JP2010044377A - Light beam deflection structure plate, surface light source device, and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、中央部領域のみならずコーナー部領域においても輝度ムラの少ない均一な光を高輝度で出射できる光偏向構造板及び面光源装置並びに全領域において輝度ムラの少ない高輝度画像を表示できる液晶表示装置に関する。 The present invention can display a light deflection structure plate and a surface light source device capable of emitting uniform light with little brightness unevenness not only in a central area but also in a corner area, and a high brightness image with less brightness unevenness in all areas. The present invention relates to a liquid crystal display device.
なお、この明細書及び特許請求の範囲において、「四角錐凸部の頂角」の語は、4つの斜辺のうち対向する一対の斜辺を通る平面で四角錐凸部を切断した際の切断面の三角形の頂角を意味するものである。 In this specification and claims, the term “vertical angle of the quadrangular pyramid convex portion” means a cut surface when the quadrangular pyramidal convex portion is cut by a plane passing through a pair of opposing hypotenuses among the four hypotenuses. Means the apex angle of the triangle.
液晶テレビのバックライト用光源として、従来の冷陰極蛍光管に代えてLED(発光ダイオード)を用いることが提案されている(非特許文献1参照)。即ち、赤色LED、緑色LED及び青色LEDを液晶テレビのバックライト光源に用いることが提案されている。このようなR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3色のLEDをバックライト光源に用いた液晶表示装置は、色の自由度が高まって色再現範囲を拡大できること、水銀が使用されておらず地球環境に優しいこと、消費電力が少ないこと、長寿命であること等の利点を有することから、非常に注目されている。 As a light source for a backlight of a liquid crystal television, it has been proposed to use an LED (light emitting diode) instead of a conventional cold cathode fluorescent tube (see Non-Patent Document 1). That is, it has been proposed to use a red LED, a green LED, and a blue LED as a backlight light source of a liquid crystal television. Such a liquid crystal display device using LEDs of three colors R (red), G (green), and B (blue) as a backlight light source can increase the color reproduction range and expand the color reproduction range. Because it has advantages such as being not used and being friendly to the global environment, having low power consumption, and having a long life, it has attracted a great deal of attention.
ところで、液晶テレビのバックライトで用いられる直下型方式では、光源の真上部分の輝度が高いのに対し、この真上部分の位置から隣り合う光源の中間位置に向けて徐々に輝度が低下するという問題、即ち輝度ムラが生じるという問題があった。 By the way, in the direct type system used in the backlight of the liquid crystal television, the luminance directly above the light source is high, but the luminance gradually decreases from the position directly above to the intermediate position of the adjacent light sources. That is, there is a problem that luminance unevenness occurs.
そこで、面光源装置の光源としてLED等を用いる場合において、光源の前面側に配置される光拡散板の光出射面に多数個の四角錐凸部を設けることが提案されている(特許文献1参照)。このような構成を採用することによって輝度ムラの少ない光を出射することができる。 Therefore, when an LED or the like is used as the light source of the surface light source device, it has been proposed to provide a large number of quadrangular pyramid protrusions on the light exit surface of the light diffusion plate arranged on the front side of the light source (Patent Document 1). reference). By adopting such a configuration, light with less luminance unevenness can be emitted.
しかしながら、上記従来の面光源装置では、矩形状の光出射面の四隅部(4箇所のコーナー部)が、他の領域と比べて明らかに暗くなるという問題があった。即ち、光出射面の全領域において輝度ムラの少ない均一な光を出射させることはできないという問題があった。 However, the conventional surface light source device has a problem that the four corner portions (four corner portions) of the rectangular light emission surface are clearly darker than other regions. That is, there is a problem that uniform light with little unevenness in luminance cannot be emitted in the entire region of the light emitting surface.
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、中央部領域のみならずコーナー部領域においても輝度ムラの少ない均一な光を高輝度で出射できる光偏向構造板及び面光源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 technical background, and an optical deflection structure plate and a surface light source device capable of emitting uniform light with little luminance unevenness not only in the central region but also in the corner region with high luminance. The purpose is to provide.
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1]四角錐凸部が複数個突設されてなる凹凸形状部が片面に設けられた平面視矩形状の光透過板からなり、
隣り合う四角錐凸部の底面同士は、互いにそれぞれの一底辺において接する態様で配置され、
前記四角錐凸部の頂角が45〜150度であり、
前記四角錐凸部の底辺と、前記光透過板の矩形形状の構成辺とがなす角度(鋭角)は、40〜50度の範囲であることを特徴とする光偏向構造板。
[1] A light transmission plate having a rectangular shape in plan view in which a concavo-convex shape portion formed by projecting a plurality of quadrangular pyramid convex portions is provided on one side,
The bottom surfaces of the adjacent quadrangular pyramidal protrusions are arranged in a manner in which they touch each other at their respective bottom sides,
The apex angle of the quadrangular pyramidal protrusion is 45 to 150 degrees,
An angle (acute angle) formed by a base of the quadrangular pyramidal protrusion and a rectangular component side of the light transmission plate is in a range of 40 to 50 degrees.
[2]隣り合う四角錐凸部同士のピッチ間隔が20〜500μmである前項1に記載の光偏向構造板。
[2] The light deflection structure plate according to
[3]全光線透過率が70〜95%であることを特徴とする前項1または2に記載の光偏向構造板。
[3] The light deflection structure plate according to
[4]前項1〜3のいずれか1項に記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板とを備え、前記光偏向構造板において前記凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されていることを特徴とする面光源装置。
[4] The light deflecting structure plate according to any one of
[5]前項1〜3のいずれか1項に記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板と、前記光偏向構造板の前面側に配置された光拡散シートとを備え、前記光偏向構造板において前記凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されていることを特徴とする面光源装置。
[5] The light deflection structure plate according to any one of
[6]前項1〜3のいずれか1項に記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板と、前記光偏向構造板の前面側に配置された液晶パネルとを備え、前記光偏向構造板において前記凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
[6] The light deflection structure plate according to any one of
[7]前項1〜3のいずれか1項に記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板と、前記光偏向構造板の前面側に配置された液晶パネルと、該液晶パネルと前記光偏向構造板の間に配置された光拡散シートとを備え、前記光偏向構造板において前記凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
[7] The light deflection structure plate according to any one of
[1]の発明では、四角錐凸部が複数個突設されてなる凹凸形状部が片面に設けられた平面視矩形状の光透過板からなり、隣り合う四角錐凸部の底面同士は、互いにそれぞれの一底辺において接する態様で配置され、四角錐凸部の頂角が45〜150度であり、四角錐凸部の底辺と、光透過板の矩形状の構成辺とがなす角度(鋭角)は、40〜50度の範囲であるから、中央部領域のみならず四隅部(4箇所のコーナー部)においても輝度ムラの少ない均一な光を高輝度で出射することができる。 In the invention of [1], the concave-convex shape portion formed by projecting a plurality of quadrangular pyramid convex portions is composed of a light transmission plate having a rectangular shape in plan view provided on one side, and the bottom surfaces of adjacent quadrangular pyramidal convex portions are They are arranged in contact with each other at their respective bottom sides, the apex angle of the quadrangular pyramidal projections is 45 to 150 degrees, and the angle (acute angle) formed by the base of the quadrangular pyramid convex portions and the rectangular component side of the light transmission plate ) Is in the range of 40 to 50 degrees, it is possible to emit uniform light with little luminance unevenness with high luminance not only in the central region but also in the four corners (four corners).
[2]の発明では、隣り合う四角錐凸部同士のピッチ間隔が20〜500μmであるから、四角錐凸部の頂部が目視で観察されるのを十分に防止できると共に、コーナー部領域も含めて全領域において輝度ムラをより低減することができる。 In the invention of [2], since the pitch interval between the adjacent quadrangular pyramidal projections is 20 to 500 μm, it is possible to sufficiently prevent the top of the quadrangular pyramidal projections from being visually observed, and to include the corner region. Thus, luminance unevenness can be further reduced in all regions.
[3]の発明では、全光線透過率が70〜95%に設定されているので、コーナー部領域も含めて全領域において輝度ムラを十分に低減することができる。 In the invention [3], since the total light transmittance is set to 70 to 95%, the luminance unevenness can be sufficiently reduced in the entire region including the corner region.
[4]の発明では、[1]〜[3]のいずれかに記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板とを備え、光偏向構造板において前記凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されているから、中央部領域のみならずコーナー部領域においても輝度ムラの少ない均一な光を高輝度で出射できる面光源装置が提供される。 In the invention of [4], the light deflection structure plate according to any one of [1] to [3], a plurality of point light sources arranged on the back side of the light deflection structure plate, and the back surfaces of the plurality of light sources A light reflecting plate disposed on the side, and the surface on which the concave and convex portions are formed on the light deflection structure plate is disposed on the front side, so that not only in the central region but also in the corner region Provided is a surface light source device capable of emitting uniform light with little luminance unevenness with high luminance.
[5]の発明では、[1]〜[3]のいずれかに記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板と、光偏向構造板の前面側に配置された光拡散シートとを備え、光偏向構造板において凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されているから、中央部領域のみならずコーナー部領域においても輝度ムラの少ない均一な光を高輝度で出射できる面光源装置が提供される。 In the invention of [5], the light deflection structure plate according to any one of [1] to [3], a plurality of point light sources disposed on the back side of the light deflection structure plate, and the back surfaces of the plurality of light sources The light reflecting plate disposed on the side and the light diffusion sheet disposed on the front side of the light deflection structure plate are arranged so that the surface on which the concave and convex portions are formed on the light deflection structure plate is the front side. Therefore, there is provided a surface light source device capable of emitting uniform light with little luminance unevenness with high luminance not only in the central region but also in the corner region.
[6]の発明では、[1]〜[3]のいずれかに記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板と、光偏向構造板の前面側に配置された液晶パネルとを備え、光偏向構造板において前記凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されているから、中央部領域のみならずコーナー部領域においても輝度ムラの少ない高品質の画像を高輝度で表示できる液晶表示装置が提供される。 In the invention of [6], the light deflection structure plate according to any one of [1] to [3], a plurality of point light sources disposed on the back side of the light deflection structure plate, and the back surfaces of the plurality of light sources And a liquid crystal panel disposed on the front side of the light deflection structure plate, and the surface on which the concave and convex portions are formed on the light deflection structure plate is disposed on the front side. Therefore, there is provided a liquid crystal display device capable of displaying a high quality image with little luminance unevenness with high luminance not only in the central region but also in the corner region.
[7]の発明では、[1]〜[3]のいずれかに記載の光偏向構造板と、該光偏向構造板の背面側に配置された複数の点光源と、該複数の光源の背面側に配置された光反射板と、光偏向構造板の前面側に配置された液晶パネルと、該液晶パネルと光偏向構造板の間に配置された光拡散シートとを備え、光偏向構造板において凹凸形状部が形成された面が前面側になるように配置されているから、中央部領域のみならずコーナー部領域においても輝度ムラの少ない高品質の画像を高輝度で表示できる液晶表示装置が提供される。 In the invention of [7], the light deflection structure plate according to any one of [1] to [3], a plurality of point light sources disposed on the back side of the light deflection structure plate, and the back surfaces of the plurality of light sources A light reflecting plate disposed on the front side, a liquid crystal panel disposed on the front side of the light deflecting structure plate, and a light diffusion sheet disposed between the liquid crystal panel and the light deflecting structure plate. Since the surface on which the shape part is formed is arranged on the front side, there is provided a liquid crystal display device capable of displaying a high-quality image with little luminance unevenness not only in the center area but also in the corner area with high brightness. Is done.
この発明に係る液晶表示装置の一実施形態を図1に示す。図1において、(30)は液晶表示装置、(11)は液晶セル、(12)(13)は偏光板、(1)は面光源装置(バックライト)である。前記液晶セル(11)の上下両側にそれぞれ偏光板(12)(13)が配置され、これら構成部材(11)(12)(13)によって画像表示部としての液晶パネル(20)が構成されている。 An embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, (30) is a liquid crystal display device, (11) is a liquid crystal cell, (12) and (13) are polarizing plates, and (1) is a surface light source device (backlight). Polarizing plates (12) and (13) are respectively arranged on the upper and lower sides of the liquid crystal cell (11), and a liquid crystal panel (20) as an image display unit is constituted by these constituent members (11), (12) and (13). Yes.
前記面光源装置(1)は、前記液晶パネル(20)の下側の偏光板(13)の下面側(背面側)に配置されている。この面光源装置(1)は、平面視矩形状で上面側(前面側)が開放された薄箱型形状のランプボックス(5)と、該ランプボックス(5)内に相互に離間して配置された複数の点光源(2)と、これら複数の点光源(2)の上方側(前面側)に配置された光偏向構造板(3)と、該光偏向構造板(3)の前面側に配置された光拡散シート(9)とを備えている。前記光偏向構造板(3)は、前記ランプボックス(5)に対してその開放面を塞ぐように載置されて固定されている。また、前記ランプボックス(5)の底壁(背面壁)は光反射板(7)で構成されている、即ち前記ランプボックス(5)の底壁の内面は光反射面になっている。 The said surface light source device (1) is arrange | positioned at the lower surface side (back side) of the polarizing plate (13) below the said liquid crystal panel (20). The surface light source device (1) is a thin box-shaped lamp box (5) having a rectangular shape in plan view and having an open upper surface (front surface), and a lamp box (5) spaced apart from each other. A plurality of point light sources (2), a light deflection structure plate (3) disposed on the upper side (front side) of the plurality of point light sources (2), and a front side of the light deflection structure plate (3) And a light diffusing sheet (9) disposed on the surface. The light deflection structural plate (3) is placed and fixed to the lamp box (5) so as to close its open surface. The bottom wall (back wall) of the lamp box (5) is formed of a light reflecting plate (7), that is, the inner surface of the bottom wall of the lamp box (5) is a light reflecting surface.
前記面光源装置(1)の複数の点光源(2)は、図2に示すように、前記光偏向構造板(3)の矩形形状を形成する構成辺(縦辺41・横辺42)に沿って縦・横方向に整列して配置されている。本実施形態では、前記点光源(2)としてLED(発光ダイオード)が用いられている。
As shown in FIG. 2, the plurality of point light sources (2) of the surface light source device (1) are arranged on the constituent sides (
前記光偏向構造板(3)は、図3に示すように、四角錐凸部(6)が複数個突設されてなる凹凸形状部(4)が一方の面(光出射面)(3b)に設けられた平面視矩形状の光透過板からなる。前記光偏向構造板(3)の他方の面(光入射面)(3a)は、平坦面に形成されている。前記平坦面としては、特に限定されるものではないが、例えば、平滑面、梨地状(マット状)の面等が採用される。前記光偏向構造板(3)は、光入射面(3a)に入射した光の向きを変えて光出射面(3b)から出射せしめる機能を有する。 As shown in FIG. 3, the light deflection structural plate (3) has one surface (light emitting surface) (3b) having a concavo-convex shape portion (4) formed by projecting a plurality of quadrangular pyramid convex portions (6). It is made of a light transmission plate having a rectangular shape in plan view. The other surface (light incident surface) (3a) of the light deflection structure plate (3) is formed as a flat surface. Although it does not specifically limit as said flat surface, For example, a smooth surface, a satin-like (mat-like) surface, etc. are employ | adopted. The light deflection structure plate (3) has a function of changing the direction of light incident on the light incident surface (3a) and emitting the light from the light emitting surface (3b).
前記光偏向構造板(3)における前記凹凸形状部(4)が形成された光出射面(3b)が前面側に位置するように(液晶パネル側になるように)配置されている(図1参照)。即ち、前記光偏向構造板(3)における凹凸形状部(4)が形成されていない面(光入射面)(3a)が背面側に位置するように(光源側になるように)配置されている(図1参照)。 The light emitting structure plate (3) is arranged so that the light exit surface (3b) on which the concave and convex portion (4) is formed is located on the front side (so as to be on the liquid crystal panel side) (FIG. 1). reference). That is, the surface (light incident surface) (3a) in which the uneven portion (4) is not formed in the light deflection structure plate (3) is arranged on the back side (so as to be on the light source side). (See FIG. 1).
前記光偏向構造板(3)において、前記四角錐凸部(6)は、その底面(6d)が光透過板(の表面の平坦面)に連接される態様で突設形成されている(図3、5参照)。即ち、前記四角錐凸部(6)は、その頂点(6a)が前面側に配置され、その底面(6d)が背面側に配置される態様で、光透過板の前面に突設形成されている(図3、5参照)。 In the light deflecting structure plate (3), the quadrangular pyramid convex portion (6) is formed so as to project in such a manner that its bottom surface (6d) is connected to a light transmitting plate (a flat surface of the surface) (FIG. 3, 5). That is, the quadrangular pyramid convex portion (6) is formed so as to protrude from the front surface of the light transmission plate in such a manner that the apex (6a) is disposed on the front surface side and the bottom surface (6d) is disposed on the back surface side. (See FIGS. 3 and 5).
また、隣り合う四角錐凸部(6)の底面(6d)同士は、互いにそれぞれの一底辺(6c)において接する態様で配置されている(図3〜5参照)。即ち、隣り合う四角錐凸部(6)の底面(6d)同士は、互いに1つの底辺(6c)を共有している。 In addition, the bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramidal protrusions (6) are arranged so as to be in contact with each other at one base (6c) (see FIGS. 3 to 5). That is, the bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramidal protrusions (6) share one base (6c).
また、前記四角錐凸部(6)の頂角(θ)は45〜150度の範囲に設定されている(図3、5、6参照)。前記「四角錐凸部の頂角」の語は、図6に示すように、4つの斜辺(6b)のうち対向する一対の斜辺(6b)を通る平面で四角錐凸部(6)を切断した際の切断面(6e)の三角形の頂角を意味するものである。 In addition, the apex angle (θ) of the quadrangular pyramidal projection (6) is set in the range of 45 to 150 degrees (see FIGS. 3, 5 and 6). The term “vertex angle of the quadrangular pyramid convex part” cuts the quadrangular pyramidal convex part (6) by a plane passing through a pair of opposing hypotenuses (6b) among the four hypotenuses (6b) as shown in FIG. This means the apex angle of the triangle of the cut surface (6e) at the time.
また、前記四角錐凸部(6)の底辺(6c)と、前記光偏向構造板(3)の矩形形状の構成辺(41)(42)とがなす角度(鋭角)(α)は、40〜50度の範囲に設定されている(図4参照)。 In addition, an angle (acute angle) (α) formed by the bottom side (6c) of the quadrangular pyramid convex portion (6) and the rectangular side edges (41) (42) of the light deflection structure plate (3) is 40 It is set in the range of ˜50 degrees (see FIG. 4).
本実施形態では、前記四角錐凸部(6)は、その底面(6d)が、前記光入射面(3a)に対して平行になる態様で、光透過板の前面に突設されている(図5参照)。 In the present embodiment, the quadrangular pyramidal protrusion (6) is protruded from the front surface of the light transmission plate in such a manner that its bottom surface (6d) is parallel to the light incident surface (3a) ( (See FIG. 5).
また、本実施形態では、前記四角錐凸部(6)は、各底面(6d)が同一平面上に載る態様で、光透過板の前面に突設されている(図3、5参照)。 Moreover, in this embodiment, the said quadrangular pyramid convex part (6) is protrudingly provided by the front surface of the light transmissive board in the aspect in which each bottom face (6d) mounts on the same plane (refer FIG. 3, 5).
また、本実施形態では、前記複数の四角錐凸部(6)の底辺(6c)の長さ(E)は、同一に設定されている(図4参照)。 In the present embodiment, the lengths (E) of the bases (6c) of the plurality of quadrangular pyramidal protrusions (6) are set to be the same (see FIG. 4).
また、本実施形態では、前記四角錐凸部(6)における4つの斜辺(6b)のうち対向する一対の斜辺(6b)を通る平面で四角錐凸部(6)を切断した際の切断面(6e)の三角形の形状は二等辺三角形形状(正三角形を含む)である(図6参照)。 Moreover, in this embodiment, the cut surface at the time of cut | disconnecting a quadrangular pyramid convex part (6) in the plane which passes along a pair of opposite hypotenuse (6b) among four oblique sides (6b) in the said quadrangular pyramid convex part (6). The triangle shape of (6e) is an isosceles triangle shape (including a regular triangle) (see FIG. 6).
上記構成に係る面光源装置(1)では、光偏向構造板(3)は、四角錐凸部(6)が複数個突設されてなる凹凸形状部(4)が片面に設けられた平面視矩形状の光透過板からなり、隣り合う四角錐凸部(6)の底面(6d)同士は、互いにそれぞれの一底辺(6c)において接する態様で配置され、四角錐凸部(6)の頂角(θ)が45〜150度であり、四角錐凸部(6)の底辺(6c)と、光透過板の矩形形状の構成辺(41)(42)とがなす角度(鋭角)(α)は、40〜50度の範囲であるから、中央部領域のみならず四隅部(4箇所のコーナー部)においても輝度ムラの少ない均一な高輝度光を液晶パネル(20)に向けて出射させることができる。 In the surface light source device (1) according to the above configuration, the light deflection structure plate (3) is a plan view in which a concave and convex portion (4) formed by projecting a plurality of quadrangular pyramid convex portions (6) is provided on one side. The bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramidal projections (6) are arranged in such a manner that they are in contact with each other at one base (6c), and the apex of the quadrangular pyramidal projections (6). The angle (θ) is 45 to 150 degrees, and the angle (acute angle) (α) formed by the base (6c) of the quadrangular pyramidal protrusion (6) and the sides (41) and (42) of the rectangular shape of the light transmission plate ) Is in the range of 40 to 50 degrees, so that uniform high luminance light with little luminance unevenness is emitted toward the liquid crystal panel (20) not only in the central region but also in the four corners (four corners). be able to.
即ち、前記凹凸形状部(4)の凸部(6)が四角錐形状であって、且つ四角錐凸部(6)の頂角(θ)が45〜150度であるから、点光源(2)から発せられた光が光入射面(3a)に入射して光偏向構造板(3)を透過して光出射面(3b)から出射する際に、同じ強度の複数の光(光源像)(50)に分割されて出射するので(図7参照)、輝度ムラが十分に抑制された均一光を出射させることができる。また、点光源(2)からの光が複数の光(光源像)(50)に分割されて出射するので、点光源(2)の配置個数を低減しても均一な高輝度光を出射させることが可能である。 That is, since the convex part (6) of the concavo-convex shape part (4) is a quadrangular pyramid shape and the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid convex part (6) is 45 to 150 degrees, the point light source (2 ) When the light emitted from the light incident surface (3a) enters the light incident surface (3a), passes through the light deflection structure plate (3), and exits from the light exit surface (3b). Since it divides | segments and radiate | emits (50) (refer FIG. 7), the uniform light by which the brightness nonuniformity was fully suppressed can be radiate | emitted. Further, since the light from the point light source (2) is divided into a plurality of lights (light source images) (50) and emitted, uniform high-luminance light is emitted even if the number of arranged point light sources (2) is reduced. It is possible.
また、隣り合う四角錐凸部(6)の底面(6d)同士は、互いにそれぞれの一底辺(6c)において接する態様で配置されているので、点光源(2)からの光が分割されることなくそのまま略垂直方向(前面方向)に抜けてしまうことを防止することができ、これにより輝度ムラを十分に抑制することができる。 In addition, since the bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramidal projections (6) are arranged in contact with each other at their one base (6c), the light from the point light source (2) is divided. Without being lost in the substantially vertical direction (front direction) as it is, and uneven brightness can be sufficiently suppressed.
更に、前記四角錐凸部(6)の底辺(6c)と、前記光偏向構造板(3)の矩形形状の構成辺(41)(42)とがなす角度(鋭角)(α)は、40〜50度の範囲に設定されているので、図7に示すように、前記分割された4つの光源像(50)が、前記光偏向構造板(3)の矩形形状の構成辺(41)(42)に沿って縦、横方向に整列した状態になり、これにより光偏向構造板(3)の四隅部(4箇所のコーナー部)においても輝度ムラの少ない均一な高輝度光を出射させることができる。 Furthermore, the angle (acute angle) (α) formed by the bottom side (6c) of the quadrangular pyramid convex part (6) and the rectangular side edges (41) (42) of the light deflection structural plate (3) is 40 Since it is set in the range of ˜50 degrees, as shown in FIG. 7, the divided four light source images (50) are formed into the rectangular side edges (41) (41) of the light deflection structural plate (3). 42) are aligned in the vertical and horizontal directions, thereby emitting uniform high-luminance light with little luminance unevenness at the four corners (four corners) of the light deflection structural plate (3). Can do.
更に、前記光偏向構造板(3)の前面側に光拡散シート(9)が配置されているから、即ち前記光偏向構造板(3)と前記液晶パネル(20)の間に光拡散シート(9)が配置されているから、光偏向構造板(3)が上記のような構成を備えていることで得られた輝度の均一性をさらに高めることができる。 Further, since the light diffusion sheet (9) is disposed on the front side of the light deflection structure plate (3), that is, between the light deflection structure plate (3) and the liquid crystal panel (20), 9) is arranged, it is possible to further improve the uniformity of luminance obtained by providing the light deflection structure plate (3) with the above-described configuration.
なお、例えば、前記角度αが0度である構成では、図10に示すように、前記分割された4つの光源像(150)が、光偏向構造板の矩形形状の構成辺(縦辺・横辺)に沿って縦、横方向に整列した状態にはならず、斜め45度方向に沿って整列した状態になるので、光偏向構造板の四隅部(4箇所のコーナー部)において輝度が周囲より低下することとなり、この四隅部において輝度ムラを生じるものとなる。図10において、(106a)は四角錐凸部の頂点、(106b)は斜辺、(106c)は底辺である。 For example, in the configuration in which the angle α is 0 degree, as shown in FIG. 10, the divided four light source images (150) are formed on the rectangular configuration side (vertical side / horizontal side) of the light deflection structure plate. Edge) is not aligned in the vertical and horizontal directions, but is aligned in the direction of 45 degrees diagonally, so that the brightness at the four corners (four corners) of the light deflection structure plate As a result, luminance unevenness occurs at the four corners. In FIG. 10, (106a) is the apex of the quadrangular pyramidal projection, (106b) is the hypotenuse, and (106c) is the base.
この発明において、前記四角錐凸部(6)の頂角(θ)は45〜150度の範囲に設定される必要がある(図6参照)。前記頂角(θ)が45度未満では、点光源(2)からの光が均一に分割されないという問題を生じる。一方、前記頂角(θ)が150度を超えると、点光源(2)からの光が分割されることなくそのまま略垂直方向(前面方向)に抜けてしまうという問題を生じる。中でも、前記四角錐凸部(6)の頂角(θ)は70〜110度の範囲に設定されるのが好ましい。 In the present invention, the apex angle (θ) of the quadrangular pyramidal protrusion (6) needs to be set in the range of 45 to 150 degrees (see FIG. 6). When the apex angle (θ) is less than 45 degrees, there arises a problem that the light from the point light source (2) is not uniformly divided. On the other hand, when the apex angle (θ) exceeds 150 degrees, there arises a problem that light from the point light source (2) escapes in a substantially vertical direction (front direction) without being divided. Especially, it is preferable that the vertex angle ((theta)) of the said quadrangular pyramid convex part (6) is set to the range of 70-110 degree | times.
また、前記四角錐凸部(6)の底辺(6c)と、前記光偏向構造板(3)の矩形形状を構成する構成辺(41)(42)とがなす角度(鋭角)(α)は、40〜50度の範囲に設定される必要がある(図4参照)。前記角度αが40度未満又は50度を超えると、光偏向構造板(3)の矩形形状の四隅部(4箇所のコーナー部)において輝度が周囲より低下することとなり、この四隅部において輝度ムラを十分に抑制することができない。中でも、前記角度αは43〜47度の範囲に設定されるのが好ましく、特に好ましい範囲は44〜46度である。 The angle (acute angle) (α) formed by the base (6c) of the quadrangular pyramidal protrusion (6) and the constituent sides (41) (42) constituting the rectangular shape of the light deflection structural plate (3) is , Needs to be set in the range of 40 to 50 degrees (see FIG. 4). When the angle α is less than 40 degrees or more than 50 degrees, the luminance at the four corners (four corners) of the rectangular shape of the light deflection structure plate (3) is lowered from the surroundings, and the luminance unevenness at the four corners. Cannot be sufficiently suppressed. Among these, the angle α is preferably set in a range of 43 to 47 degrees, and a particularly preferable range is 44 to 46 degrees.
また、前記光偏向構造板(3)の全光線透過率は70〜95%の範囲に設定されているのが好ましい。全光線透過率が70%未満では、点光源(2)からの光が分割され難くなるので好ましくない。中でも、前記光偏向構造板(3)の全光線透過率は80〜90%の範囲に設定されているのが特に好ましい。 The total light transmittance of the light deflection structural plate (3) is preferably set in the range of 70 to 95%. If the total light transmittance is less than 70%, the light from the point light source (2) is difficult to be divided, which is not preferable. Among them, it is particularly preferable that the total light transmittance of the light deflection structural plate (3) is set in a range of 80 to 90%.
隣り合う四角錐凸部(6)のピッチ間隔(P)は20〜500μmの範囲に設定されているのが好ましい(図4参照)。20μm以上であることで輝度ムラ防止効果を十分に発現させることができると共に、500μm以下であることで凹凸形状部(4)の凹凸形状が目視で観察されることがなくなる。中でも、前記ピッチ間隔(P)は30〜300μmの範囲に設定されているのがより好ましい。 The pitch interval (P) between adjacent quadrangular pyramidal protrusions (6) is preferably set in the range of 20 to 500 μm (see FIG. 4). When it is 20 μm or more, the effect of preventing brightness unevenness can be sufficiently exhibited, and when it is 500 μm or less, the uneven shape of the uneven portion (4) is not visually observed. Especially, it is more preferable that the pitch interval (P) is set in a range of 30 to 300 μm.
また、前記四角錐凸部(6)の底辺(6c)の長さ(E)は20〜500μmの範囲に設定されるのが好ましい(図4、6参照)。20μm以上であることで輝度ムラ防止効果を十分に発現させることができると共に、500μm以下であることで凹凸形状部(4)の凹凸形状が目視で観察されることがなくなる。 Moreover, it is preferable that the length (E) of the base (6c) of the quadrangular pyramidal protrusion (6) is set in a range of 20 to 500 μm (see FIGS. 4 and 6). When it is 20 μm or more, the effect of preventing brightness unevenness can be sufficiently exhibited, and when it is 500 μm or less, the uneven shape of the uneven portion (4) is not visually observed.
また、前記四角錐凸部(6)の高さ(H)は5〜600μmの範囲に設定されるのが好ましい(図5参照)。5μm以上であることで輝度ムラをより低減することができると共に、600μm以下であることで前記凹凸形状部(4)の凹凸形状が目視で観察されることがなくなる。 Moreover, it is preferable that the height (H) of the said quadrangular pyramid convex part (6) is set to the range of 5-600 micrometers (refer FIG. 5). When it is 5 μm or more, luminance unevenness can be further reduced, and when it is 600 μm or less, the uneven shape of the uneven portion (4) is not visually observed.
前記四角錐凸部(6)の底面(6d)の形状は、四角形形状であれば特に限定されず、例えば、正方形、長方形(正方形を含まない)、菱形、平行四辺形(菱形を含まない)等が挙げられる。これらの中でも、前記底面(6d)の形状は正方形であるのが好ましい。しかして、上記実施形態では、前記四角錐凸部(6)の底面(6d)の形状として正方形が採用されている。 The shape of the bottom face (6d) of the quadrangular pyramidal protrusion (6) is not particularly limited as long as it is a quadrangular shape. For example, it is a square, a rectangle (not including a square), a rhombus, or a parallelogram (not including a rhombus). Etc. Among these, it is preferable that the shape of the bottom surface (6d) is a square. Thus, in the above embodiment, a square is adopted as the shape of the bottom surface (6d) of the quadrangular pyramid convex portion (6).
この発明において、前記光偏向構造板(3)の厚さ(T)は、特に限定されるものではないが、0.2〜10mmの範囲に設定されるのが好ましい(図5参照)。このような厚さ範囲に設定することで、輝度ムラを十分に抑制しつつより一層薄型化を図ることができる。中でも、前記光偏向構造板(3)の厚さ(T)は0.5〜5.0mmに設定されるのがより好ましい。 In the present invention, the thickness (T) of the light deflection structural plate (3) is not particularly limited, but is preferably set in the range of 0.2 to 10 mm (see FIG. 5). By setting the thickness in such a range, it is possible to further reduce the thickness while sufficiently suppressing the luminance unevenness. Especially, it is more preferable that the thickness (T) of the light deflection structural plate (3) is set to 0.5 to 5.0 mm.
前記光偏向構造板(3)の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば押出法、プレス法、切削法、射出成形法、ロール転写成形法、活性エネルギー硬化性樹脂組成物を用いる方法等が挙げられる。前記押出法やプレス法で製造する場合には、例えば、図9に示すように、所要の四角錐凹部(61)パターンが彫刻された転写版(60)を用いて光偏向構造板の表面に図3〜6に示すような四角錐凸部(6)パターンを転写することによって光偏向構造板(3)を製造することができる。その際の転写率は85%以上であるのが好ましく、中でも90%以上であるのがより好ましい。なお、前記転写率は、下記算出式で算出される値である。
転写率(%)=E÷F×100
F:版に刻まれた四角錐凹部(61)の底辺の長さ
E:得られた光偏向構造板の四角錐凸部(6)の底辺(6c)の長さ。
The method for producing the light deflection structural plate (3) is not particularly limited, but for example, an extrusion method, a press method, a cutting method, an injection molding method, a roll transfer molding method, an active energy curable resin composition, The method to use etc. are mentioned. In the case of manufacturing by the extrusion method or the press method, for example, as shown in FIG. 9, a transfer plate (60) engraved with a required square pyramid recess (61) pattern is used on the surface of the light deflection structure plate. The light deflection structural plate (3) can be manufactured by transferring the square pyramid convex portion (6) pattern as shown in FIGS. The transfer rate at that time is preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. The transfer rate is a value calculated by the following calculation formula.
Transfer rate (%) = E ÷ F × 100
F: Length of the bottom side of the quadrangular pyramid recess (61) engraved on the plate E: Length of the bottom side (6c) of the quadrangular pyramid projection (6) of the obtained light deflection structure plate.
即ち、換言すれば、図9に示す光偏向構造板(3)において、E÷(E+S)×100が85%以上である構成のものは本願発明の請求の範囲に包含される。即ち、前記「隣り合う四角錐凸部の底面同士は、互いにそれぞれの一底辺において接する態様で配置されている」の語句は、このようなE÷(E+S)×100が85%以上である構成も含む意味で解釈されなければならない。 In other words, in the light deflection structure plate (3) shown in FIG. 9, the structure in which E ÷ (E + S) × 100 is 85% or more is included in the scope of the claims of the present invention. That is, the phrase “the bottom surfaces of adjacent quadrangular pyramidal protrusions are arranged in contact with each other at their bottoms” is such that E ÷ (E + S) × 100 is 85% or more. Must be interpreted to include
前記光偏向構造板(3)としては、光透過性を有する材料で作製された板であれば特に限定されずどのようなものでも使用できる。例えば、ガラス板、光学ガラス板、透光性樹脂板等が挙げられる。前記透光性樹脂板としては、例えば、アクリル系樹脂板、ポリカーボネート板、ポリスチレン板、環状ポリオレフィン板、MS樹脂板(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂板)、ABS樹脂板、AS樹脂板(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂板)、ポリプロピレン板、スチレン−メタクリル酸共重合体板、スチレン−無水マレイン酸共重合体板等が挙げられる。中でも、屈折率1.45〜1.60の光透過板が好適に用いられる。 The light deflection structure plate (3) is not particularly limited as long as it is a plate made of a light-transmitting material, and any plate can be used. For example, a glass plate, an optical glass plate, a translucent resin plate, etc. are mentioned. Examples of the translucent resin plate include acrylic resin plates, polycarbonate plates, polystyrene plates, cyclic polyolefin plates, MS resin plates (methyl methacrylate-styrene copolymer resin plates), ABS resin plates, AS resin plates ( Acrylonitrile-styrene copolymer resin plate), polypropylene plate, styrene-methacrylic acid copolymer plate, styrene-maleic anhydride copolymer plate, and the like. Among them, a light transmission plate having a refractive index of 1.45 to 1.60 is preferably used.
前記光偏向構造板(3)は、前記特徴を備えた凹凸形状部(4)を少なくとも片面に設けることによって光の向きを変える偏向機能を付与せしめたものであるが、必要に応じて板自体に光拡散性を付与するようにしても良い。即ち、例えば、アクリル系樹脂等の透光性樹脂に、光拡散粒子であるポリスチレン粒子、シリコーン粒子等の樹脂粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子等の無機粒子等を含有せしめた組成物を成形してなる光偏向構造板であっても良いし、アクリル系樹脂に屈折率異方性を有する粒子を配向含有せしめてなる光偏向構造板であっても良い。 The light deflection structural plate (3) is provided with a deflection function for changing the direction of light by providing at least one surface with the concavo-convex shape portion (4) having the above characteristics. Light diffusibility may be imparted to the surface. That is, for example, light diffusing particles such as polystyrene particles, resin particles such as silicone particles, inorganic particles such as calcium carbonate particles, barium sulfate particles, titanium oxide particles, and alumina particles are added to translucent resins such as acrylic resins. An optical deflection structure plate formed by molding the contained composition may be used, or an optical deflection structure plate obtained by aligning and containing particles having refractive index anisotropy in an acrylic resin.
前記光拡散粒子(光拡散剤)は、前記透光性樹脂等の透明材料に対して非相溶性で、該透明材料とは異なる屈折率を示し、光偏向構造板(3)を透過する透過光を拡散させる機能を有する粒子(粉末を含む)であれば特に限定されず、例えば無機材料からなる無機粒子であっても良いし、有機材料からなる有機粒子であっても良い。 The light diffusing particles (light diffusing agent) are incompatible with the transparent material such as the translucent resin, exhibit a refractive index different from that of the transparent material, and pass through the light deflection structural plate (3). The particles are not particularly limited as long as the particles have a function of diffusing light (including powder), and may be inorganic particles made of an inorganic material or organic particles made of an organic material, for example.
前記無機粒子を構成する無機材料としては、特に限定されるものではないが、例えばシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、無機ガラス、マイカ、タルク、ホワイトカーボン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。 The inorganic material constituting the inorganic particles is not particularly limited. For example, silica, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, aluminum hydroxide, inorganic glass, mica, talc, white carbon, magnesium oxide, oxidized Zinc etc. are mentioned.
前記有機粒子を構成する有機材料としては、特に限定されるものではないが、例えばメタクリル系架橋樹脂、メタクリル系高分子量樹脂、スチレン系架橋樹脂、スチレン系高分子量樹脂、シロキサン系重合体等が挙げられる。 The organic material constituting the organic particles is not particularly limited, and examples thereof include methacrylic crosslinked resins, methacrylic high molecular weight resins, styrene crosslinked resins, styrene high molecular weight resins, and siloxane polymers. It is done.
前記光拡散粒子として使用される無機粒子、有機粒子の粒子径は、通常0.1〜50μmである。 The particle diameter of the inorganic particles and organic particles used as the light diffusion particles is usually 0.1 to 50 μm.
前記光拡散粒子の使用量は、目的とする透過光の拡散の程度により異なるが、透光性樹脂100質量部に対して、通常は0.01〜20質量部、好ましくは0.05〜10質量部、より好ましくは0.05〜2質量部、さらに好ましくは0.07〜1質量部、特に好ましくは0.1〜0.5質量部である。 The amount of the light diffusing particles to be used varies depending on the intended degree of diffusion of transmitted light, but is usually 0.01 to 20 parts by mass, preferably 0.05 to 10 parts per 100 parts by mass of the translucent resin. Parts by mass, more preferably 0.05 to 2 parts by mass, still more preferably 0.07 to 1 part by mass, and particularly preferably 0.1 to 0.5 parts by mass.
なお、上記実施形態(図1)の面光源装置(1)では、光拡散シート(9)を備えた構成が採用されていたが、例えば前記光偏向構造板(3)が光拡散粒子の含有等により光拡散機能が付与された構成である場合には、光拡散シート(9)を設けない構成を採用しても良い。即ち、例えば図8に示すような構成を採用しても良い。 In addition, in the surface light source device (1) of the said embodiment (FIG. 1), the structure provided with the light-diffusion sheet | seat (9) was employ | adopted, but the said light deflection | deviation structure board (3) contains light-diffusion particle | grains, for example. In the case where the light diffusing function is provided by, for example, a structure in which the light diffusing sheet (9) is not provided may be employed. That is, for example, a configuration as shown in FIG. 8 may be adopted.
この発明において、前記光拡散シート(9)としては、特に限定されるものではないが、例えば外部拡散性の光拡散シート、内部拡散性の光拡散シート、或いは外部拡散性と内部拡散性の両方を備えた光拡散シート等が挙げられる。前記外部拡散性の光拡散シートとしては、例えばシート表面がマット面等の粗面に形成されることによって光拡散機能が付与された光拡散シート等を例示できる。この場合、外部拡散性の光拡散シートの粗面が前面側に位置するように配置するのが良い。また、前記内部拡散性の光拡散シートとしては、例えばシート中に光拡散粒子(光拡散剤)が分散含有せしめられることによって光拡散機能が付与された光拡散シート等を例示できる。 In the present invention, the light diffusion sheet (9) is not particularly limited, but for example, an external diffusion light diffusion sheet, an internal diffusion light diffusion sheet, or both external diffusion and internal diffusion And the like. Examples of the external diffusive light diffusing sheet include a light diffusing sheet provided with a light diffusing function by forming the sheet surface on a rough surface such as a mat surface. In this case, it is preferable to arrange the external diffusive light diffusion sheet so that the rough surface is located on the front side. Examples of the internal diffusive light diffusing sheet include a light diffusing sheet provided with a light diffusing function by dispersing and diffusing light diffusing particles (light diffusing agent) in the sheet.
前記光偏向構造板(3)の前面側に配置される光拡散シート(9)の枚数は、特に限定されず、1枚であっても良いし、或いは2枚以上であっても良い。 The number of light diffusion sheets (9) disposed on the front surface side of the light deflection structural plate (3) is not particularly limited, and may be one or may be two or more.
また、前記光拡散シート(9)は、前記光偏向構造板(3)の前面側に隙間をあけて配置されても良いし、或いは前記光偏向構造板(3)の前面側に重ね合わせて配置されても良い。また、光拡散シート(9)が2枚以上配置される場合において、隣り合う光拡散シート(9)は互いに隙間をあけて配置されても良いし、或いは重ね合わせて配置されても良い。 The light diffusion sheet (9) may be disposed with a gap on the front side of the light deflection structural plate (3), or may be superimposed on the front side of the light deflection structural plate (3). It may be arranged. When two or more light diffusion sheets (9) are disposed, the adjacent light diffusion sheets (9) may be disposed with a gap therebetween or may be disposed in a superimposed manner.
前記光拡散シート(9)の厚さは、特に限定されないが、通常0.05〜5mmの範囲である。 Although the thickness of the said light-diffusion sheet (9) is not specifically limited, Usually, it is the range of 0.05-5 mm.
前記点光源(2)としては、特に限定されるものではないが、例えばLED(発光ダイオード)、白熱電球等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as said point light source (2), For example, LED (light emitting diode), an incandescent lamp, etc. are mentioned.
なお、上記実施形態では、前記特徴を備えた同一形状で同一大きさの四角錐凸部(6)が複数個突設形成されていた(図3〜5参照)が、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば前記特徴を備えた四角錐凸部であれば(前記特定の条件を満たす四角錐凸部であれば)互いに形状の異なる複数種類の四角錐凸部が突設された構成であっても良いし、或いは前記特徴を備えた同一形状で異なる大きさの(即ち相似形の)四角錐凸部(6)が複数個突設された構成であっても良い。 In the above-described embodiment, a plurality of quadrangular pyramid convex portions (6) having the same shape and the same size having the above-described features are formed to project (see FIGS. 3 to 5). For example, if it is a quadrangular pyramid convex portion having the above characteristics (if it is a quadrangular pyramid convex portion satisfying the specific condition), a plurality of types of quadrangular pyramid convex portions having different shapes are projected. Alternatively, a plurality of square pyramid convex portions (6) having the same shape but different sizes (that is, similar shapes) may be provided.
この発明において、隣り合う点光源(2)の中心間距離(L1、L2)は、5mm以上に設定されるのが好ましい(図2参照)。また、前記光偏向構造板(3)の光入射面(3a)と、光反射板(7)との距離(d)は、薄型化の観点から、50mm以下に設定されるのが好ましい。 In this invention, it is preferable that the distance (L1, L2) between the centers of the adjacent point light sources (2) is set to 5 mm or more (see FIG. 2). The distance (d) between the light incident surface (3a) of the light deflection structure plate (3) and the light reflection plate (7) is preferably set to 50 mm or less from the viewpoint of thinning.
前記光偏向構造板(3)の大きさ(面積)は、特に限定されるものではなく、例えば目的とする面光源装置(1)や液晶表示装置(30)の大きさに応じて適宜設定されるものであるが、通常は、20cm×30cm〜150cm×200cmの大きさに設計される。 The size (area) of the light deflection structural plate (3) is not particularly limited, and is appropriately set according to the size of the target surface light source device (1) and liquid crystal display device (30), for example. However, it is usually designed in a size of 20 cm × 30 cm to 150 cm × 200 cm.
この発明に係る光偏向構造板(3)、面光源装置(1)及び液晶表示装置(30)は、上記実施形態のものに特に限定されるものではなく、請求の範囲内であれば、その精神を逸脱するものでない限りいかなる設計的変更をも許容するものである。 The light deflecting structure plate (3), the surface light source device (1), and the liquid crystal display device (30) according to the present invention are not particularly limited to those of the above-described embodiment. Any design changes are permitted as long as they do not depart from the spirit.
次に、この発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not particularly limited to these examples.
<実施例1>
図3〜5に示す構造を備えた光偏向構造板(3)を用いて図1に示す面光源装置(1)を構成した場合における該面光源装置の平均輝度及び輝度均一度をモンテカルロ法シミュレーションによって算出した。
<Example 1>
When the surface light source device (1) shown in FIG. 1 is configured using the light deflection structure plate (3) having the structure shown in FIGS. 3 to 5, the average luminance and the luminance uniformity of the surface light source device are simulated by the Monte Carlo method. Calculated by
前記光偏向構造板(3)としては、ポリスチレン樹脂(屈折率1.59)100質量部に、体積平均粒子径2μmのポリメタクリル酸メチル光拡散粒子(屈折率1.49)0.35質量部分散含有せしめてなる樹脂組成物からなる構成を想定して、全光線透過率(Tt)を85%に設定し、四角錐凸部(6)の頂角(θ)を90度、四角錐凸部(6)の各底辺(6c)の長さ(E)を100μm、隣り合う四角錐凸部(6)のピッチ間隔(P)を100μmに設定すると共に、四角錐凸部(6)の底辺(6c)と、光偏向構造板(3)の矩形形状の構成辺(41)(42)とがなす角度(鋭角)(α)を45度に設定し、光偏向構造板(3)の厚さ(T)を2mmに設定し、また隣り合うLED点光源(2)の横方向の中心間距離(L1)を35.2mm、縦方向の中心間距離(L2)を35.2mm、光偏向構造板の光入射面(3a)と光反射板(7)との距離(d)を20mm、面光源装置(1)の横方向の長さ(M)を140.8mm、縦方向の長さ(N)を105.6mmに設定して算出した。なお、四角錐凸部(6)の底面(6d)は正方形であり(図4参照)、四角錐凸部(6)の切断面(6e)は、斜辺(6b)が等しい長さの二等辺三角形であるものとして(図6参照)、シミュレーションを行った。また、光拡散シート(9)としては、恵和株式会社製の拡散フィルム「BS912」を用いることを想定して、シミュレーションを行った。 As said light deflection | deviation structure board (3), 0.35 mass part of polymethyl methacrylate light-diffusion particle | grains (refractive index 1.49) with a volume average particle diameter of 2 micrometers in 100 mass parts of polystyrene resins (refractive index 1.59). Assuming a configuration composed of a resin composition dispersed and contained, the total light transmittance (Tt) is set to 85%, the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid convex portion (6) is 90 degrees, and the quadrangular pyramid convex The length (E) of each base (6c) of the part (6) is set to 100 μm, the pitch interval (P) between the adjacent quadrangular pyramidal protrusions (6) is set to 100 μm, and the base of the quadrangular pyramid convex part (6) The angle (acute angle) (α) formed between (6c) and the rectangular-shaped constituent sides (41) (42) of the light deflection structural plate (3) is set to 45 degrees, and the thickness of the light deflection structural plate (3) is set. (T) is set to 2 mm, and the distance (L1) between the centers of adjacent LED point light sources (2) in the horizontal direction is set to 35. .2 mm, the center-to-center distance (L2) in the vertical direction is 35.2 mm, the distance (d) between the light incident surface (3a) of the light deflection structure plate and the light reflection plate (7) is 20 mm, and the surface light source device (1) The horizontal length (M) was set to 140.8 mm, and the vertical length (N) was set to 105.6 mm. The bottom surface (6d) of the quadrangular pyramid convex part (6) is a square (see FIG. 4), and the cut surface (6e) of the quadrangular pyramidal convex part (6) is isosceles with the same length of the hypotenuse (6b). The simulation was performed assuming that it was a triangle (see FIG. 6). In addition, a simulation was performed on the assumption that a diffusion film “BS912” manufactured by Eiwa Co., Ltd. was used as the light diffusion sheet (9).
なお、前記モンテカルロ法シミュレーションとは、乱数を用いたシミュレーションを多数回行うことにより近似解を求めるシミュレーション方法である。 The Monte Carlo simulation is a simulation method for obtaining an approximate solution by performing a simulation using random numbers many times.
<比較例1>
光偏向構造板の表面に四角錐凸部を形成しない構成(光出射面が平滑面である構成)とした以外は、実施例1と同様にして面光源装置の平均輝度及び輝度均一度をモンテカルロ法シミュレーションによって算出した。
<Comparative Example 1>
The average luminance and luminance uniformity of the surface light source device are set to Monte Carlo in the same manner as in Example 1 except that the configuration in which the quadrangular pyramidal protrusions are not formed on the surface of the light deflection structure plate (the light emission surface is a smooth surface). Calculated by method simulation.
<比較例2>
四角錐凸部の底辺と、光偏向構造板の矩形形状を構成する構成辺とがなす角度(α)を0度又は90度に設定した以外は、実施例1と同様にして面光源装置の平均輝度及び輝度均一度をモンテカルロ法シミュレーションによって算出した。
<Comparative example 2>
The surface light source device of the surface light source device was the same as in Example 1 except that the angle (α) formed by the bottom side of the quadrangular pyramid convex portion and the side constituting the rectangular shape of the light deflection structure plate was set to 0 degree or 90 degrees. Average brightness and brightness uniformity were calculated by Monte Carlo simulation.
<比較例3>
図11に示すように光偏向構造板(103)における隣り合う四角錐凸部(106)のピッチ間隔(P)を200μmに設定した以外は、実施例1と同様にして面光源装置の平均輝度及び輝度均一度をモンテカルロ法シミュレーションによって算出した(四角錐凸部の底辺の長さEは実施例1と同一の100μmに設定して算出した)。即ち、前述した、E÷(E+S)×100=50%になる設計である。
<Comparative Example 3>
As shown in FIG. 11, the average luminance of the surface light source device was the same as in Example 1 except that the pitch interval (P) of the adjacent quadrangular pyramidal protrusions (106) in the light deflection structural plate (103) was set to 200 μm. And the brightness uniformity was calculated by Monte Carlo method simulation (the length E of the base of the quadrangular pyramidal projection was set to the same 100 μm as in Example 1). That is, the above-described design is E ÷ (E + S) × 100 = 50%.
<比較例4>
四角錐凸部の頂角(θ)を40度に設定し、各底辺の長さ(E)を100μmに設定した以外は、実施例1と同様にして面光源装置の平均輝度及び輝度均一度をモンテカルロ法シミュレーションによって算出した。
<Comparative example 4>
The average luminance and luminance uniformity of the surface light source device are the same as in Example 1, except that the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid protrusion is set to 40 degrees and the length (E) of each base is set to 100 μm. Was calculated by Monte Carlo simulation.
<比較例5>
四角錐凸部の頂角(θ)を160度に設定し、各底辺の長さ(E)を100μmに設定した以外は、実施例1と同様にして面光源装置の平均輝度及び輝度均一度をモンテカルロ法シミュレーションによって算出した。
<Comparative Example 5>
The average luminance and the luminance uniformity of the surface light source device are the same as in Example 1 except that the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid convex portion is set to 160 degrees and the length (E) of each base is set to 100 μm. Was calculated by Monte Carlo simulation.
なお、上記モンテカルロ法シミュレーションを適用する際における平均輝度及び輝度均一度の評価手法は次のとおりである。 In addition, the evaluation method of the average brightness | luminance and brightness | luminance uniformity at the time of applying the said Monte Carlo method simulation is as follows.
<平均輝度測定法及び輝度均一度評価法(光出射面全体での評価)>
面光源装置の前面(光出射面)の全体の輝度の平均値を平均輝度(Nit)とする一方、前面(光出射面)の全体の中での輝度最小値を「b」とし、このbの両隣の極大輝度値をそれぞれ「a」、「c」としたとき(図12参照)、
輝度均一度(%)=b÷{(a+c)÷2}×100
上記の計算式で求められる値を輝度均一度とした。
<Average luminance measurement method and luminance uniformity evaluation method (evaluation on the entire light exit surface)>
The average value of the entire luminance of the front surface (light emitting surface) of the surface light source device is defined as average luminance (Nit), while the minimum luminance value in the entire front surface (light emitting surface) is defined as “b”. When the maximum luminance values on both sides of “a” and “c” are respectively (see FIG. 12),
Brightness uniformity (%) = b ÷ {(a + c) ÷ 2} × 100
The value obtained from the above formula was defined as the luminance uniformity.
<四隅部における輝度均一度の評価法>
面光源装置の前面(光出射面)における4つの隅部(コーナー部)領域(70)(図13参照)での各輝度の平均値を「Y」とし、面光源装置の前面(光出射面)の全体の輝度の平均値を「Z」としたとき、
四隅部における輝度均一度(%)=Y÷Z×100
上記の計算式で求められる値を「四隅部における輝度均一度」とした。
<Evaluation method of brightness uniformity at four corners>
The average value of each brightness | luminance in four corner (corner part) area | regions (70) (refer FIG. 13) in the front surface (light-emitting surface) of a surface light source device is set to "Y", and the front surface (light-emitting surface) of a surface light source device ) When the average value of the overall brightness is "Z"
Brightness uniformity at the four corners (%) = Y ÷ Z × 100
The value obtained by the above calculation formula was defined as “luminance uniformity at the four corners”.
なお、前記各隅部領域(70)は、図13に示すように、光偏向構造板(3)の光出射面の横長さを「V」とし、縦長さを「W」としたとき、横長さが0.1Vで縦長さが0.1Wの大きさの隅部領域である。 As shown in FIG. 13, each corner region (70) is horizontally long when the horizontal length of the light exit surface of the light deflection structure plate (3) is “V” and the vertical length is “W”. The corner region has a size of 0.1 V and a vertical length of 0.1 W.
表1から明らかなように、この発明の光偏向構造板を用いて構成された実施例1の面光源装置は、コーナー部領域(四隅部)も含めて全領域において輝度ムラの少ない輝度均一性に優れた光を高輝度で出射することができる。 As is apparent from Table 1, the surface light source device of Example 1 configured using the light deflection structural plate of the present invention has luminance uniformity with little luminance unevenness in the entire region including the corner region (four corners). It is possible to emit light with excellent brightness.
これに対し、この発明の範囲を逸脱する光偏向構造板を用いて構成された比較例1、3、5の面光源装置では、中央領域において顕著な輝度ムラが認められるし、四隅部において輝度ムラが発生する(四隅部が他の領域よりも暗い)。また、比較例2の面光源装置では、中央領域では輝度ムラは比較的少ないものの、四隅部において輝度ムラが発生する(四隅部が他の領域よりも暗い)。また、比較例4の面光源装置では、輝度ムラの少ない均一な光を出射できるものの、全体の平均輝度が顕著に不十分であった。 On the other hand, in the surface light source devices of Comparative Examples 1, 3, and 5 configured using the light deflection structure plate that departs from the scope of the present invention, noticeable luminance unevenness is recognized in the central region, and the luminance is in the four corners. Unevenness occurs (the four corners are darker than other areas). Further, in the surface light source device of Comparative Example 2, although the luminance unevenness is relatively small in the central region, the luminance unevenness occurs in the four corners (the four corners are darker than the other regions). Further, although the surface light source device of Comparative Example 4 can emit uniform light with little unevenness in luminance, the overall average luminance is remarkably insufficient.
この発明の光偏向構造板は、面光源装置用の光学部材(例えば光偏向構造板、光拡散板等)として好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。また、この発明の面光源装置は、液晶表示装置用のバックライトとして好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。 The light deflecting structure plate of the present invention is suitably used as an optical member for a surface light source device (for example, a light deflecting structure plate, a light diffusing plate, etc.), but is not particularly limited to such use. The surface light source device of the present invention is preferably used as a backlight for a liquid crystal display device, but is not particularly limited to such applications.
1…面光源装置
2…点光源
3…光偏向構造板
3a…背面
3b…前面(凹凸形状部が形成された面)
4…凹凸形状部
5…ランプボックス
6…四角錐凸部
6c…底辺
7…光反射板
9…光拡散シート
20…液晶パネル
30…液晶表示装置
41、42…光偏向構造板の矩形形状の構成辺
θ…四角錐凸部の頂角
P…隣り合う四角錐凸部のピッチ間隔
α…四角錐凸部の底辺と、光偏向構造板の矩形形状の構成辺とがなす角度(鋭角)
DESCRIPTION OF
4 ...
Claims (7)
隣り合う四角錐凸部の底面同士は、互いにそれぞれの一底辺において接する態様で配置され、
前記四角錐凸部の頂角が45〜150度であり、
前記四角錐凸部の底辺と、前記光透過板の矩形形状の構成辺とがなす角度(鋭角)は、40〜50度の範囲であることを特徴とする光偏向構造板。 A concave-convex shape portion formed by projecting a plurality of quadrangular pyramid convex portions is a light transmission plate having a rectangular shape in plan view provided on one side,
The bottom surfaces of the adjacent quadrangular pyramidal protrusions are arranged in a manner in which they touch each other at their respective bottom sides,
The apex angle of the quadrangular pyramidal protrusion is 45 to 150 degrees,
An angle (acute angle) formed by a base of the quadrangular pyramidal protrusion and a rectangular component side of the light transmission plate is in a range of 40 to 50 degrees.
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