40°以上となる場合であった。また、表示領域のうちの30%以上の領域において、出光面角度θaが40°以上となっている場合に、表示装置10において正面輝度の上昇を視認することができるようになった。
As a result of extensive research conducted by the inventors of the present invention, as will be described in detail later, the polarization separation function capable of ensuring an increase in luminance in the front direction that can be visually determined is when the light exit surface angle θa is 40 ° or more. there were. Further, when the light exit surface angle θa is 40 ° or more in an area of 30% or more of the display area, the
以上のような構成からなる単位形状要素45の具体例として、光学シートの第1主切断面における単位形状要素45の幅を1μm〜200μmとすることができる。また、光学シート40のシート面への法線方向ndに沿った本体部42の出光側面42aからの単位形状要素35の突出高さを0.25μm〜50μmとすることができる。また、光学シートの第1主切断面における単位レンズ55の幅は、光学シートの第1主切断面における単位形状要素45の幅の30%〜70%に設定することができる。
As a specific example of the
以上のような構成からなる集光シート30および光学シート40は、基材上に単位形状要素35,45を賦型することにより、作製することができる。また、型を用いて賦型した成形物をさらに型として利用して再度賦型を行うことにより、集光シート30および光学シート40を作製することができる。
The condensing
集光シート30および光学シート40をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート(集光シート)用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)が好適に使用され得る。このような表示装置に組み込まれる光学シート(集光シート)用の材料として広く使用されている材料を用いた場合、作製された光学シート40および集光シート30の単位形状要素45,35の屈折率は1.45〜1.60の範囲内となる。
Various materials can be used as the material forming the
次に、以上のような光学シート40、面光源装置20および透過型表示装置10の作用について説明する。
Next, operations of the
まず、透過型表示装置10および面光源装置20の全体的な作用について説明する。
First, the overall operation of the
光源25の発光部25aで発光された光は、直接または反射板22で反射した後に観察者側に進む。観察者側に進んだ光は、光拡散シート28で等方拡散された後に、集光シート30に入射する。
The light emitted from the
図8に示すように、集光シート30の単位形状要素35から出射する光L81,L82は、単位形状要素(単位レンズ)35の出光面(レンズ面)において屈折する。この屈折により、正面方向ndから傾斜した方向に進む光L81,L82の進行方向(出射方向)は、主として、集光シート30へ入射する直前における光の進行方向と比較して、集光シート30のシート面への法線方向ndに対する角度が小さくなるように、曲げられる。このような集光シートの作用により、単位形状要素35は、透過光の進行方向を正面方向nd側に絞り込むことができる。すなわち、単位形状要素35は、透過光に対して集光作用を及ぼすようになる。
As shown in FIG. 8, the lights L <b> 81 and L <b> 82 emitted from the
なお、このような単位形状要素35の集光作用は、正面方向ndから大きく傾斜して進む光に対して効果的に及ぼされる。このため、集光シート30よりも光源側に配置された光拡散シート28による拡散の程度にも依るが、光源25の発光部25aから大きな入射角度で多くの光が入射するようになる傾向がある光源25の発光部25aから離れた領域において、効果的に正面方向輝度を上昇させることができる(図8の光L82参照)。
Note that such a light collecting action of the
その一方で、図8に示すように、正面方向ndに対する進行方向の傾斜角度が小さい光L83は、単位形状要素35の出光面(レンズ面)において全反射を繰り返し、その進行方向を入光側(光源側)へ転換することもある。このため、集光シート30よりも光源側に配置された光拡散シート28による拡散の程度にも依るが、光源25から小さな入射角度で多くの光が入射するようになる傾向がある光源25の直上位置において、輝度が高くなり過ぎることを防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the light L83 having a small inclination angle in the traveling direction with respect to the front direction nd repeats total reflection on the light exit surface (lens surface) of the unit-shaped
このように、光源25の発光部25aからの離間距離に依存して透過光に対して単位形状要素35から主として及ぼされる光学的作用が相違する。これにより、光源25の発光部25aの配列に応じて発生する輝度ムラ(管ムラ)を効果的に低減し、光源の像(ライトイメージ)を目立たなくさせることもできる。すなわち、集光シート30は、輝度の面内バラツキを均一化させる光拡散機能も有している。このような光拡散機能は、集光シート30の単位形状要素35の配列方向と光源25の発光部25aの長手方向とが交差するようにして、光源25に対して集光シート30を配置することにより、発揮されるようになる。また、このような光拡散機能は、図1に示すように、集光シート30の単位形状要素35の配列方向と光源25の発光部25aの長手方向とが直交するようにして、すなわち、集光シート30の単位形状要素35の配列方向と光源25の発光管25aの配列方向とが平行となるようにして、光源25に対して集光シート30を配置することにより、効果的に発揮されるようになる。
As described above, the optical action mainly exerted from the
以上のようにして、集光シート30から出射する光の出射角度は、集光シート30の単位形状要素35の配列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。
As described above, the emission angle of the light emitted from the
集光シート30を出光した光は、その後、光学シート40へ入射する。光学シート40では、光学シート40から法線方向ndへ出射して入射角度0°で透過型表示部15へ入射する光のうちの一方の偏光成分、本実施の形態においてはP波の透過率が高められ、その一方で、他方の偏光成分、本実施の形態においてはS波の透過率が低下させられるようになる。すなわち、光学シート40では、集光シート30で集光させられた光に対して偏光分離作用が及ぼされる。この偏光分離作用については、後に詳述する。なお、光学シート40を透過しない光は光学シート40で反射し、反射光の多くはその進行方向を入光側に向ける。入光側に戻された光は、さらに反射を繰り返すことにより、その偏光状態を変化させる(例えば、S波がP波となる)とともに、再び光学シート40へ入射して利用されるようになり得る。
The light emitted from the
なお、光学シート40を透過する光は、集光シート30を透過する光と同様に、光学シート40の出光面40a(本実施の形態では、単位形状要素45の出光面45a)における屈折によって、主として集光作用を及ぼされるようになる。これにより、以下に説明するように、さらに正面方向輝度を上昇させることができる。
Note that the light transmitted through the
まず、単位形状要素45の出光面45aのうちの単位レンズ55の出光面(プリズム面、レンズ面)57は、図5に示すように、主として、光学シートの第2主切断面と平行に進む光の成分L51,L52に対して集光作用を及ぼす。なお、単位レンズ55の出光面57の出光面角度θaを適宜設定しておくことにより、光学シートの第2主切断面と平行に進む光の成分に対し、集光作用だけでなく、上述した集光シート30と同様にして、光源25の構成に起因した輝度の面内分布を均一化させる作用(光拡散作用)も及ぼし得る。
First, the light exit surface (prism surface, lens surface) 57 of the
ただし、本実施の形態においては、光学シート40の単位レンズ55から主として光学作用を及ぼされる光の成分は、集光シート30で集光させられた成分と同一である。すなわち、光学シート40の単位レンズ55の出光面57に入射する光の多くは、既に、正面方向を中心とした狭い角度範囲内にその進行方向がある光である。この結果、本実施の形態においては、光学シート40の単位レンズ55に強い集光機能や強い光拡散機能を付与する必要はなく、図5に示すように、単位レンズ55の出光面角度θaを小さい角度に設定しておけば十分である。
However, in the present embodiment, the component of light mainly exerting an optical action from the
以上のような、集光シート30による集光作用と組み合わせられる単位形状要素45の単位レンズ55による集光作用によって、単位レンズ55の配列方向(集光シート30の単位形状要素35の配列方向)と平行な面内における輝度の角度分布の正面方向輝度を極めて効果的に上昇させることができる。
The arrangement direction of the unit lenses 55 (the arrangement direction of the
一方、単位形状要素45の出光面45aのうちの側面47は、主として、光学シートの第1主切断面と平行に進む光の成分(図3の光L32)に対して集光作用を及ぼす。すなわち、集光シート30では集光作用を及ぼすことができなかった光に対して、単位形状要素45の側面47が集光作用を及ぼすようになる。この結果、単位形状要素45の配列方向(集光シート30の単位形状要素35の長手方向)と平行な面内における輝度の角度分布の正面方向輝度も効果的に上昇させることができる。
On the other hand, the
光学シート40を出射した光は、透過型表示部15の下偏光板16に入射する。下偏光板16は、入射光のうち、一方の偏光成分(本実施の形態においてはP波)を透過させ、その他の偏光成分(本実施の形態においてはS波)を吸収する。下偏光板16を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板17を透過するようになる。このようにして、透過型表示部15によって、面光源装置20からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、透過型表示装置10の観察者が、映像を観察することができるようになる。
The light emitted from the
上述したように、面光源装置20の出光面における正面方向輝度は、集光シート30による集光作用および光学シート40による集光作用により、高められている。さらに、光学シート40による偏光分離機能に起因して、正面方向へ進みながら透過型表示部15へ入射する光には、透過型表示部15の下偏光板16に入射され得る偏光成分(P波)が高い比率で含まれており、その一方で、透過型表示部15の下偏光板16で吸収される偏光成分(S波)は低い比率でしか含まれていない。すなわち、光学シート40の単位形状要素45の配列方向に平行な面内において本体部42の法線方向ndへ出射する光には、透過型表示部15での映像の形成に用いられ得る成分が高い割合で含まれている。すなわち、本実施の形態における表示装置10においては、単位形状要素35,45によって光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に変化させる機能(集光機能)だけでなく、正面方向へ出射しようとする光に対する光学シート40の偏光分離機能による光源光の利用効率の改善によって、正面方向輝度を極めて効果的に上昇させることができる。
As described above, the luminance in the front direction on the light exit surface of the surface
ここで、光学シート40で及ぼされる作用について、さらに詳しく説明しておく。
Here, the action exerted by the
界面への入射角(界面の法線と入射光とがなす角度)に依存して、当該界面における反射率、これにともなって当該界面における透過率が変化することが広く知られている(例えば、共立出版社発行の「屈折率(山口重雄著)」)。この際、偏光成分であるP波およびS波は異なる透過率(反射率)を呈するようになる。また、入射角に応じた透過率(反射率)の変動の挙動は、界面の両側における屈折率にも依存する。 It is widely known that the reflectance at the interface and the transmittance at the interface change depending on the incident angle to the interface (the angle formed by the normal of the interface and the incident light) (for example, "Refractive index (by Shigeo Yamaguchi)", published by Kyoritsu Shuppansha) At this time, the P wave and the S wave, which are polarization components, exhibit different transmittances (reflectances). The behavior of the transmittance (reflectance) variation according to the incident angle also depends on the refractive index on both sides of the interface.
一方、本件発明者らは、このような特性を利用して表示装置10の利用効率を向上させることを検討した。まず、光学シートの出光面で屈折して正面方向へ出射する光(図3の光L31および図4の光L41参照)について、着目した。このような正面方向へ出射する光の透過型表示部15内での利用効率を改善することができれば、表示装置10の正面方向輝度を直接的に向上させることができるからである。
On the other hand, the present inventors have studied to improve the utilization efficiency of the
具体的には、本件発明者らは、光学シートの出光面で屈折して当該光学シートから正面方向へ出射する光L31,L41,L51の透過率を、当該光L31,L41,L51が入射する出光面と光学シートのシート面とによってなされる角度(出光面角度)θaを変化させながら、調査した。結果として、広く用いられている安価な材料の屈折率の範囲(1.45以上1.60以下)内であれば、屈折率の相違が、正面方向への出射光の透過率の出光面角度に応じた変化挙動に影響を与えない、つまり、光学シートをなす材料の屈折率が変化したとしても、正面方向への出射光の透過率の出光面角度に応じた変化挙動はほぼ同様となる、ことが確認された。正面方向への出射光の透過率の出光面角度に応じた変化挙動の一例として、屈折率が1.49の材料からなる上述した光学シート40を用いて行った調査結果を、図6に示す。
Specifically, the inventors of the present invention make the light L31, L41, L51 incident on the transmittance of the light L31, L41, L51 that is refracted at the light exit surface of the optical sheet and exits from the optical sheet in the front direction. Investigation was performed while changing the angle (light exit surface angle) θa formed by the light exit surface and the sheet surface of the optical sheet. As a result, if the refractive index is within the range of 1.45 or more and 1.60 or less of an inexpensive material that is widely used, the difference in refractive index is the exit surface angle of the transmittance of outgoing light in the front direction. The change behavior according to the light exit surface angle of the outgoing light transmittance in the front direction is almost the same even if the refractive index of the material forming the optical sheet changes. That was confirmed. As an example of the change behavior of the transmittance of outgoing light in the front direction according to the light exit surface angle, the results of an investigation conducted using the above-described
なお、光学シート40へ入射した後、単位形状要素45で屈折して正面方向へ出射する光については、以下の式(1)〜式(3)が成り立つ。ここで、式(1)〜式(3)中における各角度θa,θ1,θ2,θ3,θ4は、図4に示すとおりである。すなわち、θ4は、光学シート40への入射角度(光学シート40への入射面の法線方向(本実施の形態においては、本体部42のシート面の法線方向)に対する光の傾斜角度)である。θ3は、本体部42内を透過する際の傾斜角度である。θ2は、単位形状要素45の出光面45aに対する入射角度(単位形状要素45の出光面45aの法線方向に対する光の入射方向の傾斜角度)である。θ1は、単位形状要素45の出光面45aに対する出射角度(単位形状要素45の出光面45aの法線方向に対する光の出射方向の傾斜角度)である。また、式中のnは光学シート(単位形状要素および本体部)をなす材料の屈折率の値である。
In addition, about the light which refracts by the
θa = θ1 = θ2 + θ3 ・・・式(1)
sin(θ4) = n × sin(θ3) ・・・式(2)
n × sin(θ2) = sin(θ1) ・・・式(3)
θa = θ1 = θ2 + θ3 (1)
sin (θ4) = n × sin (θ3) (2)
n × sin (θ2) = sin (θ1) (3)
そして、式(1)〜式(3)を変形することにより、光学シート40への入射角度θ4、本体部42内を透過する際の傾斜角度θ3、単位形状要素45の出光面45aに対する入射角度θ2、並びに、単位形状要素45の出光面45aに対する出射角度θ1を、以下の式(4)〜式(7)に示すように、出光面角度θaを用いて特定することができる。
Then, by modifying the expressions (1) to (3), the incident angle θ4 to the
θ1=θa ・・・式(4)
θ2=Arcsin(sin(θ1)/n) ・・・式(5)
θ3=θ1−Arcsin(sin(θ1)/n) ・・・式(6)
θ4=Arcsin(n×(θ1−Arcsin(sin(θ1)/n)))
・・・式(7)
θ1 = θa (4)
θ2 = Arcsin (sin (θ1) / n) (5)
θ3 = θ1−Arcsin (sin (θ1) / n) (6)
θ4 = Arcsin (n × (θ1−Arcsin (sin (θ1) / n)))
... Formula (7)
図6にも示されているように、広く用いられている安価な材料(屈折率:1.45〜1.60)からなる光学シート40から正面方向へ出射する光については、出光面角度θaが62°〜65°となった場合に、一方の偏光成分(P波)の透過率が最も高くなった。出光面角度θaが62°〜65°のピーク領域から小さくなるにつれて又は大きくなるにつれて、一方の偏光成分(P波)の透過率は低下していった。その一方で、他方の偏光成分(S波)の透過率は、出光面角度θaが大きくなるにつれて徐々に低下していった。つまり、他方の偏光成分(S波)の透過率は、出光面角度θaが小さいほど、高くなった。
As shown also in FIG. 6, the light exit surface angle θa for light emitted in the front direction from the
一方、上述したように、透過型表示部15の下偏光板16は、一方の偏光成分であるP波のみを選択的に透過させ、他方の偏光成分であるS波を吸収してしまう。したがって、上述してきた実施の形態にように、光学シート40の単位形状要素45の配列方向が、下偏光板16の透過軸と平行になっていることが好ましい。このような構成によれば、以下に説明するように、光学シート40の単位形状要素45の側面47における出光面角度θaを調節することによって、透過型表示部15での光源光の利用効率を上昇させることができるためである。
On the other hand, as described above, the lower polarizing plate 16 of the
図6の結果からすれば、透過光中に占めるP波の比率を高めるためには、出光面角度θaをできるだけ大きく設定することが好ましいと言える。出光面角度θaをできるだけ大きく設定することにより、P波の透過率を高めることができる。また、出光面角度θaをできるだけ大きく設定することにより、S波の反射率を高めることができ、これにより、透過型表示部15の下偏光板16でS波が吸収されることを防止して、逆に、当該S波を再利用し得るようにし向けることができる。
According to the result of FIG. 6, it can be said that it is preferable to set the light exit surface angle θa as large as possible in order to increase the proportion of the P wave in the transmitted light. By setting the light exit surface angle θa as large as possible, the transmittance of the P wave can be increased. Further, by setting the light exit surface angle θa as large as possible, the reflectance of the S wave can be increased, thereby preventing the S wave from being absorbed by the lower polarizing plate 16 of the
本実施の形態では、光学シート40の出光面40aを構成する単位形状要素45の側面47の出光面角度θaが、本体部42に隣接する一方の端部(第1端部)47a1から離間して他方の端部(第2端部)47a2へ向けて、小さくなっていく。したがって、単位形状要素45の側面47全体として出光面角度θaをできるだけ大きく設定するためには、出光面底角(第1端部47a1における出光面角度)θaaを大きめに設定することが好ましい。とりわけ、本件発明者が種々の条件を変更して実験を繰り返したところ、広く用いられている安価な材料(屈折率:1.45〜1.60)からなる光学シート40では、出光面底角θaaが55°以上であれば、集光シート30と透過型表示部15の下偏光板16との間に光学シート40を配置することによって、光学シート40を表示装置10に組み込まない場合よりも、正面方向輝度を上昇させ得ることを、目視で確認することができた。この点から、出光面底角θaaを55°以上に設定することが好ましい。
In the present embodiment, the light exit surface angle θa of the
また、図6にも示されているように、広く用いられている安価な材料(屈折率:1.45〜1.60)からなる光学シート40では、出光面角度θaが62°〜65°でP波の透過率が最も高くなる。したがって、出光面角度θaが最も大きい出光面底角θaaが65°以上となっていることが好ましい。出光面底角θaaが65°以上となっている場合には、単位形状要素45の側面47のうちの第1端部47a1と第2端部47a2との間に、P波を最高の透過率で透過させる領域が含まれるようになるからである。この点から、出光面底角θaaを65°以上に設定することが非常に好ましい。
Further, as shown in FIG. 6, in the
その一方で、本件発明者らが種々の条件を変更して実験を繰り返したところ、出光面角度θaを大きくし過ぎると、透過光のスペクトル分布が不均一となった。広く用いられている安価な材料(屈折率:1.45〜1.60)からなる光学シートでは、出光面角度θaが75°を超えると、目視により、表示装置10の色再現性の劣化が感じとられるようになった。また、出光面角度θaが75°を超えると、図6に示すように、P波の透過率が急激に低下し始める。そして、上述した光学シート40について言えば、側面47の出光面底角θaaが75°を超えると、集光シート30と透過型表示部15の下偏光板16との間に光学シート40を配置した場合と、光学シート40を表示装置10に組み込まない場合とで、正面方向輝度の大小を目視により判断することができなくなった。つまり、出光面底角θaaが75°を超えると、もはや、光学シート40を設けることにより、目視で判断し得る程度に正面方向輝度を上昇させることは不可能となった。これらの点から、出光面底角θaaを75°以下に設定することが好ましい。
On the other hand, when the inventors of the present invention changed the various conditions and repeated the experiment, when the light exit surface angle θa was excessively increased, the spectrum distribution of the transmitted light became non-uniform. In an optical sheet made of an inexpensive material (refractive index: 1.45 to 1.60) that is widely used, when the light exit surface angle θa exceeds 75 °, the color reproducibility of the
加えて、本件発明者らが種々条件を変更して実験を行ったところ、出光面底角θaaが75°を超える場合には、図7を参照しながら後述するように、急斜面となっている単位形状要素45の一方の側面47の端部47a1で反射した後、単位形状要素45の他方の側面47から屈折して出射する光が多く存在するようになる。このような光は、透過型表示部15で遮断されることなく漏れ出し、表示装置10に表示される映像のコントラストを著しく低下させるようになる。そして、このようなコントラストの低下を防止するためにも、出光面底角θaaを75°以下に設定することが好ましい。
In addition, when the inventors conducted experiments under various conditions, when the light exit surface bottom angle θaa exceeds 75 °, the slope is steep as described later with reference to FIG. There is a lot of light that is refracted and emitted from the other side surface 47 of the
さらに、上述したように、単位形状要素45の端部45b2から本体部42のシート面と平行な方向に単位形状要素45の幅の15%の長さ分だけずれた位置における単位形状要素45の側面47の出光面角度θaが、40°以上であることが好ましい。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、広く用いられている安価な材料(屈折率:1.45〜1.60)からなる光学シートでは、目視で判断され得る正面方向輝度の上昇を確保し得る偏光分離機能は、出光面角度θaを40°以上に設定することによって発現された。また、表示領域のうちの30%以上の領域において、出光面角度θaが40°以上となっている場合に、表示装置10において正面方向輝度の上昇を視認し得ることが確認された。
Further, as described above, the
ところで、断面が楕円形状の一部分や三角形状である単位形状要素を含む従来の光学シートを用いた場合、正面方向輝度を向上させることができるが、正面方向とは異なる比較的に大きな出射角度域(例えば60°〜75°)に、小さな輝度ピークを生じさせてしまうことがある。このように大きな出射角度に形成された輝度ピークはサイドローブとも呼ばれ、表示装置において有効に活用することはできない。すなわち、このような光が発生することにより、光源のエネルギ効率(光源光の利用効率)を低下させてしまうことになる。さらにそれだけでなく、代表的な透過型表示部である液晶表示パネル(LCDパネル)においては、このような光を完全に遮断することができない。したがって、黒を表示したい場合にも、光が液晶表示パネルを抜けてしまい、結果として表示される映像のコントラストが低下し、画質を悪化させることにもなる。 By the way, when a conventional optical sheet including a unit shape element having a part of an elliptical cross section or a triangular shape is used, the luminance in the front direction can be improved, but a relatively large emission angle region different from the front direction. A small luminance peak may occur at (for example, 60 ° to 75 °). The luminance peak formed at such a large emission angle is also called a side lobe and cannot be effectively used in a display device. That is, when such light is generated, the energy efficiency of the light source (utilization efficiency of the light source light) is reduced. Furthermore, in a liquid crystal display panel (LCD panel) which is a typical transmissive display unit, such light cannot be completely blocked. Therefore, even when it is desired to display black, the light passes through the liquid crystal display panel, resulting in a decrease in contrast of the displayed image and a deterioration in image quality.
正面方向以外に輝度ピークが生じてしまう原因として、以下のことが原因であると考えられている。図7に示すように、単位形状要素に入射する光の中には、単位形状要素の出光面から透過することなく、単位形状要素の出光面で反射する光L71がある。このような光のうちの一部L71は、単位形状要素の出光面で反射を繰り返し、その進行方向を入光側へ向ける。その一方で、このような光のうちの一部には、単位形状要素の出光面で反射した後、単位形状要素の出光面の他の領域から屈折して出射する光L72も含まれている。そして、このような光L72が、サイドローブを形成しているものと考えられている。このことは、シミュレーションによっても確認されている。また、二つの平坦面を出光面として有するプリズムシートにおいて、サイドローブが顕著となることにも合致している。 The following are considered to be causes of the occurrence of a luminance peak other than in the front direction. As shown in FIG. 7, the light incident on the unit shape element includes light L <b> 71 that is reflected from the light exit surface of the unit shape element without being transmitted from the light exit surface of the unit shape element. A part L71 of such light repeats reflection on the light exit surface of the unit shape element and directs its traveling direction to the light incident side. On the other hand, part of such light also includes light L72 that is refracted and emitted from other regions of the light exit surface of the unit shape element after being reflected by the light exit surface of the unit shape element. . And it is thought that such light L72 forms the side lobe. This has been confirmed by simulation. Further, in the prism sheet having two flat surfaces as light output surfaces, the side lobe is conspicuous.
そして、上述した本実施の形態においては、光学シートの第1主切断面において、一方の偏光成分であるS波が、通常よりも高い反射率で反射されるようになる。図6に示すように、S波の反射率は、出光面角度θaが大きくなるのにともなって、大きくなっていく。したがって、とりわけ出光面角度θaが最も大きくなる単位形状要素45の側面47の第1端部47a1近傍に入射するS波は、最も高い反射率で反射されるようになる。
And in this Embodiment mentioned above, the S wave which is one polarization component will be reflected with a higher reflectance than usual in the 1st main cut surface of an optical sheet. As shown in FIG. 6, the reflectance of the S wave increases as the light exit surface angle θa increases. Therefore, in particular, the S wave incident on the vicinity of the first end 47a1 of the
一方、本実施の形態においては、図7に示すように、光学シートの第1主切断面における単位形状要素45の出光面45aは、一対の側面47,47間において、単位レンズ55の出光面57によって本体部42のシート面に平行な直線状に形成されている。すなわち、所望の集光機能および偏光分離機能を有するように形成された一つの側面47,47間に、光学シートの第1主切断面における出光面角度θaが0°の出光面45aが確保されるようになる。この結果、偏光分離機能によるS波の反射によって単位形状要素45で反射される光(例えば、図7の光L71aおよび光L72a)が増加したとしても、サイドローブの発生を効果的に抑制することができるようになる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
具体的には、最も高い反射率で反射される単位形状要素45の側面47の第1端部47a1に入射した光L73は、単位形状要素45の出光面45aで一度反射して、単位レンズ55の出光面57からなる出光面角度θaが0°の出光面45aへ入射する。同様に、第1端部47a1以外において単位形状要素45の側面へ入射する光L74も、単位形状要素45の側面47で一度反射した後、出光面角度θaが0°である出光面45aへ入射する。そして、図7に示すように、これらの光L73,L74は、出光面角度θaが0°の出光面45aで全反射して入光側に戻りやすくなる、あるいは、出光面角度θaが0°の出光面45aで屈折して極めて大きな出射角度で出射しやすくなる。
Specifically, the light L73 incident on the first end 47a1 of the
以上の結果、本実施の形態によれば、単位形状要素45で反射する光が増加したとしても、サイドローブの発生を効果的に抑制することができるようになっている。なお、この点については、本件発明者らの実験によっても、その効果(サイドローブの抑制)が確認されている。
As a result, according to the present embodiment, even if the light reflected by the
以上のような本実施の形態によれば、光学シート40の単位形状要素45の出光面45a、とりわけ出光面45aのうちの側方領域に、概ね正面方向に屈折し得る角度で入射する光のうち、特定の偏光成分(例えば、P波)を高い透過率で正面方向へ出射させ、その他の偏光成分(例えば、S波)を高い反射率で反射することができる。結果として、その他の偏光成分(例えば、S波)に依存した光学シート40の出光面40aにおける正面方向輝度は低下するが、特定の偏光成分(例えば、P波)に依存した光学シート40の出光面40aにおける正面方向輝度については大幅に上昇させることが可能となる。このような傾向は、本体部42から離間するにつれて互いに接近していく一対の側面47,47間に、リニアアレイで配列された複数の単位レンズ55を設けることによって、より顕著となる。
According to the present embodiment as described above, the light incident on the
なお、面光源装置20においては、単位形状要素45の出光面45aで反射された光のうちの多くは、反射を繰り返す等して、再び光学シート40へ入射して再利用され得る。そして、このような光の偏光状態は、反射によって変化する。すなわち、単位形状要素45の出光面45aにおいて反射したその他の偏光成分(例えば、S波)は、特定の偏光成分(例えば、P波)として、光学シート40へ再び入射し得る。この点から、例えば図6のデータそのものから予想されるよりも、極めて効果的に、特定の偏光成分に依存した光学シート40の出光面40aにおける正面方向輝度を上昇させることができる。
In the surface
すなわち、光学シート40は、特定の偏光成分(例えば、P波)をその他の偏光成分(例えば、S波)から選択して取り出す、偏光分離機能を有している。そして、この偏光分離機能が、光学シート40から正面方向へ出射していく光に対して極めて効果的に発揮されるように、光学シート40は形成されている。したがって、自然光のうちの特定の偏光成分のみを利用する透過型表示部15、典型的には液晶パネルと組み合わせて用いる場合には、表示装置10における光源光の利用効率を向上させ、これにより、極めて効果的に正面方向輝度を向上させることができる。
That is, the
なお、この光学シート40において、光学シートの第1主切断面において、一対の側面47,47は本体部42から離間するにつれて互いに接近し、かつ、一対の側面間を単位レンズ55が接続している。したがって、単位形状要素45の外形状の一部分(側面47)を、偏光分離機能の向上に注目して設計したとしても、単位形状要素全体として、単位形状要素45の外形状に起因した優れた集光機能を維持することが可能となるだけでなく、サイドローブ等の発生を防止し得るように構成することも可能となる。
In the
なお、以上の実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。 Various modifications can be made to the above embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described.
例えば、上述した実施の形態において、光学シート40の単位形状要素45が互いに隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。例えば、図9に示すように、隣り合う二つの単位形状要素45間に平坦部48が形成されていてもよいし、図10に示すように、隣り合う二つの単位形状要素45間に凹部49が形成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
なお、変形例を説明するための図9および図10において、図1〜図8に示す上述の実施の形態と同一に構成され得る部分には同一符号を付している。 In FIGS. 9 and 10 for explaining the modification, the same reference numerals are given to the parts that can be configured in the same manner as the above-described embodiment shown in FIGS.
また、上述した実施の形態において、光学シートの第1主切断面における単位形状要素45の側面47の外輪郭が、弧(円弧または楕円弧)または弧の組み合わせである例を示したが、これに限られない。光学シートの第1主切断面における単位形状要素45の側面47の外輪郭は、直線であってもよいし、直線と弧との組み合わせであってもよい。また、上述した実施の形態において、光学シートの第2主切断面における単位レンズ55の外輪郭が三角形形状からなる例を示したが、これに限られない。例えば、光学シートの第2主切断面における単位レンズ55の外輪郭が、弧(円弧または楕円弧)、弧の組み合わせ、直線、あるいは、直線と弧との組み合わせからなるようにしてもよい。この場合、上述したように、単位レンズ55を介して光学シート40から出射するS波(透過型表示部15の下偏光板16へ入射するP波)の透過率を上昇させるとともに、単位レンズ55を介して光学シート40から出射するP波(透過型表示部15の下偏光板16へ入射するS波)の透過率を低下させるために、光学シートの第2主切断面において、単位レンズ55が出光側に先細りする断面形状を有し、本体部42に最も接近した単位レンズ55の出光面上の端部への接線と、本体部52のシート面と、によってなされる角度が0°以上40°未満となっていることが好ましい。また、光学シートの第2主切断面において、単位レンズ55の出光面57への接線と本体部42のシート面とによってなされる角度が、当該接線の接点の位置にかかわらず、0°以上40°未満となっていることが好ましい。
In the above-described embodiment, an example has been shown in which the outer contour of the
ここで、図11には、単位形状要素45の変形例が示されている。図11に示された例において、単位形状要素45の一対の側面47は、平らな面として構成されている。すなわち、光学シートの第1主切断面において、一対の側面47は直線状の輪郭を有するようになる。また、図11に示された例において、単位形状要素45の単位レンズ55は、楕円柱の一部分または円柱の一部分に相当する形状を有している。すなわち、光学シートの第2主切断面において、単位レンズ55は楕円弧または円弧に相当する外輪郭を有するようになる。
Here, FIG. 11 shows a modification of the
なお、変形例を説明するための図11において、図1〜図8に示す上述の実施の形態と同一に構成され得る部分には同一符号を付している。 In addition, in FIG. 11 for demonstrating a modification, the same code | symbol is attached | subjected to the part which can be comprised similarly to the above-mentioned embodiment shown in FIGS.
さらに、上述した実施の形態において、光学シート40の単位形状要素45がすべて同一の構成を有する例を示したが、これに限られない。一例として、一枚の光学シート40内に異なる構成を有した単位形状要素が含まれていてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
さらに、上述した実施の形態において、集光シート30の一例を説明したが、上述した集光シート30は単なる例示に過ぎず、種々の変更を行うことができる。例えば、集光シート30の単位形状要素35の断面形状が、集光シートの主切断面において、円形状の一部分または楕円形状の一部分からなっている例を示したが、これに限られない。単位形状要素35の断面形状を、例えば、三角形等の多角形状にしてもよい。
Furthermore, although an example of the
加えて、表示装置10から集光シート30を省くことも可能である。上述したように、光学シート40は、単位形状要素45の側面47における屈折により、単位形状要素45の配列方向と平行な面において、透過光に対して集光作用を及ぼすことができる。すなわち、単位形状要素45の側面47での屈折により、単位形状要素45の配列方向と平行な面内における正面方向輝度を上昇させることができる。とりわけ、上述した実施の形態においては、光学シート40の偏光分離機能により、側面47での屈折により正面方向へ出射する光についての透過型表示部15内での利用効率が大幅に向上されるようになる。したがって、集光シート30が表示装置10に含まれていない場合には、光拡散シート28での拡散の度合いにもよるが、図12に示すように、光源25の発光部25aに対面する領域およびこの周囲の領域における側面47上での正面方向輝度(図12において梨地で示す領域Zaの正面方向輝度)が高くなりやすくなる。
In addition, the
また、光学シート40は、単位形状要素45の単位レンズ55における屈折により、単位形状要素45の配列方向と直交する面において、透過光に対して集光作用を及ぼすことができる。この際、集光シート30が設けられていないことに起因して、種々の入射角度で光学シート40へ光が入射するような状況においても、単位レンズ55の出光面57の出光面角度θaを適切に設計しておくことにより、単位レンズ55は優れた集光機能を発揮することができる。結果として、単位レンズ55の出光面57での屈折により、単位形状要素45の配列方向と直交する面内における正面方向輝度を上昇させることができる。とりわけ、上述した実施の形態にように、単位レンズ55の断面形状が、その配列方向に沿った断面(光学シートの第2主切断面)において、三角形形状となっている場合には、光源25から大きな入射角度で入射してくる光の進行方向を極めて効果的に正面方向へ変化させることが可能となる。このため、光拡散シート28での拡散の度合いにもよるが、図12に示すように、光源25の発光部25aに対面しない領域における単位レンズ55の出光面57上での正面方向輝度(図12において斜線で示す領域Zbの正面方向輝度)が高くなりやすくなる。
Further, the
この結果、表示装置10の表示面の全域において、正面方向輝度を効果的に向上させることができる。また、単位形状要素45の大きさを適切に設計しておくことにより、表示装置10の全域において、輝度の面内分布が極めて効果的に均一化されているように目視されるようになる。
As a result, the luminance in the front direction can be effectively improved over the entire display surface of the
なお、輝度の面内分布を説明するための図12において示された光学シート40は、上述した光学シート40と同一の構成を有している。
Note that the
さらに、上述した実施の形態において、面光源装置20の光源25の発光部25aが、線状に延びる冷陰極管からなる例を示したが、これに限られない。光源25として、点状のLED(発光ダイオード)や面状のEL(電場発光体)等からなる発光部を有するようにしてもよい。また、上述した実施の形態において、光学シート40が直下型の面光源装置20に適用されている例を示したが、これに限られない。上述した光学シート40を、例えばエッジライト型(サイドライト型等とも呼ばれる)の面光源装置に適用することも可能であり、このような場合においても、光学シート40は直下型の面光源装置20に適用された場合と略同様の作用効果を奏することができる。
Further, in the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施の形態において、光学シート40が組み込まれた面光源装置20および透過型表示装置10の全体構成の一例を説明したが、これに限られず、適宜変更することができる。例えば、種々の機能を有した光学シート等を、面光源装置20および透過型表示装置10にさらに組み込んでもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example of the overall configuration of the surface
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
10 透過型表示装置
15 透過型表示部
16 下偏光板
17 上偏光板
18 液晶層
20 面光源装置
25 光源
28 光拡散シート
30 集光シート
32 本体部
32a 出光側面
34 レンズ部
35 単位形状要素
40 光学シート
40a 出光面
40b 入光面
42 本体部
42a 出光側面
44 レンズ部
45 単位形状要素
45a 出光面
47 側面
47a1 端部(一方の端部、第1端部)
47a2 端部(他方の端部、第2端部)
55 単位レンズ
57 出光面
DESCRIPTION OF
47a2 end (the other end, the second end)
55
Claims (8)
前記本体部の出光側に並べて配置され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位形状要素と、を備え、
各単位形状要素は、前記本体部から延び出た一対の側面であって、前記本体部から離間するにつれて互いに接近していく一対の側面を含み、
前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において、前記側面は曲線状に形成され、
前記側面は、前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において前記単位形状要素の前記側面への接線が前記本体部のシート面に対してなす角度が62°以上65°以下となる部分を、少なくとも含み、
各単位形状要素は、当該単位形状要素の長手方向に並べて配置された複数の単位レンズであって、各々が前記一対の側面のうちの前記本体部から離間した縁部の間を結ぶ方向に延びる、複数の単位レンズを有する
ことを特徴とする光学シート。 A sheet-like body,
A plurality of unit shape elements arranged side by side on the light exit side of the main body, each extending linearly in a direction intersecting the arrangement direction,
Each unit shape element includes a pair of side surfaces extending from the main body portion, and includes a pair of side surfaces approaching each other as the distance from the main body portion increases.
In a cross section parallel to both the normal direction of the main body and the arrangement direction of the unit shape elements, the side surface is formed in a curved shape,
The side surface has an angle formed by a tangent to the side surface of the unit shape element with respect to a sheet surface of the main body portion in a cross section parallel to both the normal direction of the main body portion and the arrangement direction of the unit shape elements. Including at least a portion of 62 ° to 65 °,
Each unit shape element is a plurality of unit lenses arranged side by side in the longitudinal direction of the unit shape element, each extending in a direction connecting between edges of the pair of side surfaces that are separated from the main body portion. An optical sheet comprising a plurality of unit lenses.
ことを特徴とする請求項1に係る光学シート。 In a cross section parallel to both the normal direction of the main body portion and the arrangement direction of the unit shape elements, a tangent to the end on the side surface of the unit shape element closest to the main body portion is the main body portion. The optical sheet according to claim 1, wherein an angle formed with respect to the sheet surface is 55 ° or more and 75 ° or less.
前記本体部の法線方向と前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な断面において、前記本体部に最も接近した前記単位形状要素の前記側面上の前記端部から前記本体部のシート面と平行な方向に前記単位形状要素の幅の15%の長さ分だけずれた位置で前記単位形状要素の前記側面へ接する接線が、前記本体部のシート面に対してなす角度は、40°以上である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学シート。 In a cross section parallel to both the normal direction of the main body portion and the arrangement direction of the unit shape elements, the side surface is at least from the end portion on the side surface of the unit shape element closest to the main body portion. Extending to a position shifted by 15% of the width of the unit-shaped element in a direction parallel to the sheet surface of the main body,
In a cross section parallel to both the normal direction of the main body part and the arrangement direction of the unit shape elements, the sheet surface of the main body part from the end on the side surface of the unit shape element closest to the main body part The angle formed by the tangent line that contacts the side surface of the unit shape element at a position shifted by a length of 15% of the width of the unit shape element in a direction parallel to the sheet shape element is 40 °. It is the above, The optical sheet of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学シート。 In a cross section parallel to both the normal direction of the main body part and the arrangement direction of the unit shape elements, the angle formed by the tangent to the side surface of the unit shape element with respect to the sheet surface of the main body part is the tangent line. The point of contact with the unit-shaped element becomes smaller from one end on the side surface closest to the main body to the other end on the side surface farthest from the main body. The optical sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記光源からの光を受ける請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学シートと、を備える
ことを特徴とする面光源装置。 A light source;
A surface light source device comprising: the optical sheet according to claim 1 that receives light from the light source.
前記集光シートは、シート状の本体部と、前記本体部の出光側に並べて配置され、各々が配列方向と交差する方向に線状に延びる、複数の単位形状要素と、を有し、
前記光源は、線状の発光部を有し、
前記集光シートの前記単位形状要素の配列方向は、前記光源の前記発光部の長手方向と交差するとともに、前記光学シートの前記単位形状要素の配列方向と交差し、
前記集光シートの前記本体部の法線方向と前記集光シートの前記単位形状要素の配列方向との両方に平行な集光シートの主切断面において、前記本体部のシート面に平行な前記集光シートの前記単位形状要素の幅は、前記本体部の法線方向に沿った前記集光シートの前記単位形状要素の高さの1.8倍以上2.3倍以下である
ことを特徴とする請求項5に記載の面光源装置。 A light collecting sheet disposed on the light incident side of the optical sheet;
The condensing sheet has a sheet-like main body, and a plurality of unit-shaped elements that are arranged side by side on the light output side of the main body, each extending linearly in a direction intersecting the arrangement direction,
The light source has a linear light emitting part,
The arrangement direction of the unit shape elements of the light collecting sheet intersects with the longitudinal direction of the light emitting portion of the light source, and intersects with the arrangement direction of the unit shape elements of the optical sheet,
In the main cutting surface of the light collecting sheet parallel to both the normal direction of the main body portion of the light collecting sheet and the arrangement direction of the unit shape elements of the light collecting sheet, the parallel to the sheet surface of the main body portion The width of the unit shape element of the light collecting sheet is 1.8 to 2.3 times the height of the unit shape element of the light collecting sheet along the normal direction of the main body. The surface light source device according to claim 5.
前記面光源装置の出光側に配置された透過型表示部と、を備える
ことを特徴とする表示装置。 A surface light source device according to claim 5 or 6,
And a transmissive display unit disposed on the light output side of the surface light source device.
前記下偏光板の透過軸は、前記光学シートの前記単位形状要素の配列方向と平行であることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 The transmissive display unit has a lower polarizing plate and an upper polarizing plate disposed on the light output side of the lower polarizing plate,
The display device according to claim 7, wherein a transmission axis of the lower polarizing plate is parallel to an arrangement direction of the unit shape elements of the optical sheet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008334645A JP5293177B2 (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Optical sheet, surface light source device and display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008334645A JP5293177B2 (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Optical sheet, surface light source device and display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010156810A JP2010156810A (en) | 2010-07-15 |
JP5293177B2 true JP5293177B2 (en) | 2013-09-18 |
Family
ID=42574782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008334645A Active JP5293177B2 (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Optical sheet, surface light source device and display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5293177B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5625261B2 (en) * | 2009-04-30 | 2014-11-19 | 凸版印刷株式会社 | Optical sheet for brightness enhancement |
JP5458754B2 (en) * | 2009-09-08 | 2014-04-02 | 凸版印刷株式会社 | Light control sheet, backlight unit, display device, and light control sheet manufacturing method |
JP5796929B2 (en) * | 2009-09-16 | 2015-10-21 | 凸版印刷株式会社 | Display device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06308485A (en) * | 1993-04-21 | 1994-11-04 | Hitachi Ltd | Display device |
JP3209001B2 (en) * | 1994-07-05 | 2001-09-17 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid crystal display |
JP2000122046A (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Sharp Corp | Liquid crystal display device |
US20060103777A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | 3M Innovative Properties Company | Optical film having a structured surface with rectangular based prisms |
JP4752493B2 (en) * | 2005-12-22 | 2011-08-17 | 大日本印刷株式会社 | Light control sheet, surface light source device |
JP2007226063A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Kuraray Co Ltd | Light control sheet |
JP2008020532A (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Fujifilm Corp | Optical functional sheet and display device |
WO2009139084A1 (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-19 | 凸版印刷株式会社 | Lens sheet, optical sheet, backlight unit using the optical sheet, and display device |
JP2010054995A (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Toppan Printing Co Ltd | Lens sheet, backlight unit and display apparatus |
-
2008
- 2008-12-26 JP JP2008334645A patent/JP5293177B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010156810A (en) | 2010-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4425164B2 (en) | LIGHTING DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME | |
KR100903028B1 (en) | Light guide panel comprising wedge type rear prism for back light unit of tft-lcd | |
US9429700B2 (en) | Backlight module | |
US9690034B2 (en) | Illumination device and display device | |
JP5641126B2 (en) | Surface light source device and display device | |
TW201213699A (en) | Light guide body, shielding structure body, illuminating device and display device having the same | |
JP2009176512A (en) | Surface light source device and image display apparatus | |
TW201314314A (en) | Light guide plate, surface light source device, and transmissive image display device | |
TWI439735B (en) | Lenticular array device and backlight module | |
JP5293177B2 (en) | Optical sheet, surface light source device and display device | |
JP2011171105A (en) | Planar light source device and display device | |
US20170115447A1 (en) | Prism sheet and planar illumination device | |
JP5182128B2 (en) | Optical sheet, surface light source device and display device | |
WO2013081038A1 (en) | Light source device, surface light source device, display device and lighting device | |
JP2019184790A (en) | Optical structure and display device | |
JP5434403B2 (en) | Illumination unit and display device | |
US20100231823A1 (en) | Optical sheet, surface light source device, and display device | |
JP5223408B2 (en) | Optical sheet, backlight unit and display device | |
JP5699550B2 (en) | LIGHTING UNIT, LIGHTING DEVICE, AND DISPLAY DEVICE HAVING HIDDEN STRUCTURE | |
JP5593639B2 (en) | Surface light source device and display device | |
WO2012147646A1 (en) | Light source device, surface light source device, display device, and illumination device | |
JP5779930B2 (en) | Optical sheet, backlight unit using the same, and image display device | |
TWI382242B (en) | Light-guiding structrure, light guide plate and backlight module having the same | |
TWI446030B (en) | Novel turning film for liquid crystal displays | |
JP5672833B2 (en) | Illumination unit and display device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111021 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120912 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120914 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121025 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130527 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5293177 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |