JP2010044378A - Light beam deflecting 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、「四角錐凹部の頂角」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凹部を切断した際の仮想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 recess” means the virtual cut surface when the quadrangular pyramid recess is cut by a plane passing through a pair of opposing hypotenuses among the four hypotenuses. It means the apex angle of a 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凹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, in the case where 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 recesses on the light exit surface of the light diffusion plate disposed on the front side of the light source (see Patent Document 1). ). 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］四角錐凹部が複数個設けら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、
隣り合う四角錐凹部の底面同士は、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、
前記四角錐凹部の頂角が４５〜１５０度であり、
前記四角錐凹部の底辺と、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 concave and convex portion formed by a plurality of quadrangular pyramid recesses is provided on one side,
The bottom surfaces of the adjacent quadrangular pyramid recesses are arranged in such a manner that they touch each other on the one bottom side,
The apex angle of the quadrangular pyramid recess is 45 to 150 degrees,
An optical deflection structure plate, wherein an angle (acute angle) formed by a bottom side of the quadrangular pyramid recess and a rectangular component side of the light transmission plate is in a range of 40 to 50 degrees.
［２］隣り合う四角錐凹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 optical 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、四角錐凹部が複数個設けら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、隣り合う四角錐凹部の底面同士は、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、四角錐凹部の頂角が４５〜１５０度であり、四角錐凹部の底辺と、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 including a plurality of quadrangular pyramid recesses is formed of a light transmission plate having a rectangular shape in plan view provided on one side, and the bottom surfaces of the adjacent quadrangular pyramid recesses are mutually connected. It arrange | positions in the aspect contact | connected in one base, the apex angle of a quadrangular pyramid recessed part is 45-150 degree | times, and the angle (acute angle) which the bottom side of a quadrangular pyramid recessed part and the rectangular-shaped component side of a light-transmitting plate make is 40- Since it is in the range of 50 degrees, uniform light with little luminance unevenness can be emitted with high luminance not only in the central region but also in the four corners (four corners).
［２］の発明では、隣り合う四角錐凹部同士のピッチ間隔が２０〜５００μｍであるから、凹凸形状部の凹凸形状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 pyramid recesses is 20 to 500 μm, the uneven shape of the uneven portion can be sufficiently prevented from being visually observed, and the corner portion region is also included. Luminance unevenness can be further reduced in the entire region.
［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、四角錐凹部（６）が複数個凹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 structure plate (3) has a concave-convex shape portion (4) in which a plurality of quadrangular pyramid recesses (6) are provided on one surface (light emitting surface) (3b). It consists 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、前記四角錐凹部（６）は、その頂点（６ａ）が背面側に配置され、その底面（仮想底面）（６ｄ）が前面側に配置される態様で、光透過板の前面側に形成されている（図３、５参照）。 In the light deflection structural plate (3), the quadrangular pyramid recess (6) has an apex (6a) disposed on the back side and a bottom surface (virtual bottom surface) (6d) disposed on the front side. It is formed on the front side of the light transmission plate (see FIGS. 3 and 5).
また、隣り合う四角錐凹部（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、隣り合う四角錐凹部（６）の底面（６ｄ）同士は、互いに１つの底辺（６ｃ）を共有している。 Moreover, the bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramid recesses (6) are arranged in such a manner that they contact each other at one bottom side (6c) (see FIGS. 3 to 5). That is, the bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramid recesses (6) share one base (6c).
また、前記四角錐凹部（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「四角錐凹部の頂角」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凹部（６）を切断した際の仮想切断面（６ｅ）の三角形の頂角を意味するものである。 Moreover, the apex angle ((theta)) of the said quadrangular pyramid recessed part (6) is set to the range of 45-150 degree | times (refer FIG.3,5,6). The term “vertical angle of the quadrangular pyramid recess” means that when the quadrangular pyramid recess (6) is cut by a plane passing through a pair of opposing hypotenuses (6b) among the four hypotenuses (6b) as shown in FIG. Means the apex angle of the triangle of the virtual cutting plane (6e).
また、前記四角錐凹部（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）。 The angle (acute angle) (α) formed by the bottom side (6c) of the quadrangular pyramid recess (6) and the rectangular component sides (41) (42) of the light deflection structural plate (3) is 40 to 40. The range is set to 50 degrees (see FIG. 4).
本実施形態では、前記四角錐凹部（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、光透過板の前面側に形成されている（図５参照）。 In the present embodiment, the quadrangular pyramid recess (6) is formed on the front side 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、前記四角錐凹部（６）は、各底面（６ｄ）が同一平面上に載る態様で、光透過板の前面に形成されている（図３、５参照）。 Moreover, in this embodiment, the said quadrangular pyramid recessed part (6) is formed in the front surface of a 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、前記複数の四角錐凹部（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 length (E) of the base (6c) of the plurality of quadrangular pyramid recesses (6) is set to be the same (see FIG. 4).
また、本実施形態では、前記四角錐凹部（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凹部（６）を切断した際の仮想切断面（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 virtual cut surface (when a quadrangular pyramid recessed part (6) is cut | disconnected by the plane which passes along a pair of hypotenuse (6b) which opposes among the four oblique sides (6b) in the said quadrangular pyramid recessed part (6) ( The triangle shape of 6e) is an isosceles triangle shape (including an equilateral 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、四角錐凹部（６）が複数個設けら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、隣り合う四角錐凹部（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、四角錐凹部（６）の頂角（θ）が４５〜１５０度であり、四角錐凹部（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 structural plate (3) has a rectangular shape in a plan view in which a concave and convex portion (4) having a plurality of quadrangular pyramid concave portions (6) is provided on one side. The bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramid recesses (6) are arranged in contact with each other at one base (6c), and the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid recess (6) Is 45 to 150 degrees, and the angle (acute angle) (α) formed by the bottom side (6c) of the quadrangular pyramid recess (6) and the rectangular side edges (41) and (42) of the light transmission plate is 40 to Since it is in the range of 50 degrees, uniform high luminance light with little luminance unevenness can be emitted toward the liquid crystal panel (20) not only in the central region but also in the four corners (four corners).
即ち、前記凹凸形状部（４）の凹部（６）が四角錐形状であって、且つ四角錐凹部（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 concave portion (6) of the concave-convex shape portion (4) has a quadrangular pyramid shape and the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid concave portion (6) is 45 to 150 degrees, the point light source (2) When the emitted light is incident on the light incident surface (3a), passes through the light deflecting structure plate (3) and is emitted from the light emitting surface (3b), a plurality of light (light source images) (50 of the same intensity) (50 ) (See FIG. 7), it is possible to emit uniform light in which luminance unevenness is sufficiently suppressed. 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、隣り合う四角錐凹部（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。 Further, since the bottom surfaces (6d) of the adjacent quadrangular pyramid recesses (6) are arranged in contact with each other at one base (6c), the light from the point light source (2) is not divided. It is possible to prevent the lens from slipping out in the substantially vertical direction (front surface direction) as it is, and thereby it is possible to sufficiently suppress luminance unevenness.
更に、前記四角錐凹部（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 recess (6) and the rectangular-shaped constituent sides (41) (42) of the light deflection structure 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 the rectangular side edges (41) (42) of the light deflection structural plate (3). ) Along the vertical and horizontal directions so that uniform high-luminance light with little luminance unevenness can be emitted even at the four corners (four corners) of the light deflection structural plate (3). it can.
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）は四角錐凹部の頂点、（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 pyramid recess, (106b) is the hypotenuse, and (106c) is the base.
この発明において、前記四角錐凹部（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、前記四角錐凹部（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 pyramid recess (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 recessed part (6) is set to the range of 70-110 degree | times.
また、前記四角錐凹部（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 pyramid recess (6) and the constituent sides (41) (42) constituting the rectangular shape of the light deflection structural plate (3) is: It 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%.
隣り合う四角錐凹部（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 pyramid recesses (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、前記四角錐凹部（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。 The length (E) of the base (6c) of the quadrangular pyramid recess (6) is preferably set in the 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、前記四角錐凹部（６）の深さ（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。 The depth (H) of the quadrangular pyramid recess (6) is preferably set in the range of 5 to 600 μm (see 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.
前記四角錐凹部（６）の底面（仮想底面）（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（仮想底面）（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、前記四角錐凹部（６）の底面（６ｄ）の形状として正方形が採用されている（図３、４参照）。 The shape of the bottom surface (virtual bottom surface) (6d) of the quadrangular pyramid recess (6) is not particularly limited as long as it is a square shape. For example, a square, a rectangle (not including a square), a rhombus, a parallelogram (a rhombus) Not included). Among these, the shape of the bottom surface (virtual bottom surface) (6d) is preferably square. Thus, in the above embodiment, a square is employed as the shape of the bottom surface (6d) of the quadrangular pyramid recess (6) (see FIGS. 3 and 4).
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、所要の四角錐凸部（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凹部（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凸部（６１）の底辺の長さ
Ｅ：得られた光偏向構造板の四角錐凹部（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, the surface of the light deflection structure plate is formed using a transfer plate (60) engraved with a required square pyramidal convex portion (61) pattern. A light deflecting structural plate (3) can be manufactured by transferring a quadrangular pyramid recess (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 pyramidal protrusion (61) engraved on the plate E: Length of the bottom side (6c) of the quadrangular pyramid concave portion (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「隣り合う四角錐凹部の底面同士は、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. In other words, the phrase “the bottom surfaces of the adjacent quadrangular pyramid recesses are arranged in such a manner that they are in contact with each other at their respective bottoms” is such that E ÷ (E + S) × 100 is 85% or more. It must be interpreted in the meaning of inclusion.
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凹部（６）が複数個形成されていた（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凹部であれば（前記特定の条件を満たす四角錐凹部であれば）互いに形状の異なる複数種類の四角錐凹部が設けら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）四角錐凹部（６）が複数個設けられた構成であっても良い。 In the above embodiment, a plurality of quadrangular pyramid recesses (6) having the same shape and the same size as described above are formed (see FIGS. 3 to 5). However, the present invention is particularly limited to such a configuration. For example, as long as it is a quadrangular pyramid recess having the above characteristics (if it is a quadrangular pyramid recess satisfying the specific condition), a configuration in which a plurality of types of quadrangular pyramid recesses having different shapes may be provided. Alternatively, a configuration may be employed in which a plurality of quadrangular pyramid recesses (6) having the same shape and different sizes (that is, similar shapes) are 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、四角錐凹部（６）の頂角（θ）を９０度、四角錐凹部（６）の各底辺（６ｃ）の長さ（Ｅ）を１００μｍ、隣り合う四角錐凹部（６）のピッチ間隔（Ｐ）を１００μｍに設定すると共に、四角錐凹部（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、四角錐凹部（６）の底面（６ｄ）は正方形であり（図４参照）、四角錐凹部（６）の仮想切断面（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 comprising a resin composition dispersed and contained, the total light transmittance (Tt) is set to 85%, the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid recess (6) is 90 degrees, and the quadrangular pyramid recess ( 6) The length (E) of each base (6c) is set to 100 μm, the pitch interval (P) between adjacent quadrangular pyramid recesses (6) is set to 100 μm, and the base (6c) of the quadrangular pyramid recess (6) is set to The angle (acute angle) (α) formed by the rectangular component sides (41) (42) of the light deflection structural plate (3) is set to 45 degrees, and the thickness (T) of the light deflection structural plate (3) is set. 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 recess (6) is a square (see FIG. 4), and the virtual cut surface (6e) of the quadrangular pyramid recess (6) is an isosceles triangle having the same length of the hypotenuse (6b). (See FIG. 6), a simulation was performed. 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凹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 the luminance uniformity of the surface light source device are determined by the Monte Carlo method in the same manner as in Example 1 except that the surface of the light deflection structural plate is not formed with a quadrangular pyramid recess (the light emission surface is a smooth surface). Calculated by simulation.
＜比較例２＞
四角錐凹部の底辺と、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 average of the surface light source device is the same as that of Example 1, except that the angle (α) formed by the bottom side of the quadrangular pyramid recess and the side constituting the rectangular shape of the light deflection structural plate is set to 0 degree or 90 degrees. Luminance and luminance 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凹部（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（四角錐凹部の底辺の長さ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 and the average luminance of the surface light source device are the same as in Example 1 except that the pitch interval (P) between the adjacent quadrangular pyramid recesses (106) in the light deflection structural plate (103) is set to 200 μm. The luminance uniformity was calculated by Monte Carlo simulation (calculated by setting the length E of the bottom side of the quadrangular pyramid recess 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＞
四角錐凹部の頂角（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 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 recess is set to 40 degrees and the length (E) of each base is set to 100 μm. It was calculated by Monte Carlo simulation.
＜比較例５＞
四角錐凹部の頂角（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 luminance uniformity of the surface light source device were set in the same manner as in Example 1 except that the apex angle (θ) of the quadrangular pyramid recess was set to 160 degrees and the length (E) of each base was set to 100 μm. It 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、全体の平均輝度が顕著に不十分であったし、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）。 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, in the surface light source device of Comparative Example 4, the overall average luminance is remarkably insufficient, and luminance unevenness occurs at the four corners (the four corners are darker than other regions).
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…四角錐凹部
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…四角錐凹部の頂角
Ｐ…隣り合う四角錐凹部のピッチ間隔
α…四角錐凹部の底辺と、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)
隣り合う四角錐凹部の底面同士は、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、
前記四角錐凹部の頂角が４５〜１５０度であり、
前記四角錐凹部の底辺と、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。 The concave-convex shape portion formed by providing a plurality of quadrangular pyramid recesses is a light transmission plate having a rectangular shape in plan view provided on one side,
The bottom surfaces of the adjacent quadrangular pyramid recesses are arranged in such a manner that they touch each other on the one bottom side,
The apex angle of the quadrangular pyramid recess is 45 to 150 degrees,
An optical deflection structure plate, wherein an angle (acute angle) formed by a bottom side of the quadrangular pyramid recess and a rectangular component side of the light transmission plate is in a range of 40 to 50 degrees.
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