JP4779590B2 - Light control sheet, surface light source device - Google Patents

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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見たときのシート面)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 incidence 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 angles formed by the normal line on the sheet surface and the light traveling direction. It 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凸部の中央とは、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、前記凹部には、反射層(144)が形成され、前記凸部は、入射側に凸の曲面を含む形状となっており、前記凸部の曲面形状は、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(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、前記凸部(142)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、前記凹部(143)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
求項の発明は、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。
請求項の発明は、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の光制御シートにおいて、前記凸部(142)の最も突出した位置から前記反射層(144)を除いた前記凹部(143)の底面までの深さは、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。
請求項の発明は、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の光制御シートにおいて、前記単位レンズ(141)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。
請求項の発明は、請求項1から請求項までのいずれか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である。
請求項の発明は、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 vertex of the unit lens and the center of the convex portion are arranged at positions overlapping when viewed from the normal direction to the sheet surface, The reflective layer (144) is formed, and the convex part has a shape including a convex curved surface on the incident side, and the curved surface shape of the convex part is a partial shape of an elliptic cylinder. It is the light control sheet (14).
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 convex portion (142) has a small angle formed by a tangent near the center with the sheet surface and is close to the concave portion (143). The light control sheet (14) is characterized in that an angle formed by a position tangent to the sheet surface is large .
Invention Motomeko 3, in the light control sheet according to claim 1 or claim 2, wherein the reflective layer (144) is to diffuse reflection light is the light control sheet according to claim (14) .
According to a fourth aspect of the present invention, in the light control sheet according to any one of the first to third aspects, the reflective layer (144) is removed from a most protruding position of the convex portion (142). The light control sheet (14) is characterized in that the depth to the bottom surface of the recess (143) is not less than 5 μm and not more than 60 μm.
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 unit lens (141), the convex portion (142), and the concave portion (143) are integrated. It is the light control sheet | seat (14) characterized by being shape | molded by this.
According to a sixth aspect of the invention, the light control sheet according to any one of claims 1 to 5, the surface area of the incident side Si, the surface area of the exit side when the So., 0.8 < A light control sheet characterized by satisfying a relationship of Si / So <1.2.
The invention of claim 7 is a surface light source device for illuminating the transmissive display unit (11) from the back, and a 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 6 .

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凸部の中央とは、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、凹部には、反射層が形成され、凸部は、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 convex part are arranged at positions overlapping when viewed from the normal direction to the sheet surface, a reflective layer is formed in the concave part, and the convex part 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)凸部の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、凹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、凸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 convex part has a small angle formed by the tangent line near the center with the sheet surface and a large angle formed by the tangent line located near the concave part with the sheet surface. Without influencing the light, it is possible to suppress light emitted in unnecessary directions and collect more light in necessary directions.

(3)凸部の曲面形状は、楕円筒の一部形状であるので、凸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 convex portion is a partial shape of an elliptic cylinder, the light emitted in an unnecessary direction is suppressed without affecting the light incident near the center of the convex portion, and the necessary direction More 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なる。また、拡散反射させるために使用される白色インキは、酸化による悪影響を受けにくいので、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 reflection layer diffuses and reflects light, the light utilization efficiency is increased. In addition, since the white ink used for diffuse reflection is not easily affected by oxidation, an overcoat or the like is not required, and productivity can be improved.

(5)凸部の最も突出した位置から反射層を除いた凹部の底面までの深さは、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 depth from the most protruding position of the convex portion to the bottom surface of the concave portion excluding the reflective layer is 5 μm or more and 60 μm or less, the amount of light emitted in an unnecessary direction is reduced and the reflective layer by printing is Easy to form.

(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 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、凸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 convex 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.

このように、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、紫外線硬化樹脂や電離放射線硬化樹脂等の光硬化樹脂を用いて作製してもよい。
Thus, productivity can be improved by simultaneously performing both-side molding using the 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. Moreover, you may produce the light control sheet | seat 14 using photocuring resins, such as ultraviolet curing resin and ionizing radiation curing 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。
凸部142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。本実施例の凸部142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。
凹部143は、凸部142に挟まれた部分に凸部142の頂点から反射層144を除いた凹部143の底面までの深さが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 convex portion 142 is arranged 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 to the sheet surface, and the shape thereof is a curved surface shape convex on the incident side. Yes. The curved surface shape of the convex portion 142 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 a direction parallel to the sheet surface of the light control sheet 14. It has become.
The concave portion 143 is provided in a portion sandwiched between the convex portions 142 such that the depth from the apex of the convex portion 142 to the bottom surface of the concave portion 143 excluding the reflective layer 144 is 50 μm, and the width is 150 μm. is there.
Further, the thickness of the light control sheet 14 is 350 μm.

ここで、凸部142の最も突出した位置(頂点)から反射層144を除いた凹部143の底面までの深さは、5μm≦D≦60μmの範囲であることが望ましい。深さDの下限値(5μm)は、後述の反射層144を形成することができる限界値から決められた値である。また、深さDの上限値(60μm)は、凸部142の入射面から入射した必要な光を遮ってしまい、視野角を狭くすること、及び、インキの乾燥が悪くなり、生産性が悪くなることを鑑みて決められた値である。   Here, the depth from the most protruding position (vertex) of the convex portion 142 to the bottom surface of the concave portion 143 excluding the reflective layer 144 is preferably in the range of 5 μm ≦ D ≦ 60 μm. The lower limit value (5 μm) of the depth D is a value determined from a limit value at which a reflection layer 144 described later can be formed. Further, the upper limit value (60 μm) of the depth D blocks the necessary light incident from the incident surface of the convex portion 142, narrows the viewing angle, and deteriorates the drying of the ink, resulting in poor productivity. It is a value determined in view of

反射層144は、凹部143内に形成されており、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凹部143内にのみ残し、凸部142の表面に残さないようにして形成されている。上記白色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、光の利用効率が悪い。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 in the recess 143 and serves as a diffuse reflection surface that diffusely reflects illumination light. The reflective layer 144 of the present embodiment is formed so that white ink using titanium oxide as a pigment remains only in the concave portion 143 and does not remain on the surface of the convex portion 142. When the white ink is used, light that does not reflect is diffused and transmitted, so that the light use efficiency can be increased.
If the reflective layer 144 is not a diffuse reflective surface such as white ink, but a reflective surface using aluminum, silver, or the like, some light is absorbed and the light use efficiency is poor. 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.

反射層144の形成時に、白色インキを凹部143内にのみ残し、凸部142の表面に残さないようにするには、光制御シート14の入射側全面に白色インキを塗布した後、スキージング(ワイピング)を行うとよい。
図4は、反射層144の形成方法の他の例を示す図である。
図4に示した反射層144の形成方法は、スキージングを行わない方法である。まず、反射層144を形成する前の光制御シート14の形状のみのシートを成型する(図4(a))。次に、凸部142のシート面に平行な面(最も突出した面)にのみ、インクをはじく撥水層145を印刷により設ける。この撥水層145の形成(塗り分け)は、凸部142が突出していることから簡単に行える(図4(b))。最後に、シートの入射側全面を反射層用のインキに浸し、そのまま引き上げることにより、撥水層145の形成された部分はインキが乗らず、凹部143にのみインキが残る。撥水性を発現するには、フッ素樹脂系のインキを使うとよい。
なお、撥水層145として必要な撥水特性としては、水の接触角度60度以上の撥水性を示すことが望ましい。ここで、水の接触角度の評価方法は、JIS R3257の基板ガラス表面のぬれ性試験方法に記載の静滴法により行った。
In order to leave the white ink only in the concave portion 143 and not on the surface of the convex portion 142 when the reflective layer 144 is formed, the white ink is applied to the entire incident side of the light control sheet 14 and then squeezed ( Wiping) is recommended.
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of a method for forming the reflective layer 144.
The method for forming the reflective layer 144 shown in FIG. 4 is a method that does not perform squeezing. First, a sheet having only the shape of the light control sheet 14 before forming the reflective layer 144 is formed (FIG. 4A). Next, the water repellent layer 145 that repels ink is provided only on the surface parallel to the sheet surface of the convex portion 142 (the most protruding surface). The water repellent layer 145 can be easily formed (separated) because the protrusion 142 protrudes (FIG. 4B). Finally, the entire incident side of the sheet is immersed in the ink for the reflective layer and pulled up as it is, so that the ink is not applied to the portion where the water repellent layer 145 is formed, and the ink remains only in the recess 143. In order to develop water repellency, it is better to use fluororesin-based ink.
It should be noted that the water repellency required for the water repellent layer 145 is desirably water repellency with a water contact angle of 60 degrees or more. Here, the evaluation method of the contact angle of water was performed by the sessile drop method described in the wettability test method of the substrate glass surface of JIS R3257.

このように、スキージングを行ったり、撥水層145を設けたりすることにより、反射層144の形成を容易に行える。また、凹部143の深さに応じて反射層144の厚さを調整できるので、簡単に反射層144の厚さを厚くでき、反射層144の反射率を簡単に高くできる。反射層の反射率は、その層厚に依存し、反射層144を印刷により形成する場合に、高い反射率を確保するためには、数回〜数十回の印刷を繰返す必要があり、現実的ではない。しかし、本実施例のように、凹部143内に反射層144を形成することにより、簡単に高い反射率を確保できる。   In this manner, the reflective layer 144 can be easily formed by performing squeezing or providing the water repellent layer 145. Further, since the thickness of the reflective layer 144 can be adjusted according to the depth of the concave portion 143, the thickness of the reflective layer 144 can be easily increased, and the reflectance of the reflective layer 144 can be easily increased. The reflectance of the reflective layer depends on the thickness of the reflective layer. When the reflective layer 144 is formed by printing, it is necessary to repeat printing several to several tens of times in order to ensure high reflectance. Not right. However, a high reflectance can be easily ensured by forming the reflective layer 144 in the recess 143 as in the present embodiment.

ここで、凸部142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、凸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5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5に示す比較例は、凸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。
凸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凸部に入射する光は、入射した凸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、凸部142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 convex portion 142 has a curved surface shape convex toward the incident side, a comparative example in which the convex portion is not a curved surface shape and is a plane parallel to the sheet surface will be given.
FIG. 5 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. 5 is the same as the light control sheet 14 of the present embodiment except that the convex portions are flat.
When the convex portion is a flat surface, the light incident on the convex portion at a large incident angle, such as the light ray A, does not reach the unit lens at a position advanced in the normal direction of the sheet surface from the incident convex portion. Then, it reaches the unit lens next to it and exits at an exit angle larger 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 traveling light like the light ray A without reducing the thickness of the sheet, the light control sheet 14 of the present embodiment has a convex portion 142 that is convex on the incident side.

図6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5に示した光線Aと同一角度で入射する光であるが、凸部142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、入射した凸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の凸部142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、凸部142の中央付近の形状は、シート面に対して平行に近い方が凸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、凹部143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、凸部の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、凹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、凸部142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. 6 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. 5, but since the convex portion 142 has a curved surface shape convex toward the incident side, the traveling direction of the light beam in the light control sheet 14. Changes, and the light is emitted from the unit lens at a position advanced from the incident convex portion in the normal direction of the sheet surface. The emission angle of this light beam is small, and the light is collected more effectively.
In addition, the curved surface shape of the convex part 142 of the light control sheet 14 of the present embodiment is a partial shape of an elliptic cylinder so that the major axis thereof is parallel to the sheet surface of the light control sheet 14. Yes. This is because it is desirable that the shape near the center of the convex portion 142 is closer to the sheet surface in order not to affect the light incident near the center of the convex portion, and the curvature is closer to the concave portion 143. This is because it is desirable to suppress the light emitted in an unnecessary direction and to collect more light in the necessary direction. In other words, it is desirable for the curved surface shape of the convex portion to have a small angle formed by the tangent line near the center with the sheet surface and a large angle formed by a tangent line close to the concave portion formed with the sheet surface. Therefore, the curved surface shape of the convex portion 142 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7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を用いた面光源装置の垂直方向における輝度分布を示す図である。なお、図7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、これが解消されている。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. 7 is a diagram showing the luminance distribution in the vertical direction of the surface light source device using 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. 7 is expressed as a ratio (relative luminance) with respect 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、入射側に凹凸形状を形成し、凸部142を曲面としたので、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、両面にレンズ形状等の凹凸形状を設けたことにより入射側と出射側の表面積を近い値にしたので、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、凹部143に反射層144を形成したので、生産性をよくできる。
さらにまた、凸部142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, the concavo-convex shape is formed on the incident side, and the convex portion 142 is formed as a curved surface. The illumination light can be efficiently collected within a necessary range.
In addition, the light control sheet 14 is integrally molded from the same material, and the surface area on the incident side and the emission side are made close to each other by providing concave and convex shapes such as a lens shape on both sides, realizing high environmental resistance. did. Furthermore, since the light control sheet 14 is integrally formed by extrusion molding and the reflective layer 144 is formed in the recess 143, productivity can be improved.
Furthermore, since the shape of the convex portion 142 is a shape including a convex curved surface on the incident side, an unnatural luminance peak generated in the direction of a large emission angle is suppressed, and the light emitted to a necessary range is increased. be able to.

(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 this embodiment, an example is shown in which one light control sheet is arranged so that light can be controlled in the vertical direction. However, the present invention is not limited to this. 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. 反射層144の形成方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the formation method of the reflection layer 144. 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を用いた面光源装置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 orthogonal | vertical direction of the surface light source device using 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
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 143 Concave part 144 Reflective layer 16 Milky white board

Claims (7)

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凸部の中央とは、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、
前記凹部には、反射層が形成され、
前記凸部は、入射側に凸の曲面を含む形状となっており、
前記凸部の曲面形状は、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。
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 convex portion are arranged at positions that overlap when viewed from the normal direction to the sheet surface,
A reflective layer is formed in the recess,
The convex portion has a shape including a convex curved surface on the incident side ,
The curved surface shape of the convex portion is a partial shape of an elliptic cylinder,
Light control sheet characterized by.
請求項1に記載の光制御シートにおいて、
前記凸部の曲面形状は、その中央付近の接線がシート面となす角度が小さく、前記凹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 convex part is such that the angle formed by the tangent line near the center and the sheet surface is small, and the angle formed by the tangent line located near the concave part and the sheet surface is large.
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 claim 1 or 2 ,
The reflective layer diffusely reflects light;
Light control sheet characterized by.
請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の光制御シートにおいて、
前記凸部の最も突出した位置から前記反射層を除いた前記凹部の底面までの深さは、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 3 ,
The depth from the most protruding position of the convex part to the bottom surface of the concave part excluding the reflective layer is 5 μm or more and 60 μm or less,
Light control sheet characterized by.
請求項1から請求項までのいずれか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 4 ,
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 5 ,
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 6 ,
A surface light source device comprising:
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