JP2009157029A - Lens sheet, backlight using lens sheet, and liquid crystal display device - Google Patents

Lens sheet, backlight using lens sheet, and liquid crystal display device Download PDF

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幸憲 山田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens sheet which is high in front luminance, and wide in visual field angle in a prescribed direction. <P>SOLUTION: The lens sheet 15 includes a columnar lens layer 22 formed on a surface 211 of a base film 21, a prism layer 23 formed on a surface 212 of a base film 21, and a packed layer 24 formed on the prism layer 23. The columnar lens layer 22 includes a plurality of columnar lenses 221. Each of the columnar lenses 221 consists of a plurality of microlens sections connected in a row. The prism layer 23 includes a plurality of prisms parallel to the columnar lenses 221. The refractive index of the prism layer 23 is lower than the refractive index of the base film 21 and the packed layer 24. The lens sheet 15 condenses light stepwise as the light progresses to the packed layer 24, the prism layer 23, the base film 21, and the columnar lenses 221, and improves the front luminance. Also, the width in the luminance visual field angle characteristics in the longitudinal direction of the columnar lenses 221 can be maintained wide. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、レンズシート、レンズシートを用いたバックライト及び液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、集光機能を有するレンズシート、そのレンズシート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 having a condensing function, a backlight using the lens sheet, and a liquid crystal display device.

液晶表示装置は、高い正面輝度を求められる。そのため、液晶表示装置に用いられるバックライトは、正面輝度を向上するレンズシートを備える。特許第3262230号公報(特許文献1)に開示されるように、一般的には、レンズシートとしてプリズムシートが用いられる。   A liquid crystal display device is required to have high front luminance. Therefore, the backlight used for the liquid crystal display device includes a lens sheet that improves the front luminance. As disclosed in Japanese Patent No. 3262230 (Patent Document 1), a prism sheet is generally used as a lens sheet.

プリズムシートは正面輝度を向上するものの、輝度の視野角特性が、以下の(1)及び(2)に示す問題を有する。   Although the prism sheet improves the front luminance, the luminance viewing angle characteristics have the problems shown in the following (1) and (2).

(1)プリズムシートの輝度の視野角特性では、正面で輝度のピークが発生するだけでなく、正面に対して斜めの方向でも輝度のピーク(サイドローブ)が発生する。図30中の実線は、横断面形状の頂角が90度のプリズムがディスプレイ画面の上下方向に並設されたプリズムシートの上下方向の輝度視野角特性を示す。横軸は視野角(deg)、縦軸は各視野角での輝度である。図30を参照して、従来のプリズムシートの上下方向の輝度視野角特性では、視野角の0degで第1のピークを示し、さらに、視野角±80deg近傍で第2のピーク(いわゆるサイドローブ)を示す。このようなサイドローブは、ディスプレイ画面を見るユーザに違和感を与える。   (1) In the luminance viewing angle characteristics of the prism sheet, not only a luminance peak occurs in the front, but also a luminance peak (side lobe) occurs in a direction oblique to the front. The solid line in FIG. 30 shows the luminance viewing angle characteristics in the vertical direction of a prism sheet in which prisms having a cross-sectional shape with an apex angle of 90 degrees are arranged in parallel in the vertical direction of the display screen. The horizontal axis represents the viewing angle (deg), and the vertical axis represents the luminance at each viewing angle. Referring to FIG. 30, in the luminance viewing angle characteristic in the vertical direction of the conventional prism sheet, the first peak is shown at 0 deg of the viewing angle, and the second peak (so-called side lobe) is around the viewing angle ± 80 deg. Indicates. Such a side lobe gives the user a strange feeling when viewing the display screen.

(2)図30中の破線は、上述のプリズムシートの左右方向(つまり、プリズムの長手方向)の輝度視野角特性を示す。左右方向の輝度角度分布において、視野角が±40degの範囲内では、視野角が増大しても輝度はあまり変化しない。しかしながら、視野角が±40degの範囲を超えると、視野角の増大にともない輝度が急激に低下する。視野角0degをピークとして視野角の増大とともに徐々に輝度が低下する自然な分布であれば、ユーザがディスプレイ画面を見る角度を変えても違和感を感じない。しかしながら、図30のような左右方向の輝度角度分布を示すディスプレイ画面では、視野角±40deg近傍で輝度が急激に変化する。そのため、視野角±40deg近傍でディスプレイ画面を見るユーザに違和感を与える。   (2) A broken line in FIG. 30 indicates luminance viewing angle characteristics in the left-right direction of the prism sheet (that is, the longitudinal direction of the prism). In the luminance angle distribution in the left-right direction, when the viewing angle is within a range of ± 40 deg, the luminance does not change much even if the viewing angle increases. However, when the viewing angle exceeds the range of ± 40 deg, the luminance rapidly decreases as the viewing angle increases. If the distribution is a natural distribution in which the viewing angle is 0 deg as a peak and the luminance gradually decreases as the viewing angle increases, the user does not feel uncomfortable even if the angle at which the user views the display screen is changed. However, in the display screen showing the luminance angle distribution in the left-right direction as shown in FIG. 30, the luminance changes rapidly in the vicinity of the viewing angle ± 40 deg. Therefore, the user who views the display screen near the viewing angle of ± 40 deg is uncomfortable.

プリズムシートに代わるレンズシートとして、マイクロレンズアレイシートも知られている。マイクロレンズアレイシートは、等間隔に格子配列又は千鳥配列された複数のマイクロレンズを備える。各マイクロレンズは半球状であるため、全ての方位の光を等価に集光し、正面輝度を高める。また、プリズムシートのようなサイドローブは発生せず、輝度の視野角特性は、視野角0degをピークとして視野角の増大とともに徐々に輝度が低下する自然な分布となる。   A microlens array sheet is also known as a lens sheet that replaces the prism sheet. The microlens array sheet includes a plurality of microlenses arranged in a lattice arrangement or a staggered arrangement at equal intervals. Since each microlens is hemispherical, it collects light in all directions equally and increases the front luminance. In addition, the side lobe unlike the prism sheet does not occur, and the viewing angle characteristic of the luminance has a natural distribution in which the luminance gradually decreases with increasing viewing angle with the viewing angle of 0 deg as a peak.

しかしながら、マイクロレンズアレイシートの輝度の視野角特性は、上下方向及び左右方向ともに同じ幅となり、その幅は狭い。要するに、マイクロレンズアレイシートを用いる場合、視野角が狭くなる。一般的にユーザは上下斜め方向からディスプレイを見る機会より、左右斜め方向から見る機会の方が多いため、特に、左右方向の視野角は広い方が好ましい。   However, the luminance viewing angle characteristics of the microlens array sheet have the same width in both the vertical direction and the horizontal direction, and the width is narrow. In short, when the microlens array sheet is used, the viewing angle becomes narrow. In general, since the user has more opportunities to see the display from the left and right oblique directions than the opportunity to see the display from the upper and lower oblique directions, it is particularly preferable that the viewing angle in the left and right direction is wide.

左右視野角を広くすることができるマイクロレンズアレイシートが特許第3252471号公報(特許文献2)に開示されている。この文献のマイクロレンズアレイシートのマイクロレンズは、半楕円体状であり、半楕円体の長手方向がディスプレイの左右方向と平行するように配列される。このマイクロレンズアレイシートを用いれば、左右方向の輝度視野角特性の幅を広く維持することができ、左右方向の視野角は広い。しかしながら、マイクロレンズが楕円体状であるため、左右方向及び対角方向の光を集光しきれず、その結果、正面輝度が低い。   Japanese Patent No. 3252471 (Patent Document 2) discloses a microlens array sheet that can widen the left and right viewing angles. The microlenses of the microlens array sheet of this document have a semi-ellipsoid shape, and are arranged so that the longitudinal direction of the semi-ellipsoid is parallel to the horizontal direction of the display. If this microlens array sheet is used, the width of the luminance viewing angle characteristic in the left-right direction can be maintained wide, and the viewing angle in the left-right direction is wide. However, since the microlens has an ellipsoidal shape, light in the left-right direction and diagonal direction cannot be collected, and as a result, the front luminance is low.

左右視野角を広く維持することができ、輝度視野角特性が自然な分布となる他のレンズシートとして、複数のシリンドリカルレンズが並設されたレンチキュラレンズシートも知られている。しかしながら、レンチキュラレンズシートは、半楕円体状のマイクロレンズアレイシートと同じく、正面輝度が低い。
特許第3262230号 特許第3252471号
A lenticular lens sheet in which a plurality of cylindrical lenses are arranged side by side is also known as another lens sheet that can maintain a wide left-right viewing angle and has a natural distribution of luminance viewing angle characteristics. However, the lenticular lens sheet has a low front luminance, similar to the semi-ellipsoidal microlens array sheet.
Japanese Patent No. 3262230 Japanese Patent No. 3252471

本発明の目的は、正面輝度が高く、かつ、所定方向の視野角が広い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 having a high front luminance and a wide viewing angle in a predetermined direction.

本発明の他の目的は、輝度ムラの発生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 the occurrence of luminance unevenness.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明によるレンズシートは、シート状又はフィルム状の基材層と、複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、プリズム層と、充填層とを備える。基材層は、第1及び第2の表面を有する。複数の柱状レンズは、各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、第1の表面上に互いに並設される。プリズム層は、第2の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含む。プリズム層はさらに、基材層よりも低い屈折率を有する。充填層は、プリズム層上に形成される。充填層は、充填層はさらに、プリズム層よりも高い屈折率を有する。   The lens sheet according to the present invention includes a sheet-like or film-like base material layer, a columnar lens layer including a plurality of columnar lenses, a prism layer, and a filling layer. The base material layer has first and second surfaces. Each of the plurality of columnar lenses includes a plurality of plano-convex lens portions connected in a line, and is arranged in parallel on the first surface. The prism layer includes a plurality of prisms arranged side by side on the second surface. The prism layer further has a lower refractive index than the substrate layer. The filling layer is formed on the prism layer. The filling layer further has a higher refractive index than the prism layer.

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、基材層の屈折率がプリズム層の屈折率よりも高いため、プリズム層から基材層に入射された光線は、基材層の表面で屈折し、より正面に集光される。さらに、基材層から出射された光線は柱状レンズに入射され、柱状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。このとき、柱状レンズは、1列に連結された複数の平凸レンズを含むため、略全方位の光を集光できる。このように、本発明のレンズシートは、入射された光線を段階的に集光させることができ、高い正面輝度を得ることができる。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。   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 material layer is higher than the refractive index of the prism layer, the light beam that has entered the base material layer from the prism layer is refracted on the surface of the base material layer and is collected more in front. Furthermore, the light beam emitted from the base material layer enters the columnar lens, is refracted on the convex surface of the columnar lens, and is collected and emitted to the front. At this time, since the columnar lens includes a plurality of plano-convex lenses connected in one row, it can collect light in almost all directions. Thus, the lens sheet of the present invention can collect incident light rays in a stepwise manner, and can obtain high front luminance. Furthermore, even if the lens sheet according to the present invention includes a plurality of prisms, the occurrence of side lobes can be suppressed.

好ましくは、柱状レンズは前記プリズムと並行する。   Preferably, the columnar lens is parallel to the prism.

柱状レンズを構成する複数の平凸レンズ部は、柱状レンズの長手方向に連結しているため、長手方向の光の集光能は、幅方向の光の集光能よりも低い。また、プリズム層のプリズムも柱状レンズと並行するため、本発明によるレンズシートは、柱状レンズ及びプリズムの長手方向の輝度の視野角特性の幅を広く維持できる。さらに、柱状レンズとプリズムとが並行するため、輝度ムラの発生を抑制できる。   Since the plurality of plano-convex lens portions constituting the columnar lens are connected in the longitudinal direction of the columnar lens, the light collecting ability in the longitudinal direction is lower than the light collecting ability in the width direction. In addition, since the prism of the prism layer is also parallel to the columnar lens, the lens sheet according to the present invention can maintain a wide range of luminance viewing angle characteristics in the longitudinal direction of the columnar lens and the prism. Furthermore, since the columnar lens and the prism are in parallel, the occurrence of uneven brightness can be suppressed.

好ましくは、隣り合う前記柱状レンズの間に隙間が形成される。   Preferably, a gap is formed between adjacent columnar lenses.

好ましくは、同一柱状レンズ内で隣り合う平凸レンズ部は、互いに面接触している。ここでいう「面」は仮想面を含む。   Preferably, adjacent plano-convex lens portions in the same columnar lens are in surface contact with each other. The “surface” here includes a virtual surface.

この場合、柱状レンズの長手方向の輝度の視野角特性の幅を広く維持できる。   In this case, the width of the viewing angle characteristic of luminance in the longitudinal direction of the columnar lens can be maintained wide.

好ましくは、柱状レンズは、高さが異なる複数の平凸レンズ部を含む。   Preferably, the columnar lens includes a plurality of plano-convex lens portions having different heights.

この場合、ウェットアウト(Wet-Out)現象を抑制できる。また、モアレの発生も抑制できる。   In this case, the wet-out phenomenon can be suppressed. Moreover, the occurrence of moire can be suppressed.

プリズムの稜線又は隣り合うプリズムの間に形成される谷線は、プリズムの幅方向に蛇行してもよい。また、プリズムの配列ピッチは不均一であってもよいし、プリズムの高さはプリズムの長手方向に変動してもよい。   A ridge line of a prism or a valley line formed between adjacent prisms may meander in the width direction of the prism. Further, the arrangement pitch of the prisms may be nonuniform, and the height of the prisms may vary in the longitudinal direction of the prisms.

さらに、充填層は、樹脂と、樹脂内に分散され、樹脂と異なる屈折率を有する複数の粒子とを含んでいてもよい。   Further, the filling layer may include a resin and a plurality of particles dispersed in the resin and having a refractive index different from that of the resin.

これらの場合、モアレの発生をさらに抑制できる。   In these cases, the generation of moire can be further suppressed.

本発明によるバックライトは、上記レンズシートを備える。また、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. 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、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   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 description thereof will not be repeated.

[液晶表示装置及びバックライトの構成]
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。液晶パネル20は、行列状に配列された複数の画素を備える。液晶表示装置1の表示画面29は、左右方向(図中x方向)に長辺を有し、上下方向(図中y方向)に短辺を有する長方形状となっている。
[Configuration of liquid crystal display device and backlight]
With reference to FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device 1 includes a backlight 10 and a liquid crystal panel 20 laid in front of the backlight 10. The liquid crystal panel 20 includes a plurality of pixels arranged in a matrix. The display screen 29 of the liquid crystal display device 1 has a rectangular shape having long sides in the left-right direction (x direction in the figure) and short sides in the up-down direction (y direction in the figure).

バックライト10は、いわゆる直下型であり、拡散光を出射する面光源11と、面光源11上に敷設されるシート状又はフィルム状のレンズシート15とを備える。   The backlight 10 is a so-called direct type, and includes a surface light source 11 that emits diffused light, and a sheet-like or film-like lens sheet 15 laid on the surface light source 11.

面光源11は、ハウジング12と、線光源である複数の蛍光管13と、拡散板14とを備える。ハウジング12は、正面に開口部120を有する筐体であり、内部に複数の蛍光管13を収納する。ハウジング12の内側表面は、反射フィルム121で覆われている。反射フィルム121は、蛍光管13から出射された光を乱反射し、乱反射された光を開口部120に導く。反射フィルム121は、たとえば株式会社東レ製ルミラー(登録商標)E60LやE60Vである。反射フィルム121は、拡散反射率が95%以上であるのが好ましい。   The surface light source 11 includes a housing 12, a plurality of fluorescent tubes 13 that are line light sources, and a diffusion plate 14. The housing 12 is a housing having an opening 120 on the front surface, and houses a plurality of fluorescent tubes 13 therein. The inner surface of the housing 12 is covered with a reflective film 121. The reflection film 121 irregularly reflects the light emitted from the fluorescent tube 13 and guides the irregularly reflected light to the opening 120. The reflective film 121 is, for example, Toray Co., Ltd. Lumirror (registered trademark) E60L or E60V. The reflective film 121 preferably has a diffuse reflectance of 95% or more.

複数の蛍光管13は、ハウジング12内に上下方向(図1中のy方向)に並設される。蛍光管13は左右方向(図1中のx方向)に延びた線光源であり、たとえばCCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp:冷陰極管)やEEFL(External Electrode Fluorescent Lamp:外部電極蛍光管)である。なお、蛍光管13とともに、LED(Light Emitting Device)等の複数の点光源がハウジング12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 fluorescent tubes 13 are arranged in the housing 12 in the vertical direction (y direction in FIG. 1). The fluorescent tube 13 is a linear light source extending in the left-right direction (x direction in FIG. 1), and is, for example, a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) or an EEFL (External Electrode Fluorescent Lamp: external electrode fluorescent tube). A plurality of point light sources such as LEDs (Light Emitting Device) may be housed in the housing 12 together with the fluorescent tube 13. Moreover, a pseudo line light source may be formed by arranging a plurality of housed LEDs in a line.

拡散板14は、開口部120に嵌め込まれる。拡散板14は、ハウジング12の背面と並行に配設される。拡散板14が開口部120に嵌め込まれると、ハウジング12の内部は密閉される。そのため、蛍光管13から出射された光が拡散板14以外の箇所から外部に漏れるのを防止でき、光の利用効率が向上する。   The diffusion plate 14 is fitted into the opening 120. The diffusion plate 14 is disposed in parallel with the back surface of the housing 12. When the diffusion plate 14 is fitted into the opening 120, the inside of the housing 12 is sealed. For this reason, it is possible to prevent light emitted from the fluorescent tube 13 from leaking from a portion other than the diffusion plate 14 to improve light utilization efficiency.

拡散板14は、蛍光管13からの光と反射フィルム121で反射された光とを、ほぼ均一に拡散して正面に出射する。拡散板14は、透明な基材と、基材内に分散された複数のフィラ(微細な粒子)とで構成される。基材内に分散されたフィラは、可視光領域の波長の光に対する屈折率が基材と異なる。そのため、拡散板14は、入射された光を拡散し、拡散された光が拡散板14を透過する。   The diffusion plate 14 diffuses the light from the fluorescent tube 13 and the light reflected by the reflection film 121 substantially uniformly and emits the light to the front. The diffusion plate 14 includes a transparent base material and a plurality of fillers (fine particles) dispersed in the base material. The filler dispersed in the substrate has a refractive index different from that of the substrate with respect to light having a wavelength in the visible light region. Therefore, the diffusion plate 14 diffuses the incident light, and the diffused light passes through the diffusion plate 14.

拡散板14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からなる。   The base material of the diffusion plate 14 is, for example, glass, polyester resin, polycarbonate resin, polyacrylate resin, alicyclic polyolefin resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin. , Polyether sulfonic acid resin, triacetyl cellulose resin and the like.

[レンズシート]
図3〜図5を参照して、レンズシート15は、基材層であるベースフィルム21と、ベースフィルム21の一方の表面211上に形成された柱状レンズ層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。
[Lens sheet]
3 to 5, the lens sheet 15 includes a base film 21 that is a base material layer, a columnar lens layer 22 formed on one surface 211 of the base film 21, and the other of the base film 21. A collimating layer 25 formed on the surface 212. These are integrally formed.

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 base film 21 is transparent with respect to wavelengths in the visible light region. The base film 21 is, for example, glass, polyester resin, polycarbonate resin, polyacrylate resin, alicyclic polyolefin resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate resin, polyether. It is composed of a resin such as a sulfonic acid resin or a triacetyl cellulose resin. Both the surfaces 211 and 212 of the base film 21 are flat. Further, the base film 21 may be a film shape, a sheet shape, or a plate shape.

[柱状レンズ層]
柱状レンズ層22は、表面211上に形成される。柱状レンズ層22は、複数の柱状レンズ221を含む。
[Columnar lens layer]
The columnar lens layer 22 is formed on the surface 211. The columnar lens layer 22 includes a plurality of columnar lenses 221.

複数の柱状レンズ221は可視光に対して透明であり、表示画面29の上下方向(y方向)に互いに並設される。つまり、柱状レンズ221は、線光源である蛍光管13と並行する。   The plurality of columnar lenses 221 are transparent to visible light, and are arranged in parallel in the vertical direction (y direction) of the display screen 29. That is, the columnar lens 221 is parallel to the fluorescent tube 13 that is a line light source.

柱状レンズ221は、複数のマイクロレンズ部222で構成される。マイクロレンズ部222は平凸レンズであり、複数のマイクロレンズ部222は表示画面29の左右方向(x方向)に一列に連結される。そして、同一柱状レンズ内の隣り合うマイクロレンズ部222は、互いに面接触する。ここでいう「面」は、仮想上の面(以下、仮想面という)を含む。具体的には、図4及び図6に示すように、互いに隣り合うマイクロレンズ部222は、仮想面224で結合している。   The columnar lens 221 includes a plurality of microlens portions 222. The micro lens unit 222 is a plano-convex lens, and the plurality of micro lens units 222 are connected in a line in the left-right direction (x direction) of the display screen 29. The adjacent microlens portions 222 in the same columnar lens are in surface contact with each other. The “surface” here includes a virtual surface (hereinafter referred to as a virtual surface). Specifically, as shown in FIGS. 4 and 6, the microlens portions 222 adjacent to each other are connected by a virtual surface 224.

図4に示すように、マイクロレンズ部222を真上から見た場合、マイクロレンズ部222の結合部224以外の周縁は、円弧であるのが好ましい。周縁が円弧であれば、全方位の光を集光しやすいからである。   As shown in FIG. 4, when the microlens portion 222 is viewed from directly above, it is preferable that the periphery of the microlens portion 222 other than the coupling portion 224 is an arc. This is because if the periphery is a circular arc, light in all directions can be easily collected.

各マイクロレンズ部222の頂上Tcは、千鳥配列される。そして、隣り合う柱状レンズ221の間には、平坦な隙間223が形成される。マイクロレンズ部222の凸面は、図3〜6に示すように、一定の曲率を有する球面であってもよいし、図7に示すように、横断形状が、長軸LAの端を頂上Tcとする楕円弧であってもよい。また、図8に示すように、横断形状が、頂点Tcを含む円弧316と、円弧316の各端点CPとレンズの縁EDとを結ぶ直線317とからなる弓状であってもよい。   The tops Tc of the micro lens units 222 are staggered. A flat gap 223 is formed between the adjacent columnar lenses 221. The convex surface of the microlens unit 222 may be a spherical surface having a certain curvature as shown in FIGS. 3 to 6, and as shown in FIG. 7, the transverse shape has the end of the long axis LA as the top Tc. It may be an elliptical arc. Further, as shown in FIG. 8, the transverse shape may be an arc shape including an arc 316 including the vertex Tc and a straight line 317 connecting each end point CP of the arc 316 and the edge ED of the lens.

柱状レンズ221は、電離放射線硬化樹脂からなる。電離放射線硬化樹脂は、紫外線や電子線等の電離放射線により硬化する。電離放射線硬化樹脂はたとえば、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。   The columnar lens 221 is made of an ionizing radiation curable resin. The ionizing radiation curable resin is cured by ionizing radiation such as ultraviolet rays and electron beams. The ionizing radiation curable resin is, for example, a polyester acrylate resin, a urethane acrylate resin, a polyether acrylate resin, an epoxy acrylate resin, a polyester methacrylate resin, a urethane methacrylate resin, a polyether methacrylate resin, or an epoxy methacrylate resin. .

マイクロレンズ部222の凸面は曲率を有する。そのため、柱状レンズ層22は、上下方向(y方向)及び左右方向(x方向)の光だけでなく、斜め方向の光も集光する。要するに、柱状レンズ層22は、全方位の光を集光できる。そのため、正面輝度が向上する。   The convex surface of the microlens portion 222 has a curvature. Therefore, the columnar lens layer 22 collects not only light in the vertical direction (y direction) and horizontal direction (x direction) but also light in an oblique direction. In short, the columnar lens layer 22 can collect light in all directions. Therefore, the front brightness is improved.

さらに、複数のマイクロレンズ部222が左右方向(x方向)で一列に連結し、柱状レンズ221を形成する。そして、隣り合うマイクロレンズ部222は面接触しており、仮想面224で結合されている。そのため、各マイクロレンズ部222の凸面は、y方向に広く、x方向に狭い。したがって、各マイクロレンズ部222は、左右方向(x方向)の光よりも、上下方向(y方向)の光をより集光する。   Further, the plurality of microlens portions 222 are connected in a line in the left-right direction (x direction) to form the columnar lens 221. Adjacent microlens portions 222 are in surface contact and are joined by a virtual surface 224. Therefore, the convex surface of each microlens portion 222 is wide in the y direction and narrow in the x direction. Therefore, each microlens unit 222 collects light in the vertical direction (y direction) more than light in the horizontal direction (x direction).

[コリメート層]
再び図3及び図5を参照して、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。
[Collimate layer]
Referring to FIGS. 3 and 5 again, the collimating layer 25 includes a filling layer 24 and a prism layer 23. The prism layer 23 includes a plurality of prisms 230 formed on the surface 212 of the base film 21 and arranged in parallel with each other.

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11と対向する。   The filling layer 24 is filled on the surface of the prism layer 23 on which the prisms 230 are arranged. A portion of the filling layer 24 filled between the plurality of prisms 230 constitutes a prism 240. Since the prisms 230 are arranged side by side, the plurality of prisms 240 are also arranged side by side. The surface 243 opposite to the surface on which the prisms 240 are arranged is flat. The surface 243 faces the surface light source 11.

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、柱状レンズ221は、プリズム230及び240と並行する。プリズム230及び240で構成されるコリメート層25の上に、柱状レンズ層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しにくい。また、輝度の視野角特性は、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分布となる。また、柱状レンズ221とプリズム230、240とは並行であり、いずれも左右方向(x方向)延びるため、左右方向の輝度視野角特性の幅が広くなる。また、いずれのレンズの並設方向も蛍光管13の並設方向と同じであるため、輝度ムラの発生を抑制できる。   The prisms 230 and 240 are arranged in parallel in the vertical direction of the screen of the liquid crystal display device 1 (y direction in FIG. 1). That is, the columnar lens 221 is parallel to the prisms 230 and 240. Since the columnar lens layer 22 is formed on the collimating layer 25 composed of the prisms 230 and 240, side lobes hardly appear in the luminance viewing angle characteristics. The luminance viewing angle characteristic has a natural distribution in which the luminance decreases as the viewing angle increases with the front as a peak. In addition, the columnar lens 221 and the prisms 230 and 240 are parallel and both extend in the left-right direction (x direction), so that the width of the luminance viewing angle characteristic in the left-right direction is widened. Moreover, since the juxtaposition direction of any lens is the same as the juxtaposition direction of the fluorescent tubes 13, the occurrence of uneven brightness can be suppressed.

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、プリズム層23及び充填層24は、電離放射線硬化樹脂で構成される。充填層24は、電離放射線硬化樹脂で構成されてもよいし、ポリカーボネート、ポリスチレン等の他の樹脂で構成されてもよい。   The prism layer 23 and the filling layer 24 are made of resin. More specifically, the prism layer 23 and the filling layer 24 are made of an ionizing radiation curable resin. The filling layer 24 may be made of an ionizing radiation curable resin, or may be made of another resin such as polycarbonate or polystyrene.

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。
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。
The refractive index n23 of the prism layer 23 has the relationship of the following formula (1) with the refractive index n24 of the filling layer 24, and has the relationship of the following formula (2) with the refractive index n21 of the base film 21.
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 prism layer 23 is made of resin as described above, its refractive index n23 is larger than the refractive index na of air = 1.0.

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 filling layer 24 is larger than the refractive index n23 of the prism layer 23, the collimating layer 25 collimates the light incident on the filling layer 24 to the front and emits it to the base film 21. If the refractive index n24 is increased, the light refraction angle at the lower surface 243 of the filling layer 24 is increased. The light beam collimated by the lower surface 243 reaches the surface of the prism 240 and is collimated further to the front surface. Therefore, the front luminance is further improved when the refractive index n24 is larger. A preferable refractive index n24 of the filling layer 24 is 1.5 <n24 ≦ 1.8. However, even if the refractive index n24 is 1.5 or less, the effect of the present invention can be achieved to some extent as long as it is larger than the refractive index n23.

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 prism layer 23 is smaller than the refractive index of the filling layer 24, but is larger than the refractive index na of air = 1.0. For this reason, the critical angle of light incident on the surface of the prism 240 in the collimating layer 25 is increased. If the critical angle is increased, the ratio of the total reflection of the light incident on the filling layer 24 is reduced, so that the emission of sidelobe light can be suppressed. This point will be described later. A preferable refractive index n23 of the prism layer 23 is 1.3 ≦ n23 ≦ 1.5. However, even if the refractive index n23 is outside the above range, the effects of the present invention can be achieved to some extent if the refractive index n23 satisfies the expressions (1) and (2).

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 base film 21 is larger than the refractive index n23. Therefore, when the light condensed on the front surface by the collimating layer 25 is incident on the surface 212 of the base film 21, it is further collimated on the front surface. Therefore, the base film 21 contributes to the improvement of the front luminance.

以上の説明のとおり、レンズシート15は、柱状レンズ層22、ベースフィルム21及びコリメート層25により、正面輝度を向上できる。レンズシート15はさらに、サイドローブの発生を抑制し、かつ、左右方向を広視野角とすることができる。また、輝度ムラも抑制される。以下、これらの効果について詳述する。   As described above, the lens sheet 15 can improve the front luminance by the columnar lens layer 22, the base film 21, and the collimating layer 25. Furthermore, the lens sheet 15 can suppress the occurrence of side lobes and can have a wide viewing angle in the left-right direction. Further, luminance unevenness is also suppressed. Hereinafter, these effects will be described in detail.

[サイドローブの抑制]
レンズシート15は、コリメート層25及び柱状レンズ層22により、上下方向の輝度視野角特性でサイドローブが発生するのを抑制できる。
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。
[Suppression of side lobe]
The lens sheet 15 can suppress the occurrence of side lobes in the vertical luminance viewing angle characteristics by the collimating layer 25 and the columnar lens layer 22.
The reason why the collimating layer 25 suppresses the side lobes is not necessarily clear, but it is assumed that the following matters are mainly caused.

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9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. 9, among the light beams incident on the prism PL on the conventional prism sheet 100, the light beam R2 is totally reflected by one side surface BP1 of the prism PL and then transmitted through the other side surface BP2 and emitted to the outside. The light ray R2 forms a side lobe.

具体的には、面光源11の出射面の法線n0(表示画面29の正面)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 display screen 29) of the emission surface of the surface light source 11 reaches the side surface BP1 of the prism PL. When the incident angle θi1 of the light ray R0 is larger than the critical angle θc1, the light ray R0 is totally reflected and propagates in the prism PL as the light ray R1. If the incident angle θi2 is smaller than the critical angle θc1 when the light ray R1 reaches the side surface BP2, the light ray R1 is emitted to the outside as sidelobe light R2 having a wide angle with respect to the normal line n0 (front). .

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10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 collimating layer 25 suppresses the generation of sidelobe light. Referring to FIG. 10, the collimating layer 25 includes a prism layer 23 and a filling layer 24 that satisfy the relationship of formula (1), and a prism 240 is filled between the plurality of prisms 230.

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 filling layer 24 is the same as the refractive index n100 of the prism sheet 100. In this case, the relative refractive index when the light beam enters the prism layer 23 from the filling layer 24 is smaller than the relative refractive index when the light beam enters the air from the prism sheet 100. This is because the refractive index n23 of the prism layer 23 made of resin is larger than the refractive index of air (= 1.0).

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 surfaces 241 and 242 of the prism 240 in the collimating layer 25 is larger than the critical angle θc1 on the surfaces BP1 and BP2 of the prism PL of the prism sheet 100. As a result, on the surface of the prism 240, it is considered that the ratio of the light ray R0 that is totally reflected is reduced, and the emission of the sidelobe light R2 can be suppressed.

また、柱状レンズ層22がサイドローブ光の出射を抑制できるのは、以下の理由によると推定される。図11を参照して、図9と同じ角度θ0で入射された光線R0は、柱状レンズ221の凸面上の境界面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11へと戻る。要するに、柱状レンズ221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。   Moreover, it is estimated that the columnar lens layer 22 can suppress the emission of sidelobe light for the following reason. Referring to FIG. 11, light ray R <b> 0 incident at the same angle θ <b> 0 as in FIG. 9 reaches boundary surface BP <b> 3 on the convex surface of columnar lens 221. When the incident angle θi1 of the light ray R0 is larger than the critical angle θc2, the light ray R0 is totally reflected and reaches the boundary surface BP4 on the convex surface. At this time, the incident angle θi2 of the light ray R0 is often larger than the critical angle θc2. Therefore, the light ray R0 is totally reflected again and returns to the surface light source 11. In short, in the columnar lens 221, the light beam that has been totally reflected once is more likely to be totally reflected again and return to the surface light source than to be transmitted and emitted to the outside. Therefore, emission of the side lobe light R2 can be suppressed, and generation of side lobes in the luminance angle distribution can be suppressed.

以上の推定される理由により、レンズシート15は、上下方向の輝度視野角特性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特性が得られる。   For the above estimated reason, the lens sheet 15 suppresses the occurrence of side lobes in the luminance viewing angle characteristics in the vertical direction. As a result, it is possible to obtain a viewing angle characteristic of luminance showing a natural orientation distribution in which the luminance gradually decreases with the viewing angle widening with a viewing angle of 0 deg as a peak.

[左右方向の広視野角の実現]
レンズシート15の柱状レンズ221、プリズム230及びプリズム240は、いずれも蛍光管13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。
[Realization of wide viewing angle in the horizontal direction]
The columnar lens 221, the prism 230, and the prism 240 of the lens sheet 15 are all arranged in the same direction as the arrangement direction of the fluorescent tubes 13. Therefore, light in the left-right direction (x direction in the figure) is less likely to be condensed than in the up-down direction (y direction in the figure). As a result, a wide viewing angle can be realized in the luminance angle characteristic in the left-right direction.

図12に、レンズシート15の輝度角度依存性の一例を示す。図12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12の縦軸は、相対輝度を示す。相対輝度とは、面光源に直接液晶パネルを敷設した場合の正面輝度を基準(1.0)とした場合の各視野角での輝度比である。図12中の破線が左右方向の輝度の視野角特性を示し、実線が上下方向の輝度の視野角特性を示す。   FIG. 12 shows an example of the luminance angle dependency of the lens sheet 15. The horizontal axis in FIG. 12 is the viewing angle. With respect to the viewing angle, the normal direction (front) of the display screen is defined as the 0 deg axis, the tilt angle from the 0 deg axis in the vertical direction is defined as the vertical viewing angle, and the tilt angle from the 0 deg axis in the horizontal direction is defined as the left and right viewing angle. Of the left and right viewing angles, the tilt angle (viewing angle) from the normal to the right is indicated by plus (+), and the tilt angle (viewing angle) from the normal to the left is indicated by minus (−). Similarly, of the vertical viewing angles, the inclination angle (viewing angle) from the normal to the upward direction is indicated by plus (+), and the inclination angle (viewing angle) from the normal to the downward direction is indicated by minus (−). . The vertical axis in FIG. 12 indicates relative luminance. The relative luminance is a luminance ratio at each viewing angle when the front luminance when the liquid crystal panel is directly laid on the surface light source is used as a reference (1.0). The broken line in FIG. 12 indicates the viewing angle characteristic of the luminance in the left-right direction, and the solid line indicates the viewing angle characteristic of the luminance in the vertical direction.

図12を参照して、レンズシート15の輝度の視野角特性は、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分布となる。   Referring to FIG. 12, the luminance viewing angle characteristics of lens sheet 15 have a natural distribution in which the viewing angle is 0 deg in both the vertical and horizontal directions, and the luminance gradually decreases as the viewing angle widens.

さらに、左右方向の輝度視野角特性は、上下方向よりも広がりを有する。より具体的には、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1/2以上の輝度となる視野角範囲が50度(−50deg〜+50deg)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、左右方向が広視野角となる。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。   Further, the luminance viewing angle characteristic 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 a liquid crystal panel, the viewing angle range in which the luminance is ½ or more of the front luminance is 50 degrees (−50 deg to +50 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 horizontal 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.

[正面輝度の向上]
レンズシート15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、及び柱状レンズ層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。
[Improve front brightness]
In the lens sheet 15, the light incident from the lower surface is condensed on the front by each of the collimating layer 25, the base film 21, and the columnar lens layer 22. Therefore, the front luminance can be further improved with one sheet.

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 filling layer 24 in the collimating layer 25 is larger than the refractive index n23 of the prism layer 23. Therefore, the collimating layer 25 condenses the diffused light from the surface light source in the front and emits it to the base film 21.

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柱状レンズ層22に出射される。   The refractive index n21 of the base film 21 is larger than the refractive index n23 of the prism layer 23. Therefore, the light beam incident on the base film 21 from the collimating layer 25 is refracted on the lower surface of the base film 21, further condensed on the front surface, and emitted to the columnar lens layer 22.

柱状レンズ層22内の複数のマイクロレンズ部222の凸面は曲率を有する。そのため、柱状レンズ層22は、上下方向(y方向)及び左右方向(x方向)の光だけでなく、対角方向の光も集光する。要するに、柱状レンズ層22は、全方位の光を集光する。そのため、柱状レンズ層22は、入射された光をさらに正面に集光し、外部に出射する。   The convex surfaces of the plurality of microlens portions 222 in the columnar lens layer 22 have a curvature. Therefore, the columnar lens layer 22 collects not only light in the vertical direction (y direction) and left and right direction (x direction) but also light in the diagonal direction. In short, the columnar lens layer 22 collects light in all directions. Therefore, the columnar lens layer 22 condenses incident light further on the front and emits it to the outside.

以上のとおり、レンズシート15では、コリメート層25、ベースフィルム21及び柱状レンズ層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15は、1枚で正面輝度をより向上できる。   As described above, in the lens sheet 15, each of the collimating layer 25, the base film 21, and the columnar lens layer 22 collimates the incident light beam in the front. Therefore, the front luminance can be further improved with a single lens sheet 15.

[輝度ムラの防止]
上述の通り、複数の蛍光管13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13直上部分で輝度が最も高く、隣り合う蛍光管13の間の中間部分で輝度が最も低くなりやすい。
しかしながら、本実施の形態によるレンズシート15では、プリズム230及びプリズム240の並設方向は、面光源11内の複数の蛍光管13の並設方向と同じであり、かつ、柱状レンズ221の並設方向も、蛍光管13の並設方向と同じである。そのため、レンズシート15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。その結果、輝度ムラの発生を抑制できる。
[Preventing uneven brightness]
As described above, when the plurality of fluorescent tubes 13 are arranged in the vertical direction, luminance unevenness is likely to occur in the vertical direction. Specifically, the luminance is highest at the portion directly above the fluorescent tube 13, and the luminance is likely to be lowest at the intermediate portion between the adjacent fluorescent tubes 13.
However, in the lens sheet 15 according to the present embodiment, the direction in which the prism 230 and the prism 240 are arranged is the same as the direction in which the plurality of fluorescent tubes 13 in the surface light source 11 are arranged, and the columnar lenses 221 are arranged in parallel. The direction is also the same as the direction in which the fluorescent tubes 13 are juxtaposed. Therefore, the lens sheet 15 collects more light in the vertical direction (y direction in FIG. 1) and emits it to the front. As a result, it is possible to suppress the occurrence of luminance unevenness.

[柱状レンズ層の他の例]
なお、上述の実施の形態では、マイクロレンズ部222の頂上Tcは千鳥配列となっているが、図13に示すように、頂上Tcが格子配列となっていてもよい。ただし、千鳥配列の方が、格子配列よりも隙間223の幅が狭くなるため、集光機能が高い。
[Other examples of columnar lens layers]
In the above-described embodiment, the top Tc of the microlens portion 222 has a staggered arrangement, but the top Tc may have a lattice arrangement as shown in FIG. However, the staggered arrangement has a higher light collection function because the width of the gap 223 is narrower than the lattice arrangement.

図4及び図13では、各マイクロレンズ部222は同じ大きさを有するが、図14に示すように、柱状レンズ221が、大きさの異なる複数のマイクロレンズ部222及び227を含んでいてもよい。マイクロレンズ部222及び227は、高さが異なるため、レンズシート15は、液晶パネル20に貼り付きにくい。その結果、液晶パネル20の表示画面29にウェットアウト現象(画面のにじみ)が発生するのを抑制できる。また、マイクロレンズ部222及び227をランダムに配置することで、モアレの発生もさらに抑制できる。   4 and 13, each microlens portion 222 has the same size, but as shown in FIG. 14, the columnar lens 221 may include a plurality of microlens portions 222 and 227 having different sizes. . Since the microlens portions 222 and 227 have different heights, the lens sheet 15 is difficult to stick to the liquid crystal panel 20. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a wet-out phenomenon (screen blur) on the display screen 29 of the liquid crystal panel 20. Moreover, the occurrence of moire can be further suppressed by arranging the microlens portions 222 and 227 at random.

なお、大きさが異なる複数のマイクロレンズ部は、高さが異なっていればよい。そのため、複数のマイクロレンズにおいて、図14に示すように、曲率半径が互いに異なっていてもよいし、真上から見たときの周縁の曲率半径は同じであり、高さのみが互いに異なっていてもよい。   The plurality of microlens portions having different sizes may have different heights. Therefore, in a plurality of microlenses, as shown in FIG. 14, the radii of curvature may be different from each other, the radii of curvature at the periphery when viewed from directly above are the same, and only the heights are different from each other. Also good.

[モアレの防止]
プリズム230、プリズム240及び柱状レンズ層221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。
そこで、好ましくは、プリズム230の配列ピッチ及び/又は柱状レンズ221の配列ピッチを不均一にする。たとえば、図15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=1〜4)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。プリズム230及び/又は柱状レンズ221の配列ピッチが不均一であれば、柱状レンズ221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り、モアレの発生を抑制できる。
[Prevention of moire]
When the prism 230, the prism 240, and the columnar lens layer 221 are arranged in the same direction, moiré is likely to occur if the arrangement pitch of these lenses is constant.
Therefore, preferably, the arrangement pitch of the prisms 230 and / or the arrangement pitch of the columnar lenses 221 are made non-uniform. For example, as shown in FIG. 15, a plurality of prisms 230 having the same apex angle are arranged so that the distances Pn and Pn + 1 (n = 1 to 4) between the ridge lines of adjacent prisms 230 are different from each other. If the arrangement pitch of the prisms 230 and / or the columnar lenses 221 is not uniform, the pitch of the columnar lenses 221 and the pitch of the prisms 230 are difficult to synchronize with each other at a constant period, and the occurrence of moire can be suppressed.

また、図16及び図17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、つまり、隣り合うプリズム230の間に形成される谷線400が直線ではなく、プリズム230の幅方向に不規則に蛇行していてもよい。この場合も、柱状レンズ221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。なお、図16では、谷線400が蛇行しているが、プリズム230の稜線500が蛇行していてもよい。図16及び図17においてさらに、プリズム230の高さが、プリズム230の長手方向で変動してもよい。   As shown in FIGS. 16 and 17, when the collimating layer 25 is viewed from above, the pitches of the adjacent prisms 240 are the same, but are formed between the ridgelines of the prisms 240, that is, between the adjacent prisms 230. The valley line 400 may be irregularly meandering in the width direction of the prism 230 instead of a straight line. Also in this case, since the pitch of the columnar lenses 221 and the pitch of the prisms 230 are difficult to synchronize with each other at a constant period, the occurrence of moire can be suppressed. In FIG. 16, the valley line 400 meanders, but the ridge line 500 of the prism 230 may meander. 16 and 17, the height of the prism 230 may vary in the longitudinal direction of the prism 230.

図18に示すように、プリズム230の配列ピッチは、柱状レンズ221の配列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のピッチを柱状レンズ221の配列ピッチよりも小さくすれば、柱状レンズ221とプリズム230の配列ピッチが同期する周期が長くなり、モアレの発生がある程度抑制される。   As shown in FIG. 18, the arrangement pitch of the prisms 230 is preferably smaller than the arrangement pitch of the columnar lenses 221. The prism 230 is made of a low refractive index resin, but the low refractive index resin is expensive to manufacture. Therefore, it is preferable that the prism layer 23 is formed with as little resin as possible. If the pitch of the prisms 230 in the prism layer 23 is made smaller than the arrangement pitch of the columnar lenses 221, the period in which the arrangement pitch of the columnar lenses 221 and the prisms 230 is synchronized becomes longer, and the occurrence of moire is suppressed to some extent.

また、レンズシート15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(フィラ)を含有してもよい。図19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。   In addition, particles (fillers) having a refractive index different from the refractive index of the resin constituting the filling layer 24 may be contained in the filling layer 24 that is the lowermost layer of the lens sheet 15. Referring to FIG. 19, the filling layer 24 includes a transparent resin 244 and a plurality of particles (fillers) 245 dispersed in the resin. The filler 245 has a refractive index different from that of the resin.

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 filling layer 24 is diffused to some extent by the filler 245 and emitted to the prism layer 23. Therefore, the occurrence of luminance unevenness and moire can be suppressed.

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15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。   The filler 245 may be made of an organic material or an inorganic material. The filler 245 is, for example, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, silicone fine particles, acrylic fine particles, styrene fine particles, MS fine particles, glass fine particles, or the like. These may be used alone or in combination. The particle size of the filler 245 is not particularly limited, but if it is excessively large, it is difficult to form the filling layer 24. On the other hand, if it is too small, the diffusion effect is small. A preferable particle size of the filler 245 is 0.5 μm to 10 μm. Further, if the filler 245 is excessively contained, the front luminance of the lens sheet 15 is lowered. Therefore, the preferable filler 245 content is 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.

なお、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、本発明の上述の効果をある程度奏することができる。   Although the backlight 10 is a direct type in the present embodiment, the above-described effects of the present invention can be achieved to some extent even if the backlight 10 is an edge light type.

[製造方法]
上述したレンズシート15の製造方法の一例として、ロールトゥロール方式による製造方法を説明する。
[Production method]
As an example of the manufacturing method of the lens sheet 15 described above, a manufacturing method using a roll-to-roll method will be described.

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20及び図21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とを準備する。転写用溝52の横断形状は、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16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は、図22のように、凸条53の高さが一定ではなく、ピッチP0は図21と同じであっても、深さが異なる部分を有する。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 collimating layer 25 is formed on the surface 212 of the base film 21. A cylindrical first roll having a film-like base film 21 wound on its surface and a prism roll plate 50 having transfer grooves 52 of the prism 230 on its surface are prepared as shown in FIGS. The transverse shape of the transfer groove 52 is the same as the transverse shape of the prism 230, and the transverse shape of the ridge 53 corresponding to the edge (flange portion) of the transfer groove 52 is the same as the transverse shape of the prism 240. . The transfer groove 52 is juxtaposed in the roll axis direction. As shown in FIG. 16, when the ridgeline of the prism 240 is meandered, the transfer groove 52 is not constant in the height of the ridge 53 as shown in FIG. 22, and the pitch P0 is the same as that in FIG. However, it has portions with different depths. That is, the angle (vertical angle) of the valley of the transfer groove 52 is constant, and the depth is changed in the longitudinal direction of the transfer groove 52. In this case, since the ridge line of the prism 240 corresponds to the top of the ridge 53 of the transfer groove 52, the ridge line of the formed prism 240 becomes a wavy curve meandering in the width direction of the prism 240.

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 roll plate 50 are arranged so that the axial direction of the first roll is parallel to the axial direction of the roll plate 50. After the arrangement, the surface of the roll plate 50 is filled with an ionizing radiation curable resin having a refractive index n23 lower than the refractive index n21 of the base film 21. The charged ionizing radiation curable resin is transferred onto the base film 21 fed from the first roll while rotating the first roll and the roll plate 50. At this time, the transfer is performed while the base film 21 is sandwiched between the backup roll disposed opposite to the roll plate 50 with the base film 21 interposed therebetween and the roll plate 50. The transferred ionizing radiation curable resin is irradiated with ionizing radiation to cure the ionizing radiation curable resin, thereby forming the prism layer 23.

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 prism layer 23, the filling layer 24 is formed on the prism layer 23. First, a roll plate having a smooth surface is prepared. Next, an ionizing radiation curable resin having a refractive index n24 higher than the refractive index n23 is applied to the roll plate. A roll plate having a surface coated with an ionizing radiation curable resin is pressed against the surface of the prism layer 23 on which the prism 230 is formed to transfer the ionizing radiation curable resin. Then, by irradiating with ionizing radiation, the transferred ionizing radiation curable resin is cured, and the filling layer 24 is formed.

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 layer 24 may be manufactured by the following method instead of the above method. First, a paint in which a resin having a refractive index n24 higher than the refractive index n23 of the prism layer 23 is dissolved in a solvent is prepared. Using the gravure coater or the like, the prepared paint is uniformly applied on the prism layer 23. The applied paint is dried to form the filling layer 24.

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 collimating layer 25 is formed on the surface 212 of the base film 21. The base film 21 on which the collimating layer 25 is formed is arranged in parallel in the axial direction.

次に、ベースフィルム21の表面211に柱状レンズ層22を形成する。柱状レンズ層用のロール版は、表面に柱状レンズ221の転写用溝を有する。各転写用溝はロール版の周方向に延び、互いに軸方向に配列される。転写用溝の横断形状は、柱状レンズ221の横断形状に対応する。   Next, the columnar lens layer 22 is formed on the surface 211 of the base film 21. The roll plate for the columnar lens layer has a transfer groove for the columnar lens 221 on the surface. Each transfer groove extends in the circumferential direction of the roll plate and is arranged in the axial direction. The transverse shape of the transfer groove corresponds to the transverse shape of the columnar lens 221.

柱状レンズ221は、マイクロレンズ部222を直列に連結した形状を有するが、マイクロレンズアレイ上のマイクロレンズと比較して、製造時に、内部に気泡が残留しにくいという利点を有する。マイクロレンズアレイ用のロール版は、表面に複数の転写用穴を有する。複数の転写用穴は、マイクロレンズに対応するため、互いに独立している。そのため、転写用穴に充填された電離放射線硬化樹脂にひとたび気泡が侵入すると、その気泡は電離放射線硬化樹脂から抜けにくい。転写用穴内で電離放射線硬化樹脂が流動しにくいからである。しかしながら、本実施の形態で用いるロール版の転写用溝は、マイクロレンズアレイ用の転写用穴に相当する穴が連結されて形成される。そのため、充填された電離放射線硬化樹脂に気泡が侵入しても、電離放射線硬化樹脂が転写用溝内で流動しやすいため、気泡が抜けやすい。その結果、形成された柱状レンズ221内に気泡が残留するのを抑制できる。   The columnar lens 221 has a shape in which the microlens portions 222 are connected in series. However, the columnar lens 221 has an advantage that bubbles are less likely to remain in the interior as compared with the microlens on the microlens array. The roll plate for the microlens array has a plurality of transfer holes on the surface. The plurality of transfer holes are independent of each other to correspond to the microlens. Therefore, once a bubble enters the ionizing radiation curable resin filled in the transfer hole, the bubble is difficult to escape from the ionizing radiation curable resin. This is because the ionizing radiation curable resin does not flow easily in the transfer hole. However, the transfer groove of the roll plate used in this embodiment is formed by connecting holes corresponding to transfer holes for the microlens array. For this reason, even if bubbles enter the filled ionizing radiation curable resin, the ionizing radiation curable resin easily flows in the transfer groove, so that the bubbles are easily removed. As a result, bubbles can be prevented from remaining in the formed columnar lens 221.

互いの軸方向が並行になるように送り出しロール、ロール版、巻き取りロールの順に配置する。配置後、ロール版の転写用溝に電離放射線硬化樹脂を充填する。   The feed roll, roll plate, and take-up roll are arranged in this order so that their axial directions are parallel to each other. After the disposition, the transfer groove of the roll plate is filled with ionizing radiation curable resin.

充填後、送り出しロールを回転してベースフィルムを送り出し、送り出しロールからロール版に向かってベースフィルムを搬送する。続いて、ロール版を回転して、転写用溝に充填された電離放射線硬化樹脂をベースフィルム上に転写する。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し、ベースフィルム上に柱状レンズ221を形成する。以上の工程により、レンズシート15が製造される。製造されたレンズシート15は、巻き取りロールに巻き取られる。   After filling, the delivery roll is rotated to deliver the base film, and the base film is conveyed from the delivery roll toward the roll plate. Subsequently, the roll plate is rotated to transfer the ionizing radiation curable resin filled in the transfer groove onto the base film. The ionizing radiation curable resin transferred by irradiating with ionizing radiation is cured to form a columnar lens 221 on the base film. The lens sheet 15 is manufactured through the above steps. The manufactured lens sheet 15 is wound up on a winding roll.

上述の製造方法では、はじめにコリメート層25を形成し、次に柱状レンズ層22を形成したが、はじめに柱状レンズ層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 collimating layer 25 is first formed and then the columnar lens layer 22 is formed. However, the columnar lens layer 22 may be formed first, and then the collimating layer 25 may be formed.

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15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及び柱状レンズ層22を形成してもよい。また、柱状レンズ層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 mentioned above, although the manufacturing method by the roll toe roll system using a roll plate was demonstrated as an example of the manufacturing method, the lens sheet 15 can be manufactured also by another manufacturing method. The collimating layer 25 and the columnar lens layer 22 may be formed using a plate-shaped plate instead of the roll-to-roll method. The columnar lens layer 22 may be formed by an extrusion method, a hot press method, or an injection molding method.

また、上述の製造方法では、電離放射線硬化樹脂をロール版上に塗布したが、電離放射線硬化樹脂をベースフィルム21上に塗布して電離放射線硬化樹脂膜を形成してもよい。この場合、たとえば、ベースフィルム21上の電離放射線硬化樹脂膜をロール版に押し当てて、柱状レンズ221、プリズム230を転写する。また、ロール版の表面とベースフィルム21の表面とに、それぞれ電離放射線硬化樹脂を塗布してもよい。   In the manufacturing method described above, the ionizing radiation curable resin is applied on the roll plate, but the ionizing radiation curable resin may be applied on the base film 21 to form an ionizing radiation curable resin film. In this case, for example, the ionizing radiation curable resin film on the base film 21 is pressed against the roll plate to transfer the columnar lens 221 and the prism 230. Moreover, you may apply | coat ionizing radiation hardening resin to the surface of a roll plate, and the surface of the base film 21, respectively.

互いに異なるレンズ形状を有する複数のレンズシートを製造し、正面輝度及び輝度の視野角特性を調査した。   A plurality of lens sheets having different lens shapes were manufactured, and front luminance and viewing angle characteristics of luminance were investigated.

表1に示す試験番号1〜6のレンズシートをロールトゥロール法により製造した。なお、ベースフィルムとしてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用い、電離放射硬化樹脂として紫外線硬化樹脂を用いた。

Figure 2009157029
試験番号1のレンズシートは、図3〜5に示すように、複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、プリズム層と充填層を有した。柱状レンズ内の各マイクロレンズ部は半球状であり、その半径Rは15μmであった。また、マイクロレンズ部の配列は、図4と同様に千鳥配列であり、マイクロレンズ部の頂上Tcの左右方向(x方向)の配列ピッチPxは25μm、上下方向(y方向)の配列ピッチPyは30μmであった。柱状レンズ層の硬化後の屈折率は1.56であった。 Lens sheets of test numbers 1 to 6 shown in Table 1 were produced by a roll-to-roll method. A polyethylene terephthalate (PET) film was used as the base film, and an ultraviolet curable resin was used as the ionizing radiation curable resin.
Figure 2009157029
The lens sheet of Test No. 1 had a columnar lens layer including a plurality of columnar lenses, a prism layer, and a filling layer, as shown in FIGS. Each microlens portion in the columnar lens was hemispherical, and its radius R was 15 μm. Further, the arrangement of the microlens portions is a staggered arrangement as in FIG. 4, the arrangement pitch Px in the left-right direction (x direction) of the top Tc of the microlens portion is 25 μm, and the arrangement pitch Py in the up-down direction (y direction) is It was 30 μm. The refractive index after curing of the columnar lens layer was 1.56.

また、試験番号1のプリズム層の各プリズムの頂角は110度であり、隣り合うプリズムの頂点間距離(配列ピッチ)P230は50μmであった。各プリズムの高さH230は17.5μmであった。プリズム層の硬化後の屈折率は1.49であり、充填層の硬化後の屈折率は1.56であった。   The apex angle of each prism of the prism layer of test number 1 was 110 degrees, and the distance (arrangement pitch) P230 between vertices of adjacent prisms was 50 μm. The height H230 of each prism was 17.5 μm. The refractive index after curing of the prism layer was 1.49, and the refractive index after curing of the filling layer was 1.56.

試験番号2のレンズシートも試験番号1と同様に、柱状レンズ層と、プリズム層と、充填層とを有した。ただし、柱状レンズ層は、図14に示す形状を有し、柱状レンズが2種類の大きさのマイクロレンズ部を有した。各マイクロレンズ部は半球状であり、その半径Rは、15μm又は20μmであった。その他の構成は試験番号1と同じであった。   Similarly to Test No. 1, the lens sheet of Test No. 2 also had a columnar lens layer, a prism layer, and a filling layer. However, the columnar lens layer had the shape shown in FIG. 14, and the columnar lens had two types of microlens portions. Each microlens part was hemispherical, and its radius R was 15 μm or 20 μm. The other configuration was the same as that of test number 1.

試験番号3のレンズシートも試験番号1と同様に、柱状レンズ層と、プリズム層と、充填層とを有した。ただし、プリズム層のプリズムの頂角は90度であった。また、配列ピッチP230及び高さH230はランダムであった。その他の構成は試験番号1と同じであった。   Similarly to the test number 1, the lens sheet of the test number 3 also has a columnar lens layer, a prism layer, and a filling layer. However, the apex angle of the prism of the prism layer was 90 degrees. Further, the arrangement pitch P230 and the height H230 were random. The other configuration was the same as that of test number 1.

試験番号4のレンズシートは、試験番号1のレンズシートと比較して、柱状レンズ層の代わりに、図23に示すマイクロレンズアレイ層を有した。つまり、試験番号4は、ベースフィルムの一方の表面に形成されたプリズム層と、プリズム層上に形成された充填層と、ベースフィルムの他方の表面に形成されたマイクロレンズアレイ層とを有した。   The lens sheet of test number 4 had a microlens array layer shown in FIG. 23 instead of the columnar lens layer, as compared with the lens sheet of test number 1. That is, the test number 4 had a prism layer formed on one surface of the base film, a filling layer formed on the prism layer, and a microlens array layer formed on the other surface of the base film. .

図23に示すように、マイクロレンズアレイ層は、複数のマイクロレンズを有した。各マイクロレンズは半球であり、その半径Rは16.25μmであった。また、隣り合うマイクロレンズは互いに接触していなかった。マイクロレンズの配列は、千鳥配列であり、その配列ピッチPx及びPy(図23参照)は、いずれも50μmであった。マイクロレンズ層の屈折率は1.56であった。その他の構成は試験番号1と同じであった。   As shown in FIG. 23, the microlens array layer had a plurality of microlenses. Each microlens was a hemisphere, and its radius R was 16.25 μm. Adjacent microlenses were not in contact with each other. The arrangement of the microlenses was a staggered arrangement, and the arrangement pitches Px and Py (see FIG. 23) were both 50 μm. The refractive index of the microlens layer was 1.56. The other configuration was the same as that of test number 1.

試験番号5のレンズシートとして、図24に示す形状を有するマイクロレンズアレイシートを準備した。各マイクロレンズは半楕円体であり、その長手方向が左右方向(x方向)と平行となるように千鳥配列された。長軸長は62μmであり、短軸長は28.75μmであった。図24で定義された配列ピッチPxは62.5μmであり、Pyは50μmであった。各マイクロレンズは互いに独立していた。   As a lens sheet of test number 5, a microlens array sheet having the shape shown in FIG. 24 was prepared. Each microlens is a semi-ellipsoid and is staggered so that the longitudinal direction thereof is parallel to the left-right direction (x direction). The major axis length was 62 μm and the minor axis length was 28.75 μm. The arrangement pitch Px defined in FIG. 24 was 62.5 μm, and Py was 50 μm. Each microlens was independent of each other.

試験番号6には、互いに並設された複数のプリズムを有するプリズムシートを準備した。各プリズムの頂角は110度であり、配列ピッチは50μm、高さは17μmであった。   For test number 6, a prism sheet having a plurality of prisms arranged in parallel with each other was prepared. The apex angle of each prism was 110 degrees, the arrangement pitch was 50 μm, and the height was 17 μm.

[光学特性の調査方法]
製造された試験番号1〜6のレンズシートの正面輝度及び輝度視野角特性を調査した。初めに、上下方向(y方向)に並設された18本のEEFLを収納し、かつ、拡散板を備えた32インチサイズの面光源を各試験番号ごとに準備した。そして、準備された面光源に各試験番号のレンズシートを敷設し、各試験番号のバックライトを製造した。このとき、試験番号1〜3のレンズシートは、柱状レンズが上下方向(y方向)に並設されるように敷設され、試験番号4のレンズシートは、プリズム層のプリズムが上下方向に並設されるように敷設された。また、試験番号5のマイクロレンズアレイシートは、マイクロレンズの長軸がEEFLの長手方向と平行になるように敷設され、試験番号6のプリズムシートは、プリズムが上下方向に並設されるように敷設された。
[Investigation method of optical characteristics]
The front luminance and luminance viewing angle characteristics of the manufactured lens sheets of test numbers 1 to 6 were investigated. First, a 32-inch surface light source that accommodates 18 EEFLs arranged in parallel in the vertical direction (y direction) and has a diffusion plate was prepared for each test number. And the lens sheet of each test number was laid in the prepared surface light source, and the backlight of each test number was manufactured. At this time, the lens sheets of Test Nos. 1 to 3 are laid so that the columnar lenses are arranged side by side in the vertical direction (y direction), and the lens sheets of Test No. 4 are arranged in parallel with the prisms of the prism layer in the vertical direction. Laid to be. The microlens array sheet with test number 5 is laid so that the long axis of the microlens is parallel to the longitudinal direction of the EEFL, and the prism sheet with test number 6 is such that the prisms are juxtaposed in the vertical direction. Laid.

製造された各試験番号のバックライトに液晶パネルを敷設して、輝度視野角特性を調査した。視野角は、上述のとおり、レンズシートの法線方向(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した。各上下視野角及び左右視野角の輝度は輝度計により測定した。輝度の測定箇所は表示画面の中央とした。   A liquid crystal panel was laid on the manufactured backlight of each test number, and the luminance viewing angle characteristics were investigated. As described above, the viewing angle is the normal direction (front) of the lens sheet as 0 deg axis, the tilt angle from the 0 deg axis to the vertical direction is the vertical viewing angle, and the tilt angle from the 0 deg axis to the horizontal direction is the left viewing angle. did. The luminance at each vertical viewing angle and left and right viewing angle was measured with a luminance meter. The luminance measurement location was at the center of the display screen.

また、レンズシートを敷設していない面光源上に液晶パネルを敷設し、正面輝度を測定した。測定された正面輝度を基準正面輝度と定義した。   Further, a liquid crystal panel was laid on a surface light source on which no lens sheet was laid, and the front luminance was measured. The measured front brightness was defined as the reference front brightness.

試験番号1〜6の輝度視野角特性から得られた視野角0degの正面輝度の基準正面輝度に対する比を算出し、各試験番号の正面輝度比とした。   The ratio of the front luminance at the viewing angle of 0 deg obtained from the luminance viewing angle characteristics of Test Nos. 1 to 6 to the reference front luminance was calculated and used as the front luminance ratio of each test number.

さらに、上下方向の輝度の視野角特性のうち、正面輝度の1/2以上の輝度を有する視野角範囲(以下、1/2上下視野角という)を求めた。また、左右方向の輝度の視野角特性のうち、正面輝度の1/2以上の輝度を有する視野角範囲(以下、1/2左右視野角という)を求めた。   Further, a viewing angle range (hereinafter referred to as 1/2 vertical viewing angle) having a luminance of 1/2 or more of the front luminance among the viewing angle characteristics of the luminance in the vertical direction was obtained. In addition, a viewing angle range (hereinafter referred to as ½ left and right viewing angle) having a luminance of 1/2 or more of the front luminance among the viewing angle characteristics of luminance in the left and right directions was obtained.

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1〜6のバックライトに上述の液晶パネルを敷設した。そして、液晶パネルの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。   Luminance unevenness and moire were evaluated by the following methods. The above-mentioned liquid crystal panel was laid on the backlights of the above test numbers 1 to 6. Then, whether or not luminance unevenness and moire were generated on the display screen of the liquid crystal panel was visually evaluated.

[調査結果]
調査結果を表1に示す。ここで、試験番号1の1/2左右視野角欄の「54」とは、正面輝度の1/2以上の視野角範囲が−54deg〜+54degの範囲であることを示す。他の試験番号についても同様である。また、輝度ムラ欄及びモアレ欄の「○」印は、輝度ムラ又はモアレが発生しなかったことを示し、「×」印は、輝度ムラ又はモアレが発生したことを示す。
[Investigation result]
The survey results are shown in Table 1. Here, “54” in the 1/2 left / right viewing angle column of test number 1 indicates that the viewing angle range of ½ or more of the front luminance is a range of −54 deg to +54 deg. The same applies to other test numbers. In addition, “◯” marks in the luminance unevenness column and the moire column indicate that no luminance unevenness or moire has occurred, and “x” indicates that luminance unevenness or moire has occurred.

試験番号1の輝度視野角特性は図12に示すとおりであった。また、試験番号2の視野角特性は図25、試験番号3〜6の視野角特性は図26〜図29のそれぞれに示すとおりであった。図中の実線は上下方向の視野角特性、破線は左右方向の視野角特性をそれぞれ示す。   The luminance viewing angle characteristics of Test No. 1 were as shown in FIG. The viewing angle characteristics of test number 2 were as shown in FIG. 25, and the viewing angle characteristics of test numbers 3 to 6 were as shown in FIGS. The solid line in the figure indicates the viewing angle characteristic in the vertical direction, and the broken line indicates the viewing angle characteristic in the horizontal direction.

表1に示すとおり、試験番号1〜3のレンズシートでは、いずれも正面輝度比が1.65以上であり、高い正面輝度を示した。また、図12、図24及び図25に示すように、輝度視野角特性は、視野角0degをピークとし、視野角が広がるに従い輝度が徐々に低下する自然な分布となった。そして、70deg以上の視野角でサイドローブが発生しなかった。さらに、左右方向の視野角特性の幅は、上下方向よりも広く、1/2左右視野角はいずれも50deg以上であった。また、試験番号1〜3のレンズシートでは、輝度ムラ及びモアレが発生しなかった。   As shown in Table 1, in the lens sheets of test numbers 1 to 3, the front luminance ratio was 1.65 or more, and high front luminance was exhibited. As shown in FIGS. 12, 24, and 25, the luminance viewing angle characteristics have a natural distribution in which the viewing angle is 0 deg as a peak and the luminance gradually decreases as the viewing angle increases. And side lobes did not occur at a viewing angle of 70 degrees or more. Furthermore, the width of the viewing angle characteristic in the left-right direction was wider than that in the up-down direction, and the 1/2 left-right viewing angles were all 50 degrees or more. Moreover, in the lens sheets of test numbers 1 to 3, luminance unevenness and moire did not occur.

これに対して、試験番号4のレンズシートでは、正面輝度比は1.65以上であったものの、1/2左右視野角が50deg未満であった。各マイクロレンズが互いに独立していたため、全方位の光が等価に集光された結果、図27に示すように、左右方向の視野角が上下方向と同程度に狭くなったと考えられる。また、輝度ムラが発生した。   In contrast, in the lens sheet of test number 4, the front luminance ratio was 1.65 or more, but the ½ left-right viewing angle was less than 50 deg. Since each microlens was independent of each other, as a result of equivalently condensing light in all directions, it is considered that the viewing angle in the left-right direction was narrowed to the same extent as in the up-down direction, as shown in FIG. In addition, uneven brightness occurred.

試験番号5のマイクロレンズアレイシートは、1/2左右視野角が80degと大きかったものの、正面輝度比が1.65未満であった。マイクロレンズが半楕円体であったため、集光機能が低かったと考えられる。また、輝度ムラが発生した。   The microlens array sheet of test number 5 had a front luminance ratio of less than 1.65, although the ½ left-right viewing angle was as large as 80 deg. Since the microlens was a semi-ellipsoid, it is considered that the light collecting function was low. In addition, uneven brightness occurred.

試験番号6のレンズシートは、プリズム頂角が110度であったため、輝度の視野角特性に顕著なサイドローブは発生しなかった。しかしながら、図30と同様に、左右方向の輝度視野角特性が自然な分布とならなかった。また、正面輝度比が1.65未満であった。さらに、輝度ムラが発生した。   The lens sheet of test number 6 had a prism apex angle of 110 degrees, and thus no significant side lobe was generated in the luminance viewing angle characteristics. However, as in FIG. 30, the luminance viewing angle characteristics in the left-right direction did not have a natural distribution. Moreover, the front luminance ratio was less than 1.65. Furthermore, luminance unevenness occurred.

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.

本発明の実施の形態によるレンズシートを備えた液晶表示装置の斜視図である。It is a perspective view of the liquid crystal display device provided with the lens sheet by embodiment of this invention. 図1中の線分II−IIでの断面図である。It is sectional drawing in line segment II-II in FIG. 図1中のレンズシートの斜視図である。It is a perspective view of the lens sheet in FIG. 図3に示したレンズシートの上面図である。FIG. 4 is a top view of the lens sheet shown in FIG. 3. 図4中の線分V−Vでの断面図である。It is sectional drawing in line segment VV in FIG. 図3に示した柱状レンズの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the columnar lens shown in FIG. 図3〜6に示した柱状レンズと異なる形状を有する他の柱状レンズの横断面図である。It is a cross-sectional view of the other columnar lens which has a shape different from the columnar lens shown in FIGS. 図3〜6及び図7に示した柱状レンズと異なる形状を有する他の柱状レンズの横断面図である。It is a cross-sectional view of the other columnar lens which has a shape different from the columnar lens shown in FIGS. プリズムシートに入射された光線の軌跡を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the locus | trajectory of the light ray which injected into the prism sheet. 図3中のコリメート層に入射された光線の軌跡を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the locus | trajectory of the light ray which injected into the collimating layer in FIG. 図3中の柱状レンズに入射された光線の軌跡を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the locus | trajectory of the light ray which injected into the columnar lens in FIG. 図3〜5に示したレンズシートの輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance of the lens sheet shown to FIGS. 図4と異なる形状を有する他のレンズシートの上面図である。It is a top view of the other lens sheet which has a shape different from FIG. 図4及び図13と異なる形状を有する他のレンズシートの上面図である。It is a top view of the other lens sheet which has a shape different from FIG.4 and FIG.13. 図5と異なる断面を有する他のレンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the other lens sheet which has a different cross section from FIG. 図3〜5と異なる形状を有するレンズシートのうち、コリメート層の下面図である。It is a bottom view of a collimate layer among lens sheets which have a shape different from Drawings 3-5. 図16中の線分XVII−XVIIでの断面図である。It is sectional drawing in line segment XVII-XVII in FIG. 図3〜5及び図16と異なる形状を有する他のレンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the other lens sheet which has a shape different from FIGS. 図3〜5、図16及び図18と異なる形状を有する他のレンズシートの断面図である。It is sectional drawing of the other lens sheet which has a shape different from FIGS. 3-5, FIG. 16, and FIG. 図3に示したレンズシートを製造するためのロール版の斜視図である。It is a perspective view of the roll plate for manufacturing the lens sheet shown in FIG. 図20中のロール版の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of roll plate in FIG. 図21と異なる、ロール版の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of roll plate different from FIG. 実施例で使用したレンズシートの上面図である。It is a top view of the lens sheet used in the Example. 図23と異なる形状のレンズシートの上面図である。It is a top view of the lens sheet of a shape different from FIG. 実施例で使用したレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance obtained with the lens sheet used in the Example. 図25と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance obtained with the lens sheet different from FIG. 図25及び図26と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance obtained with the lens sheet different from FIG.25 and FIG.26. 図25〜図27と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance obtained with the lens sheet different from FIGS. 図25〜図28と異なるレンズシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance obtained with the lens sheet different from FIGS. 横断形状における頂角が90度のプリズムを有するプリズムシートで得られた輝度の視野角特性を示す図である。It is a figure which shows the viewing angle characteristic of the brightness | luminance obtained with the prism sheet which has a prism whose apex angle is 90 degree | times in a transverse shape.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶表示装置
10 バックライト
11 面光源
13 蛍光管
15 レンズシート
21 ベースフィルム
22 柱状レンズ層
23 プリズム層
24 充填層
25 コリメート層
221 柱状レンズ
222 マイクロレンズ部
223 隙間
224 仮想面
230,240 プリズム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device 10 Backlight 11 Surface light source 13 Fluorescent tube 15 Lens sheet 21 Base film 22 Columnar lens layer 23 Prism layer 24 Filling layer 25 Collimate layer 221 Columnar lens 222 Microlens part 223 Clearance 224 Virtual surface 230,240 Prism

Claims (11)

第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを有する基材層と、
各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、前記第1の表面上に互いに並設される複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、
前記第2の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含み、前記基材層よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層上に形成され、前記プリズム層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 base material layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A columnar lens layer each including a plurality of plano-convex lens portions connected in a row and including a plurality of columnar lenses arranged in parallel on the first surface;
A plurality of prisms arranged side by side on the second surface, the prism layer having a lower refractive index than the base material layer;
A lens sheet comprising: a filler layer formed on the prism layer and having a higher refractive index than the prism layer.
請求項1に記載のレンズシートであって、
前記柱状レンズは前記プリズムと並行す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, wherein the columnar lens is parallel to the prism.
請求項1又は請求項2に記載のレンズシートであって、
隣り合う前記柱状レンズの間に隙間が形成されることを特徴とするレンズシート。
The lens sheet according to claim 1 or 2,
A lens sheet, wherein a gap is formed between the adjacent columnar lenses.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のレンズシートであって、
同一柱状レンズ内で隣り合う前記平凸レンズ部は、互いに面接触していることを特徴とするレンズシート。
The lens sheet according to any one of claims 1 to 3,
The lens sheet according to claim 1, wherein the plano-convex lens portions adjacent in the same columnar lens are in surface contact with each other.
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のレンズシートであって、
前記柱状レンズは、高さが異なる複数の平凸レンズ部を含むことを特徴とするレンズシート。
The lens sheet according to any one of claims 1 to 4,
The columnar lens includes a plurality of plano-convex lens portions having different heights.
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のレンズシートであって、
前記プリズムの稜線、又は、隣り合うプリズムの間に形成される谷線は、前記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 any one of claims 1 to 5,
The lens sheet, wherein a ridge line of the prism or a valley line formed between adjacent prisms meanders in the width direction of the prism.
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のレンズシートであって、
前記プリズムの配列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 any one of claims 1 to 6,
The lens sheet, wherein the arrangement pitch of the prisms is not uniform.
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のレンズシートであって、
前記プリズムの高さは、前記プリズムの長手方向に変動することを特徴とするレンズシート。
The lens sheet according to any one of claims 1 to 7,
A lens sheet, wherein the height of the prism varies in the longitudinal direction of the prism.
請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のレンズシートであって、
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備えることを特徴とするレンズシート。
It is a lens sheet given in any 1 paragraph of Claims 1-8,
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.
面光源と、
前記面光源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、
第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを有する基材層と、
各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、前記第1の表面上に互いに並設される複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、
前記第2の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含み、前記基材部よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層上に形成され、前記プリズム層よりも高い屈折率を有する充填層とを含むことを特徴とするバックライト。
A surface light source;
A lens sheet laid on the surface light source,
The lens sheet is
A base material layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A columnar lens layer each including a plurality of plano-convex lens portions connected in a row and including a plurality of columnar lenses arranged in parallel on the first surface;
A plurality of prisms arranged side by side on the second surface, and a prism layer having a refractive index lower than that of the base member;
And a filling layer formed on the prism layer and having a higher refractive index than the prism layer.
面光源と、
前記面光源上に敷設されるレンズシートと、
前記レンズシート上に敷設される液晶パネルとを備え、
前記レンズシートは、
第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを有する基材層と、
各々が、一列に連結された複数の平凸レンズ部を含み、前記第1の表面上に互いに並設される複数の柱状レンズを含む柱状レンズ層と、
前記第2の表面上に互いに並設される複数のプリズムを含み、前記基材部よりも低い屈折率を有するプリズム層と、
前記プリズム層上に形成され、前記プリズム層よりも高い屈折率を有する充填層とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
A surface light source;
A lens sheet laid on the surface light source;
A liquid crystal panel laid on the lens sheet,
The lens sheet is
A base material layer having a first surface and a second surface opposite to the first surface;
A columnar lens layer each including a plurality of plano-convex lens portions connected in a row and including a plurality of columnar lenses arranged in parallel on the first surface;
A plurality of prisms arranged side by side on the second surface, and a prism layer having a refractive index lower than that of the base member;
A liquid crystal display device comprising: a filler layer formed on the prism layer and having a higher refractive index than the prism layer.
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