JP2008304700A - Optical sheet, illumination device and display device - Google Patents

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達也 渡邉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical sheet that can be made thin without deteriorating use efficiency of light and to provide an illumination device and a display device equipped with the sheet. <P>SOLUTION: The optical sheet 1 is provided with a plurality of convexes 10, and each convex 10 has a surface form that is a superposition of a surface form expressed by a function f(x) in one direction (x-direction) within the sheet plane and a surface form expressed by a function g(y) in a y-direction orthogonal to the x-direction. The surface form expressed by the function f(x) is, for example, an aspheric form, while the surface form expressed by the function g(y) is, for example, a prism form. In the x-direction within the plane, light is divided by the aspheric form, which reduces luminance irregularity , while the light is directed to the front direction by the prism form in the y-direction, which contributes to improvement of front luminance. Thus, luminance irregularity can be decreased as well as the front luminance can be improved with a single optical sheet. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光透過性の光学シートおよびこれを備えた照明装置ならびに表示装置に関する。   The present invention relates to a light transmissive optical sheet, an illumination device including the same, and a display device.

近年、テレビ用等の液晶表示装置が普及し、高画質化、薄型化の要求が高まっている。これらの表示装置は、例えば、表示パネルの背面に設置されたバックライトから照射される光に基づいて表示を行い、バックライトとしては、通常、CCFL等の線状の光源を複数配列したものを用いている。   In recent years, liquid crystal display devices for television and the like have become widespread, and demands for higher image quality and thinner thickness are increasing. These display devices, for example, perform display based on light emitted from a backlight installed on the back surface of the display panel. As the backlight, a display in which a plurality of linear light sources such as CCFLs are usually arranged is usually used. Used.

一般に、このような表示装置では、例えばバックライトの輝度が高くかつ輝度むらのないことが要求される。通常、線状光源は一定の間隔をおいて設置されるため、線状光源を配列した方向に大きな輝度むらが発生する。このため、線状光源の上方には、光を拡散させる拡散板等が配置される。更に、輝度を向上させるために、この拡散板の上方に、三角柱状のプリズムを複数配列させたレンズシート等が配置される。
特開2007−11292号公報 特開2002−352611号公報
In general, such a display device is required to have, for example, high backlight luminance and no luminance unevenness. Usually, since the linear light sources are installed at regular intervals, large luminance unevenness occurs in the direction in which the linear light sources are arranged. For this reason, a diffusion plate or the like for diffusing light is disposed above the linear light source. Further, in order to improve the luminance, a lens sheet or the like in which a plurality of triangular prisms are arranged is disposed above the diffusion plate.
JP 2007-11292 A JP 2002-352611 A

このように、従来は、機能ごとに拡散シートやレンズシートなどの光学シートを設け、これらを重ね合わせることにより、複数の目的を達成していた。しかしながら、このように機能ごとに光学シートを設けた場合には、光源と表示パネルとの間に多くの光学シートを配置することが必要となる。このため、光路上に境界面や空気層が増加し、装置全体としての光の利用効率の低下を招いたり、薄型化を阻害する要因となっていた。   As described above, conventionally, optical sheets such as a diffusion sheet and a lens sheet are provided for each function, and a plurality of objects are achieved by superimposing them. However, when an optical sheet is provided for each function as described above, it is necessary to dispose many optical sheets between the light source and the display panel. For this reason, a boundary surface and an air layer increase on the optical path, which causes a decrease in light use efficiency as a whole apparatus and becomes a factor that hinders a reduction in thickness.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光の利用効率を低下させることなく、薄型化を実現することが可能な光学シートおよびこれを備えた照明装置、ならびに表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical sheet that can be thinned without lowering the light use efficiency, an illumination device including the optical sheet, and a display device. Is to provide.

本発明による第1の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有している。関数f(x)で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっており、関数g(y)で表される表面形状は、三角プリズム形状となっている。なお、この「三角プリズム形状」には、文字通りの三角柱の形状に限定されず、側面に2つの傾斜面を有する形状であればよく、例えば三角柱の頂角部分に曲面を有する形状なども含む概念とする。   The first optical sheet according to the present invention has a plurality of three-dimensional shapes in the same plane, and each three-dimensional shape represents a surface shape in one direction x in the plane as a function f (x) and is orthogonal to the direction x. When the surface shape in the direction y is represented by a function g (y), the surface shape is represented by f (x) + g (y). The surface shape represented by the function f (x) is a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape, and the surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape. The “triangular prism shape” is not limited to a literal triangular prism shape, and may be any shape having two inclined surfaces on the side surface, for example, a concept including a shape having a curved surface at the apex portion of the triangular prism. And

本発明による第2の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有している。関数f(x)および関数g(y)で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっている。   The second optical sheet according to the present invention has a plurality of three-dimensional shapes in the same plane, and each three-dimensional shape represents a surface shape in one direction x in the plane as a function f (x) and is orthogonal to the direction x. When the surface shape in the direction y is represented by a function g (y), the surface shape is represented by f (x) + g (y). The surface shapes represented by the function f (x) and the function g (y) are respectively columnar shapes including aspheric surfaces or polygonal columnar shapes.

本発明による第3の光学シートは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状は、面内の一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有するものである。   The third optical sheet according to the present invention has a plurality of three-dimensional shapes in the same plane, and each three-dimensional shape represents a surface shape in one direction x in the plane as a function f (x) and is orthogonal to the direction x. When the surface shape in the direction y is represented by a function g (y), the surface shape is represented by f (x) + g (y).

本発明による第1の照明装置は、複数の線光源と、線光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、この光学シートは、上記第1の光学シートと同様の構成を有するものである。   A first illumination device according to the present invention includes a plurality of line light sources and an optical sheet that transmits light emitted from the line light sources, and the optical sheet has a configuration similar to that of the first optical sheet. It is.

本発明による第2の照明装置は、複数の点光源と、点光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、この光学シートは、上記第2の光学シートと同様の構成を有するものである。   A second illumination device according to the present invention includes a plurality of point light sources and an optical sheet that transmits light emitted from the point light sources, and the optical sheet has a configuration similar to that of the second optical sheet. It is.

本発明による第1の表示装置は、複数の線光源と、線光源から射出された光を透過させる光学シートと光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、光学シートは、上記第1の光学シートと同様の構成を有するものである。   A first display device according to the present invention includes a plurality of line light sources, an optical sheet that transmits light emitted from the line light source, and a display panel that displays an image based on the light transmitted through the optical sheet. The configuration is the same as that of the first optical sheet.

本発明による第2の表示装置は、複数の点光源と、点光源から射出された光を透過させる光学シートと光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、光学シートは、上記第2の光学シートと同様の構成を有するものである。   A second display device according to the present invention includes a plurality of point light sources, an optical sheet that transmits light emitted from the point light source, and a display panel that displays an image based on the light transmitted through the optical sheet. The second optical sheet has a configuration similar to that of the second optical sheet.

本発明による第1の光学シートおよび第1の照明装置ならびに第1の表示装置では、各立体形状が関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数f(x)で表される表面形状が非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、x方向における光は多角柱形状の複数の平面あるいは非球面によって、複数に分割される。   In the first optical sheet, the first illumination device, and the first display device according to the present invention, each solid shape is represented by a function f (x) and a surface shape represented by a function g (y). And the surface shape represented by the function f (x) has a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape, so that light in the x direction is a plurality of planes of a polygonal columnar shape. Or it is divided into a plurality of parts by an aspherical surface.

一方、関数g(y)で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、プリズム斜面で全反射を起こさないような角度の入射光は、プリズム面で屈折され、光が正面方向に立ち上がる。また、光学シートの下方に光反射板を設けた場合には、プリズム斜面に所定の角度で入射する光(正面方向の光)は、2つの斜面で全反射して、反射シートに到達し拡散されることで、様々な角度をもつ光になる(リサイクル効果)。そして、リサイクルされた光の一部はプリズム面の屈折効果で光が正面方向に立ち上げられ、一部は全反射されることで再び光反射板側に戻される。この作用を繰り返すことにより、正面方向の輝度が向上する。さらに、このリサイクル効果によって光ミキシングが高まり、輝度むらが効果的に低減される。よって、1枚の光学シートで輝度むらを低減する機能と正面輝度を向上させる機能とが同時に発揮される。   On the other hand, since the surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape, incident light having an angle that does not cause total reflection at the prism slope is refracted by the prism surface, and the light rises in the front direction. . When a light reflector is provided below the optical sheet, light incident on the prism slope at a predetermined angle (front light) is totally reflected by the two slopes and reaches the reflection sheet and diffuses. By doing so, it becomes light with various angles (recycling effect). A part of the recycled light is raised in the front direction due to the refraction effect of the prism surface, and part of the light is totally reflected and returned to the light reflecting plate side again. By repeating this action, the luminance in the front direction is improved. Furthermore, this recycling effect increases optical mixing, and uneven brightness is effectively reduced. Therefore, the function of reducing the luminance unevenness and the function of improving the front luminance are simultaneously exhibited with one optical sheet.

特に、第1の照明装置ならびに第1の表示装置では、第1の光学シートが複数の線光源上に配置され、線光源の延在方向がy方向と等しくなっていることにより、線光源の配列する方向においては関数f(x)で表される表面形状、線光源の延在方向においては関数g(y)で表される表面形状の機能が発揮される。従来、線光源は一定の間隔で配置されるため、その配列方向においては、各線光源がつくる光源像により大きな輝度むらが生じてしまう。本発明では、この線光源の配列方向において、光源像が分割される。よって、x方向における輝度むらを低減する機能が効果的に発揮される。さらに、線光源の延在方向(y方向)の形状によるリサイクル効果によって光ミキシングが高まり、輝度むら低減機能がより効果的に発揮される。   In particular, in the first lighting device and the first display device, the first optical sheet is disposed on the plurality of line light sources, and the extending direction of the line light sources is equal to the y direction. The surface shape represented by the function f (x) is exhibited in the arrangement direction, and the surface shape represented by the function g (y) is exhibited in the extending direction of the line light source. Conventionally, since the line light sources are arranged at regular intervals, a large luminance unevenness occurs in the arrangement direction due to the light source image formed by each line light source. In the present invention, the light source image is divided in the arrangement direction of the line light sources. Therefore, the function of reducing luminance unevenness in the x direction is effectively exhibited. Further, the light mixing is enhanced by the recycling effect due to the shape of the linear light source in the extending direction (y direction), and the luminance unevenness reducing function is more effectively exhibited.

本発明による第2の光学シートおよび第2の照明装置ならびに第2の表示装置では、各立体形状が関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数f(x)および関数g(y)で表される表面形状が非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、入射光はx方向およびy方向の双方向において、複数に分割される。よって、1枚の光学シートにおいて、x方向およびy方向を含む面で2次元的に輝度むらが低減される。   In the second optical sheet, the second illumination device, and the second display device according to the present invention, each solid shape is represented by a function f (x) and a surface shape represented by a function g (y). And the surface shape represented by the function f (x) and the function g (y) has a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape, so that the incident light is in the x direction and It is divided into a plurality of parts in both directions in the y direction. Therefore, in one optical sheet, the luminance unevenness is reduced two-dimensionally on the plane including the x direction and the y direction.

特に、第2の照明装置ならびに第2の表示装置では、第2の光学シートが複数の点光源上に配置されていることにより、点光源の配置によって生じる輝度むらを効果的に低減することができる。   In particular, in the second lighting device and the second display device, the second optical sheet is disposed on the plurality of point light sources, thereby effectively reducing luminance unevenness caused by the arrangement of the point light sources. it can.

本発明による第3の光学シートでは、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状が、関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有することにより、x方向およびy方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。   The third optical sheet according to the present invention has a plurality of three-dimensional shapes in the same plane, and each three-dimensional shape is represented by a surface shape represented by a function f (x) and a surface shape represented by a function g (y). Are superimposed on each other, the functions based on the respective surface shapes are simultaneously exhibited in each of the x direction and the y direction.

本発明による第1の光学シートおよび第1の照明装置ならびに第1の表示装置によれば、光学シートに設けられた各立体形状が、関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数f(x)で表される表面形状は非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状となっており、関数g(y)で表される表面形状は、三角プリズム形状となっているので、関数f(x)で表される表面形状は、輝度むらを低減させる機能を発揮する一方、関数g(y)で表される表面形状は、正面輝度を向上させる機能を発揮する。よって、1枚の光学シートで2つの機能が両立され、従来のように、輝度むらを低減させるための拡散シートと正面輝度を高めるためのレンズシートとの2枚の光学シートを用いる場合に比べて、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。   According to the first optical sheet, the first illumination device, and the first display device according to the present invention, the three-dimensional shape provided on the optical sheet is expressed by the surface shape represented by the function f (x) and the function g. The surface shape represented by (y) is superimposed on the surface shape, and the surface shape represented by the function f (x) is a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape, and the function g ( Since the surface shape represented by y) has a triangular prism shape, the surface shape represented by the function f (x) exhibits a function of reducing luminance unevenness, while represented by the function g (y). The surface shape to be displayed exhibits a function of improving the front luminance. Therefore, two functions are compatible with one optical sheet, and compared to the case of using two optical sheets, a diffusion sheet for reducing luminance unevenness and a lens sheet for increasing front luminance as in the prior art. As a result, the area that becomes the air layer and the boundary surface on the optical path is reduced, and the number of parts is reduced. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus without reducing the light utilization efficiency.

特に、光学シートの下方に光反射板を設けた場合には、三角プリズム形状のリサイクル効果で光ミキシングが高まるため、輝度むらが効果的に低減され、薄型化に有利となる。   In particular, when a light reflecting plate is provided below the optical sheet, light mixing is enhanced by the recycling effect of the triangular prism shape, so that the luminance unevenness is effectively reduced, which is advantageous for thinning.

特に、第1の照明装置ならびに第1の表示装置において、第1の光学シートが複数の線光源によって構成される面光源上に配置され、線光源の延在方向がy方向と等しくなるようにすれば、線光源の配列方向では輝度むらを低減させる機能が発揮され、線光源の延在方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。よって、これら2つの機能がより効果的に発揮される。   In particular, in the first lighting device and the first display device, the first optical sheet is disposed on a surface light source including a plurality of line light sources, and the extending direction of the line light sources is equal to the y direction. Then, the function of reducing the luminance unevenness is exhibited in the arrangement direction of the line light sources, and the function of improving the front luminance is exhibited in the extending direction of the line light sources. Therefore, these two functions are more effectively exhibited.

本発明による第2の光学シートおよび第2の照明装置ならびに第2の表示装置によれば、各立体形状が、関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数f(x)で表される表面形状および関数g(y)で表される表面形状がそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状を有することにより、1枚の光学シートにおいて、x方向およびy方向を含む面で2次元的に輝度むらが低減される。よって、複数の拡散シートを積層する必要がなくなるため、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。   According to the second optical sheet, the second illumination device, and the second display device according to the present invention, each three-dimensional shape is represented by a surface shape represented by a function f (x) and a function g (y). A column shape including an aspherical surface or a polygonal column shape, and a surface shape represented by a function f (x) and a surface shape represented by a function g (y). In one optical sheet, luminance unevenness is reduced two-dimensionally on a plane including the x direction and the y direction. Therefore, since it is not necessary to stack a plurality of diffusion sheets, the area that becomes an air layer or a boundary surface on the optical path is reduced, and the number of parts is reduced. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus without reducing the light utilization efficiency.

特に、第2の照明装置ならびに第2の表示装置によれば、第2の光学シートが複数の点光源上に配置されるようにしたので、面内の2次元方向において輝度むらを低減させる機能が効果的に発揮され、均一な面発光を得ることができる。   In particular, according to the second illumination device and the second display device, the second optical sheet is arranged on the plurality of point light sources, and thus the function of reducing the luminance unevenness in the in-plane two-dimensional direction. Is effectively exhibited, and uniform surface emission can be obtained.

本発明による第3の光学シートによれば、同一面内に複数の立体形状を備え、各立体形状が、関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有することにより、x方向およびy方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。よって、機能ごとに複数の光学シートを積層する必要がなくなり、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。   According to the third optical sheet of the present invention, a plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane, and each three-dimensional shape is represented by a surface shape represented by a function f (x) and a function g (y). By having a surface shape obtained by superimposing the surface shape, a function based on each surface shape is simultaneously exhibited in each of the x direction and the y direction. Therefore, it is not necessary to stack a plurality of optical sheets for each function, and the area that becomes an air layer or a boundary surface on the optical path is reduced, and the number of parts is reduced. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus without reducing the light utilization efficiency.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光学シート(光学シート1)の概略構成を表す斜視図である。光学シート1は、同一面内にマトリクス状に配置された複数の凸部10を備えている。この光学シート1は、例えば、蛍光管などの線光源を複数配列させてなる面発光源やLED(Light Emitting Diode)などの点光源を複数配置してなる面発光源の直上に配置されて使用されるものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an optical sheet (optical sheet 1) according to the first embodiment of the present invention. The optical sheet 1 includes a plurality of convex portions 10 arranged in a matrix on the same plane. For example, the optical sheet 1 is disposed and used immediately above a surface light source formed by arranging a plurality of line light sources such as fluorescent tubes or a surface light source formed by arranging a plurality of point light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes). It is what is done.

光学シート1は、透光性を有する樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやPMMA(ポリメチルメタクリレート)、ポリスチレン系の熱可塑性樹脂により構成されている。なお、光学シート1に設けられた複数の凸部10の大きさや配列間隔、個数等は、図1に示したものに限定される訳ではなく、光学シートの仕様態様により決定される。   The optical sheet 1 is made of a translucent resin material, for example, polycarbonate, PMMA (polymethyl methacrylate), or a polystyrene-based thermoplastic resin. In addition, the magnitude | size, arrangement | positioning space | interval, the number, etc. of the some convex part 10 provided in the optical sheet 1 are not necessarily limited to what was shown in FIG. 1, and are determined by the specification aspect of an optical sheet.

凸部10は、シート面内の一の方向をx方向とし、このx方向に直交する方向をy方向としたとき、yを変数としない関数f(x)により表される表面形状と、xを変数としない関数g(y)により表わされる表面形状を重ねあわせた表面形状を有している。すなわち、各凸部10は、その全体の表面形状をZとすると、Z=f(x)+g(y)で表わされる表面形状を有している。   The convex portion 10 has a surface shape represented by a function f (x) where y is not a variable, where x is one direction in the sheet plane and y is a direction perpendicular to the x direction, Has a surface shape obtained by superimposing the surface shapes represented by a function g (y) that does not take as a variable. That is, each convex portion 10 has a surface shape represented by Z = f (x) + g (y), where Z is the overall surface shape.

例えば、各凸部10の全体の表面形状は、図2(A)に示したようなx方向の表面形状が関数f(x)で表される凸部10xが複数設けられた光学シート1xと、図2(B)に示したようなy方向の表面形状が関数g(y)で表される凸部10yが複数設けられた光学シート1yとが、重ね合わされたものである。特に、関数f(x)で表される表面形状は、非球面を含む柱形状(以下、単に「非球面形状」とする。)となっており、関数g(y)で表される表面形状は三角プリズム形状、好ましくはリサイクル効率の高い頂角90°の二等辺三角プリズム形状となっている。   For example, the entire surface shape of each convex portion 10 is an optical sheet 1x provided with a plurality of convex portions 10x in which the surface shape in the x direction as shown in FIG. 2A is represented by a function f (x). The optical sheet 1y provided with a plurality of convex portions 10y whose surface shape in the y direction is represented by the function g (y) as shown in FIG. 2B is superposed. In particular, the surface shape represented by the function f (x) is a column shape including an aspheric surface (hereinafter simply referred to as “aspheric surface shape”), and the surface shape represented by the function g (y). Is a triangular prism shape, preferably an isosceles triangular prism shape with an apex angle of 90 °, which is highly recyclable.

このような光学シート1は、例えば、マスクイメージング法により容易に作製することができる。マスクイメージング法は、エキシマレーザや炭酸ガスレーザ等を用いて、マスクにより形成されるイメージを、レンズを介して加工対象物に転写するものである。特に、2軸ドラッギング型のマスクイメージング法では、加工対象物の2軸に対して、それぞれ独立して精細なレーザ加工を行うことが可能である。このため、x方向およびy方向において、互いに独立した表面形状を有する光学シート1の作製に好適である。例えば、図1に示したような表面形状を形成する場合には、例えば図3(A)および図3(B)に示したようなマスク100a、100bを用いるようにする。   Such an optical sheet 1 can be easily produced by, for example, a mask imaging method. In the mask imaging method, an image formed by a mask is transferred to an object to be processed through a lens using an excimer laser, a carbon dioxide gas laser, or the like. In particular, in the biaxial dragging mask imaging method, it is possible to perform fine laser processing independently on each of the two axes of the workpiece. For this reason, it is suitable for preparation of the optical sheet 1 which has the surface shape mutually independent in the x direction and the y direction. For example, in the case of forming the surface shape as shown in FIG. 1, for example, masks 100a and 100b as shown in FIGS. 3A and 3B are used.

マスク100aは、関数f(x)で表される表面形状、すなわち非球面形状を形成するためのマスクであり、関数f(x)で表される形状の開口部101aを複数有している。マスク100bは、関数g(y)で表される表面形状、すなわちプリズム形状を形成するためのマスクであり、関数g(y)で表される形状の開口部101bを複数有している。なお、マスク100a,100bに設けられる開口部101a,101bの個数は、特に限定されるものではないが、数が多い程、短時間で所望の形状を形成することができる。また、1枚のマスクに、関数f(x)で表される形状の開口部パターンが形成された領域と、関数g(y)で表される形状の開口部パターンが形成された領域とを設けるようにして、加工を行う方向に応じて、パターン領域を使い分けるようにしてもよい。   The mask 100a is a mask for forming a surface shape represented by a function f (x), that is, an aspheric shape, and has a plurality of openings 101a having a shape represented by the function f (x). The mask 100b is a mask for forming a surface shape represented by the function g (y), that is, a prism shape, and has a plurality of openings 101b having a shape represented by the function g (y). Note that the number of openings 101a and 101b provided in the masks 100a and 100b is not particularly limited, but a desired shape can be formed in a shorter time as the number increases. Further, an area in which an opening pattern having a shape represented by a function f (x) is formed on one mask and an area in which an opening pattern having a shape represented by a function g (y) is formed. It is also possible to use different pattern areas depending on the direction of processing.

まず、図4に示したように、マスク100aをシート1aの上方に図の向きに設置し、図示しないレンズを用いて、y方向にドラッギング加工することにより、図2(A)に示したようなx方向に関数f(x)で表される表面形状を有する凸部10xが形成される。このとき、シート1aを固定とし、マスク100aをシフトさせてレーザ光Bを照射するようにしてもよく、逆に、マスク100aを固定とし、シート1aをシフトさせてレーザ光Bを照射するようにしてもよい。また、レーザ光Bを照射する光学系をシフトさせるようにしてもよい。   First, as shown in FIG. 4, the mask 100a is placed above the sheet 1a in the direction shown in the figure, and dragging is performed in the y direction using a lens (not shown), as shown in FIG. A convex portion 10x having a surface shape represented by a function f (x) in the x direction is formed. At this time, the sheet 1a may be fixed and the mask 100a may be shifted and irradiated with the laser beam B. Conversely, the mask 100a may be fixed and the sheet 1a may be shifted and irradiated with the laser beam B. May be. Further, the optical system for irradiating the laser beam B may be shifted.

次いで、図5に示したように、マスク100bをシート1bの上方に図の向きに設置し、x方向にドラッギング加工することにより、図2(B)に示したようなy方向に関数g(y)で表される表面形状が重ね合わせられ、図1に示した光学シート1が完成する。   Next, as shown in FIG. 5, the mask 100b is placed above the sheet 1b in the direction shown in the figure, and dragging is performed in the x direction, so that the function g (y) in the y direction as shown in FIG. The surface shape represented by y) is superimposed, and the optical sheet 1 shown in FIG. 1 is completed.

なお、上記のように、まず関数f(x)の表面形状(非球面形状)を形成したのち、その上から関数g(y)の表面形状(プリズム形状)を重ね合わせるようにすることが好ましい。すなわち、より鈍っている表面形状を先に形成する方がよい。これにより、関数f(x)および関数g(y)で表される表面形状を精度良く形成することができ、所望の形状を得易くなる。   As described above, it is preferable to first form the surface shape (aspherical shape) of the function f (x) and then superimpose the surface shape (prism shape) of the function g (y) thereon. . That is, it is better to form a duller surface shape first. Thereby, the surface shape represented by the function f (x) and the function g (y) can be formed with high accuracy, and a desired shape can be easily obtained.

次に、本実施の形態の光学シート1の作用および効果について、図6および図7を参照して説明する。光学シート1では、各凸部10が、シート面内のx方向において関数f(x)で表される表面形状とy方向において関数g(y)で表される表面形状とを重ねあわせた表面形状を有していることにより、x方向およびy方向のそれぞれにおいて、各表面形状に基づく機能が同時に発揮される。   Next, operations and effects of the optical sheet 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. In the optical sheet 1, each convex portion 10 is a surface in which the surface shape represented by the function f (x) in the x direction in the sheet surface and the surface shape represented by the function g (y) in the y direction are superimposed. By having the shape, the function based on each surface shape is exhibited simultaneously in each of the x direction and the y direction.

特に、図6に示したように、関数f(x)で表される表面形状が非球面形状であることにより、光学シート1に入射する光のうちx方向における光(L1)は、主に屈折の作用を受けて複数に分割(例えば、L1a)される。よって、x方向では輝度むらが低減される。   In particular, as shown in FIG. 6, the light (L1) in the x direction out of the light incident on the optical sheet 1 is mainly due to the aspherical surface shape represented by the function f (x). It is divided into a plurality of parts (for example, L1a) under the action of refraction. Therefore, luminance unevenness is reduced in the x direction.

一方、図7に示したように、関数g(y)で表される光学シート1に入射する光のうちy方向における光は、関数g(y)で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、プリズムの斜面に所定の角度で入射した光L2は、屈折の作用により、正面方向に立ち上げられる(L2a)。また、光学シート1に垂直あるいは垂直に近い角度で入射する光L3は、光学シート1の表面(光学シートと空気層との界面)で全反射されたのち、光学シート1の下方(L3a)に戻される(リサイクル効果)。このとき、光学シート1の下方(光源の下方)に反射シートが設けられている場合には、光L3aは反射シートで様々な角度に拡散反射され、一部の光は正面方向に立ち上げられ、また一部は再び下方へ戻される。これを繰り返すことにより、正面輝度が向上する。また、反射シートによる拡散反射を繰り返すことで、光ミキシングが向上するため、輝度むらを低減させる機能がアシストされる(アシスト効果)。   On the other hand, as shown in FIG. 7, the light in the y direction out of the light incident on the optical sheet 1 represented by the function g (y) has a triangular prism shape in the surface shape represented by the function g (y). As a result, the light L2 incident on the slope of the prism at a predetermined angle is raised in the front direction by the action of refraction (L2a). In addition, the light L3 incident on the optical sheet 1 at a perpendicular or near-perpendicular angle is totally reflected on the surface of the optical sheet 1 (interface between the optical sheet and the air layer) and then below the optical sheet 1 (L3a). Returned (recycling effect). At this time, when a reflection sheet is provided below the optical sheet 1 (below the light source), the light L3a is diffusely reflected at various angles by the reflection sheet, and a part of the light is raised in the front direction. And a part is returned downward again. By repeating this, the front luminance is improved. In addition, since the light mixing is improved by repeating the diffuse reflection by the reflection sheet, the function of reducing the luminance unevenness is assisted (assist effect).

以上説明したように、光学シート1が、x方向における非球面形状とy方向におけるプリズム形状とを重ね合わせた表面形状を有していることにより、x方向では輝度むらを低減させる機能が発揮される一方、y方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。よって、1枚の光学シートで2つの機能が両立される。従来のように、輝度むらを低減させるための拡散シートと、正面輝度を高めるためのレンズシートとの2枚の光学シートを用いる場合に比べて、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。従って、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。また、アシスト効果により輝度むら低減効果が高まるため、光学シート(拡散板)との距離を縮めることができ、さらなる薄型化が可能である。   As described above, since the optical sheet 1 has a surface shape in which the aspherical shape in the x direction and the prism shape in the y direction are superimposed, the function of reducing luminance unevenness in the x direction is exhibited. On the other hand, the function of improving the front luminance is exhibited in the y direction. Therefore, two functions are compatible with one optical sheet. Compared to the case of using two optical sheets, a diffusion sheet for reducing luminance unevenness and a lens sheet for increasing front luminance, as in the prior art, there is an area that becomes an air layer or a boundary surface on the optical path. As it decreases, the number of parts decreases. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus without reducing the light utilization efficiency. Moreover, since the brightness unevenness reduction effect is enhanced by the assist effect, the distance from the optical sheet (diffusion plate) can be shortened, and the thickness can be further reduced.

(変形例1)
次に、本実施の形態の光学シート1の各凸部の変形例1(凸部20、凸部30、凸部40)について図8および図9を参照して説明する。
(Modification 1)
Next, Modification 1 (convex portion 20, convex portion 30, convex portion 40) of each convex portion of the optical sheet 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図8(A),(B)は、それぞれ凸部20、凸部30の概略構成を表す斜視図である。凸部20および凸部30は、x方向およびy方向におけるそれぞれの表面形状の組み合わせが異なること以外は、上記凸部10と同様の構成を有している。凸部20は、x方向における関数f(x)で表される表面形状が5角柱形状となっており、y方向における関数g(y)で表される表面形状が三角プリズム形状となっている。凸部30は、x方向における関数f(x)で表される表面形状が5角柱形状となっており、y方向における関数g(y)で表される表面形状においては、三角プリズム形状の頂角部分に曲面が付された形状となっている。   8A and 8B are perspective views illustrating schematic configurations of the convex portion 20 and the convex portion 30, respectively. The convex part 20 and the convex part 30 have the same configuration as the convex part 10 except that the combination of the surface shapes in the x direction and the y direction is different. The convex portion 20 has a pentagonal prism shape whose surface shape is represented by a function f (x) in the x direction, and a triangular prism shape whose surface shape is represented by a function g (y) in the y direction. . The convex portion 30 has a pentagonal prism shape in the surface shape represented by the function f (x) in the x direction, and the top surface of the triangular prism shape in the surface shape represented by the function g (y) in the y direction. The corner portion has a curved surface.

図8(A)に示したように、関数f(x)で表される表面形状は、3つ以上の面を有する多角柱形状であってもよい。この場合、凸部の斜面の数が多くなる程、入射光の光束の分割数が増加するため、輝度むらがより効果的に低減される。従って、関数f(x)で表される表面形状における面の数は多くなっていることが好ましい。このような構成により、x方向では輝度むらを低減させる機能が発揮される一方、y方向では正面輝度を向上させる機能が発揮される。従って、1枚の光学シートで輝度むらを低減すると同時に正面輝度を向上させることができる。   As shown in FIG. 8A, the surface shape represented by the function f (x) may be a polygonal column shape having three or more surfaces. In this case, as the number of slopes of the convex portion increases, the number of divisions of the luminous flux of incident light increases, so that the luminance unevenness is more effectively reduced. Therefore, it is preferable that the number of faces in the surface shape represented by the function f (x) is large. With such a configuration, the function of reducing luminance unevenness is exhibited in the x direction, while the function of improving front luminance is exhibited in the y direction. Therefore, the luminance unevenness can be reduced and the front luminance can be improved with one optical sheet.

図8(B)に示したように、関数g(y)で表される表面形状は、頂角部分に曲面を有する三角柱形状であってもよい。このような表面形状であっても、正面方向に集光させたり、光ミキシングによって、正面輝度を向上させることができる。   As shown in FIG. 8B, the surface shape represented by the function g (y) may be a triangular prism shape having a curved surface at the apex portion. Even with such a surface shape, the front luminance can be improved by condensing in the front direction or by light mixing.

図9は、凸部40の概略構成を表す斜視図である。凸部40は、凸部40aおよび凸部40bが交互に隣接して配列したものである。このように、互いに異なる表面形状を有する凸部40a,40b同士を配列させて構成するようにしてもよい。これにより、平面(斜面)の数を多くすることができるため、光の分割数が増加し、輝度むらがより効果的に低減される。なお、凸部40a,40bは、必ずしも隣接していなくてもよい。例えば、順に40a、40a、40b、40b…となるように、2つおきに交互に配置されるようにしてもよい。また、凸部40a,40bをランダムに配列してもよい。また、組み合わせる表面形状は2つに限定されず、3つ以上の表面形状を組み合わせるようにしてもよい。   FIG. 9 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the convex portion 40. The convex part 40 is an array in which convex parts 40a and convex parts 40b are alternately adjacent to each other. Thus, you may make it comprise by arranging the convex parts 40a and 40b which have mutually different surface shape. Thereby, since the number of planes (slopes) can be increased, the number of divisions of light is increased, and luminance unevenness is more effectively reduced. The convex portions 40a and 40b do not necessarily have to be adjacent to each other. For example, you may make it arrange | position alternately every two so that it may become 40a, 40a, 40b, 40b ... in order. Moreover, you may arrange | position the convex parts 40a and 40b at random. Further, the surface shapes to be combined are not limited to two, and three or more surface shapes may be combined.

次に、本発明に係る光学シートの適用例について、図1に示した光学シート1を例に挙げて説明する。   Next, an application example of the optical sheet according to the present invention will be described taking the optical sheet 1 shown in FIG. 1 as an example.

図10は、光学シート1を用いた照明装置2の概略構成を表す斜視図である。この照明装置2は、複数の線光源11の直上に光学シート1を備えており、線光源11の下方には反射板200が設けられている。線光源11は、その延在方向が光学シート1のy方向と等しくなるように配置されている。   FIG. 10 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the illumination device 2 using the optical sheet 1. The illumination device 2 includes the optical sheet 1 immediately above the plurality of line light sources 11, and a reflector 200 is provided below the line light sources 11. The linear light source 11 is arranged so that its extending direction is equal to the y direction of the optical sheet 1.

線光源11は、蛍光管等の線状の光源、例えば、冷陰極管(CCFL;Cold Cathode Fluorescent Lamp)と呼ばれる冷陰極蛍光ランプ等により構成されている。照明装置2では、この線光源11が一定間隔で複数配置されたものが、面発光を得るための光源として用いられている。また、反射板200は、光学シート1で反射されて線光源11側に戻ってくる光を拡散、反射させるものである。   The linear light source 11 includes a linear light source such as a fluorescent tube, for example, a cold cathode fluorescent lamp called a cold cathode fluorescent lamp (CCFL). In the illuminating device 2, a plurality of linear light sources 11 arranged at regular intervals are used as light sources for obtaining surface light emission. The reflection plate 200 diffuses and reflects the light reflected by the optical sheet 1 and returning to the line light source 11 side.

このような照明装置2では、複数の線光源11上に、本実施の形態の光学シート1を備え、特に線光源11の延在方向と光学シート1のy方向とが等しくなっていることにより、線光源11の延在方向と直行する方向(以下、配列方向とする。)において関数f(x)で表される表面形状の機能が発揮され、光源11の延在方向において、関数g(y)で表される表面形状の機能が発揮される。通常、線光源11は、一定の間隔で配置されるため、その配列方向では大きな輝度むらが生じてしまうが、この照明装置2では、線光源11の配列方向において輝度むらが低減され、線光源11の延在方向において正面輝度が向上する。よって、光学シート1のx方向およびy方向におけるそれぞれの機能が効果的に発揮され、均一で正面輝度の高い面発光を実現できる。   In such an illuminating device 2, the optical sheet 1 of the present embodiment is provided on the plurality of line light sources 11, and in particular, the extending direction of the line light source 11 and the y direction of the optical sheet 1 are equal. The function of the surface shape represented by the function f (x) is exhibited in the direction orthogonal to the extending direction of the line light source 11 (hereinafter referred to as the arrangement direction), and in the extending direction of the light source 11, the function g ( The function of the surface shape represented by y) is exhibited. Usually, since the line light sources 11 are arranged at regular intervals, large luminance unevenness occurs in the arrangement direction. However, in the illumination device 2, the luminance unevenness is reduced in the arrangement direction of the line light sources 11, and the line light source is reduced. The front luminance is improved in the extending direction of 11. Therefore, each function in the x direction and the y direction of the optical sheet 1 is effectively exhibited, and surface emission with uniform and high front luminance can be realized.

また、y方向において、光学シート1に垂直あるいは垂直に近い角度で入射した光L3(図7参照)は、プリズム形状の斜面で全反射され(光L3a)たのち、線光源11側に戻される。この光L3aは、反射板200によって拡散、反射され、再び光学シート1に入射する。こうして再び光学シート1に入射した光は、その入射角度によって、屈折の作用を受けて正面方向に立ち上げられるか、あるいは全反射の作用を受けて光源側へ戻される。このように、光学シート1で全反射された光を反射板200によって再び光学シート1に入射させる(リサイクル効果)ことにより、光の利用効率が向上し、全体として正面輝度がより向上する。   In addition, in the y direction, the light L3 (see FIG. 7) incident on the optical sheet 1 at an angle that is perpendicular or nearly perpendicular is totally reflected by the prism-shaped slope (light L3a) and then returned to the line light source 11 side. . The light L3a is diffused and reflected by the reflecting plate 200 and is incident on the optical sheet 1 again. Thus, the light incident on the optical sheet 1 again is raised in the front direction under the action of refraction depending on the incident angle, or returned to the light source side under the action of total reflection. Thus, by making the light totally reflected by the optical sheet 1 incident on the optical sheet 1 again by the reflection plate 200 (recycling effect), the light utilization efficiency is improved and the front luminance is further improved as a whole.

さらに、このy方向における光のリサイクル効果によって、光のミキシングが生じるため、x方向での輝度むらの低減作用がアシストされる。よって、x方向に非球面形状、y方向にプリズム形状を配列させた組み合わせにより、x方向における輝度むら低減機能をより効果的に発揮させることができる。   Furthermore, since light mixing occurs due to the light recycling effect in the y direction, the effect of reducing luminance unevenness in the x direction is assisted. Therefore, the luminance unevenness reducing function in the x direction can be more effectively exhibited by a combination of an aspherical shape in the x direction and a prism shape in the y direction.

図11は、図1に示した光学シート1を用いた表示装置3の概略構成を表す斜視図である。この表示装置3は、液晶パネル等の表示パネルの背面から光を照射するバックライト方式の液晶表示装置であり、例えば、線光源11の上方に、光学シート1、拡散シート12、輝度向上フィルム13、偏光板14、液晶パネル15、偏光板16がこの順に配置されたものであり、線光源11の下方には、反射板200が設けられている。また、この表示装置3では、線光源11が、表示面に対して縦置きとなっており、視聴者から観て垂直方向に延在するように構成されている。なお、表示装置3において、光学シート1、線光源11および反射板200が上記照明装置2に対応している。従って、以下では、光学シート1および照明装置2についての説明を適宜省略する。   FIG. 11 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the display device 3 using the optical sheet 1 illustrated in FIG. 1. The display device 3 is a backlight type liquid crystal display device that emits light from the back surface of a display panel such as a liquid crystal panel. For example, the optical sheet 1, the diffusion sheet 12, and the brightness enhancement film 13 are disposed above the line light source 11. The polarizing plate 14, the liquid crystal panel 15, and the polarizing plate 16 are arranged in this order, and a reflecting plate 200 is provided below the line light source 11. Further, in the display device 3, the line light source 11 is placed vertically with respect to the display surface, and is configured to extend in the vertical direction when viewed from the viewer. In the display device 3, the optical sheet 1, the line light source 11, and the reflection plate 200 correspond to the illumination device 2. Therefore, below, description about the optical sheet 1 and the illuminating device 2 is abbreviate | omitted suitably.

拡散シート12は、透光性を有すると共に、集光あるいは光拡散のために設けられるものである。拡散シート12は、板状の比較的厚みの大きいものから、フィルム状の比較的厚みの小さいものまでを広く含む概念であり、これらが単独で用いられてもよいし、複数枚組み合わされて用いられてもよい。拡散シート12は、例えばアクリルやポリカーボネート等により構成され、具体的には、DR−60C(日東樹脂(株)製:商品名)及びNB01(三菱レイヨン(株)製:商品名)等が用いられる。   The diffusion sheet 12 has translucency and is provided for light collection or light diffusion. The diffusion sheet 12 is a concept including a wide range from a plate-like relatively thick to a film-like relatively thin, and these may be used alone or in combination. May be. The diffusion sheet 12 is made of, for example, acrylic or polycarbonate, and specifically, DR-60C (manufactured by Nitto Resin Co., Ltd .: trade name), NB01 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .: trade name), or the like is used. .

輝度向上フィルム13は、例えば屈折率に異方性のある多層膜フィルムであり、一定の偏光のみを透過させ、それと直交する成分の偏光は反射するものである。輝度向上フィルム13の偏光透過軸は、後述の偏光板14の偏光透過軸と等しく配置されるため、偏光板14で吸収されてしまう光を反射板200に戻して拡散、反射することで、光をリサイクルすることができる。   The brightness enhancement film 13 is, for example, a multilayer film having an anisotropic refractive index, and transmits only a certain amount of polarized light and reflects polarized light having a component orthogonal thereto. Since the polarization transmission axis of the brightness enhancement film 13 is arranged to be equal to the polarization transmission axis of the polarizing plate 14 described later, the light absorbed by the polarizing plate 14 is returned to the reflecting plate 200 to be diffused and reflected. Can be recycled.

偏光板14,16は、液晶パネル15の入射光および出射光の一定の偏光のみを通過させる光学フィルムである。これら偏光板14,16はそれぞれの偏光軸が互いに直交するように配置され、これにより光源11側からの光が、液晶パネル15を介して透過、あるいは遮断されるようになっている。   The polarizing plates 14 and 16 are optical films that allow only incident polarized light and outgoing light of the liquid crystal panel 15 to pass therethrough. These polarizing plates 14 and 16 are arranged so that their polarization axes are orthogonal to each other, whereby light from the light source 11 side is transmitted or blocked via the liquid crystal panel 15.

液晶パネル15は、例えば、TFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)基板151と、CF(Color Filter;カラーフィルタ)基板153と、これらTFT基板151およびCF基板153の間に設けられた液晶層152とを備えている。TFT基板151は、透明基板上に、例えば、複数の画素電極がマトリクス状に配置されてなり、複数の画素電極をそれぞれ駆動するゲート・ソース・ドレイン等を備えたTFTスイッチング素子や、これらTFTスイッチング素子に接続されるゲート線およびソース線等(図示せず)が設けられて構成されている。CF基板153は、透明基板上に、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタと、有効表示領域のほぼ全面に亘って対向電極とが配置されたものである。液晶層152は、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、IPS(In Place Switching)モード等の駆動方式を有するネマチック液晶により構成されている。なお、TFT基板151およびCF基板153と液晶層152とのそれぞれの界面には、液晶層152の配向状態を規制する配向膜等が更に設けられていてもよい。   The liquid crystal panel 15 includes, for example, a TFT (Thin Film Transistor) substrate 151, a CF (Color Filter) substrate 153, and a liquid crystal layer 152 provided between the TFT substrate 151 and the CF substrate 153. I have. The TFT substrate 151 includes, for example, a TFT switching element including a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on a transparent substrate, and includes a gate, a source, a drain, and the like that respectively drive the plurality of pixel electrodes. A gate line, a source line, and the like (not shown) connected to the element are provided. The CF substrate 153 includes a color filter in which, for example, red (R), green (G), and blue (B) filters are provided in a stripe pattern on a transparent substrate, and a counter electrode over almost the entire effective display area. And are arranged. The liquid crystal layer 152 is composed of nematic liquid crystal having a driving method such as a TN (Twisted Nematic) mode, a VA (Vertical Alignment) mode, and an IPS (In Place Switching) mode. Note that an alignment film or the like for regulating the alignment state of the liquid crystal layer 152 may be further provided at each interface between the TFT substrate 151 and the CF substrate 153 and the liquid crystal layer 152.

この表示装置3では、照明装置2の線光源11の延在方向が視聴者から観た垂直方向(以下、単に垂直方向とする)と等しくなっている。すなわち、光学シート1のy方向が垂直方向に等しくなっている。ここで、光学シート1において、y方向における光は、関数g(y)で表される表面形状、すなわちプリズム形状により正面方向に立ち上げられる。また、通常、液晶テレビ用途では、線光源の延在方向は、視聴者から観て水平方向となっていることが多い。このため、線光源11が水平方向に配置され、線光源11の延在方向とy方向が等しくなるようにした場合には、水平方向の視野角特性が悪化する可能性がある。一般に、テレビ用途などでは、水平方向の視野角が狭くなるのは好ましくないため、このような場合の解決策として、図11に示したように、線光源11の延在方向が垂直方向に等しくなるようにすることが可能である。これにより、良好な視野角特性を維持することができる。   In the display device 3, the extending direction of the line light source 11 of the lighting device 2 is equal to the vertical direction viewed from the viewer (hereinafter simply referred to as the vertical direction). That is, the y direction of the optical sheet 1 is equal to the vertical direction. Here, in the optical sheet 1, the light in the y direction is raised in the front direction by the surface shape represented by the function g (y), that is, the prism shape. In general, in a liquid crystal television application, the extending direction of the line light source is often horizontal when viewed from the viewer. For this reason, when the line light source 11 is arranged in the horizontal direction and the extending direction of the line light source 11 is made equal to the y direction, the viewing angle characteristic in the horizontal direction may be deteriorated. In general, it is not preferable that the viewing angle in the horizontal direction becomes narrow in television applications. As a solution in such a case, as shown in FIG. 11, the extending direction of the line light source 11 is equal to the vertical direction. It is possible to be. Thereby, a favorable viewing angle characteristic can be maintained.

[第2の実施の形態]
図12は、本発明の第2の実施の形態に係る光学シート(光学シート4)の概略構成を表す斜視図である。光学シート4は、同一面内にマトリクス状に配置された複数の凸部50を備えている。この光学シート4は、例えば、蛍光管などの線光源を複数配列させてなる面発光源やLED(Light Emitting Diode)などの点光源を複数配列させて面発光を行う光源上に配置されて使用されるものである。
[Second Embodiment]
FIG. 12 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an optical sheet (optical sheet 4) according to the second embodiment of the present invention. The optical sheet 4 includes a plurality of convex portions 50 arranged in a matrix on the same plane. For example, the optical sheet 4 is used by being arranged on a light source that emits surface light by arranging a plurality of point light sources such as a surface light source such as a fluorescent tube or a line light source such as an LED (Light Emitting Diode). It is what is done.

光学シート4は、透光性を有する樹脂材料、例えば、ポリカーボネートやPMMA(ポリメチルメタクリレート)、ポリスチレン系の熱可塑性樹脂により構成されている。なお、光学シート4に設けられた複数の凸部50の大きさや配列間隔、個数等は、図12に示したものに限定される訳ではなく、光学シートの仕様態様により決定される。   The optical sheet 4 is made of a resin material having translucency, for example, polycarbonate, PMMA (polymethyl methacrylate), or a polystyrene-based thermoplastic resin. In addition, the magnitude | size, arrangement | positioning space | interval, the number, etc. of the some convex part 50 provided in the optical sheet 4 are not necessarily limited to what was shown in FIG. 12, but are determined by the specification aspect of an optical sheet.

凸部50は、シート面内の一の方向をx方向とし、このx方向に直交する方向をy方向としたとき、yを変数としない関数f(x)により表される表面形状と、xを変数としない関数g(y)により表わされる表面形状を重ねあわせた表面形状を有している。すなわち、各凸部50は、その全体の表面形状をZとすると、Z=f(x)+g(y)で表わされる表面形状を有している。   The convex portion 50 has a surface shape represented by a function f (x) where y is not a variable, where x is one direction in the sheet plane and y is a direction perpendicular to the x direction, Has a surface shape obtained by superimposing the surface shapes represented by a function g (y) that does not take as a variable. That is, each convex part 50 has a surface shape represented by Z = f (x) + g (y), where Z is the overall surface shape.

例えば、各凸部50の全体の表面形状は、図13(A)に示したようなx方向の表面形状が関数f(x)で表される凸部50xが複数設けられた光学シート4xと、図13(B)に示したようなy方向の表面形状が関数g(y)で表される凸部50yが複数設けられた光学シート4yとが、重ね合わされたものである。特に、関数f(x)で表される表面形状および関数g(y)で表される表面形状がそれぞれ、非球面形状となっている。   For example, the entire surface shape of each convex portion 50 is an optical sheet 4x provided with a plurality of convex portions 50x in which the surface shape in the x direction as shown in FIG. 13A is represented by a function f (x). The optical sheet 4y provided with a plurality of convex portions 50y whose surface shape in the y direction is represented by the function g (y) as shown in FIG. 13B is superposed. In particular, the surface shape represented by the function f (x) and the surface shape represented by the function g (y) are each aspherical.

本実施の形態の光学シート4では、各凸部50が、シート面内のx方向において関数f(x)で表される表面形状とy方向において関数g(y)で表される表面形状とを重ねあわせた表面形状を有し、関数f(x)および関数g(y)で表される表面形状がそれぞれ、非球面形状となっていることにより、x方向およびy方向のそれぞれにおいて、光は屈折の作用を受けて複数に分割される。よって、x方向とy方向とを含む面内で2次元的に輝度むらが低減される。従って、複数の拡散シートなどを積層する必要がないため、光路上に空気層や境界面となる領域が減少すると共に、部品点数が少なくなる。これにより、光利用効率を低下させることなく、装置全体の薄型化を実現することができる。   In the optical sheet 4 of the present embodiment, each convex portion 50 has a surface shape represented by a function f (x) in the x direction in the sheet surface and a surface shape represented by a function g (y) in the y direction. And the surface shapes represented by the function f (x) and the function g (y) are aspherical, respectively, so that light in each of the x direction and the y direction can be obtained. Is divided into a plurality of parts under the action of refraction. Therefore, luminance unevenness is reduced two-dimensionally in a plane including the x direction and the y direction. Accordingly, it is not necessary to stack a plurality of diffusion sheets and the like, so that the area that becomes the air layer and the boundary surface on the optical path is reduced and the number of parts is reduced. Thereby, it is possible to reduce the thickness of the entire apparatus without reducing the light utilization efficiency.

(変形例2)
次に、本実施の形態の光学シート4の各凸部の変形例2(凸部60、凸部70)について、図14を参照して説明する。
(Modification 2)
Next, modification 2 (convex portion 60, convex portion 70) of each convex portion of the optical sheet 4 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

図14(A),(B)は、それぞれ凸部60、凸部70の概略構成を表す斜視図である。凸部60および凸部70は、x方向およびy方向におけるそれぞれの表面形状の組み合わせが異なること以外は、上記凸部50と同様の構成を有している。凸部60は、x方向における関数f(x)で表される表面形状が非球面形状となっており、y方向における関数g(y)で表される表面形状が5角柱形状となっている。凸部70は、x方向における関数f(x)で表される表面形状が6角柱形状となっており、y方向における関数g(y)で表される表面形状が5角柱形状となっている。   14A and 14B are perspective views illustrating schematic configurations of the convex portion 60 and the convex portion 70, respectively. The convex portion 60 and the convex portion 70 have the same configuration as the convex portion 50 except that the combination of the surface shapes in the x direction and the y direction is different. In the convex portion 60, the surface shape represented by the function f (x) in the x direction is an aspherical shape, and the surface shape represented by the function g (y) in the y direction is a pentagonal prism shape. . The convex portion 70 has a hexagonal columnar surface shape represented by a function f (x) in the x direction, and a pentagonal columnar shape represented by a function g (y) in the y direction. .

次に、図12に示した光学シート4を用いた照明装置6について、図15を参照して説明する。   Next, the illuminating device 6 using the optical sheet 4 shown in FIG. 12 is demonstrated with reference to FIG.

図15は、光学シート4を用いた照明装置6の概略構成を表す斜視図である。この照明装置6は、複数の点光源21が配置された面発光源の直上に光学シート4を備えたものであり、点光源21の下方には反射板200が設けられている。点光源21は、例えばLEDや有機EL(Electro Luminescence)などの点状の光源により構成されている。   FIG. 15 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the illumination device 6 using the optical sheet 4. The illuminating device 6 includes the optical sheet 4 immediately above a surface light source on which a plurality of point light sources 21 are arranged, and a reflector 200 is provided below the point light source 21. The point light source 21 is configured by a point light source such as an LED or an organic EL (Electro Luminescence).

このような照明装置6では、本実施の形態の光学シート4を備えていることにより、点光源21に対して関数f(x)および関数g(y)で表される表面形状が発現させる機能が同時に発揮される。通常、複数の点光源21を配置した場合には、x方向およびy方向の双方において輝度むらが生じるが、本実施の形態では、x方向およびy方向のそれぞれの方向において輝度むらが低減されるため、1枚の光学シートで均一な面発光を得ることができる。   Such an illuminating device 6 has the function of causing the point light source 21 to express the surface shape represented by the function f (x) and the function g (y) by including the optical sheet 4 of the present embodiment. Are demonstrated at the same time. Normally, when a plurality of point light sources 21 are arranged, luminance unevenness occurs in both the x direction and the y direction. However, in this embodiment, the luminance unevenness is reduced in each of the x direction and the y direction. Therefore, uniform surface emission can be obtained with one optical sheet.

また、図12に示した光学シート4は、図16に示したような表示装置7に適用することもできる。なお、表示装置7は、光学シートと光源の構成が異なること以外は、上記第1の実施の形態の表示装置3と同様の構成を有している。また、光学シート4、点光源21および反射板200が、上記照明装置6に対応している。   The optical sheet 4 shown in FIG. 12 can also be applied to the display device 7 as shown in FIG. The display device 7 has the same configuration as the display device 3 of the first embodiment except that the configuration of the optical sheet and the light source is different. Further, the optical sheet 4, the point light source 21, and the reflection plate 200 correspond to the lighting device 6.

次に、本発明の実施例について説明する。   Next, examples of the present invention will be described.

(実施例1−1)
実施例1−1として、第1の実施の形態の光学シート1を用いた照明装置2について、以下のようなシミュレーションを行った。具体的には、図10に示した照明装置2において、光学シート1の上方より出射する光の輝度分布および輝度配向について測定した。このとき、線光源11同士の間隔d1を27.8mm、線光源11と光学シート1の間隔d2を16.9mm、光学シート1の厚みを2mm、各凸部10のx方向におけるピッチPxを100μm、各凸部10のy方向におけるピッチPyを50μmとした。また、線光源11の延在方向と光学シート1のy方向とが等しくなるように配置した。
(Example 1-1)
As Example 1-1, the following simulation was performed about the illuminating device 2 using the optical sheet 1 of 1st Embodiment. Specifically, in the illumination device 2 shown in FIG. 10, the luminance distribution and luminance orientation of light emitted from above the optical sheet 1 were measured. At this time, the distance d1 between the line light sources 11 is 27.8 mm, the distance d2 between the line light source 11 and the optical sheet 1 is 16.9 mm, the thickness of the optical sheet 1 is 2 mm, and the pitch Px in the x direction of each convex portion 10 is 100 μm. The pitch Py in the y direction of each convex portion 10 was 50 μm. Moreover, it arrange | positioned so that the extension direction of the line light source 11 and the y direction of the optical sheet 1 may become equal.

また、各凸部10のx方向における表面形状は、図17(A)に示した関数f(x)で表される非球面形状とし、y方向における表面形状は、図17(B)に示した関数g(y)で表される三角プリズム形状(頂角90°の二等辺三角プリズム形状)とした。なお、図17中の数値の単位はμm(マイクロメートル)とする。   Further, the surface shape in the x direction of each convex portion 10 is an aspherical shape represented by the function f (x) shown in FIG. 17A, and the surface shape in the y direction is shown in FIG. 17B. The triangular prism shape represented by the function g (y) (the isosceles triangular prism shape having an apex angle of 90 °) was used. In addition, the unit of the numerical value in FIG. 17 shall be micrometer (micrometer).

このような構成の照明装置において、x方向およびy方向における輝度配向(視野角特性)についてのシミュレーション結果を図21、輝度分布についてのシミュレーション結果を図25に示す。なお、図21において、点線で示した位置(−27.8、0、27.8)は、光源が配置された位置を示す。   FIG. 21 shows a simulation result for the luminance orientation (viewing angle characteristics) in the x direction and the y direction, and FIG. 25 shows a simulation result for the luminance distribution in the illuminating device having such a configuration. In FIG. 21, the positions indicated by dotted lines (−27.8, 0, 27.8) indicate the positions where the light sources are arranged.

(比較例1−1)
実施例1−1の比較例1−1として、図18に示したように、各凸部のx方向にのみ関数f(x)で表される非球面形状を付した光学シート102を用いた照明装置について、シミュレーションを行った。このとき、関数f(x)としては、図17(A)と同様のものを用い、x方向の1軸にのみ関数f(x)で表される表面形状が付されていること以外は、上記実施例1−1と同様の条件として、輝度配向および輝度分布を測定した。なお、比較例1−1においても、y方向と光源11の延在方向とが等しくなるように配置した。この比較例1−1の輝度配向についてのシミュレーション結果を図22に、輝度分布についてのシミュレーション結果を、実施例1−1の結果と共に図25に示す。
(Comparative Example 1-1)
As Comparative Example 1-1 of Example 1-1, as shown in FIG. 18, an optical sheet 102 having an aspheric shape represented by a function f (x) only in the x direction of each convex portion was used. A simulation was performed on the lighting device. At this time, as the function f (x), the same function as in FIG. 17A is used, except that only one surface in the x direction has a surface shape represented by the function f (x). As the same conditions as in Example 1-1, the luminance orientation and the luminance distribution were measured. In Comparative Example 1-1, the y direction and the extending direction of the light source 11 were arranged to be equal. FIG. 22 shows the simulation result for the luminance orientation of Comparative Example 1-1, and FIG. 25 shows the simulation result for the luminance distribution together with the result of Example 1-1.

(比較例1−2)
実施例1−1の比較例1−2として、図19に示したような光学シート103を用いた照明装置について輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。比較例1−2の光学シート103は、その各凸部の全体の表面形状をZとすると、Z=max{f(x),g(y)}で表わされる表面形状を有していること以外は、実施例1−1と同様の構成となっている。この比較例1−2の輝度配向についての結果を図23、輝度分布についての結果を実施例1−1の結果と共に図25に示す。
(Comparative Example 1-2)
As Comparative Example 1-2 of Example 1-1, a simulation of luminance orientation and luminance distribution was performed for an illumination device using the optical sheet 103 as shown in FIG. The optical sheet 103 of Comparative Example 1-2 has a surface shape represented by Z = max {f (x), g (y)} where Z is the entire surface shape of each convex portion. Except for this, the configuration is the same as in Example 1-1. FIG. 23 shows the result of the luminance alignment of Comparative Example 1-2, and FIG. 25 shows the result of the luminance distribution together with the result of Example 1-1.

なお、上記比較例1−1,1−2における表面形状は、従来から用いられている切削方法により容易に加工が可能な形状であり、この切削による方法で、例えば非球面形状と三角プリズム形状とを重ね合わせを考えたときに、一般的に想起される形状である。   In addition, the surface shape in the comparative examples 1-1 and 1-2 is a shape that can be easily processed by a conventionally used cutting method. By this cutting method, for example, an aspherical shape and a triangular prism shape are used. Is a shape generally recalled when considering superposition.

(比較例1−3)
実施例1−1の比較例1−3として、図20に示したような光学シート104を用いた照明装置について輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。比較例1−3の光学シート104は、その各凸部の全体の表面形状をZとすると、Z=min{f(x),g(y)}で表わされる表面形状を有していること以外は、実施例1−1と同様の構成となっている。この比較例1−3の輝度配向についての結果を図24、輝度分布についての結果を実施例1−1の結果と共に図25に示す。
(Comparative Example 1-3)
As Comparative Example 1-3 of Example 1-1, a simulation of luminance orientation and luminance distribution was performed for a lighting device using the optical sheet 104 as shown in FIG. The optical sheet 104 of Comparative Example 1-3 has a surface shape represented by Z = min {f (x), g (y)} where Z is the entire surface shape of each convex portion. Except for this, the configuration is the same as in Example 1-1. FIG. 24 shows the result of the luminance alignment of Comparative Example 1-3, and FIG. 25 shows the result of the luminance distribution together with the result of Example 1-1.

また、図26には、実施例1−1および比較例1−1〜1−3に対して、正面輝度(面内分布の平均値)についてまとめたものを示す。   FIG. 26 shows a summary of front luminance (average value of in-plane distribution) for Example 1-1 and Comparative Examples 1-1 to 1-3.

図21,22の結果から、実施例1−1では比較例1−1に比べて、x方向およびy方向のいずれの方向においても、視野角0°付近の輝度、すなわち正面輝度が向上(17.8%向上)していることがわかる。また、図25の結果から、y方向にプリズム形状を配置した実施例1−1では、y方向にプリズム形状を配置していない比較例1−1に比べて輝度むらがより低減され、均一な状態が保たれていることがわかる。すなわち、実施例1−1と比較例1−1では、x方向における表面形状を同一の非球面形状としたにも拘わらず、y方向にプリズム形状を配置した実施例1−1の方が、より輝度むらが低減される結果となった。これは、y方向のプリズム形状におけるリサイクル効果によって光のミキシングが生じ、x方向の非球面形状における輝度むら低減機能がより効果的に発揮されることを示している。   From the results of FIGS. 21 and 22, the luminance in the vicinity of the viewing angle of 0 °, that is, the front luminance is improved in Example 1-1 in both the x direction and the y direction in comparison with Comparative Example 1-1 (17 .8% improvement). In addition, from the result of FIG. 25, in Example 1-1 in which the prism shape is arranged in the y direction, the luminance unevenness is further reduced and uniform compared to Comparative Example 1-1 in which the prism shape is not arranged in the y direction. It can be seen that the state is maintained. That is, in Example 1-1 and Comparative Example 1-1, Example 1-1, in which the prism shape is arranged in the y direction, although the surface shape in the x direction is the same aspherical shape, As a result, the luminance unevenness was reduced. This indicates that light mixing occurs due to the recycling effect in the prism shape in the y direction, and the luminance unevenness reducing function in the aspherical shape in the x direction is more effectively exhibited.

図23〜図26の結果から、実施例1−1では、比較例1−2に比べて、正面輝度が向上し、輝度むらが低減されていることがわかる。他方、比較例1−3では、正面輝度は高くなっているものの、輝度むらがほとんど低減されていないことがわかる。よって、各凸部の全体の表面形状をZとしたとき、Z=f(x)+g(y)で表される表面形状、すなわち、各凸部が、関数f(x)で表される表面形状と、関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせたものであることにより、x方向およびy方向のそれぞれの機能が同時に発揮されることが示された。   From the results of FIGS. 23 to 26, it can be seen that in Example 1-1, the front luminance is improved and the luminance unevenness is reduced as compared with Comparative Example 1-2. On the other hand, in Comparative Example 1-3, it can be seen that although the front luminance is high, the luminance unevenness is hardly reduced. Therefore, when the overall surface shape of each convex portion is Z, the surface shape represented by Z = f (x) + g (y), that is, the surface where each convex portion is represented by the function f (x). It was shown that the respective functions in the x direction and the y direction can be exhibited simultaneously by superimposing the shape and the surface shape represented by the function g (y).

(実施例2−1)
次に、実施例2−1として、変形例に係る凸部40(凸部40a、凸部40b)を有する光学シート5を用いた照明装置(図27)について、輝度配向および輝度分布についてのシミュレーションを行った。このとき、線光源11同士の間隔d1を33.0mm、線光源11と光学シート5の間隔d2を15.5mm、光学シート5の厚みを2mm、凸部40aのx方向におけるピッチPxaを100μm、凸部40bのx方向におけるピッチPxbを75μm、凸部40aおよび凸部40bのy方向におけるピッチPyを50μmとした。また、凸部40a、凸部40bのそれぞれのx方向における表面形状は、図28に示した関数f(x)で表される多面体形状とした。一方、これらのy方向における表面形状は、図17(B)に示したような二等辺三角プリズム形状とした。なお、その他の条件については、上記実施例1と同様にしてシミュレーションを行い、輝度配向についての結果を図30に示し、輝度分布についての結果を図32に示す。
(Example 2-1)
Next, as Example 2-1, a simulation of luminance orientation and luminance distribution for an illuminating device (FIG. 27) using an optical sheet 5 having convex portions 40 (convex portions 40a, convex portions 40b) according to a modification. Went. At this time, the distance d1 between the line light sources 11 is 33.0 mm, the distance d2 between the line light source 11 and the optical sheet 5 is 15.5 mm, the thickness of the optical sheet 5 is 2 mm, and the pitch Pxa of the convex portions 40a in the x direction is 100 μm. The pitch Pxb in the x direction of the protrusions 40b was 75 μm, and the pitch Py in the y direction of the protrusions 40a and 40b was 50 μm. Further, the surface shape in the x direction of each of the convex portions 40a and 40b is a polyhedral shape represented by the function f (x) shown in FIG. On the other hand, the surface shape in the y direction is an isosceles triangular prism shape as shown in FIG. For other conditions, a simulation was performed in the same manner as in Example 1, and the results for the luminance orientation are shown in FIG. 30, and the results for the luminance distribution are shown in FIG.

(比較例2−1)
実施例2−1の比較例2−1として、図29に示したように、各凸部のx方向にのみ関数f(x)で表される多角柱形状を付した光学シート105を用いた照明装置について、シミュレーションを行った。このとき、関数f(x)としては、図28と同様のものを用い、x方向の1軸にのみ関数f(x)で表される表面形状が付されていること以外は、上記実施例2−1と同様の条件として、輝度分布および輝度配向を測定した。なお、比較例2−1においても、y方向と光源11の延在方向とが等しくなるように配置した。この比較例2−1の輝度輝度配向についての結果を図31、輝度分布についての結果を実施例2−1の結果と共に図32に示す。
(Comparative Example 2-1)
As Comparative Example 2-1 of Example 2-1, as shown in FIG. 29, an optical sheet 105 having a polygonal column shape represented by a function f (x) only in the x direction of each convex portion was used. A simulation was performed on the lighting device. At this time, the function f (x) is the same as that shown in FIG. 28, except that the surface shape represented by the function f (x) is attached to only one axis in the x direction. As conditions similar to 2-1, luminance distribution and luminance orientation were measured. In Comparative Example 2-1, the y direction and the extending direction of the light source 11 were arranged to be equal. FIG. 31 shows the result of the luminance / luminance orientation of Comparative Example 2-1, and FIG. 32 shows the result of the luminance distribution together with the result of Example 2-1.

図30,31の結果から、x方向(垂直方向)およびy方向(水平方向)のいずれの方向においても、視野角0°付近、すなわち正面輝度が向上していることがわかる。また、図32の結果から、実施例2−1、比較例2−1共に、線光源11の配置によって輝度むらが発生することなく均一な状態が保たれていることがわかる。特に、実施例2−1においては、比較例2−1に比べて正面輝度が4.5%向上した。これにより、y方向に延在する線光源に対して、x方向に多角柱形状、y方向に三角プリズム形状を重ね合わせることによっても、それぞれの機能が同時に発揮され、1枚の光学シートで2つの機能が両立することが示された。   From the results of FIGS. 30 and 31, it can be seen that in both the x direction (vertical direction) and the y direction (horizontal direction), the viewing angle is near 0 °, that is, the front luminance is improved. In addition, it can be seen from the results of FIG. 32 that both the example 2-1 and the comparative example 2-1 maintain a uniform state without uneven luminance due to the arrangement of the line light sources 11. In particular, in Example 2-1, the front luminance was improved by 4.5% compared to Comparative Example 2-1. Accordingly, even when a polygonal prism shape in the x direction and a triangular prism shape in the y direction are superposed on the line light source extending in the y direction, the respective functions can be exhibited at the same time. It was shown that two functions are compatible.

以上のことから、複数の線光源11の直上に光学シートが設けられた照明装置では、各凸部が、x方向において関数f(x)で表わされる表面形状と、y方向において関数g(y)で表される表面形状とを重ね合わせた表面形状を有し、関数f(x)で表される表面形状が非球面形状、関数g(y)で表される表面形状が三角プリズム形状であることにより、輝度むらを低減させると同時に正面輝度を向上させことが可能となる。よって、1枚の光学シートで、輝度むらを低減させる機能と正面輝度を向上させる機能とを両立させることができる。   From the above, in the illuminating device in which the optical sheet is provided immediately above the plurality of line light sources 11, each convex portion has a surface shape represented by the function f (x) in the x direction and a function g (y in the y direction. The surface shape represented by the function f (x) is an aspherical shape, and the surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape. As a result, the luminance unevenness can be reduced and at the same time the front luminance can be improved. Therefore, it is possible to achieve both the function of reducing luminance unevenness and the function of improving front luminance with a single optical sheet.

以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and the like, and various modifications are possible.

例えば、上記実施の形態等では、関数f(x)で表される表面形状が非球面形状、関数g(y)で表される表面形状が三角プリズム形状である光学シート1に対して光を入射させる光源として、複数の線光源11を一定間隔で配列してなるものを例に挙げて説明したが、光源の種類はこれに限定されず、x方向およびy方向を含む2次元的な面での面発光を目的としたものであれば本発明の効果は達成される。同様に、関数f(x)で表される表面形状および関数g(y)で表される表面形状がそれぞれ非球面形状である光学シート4に対する光源として、複数の点光源21を配置してなるものを例に挙げて説明したが、光源の種類はこれに限定される訳ではない。   For example, in the above-described embodiment, light is applied to the optical sheet 1 in which the surface shape represented by the function f (x) is an aspherical shape and the surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape. The light source to be incident has been described by taking as an example one in which a plurality of line light sources 11 are arranged at a constant interval, but the type of light source is not limited to this, and a two-dimensional surface including the x direction and the y direction The effect of the present invention can be achieved if it is intended for surface light emission. Similarly, a plurality of point light sources 21 are arranged as light sources for the optical sheet 4 in which the surface shape represented by the function f (x) and the surface shape represented by the function g (y) are each aspherical. Although an example has been described, the type of light source is not limited to this.

また、光学シートにおいて、突起が形成されていない面側にシボ加工等の粗面化加工を施すことで、取り扱い時における傷つき等を防止することができ、光学特性の劣化を緩和することができる。また、液晶表示装置用のバックライト装置として用いる場合に限られない。また、拡散性シートとして、ドットパターンが設けられた拡散板を用いることで、適切な組み合わせにより、装置の薄型化を図ることができる。   In addition, by applying a roughening process such as embossing to the surface side on which no protrusion is formed in the optical sheet, it is possible to prevent scratches during handling and to alleviate deterioration of optical characteristics. . Further, the present invention is not limited to use as a backlight device for a liquid crystal display device. Further, by using a diffusion plate provided with a dot pattern as the diffusive sheet, the apparatus can be thinned by an appropriate combination.

また、光学シート1をマスクイメージング法を用いて作製する方法について説明したが、これに限定されず、他の方法によっても作製することが可能である。例えば、x方向、y方向に所望の形状が切削された原盤を用いて、熱可塑性樹脂の一体成型(熱プレス)で形成したり、あるいは、シート上に、エネルギー線(例えば紫外線)硬化型樹脂を転写して、凸部を形成するようにしてもよい。この他にも、例えば、溶融押し出しや射出成型等、様々な転写方法により形成することが可能である。   Moreover, although the method for producing the optical sheet 1 using the mask imaging method has been described, the invention is not limited to this, and the optical sheet 1 can be produced by other methods. For example, it is formed by integral molding (hot pressing) of a thermoplastic resin using a master disk in which a desired shape is cut in the x and y directions, or an energy ray (for example, ultraviolet ray) curable resin on a sheet May be transferred to form a convex portion. In addition, it can be formed by various transfer methods such as melt extrusion and injection molding.

また、表示装置3では、線光源11をその延在方向が視聴者から観た垂直方向と等しくなるように配置した例を挙げて説明したが、線光源11の配置方向は、勿論これに限定される訳ではない。一般的な液晶テレビのように、線光源11の延在方向が水平方向と等しくなっている場合であっても、本発明の効果は達成される。   In the display device 3, the line light source 11 has been described with an example in which the extending direction is equal to the vertical direction viewed from the viewer. However, the arrangement direction of the line light source 11 is of course limited to this. It is not done. The effect of the present invention can be achieved even when the extending direction of the line light source 11 is equal to the horizontal direction as in a general liquid crystal television.

また、光学シートとしては、拡散材などを混入させた材料を用いるようにしてもよい。このようにすることで、より輝度むらを低減させる機能を高めることができる。   Further, as the optical sheet, a material mixed with a diffusing material or the like may be used. By doing in this way, the function which reduces a brightness nonuniformity can be improved.

本発明の第1の実施形態に係る光学シートの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the optical sheet which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示した光学シートのx方向およびy方向の表面形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface shape of the x direction of the optical sheet shown in FIG. 1, and the y direction. 図1に示した光学シートを作製する際に用いるマスクの平面図である。It is a top view of the mask used when producing the optical sheet shown in FIG. 図1に示した光学シートの作製方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the preparation methods of the optical sheet shown in FIG. 図1に示した光学シートの作製方法を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the preparation methods of the optical sheet shown in FIG. 図1に示した光学シートのx方向における入射光の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the incident light in the x direction of the optical sheet shown in FIG. 図1に示した光学シートのy方向における入射光の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the incident light in the y direction of the optical sheet shown in FIG. 本発明の第1の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the convex part which concerns on the 1st modification of this invention. 本発明の第1の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the convex part which concerns on the 1st modification of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a display device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る光学シートの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the optical sheet which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図12に示した光学シートのx方向およびy方向の表面形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface shape of the x direction of the optical sheet shown in FIG. 12, and the y direction. 本発明の第2の変形例に係る凸部の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the convex part which concerns on the 2nd modification of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 実施例1−1の光学シートの各凸部の表面形状を表す関数を示す図である。It is a figure which shows the function showing the surface shape of each convex part of the optical sheet of Example 1-1. 比較例1−1の照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device of the comparative example 1-1. 比較例1−2の照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device of Comparative Example 1-2. 比較例1−3の照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device of Comparative Example 1-3. 実施例1−1の輝度配向についての特性図である。It is a characteristic view about the brightness | luminance orientation of Example 1-1. 比較例1−1の輝度配向についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance orientation of Comparative Example 1-1. 比較例1−2の輝度配向についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance orientation of Comparative Example 1-2. 比較例1−3の輝度配向についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance alignment of Comparative Example 1-3. 実施例1−1、比較例1−1〜1−3の輝度分布についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance distribution of Example 1-1 and Comparative Examples 1-1 to 1-3. 実施例1−1、比較例1−1〜1−3の正面輝度についてまとめた図である。It is the figure put together about Example 1-1 and the front luminance of Comparative Examples 1-1 to 1-3. 実施例2−1の照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device of Example 2-1. 実施例2−1の光学シートの各凸部の関数f(x)を表す特性図である。It is a characteristic view showing the function f (x) of each convex part of the optical sheet of Example 2-1. 比較例2−1の照明装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illuminating device of the comparative example 2-1. 実施例2−1の輝度配向についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance orientation of Example 2-1. 比較例2−1の輝度配向についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance orientation of Comparative Example 2-1. 実施例2−1および比較例2−1の輝度分布についての特性図である。It is a characteristic view about the luminance distribution of Example 2-1 and Comparative Example 2-1.

符号の説明Explanation of symbols

1,4,5…光学シート、2,6…照明装置、3,7…表示装置、10,20,30,40,50,60,70…凸部、11,21…光源、12…拡散シート、13…輝度向上フィルム、14,16…偏光板、15…液晶パネル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,4,5 ... Optical sheet | seat, 2,6 ... Illuminating device, 3,7 ... Display apparatus 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 ... Convex part 11,21 ... Light source, 12 ... Diffusing sheet , 13 ... brightness enhancement film, 14, 16 ... polarizing plate, 15 ... liquid crystal panel.

Claims (14)

同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有し、
前記関数f(x)で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数g(y)で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする光学シート。
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
The three-dimensional shape is expressed as f (x) when the surface shape in one direction x in the plane is represented by a function f (x), and the surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y). ) + G (y)
The surface shape represented by the function f (x) is a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape,
The surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape.
前記関数g(y)で表される表面形状は、二等辺三角プリズム形状である
ことを特徴とする請求項1記載の光学シート。
The optical sheet according to claim 1, wherein the surface shape represented by the function g (y) is an isosceles triangular prism shape.
前記関数g(y)で表される表面形状は、頂角90°の二等辺三角プリズム形状である
ことを特徴とする請求項1記載の光学シート。
The optical sheet according to claim 1, wherein the surface shape represented by the function g (y) is an isosceles triangular prism shape having an apex angle of 90 °.
前記複数の立体形状は、マトリクス状に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の光学シート。
The optical sheet according to claim 1, wherein the plurality of three-dimensional shapes are arranged in a matrix.
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有し、
前記関数f(x)で表される表面形状および前記関数g(y)で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする光学シート。
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
The three-dimensional shape is expressed as f (x) when the surface shape in one direction x in the plane is represented by a function f (x), and the surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y). ) + G (y)
The surface shape represented by the function f (x) and the surface shape represented by the function g (y) are each a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape.
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記立体形状は、前記面内の一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有する
ことを特徴とする光学シート。
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
The three-dimensional shape is expressed as f (x) when the surface shape in one direction x in the plane is represented by a function f (x), and the surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y). 2) An optical sheet characterized by having a surface shape represented by + g (y).
複数の線光源と、
前記線光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有し、
前記関数f(x)で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数g(y)で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする照明装置。
Multiple line light sources;
An optical sheet that transmits light emitted from the line light source,
The optical sheet is
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
Each of the three-dimensional shapes represents a surface shape in one direction x by a function f (x), and when a surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y), f (x) + g ( y) having a surface shape represented by
The surface shape represented by the function f (x) is a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape,
The surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape.
前記線光源は、その延在方向が前記方向yと等しくなるように配置されている
ことを特徴とする請求項8記載の照明装置。
The lighting device according to claim 8, wherein the linear light source is arranged so that an extending direction thereof is equal to the direction y.
前記光学シートの前記線光源の側に光反射板を備えた
ことを特徴とする請求項7記載の照明装置。
The lighting device according to claim 7, further comprising a light reflecting plate on the line light source side of the optical sheet.
複数の点光源と、
前記点光源から射出された光を透過させる光学シートとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有し、
前記関数f(x)で表される表面形状および前記関数g(y)で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする照明装置。
Multiple point sources,
An optical sheet that transmits the light emitted from the point light source,
The optical sheet is
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
Each of the three-dimensional shapes represents a surface shape in one direction x by a function f (x), and when a surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y), f (x) + g ( y) having a surface shape represented by
The surface shape represented by the function f (x) and the surface shape represented by the function g (y) are each a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape.
複数の線光源と、
前記線光源から射出された光を透過させる光学シートと
前記光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有し、
前記関数f(x)で表される表面形状は、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状であり、
前記関数g(y)で表される表面形状は、三角プリズム形状である
ことを特徴とする表示装置。
Multiple line light sources;
An optical sheet that transmits the light emitted from the line light source; and a display panel that displays an image based on the light transmitted through the optical sheet.
The optical sheet is
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
Each of the three-dimensional shapes represents a surface shape in one direction x by a function f (x), and when a surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y), f (x) + g ( y) having a surface shape represented by
The surface shape represented by the function f (x) is a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape,
The display device characterized in that the surface shape represented by the function g (y) is a triangular prism shape.
前記線光源の延在方向が、前記表示パネルの表示面における垂直方向と等しくなっている
ことを特徴とする請求項11記載の表示装置。
The display device according to claim 11, wherein an extending direction of the line light source is equal to a vertical direction on a display surface of the display panel.
前記光学シートの前記線光源の側に光反射板を備えた
ことを特徴とする請求項11記載の表示装置。
The display device according to claim 11, further comprising a light reflection plate on a side of the line light source of the optical sheet.
複数の点光源と、
前記点光源から射出された光を透過させる光学シートと
前記光学シートを透過した光に基づき画像を表示する表示パネルとを備え、
前記光学シートは、
同一面内に複数の立体形状を備え、
前記各立体形状は、一の方向xにおける表面形状を関数f(x)で表し、前記方向xに直交する方向yにおける表面形状を関数g(y)で表したとき、f(x)+g(y)で表される表面形状を有し、
前記関数f(x)で表される表面形状および前記g(y)で表される表面形状はそれぞれ、非球面を含む柱形状あるいは多角柱形状である
ことを特徴とする表示装置。
Multiple point sources,
An optical sheet that transmits light emitted from the point light source, and a display panel that displays an image based on the light transmitted through the optical sheet,
The optical sheet is
A plurality of three-dimensional shapes are provided in the same plane,
Each of the three-dimensional shapes represents a surface shape in one direction x by a function f (x), and when a surface shape in a direction y orthogonal to the direction x is represented by a function g (y), f (x) + g ( y) having a surface shape represented by
The display device, wherein the surface shape represented by the function f (x) and the surface shape represented by the g (y) are each a columnar shape including an aspherical surface or a polygonal columnar shape.
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