JPWO2009054446A1 - Diffusion sheet - Google Patents
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Abstract
本発明の拡散シートは、光源の上方に配設され、前記光源からの光を入光する入光面と前記光を出光する出光面とを有する拡散シートであって、前記入光面又は前記出光面に、曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列された凹凸構造を有し、前記拡散シートの平面視における前記光源の投影領域を含む出光面の第一領域から出光される光の拡散角度が、前記拡散シートの平面視における前記光源の間の投影領域を含む出光面の第二領域から出光される光の拡散角度より低いことを特徴とする。The diffusion sheet of the present invention is a diffusion sheet that is disposed above a light source and has a light incident surface that receives light from the light source and a light output surface that emits light. The light exit surface has a concavo-convex structure in which a large number of concavo-convex portions having a curved shape are continuously arranged, and the light emitted from the first region of the light exit surface including the projection region of the light source in a plan view of the diffusion sheet. The diffusion angle is lower than the diffusion angle of the light emitted from the second region of the light exit surface including the projection region between the light sources in a plan view of the diffusion sheet.
Description
本発明は、液晶表示装置等の後面照明（back lighting）に用いられる拡散シートに関し、特にバックライトユニットに配設された際に、輝度を損なうことなく輝度ムラを軽減させることのできる拡散シートに関する。 The present invention relates to a diffusion sheet used for back lighting such as a liquid crystal display device, and more particularly to a diffusion sheet that can reduce luminance unevenness without losing luminance when disposed in a backlight unit. .
現在、液晶表示装置は、携帯電話、ＰＤＡ端末、デジタルカメラ、テレビ、パーソナルコンピュータ用ディスプレイ、ノートパソコンなどの幅広い分野で利用されている。液晶表示装置においては、例えば、液晶表示パネルの背後にバックライトユニットを配置し、このバックライトユニットからの光を液晶表示パネルに供給することにより、画像を表示する。このような液晶表示装置に用いられるバックライトユニットは、その表示画像を見やすくするために、液晶表示パネルに均一な光を供給するだけでなく、できるだけ多くの光を供給することが要求される。つまり、バックライトユニットは、光拡散性に優れると共に高い輝度が得られるという光学特性が要求される。 Currently, liquid crystal display devices are used in a wide range of fields such as mobile phones, PDA terminals, digital cameras, televisions, personal computer displays, and notebook computers. In a liquid crystal display device, for example, a backlight unit is arranged behind a liquid crystal display panel, and an image is displayed by supplying light from the backlight unit to the liquid crystal display panel. The backlight unit used in such a liquid crystal display device is required not only to supply uniform light to the liquid crystal display panel but also to supply as much light as possible in order to make the display image easy to see. That is, the backlight unit is required to have optical characteristics such as excellent light diffusibility and high brightness.
従来のバックライトユニットは、例えば、液晶表示パネルに入射する光の分布をパネル全体にわたって均一にするために、導光板或いは拡散板に凹凸構造を形成する手法が用いられていた。前記構造を形成する方法としては、ダイヤモンド刃などによって機械加工した元型から、パターン転写用の金型を作製し、射出成形或いは押出成形によって凹凸構造をシート或いはロールに加工する手法がある。しかしながら、導光板或いは拡散板全体に均一な凹凸構造を形成する手法では、バックライトの薄型化を狙う際に、輝度ムラを軽減する効果が十分ではない。 In the conventional backlight unit, for example, a method of forming a concavo-convex structure on the light guide plate or the diffusion plate is used in order to make the distribution of light incident on the liquid crystal display panel uniform over the entire panel. As a method for forming the structure, there is a method in which a mold for pattern transfer is produced from an original mold machined with a diamond blade or the like, and the concavo-convex structure is processed into a sheet or a roll by injection molding or extrusion molding. However, the method of forming a uniform concavo-convex structure on the entire light guide plate or diffuser plate is not sufficient in reducing luminance unevenness when aiming to reduce the thickness of the backlight.
ここで、前記のような導光板或いは拡散板全体に、均一な凹凸構造ではなく、光源の位置に対応する領域毎に異なる凹凸構造を形成する手法が開示されている（特許文献１）。前記文献には、光源の直上に配置された拡散板の出光面にプリズム条列を形成し、平面視における光源直上の位置から遠くなるほど前記プリズムの頂角が小さくなるように形成されていることにより、輝度が向上し、輝度ムラを効果的に軽減できるとの記載がある。 Here, there is disclosed a method for forming a different concavo-convex structure for each region corresponding to the position of the light source instead of a uniform concavo-convex structure on the entire light guide plate or diffusion plate as described above (Patent Document 1). According to the above document, a prism array is formed on the light exit surface of a diffusion plate arranged immediately above a light source, and the apex angle of the prism is reduced as the distance from the position immediately above the light source in plan view decreases. Describes that luminance can be improved and luminance unevenness can be effectively reduced.
ところが、前記のような機械的な凹凸形成方法は多くの時間が掛かり、制作費用が高くなるという問題があった。また、前記のような凹凸形成方法では、数十μｍ程度の構造が限界であることや、形状の均一性を高めることが容易ではないという問題もあった。これに対して、レーザービームのスペックルによって感光性媒体に凹凸構造を記録し、パターン転写用の金型を製造し、この金型を用いて、直下型の大型液晶表示装置用の導光板表面に凹凸構造を形成したホログラム導光板において、前記ホログラムの模様の面積密度を制御する発明が開示されている（特許文献２ 図４１）。前記文献には、導光板の表面に、光源直上の位置に対応する領域のホログラムの模様の面積密度を、光源間に対応する領域の前記密度よりも高くすることによって輝度ムラを効果的に軽減できるとの記載がある。
しかしながら、近年は、液晶表示装置の薄型化が進み、光源と、該光源光を拡散させるための光学シート（ホログラム導光板等）との間の距離が短くなったため、特許文献１に開示されている従来の方法では、十分に輝度ムラを軽減させることができないことに加え、表面形状がプリズム条列であることに起因してモアレが発生する恐れがあったり、耐擦傷性が不十分であったり、という問題がある。また、特許文献２に開示されている従来の方法でも、十分に輝度ムラを軽減させることができない。 However, in recent years, the liquid crystal display device has been made thinner, and the distance between the light source and the optical sheet (hologram light guide plate or the like) for diffusing the light source light has been shortened. In addition to the fact that the luminance unevenness cannot be sufficiently reduced by the conventional method, moire may occur due to the prism shape of the surface shape, and the scratch resistance is insufficient. There is a problem that. Further, even the conventional method disclosed in Patent Document 2 cannot sufficiently reduce luminance unevenness.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、輝度ムラを軽減させることのできる拡散シートを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the diffusion sheet which can reduce a brightness nonuniformity.
本発明の拡散シートは、光源の上方に配設され、前記光源からの光を入光する入光面と前記光を出光する出光面とを有する拡散シートであって、前記入光面又は前記出光面に、曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列された凹凸構造を有し、前記拡散シートの平面視における前記光源の投影領域を含む出光面の第一領域から出光される光の拡散角度が、前記拡散シートの平面視における前記光源の間の投影領域を含む出光面の第二領域から出光される光の拡散角度より低いことを特徴とする。 The diffusion sheet of the present invention is a diffusion sheet that is disposed above a light source and has a light incident surface that receives light from the light source and a light output surface that emits light. The light exit surface has a concavo-convex structure in which a large number of concavo-convex portions having a curved shape are continuously arranged, and the light emitted from the first region of the light exit surface including the projection region of the light source in a plan view of the diffusion sheet. The diffusion angle is lower than the diffusion angle of the light emitted from the second region of the light exit surface including the projection region between the light sources in a plan view of the diffusion sheet.
本発明の拡散シートは、光源の上方に配設され、前記光源からの光を入光する入光面と前記光を出光する出光面とを有する拡散シートであって、前記入光面又は前記出光面に、曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列された凹凸構造を有し、前記拡散シートの平面視における前記光源の投影領域を含む第一領域における凹凸部の高さが、前記拡散シートの平面視における前記光源の間の投影領域を含む第二領域における凹凸部の高さより低いことを特徴とする。 The diffusion sheet of the present invention is a diffusion sheet that is disposed above a light source and has a light incident surface that receives light from the light source and a light output surface that emits light. The light exit surface has a concavo-convex structure in which a large number of concavo-convex portions having a curved shape are continuously arranged, and the height of the concavo-convex portions in the first region including the projection region of the light source in a plan view of the diffusion sheet is It is lower than the height of the concavo-convex portion in the second region including the projection region between the light sources in a plan view of the diffusion sheet.
本発明の拡散シートによれば、光源上の投影領域に対応する領域の拡散角度を、光源間の投影領域に対応する領域の拡散角度より低くするような凹凸構造を表面に有するので、輝度ムラを軽減させることができる。 According to the diffusion sheet of the present invention, the surface has the uneven structure that makes the diffusion angle of the region corresponding to the projection region on the light source lower than the diffusion angle of the region corresponding to the projection region between the light sources. Can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１、図２は、光源の投影領域と光源の間の投影領域を示したものである。前記光源は、少なくとも２つの光源からなり、光源としては、図１に示すように、冷陰極管（ＣＣＦＬ）などの線光源や、図２に示すように、ＬＥＤ（発光ダイオード）、レーザーなどの点光源を用いることができる。図１、図２において、参照符号１−ａは拡散シートの平面視における光源上の投影領域を含む出光面の第一領域を示し、参照符号１−ｂは拡散シートの平面視における光源間の投影領域を含む出光面の第二領域を示す。なお、図１、図２では、全体の領域を前記第一領域と、前記第二領域との２つに分割し、第一の領域と第二の領域とが隣接している例を示しているが、少なくとも第一の領域は光源上の投影領域を含み、第二の領域は近接する光源の中間に位置する領域を含んでいれば、前記第一領域と第二の領域とは隣接していなくてもよい。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show a projection area between the light source and the projection area between the light sources. The light source includes at least two light sources, such as a linear light source such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) as shown in FIG. 1, an LED (light emitting diode) or a laser as shown in FIG. A point light source can be used. 1 and 2, reference numeral 1-a indicates a first area of the light exit surface including a projection area on the light source in a plan view of the diffusion sheet, and reference numeral 1-b indicates between light sources in the plan view of the diffusion sheet. The 2nd area | region of the light emission surface containing a projection area | region is shown. 1 and 2 show an example in which the entire area is divided into the first area and the second area, and the first area and the second area are adjacent to each other. However, if at least the first area includes a projection area on the light source and the second area includes an area located between the adjacent light sources, the first area and the second area are adjacent to each other. It does not have to be.
図３は、本発明の光線制御ユニットの断面図を示したものである。ここで、光源の幅をＲ、光源と光源の間の距離をｐとしたとき、前記第一領域の幅ａ１と前記第二領域の幅ａ２は、Ｒ≦ａ１≦ｐ／２、Ｒ≦ａ２≦ｐ／２、をともに満たすものとする。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the light beam control unit of the present invention. Here, when the width of the light source is R and the distance between the light sources is p, the width a1 of the first region and the width a2 of the second region are R ≦ a1 ≦ p / 2 and R ≦ a2. Both ≦ p / 2 are satisfied.
本発明の拡散シートは、一方の主面上（図３においては光源と面する主面と反対側の主面：光を出光する出光面）に、光源からの光を拡散させる凹凸構造を有し、前記第一領域から出光される光の拡散角度が、前記第二領域から出光される光の拡散角度より低くなるように凹凸構造が形成されていることを特徴とする。また、前記凹凸構造を、光源からの光を入光する入光面に有していても良い。この凹凸構造は、曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列されたものである。 The diffusion sheet of the present invention has a concavo-convex structure for diffusing light from a light source on one main surface (in FIG. 3, the main surface opposite to the main surface facing the light source: a light exit surface that emits light). The concavo-convex structure is formed so that a diffusion angle of light emitted from the first region is lower than a diffusion angle of light emitted from the second region. Moreover, you may have the said uneven | corrugated structure in the light-incidence surface which injects the light from a light source. This concavo-convex structure is a structure in which a large number of concavo-convex portions having a curved shape are continuously arranged.
ここで、本発明における「拡散角度」とは、透過光強度がピーク強度の半分に減衰する角度（半値角）の２倍の角度（ＦＷＨＭ：Full Width Half Maximum）をいう。この拡散角度は、例えば、日本電色工業株式会社製の変角色差計（GC−５０００Ｌ）で、拡散シート凹凸面の法線角度が０°より入射した光に対する透過光強度の角度分布を測定することによって求めることができる。 Here, the “diffusion angle” in the present invention means an angle (FWHM: Full Width Half Maximum) that is twice the angle (half-value angle) at which the transmitted light intensity is attenuated to half of the peak intensity. This diffusion angle is measured, for example, by an angle distribution color difference meter (GC-5000L) manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., which measures the angular distribution of transmitted light intensity with respect to light incident from a normal angle of the uneven surface of the diffusion sheet from 0 °. You can ask for it.
前記拡散シートは、表面にこのような凹凸構造を有することにより、前記第一領域では、図３に示すように、出光面の凹凸構造により光源からの光が十分に拡散し、光源直上の領域における正面輝度を低減させることができる。一方、前記第二領域では、出光面の凹凸構造により光源からの光を集光させることができ、光源間の領域における正面輝度を増加させることができる。これらの結果、光源直上の領域と、光源間の領域との間の輝度差が小さくなり、輝度ムラを軽減することができる。 Since the diffusion sheet has such a concavo-convex structure on the surface, in the first region, as shown in FIG. 3, the light from the light source is sufficiently diffused by the concavo-convex structure on the light exit surface, and the region immediately above the light source. The front luminance at can be reduced. On the other hand, in the second region, the light from the light source can be condensed by the uneven structure of the light exit surface, and the front luminance in the region between the light sources can be increased. As a result, the luminance difference between the region immediately above the light source and the region between the light sources is reduced, and uneven luminance can be reduced.
また、本発明に用いることができる拡散シートとしては、測定方向によらず、ほぼ同じ拡散角度が得られる等方性拡散シートと、測定方向によって、拡散角度が異なる異方性拡散シートの両方を用いることができる。異方性拡散シートとは、例えば、シート面内の直交する２つの方向で拡散角度を測定した場合に、拡散角度が異なるような拡散シートである。 In addition, as the diffusion sheet that can be used in the present invention, both an isotropic diffusion sheet that can obtain substantially the same diffusion angle regardless of the measurement direction and an anisotropic diffusion sheet that has different diffusion angles depending on the measurement direction. Can be used. An anisotropic diffusion sheet is, for example, a diffusion sheet having different diffusion angles when the diffusion angles are measured in two orthogonal directions within the sheet surface.
そして、異方性拡散シートを用いる場合の拡散角度は、光源上の少なくとも一つの方向で測定した拡散角度を指すものとする。例えば、光源がＣＣＦＬである場合、光源の長手方向に直交する方向、或いは、光源の長手方向と平行に測定したどちらの拡散角度でも良い。また、光源がＣＣＦＬである場合、好ましくは、光源の長手方向と直交する方向の拡散角度を変えることができる。 And the diffusion angle in the case of using an anisotropic diffusion sheet shall point out the diffusion angle measured in the at least 1 direction on a light source. For example, when the light source is a CCFL, any diffusion angle measured in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the light source or parallel to the longitudinal direction of the light source may be used. When the light source is a CCFL, the diffusion angle in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the light source can be preferably changed.
また、本発明では、光源からの距離に応じて、拡散角度が高くなることが好ましい。拡散シート面上では、前記光源から前記出光面までの距離に応じて、拡散角度が高くなることが好ましい。すなわち、輝度が一定となるように、前記第一領域から前記第二領域における拡散角度を最適化することで、輝度ムラの軽減を図っている。拡散角度は、前記光源から前記出光面までの距離に応じて高くなっていることが好ましい。その例を、図４（ａ）〜図４（ｅ）に示す。図４（ａ）から図４（ｅ）には、拡散角度が、前記第一領域から前記第二領域にかけて直線状、直線と曲線の混合形状、略正弦波状或いは階段状に、増大している拡散シートの例が示されている。拡散角度の変化は、厳密に直線状、曲線状、階段状でなくてもよく、拡散角度の測定バラツキ等により、直線状、曲線状、階段状から若干はずれた形状や、直線と曲線の混合形状であってもよい。例えば、前記光源から前記出光面までの距離が長くなるに従って、前記出光面から出光される光の拡散角度が、連続的又は段階的に高くなることが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the diffusion angle is increased according to the distance from the light source. On the diffusion sheet surface, it is preferable that the diffusion angle is increased according to the distance from the light source to the light exit surface. That is, luminance unevenness is reduced by optimizing the diffusion angle from the first region to the second region so that the luminance is constant. The diffusion angle is preferably increased according to the distance from the light source to the light exit surface. Examples thereof are shown in FIGS. 4 (a) to 4 (e). In FIG. 4A to FIG. 4E, the diffusion angle increases from the first region to the second region in a linear shape, a mixed shape of straight lines and curves, a substantially sinusoidal shape, or a stepped shape. An example of a diffusion sheet is shown. The change in the diffusion angle does not have to be strictly linear, curved, or stepped, but may vary slightly from linear, curved, or stepped due to dispersion angle measurement variations, etc. It may be a shape. For example, it is preferable that the diffusion angle of light emitted from the light exit surface increases continuously or stepwise as the distance from the light source to the light exit surface increases.
特に、拡散角度が一定の領域が、複数存在し、各領域における拡散角度は、前記第一領域が最も低く、前記第一領域から前記第二領域に向かうに従って徐々に拡散角度が高くなり、さらに、各領域間の拡散角度は、略正弦波状になめらかに変化することが好ましい（（図４（ｂ））。すなわち、前記光源から前記出光面までの距離に対する、前記出光面から出光される光の拡散角度の分布が、略正弦波状の形状となることが好ましい。 In particular, there are a plurality of regions having a constant diffusion angle, and the diffusion angle in each region is the lowest in the first region, and gradually increases from the first region toward the second region. The diffusion angle between the regions preferably changes smoothly in a substantially sinusoidal shape ((b) in FIG. 4), that is, the light emitted from the light exit surface with respect to the distance from the light source to the light exit surface. It is preferable that the distribution of the diffusing angle is substantially sinusoidal.
また、前記第一領域における凹凸構造の個数密度は、前記第二領域における凹凸構造の個数密度より低いことが好ましい。この場合において、凹凸構造の個数密度は、前記光源から前記出光面までの距離に応じて高くなっていることが好ましい。すなわち、前記光源から前記出光面までの距離が長くなるに従って、前記出光面又は前記入光面の領域における凹凸部の個数密度が、連続的又は段階的に高くなることが好ましい。なお、凹凸構造の凸部の高さを一定にして、個数密度を変化させてもよく、凹凸構造の凸部の高さを一定にせずに、個数密度を変化させてもよい。また、個数密度を変化させる構成では、距離によらず、凹凸部の凸部のアスペクト比が一定であってもよく、距離に応じて、凹凸の凸部のアスペクト比が高くなるような構成であってもよい。好ましくは、距離に応じて、凹凸の凸部のアスペクト比が高くなる方が好ましい。 The number density of the concavo-convex structure in the first region is preferably lower than the number density of the concavo-convex structure in the second region. In this case, it is preferable that the number density of the concavo-convex structure is high according to the distance from the light source to the light exit surface. That is, it is preferable that the number density of the uneven portions in the region of the light exit surface or the light entrance surface increases continuously or stepwise as the distance from the light source to the light exit surface increases. Note that the number density may be changed with the height of the convex portions of the concavo-convex structure made constant, or the number density may be changed without making the height of the convex portions of the concavo-convex structure constant. In addition, in the configuration in which the number density is changed, the aspect ratio of the convex portion of the concavo-convex portion may be constant regardless of the distance, and the aspect ratio of the convex portion of the concavo-convex portion increases according to the distance. There may be. It is preferable that the aspect ratio of the concavo-convex convex portion is increased depending on the distance.
ここで、前記拡散シート表面に形成された凹凸構造の個数密度は、一定表面積の内の凹部又は凸部の個数として求められる。例えば、株式会社キーエンス製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ−９５００）を用い、凹部又は凸部の平均ピッチの平均値の１０倍〜１００倍程度の長さを一辺とする正方形領域内の凹部又は凸部の個数を数え、その個数を前記領域の面積で割ることにより求めることができる。また、例えば、走査型電子顕微鏡で観察した拡散シート断面形状における凹凸構造のピッチや表面粗さ等からも凹凸構造の個数密度を判断することができる。凹部又は凸部のピッチが小さいほど、或いは表面粗さが大きいものほど凹凸構造の個数密度が高いと見なすことができる。 Here, the number density of the concavo-convex structure formed on the surface of the diffusion sheet is obtained as the number of concave portions or convex portions within a certain surface area. For example, an ultra-deep color 3D shape measurement microscope (VK-9500) manufactured by Keyence Corporation is used, and a square region having a length of about 10 to 100 times as long as the average value of the average pitch of the concave portion or convex portion. It can be obtained by counting the number of recesses or projections and dividing the number by the area of the region. In addition, for example, the number density of the concavo-convex structure can be determined from the pitch or surface roughness of the concavo-convex structure in the cross-sectional shape of the diffusion sheet observed with a scanning electron microscope. It can be considered that the number density of the concavo-convex structure is higher as the pitch of the concave portions or convex portions is smaller or the surface roughness is larger.
図５は、本発明の拡散シートの断面形状の概略図を示したものである。ここで、凹部又は凸部のピッチとは、個々の凹凸構造の断面における端部から端部までの水平距離ｗとし、凹部又は凸部の高さとは前記水平距離ｗの範囲における最大高さlとする。アスペクト比は、高さｌを幅ｗで割ることによって求めることができる。 FIG. 5 shows a schematic view of the cross-sectional shape of the diffusion sheet of the present invention. Here, the pitch of the recesses or projections is the horizontal distance w from end to end in the cross section of each concavo-convex structure, and the height of the recesses or projections is the maximum height l in the range of the horizontal distance w. And The aspect ratio can be obtained by dividing the height l by the width w.
また、本発明の拡散シートは、表面に凹凸構造が形成され、前記第一領域における凹凸構造の凸部の高さが、前記第二領域における凹凸構造の凸部の高さより相対的に低くなることを特徴とする。第一領域では、表面に形成された凹凸構造により光源からの光が十分に拡散し、光源直上の領域における正面輝度を低減させることができる。一方、前記第二領域では、表面に形成された凹凸構造により光源からの光を集光させることができ、光源間の領域における正面輝度を増加させることができる。これらの結果、第一領域から出光される光の拡散角度が第二領域から出光される光の拡散角度より低くなり、光源直上の領域と、光源間の領域との間の輝度差が小さくなり、輝度ムラを軽減することができる。 In the diffusion sheet of the present invention, a concavo-convex structure is formed on the surface, and the height of the convex portion of the concavo-convex structure in the first region is relatively lower than the height of the convex portion of the concavo-convex structure in the second region. It is characterized by that. In the first region, the light from the light source is sufficiently diffused by the concavo-convex structure formed on the surface, and the front luminance in the region immediately above the light source can be reduced. On the other hand, in the second region, the light from the light source can be condensed by the uneven structure formed on the surface, and the front luminance in the region between the light sources can be increased. As a result, the diffusion angle of the light emitted from the first region is lower than the diffusion angle of the light emitted from the second region, and the luminance difference between the region immediately above the light source and the region between the light sources is reduced. , Luminance unevenness can be reduced.
モアレ抑制のため、曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列された凹凸構造としては、図１４のようなランダムなピッチや高さを持つ凹凸構造を有する拡散シートが好ましく使用されるが（例えば、ＬＳＤ：Light Shaping Diffuser（Luminit社製、商品名））、本発明の場合は高さ分布が前記第一領域と前記第二領域とで異なり、前記第二領域における高さ分布の方が相対的に高くなっている。 In order to suppress moire, a diffusing sheet having a concavo-convex structure with a random pitch and height as shown in FIG. For example, LSD: Light Shaping Diffuser (trade name, manufactured by Luminit)), in the case of the present invention, the height distribution is different between the first region and the second region, and the height distribution in the second region is more It is relatively high.
本発明では、前記凹凸構造の個数密度が前記光源から前記出光面までの距離に関わらず略等しくなるよう多数連続して形成され、前記第一領域における前記凹凸構造の凸部の高さが、前記光源から前記出光面までの距離に応じて、高くなることが好ましい。すなわち、輝度が一定となるように、前記第一領域から前記第二領域における凹凸構造の凸部の高さを最適化することで、輝度ムラの軽減を図っている。前記第二領域における凹凸構造の凸部の高さは、前記光源から前記出光面までの距離に応じて高くなっていることが好ましい。前記凹凸構造は、前記拡散シートの出光面或いは入光面の少なくともどちらか一方の面に形成され、個々の凹凸構造の間には平坦部を有していても有していなくても良く、出光面に平坦部が無い状態で凹凸構造が形成されていることが好ましい。 In the present invention, the number density of the concavo-convex structure is continuously formed so that the number density of the concavo-convex structure is substantially equal regardless of the distance from the light source to the light exit surface, and the height of the convex portion of the concavo-convex structure in the first region is It is preferable that the height increases according to the distance from the light source to the light exit surface. In other words, luminance unevenness is reduced by optimizing the height of the convex portions of the concavo-convex structure from the first region to the second region so that the luminance is constant. It is preferable that the height of the convex portion of the concavo-convex structure in the second region is increased according to the distance from the light source to the light exit surface. The concavo-convex structure is formed on at least one of the light exit surface and the light entrance surface of the diffusion sheet, and may or may not have a flat portion between the individual concavo-convex structures. It is preferable that the concavo-convex structure is formed in a state where there is no flat portion on the light exit surface.
異方拡散シートを用いる場合の凹凸構造のピッチ及び凸部の高さは、光源上の少なくとも一つの方向で測定した値を指すものとする。例えば、光源がＣＣＦＬである場合、光源の長手方向に直交する方向の凸部の高さを変えることができる。ここで、光源の長手方向に直交する方向の断面形状において、凹凸構造の凸部のピッチを略一定とし、前記第一領域における凹凸構造の凸部の高さが、前記第二領域における凹凸構造の凸部の高さより相対的に低くなるようにするのが好ましい。 When the anisotropic diffusion sheet is used, the pitch of the concavo-convex structure and the height of the convex portions indicate values measured in at least one direction on the light source. For example, when the light source is a CCFL, the height of the convex portion in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the light source can be changed. Here, in the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the light source, the pitch of the convex portions of the concave-convex structure is substantially constant, and the height of the convex portions of the concave-convex structure in the first region is the concave-convex structure in the second region It is preferable that the height is relatively lower than the height of the convex portion.
また、本発明では、前記光源から前記出光面までの距離に応じて、前記凹凸構造の凸部の高さが高くなることが好ましい。すなわち、輝度が一定となるように、前記第一領域から前記第二領域における凸部の高さを最適化することで、輝度ムラの軽減を図っている。凸部の高さは、前記光源から前記出光面までの距離に応じて高くなっていることが好ましい。その例を、図６（ａ）〜図６（ｅ）に示す。図６（ａ）から図６（ｅ）には、凸部の高さが、光源上の投影領域から光源の間の投影領域にかけて直線状、直線と曲線の混合形状、略正弦波状或いは階段曲線状に、増大している拡散シートの例が示されている。凸部の高さ変化は、厳密に直線状、曲線状、階段状でなくてもよく、凸部の高さの測定バラツキ等により、直線状、曲線状、階段状から若干はずれた形状や、直線と曲線の混合形状であってもよい。例えば、前記光源から前記出光面までの距離が長くなるに従って、前記出光面又は前記入光面の領域における凹凸部の高さが、連続的又は段階的に高くなることが好ましい。 Moreover, in this invention, it is preferable that the height of the convex part of the said uneven structure becomes high according to the distance from the said light source to the said light emission surface. In other words, luminance unevenness is reduced by optimizing the height of the convex portion from the first region to the second region so that the luminance is constant. It is preferable that the height of the convex portion is increased according to the distance from the light source to the light exit surface. Examples thereof are shown in FIGS. 6A to 6E. In FIG. 6A to FIG. 6E, the height of the projection is linear, from the projection area on the light source to the projection area between the light sources, a mixed shape of straight lines and curves, a substantially sinusoidal shape, or a staircase curve. An example of an increasing diffusion sheet is shown. The height change of the convex part does not have to be strictly linear, curved, or stepped, and due to measurement variations of the height of the convex part, the shape slightly deviated from the linear, curved, stepped, A mixed shape of straight lines and curves may be used. For example, as the distance from the light source to the light exit surface increases, it is preferable that the height of the concavo-convex portion in the region of the light exit surface or the light entrance surface increases continuously or stepwise.
特に、凸部の高さが一定の領域が、複数存在し、各領域における凸部の高さは、前記第一領域が最も低く、前記第一領域から前記第二領域に向かうに従って徐々に凸部の高さが高くなり、さらに、各領域間の凸部の高さは略正弦波状になめらかに変化することが好ましい（（図６（ｂ））。 In particular, there are a plurality of regions where the height of the convex portion is constant, and the height of the convex portion in each region is the lowest in the first region and gradually protrudes from the first region toward the second region. It is preferable that the height of the portion increases, and the height of the convex portion between the regions changes smoothly in a substantially sinusoidal shape ((FIG. 6B)).
このような拡散角度分布或いは凹凸構造の高さ分布は、拡散シートの表面に曲面形状を有する凹凸構造が多数連続して形成されていることにより実現できる。凹凸構造とは、例えば、表面に多数の突起部が設けられた構造である。突起部の形状は、略円錐状、略球状、略楕円体状、略レンチキュラーレンズ状、略放物線状のいずれでもよく、各突起部は、不規則に配列していることが好ましい。また、突起部間は連続的な曲面でつながっていてもよい。 Such a diffusion angle distribution or a height distribution of the concavo-convex structure can be realized by continuously forming a large number of concavo-convex structures having a curved shape on the surface of the diffusion sheet. The uneven structure is, for example, a structure in which a large number of protrusions are provided on the surface. The shape of the protrusion may be any of a substantially conical shape, a substantially spherical shape, a substantially ellipsoidal shape, a substantially lenticular lens shape, and a substantially parabolic shape, and the protrusions are preferably arranged irregularly. Further, the protrusions may be connected by a continuous curved surface.
また、凹凸構造の各凸部及び／又は各凹部の頂点及び稜線が前記のように丸まっている構造とすることにより、他の光学シートと組み合わせた際の耐擦傷性が向上し、さらに製造時の欠陥発生率が低下することによって歩留まりが向上し、製造コストを低下させる効果もある。また、凹凸の断面形状をプリズムではなく、前記のような曲線形状とすることにより、輝度向上効果とともに輝度ムラ抑制効果が向上し、さらにプリズムに特有の、ある視野角において輝度が急激に変化するカットオフ現象の発生を抑える効果がある。 In addition, by adopting a structure in which the ridges and ridge lines of each convex part and / or each concave part of the concavo-convex structure are rounded as described above, the scratch resistance when combined with other optical sheets is improved. By reducing the defect occurrence rate, the yield is improved and the manufacturing cost is reduced. In addition, by making the cross-sectional shape of the concave and convex not the prism but the curved shape as described above, the luminance unevenness suppressing effect is improved as well as the luminance improving effect, and the luminance rapidly changes at a certain viewing angle peculiar to the prism. This has the effect of suppressing the occurrence of the cut-off phenomenon.
特に、不規則な凹凸が連続的な曲面でつながっている擬似ランダム構造も、好ましく用いることができる。この擬似ランダム構造としては、他の光学シートと積層する際に懸念されるモアレを抑制するという観点から、非平面スペックルによって特徴付けられた微細な３次元構造であることが好ましい。 In particular, a pseudo-random structure in which irregular irregularities are connected by a continuous curved surface can be preferably used. The pseudo random structure is preferably a fine three-dimensional structure characterized by non-planar speckles from the viewpoint of suppressing moire that is a concern when laminated with other optical sheets.
不均一な非平面スペックルによって特徴付けられた微細な凹凸構造（３次元構造）は、機械加工では困難であった数十μｍ以下の微細な凹凸構造の形成に適している。特に、非平面スペックルを用いて凹凸を形成する方法は、拡散シート上の領域に応じて、拡散角度を変えるような場合に、適した製法である。また、マイクロレンズのような等方的な形状や、レンチキュラーレンズのような異方的な形状も容易に形成することができる。 A fine concavo-convex structure (three-dimensional structure) characterized by non-uniform non-planar speckles is suitable for forming a fine concavo-convex structure of several tens of μm or less, which has been difficult by machining. In particular, the method of forming irregularities using non-planar speckles is a suitable manufacturing method when changing the diffusion angle according to the region on the diffusion sheet. Also, an isotropic shape such as a microlens and an anisotropic shape such as a lenticular lens can be easily formed.
前記拡散シートは、具体的には次のようにして製造することができる。まず、予め干渉露光により、レーザー光をレンズやマスクを介して感光性材料やフォトレジストに照射し、拡散角度が位置によって変化するようにスペックルパターンを形成させたサブマスタ型を作製する。レーザー照射システムを構成する部材間の距離やサイズを変えスペックルパターンの寸法、形状及び方向を調節することにより、拡散角度の範囲を制御し、異なる拡散角度をもつ凹凸構造を記録することができる。一般に、拡散角度の範囲は、スペックルの平均サイズ及び形状に依存する。また、前記凹凸の単位構造は等方性のものに限らず、異方性のものを形成することもでき、両者の複合された凹凸構造とすることもできる。スペックルが横方向の長円形であれば、角度分布の形は縦方向の長円形となる。このように拡散角度が位置によって変化するようなサブマスタ型を作製する。このサブマスタ型に電鋳などの方法で金属を被着してこの金属にスペックルパターンを転写してマスタ型を作製する。光透過性樹脂層に、上記マスタ型を用いて紫外線による賦形を行って光透過性樹脂層にスペックルパターンを転写する。 Specifically, the diffusion sheet can be manufactured as follows. First, a sub-master type in which a speckle pattern is formed so that the diffusion angle changes depending on the position by irradiating a photosensitive material or a photoresist with a laser beam through a lens or a mask in advance by interference exposure. By changing the distance and size between the members constituting the laser irradiation system and adjusting the size, shape and direction of the speckle pattern, the range of the diffusion angle can be controlled and the concavo-convex structure having different diffusion angles can be recorded. . In general, the range of the diffusion angle depends on the average size and shape of the speckle. Moreover, the unit structure of the unevenness is not limited to an isotropic one, and an anisotropic one can be formed, or an uneven structure in which both are combined can be formed. If the speckle is an oval in the horizontal direction, the shape of the angular distribution is an oval in the vertical direction. In this way, a sub-master type in which the diffusion angle changes depending on the position is manufactured. A metal is deposited on the sub-master mold by a method such as electroforming, and a speckle pattern is transferred to the metal to produce a master mold. The speckle pattern is transferred to the light-transmitting resin layer by forming the light-transmitting resin layer with ultraviolet rays using the master mold.
上述したような拡散シートは、例えば微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート状基材上の紫外線硬化樹脂層に転写されたものを用いることができる。また、前記拡散シートは、前記マスタ型を用いて、例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどの透明材料に凹凸構造を成型したものとしても良い。 As the diffusion sheet as described above, for example, a sheet in which a fine uneven structure is transferred to an ultraviolet curable resin layer on a sheet-like base material such as polyester resin, triacetyl cellulose, or polycarbonate can be used. Moreover, the said diffusion sheet is good also as what formed the uneven structure in transparent materials, such as a polystyrene, acrylic resin, a polycarbonate, a cycloolefin polymer, for example using the said master type | mold.
前記拡散シートに、位置によって異なる拡散性を付与する方法としては、凹凸構造のピッチ及び／又は高さを変調させる手法があるが、特に、前記凹凸構造のピッチを略一定として高さを変調させる手法は、レーザーの照射工程において光学系を組み替える手順が省略でき、製造工程が簡略化されるため好ましい。さらに、前記手法においては、レーザー照射量のみを制御することによって凹凸構造の高さを変えることができるため、製品の品質が安定するため好ましい。 As a method of imparting diffusivity that varies depending on the position to the diffusion sheet, there is a method of modulating the pitch and / or height of the concavo-convex structure, and in particular, the height is modulated with the pitch of the concavo-convex structure being substantially constant. The technique is preferable because the procedure for rearranging the optical system in the laser irradiation process can be omitted, and the manufacturing process is simplified. Furthermore, the above-described method is preferable because the height of the concavo-convex structure can be changed by controlling only the laser irradiation amount, so that the quality of the product is stabilized.
ここで、ピッチが略一定であるとは、凹凸構造の凸部の最大ピッチと最小ピッチが、好ましくは±１５％以内、より好ましくは±１０％以内、更に好ましくは±５％以内、最も好ましくは、±３％以内に収まっている場合を意味する。また、凹凸の高さとピッチの関係において、第一領域における凹凸部の高さに対する、第二領域における凹凸部の高さの比が、第一の領域における凹凸部のピッチに対する、前記第二の領域における凹凸部のピッチの比より、大きいことが好ましい。また、第二領域における前記凹凸構造のピッチを好ましくは２０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ未満とすることにより、個々の凹凸構造による光の拡散性が向上し、さらに、光源からの位置に対応して図４のように拡散角度を精細に変化させることが可能となり、輝度ムラ軽減効果が向上する。 Here, the substantially constant pitch means that the maximum pitch and the minimum pitch of the convex portions of the concavo-convex structure are preferably within ± 15%, more preferably within ± 10%, still more preferably within ± 5%, most preferably. Means a case where it is within ± 3%. Further, in the relationship between the height of the irregularities and the pitch, the ratio of the height of the irregularities in the second region to the height of the irregularities in the first region is the second of the pitches of the irregularities in the first region. It is preferable that it is larger than the ratio of the pitch of the uneven portions in the region. Further, by making the pitch of the concavo-convex structure in the second region preferably less than 20 μm, more preferably less than 10 μm, the light diffusibility by the individual concavo-convex structure is improved, and further, corresponding to the position from the light source As shown in FIG. 4, the diffusion angle can be changed finely, and the effect of reducing luminance unevenness is improved.
また、前記ピッチを好ましくは２０μｍ未満、より好ましくは１０μｍ未満とすることにより、同じアスペクト比でも、より高さを小さくして凹凸構造を形成することができるため、拡散シート本体の薄型化及び軽量化が実現できる。ここで、前記凹凸構造のピッチが精細であることは、液晶パネルを通して映像を表示した際の解像度の向上にも繋がる。拡散角度を位置によって変えた前記拡散シートの詳細な製造方法については、特表２００３−５２５４７２号公報に開示されている。この内容は、全てここに含めておく。 In addition, by making the pitch preferably less than 20 μm, more preferably less than 10 μm, it is possible to form a concavo-convex structure with a smaller height even with the same aspect ratio. Can be realized. Here, the fine pitch of the concavo-convex structure leads to an improvement in resolution when an image is displayed through the liquid crystal panel. A detailed manufacturing method of the diffusion sheet in which the diffusion angle is changed depending on the position is disclosed in JP-T-2003-525472. All this content is included here.
また、本発明では、拡散シートの出光面或いは入光面のどちらの面に凹凸構造を有していても良く、凹凸構造の設けられていない面側は、平滑面、凹凸面、マット面などであってもよい。輝度向上、及び輝度ムラ軽減の観点から、入光面側が、平滑面となっていることが好ましい。なお、一般に拡散シートを積層する場合等に、傷つき防止のため、平滑性を失わない範囲で、入光面に極微量のビーズを塗布する場合がある。このような場合も平滑面に含まれるものとする。 Further, in the present invention, either the light exit surface or the light entrance surface of the diffusion sheet may have a concavo-convex structure, and the surface side where the concavo-convex structure is not provided is a smooth surface, a concavo-convex surface, a mat surface, etc. It may be. From the viewpoint of improving luminance and reducing luminance unevenness, the light incident surface side is preferably a smooth surface. In general, when laminating diffusion sheets, a very small amount of beads may be applied to the light incident surface within a range not losing smoothness to prevent damage. Such a case is also included in the smooth surface.
次に、上述した本発明に係る拡散シートを用いた光線制御ユニットについて説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る拡散シートを用いた光線制御ユニットの概略構成を示す図である。本発明に係る光線制御ユニットは、基本的には、少なくとも二つの光源１１，１２と、前記光源１１，１２の上方に配設され、光源１１，１２の光を拡散させる拡散板１４と、前記拡散板１４の上方に配設された本発明に係る拡散シート１５と、を具備する構成を採る。また、光源１１，１２の下方には、光を反射させるための反射シート１３が使用される。したがって、上記構成を有していれば、さらに、少なくとも一つの光学シート、拡散シート等を配設しても良い。 Next, a light beam control unit using the above-described diffusion sheet according to the present invention will be described. FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams showing a schematic configuration of a light beam control unit using the diffusion sheet according to the embodiment of the present invention. The light beam control unit according to the present invention basically includes at least two light sources 11 and 12, a diffusion plate 14 disposed above the light sources 11 and 12 and diffusing the light from the light sources 11 and 12, and The diffusion sheet 15 according to the present invention disposed above the diffusion plate 14 is employed. In addition, a reflection sheet 13 for reflecting light is used below the light sources 11 and 12. Therefore, if it has the said structure, you may arrange | position at least 1 optical sheet, a diffusion sheet, etc. further.
本拡散シートの拡散角度は、１４０度以下の範囲で制御することができる。また、特に、輝度ムラを軽減させるために、光源と、拡散シートとの間に、別の拡散板を、例えば、拡散剤を含む拡散板を配置した場合には、好ましくは８０度以下の範囲、さらに好ましくは６０度以下の範囲で制御されることが好ましい。 The diffusion angle of the present diffusion sheet can be controlled within a range of 140 degrees or less. In particular, in order to reduce luminance unevenness, when another diffusion plate, for example, a diffusion plate containing a diffusing agent is disposed between the light source and the diffusion sheet, the range is preferably 80 degrees or less. More preferably, it is preferably controlled within a range of 60 degrees or less.
本発明に関わる光線制御ユニットは、本発明の拡散シート１５を用いて他の配設構成、例えば図８（ａ）から図８（ｆ）に示す配設構成を採用することができる。図８（ａ）から図８（ｆ）は、いずれも本発明の実施の形態に係る光線制御ユニットの他の構成を示す図である。光線制御ユニットについては、直下型ＣＣＦＬを用いた場合について説明しているが、光線制御ユニットとして、直下型ＬＥＤを用いても良い。 The light beam control unit according to the present invention can employ other arrangement configurations, for example, the arrangement configurations shown in FIGS. 8A to 8F, using the diffusion sheet 15 of the present invention. FIGS. 8A to 8F are diagrams showing other configurations of the light beam control unit according to the embodiment of the present invention. As for the light beam control unit, a case where a direct type CCFL is used has been described. However, a direct type LED may be used as the light beam control unit.
図８（ａ）は、図７（ａ）に示す構成において、光源直上に配置される拡散板１４と本発明の拡散シート１５の間に、微細な凹凸構造が表面に形成された拡散シート１６を配置し、さらに本発明の拡散シート１５の直上に、前記拡散シート１６を配置してなる光線制御ユニットを示す。図８（ｂ）は、図７（ａ）に示す構成において、光源直上に配置される拡散板１４及び本発明の拡散シート１５の上方に、アレイ状のプリズム配列構造を有する光学シート１７と、微細な凹凸構造が表面に形成された拡散シート１６と、をこの順で配置してなる光線制御ユニットを示す。また、図８（ｃ）は、図７（ａ）に示す構成において、光源直上に配置される拡散板１４及び本発明の拡散シート１５の上方に、アレイ状のプリズム配列構造を有する光学シート１７と、反射型偏光シート１８と、をこの順で配置してなる光線制御ユニットを示す。図８（ｄ）は、図７（ａ）に示す構成において、光源直上に配置される拡散板１４及び本発明の拡散シート１５の上方に、微細な凹凸構造が表面に形成された拡散シート１６を配置してなる光線制御ユニットを示す。 FIG. 8A shows a diffusion sheet 16 in which a fine concavo-convex structure is formed on the surface between the diffusion plate 14 disposed immediately above the light source and the diffusion sheet 15 of the present invention in the configuration shown in FIG. And a light beam control unit in which the diffusion sheet 16 is disposed immediately above the diffusion sheet 15 of the present invention. FIG. 8B shows an optical sheet 17 having an arrayed prism arrangement structure above the diffusion plate 14 and the diffusion sheet 15 of the present invention arranged in the configuration shown in FIG. 1 shows a light beam control unit in which a diffusion sheet 16 having a fine concavo-convex structure formed on the surface thereof is arranged in this order. FIG. 8C shows an optical sheet 17 having an arrayed prism arrangement structure above the diffusion plate 14 and the diffusion sheet 15 of the present invention arranged in the configuration shown in FIG. 7A. And a light control unit in which the reflective polarizing sheet 18 is arranged in this order. FIG. 8D shows a diffusion sheet 16 having a fine concavo-convex structure formed on the surface above the diffusion plate 14 and the diffusion sheet 15 of the present invention arranged in the configuration shown in FIG. 7A. The light control unit which arrange | positions is shown.
図８（ｅ）は、図７（ａ）に示す構成において、光源直上に配置される拡散板１４及び本発明の拡散シート１５の上方に、非平面スペックル構造を有する拡散シート１９と、微細な凹凸構造が表面に形成された拡散シート１６と、反射型偏光シート１８と、をこの順で配置してなる光線制御ユニットを示す。図８（ｆ）は、図７（ａ）に示す構成において、光源直上に配置される拡散板１４及び本発明の拡散シート１５の上方に、微細な凹凸構造が表面に形成された拡散シート１６と、反射型偏光シート１８と、をこの順で配置してなる光線制御ユニットを示す。 FIG. 8 (e) shows a diffusion sheet 19 having a non-planar speckle structure above the diffusion plate 14 and the diffusion sheet 15 of the present invention disposed in the configuration shown in FIG. 7 (a). 1 shows a light beam control unit in which a diffusion sheet 16 having a rough structure formed on its surface and a reflective polarizing sheet 18 are arranged in this order. FIG. 8F shows a diffusion sheet 16 having a fine concavo-convex structure formed on the surface above the diffusion plate 14 and the diffusion sheet 15 of the present invention arranged in the configuration shown in FIG. 7A. And a light control unit in which the reflective polarizing sheet 18 is arranged in this order.
ここで、拡散シート１６としては、アクリル系樹脂の球状ビーズがポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に塗布されたシートを用いることができる。また、拡散シート１６としては、紫外線硬化樹脂による微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート上に転写されたシートも用いることができる。このような拡散シート１６は、光を拡散させ均一化させる効果とともに、拡散板１４で拡散された光を集光する機能を有する。これらの拡散シート１６と、本発明の拡散シート１５とを組み合わせて使用することにより、正面輝度が高く、輝度ムラが小さく、装置全体が薄型化された光線制御ユニットを実現することができる。 Here, as the diffusion sheet 16, a sheet in which spherical beads of acrylic resin are coated on a sheet of polyester resin, triacetyl cellulose, polycarbonate, or the like can be used. Further, as the diffusion sheet 16, a sheet in which a fine concavo-convex structure made of an ultraviolet curable resin is transferred onto a sheet of polyester resin, triacetyl cellulose, polycarbonate, or the like can also be used. Such a diffusion sheet 16 has a function of condensing the light diffused by the diffusion plate 14 as well as the effect of diffusing and uniformizing the light. By using these diffusion sheets 16 in combination with the diffusion sheet 15 of the present invention, it is possible to realize a light beam control unit that has high front luminance, small luminance unevenness, and a thin overall apparatus.
これらの光線制御ユニットは、液晶表示パネルに光を供給することで、液晶表示装置としても用いることができる。 These light beam control units can also be used as a liquid crystal display device by supplying light to the liquid crystal display panel.
また、本発明の拡散シートは他の光学シートと重ね合わせた形態において、効果的に用いることができる。この場合、１枚目に本発明の拡散シートを、前記第一領域における拡散角度が、前記第二領域における拡散角度よりも低くなるように光源上に配置し、さらにその上方へ、表面に凹凸構造を有する拡散シートを配置する。このとき、第二領域における凹凸部の凸部のアスペクト比と、前記第二の拡散シートの平面視における前記光源の間の投影領域を含む出光面又は入光面における凹凸部の凸部のアスペクト比と、が異なることが好ましい。 In addition, the diffusion sheet of the present invention can be effectively used in a form superimposed on another optical sheet. In this case, the first sheet of the diffusion sheet of the present invention is arranged on the light source so that the diffusion angle in the first region is lower than the diffusion angle in the second region, and further, the surface is uneven. A diffusion sheet having a structure is disposed. At this time, the aspect ratio of the convex portion of the concave and convex portion in the second region and the aspect ratio of the convex portion of the concave and convex portion on the light exit surface or the light incident surface including the projection region between the light sources in the plan view of the second diffusion sheet. The ratio is preferably different.
図９（ａ）に示す構成例は、光源上に本発明の拡散シートを配置し、その上方へ、出光面に曲面形状を有する均等な凹凸部が多数連続して形成された拡散シートが配置されており、前記第一領域における１枚目の拡散シートと２枚目の拡散シートの凹凸構造のアスペクト比が異なる。また、位置によって拡散性の異なるような拡散シートを２枚用いる構成も、輝度ムラ軽減効果を向上させるために好ましい。その構成例を以下の図９（ｂ）〜（ｄ）に示す。 In the configuration example shown in FIG. 9A, the diffusion sheet of the present invention is disposed on the light source, and a diffusion sheet in which a large number of uniform uneven portions having a curved shape are continuously formed on the light exit surface is disposed above the diffusion sheet. The aspect ratios of the concavo-convex structures of the first diffusion sheet and the second diffusion sheet in the first region are different. A configuration using two diffusion sheets having different diffusibility depending on the position is also preferable in order to improve the luminance unevenness reduction effect. Examples of the configuration are shown in FIGS. 9B to 9D below.
図９（ｂ）に示す構成例（光源上低拡散／光源上高拡散）においては、光源の上方に本発明の拡散シートを配置し、さらにその上方へ、前記拡散シートを光源の配列方向と垂直な方向に距離ｐ／２だけ、ずらして配置している。すなわち、第一領域においては、光源側から見た順に、低拡散、高拡散の構成となっている。この場合、凹凸構造の凸部のアスペクト比が、１枚目の拡散シートと２枚目の拡散シートの前記第一領域において、異なる。 In the configuration example shown in FIG. 9B (low diffusion on the light source / high diffusion on the light source), the diffusion sheet of the present invention is arranged above the light source, and further above the diffusion sheet, the arrangement direction of the light sources. They are shifted in the vertical direction by a distance p / 2. That is, the first region has a low diffusion and high diffusion configuration in the order viewed from the light source side. In this case, the aspect ratio of the convex portion of the concavo-convex structure is different in the first region of the first diffusion sheet and the second diffusion sheet.
また、図９（ｃ）に示す構成例（光源上低拡散／光源上高拡散）においては、光源の上方に本発明の拡散シートを配置し、さらにその上方へ、出光面に曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列された凹凸構造が形成され、前記第一領域における拡散角度が、前記第二領域における拡散角度よりも高くなっているような２枚目の拡散シートを配置している。すなわち、第一領域においては、光源側から見た順に、低拡散、高拡散の構成となっている。この場合、凹凸構造の凸部のアスペクト比が、１枚目の拡散シートの第一領域と２枚目の拡散シートの前記第一領域において異なり、かつ、１枚目の拡散シートの第二領域と２枚目の拡散シートの第二領域においても異なる。１枚目の拡散シートと２枚目の拡散シートの前記第一領域の凸部アスペクト比と、１枚目の拡散シートの第二領域と２枚目の拡散シートの第二領域の凸部アスペクト比とのいずれか一方のみが異なっていても良い。 In addition, in the configuration example shown in FIG. 9C (low diffusion on the light source / high diffusion on the light source), the diffusion sheet of the present invention is disposed above the light source, and further, the light exit surface has a curved surface. A second diffusion sheet is provided in which a concavo-convex structure in which a large number of concavo-convex portions are continuously arranged is formed, and the diffusion angle in the first region is higher than the diffusion angle in the second region. Yes. That is, the first region has a low diffusion and high diffusion configuration in the order viewed from the light source side. In this case, the aspect ratio of the convex portion of the concavo-convex structure is different between the first region of the first diffusion sheet and the first region of the second diffusion sheet, and the second region of the first diffusion sheet. And the second region of the second diffusion sheet is different. The convex portion aspect ratio of the first region of the first diffusion sheet and the second diffusion sheet, and the convex portion aspect of the second region of the first diffusion sheet and the second region of the second diffusion sheet. Only one of the ratios may be different.
図９（ｄ）に示す構成例（光源上低拡散／光源上低拡散）においては、光源の上方に本発明の拡散シートを配置し、さらにその上方へ、出光面に曲面形状を有する凹凸部が多数連続して配列された凹凸構造が形成され、前記第一領域における拡散角度が、前記第二領域における拡散角度よりも低くなっているような２枚目の拡散シートを配置している。すなわち、第一領域においては、光源側から見た順に、低拡散、低拡散の構成となっている。この場合、凹凸構造の凸部のアスペクト比が、１枚目の拡散シートと２枚目の拡散シートの前記第一領域において異なり、かつ、１枚目の拡散シートの第一領域と２枚目の拡散シートの第二領域においても異なる。１枚目の拡散シートと２枚目の拡散シートの前記第一領域の凸部アスペクト比と、１枚目の拡散シートの第二領域と２枚目の拡散シートの第二領域の凸部アスペクト比とのいずれか一方のみが異なっていても良い。 In the configuration example shown in FIG. 9D (low diffusion on the light source / low diffusion on the light source), the diffusing sheet of the present invention is disposed above the light source, and further, the concavo-convex portion having a curved surface shape on the light exit surface. A second diffusion sheet is disposed such that a concavo-convex structure is formed in which a large number of are continuously arranged, and the diffusion angle in the first region is lower than the diffusion angle in the second region. That is, the first region has a low diffusion and low diffusion configuration in the order viewed from the light source side. In this case, the aspect ratio of the convex portion of the concavo-convex structure is different in the first area of the first diffusion sheet and the second diffusion sheet, and the first area and the second sheet of the first diffusion sheet are different. This is also different in the second region of the diffusion sheet. The convex portion aspect ratio of the first region of the first diffusion sheet and the second diffusion sheet, and the convex portion aspect of the second region of the first diffusion sheet and the second region of the second diffusion sheet. Only one of the ratios may be different.
以上の例においてはいずれも出光面に凹凸構造を有する構成を示したが、前記凹凸構造は入光面或いは出光面のどちら側に形成されていても良く、出光面に凹凸構造を有しているほうが、輝度向上の観点から好ましい。 In the above examples, the structure having the concavo-convex structure on the light exit surface is shown, but the concavo-convex structure may be formed on either the light incident surface or the light exit surface, and the light exit surface has the concavo-convex structure. Is preferable from the viewpoint of improving luminance.
光線制御ユニット全体としては、複数の光源を用いている。光源としては、図７に示すように、冷陰極管（ＣＣＦＬ）などの線光源や、ＬＥＤ（発光ダイオード）、レーザーなどの点光源を用いることができる。光源の配置は画像の表示面に対して、直下に配列されている。このように、少なくとも二つの光源と、前記光源の上方に配設された上記拡散シートとでバックライトユニットを構成することができ、少なくとも二つの光源と、前記光源の上方に配設された上記光線制御ユニットとでバックライトユニットを構成しても良い。 As the whole light beam control unit, a plurality of light sources are used. As the light source, as shown in FIG. 7, a linear light source such as a cold cathode tube (CCFL), or a point light source such as an LED (light emitting diode) or a laser can be used. The arrangement of the light sources is arranged directly below the image display surface. Thus, a backlight unit can be constituted by at least two light sources and the diffusion sheet disposed above the light sources, and the at least two light sources and the above-described light sources disposed above the light sources. A backlight unit may be configured with the light beam control unit.
光源の投影領域から光源の間の投影領域における拡散角度の差、及び位置による拡散角度の分布は、輝度を均一化するために調整することができる。特に、光線制御ユニットを薄型化するために、光源と拡散シートとの距離を近づけた場合には、拡散角度、凹凸構造の凸部の個数密度、高さやアスペクト比の差は、大きいことが好ましい。 The difference in the diffusion angle in the projection region between the light source projection region and the light source, and the distribution of the diffusion angle depending on the position can be adjusted to make the luminance uniform. In particular, when the distance between the light source and the diffusion sheet is reduced in order to reduce the thickness of the light beam control unit, it is preferable that the difference in the diffusion angle, the number density of convex portions of the concavo-convex structure, the height and the aspect ratio is large. .
拡散板は、光を拡散させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどに、光を拡散させる効果がある有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。これらの拡散板は、光を拡散させ、下部光源の光を均一化させる効果がある。また、前記拡散板は、表面に凹凸構造が形成されていても良い。前記拡散板表面の凹凸構造としては、等方性のマイクロレンズ、異方性のプリズム条列或いはレンチキュラーレンズなどが表面に形成されていても良い。これらには、必要に応じて、前記有機ポリマーや無機微粒子を添加したものを用いることができる。また、２成分以上の樹脂を混合し、延伸してシート状とした拡散板も用いることができる。 Various diffusers can be used as long as they can diffuse light. For example, polystyrene, acrylic resin, polycarbonate, cycloolefin polymer, or the like can be used in which an organic polymer or inorganic fine particles having an effect of diffusing light are added. These diffusers have the effect of diffusing light and making the light from the lower light source uniform. The diffusion plate may have an uneven structure on the surface. As the concavo-convex structure on the surface of the diffusion plate, an isotropic microlens, an anisotropic prism array, a lenticular lens, or the like may be formed on the surface. These may be added with the organic polymer or inorganic fine particles as required. A diffusion plate in which two or more components are mixed and stretched to form a sheet can also be used.
反射シートは、光を反射させることのできるものであれば、様々なものを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなどの樹脂を発泡させて内部に微細な空気の粒を入れシート状としたもの、２成分以上の樹脂を混合してシート状としたもの、屈折率の異なる樹脂層を積層したシート、などを用いることができる。また、前記反射シートは、表面に凹凸構造が形成されていても良い。これらには、必要に応じて、表面に無機微粒子などを添加したものを用いることができる。 Various reflection sheets can be used as long as they can reflect light. For example, a resin such as polyester or polycarbonate is foamed and fine air particles are made into a sheet, and a sheet is formed by mixing two or more resins, and resin layers with different refractive indexes are laminated. Sheet, etc. can be used. The reflective sheet may have a concavo-convex structure on the surface. As these, those having inorganic fine particles added to the surface can be used as necessary.
上述したように、前記第二領域において、光源からの光を集光させるためには、前記第一領域における凹凸構造の内部で全反射が起こらないようにすることが好ましい。図１０（ａ）は、凹凸構造の形状を説明するための図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるＣ部の拡大図である。 As described above, in order to collect light from the light source in the second region, it is preferable that total reflection does not occur inside the concavo-convex structure in the first region. Fig.10 (a) is a figure for demonstrating the shape of an uneven structure, FIG.10 (b) is an enlarged view of the C section in Fig.10 (a).
図１０（ａ）、図１０（ｂ）において、拡散シートにおける凹凸構造の領域を除く基板部の厚さをｄとし、基板部の厚み方向と拡散シート内の光の光路との間のなす角をθとし、凹凸構造領域と基板部の界面と光ｂの交点をｘとし、光ｂと前記凸部表面との交点における接線と拡散シートの表面方向との交点における外角をαとする。なお、図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、αがπ／２≦α≦πの範囲であって、ｘ＞０の場合を示す図である。 10A and 10B, the thickness of the substrate portion excluding the uneven structure region in the diffusion sheet is d, and the angle formed between the thickness direction of the substrate portion and the optical path of light in the diffusion sheet. Is defined as θ, the intersection of the interface between the concavo-convex structure region and the substrate portion and the light b is x, and the outer angle at the intersection of the tangent at the intersection of the light b and the surface of the convex portion and the surface direction of the diffusion sheet is α. 11A and 11B are diagrams illustrating a case where α is in a range of π / 2 ≦ α ≦ π and x> 0.
また、前記凹凸構造を透過した後の光の光路と接線の垂線との間のなす角（屈折角）をβとする。また、空気の屈折率をｎ１とし、拡散シート１２の屈折率をｎ２とする。このとき、拡散シートの厚さ方向（鉛直方向）と接線との間のなす角は、α−π／２である。したがって、拡散シート１２内の光の光路と垂線との間のなす角（入射角）は、π／２−（θ＋α−π／２）＝π−θ−α（入射角）となる。In addition, an angle (refractive angle) formed between the optical path of light after passing through the concavo-convex structure and the tangential perpendicular is defined as β. Further, the refractive index of air and n 1, the refractive index of the diffusion sheet 12 and n 2. At this time, the angle formed between the thickness direction (vertical direction) of the diffusion sheet and the tangent is α−π / 2. Accordingly, the angle (incident angle) formed between the optical path of light in the diffusion sheet 12 and the perpendicular is π / 2− (θ + α−π / 2) = π−θ−α (incident angle).
ここで、二つの媒質中を通る光の入射角と屈折角との間の関係はスネルの法則が成立するので、以下の式（５）が成立する。
ｎ２・sin（π−θ−α）＝ｎ１・sinβ 式（５）
すなわち、sinβ＝（ｎ２／ｎ１）・sin（π−θ−α）である。凹凸構造の内部で全反射が起こらないようにするためには、｜sinβ｜≦１を満足する必要がある。すなわち、このため、以下の式（４）を満足する必要がある。
｜ｎ２／ｎ１・sin（π−θ−α）｜≦１（π／２≦α≦π） 式（４）Here, since the Snell's law is established for the relationship between the incident angle and the refraction angle of light passing through the two media, the following equation (5) is established.
n 2 · sin (π−θ−α) = n 1 · sin β Equation (5)
That is, sin β = (n 2 / n 1 ) · sin (π−θ−α). In order to prevent total reflection from occurring inside the concavo-convex structure, it is necessary to satisfy | sinβ | ≦ 1. That is, for this reason, it is necessary to satisfy the following expression (4).
| N 2 / n 1 · sin (π−θ−α) | ≦ 1 (π / 2 ≦ α ≦ π) Equation (4)
図１１（ａ）は、αがπ／２≦α≦πの範囲であって、ｘ＜０の場合を示す図である。この場合においても、上記式（４）を満足する必要がある。図１１（ｂ）は、αが０≦α≦π／２の範囲であって、ｘ＜０の場合を示す図である。図１１（ｂ）において、入射角は−θ−αとなるので、sin（−θ−α）＝−sin（θ＋α）であり、│sin（−θ−α）│＝│sin（θ＋α）│となる。この場合においてもスネルの法則が成立するので、以下の式（６）が成立する。
ｎ２・sin（θ＋α）＝ｎ１・sinβ 式（６）
すなわち、sinβ＝（ｎ２／ｎ１）・sin（θ＋α）である。凹凸構造の内部で全反射が起こらないようにするためには、｜sinβ｜≦１を満足する必要がある。すなわち、このため、以下の式（３）を満足する必要がある。
｜ｎ２／ｎ１・sin（θ＋α）｜≦１ （０≦α≦π／２） 式（３）FIG. 11A shows a case where α is in the range of π / 2 ≦ α ≦ π and x <0. Even in this case, it is necessary to satisfy the formula (4). FIG. 11B is a diagram illustrating a case where α is in a range of 0 ≦ α ≦ π / 2 and x <0. In FIG. 11B, since the incident angle is −θ−α, sin (−θ−α) = − sin (θ + α), and | sin (−θ−α) | = | sin (θ + α) | It becomes. Even in this case, Snell's law is established, so the following equation (6) is established.
n 2 · sin (θ + α) = n 1 · sin β Equation (6)
That is, sin β = (n 2 / n 1 ) · sin (θ + α). In order to prevent total reflection from occurring inside the concavo-convex structure, it is necessary to satisfy | sinβ | ≦ 1. That is, for this reason, it is necessary to satisfy the following expression (3).
| N 2 / n 1 · sin (θ + α) | ≦ 1 (0 ≦ α ≦ π / 2) Equation (3)
また、図１０（ａ）において、光源から凹凸構造への光の光路と鉛直方向との間のなす角は、sin−１（ｎ１／ｎ２・sinθ）であるので、拡散シートの平面視において凹凸構造の特定の凸部の頂点と直近の光源との間の最短距離ｘは以下の式（１）で示される。
ｘ＝ｄ・tanθ＋ｈ・tan｛sin−１（ｎ２／ｎ１・sinθ）｝ 式（１）Further, in FIG. 10A, the angle formed between the light path from the light source to the concavo-convex structure and the vertical direction is sin −1 (n 1 / n 2 · sin θ). The shortest distance x between the apex of the specific convex part of the concavo-convex structure and the nearest light source is represented by the following formula (1).
x = d · tan θ + h · tan {sin −1 (n 2 / n 1 · sin θ)} Equation (1)
また、図１１（ａ）においては、光源から光源の方向を＋Ｌとしているので、θに関しては、−Ｌ／２≦ｘ≦０のときθ＜０であり、０≦ｘ≦Ｌ／２のときθ≦０である。このため、以下の式（２）で示される。
−Ｌ／２≦ｘ≦Ｌ／２ 式（２）In FIG. 11A, since the direction of the light source from the light source is + L, θ is θ <0 when −L / 2 ≦ x ≦ 0, and when 0 ≦ x ≦ L / 2. θ ≦ 0. For this reason, it is shown by the following formula (2).
−L / 2 ≦ x ≦ L / 2 Formula (2)
このように、前記第二領域において、光源からの光を効率よく集光させるためには、上記式（１）〜式（４）を満足することが好ましい。すなわち、前記光源が複数ある場合において前記光源間の間隔をＬとし、前記拡散シートにおける前記凹凸構造領域を除く基板部の厚さをｄとし、入光面のある点を起点とし、基板部の厚み方向となす角度をθとし、出光面方向のθ方向において凹凸構造領域と基板部の界面との交点をｘ（座標原点を光源直上とし、下記式（１）、（２）で規定される）とし、さらに前記凸部表面との交点における接線と前記拡散シートの表面方向との交点における外角をαとしたとき、αが下記式（３）、式（４）を満足することが好ましい。 Thus, in order to efficiently collect light from the light source in the second region, it is preferable that the above formulas (1) to (4) are satisfied. That is, in the case where there are a plurality of light sources, the distance between the light sources is L, the thickness of the substrate portion excluding the uneven structure region in the diffusion sheet is d, the starting point is a point with a light incident surface, The angle formed with the thickness direction is θ, and the intersection point between the uneven structure region and the interface of the substrate portion in the θ direction of the light exit surface direction is x (the coordinate origin is directly above the light source, and is defined by the following formulas (1) and (2) In addition, when the outer angle at the intersection between the tangent to the surface of the convex portion and the surface direction of the diffusion sheet is α, α preferably satisfies the following formulas (3) and (4).
なお、前記凹凸構造領域と、その部分を除く基板部とで屈折率が異なる場合、基板部の屈折率及び高さをｎ２，ｄ２、凹凸構造領域の屈折率をｎ３とすれば、ｘは以下の式（７）で表される。
ｘ＝ｄ２・tan｛sin−１（ｎ３／ｎ２・sinθ）｝＋ｈ・tan｛sin−１(ｎ２/ｎ１・sin（sin−１（ｎ３／ｎ２・sinθ）)）｝ 式（７）In the case where the refractive index is different between the concavo-convex structure region and the substrate portion excluding the portion, if the refractive index and height of the substrate portion are n 2 and d 2 , and the refractive index of the concavo-convex structure region is n 3 , x is represented by the following formula (7).
x = d 2 · tan {sin −1 (n 3 / n 2 · sin θ)} + h · tan {sin −1 (n 2 / n 1 · sin (sin −1 (n 3 / n 2 · sin θ))) } Formula (7)
図１２は、本発明の実施の形態に係る光線制御ユニットの他の例の概略構成を示す図である。図１２において、光源の上方には、所定の間隔をおいて本発明の拡散シートが配設されている。 FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of another example of the light beam control unit according to the embodiment of the present invention. In FIG. 12, the diffusion sheet of the present invention is disposed above the light source at a predetermined interval.
前記拡散シートは、光源からの光が入光面及び光源からの光が出光する出光面の両面に、光を拡散させる凹凸構造が形成され、前記凹凸構造は、拡散シートの入光面における前記第一領域及び、拡散シートの出光面における前記第二領域に設けられている。 In the diffusion sheet, a concavo-convex structure for diffusing light is formed on both surfaces of a light incident surface where light from a light source is incident and a light exit surface where light from the light source is emitted, and the concavo-convex structure is formed on the light incident surface of the diffusion sheet. The first region and the second region on the light exit surface of the diffusion sheet are provided.
上述したような拡散シートは、例えば紫外線硬化樹脂による微細な凹凸構造がポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース、或いはポリカーボネート等のシート状基材に転写されたものを用いることができる。又は、前記拡散シートは、例えばポリスチレン、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどの透明材料から構成されていても良い。 As the diffusion sheet as described above, for example, a sheet in which a fine uneven structure made of an ultraviolet curable resin is transferred to a sheet-like base material such as a polyester resin, triacetyl cellulose, or polycarbonate can be used. Or the said diffusion sheet may be comprised from transparent materials, such as a polystyrene, acrylic resin, a polycarbonate, a cycloolefin polymer, for example.
前記拡散シートは、上述のように前記凹凸構造を１枚のシートの表裏面に形成しても良く、又は図１３のように、２枚のシートにそれぞれ入光面のみ、出光面のみに凹凸構造を設け、それらのシートを重ねて構成しても良い。 As described above, the diffusion sheet may have the uneven structure formed on the front and back surfaces of one sheet, or as shown in FIG. 13, the two sheets are uneven only on the light incident surface and only on the light exit surface. A structure may be provided and these sheets may be stacked.
前記拡散シートは、表面にこのような凹凸構造を有することにより、前記第一領域では、図１２に示すように、入光面の凹凸構造により光源からの光が十分に拡散し、光源直上の領域における正面輝度を低減させることができる。一方、前記第二領域では、出光面の凹凸構造により光源からの光を集光させることができ、光源間の領域における正面輝度を増加させることができる。これらの結果、光源直上の領域と、光源間の領域との間の輝度差が小さくなり、輝度ムラを軽減することができる。 Since the diffusion sheet has such a concavo-convex structure on the surface, the light from the light source is sufficiently diffused by the concavo-convex structure on the light incident surface in the first region, as shown in FIG. The front luminance in the region can be reduced. On the other hand, in the second region, the light from the light source can be condensed by the uneven structure of the light exit surface, and the front luminance in the region between the light sources can be increased. As a result, the luminance difference between the region immediately above the light source and the region between the light sources is reduced, and uneven luminance can be reduced.
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Next, examples carried out to clarify the effects of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
光学シートとして実施例において記載がないものについて、すなわち、拡散板、表面に微細な凹凸構造を有する拡散シート、アレイ状のプリズム配列構造を有する光学シート、反射型偏光シートについては、ソニー社製のＢＲＡＶＩＡ ＫＤＬ３２−Ｓ２５００に使用されている拡散板（以下、ＤＰと略記）、拡散シート（以下、ＤＳと略記）、アレイ状のプリズム配列構造を有する光学シート（以下、プリズムシートと略記）、反射型偏光シート（以下、ＤＢＥＦと略記。３Ｍ社製）を用いた。 As for the optical sheet that is not described in the examples, that is, a diffusion plate, a diffusion sheet having a fine concavo-convex structure on the surface, an optical sheet having an arrayed prism arrangement structure, a reflective polarizing sheet, manufactured by Sony Corporation Diffusion plate (hereinafter abbreviated as DP), diffusion sheet (hereinafter abbreviated as DS), optical sheet having an arrayed prism arrangement structure (hereinafter abbreviated as prism sheet), reflection type used in BRAVIA KDL32-S2500 A polarizing sheet (hereinafter abbreviated as DBEF, manufactured by 3M) was used.
また、光線制御ユニットの光源として、ＢＲＡＶＩＡ ＫＤＬ３２−Ｓ２５００のＣＣＦＬ光源を用いた。輝度及び輝度ムラは、コニカミノルタセンシング株式会社製の２次元色彩輝度計（ＣＡ−２０００）を使用し、光線制御ユニットから７５０ｍｍ離して設置し、光線制御ユニットの中心部２２ｍｍ×１７８ｍｍ［３４ドット分（ｘ）×２７５ドット分（ｙ）］の範囲で測定した平均輝度値を輝度とした。輝度ムラはｘ軸（２２ｍｍ）方向の平均輝度値を求め、ｙ軸方向について、各々の点の輝度値を各々の点から±１７ドット分の輝度平均値で割り返した標準偏差値Ｓ．Ｄ．として輝度ムラを求めた。 Further, a BRAVIA KDL32-S2500 CCFL light source was used as the light source of the light beam control unit. For luminance and luminance unevenness, a two-dimensional color luminance meter (CA-2000) manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd. is used, and it is installed at a distance of 750 mm from the light beam control unit. The central portion of the light beam control unit is 22 mm × 178 mm [34 dots min. The average luminance value measured in the range of (x) × 275 dots (y)] was defined as the luminance. For the luminance unevenness, an average luminance value in the x-axis (22 mm) direction is obtained, and in the y-axis direction, a standard deviation value S.D. obtained by dividing the luminance value of each point by the average luminance value of ± 17 dots from each point. D. As a result, luminance unevenness was obtained.
ここで、輝度ムラの判定基準を下記のように、２段階（○，×）に分類した。
○：Ｓ．Ｄ．≦０．００６
×：０．００６０＜Ｓ．Ｄ．Here, the determination standard of luminance unevenness was classified into two stages (◯, ×) as follows.
○: S. D. ≦ 0.006
X: 0.0060 <S. D.
まず、実施例１及び比較例１から比較例２については、ＤＰ／本発明の拡散シート、の２枚構成について評価を行った。 First, for Example 1 and Comparative Examples 1 to 2, the two-sheet configuration of DP / the diffusion sheet of the present invention was evaluated.
（実施例１）
図７（ａ）に示すように、光源上方にＤＰ、本発明の拡散シートをこの順で配置し、実施例１の光線制御ユニットを構成した。本発明の拡散シートは、厚さ２５０μｍのＰＥＴ基材上に、図１に示すような、平面視における光源間の投影領域（第二領域）の出光面に平均高さ２．０μｍ、平均ピッチが６μｍの凸部を持つ凹凸構造を設け、平面視における光源の投影領域（第一領域）の出光面に平均高さ１．２μｍ、平均ピッチが６μｍの凸部を持つ凹凸構造を設けた。すなわち、前記第一領域での凸部の平均高さが、前記第二領域での凸部の平均高さよりも相対的に低くなっているが、凸部のピッチは等しくなっている。そして、前記凸部の高さは、前記第一領域から第二領域にかけ、図６（ｂ）に示すようになめらかに変化しているような拡散シートを用いた。また、第一領域における拡散角度(ＦＷＨＭ)は１５°、第二領域における拡散角度（ＦＷＨＭ）は４０°となっており、第一領域から出光される光の拡散角度が、第二領域から出光される光の拡散角度より低いものとなっていた。Example 1
As shown in FIG. 7A, the light beam control unit of Example 1 was configured by arranging the DP and the diffusion sheet of the present invention in this order above the light source. The diffusion sheet of the present invention has an average height of 2.0 μm and an average pitch on a light emitting surface of a projection region (second region) between light sources in a plan view as shown in FIG. 1 on a PET substrate having a thickness of 250 μm. Is provided with a concavo-convex structure having convex portions with an average height of 1.2 μm and an average pitch of 6 μm on the light exit surface of the projection region (first region) of the light source in plan view. That is, the average height of the convex portions in the first region is relatively lower than the average height of the convex portions in the second region, but the pitch of the convex portions is equal. And the height of the said convex part was used from the said 1st area | region to the 2nd area | region, and the diffusion sheet which is changing smoothly as shown in FIG.6 (b) was used. The diffusion angle (FWHM) in the first region is 15 °, the diffusion angle (FWHM) in the second region is 40 °, and the diffusion angle of the light emitted from the first region is the light emitted from the second region. It was lower than the light diffusion angle.
ここで、ＣＣＦＬ光源の径の中心からＤＰの入光面までの距離ｚを１０．０ｍｍとし、実施例１の光線制御ユニットにおける輝度を測定し、上記の方法で輝度ムラを算出した。その結果を下記表１に示す。 Here, the distance z from the center of the diameter of the CCFL light source to the DP incident surface was 10.0 mm, the luminance in the light beam control unit of Example 1 was measured, and the luminance unevenness was calculated by the above method. The results are shown in Table 1 below.
（比較例１）
図７（ａ）に示すように、光源上方にＤＰ、表面に非平面スペックルによって特徴付けられた凹凸構造を出光面に有する拡散シートをこの順で配置し、比較例１の光線制御ユニットを構成した。比較例１の拡散シートとしては、平均高さ１．２μｍ、平均ピッチが６μｍの凸部を持つ凹凸構造が出光面に一様に設けられている拡散シートを用いた。ここで、ＣＣＦＬ光源の径の中心からＤＰの入光面までの距離ｚを１０．０ｍｍとし、比較例１の光線制御ユニットにおける輝度を測定し、上記の方法で輝度ムラを算出した。その結果を下記表１に併記する。(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 7 (a), a diffusion sheet having an uneven structure characterized by DP on the light source and non-planar speckles on the surface is disposed in this order, and the light control unit of Comparative Example 1 is provided. Configured. As the diffusion sheet of Comparative Example 1, a diffusion sheet was used in which a concavo-convex structure having convex portions with an average height of 1.2 μm and an average pitch of 6 μm was uniformly provided on the light exit surface. Here, the distance z from the center of the diameter of the CCFL light source to the DP incident surface was set to 10.0 mm, the luminance in the light beam control unit of Comparative Example 1 was measured, and the luminance unevenness was calculated by the above method. The results are also shown in Table 1 below.
（比較例２）
図７（ａ）に示すように、光源上方にＤＰ、表面に非平面スペックルによって特徴付けられた凹凸構造を出光面に有する拡散シートをこの順で配置し、比較例２の光線制御ユニットを構成した。比較例２の拡散シートとしては、平均高さ２．０μｍ、平均ピッチが６μｍの凸部を持つ凹凸構造が出光面に一様に設けられている拡散シートを用いた。ここで、ＣＣＦＬ光源の径の中心からＤＰの入光面までの距離ｚを１０．０ｍｍとし、比較例２の光線制御ユニットにおける輝度を測定し、上記の方法で輝度ムラを算出した。その結果を下記表１に併記する。
As shown in FIG. 7 (a), a diffusion sheet having an uneven structure characterized by DP on the light source and non-planar speckles on the surface is arranged in this order, and the light control unit of Comparative Example 2 is provided. Configured. As the diffusion sheet of Comparative Example 2, a diffusion sheet having a concavo-convex structure having convex portions with an average height of 2.0 μm and an average pitch of 6 μm provided uniformly on the light exit surface was used. Here, the distance z from the center of the CCFL light source diameter to the DP incident surface was set to 10.0 mm, the luminance in the light beam control unit of Comparative Example 2 was measured, and the luminance unevenness was calculated by the above method. The results are also shown in Table 1 below.
表１より、図７（ａ）に示すＤＰ／拡散シートの構成を持つ光線制御ユニットにおいて、本発明の拡散シートは、凹凸構造の凸部の高さが全領域に渡って均一な拡散シート（比較例１，２）を用いた構成と比較して、輝度ムラを効果的に軽減することができた。さらに、比較例１、比較例２の構成において、ＣＣＦＬ光源の径の中心からＤＰの入光面までとの距離ｚを変化させていくと、ｚ＝１４．０のところで、実施例１と同等の輝度ムラとなった。実施例１では、ｚ＝１０．０であることを考慮すると、比較例１，２に比べて、実施例１では、ＣＣＦＬ光源の径の中心からＤＰの入光面までとの距離ｚを４ｍｍ短縮することができ、光線制御ユニットを薄型化できることが分かる。 From Table 1, in the light beam control unit having the DP / diffusion sheet configuration shown in FIG. 7 (a), the diffusion sheet of the present invention has a uniform diffusion sheet (the height of the projections of the concavo-convex structure is uniform over the entire region). As compared with the configuration using Comparative Examples 1 and 2, the luminance unevenness could be effectively reduced. Further, in the configurations of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, when the distance z from the center of the diameter of the CCFL light source to the light incident surface of the DP is changed, it is equivalent to Example 1 at z = 14.0. The brightness was uneven. In Example 1, considering that z = 10.0, compared to Comparative Examples 1 and 2, in Example 1, the distance z from the center of the diameter of the CCFL light source to the DP incident surface is 4 mm. It can be shortened and it can be seen that the light control unit can be made thinner.
次に、実施例２については、ＤＰ／本発明の拡散シート２枚／ＤＳ／ＤＢＥＦの構成について評価を行った。 Next, for Example 2, the configuration of DP / two diffusion sheets of the present invention / DS / DBEF was evaluated.
（実施例２）
図８（ｅ）に示すように、光源上方にＤＰ、本発明の拡散シート２枚、ＤＳ、ＤＢＥＦをこの順で配置し、実施例２の光線制御ユニットを構成した。(Example 2)
As shown in FIG. 8 (e), DP, two diffusion sheets of the present invention, DS, and DBEF were arranged in this order above the light source to constitute the light control unit of Example 2.
本発明の拡散シートは、厚さ２５０μｍのＰＥＴ基材上に、図１に示すような、平面視における光源間の投影領域（第二領域）の出光面に平均高さ２．０μｍ、平均ピッチが６μｍの凸部を持つ凹凸構造を設け、平面視における光源の投影領域（第一領域）の出光面に平均高さ１．２μｍ、平均ピッチが６μｍの凸部を持つ凹凸構造を設けた。すなわち、前記第一領域での凸部の平均高さが、前記第二領域での凸部の平均高さよりも相対的に低くなっているが、凸部のピッチは等しくなっている。そして、前記凸部の高さは、前記第一領域から第二領域にかけ、図６（ｂ）に示すようになめらかに変化しているような拡散シートを用いた。 The diffusion sheet of the present invention has an average height of 2.0 μm and an average pitch on a light emitting surface of a projection region (second region) between light sources in a plan view as shown in FIG. 1 on a PET substrate having a thickness of 250 μm. Is provided with a concavo-convex structure having convex portions with an average height of 1.2 μm and an average pitch of 6 μm on the light exit surface of the projection region (first region) of the light source in plan view. That is, the average height of the convex portions in the first region is relatively lower than the average height of the convex portions in the second region, but the pitch of the convex portions is equal. And the height of the said convex part was used from the said 1st area | region to the 2nd area | region, and the diffusion sheet which is changing smoothly as shown in FIG.6 (b) was used.
次に、１枚目の前記拡散シートの上に、前記拡散シートと同じ２枚目の拡散シートを、前記第一領域での凸部の平均高さが、前記第二領域での凸部の平均高さよりも相対的に高くなるように凹凸面を出光面として配置し、次いでＤＳ、ＤＢＥＦを積層配置した。すなわち、２枚目の拡散シートは、１枚目の拡散シートとはＣＣＦＬ光源の長手方向と垂直方向に、光源間ピッチの半分（ｐ／２）ほどずらして配置されている。 Next, on the first diffusion sheet, the second diffusion sheet, which is the same as the diffusion sheet, has an average height of the convex portions in the first region, and the convex portions in the second region. The uneven surface was arranged as a light emitting surface so as to be relatively higher than the average height, and then DS and DBEF were laminated. That is, the second diffusion sheet is arranged so as to be shifted from the first diffusion sheet in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the CCFL light source by about a half (p / 2) of the pitch between the light sources.
ここで、ＣＣＦＬ光源の径の中心からＤＰの入光面までの距離ｚを１０．０ｍｍとし、実施例２の光線制御ユニットにおける輝度を測定し、上記の方法で輝度ムラを算出したところ、輝度ムラは０．００６以下であり○評価であった。このように、図８（ｅ）に示すＤＰ／本発明の拡散シート２枚／ＤＳ／ＤＢＥＦ、の構成を持つ光線制御ユニットは、輝度ムラを効果的に軽減することができた。 Here, the distance z from the center of the diameter of the CCFL light source to the DP light incident surface was set to 10.0 mm, the luminance in the light beam control unit of Example 2 was measured, and the luminance unevenness was calculated by the above method. The unevenness was 0.006 or less, and was evaluated as good. In this way, the light beam control unit having the configuration of DP / two diffusion sheets of the present invention / DS / DBEF shown in FIG. 8E was able to effectively reduce luminance unevenness.
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態における部材の材質、配置、形状などは例示的なものであり、適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, the material, arrangement, shape, and the like of the members in the above embodiment are illustrative, and can be implemented with appropriate changes. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
Claims (25)
ｘ＝ｄ・tanθ＋ｈ・tan｛sin−１（ｎ２／ｎ１・sinθ）｝ 式（１）
−Ｌ／２≦ｘ≦Ｌ／２ 式（２）
｜ｎ２／ｎ１・sin（θ＋α）｜≦１ （０≦α≦π／２） 式（３）
｜ｎ２／ｎ１・sin（π−θ−α）｜≦１ （π／２≦α≦π） 式（４）
ｎ１は空気の屈折率であり、ｎ２は前記拡散シートの屈折率である。
ただし、−Ｌ／２≦ｘ≦０のときθ＜０であり、０≦ｘ≦Ｌ／２のときθ≧０である。When there are a plurality of the light sources, the distance between the light sources is L, the thickness of the substrate portion excluding the uneven structure region in the diffusion sheet is d, the starting point is a point with a light incident surface, and the thickness direction of the substrate portion The angle formed by θ is defined as θ, and the intersection of the concavo-convex structure region and the interface between the substrate portion in the θ direction of the light exit surface is defined as x (the coordinate origin is directly above the light source and is defined by the following formulas (1) and (2)). Furthermore, when the outer angle at the intersection of the tangent at the intersection with the surface of the convex portion and the surface direction of the diffusion sheet is α, α satisfies the following expressions (3) and (4). Item 25. The light control unit according to Item 24.
x = d · tan θ + h · tan {sin −1 (n 2 / n 1 · sin θ)} Equation (1)
−L / 2 ≦ x ≦ L / 2 Formula (2)
| N 2 / n 1 · sin (θ + α) | ≦ 1 (0 ≦ α ≦ π / 2) Equation (3)
| N 2 / n 1 · sin (π−θ−α) | ≦ 1 (π / 2 ≦ α ≦ π) Equation (4)
n 1 is the refractive index of air, and n 2 is the refractive index of the diffusion sheet.
However, θ <0 when −L / 2 ≦ x ≦ 0, and θ ≧ 0 when 0 ≦ x ≦ L / 2.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120403 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120807 |