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JP6844730B2 - Surface light source device, image source unit, and liquid crystal display device - Google Patents
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JP6844730B2 - Surface light source device, image source unit, and liquid crystal display device - Google Patents

Surface light source device, image source unit, and liquid crystal display device Download PDF

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Description

本発明は、表示装置の照明として機能する面光源装置、これを用いた映像源ユニット、及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device that functions as illumination for a display device, a video source unit using the surface light source device, and a liquid crystal display device.

液晶テレビ等の液晶表示装置は、映像情報を含む液晶パネルに対して、該液晶パネルの背面側に配置された面光源装置(バックライト)を照明として用いることで映像を観察者に視認可能に提供する。 A liquid crystal display device such as a liquid crystal television makes it possible for an observer to visually recognize an image by using a surface light source device (backlight) arranged on the back side of the liquid crystal panel as an illumination for the liquid crystal panel containing image information. provide.

近年、自動車等に搭載され、運転者及び助手席に座る者が見るための機器がモニター(液晶表示装置)を具備することが増えてきている。ナビゲーションシステムや音響機器はもちろんのこと、バックミラー、Aピラー等にもそれぞれの用途に応じたモニターが配置されることがある。 In recent years, devices installed in automobiles and the like for viewing by drivers and passengers are increasingly equipped with monitors (liquid crystal display devices). Not only navigation systems and audio equipment, but also rear-view mirrors, A-pillars, etc. may be equipped with monitors according to their respective uses.

このようなモニターは観察する者が限られているためモニターから出射される光(映像)の範囲もこれに合わせたものであればよく、いわゆるアイポイント方向、即ち光を照射する照射面から運転席や助手席に座る者の視点が位置する方向へ輝度の高い光の出射が必要とされる。特許文献1には、このようなアイポイントの特性に鑑み、照射面に対するアイポイント方向及び垂直方向の3方向への輝度を向上させたバックライト装置を開示している。これによれば、運転席、助手席、及び正面の3方向に輝度を向上させることができ、車載用のモニターとして優れた輝度分布特性を有するとしている。そのための構成として、偏光シート、拡散シート、導光板、反射シートをこの順で備えており、三角溝の底角が40°〜60°の範囲にあるプリズムシートを偏光シートと拡散シートの間に設けている。 Since the number of observers of such a monitor is limited, the range of light (image) emitted from the monitor may be adjusted to this, and the operation is performed in the so-called eye point direction, that is, from the irradiation surface that irradiates the light. It is necessary to emit high-brightness light in the direction in which the viewpoint of the person sitting in the seat or passenger seat is located. Patent Document 1 discloses a backlight device in which the brightness is improved in the three directions of the eye point direction and the vertical direction with respect to the irradiation surface in view of such characteristics of the eye point. According to this, it is possible to improve the brightness in three directions of the driver's seat, the passenger seat, and the front, and it is said that the monitor has excellent brightness distribution characteristics as an in-vehicle monitor. As a configuration for that purpose, a polarizing sheet, a diffusion sheet, a light guide plate, and a reflective sheet are provided in this order, and a prism sheet having a base angle of a triangular groove in the range of 40 ° to 60 ° is provided between the polarizing sheet and the diffusion sheet. It is provided.

特開2004−296343号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-296343

しかしながら、特許文献1に記載されているような面光源装置では、様々な位置に配置されたモニターのそれぞれに対してアイポイント方向に高い輝度の光が出射するように構成することは構造が複雑になる傾向にあった。 However, in a surface light source device as described in Patent Document 1, it is complicated to configure a monitor arranged at various positions to emit high-intensity light in the eye point direction. It tended to be.

そこで本発明は上記の点を鑑み、運転席側及び助手席側に観察し易く、他の方向への出光を制限し、そのための構造が簡易である面光源装置を提供することを課題とする。またこの面光源装置を備える映像源ユニット、及び液晶表示装置を提供する。 Therefore, in view of the above points, it is an object of the present invention to provide a surface light source device that is easy to observe on the driver's seat side and the passenger's seat side, limits light emission in other directions, and has a simple structure for that purpose. .. Further, a video source unit including this surface light source device and a liquid crystal display device are provided.

本発明の1つの態様は、光源と、光源から出射した光を導光する導光板と、導光板の出光側に配置され、入射した光の向きを変えて出射するプリズムシートと、を備え、プリズムシートは、光透過性を有するシート状の本体部と、本体部のうち導光板側の面側に配置され、複数の凸状の単位プリズムが本体部のシート面に沿った方向に所定の断面を有して延び、当該延びる方向とは異なる方向に配列された単位プリズム部と、を有し、単位プリズムが延びる方向は、導光方向に直交する方向を0度としたときに、0度を超え90度未満の範囲で傾いており、視野角特性を方位角と仰角で表した座標系で表現した際に、最も高い輝度から50%となる輝度の部位を結んだ線が略楕円形であり、該略楕円形の長軸が座標系において座標軸に平行でなく、傾きを有している、面光源装置である。 One aspect of the present invention includes a light source, a light guide plate that guides light emitted from the light source, and a prism sheet that is arranged on the light emitting side of the light guide plate and emits light by changing the direction of the incident light. The prism sheet is arranged on a sheet-like main body having light transmission and on the surface side of the main body on the light source side, and a plurality of convex unit prisms are predetermined in a direction along the sheet surface of the main body. It has a unit prism portion that extends with a cross section and is arranged in a direction different from the extending direction, and the direction in which the unit prism extends is 0 when the direction orthogonal to the light source direction is 0 degrees. It is tilted in the range of more than degrees and less than 90 degrees, and when the viewing angle characteristics are expressed in the coordinate system expressed by the azimuth angle and elevation angle, the line connecting the parts with the highest brightness to the brightness of 50% is approximately elliptical. It is a surface light source device having a shape, and the long axis of the substantially elliptical shape is not parallel to the coordinate axes in the coordinate system but has an inclination.

上記面光源装置と、面光源装置の出光側に配置された液晶パネルと、を備える映像源ユニットを提供することができる。 An image source unit including the surface light source device and a liquid crystal panel arranged on the light emitting side of the surface light source device can be provided.

上記映像源ユニットと、映像源ユニットを内包する筐体と、を備える液晶表示装置を提供することができる。 It is possible to provide a liquid crystal display device including the above-mentioned video source unit and a housing including the video source unit.

本発明によれば、その出光輝度分布の等高線が略楕円状となり、当該略楕円状において長軸方向に視野角が広く、短軸方向に視野角を制限することができる。そしてこのような略楕円形状の大きさや出光方向は単位プリズムが延びる方向の角度を変更するだけで行うことができ、非常に簡易に出光特性を変更することが可能である。 According to the present invention, the contour lines of the emission luminance distribution are substantially elliptical, and in the substantially elliptical shape, the viewing angle is wide in the major axis direction and the viewing angle can be limited in the minor axis direction. The size and light emission direction of such a substantially elliptical shape can be adjusted only by changing the angle in the direction in which the unit prism extends, and the light emission characteristics can be changed very easily.

映像源ユニット10を説明する分解斜視図である。It is an exploded perspective view explaining the image source unit 10. 映像源ユニット10の1つの断面を示す分解図である。It is an exploded view which shows one cross section of the image source unit 10. 導光板21の斜視図である。It is a perspective view of the light guide plate 21. 導光板21の断面のうち一部を表した図である。It is a figure showing a part of the cross section of a light guide plate 21. 導光板21の他の断面を表した図であるIt is a figure showing another cross section of a light guide plate 21. プリズムシート30の斜視図である。It is a perspective view of a prism sheet 30. プリズムシート30の平面図である。It is a top view of the prism sheet 30. プリズムシート30の断面の一部を拡大した図である。It is an enlarged view of a part of the cross section of a prism sheet 30. 図9(a)は単位プリズム32aの形態が楕円状輝度分布に及ぼす影響、図9(b)は単位光学要素24aの形態が楕円状輝度分布に及ぼす影響を表す図である。FIG. 9A is a diagram showing the influence of the morphology of the unit prism 32a on the elliptical luminance distribution, and FIG. 9B is a diagram showing the influence of the morphology of the unit optical element 24a on the elliptical luminance distribution. 図10(a)は単位プリズム32aの反射面の角度αが及ぼす影響を説明する1つの図、図10(b)は単位プリズム32aの反射面の角度αが及ぼす影響を説明する他の図である。FIG. 10A is a diagram illustrating the effect of the angle α of the reflecting surface of the unit prism 32a, and FIG. 10B is another diagram illustrating the effect of the angle α of the reflecting surface of the unit prism 32a. is there. 単位プリズム32aが延びる角度が及ぼす影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence which the angle which the unit prism 32a extends has. 出光特性を説明する図である。It is a figure explaining the light output characteristic. 表示装置の適用の例を説明する図である。It is a figure explaining an example of application of a display device.

以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。また、以下に示す各図では、理解しやすさのため部材の大きさや形状を誇張して記載することがあり、見易さのため、繰り返しとなる符号は省略することがある。 Hereinafter, the present invention will be described based on the form shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these forms. Further, in each of the figures shown below, the size and shape of the member may be exaggerated for ease of understanding, and the repeated reference numerals may be omitted for ease of viewing.

図1は1つの形態にかかる液晶表示装置に含まれる映像源ユニット10を概念的に表した分解斜視図である。
液晶表示装置は、映像源ユニット10を有しており、映像源ユニット10に含まれる面光源装置20から出射された白色の光源光が液晶パネル15を透過して映像情報を得てから観察者側に提供される。液晶表示装置は不図示の筐体を備え、ここに映像源ユニット10が内蔵される。筐体は液晶表示装置の外殻を形成し、液晶表示装置を構成する部材の大部分をその内側に収める部材である。また筐体は映像源ユニット10を支持可能に開口を有しており、該開口に映像源ユニット10が嵌め込まれて取り付けられている。その他、液晶表示装置には液晶表示装置として機能するための各種公知の構成部材が備えられている。
FIG. 1 is an exploded perspective view conceptually showing the image source unit 10 included in the liquid crystal display device according to one form.
The liquid crystal display device includes the image source unit 10, and the observer obtains image information after the white light source light emitted from the surface light source device 20 included in the image source unit 10 passes through the liquid crystal panel 15 to obtain image information. Provided to the side. The liquid crystal display device includes a housing (not shown), in which the image source unit 10 is built. The housing is a member that forms the outer shell of the liquid crystal display device and houses most of the members constituting the liquid crystal display device inside. Further, the housing has an opening capable of supporting the video source unit 10, and the video source unit 10 is fitted and attached to the opening. In addition, the liquid crystal display device is provided with various known components for functioning as the liquid crystal display device.

映像源ユニット10は、液晶パネル15、面光源装置20、及び機能性シート41を備えている。ここで図1では紙面上方が観察者側となる。 The image source unit 10 includes a liquid crystal panel 15, a surface light source device 20, and a functional sheet 41. Here, in FIG. 1, the upper side of the paper surface is the observer side.

液晶パネル15は、観察者側に配置された上偏光板13、面光源装置20側に配置された下偏光板14、及び、上偏光板13と下偏光板14との間に配置された液晶層12を有している。上偏光板13、下偏光板14は、入射した光を直交する二つの偏光成分(P波及びS波)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)の偏光成分(例えば、P波)を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)の偏光成分(例えば、S波)を吸収する機能を有している。 The liquid crystal panel 15 is an upper polarizing plate 13 arranged on the observer side, a lower polarizing plate 14 arranged on the surface light source device 20 side, and a liquid crystal arranged between the upper polarizing plate 13 and the lower polarizing plate 14. It has a layer 12. The upper polarizing plate 13 and the lower polarizing plate 14 decompose the incident light into two orthogonal polarizing components (P wave and S wave), and the polarizing component in one direction (direction parallel to the transmission axis) (for example, P). It has a function of transmitting a (wave) and absorbing a polarizing component (for example, an S wave) in the other direction (direction parallel to the absorption axis) orthogonal to the one direction.

液晶層12は、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶層12の配向は変化するようになる。面光源装置20側(すなわち入光側)に配置された下偏光板14を透過した特定方向の偏光成分(例えばP波)は、電界印加された液晶層12を通過する際にその偏光方向を90°回転させ、その一方で、電界印加されていない液晶層12を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶層12への電界印加の有無によって、下偏光板14を透過した特定方向の偏光成分(P波)が、下偏光板14の出光側に配置された上偏光板13をさらに透過するか、又は、上偏光板13で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。 In the liquid crystal layer 12, an electric field can be applied to each region forming one pixel. Then, the orientation of the liquid crystal layer 12 to which the electric field is applied changes. The polarization component (for example, P wave) in a specific direction transmitted through the lower polarizing plate 14 arranged on the surface light source device 20 side (that is, the light entry side) changes its polarization direction when passing through the liquid crystal layer 12 to which an electric field is applied. It is rotated by 90 °, while maintaining its polarization direction as it passes through the liquid crystal layer 12 to which no electric field is applied. Therefore, depending on whether or not an electric field is applied to the liquid crystal layer 12, the polarizing component (P wave) in a specific direction transmitted through the lower polarizing plate 14 further transmits through the upper polarizing plate 13 arranged on the light emitting side of the lower polarizing plate 14. It is possible to control whether or not it is absorbed by the upper polarizing plate 13 and blocked.

このようにして液晶パネル15では、面光源装置20からの光の透過又は遮断を画素毎に制御し、映像を表現することができるように構成されている。液晶パネルにはその形式に様々なものがあるが、特に限定されることなく用いることができる。 In this way, the liquid crystal panel 15 is configured so that the transmission or blocking of light from the surface light source device 20 can be controlled for each pixel to express an image. There are various types of liquid crystal panels, but they can be used without particular limitation.

次に面光源装置20について説明する。図2には、図1に示した点線に沿った面光源装置20の厚さ方向(図1の紙面上下方向)断面図を示した。
面光源装置20は、液晶パネル15を挟んで観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル15に面状の光を出射する照明装置である。図1、図2よりわかるように、本形態では面光源装置20は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板21、光源26、プリズムシート30、及び反射シート40を有している。
Next, the surface light source device 20 will be described. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the surface light source device 20 along the dotted line shown in FIG. 1 in the thickness direction (vertical direction on the paper surface of FIG. 1).
The surface light source device 20 is an illumination device that is arranged on the side opposite to the observer side with the liquid crystal panel 15 interposed therebetween, and emits planar light to the liquid crystal panel 15. As can be seen from FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the surface light source device 20 is configured as an edge light type surface light source device, and includes a light guide plate 21, a light source 26, a prism sheet 30, and a reflection sheet 40. ..

導光板21は、図1、図2よりわかるように、基部22、裏面プリズム部23、及び光学要素部24を有している。導光板21は透光性を有する材料により形成された全体として板状の部材であり、一方の板面側は光学要素部24が形成され出光面とされている。他方の板面側は裏面とされ、裏面プリズム部23が形成されている。 As can be seen from FIGS. 1 and 2, the light guide plate 21 has a base portion 22, a back surface prism portion 23, and an optical element portion 24. The light guide plate 21 is a plate-like member as a whole made of a translucent material, and an optical element portion 24 is formed on one plate surface side to form an light emitting surface. The other plate surface side is the back surface, and the back surface prism portion 23 is formed.

基部22、裏面プリズム部23、及び光学要素部24をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ABS樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)等を挙げることができる。 Various materials can be used as the material forming the base portion 22, the back surface prism portion 23, and the optical element portion 24. However, a material that is widely used as a material for an optical sheet incorporated in a display device, has excellent mechanical properties, optical properties, stability, workability, and the like, and can be obtained at low cost can be used. This includes, for example, polymer resins having an alicyclic structure, methacrylic resins, polycarbonate resins, polystyrenes, acrylonitrile-styrene copolymers, methyl methacrylate-styrene copolymers, ABS resins, thermoplastic resins such as polyether sulfone, and the like. , Epoxy acrylate, styrene acrylate-based reactive resin (ionized radiation curable resin, etc.) and the like.

基部22は、裏面プリズム部23及び光学要素部24のベースとなる部位で、所定の厚さを有する板状である。 The base portion 22 is a portion that serves as a base for the back surface prism portion 23 and the optical element portion 24, and has a plate shape having a predetermined thickness.

裏面プリズム部23は、基部22の裏面側(出光面とは反対側の板面)に形成される凹凸形状である。図3には導光板21を裏面プリズム23側から見た斜視図、図4には図3にIV−IVで示した線(導光方向に沿った線)に沿った断面の一部をそれぞれ表した。図2〜図4よりわかるように、本形態では三角柱状の複数の単位裏面プリズム23aが配列されている。単位裏面プリズム23aは、凸部の稜線が光源配列方向に延びる柱状であり、複数の単位裏面プリズム23aは当該延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。すなわち、単位裏面プリズム23aの稜部が延びる方向は光源26が配列される方向、単位裏面プリズム23aが配列される方向はそれとは直交する方向で、導光方向である。 The back surface prism portion 23 has a concavo-convex shape formed on the back surface side of the base portion 22 (the plate surface opposite to the light emitting surface). FIG. 3 is a perspective view of the light guide plate 21 as viewed from the back surface prism 23 side, and FIG. 4 is a part of a cross section along the line shown by IV-IV in FIG. 3 (line along the light guide direction). expressed. As can be seen from FIGS. 2 to 4, in this embodiment, a plurality of triangular columnar unit back surface prisms 23a are arranged. The unit back surface prism 23a is a columnar shape in which the ridgeline of the convex portion extends in the light source arrangement direction, and the plurality of unit back surface prisms 23a are arranged side by side at a predetermined pitch in the direction orthogonal to the extension direction. That is, the direction in which the ridge portion of the unit back surface prism 23a extends is the direction in which the light source 26 is arranged, and the direction in which the unit back surface prism 23a is arranged is the direction orthogonal to the light source direction.

本形態の単位裏面プリズム23aは、稜線が伸びる方向と直交する切断面(所謂「主切断面」)が三角形であるがこれに限定されることはなく、四角形、や五角形、六角形等の多角形、円、楕円、双曲線等の曲線の一部(柱状レンズ形状)等いずれの形状であってもよい。 The unit back surface prism 23a of the present embodiment has a triangular cut surface (so-called “main cut surface”) orthogonal to the direction in which the ridgeline extends, but is not limited to this, and may be a quadrangle, a pentagon, a hexagon, or the like. It may have any shape such as a part of a curve (columnar lens shape) such as a polygon, a circle, an ellipse, or a hyperbola.

次に、基部22の出光側面上に設けられた光学要素部24について説明する。図5には、導光板21の光源配列方向に沿った断面の一部を拡大した図を表した。図5からわかるように、光学要素部24は、複数の単位光学要素24aが光源配列方向に沿って配列され、導光方向に平行に延びるように基部22の出光側面に設けられている。 Next, the optical element portion 24 provided on the light emitting side surface of the base portion 22 will be described. FIG. 5 shows an enlarged view of a part of the cross section of the light guide plate 21 along the light source arrangement direction. As can be seen from FIG. 5, the optical element portion 24 is provided on the light emitting side surface of the base portion 22 so that a plurality of unit optical elements 24a are arranged along the light source arrangement direction and extend parallel to the light source direction.

本形態では、図5に示すように、複数の単位光学要素24aは、基部22の出光側の面上の光源配列方向に隙間無く並べられている。従って、導光板21の出光面は単位光学要素24aの傾斜面で構成されている。さらに、各単位光学要素24aは、柱状に形成され、その長手方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the plurality of unit optical elements 24a are arranged without a gap in the light source arrangement direction on the surface of the base 22 on the light emitting side. Therefore, the light emitting surface of the light guide plate 21 is composed of an inclined surface of the unit optical element 24a. Further, each unit optical element 24a is formed in a columnar shape and has the same cross-sectional shape along the longitudinal direction thereof.

図5からわかるように単位光学要素24aの断面形状は、出光側に向けて先細りしていく形状となっている。つまり、導光板21の板面と平行な単位光学要素24aの幅は、導光板21の法線方向に沿って基部22から離間するにつれて小さくなっていく。 As can be seen from FIG. 5, the cross-sectional shape of the unit optical element 24a is a shape that tapers toward the light emitting side. That is, the width of the unit optical element 24a parallel to the plate surface of the light guide plate 21 becomes smaller as it is separated from the base 22 along the normal direction of the light guide plate 21.

図5に示した本形態では単位光学要素24aは、当該断面において外輪郭が五角形状とされている。この五角形形状は、三角形の一以上の角を面取りしてなる形状としてもよい。また、本形態では、単位光学要素24aの断面形状は、法線を中心として、対称性を有している。すなわち、各単位光学要素24aの出光側面は、正面方向を中心として対称的に構成された一対の折れ面によって構成されている。一対の折れ面は、互いに接続されて先端を画成している。各折れ面は、先端を画成する第1面24bと、第1面24bへ基部22の側から接続する第2面24cと、を有している。 In the present embodiment shown in FIG. 5, the unit optical element 24a has a pentagonal outer contour in the cross section. This pentagonal shape may be a shape formed by chamfering one or more corners of a triangle. Further, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the unit optical element 24a has symmetry about the normal line. That is, the light emitting side surface of each unit optical element 24a is composed of a pair of bent surfaces symmetrically configured with respect to the front direction. The pair of bent surfaces are connected to each other to define the tip. Each bent surface has a first surface 24b that defines the tip and a second surface 24c that connects to the first surface 24b from the side of the base 22.

光学要素部24の全体的な構成として、導光板30の図5に示した断面における単位光学要素24aの配列方向への幅Waに対する、導光板30の単位光学要素24aの基部22からの正面方向に沿った突出高さHaの比(Ha/Wa)が、0.3以上0.45以下となっていることが好ましい。このような単位光学要素24aによれば、出光側面での屈折および反射により、単位光学要素24aの配列方向(光源配列方向)に沿った光の成分に対して優れた集光機能を発揮することが可能となり且つサイドローブの発生を効果的に抑制することも可能となる。 As an overall configuration of the optical element portion 24, the front direction of the light guide plate 30 from the base 22 of the unit optical element 24a with respect to the width Wa in the arrangement direction of the unit optical element 24a in the cross section shown in FIG. The ratio of the protruding height Ha along the above (Ha / Wa) is preferably 0.3 or more and 0.45 or less. According to such a unit optical element 24a, by refraction and reflection on the light emitting side surface, an excellent focusing function is exhibited for the light component along the arrangement direction (light source arrangement direction) of the unit optical element 24a. It is also possible to effectively suppress the occurrence of side lobes.

なお、本件明細書における「五角形形状」とは、厳密な意味での五角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略五角形形状を含む。また同様に、本明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」および「対称」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。 The term "pentagonal shape" in the present specification includes not only a pentagonal shape in a strict sense but also a substantially pentagonal shape including limits in manufacturing technology and errors during molding. Similarly, other terms used herein that specify shape and geometric conditions, such as "parallel," "orthogonal," and "symmetrical," are not bound by strict meaning. The interpretation shall include an error to the extent that a similar optical function can be expected.

ここで、導光板21の寸法は、一例として、単位光学要素24aの幅Waを10μm以上500μm以下、基部22の厚みを0.2mm〜6mmとすることができる。 Here, as an example, the dimensions of the light guide plate 21 can be such that the width Wa of the unit optical element 24a is 10 μm or more and 500 μm or less, and the thickness of the base 22 is 0.2 mm to 6 mm.

以上のような構成を備える導光板21は、押し出し成型により、又は、基部22上に単位裏面プリズム23a及び/又は単位光学要素24aを賦型することにより、製造することができる。なお、押し出し成型で製造された導光板21においては、基部22に対して、裏面プリズム部23及び/又は光学要素部24が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板21を製造する場合、裏面プリズム部23が、基部22と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。 The light guide plate 21 having the above configuration can be manufactured by extrusion molding or by molding the unit back surface prism 23a and / or the unit optical element 24a on the base portion 22. In the light guide plate 21 manufactured by extrusion molding, the back surface prism portion 23 and / or the optical element portion 24 can be integrally formed with the base portion 22. Further, when the light guide plate 21 is manufactured by molding, the back surface prism portion 23 may be made of the same resin material as the base portion 22 or may be made of a different material.

なお、単位光学要素の形態は上記のような断面五角形の他、三角形、四角形などの他の多角形、レンチキュラーレンズ等のレンズ形状であってもよい。また本形態のように基部から突出した形態であることに限らず、凹状要素であってもよい。これには例えば凹状のレンチキュラーレンズ形状を挙げることができる。また、単位光学要素は隙間なく並べられてもよいし、隙間が空いて配置されていてもよい。 The form of the unit optical element may be a pentagon in cross section as described above, another polygon such as a triangle or a quadrangle, or a lens shape such as a lenticular lens. Further, the form is not limited to the form protruding from the base portion as in this form, and may be a concave element. This includes, for example, a concave lenticular lens shape. Further, the unit optical elements may be arranged without a gap, or may be arranged with a gap.

図1、図2に戻って、光源26について説明する。光源26は、導光板21の基部22の2組の側面のうち、導光方向となる一組の側面の一方又は両方に配置される(図1、図2は一方の例である。)。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のLED(発光ダイオード)、又は白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本形態では光源26は複数のLEDを具備してなり、不図示の制御装置によりLEDの出力、すなわち、LEDの点灯、消灯、及び/又は、LEDの点灯時の明るさを制御する。複数のLEDは全てまとめて制御されてもよいし、個別に制御できるものであってもよい。 Returning to FIGS. 1 and 2, the light source 26 will be described. The light source 26 is arranged on one or both of the two sets of side surfaces of the base 22 of the light guide plate 21 in the light guide direction (FIGS. 1 and 2 are examples of one). The type of the light source is not particularly limited, but may be configured in various modes such as a fluorescent lamp such as a linear cold cathode tube, a point LED (light emitting diode), or an incandescent lamp. In the present embodiment, the light source 26 includes a plurality of LEDs, and a control device (not shown) controls the output of the LEDs, that is, the lighting and extinguishing of the LEDs, and / or the brightness when the LEDs are lit. The plurality of LEDs may be controlled collectively or individually.

次にプリズムシート30について説明する。図1、図2よりわかるように、プリズムシート30は、シート状に形成された本体部31と、本体部31の面のうち、導光板21に対向する面、すなわち入光側面に設けられた単位プリズム部32と、を備えている。図6には単位プリズム部32側から見たプリズムシート30の斜視図、図7には単位プリズム部32側から見たプリズムシート30の平面図、図8には図6にVII−VIIで示した線に沿ったプリズムシート30の断面図を表した。 Next, the prism sheet 30 will be described. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the prism sheet 30 is provided on the surface of the main body 31 formed in the shape of a sheet and the surface of the main body 31 facing the light guide plate 21, that is, the side surface of the light entering light. It includes a unit prism unit 32. FIG. 6 is a perspective view of the prism sheet 30 seen from the unit prism portion 32 side, FIG. 7 is a plan view of the prism sheet 30 seen from the unit prism portion 32 side, and FIG. The cross-sectional view of the prism sheet 30 along the vertical line is shown.

このプリズムシート30は、上記した導光板21の単位光学要素部24aの形態との組み合わせで、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、所定の態様で略楕円状の輝度分布を有する光を出射するように輝度を集中的に向上させる機能を有している。従って、この機能は、主として、プリズムシート30の単位プリズム部32、及び導光板21の光学要素部24によって発揮される。 In combination with the form of the unit optical element portion 24a of the light guide plate 21, the prism sheet 30 changes the traveling direction of the light incident from the incoming light side and emits it from the light emitting side, and is substantially elliptical in a predetermined embodiment. It has a function of intensively improving the brightness so as to emit light having a shape of brightness distribution. Therefore, this function is mainly exerted by the unit prism portion 32 of the prism sheet 30 and the optical element portion 24 of the light guide plate 21.

図1、図2、図6〜図8に示すように、本体部31は、単位プリズム部32を支持する機能を有する平板状のシート状部材である。 As shown in FIGS. 1, 2, 6 to 8, the main body portion 31 is a flat plate-shaped sheet-like member having a function of supporting the unit prism portion 32.

単位プリズム部32は、図1、図2、図6〜図8によく表れているように、複数の単位プリズム32aが本体部31の入光側面に沿って並べられるように配列されている。より具体的には、単位プリズム32aは、導光方向に直交する方向に対して角度θの方向に図8に示した所定の断面形状を維持して稜線が延びるように形成された柱状の部材である。従ってその稜線が延びる方向は、導光方向に直交する方向に対してθの角度で傾いている。そして複数の単位プリズム32aはこの傾きを有して、導光方向に配列されている。これにより、画面中心からずれた位置に高い輝度を有した略楕円形の輝度分布を有する光を出光することができる。
θの具体的な値は、所望する輝度分布を得るために調整することができる。従って0°<θ<90°の範囲を取り得る。
As is often shown in FIGS. 1, 2, 6 to 8, the unit prism portions 32 are arranged so that a plurality of unit prisms 32a are arranged along the light entrance side surface of the main body portion 31. More specifically, the unit prism 32a is a columnar member formed so that the ridge line extends while maintaining the predetermined cross-sectional shape shown in FIG. 8 in the direction of the angle θ with respect to the direction orthogonal to the light guide direction. Is. Therefore, the direction in which the ridgeline extends is inclined at an angle of θ with respect to the direction orthogonal to the light guide direction. The plurality of unit prisms 32a have this inclination and are arranged in the light guide direction. As a result, it is possible to emit light having a substantially elliptical brightness distribution having high brightness at a position deviated from the center of the screen.
The specific value of θ can be adjusted to obtain the desired brightness distribution. Therefore, the range of 0 ° <θ <90 ° can be taken.

次に単位プリズム32aの配列方向の断面形状について説明する。図8は図6にVII−VIIで示した線に沿ったプリズムシート30の断面図の一部を拡大した図であり、単位プリズム32aの稜線が延びる方向に直交する断面である。図8ではnは本体部31のシート面の法線方向を表わしている。 Next, the cross-sectional shape of the unit prism 32a in the arrangement direction will be described. FIG. 8 is an enlarged view of a part of the cross-sectional view of the prism sheet 30 along the line shown by VII-VII in FIG. 6, which is a cross section orthogonal to the direction in which the ridgeline of the unit prism 32a extends. In Figure 8 n d denotes the normal direction of the seat surface of the main body portion 31.

図8からわかるように、本形態では、単位プリズム32aは、本体部31から導光板21側に突出した二等辺三角形の断面を有している。すなわち、本体部31のシート面と平行な方向の単位プリズム32aの幅は、本体部31の法線方向nに沿って本体部31から離れるにつれて小さくなる。 As can be seen from FIG. 8, in the present embodiment, the unit prism 32a has an isosceles triangular cross section protruding from the main body 31 toward the light guide plate 21. That is, the width of the unit prism 32a in the direction parallel to the seat surface of the main body 31 decreases as the distance from the main body 31 along the normal direction nd of the main body 31.

また、本形態では、単位プリズム32aの外輪郭は、本体部31の法線方向nと平行な軸を対称軸として、線対称となっており、断面が二等辺三角形である。 Further, in this embodiment, the outer contour of the unit prism 32a is an axis parallel to the normal direction n d of the main body portion 31 as a symmetrical axis, has a line-symmetric cross-section is an isosceles triangle.

ここで、単位プリズム32aの寸法は特に限定されるものではないが、図8の断面における単位プリズム32aの凸状である先端における頂角θ(図8参照)は80°以下であることが好ましい。これにより導光板21の出光面に対向して配置されるという単位プリズム32aの配置形態において、より適切な集光特性を得ることができる。より好ましい頂角θは60°以上80°以下である。また、底辺幅WはピッチPと同じであることが好ましい。そして隣り合う単位プリズム32a間のピッチPは10μm以上が好ましい。 Here, the dimensions of the unit prism 32a are not particularly limited, but the apex angle θ 7 (see FIG. 8) at the convex tip of the unit prism 32a in the cross section of FIG. 8 is 80 ° or less. preferable. As a result, more appropriate light-collecting characteristics can be obtained in the arrangement form of the unit prism 32a, which is arranged so as to face the light emitting surface of the light guide plate 21. A more preferable apex angle θ 7 is 60 ° or more and 80 ° or less. Further, the base width W is preferably the same as the pitch P. The pitch P between the adjacent unit prisms 32a is preferably 10 μm or more.

本形態では上記のように断面形状が三角形である単位プリズムについて説明したが、これに限定されるものでなく、当該三角形の頂部が短い上底となる台形であってもよい。また斜面の一方及び/又は他方の形状が折れ線状や曲線であってもよい。従って断面の形状が四角形や五角形等の多角形となってもよい。 In the present embodiment, the unit prism having a triangular cross-sectional shape has been described as described above, but the present invention is not limited to this, and the top of the triangle may be a trapezoid having a short upper base. Further, the shape of one and / or the other of the slopes may be a polygonal line or a curved line. Therefore, the cross-sectional shape may be a polygon such as a quadrangle or a pentagon.

以上のような構成を具備するプリズムシート30は、例えば本体部31となる基材上単位プリズム部32を形成して製造される。
本体部31及び単位プリズム部32をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、透明であると共に表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性及び加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、スチレン樹脂、各種ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル等の樹脂、或いはこれら樹脂の一以上を主成分として他の樹脂と混合した樹脂や、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系等の反応性単量体又はプレポリマーを紫外線、電子線等の照射による架橋反応乃至重合反応で硬化してなる電離放射線硬化型樹脂等が好適に使用され得る。
The prism sheet 30 having the above configuration is manufactured by forming, for example, the unit prism portion 32 on the base material which is the main body portion 31.
Various materials can be used as the material forming the main body portion 31 and the unit prism portion 32. However, a material that is transparent and widely used as a material for an optical sheet incorporated in a display device, has excellent mechanical properties, optical properties, stability, processability, etc., and is inexpensively available, for example, polymethyl. Acrylic resin such as methacrylate, styrene resin, various polycarbonate resins, polyester resin such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, resin such as polyacrylonitrile, resin obtained by mixing one or more of these resins with other resins, or epoxy. An ionizing radiation curable resin obtained by curing a reactive monomer or prepolymer such as an acrylate-based or urethane acrylate-based resin by a cross-linking reaction or a polymerization reaction by irradiation with ultraviolet rays, electron beams, or the like can be preferably used.

ここでは本体部31と単位プリズム部32とが一体である例を説明したが、本体部31と単位プリズム部32との間に空気層が形成されるように離隔されていたり、他の機能層が挟まれていたりしてもよい。 Here, an example in which the main body portion 31 and the unit prism portion 32 are integrated has been described, but the main body portion 31 and the unit prism portion 32 are separated so as to form an air layer, or another functional layer. May be sandwiched.

図1、図2に戻って、面光源装置20の反射シート40について説明する。反射シート40は、導光板21の裏面から出射した光を反射して、再び導光板21内に光を入射させるための部材である。反射シート40を構成する材料は特に限定されるものではないが、白色フィルム(東レ株式会社 ルミラー(登録商標)E6SR)、多層膜反射フィルム(スリーエムジャパン株式会社 ESR)及び銀蒸着フィルム(京都中井商事株式会社 キララフレックス(登録商標))等の光反射性を持つフィルムを挙げることができる。より好ましくは、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜(例えば金属薄膜)を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを適用することができる。これにより、光の利用性を向上させることが可能となり、エネルギー利用効率を向上させることができる。 Returning to FIGS. 1 and 2, the reflective sheet 40 of the surface light source device 20 will be described. The reflective sheet 40 is a member for reflecting the light emitted from the back surface of the light guide plate 21 and causing the light to enter the light guide plate 21 again. The material constituting the reflective sheet 40 is not particularly limited, but is a white film (Toray Co., Ltd. Lumirror (registered trademark) E6SR), a multilayer film reflective film (3M Japan Ltd. ESR), and a silver vapor deposition film (Kyoto Nakai Shoji). Examples of films having light reflectivity such as Kiraraflex Co., Ltd. (registered trademark). More preferably, a sheet made of a material having a high reflectance such as metal, a sheet made of a thin film made of a material having a high reflectance (for example, a metal thin film) as a surface layer, or the like that enables so-called specular reflection is applied. can do. As a result, the utilization of light can be improved, and the energy utilization efficiency can be improved.

機能性シート41は通常の液晶表示装置に用いられる各種の機能を有するシートである。これには例えば色調を補正するシート、防眩機能を有するシート、反射を防止するシート、ハードコートシート等を挙げることができる。 The functional sheet 41 is a sheet having various functions used in a normal liquid crystal display device. Examples thereof include a sheet for correcting a color tone, a sheet having an antiglare function, a sheet for preventing reflection, a hard coat sheet and the like.

次に、以上のような構成を備える表示装置の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただしこの光路例は概念的に表したものであり、反射や屈折の程度等を厳密に示したものではない。 Next, the operation of the display device having the above configuration will be described with reference to an optical path example. However, this optical path example is a conceptual representation and does not strictly indicate the degree of reflection or refraction.

まず、図2に示すように、光源26で発光された光は、導光板21の端面の入光面を介して導光板21内に入射する。図2には、例として、光源26から導光板21に入射した光L21、L22の光路例が示されている。 First, as shown in FIG. 2, the light emitted by the light source 26 enters the light guide plate 21 via the light entry surface of the end surface of the light guide plate 21. FIG. 2 shows, as an example, an optical path example of the light L 21 and L 22 incident on the light guide plate 21 from the light source 26.

図2に示すように、導光板21に入射した光L21、L22は、導光板21の単位光学要素部24の面及びその反対側の出光面において、空気との屈折率差により全反射する。また、図示は省略するが裏面から出光した光は反射シート40により導光板21に戻される。このような反射を繰り返し、光は導光方向に光源26から離れるように進んでいく。 As shown in FIG. 2, the lights L 21 and L 22 incident on the light guide plate 21 are totally reflected by the difference in refractive index with air on the surface of the unit optical element portion 24 of the light guide plate 21 and the light emitting surface on the opposite side. To do. Further, although not shown, the light emitted from the back surface is returned to the light guide plate 21 by the reflective sheet 40. By repeating such reflection, the light travels away from the light source 26 in the light guide direction.

ただし、導光板21の基部22のうち裏面側には裏面プリズム部23が形成されている。このため、図2に示すように、導光板21内を進む光L21、L22は、裏面プリズム部23により順次向きが変えられ、全反射臨界角未満の入射角度で出光面に入射することもある。この場合、当該光は、導光板21の出光面から出射し得る。導光板21から出射した光L21、L22は、導光板21の出光側に配置されたプリズムシート30へと向かう。
これにより導光板21内を進む光は、少しずつ、出光面から出射するようになり、導光板21の単位光学要素部24から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。
However, the back surface prism portion 23 is formed on the back surface side of the base portion 22 of the light guide plate 21. Therefore, as shown in FIG. 2, the light L 21 and L 22 traveling in the light guide plate 21 are sequentially changed in direction by the back surface prism portion 23, and are incident on the light emitting surface at an incident angle less than the total reflection critical angle. There is also. In this case, the light can be emitted from the light emitting surface of the light guide plate 21. The lights L 21 and L 22 emitted from the light guide plate 21 head toward the prism sheet 30 arranged on the light emitting side of the light guide plate 21.
As a result, the light traveling in the light guide plate 21 is gradually emitted from the light emitting surface, and the light amount distribution of the light emitted from the unit optical element portion 24 of the light guide plate 21 along the light guide direction is made uniform. Can be done.

ここで、図示する導光板21の光学要素部24は、複数の単位光学要素24aによって構成され、各単位光学要素24aの断面形状は五角形となっている。従って単位光学要素24aは、導光板21の導光方向に対して傾斜面を有して構成されている。これにより、図5に示したように、単位光学要素24aを介して導光板21から出射する光L51は導光板21から出射するときに屈折する。この屈折は、単位光学要素24aの配列方向において、シート面法線nに近づく(法線nとのなす角が小さくなる)屈折である。このような作用により、光学要素部24は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分について、透過光の進行方向を正面方向側に絞り込むことができる。すなわち、単位光学要素部24は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。 Here, the optical element portion 24 of the light guide plate 21 shown is composed of a plurality of unit optical elements 24a, and the cross-sectional shape of each unit optical element 24a is a pentagon. Therefore, the unit optical element 24a is configured to have an inclined surface with respect to the light guide direction of the light guide plate 21. As a result, as shown in FIG. 5, the light L 51 emitted from the light guide plate 21 via the unit optical element 24a is refracted when emitted from the light guide plate 21. This refraction, in the arrangement direction of the unit optical elements 24a, closer to the seat surface normal n d (the angle between the normal line n d decreases) the refractive. By such an action, the optical element unit 24 can narrow down the traveling direction of the transmitted light to the front direction side with respect to the light component along the direction orthogonal to the light guide direction. That is, the unit optical element unit 24 exerts a condensing action on the light component along the direction orthogonal to the light guide direction.

以上のようにして、導光板21から出射する光の出射角度は、導光板21の単位光学要素24aの配列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。 As described above, the emission angle of the light emitted from the light guide plate 21 is narrowed down within a narrow angle range centered on the front direction on the plane parallel to the arrangement direction of the unit optical elements 24a of the light guide plate 21.

導光板21から出射した光は、その後、プリズムシート30へ入射する。プリズムシート30の単位プリズム32aは、単位プリズム32aの入光面での屈折及び全反射によって透過光に対して集光作用を及ぼす。ただし、プリズムシート30でその進行方向を変化させられる光は、プリズムシート30のうち、単位プリズム32aの配列方向とは直交する面内の成分であり、導光板21で集光させられた成分とは異なる。すなわち、図8にL81で示したように、単位プリズム32aに入射した光は、単位プリズム32aと空気との屈折率差に基づいてその界面で全反射する。そのとき、単位プリズム32aの斜辺はシート面法線nに対してθ/2傾いているので、界面における反射光は入射光よりも法線nに近付けられる角度となる。 The light emitted from the light guide plate 21 then enters the prism sheet 30. The unit prism 32a of the prism sheet 30 exerts a condensing action on the transmitted light by refraction and total reflection on the incoming light surface of the unit prism 32a. However, the light whose traveling direction can be changed by the prism sheet 30 is an in-plane component of the prism sheet 30 that is orthogonal to the arrangement direction of the unit prisms 32a, and is a component focused by the light guide plate 21. Is different. That is, as shown by L 81 in FIG. 8, the light incident on the unit prism 32a is totally reflected at the interface based on the difference in refractive index between the unit prism 32a and air. Then, the hypotenuse of the unit prisms 32a so that theta 7/2 inclined with respect to the seat surface normal n d, light reflection at the interface at an angle which is close to the normal n d than the incident light.

さらに、本発明では、単位プリズム32aが延びる方向が上記のように導光方向に直交する方向に対してθの角度で傾いている。従って、単位プリズム32aで全反射する際にθに対応する角度で方向が変えられる。 Further, in the present invention, the direction in which the unit prism 32a extends is tilted at an angle of θ with respect to the direction orthogonal to the light guide direction as described above. Therefore, when total reflection is performed by the unit prism 32a, the direction is changed at an angle corresponding to θ.

以上のような導光板及びプリズムシートにより次のように出光が制御される。
すなわち、第一に、プリズムシート30の単位プリズム32aの形状、及び、導光板21の単位光学要素24aの形状により、所定の態様で略楕円状の輝度分布を有する光を得ることができる。詳しくは次の通りである。図9に説明のための図を示した。図9(a)には単位プリズム32aの形態が楕円状輝度分布に及ぼす影響、図9(b)には単位光学要素24aの形態が楕円状輝度分布に及ぼす影響をそれぞれ表した。それぞれ導光方向を縦軸、光源配列方向を横軸で表している。また原点Oは画面垂直方向への輝度分布を表しているので、当該原点から離れることにより画面垂直方向から傾いた方向に光が出射されていることを意味する。このような出光特性はEzcontrast(ELDIM製)これによれば、視野角特性を方位角φと仰角βで表される座標系で輝度をZ軸方向(例えば色彩の分布でも表現可。)で表すことができる。
The light emission is controlled as follows by the light guide plate and the prism sheet as described above.
That is, first, depending on the shape of the unit prism 32a of the prism sheet 30 and the shape of the unit optical element 24a of the light guide plate 21, light having a substantially elliptical brightness distribution can be obtained in a predetermined embodiment. The details are as follows. FIG. 9 shows a diagram for explanation. FIG. 9A shows the influence of the morphology of the unit prism 32a on the elliptical luminance distribution, and FIG. 9B shows the influence of the morphology of the unit optical element 24a on the elliptical luminance distribution. The light guide direction is represented by the vertical axis, and the light source arrangement direction is represented by the horizontal axis. Further, since the origin O represents the brightness distribution in the vertical direction of the screen, it means that the light is emitted in the direction inclined from the vertical direction of the screen by moving away from the origin. Such light emission characteristics are expressed by Ezcontlast (manufactured by ELDIM). According to this, the viewing angle characteristics are expressed in the coordinate system represented by the azimuth angle φ and the elevation angle β, and the brightness is expressed in the Z-axis direction (for example, the color distribution can also be expressed). be able to.

図9(a)からわかるように、単位プリズム32aの形態を調整して集光性が高い単位プリズム32aとすると、図9(a)に実線で示したように導光方向の広がりが光源配列方向に対して小さくなるため、光源配列方向に長軸を有する楕円形状の出光特性となる。
これに対して、単位プリズム32aの形態を調整して集光性が低い単位プリズム32aとすると、図9(a)に点線で示したように導光方向の広がりが光源配列方向に対して大きくなるため、導光方向に長軸を有する楕円形状出光特性となる。
As can be seen from FIG. 9A, when the form of the unit prism 32a is adjusted to obtain a unit prism 32a having high light-collecting property, the spread in the light guide direction is arranged as a light source as shown by the solid line in FIG. 9A. Since it becomes smaller with respect to the direction, it has an elliptical light emission characteristic having a long axis in the light source arrangement direction.
On the other hand, if the form of the unit prism 32a is adjusted to obtain a unit prism 32a having a low light-collecting property, the spread in the light guide direction is large with respect to the light source arrangement direction as shown by the dotted line in FIG. 9 (a). Therefore, it has an elliptical light emission characteristic having a long axis in the light guide direction.

一方、図9(b)からわかるように、単位光学要素24aの形態を調整して集光性が高い単位光学要素24aとすると、図9(b)に実線で示したように光源配列方向の広がりが導光方向に対して小さくなるため、導光方向に長軸を有する楕円形状出光特性となる。
これに対して、単位光学要素24aの形態を調整して集光性が低い単位光学要素24aとすると、図9(b)に点線で示したように導光方向の広がりが光源配列方向に対して小さくなるため、光源配列方向に長軸を有する楕円形状出光特性となる。
On the other hand, as can be seen from FIG. 9B, assuming that the unit optical element 24a has a high light-collecting property by adjusting the form of the unit optical element 24a, the direction of the light source arrangement is as shown by the solid line in FIG. 9B. Since the spread becomes smaller with respect to the light guide direction, the light emission characteristic has an elliptical shape having a long axis in the light guide direction.
On the other hand, if the form of the unit optical element 24a is adjusted so that the unit optical element 24a has a low light-collecting property, the spread in the light guide direction spreads with respect to the light source arrangement direction as shown by the dotted line in FIG. 9B. Therefore, it has an elliptical light emission characteristic having a long axis in the light source arrangement direction.

そして上記のようにして楕円輝度分布とされた光は、単位プリズム32aが延びる角度と、単位プリズム32aの反射面の傾斜角により、出光位置が調整される。図10及び図11に説明のための図を示した。 The light emission position of the light having an elliptical brightness distribution as described above is adjusted by the angle at which the unit prism 32a extends and the inclination angle of the reflection surface of the unit prism 32a. 10 and 11 are diagrams for explanation.

図10(a)は単位プリズム32aの反射面の角度α(図8参照)が及ぼす影響を説明する1つの図、図10(b)は単位プリズム32aの反射面の角度α(図8参照)が及ぼす影響を説明する他の図である。それぞれ導光方向を縦軸、光源配列方向を横軸で表している。また、これらの図では下方に光源が配置されている位置づけである。また原点Oは画面垂直方向への輝度分布を表しているので、当該原点から離れることにより画面垂直方向から傾いた方向に光が出射されていることを意味する。
図10(a)は図8に示した単位プリズム32aの反射面の角度α(母材31の法線に対する単位プリズム32aの反射面の角度)が大きい場合であり、そのときにはより光源配置側から遠ざかる方向に傾いて光が出射される。
これに対して図10(b)は図8に示した単位プリズム32aの反射面の角度α(母材31の法線に対する単位プリズム32aの反射面の角度)が小さい場合であり、そのときにはより光源配置側傾いた方向に光が出射される。
FIG. 10A is a diagram illustrating the effect of the angle α of the reflecting surface of the unit prism 32a (see FIG. 8), and FIG. 10B is the angle α of the reflecting surface of the unit prism 32a (see FIG. 8). It is another figure explaining the effect of. The light guide direction is represented by the vertical axis, and the light source arrangement direction is represented by the horizontal axis. Further, in these figures, the light source is arranged below. Further, since the origin O represents the brightness distribution in the vertical direction of the screen, it means that the light is emitted in the direction inclined from the vertical direction of the screen by moving away from the origin.
FIG. 10A shows a case where the angle α of the reflecting surface of the unit prism 32a shown in FIG. 8 (the angle of the reflecting surface of the unit prism 32a with respect to the normal of the base material 31) is large, and at that time, from the light source arrangement side. Light is emitted by tilting in the direction away from it.
On the other hand, FIG. 10B shows a case where the angle α of the reflecting surface of the unit prism 32a shown in FIG. 8 (the angle of the reflecting surface of the unit prism 32a with respect to the normal of the base material 31) is smaller. Light is emitted in a direction tilted toward the light source arrangement side.

図11は単位プリズム32aが延びる角度(図6、図7のθ)が及ぼす影響を説明する図である。
図11からわかるように、図10(a)の状態から当該θを大きくしていくと、図11に矢印で示したように出射方向の傾きがθに応じて変わっていく。
FIG. 11 is a diagram illustrating the effect of the extension angle of the unit prism 32a (θ in FIGS. 6 and 7).
As can be seen from FIG. 11, when the θ is increased from the state of FIG. 10A, the inclination in the emission direction changes according to θ as shown by the arrow in FIG.

以上説明した、単位プリズム32a、単位光学要素24aの形状及びその配置の関係を組み合わせることにより、図12にBで示したように、正面方向から傾いた方向に光を出射する略楕円形の輝度分布を有するものとなる。図12にBで示した図は出光輝度分布の等高線を模式的に表した図である。そして、図12にCで示した50%輝度等高線(ピーク輝度を100%としたときに輝度が50%となる方向を結んだ線)が略楕円形状であることが好ましい。
また、楕円形の長軸が当該座標系において座標軸に平行でなく、傾きを有していることが好ましい。
By combining the shapes and arrangements of the unit prism 32a and the unit optical element 24a described above, as shown in FIG. 12B, the brightness of a substantially elliptical shape that emits light in a direction inclined from the front direction. It will have a distribution. The figure shown by B in FIG. 12 is a diagram schematically showing the contour lines of the Idemitsu luminance distribution. Then, it is preferable that the 50% luminance contour line (the line connecting the directions in which the luminance becomes 50% when the peak luminance is 100%) shown by C in FIG. 12 has a substantially elliptical shape.
Further, it is preferable that the long axis of the ellipse is not parallel to the coordinate axis in the coordinate system and has an inclination.

このような、正面方向から傾いた出射及び略楕円の形状は、所望の方向へ光の出射をすることができ、さらに楕円の長軸側に視野角が広く、楕円の短軸側に視野角が狭いという特性を有する。従って、図13に示したように、自動車の運転席、及び助手席から見た車内の前面を考えてみる。
Pで示したカーナビゲーションシステムの画面では、左右方向及びやや上向きで傾いた方向に光を出射することができ運転席及び助手席に映像を提供することができる。このとき上下方向へ傾きを有する光は少なく抑えられているのでフロントガラスへの写り込みや不要な方向への光の出射を防止することができる。
また、Qで示したように、バックミラーに備えられた画面では、やや下方で運転席側に傾いて出射する輝度分布を形成する。これにより運転者がこれを明るく見ることができる。
そして、Rで示したように、Aピラーに備えられた画面では、表示装置自体は斜めになるが、助手席側及び運転席側に向けて水平方向に傾きを有するように光を出射することができる。これにより運転席及び助手席からも見易くなる。
Such an emission tilted from the front direction and a substantially elliptical shape can emit light in a desired direction, and the viewing angle is wide on the long axis side of the ellipse and the viewing angle on the short axis side of the ellipse. Has the characteristic of being narrow. Therefore, as shown in FIG. 13, consider the front surface of the vehicle as seen from the driver's seat and the passenger seat of the vehicle.
On the screen of the car navigation system shown by P, light can be emitted in a left-right direction and a slightly upwardly tilted direction, and images can be provided to the driver's seat and the passenger seat. At this time, since the light having an inclination in the vertical direction is suppressed to a small extent, it is possible to prevent the light from being reflected on the windshield and the light being emitted in an unnecessary direction.
Further, as shown by Q, the screen provided in the rear-view mirror forms a luminance distribution that is slightly downward and is emitted toward the driver's seat side. This allows the driver to see it brightly.
Then, as shown by R, on the screen provided in the A pillar, the display device itself is slanted, but light is emitted so as to have a horizontal tilt toward the passenger seat side and the driver's seat side. Can be done. This makes it easier to see from the driver's seat and the passenger seat.

10 映像源ユニット
12 液晶層
13、14 偏光板
15 液晶パネル
20 面光源装置
21 導光板
22 基部
23 裏面プリズム部
23a 単位裏面プリズム
24 光学要素部
24a 単位光学要素
26 光源
30 プリズムシート
31 本体部
32 単位プリズム部
32a 単位プリズム
10 Image source unit 12 Liquid crystal layer 13, 14 Polarizing plate 15 Liquid crystal panel 20 Surface light source device 21 Light guide plate 22 Base 23 Back prism 23a Unit Back prism 24 Optical element 24a Unit Optical element 26 Light source 30 Prism sheet 31 Main body 32 Unit Prism part 32a Unit prism

Claims (3)

光源と、
前記光源から出射した光を導光する導光板と、
前記導光板の出光側に配置され、入射した光の向きを変えて出射するプリズムシートと、を備え、
前記プリズムシートは、
光透過性を有するシート状の本体部と、
前記本体部のうち前記導光板側の面側に配置され、複数の凸状の単位プリズムが前記本体部のシート面に沿った方向に所定の断面を有して延び、当該延びる方向とは異なる方向に配列された単位プリズム部と、を有し、
前記単位プリズムが延びる方向は、導光方向に直交する方向を0度としたときに、0度を超え90度未満の範囲で傾いており、
視野角特性を方位角と仰角で表した座標系で表現した際に、最も高い輝度から50%となる輝度の部位を結んだ線が略楕円形であり、該略楕円形の長軸が前記座標系において座標軸に平行でなく、傾きを有している、
面光源装置。
Light source and
A light guide plate that guides the light emitted from the light source and
A prism sheet, which is arranged on the light emitting side of the light guide plate and emits light by changing the direction of the incident light, is provided.
The prism sheet is
A sheet-like body with light transmission and
A plurality of convex unit prisms arranged on the surface side of the main body portion on the light guide plate side extend with a predetermined cross section in a direction along the sheet surface of the main body portion, which is different from the extending direction. It has unit prisms arranged in the direction, and
The direction in which the unit prism extends is tilted in a range of more than 0 degrees and less than 90 degrees when the direction orthogonal to the light guide direction is 0 degrees.
When the viewing angle characteristics are expressed in a coordinate system expressed by the azimuth angle and the elevation angle, the line connecting the parts of the brightness from the highest brightness to 50% is a substantially elliptical shape, and the long axis of the substantially elliptical shape is the above. In the coordinate system, it is not parallel to the coordinate axes and has a slope.
Surface light source device.
請求項1に記載の面光源装置と、
前記面光源装置の出光側に配置された液晶パネルと、を備える映像源ユニット。
The surface light source device according to claim 1 and
A video source unit including a liquid crystal panel arranged on the light emitting side of the surface light source device.
請求項2に記載の映像源ユニットと、
前記映像源ユニットを内包する筐体と、を備える液晶表示装置。
The video source unit according to claim 2 and
A liquid crystal display device including a housing including the image source unit.
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