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JP2012237978A - Optical sheet and planar light source device using the same - Google Patents

Optical sheet and planar light source device using the same Download PDF

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JP2012237978A
JP2012237978A JP2012091335A JP2012091335A JP2012237978A JP 2012237978 A JP2012237978 A JP 2012237978A JP 2012091335 A JP2012091335 A JP 2012091335A JP 2012091335 A JP2012091335 A JP 2012091335A JP 2012237978 A JP2012237978 A JP 2012237978A
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JP
Japan
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optical sheet
light source
light
quadrangular pyramid
shape
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012091335A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Awaji
敏夫 淡路
Hiroshi Imai
大資 今井
Tatsufumi Hirauchi
達史 平内
Yuki Miyoshi
祐輝 三吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2012091335A priority Critical patent/JP2012237978A/en
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Abstract

【課題】LED間距離を広げて使用素子数を減らすことで低コスト化を図ったバックライトや、第1の光学シートと反射フィルムの距離を短くして薄型化を図ったバックライトにおいて効果的な輝度ムラ解消が可能となる光学シートを提供する。
【解決手段】本発明の光学シートは、外形が長方形状であり、一方の表面に凸状又は凹状の四角錐形状が複数賦形された光学シートであって、前記四角錐形状の基底面が、狭角(θ1)が75°〜88°の菱形であり、前記菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺となす角度が10°以下である。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To reduce the cost by increasing the distance between LEDs and reducing the number of elements used, and in a backlight that is reduced in thickness by reducing the distance between a first optical sheet and a reflective film. Provided is an optical sheet that can eliminate uneven brightness.
An optical sheet of the present invention is an optical sheet having a rectangular outer shape, and a plurality of convex or concave quadrangular pyramid shapes formed on one surface, wherein the base surface of the quadrangular pyramid shape is provided. The angle between the long diagonal of the rhombus and the long side of the outer shape of the optical sheet is 10 ° or less.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光学シートおよび該光学シートを用いた面状光源装置に関するものである。   The present invention relates to an optical sheet and a planar light source device using the optical sheet.

近年、表示装置はブラウン管を用いたものから液晶を用いたものに代わってきており、画面の大型化も進んできた。バックライトの光源は冷陰極管を用いたものが主流であったが、近年では急速にLED光源(Light Emitting Diode)へのシフトが進んでいる。   In recent years, a display device has been replaced by a liquid crystal display instead of a display using a cathode ray tube, and the screen has been increased in size. Although the light source of the backlight mainly uses a cold cathode tube, in recent years, the shift to the LED light source (Light Emitting Diode) is rapidly progressing.

LED光源の照射方式は、エッジライト方式と直下型方式の2種類に大別される。エッジライト方式は、薄型化が可能であり、使用するLEDの数も直下型と比べて少ないためコスト減が可能であることから、市場はエッジライト方式が主流となってきている。一方で、直下型は細かい領域でのローカルディミングが可能であり、エッジライトと比べて大型化も容易であることから、高性能モデルや大型モデルでは直下型の採用が主流である。   There are two types of LED light source irradiation methods: an edge light method and a direct type. The edge light method can be reduced in thickness, and the number of LEDs used is smaller than that of the direct type, so that the cost can be reduced. Therefore, the edge light method has become the mainstream in the market. On the other hand, the direct type is capable of local dimming in a small area and is easy to increase in size compared to the edge light. Therefore, the direct type is the mainstream in high performance models and large models.

直下型方式は、液晶パネルの背面側に光源を設置し光を照射するが、バックライトの厚みを薄くするため光学シートと反射フィルムの距離を短くすると輝度ムラが生じてしまう。そのため、厚みが厚くなってしまうことが直下型方式の大きな欠点の1つとなっている。   In the direct type, a light source is installed on the back side of the liquid crystal panel to irradiate light. However, if the distance between the optical sheet and the reflective film is shortened in order to reduce the thickness of the backlight, uneven brightness occurs. Therefore, increasing the thickness is one of the major drawbacks of the direct type.

直下型方式において薄型化を可能とするために、特許文献1に開示された直下型光源装置では、光拡散成分を含有するシートを複数枚重ねることで輝度ムラの解消を行っている。しかしながら、光学シートを複数枚使用することはコストアップにつながり、さらに拡散成分を通過する光路長が増加するため、正面輝度の低下という新たな問題が生じる。また特許文献2で開示された直下型光源装置は、表面に畝状のレンズを賦形した光学シートを直交して用いることで輝度ムラの解消を図っている。しかし、この方式でも畝状レンズ賦形光学シートを2枚使用することによりコストアップにつながり、さらに画面の水平方向の視野角が狭くなってしまうという新たな問題が生じる。   In order to enable thinning in the direct type, the direct type light source device disclosed in Patent Document 1 eliminates luminance unevenness by stacking a plurality of sheets containing light diffusion components. However, the use of a plurality of optical sheets leads to an increase in cost and further increases the optical path length that passes through the diffusing component, resulting in a new problem of lowering the front luminance. Further, the direct light source device disclosed in Patent Document 2 attempts to eliminate luminance unevenness by using an optical sheet having a bowl-shaped lens formed on the surface in an orthogonal manner. However, even with this method, the use of two bowl-shaped lens-shaped optical sheets leads to an increase in cost and a new problem that the viewing angle in the horizontal direction of the screen becomes narrow.

特開2010−49937号公報JP 2010-49937 A 特開2010−44941号公報JP 2010-44941 A

平板もしくは1μm≦Ra≦50μm程度のランダムな凹凸を賦形した光学シートに拡散剤を多量に添加し、輝度ムラの解消を図る場合、拡散剤を添加することで直下型LEDバックライトにおいて輝度ムラ解消能を効果的に高めることができる。しかし、このような表面形状の光学シートは特異的な方向に光を集めることが出来ず、出光分布を均一に広げるのが主たる効果である。そのため、拡散剤を一定水準以上添加しても輝度ムラ解消能を十分に向上させることはできない。   When a large amount of a diffusing agent is added to a flat plate or an optical sheet with random irregularities of about 1 μm ≦ Ra ≦ 50 μm to eliminate uneven brightness, the uneven brightness in the direct type LED backlight can be improved by adding the diffuser. The resolving power can be effectively increased. However, the optical sheet having such a surface shape cannot collect light in a specific direction, and the main effect is to broaden the light distribution uniformly. Therefore, even if a diffusing agent is added to a certain level or more, the luminance unevenness eliminating ability cannot be sufficiently improved.

出光面に直線畝状に配されたレンズを有する光学シートは、畝状レンズを線状光源と平行に配置することにより線状光源と垂直方向への光拡散性が高められ、また正面輝度を上昇させることができる。そのため、冷陰極管直下型方式の液晶テレビでは薄型化や、冷陰極管の本数削減に最適な光源用光学シート構成と考えられている。   An optical sheet having a lens arranged in a straight bowl shape on the light exit surface can improve light diffusivity in the vertical direction with the linear light source by arranging the bowl lens parallel to the linear light source, and also increase the front brightness. Can be raised. For this reason, it is considered that an optical sheet configuration for a light source is optimal for thinning a cold cathode tube liquid crystal television and reducing the number of cold cathode tubes.

しかし、LED直下型方式の液晶テレビは点光源であるため、直線畝状のレンズでは畝と垂直方向へは光を拡散することができるが、畝と平行方向へはほとんど光を拡散できない。そのため、独立形状のレンズを賦形した光学シートが開発されている。このような光学シートでは等方的に光を拡散させることが出来るので、畝状のレンズシートと比べて高度に輝度ムラ解消を達成することが出来る。
しかしながら、薄型化を実現するために反射板と光源から液晶パネル側の方向に対して、一番目に配置する光学シート(以下、「第一の光学シート」と称する場合がある。)間の距離を狭めた光源装置や、低コスト化のためにLED素子数を削減した光源装置においては、格子状に並んだLED素子の中央部(LED素子が配置されていな部分)の上方部分は、この部分に入射する光の角度が厳しくなる。結果として、格子状に配置されたLED(1)素子の中央部に新たな暗点が生じるという問題が生じていた。
However, since a liquid crystal television of the type directly under the LED is a point light source, a linear saddle-shaped lens can diffuse light in a direction perpendicular to the eyelid, but hardly diffuses light in a direction parallel to the eyelid. Therefore, an optical sheet formed with an independent lens has been developed. Since such an optical sheet can diffuse light isotropically, it is possible to achieve a high degree of brightness non-uniformity compared to a bowl-shaped lens sheet.
However, the distance between the first optical sheet (hereinafter sometimes referred to as “first optical sheet”) in the direction from the reflector and the light source to the liquid crystal panel side in order to reduce the thickness. In the light source device in which the number of LED elements is reduced in order to reduce the cost, the upper part of the central part of the LED elements arranged in a grid (the part where the LED elements are not arranged) The angle of light incident on the part becomes severe. As a result, the problem that a new dark spot arises in the center part of LED (1) element arrange | positioned at a grid | lattice form has arisen.

本発明の目的は、第一の光学シートと反射シート間の距離が短い構造の直下型LEDバックライトにおいて輝度ムラの解消が可能となる光学シート、およびそれらを含む面状光源装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical sheet capable of eliminating luminance unevenness in a direct type LED backlight having a short distance between a first optical sheet and a reflecting sheet, and a planar light source device including them. It is.

上記課題および従来技術の問題点を解消すべく、鋭意検討を重ねた結果、発明者らは、拡散剤を含む光学シートの出光面側に四角錐を賦形し、それらの形状を特定の角度で交差するように配置することで上記課題が解決されることを見出し、発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems and the problems of the prior art, the inventors formed a quadrangular pyramid on the light exit surface side of the optical sheet containing the diffusing agent, and determined the shape to a specific angle. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by arranging them so as to intersect with each other, and the present invention has been completed.

本発明の光学シートは、外形が長方形状であり、一方の表面に凸状又は凹状の四角錐形状が複数賦形された光学シートであって、前記四角錐形状の基底面が、狭角(θ1)が75°〜88°の菱形であり、前記菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺となす角度が10°以下であることを特徴とする。前記四角錐形状は、凹状であり、前記菱形の各辺の方向に四角錐形状が配列していることが好ましい。前記四角錘形状は、四角錐の斜面と基底面との交差角(θ2)が20°≦θ2≦70°であることが好ましい。   The optical sheet of the present invention is an optical sheet having a rectangular outer shape and a plurality of convex or concave quadrangular pyramid shapes formed on one surface, wherein the base surface of the quadrangular pyramid has a narrow angle ( [theta] 1) is a rhombus of 75 [deg.] to 88 [deg.], and the angle formed between the longer diagonal of the rhombus and the long side of the outer shape of the optical sheet is 10 [deg.] or less. It is preferable that the quadrangular pyramid shape is concave and the quadrangular pyramid shape is arranged in the direction of each side of the rhombus. In the quadrangular pyramid shape, the intersection angle (θ2) between the slope of the quadrangular pyramid and the basal plane is preferably 20 ° ≦ θ2 ≦ 70 °.

本発明の面状光源装置は、板上に格子状に配置された複数の点光源を備えた光源と、該光源の出光側に上記光学シートを有する面状光源装置であって、前記光学シート表面に賦型された四角錐形状の底面の菱形の対角線と、前記点光源の配列方向がなす交差角(θ3)の狭角が、15°以下であることを特徴とする。前記光源は出光側に長方形の開口部を有し、前記光学シートがその長手方向と前記開口部の長手方向とが同一方向となるように配置されており、前記光学シートよりも出光面側に、少なくとも1枚のプリズムシートが、該プリズムシートのレンズ延在方向が前記開口部の長手方向と同一方向となるように配置されていることが好ましい。   The planar light source device of the present invention is a planar light source device having a light source including a plurality of point light sources arranged in a grid on a plate, and the optical sheet on the light output side of the light source, the optical sheet The narrow angle of the crossing angle (θ3) formed by the rhombic diagonal line on the bottom surface of the quadrangular pyramid shape formed on the surface and the arrangement direction of the point light sources is 15 ° or less. The light source has a rectangular opening on the light exit side, and the optical sheet is arranged so that the longitudinal direction thereof is in the same direction as the longitudinal direction of the opening, and is closer to the light exit surface than the optical sheet. It is preferable that at least one prism sheet is arranged such that the lens extending direction of the prism sheet is the same as the longitudinal direction of the opening.

本発明の光学シートを用いる事により、格子状に配置されたLED光源の中央部の直上に配置される第1の光学シートへ入射する光が、効率的に観察者側に出射される。また、光学シートから出斜された光は、マイクロレンズシートやプリズムシートを透過することで、正面方向へ立ち上げ易い方向へ出射されるようになる。よって、LED光源の中央部の暗点を改善することが出来、輝度ムラの少ない高品位の映像を提供できる。   By using the optical sheet of the present invention, the light incident on the first optical sheet disposed immediately above the central portion of the LED light source disposed in a lattice shape is efficiently emitted to the viewer side. Further, the light emitted from the optical sheet passes through the microlens sheet and the prism sheet, and is emitted in a direction in which it can easily be raised in the front direction. Therefore, the dark spot at the center of the LED light source can be improved, and a high-quality image with little luminance unevenness can be provided.

表示装置の構成を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of a display apparatus. 本発明の光学シートに賦形される四角錐形状の断面形状の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the cross-sectional shape of the quadrangular pyramid shape shape | molded by the optical sheet of this invention. 本発明の光学シートに賦形される四角錐形状の断面形状の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the cross-sectional shape of the quadrangular pyramid shape shape | molded by the optical sheet of this invention. 本発明の光学シートに賦形される四角錐形状の断面形状の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the cross-sectional shape of the quadrangular pyramid shape shape | molded by the optical sheet of this invention. 本発明の光学シートに賦形される四角錐形状の断面形状の他の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the cross-sectional shape of the quadrangular pyramid shape shape | molded by the optical sheet of this invention. LED直下型バックライト装置の模式図である。It is a schematic diagram of an LED direct type backlight device. プリズムシートの説明図である。It is explanatory drawing of a prism sheet. 本発明のLED直下型バックライトに用いられるLEDの配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning of LED used for the LED direct type | mold backlight of this invention. 本発明のLED直下型バックライトに用いられるLEDの他の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of arrangement | positioning of LED used for the LED direct type | mold backlight of this invention. LEDと第1の光学シートの配置例を説明する平面図である。It is a top view explaining the example of arrangement | positioning of LED and a 1st optical sheet. LEDと第1の光学シートの他の配置例を説明する平面図である。It is a top view explaining other example of arrangement of LED and the 1st optical sheet. LEDと第1の光学シートの他の配置例を説明する平面図である。It is a top view explaining other example of arrangement of LED and the 1st optical sheet. LEDと第1の光学シートの他の配置例を説明する平面図である。It is a top view explaining other example of arrangement of LED and the 1st optical sheet. 実施例2の光学シート(射出成型品)のレーザー顕微鏡観察像である。It is a laser microscope observation image of the optical sheet (injection molded product) of Example 2. 実施例2の光学シート(射出成型品)の電子顕微鏡観察像である。It is an electron microscope observation image of the optical sheet (injection molded product) of Example 2.

以下に図面等を参照して説明を行うが、本願発明は図面の実施形態にのみ限定されるものではない。   The following description is made with reference to the drawings and the like, but the present invention is not limited to the embodiments of the drawings.

本明細書における第一の光学シートとは、光源から液晶パネル側の方向に対して、一番目に配置する光学シートをいい、第二以降の光学シートはそれぞれ、二番目、三番目、四番目と配置する順番の光学シートのことを示す(図1参照)。また、前面パネルに最も近い光学シートとは図1においては第四の光学シート6が該当する。これらの光学シートはその設置の目的(例えば輝度向上)が、他の阻害要因(例えば著しい厚みの増加、コストの上昇)を生じることなく達成できるかぎり、配置枚数の上限はない。   In the present specification, the first optical sheet refers to an optical sheet arranged first in the direction from the light source to the liquid crystal panel, and the second and subsequent optical sheets are the second, third, and fourth, respectively. And the optical sheets in the order of arrangement (see FIG. 1). The optical sheet closest to the front panel corresponds to the fourth optical sheet 6 in FIG. As long as the purpose of installation (for example, improvement in luminance) of these optical sheets can be achieved without causing other obstruction factors (for example, significant increase in thickness, increase in cost), there is no upper limit on the number of sheets.

以下、先ず本発明に係る光学シートの表面形状など物理的構成につき説明した上で、続いて化学組成、他のシートの組合せ方法などにつき説明する。
<光学シートの表面形状>
本発明の光学シートは、出光面側に独立形状の四角錐(以下、「単位レンズ」と称する場合がある。)群が形成されている。前記四角錐形状の基底面は、菱形である。
ただし、菱形の2組の対向する底辺の交差角(狭角)θ1が鋭角になりすぎると、LED光源中央部の上方に入射する光が四角錐の面で全反射されるようになってしまい、光が十分出射されないため暗線が生じてしまう。ゆえに、菱形の2組の対向する底辺の交差角(狭角)は75°≦θ1≦88°が望ましく、78°≦θ1≦86°がより望ましく、80°≦θ1≦85°がさらに望ましい。
Hereinafter, the physical configuration such as the surface shape of the optical sheet according to the present invention will be described first, and then the chemical composition, the method of combining other sheets, and the like will be described.
<Surface shape of optical sheet>
In the optical sheet of the present invention, an independent quadrangular pyramid (hereinafter sometimes referred to as “unit lens”) group is formed on the light exit surface side. The base surface of the quadrangular pyramid shape is a rhombus.
However, if the intersection angle (narrow angle) θ1 between the two opposing bottoms of the rhombus becomes too acute, the light incident on the LED light source central part is totally reflected on the surface of the quadrangular pyramid. Since light is not emitted sufficiently, dark lines are generated. Therefore, the crossing angle (narrow angle) of the two opposing bases of the rhombus is desirably 75 ° ≦ θ1 ≦ 88 °, more desirably 78 ° ≦ θ1 ≦ 86 °, and further desirably 80 ° ≦ θ1 ≦ 85 °.

本発明の光学シートの出光面に賦形する形状は、略四角錐形状でもよく、任意の底辺と垂直かつ中心部を通る断面の幅をP2、該光学素子の基底部と頂上部の高さをH2とした場合、これらの距離には特に制限はない。成型の容易さから20μm≦P2≦300μm、10μm≦H2≦200μmであることが好ましい。またこれらの四角錐形状の斜面と基底面との交差角をθ2としたとき、θ2は20°〜70°が好ましく、30°〜60°がさらに好ましく、40°〜50°がより好ましい。また斜面部は直線であっても良いが、楕円や双曲線の一部のような連続的に傾きが変化する曲線でも良い。また、中腹部分から頂点に向かう部分の形状は鋭角な形状(図2)となっていても良いが、丸みを帯びていたり(図3)、平坦であってもよく(図4)、逆に頂部が窪んでいる形状でもよい(図5)。また、四角錐形状は、凸形状であっても良いが、成形の容易性から凹形状としてもよい。このような形状とすることで、光源から離れた位置へ入射する深い角度の入射光を正面方向へ立ち上げることが出来るので、光源間に生じる暗線を改良することが可能となる。   The shape to be formed on the light exit surface of the optical sheet of the present invention may be a substantially quadrangular pyramid shape, the width of the cross section perpendicular to the arbitrary base and passing through the center is P2, and the height of the base and top of the optical element When H is H2, these distances are not particularly limited. In view of ease of molding, it is preferable that 20 μm ≦ P2 ≦ 300 μm, 10 μm ≦ H2 ≦ 200 μm. Moreover, when the crossing angle between these quadrangular pyramidal slopes and the basal plane is θ2, θ2 is preferably 20 ° to 70 °, more preferably 30 ° to 60 °, and more preferably 40 ° to 50 °. The slope portion may be a straight line, or may be a curve whose slope changes continuously, such as an ellipse or a part of a hyperbola. Also, the shape of the part from the middle part to the apex may be an acute shape (FIG. 2), but it may be rounded (FIG. 3) or flat (FIG. 4). The shape which the top part is depressed may be sufficient (FIG. 5). The quadrangular pyramid shape may be a convex shape, but may be a concave shape for ease of molding. By adopting such a shape, incident light at a deep angle incident on a position away from the light source can be raised in the front direction, so that dark lines generated between the light sources can be improved.

薄型直下型LEDバックライトでは2つのLEDの中間部位における光入射角が深く、四角錐形状斜面の斜面部が少ないと効果的に光を立ち上げることが出来ず、その結果暗部が残ることで輝度ムラの原因となる。そのため、斜面部の投影線長さをL2とした場合、L2/P2≧20%であることが好ましく、L2/P2≧40%であることがより好ましく、L2/P2≧50%であることがさらに好ましい。   In a thin direct type LED backlight, if the light incident angle at the middle part of two LEDs is deep and there are few slopes on the slope of the quadrangular pyramid, light cannot be launched effectively, and as a result, the dark part remains, resulting in brightness Cause unevenness. Therefore, when the projection line length of the slope portion is L2, it is preferable that L2 / P2 ≧ 20%, more preferably L2 / P2 ≧ 40%, and L2 / P2 ≧ 50%. Further preferred.

前記単位レンズの配置については、規則性なくランダムに配置してもよいし、一定の規則性をもって配置してもよい。
本発明の光学シートにおいて、隣り合う独立形状間の連結部の構成は目的とする光学性能に影響を与えなければ、特に制限がない。
Regarding the arrangement of the unit lenses, they may be arranged randomly without regularity, or may be arranged with a certain regularity.
In the optical sheet of the present invention, the structure of the connecting portion between adjacent independent shapes is not particularly limited as long as it does not affect the target optical performance.

例えば、独立形状の設計どおりの光学性能のみを光学シート全体で達成したい場合には、理想的には、独立形状(四角錐形状)の基底面の外周線全てが基底線と一致していること、すなわち隙間なく単位レンズを配置することが好ましい。特に、前記菱形の各辺の方向に四角錐形状が配列している態様が好ましい。   For example, if you want to achieve only the optical performance as designed for the independent shape with the entire optical sheet, ideally, all the outer peripheral lines of the base surface of the independent shape (quadrangular pyramid shape) should match the base line That is, it is preferable to arrange the unit lenses without any gap. In particular, an aspect in which quadrangular pyramid shapes are arranged in the direction of each side of the rhombus is preferable.

しかし、光学シート全体としての光学性能に影響を与えない範囲での独立形状間の間隔は実質的に隙間がないに等しく、本発明の均等の範囲である。例えば、本発明の光学シートの独立形状を転写する工程において形状転写後の離型が容易になるように、わずかな隙間を与えることなどがこれに当たる。このわずかな隙間により本発明の光学シートに与えられる独立形状間の断面形状については、直線、凹状の曲線、V字等どのような形状であっても、光学性能に影響を与えなければ、本発明では隙間がないことと同義である。
また、逆に本発明の単位レンズの光学性能を補助したり、強めたり、他の光学性能を補ったりする為に、隣り合う単位レンズの最低部の間に、間隔をあけ目的に応じた形状を加えても良い。
However, the interval between the independent shapes in a range that does not affect the optical performance of the entire optical sheet is substantially equal to that there is no gap, and is an equivalent range of the present invention. For example, in the step of transferring the independent shape of the optical sheet of the present invention, a slight gap is given so that release after shape transfer is facilitated. With respect to the cross-sectional shape between the independent shapes given to the optical sheet of the present invention by this slight gap, any shape such as a straight line, a concave curve, or a V-shape can be used as long as the optical performance is not affected. The invention is synonymous with no gap.
Conversely, in order to assist or enhance the optical performance of the unit lens of the present invention, or to supplement other optical performance, a shape corresponding to the purpose is provided with a gap between the lowest portions of adjacent unit lenses. May be added.

本発明の光学シートではこれらの表面形状は出光面側に設定される。一方、本発明の光学シートの入光面側の表面形状構成は特に制限はなく、平面、エンボス面、マット面、レンズなどの光学要素を持つ面などの中から適宜選択可能であるが、傷付防止、音鳴り防止、光散乱効果発揮などの観点から、エンボス面、マット面が好ましく用いられる。   In the optical sheet of the present invention, these surface shapes are set on the light exit surface side. On the other hand, the surface shape configuration on the light incident surface side of the optical sheet of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected from flat surfaces, embossed surfaces, mat surfaces, surfaces having optical elements such as lenses, etc. An embossed surface and a mat surface are preferably used from the viewpoints of preventing sticking, preventing sound noise, and exhibiting a light scattering effect.

本発明の光学シートの厚さは、適宜調整することができ特に制限されないが、通常は0.3mm以上が好ましく、より好ましくは0.5mm以上であり、10mm以下が好ましく、より好ましくは5mm以下である。厚さが0.3mm以上であれば光拡散作用がより良好となり、また、剛性が高く形状安定性が向上し、10mm以下であれば本発明の光学シートを適用した装置全体をよりコンパクトにできる。   The thickness of the optical sheet of the present invention can be appropriately adjusted and is not particularly limited, but is usually preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less. It is. If the thickness is 0.3 mm or more, the light diffusing action is better, and the rigidity is high and the shape stability is improved. If the thickness is 10 mm or less, the entire apparatus to which the optical sheet of the present invention is applied can be made more compact. .

本発明の光学シートの外形は、長方形である。
そして、表面に賦形された略四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線(狭角の頂点を結んだ対角線)と、光学シート外形の長辺がなす角度が10°以下であることが必要である。この角度が10°以下であることで、本発明の光学シートを長方形の躯体を持つ面状光源装置に用いた場合に、視野角による輝度均整度の違いを抑えることができる。前記角度は、より好ましくは5°以下であり、さらに好ましくは0°(表面に賦形された略四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺が平行)である。
The outer shape of the optical sheet of the present invention is rectangular.
The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the substantially quadrangular pyramid shape formed on the surface (the diagonal connecting the vertices of the narrow angle) and the long side of the optical sheet outer shape is 10 ° or less. is necessary. When this angle is 10 ° or less, when the optical sheet of the present invention is used in a planar light source device having a rectangular housing, it is possible to suppress a difference in luminance uniformity due to a viewing angle. The angle is more preferably 5 ° or less, and further preferably 0 ° (the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the substantially quadrangular pyramid shape formed on the surface is parallel to the long side of the optical sheet outer shape). is there.

<光学シートの構成>
[透明性熱可塑性樹脂]
本発明の光学シートを構成する熱可塑性樹脂は、透明なものであり、かつ光学シートの主な構成要素として適度な強度を有するものであれば特に制限されない。例えば、ポリカーボネート樹脂;ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂;ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリ(p−メチルスチレン)などのスチレン系樹脂;MS樹脂(メチルメタクリレートとスチレンの共重合体);ノルボルネン系樹脂などのポリオレフィン樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;及びこれらのうち2種以上の混合樹脂などを用いることができる。好適にはポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂またはノルボルネン系樹脂を用いる。
<Configuration of optical sheet>
[Transparent thermoplastic resin]
The thermoplastic resin constituting the optical sheet of the present invention is not particularly limited as long as it is transparent and has an appropriate strength as a main component of the optical sheet. For example, polycarbonate resin; acrylic resin such as polymethyl methacrylate; styrene resin such as polystyrene, polyvinyl toluene and poly (p-methylstyrene); MS resin (copolymer of methyl methacrylate and styrene); norbornene resin Polyolefin resin; polyarylate resin; polyethersulfone resin; and mixed resins of two or more of these can be used. A polycarbonate resin, a styrene resin, or a norbornene resin is preferably used.

樹脂の屈折率も特に限定されないが、空気層(屈折率n=1.0)との屈折率差が大きいほど、屈折角が大きくなり、拡散性能が良好となるのでn≧1.3が望ましく、n≧1.4がより望ましく、n≧1.45がさらに望ましい。なかでもポリカーボネート樹脂は、透明性や耐熱性、加工性に優れており、且つそれらのバランスがよいので光学シート用の樹脂として特に好ましい。その他、必要に応じて、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、難燃剤などを含んでいてもよい。   The refractive index of the resin is not particularly limited, but the larger the refractive index difference from the air layer (refractive index n = 1.0), the larger the refractive angle and the better the diffusion performance, so n ≧ 1.3 is desirable. N ≧ 1.4 is more desirable, and n ≧ 1.45 is even more desirable. Of these, the polycarbonate resin is particularly preferable as a resin for an optical sheet because it is excellent in transparency, heat resistance, and processability and has a good balance. In addition, an ultraviolet absorber, a fluorescent brightening agent, a flame retardant, and the like may be included as necessary.

[光拡散層]
本発明の光学シートは、透明樹脂のみで構成されていてもよいが、光拡散性を調整するために、光拡散能を有する粒子による光拡散層を設けてもよい。光拡散層は、光学シート全体、レンズ部のみ、レンズ部以外全体、出光面表層のみ、入光面表層のみあるいは、中間層に均一、あるいはランダムに分散させてよい。
光拡散層は、透明樹脂との屈折率が0.01以上の差を有する光拡散性粒子が熱可塑性樹脂中に分散されているものであり、その屈折率差が0.01以上であることが好ましく、0.05以上であることがさらに好ましく、0.1以上であることがより好ましい。また、光拡散の拡散方向や拡散割合などの調整と視野角方向での輝度均整度をより高めることを目的として表面にレンズ状の光学素子を有していても良い。
[Light diffusion layer]
The optical sheet of the present invention may be composed of only a transparent resin, but in order to adjust the light diffusibility, a light diffusing layer made of particles having a light diffusing ability may be provided. The light diffusing layer may be uniformly or randomly dispersed in the entire optical sheet, only the lens portion, the entire portion other than the lens portion, only the light exit surface layer, only the light entrance surface layer, or the intermediate layer.
In the light diffusion layer, light diffusing particles having a difference in refractive index of 0.01 or more from the transparent resin are dispersed in the thermoplastic resin, and the difference in refractive index is 0.01 or more. Is preferably 0.05 or more, more preferably 0.1 or more. Further, a lens-like optical element may be provided on the surface for the purpose of adjusting the diffusion direction and diffusion ratio of light diffusion and increasing the luminance uniformity in the viewing angle direction.

[光拡散剤]
光拡散性粒子の材質としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、これらの共重合体などの合成樹脂;ガラス;スメクタイト、カオリナイトなどの粘土化合物;シリカ、アルミナなどの無機酸化物;などが挙げられる。これらの材質のうち、(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、シリカが特に好適である。光拡散剤は、これら例示の材質の単一材料、単一材料の混合物、混合材料、混合材料の混合物のどれを用いてもかまわない。
[Light diffusing agent]
Examples of the material for the light diffusing particles include (meth) acrylic resins, styrene resins, polyurethane resins, polyester resins, silicone resins, fluorine resins, and synthetic resins such as copolymers thereof; glass; And clay compounds such as smectite and kaolinite; inorganic oxides such as silica and alumina; and the like. Of these materials, (meth) acrylic resins, silicone resins, and silica are particularly suitable. The light diffusing agent may be a single material, a mixture of single materials, a mixed material, or a mixture of mixed materials of these exemplified materials.

光拡散性粒子の体積平均粒径は、0.1〜50μmが好ましく、0.3〜10μmがより好ましく、0.5〜5μmがさらに好ましい。光拡散性粒子の粒径が上記範囲を外れた場合、十分な光拡散性を発揮できないおそれがある。   The volume average particle size of the light diffusing particles is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 0.3 to 10 μm, and further preferably 0.5 to 5 μm. When the particle size of the light diffusing particles is out of the above range, there is a possibility that sufficient light diffusing properties cannot be exhibited.

熱可塑性樹脂と光拡散性粒子との割合は適宜調整すればよいが、拡散性は基材樹脂と拡散剤樹脂の屈折率差Δn、拡散剤粒子(光拡散性粒子)の体積平均粒径D50、基材樹脂100重量部に対する光拡散性粒子の濃度をCとした場合、0.01≦Δn×D50×C≦0.50とすることが好ましい。このような厳しいバックライト条件においては拡散剤による拡散効果とレンズによる拡散効果を併用しなくては効果的なムラ消しが達成されないが、Δn×D50×C<0.01の場合は拡散剤の効果が弱すぎるため、十分な輝度ムラ解消を達成することは出来ない。一方、Δn×D50×C>0.50となると、拡散剤による拡散効果が強くなりすぎ、出光面に賦形した凹四角錐形状による光屈折効果が弱まってしまい、入射角の深い光を正面方向へ立ち上げることが困難となり、光源間に暗部が発生するため輝度ムラの解消が達成されなくなる。   The ratio between the thermoplastic resin and the light diffusing particles may be adjusted as appropriate, but the diffusivity is the difference in refractive index Δn between the base resin and the diffusing agent resin, the volume average particle diameter D50 of the diffusing agent particles (light diffusing particles). When the concentration of the light diffusing particles with respect to 100 parts by weight of the base resin is C, it is preferable that 0.01 ≦ Δn × D50 × C ≦ 0.50. Under such severe backlight conditions, effective unevenness elimination cannot be achieved unless the diffusing effect of the diffusing agent and the diffusing effect of the lens are used together. However, when Δn × D50 × C <0.01, Since the effect is too weak, it is not possible to achieve sufficient luminance unevenness elimination. On the other hand, when Δn × D50 × C> 0.50, the diffusion effect due to the diffusing agent becomes too strong, and the photorefractive effect due to the concave quadrangular pyramid shape formed on the light exit surface is weakened. It becomes difficult to start up in the direction, and a dark portion is generated between the light sources, so that it is impossible to eliminate luminance unevenness.

本発明の光学シートに光学性能として異方光拡散性能をより高める必要がある場合には、光学シートの成形時に異方光拡散性を発現できる低架橋密度有機微粒子を用いることもできる。低架橋密度有機微粒子の原料として用いる単量体としては、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート類;スチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−t−ブチルスチレンなどのスチレン類;N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ベンジルマレイミドなどのマレイミド類;(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリロニトリルなどのアクリロニトリル類;N−ビニルピロリドン;の1種、或いはこれらのうち2種以上を混合して用いることができる。   When it is necessary to further enhance the anisotropic light diffusion performance as the optical performance of the optical sheet of the present invention, low crosslink density organic fine particles that can exhibit anisotropic light diffusibility at the time of molding the optical sheet can also be used. Monomers used as raw materials for the low crosslink density organic fine particles include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n -Butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, (Meth) acrylates such as hydroxypropyl (meth) acrylate; styrenes such as styrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, pt-butylstyrene; N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzyl Maleimides such as reimide; (meth) acrylamide, (meth) acrylamides such as N-methylol (meth) acrylamide; acrylonitriles such as (meth) acrylonitrile; N-vinylpyrrolidone; or two of these The above can be mixed and used.

架橋有機微粒子の原料として用いる架橋剤としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ビスヒドロキシエチルビスフェノールAジ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート;ジビニロキシエトキシ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、アリル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンなどのラジカル重合性架橋剤;ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルなどの多官能エポキシ化合物;トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの多官能イソシアネート化合物;N−メチロールメラミン、N−メチロールベンゾグアナミンなどの多官能メチロール化合物;の1種、或いはこれらのうち2種以上を混合して用いることができる。   Examples of the crosslinking agent used as a raw material for the crosslinked organic fine particles include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) ) Acrylates, polyfunctional (meth) acrylates such as bishydroxyethyl bisphenol A di (meth) acrylate; radical polymerizable crosslinking agents such as divinyloxyethoxy (meth) acrylate, diallyl phthalate, allyl (meth) acrylate, divinylbenzene; Polyfunctional epoxy compounds such as bisphenol A diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether; Or a polyfunctional isocyanate compound such as N-methylol melamine or N-methylol benzoguanamine; or a mixture of two or more thereof. it can.

異方拡散性を出すための架橋有機微粒子は、架橋密度が0.001%以上、0.12%以下であることが好ましい。このような低架橋密度の有機微粒子は、原料段階では球状または略球状であるが、光学シート成形時に受ける熱、せん断力などにより、光学シートの所定の位置(層など)で楕円体形状あるいは棒状を呈するようになり、この形状に変化することにより異方拡散性を発現する。なお、架橋密度とは、次式(1)で求められる数値のことである。   The crosslinked organic fine particles for exhibiting anisotropic diffusibility preferably have a crosslinking density of 0.001% or more and 0.12% or less. Such organic fine particles having a low cross-linking density are spherical or substantially spherical at the raw material stage, but are formed into an ellipsoidal shape or a rod shape at a predetermined position (layer, etc.) of the optical sheet due to heat, shearing force, etc. received during molding of the optical sheet. When this shape is changed, anisotropic diffusivity is expressed. In addition, a crosslinking density is a numerical value calculated | required by following Formula (1).

Fn(c):ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる架橋剤の官能基数
ただし、Fn(c)≧2
Mw(c):ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる架橋剤の分子量
W(c):ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる架橋剤の質量配合割合(%)
W(m):ラジカル重合体系架橋微粒子製造に用いる単量体の質量配合割合(%)
ただし、W(m)+ W(c)=100
Fn (c): number of functional groups of the crosslinking agent used for production of radical polymerized crosslinked fine particles, provided that Fn (c) ≧ 2
Mw (c): Molecular weight of the crosslinking agent used for producing the radical polymer-based crosslinked fine particles W (c): Mass blending ratio (%) of the crosslinking agent used for producing the radical polymer-based crosslinked fine particles
W (m): Mass blending ratio (%) of monomer used for production of radical polymerized crosslinked fine particles
However, W (m) + W (c) = 100

[酸化防止剤]
本発明の低架橋密度有機微粒子を含む有機微粒子、または熱可塑性樹脂の少なくとも一方に、酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤は、加熱成形時における酸化や劣化による熱可塑性樹脂や有機微粒子の着色を抑制することができる。よって、本発明の光学シートを適用した光源装置の輝度を、より確実に発揮せしめることができる。
[Antioxidant]
An antioxidant may be added to at least one of the organic fine particles including the low crosslink density organic fine particles of the present invention or the thermoplastic resin. The antioxidant can suppress coloring of the thermoplastic resin and organic fine particles due to oxidation and deterioration during heat molding. Therefore, the brightness of the light source device to which the optical sheet of the present invention is applied can be more reliably exhibited.

酸化防止剤としては従来公知のものを用いることができる。例えば、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−1−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどのヒンダードフェノール系酸化防止剤;トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、トリス[2−[[2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェフィン−6−イル]オキシ]エチル]アミンなどのリン系酸化防止剤;芳香環を有するものとして、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]など、芳香環を有さないものとして、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)などの硫黄系酸化防止剤;3−ヒドロキシ−5,7−ジ−t−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンの反応生成物などのラクトン系酸化防止剤;還元型牛脂を原料としたアルキルアミンの酸化生成物などのヒドロキシルアミン系酸化防止剤;3,4−ジヒドロ−2,5,7,8−テトラメチル−2−(4,8,12−トリメチルトリデシル)−2H−ベンゾピラン−6−オールなどのビタミンE系酸化防止剤などを使用できる。   A conventionally well-known thing can be used as antioxidant. For example, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-1-hydroxyphenyl) propionate, etc. Hindered phenolic antioxidants; tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, tris [2-[[2,4,8,10-tetra-t-butyldibenzo [d, f] [ Phosphorous antioxidants such as 1,3,2] dioxaphosphin-6-yl] oxy] ethyl] amine; thiodiethylenebis [3- (3,5-di-t -Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] and the like having no aromatic ring, pentaerythrityltetrakis (3-laurylthiopropionate) Sulfur-based antioxidants such as; lactone-based antioxidants such as the reaction product of 3-hydroxy-5,7-di-t-butyl-furan-2-one and o-xylene; Hydroxylamine antioxidants such as oxidation products of alkylamines; 3,4-dihydro-2,5,7,8-tetramethyl-2- (4,8,12-trimethyltridecyl) -2H-benzopyran- Vitamin E antioxidants such as 6-ol can be used.

酸化防止剤の使用量は適宜調整すればよいが、通常、熱可塑性樹脂に対して0.005質量%以上、0.3質量%以下程度添加すればよい。   Although the usage-amount of antioxidant may be adjusted suitably, normally, what is necessary is just to add about 0.005 mass% or more and 0.3 mass% or less with respect to a thermoplastic resin.

<面状光源装置>
本発明の面状光源装置は、板上に格子状に配置された複数の点光源を備えた光源と、該光源の出光側に前記光学シートを有する。
<Surface light source device>
The planar light source device of the present invention has a light source including a plurality of point light sources arranged in a grid on a plate, and the optical sheet on the light output side of the light source.

本発明の面状光源装置に用いる点光源としてはLEDが好ましい。LED光源は、出射強度のピークがLED光源設置面の法線方向であるランバーシャンタイプや、法線から傾いた方向である側面放射タイプのLEDが好ましく用いられる。本発明では、面状光源装置の輝度ムラ低減や解消のし易さから、LEDチップ上にレンズ、あるいは光束制御部材を設置した側面放射型が特に好ましく用いられる。   The point light source used in the planar light source device of the present invention is preferably an LED. As the LED light source, a Lambertian type in which the peak of the emission intensity is the normal direction of the LED light source installation surface or a side emission type LED in which the peak is inclined from the normal is preferably used. In the present invention, a side-emission type in which a lens or a light flux controlling member is installed on an LED chip is particularly preferably used because luminance unevenness of the surface light source device is easily reduced or eliminated.

なかでも、配光パターンがLED光源設置面の法線から30°以上の深い角度に出射強度のピークを有する略回転対称の出射分布を有するレンズ、あるいは光束制御部材を設置したLEDであることが好ましい。さらに、配光パターンがLED光源設置面の法線から45°以上の深い角度に出射強度のピークを有する略回転対称の出射分布を有するレンズ付あるいは光束制御部材付LEDを光源に用いることは、LED光源配置間隔の拡大化した面状光源装置、あるいはLED光源が配置されている反射シートと光学シートの間隔が縮小した薄型面状光源装置においても、輝度ムラ解消や低減を一層はかり易くなり、より好ましい。   Among them, the light distribution pattern may be a lens having a substantially rotationally symmetric emission distribution having an emission intensity peak at a deep angle of 30 ° or more from the normal of the LED light source installation surface, or an LED provided with a light flux control member. preferable. Furthermore, using a LED with a lens or a light flux control member having a substantially rotationally symmetric emission distribution with a light distribution pattern having an emission intensity peak at a deep angle of 45 ° or more from the normal of the LED light source installation surface, Even in a planar light source device in which the LED light source arrangement interval is enlarged, or a thin planar light source device in which the interval between the reflection sheet and the optical sheet in which the LED light source is arranged is reduced, it becomes easier to eliminate and reduce luminance unevenness, More preferred.

前記光源としては、例えば、図1に示すように筐体の底板に点光源(LED)が配置されており、その上面に開口部を有するものが挙げられる。点光源が配置される底板は特に限定されないが、反射板、反射フィルムが好ましい。そして、点光源は、この板上に、すなわち同一平面上に配置されている。なお、格子状に配置とは、格子の各交点部分に点光源が配置した態様をいう。   As the light source, for example, as shown in FIG. 1, a point light source (LED) is disposed on a bottom plate of a housing, and an opening is provided on the upper surface thereof. The bottom plate on which the point light source is disposed is not particularly limited, but a reflecting plate and a reflecting film are preferable. And the point light source is arrange | positioned on this board, ie, the same plane. In addition, arrangement | positioning in a grid | lattice form means the aspect which the point light source has arrange | positioned in each intersection part of a grating | lattice.

前記面状光源装置において、前記光学シートは、四角錐形状が賦形された面が出光側となるように、かつ、四角錐形状が賦形された平面と前記点光源が配置された平面とが平行になるように設置されている。
本発明の光学シートは、他の光学シート、装置設定において、その高い光学性能調整能力を効率よく用いるために、第一の光学シートとして用いることが好ましい。第一の光学シートとして用いることにより、光源装置の隣り合うLEDの中間領域における視野角方向での輝度を向上させ、輝度ムラを解消する効果を最大限に発揮することができる。
In the planar light source device, the optical sheet has a plane in which a quadrangular pyramid shape is formed on the light output side, a plane in which the quadrangular pyramid shape is formed, and a plane in which the point light source is disposed. Are installed in parallel.
The optical sheet of the present invention is preferably used as the first optical sheet in order to efficiently use its high optical performance adjustment capability in other optical sheets and apparatus settings. By using it as the first optical sheet, the luminance in the viewing angle direction in the intermediate region between adjacent LEDs of the light source device can be improved, and the effect of eliminating luminance unevenness can be maximized.

図6にLEDと第1の光学シートの構造図を、図8、9に前記LEDの配置例を示す。なお、これらの図はLED配置の一例であり、本発明はこれらの配置に限定されるわけではない。
ここで、LED直下型バックライトのLED(1)が配置されている面と第1の光学シートとの距離をH1、前記LED(1)の配置間隔のうち最も間隔が大きい箇所の距離をP1とした場合、P1/H1の値が大きいほど輝度ムラを解消するのが困難となる。P1/H1=2.0程度までの条件はあまり輝度ムラ解消が難しくなく、本発明で提案する光学シートでなくても拡散剤を十分に添加することで対応することが可能である。しかし、P1/H1=2.5程度となると一般的な光学シートにおいては拡散剤を添加するだけでは輝度ムラ解消が困難となる。
FIG. 6 shows a structural diagram of the LED and the first optical sheet, and FIGS. In addition, these figures are examples of LED arrangement, and this invention is not necessarily limited to these arrangements.
Here, the distance between the surface on which the LED (1) of the LED direct type backlight is disposed and the first optical sheet is H1, and the distance of the largest interval among the arrangement intervals of the LED (1) is P1. In this case, it is difficult to eliminate luminance unevenness as the value of P1 / H1 increases. The conditions up to about P1 / H1 = 2.0 are not so difficult to eliminate luminance unevenness, and even if it is not the optical sheet proposed in the present invention, it can be dealt with by sufficiently adding a diffusing agent. However, when P1 / H1 = about 2.5, it is difficult to eliminate luminance unevenness in a general optical sheet only by adding a diffusing agent.

前記光学シートの四角錐形状の斜面部のθ2が30〜60°である場合、格子状に配置されたLED光源の中央部の直上に、第1の光学シートとして配置される本発明の光学シートへ入射する光が出射される割合と角度は、単位レンズの配向方向に応じて変化する。これは入射光と、四角錐を形成する面の角度の関係に起因しており、四角錐の対角線とLED(1)の配列方向の交差角のうち、小さい方の角度をθ3とした場合、θ3=45°(図10)の場合は、光源からの入射光の大部分は四角錐を形成する面となす角度が臨界角以上となるため反射され、光源側に打ち返されてしまうので、第1の光学シートから十分に光が出射されず、格子状に配置されたLED光源中央部直上に暗点が残ったままになってしまう。   When θ2 of the quadrangular pyramid-shaped slope portion of the optical sheet is 30 to 60 °, the optical sheet of the present invention is disposed as the first optical sheet directly above the central portion of the LED light source disposed in a lattice shape. The ratio and the angle at which light incident on the light is emitted vary depending on the orientation direction of the unit lens. This is due to the relationship between the incident light and the angle of the surface forming the quadrangular pyramid. When the smaller angle of the crossing angles of the diagonal of the quadrangular pyramid and the array direction of the LED (1) is θ3, In the case of θ3 = 45 ° (FIG. 10), most of the incident light from the light source is reflected because the angle formed with the surface forming the quadrangular pyramid is greater than or equal to the critical angle and is reflected back to the light source side. Light is not sufficiently emitted from one optical sheet, and a dark spot remains directly above the central portion of the LED light source arranged in a lattice shape.

θ3=0°(図11)で四角錐の対角線とLED(1)の配列方向が平行な場合は、格子状に配置されたLED光源の中央部(10)の直上に配置される第1の光学シート(3)である本発明の光学シートへ入射する光が、四角錐を形成する面となす角度が臨界角より小さくなるため、大部分が観察面方向へと出射されることとなり、格子状に配置されたLED光源中央部(10)直上の暗点は改良される。   When θ3 = 0 ° (FIG. 11) and the diagonal direction of the quadrangular pyramid and the arrangement direction of the LEDs (1) are parallel, the first LED arranged directly above the central portion (10) of the LED light source arranged in a lattice shape. Since the light incident on the optical sheet of the present invention which is the optical sheet (3) is smaller than the critical angle with the surface forming the quadrangular pyramid, most of the light is emitted in the direction of the observation plane, The dark spot immediately above the central portion (10) of the LED light sources arranged in a shape is improved.

θ3は0°≦θ3≦45°の任意の値で配置することが出来るが、θ3=0°に近づくほど、暗点の解消効果は高まるため、出来るだけθ3=0°に近付けることが望ましい。0°≦θ3≦15°が好ましく、0°≦θ3≦10°がより好ましく、0°≦θ3≦5°がさらに好ましく、θ3=0°が最も好ましい。   θ3 can be arranged at an arbitrary value of 0 ° ≦ θ3 ≦ 45 °. However, the closer to θ3 = 0 °, the higher the effect of eliminating the dark spot. Therefore, it is desirable that θ3 is as close as possible to θ3 = 0 °. 0 ° ≦ θ3 ≦ 15 ° is preferable, 0 ° ≦ θ3 ≦ 10 ° is more preferable, 0 ° ≦ θ3 ≦ 5 ° is further preferable, and θ3 = 0 ° is most preferable.

<第二の光学シート、その他の光学シートとの組合せ>
また、本発明の光学シートを、第一の光学シートとして用いた場合、その他の光学シートとしては、プリズムシート、拡散シート、レンズ付拡散シート、反射偏光フィルム等を用いることができ、その組合せも光源装置の条件等により適した組合せを選択することができる。このとき、前面パネルに最も近い光学シートとしては、拡散シート、またはレンズ付拡散シートを用いることが好ましい。中でも第二以降の光学シートに、少なくとも1枚のプリズムシートを使用することにより更に輝度ムラを解消し、前面パネル直前の出光面において高輝度で輝度均整度を実現することが可能となる。
<Combination with the second optical sheet and other optical sheets>
In addition, when the optical sheet of the present invention is used as the first optical sheet, as the other optical sheet, a prism sheet, a diffusion sheet, a diffusion sheet with a lens, a reflective polarizing film, and the like can be used, and combinations thereof are also possible. A combination suitable for the conditions of the light source device and the like can be selected. At this time, it is preferable to use a diffusion sheet or a diffusion sheet with a lens as the optical sheet closest to the front panel. In particular, by using at least one prism sheet for the second and subsequent optical sheets, it is possible to further eliminate luminance unevenness and achieve high luminance and brightness uniformity on the light exit surface immediately before the front panel.

本発明は、第1の光学シート(3)より観察面側にプリズムシートを配置することで、より効果が増大する。配置するプリズムシートのレンズ延在方向に制限はないが、表示装置としては垂直方向よりも水平方向の視野角の方がより重視されるという観点から、レンズの延在方向と光源装置の長手方向が平行であることが望ましい。
プリズムシートのレンズ形状は、頂部が鋭角であっても良いし、丸みを帯びていてもよい。また、プリズムレンズの傾斜角に特に制限はないが、正面輝度上昇能、および輝度ムラ消失能の観点から好ましくは70〜110°、より好ましくは80〜100°、さらに好ましくは85〜95°である。また、レンズ形状は1種類の同一形状が繰り返し用いられても良いし、モアレ解消のために略相似形のレンズ群をランダムで繰り返し用いても良い。また、畝の頂部は直線でも良いし、波状のようにうねっていても良い。また、入光面は平面でも良いし、任意の金型を用いてマット加工を施したり、レンズ形状を賦形していても良い。また、基材中に拡散性改良のため、拡散剤を適量添加しても良い。
The effect of the present invention is further increased by disposing the prism sheet closer to the observation surface than the first optical sheet (3). Although there is no restriction on the lens extension direction of the prism sheet to be arranged, the extension direction of the lens and the longitudinal direction of the light source device are considered as a display device because the viewing angle in the horizontal direction is more important than the vertical direction. Are preferably parallel.
The lens shape of the prism sheet may have an acute angle at the top or may be rounded. Further, the tilt angle of the prism lens is not particularly limited, but is preferably 70 to 110 °, more preferably 80 to 100 °, and still more preferably 85 to 95 ° from the viewpoint of the ability to increase the front luminance and the ability to eliminate luminance unevenness. is there. In addition, as the lens shape, one type of the same shape may be used repeatedly, or a substantially similar lens group may be used repeatedly at random to eliminate moire. Further, the top of the ridge may be straight or wavy. In addition, the light incident surface may be a flat surface, may be matted using an arbitrary mold, or may have a lens shape. An appropriate amount of a diffusing agent may be added to the base material for improving diffusibility.

光源装置に少なくとも1枚のプリズムシートが用いられる場合は、格子状に配置されたLED光源の中央部(10)直上の暗点解消において、第1の光学シート(3)からの出射光(11)の方向がさらに重要となってくる。プリズムシート(図7参照)のレンズ畝延在方向をx軸、レンズ畝配列方向をy軸、シート面に垂直な方向をz軸とすると、プリズムシートに対する出射光(11)のy軸方向成分が0の場合、x軸方向・z軸方向の成分に関わらず大部分の光はプリズムシートの出光面にて全反射され、光源側へ打ち返されるため、観察面側へはほとんど光が出射されない。   When at least one prism sheet is used in the light source device, the light emitted from the first optical sheet (3) (11) is eliminated in eliminating the dark spot immediately above the central portion (10) of the LED light source arranged in a grid pattern. ) Direction becomes even more important. The y-axis direction component of the emitted light (11) with respect to the prism sheet is defined by assuming that the lens ridge extending direction of the prism sheet (see FIG. 7) is the x axis, the lens array direction is the y axis, and the direction perpendicular to the sheet surface is the z axis. When 0 is 0, most of the light is totally reflected on the light exit surface of the prism sheet regardless of the components in the x-axis direction and z-axis direction, and is reflected back to the light source side, so that almost no light is emitted to the observation surface side. .

プリズムシートに対する出射光(11)のy軸方向成分が大きくなるほど、プリズムシートからの出射光の割合は大きくなる。y軸方向成分が、x軸・z軸方向成分と比較して十分に大きい場合は、x軸・z軸成分の割合に応じて大部分の光は観察面方向へスネルの法則に従い出射する。ゆえに、観察面方向への輝度を上昇させるためには、出射光(11)のy軸方向成分が大きくなるよう、四角錐面の角度を調整することが重要となる。   As the y-axis direction component of the emitted light (11) with respect to the prism sheet increases, the ratio of the emitted light from the prism sheet increases. When the y-axis direction component is sufficiently larger than the x-axis / z-axis direction component, most of the light is emitted in the observation plane direction according to Snell's law according to the ratio of the x-axis / z-axis component. Therefore, in order to increase the luminance in the observation plane direction, it is important to adjust the angle of the quadrangular pyramid surface so that the y-axis direction component of the emitted light (11) becomes large.

前記光学シートの出光面に賦形された任意の傾斜角を有する四角錐形状の底面を菱形に設計し、菱形対角線の長手方向とプリズムシートのx軸方向が平行となるように配置(図12(プリズムシートは図示せず))することで、LED間に生じる暗線のムラ消し性能をほとんど損なわずに、格子状に配置されたLED光源の中央部(10)の直上に生じる暗点を改良することができる。このような配置とした場合、第1の光学シート(3)からの出射光のy軸方向成分がより強くなり、プリズムシートからの観察面方向への出射強度も強くなるため、前記暗点を改良することが出来る。
他方、菱形対角線の長手方向とプリズムシートのx軸方向が平行(図13(プリズムシートは図示せず))となるように配置すると、第1の光学シート(3)である本発明の光学シートからの出射光のx軸方向成分がより強くなり、プリズムシートでの全反射光量が多くなるため、前記暗点は逆に強くなってしまう。
The bottom surface of the quadrangular pyramid shape having an arbitrary inclination angle formed on the light exit surface of the optical sheet is designed as a rhombus, and is arranged so that the longitudinal direction of the rhombus diagonal line is parallel to the x-axis direction of the prism sheet (FIG. 12). (The prism sheet is not shown in the figure)), improving the dark spot directly above the central portion (10) of the LED light sources arranged in a grid without substantially impairing the performance of eliminating the unevenness of dark lines generated between LEDs. can do. In such an arrangement, the y-axis direction component of the light emitted from the first optical sheet (3) becomes stronger, and the intensity of the light emitted from the prism sheet in the observation surface direction also becomes stronger. It can be improved.
On the other hand, the optical sheet of the present invention, which is the first optical sheet (3), is arranged so that the longitudinal direction of the rhombus diagonal and the x-axis direction of the prism sheet are parallel (FIG. 13 (the prism sheet is not shown)). Since the x-axis direction component of the light emitted from the beam becomes stronger and the total amount of light reflected by the prism sheet increases, the dark spot becomes stronger on the contrary.

よって、他の光学シートを使用する場合、前記光源が出光側に長方形の開口部を有しており、前記光学シートをその長手方向と前記開口部の長手方向とが同一方向となるように配置し、さらに前記光学シートよりも出光面側に、少なくとも1枚のプリズムシートを、該プリズムシートのレンズ延在方向が前記開口部の長手方向と同一方向となるように配置する態様が好ましい。   Therefore, when using another optical sheet, the light source has a rectangular opening on the light output side, and the optical sheet is arranged so that the longitudinal direction thereof is the same as the longitudinal direction of the opening. In addition, it is preferable that at least one prism sheet is disposed closer to the light exit surface than the optical sheet so that the lens extending direction of the prism sheet is the same as the longitudinal direction of the opening.

本発明の光学シートおよび当該光学シートを有する直下型光源装置は光を所望の方向に拡散させることができ、結果として光の均一性を保つことができるので、液晶表示装置などへ適用することにより、その消費電力低減や製造コスト低減を実現することができ、また液晶表示装置の薄型化も可能とすることができるため産業上極めて有用である。   The optical sheet of the present invention and the direct type light source device having the optical sheet can diffuse light in a desired direction, and as a result, can maintain the uniformity of the light. The power consumption and manufacturing cost can be reduced, and the liquid crystal display device can be made thinner, which is extremely useful in the industry.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately modified and implemented within a range that can meet the purpose described above and below. All of which are within the scope of the present invention.

1.光学シート
実施例1
ポリカーボネート樹脂(帝人化成製、L1225WX)100重量部に対し、拡散剤(第一毛織製 SL−200)0.2重量部を添加し混合した。得られた混合物を原料とし、微細加工を施した金属金型を用いて、射出成型により出光面レンズ賦形光学シートを製造した。金属金型の凹凸形状は、底面が菱形の凸四角錐形状レンズが縦横に相互の底辺が隣接するように配列されたものとした。個々のレンズ高さ73μm、交差角(狭角)88°、斜面と基底面とのなす角度44°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離は150μmとした。出光面レンズ賦形光学シートは、10cm角サンプルを12枚作製した。各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は0°とした。
1. Optical sheet Example 1
To 100 parts by weight of a polycarbonate resin (Teijin Chemicals, L1225WX), 0.2 part by weight of a diffusing agent (SL-200, manufactured by Daiichi Woolen) was added and mixed. Using the obtained mixture as a raw material, a light-emitting surface lens-shaped optical sheet was manufactured by injection molding using a metal mold subjected to fine processing. The concave / convex shape of the metal mold was such that convex quadrangular pyramidal lenses with rhombus bottoms were arranged vertically and horizontally so that their bases were adjacent to each other. The height of each lens was 73 μm, the crossing angle (narrow angle) was 88 °, and the angle between the slope and the basal plane was 44 °, and the distance between the tops of the lenses arranged continuously was 150 μm. Twelve 10 cm square samples were prepared as the light exit surface lens shaped optical sheet. The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 0 °.

実施例2
射出成型に使用する金属金型を、その凹凸形状が、底面が菱形の凸四角錐形状レンズが縦横連続して配列されたものであって、個々のレンズ高さ73μm、交差角85°、斜面と基底面とのなす角度44°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離が151μmの金属金型に変更した以外は実施例1と同様にして、光学シート(30cm×40cm)を作製し、評価に用いた。
この光学シートの表面形状を、レーザー顕微鏡(キーエンス社製、VK9700)および電子顕微鏡(日立協和エンジニアリング社製、S−3500)を用いて観察した写真を図14、15に示した。
Example 2
A metal mold used for injection molding is a convex / concave shape in which the concave / convex shape is rhombus-shaped, and is arranged in a row in a vertical and horizontal direction. Each lens has a height of 73 μm, a crossing angle of 85 °, and a slope. An optical sheet (30 cm × 40 cm) was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle between the top surface of the lens and the base surface was 44 °, and the distance between the tops of the continuously arranged lenses was 151 μm. And used for evaluation.
FIGS. 14 and 15 show photographs of the surface shape of the optical sheet observed using a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, VK9700) and an electron microscope (manufactured by Hitachi Kyowa Engineering Co., Ltd., S-3500).

実施例3
射出成型に使用する金属金型を、その凹凸形状が、底面が菱形の凸四角錐形状レンズが縦横連続して配列されたものであって、個々のレンズ高さ73μm、交差角80°、斜面と基底面とのなす角度44°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離が153μmの金属金型に変更した以外は実施例1と同様にして、光学シート(30cm×40cm)を作製し、評価に用いた。
Example 3
A metal mold used for injection molding has convex and concave shapes arranged in a series of convex and quadrangular pyramidal lenses with rhombuses on the bottom, each having a lens height of 73 μm, an intersection angle of 80 °, and a slope. An optical sheet (30 cm × 40 cm) was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle between the top surface of the lens and the base surface was 44 °, and the distance between the tops of the lenses arranged continuously was changed to a metal mold with a distance of 153 μm. And used for evaluation.

実施例4
射出成型に使用する金属金型を、その凹凸形状が、底面が菱形の凸四角錐形状レンズが縦横連続して配列されたものであって、個々のレンズ高さ73μm、交差角75°、斜面と基底面とのなす角度44°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離が155μmの金属金型に変更した以外は実施例1と同様にして、光学シート(30cm×40cm)を作製し、評価に用いた。
Example 4
A metal mold used for injection molding has convex and concave shapes arranged in a vertical and horizontal fashion with convex and concave shapes having rhombus bottoms, each lens height 73 μm, crossing angle 75 °, slope An optical sheet (30 cm × 40 cm) was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle between the top surface of the lens and the base surface was 44 °, and the distance between the tops of the continuously arranged lenses was changed to a metal mold having a length of 155 μm. And used for evaluation.

比較例1
射出成型に使用する金属金型を、その凹凸形状が、底面が正方形の凸四角錐形状レンズが縦横連続して配列されたものであって、個々のレンズ高さ73μm、交差角90°、斜面と基底面とのなす角度44°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離が150μmの金属金型に変更した以外は実施例1と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートを作製した。出光面レンズ賦形光学シートは、10cm角サンプルを12枚作製した。各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は0°とした。
Comparative Example 1
The metal mold used for injection molding has convex and concave pyramid-shaped lenses with a concave-convex shape and a square bottom, and is arranged in a row and column. Each lens has a height of 73 μm, a crossing angle of 90 °, and a slope. A light emitting surface lens-shaped optical sheet is produced in the same manner as in Example 1 except that the angle between the top surface of the lens and the base surface is 44 °, and the distance between the tops of the continuously arranged lenses is 150 μm. did. Twelve 10 cm square samples were prepared as the light exit surface lens shaped optical sheet. The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 0 °.

比較例2
比較例1と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートのサンプルを作製した。
各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は45°とした。
Comparative Example 2
In the same manner as in Comparative Example 1, a sample of the light exit surface lens shaped optical sheet was produced.
The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 45 °.

比較例3
実施例1と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートのサンプルを作製した。
各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は45°とした。
Comparative Example 3
In the same manner as in Example 1, a sample of the light exit surface lens shaped optical sheet was produced.
The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 45 °.

比較例4
実施例2と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートのサンプルを作製した。
各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は45°とした。
Comparative Example 4
In the same manner as in Example 2, a sample of the light exit surface lens shaped optical sheet was produced.
The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 45 °.

比較例5
実施例3と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートのサンプルを作製した。
各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は45°とした。
Comparative Example 5
In the same manner as in Example 3, a sample of the light exit surface lens shaped optical sheet was produced.
The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 45 °.

比較例6
実施例4と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートのサンプルを作製した。
各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は45°とした。
Comparative Example 6
In the same manner as in Example 4, a sample of the light exit surface lens shaped optical sheet was produced.
The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 45 °.

比較例7
射出成型に使用する金属金型を、その凹凸形状が、底面が正方形の凸四角錐形状レンズが縦横連続して配列されたものであって、個々のレンズ高さ73μm、交差角70°、斜面と基底面とのなす角度44°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離が159μmの金属金型に変更した以外は実施例1と同様にして、出光面レンズ賦形光学シートを作製した。出光面レンズ賦形光学シートは、10cm角サンプルを12枚作製した。各サンプルの端面を切削機を用いて平坦とし、塩化メチレンを用いて其々の端面を接着させることで30cm×40cmの光学シートとし、評価に用いた。なお、光学シート(30cm×40cm)の表面に賦形された凹四角錐形状の底面の菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺がなす角度は45°とした。
Comparative Example 7
A metal mold used for injection molding has convex and concave pyramid-shaped lenses with a concave and convex shape and a square bottom, and is arranged in a row and column continuously. Each lens has a height of 73 μm, a crossing angle of 70 °, and a slope. A light emitting surface lens-shaped optical sheet is produced in the same manner as in Example 1 except that the angle between the base and the bottom surface is 44 °, and the distance between the tops of the continuously arranged lenses is changed to a metal mold of 159 μm. did. Twelve 10 cm square samples were prepared as the light exit surface lens shaped optical sheet. The end surface of each sample was flattened using a cutting machine, and each end surface was adhered using methylene chloride to obtain a 30 cm × 40 cm optical sheet, which was used for evaluation. The angle formed by the longer diagonal of the rhombus on the bottom surface of the concave quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet (30 cm × 40 cm) and the long side of the optical sheet outer shape was 45 °.

比較例8
射出成型に使用する金属金型を、その凹凸形状が、底面が菱形の凸四角錐形状レンズが縦横連続して配列されたものであって、個々のレンズ高さ73μm、交差角70°であり、連続して並ぶレンズの頂部間の距離が159μmの金属金型に変更した以外は実施例1と同様にして、光学シート(30cm×40cm)を作製し、評価に用いた。
Comparative Example 8
The metal mold used for injection molding has convex and concave shapes arranged in a series of convex and quadrangular pyramidal lenses with rhombus bottoms, with individual lens heights of 73 μm and crossing angles of 70 °. An optical sheet (30 cm × 40 cm) was prepared and used for evaluation in the same manner as in Example 1 except that the distance between the tops of the continuously arranged lenses was changed to a metal mold having a length of 159 μm.

なお、本実施例・比較例では射出成形機を用いて得たサンプルを複数枚接着して光学シートを得たが、製法はこの限りではなく、面状光源装置より大きいサイズの射出成形用金型を用いて1枚物の光学シートを得ても良いし、また押出成形によるロール転写法で形状を賦形したり、延伸強度をコントロールすることで菱形形状を任意の形に制御しても良い。   In this example and comparative example, an optical sheet was obtained by bonding a plurality of samples obtained using an injection molding machine. However, the manufacturing method is not limited to this, and an injection molding metal having a size larger than that of the surface light source device. A single optical sheet may be obtained using a mold, the shape may be shaped by a roll transfer method by extrusion molding, or the rhombus shape may be controlled to an arbitrary shape by controlling the stretching strength good.

2.面状光源装置
光源として、内寸幅730mm、奥行き456mm、最大深さ26mm(任意の深さに調節可能、上面が開口部となっている。)のプラスチックケースの内面に白色の反射板を備え、反射板上に、直径15mmのレンズ付拡散LEDを50mmの間隔で格子状に配置した直下型LED光源を用いた。この光源上に、光学シートをレンズ加工面が上となるように配置した。この第1の光学シートの上に、市販のプリズムシート(住友スリーエム製、BEF II 90/50:頂角90度、ピッチ50μm)、マイクロレンズシート(宏茂光電(蘇州)有限公司製 ML24M:片方の表面に半球状の凸レンズ群が細密に配置された光学シート)を第1の光学シート、マイクロレンズシート、プリズムシート、マイクロレンズシートの順となるよう配置して、面状光源装置を作製した。
なお、光学シートの長辺方向が前記光源の長辺方向と同一方向となるように配置した。実施例1〜4及び比較例1、8の光学シートでは、θ3が0°となり、比較例2〜7の光学シートではθ3が45°となる。
2. Planar light source device As a light source, a white reflector is provided on the inner surface of a plastic case having an inner width of 730 mm, a depth of 456 mm, and a maximum depth of 26 mm (adjustable to an arbitrary depth, the upper surface being an opening). A direct type LED light source in which diffused LEDs with a lens having a diameter of 15 mm are arranged in a grid pattern at intervals of 50 mm on a reflector is used. On this light source, the optical sheet was disposed so that the lens processing surface was on top. On this first optical sheet, a commercially available prism sheet (manufactured by Sumitomo 3M, BEF II 90/50: apex angle 90 degrees, pitch 50 μm), microlens sheet (manufactured by Hiroshige Kogyo (Suzhou) Co., Ltd.) ML24M: one side A surface light source device was fabricated by arranging an optical sheet in which hemispherical convex lens groups are finely arranged on the surface of the first optical sheet, a microlens sheet, a prism sheet, and a microlens sheet in this order. .
In addition, it arrange | positioned so that the long side direction of an optical sheet may turn into the same direction as the long side direction of the said light source. In the optical sheets of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 8, θ3 is 0 °, and in the optical sheets of Comparative Examples 2 to 7, θ3 is 45 °.

<輝度、輝度ムラ評価>
直下型面状光源装置の中心から垂直方向に500mm離れた位置から目視および2次元色彩輝度計(コニカミノルタセンシング製、CA−2000)で輝度ムラを観察した。輝度ムラは10段階で評価し、値の大きいものほど輝度ムラが少ないことを示す。評価結果を表1に示した。
<Evaluation of brightness and brightness unevenness>
Luminance unevenness was observed visually and with a two-dimensional color luminance meter (manufactured by Konica Minolta Sensing, CA-2000) from a position 500 mm away from the center of the direct surface light source device in the vertical direction. The luminance unevenness is evaluated in 10 stages, and the larger the value, the smaller the luminance unevenness. The evaluation results are shown in Table 1.

本発明の形態を用いる事により、LED間距離を広げて使用素子数を減らすことで低コスト化を図った面状光源装置や、第1の光学シートと反射フィルムの距離を短くして薄型化を図った面状光源装置において効果的な輝度ムラ解消が可能となるので産業上極めて有用である。   By using the form of the present invention, the surface light source device that reduces the cost by increasing the distance between the LEDs and reducing the number of elements used, and the distance between the first optical sheet and the reflective film is shortened to reduce the thickness. Therefore, the present invention is extremely useful in the industry because it is possible to effectively eliminate luminance unevenness.

1:LED
2:光源
3:第一の光学シート
4:第二の光学シート
5:第三の光学シート
6:第四の光学シート
7:前面パネル
10:格子状に配置されたLED光源の中央部
11:第1の光学シート(3)からの出射光
P1:LED素子間の距離
H1:第1の光学シート(3)底面とLED(1)配置面の距離
P2:四角錐の幅
H2:四角錐の高さ
L2:四角錐の斜面部投影線の長さ
θ1:四角錐の対向する2組の底辺の交差角(狭角)
θ2:独立形状光学素子の斜面と基底面との交差角
θ3:四角錐の対角線とLED(1)の配列方向の交差角
θ4:LED(1)から格子状LED中央部(10)の上部に配置された1の光学シート(3)への入射角
1: LED
2: Light source 3: First optical sheet 4: Second optical sheet 5: Third optical sheet 6: Fourth optical sheet 7: Front panel 10: Central portion 11 of LED light sources arranged in a grid pattern: Output light P1 from the first optical sheet (3) P1: Distance between the LED elements H1: Distance between the bottom surface of the first optical sheet (3) and the LED (1) arrangement surface P2: Width of square pyramid H2: Square pyramid Height L2: Length of the projected line of the slope of the quadrangular pyramid θ1: Crossing angle (narrow angle) of two sets of opposing bases of the quadrangular pyramid
θ2: Crossing angle between the slope and base surface of the independently shaped optical element θ3: Crossing angle of diagonal line of the pyramid and LED (1) in the arrangement direction θ4: From LED (1) to the upper part of the lattice LED central part (10) Incident angle to the arranged optical sheet (3)

Claims (5)

外形が長方形状であり、一方の表面に凸状又は凹状の四角錐形状が複数賦形された光学シートであって、
前記四角錐形状の基底面が、狭角(θ1)が75°〜88°の菱形であり、
前記菱形の長い方の対角線と、光学シート外形の長辺となす角度が10°以下であることを特徴とする光学シート。
An optical sheet having a rectangular outer shape, and a plurality of convex or concave quadrangular pyramid shapes on one surface,
The base surface of the quadrangular pyramid is a rhombus whose narrow angle (θ1) is 75 ° to 88 °,
An optical sheet, wherein an angle formed between the longer diagonal of the rhombus and the long side of the outer shape of the optical sheet is 10 ° or less.
前記四角錐形状が凹状であり、前記菱形の各辺の方向に四角錐形状が配列している請求項1に記載の光学シート。   The optical sheet according to claim 1, wherein the quadrangular pyramid shape is concave and the quadrangular pyramid shape is arranged in the direction of each side of the rhombus. 前記四角錐形状は、四角錐の斜面と基底面との交差角(θ2)が20°≦θ2≦70°である請求項1又は2に記載の光学シート。   3. The optical sheet according to claim 1, wherein the quadrangular pyramid has an intersection angle (θ2) between a slope of the quadrangular pyramid and a base surface of 20 ° ≦ θ2 ≦ 70 °. 板上に格子状に配置された複数の点光源を備えた光源と、該光源の出光側に請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学シートを有する面状光源装置であって、
前記光学シート表面に賦型された四角錐形状の底面の菱形の対角線と、前記点光源の配列方向がなす交差角(θ3)の狭角が、15°以下であることを特徴とする面状光源装置。
A planar light source device having a light source including a plurality of point light sources arranged in a grid pattern on a plate, and the optical sheet according to any one of claims 1 to 3 on a light output side of the light source,
A planar shape characterized in that a narrow angle of a crossing angle (θ3) formed by a rhombic diagonal line of a bottom surface of a quadrangular pyramid shape formed on the surface of the optical sheet and an arrangement direction of the point light sources is 15 ° or less. Light source device.
前記光源が出光側に長方形の開口部を有し、前記光学シートがその長手方向と前記開口部の長手方向とが同一方向となるように配置されており、
前記光学シートよりも出光面側に、少なくとも1枚のプリズムシートが、該プリズムシートのレンズ延在方向が前記開口部の長手方向と同一方向となるように配置されている請求項4に記載の面状光源装置。
The light source has a rectangular opening on the light output side, and the optical sheet is disposed so that the longitudinal direction thereof is the same as the longitudinal direction of the opening,
The at least 1 prism sheet is arrange | positioned so that the lens extension direction of this prism sheet may become the same direction as the longitudinal direction of the said opening part in the light emission surface side rather than the said optical sheet. A planar light source device.
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