JP2009103763A - Lens sheet used for backlight, backlight using the same and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズシート、それを用いたバックライト及び液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、正面輝度を向上する機能を有し、バックライトに用いられるレンズシート、それを用いたバックライト及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a lens sheet, a backlight using the lens sheet, and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a lens sheet that has a function of improving front luminance and is used for a backlight, a backlight using the lens sheet, and a liquid crystal display device.
ディスプレイに代表される液晶表示装置は、正面輝度の向上を求められる。そのため、ディスプレイに利用されるバックライトには、面光源からの光線を正面に集光して正面輝度を向上するレンズシートが敷設される。このようなレンズシートとして、一般的には、特許第3262230号に開示されているようなプリズムシートが使用される。 A liquid crystal display device represented by a display is required to improve front luminance. Therefore, a lens sheet that collects light from the surface light source in the front and improves the front brightness is laid on the backlight used for the display. As such a lens sheet, a prism sheet as disclosed in Japanese Patent No. 3262230 is generally used.
図21及び図22を参照して、従来のプリズムシート100は、互いに並設された複数の柱状のプリズムPLを表面に備える。プリズムシート100の屈折率は、1.5〜1.6程度である。面光源からの拡散光R100はプリズムのPLの表面で屈折し、正面に偏向されて出射する。このように、プリズムシート100は、拡散光を正面に集光させることにより、ディスプレイの正面輝度を向上する。
Referring to FIGS. 21 and 22, a
上述のとおり、プリズムシート100は正面輝度を向上するものの、正面斜め方向の輝度も高くしてしまう。図23は、液晶表示装置の表示画面の上下方向に並設された複数の蛍光灯を備えたバックライト上に、プリズムの並設方法が蛍光灯の並設方向と同じとなるようにプリズムシートを敷設した場合の輝度の視野角依存性を示すグラフである。図中の破線は表示画面の上下方向の輝度の視野角依存性を示し、図中の実線が左右方向の輝度の視野角依存性を示す。なお、図中の横軸は視野角を示し、縦軸はプリズムシートを敷設していない液晶表示装置の正面輝度を基準とした相対輝度を示す。
As described above, although the
図23を参照して、上下方向、左右方向ともに、視野角0degを中心に所定の視野角(上下方向で約±30deg、左右方向で約±50deg)までは輝度がほぼ一定である。しかしながら、所定の視野角を越えると、上下方向及び左右方向ともに輝度が急速に低下する。さらに、上下方向では、視野角が±50degを越えると、輝度が再び上昇し、いわゆるサイドローブが出現する。このような急激な輝度の低下やサイドローブは液晶表示装置の表示画面を見るユーザに違和感を与える。そのため、輝度は、視野角0deg(つまり、表示画面の法線方向)をピークとして視野角の広がりとともに徐々に低下する、自然な配向分布となるのが好ましい。
Referring to FIG. 23, in both the vertical direction and the horizontal direction, the luminance is substantially constant up to a predetermined viewing angle (about ± 30 deg in the vertical direction and about ± 50 deg in the horizontal direction) centering on the
このような不自然な輝度の視野角特性を解消するために、最近では、2枚の拡散シートが積層されたバックライトを用いた液晶表示装置が登場している。この場合、輝度の視野角依存性は、視野角0degを輝度のピークとして視野角の広がりとともに徐々に輝度が低下する自然な配向分布となる。また、2枚の拡散シートを用いるため、高い正面輝度が得られる。 In order to eliminate such an unnatural luminance viewing angle characteristic, recently, a liquid crystal display device using a backlight in which two diffusion sheets are laminated has appeared. In this case, the viewing angle dependency of the luminance is a natural orientation distribution in which the luminance gradually decreases with the widening of the viewing angle with the viewing angle of 0 deg as the luminance peak. Further, since two diffusion sheets are used, high front luminance can be obtained.
しかしながら、輝度の視野角依存性の分布幅は狭くなる。液晶表示装置を利用するユーザは、上下斜め方向よりも左右斜め方向から表示画面を見る機会が多い。そのため、左右方向は特に、広視野角である方が好ましい。具体的には、IPS方式の液晶パネルを含む液晶表示装置の左右方向の輝度の視野角依存性において、正面輝度の1/3以上となる輝度の視野角範囲(以下、1/3視野角という)が120deg以上であるのが好ましい。 However, the distribution width of the viewing angle dependency of luminance is narrowed. A user who uses a liquid crystal display device has more opportunities to view a display screen from a diagonal direction than a diagonal direction. Therefore, it is particularly preferable that the left and right direction has a wide viewing angle. Specifically, in the viewing angle dependency of the luminance in the left-right direction of a liquid crystal display device including an IPS liquid crystal panel, a luminance viewing angle range (hereinafter referred to as a 1 / viewing angle) that is 1/3 or more of the front luminance. ) Is preferably 120 deg or more.
また、面光源上に2枚の拡散シートを重ねなければならず、製造工程が煩雑になる。 In addition, two diffusion sheets must be stacked on the surface light source, which complicates the manufacturing process.
さらに、バックライトが、互いに並設された複数の線光源を含む場合、輝度ムラが発生する場合がある。輝度ムラは、表示画面を見るユーザに違和感を与える。そのため、輝度ムラの発生は抑制される方が好ましい。
本発明の目的は、1枚で高い正面輝度を有し、かつ、広視野角を実現できるレンズシートを提供することである。 An object of the present invention is to provide a lens sheet that has high front luminance and can realize a wide viewing angle.
本発明の他の目的は、輝度ムラを抑制できるレンズシートを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a lens sheet that can suppress luminance unevenness.
本発明によるレンズシートは、バックライトに用いられる。レンズシートは、ベースフィルムと、レンチキュラレンズ層と、プリズム層と、充填層とを備える。レンチキュラレンズ層は、ベースフィルムの一方の表面上に形成され、互いに並設された複数のシリンドリカルレンズを備える。プリズム層は、ベースフィルムの他方の表面上に形成され、複数のシリンドリカルレンズの並設方向と略同じ方向に並設された複数の第1のプリズムを含み、ベースフィルムよりも低い屈折率を有する。充填層は、プリズム層の第1のプリズムが並設された表面上に充填され、プリズム層の屈折率よりも高い屈折率を有する。ここで、ベースフィルムは、フィルム状やシート状であってもよく、板状であってもよい。 The lens sheet according to the present invention is used for a backlight. The lens sheet includes a base film, a lenticular lens layer, a prism layer, and a filling layer. The lenticular lens layer includes a plurality of cylindrical lenses formed on one surface of the base film and arranged in parallel with each other. The prism layer includes a plurality of first prisms formed on the other surface of the base film and arranged in the same direction as the parallel arrangement direction of the plurality of cylindrical lenses, and has a lower refractive index than the base film. . The filling layer is filled on the surface on which the first prisms of the prism layer are arranged side by side, and has a refractive index higher than that of the prism layer. Here, the base film may be a film shape, a sheet shape, or a plate shape.
本発明によるレンズシートでは、入射された光線を段階的に集光する。充填層の屈折率がプリズム層の屈折率よりも高いため、充填層に入射された拡散光は、プリズム表面で屈折し、正面に集光される。次に、ベースフィルムの屈折率がプリズム層の屈折率よりも高いため、プリズム層からベースフィルムに入射された光線は、ベースフィルムの表面で屈折し、より正面に集光される。さらに、ベースフィルムから出射された光線はレンチキュラレンズ層に入射され、シリンドリカルレンズの凸面上で屈折し、より正面に集光されて出射される。このように、本発明のレンズシートは、プリズムとシリンドリカルレンズとを備え、かつ、プリズム層の屈折率をベースフィルム及び充填層の屈折率よりも小さくすることにより、入射された光線をレンズシート内部で段階的に集光させることができる。そのため、1枚で高い正面輝度を得ることができる。 In the lens sheet according to the present invention, incident light rays are condensed stepwise. Since the refractive index of the filling layer is higher than the refractive index of the prism layer, the diffused light incident on the filling layer is refracted on the prism surface and collected on the front surface. Next, since the refractive index of the base film is higher than the refractive index of the prism layer, the light beam incident on the base film from the prism layer is refracted on the surface of the base film and condensed more on the front. Furthermore, the light beam emitted from the base film enters the lenticular lens layer, is refracted on the convex surface of the cylindrical lens, and is condensed and emitted to the front. As described above, the lens sheet of the present invention includes the prism and the cylindrical lens, and reduces the refractive index of the prism layer to be smaller than the refractive indexes of the base film and the filling layer, thereby allowing the incident light beam to enter the lens sheet. The light can be condensed step by step. Therefore, high front luminance can be obtained with a single sheet.
さらに、本発明によるレンズシートは、複数のプリズムを含んでいても、サイドローブの発生を抑制できる。サイドローブの発生を抑制できる理由としては、以下の事項が考えられる。プリズムシートにおけるサイドローブは、プリズムシートの法線に対して広角度で出射される光(以下、サイドローブ光という)により形成される。このようなサイドローブ光は、プリズムの表面(2つの側面)のうちの一方の側面で全反射された光線が、他方の側面で透過して出射される。本発明のレンズシートでは、充填層が、プリズム層の複数のプリズム間に充填されている。つまり、充填層の表面上にも複数のプリズムが形成されている。プリズム層の屈折率は充填層よりも小さいものの、空気の屈折率よりも大きい。そのため、充填層上のプリズム表面では、従来のプリズムシートよりも臨界角が大きくなる。したがって、充填樹脂層上のプリズムの側面で光線が全反射される割合が減少し、サイドローブの発生が抑制される。 Furthermore, even if the lens sheet according to the present invention includes a plurality of prisms, the occurrence of side lobes can be suppressed. The following can be considered as reasons for suppressing the occurrence of side lobes. The side lobe in the prism sheet is formed by light emitted at a wide angle with respect to the normal of the prism sheet (hereinafter referred to as side lobe light). In such sidelobe light, a light beam totally reflected on one of the surfaces (two side surfaces) of the prism is transmitted and emitted on the other side surface. In the lens sheet of the present invention, the filling layer is filled between the plurality of prisms of the prism layer. That is, a plurality of prisms are also formed on the surface of the filling layer. Although the refractive index of the prism layer is smaller than that of the filling layer, it is larger than that of air. Therefore, the critical angle is larger on the prism surface on the packed layer than on the conventional prism sheet. Therefore, the ratio of total reflection of light rays on the side surfaces of the prism on the filling resin layer is reduced, and the occurrence of side lobes is suppressed.
また、本発明のレンズシートの表面に形成されるシリンドリカルレンズでは、プリズムのように一方の側面で全反射された光が他方の側面で透過されるということが少なく、一度全反射された光が再びレンズ凸面に入射された場合、再び全反射される場合が多い。そのため、レンズシート法線に対して広角度で出射されるサイドローブ光を抑えることができる。 In addition, in the cylindrical lens formed on the surface of the lens sheet of the present invention, light that is totally reflected on one side like a prism is rarely transmitted on the other side, and light that has been totally reflected once is rarely transmitted. When it is incident on the convex surface of the lens again, it is often totally reflected again. Therefore, sidelobe light emitted at a wide angle with respect to the lens sheet normal can be suppressed.
さらに、本発明のレンズシートは、シリンドリカルレンズの並設方向と第1のプリズムの並設方向とが略同じである。そのため、シリンドリカルレンズ及び第1のプリズムの長手方向における輝度の視野角依存性は、幅の広い分布を示し、広視野角となる。また、シリンドリカルレンズの並設方向と第1のプリズムの並設方向とが略同じであるため、輝度ムラの発生を抑制できる。 Furthermore, in the lens sheet of the present invention, the parallel arrangement direction of the cylindrical lenses and the parallel arrangement direction of the first prism are substantially the same. Therefore, the viewing angle dependence of the luminance in the longitudinal direction of the cylindrical lens and the first prism shows a wide distribution and a wide viewing angle. Moreover, since the parallel arrangement direction of the cylindrical lenses and the parallel arrangement direction of the first prism are substantially the same, the occurrence of uneven brightness can be suppressed.
ここで、シリンドリカルレンズの並設方向と第1のプリズムの並設方向は厳密に同じである必要はなく、ほぼ同じであればよい。具体的には、本発明の効果を奏する程度に同じであればよい。 Here, the parallel arrangement direction of the cylindrical lenses and the parallel arrangement direction of the first prisms do not have to be exactly the same, and may be almost the same. Specifically, it may be the same as long as the effect of the present invention is achieved.
好ましくは、充填層は、各々が、隣り合う第1のプリズムの間に充填される複数の第2のプリズムを備え、第2のプリズムの稜線は、第2のプリズムの幅方向に蛇行している。 Preferably, the filling layer includes a plurality of second prisms each filled between adjacent first prisms, and the ridge line of the second prism meanders in the width direction of the second prism. Yes.
この場合、シリンドリカルレンズの配列と第2のプリズムの配列と起因したモアレの発生を抑制できる。 In this case, the occurrence of moire caused by the arrangement of the cylindrical lenses and the arrangement of the second prism can be suppressed.
好ましくは、複数の第1のプリズム及び/又は複数のシリンドリカルレンズのピッチは、不均一である。 Preferably, the pitches of the plurality of first prisms and / or the plurality of cylindrical lenses are non-uniform.
第1のプリズムのピッチが一定であり、かつ、シリンドリカルレンズのピッチが一定である場合、つまり、第1のプリズム及びシリンドリカルレンズが規則的に配列されている場合、第1のプリズムのピッチとシリンドリカルレンズのピッチとが一定周期で同期することによりモアレが発生する。第1のプリズム及び/又はシリンドリカルレンズの配列ピッチが不均一であれば、シリンドリカルレンズ220のピッチとプリズム240のピッチとが一定周期で同期しにくくなるため、モアレの発生を抑制できる。
When the pitch of the first prism is constant and the pitch of the cylindrical lens is constant, that is, when the first prism and the cylindrical lens are regularly arranged, the pitch of the first prism and the cylindrical Moire occurs when the pitch of the lens synchronizes at a constant period. If the arrangement pitch of the first prism and / or the cylindrical lens is not uniform, the pitch of the
好ましくは、充填層は、樹脂と、複数の粒子とを含む。複数の粒子は、樹脂内に分散され、樹脂と異なる屈折率を有する。 Preferably, the filling layer includes a resin and a plurality of particles. The plurality of particles are dispersed in the resin and have a refractive index different from that of the resin.
この場合、充填層に入射した光は充填層内で拡散して、プリズム層に入射する。そのため、モアレの発生を抑制できる。 In this case, the light incident on the filling layer diffuses in the filling layer and enters the prism layer. Therefore, the generation of moire can be suppressed.
本発明によるバックライトは、上述のレンズシートを備える。また、本発明による表示装置は、上記バックライトを備える。本発明による液晶表示装置は、上述のバックライトと、バックライト上に敷設される液晶パネルとを備える。 The backlight according to the present invention includes the lens sheet described above. A display device according to the present invention includes the backlight. A liquid crystal display device according to the present invention includes the above-described backlight and a liquid crystal panel laid on the backlight.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を援用する。
[全体構成]
図1及び図2を参照して、液晶表示装置1は、バックライト10と、バックライト10の正面に敷設される液晶パネル20とを備える。バックライト10は、拡散光を出射する面光源16と、面光源16上に敷設されたレンズシート17とを備える。
[面光源]
面光源16は、ハウジング11と、線光源である複数の蛍光管12と、光拡散板13とを備える。ハウジング11は、正面に開口部110を有する筐体であり、内部に蛍光管12を収納する。ハウジング11の内面は、反射フィルム111で覆われている。反射フィルム111は、蛍光管12から出射された光を乱反射させ、開口部110に導く。反射フィルム111は、たとえば東レ製ルミラー(登録商標)E60LやE60Vであり、拡散反射率が95%以上であるものが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is incorporated.
[overall structure]
With reference to FIGS. 1 and 2, the liquid
[Surface light source]
The
複数の蛍光管12は、ハウジング11の背面手前に上下方向(図1中y方向)に並設される。蛍光管12は左右方向(図1中x方向)に伸びた線光源であり、たとえば冷陰極管やEEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)である。なお、蛍光管12とともに、LED(Light Emitting Device)等の複数の点光源がハウジング11内に収納されてもよい。また、収納された複数のLEDが線状に配列されることにより、擬似的な線光源が形成されてもよい。
The plurality of
光拡散板13は、開口部110に嵌め込まれ、ハウジング11の背面と並行して配設される。光拡散板13を開口部110に嵌め込むことによりハウジング11の内部は密閉される。そのため、蛍光管12からの光が光拡散板13以外の箇所からハウジング11外へ漏れるのを防止でき、光の利用効率が向上される。
The
光拡散板13は、蛍光管12からの光及び反射フィルム111で反射された光を拡散して正面に出射する。光拡散板13は、透明な基材と、基材内に分散された複数の粒子とで構成される。基材内に分散される粒子は、可視光領域の波長の光に対する屈折率が基材と異なるため、光拡散板13に入射した光は拡散透過される。光拡散板13の基材は、たとえば、ガラスや、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等の樹脂である。光拡散板13はまた、レンズシート17の支持体として機能する。
[レンズシート]
図3及び図4を参照して、レンズシート17は、ベースフィルム21と、ベースフィルム21の一方の表面211上に形成されたレンチキュラレンズ層22と、ベースフィルム21の他方の表面212上に形成されたコリメート層25とを備える。これらは一体的に形成されている。
The
[Lens sheet]
3 and 4, the
ベースフィルム21は、可視光領域の波長に対して透明である。ベースフィルム21は、たとえば、ガラスや、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等の樹脂で構成される。ベースフィルム21の表面211及び212はともに平坦である。また、ベースフィルム21は、フィルム状またはシート状であってもよく、板状であってもよい。
The
レンチキュラレンズ層22は、表面211上に形成される。レンチキュラレンズ層22は、互いに並設された複数のシリンドリカルレンズ220を備える。シリンドリカルレンズ220は、液晶表示装置1の画面の上下方向(図1中のy方向)に並設される。換言すれば、シリンドリカルレンズ220は、ハウジング11内の複数の蛍光管12の並設方向と同じ方向に並設される。
The
図3及び図4に示すシリンドリカルレンズ220の凸面221の横断形状は円弧であるが、図5Aに示すように楕円弧であってもよいし、図5Bに示すようにシリンドリカルレンズのエッジ近傍が直線である弓状であってもよい。
The transverse shape of the
コリメート層25は、充填層24と、プリズム層23とで構成される。プリズム層23は、ベースフィルム21の表面212上に形成され、互いに並設された複数のプリズム230を備える。
The
充填層24は、プリズム層23のプリズム230が並設された表面上に充填される。充填層24のうち、複数のプリズム230間に充填された部分は、プリズム240を構成する。プリズム230が互いに並設されているため、複数のプリズム240も互いに並設されている。プリズム240が並設された表面と反対側の表面243は平坦である。表面243は、面光源16と対向する。
The filling
プリズム230及び240は、液晶表示装置1の画面の上下方向(図1中のy方向)に並設される。つまり、シリンドリカルレンズ220の並設方向はプリズム230及び240の並設方向と同じである。プリズム230及び240で構成されるコリメート層25の上に、レンチキュラレンズ層22が形成されるため、輝度の視野角特性においてサイドローブが出現せず、正面をピークとして視野角が大きくなるに従い輝度が低くなる自然な配光分布を形成する。また、シリンドリカルレンズ220とプリズム230、240の並設方向は同じ上下方向であるため、左右方向の輝度角度分布の幅が広くなり、かつ、輝度ムラの発生を抑制できる。
The
レンチキュラレンズ層22、プリズム層23、及び充填層24は、樹脂で構成される。より具体的には、レンチキュラレンズ層22及びプリズム層23は、電離放射線硬化樹脂で構成される。電離放射線硬化樹脂とは、紫外線や電子線等の電離放射線により硬化する樹脂であり、たとえば、ポリエステル系アクリレート樹脂、ウレタン系アクリレート樹脂、ポリエーテル系アクリレート樹脂、エポキシ系アクリレート樹脂、ポリエステル系メタクリレート樹脂、ウレタン系メタクリレート樹脂、ポリエーテル系メタクリレート樹脂、エポキシ系メタクリレート樹脂である。充填層24は、電離放射線硬化樹脂で構成されてもよいし、ポリカーボネ−ト、ポリスチレン等の他の樹脂で構成されてもよい。
[レンズシート内の各層の屈折率]
プリズム層23の屈折率n23は、充填層24の屈折率n24と以下の式(1)の関係を有し、ベースフィルム21の屈折率n21と以下の式(2)の関係を有する。
The
[Refractive index of each layer in the lens sheet]
The refractive index n23 of the
n23<n24 (1)
n23<n21 (2)
要するに、屈折率n23は屈折率n24及び屈折率n21よりも小さい。なお、プリズム層23は上述のとおり樹脂で構成されるため、その屈折率n23は空気の屈折率na=1.0よりも大きい。
n23 <n24 (1)
n23 <n21 (2)
In short, the refractive index n23 is smaller than the refractive index n24 and the refractive index n21. Since the
充填層24の屈折率n24は、プリズム層23の屈折率n23よりも大きいため、コリメート層25は、充填層24に入射される光線を正面にコリメートしてベースフィルム21に出射する。屈折率n24を大きくすれば、充填層24の下面243での光線の屈折角が大きくなる。下面243でコリメートされた光線がプリズム240の表面に達してさらに正面にコリメートされる。そのため、屈折率n24が大きい方が、正面輝度がより向上する。充填層24の好ましい屈折率n24は、1.5<n24≦1.8である。ただし、屈折率n24が1.5以下であっても、屈折率n23よりも大きければ、本発明の効果をある程度奏することができる。
Since the refractive index n24 of the
プリズム層23の屈折率は、充填層24の屈折率よりも小さいが、空気の屈折率na=1.0よりも大きい。そのため、コリメート層25内のプリズム240の表面に入射された光線の臨界角が大きくなる。臨界角が大きくなれば、充填層24に入射された光線が全反射する割合が減少するため、サイドローブ光の出射を抑制できる。この点については後述する。プリズム層23の好ましい屈折率n23は、1.3≦n23≦1.5である。ただし、屈折率n23が上述の範囲外であっても、屈折率n23が式(1)及び(2)を満たせば、本発明の効果をある程度奏することができる。
The refractive index of the
ベースフィルム21の屈折率n21は、屈折率n23よりも大きい。そのため、コリメート層25で正面に集光された光は、ベースフィルム21の表面212に入射されたとき、さらに正面にコリメートされる。そのため、ベースフィルム21は正面輝度の向上に寄与する。
The refractive index n21 of the
以上の構成を有するレンズシート17は、サイドローブの発生を抑制し、かつ、左右方向が広視野角となる。また、2枚の拡散シートを積層した場合と同程度の高い正面輝度を有する。また、輝度ムラが抑制される。以下、これらの効果について詳述する。
[サイドローブの抑制]
レンズシート17は、コリメート層25及びレンチキュラレンズ層22により上下視野角におけるサイドローブの発生を抑制する。
The
[Suppression of side lobe]
The
コリメート層25がサイドローブを抑制する理由は必ずしも定かではないが、主として以下に示す事項が起因していると推測される。
The reason why the
まず、従来のプリズムシートにおけるサイドローブの発生機構について説明する。図6Aにおいて、従来のプリズムシート100上のプリズムPLに入射される光線の中には、プリズムPLの一方の側面BP1で全反射した後、他方の側面BP2で透過して外部に出射する光線R2があり、この光線R2がサイドローブを形成する。
First, a side lobe generation mechanism in a conventional prism sheet will be described. In FIG. 6A, among the light beams incident on the prism PL on the
具体的には、面光源16の出射面の法線n0(バックライト正面)から角度θ0の方向に出射された光線R0がプリズムPLの側面BP1に達する。光線R0の入射角θi1が臨界角θc1よりも大きい場合、光線R0は全反射し、光線R1としてプリズムPL内を伝播する。光線R1が側面BP2に達したとき、その入射角θi2が臨界角θc1よりも小さければ、光線R1は、法線n0(正面)に対して広角度をなすサイドローブ光R2として外部に出射される。
Specifically, the light ray R0 emitted in the direction of the angle θ0 from the normal line n0 (front surface of the backlight) of the emission surface of the
これに対し、コリメート層25は、サイドローブ光の発生を抑制する。図6Bを参照して、コリメート層25内は式(1)の関係を満たすプリズム層23と充填層24とで構成され、複数のプリズム230の間には、プリズム240が充填されている。
In contrast, the
ここで、充填層24の屈折率n24がプリズムシート100の屈折率n100と同じであると仮定する。この場合、充填層24からプリズム層23に光線が入射するときの相対屈折率は、プリズムシート100から空気に光線が入射するときの相対屈折率よりも小さくなる。なぜなら、樹脂で構成されるプリズム層23の屈折率n23は、空気の屈折率(=1.0)よりも大きいためである。
Here, it is assumed that the refractive index n24 of the
相対屈折率が小さくなるため、コリメート層25内でのプリズム240の表面241及び242における臨界角θc0は、プリズムシート100のプリズムPLの表面BP1及びBP2における臨界角θc1よりも大きくなる。その結果、プリズム240の表面では、全反射される光線R0の割合が減少し、サイドローブ光R2の出射を抑制できると考えられる。
Since the relative refractive index is small, the critical angle θc0 on the
また、レンズシート17内のレンチキュラレンズ層22がサイドローブ光の出射を抑制できる理由は、必ずしも定かではないが、主として以下の理由によるものと推測される。図6Cを参照して、図6Aと同じ角度θ0で入射された光線R0は、シリンドリカルレンズ220の凸面221上の境界面BP3に達する。光線R0の入射角θi1が臨界角θc2よりも大きい場合、光線R0は全反射し、凸面上の境界面BP4に達する。このとき光線R0の入射角θi2は臨界角θc2よりも大きくなる場合が多い。そのため、光線R0は再び全反射して面光源16へと戻る。要するに、シリンドリカルレンズ220では、一度全反射した光線は、その後透過して外部へ出射するよりも、再び全反射して面光源へ戻る方が多くなる。そのため、サイドローブ光R2の出射を抑え、輝度角度分布でのサイドローブの発生を抑制できる。
The reason why the
以上の推定される理由により、レンズシート17は、上下視野角におけるサイドローブの発生を抑制する。その結果、視野角0degをピークに視野角の広がりとともに輝度が徐々に低下する自然な配向分布を示す輝度の視野角依存性が得られる。
[広視野角の実現]
レンズシート17のシリンドリカルレンズ220、プリズム230及びプリズム240は、いずれも蛍光管12の並設方向と同じ方向に並設される。そのため、上下方向(図中y方向)に比べて、左右方向(図中x方向)の光は集光されにくい。その結果、左右方向の輝度角度特性において、広視野角を実現できる。
For the above estimated reason, the
[Realization of wide viewing angle]
The
図7に、レンズシート17の輝度角度依存性の一例を示す。図7の横軸は視野角である。視野角は表示画面の法線方向(正面)を0deg軸とし、0deg軸から上下方向への傾き角を上下視野角、0deg軸から左右方向への傾き角を左右視野角とする。左右視野角のうち、法線から右方向への傾き角(視野角)をプラス(+)で示し、法線から左方向への傾き角(視野角)をマイナス(−)で示す。同様に、上下視野角のうち、法線から上方向への傾き角(視野角)をプラス(+)で示し、法線から下方向への傾き角(視野角)をマイナス(−)で示す。図13の縦軸は、面光源の正面輝度を基準(1.0)に対する各視野角での輝度の比である相対輝度(a.u.)を示す。図7中の実線が左右方向の輝度の視野角依存性を示し、破線が上下方向の輝度の視野角依存性を示す。
FIG. 7 shows an example of the luminance angle dependency of the
図7を参照して、レンズシート17の輝度角度依存性は、上下方向及び左右方向ともに視野角0degをピークとし、視野角の広がりとともに輝度が徐々に低下する自然な配向分布を示す。
Referring to FIG. 7, the luminance angle dependency of the
さらに、左右方向の輝度角度依存性は、上下方向よりも広がりを有する。より具体的には、ISP方式の液晶パネルを含む液晶表示装置に用いた場合、正面輝度の1/3以上の輝度となる視野角範囲が120deg(−60deg〜+60deg)以上となる。液晶表示装置のユーザは、上下斜め方向から表示画面を見る機会よりも、左右斜め方向から表示画面を見る機会の方が多い。本実施の形態では、左右方向の輝度角度依存性が広視野角である。そのため、ユーザは斜め方向から表示画面を見ても、輝度の極端な変動を感じにくく、違和感なく表示画面を見ることができる。
[正面輝度の向上]
レンズシート17では、下面から入射された光を、コリメート層25、ベースフィルム21、及びレンチキュラレンズ層22の各々で正面に集光する。そのため、1枚で正面輝度をより向上できる。
Furthermore, the luminance angle dependency in the left-right direction is wider than that in the up-down direction. More specifically, when used in a liquid crystal display device including an ISP liquid crystal panel, the viewing angle range in which the luminance is 1/3 or more of the front luminance is 120 deg (−60 deg to +60 deg) or more. The user of the liquid crystal display device has more opportunities to view the display screen from the left and right diagonal directions than the opportunity to view the display screen from the upper and lower diagonal directions. In the present embodiment, the luminance angle dependency in the left-right direction is a wide viewing angle. Therefore, even if the user looks at the display screen from an oblique direction, it is difficult for the user to feel an extreme change in luminance, and the display screen can be viewed without a sense of incongruity.
[Improve front brightness]
In the
コリメート層25内の充填層24の屈折率n24は、プリズム層23の屈折率n23よりも大きい。そのため、コリメート層25は、面光源からの拡散光を正面に集光してベースフィルム21に出射する。
The refractive index n24 of the
ベースフィルム21の屈折率n21はプリズム層23の屈折率n23よりも大きい。そのため、コリメート層25からベースフィルム21に入射された光線は、ベースフィルム21の下面で屈折し、さらに正面に集光されてレンチキュラレンズ層22に出射される。
The refractive index n21 of the
レンチキュラレンズ層22は、凸面221の形状により、入射された光線をさらに正面に集光し、外部に出射する。
Due to the shape of the
以上のとおり、レンズシート17では、コリメート層25、ベースフィルム21及びレンチキュラレンズ層22の各々が、入射された光線を正面にコリメートする。そのため、レンズシート17は、1枚で正面輝度をより向上できる。
[輝度ムラの防止]
上述の通り、複数の蛍光管12が上下方向に並設される場合、上下方向で輝度ムラが発生しやすい。具体的には、蛍光管12直上部分で輝度が最も高く、隣り合う蛍光管12の間の中間部分で輝度が最も低くなりやすい。
As described above, in the
[Preventing uneven brightness]
As described above, when the plurality of
しかしながら、本実施の形態によるレンズシート17では、プリズム230及びプリズム240の並設方向は、面光源16内の複数の蛍光管12の並設方向と同じであり、かつ、シリンドリカルレンズ220の並設方向も、蛍光管12の並設方向と同じである。そのため、レンズシート17は、上下方向(図1中のy方向)の光をより集光して正面に出射する。そのため、輝度ムラの発生を抑制できる。
[モアレの防止]
プリズム230、プリズム240及びシリンドリカルレンズ220が互いに同じ方向に配列される場合、これらのレンズの配列ピッチが一定であれば、モアレが発生しやすくなる。
However, in the
[Prevention of moire]
When the
そこで、好ましくは、プリズム230の配列ピッチ及び/又はシリンドリカルレンズ220の配列ピッチを不均一にする。たとえば、図8に示すように、隣り合うプリズム230の稜線間距離PnとPn+1(n=1〜6)が互いに異なるように、同一の頂角を有する複数のプリズム230を配列する。モアレは、シリンドリカルレンズ220のピッチが一定であり、かつ、プリズム230及び240の配列ピッチが一定である場合に、シリンドリカルレンズ220のピッチとプリズム230及び240のピッチとが一定周期で同期することにより発生する。そのため、プリズム230及び/又はシリンドリカルレンズ220の配列ピッチが不均一であれば、シリンドリカルレンズ220のピッチとプリズム230のピッチとが一定周期で同期しにくくなるため、モアレの発生を抑制できる。
Therefore, preferably, the arrangement pitch of the
また、図9A及び図9Bに示すように、コリメート層25を上方から見た場合、隣り合うプリズム240のピッチは同じであるが、プリズム240の稜線が直線ではなく、プリズム240の幅方向に蛇行していてもよい。この場合も、シリンドリカルレンズ220のピッチとプリズム240のピッチとが一定周期で同期しにくくなるため、モアレの発生を抑制できる。なお、図9A及び図9Bにおいてさらに、プリズム240の高さが軸方向で変化してもよい。
9A and 9B, when the
図10に示すように、プリズム230のピッチは、シリンドリカルレンズ220のピッチよりも小さい方が好ましい。プリズム230は、低屈折率の樹脂で構成されるが、低屈折率の樹脂は製造コストが高い。そのため、プリズム層23はできるだけ少量の樹脂により形成されるのが好ましい。プリズム層23内のプリズム230のピッチをシリンドリカルレンズ220のピッチよりも小さくすれば、シリンドリカルレンズ220とプリズム230のピッチが同期する周期が長くなるため、モアレの発生をある程度抑制できる。
As shown in FIG. 10, the pitch of the
さらに、レンズシート17の最下層である充填層24内に、充填層24を構成する樹脂の屈折率と異なる屈折率を有する粒子を含有してもよい。図11を参照して、充填層24は、透明な樹脂244と、樹脂内に分散された複数の粒子(フィラ)245とで構成される。フィラ245は、樹脂と異なる屈折率を有する。
Furthermore, particles having a refractive index different from the refractive index of the resin constituting the
充填層24の内部に入射された光は、フィラ245によりある程度拡散され、プリズム層23に出射される。そのため、輝度ムラ及びモアレの発生を抑制できる。
The light incident on the inside of the
フィラ245は、有機物で構成されてもよいし、無機物で構成されてもよい。フィラ245は、たとえば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、シリコーン系微粒子、アクリル系微粒子、スチレン系微粒子、MS系微粒子、ガラス系微粒子などである。これらは、単独で使用されてもよいし、併用されていてもよい。フィラ245の粒径は特に制限されないが、過剰に大きいと、充填層24の形成が困難になる。また、過剰に小さいと拡散効果が少ない。好ましいフィラ245の粒径は、0.5μm〜10μmである。また、フィラ245を過剰に含有すれば、レンズシート17の正面輝度が低下する。そのため、好ましいフィラ245の含有量は、樹脂100重量部に対して0.1〜30重量部である。
[製造方法]
レンズシート17の製造方法の一例として、ロール版を用いたロールトゥロール方式による製造方法について説明する。
The
[Production method]
As an example of a manufacturing method of the
はじめに、ベースフィルム21の表面212にコリメート層25を形成する。表面にフィルム状のベースフィルム21を巻いた円筒状の第1ロールと、図12A及び図12Bに示すように、プリズム230の転写用溝52を表面に有するプリズム用ロール版50(以下、単にロール版50という)とを準備する。転写用溝52の横断面形状は、プリズム230の横断形状と同じであり、転写用溝52の縁部(フランジ部)に相当する凸条53の横断形状は、プリズム240の横断形状と同じである。転写用溝52はロール軸方向に並設される。なお、図9Aに示すように、プリズム240の稜線を蛇行させる場合、転写用溝52の断面は図12Bのように凸条53の高さが一定ではなく、たとえば、図12Cで示すように、転写用溝52のピッチP0は図12Bと同じであっても、転写用溝52の深さが異なる部分を設ける。つまり、転写用溝52の谷部の角度(頂角)は一定とし、その深さを転写用溝52の長手方向で変化させる。この場合、プリズム240の稜線は、転写用溝52の凸条53の頂上に相当するため、形成されたプリズム240の稜線はプリズム240の幅方向に蛇行した波状の曲線となる。
First, the
第1ロールの軸方向がロール版50の軸方向と平行になるように、第1ロール及びロール版50を配置する。配置後、ベースフィルム21の屈折率n21よりも低い屈折率n23を有する電離放射線硬化樹脂を、ロール版50の表面に充填する。第1ロール及びロール版50を回転させながら、充填された電離放射線硬化樹脂を、第1ロールから送り出されたベースフィルム21上に転写する。このとき、ベースフィルム21を挟んでロール版50と対向して配置されるバックアップロールと、ロール版50とで、ベースフィルム21を挟みながら転写する。転写された電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂を硬化し、プリズム層23を形成する。
The first roll and the
プリズム層23を形成後、プリズム層23上に充填層24を形成する。まず、表面が平滑なロール版を準備する。次に、屈折率n23よりも高い屈折率n24を有する電離放射線硬化樹脂をロール版に塗布する。表面に電離放射線硬化樹脂が塗布されたロール版をプリズム層23のプリズム230が形成された表面に押し当てて、電離放射線硬化樹脂を転写する。そして、電離放射線を照射することにより、転写された電離放射線硬化樹脂を硬化させ、充填層24を形成する。
After forming the
充填層24は、上述の方法に代えて、次の方法で製造してもよい。まず、プリズム層23の屈折率n23よりも高い屈折率n24を有する樹脂を溶剤に溶解した塗料を準備する。グラビアコータ等を用いて、準備した塗料をプリズム層23上に均一に塗布する。塗布された塗料を乾燥し、充填層24を形成する。
The filling
以上の工程により、ベースフィルム21の表面212にコリメート層25が形成される。コリメート層25が形成されたベースフィルム21の軸方向に並設されている。
Through the above steps, the
次に、ベースフィルム21の表面211にレンチキュラレンズ層22を形成する。図13A及び図13Bに示すレンチキュラレンズ用ロール版60(以下、単にロール版60という)を準備し、その軸方向が第2ロールの軸方向と平行となるように配置する。図13A及びBに示すように、ロール版60の表面には、軸方向に並設されたシリンドリカルレンズ220の転写用溝62が形成されている。
Next, the
ロール版60の転写用溝62に電離放射線硬化樹脂を充填する。第2ロール及びロール版60を回転させながら、充填された電離放射線硬化樹脂を、第2ロールから送り出されたベースフィルム21の表面211に転写する。このとき、バックアップロールによりフィルムを挟みながら転写する。転写された電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して硬化させ、レンチキュラレンズ層22を形成する。以上の工程によりレンズシート17が形成される。
The
上述の製造方法では、はじめにコリメート層25を形成し、次にレンチキュラレンズ層22を形成したが、はじめにレンチキュラレンズ層22を形成し、次にコリメート層25を形成してもよい。
In the manufacturing method described above, the
以上、製造方法の一例として、ロール版を用いたロールトゥロール方式による製造方法を説明したが、他の製造方法によってもレンズシート17を製造できる。ロールトゥロール方式ではなく、板状の版を用いてコリメート層25及びレンチキュラレンズ層22を形成してもよい。また、レンチキュラレンズ層22は、押し出し法や、熱プレス法、射出形成法により形成してもよい。
As described above, the manufacturing method by the roll-to-roll method using the roll plate has been described as an example of the manufacturing method, but the
以上、本実施の形態によるレンズシート17は、プリズム層23の屈折率n23、充填層24の屈折率n24、及びベースフィルム21の屈折率n21を式(1)及び(2)を満たす関係とすることにより、正面輝度を向上でき、かつ、サイドローブの発生を抑制できる。
As described above, in the
さらに、シリンドリカルレンズ220と並設方向とプリズム230の並設方向がほぼ同じであるため、左右方向の輝度角度依存性を広視野角にすることができる。具体的には、ISP方式の液晶パネルを含む液晶表示装置に用いた場合の1/3視野角を120deg以上とすることができる。ここで、シリンドリカルレンズ220の並設方向とプリズム230の並設方向は全く同じである必要はなく、たとえば、シリンドリカルレンズ220とプリズム230とがなす角が10°以内であれば、上述の広視野角を得ることができる。なお、シリンドリカルレンズ220とプリズム230とがなす角度が3°以上あれば、モアレの発生を防止できる。
Further, since the parallel arrangement direction of the
なお、コリメート層25内の複数のプリズム240は、プリズム層23の複数のプリズム230の間に充填されるため、その頂部が表面に露出しない。また、レンチキュラレンズ層22を構成するシリンドリカルレンズ220の頂部表面は曲面である。そのため、従来のプリズムシートの頂部のように製造及び搬送時に傷が発生しにくく、頂部を保護するための保護シートは不要である。
Since the plurality of
本実施の形態ではバックライト10を直下型としたが、エッジライト型にしてもよい。
In the present embodiment, the
図3及び4では、複数のシリンドリカルレンズ220の各々を互いに接触させたが、隣り合うシリンドリカルレンズ220の間に隙間を設けてもよい。同様に、隣り合うプリズム240の間に隙間を設けてもよい。また、プリズム230及び240の横断面形状を三角形としたが、台形でもよい。また、プリズム230及び240の頂上が丸みを帯びていてもよい。
3 and 4, each of the plurality of
表1に示す形状及び屈折率を有する試験番号1〜8のレンズシートを準備した。
複数のプリズム転写用溝が軸方向に配列された表面を有するプリズム用ロール版を準備した。ベースフィルムとして、厚さ188μm、屈折率(n21)=1.6のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを準備した。ロール版にプリズム層用の紫外線硬化樹脂を充填した。そして、ロール版をPETフィルムの表面に押し当てることにより、紫外線硬化樹脂を転写した。紫外線を照射することにより転写された紫外線硬化樹脂を硬化させ、プリズム層を形成した。 A prism roll plate having a surface with a plurality of prism transfer grooves arranged in the axial direction was prepared. A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 188 μm and a refractive index (n21) = 1.6 was prepared as a base film. The roll plate was filled with an ultraviolet curable resin for the prism layer. And the ultraviolet curable resin was transcribe | transferred by pressing a roll plate on the surface of PET film. The ultraviolet curable resin transferred by irradiating with ultraviolet rays was cured to form a prism layer.
続いて、充填層を作製した。まず、表面が平滑なロール版を準備した。ロール版に充填層用の紫外線硬化樹脂を塗布し、表面に紫外線硬化樹脂が塗布されたロール版をプリズム層の表面に押し当てて、紫外線硬化樹脂を転写した。紫外線を照射することにより、転写された紫外線硬化樹脂を硬化させ、充填層を形成した。 Subsequently, a packed layer was produced. First, a roll plate having a smooth surface was prepared. An ultraviolet curable resin for a filling layer was applied to the roll plate, and the roll plate having the surface coated with the ultraviolet curable resin was pressed against the surface of the prism layer to transfer the ultraviolet curable resin. By irradiating ultraviolet rays, the transferred ultraviolet curable resin was cured to form a filling layer.
以上の工程によりベースフィルム上にコリメート層を形成した後、コリメート層が形成された表面の反対側のベースフィルムの表面に、レンチキュラレンズ層を形成した。シリンドリカルレンズ転写用溝が軸方向に配列された表面を有するレンチキュラレンズ用ロール版を準備した。レンチキュラレンズ層用の紫外線硬化樹脂をレンチキュラレンズ用ロール版の転写用溝に充填し、PETフィルム表面上に転写した。転写された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し硬化させ、レンチキュラレンズ層を形成した。 After the collimating layer was formed on the base film by the above steps, a lenticular lens layer was formed on the surface of the base film opposite to the surface on which the collimating layer was formed. A roll plate for a lenticular lens having a surface on which cylindrical lens transfer grooves are arranged in the axial direction was prepared. The UV curable resin for the lenticular lens layer was filled in the transfer groove of the roll plate for the lenticular lens and transferred onto the surface of the PET film. The transferred ultraviolet curable resin was cured by irradiating with ultraviolet rays to form a lenticular lens layer.
以上の製造方法で製造された試験番号1のプリズム層のプリズムの横断形状は二等辺三角形であり、その頂角は110°であり、底辺は50μmであった。また、互いに隣り合うプリズムの頂点間距離、すなわち、プリズム間ピッチは50μmであった。各プリズムの高さは、長手方向に10.5μm〜17.5μmの範囲で周期的に変化した。さらに、同一横断面上での各プリズムの高さは、互いに異なっていた。充填層のプリズムの稜線は、直線ではなく、プリズムの並設方向に振動する曲線であった。
The transverse shape of the prism of the prism layer of the
各シリンドリカルレンズの横断面形状は長軸の端点を頂点とする楕円弧であり、頂点での曲率半径13μm、長軸径138μm、短軸径60μmであった。また、レンズエッジから凸面の頂上までの高さが22.3μm、凸面とレンズエッジを含む面とがなす角度(以下、接触角という)が68°、隣り合うシリンドリカルレンズの頂上間の距離、すなわち、シリンドリカルレンズ間ピッチが48μmであった。また、隣り合うシリンドリカルレンズの間には平坦な隙間があり、その隙間幅は3.8μmであった。シリンドリカルレンズの並設方向は、プリズム層のプリズムの並設方向と同じであった。 The cross-sectional shape of each cylindrical lens was an elliptical arc whose apex is the end point of the major axis, and the curvature radius at the apex was 13 μm, the major axis diameter was 138 μm, and the minor axis diameter was 60 μm. In addition, the height from the lens edge to the top of the convex surface is 22.3 μm, the angle formed by the convex surface and the surface including the lens edge (hereinafter referred to as contact angle) is 68 °, the distance between the tops of adjacent cylindrical lenses, The pitch between the cylindrical lenses was 48 μm. In addition, there was a flat gap between adjacent cylindrical lenses, and the gap width was 3.8 μm. The parallel direction of the cylindrical lenses was the same as the parallel direction of the prisms in the prism layer.
形成されたプリズム層の屈折率は1.49であり、充填層の屈折率(=1.56)及びレンチキュラレンズ層の屈折率(=1.56)よりも低かった。 The refractive index of the formed prism layer was 1.49, which was lower than the refractive index of the filling layer (= 1.56) and the refractive index of the lenticular lens layer (= 1.56).
試験番号2のプリズム層のプリズムは、試験番号1と異なり、一定の高さ(16μm)であった。また、プリズム底辺は23μm、プリズム間ピッチは23μmとした。このため、プリズム間ピッチ(=23μm)とシリンドリカルレンズ間ピッチ(=48μm)とは、互いに素の関係となった。その他の構成は、試験番号1と同じであった。
Unlike the
試験番号3のプリズム層には、6.5μmの高さと13μmのプリズム底辺とを有する複数の第1のプリズムと、11.5μmの高さと23μmのプリズム底辺とを有する複数の第2のプリズムと、16.5μmの高さと33μmのプリズム底辺とを有する複数の第3のプリズムとが形成された。これらのプリズムは互いに並設されているが、その配列順は不規則であった。なお、いずれのプリズムも頂角は90°であった。その他の構成は試験番号1と同じであった。
The prism layer of
試験番号4の充填層には、充填層用の紫外線硬化樹脂100重量部に対してフィラを1重量部含有した。フィラは酸化チタンからなり、平均粒子径は0.5μmであった。また、プリズム層のプリズムの頂角は90°であり、プリズム高さは25μmで一定であった。その他の構成は試験番号1と同じであった。
The filler of Test No. 4 contained 1 part by weight of filler with respect to 100 parts by weight of UV curable resin for the filler layer. The filler was made of titanium oxide, and the average particle size was 0.5 μm. Further, the apex angle of the prism of the prism layer was 90 °, and the prism height was constant at 25 μm. The other configuration was the same as that of
試験番号5のレンズシートでは、シリンドリカルレンズの並設方向とプリズムの並設方向とが交差した。具体的には、シリンドリカルレンズの並設方向とプリズムの並設方向とがなす角度が5°であった。また、プリズムの高さは17.5μmで一定であった。その他の構成は試験番号1と同じであった。
In the lens sheet of test number 5, the parallel arrangement direction of the cylindrical lenses and the parallel arrangement direction of the prisms intersected. Specifically, the angle formed by the parallel arrangement direction of the cylindrical lenses and the parallel arrangement direction of the prisms was 5 °. The height of the prism was constant at 17.5 μm. The other configuration was the same as that of
試験番号6のレンズシートは、試験番号5と比較して、シリンドリカルレンズの並設方向がプリズムの並設方向と同じであった。その他の構成は試験番号5と同じであった。
In the lens sheet of
試験番号7では、上述の試験番号1〜6と異なり、80%のヘイズを有する2枚の拡散シートを積層した。また、試験番号8では、プリズムシートの上に、拡散シートを敷設した。プリズムシートの屈折率は1.56であり、頂角が110°、底辺は50μm、プリズム間ピッチは50μm、各プリズムの高さが17.5μmであった。また、拡散シートのヘイズは80%であった。要するに、試験番号7及び8は、2枚のレンズシートを組合せたものとした。
In test number 7, unlike the
[輝度の視野角依存性及び1/3視野角の調査]
試験番号1〜8のレンズシートを用いて輝度の視野角依存性を調査した。
[Investigation of viewing angle dependence of luminance and 1/3 viewing angle]
The viewing angle dependence of luminance was investigated using the lens sheets of
内部に16本の外部電極陰極管を収納した筐体と、表1に示すとおり65%の全光線透過率とを有する拡散板とを備える面光源を複数準備した。
A plurality of surface light sources each including a
各面光源上に、試験番号1〜8のレンズシートをそれぞれ敷設して、試験番号1〜8のバックライトを製造した。試験番号1〜8の各バックライト上に、IPS方式の液晶パネルを敷設して、試験番号1〜8の液晶表示装置を製造した。
On each surface light source, lens sheets of
製造された液晶表示装置を白色表示した場合の、液晶表示装置の上下方向及び左右方向の視野角依存性を調査した。視野角は、表示画面の法線方向(正面)を0deg軸とし、0deg軸から上下方向への傾き角を上下視野角、左右方向への傾き角を左右視野角とした。左右方向のうち、法線から右方向への傾き角をプラス(+)で示し、左方向への傾き角をマイナス(−)とした。同様に、上下視野角のうち、法線から上方向への傾き角をプラスで示し、下方向への傾き角をマイナスで示した。 The viewing angle dependence of the liquid crystal display device in the vertical and horizontal directions when the manufactured liquid crystal display device displayed white was investigated. With respect to the viewing angle, the normal direction (front) of the display screen was defined as the 0 deg axis, the tilt angle from the 0 deg axis in the vertical direction was defined as the vertical viewing angle, and the tilt angle in the horizontal direction was defined as the left and right viewing angle. Of the left and right directions, the inclination angle from the normal to the right direction is indicated by plus (+), and the inclination angle to the left direction is minus (−). Similarly, of the vertical viewing angles, the inclination angle from the normal to the upper direction is indicated by plus, and the inclination angle from the lower direction is indicated by minus.
さらに、各試験番号について、上下方向及び左右方向の1/3視野角を以下の方法で求めた。まず、図7及び図14〜図20に示すように、各試験番号1〜8の輝度の視野角依存性のグラフを作成した。表1に示すとおり、図7は試験番号1の輝度の視野角依存性のグラフであり、図14〜図20は、それぞれ試験番号2〜8の視野角依存性のグラフである。グラフの横軸は視野角を示す。また、縦軸は、試験番号7で得られた正面輝度に対する各視野角での輝度の比(以下、相対輝度という)である。図中の実線は左右方向の輝度の視野角依存性を示し、破線は上下方向の輝度の視野角依存性を示す。
Furthermore, about each test number, the 1/3 viewing angle of the up-down direction and the left-right direction was calculated | required with the following method. First, as shown in FIGS. 7 and 14 to 20, graphs of the viewing angle dependence of the luminance of each
図7及び図14〜図20に示す上下及び左右方向の輝度の視野角依存性のうち、輝度が正面輝度の1/3以上となる視野角範囲を求め、求めた視野角範囲を1/3上下視野角、1/3左右視野角とした。 Of the viewing angle dependency of the vertical and horizontal luminances shown in FIGS. 7 and 14 to 20, a viewing angle range in which the luminance is 1/3 or more of the front luminance is obtained, and the obtained viewing angle range is 1/3. The vertical viewing angle and 1/3 horizontal viewing angle were used.
[輝度ムラ及びモアレの調査]
輝度ムラ及びモアレは、以下の方法で評価した。上述の試験番号1〜8の液晶表示装置を用いて、表示画面上に輝度ムラ及びモアレが発生しているか否かを、目視により評価した。
[Investigation of uneven brightness and moire]
Luminance unevenness and moire were evaluated by the following methods. Using the liquid crystal display devices with the
[調査結果]
調査結果を表1に示す。表1中の「輝度ムラ」及び「モアレ」項目中の「無し」は、輝度ムラ、モアレが目視では確認できなかったことを示し、「有り」は目視で確認されたことを示す。
[Investigation result]
The survey results are shown in Table 1. “None” in the “brightness unevenness” and “moire” items in Table 1 indicates that the brightness unevenness and moire could not be visually confirmed, and “present” indicates that it was visually confirmed.
表1を参照して、試験番号1〜6の左右視野角はいずれも120deg以上であった。また、試験番号1〜6では、輝度ムラは発生しなかった。また、図7、図14〜図18を参照して、サイドローブの発生も抑えられた。また、正面輝度は、試験番号7(2枚の拡散シートを積層)とほぼ同じであった。
Referring to Table 1, the left and right viewing angles of
さらに、試験番号1は、充填層のプリズムの稜線が蛇行していたため、モアレが発生しなかった。また、試験番号2は、プリズム層のプリズムのピッチとシリンドリカルレンズのピッチとが異なっており、互いに素の関係であっため、モアレが発生しなかった。試験番号3は、プリズム層のプリズムにおいて、配列ピッチが不均一であったため、モアレが発生しなかった。試験番号4は、充填層がフィラを含有したため、モアレが発生しなかった。試験番号5は、シリンドリカルレンズとプリズムと交差していたため、モアレが発生しなかった。
Furthermore, in the
一方、試験番号6は、モアレが観測された。また、試験番号7及び8は、左右視野角が120deg未満であり、輝度ムラが観察された。 On the other hand, in Test No. 6, moire was observed. In Test Nos. 7 and 8, the left and right viewing angles were less than 120 deg, and uneven brightness was observed.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
1 液晶表示装置
10 バックライト
11 ハウジング
12 蛍光管
13 光拡散板
16 面光源
17 レンズシート
20 液晶パネル
21 ベースフィルム
22 レンチキュラレンズ層
23 プリズム層
24 充填層
220 シリンドリカルレンズ
230,240 プリズム
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ベースフィルムと、
前記ベースフィルムの一方の表面上に形成され、互いに並設された複数のシリンドリカルレンズを含むレンチキュラレンズ層と、
前記ベースフィルムの他方の表面上に形成され、前記複数のシリンドリカルレンズの並設方向と略同じ方向に並設された複数の第1のプリズムを含み、前記ベースフィルムよりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層の前記第1のプリズムが並設された表面上に充填され、前記プリズム層の屈折率よりも高い屈折率を有する充填層とを備えることを特徴とするレンズシート。 A lens sheet used for a backlight,
A base film,
A lenticular lens layer including a plurality of cylindrical lenses formed on one surface of the base film and arranged side by side;
A prism formed on the other surface of the base film and including a plurality of first prisms arranged in substantially the same direction as the parallel arrangement direction of the plurality of cylindrical lenses, and having a refractive index lower than that of the base film. Layers,
A lens sheet comprising: a filling layer filled on a surface of the prism layer on which the first prisms are arranged side by side and having a refractive index higher than a refractive index of the prism layer.
前記充填層は、各々が、隣り合う前記第1のプリズムの間に充填される複数の第2のプリズムを備え、
前記第2のプリズムの稜線は、前記第2のプリズムの幅方向に蛇行していることを特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 1,
The filling layer includes a plurality of second prisms each filled between the adjacent first prisms,
The ridge line of the second prism meanders in the width direction of the second prism.
前記複数の第1のプリズム及び/又は複数のシリンドリカルレンズのピッチは、不均一であることを特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 1,
The lens sheet according to claim 1, wherein pitches of the plurality of first prisms and / or the plurality of cylindrical lenses are not uniform.
前記充填層は、
樹脂と、
前記樹脂内に分散され、前記樹脂と異なる屈折率を有する複数の粒子とを含むことを特徴とするレンズシート。 The lens sheet according to claim 1,
The packed bed is
Resin,
A lens sheet comprising: a plurality of particles dispersed in the resin and having a refractive index different from that of the resin.
前記筐体内に格納され、互いに並設される複数の線光源と、
前記開口部上に敷設される拡散板と、
前記拡散板上に敷設されるレンズシートとを備え、
前記レンズシートは、
ベースフィルムと、
前記ベースフィルムの一方の表面上に形成され、互いに並設された複数のシリンドリカルレンズを備えるレンチキュラレンズ層と、
前記ベースフィルムの他方の表面上に形成され、前記複数のシリンドリカルレンズの並設方向と略同じ方向に並設された複数の第1のプリズムを含み、前記ベースフィルムの屈折率よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層の前記第1のプリズムが並設された表面上に充填され、前記プリズム層の屈折率よりも高い屈折率を有する充填層とを備えることを特徴とするバックライト。 A housing having an opening on the front;
A plurality of linear light sources stored in the housing and arranged in parallel with each other;
A diffusion plate laid on the opening;
A lens sheet laid on the diffusion plate,
The lens sheet is
A base film,
A lenticular lens layer comprising a plurality of cylindrical lenses formed on one surface of the base film and arranged side by side;
A plurality of first prisms formed on the other surface of the base film and arranged in substantially the same direction as the parallel arrangement direction of the plurality of cylindrical lenses, and having a refractive index lower than the refractive index of the base film A prism layer having
A backlight comprising: a filling layer filled on a surface of the prism layer on which the first prisms are arranged side by side and having a refractive index higher than that of the prism layer.
前記バックライト上に敷設される液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。 A backlight according to claim 5;
A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel laid on the backlight.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007273047A JP2009103763A (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Lens sheet used for backlight, backlight using the same and liquid crystal display device |
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ID=40705530
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013109000A (en) * | 2010-11-04 | 2013-06-06 | Oji Holdings Corp | Illumination device |
JP2013236917A (en) * | 2012-04-20 | 2013-11-28 | Fujifilm Corp | Radiation image detector device and radiographic system |
-
2007
- 2007-10-19 JP JP2007273047A patent/JP2009103763A/en not_active Withdrawn
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