JP2008310251A - Optical sheet, back light unit, and display apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶表示素子への照明光路制御を行うのに好適な光学シート、この光学シートを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to, for example, an optical sheet suitable for controlling an illumination optical path to a liquid crystal display element, a backlight unit using the optical sheet, and a display device.
近年、液晶パネルを使用した液晶表示装置(LCD)がノート型パソコンやパソコン用ディスプレイ,情報端末機器等の画像表示手段,大型画面テレビ等の情報家電の画像表示手段,さらには携帯電話や個人用携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistance)の画像表示手段等として様々な分野で利用されてきている。
液晶表示装置に代表されるディスプレイ装置では、提供される情報を認識するのに必要な光源を内蔵しているタイプの普及が著しい。このような液晶表示装置は例えば光透過型であり、液晶パネルの背面側に光源を配設し、この光源からの光を面発光に変換して液晶パネルを照射する面光源装置としていわゆるバックライトが採用されている。
In recent years, liquid crystal display devices (LCDs) using liquid crystal panels have been used for notebook personal computers, personal computer displays, image display means for information terminal devices, image display means for information appliances such as large-screen TVs, and mobile phones and personal use. It has been used in various fields as an image display means of a portable information terminal (PDA: Personal Digital Assistance).
In a display device represented by a liquid crystal display device, a type having a built-in light source necessary for recognizing provided information is remarkably widespread. Such a liquid crystal display device is, for example, a light transmission type, and a so-called backlight is used as a surface light source device in which a light source is disposed on the back side of the liquid crystal panel, and light from the light source is converted into surface light emission to irradiate the liquid crystal panel. Is adopted.
バックライトの方式には、大別して冷陰極管(CCFT:Cold Cathode Fluorescent Tube)等の光源を平板状の導光板の側端部に取付け、光源からの光を導光板内で多重反射させる導光板ライトガイド方式(エッジライト方式)と、導光板を用いず液晶パネルの背面に光源を配置した直下型方式とがある。
複数本の冷陰極管を並列させた直下型方式のバックライトでは、拡散板を通して光源としての冷陰極管やLED等の形状を直接視認できてしまうため、拡散板は非常に光散乱性の強い合成樹脂板が用いられている。そのため、拡散板は通常1m〜3m程度の厚さが必要であるが、その厚さのために光吸収が少なからずあり、光源からの光量が減少し液晶画面表示が暗くなる問題がある。
The backlight system can be broadly classified as follows: a light source such as a cold cathode fluorescent tube (CCFT) is attached to the side edge of a flat light guide plate, and the light from the light source is reflected multiple times within the light guide plate. There are a light guide method (edge light method) and a direct type method in which a light source is arranged on the back surface of a liquid crystal panel without using a light guide plate.
In a direct type backlight in which a plurality of cold cathode tubes are arranged in parallel, the shape of a cold cathode tube or an LED as a light source can be directly visually recognized through the diffusion plate. Therefore, the diffusion plate is very light scattering. A synthetic resin plate is used. For this reason, the diffusion plate usually needs to have a thickness of about 1 m to 3 m, but due to the thickness, there is a considerable amount of light absorption, and there is a problem that the amount of light from the light source is reduced and the liquid crystal screen display becomes dark.
この問題を解決する光学シートとして例えば特許文献1から3に示す輝度強調フィルム(BEF;DBEF;EBEF:登録商標)が広く使用されている。輝度強調フィルムはシート状部材上に断面三角形状の屋根型の単位プリズムが一方向に配列されたフィルムである。輝度強調フィルムをディスプレイ装置に使用した場合、軸外輝度を低下させることによって軸上すなわちディスプレイ画面に対する法線方向の輝度を増大させることができる。
これらディスプレイ装置では、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように2枚の輝度強調フィルムを重ねて組み合わせて用いられる。これにより、電力消費を低減しながら視聴者の視覚方向に一致する方向における所望の輝度の光量を得られるようになった。
上記のような光学シートでは、光源からの光が最終的にはプリズムの表面で屈折して制御された角度で液晶パネル方向に出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御できる。しかしながら、同時に単位プリズムの出射面で反射または屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向に進むことなく液晶パネルから外れた横方向に無駄に出射されてしまう不具合がある。特に、視覚方向に対して液晶パネルを水平方向に角度をつけると急激な輝度の低下を生じる不具合がある。
As an optical sheet for solving this problem, for example, brightness enhancement films (BEF; DBEF; EBEF: registered trademark) shown in
In these display devices, two brightness enhancement films are stacked and combined so that the parallel directions of the prism groups are substantially orthogonal to each other. As a result, it is possible to obtain an amount of light having a desired luminance in a direction that matches the visual direction of the viewer while reducing power consumption.
In the optical sheet as described above, the light from the light source is finally refracted on the surface of the prism and emitted toward the liquid crystal panel at a controlled angle, thereby increasing the light intensity in the visual direction of the viewer. Can be controlled. However, at the same time, there is a problem that the light component due to reflection or refraction at the exit surface of the unit prism is wasted in the lateral direction away from the liquid crystal panel without proceeding in the visual direction of the viewer. In particular, when the liquid crystal panel is angled in the horizontal direction with respect to the visual direction, there is a problem in that the brightness is rapidly reduced.
このような欠点を克服するために、例えば下記特許文献4に記載されているように、プリズムではなく単位レンズの反復的アレイ構造を有する光学シートを用いたバックライト・ユニットも提案されている。
特許文献4に記載された液晶ディスプレイ装置には、液晶パネルと、この液晶パネルに背面側から光を照射する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くアレイ状のレンズ層が設けられ、このレンズ層焦点面近傍に位置する開口部と遮光シートまたはレンズ層によって液晶層内部で結像する位置関係にあるレンズ層焦点面より外側に開口部をもつ遮光シートを有するバックライトユニットが記載されている。
この液晶ディスプレイ装置の光学シートはレンズ層の個々の単位レンズと遮光シートの開口部とが1:1で対向する位置に配列されることになる。また遮光シートは開口部と遮光部とが交互に配列して構成されている。
In order to overcome such drawbacks, as described in
The liquid crystal display device described in
The optical sheet of the liquid crystal display device is arranged at a position where the individual unit lenses of the lens layer and the opening of the light shielding sheet face each other at 1: 1. The light shielding sheet is configured by alternately arranging openings and light shielding portions.
特許文献4による液晶ディスプレイ装置によれば、開口部がスリットのような働きをするので散乱角度の絞られた光が通過してレンズに入射することになり、レンズに対して入射角の大きな斜めから入射する光が開口部でカットされるため、視聴者の視覚方向に進むことなく反射や屈折で横方向に無駄に出射する光を低減できる。
一方で、特許文献1〜3に記載された輝度強調フィルムを用いた光学シートはプリズムの屈折や全反射によって視野角を制御するが、特許文献4に記載の液晶ディスプレイ装置は開口部と遮光部を備えた遮光シートとレンズアレイを用いて光の進行を制御するために上述の輝度強調フィルムを用いた光学シートと比較して視野角が狭くなる。
On the other hand, the optical sheet using the brightness enhancement film described in
ところで、上記特許文献4に記載された従来の光学シートには以下のような問題があった。
即ち、光源の導光板に遮光シートを対向させて積層しているが、遮光シートの厚さが薄い場合には、遮光部が形成する開口部に対向するレンズ層が、導光板と容易に接触して空気層が失われてしまう。この場合、レンズ層と導光板とは空気層に比べて互いの屈折率が近似しているため、空気層がある部分を透過する光に比べて屈折作用の影響が少なくなり、導光板から接触部を通して入射する光はほぼ直進してしまう。
このため、レンズ層側に進む光の出射角のバラツキが大きくなり、レンズ層の集光性能が劣化してしまうという問題がある。特に、導光板から大きな入射角で入射した光は、開口部に対向するレンズ層に入射せず、他の周囲のレンズ層に入射して減衰し光量損失となったり、レンズ層を透過しても輝度ムラを発生させたりする原因ともなるという問題がある。
Incidentally, the conventional optical sheet described in
That is, the light-shielding sheet is laminated opposite to the light guide plate of the light source, but when the thickness of the light-shielding sheet is thin, the lens layer facing the opening formed by the light-shielding part is easily in contact with the light guide plate. Then the air layer is lost. In this case, since the refractive index of the lens layer and the light guide plate is close to each other compared to the air layer, the influence of the refractive action is less than that of the light transmitted through the portion where the air layer is present, and the lens layer and the light guide plate are in contact with each other. The light incident through the part goes almost straight.
For this reason, there is a problem that the variation in the emission angle of the light traveling toward the lens layer increases, and the condensing performance of the lens layer deteriorates. In particular, light incident at a large incident angle from the light guide plate is not incident on the lens layer facing the opening, but is incident on other surrounding lens layers to be attenuated and light loss or transmitted through the lens layer. There is also a problem that it may cause luminance unevenness.
また、上述した特許文献4に記載された光学シートにおいて、空気層と遮光部を交互に配列してなる遮光シートをレンズ層または/及び導光板に合成樹脂性の接着剤からなる接着層を介して接合する場合がある。例えばレンズ層に設けた遮光シートを導光板全面に塗布した接着剤層に密着して接合する場合、遮光部で押圧された粘着性を有する硬化前の接着剤層が遮光部に隣接する開口部に回り込み、開口部が埋められて空気層が失われた状態で硬化されてしまうという現象が生じていた。
この場合、接着剤で埋められた開口部は前後の導光板やレンズ層または他の接着剤層との屈折率差が、開口部を空気層とした場合よりも小さいため、導光板から大きな入射角で入射する入射光は小さい屈折率で透過して上述の場合と同様に対向する単位レンズの周囲の単位レンズに入射して直進し、減衰して光量損失となったりレンズ層を透過しても輝度ムラを発生させたりするという上述したのと同様な問題がある。
しかも、レンズ層と導光板が変形して開口部で接触したり、開口部に固化前の接着剤が流入して埋めたりして空気層が失われる等、個々の開口部の状態がばらついて不均一であるため、一層の輝度ムラを発生するという不具合があった。
Further, in the optical sheet described in
In this case, the opening filled with the adhesive has a smaller refractive index difference from the front and rear light guide plate, lens layer, or other adhesive layer than the case where the opening is an air layer. Incident light incident at an angle is transmitted with a small refractive index, enters the unit lens around the opposing unit lens in the same manner as described above, goes straight, attenuates and results in light loss or transmission through the lens layer. However, there is a problem similar to that described above, which causes uneven brightness.
In addition, the state of each opening varies, such as the lens layer and the light guide plate deforming and contacting at the opening, or the air layer is lost by filling the opening with the adhesive before solidification, etc. Due to the non-uniformity, there was a problem of further uneven brightness.
また、光源として、エッジライト式の面光源のような導光板を用いるものではなく、例えば直下型方式のバックライトユニットを用いる場合、光学シートと光源との間に光拡散板や光拡散フィルムを配置する構成が一般的である。この場合には、遮光シートに光拡散板や光拡散シートが積層されるため、上記と同様に個々の開口部が不均一に変形したり埋められたりする等の問題が発生する。
特に、光拡散板や光拡散シートを光学シートに対して、粘着剤や接着剤などからなる光透過性の接着剤層によって接合する場合には、接着剤層が開口部側に押し付けられることで容易に空気層が失われてしまうことがある。
このため、遮光シートの厚さを増すことも考えられるが、従来のように遮光シートを印刷や転写法で形成したのでは十分な厚さを安定して形成することが難しいという問題がある。
In addition, a light guide plate such as an edge light type surface light source is not used as a light source. For example, when a direct type backlight unit is used, a light diffusion plate or a light diffusion film is provided between the optical sheet and the light source. The arrangement is common. In this case, since the light diffusing plate and the light diffusing sheet are laminated on the light shielding sheet, problems such as non-uniform deformation and filling of individual openings occur as described above.
In particular, when a light diffusing plate or a light diffusing sheet is bonded to an optical sheet with a light-transmitting adhesive layer made of an adhesive or an adhesive, the adhesive layer is pressed against the opening side. The air layer can easily be lost.
For this reason, it is conceivable to increase the thickness of the light-shielding sheet, but there is a problem that it is difficult to stably form a sufficient thickness if the light-shielding sheet is formed by printing or transfer as in the prior art.
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであり、光源から光を効率よく取り出すことができ、しかも輝度ムラを抑制することができる光学シート、それを用いたバックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an optical sheet that can efficiently extract light from a light source and suppress uneven luminance, and a backlight unit and a display using the optical sheet. An object is to provide an apparatus.
本発明による光学シートは、アレイ状のレンズが一方の面に配列されたレンズ部材と、レンズのそれぞれに対向する開口部を配列した遮光部材と、遮光部材に対してレンズ部材とは反対側に設けた光拡散部材とを備えた光学シートであって、開口部には、光拡散部材側からレンズ部材側に向けて内部に突出する光透過性突部と、光透過性突部の両側で開口部を仕切る面との間に設けた空気層とが設けられており、光透過性突部は空気層より屈折率が大きいことを特徴とする。
本発明によれば、開口部に光透過性突部を設けることによって開口部の形状が安定し各開口部での光の透過特性が安定するために光の出射角のバラツキを抑制して対向する開口部とレンズによる輝度ムラを生じにくい。しかも開口部の中心付近を通過する光は光透過性突部をほぼ直進して対向するレンズに入射するため中央領域ではプリズムタイプと同等の大きな輝度を確保できる。また、開口部の端部から大きな入射角で入射する光は光透過性突部をほぼ直進し、一部の光は突部の空気層との界面で全反射して戻され且つ他の一部は比較的屈折率の小さい空気層に屈折して出射した後レンズ部材に再度屈折して入射するため開口部全体を樹脂で埋設した場合よりも輝度の広がりを抑制して開口部に対向するレンズの周辺のレンズに入射する光を低減すると共に、開口部全体を空気層で埋めた場合よりも対向するレンズの周辺輝度を増大させて輝度分布を広げることができる。
なお、本発明による光学シートを有効に機能させるには、開口部における光透過性突部の両側の空気層が適度に保持されていることが必要である。さらに、開口部に充填する光透過性突部を形成する樹脂とレンズ部材との接触部の面積を制御することで所望の輝度分布を得ることができる。例えば、光透過性突部とレンズ部材との接触面積を増やせば正面輝度は低下するが輝度分布を広げることができ、接触面積を減らせば輝度分布は狭くなるが正面輝度は上昇する。
An optical sheet according to the present invention includes a lens member in which arrayed lenses are arranged on one surface, a light shielding member in which openings facing each of the lenses are arranged, and a lens member opposite to the lens member. An optical sheet provided with a light diffusing member provided, wherein the opening has a light transmissive protrusion projecting inward from the light diffusing member side toward the lens member side, and on both sides of the light transmissive protrusion. An air layer provided between the surface and the surface partitioning the opening is provided, and the light transmitting protrusion has a refractive index larger than that of the air layer.
According to the present invention, by providing a light-transmitting protrusion at the opening, the shape of the opening is stabilized and the light transmission characteristics at each opening are stabilized. Brightness unevenness due to the opening and the lens is less likely to occur. Moreover, since the light passing through the vicinity of the center of the opening travels substantially straight through the light-transmitting protrusion and enters the opposing lens, the central region can ensure the same high brightness as the prism type. In addition, light incident at a large incident angle from the end of the opening travels almost straight through the light-transmitting protrusion, and part of the light is totally reflected back at the interface with the air layer of the protrusion and the other one. Since the part refracts and exits the air layer having a relatively low refractive index and then refracts and enters the lens member again, it faces the opening while suppressing the spread of brightness compared to the case where the entire opening is embedded with resin. It is possible to reduce the light incident on the lenses in the vicinity of the lens, and to increase the peripheral brightness of the facing lens and broaden the brightness distribution as compared with the case where the entire opening is filled with an air layer.
Note that in order for the optical sheet according to the present invention to function effectively, it is necessary that the air layers on both sides of the light-transmitting protrusions in the opening are appropriately held. Furthermore, a desired luminance distribution can be obtained by controlling the area of the contact portion between the resin and the lens member that forms the light-transmitting protrusion that fills the opening. For example, if the contact area between the light-transmitting protrusion and the lens member is increased, the front luminance is decreased but the luminance distribution can be widened. If the contact area is decreased, the luminance distribution is narrowed but the front luminance is increased.
また、光透過性突部は頂部がレンズ部材に当接する凸曲面であることが好ましい。
これにより、輝度分布について正面輝度を高く保持すると共に周辺輝度の低下を抑制するよう分布させることができる。また、光透過性突部を円筒面形状に形成すれば、開口部の端部側から入射する入射角の大きい光の一部を光透過性突部の界面で全反射させて対向するレンズの外側に出射する光を低減できる。
また、開口部における光透過性突部の空気層との界面が曲面または傾斜面をなしていることが好ましい。
光透過性突部の両側面の空気層との界面を曲面または傾斜面に形成することで輝度分布の広がりを抑制できて対向するレンズを通した輝度分布の周辺での低下を抑制できる。
Moreover, it is preferable that the light-transmitting protrusion is a convex curved surface whose top is in contact with the lens member.
As a result, the luminance distribution can be distributed so that the front luminance is kept high and the decrease in peripheral luminance is suppressed. In addition, if the light-transmitting protrusion is formed in a cylindrical surface shape, a part of the light having a large incident angle incident from the end of the opening is totally reflected at the interface of the light-transmitting protrusion and the lens of the facing lens is opposed. Light emitted to the outside can be reduced.
Moreover, it is preferable that the interface with the air layer of the light transmissive protrusion in the opening is a curved surface or an inclined surface.
By forming the interface with the air layer on both sides of the light-transmitting protrusion on a curved surface or an inclined surface, the spread of the luminance distribution can be suppressed, and a decrease in the periphery of the luminance distribution through the facing lens can be suppressed.
また、遮光部材は開口部と遮光部が交互に配列され、遮光部材と光拡散部材とは接着剤からなる接着層によって接合されていて、該接着剤が硬化する前の段階で遮光部材と光拡散部材とを互いに押圧することで開口部内に接着層の一部を突出させることによって光透過性突部を形成するようにしてもよい。
接着層の接着剤をほぼ均一に開口部内に突出させて硬化させることができるために光学シートの製作工程で光透過性突部を容易に形成できる。
この場合、接着層は加圧前の厚みが3μm以上20μm以下であることが好ましい。
The light shielding member has openings and light shielding portions alternately arranged, and the light shielding member and the light diffusing member are joined by an adhesive layer made of an adhesive, and the light shielding member and the light are in a stage before the adhesive is cured. You may make it form a light-transmissive protrusion by making a part of adhesive layer protrude in an opening part by mutually pressing a diffusion member.
Since the adhesive of the adhesive layer can be substantially uniformly projected into the opening and cured, the light transmissive protrusion can be easily formed in the manufacturing process of the optical sheet.
In this case, the adhesive layer preferably has a thickness before pressing of 3 μm or more and 20 μm or less.
本発明によるバックライト・ユニットは、上述したいずれかに記載の光学シートと、光学シートのレンズ部材と反対側に配設されていて光を照射する光源部とが備えられている。
本発明によるディスプレイ装置は、上述したバックライトユニットと、バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部とを備えている。
これらの場合、上述した光学シートと同様の作用効果を奏することになる。
The backlight unit according to the present invention includes any one of the optical sheets described above and a light source unit that is disposed on the opposite side of the optical sheet from the lens member and that emits light.
A display device according to the present invention includes the above-described backlight unit and a liquid crystal display unit that displays an image using light from the backlight unit as display light.
In these cases, the same effects as the above-described optical sheet are exhibited.
本発明による光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、開口部に光透過性突部を設けることによって開口部の形状が安定し各開口部での光の透過特性が安定するために光の出射角のバラツキを抑制して対向する開口部とレンズによる輝度ムラを生じにくい。しかも開口部の中心付近を通過する光は光透過性突部をほぼ直進して対向するレンズに入射するためプリズムタイプと同等の大きな輝度を確保できる。また、開口部の端部から大きな入射角で入射する光は光透過性突部をほぼ直進し、一部の光は突部の空気層との界面で全反射して戻され且つ他の一部は比較的屈折率の小さい空気層に屈折して出射した後レンズ部材に再度屈折して入射するため開口部全体を樹脂で埋設した場合よりも輝度の広がりを抑制すると共に開口部全体を空気層で埋めた場合よりも周辺輝度を増大させて対向するレンズにおける輝度分布を広げることができる。そのため、光源から光を効率よく取り出すことができると共に輝度ムラを抑制することができる According to the optical sheet, the backlight unit, and the display device according to the present invention, the light transmitting protrusions are provided in the openings so that the shape of the openings is stabilized and the light transmission characteristics in each opening are stabilized. The variation in the emission angle of the lens is suppressed, and uneven brightness due to the opening and the lens facing each other is less likely to occur. In addition, since the light passing through the vicinity of the center of the opening travels substantially straight through the light-transmitting protrusion and enters the opposing lens, a large luminance equivalent to that of the prism type can be secured. In addition, light incident at a large incident angle from the end of the opening travels almost straight through the light-transmitting protrusion, and part of the light is totally reflected back at the interface with the air layer of the protrusion and the other one. Since the portion is refracted and emitted from the air layer having a relatively low refractive index and then refracted and incident again on the lens member, the spread of luminance is suppressed and the entire opening is air-filled compared to the case where the entire opening is buried with resin. It is possible to increase the luminance distribution in the facing lens by increasing the peripheral luminance as compared with the case of filling with layers. Therefore, it is possible to efficiently extract light from the light source and to suppress luminance unevenness.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。本発明の実施形態に係る光学シートについて、それを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置とともに説明する。
図1は本発明の実施形態によるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図、図2は図1の光学シートの断面図、図3は遮光シートの開口部と光透過性突部を示す要部縦断面図、図4は図3で大きな入射角で開口部へ入射する光の全反射角を示す図、図5は開口部の端部側から開口部内へ入射する入射光の進路と開口部の構成との関係を示す説明図であり、(a)は実施形態、(b)は開口部が樹脂で満たされた状態、(c)は開口部が空気で満たされた状態を示す図、図6は本発明の実施例、比較例、従来例による光学シートの単位レンズを透過する光の輝度分布を示すグラフである。
本実施形態によるディスプレイ装置1は、図1に示すように、光源部2、光学シート3、および液晶表示部4がこの順に積層され、液晶表示部4から図示上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、例えば平面視矩形状の画像を表示するものである。
光源部2と光学シート3とはバックライトユニット5を構成している。
以下では、このような配置に基づいて、図1の上方向を単に表示画面側または出射側、下方向を単に背面側または入射側と称する場合がある。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The optical sheet which concerns on embodiment of this invention is demonstrated with the backlight unit and display apparatus using the same.
1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical sheet of FIG. 1, and FIG. 3 shows an opening and a light-transmitting protrusion of the light-shielding sheet. FIG. 4 is a diagram showing a total reflection angle of light incident on the opening with a large incident angle in FIG. 3, and FIG. 5 is a path of incident light entering the opening from the end side of the opening. It is explanatory drawing which shows the relationship with the structure of an opening part, (a) is embodiment, (b) is the state with which the opening part was satisfy | filled with resin, (c) shows the state with which the opening part was satisfy | filled with air. FIG. 6 and FIG. 6 are graphs showing the luminance distribution of light transmitted through the unit lens of the optical sheet according to Examples, Comparative Examples, and Conventional Examples of the present invention.
As shown in FIG. 1, in the
The
Hereinafter, based on such an arrangement, the upper direction in FIG. 1 may be simply referred to as a display screen side or an emission side, and the lower direction may be simply referred to as a back side or an incident side.
図1において、光源部2は紙面奥行き方向に延びるライン状の発光部が図示左右方向に離間して配置された複数の光源7と、これら光源7を背面側から覆って表示画面側に開口する反射板8とで構成される直下型方式を採用している。
光源7としては、例えば冷陰極管などを用いるが、複数のLED素子を紙面奥行き方向に沿うライン上に配列したLED光源などを採用してもよい。
ただし、光源部2は、光学シート3の背面側に白色光を出射できればこのような構成には限定されず、周知のいかなる構成の光源部を採用してもよい。例えば、導光板の側面にライン状光源を配置したエッジライト式の面光源などを採用してもよい。
In FIG. 1, a
As the light source 7, for example, a cold cathode tube or the like is used, but an LED light source in which a plurality of LED elements are arranged on a line along the depth direction of the paper surface may be employed.
However, the
図1及び図2に示す光学シート3は、光源部2から表示画面側に出射される光の一部を集光して表示画面側に透過させると共に、他の光を光源部2側に反射して反射板8で再度反射させて表示画面側に出射させるものである。
光学シート3は光学シート3に剛性を与えるための基材10に背面側が接着されているが、基材10を光学シート3に含めても良い。或いは基材10は設けなくても良い。
光学シート3は、背面側から表示画面側に向けて、背面側から入射する光を拡散するための光拡散部材としての拡散板11、開口部12と遮光部13が交互に配列された遮光部材としての遮光シート14、拡散板11と遮光シート14を接合するための紫外線硬化性合成樹脂からなる接着剤(粘着剤)が層状に塗布されて硬化されてなる接着層15、遮光シート14の表示画面側の面に一体成形されたレンズ部材としてのレンズシート16とがこの順に積層されて構成されている。
The
The back side of the
The
ここで、基材10は、当該分野でよく知られているポリカーボネート(PC)やシクロオレフィンポリマー、アクリル、ポリスチレン、ポリエチレン(PET)等で形成されている。或いはこれらの材質を任意に選択して適宜の比で配合したものを用いてもよい。
また、拡散板11としては、全光線透過率(T.t.)が84%以上、接着層15との屈折率差(△n)が0.17以下であるガラス若しくは例えばポリカーボネート、アクリル、ポリエチレン等を素材とするポリマーフィルム若しくはシートが用いられる。
拡散板11は、光源部2から表示画面側に出射される光を拡散させるように、光源部2の表示画面側を覆う位置に設けられた板状部材である。これにより、複数の光源7による図示水平方向の照度ムラを抑制するとともに、表示光に適宜の視野角を付与することができるようになっている。
この拡散板11は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された透明粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものとされる。透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率の差は、0.02以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、屈折率差は、0.5以下であることが好ましい。
なお、拡散板11は、拡散板11に入射した光を散乱させつつ、表示画面側に透過させる必要がある。このため、拡散板11に含まれる透明粒子の平均粒径は、0.5μm〜10.0μmであることが望ましく、より好ましくは1.0μm〜5.0μmである。
Here, the
Further, as the diffusing
The
The
The
拡散板11の透明樹脂としては、例えばボリカーボネート(PC)樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メチルスチレン樹脂及びフルオレン樹脂等を使用することができる。
また、拡散板11の透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子;PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子;シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は2種類以上を混合して使用してもよい。
そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して押し出し成形することにより、板状の拡散板11を製造することができる。拡散板11の厚さは1mm〜5mmであることが望ましい。1mm未満の場合、拡散板11は薄くこしがないのでたわみやすくなってしまう。一方、5mmを越えると、光源部2からの光の透過率が悪くなってしまう。
本実施形態では、一例として、透明樹脂として屈折率1.57のMS(メチルメタクリレート−スチレン共重合)樹脂を採用し、透明粒子として屈折率1.50のMS樹脂フィラーを採用して、拡散板11の厚さは3.0mmとしている。
As the transparent resin of the
Moreover, as the transparent particles of the diffusing
And the plate-shaped
In this embodiment, as an example, an MS (methyl methacrylate-styrene copolymer) resin having a refractive index of 1.57 is adopted as a transparent resin, and an MS resin filler having a refractive index of 1.50 is adopted as a transparent particle. The thickness of 11 is 3.0 mm.
接着層15は、拡散板11を遮光シート14が連結されたレンズシート16に対して積層して一体化するためのもので、光透過性の粘着剤あるいは接着剤からなる。本実施形態では、一例として屈折率n1=1.54のアクリル系の感圧粘着剤を採用し、拡散板11とレンズシート16との間の層厚Tは例えば20μmとしている。
遮光シート14は開口部12と遮光部13が交互に配列されて構成されている。遮光シート14はレンズシート16の背面側の入射側界面において、図2に示すように平面視では遮光部13がピッチP、幅(P−W)、厚さtのストライプ状に形成されている。各遮光部13の間には幅Wの開口部12が形成され、拡散板11から接着層15を介して入射する散乱光のレンズシート16に対する入射範囲を位置規制する遮光パターンを構成している。
遮光部13は、本実施形態では、一例としてP=140μm、P−W=98μm、t=10μmのストライプ状としている。このため、開口12の幅Wは42μm、開口部12と遮光部13との幅の比率は、W:(P−W)=3:7とされている。
The
The
In this embodiment, the light-shielding
遮光部13の材質は、少なくとも遮光性が得られれば適宜の材質を採用することができるが、光源部2からの光を背面側に光を反射して照明光として再利用することができるように、光反射性材料を採用し光反射層を形成することが好ましい。このような光反射層として形成される遮光部13は、例えば金属粒子、または例えば二酸化チタンなどの高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキを塗布形成または転写形成したもの、金属箔をラミネート形成したもの、金属材料を蒸着したものなどを採用することができる。
遮光部13の反射率としては高反射率であることが好ましく、例えば83%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。
本実施形態では、遮光部13の一例として白インキ箔を転写形成することにより反射率を86%とした構成を採用している。
As the material of the light-shielding
The reflectance of the light-shielding
In the present embodiment, a configuration is adopted in which the reflectance is set to 86% by transferring and forming a white ink foil as an example of the
なお、遮光部13の形成方法は上述の転写方法には限定されず、印刷方法やフォトリソグラフィー法や押し出し成形法等の適宜方法を用いてよい。例えば押し出し成形などによって、レンズシート16の背面側の面を遮光部13の断面形状に対応した凹凸形状に形成し、その背面側の凸部に金属粒子または高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキを塗布することで、遮光部13を凸部状の反射膜として形成することもできる。この場合、インキを凸部のみに塗布することで、押し出し成形で形成された凹部に開口部12が形成されるので製造が容易となる。
また、この場合においても、凸形状は、図2の遮光部13のように矩形断面を有する凸形状には限定されない。例えば、背面側または表示画面側に縮幅する台形断面や、これら矩形断面、台形断面の背面側の角部を丸めた断面形状を採用することができる。特に、角部を丸めた断面形状によれば、反射膜を塗布すると反射膜が凸形状の側面にも形成されるため、凸形状の側面に入射する光を反射することができ、反射膜を薄膜で形成しても、実質的に遮光部13と同様、凸形状の高さ方向に厚みを有する光反射層を形成することができる。
In addition, the formation method of the light-shielding
Also in this case, the convex shape is not limited to the convex shape having a rectangular cross section like the
次にレンズシート16は、光透過性を有するレンズシート基材17を背面側に有しており、その表示画面側にはレンズ部18が配列されている。
レンズ部18は、開口部12、レンズシート基材17を通って表示画面側に透過する拡散光を集光するため、複数の光学素子、例えば単位レンズであるレンズ(単位レンズということがある)18A、…などを、それぞれ開口部12に1:1で対向させてピッチPでアレイ状に配列したものである。なお、遮光シート14は開口部12を透過した光が対応するレンズ18Aの両隣あるいは更にその隣のレンズに極力入射しない目的でつくられたストライプ状である。
レンズ部18は、表示画面側に凸に形成されたレンズ面18aが図2の紙面に直交する方向に延ばされ、焦点位置が対向する開口部12の中心線上で開口部12内の入射側界面12aの近傍となるように配置された凸シリンドリカルレンズを単位レンズ18Aとする凸シリンドリカルレンズアレイからなる。すなわち、レンチキュラーレンズとして構成されている。
レンズ面18aの形状は、本実施形態では、一例として曲率半径70μm、開口角86°の円断面のシリンドリカルレンズとしている。ただし、必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、球面、楕円面などを採用してもよい。また、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としてもよい。
Next, the
The
The
In this embodiment, the shape of the
レンズシート基材17はレンズ部18と同一材質でよいが、例えばフッ素系ポリマー等で形成されていてもよい。
レンズ部18は、例えばPET樹脂、PC樹脂、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。もしくは紫外線(UV)硬化性樹脂を用いて成形することができる。
The lens
The
そして、本実施形態では、遮光シート14の各開口部12において、開口部12の入射側界面12a(接着層15の出射側界面)から開口部12の出射側界面(レンズシート16の入射側界面)に向けて凸曲面形状または断面台形状の光透過性突部20が設けられている。この光透過性突部20は開口部12の入射側界面12aの両端である遮光部13、13との境界から開口部12内に進出して、その頂部20aはレンズシート16のレンズシート基板17に当接または連結している。
図3及び図4は遮光シート14の開口部12における光透過性突部20の拡大図を示すものである。図3において、光透過性突部20は例えば接着層15と同一材質の樹脂層であって同一の屈折率を有している。光透過性突部20は頂部20aの両側部20b、20bと両側の遮光部13、13との間に空気層21、21が形成されている。そのため、開口部12は光透過性突部20からなる樹脂層と空気層21、21によって満たされている。光透過性突部20は両側部20b、20bと空気層21、21が線対称となるように形成することが輝度バランスをとる上で好ましいが、非対称でもよい。
And in this embodiment, in each opening
3 and 4 are enlarged views of the
レンズシート基材17と光透過性突部20の頂部20aとを接触させることで、光透過性突部20の中央を透過する光が空気層で屈折することなくほとんど透過してレンズ18Aを透過することで単位レンズ18A当たりの正面輝度を高くすることができる。
ここで、光透過性突部20の頂部20aとレンズシート基材17との接触面積を制御することでレンズ18A…当たり所望の輝度分布を得ることができる。例えば、頂部20aとレンズシート基材17との接触面積が増えるにつれて正面輝度が低下すると共に輝度分布の広がり角度が大きくなるが、あまり面積が大きすぎるとレンズ18Aの屈折作用に寄与しない大きな広がり角度を持つ光を多く透過して正面輝度が低下する。頂部20aとレンズシート基材17との接触面積が低減すればレンズ18A当たりの輝度分布は狭くなり正面輝度は上昇する。
従って、正面輝度を上げたい場合、レンズ基材と樹脂層の接触面は大きくなり過ぎないように設定する必要がある。
また、開口部12の端部側から斜めに入射角θ1で入射する光は光透過性突部20をほぼ直進して、空気層21の領域で屈折して更にレンズシート基材17で屈折して出射角θ2でレンズ部18に入射することで拡散を抑制されて開口部12に対向するレンズ18Aに入射する(図5参照)。
By bringing the lens
Here, by controlling the contact area between the
Therefore, when it is desired to increase the front luminance, it is necessary to set the contact surface between the lens base material and the resin layer so as not to become too large.
Further, light incident obliquely from the end of the
図3及び図4では、開口部12に設けた樹脂層からなる光透過性突部20と空気層21との界面が円筒面をなす場合を示している。
ここで、図3において、例えば遮光シート14の厚みt=10μm、開口部12の幅w=50μm、光透過性突部20の屈折率n=1.4、空気層21の屈折率をn=1とした場合を考える。略円筒面をなす光透過性突部20の円筒面の半径をdとし、開口部12の一方の端部を通過する光L1が接着層15となす角度をα、光透過性突部20の界面への光L1の入射角θとする。
そして、光透過性突部20の頂点20aのみがレンズシート基材17に接触している場合、θ=0.81+α(rad)を満たす。光透過性突部20の樹脂の屈折率n=1.4であり、光透過性突部20界面の全反射角θo=0.80(rad)となることから、遮光部13端部から入射した光は頂点20a部分を通して透過する光以外界面で全反射を受けることが分かる(図4参照)。この時、光透過性突部20とレンズシート基材17の接点(頂部20a)から透過する光線の出射角は、β=68.2゜と求められる。
3 and 4 show a case where the interface between the light transmitting
Here, in FIG. 3, for example, the thickness t = 10 μm of the
When only the apex 20a of the
なお、光学シート3の製造方法において、遮光シート14をレンズシート16と一体に成形する場合、例えば転写法によって形成することができる。すなわち、レンズシート16のレンズシート基材17側に感光性樹脂を塗布した後、紫外線(UV)をレンズ部18側から照射し、露光、未露光部分を形成させる。露光部分はタック性が失われ、未露光部分はタック性が残る。この部分に白インキ箔をラミネートし、剥離することによって、開口部12と遮光部13が交互に形成された遮光パターンを有す遮光シート14をレンズシート16と一体に形成できる。
次に、遮光部13および開口部12が交互に配列された遮光シート14について、別途製造した拡散板11の出射側端面に接着剤を塗布してなる接着層15を形成し、この接着層15に遮光シート14を貼り合わせる。このようにして、光学シート3が製造される。
In the method of manufacturing the
Next, with respect to the
ここで、上述した遮光シート14の開口部12に例えば略円筒形状の光透過性突部20を形成するためには、拡散板11と遮光シート14を一体に接合したレンズシート16とを貼り合わせる際、貼り合わせ圧力によって拡散板11と遮光シート14を接合する接着層15の接着剤(粘着材)の一部を開口部12内に流動して膨出させることによって達成できる。光学シート3の開口部12を部分的に埋める接着層15の接着剤の合成樹脂としては、当該分野でよく使われる例えばアクリル系粘着剤を用いる。
また、接着層15の接着剤として弾性率の高い樹脂を使用することで拡散板11と遮光シート14の貼り合わせ時に開口部12内に突出する接着層15の接着剤と空気層の界面が円筒面に近い凸曲面形状に形成され、これが光透過性突部20を構成する。
貼り合わせ時には、接着層15の接着剤が開口部12に押し込まれてレンズシート基材17に接触するように貼り合わせ圧力を適度に高く設定することが望ましい。この接着剤が上述した所望の特性を発揮するには、例えば接着剤の貯蔵弾性率G′が1.0×105 Pa以上1.4×105Pa以下のものを用い、加圧前の接着層15の厚さは例えば3μm以上20μm以下とするのが適している。
ここで、貯蔵弾性率G′が1.0×105 Pa未満であると流動性が高すぎて押圧時に開口部12内のレンズシート基材17全面に接着剤が接触する不具合が生じ、1.4×105Paを超えると弾性率が高すぎて押圧時に接着剤を開口部12内に十分膨出させることができない。また、接着層15の厚さが3μm未満であると貼り合わせ時に押圧力を高くしても接着層15をレンズシート基材17まで膨出させることができず、光透過性突部20の形状が不安定になり、また厚さが20μmを超えるとわずかな押圧でも必要以上の接着剤が開口部12内に膨出してレンズシート基材17全面に接触してしまう。
Here, in order to form, for example, a substantially cylindrical
Further, by using a resin having a high elastic modulus as the adhesive of the
At the time of bonding, it is desirable to set the bonding pressure appropriately high so that the adhesive of the
Here, when the storage elastic modulus G ′ is less than 1.0 × 10 5 Pa, the fluidity is too high, and there is a problem that the adhesive contacts the entire surface of the
また、拡散板11と遮光シート14を接合したレンズシート16とをロール式のラミネート機で貼り合わせする場合、2本のロールに加わる接触圧力が3.0MPa以上6.0MPa以下の範囲であることが望ましい。接触圧力が3.0MPa未満では貼り合わせの際の押圧によって遮光シート14の開口部12に接着剤(接着層15)を膨出させるには不十分であり、6.0MPaを越える接触圧力を加えると開口部12の全面に亘って接着剤(接着層15)が接触してしまうために正面輝度が大きく低下してしまう。
なお、ロール間の接触圧を測定する方法として例えば感圧紙を用いる方法がある。この方法は2本のロールに挟んだ感圧紙の発色の濃淡によってロール間のニップ圧を計測することができる。ロール幅方向に亘って感圧紙の発色が一定になるように圧力を調整することで、遮光シート14の開口部12に膨出する接着剤(接着層15)の割合がシート面全面で均一で輝度ムラのない光学部材を作成することができる。
In addition, when the
An example of a method for measuring the contact pressure between rolls is a method using pressure sensitive paper. In this method, the nip pressure between rolls can be measured by the color density of pressure-sensitive paper sandwiched between two rolls. By adjusting the pressure so that the color development of the pressure sensitive paper is constant over the roll width direction, the ratio of the adhesive (adhesive layer 15) that swells to the
本実施形態による光学シート3及びディスプレイ装置1は上述の構成を備えており、次にディスプレイ装置1の作用について、光学シート3の作用を中心に説明する。
図1において、光源部2から出射された光は、一部が光源7から直接拡散板11に向けて出射され、他の光は反射板8によって反射された後、拡散板11に向けて出射される。これにより、光学シート3の背面側が全面的に照明される。このとき、光源7の配列ピッチに対応する照度ムラは、反射板8の作用によって緩和されるものの、ある程度残存している。
拡散板11を進む光は、拡散板11の透明樹脂内を透明粒子によって散乱されて拡散光として進み、光源部2の照度ムラが解消されると共に適宜の角度範囲に広がり角を有する光として、遮光シート14に入射する。
遮光シート14では、開口部12を通る光はレンズシート部16に入射する。その他の遮光部13に到達する光は、一部が吸収または透過する以外は、遮光部13の反射率に応じて背面側に反射され、光源部2に戻って再利用される。
The
In FIG. 1, a part of the light emitted from the
The light traveling through the
In the
ここで、開口部12に入射する光は全て光透過性突部20内に進入するが、光透過性突部20と接着層15、レンズシート16はいずれも樹脂層で形成され、比較的屈折率の差が小さいために入射角の比較的小さい光はほぼ直進して光透過性突部20を通過する。特に光透過性突部20の頂部20a近傍を通過する光L1は入射角に関わらず空気層21に出射することなくほぼ直進する。
他方、図3から図5(a)に示すように、開口部12の遮光部13側端部側から斜めに大きな入射角θ1近傍で拡散板11から接着層15を介して光透過性突部20内に入射する光L2は、光透過性突部20内をほぼ直進して一部の光L2は光透過性突部20の界面で全反射して拡散板11側に戻されるが、他の光L2は空気層21で屈折して出射した後に比較的屈折率の小さい空気層21内を直進してレンズシート部16のレンズシート基材17で再度屈折して入射するために比較的小さな出射角θ2で出射する。
そのため、この光L2の多くはレンズシート部16のレンズ部18の開口部12に対向するレンズ18Aで集光されて液晶表示部4に向けて出射する。この場合、開口部12に対向するレンズ18A周囲のレンズ18Aに入射する割合が小さく、減衰して光量損失となったりレンズ部18を透過して輝度ムラを発生させたりすることを抑制できる。
Here, all the light incident on the
On the other hand, as shown in FIG. 3 to FIG. 5A, the light transmitting protrusion from the
Therefore, most of the light L <b> 2 is collected by the
これに対し、図5(b)に示すように開口部12が接着剤からなる樹脂で埋められていると、接着層15の屈折率と樹脂の屈折率が近い値であると考えると、入射角θ1で入射する光L2は接着層15から樹脂の層に入射する際にほとんど屈折作用を受けずに直進する。従って、開口部12が樹脂によって埋められた場合には、埋められていない場合に比べて大きく広がった光がレンズ部18へ入射することになる。このため、開口部12に空気層が存在しない場合、レンズ18Aの集光作用を受けない横方向の光が無駄に放出されてしまい、正面輝度の低下をもたらしてしまう。そして、開口部12に対向する単位レンズ18Aの周囲の外側のレンズ18Aに入射する光が多くなり、光量損失が増大すると共に輝度ムラを起こす不具合が発生する。
また、図5(c)に示すように開口部12が全体に空気層で満たされている場合、光L2は開ロ部12の空気層に入射すると接着層15と空気層との境界面の方向に屈折し、レンズシート16に入射する際に今度は表示画面側へ屈折する。前後の樹脂層である接着層15及びレンズシート基材17と比較して、屈折率の小さい空気層で比較的大きな屈折角で屈折してレンズシート16へ出射することになり、中央領域に出射する光が多くなり、正面輝度は高いが周辺の輝度が低減するために輝度ムラを起こす不具合が発生する。
On the other hand, when the
Further, when the
なお、開口部12から対向しない周囲のレンズ18Aに入射した光は、それぞれ入射した単位レンズ18Aの屈折作用により表示画面側に向けて斜め方向に出射される。
そして、光学シート3から出射された光は液晶表示部4に入射し、画像信号に基づいて不図示の駆動部で制御された各画素領域の偏光状態に応じて、所定の画素領域からの光が表示光として透過され、視野角を有する画像が表示される。このとき、開口部12から対向位置の画素領域以外に入射する光が多くなると、対向位置の画素領域を透過する光の輝度が低下し、その周囲の画素領域における輝度ムラの原因となる。また、これらの光は、出射角が大きくなるので、放射輝度分布がいびつになり、画質の低下を招く原因ともなる。
したがって、開口部12から、対向位置の単位レンズ18A以外の単位レンズ18Aに入射する光は少ないことが好ましく、少なくとも対向位置の単位レンズ18Aに隣接する単位レンズ18Aまでの範囲とすることが好ましい。
Note that light that has entered the surrounding
The light emitted from the
Accordingly, it is preferable that the amount of light incident on the
次に本発明の実施例について説明する。
光学シート3について、実施例として遮光シート14の開口部12に接着剤と同一材質によって略円筒面形状をなす凸曲面形状の光透過性突部20を形成し、光透過性突部20の頂部20aは一点でレンズシート基材17に接触する構成とし、比較例は開口部12全体を空気層とし、これら実施例と比較例のその余の構成は本実施形態と同一とした。従来例として輝度強調フィルム(RBFF)を直交する方向に積層してなる上述した従来の光学シートを用いた。
そして、これら実施例、比較例、従来例による光学シートに対して同一構成の光源部2を取り付け、1つの単位レンズ18Aから出射される光強度分布を測定した結果を図6に示す。図6に示す輝度分布において、実施例、比較例、従来例のいずれも放射角度0°でピークをなす輝度を有し、次第に輝度が低下するよう分布する正規分布形状の輝度分布が測定された。
実施例の輝度分布は、従来技術の輝度分布より若干狭いが、開口部12を空気層で満たした比較例よりも広がりを持たせることができる。
Next, examples of the present invention will be described.
For the
And the result of having measured the light intensity distribution radiate | emitted from one
The luminance distribution of the example is slightly narrower than the luminance distribution of the prior art, but can be wider than the comparative example in which the
以上説明したように、本実施形態による光学シート3によれば、遮光シート14の開口部12内に樹脂からなる光透過性突部20を設けたから、当該開口部12に対向するレンズ部18に入射する光を効率よく入射させることができ、開口部12に対する入射角の大きい光が周囲のレンズ部18に入射して光損失や輝度ムラを生ずるのを抑制できる。
また開口部12の中心付近を通過する光は光透過性突部20をほぼ直進して対向するレンズ18Aに入射するため中央領域では従来技術によるプリズムタイプと同等の大きな輝度を確保できる。また、開口部12の端部側から入射する光は光透過性突部20をほぼ直進し、一部の光は突部20の空気層21との界面で全反射して戻され且つ他の一部は比較的屈折率の小さい空気層21に屈折して出射した後レンズシート16に再度屈折して入射するため開口部12全体を樹脂で埋設した場合よりも輝度の広がりを抑制して開口部12に対向するレンズ18Aの周辺のレンズ18Aに入射する光を低減すると共に、開口部12全体を空気層で埋めた場合よりも対向するレンズ18Aの周辺輝度を増大させて輝度分布を広げることができる。
しかも、開口部12内で光透過性突部20の頂部20aがレンズシート基板17に当接することによって、遮光シート14の各開口部12の形状が安定し各開口部12での光の透過特性が安定するために、光の出射角のバラツキを抑制して開口部12と対向するレンズ18Aによる輝度ムラを生じにくい。
また、従来技術における輝度強調フィルムを用いた光学シートを採用しないから、液晶表示部4へ向かう光の一部が光路外に無駄に出射されたり視覚方向に対して液晶表示部4の角度を水平方向にずらした際に急激な輝度の低下を来すことを抑止できる。
As described above, according to the
In addition, since the light passing through the vicinity of the center of the
In addition, when the
In addition, since the optical sheet using the brightness enhancement film in the prior art is not employed, a part of the light traveling toward the liquid
次に本実施形態による光学シート2の変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
図7は第一変形例による光学シート2の遮光シート14の開口部22を示している。図7において開口部22の遮光部23との境界をなす壁面22a、22aは背面側から表示画面側に向けて次第に幅が狭くなるように傾斜しており、しかも各壁面22a、22aは好ましくは対称形状をなしている。開口部22内に光透過性突部20が凸曲面形状に突出形成されており、頂部20aでレンズシート基材17に接触すると共に、両側に空気層21、21が形成されている。
このような形状を採用することによって、拡散板11とレンズシート16に一体に積層した遮光シート14とを接合する際、塗布した接着層15を遮光シート14の遮光部23によって所定の圧力で押圧することによりUV照射による硬化前の接着剤が開口部22内に膨出するのをガイドする。これによって接着剤をスムーズ且つバランスよく開口部22内に凸曲面形状に突出形成して、その後のUV照射等による硬化によって凸曲面形状の光透過性突部20を形成することができる。
なお、開口部22の壁面22a、22aは図7に示すものとは逆に背面側から表示画面側に向けて次第に幅が広くなるように傾斜して形成してもよい。このような遮光シート14を形成するには、図7に示す遮光シート14と同様に転写法で形成し反転してレンズシート基材17に接合すればよい。
Next, a modification of the
FIG. 7 shows the
By adopting such a shape, when the
The wall surfaces 22a and 22a of the
図8は第二変形例による遮光シート14の開口部12と光透過性突部25とを示すものであり、開口部12内に設けた光透過性突部25は断面台形状に形成され、頂面25aがレンズシート基材17に接触または連結されている。
FIG. 8 shows the
図9は第三変形例による光学シート30の遮光シート31を示している。
図9において開口部12内に突出成形する光透過性突部20は拡散板11の出射面に型成形や押し出し成形等によって予め一体成形されている。そして、拡散板11の出射面において所定間隔で配列された光透過性突部20の間に上述した転写法等によって遮光部13を突出形成することによって開口部12内に光透過性突部20が突出形成された遮光シート31が形成される。その後、レンズシート16におけるレンズシート基板17の入射側端面に接着剤を塗布して接着層32を形成し、拡散層11に一体成形した遮光シート14を接合する。これによって光学シート30が製作できる。
なお、光透過性突部20、25は上述のように拡散板11と一体成形によって製作してもよいし、別個に成形して接合してもよい。光透過性突部20の製作に際して、型成形してもよいし、押し出し成形で製作してもよく、適宜の製法で製作できる。
或いは、開口部12内に光透過性突部20を一体成形した遮光シート14をレンズシート16のレンズシート基材17と拡散板11とにそれぞれ接着層15,32を介して接合して形成してもよい。
FIG. 9 shows a
In FIG. 9, the light-transmitting
The
Alternatively, the light-shielding
以上、本発明の実施形態や変形例についてを説明してきたが、本発明はこれらに限定されることなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能である。また、本発明による光学シートは他のフラットパネルディスプレイヘの適用、照明利用等を行うことが可能である。 As mentioned above, although embodiment and the modification of this invention were demonstrated, this invention is not limited to these, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, an appropriate change is possible. Further, the optical sheet according to the present invention can be applied to other flat panel displays, used for illumination, and the like.
1 ディスプレイ装置
2 光源部
3、30 光学シート
11 拡散板
12 開口部
13、23 遮光部
14、31 遮光シート
15、32 接着層
16 レンズシート
17 レンズシート基材
20、25 光透過性突部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記開口部には、光拡散部材側からレンズ部材側に向けて内部に突出する光透過性突部と、該光透過性突部の両側で前記開口部を仕切る面との間に設けた空気層とが設けられており、
前記光透過性突部は空気層より屈折率が大きいことを特徴とする光学シート。 A lens member in which arrayed lenses are arranged on one surface, a light shielding member in which openings facing each of the lenses are arranged, and a light diffusion member provided on the opposite side of the light shielding member from the lens member An optical sheet comprising
Air provided between the light transmissive protrusions projecting inward from the light diffusing member side toward the lens member side and the surfaces partitioning the opening parts on both sides of the light transmissive protrusions. Layers are provided,
The optical sheet, wherein the light transmitting protrusion has a refractive index larger than that of the air layer.
該光学シートのレンズ部材と反対側に配設されていて光を照射する光源部と
が備えられているバックライト・ユニット。 The optical sheet according to any one of claims 1 to 5,
A backlight unit that includes a light source unit that is disposed on the opposite side of the optical sheet from the lens member and that emits light.
該バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う液晶表示部と
を備えているディスプレイ装置。 A backlight unit according to claim 6;
And a liquid crystal display unit for displaying an image using light from the backlight unit as display light.
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