JP6303649B2 - Surface light source device, transmissive display device - Google Patents
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Description
本発明は、面光源装置、透過型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a surface light source device and a transmissive display device.
従来、LCD(Liquid Crystal Display)パネル等の透過型表示部を背面から面光源装置(バックライト)によって照明し、映像を表示する透過型表示装置が知られている。
面光源装置は、大きく分けて、各種光学シート等の光学部材の直下に光源を配置する直下型のものと、光学部材の側面側に光源が配置されるエッジライト型のものがある。このエッジライト型の面光源装置は、光源を導光板等の光学部材の側面側に配置することから、直下型のものに比べて面光源装置をより薄型化できるという利点を有し、広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a transmissive display device that displays an image by illuminating a transmissive display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) panel from the back with a surface light source device (backlight) is known.
Surface light source devices are broadly classified into a direct type in which a light source is arranged directly under an optical member such as various optical sheets and an edge light type in which a light source is arranged on a side surface side of the optical member. This edge light type surface light source device has an advantage that the surface light source device can be made thinner than the direct type because the light source is arranged on the side surface side of the optical member such as a light guide plate, and is widely used. It has been.
一般的に、エッジライト型の面光源装置では、導光板の側面である入光面に対面する位置に光源が配置されており、光源が発する光は、入光面から導光板に入射し、出光面とこれに対向する背面とで反射を繰り返しながら、入光面から入光面に対向する面側へ進む(この光の進む方向を導光方向という)。
近年、光を反射して出光面への入射角度を変化させる斜面を有するプリズム形状等や、V字状の溝が、背面に複数配列された導光板が広く用いられるようになってきている。
このようなエッジライト型の面光源装置において、導光板の背面側には、多くの場合、光の利用効率を高めるために、反射シート等の反射部材が配置されているが、反射部材及び導光板間で光学密着が生じ、光学密着を生じた部分に入射して反射した光が、本来の光学設計外の方向に進んで導光板から出射し、部分的に明るくなる領域が生じて輝度ムラの要因となったり、光源から遠い領域の明るさが低下したりするという問題があった。
この光学密着を防ぐために、反射部材の導光板側の面に凹凸形状を設けた反射部材等を用いた面光源装置が提案されている(例えば、特許文献1、2)。
Generally, in an edge light type surface light source device, a light source is disposed at a position facing a light incident surface that is a side surface of a light guide plate, and light emitted from the light source enters the light guide plate from the light incident surface, The light advances from the light incident surface to the surface facing the light incident surface while repeating reflection at the light exit surface and the back surface facing the light exit surface (the light traveling direction is referred to as the light guide direction).
In recent years, a light guide plate in which a prism shape having a slope that reflects light and changes an incident angle on a light exit surface and a plurality of V-shaped grooves are arranged on the back surface has been widely used.
In such an edge-light type surface light source device, a reflective member such as a reflective sheet is often disposed on the back side of the light guide plate in order to increase the light use efficiency. Optical adhesion occurs between the light plates, and the light that is incident and reflected on the part where the optical contact is made travels in a direction outside the original optical design and is emitted from the light guide plate, resulting in a partially brightened area and uneven brightness. There is a problem that the brightness of a region far from the light source is reduced.
In order to prevent this optical adhesion, a surface light source device using a reflecting member or the like in which an uneven shape is provided on the surface of the reflecting member on the light guide plate side has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).
ここで、背面にプリズム形状等を有する導光板の中には、プリズム形状等の破損防止や、光の導光距離を伸ばす等の目的から、プリズム形状等の一部に平坦部を設けた導光板も開発されており、その場合、上述の特許文献1、2の面光源装置では、十分に反射部材と導光板との光学密着を防ぐことができない場合があった。 Here, in a light guide plate having a prism shape or the like on the back surface, a guide portion provided with a flat portion on a part of the prism shape or the like is provided for the purpose of preventing damage to the prism shape or extending the light guide distance. An optical plate has also been developed. In that case, the surface light source devices of Patent Documents 1 and 2 described above may not be able to sufficiently prevent optical adhesion between the reflecting member and the light guide plate.
本発明の課題は、導光板との光学密着を大幅に抑制する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 is to provide a surface light source device and a transmissive display device that can significantly suppress optical contact with a light guide plate.
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、本発明の実施形態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。
第1の発明は、光が入射する入光面(13a)と、前記入光面に交差し光が出射する出光面(13c)と、前記出光面に対向する背面(13d)とを有し、前記入光面から入射した光を導光方向に導光しながら前記出光面から出射する導光板(13)と、前記導光板の背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を前記導光板側に反射する反射部材(14)とを備え、前記反射部材は、前記導光板側の面に微細な凹凸形状を有し、その全反射率が90%以上であり、かつ、拡散反射率が0.5%以上8%以下の範囲内で形成されており、前記導光板は、前記背面に、背面側単位光学形状(131)が導光方向に複数配列され、前記背面側単位光学形状は、背面側に凸であり、その配列方向に平行であって前記導光板の厚み方向に平行な断面において、その断面形状が略四角形形状であり、入光面側に位置する第1斜面部(132)と、これに対向して他方側に位置して入射する光の少なくとも一部を全反射する第2斜面部(133)と、前記第1斜面部と前記第2斜面部との間に位置する頂面部(134)を有し、少なくとも1つの前記背面側単位光学形状の前記頂面部は、厚み方向の高さが相違する複数の面を有し、前記複数の面のうち最も前記反射部材側に位置する面が前記反射部材に接触する接触部(134a)であり、前記導光板の前記背面が平板(T)上に配置された場合における前記各接触部の総接触面積(A1)と、前記導光板の前記背面の面積(A2)との比(A1/A2)をS1としたときに、35%≦S1≦45%を満たすこと、を特徴とする面光源装置(10)である。
第2の発明は、第1の発明の面光源装置(10)において、前記接触部(134a)は、前記頂面部(134)において最も前記第2斜面部(133)側に位置していること、を特徴とする面光源装置である。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の面光源装置(10)において、前記頂面部(134)の設けられた前記複数の面は、前記入光面から離れるにつれて少なくなること、を特徴とする面光源装置である。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの面光源装置(10)において、前記背面側単位光学形状(131)は、配列方向における配列ピッチ(P1)が一定であること、を特徴とする面光源装置である。
第5の発明は、第1の発明から第4の発明までのいずれかの面光源装置(10)において、前記反射部材の前記導光板側の面が平板上に配置された場合における前記反射部材の凹凸形状の各凸部の総接触面積(B1)と、前記反射部材の前記導光板側の面の面積(B2)との比(B1/B2)をS2としたときに、35%≦S1+S2≦50%を満たすこと、を特徴とする面光源装置である。
第6の発明は、第5の発明の面光源装置(10)において、0%<S2<5%を満たすこと、を特徴とする面光源装置である。
第7の発明は、第1の発明から第6の発明までのいずれかの面光源装置(10)において、前記導光板(13)が平板(T)上に配置された場合における前記光が観察者側に届く有効範囲内の前記各接触部(134a)の接触面積(a1)と、前記導光板の前記背面(13d)の面積(A2)との比(a1/A2)をS3とし、前記各接触部のS3のうち、最小値をS3minとし、最大値をS3maxとしたときに、S3min/S3max>95%を満たすこと、を特徴とする面光源装置である。
第8の発明は、第1の発明から第7の発明までのいずれかの面光源装置(10)において、前記背面側単位光学形状(131)は、柱状であり、前記導光方向に直交する方向を長手方向として、前記導光方向に配列されていること、を特徴とする面光源装置である。
第9の発明は、第1の発明から第8の発明までのいずれかの面光源装置(10)と、前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部(11)と、を備える透過型表示装置(1)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The first invention has light incident surface on which light is incident (13a), the light exit surface that before crossing the light incident surface of light is emitted and (13c), a rear (13d) facing the light exit surface A light guide plate (13) that emits light incident from the light incident surface in the light guide direction and exits from the light exit surface, and is disposed on the back side of the light guide plate and exits from the back surface of the light guide plate A reflective member (14) that reflects light toward the light guide plate, the reflective member having a fine irregular shape on the surface of the light guide plate, and a total reflectance of 90% or more, and The diffuse reflectance is formed within a range of 0.5% to 8%, and the light guide plate has a plurality of back unit optical shapes (131) arranged in the light guide direction on the back surface, The side unit optical shape is convex on the back side, parallel to the arrangement direction, and in the thickness direction of the light guide plate. In the cross section, the cross-sectional shape is a substantially square shape, and at least a part of the incident light positioned on the other side opposite to the first inclined surface portion (132) located on the light incident surface side. a second slope portion (133) for total reflection, has a top wall (134) located between said first inclined surface portion and the second inclined surface portion, at least one of said top of said rear-side unit optical shape The surface portion includes a plurality of surfaces having different heights in the thickness direction, and a surface located closest to the reflecting member among the plurality of surfaces is a contact portion (134a) that contacts the reflecting member, A ratio (A1 / A2) of the total contact area (A1) of each contact portion and the area (A2) of the back surface of the light guide plate when the back surface of the optical plate is disposed on a flat plate (T) is S1. And satisfying 35% ≦ S1 ≦ 45%. The source is a device (10).
2nd invention is the surface light source device (10) of 1st invention, The said contact part (134a) is located in the said 2nd slope part (133) side most in the said top surface part (134). The surface light source device characterized by the above.
According to a third aspect of the present invention, in the surface light source device (10) of the first or second aspect, the plurality of surfaces provided with the top surface portion (134) decrease as the distance from the light incident surface increases. The surface light source device characterized by the above.
According to a fourth invention, in the surface light source device (10) from the first invention to the third invention, the rear unit optical shape (131) has a constant arrangement pitch (P1) in the arrangement direction. There is a surface light source device characterized by being.
According to a fifth invention, in the surface light source device (10) according to any one of the first invention to the fourth invention , the reflection member when the surface of the reflection member on the light guide plate side is disposed on a flat plate. 35% ≦ S1 + S2 where S2 is the ratio (B1 / B2) of the total contact area (B1) of each convex portion of the concavo-convex shape to the area (B2) of the surface of the reflecting member on the light guide plate side It is a surface light source device characterized by satisfying ≦ 50%.
A sixth invention is a surface light source device according to the fifth aspect of the invention , wherein 0% <S2 <5% is satisfied.
According to a seventh invention, in the surface light source device (10) according to any one of the first invention to the sixth invention, the light is observed when the light guide plate (13) is disposed on the flat plate (T). The ratio (a1 / A2) between the contact area (a1) of each contact portion (134a) within the effective range reaching the person side and the area (A2) of the back surface (13d) of the light guide plate is S3, A surface light source device characterized by satisfying S3min / S3max> 95% when the minimum value is S3min and the maximum value is S3max among S3 of each contact portion.
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the surface light source devices (10) from the first aspect to the seventh aspect, the back unit optical shape (131) is columnar and orthogonal to the light guide direction. The surface light source device is characterized by being arranged in the light guide direction with a direction as a longitudinal direction.
A ninth invention comprises any one of the surface light source devices (10) from the first invention to the eighth invention, and a transmissive display unit (11) illuminated from the back side by the surface light source device. It is a transmissive display device (1).
本発明によれば、導光板との光学密着を大幅に抑制する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ができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a surface light source device and a transmissive display device that can significantly suppress optical contact with a light guide plate.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。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、適宜誇張している。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、シート面(板面,フィルム面)とは、各シート(板,フィルム)において、そのシート(板,フィルム)全体として見たときにおける、シート(板,フィルム)の平面方向となる面を示すものであるとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 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.
In this specification, the terms “plate”, “sheet”, and the like are used, but these are generally used in the order of thickness, “plate”, “sheet”, “film”. Above all, it uses it. However, there is no technical meaning in such proper use, so these terms can be replaced as appropriate.
Numerical values such as dimensions and material names of the respective members described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error of.
In this specification, the sheet surface (plate surface, film surface) is the planar direction of the sheet (plate, film) when viewed as the entire sheet (plate, film) in each sheet (plate, film). It is assumed that the surface to be
(実施形態)
図1は、本実施形態の透過型表示装置1を説明する図である。
本実施形態の透過型表示装置1は、LCDパネル11と面光源装置10とを備えている。透過型表示装置1は、LCDパネル11を背面側から面光源装置10で照明し、LCDパネル11に形成される映像情報を表示する。
なお、図1を含め以下の図中及び以下の説明において、理解を容易にするために、透過型表示装置1の使用状態において、透過型表示装置1の画面に平行であって互いに直交する2方向をX方向(X1−X2方向)、Y方向(Y1−Y2方向)とし、透過型表示装置1の画面に直交する方向をZ方向(Z1−Z2方向)とする。なお、Z方向においてZ1側が背面側であり、Z2側は観察者側である。
本実施形態の透過型表示装置1の画面は、LCDパネル11の最も観察者側の面(以下、表示面という)11aに相当し、透過型表示装置1の「正面方向」とは、この表示面11aの法線方向であり、Z方向に平行であり、後述するプリズムシート15のシート面への法線方向や導光板13の板面等への法線方向と一致するものとする。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a transmissive display device 1 according to the present embodiment.
The transmissive display device 1 of the present embodiment includes an
In addition, in the following drawings including FIG. 1 and the following description, in order to facilitate understanding, when the transmissive display device 1 is in use, the transmissive display device 1 is parallel to the screen of the transmissive display device 1 and orthogonal to each other. The directions are the X direction (X1-X2 direction) and the Y direction (Y1-Y2 direction), and the direction orthogonal to the screen of the transmissive display device 1 is the Z direction (Z1-Z2 direction). In the Z direction, the Z1 side is the back side, and the Z2 side is the observer side.
The screen of the transmissive display device 1 of the present embodiment corresponds to the
LCDパネル11は、透過型の液晶表示素子により形成され、その表示面に映像情報を形成する透過型表示部である。
このLCDパネル11は、略平板状である。LCDパネル11の外形及び表示面11aは、Z方向から見て矩形形状であり、X方向に平行な対向する2辺と、Y方向に平行な対向する2辺とを有している。
The
The
面光源装置10は、LCDパネル11を背面側から照明する装置であり、光源部12、導光板13、反射シート14、プリズムシート15、光拡散シート16を備えている。この面光源装置10は、所謂、エッジライト型の面光源装置(バックライト)である。
この面光源装置10を構成する導光板13、反射シート14、プリズムシート15、光拡散シート16等は、正面方向(Z方向)から見て矩形形状であり、X方向に平行な対向する2辺と、Y方向に平行な対向する2辺とを有している。
The surface
The
光源部12は、LCDパネル11を照明する光を発する部分である。この光源部12は、導光板13のX方向の一方(X1側)の端面である入光面13aに対面する位置に、Y方向に沿って配置されている。
光源部12は、点光源121がY方向に所定の間隔で複数配列されて形成されている。この点光源121は、LED(Light Emitting Diode)光源を用いている。なお、光源部12は、例えば、冷陰極管等の線光源としてもよいし、Y方向に延在するライトガイドの端面に光源を配置した形態としてもよい。また、光源部12の発する光の利用効率を向上させる観点から、光源部12の外側を覆うように不図示の反射板を設けてもよい。
The
The
導光板13は、光を導光する略平板状の部材である。本実施形態では、入光面13a及び対向面13bは、導光板13のX方向の両端部(X1側端部、X2側端部)に位置し、板面の法線方向(Z方向)から見てY方向に平行に延在する2辺である。また、導光板13の板面は、XY面に平行であり、出光面13cは、この板面に平行な面であるとする。
この導光板13は、光源部12が発する光を入光面13aから入射させ、出光面13cと背面13dとで全反射させながら、入光面13aに対向する対向面13b側(X2側)へ、主としてX方向に導光しながら、出光面13cからプリズムシート15側(Z2側)へ適宜出射させる。
以下、導光板13の各部について説明する。
The
The
Hereinafter, each part of the
図2は、本実施形態の導光板13の形状を説明する図である。図2(a)は、出光側単位光学形状135を説明する図であり、図2(b)は、背面側単位光学形状131を説明する図である。図2(a)では、導光板13のYZ面に平行な断面の一部を拡大して示し、図2(b)では、導光板13のXZ面に平行な断面の一部を拡大して示している。
図3は、本実施形態の背面側単位光学形状131を説明する図である。図3では、図2(b)に示す導光板13のXZ面に平行な断面の一部をさらに拡大して示している。
導光板13は、図2に示すように、出光面13cには、出光側単位光学形状135が複数配列して形成され、背面13dには、背面側単位光学形状131が複数配列されて形成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the shape of the
FIG. 3 is a diagram for explaining the back-side unit
As shown in FIG. 2, the
出光側単位光学形状135は、図1及び図2(a)に示すように、出光側(LCDパネル11側、Z2側)に凸となる三角柱状であり、長手方向(稜線方向)をX方向とし、Y方向に複数配列されている。
出光側単位光学形状135は、図2(a)に示すように、その配列方向に平行であって導光板13の板面に直交する断面(YZ面)での断面形状が頂角をγとする二等辺三角形形状である。また、この出光側単位光学形状135の配列ピッチは、P2であり、配列ピッチP2は、出光側単位光学形状135の配列方向の幅W2に等しい(P2=W2)形態となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the light exit side unit
As shown in FIG. 2A, the light exit side unit
配列ピッチP2としては、10〜100μm程度とすることが好ましい。
配列ピッチP2がこの範囲よりも小さいと、出光側単位光学形状135の製造が困難となり、設計通りの形状が得られなくなる。また、配列ピッチP2がこの範囲よりも大きいと、LCDパネル11の画素とのモアレが生じやすくなったり、面光源装置10等としての使用状態において、出光側単位光学形状135のピッチが認識されやすくなったりする。従って、配列ピッチP2は、上記範囲とすることが好ましい。
The arrangement pitch P2 is preferably about 10 to 100 μm.
If the arrangement pitch P2 is smaller than this range, it is difficult to manufacture the light output side unit
なお、出光側単位光学形状135は、上記の例に限らず、例えば、断面形状が台形形状や五角形形状等となる多角柱形状や、長軸が導光板13の板面(出光面13c)に直交する楕円柱の一部形状としてもよいし、円柱の一部形状としてもよいし、複数種類の曲面や平面を組み合わせてなる形状としてもよい。
The light exit side unit
出光側単位光学形状135は、導光板13の主たる光の導光方向(X方向)に直交する方向(Y方向)に配列されており、出光面13cから出射する光に対して、その配列方向における光線制御作用を有する。従って、出光側単位光学形状135により、導光板13からの出射光のY方向における明るさの均一性を向上させることができる。なお、このような光線制御作用を必要としない場合には、出光面13cに出光側単位光学形状135を形成しない形態としてもよい。
The light output side unit
背面側単位光学形状131は、図1、図2(b)、図3に示すように、背面側(Z1側)に凸となる柱状であり、長手方向(稜線方向)をY方向とし、導光方向となるX方向に複数配列されている。
背面側単位光学形状131は、図2(b)に示すように、その配列方向に平行であって導光板13の板面に直交する方向における断面(XZ面)における断面形状が略台形形状である。背面側単位光学形状131は、入光面側(X1側)に位置する第1斜面部132と、対向面側(X2側)に位置し、入射する光の少なくとも一部を全反射する第2斜面部133と、第1斜面部132及び第2斜面部133との間に位置する頂面部134とを有している。
この背面側単位光学形状131の配列ピッチは、P1であり、配列ピッチP1は、背面側単位光学形状131の配列方向の幅W1に等しい(P1=W1)形態となっている。本実施形態では、配列ピッチP1は、配列方向において一定である。
As shown in FIGS. 1, 2B, and 3, the back side unit
As shown in FIG. 2B, the back-side unit
The arrangement pitch of the back side unit
第1斜面部132は、導光板13の板面(出光面13cに平行な面、XY面に平行な面)と角度βをなしている。また、第2斜面部133は、導光板13の板面と角度αをなしている。このとき、角度α、βは、α<βである。
第1斜面部132は、背面側単位光学形状131内において入光面13a側(X1側)に位置し、入光面13a側端部よりも対向面13b側(頂面部側)端部が背面13d側(Z1側)となるように傾斜しており、第1斜面部132には、入光面13a側から対向面13b側へ(X1側からX2側へ)導光する光が入射しにくい。
The first
The first
第2斜面部133は、背面側単位光学形状131内において対向面13b側(X2側)に位置し、対向面13b側端部よりも入光面13a側(頂面部側)端部が背面13d側(Z1側)となるように傾斜している。第2斜面部133は、導光板13内を導光する光の一部が入射し、かつ、その入射した光の少なくとも一部を全反射する。そして、第2斜面部133で全反射することにより、その光が出光面13c(XY面に平行な面)に対する入射角度が小さくなる方向に、その光の進行方向が変化する。従って、導光方向における明るさの均一性や、光の取り出し効率の双方を向上させる観点から、角度αは、1°<α≦5°を満たすことが好ましい。
仮に、α≦1°であると、導光方向(X方向)に進む光が、第2斜面部133で全反射したとき、全反射前後での出光面13c(XY面に平行な面)となす角度の変化量が小さくなり過ぎ、十分に光を取り出すことができず、光の取り出し効率が低下する。
また、仮に、α>5°であると、導光方向(X方向)に進む光が、第2斜面部133で全反射したとき、全反射前後での出光面13c(XY面に平行な面)となす角度の変化量が大きくなり過ぎ、輝度ムラや、入光面13aから遠い領域での明るさの低下を招く。また、導光板13からの出光方向のばらつきも大きくなるので、後述するプリズムシート15での偏向作用が不十分となり、収束性が低下して、正面輝度が低下する。
以上のことから、角度αは、1°<α≦5°を満たすことが好ましい。
The second
If α ≦ 1 °, when the light traveling in the light guide direction (X direction) is totally reflected by the second
Also, if α> 5 °, when the light traveling in the light guide direction (X direction) is totally reflected by the second
From the above, the angle α preferably satisfies 1 ° <α ≦ 5 °.
頂面部134は、背面側(Z1側)への高さhの異なる複数の面を有している。ここで、背面側(Z1側)への高さhとは、背面側単位光学形状131間の谷底に位置する点vを通り、導光板13の板面に平行な面(出光面13cに平行な面)から、背面側(Z1側)への寸法をいう。
一例として、図3に示す頂面部134は、面134a、134b、134c、134dを有している。この面134a〜134dは、出光面13c(導光板13の板面)に平行な面であり、背面側単位光学形状131の長手方向(Y方向)を長手方向とし、背面側単位光学形状131の配列方向(X方向)に沿って配列されている。また、面134a〜134dは、それぞれ、背面側への高さhがそれぞれ異なる。
The
As an example, the
面134a〜134dのうち、最も第1斜面部132側(入光面側、X1側)に位置する面134dの背面側への高さhが最も小さく、第2斜面部133側(対向面側、X2側)に向かうにつれて、次第に背面側への高さhが大きくなり、最も第2斜面部133側に位置する面134aの背面側への高さhが最も大きくなっている。そして、頂面部134は、これらの面134a〜134dを有することにより、配列方向に沿って階段状となっている。各面間の背面側への高さhの差は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
また、面134a〜134dの間に斜面134eが形成されている。この斜面134eは、導光板13の板面(XY面に平行な面)と角度βをなし、第1斜面部132に平行な斜面である。
なお、本実施形態では、面134a〜134dは、その配列方向における幅がそれぞれ等しい例を挙げて説明するが、配列方向における幅は、それぞれ相違していてもよい。
Of the
A
In the present embodiment, the
図4は、本実施形態の背面側単位光学形状131の配列方向の各部における形状を示す図である。図4(a)は、入光面13a近傍の背面側単位光学形状131を示し、図4(b)は、配列方向中央の背面側単位光学形状131を示し、図4(c)は、対向面13b近傍の背面側単位光学形状131を示す。
背面側単位光学形状131の配列方向において、背面側単位光学形状131の幅W1とし、頂面部134の寸法Wa、第1斜面部132及び第2斜面部133が占める寸法Wbとする。
背面側単位光学形状131は、その配列方向において、配列ピッチP1、幅W1、角度α,βは一定である。しかし、背面側単位光学形状131の幅W1に対する、第1斜面部132及び第2斜面部133の寸法Wbの比Wb/W1が、配列方向に沿って入光面13aから離れるにつれて大きくなっている。また、背面側単位光学形状131の幅W1に対する頂面部134の寸法Waの比Wa/W1は、配列方向に沿って入光面13aから離れるにつれて小さくなっている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of each part in the arrangement direction of the back side unit
In the arrangement direction of the back-side unit
The rear unit
即ち、図4(a)に示すように、入光面13a(光源部側)近傍では、背面側単位光学形状131の幅W1に対して頂面部134の寸法Waが占める比Wa/W1が大きく、背面側単位光学形状131の幅W1に対して第1斜面部132及び第2斜面部133の寸法Wbが占める比Wb/W1が小さい。
対向面側(X2側)へ進むにつれて、図4(b)に示すように、次第に比Wa/W1が小さく、比Wb/W1が大きくなる。そして、図4(c)に示すように、対向面13b近傍では比Wb/W1が大きく、比Wa/W1が小さい。
このように、対向面側へ向かうにつれて、両斜面部(特に、第2斜面部133)が占める比率を大きくすることにより、効率よく光を出光させることができ、導光方向における明るさの均一性も向上する。
That is, as shown in FIG. 4A, in the vicinity of the
As proceeding to the facing surface side (X2 side), as shown in FIG. 4B, the ratio Wa / W1 gradually decreases and the ratio Wb / W1 increases. As shown in FIG. 4C, the ratio Wb / W1 is large and the ratio Wa / W1 is small in the vicinity of the facing
As described above, by increasing the ratio of both slope portions (particularly, the second slope portion 133) toward the facing surface side, light can be emitted efficiently and the brightness in the light guide direction is uniform. Also improves.
本実施形態では、比Wb/W1は、最も入光面側(X1側)で約20/100であり、最も対向面側(X2側)で約80/100となっている。しかし、これに限らず、この比Wb/W1に関しては、所望する光学性能等に応じて、適宜設定でき、最も入光面側で約10/100、最も対向面側で約90/100となるような範囲内であれば、適宜設定してよい。 In this embodiment, the ratio Wb / W1 is about 20/100 on the most light incident surface side (X1 side) and about 80/100 on the most opposite surface side (X2 side). However, the present invention is not limited to this, and the ratio Wb / W1 can be appropriately set according to the desired optical performance and the like, and is about 10/100 on the most light incident surface side and about 90/100 on the most opposite surface side. If it is in such a range, you may set suitably.
本実施形態の導光板13において、背面13d側への高さhが最も高い面134aが反射シート14に接触する面となる(以下、接触面134aという)。この接触面134aは、配列方向における幅Wcが一定になるように形成される。
なお、上述したように、導光板13は、配列ピッチP1(幅W1)、接触面134aの幅Wc、角度α,βは、一定であり、図4に示すように、対向面側(X2側)に向かうにつれて、背面側単位光学形状131の幅W1に対する両斜面部(特に、第2斜面部133)の幅Wbが占める比率を大きくするために、頂面部134を形成する面の数を少なくしている。
また、最も対向面側及びその近傍においては、頂面部134の幅Waは十分に小さく、反射シート14と頂面部134との光学密着による影響が小さいので、最も対向面側やその近傍に位置する背面側単位光学形状131では、頂面部134が、1つの面、すなわち接触面134aのみから形成されるようにしてもよい。
In the
As described above, in the
Further, the width Wa of the
また、配列ピッチP1は、P1=50〜300μm程度とすることが好ましい。
仮に、配列ピッチP1が、この範囲よりも小さいと、背面側単位光学形状131の製造が困難となり、設計通りの形状が得られなくなる。また、配列ピッチP1がこの範囲よりも大きいと、モアレが生じやすくなったり、面光源装置10等としての使用状態において、背面側単位光学形状131のピッチが認識されやすくなったりする。
従って、配列ピッチP1は、上記範囲とすることが好ましい。
The arrangement pitch P1 is preferably about P1 = 50 to 300 μm.
If the arrangement pitch P1 is smaller than this range, it is difficult to manufacture the back unit
Therefore, the arrangement pitch P1 is preferably in the above range.
本実施形態の導光板13は、バイト等で背面側単位光学形状131を賦形する凹状の型を切削して成形型を作製し、その成形型を用いて、押出成形法や射出成形する等により形成される。使用する熱可塑性樹脂は、光透過性が高いものであれば特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、COP(シクロオレフィンポリマー)樹脂、PC樹脂等が挙げられる。
なお、これに限らず、押出成形等により成形したシート状の部材の両面に、紫外線成形法によって、背面側単位光学形状131及び出光側単位光学形状135を一体に形成して、導光板13としてもよい。
The
The
図1に戻って、反射シート14は、光を反射可能なシート状の部材であり、導光板13よりも背面側(Z1側)に配置されている。この反射シート14は、導光板13からZ1側へ向かう光を反射して、導光板13内へ向ける機能を有している。
反射シート14は、光の利用効率等を高める観点等から、鏡面反射性(正反射性)を有する。具体的には、反射シート14は、その全反射率が90%以上であり、かつ、拡散反射率が0.5%以上8%以下の範囲内となるように形成されている。
Returning to FIG. 1, the
The
図5は、本実施形態の反射シート14の断面形状を示す図である。図5では、反射シート14のシート面に直交する方向(Z方向)及び導光方向(X方向)に平行な断面の一部を拡大して示している。
図5に示すように、反射シート14は、樹脂製の基材層141と、基材層141の導光板13側の面に形成された反射層142と、反射層142の導光板13側の面に形成されたマット層143とを備えている。
基材層141は、反射シート14のベースとなる層である。
基材層141は、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂製のシート状の部材を用いている。なお、基材層141は、PC樹脂製、アクリル樹脂製、PP(ポリプロピレン)樹脂製、TAC(トリアセチルセルロール)樹脂製等のシート状の部材を用いてもよい。また、基材層141は、白色等に着色されていてもよいし、透明や半透明、不透明等であってもよい。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional shape of the
As shown in FIG. 5, the
The
The
反射層142は、光を正反射する機能を有する層であり、導光板13の背面13dから出射した光を正反射させて導光板13側に戻すことによって、導光板13の正面輝度の低下を抑制する。反射層142は、透明基材層142a及び蒸着層142bから構成されている。反射層142は、基材層141に対して、蒸着層142bが対面するようにして、不図示の接着剤により接合される。
透明基材層142aは、透明又は略透明なPET樹脂製のシート状部材である。なお、透明基材層142aは、PET樹脂に限らず、PC樹脂や、アクリル樹脂、PP(ポリプロピレン)樹脂、TAC(トリアセチルセルロール)樹脂等のシート状部材を用いることも可能である。
蒸着層142bは、透明基材層142aの一方の面側に、銀やアルミニウム等の高い反射率を有する金属材料を蒸着させることによって形成された光反射機能を有する層である。
The
The transparent
The
ここで、反射層142は、その全反射率が90%以上、拡散反射率Rdが8%以下の範囲内であることが望ましい。
全反射率が90%未満であると、反射層142の光の反射特性自体を低下させてしまうため、好ましくない。また、拡散反射率Rdが8%よりも大きいと、反射層の光の正反射性を低下させてしまうため、好ましくない。
Here, the
If the total reflectivity is less than 90%, the light reflection characteristics of the
マット層143は、反射層142の透明基材層142a側の面に形成された微細な凹凸形状を有する層である。マット層143は、微細な粒子を含有した紫外線硬化性樹脂から形成されている。ここで、マット層143は、反射層142との密着性確保の観点から、蒸着層142b上ではなく、透明基材層142aに形成されている。
マット層143の紫外線硬化性樹脂は、例えば、ウレタン系樹脂や、エポキシ系樹脂等が使用されるのが望ましい。
また、紫外線硬化性樹脂に対する微細な粒子の含有量は、マット層143に求められる凹凸形状に応じて適宜決定される。この微細な粒子は、例えば、高い反発弾性を有するウレタン系のビーズ等を用いることができ、紫外線硬化性樹脂に対する含有量を調整することによって、マット層143の硬度を調整することもできる。マット層143の硬度を調整して、導光板13の硬度と同等若しくは近似させることによって、反射シート14及び導光板13を積層させた場合に、いずれか一方に傷がついてしまうのを抑制することができる。ここで、微細な粒子の含有量を増やすと、マット層143の硬度は高くなり、含有量を減らすと、マット層143の硬度は低くなる傾向となる。マット層143の微細な粒子には、上述のウレタン系のビーズの他に、スチレン系や、アクリル系、ガラス、シリカ等のビーズも使用することができる。
紫外線硬化性樹脂に含有される微細な粒子は、マット層143の凹凸形状や、硬度を調整する観点から、粒径が1〜30μmの範囲内であることが望ましい。なお、本実施形態におけるマット層143の厚みとは、前述の微細な粒子が存在しない位置における層の厚みをいう。
なお、マット層143は、微細な粒子を含有させずに紫外線硬化性樹脂のみから形成してもよい。この場合、マット層143の凹凸は、エンボス加工等を施すことによって形成することができ、また、マット層143の硬度は、紫外線硬化性樹脂の種類を変更したり、紫外線照射量や、光重合開始剤の配分量などを適宜調整したりすることによって所望の硬度に形成することができる。
The
As the ultraviolet curable resin of the
Further, the content of fine particles with respect to the ultraviolet curable resin is appropriately determined according to the uneven shape required for the
The fine particles contained in the ultraviolet curable resin desirably have a particle size in the range of 1 to 30 μm from the viewpoint of adjusting the uneven shape of the
Note that the
図6は、本実施形態のプリズムシート15を説明する図である。図6では、プリズムシート15のXZ面に平行な断面の一部を拡大して示している。
プリズムシート15は、導光板13よりもLCDパネル11側(Z2側)に配置されている(図1参照)。プリズムシート15は、導光板13の出光面13cから出射した光の進行方向を、正面方向(Z方向)又は、Z方向となす角度が小さい方向へ偏向(集光)する作用を有する偏向光学シートである。
プリズムシート15は、プリズム基材層152と、プリズム基材層152の導光板13側(Z1側)に複数配列されて形成された単位プリズム151とを有している。
FIG. 6 is a diagram illustrating the
The
The
プリズム基材層152は、プリズムシート15のベース(基材)となる部分である。プリズム基材層152は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材が用いられている。
単位プリズム151は、導光板13側(Z1側)に凸となる三角柱形状であり、プリズム基材層152の背面側(Z1側)の面に、長手方向(稜線方向)をY方向とし、X方向に複数配列されている。即ち、単位プリズム151の配列方向は、透過型表示装置1の表示面の法線方向(Z方向)から見て、導光板13の背面側単位光学形状131の配列方向に平行であり、出光側単位光学形状135の配列方向と直交している。
The prism
The
本実施形態の単位プリズム151は、その配列方向(X方向)及びシート面に直交する方向(Z方向)に平行な断面(XZ面)での断面形状が、頂角をεとする二等辺三角形形状である例を示している。しかし、これに限らず、単位プリズム151の断面形状は、不等辺三角形形状としてもよい。また、単位プリズム151は、少なくとも一方の面が複数の面からなる折れ面状となっていてもよいし、曲面と平面とを組み合わせた形状としてもよいし、断面形状が配列方向において非対称な形状としてもよい。
単位プリズム151は、配列ピッチがP3、配列方向の幅がW3であり、配列方向において配列ピッチと配列方向のレンズ幅が等しい(P3=W3)形状となっている。
プリズムシート15は、導光板13から出射し、一方の面(例えば、面151a)から入射した光L1を他方の面(例えば、面151b)で全反射させることにより、その進行方向を正面方向(Z方向)又は正面方向に対してなす角度が小さくなる方向へ偏向(集光)する。
The
The
The
プリズムシート15は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂製や、PC(ポリカーボネート)樹脂製等のシート状のプリズム基材層152の片面に、紫外線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂により単位プリズム151を形成して作製される。
なお、これに限らず、例えば、プリズムシート15は、PC樹脂、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体)樹脂、MS(メチルメタクリレート・スチレン共重合体)樹脂、PET樹脂、PS(ポリスチレン)樹脂等の熱可塑性樹脂を押し出し成形することにより形成してもよい。
The
For example, the
図1に戻って、光拡散シート16は、光を拡散する作用を有するシート状の部材である。光拡散シート16は、プリズムシート15のLCDパネル11側(Z2側)に設けられている。
このような光拡散シート16を設けることにより、視野角を適度に広げたり、LCDパネル11の不図示の画素と単位プリズム151等とによって生じるモアレ等を低減したりする効果が得られる。
光拡散シート16は、各種汎用の光拡散性を有するシート状の部材を、面光源装置10及び表示装置1として所望される光学性能や、導光板13の光学特性等に合わせて、適宜選択して用いてよい。
Returning to FIG. 1, the
By providing such a
The
このような光拡散シート16としては、拡散材を含有する樹脂製のシート状の部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の少なくとも片面等に拡散材を含有するバインダをコートした部材や、基材となる樹脂製のシート状の部材の片面等にマイクロレンズアレイが形成されたマイクロレンズシート等を用いることができる。
As such a
また、前述のプリズムシート15のプリズム基材層152の出光側(Z2側)の面に、光拡散シート16との光学密着の防止や、光拡散機能の付与を目的として、微細凹凸形状を形成してもよい。このような凹凸形状としては、ビーズ状フィラーを含有するバインダをコートして形成したマット層等が好適であるが、この限りではない。
In addition, a fine uneven shape is formed on the light output side (Z2 side) surface of the
なお、光拡散シート16に限らず、プリズムシート15よりもLCDパネル11側(Z2側)に、特定の偏光状態の光を透過し、それ以外の偏光状態の光については反射する機能を有する偏光選択反射シートを配置してもよい。なお、このような偏光選択反射シートを用いる場合には、偏光選択反射シートの透過軸が、LCDパネル11の入光側(Z1側)に位置する不図示の偏光板の透過軸と平行となるように配置することが、輝度向上や光の利用効率向上の観点から好ましい。このような偏光選択反射シートとしては、例えば、DBEFシリーズ(住友スリーエム株式会社製)を使用することができる。
また、光拡散シート16に限らず、レンチキュラーレンズシート等の各種光学シート等を配置してもよい。
さらに、光拡散シート16のLCDパネル11側に、さらに、上述のような偏光選択反射シートや各種光学シート等を配置してもよい。
In addition, not only the
In addition to the
Further, a polarization selective reflection sheet as described above, various optical sheets, and the like may be further disposed on the
次に、導光板13の接触面積と、反射シート14の接触面積との関係について説明する。
図7は、本実施形態の導光板及び反射シートの各接触面積を説明する図である。図7(a)は、導光板を平板上に配置した状態を説明する図であり、図7(b)は、反射シートを平板上に配置した状態を説明する図である。
導光板13に設けられた背面側単位光学形状131の頂面部134に設けられた接触面134aは、導光板13及び反射シート14間に光学密着が生じてしまうのを抑制し、かつ、導光板13の背面側単位光学形状131による反射シート14の傷つきを抑制するために、以下の式(1)を満たすように形成されるのが望ましい。
Next, the relationship between the contact area of the
FIG. 7 is a diagram illustrating the contact areas of the light guide plate and the reflection sheet of the present embodiment. Fig.7 (a) is a figure explaining the state which has arrange | positioned the light-guide plate on the flat plate, FIG.7 (b) is a figure explaining the state which has arrange | positioned the reflective sheet on the flat plate.
The
(式1) 35%≦S1≦45% (Formula 1) 35% ≦ S1 ≦ 45%
ここで、S1は、図7(a)に示すように、導光板13が背面13dを下にして平板T上に配置された場合における各接触面134aの総接触面積(A1)と、導光板13の背面13dの面積(A2)との比(A1/A2)を示す。
また、接触面134aの総接触面積(A1)とは、導光方向に配置される各背面側単位光学形状131の各接触面の接触面積(a1)の総和をいう。また、各接触面134aの接触面積(a1)とは、導光板13の背面13dが、平板T上に配置された場合に接触する面積をいい、接触面134aの面積だけでなく、平板T上に配置された場合に、導光板13の部材が自重で圧縮変形して接触する面積も含むものをいう。本実施形態では、接触面134aから厚み方向に0.2μm圧縮変形した場合の面積を含むものとする。
また、導光板13の背面13dの面積(A2)とは、導光板13の厚み方向(Z方向)の背面側から見た場合の外形から求められる面積をいう。
Here, S1 represents the total contact area (A1) of each
Further, the total contact area (A1) of the
Moreover, the area (A2) of the
上記式(1)を満たすことによって、反射シート14への傷つきと、導光板13及び反射シート14の光学密着の発生をより効果的に抑制することができる。仮に、S1<35%である場合、導光板13の背面13dの面積に対する接触面134aの総接触面積が狭くなるため、各接触面134aの幅Wcが狭くなる傾向となり、導光板13を反射シート14に積層した場合に、反射シート14を傷つけてしまう恐れがある。また、S1>45%以上である場合、導光板13の背面13dの面積に対する接触面134aの総接触面積が広くなるため、導光板13及び反射シート14の密着面積が増加してしまい、光学密着を生じるおそれがある。
By satisfy | filling said Formula (1), generation | occurrence | production of the damage | wound to the
また、導光板13に設けられた背面側単位光学形状131の頂面部134に設けられた接触面134aと、反射シート14のマット層143とは、導光板13及び反射シート14間に光学密着が生じてしまうのを抑制し、また、導光板13の背面側単位光学形状131による反射シート14の傷つきを抑制するために、以下の式(2)を満たすことが更に望ましい。
Further, the
(式2) 35%≦S1+S2≦50% (Formula 2) 35% ≦ S1 + S2 ≦ 50%
ここで、S2は、図7(b)に示すように、反射シート14のマット層143側(導光板13側)の面が平板T上に配置された場合におけるマット層143の凹凸形状の凸部の総接触面積(B1)と、反射シート14の導光板13側の面の面積(B2)との比(B1/B2)を示す。
また、マット層143の凹凸形状の凸部の総接触面積(B1)とは、マット層143に設けられた微細な凹凸形状の各凸部の接触面積(b1)の総和をいう。また、凹凸形状の各凸部の接触面積(b1)とは、反射シート14の導光板13側の面が、平板T上に配置された場合に接触する面積をいい、マット層143の凹凸形状の凸部の頂部の面積だけでなく、平板T上に配置された場合に、マット層143の凸部が自重で圧縮変形して接触する面積も含むものをいう。本実施形態では、マット層143の凸部の頂部から厚み方向に0.2μm圧縮変形した場合の面積を含むものをいう。
また、反射シート14の導光板13側の面の面積(B2)とは、反射シート14の厚み方向(Z方向)の導光板13側から見た場合の外形から求められる面積をいう。
Here, as shown in FIG. 7 (b), S2 is the uneven shape of the
Further, the total contact area (B1) of the concavo-convex convex portions of the
Further, the area (B2) of the surface of the
更に、上述のS2は、以下の式(3)を満たすことが更に望ましい。 Further, it is more desirable that the above S2 satisfies the following formula (3).
(式3) 0%<S2<5% (Formula 3) 0% <S2 <5%
上記式(3)を満たすことによって、導光板13及び反射シート14の光学密着の発生をより効果的に抑制することもできる。仮に、S1≧5%である場合、反射シート14のマット層143の面積に対する凹凸形状の凸部の総接触面積が広くなるため、反射シート14及び導光板13の密着面積が増加してしまい、光学密着を生じるおそれがあるから好ましくない。
By satisfy | filling said Formula (3), generation | occurrence | production of the optical contact of the light-
また、本実施形態の導光板13は、上述したように、接触面134aの幅Wcは、導光方向に一定であるので、図7(a)に示すように、背面13dを下にして導光板13を平板T上に配置した場合に、各接触面134aと平板Tとの接触面積は、一定若しくは略一定となる。
このように、各接触面134aと平板Tとの接触面積が一定または略一定であることによって、導光板13と反射シート14とを積層させた場合に、各接触面134aと反射シート14とが密着する範囲を導光方向において、均等に分散することができ、光学密着の発生を抑制することができる。
ここで、光学密着をより効果的に抑制するために、導光板13は、平板T上に配置された場合における映像光が観察者側に届く有効範囲内の各接触面134aの接触面積(a1)と、導光板13の背面13dの面積(A2)との比(a1/A2)をS3とし、各接触面134aのS3のうち、最小値をS3minとし、最大値をS3maxとしたときに、下記式(4)を満たすことが望ましい。
ここで、映像光が観察者側に届く有効範囲とは、導光板を厚み方向(Z方向)から見た場合における外形よりも内側の領域をいい、その領域の外形は、導光板の前記外形寸法の90%以上の範囲内で形成される。
Further, as described above, since the width Wc of the
Thus, when the
Here, in order to more effectively suppress the optical contact, the
Here, the effective range in which the image light reaches the observer side refers to a region inside the outer shape when the light guide plate is viewed from the thickness direction (Z direction), and the outer shape of the region is the outer shape of the light guide plate. It is formed within a range of 90% or more of the dimension.
式(4) S3min/S3max>95% Formula (4) S3min / S3max> 95%
上記式(4)を満たすことによって、各接触面134aの接触面積のばらつきが少なくなるので、各接触面134aと反射シート14とが密着する範囲を導光方向において、均等に分散することができ、導光板13及び反射シート14の光学密着をより効果的に抑制することができる。
By satisfying the above formula (4), the variation in the contact area of each
(光学密着及び傷つきに関する評価)
次に、S1が異なる導光板と、S2の異なる反射シートを複数用意して組み合わせ(測定例1〜測定例5)、導光板及び反射シート間の光学密着の発生の有無や、反射シートへの傷つきの有無の評価を行った。
なお、各測定例の試験体は、反射シートのマット層上に、背面側単位光学形状が対向するようにして導光板を積層したものである。
(Evaluation on optical adhesion and damage)
Next, a plurality of light guide plates with different S1 and reflection sheets with different S2 are prepared and combined (Measurement Example 1 to Measurement Example 5), the presence or absence of optical adhesion between the light guide plate and the reflection sheet, The presence or absence of damage was evaluated.
In addition, the test body of each measurement example is obtained by laminating a light guide plate on the mat layer of the reflection sheet so that the back side unit optical shapes face each other.
図8は、測定例の導光板及び反射シート間の光学密着の有無の評価方法を説明する図である。図8(a)は、評価用の試験体の側面図を示し、図8(b)は、図8(a)のb−b矢視図である。この図8では、理解を容易にするために、導光板13やプリズムシート15の形状等は、簡略化して示している。
図8に示すように、光学密着の評価用の試験体Tは、実際に透過型表示装置1として組み立てる場合と同様に、評価台D上に、測定例の反射シート、導光板、プリズムシート15、光拡散シート16を順に積層し、また、導光板の入光面側に光源部12を配置したものである。
評価試験は、試験体Tの光拡散シート16の表面であって試験体TのXY平面の幾何学的中心Oに、錘Qを載置して、試験体に荷重を掛ける。
FIG. 8 is a diagram for explaining an evaluation method for the presence or absence of optical adhesion between the light guide plate and the reflection sheet in the measurement example. Fig.8 (a) shows the side view of the test body for evaluation, and FIG.8 (b) is a bb arrow line view of Fig.8 (a). In FIG. 8, in order to facilitate understanding, the shapes of the
As shown in FIG. 8, the test specimen T for evaluating the optical adhesion is similar to the case where it is actually assembled as the transmissive display device 1, on the evaluation table D, the reflection sheet, the light guide plate, and the
In the evaluation test, a weight Q is placed on the surface of the
図8の状態で、光源部12が消灯した状態で、試験体Tを室温50度、湿度25%の環境下で2時間放置した後、常温、常湿下(室温25度、湿度50%)に移動して光源部12を30分間点灯させた。その後、試験体Tから錘Qを外し、錘Qが配置されいた領域を、光拡散シート16、プリズムシート15越しに、Z2側からZ軸に対して角度0°で観察者が観察し、測定例の反射シートと導光板とが光学密着することにより、不定形の明るいシミ状の光学的なムラであるウェットアウト(wet out)が観察されるか否かを目視により判定する。
ウェットアウトの発生有無の評価は、発生が観察されないものについて、光学密着が生じていないものと判定し、「○」と評価した。また、ウェットアウトの観察される領域やその明るさ、明確さが顕著でないものであり、製品として使用可能であると判断したものについても、光学密着が生じていないものと判定し、「△」と評価した。一方、ウェットアウトの観察される領域やその明るさ、明確さが顕著であり、製品として使用不可能なものについては、光学密着が生じているものと判定し、「×」と評価した。
In the state shown in FIG. 8, with the
In the evaluation of the presence or absence of the occurrence of wet-out, it was determined that optical adhesion did not occur for those in which occurrence was not observed, and was evaluated as “◯”. Also, the area where the wet-out is observed, its brightness, and clarity are not remarkable, and those that are judged to be usable as a product are also judged as having no optical contact, and “△” It was evaluated. On the other hand, areas where wet-out was observed, their brightness and clarity were remarkable, and those that could not be used as products were determined to have optical contact and were evaluated as “x”.
また、導光板及び反射シートの傷つき評価は、積層した導光板を反射シートから外し、それぞれの接触面を目視によって確認し、導光板若しくは反射シート上に傷が確認されないか、若しくは、傷が確認されたとしてもその傷が製品として十分に使用可能な程度に目立たないものについては、評価を○とし、傷が明らかに確認され、製品として使用不可能なものについては、評価を×とした。
以下表1に、各測定例の光学密着の評価と、傷つき評価との結果をまとめる。なお、表1において、上述の光学密着の評価が△又は○となり、かつ、傷つき評価が○となった場合に、総合評価は○とし、いずれか一方でも×が含まれる場合、総合評価は×とした。
In addition, the evaluation of the scratches on the light guide plate and the reflection sheet is made by removing the laminated light guide plate from the reflection sheet and visually checking each contact surface, and confirming whether the scratches are confirmed on the light guide plate or the reflection sheet. Even if the damage was not noticeable to the extent that it could be used as a product, the evaluation was rated as “Good”.
Table 1 below summarizes the results of the optical adhesion evaluation and the scratch evaluation of each measurement example. In Table 1, when the evaluation of the optical adhesion described above is Δ or ○, and the evaluation of scratch is ○, the overall evaluation is ○, and when either is included, the overall evaluation is × It was.
なお、光学密着の評価に応じた各測定例のS1、S2は、以下の通りである。
測定例1の試験体は、S1=35%であり、S2=3%である。
測定例2の試験体は、S1=40%であり、S2=7%である。
測定例3の試験体は、S1=40%であり、S2=3%である。
測定例4の試験体は、S1=50%であり、S2=3%である。
測定例5の試験体は、S1=10%であり、S2=3%である。
In addition, S1 and S2 of each measurement example according to evaluation of optical adhesion are as follows.
The test body of Measurement Example 1 has S1 = 35% and S2 = 3%.
In the test sample of Measurement Example 2, S1 = 40% and S2 = 7%.
The test body of Measurement Example 3 has S1 = 40% and S2 = 3%.
In the test sample of Measurement Example 4, S1 = 50% and S2 = 3%.
The test body of Measurement Example 5 has S1 = 10% and S2 = 3%.
また、各測定例の導光板は、上述のS1の値が異なる以外は、略同様の形態であり、各部の寸法は、以下の通りである。また、各測定例の導光板は、上述の式(4)を満たしている。
外形寸法等:300mm×175mm、アクリル樹脂製、総厚約550μm。
背面側単位光学形状131:配列ピッチP1=100μm、角度α=2°、角度β=15°。
出光側単位光学形状135:配列ピッチP2=50μm、角度γ=120°。
S3min/S3max=100%
Moreover, the light guide plate of each measurement example has substantially the same form except that the value of S1 described above is different, and the dimensions of each part are as follows. Moreover, the light guide plate of each measurement example satisfies the above-described formula (4).
External dimensions: 300 mm × 175 mm, made of acrylic resin, total thickness of about 550 μm.
Back unit optical shape 131: arrangement pitch P1 = 100 μm, angle α = 2 °, angle β = 15 °.
Output side unit optical shape 135: arrangement pitch P2 = 50 μm, angle γ = 120 °.
S3min / S3max = 100%
また、反射シート14は、上述のS2の値が異なる以外は、略同様の形態であり、各部の寸法等は、以下の通りである。
反射層142:銀を蒸着した金属薄膜から形成される。なお、各測定例の反射層は、全反射率が90%以上であり、拡散反射率が0.5%以上8%以下の範囲内に形成されている。
マット層143:ウレタン系のビーズを含有したウレタン形状の紫外線硬化性樹脂から形成されている。
外形寸法等:300mm×175mm、厚さ150μm。
プリズムシート15:175mm(X方向)×300mm(Y方向)、厚さ約180μm、PETフィルムに屈折率1.51のアクリル系紫外線硬化樹脂により成形させた頂角ε=66°の逆向きプリズムシート。
光拡散シート16:175mm(X方向)×300mm(Y方向)、厚さ約160μm、住友スリーエム株式会社製。
錘Q:ステンレス材の角柱部材。15mm(X方向)×15mm(Y方向)、高さ50mm、質量500g。
The
Reflective layer 142: formed of a metal thin film on which silver is deposited. Note that the reflection layer of each measurement example has a total reflectance of 90% or more and a diffuse reflectance of 0.5% to 8%.
Mat layer 143: formed of a urethane-shaped ultraviolet curable resin containing urethane-based beads.
External dimensions: 300 mm × 175 mm, thickness 150 μm.
Prism sheet 15: 175 mm (X direction) × 300 mm (Y direction), thickness of about 180 μm, inverted prism sheet with apex angle ε = 66 ° formed from a PET film with an acrylic ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.51 .
Light diffusion sheet 16: 175 mm (X direction) × 300 mm (Y direction), thickness of about 160 μm, manufactured by Sumitomo 3M Limited.
Weight Q: A prismatic member made of stainless steel. 15 mm (X direction) × 15 mm (Y direction), height 50 mm, mass 500 g.
上述の表1に示すように、測定例4の試験体は、傷の評価が○であったが、光学密着の評価が×となり、総合評価は×となった。これは、S2の値が上記式(3)を満たしていたが、S1の値が上記式(1)の上限値(45%)を超え式(1)を満たさず、導光板13の接触部134aの総接触面積が大きすぎたため、光学密着の抑制効果が低くなったものと考えられる。また、測定例4の試験体は、上記式(2)も満たさないものであることも確認された。
また、測定例5の試験体は、光学密着の評価は○であったが、傷の評価が×となり、総合評価が×となった。これは、S1の値が、上記式(1)の下限値を下回っているため、導光板の背面側単位光学形状の接触面の幅Wcが狭くなってしまったことが要因と考えられる。また、測定例5の試験体は、上記式(2)も満たさないものであることも確認された。
As shown in Table 1 above, the test sample of Measurement Example 4 had a scratch evaluation of ◯, but the optical adhesion evaluation was x, and the overall evaluation was x. This is because the value of S2 satisfies the above formula (3), but the value of S1 exceeds the upper limit (45%) of the above formula (1) and does not satisfy the formula (1). Since the total contact area of 134a was too large, it is considered that the effect of suppressing optical adhesion was lowered. It was also confirmed that the test specimen of Measurement Example 4 did not satisfy the above formula (2).
In the test sample of Measurement Example 5, the evaluation of optical adhesion was “good”, but the evaluation of scratch was “poor”, and the overall evaluation was “poor”. This is considered to be caused by the fact that the width Wc of the contact surface of the rear unit optical shape of the light guide plate is narrowed because the value of S1 is below the lower limit value of the above formula (1). It was also confirmed that the test sample of Measurement Example 5 did not satisfy the above formula (2).
これに対して、測定例2の試験体は、傷の評価が○であり、光学密着の評価が△となり、総合評価が○となった。この試験体は、上記式(3)を満たしていないが、上記式(1)及び(2)を満たしているため、光学密着の評価が×ではなく△になったものと考えられる。
測定例1、3の試験体は、傷の評価、光学密着の評価ともに○となり、総合評価も○となった。この試験体の導光板及び反射シートは、上記式(1)及び式(2)だけでなく、式(3)も満たすことで、光学密着の評価が○となることが確認された。
以上より、上記式(1)、式(2)を満たすことによって、導光板及び反射シート間の光学密着を大幅に抑制し、導光板による反射シートへの傷付きを抑制することができることが確認され、また、上記式(3)を更に満たすことによって、より効果的に上記効果を奏することが確認された。
On the other hand, in the test body of Measurement Example 2, the evaluation of scratches was “good”, the evaluation of optical adhesion was “good”, and the overall evaluation was “good”. Although this test body does not satisfy the above formula (3), but satisfies the above formulas (1) and (2), it is considered that the evaluation of optical adhesion is Δ instead of x.
In the test samples of Measurement Examples 1 and 3, both the evaluation of scratches and the evaluation of optical adhesion were “good”, and the overall evaluation was also “good”. It was confirmed that the light guide plate and the reflection sheet of this test body satisfy not only the above formulas (1) and (2) but also the formula (3), so that the evaluation of optical adhesion becomes “good”.
From the above, by satisfying the above formulas (1) and (2), it is confirmed that the optical adhesion between the light guide plate and the reflection sheet can be significantly suppressed, and damage to the reflection sheet by the light guide plate can be suppressed. In addition, it was confirmed that the above-described effect can be achieved more effectively by further satisfying the above formula (3).
本実施形態によれば、面光源装置10は、導光板13及び反射シート14が上記式(1)を満たすので、導光板及び反射シート間に光学密着が発生してしまうのを抑制するとともに、導光板を反射シートに積層させた場合に反射シートが傷ついてしまうのを抑制することができる。
また、面光源装置10は、上記式(2)を満たすので、より具体的に、上述の光学密着の発生の抑制効果及び傷つき抑制効果を奏することができる。
さらに、面光源装置10は、背面側単位光学形状131の各接触面134aが、上記式(4)を満たすので、反射シート14及び導光板13の密着する範囲を導光方向において均等に分散させることができ、これによっても光学密着の発生を抑制することができる。
また、面光源装置10は、反射シート14が、上記式(3)を満たすので、光学密着の発生の抑制効果をより効果的に奏することができる。
According to the present embodiment, the surface
In addition, since the surface
Furthermore, since each
Moreover, since the
(変形形態)
以上説明した実施形態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、それらも本発明の範囲内である。
(1)実施形態において、背面側単位光学形状131の頂面部134は、複数の面(134a〜134d)から構成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、上述の式(1)等を満たすのであれば、頂面部134は、1つの面、すなわち接触面134aのみから構成されるようにしてもよい。
(2)実施形態において、反射層142は、蒸着により銀等の高い反射率を有する金属薄膜によって構成される例を示したが、これに限定されるものでない。上述の反射シート14の反射特性(全反射率が90%以上、拡散反射率が0.5%以上8%以下)が満たされるものであれば、例えば、反射層142は、多層膜構造の反射偏向フィルム等から構成されるようにしてもよい。
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the embodiment, the
(2) In the embodiment, the example in which the
(3)背面側単位光学形状131は、導光方向に配列され、導光方向及び導光板13の板面に直交する方向における断面形状が前述の形態であれば、板面内において導光方向に直交する方向(Y方向)に不連続な島状に形成されていてもよい。
例えば、背面側単位光学形状131は、背面側に凸となる略四角台形状であり、導光方向及びこれに直交する方向(X方向及びY方向)に配列される形態としてもよい。
(3) The rear-side unit
For example, the back side unit
(4)面光源装置10は、対向面13bを第2入光面13bとし、この面に対向する位置にさらに光源部12を配置してもよい。この場合、例えば、背面側単位光学形状131は、その配列方向において、入光面13aから導光板13の中心点までは、上述の実施形態の形状であり、その中心点から対向面13bまでは、上述の実施形態のX方向を逆転した形であり、中心点から第2入光面13bまで、比Wb/W1がX2側に向かうにつれて次第に小さく(比Wa/W1は次第に大きくなる)形状とすることが好ましい。このとき、導光板13の背面は、XZ面に平行な断面において、導光方向の中心を通りZ方向に平行な直線を軸として対称な形状となる。
(4) In the surface
(5)本実施形態において、出光側単位光学形状135は、その配列ピッチP2と、配列方向における幅W2とが等しい例を示したが、これに限らず、配列ピッチP2が配列方向における幅W2よりも大きく、各出光側単位光学形状135間に、平面部や凹部等が形成された形状としてもよい。
なお、背面側単位光学形状131についても同様である。
(5) In the present embodiment, the light emitting unit
The same applies to the back unit
(6)導光板13の総厚は、入光面側(X1側)が厚く、対向面側(X2側)へ進むにつれて次第に薄くなる形状としてもよい。
(6) The total thickness of the
(7)面光源装置10は、プリズムシート15とLCDパネル11との間に、拡散作用を有する光学シートや、各種レンズ形状やプリズム形状が形成された他の光学シート等を組み合わせ配置してもよい。また、面光源装置10は、プリズムシート15以外の偏向作用を有する光学シートを用いてもよい。
使用環境や所望の光学性能に合わせて、面光源装置10として導光板13と組み合わせて用いる各種光学シート等は、適宜選択して用いることができる。
(7) The surface
Various optical sheets used in combination with the
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態等によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments and the like.
1 透過型表示装置
10 面光源装置
11 LCDパネル
12 光源部
121 点光源
13 導光板
131 背面側単位光学形状
132 第1斜面部
133 第2斜面部
134 頂面部
134a〜134c 面
134d 接触面
135 出光側単位光学形状
14 反射シート
141 基材層
142 反射層
143 マット層
15 プリズムシート
16 光拡散シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission
Claims (9)
前記導光板の背面側に配置され、前記導光板の前記背面から出射した光を前記導光板側に反射する反射部材とを備え、
前記反射部材は、前記導光板側の面に微細な凹凸形状を有し、その全反射率が90%以上であり、かつ、拡散反射率が0.5%以上8%以下の範囲内で形成されており、
前記導光板は、前記背面に、背面側単位光学形状が導光方向に複数配列され、
前記背面側単位光学形状は、背面側に凸であり、その配列方向に平行であって前記導光板の厚み方向に平行な断面において、その断面形状が略四角形形状であり、入光面側に位置する第1斜面部と、これに対向して他方側に位置して入射する光の少なくとも一部を全反射する第2斜面部と、前記第1斜面部と前記第2斜面部との間に位置する頂面部を有し、
少なくとも1つの前記背面側単位光学形状の前記頂面部は、厚み方向の高さが相違する複数の面を有し、前記複数の面のうち最も前記反射部材側に位置する面が前記反射部材に接触する接触部であり、
前記導光板の前記背面が平板上に配置された場合における前記各接触部の総接触面積と、前記導光板の前記背面の面積との比をS1としたときに、
35%≦S1≦45%を満たすこと、
を特徴とする面光源装置。 A light incident surface on which light is incident; a light exit surface that intersects the light incident surface and emits light; and a back surface that faces the light exit surface, and guides light incident from the light incident surface in a light guide direction. A light guide plate that emits from the light exit surface while illuminating;
A reflective member that is disposed on the back side of the light guide plate and reflects light emitted from the back side of the light guide plate to the light guide plate side;
The reflecting member has a fine uneven shape on the surface on the light guide plate side, has a total reflectance of 90% or more, and a diffuse reflectance of 0.5% to 8%. Has been
The light guide plate has a plurality of back side unit optical shapes arranged in the light guide direction on the back surface,
The back-side unit optical shape is convex on the back side, is parallel to the arrangement direction, and is parallel to the thickness direction of the light guide plate, and the cross-sectional shape is a substantially square shape. A first slope portion located between the first slope portion and the second slope portion, the second slope portion facing the opposite side and totally reflecting at least part of incident light; Having a top surface located at
The top surface portion of at least one of the back side unit optical shapes has a plurality of surfaces having different heights in the thickness direction, and a surface located closest to the reflecting member among the plurality of surfaces is the reflecting member. A contact part that contacts,
When the ratio between the total contact area of each contact portion and the area of the back surface of the light guide plate when the back surface of the light guide plate is disposed on a flat plate is S1,
Satisfy 35% ≦ S1 ≦ 45%,
A surface light source device.
前記接触部は、前記頂面部において最も前記第2斜面部側に位置していること、The contact portion is located closest to the second slope portion in the top surface portion;
を特徴とする面光源装置。A surface light source device.
前記頂面部の設けられた前記複数の面は、前記入光面から離れるにつれて少なくなること、The plurality of surfaces provided with the top surface portion decrease as the distance from the light incident surface decreases.
を特徴とする面光源装置。A surface light source device.
前記背面側単位光学形状は、配列方向における配列ピッチが一定であること、The rear unit optical shape has a constant arrangement pitch in the arrangement direction,
を特徴とする面光源装置。A surface light source device.
前記反射部材の前記導光板側の面が平板上に配置された場合における前記反射部材の凹凸形状の各凸部の総接触面積と、前記反射部材の前記導光板側の面の面積との比をS2としたときに、
35%≦S1+S2≦50%を満たすこと、
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 4 ,
The ratio of the total contact area of each convex part of the concavo-convex shape of the reflective member to the area of the surface of the reflective member on the light guide plate side when the surface of the reflective member on the light guide plate side is disposed on a flat plate Is S2,
Satisfy 35% ≦ S1 + S2 ≦ 50%,
A surface light source device.
0%<S2<5%を満たすこと、
を特徴とする面光源装置。 The surface light source device according to claim 5 ,
Satisfy 0% <S2 <5%,
A surface light source device.
前記導光板が平板上に配置された場合における前記光が観察者側に届く有効範囲内の前記各接触部の接触面積と、前記導光板の前記背面の面積との比をS3とし、前記各接触部のS3のうち、最小値をS3minとし、最大値をS3maxとしたときに、
S3min/S3max>95%を満たすこと、
を特徴とする面光源装置。 The surface light source device according to any one of claims 1 to 6 ,
When the light guide plate is disposed on a flat plate, the ratio of the contact area of each contact portion within the effective range within which the light reaches the observer side and the area of the back surface of the light guide plate is S3, Of S3 of the contact portion, when the minimum value is S3min and the maximum value is S3max,
Satisfying S3min / S3max> 95%,
A surface light source device.
前記背面側単位光学形状は、柱状であり、前記導光方向に直交する方向を長手方向として、前記導光方向に配列されていること、
を特徴とする面光源装置。 In the surface light source device according to any one of claims 1 to 7 ,
The back side unit optical shape is a columnar shape, and a direction perpendicular to the light guide direction is a longitudinal direction and is arranged in the light guide direction,
A surface light source device.
前記面光源装置によって背面側から照明される透過型表示部と、
を備える透過型表示装置。
A surface light source device according to any one of claims 1 to 8 ,
A transmissive display unit illuminated from the back side by the surface light source device;
A transmissive display device.
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