JP2006098747A - Prism lens film and flat light-emitting device using the same - Google Patents

Prism lens film and flat light-emitting device using the same Download PDF

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Kimitoshi Nagao
公俊 長尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain satisfactory display quality, while making the utilization efficiency of light from a light source improved. <P>SOLUTION: A prism lens film 15 is configured, in such a manner that irregular patterns are cut and provided on both surfaces of the front and back surfaces of a translucent film, respectively and a plurality of prism lenses 31, 33 are arranged in the shape of a straight line. Arrangement intervals for the prism lenses 31 of an exiting side irregular pattern and the prism lenses 33 of an incident side irregular pattern are made irregular. Then, the prism lens film 15 is stuck to a flat light source composed of organic EL elements. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モバイルPC、PDA、携帯電話、ノート・デスクトップPC、銀行等のキャッシュディスペンサー端末等の表示装置や平面型テレビジョン等に用いられるプリズムレンズフィルム及びこれを用いた平面型発光装置に関する。   The present invention relates to a prism lens film used for a display device such as a mobile PC, a PDA, a mobile phone, a notebook / desktop PC, a cash dispenser terminal such as a bank, a flat television, and a flat light emitting device using the prism lens film.

従来、有機EL発光素子においては、発光光の利用効率が低く、ディスプレイとしての画面輝度が、他の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネルPDPなどと比較して劣るため、画面輝度を向上させることが望まれていた。このため、有機EL発光素子の素材を改良して発光効率を向上させたり、液晶ディスプレイで用いられているプリズムレンズフィルムを発光素子からなる光源に積層させて光利用効率を向上させる等の工夫が試みられている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in organic EL light emitting devices, the efficiency of use of emitted light is low, and the screen brightness as a display is inferior to other liquid crystal displays, plasma display panels PDP, etc., so it is desirable to improve the screen brightness. It was. For this reason, improvements such as improving the light emission efficiency by improving the material of the organic EL light emitting element, and improving the light utilization efficiency by stacking the prism lens film used in the liquid crystal display on the light source composed of the light emitting element, etc. Attempts have been made (for example, see Patent Document 1).

特開平8−262206号公報JP-A-8-262206

ところで、プリズムレンズフィルムを用いることにより、ある程度の画面輝度の向上を図ることができるものの、プリズムレンズが規則配列されたプリズムレンズフィルムを用いた場合には、画素配列との間でモアレ縞が発生し、表示品質が低下してしまう。   By the way, although the screen brightness can be improved to some extent by using the prism lens film, moire fringes are generated between the pixel array and the prism lens film in which the prism lenses are regularly arranged. And display quality will fall.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光源からの光の利用効率を向上させつつ良好な表示品質を得ることが可能なプリズムレンズフィルム及びこれを用いた平面型発光装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a prism lens film capable of obtaining good display quality while improving the utilization efficiency of light from a light source, and a planar light emitting device using the prism lens film. The purpose is that.

上記目的を達成するために、本発明のプリズムレンズフィルムは、透光性フィルムの表裏両面に凹凸パターンが刻設され、該透光性フィルム内に導入された光を偏向して出射するプリズムレンズフィルムであって、前記透光性フィルムの光出射側に形成された出射側凹凸パターンと該透光性フィルムの光入射側に形成された入射側凹凸パターンが、互いに同方向に沿って複数形成された直線状のプリズムレンズからなり、前記透光性フィルムの少なくとも出射側凹凸パターンのプリズムレンズの配列間隔が不規則にされていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the prism lens film of the present invention is a prism lens in which concave and convex patterns are engraved on both the front and back surfaces of a translucent film, and the light introduced into the translucent film is deflected and emitted. A plurality of emission side uneven patterns formed on the light emitting side of the translucent film and incident side uneven patterns formed on the light incident side of the translucent film are formed in the same direction. It is characterized in that the arrangement interval of the prism lenses of at least the output side uneven pattern of the translucent film is irregular.

これにより、入射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズにて全反射を防止して高い入射効率にて光を入射させ、出射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズにて良好な集光効率にて出射させることができる。特に、透光性フィルムの少なくとも出射側凹凸パターンであるプリズムレンズの配列間隔を不規則にしたので、透過光が干渉することによるモアレ縞の発生を確実に防止することができ、光源からの光の利用効率を向上させつつ良好な表示品質を得ることができる。   As a result, total reflection is prevented by the prism lens constituting the incident-side concavo-convex pattern and light is incident with high incidence efficiency, and light is emitted with good light-collecting efficiency by the prism lens constituting the exit-side concavo-convex pattern. be able to. In particular, since the arrangement interval of the prism lenses, which are at least the output-side uneven pattern of the translucent film, is made irregular, it is possible to reliably prevent the occurrence of moire fringes due to the interference of the transmitted light. It is possible to obtain a good display quality while improving the use efficiency.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角が60゜〜150゜の範囲であり、かつ、前記出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角が30゜〜120゜の範囲であることを特徴とする。   In the prism lens film of the present invention, the apex angle of the prism lens of the incident side uneven pattern is in the range of 60 ° to 150 °, and the apex angle of the prism lens of the output side uneven pattern is 30 ° to 120 °. It is characterized by being in the range of °.

このように、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角を所定範囲内に設定することで、プリズムレンズフィルム内に導入される入射光の全反射を抑えて利用効率を高め、さらに、出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角を所定範囲内に設定することで、集光効果を高めることができる。   In this way, by setting the apex angle of the prism lens of the incident side uneven pattern to be within a predetermined range, the total reflection of incident light introduced into the prism lens film is suppressed and the use efficiency is improved. By setting the apex angle of the prism lens of the pattern within a predetermined range, the light collecting effect can be enhanced.

さらに、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角が、前記出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角より大きいことを特徴とする。   Furthermore, the prism lens film of the present invention is characterized in that an apex angle of the prism lens of the incident side uneven pattern is larger than an apex angle of the prism lens of the output side uneven pattern.

これにより、入射側凹凸パターンのプリズムレンズによる入射光の拡散を抑え、出射側凹凸パターンのプリズムレンズによる集光度合いを向上することができ、これらプリズムレンズの協働効果により、入射光が高効率でプリズムレンズフィルム内に導入され、十分な集光効果が得られる。   As a result, the diffusion of incident light by the prism lens of the incident side uneven pattern can be suppressed, and the degree of condensing by the prism lens of the output side uneven pattern can be improved, and the incident light is highly efficient due to the cooperative effect of these prism lenses. Into the prism lens film, a sufficient light collecting effect is obtained.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記出射側凹凸パターンのプリズムレンズの隣接する頂部の間に、前記入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂部が配置されていることを特徴とする。   Further, the prism lens film of the present invention is characterized in that a top portion of the prism lens of the incident side uneven pattern is disposed between adjacent top portions of the prism lens of the output side uneven pattern.

つまり、頂部が一つの場合はピッチが等しくなり、入射側凹凸パターンから導入された光が、出射方向を概ね揃えた状態で透過するようになり、導入された光を集光させて過度な分散を抑えることで光利用効率が向上する。また、頂部が複数の場合は、より平均化された光分布となる。   In other words, when the number of the top portions is one, the pitch becomes equal, and the light introduced from the incident side uneven pattern is transmitted with the emission direction substantially aligned, and the introduced light is condensed and excessively dispersed. The light utilization efficiency is improved by suppressing. Moreover, when there are a plurality of apexes, the light distribution is more averaged.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記出射側凹凸パターン、前記入射側凹凸パターンの少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、所定の一定ピッチで形成されていることを特徴とする。   The prism lens film of the present invention is characterized in that the tops of at least one of the exit side uneven pattern and the incident side uneven pattern are formed at a predetermined constant pitch.

このように、所定ピッチで規則性を有して頂部が形成されることで、光源からの光の集光性を高めることができる。   Thus, the condensing property of the light from a light source can be improved by forming a top part with regularity at a predetermined pitch.

さらに、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記出射側凹凸パターン、前記入射側凹凸パターンの少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、それぞれ同一平面上に配置されていることを特徴とする。   Furthermore, the prism lens film of the present invention is characterized in that the tops of at least one of the exit side uneven pattern and the incident side uneven pattern are arranged on the same plane.

これにより、プリズムレンズフィルムを他の光学部材に貼り合わせる場合に、双方の平面性を損なうことがない。よって、集光条件が変化することがない。   Thereby, when bonding a prism lens film to another optical member, both planarity is not impaired. Therefore, the condensing condition does not change.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記プリズムレンズが、屈折率1.4以上の材料により形成されていることを特徴とする。   The prism lens film of the present invention is characterized in that the prism lens is made of a material having a refractive index of 1.4 or more.

これにより、光の屈折効果が十分に得られ、良好な偏向効果を得ることができる。   Thereby, a sufficient light refraction effect can be obtained, and a good deflection effect can be obtained.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、上記のプリズムレンズフィルムを、前記プリズムレンズの配設方向と互いに直交させて重ね合わせたことを特徴とする。   The prism lens film of the present invention is characterized in that the prism lens films described above are superposed so as to be orthogonal to each other in the direction in which the prism lenses are arranged.

これにより、直交する2方向に対する透過光量が均等化されて、平面上で均等分布となった光束を得ることができる。   Thereby, the transmitted light quantity with respect to two orthogonal directions can be equalized, and a light beam having a uniform distribution on a plane can be obtained.

本発明の平面型発光装置は、上記のプリズムレンズフィルムと、該プリズムレンズフィルムの前記入射側凹凸パターンに対峙して設けられた光源とを備えたことを特徴とする。   A planar light-emitting device of the present invention includes the prism lens film described above and a light source provided to face the incident-side uneven pattern of the prism lens film.

これにより、入射側凹凸パターンのプリズムレンズから全反射なく導入された光源からの光が、出射側凹凸パターンのプリズムレンズによって集光されて出射され、均等な光分布の光束を出射することができ、モアレ縞のない高い表示品質を得ることができ、しかも、消費電力の低減を図ることができる。   As a result, the light from the light source introduced from the incident-side uneven pattern prism lens without total reflection is condensed and emitted by the exit-side uneven pattern prism lens, and a light beam having an even light distribution can be emitted. In addition, high display quality without moire fringes can be obtained, and power consumption can be reduced.

また、本発明の平面型発光装置は、前記光源が、複数の微小領域単位で発光及び非発光状態を選択できる画素表示機能を有し、前記プリズムレンズフィルムの各プリズムの配置ピッチの平均値が、前記微小領域に相当する画素の配置ピッチ以下であることを特徴とする。   Further, the planar light emitting device of the present invention has a pixel display function in which the light source can select light emission and non-light emission states in units of a plurality of minute regions, and the average value of the arrangement pitch of each prism of the prism lens film is The pitch is equal to or smaller than the arrangement pitch of pixels corresponding to the minute region.

これにより、モアレ縞の発生をさらに防止することができ、発光パターンが均一となり表示品質が向上する。   Thereby, generation | occurrence | production of a moire fringe can be prevented further, a light emission pattern becomes uniform and display quality improves.

さらに、本発明の平面型発光装置は、前記光源が有機EL素子であることを特徴とする。
これにより、薄型でフレキシブルにもでき、高輝度が得られる。
Furthermore, the planar light-emitting device of the present invention is characterized in that the light source is an organic EL element.
Thereby, it can be made thin and flexible, and high brightness can be obtained.

本発明のプリズムレンズフィルムによれば、入射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズにて全反射を防止して高い入射効率にて光を入射させ、出射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズにて良好な集光効率にて出射させることができる。
特に、透光性フィルムの少なくとも出射側凹凸パターンであるプリズムレンズの配列間隔を不規則にしたので、透過光が干渉することによるモアレ縞の発生を確実に防止することができ、光源からの光の利用効率を向上させつつ良好な表示品質を得ることができる。
そして、このプリズムレンズフィルムを用いた平面型発光装置によれば、入射側凹凸パターンのプリズムレンズから全反射なく導入された光源からの光を、出射側凹凸パターンのプリズムレンズによって集光させて出射させ、均等な光分布の光束を出射することができ、モアレ縞のない高い表示品質を得ることができ、しかも、消費電力の低減を図ることができる。
According to the prism lens film of the present invention, the prism lens constituting the incident side uneven pattern prevents total reflection and allows light to be incident with high incident efficiency, and the prism lens constituting the output side uneven pattern is good. The light can be emitted with the light collection efficiency.
In particular, since the arrangement interval of the prism lenses, which are at least the output-side uneven pattern of the translucent film, is made irregular, it is possible to reliably prevent the occurrence of moire fringes due to the interference of the transmitted light. It is possible to obtain a good display quality while improving the use efficiency.
According to the planar light emitting device using this prism lens film, the light from the light source introduced without total reflection from the prism lens having the incident side uneven pattern is condensed by the prism lens having the output side uneven pattern and emitted. Thus, a light beam having a uniform light distribution can be emitted, high display quality without moire fringes can be obtained, and power consumption can be reduced.

以下、本発明に係るプリズムレンズフィルム及びこれを用いた平面型発光装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るプリズムレンズフィルムを用いた平面型発光装置の断面図、図2は、プリズムレンズフィルムの斜視図である。
図1に示すように、平面型発光装置11は、有機EL素子からなる平面光源13を備えており、この平面光源13に、プリズムレンズフィルム15が積層されている。
Preferred embodiments of a prism lens film and a planar light emitting device using the prism lens film according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a planar light emitting device using a prism lens film according to this embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the prism lens film.
As shown in FIG. 1, the planar light emitting device 11 includes a planar light source 13 made of an organic EL element, and a prism lens film 15 is laminated on the planar light source 13.

平面光源13を構成する有機EL素子は、例えば、下部電極層17と上部電極層19との間に、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を順に積層した有機EL層21が配設された構成とされている。有機EL層21を構成する発光層は、電流注入に応じて赤(R)、緑(G)、青(B)の光を発生させるものである。また、正孔輸送層は、発光層への正孔注入効率を高め、かつ正孔注入層としての機能も兼ねるものであり、電子輸送層は、発光層への電子注入効率を高めるためのものである。なお、下部電極層17は、本来の電極としての機能とともに、有機EL層21の発光層にて発生した光を反射させるための反射層としての機能も兼ねている。   The organic EL element constituting the planar light source 13 includes, for example, an organic EL layer 21 in which a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially stacked between a lower electrode layer 17 and an upper electrode layer 19. It has been configured. The light emitting layer constituting the organic EL layer 21 generates red (R), green (G), and blue (B) light in response to current injection. In addition, the hole transport layer increases the efficiency of hole injection into the light emitting layer and also functions as a hole injection layer, and the electron transport layer is intended to increase the efficiency of electron injection into the light emitting layer. It is. The lower electrode layer 17 has a function as a reflection layer for reflecting light generated in the light emitting layer of the organic EL layer 21 in addition to the function as an original electrode.

プリズムレンズフィルム15は、例えば、ガラス、プラスチック(ポリカーボネート、アクリル等)などによって成形された透光性フィルムからなり、透光性が高く平面性、成形性に富む材料が好適に用いられる。なお、このプリズムレンズフィルム15の材料としては、集光効果を高める上で、屈折率が1.4以上のものが好ましい。   The prism lens film 15 is made of, for example, a light-transmitting film formed of glass, plastic (polycarbonate, acrylic, or the like), and a material having high light-transmitting property and high flatness and moldability is preferably used. In addition, as a material of this prism lens film 15, a thing with a refractive index of 1.4 or more is preferable for improving the condensing effect.

図2にも示すように、このプリズムレンズフィルム15は、その表裏両面に凹凸パターンが刻設されて三角屋根形状のプリズムレンズ31,33が形成されている。そして、平面光源13側と反対の光出射側に形成されたプリズムレンズ31が出射側凹凸パターンとされ、平面光源13側の光入射側に形成されたプリズムレンズ33が入射側凹凸パターンとされている。これら出射側凹凸パターン及び入射側凹凸パターンのプリズムレンズ31,33は、それぞれ山部31a,33aと谷部31b,33bとを有し、いずれも直線状に配列されている。   As shown in FIG. 2, the prism lens film 15 has triangular roof-shaped prism lenses 31 and 33 formed by embossing concave and convex patterns on both front and back surfaces. Then, the prism lens 31 formed on the light emitting side opposite to the flat light source 13 side is used as the output side uneven pattern, and the prism lens 33 formed on the light incident side on the flat light source 13 side is used as the incident side uneven pattern. Yes. The prism lenses 31 and 33 of the exit-side uneven pattern and the incident-side uneven pattern have peak portions 31a and 33a and valley portions 31b and 33b, respectively, and are arranged in a straight line.

出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の頂角θ1は、30°〜120°の範囲とされ、また、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の頂角θ2は、60°〜150°の範囲とされている。ここで、それぞれのプリズムレンズ31、33は、互いに隣接する溝の深さを異ならせることにより、配列間隔が不規則にされている。これにより、プリズムレンズ31は、その頂部同士が、互いに異なるピッチP1a,P1b,P1cとされ、また、プリズムレンズ33も、その頂部同士が、互いに異なるピッチP2a,P2b,P2cとされている。 The apex angle θ 1 of the prism lens 31 of the output side uneven pattern is in the range of 30 ° to 120 °, and the apex angle θ 2 of the prism lens 33 of the incident side uneven pattern is in the range of 60 ° to 150 °. Has been. Here, the arrangement intervals of the prism lenses 31 and 33 are made irregular by changing the depths of the grooves adjacent to each other. Thereby, the prism lenses 31 have different pitches P 1a , P 1b , and P 1c at the tops, and the prism lenses 33 also have pitches P 2a , P 2b , and P 2c at the tops that are different from each other. It is said that.

なお、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の頂角θ2は、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の頂角θ1より大きいことが好ましい。
また、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の頂部は、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の隣接する頂部の間に配置されている。
It is preferable that the apex angle θ 2 of the incident-side uneven pattern prism lens 33 is larger than the apex angle θ 1 of the exit-side uneven pattern prism lens 31.
Further, the top part of the prism lens 33 of the incident side uneven pattern is disposed between the adjacent top parts of the prism lens 31 of the output side uneven pattern.

ここで、プリズムレンズフィルム15の厚みは、必要最小限の厚みとすることが好ましい。
図3にプリズムレンズフィルムの各寸法を説明する説明図を示した。
いま、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31のピッチの平均値をP1、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33のピッチの平均値をP2とすると、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の溝の平均深さdp1及び入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の溝の平均深さdp2は次式で表される。
dp1=(P1/2)/tan(θ1/2)
dp2=(P2/2)/tan(θ2/2)
Here, the thickness of the prism lens film 15 is preferably set to a minimum necessary thickness.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the dimensions of the prism lens film.
Now, assuming that the average value of the pitch of the prism lens 31 of the exit-side uneven pattern is P 1 and the average value of the pitch of the prism lens 33 of the incident-side uneven pattern is P 2 , the average of the grooves of the prism lens 31 of the exit-side uneven pattern The depth dp 1 and the average depth dp 2 of the grooves of the prism lens 33 of the incident side uneven pattern are expressed by the following equations.
dp 1 = (P 1/2 ) / tan (θ 1/2)
dp 2 = (P 2/2 ) / tan (θ 2/2)

両面のプリズムレンズ31,33の間には、強度保持のためのベース部分を必要とする。その厚さdbは、表示画像のぼけやコントラスト低下をさけるために薄い方が望ましく、次式の範囲が好適である。
0.2×Min(P1,P2)≦db≦3×Min(P1,P2
ここで、Min(P1,P2)は、P1,P2のうちいずれか小さい方を意味するものとする。
A base portion for maintaining strength is required between the prism lenses 31 and 33 on both sides. The thickness db is desirably thin in order to avoid blurring of the display image and a decrease in contrast, and the range of the following formula is preferable.
0.2 × Min (P 1 , P 2 ) ≦ db ≦ 3 × Min (P 1 , P 2 )
Here, Min (P 1 , P 2 ) means the smaller one of P 1 and P 2 .

また、プリズムレンズフィルム15のプリズムレンズ31,33とベース部分とを合わせたフィルム全体の厚さdtotは次式で表される。
dtot=dp1+db+dp2
The total thickness dtot of the prism lens film 15 including the prism lenses 31 and 33 and the base portion is expressed by the following equation.
dtot = dp 1 + db + dp 2

このdtotの好ましい範囲はプリズムレンズ31,33の頂角θ1,θ2とプリズムレンズ31,33の頂部の平均ピッチP1,P2によって異なるが、例として下記の場合についての値を示す。
θ1=θ2= 90°、P1=P2=50μmの場合、dtot=60〜100μm
θ1=θ2= 60°、P1=P2=50μmの場合、dtot=97〜137μm
θ1=θ2=120°、P1=P2=50μmの場合、dtot=39〜79μm
The preferable range of dtot varies depending on the apex angles θ 1 and θ 2 of the prism lenses 31 and 33 and the average pitches P 1 and P 2 of the apexes of the prism lenses 31 and 33, but the following values are given as examples.
When θ 1 = θ 2 = 90 ° and P 1 = P 2 = 50 μm, dtot = 60 to 100 μm
When θ 1 = θ 2 = 60 ° and P 1 = P 2 = 50 μm, dtot = 97 to 137 μm
When θ 1 = θ 2 = 120 ° and P 1 = P 2 = 50 μm, dtot = 39 to 79 μm

なお、出射側凹凸パターン及び入射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズ31,33の大きさは、平均ピッチが、例えば、表示素子やカラーフィルター等のサイズ以下、すなわち、5μm〜500μm程度となるように形成する。
また、平面光源13からの光をプリズムレンズフィルム15の方に拡散させるため、プリズムレンズフィルム15の平面光源13側に拡散板を入れても良く、また、平面光源13からの光を反射させたり、プリズムレンズフィルム15から反射された光を利用するため、平面光源13の後ろ側(プリズムレンズフィルム15と反対側)に、反射板や拡散板を入れても良い。
In addition, the size of the prism lenses 31 and 33 constituting the exit-side uneven pattern and the incident-side uneven pattern is such that the average pitch is not more than the size of the display element, color filter, etc., that is, about 5 μm to 500 μm. Form.
Further, in order to diffuse the light from the planar light source 13 toward the prism lens film 15, a diffusion plate may be inserted on the planar light source 13 side of the prism lens film 15, and the light from the planar light source 13 may be reflected. In order to use the light reflected from the prism lens film 15, a reflecting plate or a diffusing plate may be inserted behind the flat light source 13 (on the side opposite to the prism lens film 15).

そして、上記のようなプリズムレンズフィルム15を備えた平面型発光装置11では、平面光源13からの光がプリズムレンズフィルム15内へ導かれ、その後、このプリズムレンズフィルム15の出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31から出射される。ここで、プリズムレンズフィルム15は、平面光源13側の面がプリズムレンズ33からなる入射側凹凸パターンとされているので、図4に平面型発光装置の一部の断面図を示すように、平面光源13からの光が反射しない十分な入射角を持たせることができる。これにより、平面光源13からの光は、全反射することなくプリズムレンズフィルム15へ入射することとなる。   In the planar light emitting device 11 including the prism lens film 15 as described above, light from the planar light source 13 is guided into the prism lens film 15 and then the prism of the output side uneven pattern of the prism lens film 15 is used. The light is emitted from the lens 31. Here, the prism lens film 15 has an incident-side concavo-convex pattern composed of the prism lens 33 on the surface of the planar light source 13 side, so that a plane as shown in FIG. 4 is a partial sectional view of the planar light emitting device. A sufficient incident angle at which light from the light source 13 is not reflected can be provided. Thereby, the light from the planar light source 13 enters the prism lens film 15 without being totally reflected.

そして、このプリズムレンズフィルム15へ入射した光は、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31から表面側へ出射される。ここで、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31から表面側へ出射される光は、このプリズムレンズ31を通ることにより、、図5にプリズムレンズフィルムによる光量分布の改善効果を示すグラフを示すように、光量分布が均一化され、光量のムラがなくされる。特に、プリズムレンズ31,33の配列間隔が不規則にされていることより、プリズムレンズフィルム15を透過した光が干渉することによるモアレ縞の発生が防止される。   The light incident on the prism lens film 15 is emitted to the surface side from the prism lens 31 of the emission uneven pattern. Here, the light emitted from the prism lens 31 having the concave-convex pattern on the emission side to the surface side passes through the prism lens 31 so that the graph shown in FIG. 5 shows the effect of improving the light amount distribution by the prism lens film. , The light amount distribution is made uniform, and the unevenness of the light amount is eliminated. In particular, since the arrangement intervals of the prism lenses 31 and 33 are irregular, generation of moire fringes due to interference of light transmitted through the prism lens film 15 is prevented.

以上、説明したように、本実施形態に係るプリズムレンズフィルム15によれば、入射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズ33にて全反射を防止して高い入射効率にて光を入射させ、出射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズ31にて良好な集光効率にて出射させることができる。
特に、プリズムレンズ31,33の配列間隔を不規則にしたので、透過光が干渉することによるモアレ縞の発生を確実に防止することができ、平面光源13からの光の利用効率を向上させつつ良好な表示品質を得ることができる。
As described above, according to the prism lens film 15 according to the present embodiment, the prism lens 33 constituting the incident-side uneven pattern prevents total reflection and allows light to be incident with high incident efficiency, and the emission side. The prism lens 31 constituting the concavo-convex pattern can be emitted with good light collection efficiency.
In particular, since the arrangement intervals of the prism lenses 31 and 33 are irregular, it is possible to reliably prevent the generation of moire fringes due to interference of transmitted light, while improving the utilization efficiency of light from the planar light source 13. Good display quality can be obtained.

特に、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の頂角θ2を60°〜150°の所定範囲内に設定することで、プリズムレンズフィルム15内に導入される入射光の全反射を抑えて利用効率を高め、さらに、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の頂角θ1を30°〜120°の所定範囲内に設定することで、集光効果を高めることができる。 In particular, by setting the apex angle θ 2 of the prism lens 33 of the incident side uneven pattern to be in a predetermined range of 60 ° to 150 °, the total reflection of incident light introduced into the prism lens film 15 is suppressed and the use efficiency is increased. In addition, the light collection effect can be enhanced by setting the apex angle θ 1 of the prism lens 31 of the output side concavo-convex pattern within a predetermined range of 30 ° to 120 °.

また、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の頂角θ2を出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の頂角θ1より大きくすることにより、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33による入射光の拡散を抑え、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31による集光度合いを向上することができ、これらプリズムレンズ31,33の協働効果により、入射光が高効率でプリズムレンズフィルム15内に導入され、十分な集光効果が得られる。 Further, by making the apex angle θ 2 of the prism lens 33 having the incident-side uneven pattern larger than the apex angle θ 1 of the prism lens 31 having the exit-side uneven pattern, diffusion of incident light by the prism lens 33 having the incident-side uneven pattern is suppressed. The degree of light collection by the prism lens 31 of the output side uneven pattern can be improved. Due to the cooperative effect of the prism lenses 31 and 33, incident light is introduced into the prism lens film 15 with high efficiency, and sufficient collection is achieved. A light effect is obtained.

さらに、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31の隣接する頂部の間に、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33の頂部を配置したので、頂部が一つの場合は互いのピッチが等しくされ、入射側凹凸パターンから導入された光が、出射方向を概ね揃えた状態で透過するようになり、導入された光を集光させて過度な分散を抑えることで光利用効率が向上する。また、頂部が複数の場合は、より平均化された光分布となる。   Furthermore, since the top of the prism lens 33 of the incident side uneven pattern is arranged between the adjacent tops of the prism lens 31 of the output side uneven pattern, the pitches of the incident side uneven pattern are equalized when there is one top. The light introduced from the light passes through in a state where the emission directions are substantially aligned, and the light utilization efficiency is improved by condensing the introduced light and suppressing excessive dispersion. Moreover, when there are a plurality of apexes, the light distribution is more averaged.

また、出射側凹凸パターン、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ31、33の少なくともいずれかの頂部を、所定の一定ピッチで形成して規則性を持たせることにより、平面光源13からの光の集光性を高めることができる。
また、屈折率1.4以上の材料によりプリズムレンズフィルム15を形成することにより、光の屈折効果が十分に得られ、良好な偏向効果を得ることができる。
Further, by concentrating at least one of the tops of the prism lenses 31 and 33 of the exit-side uneven pattern and the incident-side uneven pattern at a predetermined constant pitch, the light from the flat light source 13 is condensed. Can increase the sex.
Moreover, by forming the prism lens film 15 with a material having a refractive index of 1.4 or more, a sufficient light refraction effect can be obtained, and a good deflection effect can be obtained.

そして、上記プリズムレンズフィルム15を用いた平面型発光装置11によれば、入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33から全反射なく導入された平面光源13からの光が、出射側凹凸パターンのプリズムレンズ31によって集光されて出射され、高輝度で均等な光分布の光束を出射することができ、モアレ縞のない高い表示品質を得ることができ、しかも消費電力の低減を図ることができる。
特に、平面光源13として有機EL素子を用いることにより、薄型でフレキシブルにもでき、高輝度が得られる。
According to the planar light emitting device 11 using the prism lens film 15, the light from the planar light source 13 introduced from the incident-side uneven pattern prism lens 33 without total reflection is reflected from the output-side uneven pattern prism lens 31. It is possible to emit a light beam with high brightness and uniform light distribution, to obtain high display quality without moire fringes, and to reduce power consumption.
In particular, by using an organic EL element as the planar light source 13, it can be made thin and flexible, and high luminance can be obtained.

なお、入射側凹凸パターン及び出射側凹凸パターンは、少なくともいずれかのプリズムレンズ31,33の頂部が同一平面上に配置されていることが好ましく、このようにすると、平面光源13と積層させた際に、双方の平面性を損なうことがなく、集光条件が変化することがない。
また、プリズムレンズフィルム15の各プリズムレンズ31,33の平均配置ピッチPとしては、図6に示すように、平面光源13の発光及び非発光状態を選択できる微小領域単位の画素の配置ピッチPg以下とすることが好ましく、このようにすると、出射する光におけるモアレ縞の発生をさらに防止することができ、発光パターンを均一として表示品質を向上させることができる。
In addition, it is preferable that the top part of at least one of the prism lenses 31 and 33 is arranged on the same plane in the incident side uneven pattern and the output side uneven pattern. In addition, the flatness of both is not impaired, and the condensing condition does not change.
Further, as shown in FIG. 6, the average arrangement pitch P of the prism lenses 31 and 33 of the prism lens film 15 is equal to or less than the arrangement pitch Pg of pixels in units of minute regions where the light emission and non-light emission states of the planar light source 13 can be selected. In this way, it is possible to further prevent the occurrence of moire fringes in the emitted light, and to improve the display quality by making the light emission pattern uniform.

図7は、図1に示すプリズムレンズフィルムにおけるプリズムレンズ31,33の各変形例(a),(b),(c),(d)を示す断面図である。ここで、プリズムレンズフィルム15は、出射側凹凸パターン及び入射側凹凸パターンをそれぞれ構成するプリズムレンズ31,33があるが、ここでは出射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズ31を例に説明することとする。つまり、下記の変形例は、勿論入射側凹凸パターンのプリズムレンズ33に対しても適用可能である。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing modifications (a), (b), (c), and (d) of the prism lenses 31 and 33 in the prism lens film shown in FIG. Here, the prism lens film 15 includes prism lenses 31 and 33 that respectively form the exit-side uneven pattern and the incident-side uneven pattern. Here, the prism lens 31 that configures the exit-side uneven pattern will be described as an example. To do. That is, the following modified example can be applied to the prism lens 33 having the incident-side uneven pattern.

図7(a)は、プリズムレンズ31を正弦波状に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、滑らかに配置された山部31aと谷部31bとからなる。
図7(b)は、プリズムレンズ31を台形状に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、矩形状の山部31aと谷部31bとからなる。
FIG. 7A shows an example in which the prism lens 31 is formed in a sine wave shape. The concavo-convex pattern in this case is composed of a crest 31a and a trough 31b that are smoothly arranged.
FIG. 7B shows an example in which the prism lens 31 is formed in a trapezoidal shape. The concavo-convex pattern in this case consists of rectangular peak portions 31a and valley portions 31b.

図7(c)は、プリズムレンズ31を半円形状に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、半円形状の山部31aと、隣り合う山部31a同士の間の谷部31bとからなる。
図7(d)は、三角状のプリズムレンズ31の頂部を円形に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、頂部が断面視半円形状に形成された山部31aと、断面視V字形状の谷部31bとからなる。
いずれのパターンも谷部31bの深さを変化させることで、配置ピッチを不規則にしており、山部31aの頂部は平面上に配置されている。
以上のように、プリズムレンズの形状は、断面三角形状に限らず、種々の形状とすることができ、利用目的に応じて、成形性や集光の具合を鑑みて適宜選定することが望ましい。
FIG. 7C shows an example in which the prism lens 31 is formed in a semicircular shape. The concavo-convex pattern in this case includes a semicircular peak portion 31a and a valley portion 31b between the adjacent peak portions 31a.
FIG. 7D shows an example in which the top of the triangular prism lens 31 is formed in a circular shape. The concavo-convex pattern in this case is composed of a crest 31a whose top is formed in a semicircular shape in cross section and a trough 31b in a V shape in cross section.
In any of the patterns, the arrangement pitch is made irregular by changing the depth of the valley portion 31b, and the top portion of the peak portion 31a is arranged on a plane.
As described above, the shape of the prism lens is not limited to a triangular cross section, and may be various shapes, and it is desirable to appropriately select the shape according to the purpose of use in view of moldability and light collection.

次に、プリズムレンズフィルムの他の実施形態について説明する。
図8は、他の実施形態に係るプリズムレンズフィルムを示す斜視図である。
図に示すように、この実施形態では、前述したプリズムレンズフィルム15が積層されている。また、これら積層されたプリズムレンズフィルム15は、それぞれの出射側凹凸パターン及び入射側凹凸パターンを構成するプリズムレンズ31、33の配設方向が、互いに直交とされている。
Next, other embodiments of the prism lens film will be described.
FIG. 8 is a perspective view showing a prism lens film according to another embodiment.
As shown in the figure, in this embodiment, the prism lens film 15 described above is laminated. Further, in the laminated prism lens film 15, the arrangement directions of the prism lenses 31 and 33 constituting each of the exit-side uneven pattern and the incident-side uneven pattern are orthogonal to each other.

そして、このようにプリズムレンズフィルム15を、そのプリズムレンズ31,33の配設方向が直交するように積層させることにより、A方向の光量バラツキは、下側のプリズムレンズフィルム15により均一化され、B方向の光量バラツキは、上側のプリズムレンズフィルム15により均一化される。
つまり、それぞれのプリズムレンズフィルム15によって、直交する2方向に対する透過光量を均一化することができ、平面上で均等分布となった光束を得ることができ、表示品質を一層向上させることができる。
Then, by stacking the prism lens film 15 so that the arrangement directions of the prism lenses 31 and 33 are orthogonal to each other, the light amount variation in the A direction is made uniform by the lower prism lens film 15, The light amount variation in the B direction is made uniform by the upper prism lens film 15.
That is, each prism lens film 15 can uniformize the amount of transmitted light in two orthogonal directions, and can obtain a light beam having a uniform distribution on a plane, thereby further improving display quality.

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、平面光源13としては、EL素子に限らず、LED、点状、円板状、球状のものを適用することができる。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, the planar light source 13 is not limited to an EL element, and may be an LED, a dot shape, a disk shape, or a spherical shape.

(実施例1)
プリズムレンズからなる入射側凹凸パターン及び出射側凹凸パターンを備えたプリズムフィルムにおいて、出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ1を60°及び90°とし、それぞれの場合において入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2を変化させ、そのときの相対輝度を測定した。なお、法線方向における輝度、輝度向上が望まれる所定角度範囲における輝度及び前方の全光量の輝度を測定した。それぞれの結果を図9及び図10に示す。
図9に示すように、出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ1を60°とした場合、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2が90゜のときに集光効果が大きい(法線方向輝度と所定角度範囲輝度が共に大きい)ことが判った。
図10に示すように、出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ1を90°とした場合、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2の変化による優劣が無い(法線方向輝度は180゜で大きいが、所定角度範囲輝度は優劣無し)ことが判った。
Example 1
In a prism film having an incident side uneven pattern and an exit side uneven pattern made of a prism lens, the apex angle θ 1 of the prism lens of the output side uneven pattern is 60 ° and 90 °, and the prism of the incident side uneven pattern in each case The relative luminance at that time was measured by changing the apex angle θ 2 of the lens. In addition, the brightness | luminance in the normal line direction, the brightness | luminance in the predetermined angle range where a brightness | luminance improvement is desired, and the brightness | luminance of all the front light quantities were measured. Each result is shown in FIG. 9 and FIG.
As shown in FIG. 9, when the apex angle θ 1 of the prism lens of the exit-side uneven pattern is 60 °, the condensing effect is large when the apex angle θ 2 of the prism lens of the incident-side uneven pattern is 90 ° ( Both the normal direction luminance and the predetermined angle range luminance are large).
As shown in FIG. 10, when the apex angle θ 1 of the exit-side uneven pattern prism lens is 90 °, there is no superiority or inferiority due to the change of the apex angle θ 2 of the incident-side uneven pattern prism lens (the normal direction luminance is It was found that the brightness at a predetermined angle range was superior or inferior at 180 °.

(実施例2)
出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ1を60°とした場合について、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2を90°,135°,180°(平面)としたときのプリズムレンズフィルムの法線方向を0°とした光度の角度分布を測定した。その結果を図11に示す。
図11に示すように、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2を90°とした場合に、法線方向からの角度に関わらず安定した光度が得られることがわかった。
(Example 2)
When the apex angle θ 1 of the exit-side uneven pattern prism lens is 60 °, the prism lens when the apex angle θ 2 of the incident-side uneven pattern prism lens is 90 °, 135 °, and 180 ° (plane) The angular distribution of luminous intensity was measured with the normal direction of the film being 0 °. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 11, it was found that when the apex angle θ 2 of the prism lens of the incident side uneven pattern is 90 °, a stable luminous intensity can be obtained regardless of the angle from the normal direction.

本実施形態に係るプリズムレンズフィルムを用いた平面型発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the planar light-emitting device using the prism lens film which concerns on this embodiment. プリズムレンズフィルムの斜視図である。It is a perspective view of a prism lens film. プリズムレンズフィルムの各寸法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining each dimension of a prism lens film. 平面型発光装置の一部の断面図である。It is a partial cross-sectional view of a planar light emitting device. プリズムレンズフィルムによる光量分布の改善効果を示すグラフである。It is a graph which shows the improvement effect of the light quantity distribution by a prism lens film. 平面型発光装置の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of a planar light-emitting device. プリズムレンズフィルムにおけるプリズムの各変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows each modification of the prism in a prism lens film. 他の実施形態に係るプリズムレンズフィルムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the prism lens film which concerns on other embodiment. 入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角と輝度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vertex angle of the prism lens of an incident side uneven | corrugated pattern, and a brightness | luminance. 入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角と輝度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vertex angle of the prism lens of an incident side uneven | corrugated pattern, and a brightness | luminance. 法線方向からの角度に対する光度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the luminous intensity with respect to the angle from a normal line direction.

符号の説明Explanation of symbols

11 平面型発光装置
13 平面光源(光源)
15 プリズムレンズフィルム
31 プリズムレンズ(出射側凹凸パターン)
33 プリズムレンズ(入射側凹凸パターン)
θ1,θ2 頂角
11 planar light emitting device 13 planar light source (light source)
15 Prism lens film 31 Prism lens (outgoing side uneven pattern)
33 Prism lens (incident side uneven pattern)
θ 1 , θ 2 apex angle

Claims (11)

透光性フィルムの表裏両面に凹凸パターンが刻設され、該透光性フィルム内に導入された光を偏向して出射するプリズムレンズフィルムであって、
前記透光性フィルムの光出射側に形成された出射側凹凸パターンと該透光性フィルムの光入射側に形成された入射側凹凸パターンが、互いに同方向に沿って複数形成された直線状のプリズムレンズからなり、
前記透光性フィルムの少なくとも出射側凹凸パターンのプリズムレンズの配列間隔が不規則にされていることを特徴とするプリズムレンズフィルム。
Convex and concave patterns are engraved on both the front and back surfaces of the translucent film, and a prism lens film that deflects and emits light introduced into the translucent film,
A light emitting side uneven pattern formed on the light emitting side of the translucent film and a plurality of incident side uneven patterns formed on the light incident side of the light transmitting film are formed in a straight line. Consisting of prism lenses,
The prism lens film according to claim 1, wherein at least the arrangement interval of the prism lenses of the light-projecting uneven pattern of the translucent film is irregular.
前記入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角が60゜〜150゜の範囲であり、かつ、前記出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角が30゜〜120゜の範囲であることを特徴とする請求項1記載のプリズムレンズフィルム。   The apex angle of the prism lens of the incident side uneven pattern is in the range of 60 ° to 150 °, and the apex angle of the prism lens of the output side uneven pattern is in the range of 30 ° to 120 °. The prism lens film according to claim 1. 前記入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角が、前記出射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角より大きいことを特徴とする請求項2記載のプリズムレンズフィルム。   The prism lens film according to claim 2, wherein an apex angle of the prism lens of the incident side uneven pattern is larger than an apex angle of the prism lens of the output side uneven pattern. 前記出射側凹凸パターンのプリズムレンズの隣接する頂部の間に、前記入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂部が配置されていることを特徴とする請求項2又は請求項3記載のプリズムレンズフィルム。   4. The prism lens film according to claim 2, wherein a top part of the prism lens of the incident side uneven pattern is disposed between adjacent top parts of the prism lens of the output side uneven pattern. 5. 前記出射側凹凸パターン、前記入射側凹凸パターンの少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、所定の一定ピッチで形成されていることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1項に記載のプリズムレンズフィルム。   5. The top part of at least one of the exit-side uneven pattern and the incident-side uneven pattern is formed at a predetermined constant pitch. 6. Prism lens film. 前記出射側凹凸パターン、前記入射側凹凸パターンの少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、それぞれ同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項2〜5記載のプリズムレンズフィルム。   6. The prism lens film according to claim 2, wherein the tops of at least one of the exit side uneven pattern and the incident side uneven pattern are arranged on the same plane. 前記プリズムレンズが、屈折率1.4以上の材料により形成されていることを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載のプリズムレンズフィルム。   The prism lens film according to any one of claims 2 to 6, wherein the prism lens is made of a material having a refractive index of 1.4 or more. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のプリズムレンズフィルムを、前記プリズムレンズの配設方向と互いに直交させて重ね合わせたことを特徴とするプリズムレンズフィルム。   The prism lens film according to claim 1, wherein the prism lens films according to claim 1 are overlapped with each other so as to be orthogonal to the direction in which the prism lenses are arranged. 請求項1〜請求項8記載のプリズムレンズフィルムと、
該プリズムレンズフィルムの前記入射側凹凸パターンに対峙して設けられた光源とを備えたことを特徴とする平面型発光装置。
The prism lens film according to claim 1, and
A flat light emitting device comprising: a light source provided opposite to the incident-side uneven pattern of the prism lens film.
前記光源が、複数の微小領域単位で発光及び非発光状態を選択できる画素表示機能を有し、
前記プリズムレンズフィルムの各プリズムの配置ピッチの平均値が、前記微小領域に相当する画素の配置ピッチ以下であることを特徴とする請求項9記載の平面型発光装置。
The light source has a pixel display function capable of selecting light emission and non-light emission states in units of a plurality of minute regions,
The planar light emitting device according to claim 9, wherein an average value of arrangement pitches of the prisms of the prism lens film is equal to or less than an arrangement pitch of pixels corresponding to the minute region.
前記光源が有機EL素子であることを特徴とする請求項9又は請求項10記載の平面型発光装置。   The planar light-emitting device according to claim 9 or 10, wherein the light source is an organic EL element.
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