JP5423145B2 - Surface light source device, backlight unit, and display device - Google Patents
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本発明は、照明光路制御に用いられる面光源装置、バックライト・ユニット及びディスプレイ装置に関するものであって、特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用される面光源装置、バックライト・ユニット及びディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a surface light source device, a backlight unit, and a display device used for illumination light path control, and more particularly to a surface light source device used for illumination light path control in an image display device typified by a flat panel display. The present invention relates to a backlight unit and a display device.
最近の大型液晶テレビでは、複数本の冷陰極管やLED(Light Emitting Diode)を配置した直下型方式のバックライト・ユニットが採用されている。この直下型方式のバックライト・ユニットは、光源からの光を光拡散板で散乱させて射出する面光源装置と、該面光源装置の射出光を集光する光学シートとから構成されている。この光拡散板は、光拡散粒子を分散混合した透明樹脂を板状に成形したものであり、非常に強い光散乱性を有している。これによって、光源からの射出光を拡散することにより、光源としての冷陰極管やLEDなどの光源イメージが視認されないようにしている。 In recent large-sized liquid crystal televisions, a direct-type backlight unit in which a plurality of cold cathode tubes and LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged is employed. This direct type backlight unit includes a surface light source device that emits light from a light source scattered by a light diffusion plate and an optical sheet that collects the light emitted from the surface light source device. This light diffusing plate is formed by forming a transparent resin in which light diffusing particles are dispersed and mixed into a plate shape, and has a very strong light scattering property. Thereby, the light emitted from the light source is diffused so that a light source image such as a cold cathode tube or an LED as a light source is not visually recognized.
この光拡散板は、上記のように光源が視認されることを抑制する一方で、光拡散効果により光を全方位に拡散させるため、液晶表示装置の画像表示を暗くしてしまうというデメリットも有する。また、この光拡散板においては光散乱性を高く維持するため、通常板厚は1〜5mm程度に設定されており、この厚みによって光拡散板を透過する光が少なからず吸収され、これによっても液晶画面表示が暗くなってしまう。
さらに、液晶テレビは年々薄型化していく傾向にあり、光拡散板の薄型化も要求され、更なる光拡散性の向上が求められている。
This light diffusing plate suppresses the light source from being visually recognized as described above, but also has a demerit that the image display of the liquid crystal display device is darkened because the light is diffused in all directions by the light diffusing effect. . Further, in this light diffusion plate, in order to maintain a high light scattering property, the plate thickness is usually set to about 1 to 5 mm, and the light transmitted through the light diffusion plate is absorbed by this thickness. The LCD screen display becomes dark.
Furthermore, liquid crystal televisions tend to be thinner year by year, and a thinner light diffusing plate is required, and further improvement of light diffusibility is required.
一方で、直下型方式バックライトに使用される光拡散板は、光源である冷陰極管から射出される光を拡散させ、光源が視認されることによる輝度ムラ(ランプイメージ)を低減させることを目的として配置されているが、当該光拡散板をもってしてでも、完全にランプイメージを消すことは困難であった。即ち、ランプイメージを消すことのみを目的として光拡散性を付与する拡散粒子の添加量を増加させた場合には、全光線透過率が下がり過ぎて輝度低下を引き起こす原因となる。一方、全光線透過率を下げないように拡散粒子の添加量を減らすと、十分な拡散効果を得ることはできない。 On the other hand, the light diffusing plate used in the direct type backlight diffuses light emitted from the cold cathode tube, which is a light source, and reduces luminance unevenness (lamp image) due to the light source being visually recognized. Although it is arranged for the purpose, it is difficult to completely erase the lamp image even with the light diffusion plate. That is, when the addition amount of diffusing particles imparting light diffusibility is increased only for the purpose of extinguishing the lamp image, the total light transmittance is excessively lowered, causing a decrease in luminance. On the other hand, if the addition amount of the diffusing particles is reduced so as not to lower the total light transmittance, a sufficient diffusion effect cannot be obtained.
この問題に対応すべく、特許文献1から3には、光拡散板の射出面にレンズ形状を付加したものが開示されている。このような光拡散板においては、光源の配置に合わせてレンズ形状を設計して該レンズのアライメントを決定することが必要となるため、製造工程が複雑化・煩雑化することがある。また、このレンズ形状を別途付加することによりレンズによる反射光が増加するため、光拡散板の全光線透過率が低下し、液晶表示画面を暗くする場合がある。さらに、光拡散板の上に配置したレンズシートと液晶画素とからモアレ干渉縞が生じる場合も考えられる。
In order to cope with this problem,
上記のように全光線透過率が低下することの改善策としては、面光源装置の射出面側に配される光学シートとして、米国3M社の登録商標である輝度向上フィルム(Brightness Enhancement Film、以下BEFと称する)を用いる手法が知られている。 As an improvement measure for reducing the total light transmittance as described above, as an optical sheet disposed on the exit surface side of the surface light source device, a brightness enhancement film (Brightness Enhancement Film, which is a registered trademark of 3M USA) A method using (referred to as BEF) is known.
このBEFは、光透過性の基材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されることで構成されており、単位プリズムは光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)となるように形成されている。BEFにおいては、“軸外(off-axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on-axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”することができる。即ち、BEFは、ディスプレイの使用時に、軸外輝度を低下させるととおに軸上輝度を増大させる機能を有している。なお、「軸上」とは、視聴者の視野方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向を示している。 The BEF is configured by periodically arranging unit prisms having a triangular cross section in one direction on a light-transmitting substrate, and the unit prisms have a size (pitch) larger than the wavelength of light. It is formed to become. In BEF, light from “off-axis” is collected and directed to the viewer “on-axis” or “recycle”. "can do. In other words, the BEF has a function of increasing the on-axis brightness as the off-axis brightness is lowered when the display is used. Note that “on-axis” is a direction that coincides with the viewing direction of the viewer, and generally indicates a normal direction to the display screen.
ところが、このBEFを用いた場合、同時に反射/屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に射出されるという現象が生ずる。即ち、BEFを用いた場合、軸上方向における光強度が最も高められる一方で、視野角±90°近辺に小さな光強度ピーク(サイドローブ)が発生し、横方向から無駄に射出される光が増えてしまう。 However, when this BEF is used, a phenomenon occurs in which a light component due to reflection / refractive action is emitted in the lateral direction without proceeding in the visual direction of the viewer. In other words, when BEF is used, the light intensity in the axial direction is maximized, while a small light intensity peak (side lobe) occurs in the vicinity of the viewing angle ± 90 °, and light that is wasted from the lateral direction is wasted. It will increase.
このようなBEFの問題を解決するためには、拡散及び集光の両方の機能を持つ拡散フィルムをBEFと液晶制御パネルとの間に配置することが有効である。これにより、上記サイドローブの発生を抑制することができ、さらに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことも可能となる。一方、拡散フィルムを光拡散板とBEFとの間に配置すれば、光拡散板から射出される拡散光を効率よく集光することができるとともに、当該光拡散板だけでは消しきれない光源の視認性を抑えることも可能となる。 In order to solve such a problem of BEF, it is effective to dispose a diffusion film having both diffusion and condensing functions between the BEF and the liquid crystal control panel. As a result, the occurrence of the side lobes can be suppressed, and furthermore, moire interference fringes generated between regularly arranged lenses and liquid crystal pixels can be prevented. On the other hand, if the diffusing film is disposed between the light diffusing plate and the BEF, the diffused light emitted from the light diffusing plate can be efficiently collected and the light source that cannot be extinguished only by the light diffusing plate can be visually recognized. It is also possible to suppress the sex.
しかしながら、拡散フィルムを用いた場合、部品点数が増加して、ディスプレイ装置の組立て時の作業が煩雑になるとともに、製造コストが増加するという問題が生ずる。このような問題を解決すべく、例えば特許文献4には、BEFに代わる光学フィルムとして単位プリズムのみが形成されたもの用いるのではなく、光偏向レンズを二次元方向に一定のピッチで配列してなるアレイ構造の光学フィルムを用いたバックライト・ユニットが開示されている。この光学フィルムを用いることにより、サイドローブの発生を抑えることができる。 However, when the diffusion film is used, the number of parts increases, and the work at the time of assembling the display device becomes complicated, and there arises a problem that the manufacturing cost increases. In order to solve such a problem, for example, Patent Document 4 does not use an optical film in which only unit prisms are formed as an optical film in place of BEF, but arranges light deflection lenses at a constant pitch in a two-dimensional direction. A backlight unit using an optical film having an array structure is disclosed. By using this optical film, generation of side lobes can be suppressed.
ところで、近年のディスプレイ装置においては現状以上の薄型化が要求されており、この要求に応えるためにはバックライト・ユニットの面光源装置における光拡散板の厚みをさらに薄くする必要がある。
しかしながら、光拡散板を薄くすればその光散乱特性が低下してしまうため、ランプイメージの視認や輝度ムラを防止するためには一定以上の厚みがなければならない。一方、光拡散板に含有される光拡散粒子の量を増加させて単位厚み当たりの光散乱性を向上することも考えられるが、この場合、全光線透過率が著しく低下し、画面表示が極端に暗くなってしまう。
By the way, in recent years, display devices are required to be thinner than the current state, and in order to meet this requirement, it is necessary to further reduce the thickness of the light diffusion plate in the surface light source device of the backlight unit.
However, if the light diffusing plate is thinned, its light scattering characteristic is deteriorated. Therefore, in order to prevent the visual recognition of the lamp image and the luminance unevenness, it is necessary to have a certain thickness or more. On the other hand, it may be possible to improve the light scattering property per unit thickness by increasing the amount of light diffusing particles contained in the light diffusing plate. However, in this case, the total light transmittance is significantly reduced, and the screen display is extremely low. It will be too dark.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、画面表示の輝度向上を図りながら画面の輝度ムラを解消することができ、さらに、薄型化を図ることが可能な面光源装置、バックライト・ユニット及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is capable of eliminating the uneven brightness of the screen while improving the brightness of the screen display. An object is to provide a backlight unit and a display device.
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る面光源装置は、背面側に突曲する谷部と正面側に突曲する山部とが交互に連続する波形板状に成形され、前記背面側を向く板面が入射面とされるとともに前記正面側を向く板面が射出面とされた透明樹脂からなる波形拡散部と、該波形拡散部の前記正面側に配置された光拡散板と、前記波形拡散部の前記背面側に配置された反射板と、
前記波形拡散部と前記反射板との間に配置された光源とを備え、前記波形拡散部の前記射出面の前記谷部と前記山部とに沿って、光偏向要素が成形されることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the surface light source device according to the present invention is formed into a corrugated plate shape in which a trough that projects to the back side and a crest that projects to the front side are alternately formed, and the plate surface facing the back side is incident. A wave diffusing portion made of a transparent resin having a plate surface facing the front side and an emission surface, a light diffusing plate disposed on the front side of the wave diffusing portion, and the wave diffusing portion A reflector disposed on the back side;
Wherein a light source disposed between the waveform diffusion portion and the reflecting plate, along with the waveform the valleys of the exit surface of the diffusion section the peaks and the Rukoto light deflection elements are formed It is a feature.
このような特徴の面光源装置においては、光源からの射出光は直接的に波形拡散部に入射しあるいは該光源の背面側に配置された反射板を介して波形拡散部に入射する。ここで、波形拡散部が谷部と山部とが交互に連続する波形板状をなしているため、該波形拡散部に入射する光は山部及び谷部の形状に応じて入射面及び射出面にて様々な方向に屈折する。これにより、波形拡散部を通過する光に光散乱性を与えることができる。そして、該波形拡散部から射出される光は光拡散板によってさらに拡散させられて正面側へと射出される。
このように、波形拡散部によって光源からの射出光を効果的に拡散させることができるため、光拡散板を薄く成形しても面光源装置からの射出光を光散乱性の高いものとすることができる。また、波形拡散部は透明樹脂からなるため、該波形拡散部を通過する光が波形拡散部内に吸収されることはほとんどなく、輝度の高い光を射出することができる。
さらに、、波形拡散部の入射面に垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面に対して小さい入射角で入射する光を、射出面に形成された光偏向要素により光源側へと全反射することができる。そして、この全反射された光が反射板により反射されて、波形拡散部の入射面に垂直方向から傾斜して入射、即ち、入射角を大きくして入射することにより、該波形拡散部の入射面及び射出面で大きく屈折する。これにより、波形拡散部を通過する光をさらに拡散させて、輝度ムラのない射出光を射出することができる。
In the surface light source device having such a feature, the light emitted from the light source directly enters the waveform diffusing unit or enters the waveform diffusing unit via a reflector disposed on the back side of the light source. Here, since the corrugated diffuser has a corrugated plate shape in which valleys and peaks are alternately continuous, the light incident on the corrugated diffuser is incident and exited according to the shape of the peaks and troughs. Refracts in various directions on the surface. Thereby, light scattering can be given to the light which passes a waveform diffusion part. And the light inject | emitted from this waveform diffusion part is further diffused by the light diffusing plate, and is inject | emitted to the front side.
As described above, since the light emitted from the light source can be effectively diffused by the waveform diffusing unit, the light emitted from the surface light source device should be highly light scattering even if the light diffusion plate is formed thin. Can do. Moreover, since the waveform diffusion part is made of a transparent resin, light passing through the waveform diffusion part is hardly absorbed into the waveform diffusion part, and light with high luminance can be emitted.
Further, the light incident at an angle close to the incident surface of the waveform diffusing unit, that is, the light incident at a small incident angle with respect to the incident surface is transmitted to the light source side by the light deflection element formed on the exit surface. Total reflection is possible. Then, the totally reflected light is reflected by the reflecting plate and is incident on the incident surface of the waveform diffusing section with an inclination from the vertical direction, that is, incident with an increased incident angle. Refracted greatly at the surface and the exit surface. Thereby, the light passing through the waveform diffusing unit can be further diffused, and the emitted light without unevenness in brightness can be emitted.
本発明に係る面光源装置においては、前記波形拡散部の各前記谷部と前記反射板とが当接し、前記波形拡散部の前記山部と前記反射板との間の空間に前記光源が配置されていることを特徴としている。
このような構成とすることにより、面光源装置自体のコンパクト化を図ることができ、該面光源装置を薄型にすることが可能となる。
In the surface light source device according to the present invention, each of the troughs of the waveform diffusing unit is in contact with the reflecting plate, and the light source is disposed in a space between the peak of the waveform diffusing unit and the reflecting plate. It is characterized by being.
With such a configuration, the surface light source device itself can be made compact, and the surface light source device can be made thin.
本発明に係る面光源装置においては、前記光偏向要素は、長尺状の単位レンズが複数並行して配列されてなり、前記単位レンズが、前記谷部と前記山部とが連続する方向に延在することを特徴としている。 In the surface light source device according to the present invention, the light deflection element is formed by arranging a plurality of long unit lenses in parallel, and the unit lenses are arranged in a direction in which the valley and the peak are continuous. It is characterized by extending.
このような特徴の面光源装置によれば、波形拡散部の入射面に垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面に対して小さい入射角で入射する光を各単位レンズが光源側に向けて全反射し、さらにこの光が反射板により反射されて波形拡散部の入射面に傾斜した角度から再入射することにより、特に単位レンズの配列方向である波形拡散部の谷部と山部とが連続する方向に光を屈折させて、当該方向の光の拡散性を向上させることが可能となる。これにより、波形拡散部の谷部と山部とが連続する方向の視野角の違いによる輝度ムラを効果的に低減させることが可能となる。 According to the surface light source device having such a feature, each unit lens receives light incident at an angle close to perpendicular to the incident surface of the waveform diffusing unit, that is, light incident at a small incident angle with respect to the incident surface. In addition, the reflected light is reflected by the reflector and re-enters the incident surface of the waveform diffusion unit from an inclined angle. It is possible to refract light in a direction in which the part is continuous and improve the diffusibility of light in the direction. As a result, it is possible to effectively reduce luminance unevenness due to a difference in viewing angle in a direction in which the valley portion and the peak portion of the waveform diffusion portion are continuous.
また、本発明に係る面光源装置においては、前記光偏向要素は、長尺状の単位レンズが複数並行して配列されてなり、前記単位レンズが、前記谷部と前記山部とが連続する方向に直交する方向に延在することを特徴としている。 Moreover, in the surface light source device according to the present invention, the light deflection element includes a plurality of long unit lenses arranged in parallel, and the unit lens has the valley portion and the peak portion continuous. It extends in the direction orthogonal to the direction.
このような特徴の面光源装置によれば、波形拡散部の入射面に垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面に対して小さい入射角で入射する光を各単位レンズが光源側に向けて全反射し、さらにこの光が反射板により反射されて波形拡散部の入射面に傾斜した角度から再入射することにより、特に単位レンズの配列方向である波形拡散部の谷部と山部とが連続する方向に直交する方向に光を屈折させて、当該方向の光の拡散性を一層向上させることが可能となる。これにより、波形拡散部の谷部と山部とが連続する方向に直交する方向の視野角の違いによる輝度ムラを効果的に低減させることが可能となる。 According to the surface light source device having such a feature, each unit lens receives light incident at an angle close to perpendicular to the incident surface of the waveform diffusing unit, that is, light incident at a small incident angle with respect to the incident surface. In addition, the reflected light is reflected by the reflector and re-enters the incident surface of the waveform diffusion unit from an inclined angle. Light can be refracted in a direction orthogonal to the direction in which the part is continuous, and the light diffusibility in that direction can be further improved. As a result, it is possible to effectively reduce luminance unevenness due to a difference in viewing angle in a direction orthogonal to a direction in which valleys and peaks of the waveform diffusing unit are continuous.
また、本発明に係る面光源装置においては、上記単位レンズは、プリズム形状又はレンチキュラーレンズ形状をなしていることが好ましい。
これによって、波形拡散部の入射面に垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面に対して小さい入射角で入射する光を各単位レンズが光源側に向けて確実に全反射させることができるため、波形拡散部を通過する光の拡散性の向上を確実に図ることが可能となる。
In the surface light source device according to the present invention, the unit lens preferably has a prism shape or a lenticular lens shape.
This ensures that each unit lens reflects light incident at an angle close to the incident surface of the waveform diffusing unit, that is, light incident at a small incident angle to the incident surface toward the light source side. Therefore, it is possible to reliably improve the diffusibility of light passing through the waveform diffusing unit.
本発明に係る面光源装置においては、前記光偏向要素が、単位レンズを複数格子状に配列してなるものであってもよい。 In the surface light source device according to the present invention, the light deflection element may be formed by arranging a plurality of unit lenses in a lattice shape.
このような特徴の面光源装置によれば、波形拡散部の入射面に垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面に対して小さい入射角で入射する光を各単位レンズが光源側に向けて全反射し、さらにこの光が反射板により反射されて波形拡散部の入射面に傾斜した角度から再入射することにより、単位レンズの配列方向でに光を屈折させて、当該方向の光の拡散性を向上させることが可能となる。これにより、単位レンズの配列方向の視野角の違いによる輝度ムラを効果的に低減させることが可能となる。 According to the surface light source device having such a feature, each unit lens receives light incident at an angle close to perpendicular to the incident surface of the waveform diffusing unit, that is, light incident at a small incident angle with respect to the incident surface. Then, the light is reflected by the reflecting plate and re-entered from the angle inclined to the incident surface of the waveform diffusing unit, so that the light is refracted in the arrangement direction of the unit lenses, It becomes possible to improve the diffusibility of light. Thereby, it is possible to effectively reduce luminance unevenness due to a difference in viewing angle in the arrangement direction of the unit lenses.
また、本発明に係る面光源装置においては、上記格子状に配列された単位レンズが、略半球状あるいは略楕円半球状のマイクロレンズ形状、又は、多角錐形状をなしていることが好ましい。
これによっても、波形拡散部の入射面に垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面に対して小さい入射角で入射する光を各単位レンズが光源側に向けて確実に全反射させることができるため、波形拡散部を通過する光の拡散性の向上を確実に図ることが可能となる。
In the surface light source device according to the present invention, it is preferable that the unit lenses arranged in a lattice form have a substantially hemispherical or substantially elliptical hemispherical microlens shape or a polygonal pyramid shape.
Also by this, each unit lens reliably totally reflects light incident at an angle close to the incident surface of the waveform diffusing unit, that is, light incident at a small incident angle with respect to the incident surface toward the light source side. Therefore, it is possible to reliably improve the diffusibility of light passing through the waveform diffusing unit.
本発明に係るバックライト・ユニットは、上記面光源装置の正面側に、少なくとも一の光学シートが積層されてなることを特徴としている。 The backlight unit according to the present invention is characterized in that at least one optical sheet is laminated on the front side of the surface light source device.
このような特徴のバックライト・ユニットによれば、波形拡散部及び光拡散板を通過した輝度及び拡散性の高い光が光学シートによって正面側へと集光されて射出される。これにより、バックライト・ユニットから射出される光の輝度をさらに向上させることができる。 According to the backlight unit having such characteristics, light having high luminance and diffusibility that has passed through the waveform diffusing unit and the light diffusing plate is condensed and emitted to the front side by the optical sheet. Thereby, the brightness | luminance of the light inject | emitted from a backlight unit can further be improved.
本発明に係るディスプレイ装置は、バックライト・ユニットの正面側に、画素単位で光を透過又は遮光して画像を表示する画像表示素子が積層されてなることを特徴としている。 The display device according to the present invention is characterized in that an image display element that displays an image by transmitting or blocking light in units of pixels is laminated on the front side of the backlight unit.
このような特徴のディスプレイ装置によれば、上記バックライト・ユニットを備えていることにより、輝度の向上、輝度ムラの低減及び装置自体の薄型化を図ることが可能となる。 According to the display device having such a feature, the provision of the backlight unit makes it possible to improve luminance, reduce luminance unevenness, and reduce the thickness of the device itself.
本発明の面光源装置、バックライト・ユニット及びディスプレイ装置によれば、光源から射出された光が波形拡散部を通過して光拡散板に入射する構成としたことにより、画面表示の輝度向上を図りながら画面の輝度ムラを解消することができ、さらに、薄型化を図ることが可能となる。 According to the surface light source device, the backlight unit, and the display device of the present invention, the light emitted from the light source passes through the waveform diffusing unit and enters the light diffusing plate, thereby improving the brightness of the screen display. The luminance unevenness of the screen can be eliminated while achieving the plan, and the thickness can be reduced.
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本実施形態のディスプレイ装置の縦断面図である。なお、図1において各構成要素の縮図は実際とは一致しない。また、図1における上側を正面側あるいは正面方向、下側を背面側と称する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the display device of this embodiment. In FIG. 1, the reduced scale of each component does not match the actual one. Further, the upper side in FIG. 1 is referred to as the front side or the front direction, and the lower side is referred to as the back side.
図1に示すように、ディスプレイ装置22は、正面方向に光を照射するバックライト・ユニット21の正面側に、画像表示素子15を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、画像表示素子15から観察者側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を射出することで画像を表示するものである。
As shown in FIG. 1, the
画像表示素子15は、2枚の偏光板(偏光フィルター)16、16と、その間に狭持された液晶パネル17とから構成されている。液晶パネル17は、たとえば、2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されることで構成されており、バックライト・ユニット21から射出された光は、正面側の偏光フィルター16を介して液晶パネル17に入射され、背面側の偏光フィルター16を介し正面方向に射出されることになる。
The
画像表示素子15は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましく、これにより、画像品位の高い画像を表示させることができる。
また、この画像表示素子15は、液晶表示素子であることが好ましい。この液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
The
The
バックライト・ユニット21は、画像表示素子15の光入射側、即ち、背面側の偏光フィルター16に臨ませて配置された照明光路制御用の光学シート14と、該光学シート14を照射する面光源装置20とから構成されている。
The
光学シート14は、例えば、フィルム状に形成されて光透過性を有する透光性基材の背面側を向く面、即ち、射出面に、レンズアレイが一体形成されることにより構成されている。このレンズアレイは、例えば複数のプリズムやレンチキュラーレンズなどのレンズが並設されることで構成されている。本実施形態のバックライト・ユニット21においては、このような光学シート14が複数積層されていてもよいし、単一のものであってもよい。
The
なお、上記レンズアレイは、透光性基材上にUVや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体などを用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって透光性基材と一体成形されてもよい。 The lens array may be molded on a translucent substrate using UV or radiation curable resin. For example, PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), Using a COP (cycloolefin polymer), an acrylonitrile styrene copolymer, etc., it may be integrally formed with the translucent substrate by a known extrusion molding method, injection molding method or hot press molding method.
面光源装置20は、光源11と、反射板10と、波形拡散部12と、光拡散板13とから構成されている。
The surface
光源11としては、図1及び図2に示すように、光を放射状に射出可能な点光源が採用されており、本実施形態においては、この点光源としての光源11が面光源装置20における光の射出面に沿った二次元方向にマトリックス状に配置されている。そして、このようにマトリックス状に配置された光源11の背面側及び側方を覆うようにして、上方が開口する矩形箱型状に構成された反射板10が設けられている。即ち、光源11は、反射板10がなす箱型状の底部に配列固定されており、これにより面光源装置20は、正面側へと光を照射するいわゆる直下型方式の発光装置をなしている。
なお、反射板10は、光を高効率で反射可能な部材であればよく、例えば、一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a point light source capable of emitting light radially is employed as the
In addition, the reflecting
この点光源としての光源11は、例えばLED(発光ダイオード)から構成されている。このLEDとしては、赤(R)、緑(G)、青(B)などのカラーLEDや、白色LEDなどが挙げられ、白色LEDとしては、上記R・G・B各色のチップがユニット化されたマルチチップタイプ、青色や紫色、紫外、近紫外LEDと1色以上の蛍光体とで白色を得るシングルチップタイプなどが挙げられる。
なお、この他、点光源として、例えば通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプ、半導体レーザーなどを用いてもよい。
The
In addition, as a point light source, for example, a normal fluorescent lamp, a halogen lamp, a semiconductor laser, or the like may be used.
また、光源11としては、線状光源であってもよい。線状光源の例としては、蛍光灯、冷陰極管(CCFL)あるいはEEFLといったランプ光源などが挙げられ、このような線状光源が、反射板10がなす箱型状の底部に沿って互いに平行となるように配列固定される。
The
波形拡散部12は、図1から図5に示すように、正面側に突曲する山部121と背面側に突曲する谷部122とが交互に連続する波型板状をなしている。これら山部121及び谷部122はそれぞれ一方向(図1においては紙面奥行き方向)に向かって延在しており、したがって本実施形態における波形拡散部12は、山部121及び谷部122の延在方向に直交する方向に向かって正面側及び背面側に蛇行する波形状をなしている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
また、隣り合う山部121及び谷部122の高低差は全て同一とされており、これにより、各山部121に接する平面と、各谷部122に接する平面とが平行をなしている。さらに、山部121と谷部122とを接続する部分は傾斜部123とされており、本実施形態においては、山部121及び谷部122がそれぞれ丸みを帯びており、このような山部121及び谷部122が傾斜部123で滑らかに接続されることによって、山部121及び谷部122に直交する断面においてサインカーブを描いたような形状をなしている。
Moreover, the height difference of the
また、波形拡散部12の背面側を向く板面は光源11からの射出光が入射する入射面12aとされるとともに、正面側を向く板面は入射面12aから入射した光が射出する射出面12bとされており、後者の上記射出面12bには、光偏向要素124(図1及び4において図示省略)が成形されている。
The plate surface facing the back side of the
この光偏向要素124は、本実施形態においては、山部121と谷部122が交互に連続する方向、即ち、上記サインカーブに沿った方向に延在する長尺状の単位レンズ125が複数並行して配列されることにより構成されている。これにより、山部121及び谷部122の延在方向に向かって複数の単位レンズ125が配列されている。また、この単位レンズ125として、本実施形態においては、該単位レンズ125の延在方向に直交する断面視においてレンズ面が円弧状をなすレンチキュラーレンズを採用している。
即ち、波形拡散部12は、図6に示すように、一方向に向かって延在するレンチキュラーレンズ100aが複数並行して配列された平板状のレンズシート100を、波型に成形した形状をなしているのである。
なお、この波形拡散部12のサインカーブの周期は光源11の配置距離に従って決定される。
In the present embodiment, the
That is, as shown in FIG. 6, the
The period of the sine curve of the
このような波形拡散部12は、図1及び図2に示すように、各谷部122が反射板10上、即ち、反射板10の箱型形状の底部上に接するように配置される。この際、各光源11は、波形拡散部12と反射板10との間に位置しており、これにより、各光源11が波形拡散部12の山部121の背面側に位置して、該光源11の側方及び正面側の全域が波形拡散部12に覆われることになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, such a
また、図1に示すように、該波形拡散部12の側方は、反射板10の箱型形状の側板部によって覆われている。この際、該側板部の上端と波形拡散部12の各山部121とが同一平面状に位置しており、即ち、反射板10の上記底部を基準とした該反射板10の側板部上端の高さと波形拡散部12の各山部121の高さとが同一となるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the side of the
このような波形拡散部12を製造する際には、まず、光透過性の透明樹脂から形成されたシート状の基材の一方側の面に光偏向要素124を成形する。
上記基材を形成する透明樹脂としては例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、メタアクリルスチレン共重合体(MS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体(AS)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)等や、これらを成分とする共重合体若しくはこれらの樹脂の混合物が用いられる。
また、光偏向要素124は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネイト)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている熱可塑性樹脂を用いたプレス成形又は押し出し成形、キャスト法もしくはインジェクション法により上記第基材と一体成形されても良いし、上記基材の一方の面上に紫外線固化樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法、即ち、UV硬化法によって形成しても良い。このUV硬化法で作成する場合、基材の一方の面上にUV硬化性の樹脂を塗布し、所望の形状の金型を押し当て、その後UV照射することで光偏向要素を成形する。
次に、このように基材上に光偏向要素124を成形したシート状のものを波型に折り曲げる。この際、サインカーブを描く金型を用いてもよいし、波型形状に支持するための支持部材を用いてもよい。そして、このように波型に折り曲げられたシート状のものを、例えば100℃のオーブンに入れて加熱し、その後冷却することにより、波型形状をなす波形拡散部12を得ることができる。
When manufacturing such a
Examples of the transparent resin forming the base material include acrylic resin, polystyrene (PS) resin, methacryl styrene copolymer (MS) resin, polycarbonate (PC) resin, acrylonitrile styrene copolymer (AS) resin, and cycloolefin. A polymer (COP) or the like, a copolymer containing these as components, or a mixture of these resins is used.
The
Next, the sheet-like material in which the
また、この波形拡散部12の厚みは、光源11の間隔をパラメータdとすると、0.2×d以上1.0×d以下とされることが好ましい。厚みが0.2×dを下回る場合、光拡散性の効果が薄く、剛性も小さくなってしまう。一方、厚みが1.0×dを上回る場合には、薄型化が阻害され、当該波形拡散部12を用いて光拡散性を与える必要性が薄くなってしまい、また、加工に耐えうる柔軟性もないからである。
Further, the thickness of the
光拡散板13は、光拡散領域が分散された透明樹脂板状が板状に成形されることで構成されており、その背面側を向く板面が波形拡散部12の各山部121及び反射板10の側壁部の上端に当接している。これにより、波形拡散部12が光拡散板13及び反射板10によって封止された構造をなすことになる。
The
この光拡散板13の材料である透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
As the transparent resin, which is the material of the
光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)などのフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、上述した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。
The light diffusion region is preferably made of light diffusion particles. This is because suitable diffusion performance can be easily obtained. As the light diffusing particles, transparent particles made of an inorganic oxide or a resin can be used. As the transparent particles made of an inorganic oxide, for example, silica, alumina or the like can be used. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, melamine / formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene). Fluoropolymer particles such as fluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer), silicone resin particles, and the like can be used.
Moreover, you may use combining 2 or more types of transparent particles from the transparent particle mentioned above. Furthermore, the size and shape of the transparent particles are not particularly defined.
光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、光拡散板13の厚さが0.1〜5mmであることが好ましい。
光拡散板13の厚みが0.1〜5mmである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、0.1mm未満の場合には、拡散性能が足りず、5mmを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。
When light diffusing particles are used as the light diffusing region, the thickness of the
When the thickness of the
なお、透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いても良い。熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、光拡散板13の膜厚をより薄くすることが可能となる。
In the case where a thermoplastic resin is used as the transparent resin, air bubbles may be used as the light diffusion region. The internal surface of the bubble formed inside the thermoplastic resin causes diffused reflection of light, and a light diffusing function equivalent to or higher than that when light diffusing particles are dispersed can be expressed. Therefore, it becomes possible to make the film thickness of the
このような光拡散板13として、具体的には、白色PETや白色PPなどを挙げることができる。白色PETは、PETと相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2)、硫酸化バリウム(BaSO4)、炭酸カルシウムのようなフィラーをPETに分散させた後、該PETを2軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。
Specific examples of such a
なお、熱可塑性樹脂からなる光拡散板13は、少なくとも1軸方向に延伸されてなればよい。少なくとも1軸方向に延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。
In addition, the
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2、6−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。 Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene-2, 6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cyclohexanedimethanol copolymer polyester resin, isophthalic acid copolymer polyester resin, sporoglycol copolymer polyester. Resins, polyester resins such as fluorene copolymer polyester resins, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, and alicyclic olefin copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyether , Polyester amide, polyether ester, polyvinyl chloride, cycloolefin polymer, and copolymers containing these as components Also it can be used like a mixture of these resins are not particularly limited.
光拡散領域として気泡を用いた場合には、光拡散板13の厚さが25〜500μmであることが好ましい。
光拡散板13の厚さが25μm未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、光拡散板13の厚さが500μmを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の光拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。
When bubbles are used as the light diffusion region, the thickness of the
When the thickness of the
以上のような各部材により、本実施形態における面光源装置20は、背面側に突曲する谷部122と正面側に突曲する山部121とが交互に連続する波形板状に成形され、背面側を向く板面が入射面12aとされるとともに正面側を向く板面が射出面12bとされた透明樹脂からなる波形拡散部12と、該波形拡散部12の正面側に配置された光拡散板13と、波形拡散部12の背面側に配置された反射板10と、波形拡散部12と反射板10との間に配置された光源11とを備える構成をなしている。
By each member as described above, the surface
そして、このような面光源装置20の正面側に、少なくとも一の光学シート14が積層されることで本実施形態のバックライト・ユニット21が構成され、該バックライト・ユニット21の正面側に、画像表示素子15が積層されることで本実施形態のディスプレイ装置22が構成されているのである。
And the
次に、ディスプレイ装置22の光学的作用について説明する。
光源11から射出された光は、直接的に波形拡散部12の入射面12aに入射し、あるいは該光源11の背面側に配置された反射板10での反射を介して波形拡散部12の入射面12aに入射し、該波形拡散部12内部を通過して射出面12bから射出される。この際、上記光は、波形拡散部12の入射面12aと空気との界面、射出面12bと空気との界面でそれぞれ屈折する。
Next, the optical action of the
The light emitted from the
上記波形拡散部12の射出面12bから射出された光は、該波形拡散部12の正面側に配置された光拡散板13に入射する。なお、波形拡散部12と光拡散板13とが接触している箇所については、波形拡散部12から光拡散板13へと直接的に光が入射し、当該光はこれら波形拡散部12と光拡散板13との境界面にて屈折する。
この光拡散板13に入射した光は、光拡散板13内に分散混入された光拡散領域にて適宜散乱効果が付与されて正面側へと射出される。
The light emitted from the
The light incident on the
そして、光拡散板13から射出された光は、光学シート14に入射し、正面側に集光された後、画像表示素子15へと向かって射出される。その後、光学シート14から射出された光は、画像表示素子15の偏光フィルター16、液晶パネル17及び偏光フィルター16を介して、所定の画素領域から光が表示光として透過され、輝度が高くある程度の視野角を有する画像が表示される。
The light emitted from the
ここで、本実施形態においては、波形拡散部12が山部121と谷部122とが交互に連続する波形板状をなしているため、該波形拡散部12に入射する光は山部121及び122谷部の形状に応じて入射面12a及び射出面12bにて様々な方向に屈折させられる。即ち、これら波形状をなす入射面12a及び射出面12bにより光を屈折させることにより波形拡散部12を通過する光に光散乱性を与えることができるのである。そして、このように波形拡散部12にてある程度の光散乱性が付与された光が光拡散板13によってさらに拡散させられて正面側へと射出される。
Here, in the present embodiment, since the
このように、波形拡散部12によって光源11からの射出光を拡散させることができるため、面光源装置20からの射出光を光散乱性の高いものとすることができる。つまり、本実施形態においては、波形拡散部12と光拡散板13との二段階により光源11からの射出光に拡散性を付与しているのである。これは、単に光拡散板13のみによって拡散性を付与することに比べて、以下のような利点を有する。
Thus, since the light emitted from the
即ち、波形拡散部12を用いずに光拡散板13のみによって光源11からの光に拡散性を付与しようとした場合、光拡散板13による拡散効果を高く維持するためには、該光拡散板13の板厚を少なくとも1mm程度に設定する必要がある。このように厚みを設定した場合、当該光拡散板13を通過する過程において光吸収が大きく、正面側に向けて輝度の高い光を射出することができない。
この点、波形拡散部12は透明樹脂から成形されているため、該波形拡散部12を通過する光が吸収されることはほとんどない。よって、波形拡散部12を通過する光は、輝度を高く維持しながら、ある程度の拡散性が付与されて射出される。したがって、波形拡散部12により光に拡散性が付与されることにより、光拡散板13を薄く成形したとしても、面光源装置20から射出される光の拡散性を十分に高いものとすることができるのである。
That is, when it is attempted to impart diffusibility to the light from the
In this regard, since the
よって、本実施形態の面光源装置20においては、波形拡散部12と光拡散板13との二段階によって光源11からの光に拡散性を付与することで、画面表示の輝度向上を図りながら画面の輝度ムラを解消することができ、さらに、面光源装置20自体の薄型化を図ることが可能となる。
Therefore, in the surface
また、本実施形態においては、波形拡散部12の各谷部122と反射板10とが当接し、光源11が波形拡散部12の山部121と反射板10との間の空間に配置されているため、面光源装置20をコンパクトな構成とすることができる。
Moreover, in this embodiment, each
さらに、上述のように本実施形態においては、波形拡散部12の射出面12bに、光偏向要素124が形成されている。これにより、図7の波形拡散部12の波形に応じた模式図に示すように、波形拡散部12の入射面12aに垂直に近い角度で入射する光L1a,L1b、即ち、入射角を小さくして入射する光L1a,L1bを光源11側へと全反射することができる。このような光L1a,L1bは、光偏向要素124と空気との界面に、臨界角を超える角度で入射することにより全反射される。
Furthermore, as described above, in the present embodiment, the
そして、この全反射された光は、反射板10により反射され、波形拡散部12の入射面12aに垂直方向から傾斜して再入射、即ち、入射角を大きくして再入射する。そして、該波形拡散部12の入射面12a及び射出面12bで大きく屈折させられて射出される。即ち、光偏向要素124を成形したことにより、波形拡散部12を通過する光をさらに拡散させて、より輝度ムラのない射出光を射出することが可能となるのである。
Then, the totally reflected light is reflected by the reflecting
このような作用効果は、波形拡散部12が波形状をなすとともに射出面12bに光偏向要素124が形成されて初めて発揮し得るものである。この点、例えば、図8に示すように、射出面に光偏向要素101aが形成された平板状の導光板101においては、光源11から見て正面側に射出される光L1は光偏向要素101aと空気との界面に臨界角を超えて入射することにより光源11側に全反射されるものの、正面方向から傾斜した方向に射出される光L2,L3は、全反射されることはなく、正面側へと屈折し、または直進して射出される。したがって、光拡散性を向上させることはできない。
これに対し、本実施形態においては、波形状をなす波形拡散部12の入射面12aに光源11からの光が垂直に近い角度で入射し、この光が全反射させられて反射板10での反射を介して再度波形拡散部12に入射角を大きくして入射することで、当該光を効果的に屈折させて、光拡散性を向上させることができるのである。
Such an effect can be exhibited only when the
On the other hand, in the present embodiment, light from the
また、波形拡散部12は、上記機能の他、光拡散板13及び光学シート14を支持する機能を有している。従来においては、光拡散板13や光学シート14を支持するためにピンなどの支持部材が必要であったが、波型形状をなす波形拡散部12の山部121と光拡散板13とが接触することにより光拡散板13及びこれに積層される光学シート14を支持することができる。
In addition to the above functions, the
さらに、この波形拡散部12を使用することにより、光拡散板13の撓みを防止することができる。従来、光拡散板13の撓みを防止するには該光拡散板13の厚みを大きくするしかなかったが、波形拡散部12の複数の山部121が光拡散板13に接触することにより、光拡散板13を薄く形成しても撓みが発生するのを防止することができる。即ち、波形拡散部12を使用することにより、光拡散板13の薄型化及び撓み防止を同時に図ることが可能となる。
Furthermore, the use of the
以上、本発明での実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく多少の設計変更なども可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to these embodiments, and some design changes can be made without departing from the technical idea of the present invention.
例えば、実施形態における波形拡散部12は、一方向に向かって延在するレンチキュラーレンズ100aが複数並行して配列された平板状のレンズシート100を、波型に成形した形状をなしているものであったが、下記の形状をなしているものであってもよい。
For example, the
例えば、波形拡散部12が、図9に示すように、一方向に向かって延在する三角プリズム102aが複数並行して配列された平板状のレンズシート102を、波型に成形した形状をなすものであってもよい。
For example, as shown in FIG. 9, the
また、波形拡散部12が、図10に示すように、射出面側(図10の上側)に一方向に向かって延在する三角プリズム103aが複数並行して配列されるとともに、入射面側(図10の下側)に上記三角プリズム103aの延在方向と直交する方向に延在する三角プリズム103bが複数並行して配列された平板状のレンズシート103を、波型に成形した形状をなすものであってもよい。
In addition, as shown in FIG. 10, the
さらに、波形拡散部12が、図11に示すように、射出面側(図11の上側)に四角錐状をなす単位レンズ104aが格子状に複数配列された平板状のレンズシート104を、波型に成形した形状をなすものであってもよい。
Further, as shown in FIG. 11, the
さらにまた、波形拡散部12が、図12に示すように、射出面側(図12の上側)にマイクロレンズ形状をなす単位レンズ105aが格子状に複数配列された平板状のレンズシート105を、波型に成形した形状をなすものであってもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 12, the
なお、いずれの形状の光偏向要素124であっても射出面12b側のみならず入射面12a側に形成されていてもよい。さらに、光偏向要素124が一方向に延在する形状の場合、入射面12a側と射出面12b側とが交差する方向に延在していてもよいし、並行に延在していてもよい。
また、光偏向要素124を構成するレンズの形状、ピッチ及び高さがそれぞれ異なるものであってもよい。
これによって、光偏向要素124による拡散効果を適宜高めることができる。
Note that any shape of the
Further, the shape, pitch and height of the lenses constituting the
Thereby, the diffusion effect by the
一方、上記説明した面光源装置20においては波形拡散部12がサインカーブを描く波型形状をなしていたが、これに代えて、例えば図13に示すように、山部121および谷部122の先端が尖った形状をなし、これら山部121及び谷部122を接続する傾斜部123が直線状をなした波型形状であってもよい。
On the other hand, in the surface
また、図13に示すように、上記傾斜部123が直線状をなす波型形状において、その山部121と谷部122の先端がそれぞれ平行な平坦状をなすものであってもよい。このような形状は、オーブンに入れて加熱して波型を成形する再に、山部121となり得る部分及び谷部122となり得る部分を板状の部材で押圧して平坦状にすることで容易に成形することができる。
このように山部121及び谷部122が平坦状をなす場合、反射板10及び光拡散板13と波形拡散部12とを強固に固定一体化させることができる。
なお、この場合、図14に示すように、光源11として紙面奥行き方向に延びる円柱状をなすCCFlを用いて、当該光源11が波形拡散部12の山部121の背面側において該山部121と反射板10との中間に配置されていてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 13, in the waveform shape in which the said
Thus, when the
In this case, as shown in FIG. 14, the
さらに、例えば図16に示すように、波形拡散部12の山部121が滑らかな凸円弧形状をなすとともに、山部121の凸円弧形状同士が接することにより窄まった凸形状をなす谷部122を備えた、略サイクロイドカーブ形状の波形拡散部12であってもよい。
なお、この場合においても、図17に示すように、光源11として紙面奥行き方向に延びる円柱状をなすCCFlを用いて、当該光源11が波形拡散部12の山部121の背面側において該山部121と反射板10との中間に配置されていてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 16, the
Also in this case, as shown in FIG. 17, the
また、図18に示すように、レンチキュラーレンズが複数配列された光偏向要素124を有する波形拡散部12において、谷部122において当該光偏向要素124が形成されていないものであってもよい。波形拡散部12の谷部122は反射板10と接近した位置にあるため該反射板10の反射を介して背面側から入射する光が少なく、さらに、光拡散板13と離間した位置にあるため、輝度ムラへの影響が少ないからである。
As shown in FIG. 18, in the
なお、図12に示すような三角プリズム102aが配列されたレンズシート102を、傾斜部123が直線状をなして山部121及び谷部122が尖った波形状に成形した波形拡散部12は、図19又は図20に示すようになる。
In addition, the
図19においては、山部121及び谷部122の延在方向と三角プリズム102aの延在方向は直交しており、即ち、光偏向要素124が波形に沿って延在している。
この場合、波形拡散部12の入射面12aに垂直に近い角度で入射する光、即ち、該入射面12aに対して小さい入射角で入射する光を三角プリズムからなる光偏向要素124が光源側に向けて全反射し、さらにこの光が反射板により反射されて波形拡散部12の入射面12aに傾斜した角度から再入射することにより、特に各三角プリズム102aの配列方向である波形拡散部12の谷部122と山部121とが連続する方向に直交する方向に光を屈折させて、当該方向の光の拡散性を一層向上させることが可能となる。これにより、波形拡散部12の谷部122と山部121とが連続する方向に直交する方向の視野角の違いによる輝度ムラを効果的に低減させることが可能となる。
In FIG. 19, the extending direction of the
In this case, light incident on the
また、図20においては、山部121及び谷部122の延在方向と三角プリズム102aの延在方向が一致しており、即ち、光偏向要素124が波形に直交するように延在している。
この場合、上記と同様にして、特に各三角プリズム102aの配列方向である波形拡散部12の谷部122と山部121とが連続する方向に光を屈折させて、当該方向の光の拡散性を一層向上させることが可能となる。したがって、波形拡散部12の谷部122と山部121とが連続する方向の視野角の違いによる輝度ムラを効果的に低減させることが可能となる。
In FIG. 20, the extending direction of the
In this case, in the same manner as described above, the light is refracted in the direction in which the
(実施例1)
PET基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシートを使用して実施例1の波形拡散部12を作製した。この波形拡散部12においては、プリズムアレイのレンズピッチを50μm、頂角を90°とした。また、プリズムシートをプリズム形状方向、即ち、光偏向要素124の延在方向に折り曲げて山部121と谷部122とが交互に連続するうサインカーブを成形し、100℃程度のオーブン内に載置した。
これにより作製された波形拡散部12(図19参照)は、最も近い山部121と山部121との距離であるピッチが30mm程度、山部121と谷部122との距離は15mm程度であった。
Example 1
The
The waveform diffusion part 12 (see FIG. 19) thus produced has a pitch of about 30 mm between the
光拡散板13をポリカーボネート樹脂の溶融押し出し成形により作製した。光拡散性を持たせるため、ポリカーボネート樹脂中に樹脂フィラーを混入している。なお、光拡散板13の全光線透過率を55%、厚みを3mmに設定した。この光拡散板13を、波形拡散部12の光射出面側に配置し、光源11の上に配置した。
The
(実施例2)
PET基材に紫外線硬化樹脂で作製したプリズムシートを使用して実施例2の波形拡散部12を作製した。この波形拡散部12においては、プリズムアレイのレンズピッチを50μm、頂角を90°とした。また、プリズムシートをプリズム形状方向に直交する方向、即ち、光偏向要素124の延在方向に直交する方向に折り曲げて山部121と谷部122とが交互に連続するうサインカーブを成形し、100℃程度のオーブン内に載置した。
これにより作製された波形拡散部12(図20参照)は、最も近い山部121と山部121との距離であるピッチが30mm程度、山部121と谷部122との距離は15mm程度であった。
(Example 2)
The
The waveform diffusion part 12 (see FIG. 20) thus produced has a pitch of about 30 mm between the
光拡散板13をポリカーボネート樹脂の溶融押し出し成形により作製した。光拡散性を持たせるため、ポリカーボネート樹脂中に樹脂フィラーを混入している。なお、光拡散板13の全光線透過率を55%、厚みを1.5mmに設定した。この光拡散板13を、波形拡散部12の光射出面側に配置し、光源11の上に配置した。
The
(比較例1)
全光線透過率55%、ヘイズ値92%の光拡散板を比較例1として用意した。光拡散板を光源11の上に配置した。
(Comparative Example 1)
A light diffusing plate having a total light transmittance of 55% and a haze value of 92% was prepared as Comparative Example 1. A light diffusing plate was placed on the
(比較例2)
全光線透過率55%、ヘイズ値92%の光拡散板の上に、拡散シート(全光線透過率65%、ヘイズ値87%)、プリズムシート、プリズムシート、拡散シート(全光線透過率65%、ヘイズ値87%)を順に積層したものを比較例2とした。なお、2枚のプリズムシートは、互いにプリズムの延在方向が直交するように配置した。この積層体を光源11の上に配置した。
(Comparative Example 2)
On a light diffusion plate having a total light transmittance of 55% and a haze value of 92%, a diffusion sheet (total light transmittance of 65%, haze value of 87%), prism sheet, prism sheet, diffusion sheet (total light transmittance of 65%) , Haze value 87%) was sequentially laminated as Comparative Example 2. The two prism sheets were arranged so that the extending directions of the prisms were orthogonal to each other. This laminate was placed on the
(輝度ムラ観測試験)
実施例1,2及び比較例1,2において、光源11として30mmの間隔をあけて配置したLEDを用い、該LEDの射出面と波形拡散部12の谷部122との距離を変化させて、輝度ムラの発生度合いの評価を行なった。
評価の際には、正面方向及び正面方向に対して60°傾斜した方向から光の射出面を観察した場合の輝度ムラの発生の有無を確認した。
(Luminance unevenness observation test)
In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, using an LED arranged with an interval of 30 mm as the
At the time of evaluation, whether or not luminance unevenness was observed when the light exit surface was observed from the front direction and the direction inclined by 60 ° with respect to the front direction was confirmed.
実施例1,2の場合、光源11と光拡散板の間隔を20mmまで広げることで完全に輝度ムラを消すことができた。それよりも間隔を縮小すると輝度ムラが視認された。一方、正面方向及び該正面方向から傾斜した方向から観測した場合、方向による輝度ムラの違いはほとんどなかった。
In the case of Examples 1 and 2, the brightness unevenness could be completely eliminated by increasing the distance between the
比較例1の場合、光源11と光拡散板の間隔を30mmまで広げることで完全に輝度ムラを消すことができたが、それよりも間隔を縮小すると、輝度ムラが視認された。一方、比較例2では間隔を25mmまで広げることで完全に輝度ムラを消すことができたが、それよりも間隔を縮小すると、輝度ムラが視認された。
In the case of Comparative Example 1, the luminance unevenness could be completely eliminated by widening the distance between the
以上から、波形拡散部12及び光拡散板13を光源11の上に配置することで、高い輝度ムラ低減効果を得られることが確認できた。
From the above, it was confirmed that a high luminance unevenness reduction effect can be obtained by arranging the
10 反射板
11 光源
12 波形拡散部
12a 入射面
12b 射出面
13 光拡散板
15 画像表示素子
16 偏光板(偏光フィルター)
17 液晶パネル
21 バックライト・ユニット
22 ディスプレイ装置
12 波形拡散部
121 山部
122 谷部
123 傾斜部
124 光偏向要素
125 単位レンズ
DESCRIPTION OF
17
Claims (9)
該波形拡散部の前記正面側に配置された光拡散板と、
前記波形拡散部の前記背面側に配置された反射板と、
前記波形拡散部と前記反射板との間に配置された光源とを備え、
前記波形拡散部の前記射出面の前記谷部と前記山部とに沿って、光偏向要素が成形されることを特徴とする面光源装置。 A plate that is formed into a corrugated plate shape in which valleys that project to the back side and peaks that project to the front side are alternately formed, and the plate surface facing the back side is the entrance surface and faces the front side A wave diffusing portion made of a transparent resin whose surface is an emission surface;
A light diffusing plate disposed on the front side of the waveform diffusing section;
A reflector disposed on the back side of the waveform diffusing section;
A light source disposed between the waveform diffusing unit and the reflector ;
Wherein said waveform diffusing portion along the exit surface the valleys of the peaks and the surface light source device light deflection element, characterized in Rukoto molded.
前記波形拡散部の前記山部と前記反射板との間の空間に前記光源が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。 Each of the troughs of the wave diffusing part and the reflecting plate abut,
The surface light source device according to claim 1, wherein the light source is disposed in a space between the peak portion of the waveform diffusion portion and the reflection plate.
前記単位レンズが、前記谷部と前記山部とが連続する方向に延在することを特徴とする請求項1又は2に記載の面光源装置。 The light deflection element comprises a plurality of long unit lenses arranged in parallel,
Each unit lens is, the valley and the surface light source device according to claim 1 or 2 wherein the peaks and is characterized in that extending in a direction continuously.
前記単位レンズが、前記谷部と前記山部とが連続する方向に直交する方向に延在することを特徴とする請求項1又は2に記載の面光源装置。 The light deflection element comprises a plurality of long unit lenses arranged in parallel,
Each unit lens is, the valley and the surface light source device according to claim 1 or 2 wherein the peaks and is characterized by extending in a direction perpendicular to the direction in which successive.
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