JP2010054995A - Lens sheet, backlight unit and display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明光路制御に用いられるレンズシート及びこれを用いたバックライトニット、ディスプレイ装置に関し、特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用されるレンズシート、バックライトニット及びディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a lens sheet used for illumination optical path control, and a backlight knit and display device using the same, and more particularly to a lens sheet and backlight used for illumination optical path control in an image display device typified by a flat panel display. The present invention relates to a knit and display device.
最近の大型液晶テレビにおいては、複数本の冷陰極管やLED(Light Emitting Diode)を配置した直下型方式バックライトが採用されている。
この直下型方式バックライトにおいては、画像表示素子と光源との間に光散乱性の強い合成樹脂板からなる光拡散板が配置されることで、光源としての冷陰極管やLED等がランプイメージとして視認されないようにされている。
In recent large-sized liquid crystal televisions, direct type backlights in which a plurality of cold cathode tubes and LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged are employed.
In this direct type backlight, a light diffusion plate made of a synthetic resin plate having a high light scattering property is arranged between the image display element and the light source, so that a cold cathode tube or LED as a light source is a lamp image. As is not visible.
この光拡散板は、当該光拡散板上に配置される光学フィルムを支持をするために通常1〜5mm程度の厚さを必要とする。よって、その厚さのために光吸収が少なからずあり、光源からの光量が減少し液晶画面表示が暗くなるという問題がある。 This light diffusing plate usually requires a thickness of about 1 to 5 mm in order to support the optical film disposed on the light diffusing plate. Therefore, there is a considerable amount of light absorption due to the thickness, and there is a problem that the amount of light from the light source decreases and the liquid crystal screen display becomes dark.
このような問題に対応すべく、従来、直下型方式バックライトにおいては、観察者側方向の輝度を向上させるため、光拡散板上に単一または複数のレンズシートが配置されている。 In order to cope with such a problem, conventionally, in a direct type backlight, a single or a plurality of lens sheets are arranged on a light diffusion plate in order to improve the luminance in the viewer side direction.
このレンズシートの一例として、米国3M社の登録商標である輝度向上フィルム(Brightness Enhancement Film:BEF)が広く使用されている。
図10はBEFの配置の一例を示す断面模式図であり、図11はBEFの斜視図である。図10、11に示すように、BEF185は、部材186上に、断面三角形状の単位プリズム187が一方向に周期的に配列された光学フィルムである。この単位プリズム187は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)とされている。
As an example of this lens sheet, a brightness enhancement film (BEF), which is a registered trademark of 3M USA, is widely used.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the BEF arrangement, and FIG. 11 is a perspective view of the BEF. As shown in FIGS. 10 and 11, the
このようなBEF185は、“軸外(off-axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on-axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”することができる。即ち、BEF185は、ディスプレイの使用時(観察時)に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができるのである。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視野方向F’に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。 Such a BEF 185 collects light from “off-axis” and redirects it “on-axis” or “recycle” toward the viewer. recycle) ". That is, the BEF 185 can increase the on-axis brightness by reducing the off-axis brightness when the display is used (observation). Here, “on the axis” means a direction that coincides with the viewing direction F ′ of the viewer, and is generally on the normal direction side with respect to the display screen.
このBEF185に代表されるレンズシートを用いる際には、一般的に、拡散と集光の両方の機能を持つ光拡散フィルムが光拡散板とレンズシートとの間に配置される。なお、この光拡散フィルムは、透明基材上に拡散フィラーを塗布されることで構成される。これによって、光拡散板から出射される拡散光を効率よく集光することができるとともに、光拡散板だけでは消しきれない光源の視認性を抑えることができる。 When a lens sheet represented by this BEF185 is used, generally, a light diffusion film having both diffusion and condensing functions is disposed between the light diffusion plate and the lens sheet. In addition, this light-diffusion film is comprised by apply | coating a diffusion filler on a transparent base material. Thereby, the diffused light emitted from the light diffusing plate can be efficiently collected, and the visibility of the light source that cannot be erased by the light diffusing plate alone can be suppressed.
また、上記光拡散フィルムをレンズシートと液晶パネルとの間に配置することも有効である。これにより、サイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。 It is also effective to dispose the light diffusion film between the lens sheet and the liquid crystal panel. As a result, side lobes can be reduced, and moire interference fringes generated between regularly arranged lenses and liquid crystal pixels can be prevented.
上記のようなBEFを輝度制御部材として用いた場合には、屈折作用により光源からの光を制御された角度でフィルムより出射させることができ、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。これにより、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
なお、BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献1〜3に例示されるように多数のものが知られている。
In addition, as patent documents disclosing that a luminance control member having a repetitive array structure of prisms represented by BEF is adopted for a display, many are known as exemplified in
しかしながら、BEF185を用いた場合には、同時に反射又は屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向F’に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう場合がある。
図12の破線Bは、BEFの特性を示したものであるが、光強度と視野方向F’に対する角度が0°(軸上方向)における光強度が最も高められる一方、F’に対する角度が±90°近辺には小さな光強度ピーク(サイドローブ)が生じている。これは、横方向から無駄に出射される光が増加していることを示している。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±90°近辺での光強度ピークのない図12の実線Aのような滑らかな輝度分布の方が望ましい。
However, when BEF 185 is used, a light component due to reflection or refraction may simultaneously be emitted in the lateral direction without proceeding to the viewer's visual direction F ′.
The broken line B in FIG. 12 shows the characteristics of BEF. The light intensity is highest when the angle with respect to the light intensity and the viewing direction F ′ is 0 ° (on-axis direction), while the angle with respect to F ′ is ± A small light intensity peak (side lobe) occurs in the vicinity of 90 °. This indicates that the amount of light emitted from the lateral direction is increased.
A luminance distribution having such a light intensity peak is not desirable, and a smooth luminance distribution as shown by a solid line A in FIG. 12 having no light intensity peak around ± 90 ° is more desirable.
また、BEFの採用により軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定されることになってしまう。従って、ピーク幅を適度に拡げるために、別部材の光拡散フィルムを新たに用いる必要があり、部材数が増加しコストが増加してしまうという問題がある。 Further, if only the on-axis brightness is excessively improved by adopting BEF, the peak width of the curve of the brightness distribution becomes remarkably narrow, and the viewing area is extremely limited. Therefore, in order to increase the peak width appropriately, it is necessary to newly use a light diffusing film of another member, and there is a problem that the number of members increases and the cost increases.
さらに、BEFの上に光拡散フィルムを載せると サイドローブが減少して輝度分布を滑らかにすることができるが、その反面、正面輝度のピークが減少してしまう。したがって、高輝度化の観点からは光拡散フィルムのヘイズ度は低い方が望ましい。しかしながら、その場合には輝度分布の変化が大きくなるため、正面方向から斜め方向に視線を変化させた際に急激に画像表示が暗くなることになり、画像品位上好ましくない。 Furthermore, when a light diffusion film is placed on the BEF, the side lobe is reduced and the luminance distribution can be smoothed, but on the other hand, the front luminance peak is reduced. Therefore, it is desirable that the haze degree of the light diffusion film is low from the viewpoint of increasing the brightness. However, in this case, since the change in the luminance distribution becomes large, the image display suddenly becomes dark when the line of sight is changed from the front direction to the oblique direction, which is not preferable in terms of image quality.
さらにまた、ディスプレイ装置等の液晶表示装置においては、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、同じく、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。
特に、近年、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることがカラー液晶表示装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。
しかしながら、上述したように従来の装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニット及びディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。
Furthermore, in liquid crystal display devices such as display devices, light weight, low power consumption, high brightness, and thinning are strongly demanded as market needs, and accordingly, a backlight unit mounted on the liquid crystal display device. Similarly, it is required to be lightweight, low power consumption, and high brightness.
In particular, in a color liquid crystal display device that has made remarkable progress in recent years, the panel transmittance of the liquid crystal panel is remarkably lower than that of a monochrome-compatible liquid crystal panel. It is essential to obtain low power consumption.
However, as described above, it is difficult to say that the conventional apparatus sufficiently satisfies the demand for high luminance and low power consumption, and the user has low price, high luminance, high display quality, and low power consumption. Development of a backlight unit and a display device that can realize a liquid crystal display device with electric power is awaited.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、光拡散板から出射される拡散光を効率的に集光することで、観察者側の輝度を向上させ、かつ、サイドローブがほとんど生じなく、視野角による輝度分布の変化が滑らかなレンズシート及びこれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and by efficiently condensing the diffused light emitted from the light diffusion plate, the luminance on the viewer side is improved, and the side lobe is An object of the present invention is to provide a lens sheet that hardly changes and the luminance distribution changes smoothly depending on the viewing angle, a backlight unit using the same, and a display device.
前記課題を解決するために以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るレンズシートは、略シート状をなす透光性基材の光出射面側に、直線状に延びる第1レンズが複数互いに平行に配置されてなる第1レンズアレイを備えるとともに、該第1レンズアレイ上に、前記複数の第1レンズの頂部にわたって前記第1レンズと交差する方向に沿って延びる第2レンズが複数互いに平行に配置されてなる第2レンズアレイを備え、さらに、前記透光性基材の光入射面側に、直線状に延在する第3レンズが複数互いに平行に配置されてなる第3レンズアレイを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the following means are proposed.
That is, the lens sheet according to the present invention includes a first lens array in which a plurality of linearly extending first lenses are arranged in parallel to each other on the light exit surface side of a substantially sheet-like translucent substrate. A second lens array comprising a plurality of second lenses arranged on the first lens array along a direction intersecting the first lens across the tops of the plurality of first lenses; The light transmitting surface side of the translucent substrate is provided with a third lens array in which a plurality of third lenses extending linearly are arranged in parallel to each other.
このような特徴のレンズシートによれば、第1レンズアレイと第2レンズアレイとにより二方向の集光効果を得ることができるため観察者側の輝度を向上させることができるとともにサイドローブの発生を抑制することができ、かつ、第3レンズアレイによって視野角分布の変化を滑らかにすることができる。 According to the lens sheet having such a feature, since the light collecting effect in two directions can be obtained by the first lens array and the second lens array, it is possible to improve the luminance on the observer side and to generate side lobes. And the change of the viewing angle distribution can be smoothed by the third lens array.
また、本発明に係るレンズシートにおいては、前記第2レンズの頂部が前記第1レンズの頂部に一致しているものであることが好ましい。 In the lens sheet according to the present invention, it is preferable that the top of the second lens coincides with the top of the first lens.
また、本発明に係るレンズシートにおいては、前記第1レンズと前記第2レンズとの交差する角度が略90°をなすとともに、前記第3レンズが、前記第1レンズ及び前記第2レンズのいずれか一方に対して略平行に延びていることが好ましい。 In the lens sheet according to the present invention, an angle at which the first lens and the second lens intersect is approximately 90 °, and the third lens is any of the first lens and the second lens. It is preferable to extend substantially parallel to either of them.
さらに、本発明に係るレンズシートにおいては、前記第3レンズの形状が、三角プリズムであることが好ましい。 Furthermore, in the lens sheet according to the present invention, it is preferable that the shape of the third lens is a triangular prism.
また、本発明に係るレンズシートにおいては、前記第1レンズの形状が、断面等脚台形状をなす台形プリズムであるとともに、前記第2レンズの形状が、頂角70〜110°をなす三角プリズムであることが好ましい。
この場合、前記第1レンズにおける断面等脚台形状の一対の斜辺の延長線同士がなす角度が70〜110°に設定されていることが好ましい。
In the lens sheet according to the present invention, the shape of the first lens is a trapezoidal prism having an isosceles trapezoidal cross section, and the shape of the second lens is a triangular prism having an apex angle of 70 to 110 °. It is preferable that
In this case, it is preferable that the angle formed by the extension lines of the pair of hypotenuses having an isosceles trapezoidal shape in the first lens is set to 70 to 110 °.
さらにまた、本発明に係るレンズシートにおいては、前記第3レンズのピッチに対する前記第3レンズの高さの比であるアスペクト比が、1〜10%であることが好ましい。 Furthermore, in the lens sheet according to the present invention, it is preferable that an aspect ratio that is a ratio of a height of the third lens to a pitch of the third lens is 1 to 10%.
本発明に係るバックライトユニットは、上記いずれかのレンズシートと、該レンズシートの前記光入射面側に配設されていて光を照射する光源と、前記レンズシートと前記光源との間に配設されていて前記光源からの光を拡散させる光拡散板とを備えたことを特徴とする。 A backlight unit according to the present invention includes any one of the lens sheets described above, a light source that is disposed on the light incident surface side of the lens sheet and that emits light, and is disposed between the lens sheet and the light source. And a light diffusion plate that diffuses light from the light source.
本発明に係るディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、該バックライトユニットからの光照射によって画像表示を行う画像表示素子とを備えていることを特徴とする。 A display device according to the present invention includes the backlight unit and an image display element that displays an image by light irradiation from the backlight unit.
このような特徴のバックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、上記レンズシートを用いていることにより、第1レンズアレイと第2レンズアレイとによる二方向の集光効果を得ることができるため観察者側の輝度を向上させることができるとともにサイドローブの発生を抑制することができ、かつ、第3レンズアレイによって視野角分布の変化を滑らかにすることができる。 According to the backlight unit and the display device having such a feature, the use of the lens sheet makes it possible to obtain a condensing effect in two directions by the first lens array and the second lens array. The side luminance can be improved and the occurrence of side lobes can be suppressed, and the change in the viewing angle distribution can be smoothed by the third lens array.
本発明に係るレンズシート、バックライトユニット及びディスプレイによれば、二方向の集光効果により観察者側の輝度を向上させることができるとともにサイドローブの発生を抑制することができ、さらに、視野角による輝度分布の変化が滑らかなものすることが可能となる。 According to the lens sheet, the backlight unit, and the display according to the present invention, the luminance on the viewer side can be improved by the two-way condensing effect, and the occurrence of side lobes can be suppressed. It is possible to make the change in the luminance distribution due to the smooth.
以下、本発明のレンズシート、バックライトユニット及びディスプレイ装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態のレンズシート及びバックライトユニットを採用したディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。 Hereinafter, embodiments of a lens sheet, a backlight unit, and a display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a display device employing the lens sheet and the backlight unit of the present embodiment.
実施形態であるディスプレイ装置70は、画像表示素子35とバックライトユニット55とから構成されている。また、本発明の実施形態であるバックライトユニット55は、ランプハウス(反射板)43内に複数の光源41が配置され、その上(観察者側方向F)に光源41から入射する光を拡散して出射する光拡散板25、レンズシート1が配置されて構成されている。
このような構成の下、光源41から出射された光Hは、光拡散板25で拡散され、その上に配置されたレンズシート1で集光される。そして、バックライトユニット55から出射される光Kが、画像表示素子35に入射し、観察者側Fへと出射される。
The
Under such a configuration, the light H emitted from the
バックライトユニット55の構成要素である光源41は、光拡散板25及びレンズシート1を介して画像表示素子35へと光を供給するものである。
この光源41としては、例えば、複数の線状光源又は点光源を用いることができる。線状光源の例としては、蛍光灯、冷陰極管(CCFL)あるいはEEFLといったランプ光源等が挙げられ、点光源の例としてはLED等を挙げることができる。
The
As the
反射板43は、複数の光源41の観察者側Fと反対側に配置され、光源41から全方向に出射された光のうち、観察者側Fと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Fに出射するように構成されている。これにより、光源41から出射される光の利用効率を高めることができる。この反射板43としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、例えば、一般的な反射フィルム、反射板等を使用することができる。
The
次に、光拡散板25について説明する。この光拡散板25は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて略板状に形成されている。
Next, the
光拡散板25を構成する透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。
As the transparent resin constituting the
光拡散領域としては、好適な拡散性能を容易に得ることができるため、光拡散粒子からなることが好ましい。この光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子が用いられる。
無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。
また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、アクリルニトリルポリスチレン共重合体の粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
なお、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されず、上述した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。
The light diffusing region is preferably made of light diffusing particles because suitable diffusing performance can be easily obtained. As the light diffusing particles, transparent particles made of an inorganic oxide or a resin are used.
As the transparent particles made of an inorganic oxide, for example, silica, alumina or the like can be used.
The transparent particles made of resin include acrylic particles, acrylonitrile polystyrene copolymer particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, melamine / formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA. Fluoropolymer particles such as (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer), silicone resin particles, etc. Can be used.
The size and shape of the transparent particles are not particularly defined, and two or more types of transparent particles may be used in combination from the above-described transparent particles.
また、光拡散板25は、その入射面又は出射面に凹凸形状が形成されたものであってもよい。この凹凸形状を形成する方法としては、光拡散板25を形成する際に共押出形成法、出射成形法により凹凸形状を賦型するための金型に圧力をかけることで密着させて、凹凸形状を転写する方法が挙げられる。
さらに、凹凸形状を形成する方法として、光拡散板25の入射面又は出射面に、UV硬化樹脂等のような放射線硬化樹脂を用いて成形する手法も挙げられる。より具体的には、共押出法により光拡散板25を板状部材として成形した後に、光拡散板25の入射面又は出射面に凹凸形状をUV成形することで凹凸形状を形成することができる。
さらにまた、凹凸形状を有するフィルムを別体として形成して、接着材又は粘着材からなる接合層を介して、拡散板25を張り合わせることで成形する手法であってもよい。
Further, the
Furthermore, as a method for forming the uneven shape, a method of forming a radiation curable resin such as a UV curable resin on the incident surface or the exit surface of the
Furthermore, it may be a method in which a film having a concavo-convex shape is formed as a separate body and molded by pasting the
ここで、光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、光拡散板25の厚さが0.1〜5mmであることが好ましい。光拡散板25の厚みが0.1〜5mmである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができ、光学特性上好ましい。これに対し、厚みが0.1mm未満の場合には、所望の拡散性能を発揮することはできず、5mmを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じ好ましくない。
Here, when the light diffusion particles are used as the light diffusion region, the thickness of the
なお、透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いても良い。
熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、光拡散板25の膜厚をより薄くすることが可能となる。
このような光拡散板25として、白色PETや白色PPなどを挙げることができる。白色PETは、PETと相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2)、硫酸化バリウム(BaSO4)、炭酸カルシウムのようなフィラーをPETに分散させた後、該PETを2軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。
In the case where a thermoplastic resin is used as the transparent resin, air bubbles may be used as the light diffusion region.
The internal surface of the bubble formed inside the thermoplastic resin causes diffused reflection of light, and a light diffusing function equivalent to or higher than that when light diffusing particles are dispersed can be expressed. Therefore, it becomes possible to make the film thickness of the
Examples of such a
なお、熱可塑性樹脂からなる光拡散板25は、少なくとも1軸方向に延伸されていればよい。少なくとも1軸方向に延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。
Note that the
熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2、6−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に限定されることはない。 Examples of the thermoplastic resin include acrylonitrile polystyrene copolymer, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene-2, 6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cyclohexanedimethanol copolymer polyester resin, isophthalic acid copolymer polyester resin, Polyester resins such as sporoglycol copolymer polyester resin and fluorene copolymer polyester resin, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, and alicyclic olefin copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, Polystyrene, polyamide, polyether, polyesteramide, polyetherester, polyvinyl chloride, cycloolefin polymer, And copolymers and these ingredients, also it can be used like a mixture of these resins are not particularly limited.
光拡散領域として気泡を用いた場合には、光拡散板25の厚さが25〜500μmであることが好ましい。
光拡散板25の厚さが25μm未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、光拡散板25の厚さが500μmを超える場合には、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の光拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。
When bubbles are used as the light diffusion region, the thickness of the
When the thickness of the
次に、本実施形態に係るレンズシート1について図1〜図5を用いて詳細に説明する。
レンズシート1は、光源41から出射されて光拡散板25によって拡散された光の一部を集光して画像表示素子35側に透過させるものであり、図2に示すように、略板状または略シート状をなす透光性基材17と、第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5及び第3レンズアレイ7の3つのレンズアレイとを備えている。
Next, the
The
第1レンズアレイ3は、図2のA方向矢視図である図3に示すように、透光性基材17の出射面17aの一方向(図3の紙面奥行き方向)に沿って延在する複数の第1レンズ4,4…が、互いに平行となるように上記一方向と直交する方向に沿ってアレイ状に配列されることで構成されている。
The
第1レンズアレイ3の構成要素である第1レンズ4は、本実施形態においては、該第1レンズ4の延在方向に直交する断面が等脚台形状をなす台形プリズムとされている。また、この第1レンズ4の断面における等脚台形の一対の斜辺の延長線同士がなす角度θ1は、70°〜110°の範囲、より好ましくは80°〜110°の範囲に設定されている。
このような台形プリズムとしての第1レンズ4は、上記断面において斜辺を構成する傾斜面4b,4bが略直線状をなすことから三角プリズムと同等の効果を発揮する。よって、観察者側Fへの集光効果が高くなるため、輝度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
The
第2レンズアレイ5は、図2のB方向矢視図である図4に示すように、第2レンズ6,6…互いに平行となるように第1レンズ4の延在方向に沿ってアレイ状に配列されることで構成されている。この第2レンズ6は、第1レンズの頂部4aに形成されており、詳しくは図2及び図5に示すように、複数の第1レンズ4,4…にわたって第1レンズ4と直交する方向に沿って直線状に延びている。
即ち、第1レンズ4からなる第1レンズアレイ3上に、該第1レンズ4と直交する第2レンズ5からなる第2レンズアレイ5が形成されており、これにより、第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ6との配列方向が直交するように構成されている。
As shown in FIG. 4 which is a view in the B direction of FIG. 2, the
That is, the
第2のレンズアレイ5の構成要素である第2レンズ6は、その頂部6aが第1レンズ4の頂部4aに一致する三角プリズム形状をなしている。これにより第2レンズ6は、観察者側Fへの高い集光効果を発揮することができる。
なお、三角プリズム状をなす第2レンズ6の頂角θ2は70°〜110°、より好ましくは、80°〜100°度の範囲に設定されていることが好ましい。
The
In addition, it is preferable that apex angle (theta) 2 of the
第3レンズアレイ8は、図2のA方向矢視図である図3に示すように、透光性基材17の入射面17bの一方向(図3の紙面奥行き方向)に沿って延在する複数の第1レンズ4,4…が、互いに平行となるように上記一方向と直交する方向に沿って配列されることで構成されている。本実施形態においては、該第3レンズ8は上記第1レンズ4に対して平行に延びているが、これに限定されず、第3レンズ8が上記第2レンズ6に対して平行に延びているものであってもよい。
The
第3レンズアレイ7の構成要素である第3レンズ8は、三角プリズム形状とされている。また、第1レンズアレイ3及び第2レンズアレイ5による集光効果への影響を少なくするため、第3レンズ8の三角プリズムの頂角θ3は160°〜178°、特に170°〜175°度の範囲に設定されていることが好ましい。
また、本実施形態における第3レンズ8のアスペクト比、即ち、第3レンズ8のピッチRに対する高さtの割合は、1%〜10%の範囲に設定されている。
The
Further, the aspect ratio of the
このような構成のレンズシート1は、図6及び図7に示すような金型10、13を用いて容易に作製することができる。
即ち、レンズシート1の出射面側の形状は、図6に示す金型10の第1レンズ形成部11によって第1レンズ4が形成され、第2レンズ形成部12によって第2レンズ6が形成され、これにより第1レンズアレイ3及び第2レンズアレイ5が同時成形される。
また、レンズシート1の入射面側の形状は、図7に示す金型13の第3レンズ形成部14によって第3レンズ8が形成され、これにより第3レンズアレイ7が形成される。
The
That is, the shape of the
Further, the shape of the
次に、画像表示素子35について説明する。画像表示素子35は、図1に示すように2枚の偏光板(偏光フィルム)31,33と、その間に狭持された液晶パネル32とを備えている。液晶パネル32は、例えば、2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。そして、バックライトユニット55から出射された光Kは、一方の偏光フィルター33を介して液晶部32に入射され、他方の偏光フィルター31を介して観察者側Fに出射されることになる。
Next, the image display element 35 will be described. As shown in FIG. 1, the image display element 35 includes two polarizing plates (polarizing films) 31 and 33 and a liquid crystal panel 32 sandwiched therebetween. The liquid crystal panel 32 is configured, for example, by filling a liquid crystal layer between two glass substrates. Then, the light K emitted from the
画像表示素子35は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、レンズシート1を通過して、観察者側Fへの輝度が向上し、光強度の視角度依存性が低減され、さらに、ランプイメージが低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。
また、画像表示素子35は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
The image display element 35 is preferably an element that displays an image by transmitting / blocking light in pixel units. If the image is displayed by transmitting / blocking light in pixel units, the luminance toward the observer side F through the
The image display element 35 is preferably a liquid crystal display element. A liquid crystal display element is a typical element that transmits / shields light in pixel units and displays an image, and can improve image quality and reduce manufacturing cost compared to other display elements. Can do.
以下、ディスプレイ装置70の作用について説明する。
光源41から出射された光は、一部が光源41から直接的に光拡散板25に向けて出射され、他の光は、反射板43によって反射された後、光拡散板25に向けて出射される。このとき、光源41の配置ピッチに対応する照度ムラは、反射板43の作用によって緩和されるものの、ある程度残存している。光拡散板25に進む光は、光拡散板25の透明樹脂内の光散乱領域によって散乱されて、拡散光として進み、光源41の輝度ムラが解消されるとともに適宜の角度範囲に広がり角を有する光として光拡散板25の出射面に到達する。
Hereinafter, the operation of the
A part of the light emitted from the
光拡散板25の出射面に到達した光は、レンズシート1に入射し、該レンズシート1を通過する過程における集光効果により正面輝度が高められる。そして、レンズシート1から出射された光は、画像表示素子35の偏光板33、液晶パネル32、偏光板31を介して、所定の画素領域から光が表示光として透過され、視野角を有する画像が表示される。
The light that has reached the exit surface of the
上記のような集光効果を有するレンズシート1の作用についてより詳細に説明する。
本実施形態のレンズシート1の出射面側には、第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5との2つのレンズアレイが形成されている。
一般的に、一方向に延在する単位レンズがストライプ状に配列されたレンズアレイの場合、単位レンズの配列方向にのみ集光効果を得ることになる。この点、レンズシート1には上述のように2つのレンズアレイが形成されていることから、該レンズシート1を通過する光は第1レンズアレイ3及び第2レンズアレイ5のそれぞれの配列方向に応じた二方向の集光効果を得ることができる。これにより、観察者側Fの正面輝度を効果的に向上させることが可能となる。
The operation of the
Two lens arrays of a
Generally, in the case of a lens array in which unit lenses extending in one direction are arranged in a stripe shape, a light collecting effect is obtained only in the arrangement direction of the unit lenses. In this respect, since the
また、本実施形態においては、第1レンズ4と第2レンズ6との延在方向が直交していることから、特に、ディスプレイ装置70を直立させた場合における水平方向に沿った方向(以下、Ho方向という)及び鉛直方向に沿った方向(以下、Ve方向という)の二方向の集光効果を得ることができる。
In the present embodiment, since the extending directions of the
ここで、二方向以上に集光機能が存在する光学フィルムとしては、本実施形態のレンズシート1の他、四角錘に代表される多角錐レンズを備えたレンズシートが挙げられる。このレンズシートにおいて二方向の集光割合を調節するには、多角錘レンズの頂角を変える必要がある。四角錘レンズを例に挙げると、最も輝度が高くなる構成は頂角が90°の四角錘であるが、一方向の視野範囲を変更させたい場合には、頂角を大きく又は小さくする必要が生じる。しかしながら、視野範囲を調整すべく頂角を90°から変更してしまうと輝度が低下してしまうという問題が生じる。
この点、本実施形態のレンズシート1においては、第1レンズアレイ3を構成する第1レンズ4が台形プリズム形状であり、第2レンズアレイ5を構成する第2レンズ6が三角プリズム形状であって、かつ、第1レンズ4の頂部4aと第2レンズ5の頂部5aとが一致していることから、第1レンズ4の頂部4aの幅Lを調整することで、二方向の集光割合を輝度を大きく変えずして調節することができる。
つまり、本実施形態におけるレンズシート1によれば、Ho方向の視野をVe方向よりも広く設定したり、Ho方向及びVe方向の二方向の視野を同程度に設定したり等、輝度を高く維持しながら視野範囲を任意に設定することが可能となるのである。
Here, examples of the optical film having a light collecting function in two or more directions include a lens sheet provided with a polygonal pyramid lens represented by a square pyramid, in addition to the
In this respect, in the
In other words, according to the
しかし、上述のようにレンズシート1の二方向の集光割合を変化させることによって視野範囲の調節が可能なものの、輝度の変化度合、即ち輝度分布の傾斜は、両方向とも同じものとなる。この点、本実施形態のレンズシート1においては、入射面に第3レンズアレイ7が形成されていることにより、輝度分布の傾斜を緩和させることができ、視野を滑らかにすることができる。
なお、本実施形態においては、第3レンズアレイ7を構成する第3レンズ8は第1レンズ4に対して平行に延在しているため、特に、第1レンズアレイ1の視野角分布の傾斜を緩和させることができる。
このように、視野角分布の傾斜を緩和させることにより、視野角による画像表示の明暗を抑えることが可能となる。
However, although the visual field range can be adjusted by changing the light collection ratio in the two directions of the
In the present embodiment, the
In this way, by reducing the inclination of the viewing angle distribution, it is possible to suppress the brightness and darkness of the image display due to the viewing angle.
以下、上記の第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5及び第3レンズアレイ7の作用について、グラフを交えながら説明する。
比較対象として図8(a)に90°三角プリズムの輝度分布図を示す。三角プリズムは正面方向に集光するため、0°に最大ピークを有することになるが、サイドローブが生じて45°付近に谷間Vaが生じる。サイドローブはディスプレイ装置70として不要な方向への出射光であるが、サイドローブ自体がディスプレイ装置70を観察する上で問題となるのではなく、0°のメインピークとサイドローブとの谷間Vaとの間に顕著な輝度差があることが問題となる。谷間Vaの角度からディスプレイ装置70を観察すると、画面が暗くなってしまうためである。従って、サイドローブを低減させてもこの谷間Vaの輝度が低すぎる場合、ディスプレイ装置70としては望ましくない。
Hereinafter, the operation of the
As a comparison object, FIG. 8A shows a luminance distribution diagram of a 90 ° triangular prism. Since the triangular prism condenses in the front direction, it has a maximum peak at 0 °, but a side lobe occurs and a valley Va is generated in the vicinity of 45 °. The side lobe is emitted light in a direction unnecessary for the
図8(b)に、第1レンズアレイ3及び第2レンズアレイ5のみを備えて第3レンズアレイ7を備えていないレンズシート(Back Flat)と第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5と第3レンズアレイ7とを備えた本実施形態のレンズシート1(Back Prism)の輝度分布図を示す。両者とも、第1レンズアレイ3及び第2レンズアレイ5とを備えた複合形状をなしていることから、図8(a)のような谷間Vaは生じない。よって、視野角による画像表示の明暗を抑制することができる。
また、本実施形態のレンズシート1(Back Prism)は第3レンズアレイ7がないもの(Back Flat)に比べると、正面輝度が少なからず低下するが、視野分布が拡大して輝度の変化が緩和する。よって、第3レンズアレイ7を形成することにより、視野角による画像表示の明暗をより効果的に抑えることが可能となる。
FIG. 8B shows a lens sheet (Back Flat) that includes only the
Further, the lens sheet 1 (Back Prism) of the present embodiment has a lower front luminance than the one without the third lens array 7 (Back Flat), but the visual field distribution is expanded to reduce the change in luminance. To do. Therefore, by forming the
したがって、本実施形態のレンズシート1によれば、第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5とにより二方向の集光効果を得ることができるため観察者側Fの輝度を向上させるとともにサイドローブの発生を抑制することができ、かつ、第3レンズアレイ7によって視野角分布の変化を滑らかにすることができるため、視野角による明暗の発生を防止することが可能となる。
Therefore, according to the
また、このようなレンズシート1を用いたバックライトユニット25及びディスプレイ装置70によれば、上記同様、観察者側Fの輝度を向上させつつサイドローブの発生を抑制するとともに視野角分布を滑らかにし、さらに、光拡散板25の寄与によりランプイメージの低減を図ることが可能となる。
Further, according to the
また、上述のように、本実施形態においては、第3レンズ8のアスペクト比、即ち、第3レンズ8のピッチRに対する高さtの割合は1〜10%の範囲に設定されている。以下、この点について詳細に説明する。
As described above, in the present embodiment, the aspect ratio of the
図9(a)は第3レンズアレイ7のアスペクト比と輝度との関係を示したグラフ、図9(b)は第3レンズアレイ7のアスペクト比とVe方向及びHo方向の半値角との関係を示したグラフ、図9(c)は第3レンズアレイ7のアスペクト比と輝度変化量との関係を示したグラフである。
輝度は第3レンズアレイ7がない場合を1.0としている。
また、ここで半値角とは、0°方向(観察者側F)の輝度を100%としたとき、その輝度が50%となる視野角度を表す。
なお、測定にあたっては、第1レンズアレイ3の配列方向がVe方向、第2レンズアレイ5の配列方向がHO方向、第3レンズアレイ7の配列方向がVe方向となるようにディスプレイ装置70に配置した。
さらに、輝度変化量は30°、45°の輝度の差と0°の輝度との比である。
また、図9(a)〜(c)のx軸は、第3レンズアレイ7の高さtと第3レンズ7のピッチRとの比、即ちアスペクト比の値である。
FIG. 9A is a graph showing the relationship between the aspect ratio of the
The luminance is 1.0 when the
Here, the half-value angle represents a viewing angle at which the luminance is 50% when the luminance in the 0 ° direction (observer side F) is 100%.
In the measurement, the
Further, the luminance change amount is a ratio between the luminance difference of 30 ° and 45 ° and the luminance of 0 °.
9A to 9C is the ratio of the height t of the
図9(b)に示すように、第3レンズアレイ7のアスペクト比が大きくなると、第1レンズアレイ3の集光効果が弱まり、Ve方向の半値角が広くなる。これに対し、第2レンズアレイ5の集光効果は影響されず、Ho方向の半値角がほとんど変わらない。逆に第3レンズアレイ7のアスペクト比が小さくなると、第1レンズアレイ3の集光効果が強まるため、Ve方向の半値角が狭くなるが、第2レンズアレイ5の集光効果は影響されず、Ho方向の半値角がほとんど変わらない。
As shown in FIG. 9B, when the aspect ratio of the
また図9(c)に示すように、第3レンズアレイ7のアスペクト比が大きくなると、第1レンズアレイ3の集光効果が弱まるとともにVe方向の輝度変化量が下がる。これに対し、第2レンズアレイ5の集光効果は影響されず、Ho方向の輝度変化量はアスペクト比が10%以上とならないと変化しない。逆に、第3レンズアレイ7のアスペクト比が小さくなると、第1レンズアレイ3の集光効果が強まるため、Ve方向の輝度変化量が上がり、第2レンズアレイ5の集光効果が影響されず、Ho方向の輝度変化量が変わらない。
As shown in FIG. 9C, when the aspect ratio of the
本実施形態のディスプレイ装置70をテレビ用途として使用する場合、Ho方向の半値角が大きいことが望ましい。テレビを観察する際、Ho方向の様々な位置から観察者がテレビを観察するためである。しかしながら、本実施形態のディスプレイ装置70を広告看板用途等として使用する場合、Ve方向の半値角が大きいことが望ましい場合が生じる。
When the
また、本実施形態のレンズシート1は第1レンズアレイ3をVe方向に配列しても良く、またHo方向に配列したものであってもよい。上述の通り、第1レンズアレイ3を構成する第1レンズ4の頂部4aの幅Lを変化させることで、Ve方向、Ho方向、双方の半値角を制御できるためである。従って、第1レンズ4の頂部4aの幅Lと該第1レンズ4のピッチPとの比は任意に選択することが可能である。
In the
さらに、本実施形態のレンズシート1は、第3レンズアレイ7を第1レンズアレイ3方向に配列してもよいし、また第2レンズアレイ5方向に配列してもよい。上述の通り、第3レンズアレイ7の方向を変化させることで、Ve方向、Ho方向、アスペクト比により、輝度変化量を制御できるためである。従って、第3レンズ8の高さtと第3レンズ8のピッチRとの比を任意に選択することが可能である。
Further, in the
また、本実施形態のレンズシート1の第3レンズアレイ7は第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5との関係は必要ではなく、第3レンズアレイ7のパラメーターであるピッチ、位置合わせ、方向を任意に選択することが可能である。
Further, the
第3レンズアレイ7を構成する第3レンズ8のピッチRは、該第3レンズ8が第1レンズ4と平行に延在している場合には、第1レンズ4のピッチPと第3レンズ8のピッチRとの間には、0.05≦R/P≦0.5の関係が成り立つことが好ましい。
R/P>0.5の場合、第1レンズアレイ3の第1レンズ4に入射する光の方向又は入射箇所が隣接する第1レンズ4同士で大きく異なるため、結果的に、第1レンズアレイ3により観察者側Fに輝度ムラを生じさせることとなり好ましくない。
一方、R/P≦0.5の場合、第1レンズアレイ3の各第1レンズ4にほぼ同じ光が入射され均一な画像表示を得ることができる。なお、RがPよりも極めて小さい場合、例えば0.05>R/Pの場合には、第3レンズアレイ7の形成が困難となるとともに回折現象が生じる恐れがあり第3のレンズアレイ7の効果が減少してしまうため好ましくない。
The pitch R of the
In the case of R / P> 0.5, the direction or the incident position of the light incident on the
On the other hand, when R / P ≦ 0.5, substantially the same light is incident on each
また、第3のレンズアレイ7のアスペクト比を変化させた場合には、図9(a)及び図9(c)において示しているように、輝度及び輝度変化量が大きく変化する。ここで、レンズシート1の特性上は正面輝度が高く輝度変化量と低いことが求められるが、この両方をともに満たすことはできない。
しかしながら、液晶テレビの場合、輝度変化量が低いことが製品の特性上重要となる。たとえ正面輝度が非常に高くても、視野角分布が狭く視認角度によって明暗が変化してしまえばディスプレイとしては好ましくないからである。正面輝度が多少小さくなったとしても、視認角度によって表示画像が滑らかに変化することが望ましいディスプレイ装置といえる。
以上を踏まえて、第3レンズアレイ7を構成する第3レンズ8のアスペクト比は1%〜10%、特に2%〜6%の範囲に設定されることが好ましい。アスペクト比が10%を超えると正面輝度は低下し続けるが輝度変化量の変化は小さくなるため望ましくない。逆に、アスペクト比が1%未満の場合、第3レンズ8の成形が困難となるので好ましくない。
Further, when the aspect ratio of the
However, in the case of a liquid crystal television, it is important in terms of product characteristics that the amount of change in luminance is low. This is because even if the front brightness is very high, if the viewing angle distribution is narrow and the brightness changes depending on the viewing angle, it is not preferable as a display. Even if the front luminance is somewhat reduced, it can be said that it is desirable that the display image changes smoothly according to the viewing angle.
In view of the above, it is preferable that the aspect ratio of the
また、第2レンズアレイ5を構成する第2レンズ6のピッチQと第1レンズ4のピッチPとの間には、0.05≦Q/P≦2.0の関係が成り立つことが好ましい。
ここで、本実施形態のレンズシート1の第2レンズアレイ5は第1レンズアレイ3を構成する第1レンズ4の頂部4aに形成されており、また、第1レンズ4が台形プリズムであるとともに、第2レンズ5が三角プリズムとされている。さらに、その頂角の最適範囲は70°〜110°であるため、第1レンズ4を頂角が70°の台形プリズムとし、第2レンズ6を頂角が110°の三角プリズムとした場合には、第2レンズ6のピッチQが第1レンズ4のピッチPの2倍を超えると、第1レンズ4の高さより第2レンズ6の高さの方が高くなってしまい。この場合、第1レンズアレイ3による集光効果は消滅してしまう。従って、Q/P≦2.0であることが望ましい。
また、第2レンズ6のピッチQが第1レンズ4のピッチPより小さい場合には光学特性上問題ないが、例えば、第2レンズ6のピッチQを20μmとしたときにQ/Pが0.05となると、第1レンズ4のピッチPは400μmとなる。第1レンズ4のピッチPが大きくなりすぎると、画像表示素子35の周期構造と第1レンズアレイ3の周期構造との間でモアレ干渉縞が生じやすくなるため望ましくない。一方、第1レンズ4のピッチPを小さくすると、第2レンズ6のピッチRが小さくなり過ぎてしまうため、望ましくない。従って、0.05≦Q/Pであることが望ましい。
Further, it is preferable that a relationship of 0.05 ≦ Q / P ≦ 2.0 is established between the pitch Q of the
Here, the
Further, when the pitch Q of the
以上説明したレンズシート1は、図1に示すように、光源41から出射されて光拡散板25を通過してきた光を出射面から光学利得が1以上の光Kとして出射するものである。
ここで光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を1として、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。
また、完全拡散とは、吸収が0で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が1以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。
The
Here, the optical gain is one of indexes indicating the diffusibility of the optical diffusing member, and is expressed as a ratio to the luminance of the light, assuming that the luminance of the diffuser that completely diffuses is 1. When the diffusivity of the diffusing member to be measured is biased depending on the direction, the diffusion characteristic of the diffusing member can be shown by obtaining the optical gain for each direction.
Also, complete diffusion refers to an ideal diffuser that has zero absorption and a constant intensity in any direction. That is, an optical gain of 1 or more indicates that there is an effect of collecting light in the measurement direction, and that the larger the value, the stronger the light collection effect.
なお、レンズシート1の厚みを設定するにあたっては、光学特性に対する影響を考慮してではなく、むしろレンズシート1の製造プロセスや要求される物理特性等を考慮して設定される。
例えば、UV成形により第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5を形成した場合、その支持基材フィルムの基材厚さは、50μm以下だとシワが出てしまうので、50μmを超える厚さに形成する必要がある。
さらにまた使用するバックライト・ユニットやディスプレイ装置のサイズによりその基材厚みは変化する。例えば、対角37インチサイズ以上のディスプレイ装置では基材厚さは0.05mmから3mmの間に設定されることが望ましい。
In setting the thickness of the
For example, when the
Furthermore, the thickness of the substrate varies depending on the size of the backlight unit or display device used. For example, in a display device having a diagonal size of 37 inches or more, the substrate thickness is preferably set between 0.05 mm and 3 mm.
また、一般にディスプレイも周期的な画素構造をもつものが多く、そのため、それぞれの周期構造同士のモアレ、3つ以上の周期構造で発生する2次モアレなどの高次のモアレが生じて見た目が損なわれる欠点が生じる。これを回避すべく、レンズシート1のレンチキュラー方向を画像表示素子35の周期構造の方向から30°以下の範囲でずらすことが有効である。これにより、画像表示素子35の周期的な画素構造の横或は縦の構造との間で生じるモアレを防止することができる。
Further, in general, many displays have a periodic pixel structure, and as a result, high-order moire such as moire between the respective periodic structures and secondary moire generated in three or more periodic structures is generated, and the appearance is impaired. Disadvantages. In order to avoid this, it is effective to shift the lenticular direction of the
さらに、上述のモアレを防ぐ方法として、第1レンズアレイ3及び第2レンズアレイ5及び第3レンズアレイ7を蛇行させる手法も有効である。
さらにまた、第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5、第3レンズアレイ7のレンズピッチをランダムとすることによってもモアレを防ぐことができる。この場合、レンズの高さとピッチを変えてランダムとする方法やレンズの高さを変えずにピッチのみをランダムとする方法があるが、外観上におけるムラの観点からレンズの高さを変えないランダムにする方法が望ましく、またその場合のランダム率(標準ピッチに対するピッチの増減率)は20%以下、特に10%以下とするのが望ましい。
Furthermore, as a method for preventing the above-described moire, a method of meandering the
Furthermore, moire can also be prevented by making the lens pitch of the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、ディスプレイ装置70に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。これにより、画像品位をより向上させることができる。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the present invention.
For example, a diffusing film, a prism sheet, a polarization separating / reflecting sheet, or the like may be disposed on the
また、実施形態においては、第1レンズアレイ3を構成する第1レンズ4が台形プリズムであり、第2レンズアレイ5を構成する第2レンズ6が三角プリズムである場合について説明してきたが、第1レンズ4及び第2レンズ6の形状は任意に選択可能である。
ここで例えば、凸レンチキュラーが挙げることができる。凸レンチキュラーは、一方向にのみ形成された場合、視野範囲の広いディスプレイ装置70が得られるが、一方で観察者側Fへの集光効果は弱いため高輝度は得ることは困難である。しかしながら、凸レンチキュラーの頂部に第2レンズ6として凸レンチキュラーレンズを形成した場合、水平方向Xoと垂直方向Veとの2方向の集光効果が得られ、視野範囲が広く高輝度なディスプレイ装置70を得ることができる。
In the embodiment, the case where the
Here, for example, a convex lenticular can be mentioned. When the convex lenticular is formed only in one direction, a
また、実施形態においては、第3レンズアレイ7を構成する第3レンズ8が三角プリズムである場合について説明してきたが、第3レンズ8の形状も任意に選択可能である。
ここでも一例として凸レンチキュラーが挙げることができる。凸第3レンズ8として凸レンチキュラーレンズを形成した場合、アスペクト比が低いため、プリズムと同じ効果が得られる。プリズムに光が入射した場合、光が二つ方向にスプリットされるが、レンチキュラーレンズの場合、光が入射した際に該光がある角度範囲に分離され、最終的により滑らかな視野角分布を得ることができる。
In the embodiment, the case where the
Here too, a convex lenticular can be cited as an example. When a convex lenticular lens is formed as the convex
(実施例のレンズシート)
実施形態のレンズシートに対応するものとして、ポリカーボネイトを用いて透光性基材の厚みを250μmとしたレンズシートを押出成形法により作製した。
第1レンズアレイを台形プリズムとし、該台形の一対の斜辺の延長線同士のなす角(頂角)を90°とし、ピッチPを100μm、台形の頂部の幅Lを20μmとした。
第2レンズアレイを、頂角90°、ピッチQを25μmの三角プリズムとし、第1レンズアレイと第2レンズアレイとのなす角度を90°とした。
第3レンズアレイを、頂角が170°、ピッチRを30μmの三角プリズムとし、第1レンズアレイと同じ方向に配列した。
(Lens sheet of Example)
As a lens sheet corresponding to the embodiment, a lens sheet using a polycarbonate and having a light-transmitting substrate thickness of 250 μm was prepared by an extrusion method.
The first lens array was a trapezoid prism, the angle (vertical angle) formed by the extension lines of the pair of hypotenuses of the trapezoid was 90 °, the pitch P was 100 μm, and the width L of the top of the trapezoid was 20 μm.
The second lens array was a triangular prism having an apex angle of 90 ° and a pitch Q of 25 μm, and the angle formed by the first lens array and the second lens array was 90 °.
The third lens array was a triangular prism having an apex angle of 170 ° and a pitch R of 30 μm, and was arranged in the same direction as the first lens array.
(比較例のレンズシート)
ポリカーボネイトを用いて透光性基材の厚みを250μmとしたレンズシートを押出成形法により作製した。
第1レンズアレイを台形プリズムとし、該台形の一対の斜辺の延長線同士のなす角(頂角)を90°とし、ピッチPを100μm、台形の頂部の幅Lを20μmとした。
第2レンズアレイを、頂角が90°、ピッチQを25μmの三角プリズムとし、第1レンズアレイと第2レンズアレイとのなす角度を90°とした。
また、透光性基材の裏面は平面状とし、第3レンズアレイを形成しないものとした。
(Comparative lens sheet)
A lens sheet having a light-transmitting substrate thickness of 250 μm was prepared by extrusion molding using polycarbonate.
The first lens array was a trapezoid prism, the angle (vertical angle) formed by the extension lines of the pair of hypotenuses of the trapezoid was 90 °, the pitch P was 100 μm, and the width L of the top of the trapezoid was 20 μm.
The second lens array was a triangular prism having an apex angle of 90 ° and a pitch Q of 25 μm, and the angle formed by the first lens array and the second lens array was 90 °.
Moreover, the back surface of the translucent base material was made into a planar shape, and the 3rd lens array was not formed.
(バックライトユニット)
上記実施例及び比較例のレンズシートを用いてバックライトユニットを作製した。バックライトユニットの構成は、反射板の観察者側Fに光源としてCCFLを配置し、その上(観察者側F)に光拡散板、レンズシートをこの順序で配置した。
実施例及び比較例のレンズシートとも、第1レンズアレイの配列方向をVe方向(鉛直方向に沿った方向)として配置した。
(Backlight unit)
A backlight unit was produced using the lens sheets of the above examples and comparative examples. In the configuration of the backlight unit, a CCFL was arranged as a light source on the observer side F of the reflector, and a light diffusion plate and a lens sheet were arranged in this order on the observer side F (observer side F).
In the lens sheets of the example and the comparative example, the arrangement direction of the first lens array was arranged as the Ve direction (direction along the vertical direction).
(測定・評価)
上記2つのバックライトユニットの輝度分布を測定した。その測定結果は、図8(b)に示した通りである。両者を比較すると、正面からはほぼ同じ明るさを確認することができた。一方、正面から視野を変えると、両者とも輝度が低下するが、実施例のレンズシートは比較例のレンズシートよりも±44°近辺において輝度が高くなっていることが確認された。
このことから、第3レンズアレイを備えたレンズシートは、第3レンズアレイを備えていないレンズシートに比べて、輝度変化量が緩やかとなることがわかった。
(Measurement / Evaluation)
The luminance distribution of the two backlight units was measured. The measurement result is as shown in FIG. When both were compared, almost the same brightness was confirmed from the front. On the other hand, when the field of view was changed from the front, the brightness of both decreased, but it was confirmed that the brightness of the lens sheet of the example was higher in the vicinity of ± 44 ° than the lens sheet of the comparative example.
From this, it was found that the lens sheet with the third lens array has a slower luminance change amount than the lens sheet without the third lens array.
1 レンズシート
3 第1レンズアレイ
4 第1レンズ
5 第2レンズアレイ
6 第2レンズ
7 第3レンズアレイ
8 第3レンズ
17 透光性基材
17a 光出射面
17b 光入射面
25 光拡散板
35 画像表示素子
55 バックライトユニット
70 ディスプレイ装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該第1レンズアレイ上に、前記複数の第1レンズの頂部にわたって前記第1レンズと交差する方向に沿って延びる第2レンズが複数互いに平行に配置されてなる第2レンズアレイを備え、
さらに、前記透光性基材の光入射面側に、直線状に延在する第3レンズが複数互いに平行に配置されてなる第3レンズアレイを備えたことを特徴とするレンズシート。 A light emitting surface side of a light-transmitting base material having a substantially sheet shape is provided with a first lens array in which a plurality of linearly extending first lenses are arranged in parallel with each other,
On the first lens array, a second lens array in which a plurality of second lenses extending along a direction intersecting the first lens over the tops of the plurality of first lenses is arranged in parallel with each other,
The lens sheet further comprising a third lens array in which a plurality of linearly extending third lenses are arranged in parallel to each other on the light incident surface side of the translucent substrate.
前記第3レンズが、前記第1レンズ及び前記第2レンズのいずれか一方に対して略平行に延びていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズシート。 The angle at which the first lens and the second lens intersect is approximately 90 °,
3. The lens sheet according to claim 1, wherein the third lens extends substantially parallel to one of the first lens and the second lens.
前記第2レンズが、頂角70°〜110°をなす三角プリズムであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズシート。 The first lens is a trapezoidal prism having an isosceles trapezoidal cross section, and
The lens sheet according to claim 1, wherein the second lens is a triangular prism having an apex angle of 70 ° to 110 °.
該レンズシートの前記光入射面側に配設されていて光を照射する光源と、
前記レンズシートと前記光源との間に配設されていて前記光源からの光を拡散させる光拡散板とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。 The lens sheet according to any one of claims 1 to 7,
A light source that is disposed on the light incident surface side of the lens sheet and emits light;
A backlight unit comprising a light diffusing plate disposed between the lens sheet and the light source and diffusing light from the light source.
該バックライトユニットからの光照射によって画像表示を行う画像表示素子とを備えたことを特徴とするディスプレイ装置。 A backlight unit according to claim 8;
A display device comprising: an image display element that displays an image by irradiating light from the backlight unit.
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- 2008-08-29 JP JP2008222108A patent/JP2010054995A/en active Pending
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