JP2007127932A - Light control sheet and surface light source device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light control sheet which can efficiently condense illumination light rays into a necessary range without causing Newton's rings, is excellent in environmental resistance and has satisfactory productivity, and to provide a surface light source device comprising the light control sheet. <P>SOLUTION: The light control sheet is constituted such that the apex of a unit lens 141 falls on the center of a recessed part 143 when seeing from the normal direction with respect to a sheet surface. The shape of the recessed part 143 is formed to be a partial shape of an elliptic cylinder. Therein, a reflective layer 144 is formed on a convex part 142. The reflective layer 144 is formed as a diffuse reflective surface by printing. Further, protrusion amount of the concave part 142 is set to be in the range of 5 μm to 60 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置等の照明に用いられる光制御シート、面光源装置に関するものである。   The present invention relates to a light control sheet and a surface light source device used for illumination of a liquid crystal display device or the like.

このような光制御シートとしては、直角プリズムを複数並べたシートが知られている。
しかし、直角プリズムを並べたシートでは、不必要に大きな出射角度方向に出射してしまう光が多いという問題があった。
なお、以下の説明において、入射角度、出射角度とは、シート面（光制御シート全体としてみたときのシート面）に対する角度であって、シート面における法線と光の進む方向とが成す角度を示すものとする。
この不必要に大きな出射角度方向に出射してしまう光を防止するために、出射側にレンズを設け、入射側には、出射側のレンズに対応した遮光部を配置した例が、特許文献１〜３に記載されている。 As such a light control sheet, a sheet in which a plurality of right-angle prisms are arranged is known.
However, the sheet in which the right angle prisms are arranged has a problem that a lot of light is emitted in an unnecessarily large emission angle direction.
In the following description, the incident angle and the emission angle are angles with respect to the sheet surface (the sheet surface when viewed as the entire light control sheet), and are the angles formed by the normal line on the sheet surface and the light traveling direction. Shall be shown.
In order to prevent this light that is unnecessarily emitted in a large emission angle direction, an example in which a lens is provided on the emission side and a light shielding portion corresponding to the lens on the emission side is arranged on the incident side is disclosed in Patent Document 1. ~ 3.

しかし、出射側がレンズの凹凸形状であり、入射側が平面であると、平坦な面を持つ他の光学シート等と重ね合わせた場合に、ニュートンリングが発生してしまうという問題があった。
また、入射側と出射側とで表面積が異なるため、吸水性や熱伝達性が異なり、入射面側と出射面側とで環境変化に伴う寸法変形量が異なる等、耐環境性が悪いといった問題があった。
さらに、入射側に設けられる遮光部は、出射側のレンズ位置に対応して正確に位置合わせする必要があり、その形成が困難であるという問題があった。
特開平８−９５０３８号公報 特開平１０−２４１４３４号公報 特開２０００−２８４２６８号公報 However, if the exit side is a concave-convex shape of the lens and the entrance side is a flat surface, there is a problem that Newton rings occur when they are superimposed on another optical sheet having a flat surface.
In addition, since the surface area is different between the incident side and the exit side, water absorption and heat transfer are different, and the amount of dimensional deformation due to environmental changes is different between the entrance surface side and the exit surface side. was there.
Further, the light shielding portion provided on the incident side needs to be accurately aligned according to the lens position on the emission side, and there is a problem that it is difficult to form.
JP-A-8-95038 JP-A-10-241434 JP 2000-284268 A

本発明の課題は、ニュートンリングが発生することなく照明光を必要な範囲内に効率よく集光でき、耐環境性に優れ、かつ、生産性のよい光制御シート、面光源装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a light control sheet and a surface light source device that can efficiently collect illumination light within a necessary range without causing Newton's rings, have excellent environmental resistance, and have high productivity. It is.

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、直下型の面光源装置に設けられ、光源（１３）から出射した光を均一化、及び／又は、収束させる光制御シートであって、出射側に突出して多数並べて配列された少なくとも１種類の単位レンズ（１４１）と、入射側に突出した凸部（１４２）と前記凸部に挟まれた領域であって前記凸部よりも高さの低い凹部（１４３）とが多数順番に並べられた凹凸形状と、を備え、前記単位レンズの頂点と前記凹部の中央とは、シート面に対する法線方向から見たときに重なる位置に配置されており、前記凸部には、反射層（１４４）が形成され、前記凹部は、入射側に凸の曲面を含む形状となっていること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光制御シートにおいて、前記凹部（１４３）の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、前記凸部（１４２）に近い位置の接線がシート面となす角度が大きいこと、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光制御シートにおいて、前記凹部（１４３）の曲面形状は、楕円筒の一部形状であること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記反射層（１４４）は、光を拡散反射すること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記凸部（１４２）の前記凹部（１４３）の頂点からの突出量は、５μｍ以上６０μｍ以下であること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズと前記凸部（１４２）及び前記凹部（１４３）は、一体で成型されていること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、入射側の表面積をＳｉ、出射側の表面積をＳｏとしたときに、０．８＜Ｓｉ／Ｓｏ＜１．２の関係を満足すること、を特徴とする光制御シート（１４）である。
請求項８の発明は、透過型表示部（１１）を背面から照明する面光源装置であって、複数の光源（１３）を並べた光源部（１２，１３）と、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の光制御シート（１４）と、を備える面光源装置である。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to the Example of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention according to claim 1 is a light control sheet that is provided in a direct type surface light source device and uniformizes and / or converges light emitted from the light source (13), and is arranged in a row so as to protrude toward the emission side. And at least one type of unit lens (141), a convex portion (142) protruding toward the incident side, and a concave portion (143) that is sandwiched between the convex portions and has a height lower than that of the convex portion. A plurality of concave and convex shapes arranged in order, and the apex of the unit lens and the center of the concave portion are arranged at positions that overlap when viewed from the normal direction to the sheet surface, and the convex portion The light control sheet (14) is characterized in that a reflective layer (144) is formed and the concave portion has a shape including a convex curved surface on the incident side.
According to a second aspect of the present invention, in the light control sheet according to the first aspect, the curved surface shape of the concave portion (143) has a small angle formed by a tangent near the center with the sheet surface and is close to the convex portion (142). The light control sheet (14) is characterized in that an angle formed by a position tangent to the sheet surface is large.
The invention according to claim 3 is the light control sheet according to claim 1 or 2, wherein the curved surface shape of the recess (143) is a partial shape of an elliptic cylinder. 14).
The invention according to claim 4 is the light control sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflective layer (144) diffuses and reflects light. (14).
According to a fifth aspect of the present invention, in the light control sheet according to any one of the first to fourth aspects, the protruding amount of the convex portion (142) from the apex of the concave portion (143) is 5 μm or more. The light control sheet (14) is characterized by being 60 μm or less.
According to a sixth aspect of the present invention, in the light control sheet according to any one of the first to fifth aspects, the unit lens, the convex portion (142), and the concave portion (143) are integrally molded. The light control sheet (14).
In the light control sheet according to any one of claims 1 to 6, when the surface area on the incident side is Si and the surface area on the output side is So, 0.8 < A light control sheet (14) characterized by satisfying a relationship of Si / So <1.2.
The invention of claim 8 is a surface light source device for illuminating the transmissive display unit (11) from the back, and the light source unit (12, 13) in which a plurality of light sources (13) are arranged, and claims 1 to A surface light source device comprising the light control sheet (14) according to any one of up to 7.

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）単位レンズの頂点と凹部の中央とは、シート面に対する法線方向から見たときに重なる位置に配置されており、凸部には、反射層が形成され、凹部は、入射側に凸の曲面を含む形状となっているので、ニュートンリングが発生することなく照明光を必要な範囲内に効率よく集光でき、かつ、生産性をよくできる。また、不要な方向へ出射する光を抑制し、必要な方向へより多くの光を集光できる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The apex of the unit lens and the center of the concave portion are arranged at positions overlapping when viewed from the normal direction to the sheet surface, a reflective layer is formed on the convex portion, and the concave portion is on the incident side. Since it has a shape including a convex curved surface, it is possible to efficiently collect illumination light within a necessary range without generating Newton rings, and to improve productivity. In addition, light emitted in unnecessary directions can be suppressed, and more light can be collected in necessary directions.

（２）凹部の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、凸部に近い位置の接線がシート面となす角度が大きいので、凹部の中央付近に入射する光に影響を与えることなく、不要な方向へ出射する光を抑制し、必要な方向へより多くの光を集光できる。 (2) The curved surface shape of the recess has a small angle between the tangent near the center and the sheet surface, and a large angle between the tangent near the convex and the sheet surface, which affects light incident near the center of the recess. Therefore, it is possible to suppress light emitted in unnecessary directions and collect more light in necessary directions.

（３）凹部の曲面形状は、楕円筒の一部形状であるので、凹部の中央付近に入射する光に影響を与えることなく、不要な方向へ出射する光を抑制し、必要な方向へより多くの光を集光できる。 (3) Since the curved surface shape of the concave portion is a partial shape of the elliptic cylinder, the light emitted in an unnecessary direction is suppressed without affecting the light incident near the center of the concave portion, and the necessary direction is further reduced. A lot of light can be collected.

（４）反射層は、光を拡散反射するので、光の利用効率が高く、また、オーバーコート等が必要なく、生産性を高めることができる。 (4) Since the reflective layer diffuses and reflects light, the light utilization efficiency is high, and no overcoat or the like is required, thereby improving productivity.

（５）凸部の凹部の頂点からの突出量は、５μｍ以上６０μｍ以下であるので、不要な方向へ出射する光を少なくしながら、印刷による反射層の形成を容易にできる。 (5) Since the protrusion amount of the convex portion from the apex of the concave portion is 5 μm or more and 60 μm or less, it is possible to easily form a reflective layer by printing while reducing light emitted in an unnecessary direction.

（６）単位レンズと凸部及び凹部は、一体で成型されているので、生産性がよく、また、耐環境性を高くできる。 (6) Since the unit lens, the convex portion, and the concave portion are integrally molded, the productivity is good and the environmental resistance can be increased.

（７）入射側の表面積をＳｉ、出射側の表面積をＳｏとしたときに、０．８＜Ｓｉ／Ｓｏ＜１．２の関係を満足するので、耐環境性を高くできる。 (7) When the surface area on the incident side is Si and the surface area on the output side is So, the relationship of 0.8 <Si / So <1.2 is satisfied, so that the environmental resistance can be increased.

照明光を必要な範囲内に効率よく集光し、耐環境性を高め、かつ、生産性をよくするという目的を、入射側の形状を凹凸形状とし、凹部を曲面とすることにより実現した。   The purpose of efficiently condensing the illumination light within the required range, improving the environmental resistance, and improving the productivity was realized by making the incident-side shape concave and convex and the concave part curved.

図１は、本発明による面光源装置を含む透過型表示装置の実施例を示す図である。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
本実施例における透過型表示装置１０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル１１，反射板１２，発光管１３，光制御シート１４，乳白板１６等を備え、ＬＣＤパネル１１に形成される映像情報を背面から照明して表示する装置である。なお、ＬＣＤパネル１１を背面から照明する面光源装置としては、反射板１２，発光管１３，光制御シート１４，乳白板１６が該当している。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a transmissive display device including a surface light source device according to the present invention.
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
The transmissive display device 10 in this embodiment includes an LCD (Liquid Crystal Display) panel 11, a reflecting plate 12, a light emitting tube 13, a light control sheet 14, a milky white plate 16, etc., and displays video information formed on the LCD panel 11. It is a device that illuminates and displays from the back. As the surface light source device that illuminates the LCD panel 11 from the back, the reflecting plate 12, the arc tube 13, the light control sheet 14, and the milky white plate 16 are applicable.

ＬＣＤパネル１１は、透過型の液晶表示素子により形成されており、３０インチサイズ、８００×６００ドットの表示を行うことができる。ＬＣＤパネル１１は、発光管１３の長手方向に沿った方向が、水平方向として使用され、発光管１３が並ぶ方向が、垂直方向として使用される。
発光管１３は、バックライトの光源部を形成する線光源の冷陰極管であり、本実施例では、略７５ｍｍ間隔で等間隔に６本が並列に並べられている。発光管１３の背面には、反射板１２が設けられている。
反射板１２は、発光管１３の光制御シート１４とは反対側（背面側）の全面にわたって設けられており、背面側へ進む照明光を拡散反射して光制御シート１４方向（出射方向）へ向かわせ、入射光照度を均一に近付ける働きを持つ。
乳白板１６は、無指向性の光拡散特性を有した拡散板であり、光制御シート１４の光源側に配置されている。 The LCD panel 11 is formed of a transmissive liquid crystal display element, and can display a 30-inch size and 800 × 600 dots. In the LCD panel 11, the direction along the longitudinal direction of the arc tube 13 is used as a horizontal direction, and the direction in which the arc tubes 13 are arranged is used as a vertical direction.
The arc tube 13 is a cold-cathode tube of a linear light source that forms a light source unit of a backlight. In this embodiment, six are arranged in parallel at regular intervals of about 75 mm. A reflection plate 12 is provided on the back surface of the arc tube 13.
The reflection plate 12 is provided over the entire surface of the arc tube 13 on the side opposite to the light control sheet 14 (back side), and diffusely reflects the illumination light traveling toward the back side toward the light control sheet 14 (outgoing direction). It works to make the incident light illuminance uniform.
The milky white plate 16 is a diffusion plate having non-directional light diffusion characteristics, and is disposed on the light source side of the light control sheet 14.

図２は、光制御シート１４を示す斜視図である。
光制御シート１４は、発光管１３から出射した光の輝度ムラを低減させて均一化するとともに必要な出射角度範囲内に出射光を集光するレンズシートであり、出射側に光を収束して出射する単位レンズ１４１が形成されている。単位レンズ１４１は、連続する楕円筒の一部の形状となっており、光制御シート１４の出射側表面は、この単位レンズ１４１が平行に多数並べて配置されている。単位レンズ１４１の並ぶ方向は、発光管１３の並ぶ方向と一致している（図１参照）。
本実施例の光制御シート１４は、屈折率１．４９の透明なＰＭＭＡ（Polymethyl Methacrylate：アクリル樹脂）を用いた押し出し成型により一体成型されている。 FIG. 2 is a perspective view showing the light control sheet 14.
The light control sheet 14 is a lens sheet that reduces and equalizes the luminance unevenness of the light emitted from the arc tube 13 and condenses the emitted light within a necessary emission angle range, and focuses the light on the emission side. A unit lens 141 that emits light is formed. The unit lens 141 has a shape of a part of a continuous elliptic cylinder, and a large number of the unit lenses 141 are arranged in parallel on the emission side surface of the light control sheet 14. The direction in which the unit lenses 141 are aligned is the same as the direction in which the arc tubes 13 are aligned (see FIG. 1).
The light control sheet 14 of this embodiment is integrally molded by extrusion molding using transparent PMMA (Polymethyl Methacrylate: acrylic resin) having a refractive index of 1.49.

光制御シート１４の成型に押し出し法を用いて両面の賦型を同時に行うことにより、生産性をよくできる。また、光制御シート１４の入射側と出射側とが同じ材料により形成されているので、吸水率や線膨張係数が等しくなる。よって、温度及び湿度の変化があったとしても、入射側と出射側が略同様な挙動をして、片面のみに大きな変形や反り等が発生することがなく、耐環境性を高めることができる。
なお、光制御シート１４は、ＰＭＭＡに限らず、光透過性の有る他の熱可塑性樹脂を適宜選択して使用してもよい。また、光制御シート１４は、紫外線硬化樹脂を用いた紫外線成型と呼ばれる方法により作製してもよい。 Productivity can be improved by simultaneously performing both-side molding using an extrusion method for molding the light control sheet 14. Further, since the incident side and the emission side of the light control sheet 14 are formed of the same material, the water absorption rate and the linear expansion coefficient are equal. Therefore, even if there is a change in temperature and humidity, the incident side and the emission side behave in substantially the same manner, so that large deformation or warpage does not occur only on one side, and the environmental resistance can be improved.
The light control sheet 14 is not limited to PMMA, and other thermoplastic resin having light permeability may be appropriately selected and used. The light control sheet 14 may be produced by a method called ultraviolet molding using an ultraviolet curable resin.

図３は、光制御シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。なお、図３は、図中の上方が出射側となっている。
単位レンズ１４１は、図３に示した断面において、長半径が４００μｍ、短半径が２００μｍの楕円筒の一部形状がピッチ３００μｍで並べられており、その長軸が光制御シート１４のシート面に対して直交している。
光制御シート１４の入射側には、凸部１４２，凹部１４３，反射層１４４が設けられている。
凹部１４３は、その中心がシート面に対する法線方向から見たときに単位レンズ１４１の頂点と重なる位置に幅１５０μｍで配置されており、その形状は、入射側に凸の曲面形状となっている。本実施例の凹部１４３の曲面形状は、長半径が１００μｍ、短半径が５０μｍの楕円筒の一部形状となっており、その長軸が光制御シート１４のシート面に対して平行な方向となっている。
凸部１４２は、凹部１４３に挟まれた部分に凹部１４３の頂点からの突出量が５０μｍとなるように設けられており、その幅は、１５０μｍである。
また、光制御シート１４の厚さは、３５０μｍである。 3 is a cross-sectional view of the light control sheet 14 taken along the S1-S2 cross section indicated by the arrow in FIG. In FIG. 3, the upper side in the figure is the emission side.
In the cross section shown in FIG. 3, the unit lens 141 has a partial shape of elliptic cylinders having a major radius of 400 μm and a minor radius of 200 μm arranged at a pitch of 300 μm, and the major axis thereof is on the sheet surface of the light control sheet 14. They are orthogonal to each other.
On the incident side of the light control sheet 14, a convex portion 142, a concave portion 143, and a reflective layer 144 are provided.
The concave portion 143 is disposed with a width of 150 μm at a position where the center thereof overlaps with the apex of the unit lens 141 when viewed from the normal direction with respect to the sheet surface, and the shape thereof is a curved surface shape convex on the incident side. . The curved surface shape of the concave portion 143 of this embodiment is a partial shape of an elliptic cylinder having a major radius of 100 μm and a minor radius of 50 μm, and the major axis is parallel to the sheet surface of the light control sheet 14. It has become.
The convex portion 142 is provided in a portion sandwiched between the concave portions 143 so that the protruding amount from the apex of the concave portion 143 is 50 μm, and the width thereof is 150 μm.
Further, the thickness of the light control sheet 14 is 350 μm.

ここで、凸部１４２の凹部１４３の頂点からの突出量をＴとすると、５μｍ≦Ｔ≦６０μｍの範囲であることが望ましい。突出量Ｔの下限値は、後述の反射層１４４を印刷により形成することを前提とした場合、特別なマスキングなどをすることなく印刷できる限界値から決められた値である。また、突出量Ｔの上限値は、凸部１４２の側面１４２ａから照明光が入射すると、そのまま大きな出射角度で出射してしまうので、そのような光の量が許容できる範囲として決められた値である。   Here, when the protrusion amount of the convex portion 142 from the apex of the concave portion 143 is T, it is desirable that the range is 5 μm ≦ T ≦ 60 μm. The lower limit value of the protrusion amount T is a value determined from a limit value at which printing can be performed without special masking or the like when it is assumed that a reflection layer 144 described later is formed by printing. Further, the upper limit value of the protrusion amount T is a value determined as a range in which such an amount of light can be tolerated because illumination light is emitted as it is from a side surface 142a of the convex portion 142 as it is emitted at a large emission angle. is there.

反射層１４４は、凸部１４２の入射側表面に形成されており、照明光を拡散反射する拡散反射面となっている。本実施例の反射層１４４は、顔料として酸化チタンを使用した白色インキを凸部１４２の入射側表面に印刷することにより形成されている。上記白インキを使用すると、反射しない光は、拡散透過するので光の利用効率を高くできる。この反射層１４４を白色インキ等の拡散反射面とせずに、アルミニウムや銀等を用いた反射面としてしまうと、幾分かの光は吸収してしまい、光の利用効率がよくない。また、これらの金属を使用すると、酸化によって黒化や反射率低下の現象が起こることがあり、これを防ぐためオーバーコート層等を設ける必要があり、コストアップに繋がってしまう。よって、この反射層１４４は、白色インキ等の拡散反射面とすることが望ましい。   The reflection layer 144 is formed on the incident-side surface of the convex portion 142, and serves as a diffuse reflection surface that diffusely reflects illumination light. The reflective layer 144 of the present embodiment is formed by printing white ink using titanium oxide as a pigment on the incident side surface of the convex portion 142. When the above white ink is used, light that is not reflected diffuses and transmits, so that the light utilization efficiency can be increased. If the reflecting layer 144 is not a diffuse reflecting surface such as white ink but a reflecting surface using aluminum, silver or the like, some light is absorbed, and the light use efficiency is not good. In addition, when these metals are used, blackening or a decrease in reflectance may occur due to oxidation, and it is necessary to provide an overcoat layer or the like to prevent this, leading to an increase in cost. Therefore, it is desirable that the reflection layer 144 be a diffuse reflection surface such as white ink.

ここで、凹部１４３を入射側に凸の曲面形状とした理由について説明するために、凹部を曲面形状とせずに、シート面に平行な平面とした比較例を挙げる。
図４は、比較例の光制御シート５１４に入射する光の進み方を説明する図である。
図４に示す比較例は、凹部が平面となっている他は、本実施例の光制御シート１４と同一のものである。
凹部が平面となっている場合、光線Ａのように大きな入射角度で凹部の両端付近（凸部に近い位置）に入射する光は、入射した凹部からシート面の法線方向に進んだ位置にある単位レンズに到達せずに、その隣の単位レンズに到達してしまい、本来予定していた方向よりも大きな出射角度で出射してしまう。この光線Ａのように隣の単位レンズから出射してしまう光を少なくするためには、シートの厚さを薄くすると効果的である。しかし、シートの厚さを薄くしてしまうと、製造が困難になってしまい、また、耐環境性も悪化する。そこで、シートの厚さを薄くしなくとも、この光線Ａのように進む光を無くすために、本実施例の光制御シート１４では、凹部１４３を入射側に凸の曲面形状としている。 Here, in order to explain the reason why the concave portion 143 has a curved surface shape convex toward the incident side, a comparative example in which the concave portion is not a curved surface shape and is a plane parallel to the sheet surface will be given.
FIG. 4 is a diagram illustrating how the light incident on the light control sheet 514 of the comparative example travels.
The comparative example shown in FIG. 4 is the same as the light control sheet 14 of the present embodiment except that the concave portion is a flat surface.
When the concave portion is a flat surface, the light incident on the vicinity of both ends of the concave portion (position close to the convex portion) at a large incident angle, such as the light ray A, is at a position advanced in the normal direction of the sheet surface from the incident concave portion. Instead of reaching a certain unit lens, it reaches the next unit lens and exits at a larger exit angle than the originally planned direction. In order to reduce the light emitted from the adjacent unit lens like the light ray A, it is effective to reduce the thickness of the sheet. However, if the thickness of the sheet is reduced, manufacturing becomes difficult, and the environmental resistance deteriorates. Therefore, in order to eliminate the light that travels like the light ray A without reducing the thickness of the sheet, the light control sheet 14 of this embodiment has the concave portion 143 having a curved surface that is convex on the incident side.

図５は、本実施例の光制御シート１４に入射する光の進み方を説明する図である。
光線Ｂは、図４に示した光線Ａと同一角度で入射する光であるが、凹部１４３が入射側に凸の曲面形状となっていることから、光制御シート１４内における光線の進む方向が変わり、入射した凹部からシート面の法線方向に進んだ位置にある単位レンズから出射している。そして、この光線の出射角度は、小さくなっており、光をより有効に集光している。
なお、本実施例の光制御シート１４の凹部１４３の曲面形状は、楕円筒の一部形状であってその長軸が光制御シート１４のシート面に対して平行な方向となるようにしている。この理由は、凹部１４３の中央付近の形状は、シート面に対して平行に近い方が凹部の中央付近に入射する光に影響を与えなくするために望ましく、凸部１４２に近い位置ほど曲率が大きくなることが不要な方向へ出射する光を抑制し、必要な方向へより多くの光を集光するために望ましいからである。言い換えると、凹部の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、凸部に近い位置の接線がシート面となす角度が大きいことが望ましい。したがって、凹部１４３の曲面形状は、楕円筒に限らず、例えば、中央付近がシート面に平行な平面であり、その両端付近が入射側に凸の曲面となっていてもよい。 FIG. 5 is a diagram illustrating how the light incident on the light control sheet 14 of the present embodiment travels.
The light beam B is incident at the same angle as the light beam A shown in FIG. 4. However, since the concave portion 143 has a convex curved surface on the incident side, the traveling direction of the light beam in the light control sheet 14 is changed. Instead, the light is emitted from the unit lens located in the normal direction of the sheet surface from the incident concave portion. The emission angle of this light beam is small, and the light is collected more effectively.
In addition, the curved surface shape of the concave portion 143 of the light control sheet 14 of this embodiment is a partial shape of an elliptic cylinder, and the long axis thereof is in a direction parallel to the sheet surface of the light control sheet 14. . The reason for this is that the shape near the center of the recess 143 is desirable in order to prevent the light incident on the vicinity of the center of the recess from affecting the light incident near the center of the recess. This is because it is desirable to increase the light emitted in the unnecessary direction and to collect more light in the necessary direction. In other words, it is desirable that the curved surface shape of the concave portion has a small angle formed by a tangent line near the center with the sheet surface and a large angle formed by a tangent line located near the convex portion with the sheet surface. Therefore, the curved surface shape of the concave portion 143 is not limited to an elliptic cylinder, and for example, the central portion may be a flat surface parallel to the sheet surface, and the vicinity of both ends may be a curved surface convex toward the incident side.

図６は、本実施例の光制御シート１４と比較例の光制御シート５１４の垂直方向における輝度分布を示す図である。なお、図６に示した輝度は、比較例の光制御シート５１４の出射角度０度位置の輝度を基準値として、この基準値に対する比率（相対輝度）で示している。
比較例の光制御シート５１４では、出射角度±５０度付近に不要な輝度ピークが存在しているのに対して、本実施例の光制御シート１４では、これが解消している。また、この不要な方向（大きな出射角度となる方向）に出射していた光が、より小さな出射角度となる方向へ集まることから、出射角度０度付近の輝度も上昇している。 FIG. 6 is a diagram illustrating the luminance distribution in the vertical direction of the light control sheet 14 of the present embodiment and the light control sheet 514 of the comparative example. Note that the luminance shown in FIG. 6 is shown as a ratio (relative luminance) to the reference value, with the luminance at the position of the emission angle 0 degrees of the light control sheet 514 of the comparative example as a reference value.
In the light control sheet 514 of the comparative example, an unnecessary luminance peak exists in the vicinity of the emission angle ± 50 degrees, whereas this is eliminated in the light control sheet 14 of the present embodiment. Further, since the light emitted in this unnecessary direction (direction where the emission angle is large) is gathered in the direction where the emission angle is smaller, the luminance near the emission angle of 0 degrees is also increased.

本実施例によれば、出射側に単位レンズ１４１を配置し、入射側に拡散反射を行う反射層１４４を設けたので、乳白板１６と重ね合わせてもニュートンリングが発生することなく照明光を必要な範囲内に効率よく集光できる。
また、光制御シート１４を同一の材料により一体成型し、かつ、入射側と出射側の表面積を略等しくしたので、高い耐環境性を実現した。さらに、光制御シート１４を押し出し成型により一体成型し、かつ、凸部１４２に反射層１４４を印刷により形成したので、生産性をよくできる。
さらにまた、凹部１４３の形状を入射側に凸の曲面を含む形状としたので、大きな出射角度方向に出射して生じる不自然な輝度ピークを抑制し、必要な範囲へ出射する光を増加させることができる。 According to the present embodiment, the unit lens 141 is disposed on the exit side, and the reflection layer 144 that performs diffuse reflection is provided on the entrance side. Light can be collected efficiently within the required range.
Moreover, since the light control sheet 14 is integrally formed of the same material and the surface areas on the incident side and the emission side are substantially equal, high environmental resistance is realized. Furthermore, since the light control sheet 14 is integrally formed by extrusion molding and the reflection layer 144 is formed on the convex portion 142 by printing, productivity can be improved.
Furthermore, since the concave portion 143 has a shape including a convex curved surface on the incident side, it is possible to suppress an unnatural luminance peak generated by emission in a large emission angle direction and to increase light emitted to a necessary range. Can do.

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）本実施例において、線光源を並列に並べた面光源装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、点光源を用いる面光源装置であってもよい。 (Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
(1) In the present embodiment, the surface light source device in which the line light sources are arranged in parallel has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a surface light source device using a point light source may be used.

（２）本実施例において、光制御シートは、１種類の単位レンズが出射側に並べられている例を示したが、これに限らず、複数種類の単位レンズを組み合わせて出射側に配置してもよい。 (2) In this embodiment, the light control sheet has shown an example in which one type of unit lens is arranged on the emission side. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of types of unit lenses are combined and arranged on the emission side. May be.

（３）本実施例において、光制御シートを上下方向で光の制御を行うことができるように１枚配置した例を示したが、これに限らず、例えば、上下方向で光の制御を行う光制御シートと同様な光制御シートを左右方向の制御を行うことができるようにもう１枚さらに配置してもよい。 (3) In the present embodiment, an example in which one light control sheet is arranged so that light can be controlled in the vertical direction has been shown. However, the present invention is not limited thereto, and for example, light control is performed in the vertical direction. Another light control sheet similar to the light control sheet may be further arranged so that the control in the left-right direction can be performed.

（４）本実施例において、吸水性や熱伝達性の影響を受けて光制御シートの変形が問題となる場合には、入射側の表面積をＳｉ、出射側の表面積をＳｏとしたときに、０．８＜Ｓｉ／Ｓｏ＜１．２の関係を満足するようにしてもよい。上記式を満足するということは、吸水性や熱伝達性の影響を受ける入射側の表面積と出射側の表面積が、ほぼ等しいということである。よって、温度及び湿度の変化があったとしても、入射側と出射側が略同様な影響を受けることとなり、片面のみに大きな変形や反り等が発生することがなく、耐環境性を高めることができる。なお、表面積の評価は、例えば、図３に示したような断面形状に表れた形状から評価するとよい。 (4) In this example, when the deformation of the light control sheet becomes a problem due to the influence of water absorption or heat transfer, when the surface area on the incident side is Si and the surface area on the emission side is So, The relationship of 0.8 <Si / So <1.2 may be satisfied. Satisfying the above formula means that the surface area on the incident side and the surface area on the outgoing side, which are affected by water absorption and heat transfer, are substantially equal. Therefore, even if there is a change in temperature and humidity, the incident side and the emission side are affected in substantially the same manner, so that large deformation and warpage do not occur only on one side, and the environmental resistance can be improved. . The surface area may be evaluated from, for example, a shape appearing in a cross-sectional shape as shown in FIG.

本発明による面光源装置を含む透過型表示装置の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of the transmissive display apparatus containing the surface light source device by this invention. 光制御シート１４を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a light control sheet 14. 光制御シート１４を図２中に矢印で示したＳ１−Ｓ２断面で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the light control sheet | seat 14 by the S1-S2 cross section shown by the arrow in FIG. 比較例の光制御シート５１４に入射する光の進み方を説明する図である。It is a figure explaining how the light which injects into the light control sheet | seat 514 of a comparative example advances. 本実施例の光制御シート１４に入射する光の進み方を説明する図である。It is a figure explaining how to advance the light which injects into the light control sheet | seat 14 of a present Example. 本実施例の光制御シート１４と比較例の光制御シート５１４の垂直方向における輝度分布を示す図である。It is a figure which shows the luminance distribution in the perpendicular direction of the light control sheet | seat 14 of a present Example, and the light control sheet | seat 514 of a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 透過型表示装置
１１ ＬＣＤパネル
１２ 反射板
１３ 発光管
１４ 光制御シート
１４１ 単位レンズ
１４２ 凸部
１４２ａ 側面
１４３ 凹部
１４４ 反射層
１６ 乳白板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission type display apparatus 11 LCD panel 12 Reflector 13 Light emission tube 14 Light control sheet 141 Unit lens 142 Convex part 142a Side surface 143 Concave part 144 Reflective layer 16 Milky white board

Claims (8)

直下型の面光源装置に設けられ、光源から出射した光を均一化、及び／又は、収束させる光制御シートであって、
出射側に突出して多数並べて配列された少なくとも１種類の単位レンズと、
入射側に突出した凸部と前記凸部に挟まれた領域であって前記凸部よりも高さの低い凹部とが多数順番に並べられた凹凸形状と、
を備え、
前記単位レンズの頂点と前記凹部の中央とは、シート面に対する法線方向から見たときに重なる位置に配置されており、
前記凸部には、反射層が形成され、
前記凹部は、入射側に凸の曲面を含む形状となっていること、
を特徴とする光制御シート。 A light control sheet that is provided in a direct-type surface light source device and uniformizes and / or converges light emitted from the light source,
At least one type of unit lens that is arranged side by side so as to protrude toward the emission side;
A concavo-convex shape in which a convex portion protruding to the incident side and a concave portion having a height lower than the convex portion are arranged in order in a region sandwiched between the convex portions,
With
The apex of the unit lens and the center of the recess are arranged at positions that overlap when viewed from the normal direction to the sheet surface,
A reflective layer is formed on the convex portion,
The concave portion has a shape including a convex curved surface on the incident side,
Light control sheet characterized by. 請求項１に記載の光制御シートにおいて、
前記凹部の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、前記凸部に近い位置の接線がシート面となす角度が大きいこと、
を特徴とする光制御シート。 The light control sheet according to claim 1,
The curved surface shape of the concave portion has a small angle formed by the tangent line near the center and the sheet surface, and a large angle formed by a tangent line located near the convex portion and the sheet surface.
Light control sheet characterized by. 請求項１又は請求項２に記載の光制御シートにおいて、
前記凹部の曲面形状は、楕円筒の一部形状であること、
を特徴とする光制御シート。 In the light control sheet according to claim 1 or 2,
The curved surface shape of the recess is a partial shape of an elliptic cylinder,
Light control sheet characterized by. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
前記反射層は、光を拡散反射すること、
を特徴とする光制御シート。 In the light control sheet according to any one of claims 1 to 3,
The reflective layer diffusely reflects light;
Light control sheet characterized by. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
前記凸部の前記凹部の頂点からの突出量は、５μｍ以上６０μｍ以下であること、
を特徴とする光制御シート。 In the light control sheet according to any one of claims 1 to 4,
The protruding amount of the convex portion from the apex of the concave portion is 5 μm or more and 60 μm or less,
Light control sheet characterized by. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
前記単位レンズと前記凸部及び前記凹部は、一体で成型されていること、
を特徴とする光制御シート。 In the light control sheet according to any one of claims 1 to 5,
The unit lens, the convex portion and the concave portion are integrally molded,
Light control sheet characterized by. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光制御シートにおいて、
入射側の表面積をＳｉ、出射側の表面積をＳｏとしたときに、
０．８＜Ｓｉ／Ｓｏ＜１．２
の関係を満足すること、
を特徴とする光制御シート。 In the light control sheet according to any one of claims 1 to 6,
When the surface area on the incident side is Si and the surface area on the output side is So,
0.8 <Si / So <1.2
Satisfying the relationship
Light control sheet characterized by. 透過型表示部を背面から照明する面光源装置であって、
複数の光源を並べた光源部と、
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の光制御シートと、
を備える面光源装置。
A surface light source device that illuminates a transmissive display unit from the back,
A light source section in which a plurality of light sources are arranged;
The light control sheet according to any one of claims 1 to 7,
A surface light source device comprising:
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