JPWO2009078439A1 - Optical sheet and backlight unit using the same - Google Patents
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Abstract
本発明の課題は、底角の異なる二等辺三角形状の複数の畝部1a〜1cの組Sを繰り返し上面に配列形成することにより、CCFL2からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができ、また、このCCFL2の配置位置にも依存しない光学シート1及びこれを用いたバックライトユニットを提供することにある。本発明は、直下ライト方式のバックライトユニットに用いる光学シート1の上面に凸状の畝部が多数配列形成された光学シート1において、各CCFL2に対応する光学シート1の領域内のこれらの畝部が、相互に形状の異なる3種類の畝部1a〜1cの配列の組Sをさらに繰り返し配列したものから構成される。The problem of the present invention is that the unevenness of brightness according to the distance from the CCFL 2 can be eliminated by repeatedly forming a set S of a plurality of isosceles triangles having different base angles on the upper surface. Another object of the present invention is to provide an optical sheet 1 that does not depend on the arrangement position of the CCFL 2 and a backlight unit using the same. The present invention relates to an optical sheet 1 in which a large number of convex ridges are arranged on the upper surface of an optical sheet 1 used in a direct light type backlight unit, and these ridges in the region of the optical sheet 1 corresponding to each CCFL 2 are provided. The portion is configured by further repeatedly arranging a set S of three types of collar portions 1a to 1c having different shapes.
Description
本発明は、透光性樹脂シートの少なくとも一方の表面に凸状の畝部又は凹状の溝部が多数配列形成された光学シート及び、この光学シートを用いた液晶ディスプレイ等のバックライトユニットに関するものである。 The present invention relates to an optical sheet in which a plurality of convex ridges or concave grooves are formed on at least one surface of a translucent resin sheet, and a backlight unit such as a liquid crystal display using the optical sheet. is there.
テレビ受像機やパーソナルコンピュータ等に用いられる液晶ディスプレイのバックライトは、液晶パネルの背面側に直管形のCCFL(冷陰極管)等からなる線光源を間隔をあけて複数本配置した直下ライト方式と、液晶パネルの背面側に導光板を配置し、この導光板の側方に線光源を配置したエッジライト方式等がある。 The backlight of liquid crystal displays used in television receivers and personal computers is a direct light system in which a plurality of linear light sources such as CCFLs (cold cathode fluorescent lamps) are arranged at intervals on the back side of the liquid crystal panel. And an edge light system in which a light guide plate is disposed on the back side of the liquid crystal panel and a line light source is disposed on the side of the light guide plate.
従来の直下ライト方式のバックライトユニットは、線光源の正面側の液晶パネルとの間に、拡散シート(拡散板)等と共に、又は、この拡散シート等の代わりに、平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを配置する場合があった(例えば、特許文献1参照。)。平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シートを用いると、平凸型シリンドリカルレンズを配置した場合と同様に、線光源から放射状に出射される光を集光して正面向きの平行光として液晶パネルに導くことができる。しかも、この光学シートは、平凸型シリンドリカルレンズよりもレンズ厚を薄くできるので、バックライトユニットの大幅な軽量小型化とコストダウンを図ることができる。 A conventional direct-light-type backlight unit has a plano-convex linear Fresnel lens configuration with a diffusion sheet (diffusion plate) or the like instead of the liquid crystal panel on the front side of the line light source. In some cases, the optical sheet is disposed (see, for example, Patent Document 1). When a plano-convex linear Fresnel lens-like optical sheet is used, light emitted radially from a linear light source is condensed into a liquid crystal panel as front-facing parallel light, similar to the case where a plano-convex cylindrical lens is arranged. Can lead. In addition, since the optical sheet can be made thinner than the plano-convex cylindrical lens, the backlight unit can be significantly lightened and reduced in cost and cost.
また、上記光学シートに代えて、透光性樹脂シートの表面に、線光源からの距離が遠いほど底角が大きい凹状三角形の溝部(凸状三角形の畝部)を多数配列形成した光学シートを用いる場合もあった(例えば、特許文献2参照。)。この光学シートを用いた場合も、線光源からの距離が遠くなり光が斜めに入射するほど、溝部での屈折が大きくなるので、出射する光を正面向きの平行光に近づけて液晶パネルに導くことができる。 Further, instead of the optical sheet, an optical sheet in which a large number of concave triangular grooves (convex triangular ridges) are formed on the surface of the translucent resin sheet so that the base angle increases as the distance from the line light source increases. In some cases (for example, see Patent Document 2). Even when this optical sheet is used, as the distance from the line light source increases and the light enters obliquely, the refraction at the groove increases, so the emitted light is guided to the liquid crystal panel close to the front-facing parallel light. be able to.
さらに、直下ライト方式やエッジライト方式のバックライトユニットでは、透光性シートの表面に円錐形やピラミッド形(四角錐形)の凸部を縦横に多数配列形成した光学シートを用いる場合もあった(例えば、特許文献3参照。)。この光学シートを用いると、直下ライト方式の線光源から入射した光や、エッジライト方式の導光板を介して入射した光をできるだけ正面向きに変えて出射し液晶パネルに導くことができる。 Further, in the backlight unit of the direct light type or the edge light type, there is a case where an optical sheet in which a plurality of conical or pyramid (quadrangular pyramidal) convex portions are arranged in the vertical and horizontal directions on the surface of the translucent sheet may be used. (For example, refer to Patent Document 3). When this optical sheet is used, the light incident from the direct light type line light source or the light incident through the edge light type light guide plate can be emitted in the front direction as much as possible and guided to the liquid crystal panel.
ところが、上記円錐形等の凸部を縦横に配列形成した光学シートは、本来様々な方向の成分を有する散乱光を正面を向く方向成分の多い光に変えて出射することにより正面輝度を高める働きをするものである。従って、図16に示すように、この光学シート1を直下ライト方式のバックライトユニットに用いた場合、CCFL2の真上の位置E0では光学シート1の上面のプリズム状の凸部での全反射が多くなり、左右方向にある程度離れた位置E1では上向き成分の多い光が出射するものの、さらに左右方向に離れた位置E2ではこれら左方向や右方向に出射光が傾斜することになるので、CCFL2の配置位置に応じた大きな輝度ムラが発生する。このため、従来の直下ライト方式のバックライトユニットにこの光学シート1を用いた場合には、CCFL2と光学シート1との間に例えば複数枚の拡散シート等を配置して、CCFL2からの光を事前に十分に拡散させておく必要があるので、この拡散シート等が高価になるという問題があった。However, the optical sheet in which the convex portions such as the cones are arranged vertically and horizontally works to increase the front luminance by changing the scattered light originally having components in various directions into light having many direction components facing the front. It is something to do. Accordingly, as shown in FIG. 16, when this
これに対して、図17に示すように、直下ライト方式のバックライトユニットに上記平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート1や底角が変化する凹状三角形の溝部等を配列形成した光学シート1を用いた場合には、CCFL2からの距離が遠くなるほど光学シート1の上面での屈折角が大きくなるので、このCCFL2からの距離にかかわらず、上向きの光を出射することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 17, the
しかしながら、これらの平凸型リニアフレネルレンズ状の光学シート1や底角が変化する凹状三角形の溝部等を配列形成した光学シート1は、上面の凹凸パターンに対応して下方のCCFL2の配置位置が決まっているので、図18に示すように、このCCFL2が光学シート1の中央位置Cよりも左右方向にずれると、出射光が上向きにはならず傾斜する。このため、従来は、光学シート1の裁断位置にずれが生じないようにしたり、CCFL2の取り付け位置にずれが生じないようにする精密な作業が要求されるだけでなく、CCFL2の本数を増減する等の設計変更に対応できないという問題があった。
本発明は、例えば底角の異なる三角形状のように、形状の異なる複数の凸状の畝部や凹状の溝部の組を繰り返し表面に配列形成することにより、線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができ、また、この線光源の配置位置にも依存しない光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを提供しようとするものである。 In the present invention, for example, a plurality of convex ridges and concave groove portions having different shapes, such as a triangular shape with different base angles, are repeatedly arranged on the surface, so that the luminance according to the distance from the line light source It is an object of the present invention to provide an optical sheet that can eliminate unevenness and does not depend on the position of the line light source and a backlight unit using the optical sheet.
上記の課題を解決するため、請求項1の光学シートは、直下ライト方式のバックライトユニットに用いる光学シートであって、透光性シートにおける光が出射する側の表面に凸状の畝部又は凹状の溝部が多数配列形成された光学シートにおいて、各線光源に対応する光学シートの領域内のこれらの畝部又は溝部が、相互に形状の異なる複数の畝部又は溝部の配列の組をさらに繰り返し配列したものからなることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the optical sheet according to
請求項2の光学シートは、前記各組における形状の異なる畝部又は溝部の配列の順序が相違している場合があることを特徴とする。
The optical sheet according to
請求項3の光学シートは、前記各畝部又は溝部の形状が、配列方向に直交する面を中心に左右対称形であることを特徴とする。
The optical sheet according to
請求項4の光学シートは、前記各組における形状の異なる畝部又は溝部の畝幅又は溝幅がそれぞれ異なっていることを特徴とする。
The optical sheet according to
請求項5の光学シートは、前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が、底辺の両内角が90°未満の三角形状であることを特徴とする。
The optical sheet according to
請求項6の光学シートは、前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が二等辺三角形であり、前記各組における各畝部又は溝部の形状の相違が、この二等辺三角形の底角の相違であることを特徴とする。
In the optical sheet of
請求項7の光学シートは、前記各組における形状の異なる各畝部又は溝部が、これら畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状の三角形の底辺の両内角の和が大きいものほど、これら畝部又は溝部の畝幅又は溝幅が広いものであることを特徴とする。
In the optical sheet according to
請求項8の光学シートは、前記各畝部又は溝部の畝長又は溝長に直交する縦断面形状が、底辺の両内角が90°以下の四角以上の多角形、又は、半円弧以下の円弧形状であることを特徴とする。
The optical sheet according to
請求項9の光学シートは、前記各組に2以上、10以下の畝部又は溝部が配列されていることを特徴とする。
The optical sheet according to
請求項10の光学シートを用いたバックライトユニットは、前記光学シートを1以上の線光源の正面側に配置したことを特徴とする。
The backlight unit using the optical sheet according to
請求項1の発明によれば、形状の異なる複数の凸状の畝部や凹状の溝部の組が光学シートの表面に繰り返し配列形成されるので、線光源からの距離が相違しても、各組のいずれかの畝部や溝部から出射する光がある程度正面側を向くようになり、この線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができる。また、各組にはそれぞれ同じ形状の畝部や溝部が存在するので、線光源の配置位置も任意となり、この線光源の位置ずれの影響がなくなるだけでなく、この線光源の本数の増減等の設計変更にも容易に対応することができるようになる。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of convex ridges and concave groove portions having different shapes are repeatedly arranged on the surface of the optical sheet. Light emitted from any one of the ridges or grooves of the set comes to a certain degree toward the front side, and unevenness in luminance according to the distance from the line light source can be eliminated. In addition, since each group has the same shape of collar and groove, the arrangement position of the line light source is also arbitrary, not only the influence of the position deviation of the line light source is eliminated, but the number of line light sources is increased or decreased, etc. It becomes possible to easily cope with design changes.
請求項2の発明によれば、各組に同じ形状の畝部や溝部が存在すればよく、これら畝部や溝部の配列の順序は任意であるから、この配列順序が相違している場合があっても本発明の効果に影響はない。 According to the second aspect of the present invention, it is only necessary that the same shape of the collar portion and the groove portion exist in each set, and the arrangement order of the collar portion and the groove portion is arbitrary, and therefore the arrangement order may be different. Even if it exists, the effect of the present invention is not affected.
請求項3の発明によれば、各畝部や溝部の形状が左右対称であるため、線光源の左右いずれの側であるかに応じた輝度ムラが発生するのを防止することができる。また、複数の線光源が左右に間隔をあけて並んでいる場合、これらの線光源の間では、左右双方の線光源からの光を有効に利用することができるようになる。
According to invention of
請求項4の発明によれば、畝部又は溝部の形状に応じて畝幅又は溝幅の広狭を調整できる。ここで、畝幅又は溝幅が広ければ、線光源からの光をより多くその畝部又は溝部に取り込むことができる。従って、畝幅又は溝幅が全て等しいとすると、各畝部又は溝部の形状によっては入射光の利用率(畝部又は溝部における、全入射光に対する、ある程度正面側を向いて出射する光の割合)に相違がある場合に、この畝幅又は溝幅を調整することにより、入射光の利用率をできるだけ均一にすることが可能となる。
According to the invention of
なお、ここで、畝幅又は溝幅とは、光学シートのシート面(畝部又は溝部を均して平均化した平坦面に平行な面であり、下面がフラットな場合はこの下面に平行な面)に沿った、畝部又は溝部の配列方向(光学シートのシート面上における畝長又は溝長に直交する方向)の長さをいう。 Here, the ridge width or the groove width is a plane parallel to the sheet surface of the optical sheet (a flat surface obtained by averaging the ridges or grooves, and parallel to the lower surface when the lower surface is flat. The length in the arrangement direction (direction perpendicular to the ridge length or groove length on the sheet surface of the optical sheet) along the surface).
請求項5の発明によれば、畝部の場合には三角柱状となり、溝部の場合には三角筒内面状となるので、光学シートに入射した光の多くを出射することができ、各組のいずれかの畝部や溝部で確実にある程度正面側を向いた光を出射することができるようになる。
According to the invention of
なお、ここで、底辺とは、畝部又は溝部の両斜面を縦断面形状の両斜辺とした三角形における光学シートのシート面に沿った仮想的な辺をいう。 Here, the bottom side means a virtual side along the sheet surface of the optical sheet in a triangle in which both inclined surfaces of the flange portion or the groove portion are both oblique sides of the longitudinal sectional shape.
請求項6の発明によれば、各畝部や溝部の形状が左右対称であり、畝部の場合には三角柱状となり、溝部の場合には三角筒内面状となるので、線光源の左右いずれの側であるかに応じた輝度ムラが発生するのを防止するだけでなく、光学シートに入射した光の多くを出射することができ、各組のいずれかの畝部や溝部で確実にある程度正面側を向いた光を出射することができるようになる。
According to the invention of
なお、ここで、二等辺三角形の底角とは、二等辺三角形の底辺の内角(両内角は等しい)のことである。 Here, the base angle of an isosceles triangle is an internal angle (both internal angles are equal) of the base of the isosceles triangle.
請求項7の発明によれば、各組の畝部又は溝部は、縦断面形状の三角形の頂角が小さく尖ったものほど畝幅又は溝幅が広くなるので、入射光を多く取り込むことができる。そして、頂角が小さく尖った畝部又は溝部ほど、入射光の利用率は低下するので、このような畝部又は溝部ほど入射光を多く取り込むようにすれば、頂角の異なる各畝部又は溝部における入射光の利用率を均一化することができるようになる。 According to the seventh aspect of the present invention, each of the flanges or grooves of each set has a narrower apex angle of the longitudinal cross-sectional shape, and the larger the ridge width or groove width, the larger the incident light can be captured. . And, as the apex or groove with a small apex angle, the utilization rate of incident light decreases, so if more incident light is taken into such an eaves or groove, The utilization factor of incident light in the groove can be made uniform.
請求項8の発明によれば、畝部の場合には半多角柱状や半円柱状となり、溝部の場合には半多角筒内面状や半円筒内面状となるので、光学シートに入射した光の多くを出射することができ、各組のいずれかの畝部や溝部で確実にある程度正面側を向いた光を出射することができるようになる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、各組に2以上の形状の異なる畝部や溝部があるので、各組のいずれかの畝部や溝部から出射する光を確実にある程度正面側を向くようにすることができる。しかも、各組の畝部や溝部は10以下であるため、1組の畝部や溝部の範囲を十分に狭くすることができ、組ごとの輝度ムラを抑制することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since there are two or more different ridges or grooves in each group, the light emitted from any one of the ridges or grooves in each group is surely directed to the front side to some extent. can do. Moreover, since the number of ridges and grooves in each set is 10 or less, the range of one set of ridges and grooves can be sufficiently narrowed, and uneven brightness for each set can be suppressed.
請求項10の発明によれば、線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすと共に、線光源の配置位置や配置数に依存することのないバックライトユニットを提供することができるようになる。 According to the tenth aspect of the present invention, it is possible to provide a backlight unit that eliminates uneven luminance according to the distance from the line light source and does not depend on the position and number of the line light sources.
1 光学シート
1a 畝部
1b 畝部
1c 畝部
1d 畝部
1e 畝部
11 基材層
12 表面層
13 裏面層
2 CCFL
3 反射板
4 液晶パネル
B 畝幅
S 組1
3
以下、本発明の最良の実施形態について図1〜図9を参照して説明する。なお、これらの図においても、図16〜図18に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Also in these drawings, the same reference numerals are given to constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.
本実施形態は、図1に示すように、液晶ディスプレイにおける直下ライト方式のバックライトユニットについて説明する。このバックライトユニットは、光学シート1の下方(背面側)に、長手方向を前後方向に向けた直管型のCCFL2を複数本等間隔に左右方向に平行に並べて配置したものであり、これらのCCFL2の下方には、下向きに出射された光を有効利用するための反射板3を配置している。そして、液晶パネル4は、この光学シート1の上方(正面側)に配置される。また、この光学シート1の上方の液晶パネル4との間には、拡散シート等が配置される場合もある。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a backlight unit of a direct light type in a liquid crystal display will be described. In this backlight unit, a plurality of straight tube-
上記光学シート1は、図2に示すように、透明な樹脂シートからなり、CCFL2からの光が入射する下面はフラット面となっている。また、CCFL2からの光が出射するこの光学シート1の上面は、上下左右方向に沿う面での縦断面形状が二等辺三角形となる凸状であって、前後方向に長い畝部1a〜1cが左右方向に多数配列形成されている。しかも、これらの畝部1a〜1cは、各CCFL2に対応する光学シート1の領域内において、二等辺三角形の底角が異なる複数の畝部1a〜1cを配列した組Sがさらに多数組繰り返し配列されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の場合、光学シート1の上面の1つの組Sは、図3に示すように、底角θ1が55°の畝部1aと、底角θ2が45°の畝部1bと、底角θ3が25°の畝部1cとの3種類の畝部1a〜1cを1つずつ右から左に並べて配列している。また、これらの畝部1a〜1cは、二等辺三角形の底辺に相当する部分の長さである畝幅Bが等しくなるようにしている。従って、これらの畝部1a〜1cは、最大の底角θ1を有する畝部1aの凸状が最も上方に突出して高く、最小の底角θ3を有する畝部1cの凸状が最も低くなり、中間の底角θ2を有する畝部1bの凸状は中間の高さとなる。In this embodiment, one set S of the upper surface of the
なお、本発明において1組として配列される畝部の数は、2以上、10以下が適当であり、より好ましくは3以上、5以下である。また、各CCFL2に対応する光学シート1の領域内の組数は、図2では各畝部1a〜1cの凸状を拡大して見やすくするために9組示しているが、実際にはさらに多数の組が配列することが好ましい。
In the present invention, the number of collars arranged as one set is suitably 2 or more and 10 or less, more preferably 3 or more and 5 or less. Further, in FIG. 2, the number of sets in the region of the
ここで、各CCFL2に対応する光学シート1の領域とは、CCFL2が1本の場合には、光学シート1の光学的有効部分の全領域をいい、CCFL2が複数本ある場合には、これらのCCFL2の丁度中央にある左右方向に直交する面で区切られた光学シート1の光学的有効部分の各領域をいう。ただし、この光学シート1の領域の境界に畝部1aの組の境界が正確に一致している必要はなく、組の左右の端の内側や畝部1aの左右の端の内側にこの光学シート1の領域の境界があってもよい。従って、各CCFL2に対応する光学シート1の領域内の組数も、必ずしも整数である必要はない。
Here, the region of the
上記構成によれば、光学シート1における図2に示すCCFL2の真上の位置E0の付近では、図4(a)に示すように、このCCFL2からの光が底角の大きな畝部1aや畝部1bでは全反射することも多くなるが、底角が最小の畝部1cから出射する光はほぼ上向きとなる。また、光学シート1におけるCCFL2の真上より少し左右方向に離れた位置E1の付近では、図4(b)に示すように、このCCFL2からの光が底角の最大の畝部1aと最小の畝部1cでは左右方向に傾斜するが、底角が中間の畝部1bから出射する光はほぼ上向きとなる。さらに、光学シート1におけるさらに左右方向に遠く離れた位置E2の付近では、図4(c)に示すように、このCCFL2からの光が底角の小さい畝部1bや畝部1cでは左右方向に傾斜するが、底角が最大の畝部1aから出射する光はほぼ上向きとなる。なお、図4では、光学シート1の下面での入射光の屈折は省略して示している。According to the above configuration, in the vicinity of the position E 0 of the
従って、本実施形態の光学シート1は、凸状の縦断面形状である二等辺三角形の底角が異なる3種類の畝部1a〜1cからなる組Sが上面に繰り返し配列形成されているので、CCFL2からの左右方向の距離が相違しても、各組Sのいずれかの畝部1a〜1cから出射する光がほぼ上向きとなる。このため、CCFL2から左右方向に離れた距離に応じて輝度にムラが生じるのを防止できるので、均斉度を高めることができる。また、CCFL2から左右方向に大きく離れた位置でも輝度の低下を少なくすることができるので、従来と同程度の均斉度が得られればよいのであれば、CCFL2の間隔距離を広げることにより、バックライトユニットに用いるCCFL2の本数を減らし、省エネルギー化とコストダウンを図ることもできる。
Therefore, in the
しかも、本実施形態の光学シート1は、3種類の畝部1a〜1cが配列された組Sが多数上面に配列形成されるので、CCFL2の左右方向の配置位置が任意となり、このCCFL2の位置ずれの影響がなくなるだけでなく、このCCFL2の本数の増減等の設計変更にも容易に対応することができるようになる。
Moreover, in the
なお、上記実施形態の光学シート1では、各組Sの3種類の畝部1a〜1cの畝幅Bを一定とする場合を示したが、図5に示すように、各畝部1a〜1cの畝幅B1〜B3が相違するようにしてもよい。特に、この図5に示すように、畝部1a〜1cにおける凸状の縦断面形状の三角形の底辺の両内角の和が大きいものほど、即ち、ここでは二等辺三角形の底角が大きいものほど畝幅B1〜B3が広くなるようにすれば、この二等辺三角形の頂角が小さく尖った畝部1a〜1cほど畝幅B1〜B3が広くなるので、入射光を多く取り込むことができる。そして、頂角が小さく尖った畝部1a〜1cほど、入射光の利用率は低下するので、頂角の異なる3種類の畝部1a〜1cにおける入射光の利用率を均一化することができるようになり、均斉度を高めることができるようになる。In addition, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、各組Sの3種類の畝部1a〜1cの凸状の高さが相違する場合を示したが、図6に示すように、凸状の高さを揃えるようにしてもよい。ただし、この場合には、図5に示した場合とは逆に、二等辺三角形の頂角が小さく尖った畝部1a〜1cの畝幅B1〜B3ほど狭くなるので、CCFL2からの左右方向の距離が遠い位置では輝度を十分に得られないおそれがある。そこで、図7に示すように、もともと凸状の高さが低い畝部1bや畝部1cについては、上方に平行移動して嵩上げを図ることにより、畝部1a〜1cの畝幅Bは一定としながら、凸状の高さも揃えるようにすることができる。Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、各畝部1a〜1cの底角θ1〜θ3が55°と45°と25°である場合を示したが、これらの底角θ1〜θ3は、互いに相違すればよいので、具体的な角度の値は任意である。ただし、この底角の最大値は、40°以上70°以下であることが好ましく、50°以上70°以下であればより好ましく、55°以上60°以下であればさらに好ましい。この底角の最大値が60°を超え、特に70°を超えて大きくなりすぎると、畝部1a〜1cの畝幅Bを十分な広さとした場合に、凸状の高さが高くなりすぎて、光学シート1の成形性が悪くなり、取り扱いも難しくなる。そして、この底角の最大値が55°より小さく、特に40°より小さくなると、各畝部1a〜1cの底角の差も少なくなるので、輝度ムラをなくして均斉度を高める効果が十分に得られなくなる。Moreover, in the
しかも、この底角の最小値は、25°以下であることが好ましく、20°以下であればより好ましい。この底角の最小値が20°を超え、特に25°を超えて大きくなりすぎると、各畝部1a〜1cの底角の差も少なくなるので、輝度ムラをなくして均斉度を高める効果が十分に得られなくなる。この底角の最小値は、0°であってもよく、従って、各組Sのいずれか一つの畝部は平坦面であってもよい。
Moreover, the minimum value of the base angle is preferably 25 ° or less, and more preferably 20 ° or less. If the minimum value of the base angle exceeds 20 °, particularly exceeds 25 °, the difference in the base angles of the
また、上記実施形態の光学シート1では、畝部1a〜1cの縦断面形状が二等辺三角形(又はこの二等辺三角形を基礎とした形状)である場合を示したが、図8に示すように、これらの二等辺三角形の頂部を水平に切り取った等脚台形状としてもよい。さらに、この切り取った頂部に底角の小さい二等辺三角形を載置した将棋の駒形状の五角形としてもよく、六角以上の多角形とすることもできる。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、畝部1a〜1cの縦断面形状の三角形等における各角部が尖った状態である場合を示したが、現実には製造上の都合で、各角部が多少鈍った状態や丸みを帯びた状態になっていてもよく、また、面取り等が施されていてもよい。なぜなら、本実施形態では、各組に相互に形状の異なる、即ち角度の異なる傾斜面を有する複数の畝部1a〜1cがあることが重要であり、これらの傾斜面が接する境界部分である角部の細部の状態は重要ではないからである。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、各組Sの3種類の畝部1a〜1cが同じ順序で配列されている場合を示したが、光学シート1上の組数が十分に多ければこの配列順序が本発明の効果に影響することはないので、図9に示すように、この配列順序が組Sごとに相違していてもよく、この場合の配列順序の相違は不規則であることが好ましい。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、各組Sに3種類の畝部1a〜1cが配列されている場合を示したが、4種類以上の畝部が配列されていてもよい。さらに、2種類の畝部が配列されているだけでも、特に縦断面形状が四角以上の多角形であれば、本発明の効果をある程度期待することができる。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、畝部1a〜1cの縦断面形状が左右対称の二等辺三角形や四角以上の多角形である場合を示したが、必ずしも左右対称の形状に限定されるものではない。ただし、光学シート1がCCFL2の左右方向の位置に依存しない特性を示すためには、左右非対称の形状が右方向又は左方向に偏りすぎることは好ましくなく、この偏りが大きすぎると、光学シート1全体として考えた場合に、CCFL2からの距離に応じた輝度ムラが生じるおそれもある。従って、個々の畝部1a〜1cの縦断面形状に左右非対称のものがあっても、偏りの程度を数値化して左右方向を正負とすると、各組Sの全ての畝部1a〜1cの偏りを合計したときにできるだけ0に近づくように偏りを分散させて平均化させることが好ましい。つまり、図10に示すように、各組Sに5種類の畝部1a〜1eがあったとすると、例えば畝部1a,1eは左方向に一定量だけ偏り、畝部1cは偏りのない左右対称形であり、畝部1b,1dは右方向に一定量だけ偏っているというように、偏りが分散して平均化していることが好ましい。そして、図11は、これら5種類の畝部1a〜1eの配列順序が隣接する組Sで相違している場合を示す。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、凸状の畝部を配列形成した場合を示したが、凹状の溝部が配列形成されたものであっても、同様に本発明の効果を得ることができる。この場合、凹状の縦断面形状は、上記凸状の場合の縦断面形状の上下を逆にしたものを任意に用いることができる。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、下面がフラットな場合を示したが、この光学シート1の下面の構成は任意であり、例えば微細な凹凸からなるシボ状に加工することにより光の拡散性を高めたものであってもよい。
Moreover, in the
また、上記実施形態の光学シート1では、この光学シート1が透明な樹脂シートからなる場合を示したが、光を透過する透光性を有するものであればよいので、必ずしも透明である必要はない。光学シート1の厚さも特に限定されるものではなく、一般的には厚さ0.3〜5mm程度のものが好適に使用される。
Moreover, in the
上記のような光学シート1の樹脂シートとしては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合体(例えばポリ−4−メチルペンテン−1等)、ポリ塩化ビニル、環状ポリオレフィン(例えばノルボルネン構造等)、アクリル樹脂、ポリスチレン、アイオノマー、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂(MS樹脂)等の透光性の熱可塑性樹脂からなるものが使用できる。特に、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートの中でも、ポリカーボネート、ポリエステル(特にポリエチレンテレフタレート)、環状ポリオレフィンからなるものは、耐熱性が良好であり、バックライトユニットに用いられた際にCCFL2からの放熱によって変形や皺等を生じ難いので好ましく使用される。しかも、ポリカーボネートからなる樹脂シートは、ポリカーボネート自体が透明性の良好な樹脂であり、吸湿性が少なく、高輝度で、反りが少ないため、極めて好ましく使用される。さらに、この樹脂シートは、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等の透光性の熱硬化性樹脂からなるものであってもよい。しかも、この樹脂シートは、2種以上の樹脂材料を混合し、アロイ化し、複合化したものを使用することもできる。
As the resin sheet of the
また、上記実施形態の光学シート1は、例えば両面がフラットな樹脂シートを型で押さえ付けて成形するプレス製法を用いて作製することができるが、他のプレス製法やキャスティング法等又は射出成形法の成形法、型ロールを通すことによるロール成形法や押出成形法等による連続成形法等、任意の製法で作製してもよい。
In addition, the
また、上記実施形態の光学シート1の樹脂シートは、成形に必要な安定剤、滑剤、耐衝撃改良剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、着色剤、蛍光増白剤等が適宜含有されていてもよい。さらに、多層構成をもつ光学シート1においては、これらの添加剤は、例えば基材層と表面層の間で添加剤の種類や配合比率を適宜変更してもよい。図12は、基材層11の上層の表面層12に凸状の畝部を配列形成した2層の光学シート1の例を示し、図13は、これらの下層に裏面層13を加えた3層の光学シート1の例を示す。光学シート1の下面は、CCFL2から紫外線が直接照射されるので、この裏面層13を紫外線吸収剤が含有された耐候層とすることで、上層の基材層11や表面層12を紫外線から保護することができる。
Further, the resin sheet of the
また、上記実施形態の光学シート1の樹脂シートは、光拡散剤が含有されていてもよい。この光拡散剤としては、樹脂シートの樹脂材料との光屈折率が異なる無機質粒子、金属酸化物粒子、有機ポリマー粒子等が単独で又は適宜組合わせて使用される。無機質粒子としては、ガラス[Aガラス(ソーダ石灰ガラス)、Cガラス(硼珪酸ガラス)、Eガラス(低アルカリガラス)]、シリカ、マイカ、合成マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、モンモリロナイト、カオリンクレー、ベントナイト、ヘクトライト、シリコーン等の粒子が使用される。そして、金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ等の粒子が使用され、また、有機ポリマー粒子としては、アクリルビーズ、スチレンビーズ、ベンゾグアナミン等の粒子が使用される。このような光拡散剤を含有していれば、光学シート1内で光を十分に拡散させることができるので、バックライトユニットに高価な拡散シート等を追加して用いる必要がなくなる。
Further, the resin sheet of the
上記光拡散剤は、その平均粒径が0.1〜100μm、好ましくは0.5〜50μm、更に好ましくは1〜30μmであるものが使用される。粒径が0.1μmより小さい光拡散剤は、凝集しやすいため分散性が悪く、均一に分散できたとしても光の波長の方が大きいので光散乱効率が悪くなる。それゆえ、0.5μm以上の、更には1μm以上の大きさの粒子が好ましいのである。一方、粒径が100μmより大きい光拡散剤は、光散乱が不均一になったり、光線透過率が低下したり、粒子が肉眼で見えたりするようになる。このため、50μm以下の粒子、特に30μm以下の粒子が好ましい。 The light diffusing agent has an average particle diameter of 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm, more preferably 1 to 30 μm. A light diffusing agent having a particle size of less than 0.1 μm is likely to aggregate and thus has poor dispersibility. Even if the light diffusing agent can be uniformly dispersed, the light scattering efficiency is poor because the wavelength of light is large. Therefore, particles having a size of 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more are preferable. On the other hand, a light diffusing agent having a particle size larger than 100 μm causes light scattering to be non-uniform, light transmittance to be reduced, and particles to be visible with the naked eye. For this reason, particles of 50 μm or less, particularly particles of 30 μm or less are preferred.
また、上記実施形態の光学シート1では、この光学シート1が樹脂シートである場合を示したが、透光性シート(薄板も含む)であればよいので、薄板状のガラス等であってもよい。
Moreover, in the
また、上記実施形態のバックライトユニットでは、光源として直管型のCCFL2を用いる場合を示したが、必ずしも直管型である必要はなく、例えばU字管等を用いることもできる。さらに、必ずしもCCFL2である必要はなく、一般照明用の蛍光管と同様の熱陰極管等を用いたり、LED(発光ダイオード)を並べて用いることもでき、光源の種類は限定されない。さらに、反射板3も必須ではなく、例えば上記実施形態のCCFL2の下方に別の光学シート1を配置して、上下双方に光を供給することも可能である。
Moreover, in the backlight unit of the said embodiment, although the case where the straight tube type CCFL2 was used as a light source was shown, it does not necessarily need to be a straight tube type, for example, a U-shaped tube etc. can also be used. Furthermore, the
また、上記実施形態のバックライトユニットは、光学シート1の上方に直接液晶パネル4を配置する場合を示したが、この光学シート1の上方及び/又は下方には、拡散シート等を配置することもできる。さらに、上記実施形態のバックライトユニットは、液晶パネル4以外のバックライトとして用いることもできる。
Moreover, although the backlight unit of the said embodiment showed the case where the
上記実施形態で示した光学シート1の実施例1〜4と、従来例で示した光学シート1の比較例1〜2を作製した。そして、これらの光学シート1を用いたバックライトユニットの輝度と均斉度を測定した結果を表1に示す。
Examples 1-4 of the
ここで、実施例1は、図2〜図4で示したものと同じく、上面に底角が55°と45°と25°の二等辺三角形の縦断面形状を有する3種類の畝部を配列形成し、下面をフラットとした光学シート1であり、実施例2は、この実施例1の光学シート1の下面をシボ状(25μmの凹凸)に加工した光学シート1であり、実施例3は、上面に底角が55°と45°と35°と25°と10°の二等辺三角形の縦断面形状を有する5種類の畝部を配列形成し、下面をフラットとした光学シート1であり、実施例4は、上面に底角が40°と25°と10°の二等辺三角形の縦断面形状を有する3種類の畝部を配列形成し、下面をフラットとした光学シート1である。また、比較例1は、上面に底角が45°の二等辺三角形の縦断面形状を有する畝部だけを配列形成し、下面をフラットとした光学シート1である。さらに、比較例2は、上面に底角が25°の二等辺三角形の縦断面形状を有する畝部だけを配列形成し、下面をフラットとした光学シート1である。
Here, in the first embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, three types of ridges having isosceles triangular longitudinal cross-sectional shapes with base angles of 55 °, 45 °, and 25 ° are arranged on the upper surface. Example 2 is an
実施例1〜4と比較例1〜2の光学シート1は、各畝部の畝幅を全て200μmとし、いずれも拡散剤は含有させていない。また、これらの光学シート1を用いたバックライトユニットは、複数のCCFL2の間隔距離である光源間距離を24mmとし、各CCFL2(放電管の中心を起点)から光学シート1までの距離である光源・シート間距離を14.5mmとしている。
In the
光学シート1の輝度と均斉度の測定には、株式会社トプコン製の色彩輝度計BM−7を用い、室温23℃、湿度50%RHの環境で測定を行った。そして、表1の輝度は、CCFL2の真上とCCFL2間の計9点の測定ポイントで測定した輝度の平均値を示す。また、表1の均斉度は、これら各測定ポイントで測定した輝度のうちで最も高輝度の値に対する最も低輝度の値の割合を示す。
The luminance and uniformity of the
この表1から明らかなように、比較例1の輝度と比較すると、実施例1〜4の輝度はある程度低くなっているが、比較例2の輝度と比較すると、実施例1〜4の輝度はほぼ同じか少し上回っていて、しかも、これら実施例1〜4の均斉度は、比較例1〜2の均斉度に比べて格段に高くなっていることが分かる。 As is apparent from Table 1, the brightness of Examples 1 to 4 is somewhat lower than that of Comparative Example 1, but the brightness of Examples 1 to 4 is lower than that of Comparative Example 2. It can be seen that the degree of uniformity in Examples 1 to 4 is much higher than the degree of uniformity in Comparative Examples 1 and 2, which is almost the same or slightly higher.
また、上記実施例1〜4と比較例1〜2では、光学シート1の各畝部の畝幅を全て200μmとした場合を示したが、二等辺三角形の底角が大きくなるほど畝幅も広がる光学シート1の実施例も作製した。そして、これらの光学シート1を用いたバックライトユニットについて、光源・シート間距離を変えたときの輝度と均斉度を測定した結果を表2に示す。
Moreover, in the said Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2, although the case where all the heel width | variety of each ridge part of the
ここで、実施例5〜8のバックライトユニットには同一の光学シート1を用い、実施例9〜12のバックライトユニットにも同一の光学シート1を用い、比較例3〜6のバックライトユニットにも同一の光学シート1を用いている。また、実施例5〜8と実施例9〜12に用いる光学シート1は、上面に底角が60°と45°と20°の二等辺三角形の縦断面形状を有する3種類の畝部を配列形成したものである。ただし、実施例9〜12に用いる光学シート1は、底角が60°の畝部の畝幅は400μm、底角が45°の畝部の畝幅は200μm、底角が20°の畝部の畝幅は100μmとしている。これに対して、実施例5〜8に用いる光学シート1は、表1に示した実施例1〜4と同様に各畝部の畝幅を全て200μmとしたものである。実施例5〜8で実施例1〜4の光学シート1を用いなかったのは、実施例9〜12に用いる光学シート1との比較のために畝部の形状を揃える必要があったからである。比較例3〜6に用いる光学シート1は、上面に底角が25°の二等辺三角形の縦断面形状を有する畝部であって、各畝部の畝幅を全て200μmとしたものであり、表1に示した比較例2の光学シート1と同じものである。
Here, the same
上記実施例5〜8と実施例9〜12と比較例3〜6に用いる光学シート1は、下面が全てフラットであり、いずれも拡散剤は含有させていない。また、これらの光学シート1を用いたバックライトユニットは、複数のCCFL2の光源間距離を24mmとしている。ただし、光源・シート間距離は、実施例5〜8と実施例9〜12と比較例3〜6において、それぞれ14.5mmと6mmと5mmと4mmに変えている。従って、比較例3は、光源・シート間距離が14.5mmとなるので、表1に示した比較例2の光学シート1の測定条件と同一のものとなる。これら実施例5〜8と実施例9〜12と比較例3〜6の測定に用いる測定機器や測定環境、測定条件は、表1の場合と同じである。
As for the
この表2において、実施例5〜8と実施例9〜12と比較例3〜6とのそれぞれで、光源・シート間距離を変えて測定した均斉度を図14に示し、光源・シート間距離を変えて測定した輝度を図15に示す。 In Table 2, the uniformity measured by changing the distance between the light source and the sheet in each of Examples 5 to 8, Example 9 to 12, and Comparative Examples 3 to 6 is shown in FIG. FIG. 15 shows the luminance measured with different values.
この表2と図15から明らかなように、輝度は、いずれの光源・シート間距離においても、実施例5〜8と実施例9〜12が比較例3〜6に劣ることはほとんどなく、むしろ特に光源・シート間距離が長い場合には、実施例5〜8と実施例9〜12の方が比較例3〜6よりも上回っている。また、この表2と図14から明らかなように、均斉度は、いずれの光源・シート間距離においても、実施例5〜8と実施例9〜12の方が比較例3〜6よりも格段に高くなっている。 As is apparent from Table 2 and FIG. 15, the brightness is almost inferior to that of Comparative Examples 3 to 6 in Examples 5 to 8 and Examples 9 to 12 at any light source / sheet distance. In particular, when the distance between the light source and the sheet is long, Examples 5 to 8 and Examples 9 to 12 are more than Comparative Examples 3 to 6. Further, as apparent from Table 2 and FIG. 14, the degree of uniformity is markedly higher in Examples 5 to 8 and Examples 9 to 12 than in Comparative Examples 3 to 6 at any light source / sheet distance. It is getting higher.
しかも、実施例5〜8の場合には、光源・シート間距離が14.5mmから6mmや5mm、4mmと短くなるほど、この均斉度も大きく低下するが、実施例9〜12では、光源・シート間距離が14.5mmの場合だけでなく、6mmや5mmの場合にも均斉度が高いレベルを維持していることが分かる。比較例3〜6の場合、光源・シート間距離が14.5mmから6mmや5mm、4mmと短くなると、もともとそれほど高くない均斉度がさらに低下して実用的に十分な均斉度が得られなくなるので、従来、この光源・シート間距離は14〜20mm程度とするのが一般的であった。しかしながら、底角が大きくなるほど畝部の畝幅も広がるようにした光学シート1を用いた実施例9〜12の場合には、この光源・シート間距離を従来よりもさらに短くすることができるようになり、バックライトユニットの薄型化に貢献できる。
Moreover, in Examples 5 to 8, the uniformity decreases greatly as the distance between the light source and the sheet decreases from 14.5 mm to 6 mm, 5 mm, and 4 mm, but in Examples 9 to 12, the light source and sheet It can be seen that the level of uniformity is maintained not only when the distance is 14.5 mm but also when the distance is 6 mm or 5 mm. In the case of Comparative Examples 3 to 6, when the distance between the light source and the sheet is shortened from 14.5 mm to 6 mm, 5 mm, and 4 mm, the degree of uniformity that is not so high is further lowered, and a practically sufficient degree of uniformity cannot be obtained. Conventionally, the distance between the light source and the sheet is generally about 14 to 20 mm. However, in the case of Examples 9 to 12 using the
ただし、この実施例9〜12の場合であっても、光源・シート間距離を4mmまで短くすると、均斉度が急激に低下するので、光源・シート間距離は5mm以上であることが好ましい。また、このように光源・シート間距離を短くする場合には、光学シート1がCCFL2からの放熱の影響をさらに受けやすくなるので、この光学シート1には、耐熱性の特に高いポリカーボネートからなる樹脂シートを用いることが好ましい。
However, even in the cases of Examples 9 to 12, when the distance between the light source and the sheet is shortened to 4 mm, the uniformity is drastically lowered. Therefore, the distance between the light source and the sheet is preferably 5 mm or more. Further, when the distance between the light source and the sheet is shortened in this way, the
本発明の光学シート及びこれを用いたバックライトユニットは、形状の異なる複数の凸状の畝部や凹状の溝部の組を繰り返し表面に配列形成することにより、線光源からの距離に応じた輝度ムラをなくすことができ、また、この線光源の配置位置にも依存しないようにすることができるので、液晶パネル等のバックライトとして用いた場合に極めて有用なものとなる。 The optical sheet of the present invention and a backlight unit using the optical sheet have a brightness corresponding to the distance from the line light source by repeatedly arranging a plurality of convex ridges and concave groove portions having different shapes on the surface. Unevenness can be eliminated, and it can be made independent of the position of the line light source, which makes it extremely useful when used as a backlight of a liquid crystal panel or the like.
Claims (10)
各線光源に対応する光学シートの領域内のこれらの畝部又は溝部が、相互に形状の異なる複数の畝部又は溝部の配列の組をさらに繰り返し配列したものからなることを特徴とする光学シート。In an optical sheet used for a backlight unit of a direct light system, in which a large number of convex ridges or concave grooves are formed on the surface on the light emitting side of the light transmissive sheet,
An optical sheet characterized in that these ridges or grooves in the region of the optical sheet corresponding to each line light source are obtained by further repeatedly arranging an array of a plurality of ridges or grooves having different shapes.
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