JP4499540B2 - Surface light source device, transmissive display 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面光源装置、及び、それを用いた透過型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device the surface light source device that is used to illuminate the like, and to a transmissive type display device using the Re it.
透過型の液晶ディスプレイ(LCDパネル)等を背面から照明する面光源として各種方式の面光源装置が提案、実用化している。面光源装置には、主として、面光源でない光源を面光源に変換する方式によりエッジライト型と直下型とがある。
例えば、直下型では、背面より並列の冷陰極管(発光管)を用いて光を導入するようになっており、冷陰極管とLCDパネル等の透過型表示部との距離を適度に空け、その間に拡散板を用い、それに、光を収束させるシートを複数組み合わせて使用していた。
このような従来の方式では、必要とする光学シートの枚数が多い割に収束特性が不十分であり、それを補うためにLCDパネルを改良して、斜め方向からの入射光に対しても画質を落とさない構造としていた。
Various surface light source devices have been proposed and put into practical use as surface light sources for illuminating a transmissive liquid crystal display (LCD panel) or the like from the back. The surface light source device mainly includes an edge light type and a direct type by converting a light source that is not a surface light source into a surface light source.
For example, in the direct type, light is introduced using a cold cathode tube (light emitting tube) in parallel from the back, and the distance between the cold cathode tube and a transmissive display unit such as an LCD panel is appropriately increased, In the meantime, a diffusion plate was used, and a plurality of sheets for converging light were used.
In such a conventional method, the convergence characteristics are insufficient for the large number of optical sheets required, and the LCD panel is improved to compensate for this, and the image quality is also improved even for incident light from an oblique direction. It was set as the structure which does not drop.
しかし、この方式では、光の利用効率が低下する上、LCDパネルの構成も複雑となり、コスト増の要因になるという問題があった。
特に、直下型では、冷陰極管に近接した部分であるか否か(冷陰極管に至近の位置であるか、並列に並んだ冷陰極管の間隙部分に至近の位置であるか)によって光強度(輝度)にムラが発生し易い。これを抑えるために冷陰極管とLDCとの間隔を大きく取ってしまうとディスプレイの厚さが厚くなってしまうという問題があった。また、ムラを抑えるために拡散を強くしたり、透過量を制限したりすると、光の使用量が低減してしまうという問題があった。
However, this method has a problem in that the light use efficiency is reduced and the configuration of the LCD panel is complicated, resulting in an increase in cost.
In particular, in the direct type, the light depends on whether it is a part close to the cold cathode tube (a position close to the cold cathode tube or a position close to a gap part of the cold cathode tubes arranged in parallel). Unevenness is likely to occur in intensity (luminance). In order to suppress this, if the distance between the cold cathode tube and the LDC is made large, there is a problem that the thickness of the display becomes thick. In addition, when the diffusion is increased or the transmission amount is limited in order to suppress unevenness, there is a problem that the amount of light used is reduced.
例えば、特許文献1及び2に記載の面光源装置では、遮光部分(ライティングカーテン,遮光ドット層)を設けることで均一性を維持しているが、この手法では、上述のように光の使用量が減少してしまっていた。
また、両面にレンチキュラーレンズを設けたシートを使用する方式も例えば、特許文献3で報告されているが、これは、2方向の拡散制御を行うための構成で、光を収束する機能はない。従って、冷陰極管との位置関係によってLCDの場所毎に光軸がばらつくことにより、画面を観察する位置によって明るさのムラが発生したりするという問題もあった。
Also, a method using a sheet provided with lenticular lenses on both sides is reported, for example, in Patent Document 3, but this is a configuration for performing diffusion control in two directions and has no function of converging light. Therefore, there is a problem in that unevenness of brightness occurs depending on the position where the screen is observed because the optical axis varies depending on the location of the LCD depending on the positional relationship with the cold cathode tube.
本発明の課題は、画面を観察する位置によらずムラのない均一な照明を行うことができる面光源装置、透過型表示装置を提供することである。 An object of the present invention, can be Ru surface light source device performing the unevenness without uniform illumination regardless of the position to observe the screen is to provide a transmission type display device.
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、透過型表示部を背面から照明する直下型の面光源装置であって、複数の光源を並べた光源部と、前記光源(13)から出射した光を拡散して均一化する均一化シートとを備え、前記均一化シート(14)は、長軸がシート面に対して直交して連続する略楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する略回転楕円体の一部であるn種類の単位レンズ(141a,141b)の集合である単位レンズ集合(141)が繰り返し配列されており、前記単位レンズ集合内のn番目の単位レンズのレンズ面を形成する略楕円形状の長半径をAn、短半径をBn、前記単位レンズ集合中における前記n番目の単位レンズのシート法線方向から見たときにシート面上に占める面積比率をRnとしたときに、2.0≦Σ(Rn×An/Bn)≦2.8の関係を満足し、前記光源は、間隔Lで等間隔に配列された発光管であって、前記発光管の中心と前記均一化シートの入射面との距離をDとしたときに、2.5≦Σ(Rn×An/Bn)×2D/L≦3の関係を満足すること、を特徴とする面光源装置(12,13,14,15,16)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In order to facilitate understanding, description will be made with reference numerals corresponding to the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to this.
The first aspect of the present invention is a direct-type surface light source device that illuminates the transmissive display unit from the back, and uniformly diffuses the light emitted from the light source unit in which a plurality of light sources are arranged and the light source (13). The uniformizing sheet (14) is a part of a substantially elliptic cylinder whose major axis continues perpendicular to the sheet surface, or the major axis is orthogonal to the sheet surface. A unit lens set (141), which is a set of n types of unit lenses (141a, 141b) that is a part of a substantially spheroid, is repeatedly arranged, and the lens surface of the nth unit lens in the unit lens set The major radius of the substantially oval shape that forms the lens is An, the minor radius is Bn, and the area ratio of the n-th unit lens in the unit lens assembly occupying the sheet surface when viewed from the sheet normal direction is Rn. Sometimes 2.0 ≦ Σ (Rn × An / Bn) satisfy the relation of ≦ 2.8, wherein the light source is a light-emitting tube arranged at equal intervals L, and the distance between the center and the uniform entrance surface of the sheet of the arc tube D The surface light source device (12, 13, 14, 15, 16) is characterized by satisfying a relationship of 2.5 ≦ Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L ≦ 3. .
請求項2の発明は、請求項1に記載の面光源装置において、前記単位レンズ集合(141)は、高さの異なる2種類の単位レンズ(141a,141b)からなり、前記2種類の単位レンズの内、高さが高い単位レンズ(141b)の高さをH、高さが高い単位レンズの幅をW、前記単位レンズの屈折率をNとしたときに、arcsin(1/N)<arctan(1/((2H/W)−0.1))を満足すること、を特徴とする面光源装置(12,13,14,15,16)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の面光源装置において、前記単位レンズ(141a,141b)の間には、平坦形状(141c)、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されていること、を特徴とする面光源装置(12,13,14,15,16)である。
According to a second aspect of the present invention, in the surface light source device according to the first aspect , the unit lens assembly (141) includes two types of unit lenses (141a, 141b) having different heights, and the two types of unit lenses. Where the height of the unit lens (141b) having a high height is H, the width of the unit lens having a high height is W, and the refractive index of the unit lens is N, arcsin (1 / N) <arctan It is a surface light source device ( 12, 13, 14 , 15, 16 ) characterized by satisfying (1 / ((2H / W) -0.1)).
The invention according to claim 3, in the surface light source device according to claim 1 or claim 2, between the unit lenses (141a, 141b) is flat shape (141c), a concave shape, either fine irregularities Is a surface light source device ( 12, 13, 14 , 15, 16 ).
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の面光源装置において、前記均一化シート(14)の出射側に配置され、少なくとも1面に微細凹凸形状を有する拡散シート(16)を有すること、を特徴とする面光源装置(12,13,14,15,16)である。 Invention 請 Motomeko 4, in the surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein arranged on the exit side of the equalizing seat (14), the fine irregularities on at least one side It is a surface light source device (12, 13, 14, 15, 16) characterized by having a diffusion sheet (16) having
請求項5の発明は、透過型表示部(11)と、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の面光源装置(12,13,14,15,16)と、を備える透過型表示装置である。 The invention of claim 5 includes a transmissive display unit (11) and the surface light source device (12, 13, 14, 15, 16) according to any one of claims 1 to 4. It is a transmissive display device.
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)2.0≦Σ(Rn×An/Bn)≦2.8の関係を満足するので、出射光の収束性がよく、十分な正面輝度を確保しながら、斜め方向からみてもムラの無い均一な照明光を出射することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the relationship of 2.0 ≦ Σ (Rn × An / Bn) ≦ 2.8 is satisfied, the convergence of the emitted light is good, and even when viewed from an oblique direction while ensuring sufficient front luminance, It is possible to emit uniform illumination light.
(2)arcsin(1/N)<arctan(1/((2H/W)−0.1))を満足するので、出射角度の大きな方向へ出射することを防ぎ、斜め方向から観察した場合であっても、管ムラが生じることなく、かつ、光の利用効率を高めることができる。 (2) Since arcsin (1 / N) <arctan (1 / ((2H / W) −0.1)) is satisfied, it is possible to prevent emission in a direction with a large emission angle and to observe from an oblique direction. Even if it exists, tube utilization does not arise and the utilization efficiency of light can be improved.
(3)単位レンズの間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されているので、法線方向に近い入射角度で入射する光の一部については、法線方向に近い出射角度で出射させることができ、光源に至近の位置における輝度の極端な低下を抑制することができ、均一性を高めることができる。また、これら、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状から斜め方向に向かう光は、隣接する単位レンズに入射し、光の収束性を高めることができる。 (3) Since any one of a flat shape, a concave shape, and a fine concavo-convex shape is formed between the unit lenses, a part of light incident at an incident angle close to the normal direction is in the normal direction. The light can be emitted at a close emission angle, an extreme decrease in luminance at a position close to the light source can be suppressed, and uniformity can be improved. Moreover, the light which goes to the diagonal direction from these flat shape, concave shape, and fine uneven | corrugated shape can inject into an adjacent unit lens, and can improve the convergence property of light.
(4)2.5≦Σ(Rn×An/Bn)×2D/L≦3の関係を満足するので、発光管の間隔が広い場合であっても、輝度ムラのない照明光を出射することができる。 (4) Since 2.5 ≦ Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L ≦ 3 is satisfied, it is possible to emit illumination light without uneven brightness even when the interval between arc tubes is wide. Can do.
(5)少なくとも1面に微細凹凸形状を有する拡散シートを有するので、均一化シートによる拡散効果を補助することができ、より均一性の高い面光源とすることができる。 (5) Since the diffusion sheet having the fine unevenness shape is provided on at least one surface, the diffusion effect by the homogenization sheet can be assisted and a surface light source with higher uniformity can be obtained.
ムラのない均一な照明をするという目的を、光学シートの枚数を増加することなく実現した。 The objective of uniform illumination without unevenness was realized without increasing the number of optical sheets.
図1は、本発明による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パネル11,反射板12,発光管13,均一化シート14,反射型偏光性シート15,拡散シート16等を備え、LCDパネル11に形成される映像情報を反射板12,発光管13,均一化シート14,反射型偏光性シート15,拡散シート16を備える面光源装置により背面から照明する透過型の液晶表示装置である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a transmissive display 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
LCDパネル11は、所謂透過型の液晶表示素子により形成されたライトバルブであって、30インチサイズ、800×600ドットの表示を行うことができる。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。
The
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80mm間隔で等間隔に6本が並列に並べられている。また、発光管13と後述の均一化シート14との距離は、50mmとなっている。
発光管13の背面には、反射板12を設けており、その設計により画面各部位への入射光照度を均一に近づけるようにしている。
反射型偏光性シート15は、LCDパネル11と均一化シート14との間に配置され、視野角を狭めることなく輝度を上昇させるシートである。本実施例では、DBEF(住友スリーエム株式会社製)を使用している。
The
A
The reflective polarizing
拡散シート16は、均一化シート14より出射側に設けられ、均一化シート14の拡散機能を補助するシートである。本実施例では、拡散シート16は、均一化シート14と反射型偏光性シート15との間に配置されている。拡散シート16は、ビーズ拡散板とも呼ばれ、内部には殆ど拡散剤を含んでおらず、表面に拡散ビーズを分散させて表面に微細な凹凸形状を形成し、この拡散ビーズの曲率に応じて出射光を拡散させる。したがって、拡散シート16は、拡散ビーズにより拡散度合いを調整することが可能である。本実施例における拡散シート16のヘイズ値は、83.6%である。
発光管13と拡散シート16との間には、均一化シート14が設けられている。
The
A uniformizing
図2は、均一化シート14を示す斜視図である。
均一化シート14は、発光管13から出射した光を拡散して均一化するシートであり、出射側には、光を均一に出射するために2種類の単位レンズからなるレンチキュラーレンズ形状が形成されている。
図3は、図2中のDD断面を拡大して示した図である。
均一化シート14は、出射側には、2種類の単位レンズ141a,141bが平行に規則的に並べて配置された1つの単位レンズ集合141をさらに多数並べて配置されている。なお、各単位レンズの並ぶ方向は、発光管13の並ぶ方向と一致している(図1参照)。
FIG. 2 is a perspective view showing the
The homogenizing
FIG. 3 is an enlarged view of the DD cross section in FIG.
The
本実施例における均一化シート14の出射側に形成された2種類の単位レンズ141a,141bは、長軸が均一化シート14のシート面に対して直交する連続する楕円筒の一部の形状であり、レンチキュラーレンズ形状を形成している。
単位レンズ141aは、図3に示した断面において、長半径が400μm、短半径が120μmの楕円となっており、出光側へ突出する高さ(平坦部141cからの高さ)が96μm、突出している部分の幅が156μmとなっている。
単位レンズ141bは、図3に示した断面において、長半径が480μm、短半径が240μmの楕円となっており、出光側へ突出する高さ(平坦部141cからの高さ)が156μm、突出している部分の幅が356μmとなっている。
The two types of
In the cross section shown in FIG. 3, the
In the cross section shown in FIG. 3, the
単位レンズ141aと単位レンズ141bとは、それぞれの長軸の間隔が259μmとなって長軸が均一化シート14のシート面に対して直交しおり、この組合せを1つの単位レンズ集合として、ピッチ518μm間隔で平行に並べて配置されている。単位レンズ141aと単位レンズ141bとの間には、平坦部141cが設けられており、この平坦部141cの幅は、略3μmとなっている。
また、均一化シート14の厚さは、2mmであり、屈折率N=1.55のMS樹脂(アクリルスチレン共重合物)により形成されている。
The
Moreover, the thickness of the homogenization sheet |
図4は、均一化シート14に入射した光の典型的な軌跡を示した図である。
図4から明らかなように、均一化シート14に対して小さい入射角度で入射する光線は、その多くが光源側へ戻され、大きい入射角度で入射する光線については、光源側に戻されることなく出射することができる。均一化シート14がこのような作用を有しているので、均一化シート14を通過する発光管13が発光した照明光は、発光管13に近接した位置では、入射角度が小さいので発光管13側へ戻される割合が多く、発光管13から離れる(並列した発光管13の間隙部分に近づく)に従い出射する割合が多くなる。よって、均一化シート14から出射する照明光は、均一化されることとなる。
FIG. 4 is a diagram showing a typical trajectory of light incident on the
As apparent from FIG. 4, most of the light rays incident on the
先に述べたように、高さの高い方の単位レンズ141bの高さHは、156μmであり、その幅Wは、356μmであるから、これらの値は、以下の式(1)を満足している。
arcsin(1/N)<arctan(1/((2H/W)−0.1)) ・・・式(1)
この式(1)は、レンズ谷の端から高さの10%の位置で全反射した光がレンズ頂部で全反射するか否かを判断する式である。
As described above, since the height H of the
arcsin (1 / N) <arctan (1 / ((2H / W) −0.1)) (1)
This expression (1) is an expression for determining whether or not the light totally reflected at the position of 10% of the height from the end of the lens valley is totally reflected at the top of the lens.
図5は、本実施例における均一化シート14における光の進み方を比較例と比べて示した図である。図5(a)は、本実施例の場合を示し、図5(b)は、比較例として、上記式(1)を満たさない形状のみからなる均一化シートの場合を示している。
レンズ頂部には、色々な方向から光が到達するが、単位レンズ集合141の単位レンズ間の谷部において、ある一定方向から来た光が全反射し頂部から出射すると、斜め方向へ進んでしまう(図5(b)中の光線L4参照)ので、斜めから観察したときにムラに見えてしまう。式(1)を満足することにより、図5(a)中の光線L1のように、小さな出射角度で出射することができ、斜めから観察したときに上述のムラが観察されないようにすることができるとともに、光の利用効率を高めることができる。
FIG. 5 is a view showing how the light travels in the
Light reaches the top of the lens from various directions, but in the valley between the unit lenses of the
ここで、楕円の長半径をAとし短半径をBとしたときの比である長短比A/Bは、同一形状の単位レンズが並んでいたとすると、2.0≦A/B≦2.8を満たすことが望ましい。A/Bが2.0よりも小さくなると、出射光の収束性が悪くなり、正面輝度が低下しすぎてしまう。一方、A/Bが2.8よりも大きくなってしまうと、収束性は良くなるが単位レンズで1回全反射したのち反対斜面から出光する光が多くなり、斜め方向からムラが見える原因となる。 Here, the long / short ratio A / B, which is a ratio when the major radius of the ellipse is A and the minor radius is B, is 2.0 ≦ A / B ≦ 2. It is desirable to satisfy 8. When A / B is smaller than 2.0, the convergence of the emitted light is deteriorated, and the front luminance is excessively lowered. On the other hand, if A / B is larger than 2.8, the convergence is improved, but the amount of light emitted from the opposite inclined surface after total reflection once by the unit lens increases, and unevenness can be seen from an oblique direction. Become.
本実施例において単位レンズ141a,141bは、異なる楕円形状により形成された単位レンズを組み合わせている。この場合に、上述の長短比をどのように設定すればよいかについて説明する。単位レンズは、非常に微細なピッチで多数配列されているので、その中の一部が、上記長短比(2.0≦A/B≦2.8)を満たさなくても、全体として上記長短比(2.0≦A/B≦2.8)を満足すればよい。すなわち、単位レンズの内のn番目の単位レンズのレンズ面を形成する略楕円形状の長半径をAn、短半径をBn、単位レンズ集合中におけるn番目の単位レンズのシート法線方向から見たときに(投影された単位レンズ形状が)シート面上に占める面積比率をRnとしたときに、
2.0≦Σ(Rn×An/Bn)≦2.8 ・・・式(2)
の関係を満足すればよい。
なお、単位レンズがレンチキュラーレンズ形状の場合には、上記面積比率Rnとせずに、単位レンズの幅が占める割合としても等価であるが、単位レンズが回転楕円体の一部であるレンズアレイ(所謂蝿の目レンズ)の場合を考慮すると、面積比率とする必要がある。
In the present embodiment, the
2.0 ≦ Σ (Rn × An / Bn) ≦ 2.8 (2)
If you satisfy the relationship.
When the unit lens has a lenticular lens shape, the area ratio Rn is not equivalent to the ratio occupied by the width of the unit lens, but a lens array in which the unit lens is a part of a spheroid (so-called “so-called”). In consideration of the case of the eyelet lens, it is necessary to set the area ratio.
上記式(2)における上限値2.8、下限値2.0は、実際に単位レンズの形状を変えてΣ(Rn×An/Bn)の値が異なる複数の均一化シートを作成して実験的に求めた。
具体的には、Σ(Rn×An/Bn)=1,1.5,2,2.5,3の5種類の均一化シートを作成し、輝度ムラ、斜めから見たときのムラ(斜めムラ)、正面輝度を評価した。その結果を表1に示す。
In the above formula (2), the upper limit value 2.8 and the lower limit value 2.0 are experimentally created by actually changing the shape of the unit lens to create a plurality of uniform sheets having different values of Σ (Rn × An / Bn). Asked for.
Specifically, five types of uniformized sheets of Σ (Rn × An / Bn) = 1, 1.5, 2, 2.5, and 3 are created, and luminance unevenness and unevenness when viewed obliquely (oblique) Unevenness), and the front luminance was evaluated. The results are shown in Table 1.
表1の結果から、輝度ムラ、斜めムラ、正面輝度のいずれについても満足することができる範囲として、式(2)を条件とした。
本実施例における均一化シート14の単位レンズ141aでは、A141a=400μm、B141a=120μmである。また、単位レンズ141aの突出している部分の幅は、略156μmであり、単位レンズ集合1つあたりの幅は、518μmである。ここで、単位レンズ141aは、レンチキュラーレンズであるから、面積比率Rnは、単位レンズ1412aの幅が占める割合としても等価であるから、R141a=156/518≒0.3である。
また、単位レンズ141bでは、A141b=480μm、B141b=240μmである。また、単位レンズ141bの突出している部分の幅は、略356μmであり、単位レンズ集合1つあたりの幅は、518μmであるから、単位レンズ141aの場合と同様に、R141b=356/518≒0.69である。したがって、式(2)のΣ(Rn×An/Bn)の値は、以下のようになる。
Σ(Rn×An/Bn)=0.3×400/120+0.69×480/240=2.38
よって、本実施例における均一化シート14は、式(2)を満足している。
From the results shown in Table 1, Equation (2) was used as a condition as a range that can satisfy any of luminance unevenness, oblique unevenness, and front luminance.
In the
In the
Σ (Rn × An / Bn) = 0.3 × 400/120 + 0.69 × 480/240 = 2.38
Therefore, the
上記式(2)は、Σ(Rn×An/Bn)の値が大きすぎると発光管と発光管との中間付近に対応する部分の輝度が高くなり、Σ(Rn×An/Bn)の値が小さすぎると発光管直上の輝度が高くなるので、Σ(Rn×An/Bn)の値範囲を規定したものである。
しかし、式(2)を満足していても、発光管同士の間隔が広くなると、輝度ムラが生じてしまう。よって、発光管同士の間隔が広く、輝度ムラが生じてしまうような場合には、さらに、以下の式(3)を満足することにより、輝度の均一性を保つことができる。
2.5≦Σ(Rn×An/Bn)×2D/L≦3 ・・・式(3)
ただし、Lは、発光管の並ぶ間隔を示し、Dは、発光管の中心と均一化シートの入射面との距離を示している。
また、2D/Lは1より小さい方が薄型で、かつ、効率の高い面光源装置とするために好ましい。2D/Lが1より大きくなってしまうと、面光源装置の厚さが厚くなってしまうからである。
In the above formula (2), if the value of Σ (Rn × An / Bn) is too large, the luminance of the portion corresponding to the vicinity of the middle between the arc tube and the arc tube increases, and the value of Σ (Rn × An / Bn) If the value is too small, the luminance directly above the arc tube is increased, and thus the value range of Σ (Rn × An / Bn) is defined.
However, even if the expression (2) is satisfied, luminance unevenness occurs when the interval between the arc tubes is widened. Therefore, in the case where the interval between the arc tubes is wide and luminance unevenness occurs, the luminance uniformity can be maintained by further satisfying the following expression (3).
2.5 ≦ Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L ≦ 3 (3)
Here, L represents the interval between the arc tubes, and D represents the distance between the center of the arc tube and the incident surface of the homogenizing sheet.
Further, 2D / L smaller than 1 is preferable in order to obtain a surface light source device that is thin and has high efficiency. This is because if 2D / L is greater than 1, the thickness of the surface light source device is increased.
上記式(3)における上限値3.0、下限値2.5は、実際に単位レンズの形状を変えてΣ(Rn×An/Bn)×2D/Lの値が異なる複数の均一化シートを作成して実験的に求めた。具体的には、Σ(Rn×An/Bn)×2D/L=2,2.5,2.8,3,3.5の5種類の均一化シートを作成し、輝度ムラ、斜めムラ、正面輝度を評価した。その結果を表2に示す。 In the above formula (3), the upper limit value 3.0 and the lower limit value 2.5 are obtained by actually changing the shape of the unit lens to obtain a plurality of uniformized sheets having different values of Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L. Created and determined experimentally. Specifically, five types of uniformized sheets of Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L = 2, 2.5, 2.8, 3, 3.5 are created, luminance unevenness, oblique unevenness, The front brightness was evaluated. The results are shown in Table 2.
表2の結果から、輝度ムラ、斜めムラ、正面輝度のいずれについても満足することができる範囲として、式(3)を条件とした。
本実施例では、L=80mm,D=50mmであり、先の計算よりΣ(Rn×An/Bn)=2.38であるので、式(3)におけるΣ(Rn×An/Bn)×2D/Lを求めると以下のように式(3)を満足している。
Σ(Rn×An/Bn)×2D/L=2.38×2×50/80=2.975
本実施例によれば、均一化シートのレンズ形状及び発光管との寸法関係について規定しているので、輝度ムラのなく、高輝度の照明を得ることができる。また、均一化シートの形状などを試行錯誤して多数の試作品を作製する必要もなくなり、結果として均一化シート、面光源装置、及び、透過型表示装置を安価に提供することができる。
From the results shown in Table 2, Equation (3) was used as a condition as a range that can satisfy any of luminance unevenness, oblique unevenness, and front luminance.
In this embodiment, L = 80 mm, D = 50 mm, and Σ (Rn × An / Bn) = 2.38 from the previous calculation, so Σ (Rn × An / Bn) × 2D in equation (3). When / L is obtained, the following expression (3) is satisfied.
Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L = 2.38 × 2 × 50/80 = 2.975
According to the present embodiment, since the dimensional relationship between the lens shape of the homogenizing sheet and the arc tube is defined, high luminance illumination can be obtained without luminance unevenness. In addition, it is not necessary to make a large number of prototypes by trial and error in the shape of the homogenizing sheet, and as a result, the homogenizing sheet, the surface light source device, and the transmissive display device can be provided at low cost.
(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、均一化シートは、出射側の面に、レンチキュラーレンズ形状に近い形状が形成されている例を示したが、これに限らず、例えば、微少な単位レンズ形状が2次元方向に配列された所謂レンズアレイ形状(蝿の目レンズ形状)としてもよい。
(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 example in which the homogenization sheet has a shape close to the lenticular lens shape on the surface on the emission side is shown, but the present invention is not limited to this. A so-called lens array shape arranged in a dimensional direction (an eye lens shape) may be used.
(2)本実施例において、均一化シート14の入射側は、平面である例を示したが、これに限らず、例えば、さらなる光の拡散作用を与えるために、エンボス加工等により微細凹凸形状を形成してもよい。
(2) In the present embodiment, the incident side of the homogenizing
(3)本実施例において、均一化シート14、拡散シート16,反射型偏光性シート15を組み合わせて面光源装置、及び、透過型表示装置とした例を示したが、これに限らず、例えば、拡散シート16を省略してもよいし、これら以外の各種光学シートと均一化シート14とを組み合わせて面光源装置、及び、透過型表示装置を形成してもよい。
(3) In this embodiment, the surface light source device and the transmissive display device are shown by combining the homogenizing
(4)本実施例において、均一化シート14は、高さの異なる2種類の単位レンズ141a,141bを並べて配置されている例を示したが、これに限らず、例えば、3種類の高さの異なる単位レンズを並べて配置してもよいし、それ以上の数の高さの異なる単位レンズを並べて配置してもよい。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施例において、単位レンズ141a,141bの間には、平坦部141cを設けた例を示したが、これに限らず、例えば、凹形状、又は、微細凹凸形状を形成し、光の均一性と収束性を向上させてもよい。
(5) In the present embodiment, an example in which the
10 透過型表示装置
11 LCDパネル
12 反射板
13 発光管
14 均一化シート
141a,141b 単位レンズ
15 反射型偏光性シート
16 拡散シート
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数の光源を並べた光源部と、
前記光源から出射した光を拡散して均一化する均一化シートとを備え、
前記均一化シートは、
長軸がシート面に対して直交して連続する略楕円筒の一部、又は、長軸がシート面に対して直交する略回転楕円体の一部であるn種類の単位レンズの集合である単位レンズ集合が繰り返し配列されており、
前記単位レンズ集合内のn番目の単位レンズのレンズ面を形成する略楕円形状の長半径をAn、短半径をBn、前記単位レンズ集合中における前記n番目の単位レンズのシート法線方向から見たときにシート面上に占める面積比率をRnとしたときに、
2.0≦Σ(Rn×An/Bn)≦2.8
の関係を満足し、
前記光源は、間隔Lで等間隔に配列された発光管であって、
前記発光管の中心と前記均一化シートの入射面との距離をDとしたときに、
2.5≦Σ(Rn×An/Bn)×2D/L≦3
の関係を満足すること、
を特徴とする面光源装置。 A direct-type 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;
And a uniformizing sheet that diffuses and uniformizes the light emitted from the light source ,
The homogenizing sheet is
It is a set of n types of unit lenses whose major axis is a part of a substantially elliptic cylinder that is continuous perpendicular to the sheet surface, or a part of a substantially spheroid whose major axis is perpendicular to the sheet surface. Unit lens set is repeatedly arranged,
The major ellipse forming the lens surface of the nth unit lens in the unit lens group has a major radius An and a minor radius Bn, as viewed from the normal direction of the nth unit lens in the unit lens group. When the area ratio on the sheet surface is Rn,
2.0 ≦ Σ (Rn × An / Bn) ≦ 2.8
Satisfied with the relationship
The light sources are arc tubes arranged at equal intervals at intervals L,
When the distance between the center of the arc tube and the incident surface of the homogenizing sheet is D,
2.5 ≦ Σ (Rn × An / Bn) × 2D / L ≦ 3
Satisfying the relationship
A surface light source device.
前記単位レンズ集合は、高さの異なる2種類の単位レンズからなり、
前記2種類の単位レンズの内、高さが高い単位レンズの高さをH、高さが高い単位レンズの幅をW、前記単位レンズの屈折率をNとしたときに、
arcsin(1/N)<arctan(1/((2H/W)−0.1))
を満足すること、
を特徴とする面光源装置。 The surface light source device according to claim 1,
The unit lens assembly is composed of two types of unit lenses having different heights,
Of the two types of unit lenses, when the height of the unit lens having a high height is H, the width of the unit lens having a high height is W, and the refractive index of the unit lens is N,
arcsin (1 / N) <arctan (1 / ((2H / W) −0.1))
Be satisfied,
A surface light source device .
前記単位レンズの間には、平坦形状、凹形状、微細凹凸形状のいずれかが形成されていること、
を特徴とする面光源装置。 In the surface light source device according to claim 1 or 2,
Between the unit lenses, either a flat shape, a concave shape, or a fine uneven shape is formed,
A surface light source device .
前記均一化シートの出射側に配置され、少なくとも1面に微細凹凸形状を有する拡散シートを有すること、
を特徴とする面光源装置。 In the surface light source device according to any one of claims 1 to 3 ,
Having a diffusion sheet disposed on the exit side of the homogenizing sheet and having a fine irregular shape on at least one surface;
A surface light source device.
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の面光源装置と、
を備える透過型表示装置。 A transmissive display;
A surface light source device according to any one of claims 1 to 4 ,
A transmissive display device.
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