JP2009277553A - バックライト、光学部材、レンチキュラレンズシート及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度ムラを抑制でき、かつ、所定軸方向の輝度の視野角依存性の幅を広く維持できるバックライトを提供する。
【解決手段】
バックライト１０は、レンチキュラレンズシート３１と拡散シート３２とを備える。レンチキュラレンズシート３１は、拡散板１４と対向する平坦な裏面と、裏面と反対側のレンズ面とを含む。レンズ面は、交互に並設される複数のシリンドリカルレンズ及び平坦部を有する。シリンドリカルレンズの横断方向の輪郭線を横断方向に１００個の線分に等分割し、各線分ごとに、線分の両端を含む直線と裏面とのなす傾斜角を求めたとき、傾斜角の平均値αａｖｅは、１０〜４５ｄｅｇである。また、平均値αａｖｅと、シリンドリカルレンズの幅Ｗｃと、平坦部の幅Ｗｆとは、式（１）及び（２）を満たす。
０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）
【選択図】図３

Description

本発明は、バックライト、光学部材、レンチキュラレンズシート及び液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、互いに並設された複数の線光源を含むバックライト、光学部材、レンチキュラレンズシート及びそれを用いた液晶表示装置に関する。

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光学部材を備える。特許第３２６２２３０号公報に開示されるように、一般的には光学部材としてプリズムシートが用いられる。

プリズムシートを用いた場合、プリズムレンズが液晶パネルの画素と干渉するため、モアレ縞が発生しやすい。特開２００６−２３５０１４号公報では、このようなモアレ縞を防ぐ技術を開示する。具体的には、プリズムシートと液晶パネルとの間に、拡散シートを敷設する。これにより、モアレ縞の発生が抑制されるとしている。

確かに、プリズムシートと液晶パネルとの間に拡散シートが敷設されれば、プリズムシートが液晶パネルと干渉しなくなり、モアレ縞は解消される。しかしながら、プリズムシート上に拡散シートを敷設すれば、液晶表示装置の表示画面における視野角が狭くなるという問題が生じる。

特に、液晶表示装置の場合、表示画面の左右方向（つまり、水平方向）の視野角が広い方が好ましい。なぜなら、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より多いからである。そのため、液晶表示装置の表示画面において、少なくとも左右方向の視野角は広い方が好ましい。具体的には、ＩＰＳ（In-Plane Switching）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以上の輝度を有する視野角範囲（以下、１／３視野角という）が１２０ｄｅｇ以上であるのが好ましい。

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。具体的には、表示画面のうち、線光源の配設位置に対応する部分の輝度が高く、その他の部分の輝度が低くなる。このような輝度ムラは、表示画面を見るユーザに違和感を与えるため、輝度ムラを抑える方が好ましい。
特許第３２６２２３０号 特開２００６−２３５０１４号公報 特開２００３−１３２７２０号公報

本発明の目的は、輝度ムラを抑制でき、かつ、所定軸方向の輝度の視野角依存性の幅を広く維持できるバックライトを提供することである。具体的には、輝度ムラを抑制でき、かつ、ＩＰＳ方式の液晶パネルを敷設して得られた所定軸方向の輝度の視野角依存性において、１／３視野角が１２０ｄｅｇ以上となるバックライトを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明によるバックライトは、筐体と、拡散板と、レンチキュラレンズシートと、拡散シートとを備える。筐体は、互いに並設される複数の線光源を内部に収納し、開口部を有する。拡散板は、筐体の開口部に配設される。レンチキュラレンズシートは、拡散板上に敷設される。拡散シートは、レンチキュラレンズシート上に敷設される。レンチキュラレンズシートは、拡散板と対向する裏面と、裏面と反対側のレンズ面とを含む。レンズ面は、線光源と並行する複数のシリンドリカルレンズと、シリンドリカルレンズと交互に並設される複数の平坦部とを含む。さらに、シリンドリカルレンズの横断方向の輪郭線を横断方向に１００個の線分に等分割し、各線分ごとに、線分の両端を含む直線と裏面とのなす傾斜角を求めたとき、傾斜角の平均値αａｖｅは、１０〜４５ｄｅｇである。また、平均値αａｖｅと、シリンドリカルレンズの幅Ｗｃと、平坦部の幅Ｗｆとは、式（１）及び（２）を満たす。
０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）

本発明によるバックライトは、バックライトを構成するレンチキュラレンズシートの平均値αａｖｅが１０〜４５ｄｅｇの範囲であり、かつ、レンチキュラレンズシートが式（１）及び（２）を満たすため、シリンドリカルレンズの延在方向における輝度の視野角依存性の幅を広く維持することができ、かつ、輝度ムラの発生を抑制できる。

本発明による光学部材は、上記レンチキュラレンズシートと拡散シートとを備える。また、本発明による液晶表示装置は、上記バックライトと、上記バックライト上に敷設される液晶パネルとを備える。

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。

［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、ＩＰＳ方式の液晶パネルであり、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２１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。

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の光学部材１５とを備える。

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。

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）に延在する線光源であり、たとえば冷陰極管や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内に収納されていてもよい。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。

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。拡散板１４は、開口部１２０上に敷設されてもよい。

ハウジング１２の背面と並行する拡散板１４の２つの表面はいずれもほぼ平坦である。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ー（微細な粒子）とで構成される。基材内に分散されたフィラーは、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。

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。拡散板１４の好ましい全光線透過率は、６０〜７０％である。

［光学部材］
図２〜図５を参照して、光学部材１５は、レンチキュラレンズシート３１と、拡散シート３２とを備える。

レンチキュラレンズシート３１は、シート状又はフィルム状であり、拡散板１４上に敷設される。レンチキュラレンズシート３１は、レンズ面３１５と、レンズ面３１５と反対側の裏面３１４とを有する。裏面３１４は、拡散板１４と対向する。要するに、裏面３１４に面光源からの光が入射され、レンズ面３１５から光が出射される。

レンチキュラレンズシート３１は、基材部３１０とシリンドリカルレンズ部３１１とを備える。基材部３１０は可視光に対して透明である。基材部３１０は、たとえば、ガラス、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、ポリアセチルセルロース系樹脂等の樹脂からなる。

シリンドリカルレンズ部３１１は、基材部３１０上に形成される。シリンドリカルレンズ部３１１は可視光に対して透明である。シリンドリカルレンズ部３１１は、レンズ面３１５を有する。レンズ面３１５には、互いに等間隔に並設される複数のシリンドリカルレンズ３１２と、複数の平坦部３１３とが形成される。

複数のシリンドリカルレンズ３１２は、線光源である複数の蛍光管１３と並行する。つまり、シリンドリカルレンズ３１２は、蛍光管１３と同様に、上下方向（図１中のｙ方向）に並設される。平坦部３１３は、隣り合うシリンドリカルレンズ３１２の間に形成される。つまり、平坦部３１３は、シリンドリカルレンズ３１２と交互に並設される。

シリンドリカルレンズ部３１１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。

レンチキュラレンズシート３１は、面光源１１から出射された光を集光する。シリンドリカルレンズ３１２は上下方向に並設されるため、レンチキュラレンズシート３１を透過した光の輝度の視野角依存性は、上下方向よりも左右方向の方が広くなる。換言すれば、レンチキュラレンズシート３１は、左右方向の視野角を上下方向よりも広く維持する。

なお、レンチキュラレンズシート３１の基材部３１０及びシリンドリカルレンズ部３１１は互いに同じ素材であってもよいし、一体的に形成されてもよい。

図２、図３及び図５を参照して、拡散シート３２は、レンチキュラレンズシート３１上に敷設される。拡散シート３２は、平坦な裏面３２２と、凹凸面３２６とを含む。裏面３２２は、レンチキュラレンズシート３１のレンズ面３１５と対向し、レンズ面３１５から出射された光を受ける。凹凸面３２６は、裏面３２２と反対側の面であり、裏面３２２が受けた光を出射する。

拡散シート３２は、基材部３２０と、レンズ部３２１とを備える。基材部３２０は、レンチキュラレンズシート３１の基材部３１０と同様の素材で構成される。

レンズ部３２１は凹凸面３２６を有する。凹凸面３２６は複数の凸部３２３を有する。レンズ部３２１は、バインダ３２４と、球状粒子３２５とを含む。バインダ３２４内の複数の球状粒子３２５の一部がバインダ２３４表面からランダムに露出することにより、凹凸面３２６が形成される。凹凸面３２６内の複数の凸部３２３は、裏面３２２から入射された光を正面（下面３２２の法線方向）に集光する。

バインダ３２４は、電離放射線により硬化される電離放射線硬化樹脂からなる。球状粒子３２５は、有機又は無機の略球状の粒子であり、バインダ３２４と異なる屈折率を有する。レンズ部３２１は、同じサイズの複数の球状粒子３２５を含んでも良いし、図５に示すように、異なる大きさの複数の球状粒子３２５を含んでもよい。

なお、拡散シート３２の凹凸面３２６上には、液晶パネル２０が敷設される。

拡散シート３２はさらに、８０％以上の透過率と、８０％以上のヘイズとを有する。なお、ここでいう透過率は、全光線透過率である。透過率が高ければ、集光効果が低くなる。拡散シート３２は、８０％以上の透過率を有するため、レンチキュラレンズシート３１から出射された光の集光をある程度抑える。つまり、レンチキュラレンズシート３１により形成された輝度の視野角依存性の幅を維持しながら、光を透過する。したがって、左右方向の視野角が狭くなるのを抑制できる。

ヘイズは、ＪＩＳ７１３６に準拠した方法により測定される。また、全光線透過率は、ＪＩＳ７３６１に準拠した方法により測定される。ヘイズ及び全光線透過率の測定には、たとえば、日本電色工業株式会社製のＨＡＺＥ ＭＥＴＥＲ ＮＤＨ２０００が用いられる。

ヘイズは、入射した光が拡散する度合いを示す。ヘイズが８０％以上であれば、輝度ムラの発生が抑制される。一方、ヘイズが８０％未満であれば、光の拡散の度合いが小さくなるため、輝度ムラが発生しやすくなる。

［レンチキュラレンズシートの形状］
レンチキュラレンズシート３１はさらに、以下の式（Ａ）、式（１）及び式（２）を満たす。

１０ｄｅｇ≦αａｖｅ≦４５ｄｅｇ （Ａ）
０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）
ここで、αａｖｅは、シリンドリカルレンズ３１２の形状に起因した指標であり、本実施の形態では平均傾斜角とよぶ。平均傾斜角αａｖｅの算出方法は後述する。Ｗｃは、図４に示すようにシリンドリカルレンズ３１２の幅（μｍ）である。Ｗｆは、平坦部３１３の幅（μｍ）である。

レンチキュラレンズシート３１が式（Ａ）、式（１）及び式（２）を満たすことにより、バックライト１０は、高い正面輝度を有し、輝度ムラを抑え、かつ、左右方向（図１中のｘ方向）の視野角を広く維持することができる。以下、この点について詳述する。

［式（Ａ）について］
上述のとおり、平均傾斜角αａｖｅはシリンドリカルレンズ３１２の形状を示す指標であり、以下の方法で算出される。

レンチキュラレンズシート３１のシリンドリカルレンズ３１２の並設方向における断面は、図４に示すとおりであり、レンズ面３１５の輪郭線と、裏面３１４の輪郭線とを有する。

ここで、この断面において、図６に示すように、シリンドリカルレンズ３１２の横断方向の輪郭線ＰＬを横断方向（シリンドリカルレンズの並設方向）に１００個の線分ＬＳ(Line Segment)１〜１００に等分割する。具体的には、シリンドリカルレンズ３１２の一方の縁ＥＤから他方の縁ＥＤまでの間の輪郭線ＰＬを横断方向に１００等分割する。

続いて、図７に示すように、等分割された各線分ＬＳｎ（ｎ＝１〜１００）ごとに、線分ＬＳｎの両端を含む直線ＳＴｎ(Straight line)を求める。そして、求めた直線ＳＴｎと裏面３１４とがなす角度を傾斜角αｎと定義する。なお、傾斜角αｎは、線分ＬＳｎの一方の端点を含み、かつ、裏面３１４の輪郭線と平行な仮想線ＶＬｎと、直線ＳＴｎとがなす角度と同じである。そして、各傾斜角α１〜α１００の平均値を平均傾斜角αａｖｅと定義する。

平均傾斜角αａｖｅが１０ｄｅｇ未満である場合、シリンドリカルレンズ３１２の曲率が全体的に小さいため、集光機能が低くなる。そのため、左右方向の輝度の視野角依存性の幅は広がるものの、輝度ムラが発生する。一方、平均傾斜角αａｖｅが４５ｄｅｇを超える場合、シリンドリカルレンズ３１２の曲率は全体的に大きく、集光機能が高くなる。そのため、輝度ムラは抑制されるものの、左右方向の輝度の視野角依存性の幅が狭くなる。

本実施の形態では、平均傾斜角αａｖｅが１０〜４５ｄｅｇであるため、左右方向の輝度の視野角依存性の幅を広く維持する。具体的には、ＩＰＳ方式の液晶パネル２０をバックライト１０に敷設した場合の左右方向の輝度の視野角依存性において、たとえば、図１１に示すように、正面輝度の１／３以上の輝度となる視野角の範囲である１／３左右視野角が、１２０ｄｅｇ以上（図１１では、１２４．４ｄｅｇ）となる。さらに、輝度ムラの発生も抑制できる。また、高い正面輝度を得ることができる。好ましい平均傾斜角αａｖｅは３４〜３７ｄｅｇである。

［式（１）について］
Ｗｆ／Ｗｃが小さ過ぎれば、左右方向の視野角が狭くなる。具体的には、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇ未満となる。この理由は定かではないが、以下の理由が推定される。Ｗｆ／Ｗｃが小さ過ぎれば、レンズ面３１５において、シリンドリカルレンズ３１２が占める割合に対して平坦部３１３が占める割合が低くなり過ぎる。シリンドリカルレンズ３１２は上下方向（ｙ方向）に配列されているため、平坦部３１３は主として上下方向の光の集光機能に影響を及ぼすが、左右方向（ｘ方向）の集光にもある程度影響を及ぼすものと考えられる。そのため、レンズ面３１５内に占める平坦部３１３の割合が小さすぎれば、上下方向の集光機能が過剰に高くなり、その結果、左右方向の視野角が狭くなると推定される。

一方、Ｗｆ／Ｗｃが大き過ぎれば、輝度ムラが発生する。これは、以下の理由によるものと推定される。Ｗｆ／Ｗｃが大き過ぎる場合、レンズ面３１５内に占める平坦部３１３の割合が大きくなり過ぎる。平坦部３１３は集光に寄与しないため、線光源である蛍光管１３から出射された光線が平坦部３１３に入射された場合、その光は偏向されることなく、そのまま出射される。そのため、液晶パネルの表示画面上で、線光源に対応する位置で輝度が高くなり、輝度ムラが発生する。

Ｗｆ／Ｗｃが式（１）を満たせば、高い正面輝度を得ることができ、さらに、左右方向の視野角を広く維持しつつ、輝度ムラも抑制できる。より具体的には、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇ以上になる。好ましくは、０．０５≦Ｗｆ／Ｗｃ≦０．０８である。

［式（２）について］
さらに、αａｖｅ／Ｗｆも、正面輝度、左右方向の視野角及び輝度ムラに影響を与える。具体的には、式（２）が満たされる場合、高い正面輝度が得られ、左右方向の視野角を広く維持しつつ、輝度ムラを抑制できる。この理由は定かではないが、以下の理由が推定される。

αａｖｅ／Ｗｆは、シリンドリカルレンズ３１２の形状と平坦部３１３の幅との関係に着目している。αａｖｅ／Ｗｆが小さい場合、平坦部３１３の幅に対してシリンドリカルレンズ３１２の曲率が全体的に小さいために、シリンドリカルレンズ３１２に入射した光が集光されにくくなる。そのため、輝度ムラが発生する。一方、αａｖｅ／Ｗｆが大きい場合、平坦部３１３の幅に対してシリンドリカルレンズ３１２の曲率が全体的に大きい。そのため、シリンドリカルレンズに入射した光が集光されやすく、その結果、左右方向の視野角が狭くなる。好ましくは、９．９＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１７．１である。

以上に述べた作用により、式（Ａ）、式（１）及び式（２）を満たすレンチキュラレンズシート３１を備えたバックライト１０は、高い正面輝度を有し、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇ以上となり、かつ、輝度ムラの発生を抑制できる。

なお、シリンドリカルレンズ３１２の横断形状である輪郭線は弓状であればよい。たとえば、シリンドリカルレンズ３１２の輪郭線は円弧であってもよいし、図８に示すように、長軸ＬＡの端点がレンズ頂上ＴＣとなる楕円弧であってもよい。また、図９に示すように、レンズ頂上ＴＣを含む弧３１６と、弧３１６の端点ＣＰとシリンドリカルレンズ３１２の縁ＥＤとを結ぶ線分３１７とで構成される形状であってもよい。

［製造方法］
レンチキュラレンズシート３１は周知の方法で製造される。レンチキュラレンズシート３１を製造する工程の一例は以下のとおりである。複数のシリンドリカルレンズ３１２に対応した複数の溝を表面に有するロール版を準備する。ダイコータにより電離放射線硬化樹脂をロール版上に塗布する。続いて、基材部３１０となる基材シートをロール版に押し当てながら、電離放射線を照射して、シリンドリカルレンズ部３１１を基材部３１０上に転写する。以上の工程により、レンチキュラレンズシート３１が製造される。

なお、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基材部３１０上に塗布して電離放射線硬化樹脂層を形成してもよい。この場合、電離放射線硬化樹脂層をロール版に押し当てる。また、ロール版の表面と基材部３１０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。また、ロール版の代わりに、板状の平版を用いてもよい。

拡散シート３２も、周知の製造方法により製造することができる。拡散シート３２を製造する工程の一例は以下のとおりである。始めに、複数の球状粒子を、バインダとなる電離放射線硬化樹脂中に均一に分散する。続いて、球状粒子が分散された電離放射線硬化樹脂を、グラビアコータを用いて、基材部３２０となる基材シート上に塗布する。続いて、電離放射線を照射して電離放射線硬化樹脂を硬化し、拡散シート３２とする。

なお、拡散シート３２は上述の方法と異なる方法でも製造できる。たとえば、有機溶剤溶解性樹脂を有機溶剤に溶かした塗料を準備する。準備された塗料中に球状粒子を分散する。続いて、球状粒子が分散された塗料を基材シート上に塗布する。有機溶剤を乾燥して、拡散シート３２とする。

種々の形状を有する光学レンズシートを用いて、表１に示す試験番号１〜７のバックライトを製造した。製造されたバックライトの輝度の視野角依存性及び輝度ムラを調査した。

表１中のレンズシートの「種類」欄のうち、「レンチキュラ」は、その試験番号で使用されたレンズシートがレンチキュラレンズシートであることを示し、「プリズム」は、使用されたレンズシートがプリズムシートであることを示す。

試験番号１〜７のバックライトを、それぞれ以下の方法で製造した。

まず、試験番号１、２、４〜７のレンチキュラレンズシートを以下の方法で製造した。シリンドリカルレンズの形状に対応する複数の溝を有するロール版を準備し、準備されたロール版上に紫外線硬化樹脂を塗布した。続いて、基材部となるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにロール版を押し当てた。このとき、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化し、レンチキュラレンズシートとした。

製造されたレンチキュラレンズシートのシリンドリカルレンズ幅Ｗｃ及び平坦部幅Ｗｆを求めた。Ｗｃ及びＷｆは以下の方法で求めた。レンチキュラレンズシートのシリンドリカルレンズの並設方向の断面画像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により得た。得られた断面画像は図４や図８、図９に示したのと同様の形状であった。得られた画像を２値化処理し、レンズ面及び裏面の輪郭線を明確にした。続いて、任意に１０個のシリンドリカルレンズと、１０個の平坦部とを選択し、選択された各シリンドリカルレンズの幅と各平坦部の幅とを測定した。そして、測定されたシリンドリカルレンズ幅の平均をＷｃ（μｍ）とし、測定された平坦部幅の平均をＷｆ（μｍ）とした。求めたＷｃ及びＷｆを表１に示す。

また、各レンチキュラレンズシートの平均傾斜角αａｖｅを求めた。上述の２値化処理された画像を用いて、複数のシリンドリカルレンズのうち、任意の１０個のシリンドリカルレンズの輪郭線ＰＬを選択した。選択された各輪郭線ＰＬを１００個の線分ＬＳｎ（ｎ＝１〜１００）に等分割し、上述の方法により、各線分ＬＳｎごとに傾斜角αｎ（ｄｅｇ）を求めた。求めた傾斜角αｎから各輪郭線ごとの平均傾斜角を求め、求められた平均傾斜角の平均を、αａｖｅ（ｄｅｇ）とした。表１に、各試験番号のレンチキュラレンズシートのシリンドリカルレンズの横断形状と、平均傾斜角αａｖｅとを示す。

さらに、試験番号３のプリズムシートを上述のレンチキュラレンズシートと同じ方法で製造した。このとき、プリズムの形状に対応する複数の溝を有するロール版を使用した。製造されたプリズムシートは、図１０に示すように、互いに並設されたプリズム４００と、隣り合うプリズム４００の間に形成された平坦部４０１とを有した。各プリズムの横断形状は、頂上が直角の直角二等辺三角形であった。また、プリズム４００の幅Ｗｃ及びプリズムの間の平坦部４０１の幅Ｗｆは表１に示すとおりであった。さらに、レンチキュラレンズシートと同じ方法によりプリズムの輪郭線ＰＬに基づいて、平均傾斜角αａｖｅを求めた。求めたＷｃ、Ｗｆ及びαａｖｅを表１に示す。

表１中の「横断形状」は、各試験番号のレンズシート（レンチキュラレンズシート又はプリズムシート）内のレンズ（シリンドリカルレンズ又はプリズム）の横断形状を示す。表中の「楕円弧」は、シリンドリカルレンズの横断形状が、図８に示す楕円弧であったことを示す。また、表中の「弓状」は、シリンドリカルレンズの横断形状が、図９に示すように、頂上を含む円弧と、円弧の端点とシリンドリカルレンズのエッジとを結ぶ接線とで構成された弓状であったことを示す。表１中の「αａｖｅ」は、平均傾斜角αａｖｅを示す。また、表１中にはＷｆ／Ｗｃ及びαａｖｅ／Ｗｆも示す。

表１を参照して、試験番号１及び２のレンチキュラレンズシートは、式（Ａ）、式（１）及び（２）をいずれも満たした。一方、試験番号４のレンチキュラレンズシートでは、式（Ａ）及び式（２）を満たしたものの、Ｗｆ／Ｗｃが本発明で定義された範囲の下限未満であった。試験番号５のレンチキュラレンズシートでは、式（Ａ）を満たしたものの、Ｗｆ／Ｗｃが本発明で定義された範囲の上限を超え、かつ、αａｖｅ／Ｗｆが本発明で定義された範囲の下限未満であった。試験番号６のレンチキュラレンズシートは、式（Ａ）を満たしたものの、式（１）及び式（２）を満たさなかった。

次に、光学部材を構成する拡散シートを以下の方法で製造した。異なる粒子径を有する複数種類のアクリル粒子を紫外線硬化樹脂に分散した塗料を準備した。また、基材部となるＰＥＴフィルムを準備した。グラビアコータを用いて、塗料をＰＥＴフィルム上に塗布した。紫外線を照射して塗布された塗料を硬化し、拡散シートを製造した。製造された拡散シートでは、複数のアクリル粒子の一部が表面から露出しており、表面に凹凸が形成された。製造された拡散シートの全光線透過率（％）及びヘイズ（％）を表１に示す。全光線透過率は、ＪＩＳＫ７３６１に準拠した測定法により測定され、ヘイズは、ＪＩＳＫ７１３６に準拠した測定法により測定された。

面光源は、以下のとおりに製造された。１６本のＥＥＦＬを収納した筐体を準備した。ＥＥＦＬは、上下方向（図１中のｙ方向）に配列された。筐体の開口部には、表１に示す透過率を有する拡散板を嵌め込んだ。

面光源上に、製造されたレンチキュラレンズシートを敷設し、さらに、レンチキュラレンズシート上に、製造された拡散シートを敷設して、試験番号１、２、４〜７のバックライトを製造した。このとき、シリンドリカルレンズの並設方向は、ＥＥＦＬの並設方向と同じ上下方向（図１中のｙ方向）とした。また、レンチキュラレンズシートの裏面は面光源と対向した。また、レンチキュラレンズシートのレンズ面は、拡散シートの裏面と対向した。

同様に、面光源上にプリズムシートを敷設し、さらに、プリズムシートのレンズ面上に拡散シートを敷設して、試験番号３のバックライトを製造した。

［調査方法］
製造された試験番号１〜７のバックライトについて、正面輝度比、１／３左右視野角及び輝度ムラを、次に示す方法により調査した。

［正面輝度比及び１／３視野角］
各バックライト上に３２インチサイズの表示画面を有するＩＰＳ方式の液晶パネルを敷設し、液晶表示装置とした。

各液晶表示装置の輝度の視野角依存性を測定した。視野角は、表示画面の法線方向（正面）を０度軸とし、０度軸から上下方向への傾き角を上下視野角、０度軸から左右方向への傾き角を左右視野角とした。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（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、表示画面の中央部とした。

上下方向及び左右方向の輝度の視野角依存性を測定後、正面輝度比を以下の方法で求めた。まず、試験番号ごとに、面光源と、ＩＰＳ方式の液晶パネルとで構成された液晶表示装置を作製した。つまり、光学部材（レンチキュラレンズシート及び拡散シート）を抜いた液晶表示装置を作製した。以下、この液晶表示装置を基準装置という。続いて、基準装置の正面輝度（以下、基準正面輝度という）を求めた。求めた基準正面輝度に対する各試験番号の液晶表示装置（光学部材を含む液晶表示装置）の正面輝度の比を正面輝度比とした。

さらに、１／３左右視野角を以下の方法で求めた。まず、図１１〜図１７に示すように、各試験番号のバックライトについて、輝度の視野角依存性のグラフを作製した。図１１は、試験番号１の輝度の視野角依存性を示す。図１２は試験番号２の輝度の視野角依存性を示し、図１３〜図１７は、それぞれ試験番号３〜７の輝度の視野角依存性を示す。各図の横軸は、視野角である。また、縦軸は、各視野角での輝度比（相対輝度）である。各視野角の輝度比は、上述の基準正面輝度に対する各視野角の輝度の比である。図中の実線は左右方向の輝度の視野角依存性の曲線であり、破線は上下方向の輝度の視野角依存性の曲線である。

図１１〜図１７に示す左右方向の輝度の視野角依存性のうち、正面（視野角０ｄｅｇ）の輝度の１／３以上の輝度を有する視野角範囲を求め、求めた視野角範囲を１／３左右視野角とした。試験番号３についても、図１１〜図１７と同様の輝度の視野角依存性のグラフを作成し、１／３左右視野角を求めた。

［輝度ムラ］
輝度ムラは以下の方法で評価した。上述の各試験番号１〜７の液晶表示装置を用いて、表示画面上に輝度ムラが発生しているか否かを、目視により判断した。

［調査結果］
調査結果を表１に示す。表１中の「輝度ムラ」中の「○」印は、輝度ムラが発生しなかったことを示す。「×」は輝度ムラが発生したことを示す。また、表１中の１／３左右視野角中の「１２４．４」は、１／３左右視野角が１２４．４ｄｅｇ（−６２．２ｄｅｇ〜＋６２．２ｄｅｇ）であったことを示す（図１１参照）。

表１を参照して、試験番号１及び試験番号２のバックライトでは、レンチキュラレンズシートが式（Ａ）、式（１）及び式（２）を満たしたため、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇを超えた。また、輝度ムラが発生しなかった。また、試験番号１及び２の正面輝度比は、いずれも１よりも大きく、かつ、プリズムシートを用いた試験番号３の正面輝度と同等であった。つまり、光学部材を用いることにより、高い正面輝度が得られた。

一方、試験番号３のバックライトでは、レンチキュラレンズシートに代えて、プリズムシートを用いたため、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇ未満となった。また、試験番号４のバックライトでは、Ｗｆ／Ｗｃが本発明で定義された範囲の下限未満であったため、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇ未満であった。試験番号５のバックライトでは、Ｗｆ／Ｗｃが本発明で定義された範囲の上限を超え、αａｖｅ／Ｗｆが本発明で定義された範囲の下限未満であったため、輝度ムラが発生した。試験番号６のバックライトでは、Ｗｆ／Ｗｃが本発明で定義された範囲の下限未満であり、αａｖｅ／Ｗｆが本発明で定義された範囲の上限を超え、拡散シートのヘイズが本発明で定義された範囲よりも低かった。そのため、輝度ムラが発生した。試験番号７のバックライトでは、拡散シートの透過率が本発明で定義された範囲よりも低かったため、１／３左右視野角が１２０ｄｅｇ未満となった。

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。

本発明の実施の形態による液晶表示装置の斜視図である。 図１中のバックライトの線分ＩＩ−ＩＩでの断面図である。 図２中の光学部材１５の斜視図である。 図３中の線分ＩＶ−ＩＶでのレンチキュラレンズシートの断面図である。 図３中の線分Ｖ−Ｖでの拡散シートの断面図である。 図４に示したレンチキュラレンズシートの横断形状を説明するための図面である。 図６に示したレンチキュラレンズシートの横断形状の拡大図である。 図４と異なる、レンチキュラレンズシートの横断形状の他の例を示す図である。 図４及び図８と異なる、レンチキュラレンズシートの横断形状の他の例を示す図である。 実施例で使用されたプリズムシートの横断面図である。 実施例の試験番号１のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。 実施例の試験番号２のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。 実施例の試験番号３のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。 実施例の試験番号４のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。 実施例の試験番号５のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。 実施例の試験番号６のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。 実施例の試験番号７のバックライトでの輝度の視野角依存性を示す図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１０ バックライト
１１ 面光源
１３ 蛍光管
１４ 拡散板
１５ 光学部材
２０ 液晶パネル
３１ レンチキュラレンズシート
３２ 拡散シート
１２０ 開口部
３１２ シリンドリカルレンズ
３１３ 平坦部
３１４ 裏面
３１５ レンズ面

Claims (5)

1. 互いに並設される複数の線光源を内部に収納し、開口部を有する筐体と、
   前記開口部に配設される拡散板と、
   前記拡散板上に敷設されるレンチキュラレンズシートと、
   前記レンチキュラレンズシート上に敷設される拡散シートとを備え、
   前記レンチキュラレンズシートは、
   前記拡散板と対向する裏面と、
   前記裏面と反対側のレンズ面とを含み、
   前記レンズ面は、
   前記線光源と並行する複数のシリンドリカルレンズと、
   前記シリンドリカルレンズと交互に並設される複数の平坦部とを含み、
   前記シリンドリカルレンズの横断方向の輪郭線を前記横断方向に１００個の線分に等分割し、各線分ごとに、線分の両端を含む直線と前記裏面とのなす傾斜角を求めたとき、前記傾斜角の平均値αａｖｅは、１０〜４５ｄｅｇであり、
   前記平均値αａｖｅと、前記シリンドリカルレンズの幅Ｗｃと、前記平坦部の幅Ｗｆとは、式（１）及び（２）を満たすことを特徴とするバックライト。
   ０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
   ６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）
2. 請求項１に記載のバックライトであって、
   前記拡散シートは、８０％以上の透過率と、８０％以上のヘイズとを有することを特徴とするバックライト。
3. 互いに並設される複数の線光源を内部に収納し、開口部を有する筐体と、前記開口部に配設される拡散板とを備えるバックライトに用いられる光学部材であって、
   前記拡散板上に敷設されるレンチキュラレンズシートと、
   前記レンチキュラレンズシート上に敷設される拡散シートとを備え、
   前記レンチキュラレンズシートは、
   前記拡散板と対向する裏面と、
   前記裏面と反対側のレンズ面とを含み、
   前記レンズ面は、
   前記線光源と並行する複数のシリンドリカルレンズと、
   前記シリンドリカルレンズと交互に並設される複数の平坦部とを含み、
   前記シリンドリカルレンズの横断方向の輪郭線を前記横断方向に１００個の線分に等分割し、各線分ごとに、線分の両端を含む直線と前記裏面とのなす傾斜角を求めたとき、前記傾斜角の平均値αａｖｅは、１０〜４５ｄｅｇであり、
   前記平均値αａｖｅと、前記シリンドリカルレンズの幅Ｗｃと、前記平坦部の幅Ｗｆとは、式（１）及び（２）を満たすことを特徴とする光学部材。
   ０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
   ６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）
4. 互いに並設される複数の線光源を内部に収納し、開口部を有する筐体と、前記開口部に配設される拡散板と、前記拡散板上に敷設されるレンチキュラレンズシートと、前記レンチキュラレンズシート上に敷設される拡散シートとを備えるバックライトに用いられる前記レンチキュラレンズシートであって、
   前記拡散板と対向する裏面と、
   前記裏面と反対側のレンズ面とを含み、
   前記レンズ面は、
   前記線光源と並行する複数のシリンドリカルレンズと、
   前記シリンドリカルレンズと交互に並設される複数の平坦部とを含み、
   前記シリンドリカルレンズの横断方向の輪郭線を前記横断方向に１００個の線分に等分割し、各線分ごとに、線分の両端を含む直線と前記裏面とのなす傾斜角を求めたとき、前記傾斜角の平均値αａｖｅは、１０〜４５ｄｅｇであり、
   前記平均値αａｖｅと、前記シリンドリカルレンズの幅Ｗｃと、前記平坦部の幅Ｗｆとは、式（１）及び（２）を満たすことを特徴とするレンチキュラレンズシート。
   ０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
   ６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）
5. 互いに並設される複数の線光源を内部に収納し、開口部を有する筐体と、
   前記開口部に配設される拡散板と、
   前記拡散板上に敷設されるレンチキュラレンズシートと、
   前記レンチキュラレンズシート上に敷設される拡散シートと、
   前記拡散シート上に敷設される液晶パネルとを備え、
   前記レンチキュラレンズシートは、
   前記拡散板と対向する裏面と、
   前記裏面と反対側のレンズ面とを含み、
   前記レンズ面は、
   前記線光源と並行する複数のシリンドリカルレンズと、
   前記シリンドリカルレンズと交互に並設される複数の平坦部とを含み、
   前記シリンドリカルレンズの横断方向の輪郭線を前記横断方向に１００個の線分に等分割し、各線分ごとに、線分の両端を含む直線と前記裏面とのなす傾斜角を求めたとき、前記傾斜角の平均値αａｖｅは、１０〜４５ｄｅｇであり、
   前記平均値αａｖｅと、前記シリンドリカルレンズの幅Ｗｃと、前記平坦部の幅Ｗｆとは、式（１）及び（２）を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
   ０．０４＜Ｗｆ／Ｗｃ≦０．１４ （１）
   ６＜αａｖｅ／Ｗｆ＜１８ （２）

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