JP2010122372A - Optical functional member, backlight unit and display device - Google Patents

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誠司 滝澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an optical functional member having improved front brightness and reduced changes in the brightness depending on a viewing angle in a perpendicular direction; a backlight unit; and a display device. <P>SOLUTION: The optical functional member 20 comprises: a light-diffusing layer 40 disposed in an entrance face side and diffusing light from a light source 11; a first lens sheet 50 layered in the exit face side of the light-diffusing layer 40 and comprising a planar light-transmitting substrate 52 and a first lens array 53 composed of a plurality of first lenses 54 extending along the exit face of the first substrate 52 and arranged in parallel to one another; and a second lens sheet 60 layered in the exit face side of the first lens sheet 50 and comprising a planar light-transmitting second substrate and a second lens array composed of a plurality of second lenses extending along the exit face of the second substrate and in a direction orthogonal to the direction of the first lenses and arranged in parallel to one another. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明光路制御に用いられる光学機能部材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光学機能部材、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 an optical functional member used for illumination optical path control, a backlight knit using the same, and a display device, and more particularly to an optical functional member used for illumination optical path control in an image display device typified by a flat panel display, The present invention relates to a backlight knit and a display device.

近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用したディスプレイ装置は、例えば、OA分野でカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管(CCFL)等の光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(いわゆるエッジライト方式)と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
In recent years, display devices using TFT-type liquid crystal panels and STN-type liquid crystal panels have been commercialized mainly in color notebook PCs (personal computers) in the OA field, for example.
Such a display device employs a so-called backlight system in which a light source is arranged on the back side of the liquid crystal panel and the liquid crystal panel is illuminated with light from the light source.
The backlight units used in this type of backlight system can be broadly divided into multiple light sources such as cold cathode fluorescent lamps (CCFL) within a flat light guide plate made of acrylic resin with excellent light transmission. There are a “light guide plate light guide method” (so-called edge light method) and a “direct type method” that does not use a light guide plate.

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置としては、たとえば図9に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板171、173に挟まれた液晶パネル172を備え、その背面側に略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリル等の透明な基材からなる導光板179が設置されており、該導光板179の上面(光出射側)と背面側の偏光板173との間に拡散フィルム(拡散層)178が設けられている。
As a display device on which a light guide plate light guide type backlight unit is mounted, for example, the display device shown in FIG. 9 is generally known.
This display device includes a liquid crystal panel 172 sandwiched between polarizing plates 171 and 173, and a light guide plate 179 made of a transparent base material such as a substantially rectangular plate-like PMMA (polymethyl methacrylate) or acrylic is installed on the back side thereof. A diffusion film (diffusion layer) 178 is provided between the upper surface (light emitting side) of the light guide plate 179 and the polarizing plate 173 on the rear side.

また、この導光板179の背面側には、導光板179に導入された光を液晶パネル172方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部(図示省略)が印刷等されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム(反射層)177が設けられている。   On the back side of the light guide plate 179, a scattering reflection pattern portion (not shown) for scattering and reflecting the light introduced into the light guide plate 179 so as to be uniform in the direction of the liquid crystal panel 172 is printed. A reflective film (reflective layer) 177 is provided on the further back side of the scattering reflection pattern portion.

さらに、導光板179の一側端部には、光源ランプ176が取り付けられており、該光源ランプ176の光を効率よく導光板179中に入射させるために光源ランプ176の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター181が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン(TiO2)粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであって、導光板179内に入射した光に指向性を付与して出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。   Further, a light source lamp 176 is attached to one side end of the light guide plate 179, and covers the back side of the light source lamp 176 in order to make the light of the light source lamp 176 enter the light guide plate 179 efficiently. A high-reflectance lamp reflector 181 is provided. The scattering reflection pattern portion is formed by printing a mixture of white titanium dioxide (TiO2) powder in a transparent adhesive or the like in a predetermined pattern, for example, a dot pattern, and drying and forming the light guide plate 179. A directivity is imparted to the light incident on the inside of the light, and the light is guided to the exit surface side, thereby increasing the brightness.

また、最近では、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、図10に示すように、拡散フィルム178と液晶パネル172との間に、集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)174、175を設けることが提案されている。このプリズムフィルム174、175は導光板179の出射面から出射され、拡散フィルム178で拡散された光を、高効率で液晶パネル172の有効表示エリアに集光させるものである。   Recently, in order to improve the light utilization efficiency and increase the brightness, as shown in FIG. 10, a prism film (prism layer) having a light collecting function between the diffusion film 178 and the liquid crystal panel 172 is used. 174, 175 have been proposed. The prism films 174 and 175 are for emitting the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 179 and diffused by the diffusion film 178 to the effective display area of the liquid crystal panel 172 with high efficiency.

しかしながら、図9または図10に例示した液晶表示装置における視野範囲のコントロールは、拡散フィルム178の拡散性のみに委ねられているため、そのコントロールは難しく、拡散方向の中心部が明るく周辺部にいくほど暗くなる特性は避けられない。その結果、液晶画面を横から見た時の輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
さらに、図10に例示したプリズムフィルム174、175を用いる方法では、プリズムフィルム174、175の枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きくなるだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
However, since the control of the visual field range in the liquid crystal display device illustrated in FIG. 9 or FIG. 10 is left only to the diffusibility of the diffusion film 178, the control is difficult, and the central part in the diffusion direction goes bright and goes to the peripheral part. The characteristic which becomes so dark is inevitable. As a result, when the liquid crystal screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced.
Furthermore, in the method using the prism films 174 and 175 illustrated in FIG. 10, two prism films 174 and 175 are required, so that not only the amount of light decreases due to absorption of the film but also the number of members increases. This also caused the cost to rise.

一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの表示装置に用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図11に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。   On the other hand, the direct type backlight unit is used in a display device such as a large liquid crystal TV in which it is difficult to use a light guide plate. As an example using this backlight unit, for example, a display as shown in FIG. Devices are generally known.

このディスプレイ装置においては、偏光板171、173に挟まれた液晶パネル172が設けられるとともに、その背面側に蛍光管等からなる光源151が設けられている。そして、光源151から出射された光が、拡散フィルム178で拡散させられ、高効率で液晶パネル172の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源151からの光を効率よく照明光として利用するために、光源151の背面にはリフレクター152が配置されている。
また、最近ではこの直下型方式のバックライトユニットにおいても、光利用効率をアップして高輝度化を図るために、図10に示す場合と同様に、拡散フィルム174と液晶パネル172の偏光板173との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)を設けることが提案されている。
In this display device, a liquid crystal panel 172 sandwiched between polarizing plates 171 and 173 is provided, and a light source 151 made of a fluorescent tube or the like is provided on the back side thereof. And the light radiate | emitted from the light source 151 is diffused by the diffusion film 178, and is condensed on the effective display area of the liquid crystal panel 172 with high efficiency. In order to efficiently use the light from the light source 151 as illumination light, a reflector 152 is disposed on the back surface of the light source 151.
Further, recently, in this direct type backlight unit, as in the case shown in FIG. 10, in order to increase the light utilization efficiency and increase the luminance, the diffusion film 174 and the polarizing plate 173 of the liquid crystal panel 172 are used. It is proposed to provide a prism film (prism layer) having a light condensing function.

しかしながら、図11に例示する構成の液晶表示装置でも、その視野範囲のコントロールは、拡散フィルム174の拡散性のみに委ねられているため、そのコントロールは難しく、拡散方向の中心部が明るく周辺部にいくほど暗くなる特性は避けられない。その結果、液晶画面を横から見た時の輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。さらに、プリズムフィルムを用いる方法では、プリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きくなるだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
また、図11において、光源151の配列間隔が広すぎると、画面上に輝度ムラが生じやすく、光源の数を減らすことができず、消費電力の増加およびコストの増加を招く原因となっていた。
However, even in the liquid crystal display device having the configuration illustrated in FIG. 11, since the control of the visual field range is left only to the diffusibility of the diffusion film 174, the control is difficult, and the central part in the diffusion direction is bright and the peripheral part. The darkening characteristic is inevitable. As a result, when the liquid crystal screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced. Furthermore, in the method using a prism film, since the number of prism films is two, not only the decrease in the amount of light due to the absorption of the film increases, but also the cost increases due to an increase in the number of members. .
In FIG. 11, if the arrangement interval of the light sources 151 is too wide, uneven brightness tends to occur on the screen, the number of light sources cannot be reduced, and this causes an increase in power consumption and cost. .

ところで、上述のような液晶表示装置では、軽量,低消費電力,高輝度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システムも、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、最近、目覚ま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、バックライトシステムの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須の課題となっている。
しかしながら、上記したような従来の構成では、液晶表示装置のさらなる薄型化が図られる今日、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難く、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システムの開発が待ち望まれている。
By the way, in the above liquid crystal display devices, light weight, low power consumption, and high luminance are strongly demanded as market needs, and accordingly, the backlight system mounted on the liquid crystal display device is also light weight, low Power consumption and high brightness are required. In particular, in a color liquid crystal display device that has recently made remarkable progress, the panel transmittance of the liquid crystal panel is significantly lower than that of a monochrome-compatible liquid crystal panel. It has become an indispensable issue for obtaining power consumption.
However, in the conventional configuration as described above, it is difficult to say that the demand for high luminance and low power consumption is sufficiently met today, where the liquid crystal display device is further reduced in thickness. The development of a backlight system capable of realizing a liquid crystal display device with high brightness, high display quality, and low power consumption is awaited.

上記の状況を鑑みて本出願人は、液晶パネルと、この液晶パネルにその背面側から光を照射する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層を設け、このレンズ層の光入射側にレンズ層の焦点面近傍に開口をもつ遮光部を設けてなる液晶表示装置について提案している(例えば、特許文献1参照)。   In view of the above situation, the present applicant includes a liquid crystal panel and a light source means for irradiating light from the back side of the liquid crystal panel, and a lens layer for guiding the light from the light source to the liquid crystal panel. And a liquid crystal display device in which a light-shielding portion having an opening in the vicinity of the focal plane of the lens layer is provided on the light incident side of the lens layer (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1に開示された液晶表示装置は、図12に示されるように、偏光板171、173に挟まれた液晶パネル172が上部に位置して設けられ、この液晶パネル172の下面側には拡散フィルム174が設けられ、この拡散フィルム174の下方には、略長方形板状の透明な基材からなる導光板179が配設され、導光板179の下面には反射フィルム(反射層)177が設けられている。また、導光板179の側端部に沿って光源ランプ176が配設されており、さらに、光源ランプ176の光を効率よく導光板79中に入射させるべく、光源ランプ176の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクタ181が設けられている。
また、拡散フィルム174と導光板179との間には、遮光部183を有するレンズシート82が配設されている。
As shown in FIG. 12, the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1 includes a liquid crystal panel 172 sandwiched between polarizing plates 171 and 173, and is provided on the upper surface. A diffusion film 174 is provided, and a light guide plate 179 made of a substantially rectangular plate-like transparent base material is disposed below the diffusion film 174, and a reflection film (reflection layer) 177 is provided on the lower surface of the light guide plate 179. Is provided. A light source lamp 176 is disposed along the side edge of the light guide plate 179, and further, covers the back side of the light source lamp 176 so that the light from the light source lamp 176 can be efficiently incident on the light guide plate 79. Thus, a lamp reflector 181 having a high reflectivity is provided.
In addition, a lens sheet 82 having a light shielding portion 183 is disposed between the diffusion film 174 and the light guide plate 179.

上記レンズシート182を介在させたことによる作用効果は、導光板179から出射する光が有する拡散性をレンズ作用により変調(コリメート)して、液晶パネル172側に方向を揃えて出射させることが可能となる点にある。また、レンズ層の焦点面近傍箇所に開口183aを持つ遮光部183を形成したことにより、液晶パネル72の画素に入射する光量を選択的に多くすることが可能となり、バックライトの利用効率が向上することと、前記開口183aの形状を制御することで表示光の視域も制御することが可能となることが挙げられる。   The effect obtained by interposing the lens sheet 182 is that the diffusibility of the light emitted from the light guide plate 179 can be modulated (collimated) by the lens action, and can be emitted with the direction aligned on the liquid crystal panel 172 side. It is in the point. Further, by forming the light shielding portion 183 having the opening 183a in the vicinity of the focal plane of the lens layer, it is possible to selectively increase the amount of light incident on the pixels of the liquid crystal panel 72 and improve the use efficiency of the backlight. In addition, it is possible to control the viewing zone of the display light by controlling the shape of the opening 183a.

また、エッジライト式の面光源を構成する導光板を採用しない直下型方式のバックライトユニットに上記レンズシートを採用する場合には、光源とレンズシートとの間に光拡散層(光拡散層単独、又は光拡散フィルムの併用)を介在させた構成が採用される。光拡散層を介在させることにより、冷陰極線管(CCFL)又はLEDによる光源のシルエット(ランプ・イメージ)が強く視覚される現象、及びホットスポットあるいはホットバーと呼ばれる画面内の一部が局所的に明るく見えてしまう現象が解消され、画面内での表示輝度分布を一様にすることができる。   In addition, when the lens sheet is used in a direct type backlight unit that does not employ a light guide plate that constitutes an edge light type surface light source, a light diffusion layer (light diffusion layer alone) is provided between the light source and the lens sheet. Or a combination of a light diffusion film) is employed. By interposing the light diffusing layer, the phenomenon that the silhouette (lamp image) of the light source by the cold cathode ray tube (CCFL) or LED is strongly visualized, and a part in the screen called a hot spot or hot bar are locally The phenomenon of appearing bright is eliminated, and the display luminance distribution in the screen can be made uniform.

上記レンズシートの反レンズ部側の平面に光拡散層を設けた場合、互いに平坦なレンズシートと光拡散層では、明確な段差のない平坦面同士が接触することにより、境界が明確にならず、両者が屈折率の近い物質である場合には、入射光が、意図する角度で単位レンズに入射せず、単位レンズによる設計通りの光学特性を奏することが難しくなる。特に、レンズシートと光拡散層とを粘着層又は接着層を介して積層一体化する構成を採用する場合には、予期せぬ入射光成分の発生(又は、光拡散層による機能の低下)を招きやすくなり、設計通りの光学特性を奏することが一層難しくなる。   When a light diffusing layer is provided on the flat surface of the lens sheet on the side opposite to the lens portion, the flat surface without a step is not clear between the flat lens sheet and the light diffusing layer. When both are substances having a refractive index close to each other, incident light does not enter the unit lens at an intended angle, and it becomes difficult to exhibit optical characteristics as designed by the unit lens. In particular, when adopting a configuration in which the lens sheet and the light diffusion layer are laminated and integrated via an adhesive layer or an adhesive layer, unexpected generation of incident light components (or deterioration of the function due to the light diffusion layer) is caused. It becomes easier to invite and it becomes more difficult to achieve optical characteristics as designed.

そこで、本出願人は、上記のような事情に鑑みて、図13に示される構成のバックライトユニットを提案している(特許文献2参照)。
図13において、ディスプレイ用のバックライトユニット90は、光学シート100及び光学シート100の光入射側に配置されて直下型の光源110を備える。
光学シート100は、一方の面を入射面101aとし該入射面101aと反対の面を出射面101bとする光拡散層101と、入射面101aより光拡散層101に入射した光源110からの光が出射面101bから出射する時に当該光の出射方向、範囲、色、輝度分布の何れか1つを少なくとも制御する光学機能部材102とを備え、光学機能部材102は光拡散層101の出射面101bに層状の接着剤もしくは粘着剤103により一体に貼り合わされている。また、光拡散層101の入射面101aに対向して光源110が配置されている。
In view of the above circumstances, the present applicant has proposed a backlight unit having the configuration shown in FIG. 13 (see Patent Document 2).
In FIG. 13, a display backlight unit 90 includes an optical sheet 100 and a direct light source 110 disposed on the light incident side of the optical sheet 100.
The optical sheet 100 has a light diffusing layer 101 having one surface as an incident surface 101a and a surface opposite to the incident surface 101a as an output surface 101b, and light from the light source 110 incident on the light diffusing layer 101 from the incident surface 101a. And an optical function member 102 that controls at least one of the emission direction, range, color, and luminance distribution of the light when exiting from the exit surface 101b. The optical function member 102 is provided on the exit surface 101b of the light diffusion layer 101. A layered adhesive or pressure-sensitive adhesive 103 is bonded together. A light source 110 is disposed so as to face the incident surface 101 a of the light diffusion layer 101.

前記光学機能部材102は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等からなる光透過性の基材1021と、この基材1021の一方の面にレンチキュラーレンズ(ストライプ状の半円柱状凸シリンドリカルレンズの反復アレイ構造)などの構造を持つ単位レンズ1022aを一定のピッチで配列形成してなるレンズ部1022とを有するレンズシートである。
また、基材1021のレンズ部1022と反対の面には、各単位レンズ1022aの集光部分に光を透過させるストライプ状の光透過部、すなわち開口部1024aと各単位レンズ1022aの非集光部分に光を反射させる光反射部1024bが並べられた反射層1024が設けられている。そして、基材1021と反対に位置する反射層1024の面には接着剤もしくは粘着剤103を介して光拡散層101が一体に接着されている。また、反射層1024は、例えば白色インキ、金属箔、金属蒸着層からなり、開口部1024aは、例えば空気層からなっている。
The optical functional member 102 includes a light-transmitting base material 1021 made of polyethylene terephthalate (PET) or the like, and a lenticular lens (repetitive array structure of striped semi-cylindrical convex cylindrical lenses) on one surface of the base material 1021. The lens sheet has a lens portion 1022 formed by arranging unit lenses 1022a having a structure such as the above at a constant pitch.
Further, on the surface opposite to the lens portion 1022 of the base material 1021, a striped light transmitting portion that transmits light to the condensing portion of each unit lens 1022a, that is, the opening 1024a and the non-condensing portion of each unit lens 1022a. A reflection layer 1024 in which light reflection portions 1024b for reflecting light are arranged is provided. The light diffusion layer 101 is integrally bonded to the surface of the reflective layer 1024 located opposite to the base material 1021 via an adhesive or pressure-sensitive adhesive 103. The reflective layer 1024 is made of, for example, white ink, a metal foil, or a metal vapor deposition layer, and the opening 1024a is made of, for example, an air layer.

次に、図13に示す光学シート100を用いたバックライトユニット90における光の挙動について説明する。光源110からの光Lは光拡散層101の入射面101a11から入射する。光拡散層101に入射した光Lは、ここでランダムに散乱される。
このように散乱された光のうち、開口部1024aを通過した光γのみが、レンズシート1023へと導かれる。各開口部1024aは、レンズシート1023に設けられた各単位レンズ1022aの頂点に対向するようにそれぞれ設けられているので、各単位レンズ1022aには、これに対応する各開口部1024aによって絞られた光のみが導かれる。
つまり、各開口部1024aが、スリットのような働きをすることによって、散乱角度が絞られた光γのみが各単位レンズ1022aに入射することになるので、単位レンズ1022aに斜めから入射する光がなくなり、もって、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光をなくすことができる。
Next, the behavior of light in the backlight unit 90 using the optical sheet 100 shown in FIG. 13 will be described. The light L from the light source 110 is incident from the incident surface 101a11 of the light diffusion layer 101. Here, the light L incident on the light diffusion layer 101 is randomly scattered.
Of the scattered light, only the light γ that has passed through the opening 1024a is guided to the lens sheet 1023. Since each opening 1024a is provided so as to face the apex of each unit lens 1022a provided in the lens sheet 1023, each unit lens 1022a is narrowed by each opening 1024a corresponding thereto. Only light is guided.
That is, since each opening 1024a functions like a slit, only the light γ with a narrowed scattering angle is incident on each unit lens 1022a, so that light incident on the unit lens 1022a from an oblique direction is incident. Therefore, it is possible to eliminate the light that is emitted in the lateral direction without traveling in the visual direction F of the viewer.

一方、開口部1024aを通ることができなかった光βは、光反射部1024bで反射され、光拡散層101側に戻される。そして、光拡散層101において同様に散乱された後に、いずれは散乱角度が絞られた光γとなった後に開口部1024aを通って単位レンズ1022aに入射し、単位レンズ1022aによって所定角度φ内に拡散された後に出射される。
このように、光源110からの光Lを散乱させ、散乱角度が絞られた光γのみを単位レンズ1022aに入射させることができるとともに、単位レンズ1022aに入射できなかった光については、無駄に出射させることなく再利用することができるので、光源110からの光の利用効率を高めつつ、拡散範囲を制御して出射させることが可能になる。
On the other hand, the light β that could not pass through the opening 1024a is reflected by the light reflecting portion 1024b and returned to the light diffusion layer 101 side. Then, after being similarly scattered in the light diffusion layer 101, the light γ having a narrowed scattering angle is incident on the unit lens 1022a through the opening 1024a, and the unit lens 1022a falls within a predetermined angle φ. It is emitted after being diffused.
In this way, the light L from the light source 110 is scattered, and only the light γ with a narrowed scattering angle can be incident on the unit lens 1022a, and the light that could not be incident on the unit lens 1022a is emitted wastefully. Therefore, it is possible to emit light while controlling the diffusion range while improving the utilization efficiency of the light from the light source 110.

図14は、上記図13に示した構造のバックライトユニット90を用いて液晶表示装置を構成した場合の例を示す模式図である。
図14に示す液晶表示装置は、両面が偏光板121、123に挟まれてなる液晶パネル122を備え、この液晶パネル122はバックライトユニット90を構成するレンズシート1023の単位レンズ1022aに相対向して設けられている。また、光源110は、バックライトユニット90の光拡散層101側下面に沿って等間隔に配列された冷陰極線管などからなる複数のランプ110aと、ランプ110aからの光をバックライトユニット90の光拡散層101へ反射させる反射板110bとを備えている。
特開2000−284268号公報 国際公開第WO2006/080530号パンフレット
FIG. 14 is a schematic diagram showing an example in which a liquid crystal display device is configured using the backlight unit 90 having the structure shown in FIG.
The liquid crystal display device shown in FIG. 14 includes a liquid crystal panel 122 having both surfaces sandwiched between polarizing plates 121 and 123. The liquid crystal panel 122 faces the unit lens 1022a of the lens sheet 1023 that constitutes the backlight unit 90. Is provided. Further, the light source 110 includes a plurality of lamps 110 a made up of cold cathode ray tubes and the like arranged at equal intervals along the lower surface of the backlight unit 90 on the light diffusion layer 101 side, and the light from the lamp 110 a And a reflection plate 110 b that reflects the diffusion layer 101.
JP 2000-284268 A International Publication No. WO2006 / 080530 Pamphlet

近年、地球環境への配慮が求められる中、ディスプレイ用バックライトユニットにおいては、光源の発光量の有効利用による省電力化が要求されている。具体的には、従来より発光光量の低い光源で従来並みの正面輝度が得られるバックライトユニットの開発が課題となっている。
また、一般的に、レンズ形状が1方向のシリンドリカルまたはプリズムである輝度向上シートを用いたディスプレイ用バックライトユニットでは垂直方向の光を正面に集光するため、垂直方向の視野角ごとの輝度変化が大きくなる傾向があり、これを小さくする輝度向上シートの開発が課題となっている。
In recent years, consideration for the global environment has been demanded, and display backlight units are required to save power by effectively using the amount of light emitted from a light source. Specifically, there is a problem of developing a backlight unit that can obtain the same front luminance with a light source that emits less light than in the past.
In general, a backlight unit for a display using a brightness enhancement sheet having a lens or a unidirectional cylindrical or prism condenses light in the vertical direction to the front, and therefore changes in luminance for each viewing angle in the vertical direction. There is a tendency to increase, and the development of a brightness enhancement sheet for reducing this has been an issue.

本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、正面輝度を向上させることができ、かつ、垂直方向の視野角ごとの輝度変化を小さくすることが可能なディスプレイ用の光学機能部材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にある。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an optical functional member for a display that can improve the front luminance and can reduce the luminance change for each viewing angle in the vertical direction. It is to provide a backlight unit and a display device using the above.

前記課題を解決するために本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光学機能部材は、入射面側に配置される光源からの光の光学特性を変換し、出射面から出射する光学機能部材であって、前記入射面側に配置され、前記光源からの光を拡散させる光拡散層と、該光拡散層の前記出射面側に積層され、板状をなす光透過性の第1基材と、該第1基材の前記出射面側の面に沿って延在するとともに互いに並行に配置された複数の第1レンズより構成される第1レンズアレイを備えた第1レンズシートと、該第1レンズシートの前記出射面側に積層され、板状をなす光透過性の第2基材と、該第2基材の前記出射面側の面に沿って、かつ、前記第1レンズと直交する方向に延在するとともに互いに平行に配置された複数の第2レンズより構成される第2レンズアレイを備えた第2レンズシートとからなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the optical functional member according to the present invention is an optical functional member that converts the optical characteristics of light from a light source disposed on the incident surface side and emits the light from the emitting surface, and is disposed on the incident surface side, A light diffusing layer for diffusing light from a light source; a light-transmitting first base material laminated on the light emitting surface side of the light diffusing layer; and a light transmitting first base material on the light emitting surface side of the first base material. A first lens sheet that includes a first lens array that includes a plurality of first lenses that extend along the surface and are arranged in parallel with each other; and is laminated on the emission surface side of the first lens sheet, A plate-like light-transmitting second base material and the second base material extending along the surface on the emission surface side of the second base material and extending in a direction perpendicular to the first lens and arranged in parallel to each other A second lens sheet comprising a second lens array composed of a plurality of second lenses; And wherein the Ranaru.

このような特徴の光学機能部材によれば、例えば第1レンズアレイが水平方向に沿って、かつ、第2レンズアレイが垂直方向に沿って配置された場合、第1レンズアレイにより垂直方向の光が絞り込まれて集光されるとともに第2レンズアレイによって水平方向の光が絞り込まれて集光され出射される。
これにより、垂直方向及び水平方向の2方向に光を絞り込むことができるため、正面輝度を向上させることが可能となる。また、第1レンズシートの第1レンズアレイにより垂直方向の光が絞られるが、第2レンズシートの第2レンズアレイにおいては垂直方向の光が絞られることはなく、むしろ第2レンズシートを通過することにより第1レンズシートによって垂直方向に絞り込まれた光が拡散される。これにより、当該光学機能部材を通過する光を垂直方向に絞り込み過ぎることなく出射することが可能となる。
According to the optical function member having such a feature, for example, when the first lens array is disposed along the horizontal direction and the second lens array is disposed along the vertical direction, the first lens array causes light in the vertical direction. Is condensed and condensed, and light in the horizontal direction is condensed, condensed and emitted by the second lens array.
Thereby, since light can be narrowed down into two directions, the vertical direction and the horizontal direction, the front luminance can be improved. Also, the light in the vertical direction is narrowed by the first lens array of the first lens sheet, but the light in the vertical direction is not narrowed by the second lens array of the second lens sheet, but rather passes through the second lens sheet. By doing so, the light narrowed down in the vertical direction by the first lens sheet is diffused. As a result, light passing through the optical function member can be emitted without being excessively narrowed in the vertical direction.

本発明に係る光学機能部材は、前記第2レンズシートが、前記第2レンズと直交する方向に沿って延在するとともに互いに平行に配置された複数の第3レンズから構成される第3レンズアレイをさらに備え、前記第2レンズと前記第3レンズとのいずれか一方が前記第1レンズに対して平行となるように、前記第2レンズシートが前記第1レンズシートに積層されていることを特徴とする。   An optical functional member according to the present invention is a third lens array in which the second lens sheet is configured of a plurality of third lenses that extend along a direction orthogonal to the second lens and are arranged in parallel to each other. The second lens sheet is laminated on the first lens sheet so that one of the second lens and the third lens is parallel to the first lens. Features.

このような特徴の光学機能部材によれば、第1レンズシートによって正面方向に十分に絞り込まれた垂直方向の光は、第3レンズアレイによってそれ以上絞り込まれることなく、逆にある程度拡散される。即ち、一般的にレンズアレイに拡散光が入射した場合には正面方向に光を集光して絞り込むことになるが、既に正面方向に集光された光が入射した場合には正面方向から傾斜した方向に屈折させられて拡散効果が付与されることになる。
これによって、当該光学機能部材を通過する光の垂直方向の半値角を拡大することが可能となる。
According to the optical function member having such a feature, the light in the vertical direction sufficiently narrowed in the front direction by the first lens sheet is diffused to some extent without being further narrowed by the third lens array. That is, generally, when diffused light is incident on the lens array, the light is condensed and narrowed in the front direction, but when light that has already been condensed in the front direction is incident, the light is inclined from the front direction. The light is refracted in the direction and a diffusion effect is given.
As a result, the half-value angle in the vertical direction of the light passing through the optical function member can be enlarged.

上記のように第2レンズシートに第3レンズアレイが形成された光学機能部材においては、各前記第3レンズが、複数の前記第2レンズの頂部にわたって離散的に延在しているものであってもよいし、各前記第3レンズが、前記第2基材の前記出射面側の面に沿って延在させられて、前記複数の第1レンズの谷部に該第1レンズよりも高さの低い複数のサブレンズを形成していることを特徴とする。   In the optical functional member in which the third lens array is formed on the second lens sheet as described above, each of the third lenses extends discretely over the tops of the plurality of second lenses. Alternatively, each of the third lenses may be extended along a surface of the second base material on the emission surface side so that the valleys of the plurality of first lenses are higher than the first lens. A plurality of sub-lenses having a low height are formed.

一方、本発明に係る光学機能部材においては、第2レンズシートに第3レンズアレイが形成していることに代えて、各前記第2レンズが、前記第2基材の前記出射面側の面から突出するように形成された凸状の曲面を有すると共に、その頂部に該第2レンズの延在方向に延びるV字溝が形成されているものであってもよい。   On the other hand, in the optical functional member according to the present invention, instead of forming the third lens array on the second lens sheet, each of the second lenses is a surface on the emission surface side of the second base material. And a convex curved surface formed so as to protrude from the top, and a V-shaped groove extending in the extending direction of the second lens may be formed at the top.

このような特徴の光学機能部材によれば、第2レンズシートの第2レンズにおけるV字溝の側面と空気層界面とで生じる水平方向の光の全反射によって光のリサイクルを起こすため、水平方向の光の利用効率を向上させて輝度上昇効果を得ることができる。また、第2レンズのうちV字溝の両側の面は凸曲面となっているため、サイドローブを最小限に抑えることができ、かつ、視野に対する急激な輝度低下(カットオフ)を緩和する機能を果たす。
さらに、上記水平方向の光を全反射によってリサイクルすることによって、一部の光が垂直方向の光へと変移するため垂直方向の光の分量が増加し、結果として垂直方向の光が広がって垂直方向の半値角を拡大することが可能となる。
According to the optical functional member having such a feature, light is recycled due to total reflection of light in the horizontal direction generated between the side surface of the V-shaped groove and the air layer interface in the second lens of the second lens sheet. The light use efficiency can be improved, and the effect of increasing the brightness can be obtained. In addition, since the surfaces on both sides of the V-shaped groove of the second lens are convex curved surfaces, the side lobe can be minimized, and the function of reducing a sharp luminance drop (cutoff) with respect to the field of view. Fulfill.
Furthermore, by recycling the light in the horizontal direction by total reflection, the amount of light in the vertical direction increases because part of the light shifts to light in the vertical direction. As a result, the light in the vertical direction spreads and becomes vertical. It becomes possible to enlarge the half-value angle of the direction.

本発明に係る光学機能部材においては、前記第1レンズが、第1レンズ頂部と、該第1レンズ頂部から前記第1基材へ至る一対の第1レンズ傾斜面とからなる凸曲面形状をなし、対向する一対の前記第1レンズ傾斜面の間の距離が、前記第1基材から前記第1レンズ頂部に向かうに従って次第に接近するように形成されていることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, the first lens has a convex curved surface shape including a first lens top portion and a pair of first lens inclined surfaces extending from the first lens top portion to the first base material. It is preferable that the distance between the pair of opposed first lens inclined surfaces is formed so as to gradually approach from the first base member toward the top of the first lens.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散層が、板状をなす光透過性の第3基材と、該第3基材の前記入射面側の面に配置された複数の裏面レンズから構成される裏面レンズアレイを備えた裏面レンズシートと、該裏面レンズシートの前記出射面側に積層され、光を拡散させつつ透過させる光拡散透過層と、該光拡散透過層の前記出射面側に積層され、略板状をなし光を拡散させる光拡散板とからなることを特徴とする。   In the optical functional member according to the present invention, the light diffusing layer has a plate-like light-transmitting third base material, and a plurality of back lenses arranged on the incident surface side surface of the third base material A back lens sheet comprising a back lens array, a light diffusing and transmitting layer that is laminated on the exit surface side of the back lens sheet and transmits light while diffusing, and the exit surface of the light diffusing and transmitting layer It is characterized by comprising a light diffusing plate which is laminated on the side and has a substantially plate shape and diffuses light.

本発明に係る光学機能部材は、前記裏面レンズが前記第3基材の前記入射面側の面に沿って延在して互いに平行に複数配置されるとともに、各前記裏面レンズは凸曲面状の裏面レンズ頂部と、該裏面レンズ頂部から前記第3基材へ至る一対の裏面レンズ傾斜面とから構成され、対向する一対の前記裏面レンズ傾斜面の間の距離が、前記第3基材から前記裏面レンズ頂部に向かうに従って次第に接近するように形成されていることを特徴とする。   In the optical functional member according to the present invention, a plurality of the back lenses extend along the surface on the incident surface side of the third base material and are arranged in parallel to each other, and each of the back lenses has a convex curved surface shape. The back surface lens top portion and a pair of back surface lens inclined surfaces extending from the back surface lens top portion to the third base material, and the distance between the pair of opposing back surface lens inclined surfaces is from the third base material to the third base material. It is formed so that it may approach gradually as it goes to the back lens top.

本発明に係る光学機能部材において、前記裏面レンズが、前記第3基材の前記入射面側の面に沿って延在するとともに互いに平行に配置された複数の三角プリズムであることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the back lens is a plurality of triangular prisms extending along the surface on the incident surface side of the third base material and arranged in parallel to each other.

本発明に係る光学機能部材においては、前記裏面レンズが、前記第3基材の前記入射面側の面にマトリックス状に配置されるマイクロレンズであって、前記裏面レンズアレイがマイクロレンズアレイであってもよい。   In the optical functional member according to the present invention, the back lens is a microlens arranged in a matrix on the incident surface side surface of the third substrate, and the back lens array is a microlens array. May be.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散板と前記光拡散透過層とが多層押出法により一体成形されていることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusion plate and the light diffusion / transmission layer are integrally formed by a multilayer extrusion method.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散板と前記光拡散透過層とが多層押出法により一体成形された際に、少なくとも1軸方向に延伸されていることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusing plate and the light diffusing and transmitting layer are stretched in at least one axial direction when they are integrally formed by a multilayer extrusion method.

本発明に係る光学機能部材は、前記光拡散板と前記光拡散透過層とが接着材または粘着材により接合され、一体化されているものであってもよい。   In the optical functional member according to the present invention, the light diffusing plate and the light diffusing / transmitting layer may be bonded and integrated by an adhesive or an adhesive.

本発明に係る光学機能部材は、前記裏面レンズが、全光線透過率85%以上の透明樹脂からなることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, the back lens is preferably made of a transparent resin having a total light transmittance of 85% or more.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散透過層は全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が95%以下の透明樹脂であることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, the light diffusing and transmitting layer is preferably a transparent resin having a total light transmittance of 80% or more and a haze value of 95% or less.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散透過層が光拡散粒子を含まないものであることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusing and transmitting layer does not contain light diffusing particles.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散透過層が熱可塑性樹脂からなることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusion / transmission layer is made of a thermoplastic resin.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散透過層が少なくとも1軸方向に延伸されてなることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusing and transmitting layer is stretched in at least one axial direction.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散層が光拡散板からなるものであってもよい。   In the optical functional member according to the present invention, the light diffusion layer may be a light diffusion plate.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散板が、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が40%〜80%、ヘイズ値が98%以上であることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusion plate has a light diffusion region dispersed in a transparent resin, has a total light transmittance of 40% to 80%, and a haze value of 98% or more. .

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散領域が光拡散粒子であって、前記光拡散層の厚さが0.1〜5mmであることが好ましい。   In the optical function member according to the present invention, it is preferable that the light diffusion region is a light diffusion particle, and the thickness of the light diffusion layer is 0.1 to 5 mm.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散板が少なくとも1軸方向に延伸されてなることが好ましい。   In the optical functional member according to the present invention, it is preferable that the light diffusing plate is stretched in at least one axial direction.

本発明に係る光学機能部材においては、前記光拡散層と前記第1レンズシートとの間には、光を遮断する遮光層が設けられ、該遮光層には、その厚さ方向に貫通すると共に前記第1レンズの長手方向に延びる光透過用の開口孔が複数形成され、各開口孔は、前記第1レンズの頂部と前記厚さ方向に重なる位置に配されていることを特徴とする。   In the optical function member according to the present invention, a light shielding layer that blocks light is provided between the light diffusion layer and the first lens sheet, and the light shielding layer penetrates in the thickness direction. A plurality of light transmitting apertures extending in the longitudinal direction of the first lens are formed, and each aperture is arranged at a position overlapping the top of the first lens in the thickness direction.

本発明に係る光学機能部材は、記第1レンズシートと前記光拡散層とが粘着剤または接着剤で接合されることにより積層一体化されているものであってもよい。   The optical functional member according to the present invention may be one in which the first lens sheet and the light diffusing layer are laminated and integrated by bonding with an adhesive or an adhesive.

本発明に係るバックライトユニットは、上記いずれかの光学機能部材と、該光学機能部材の前記入射面側に配置される光源とを備えることを特徴とする。   The backlight unit according to the present invention includes any one of the above optical function members and a light source disposed on the incident surface side of the optical function member.

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 performs image display by light irradiation from the backlight unit.

本発明に係るディスプレイ装置は、前記画像表示素子が液晶表示素子であることを特徴とする。   In the display device according to the present invention, the image display element is a liquid crystal display element.

本発明に係る光学機能部材、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、垂直方向及び水平方向の光を集光することにより正面輝度を向上させることができ、かつ、通過する光を垂直方向に絞り込み過ぎることなく出射することにより垂直方向の視野角ごとの輝度変化を小さくすることが可能となる。   According to the optical functional member, the backlight unit, and the display device according to the present invention, the front luminance can be improved by collecting the light in the vertical direction and the horizontal direction, and the passing light is narrowed down in the vertical direction. By emitting without passing, it is possible to reduce the luminance change for each viewing angle in the vertical direction.

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の実施形態に係る光学機能部材については、それを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置とともに説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, about the optical function member which concerns on embodiment of this invention, it demonstrates with the backlight unit and display apparatus using the same.

図1に示すように、実施形態に係るディスプレイ装置100は、上方に光を照射するバックライトユニット80の光の出射側に、液晶パネル(画像表示部)90を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶パネル90から上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで画像を表示するものである。
以下では、このような配置に基づいて、図1の上方向を単に正面方向あるいは観察者側、下方向を単に背面側と称する場合がある。
As shown in FIG. 1, the display device 100 according to the embodiment is configured by providing a liquid crystal panel (image display unit) 90 on the light emission side of a backlight unit 80 that emits light upward. The liquid crystal display device displays an image from the liquid crystal panel 90 by emitting display light whose display is controlled by an image signal upward.
Hereinafter, based on such an arrangement, the upper direction in FIG. 1 may be simply referred to as the front direction or the viewer side, and the lower direction may be simply referred to as the back side.

液晶パネル90は、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶セル(表示素子又はパネル)91の背面側及び観察者側に、光の偏光方向を制御する偏光板92、93が積層されることで構成されている。なお、液晶セル91は、一対のガラス基板と、それらの間に挟持された液晶層とを含んで構成されている。
また、液晶パネル90は、いわゆる透過型表示パネルであるが、半透過型表示パネルであってもよい。あるいは、液晶セル91を含んだ液晶パネル90に代えて、他の表示パネル、例えば、光透過性の着色パターンによって静止画像を表示する表示パネルを使用してもよい。
The liquid crystal panel 90 is provided on the back side and the viewer side of a liquid crystal cell (display element or panel) 91 that controls the transmission state of light according to an image signal for each of a plurality of pixel regions formed in a rectangular grid, for example. It is configured by laminating polarizing plates 92 and 93 that control the polarization direction of light. The liquid crystal cell 91 includes a pair of glass substrates and a liquid crystal layer sandwiched between them.
The liquid crystal panel 90 is a so-called transmissive display panel, but may be a transflective display panel. Alternatively, instead of the liquid crystal panel 90 including the liquid crystal cell 91, another display panel such as a display panel that displays a still image with a light-transmitting colored pattern may be used.

バックライトユニット80は、液晶パネル90の表示画面と略同一の面積の発光面を備えた発光装置であって、光源部10の光の出射方向側に光学機能部材20が積層されることで構成されている。また、光学機能部材20は、第1レンズシート50(図1においては省略)を備えた光学シート30に第2レンズシート60が積層されることで構成されている。   The backlight unit 80 is a light emitting device having a light emitting surface having substantially the same area as the display screen of the liquid crystal panel 90, and is configured by laminating the optical functional member 20 on the light emitting direction side of the light source unit 10. Has been. The optical function member 20 is configured by laminating a second lens sheet 60 on an optical sheet 30 provided with a first lens sheet 50 (not shown in FIG. 1).

光源部10は、紙面奥行き方向に延びるシリンダ形状をなす複数の光源11が、互いに平行となるように一定のピッチで間隔を空けて配置されるとともに、これら線状光源の背面側及び側面側がランプハウス12で囲われることで構成された直下型方式が採用されている。   The light source unit 10 includes a plurality of cylinder-shaped light sources 11 extending in the depth direction of the paper, arranged at a constant pitch so as to be parallel to each other, and the back side and the side of the linear light source are lamps. A direct type system configured by being surrounded by the house 12 is adopted.

光源11としては、陰極管(CCFL)や、LED、EL、半導体レーザーなどを用いることができる。
また、ランプハウス12は、観察者側が開口された箱型形状をなしており、白色フィルム、白色シート等の光反射性のフィルム、シートから構成されている。なお。このランプハウス12は金属板等の支持体上にフィルム、シート等が貼り付けられて構成されたものであってもよい。
As the light source 11, a cathode tube (CCFL), LED, EL, semiconductor laser, or the like can be used.
In addition, the lamp house 12 has a box shape in which an observer side is opened, and is composed of a light reflecting film such as a white film or a white sheet, or a sheet. Note that. The lamp house 12 may be configured by attaching a film, a sheet, or the like on a support such as a metal plate.

次に光学機能部材20の詳細について図2を用いて説明する。
上述のように、当該光学機能部材20は光学シート30の光の出射面側に第2レンズシート60が積層されることで構成されている。また、光学シート30は、光拡散層40と第1レンズシート50との間に配された光反射層(遮光層)70を備えており、これら光拡散層40、光反射層70及び第1レンズシート50を積層状態に固定して構成されている。
即ち、本実施形態の光学機能部材20は、背面側から光拡散層40、光反射層70、第1レンズシート50、第2レンズシート60がこの順で積層されていることで構成されている。なお、光学機能部材20は、光反射層70がなく、第1レンズシート50が直接的に光拡散層40に積層されたものであってもよい。
Next, details of the optical function member 20 will be described with reference to FIG.
As described above, the optical functional member 20 is configured by laminating the second lens sheet 60 on the light emitting surface side of the optical sheet 30. In addition, the optical sheet 30 includes a light reflection layer (light-shielding layer) 70 disposed between the light diffusion layer 40 and the first lens sheet 50. The light diffusion layer 40, the light reflection layer 70, and the first light reflection layer 70 are provided. The lens sheet 50 is configured to be fixed in a laminated state.
That is, the optical functional member 20 of the present embodiment is configured by laminating the light diffusion layer 40, the light reflection layer 70, the first lens sheet 50, and the second lens sheet 60 in this order from the back side. . The optical function member 20 may be one in which the light reflection layer 70 is not provided and the first lens sheet 50 is directly laminated on the light diffusion layer 40.

光拡散層40は、光源11から出射される光をある程度拡散させる役割を果たし、背面側から順に、裏面レンズシート41、光拡散透過層45、光拡散板46がこの順で積層されることにより構成されている。   The light diffusion layer 40 plays a role of diffusing the light emitted from the light source 11 to some extent, and the back lens sheet 41, the light diffusion transmission layer 45, and the light diffusion plate 46 are laminated in this order from the back side. It is configured.

裏面レンズシート41は、板状に形成されて一方の面が光の入射面42aをなすと共に他方の面が光の出射面42bをなす光透過性の第3基材42と、該第3基材42の入射面42aに配置された複数の裏面レンズ44から構成される裏面レンズアレイ43とから構成されている。   The rear lens sheet 41 is formed in a plate shape, one surface forming a light incident surface 42a and the other surface forming a light exit surface 42b, and the third base 42 The back surface lens array 43 includes a plurality of back surface lenses 44 arranged on the incident surface 42 a of the material 42.

裏面レンズ44は、第3基材42の入射面42aから突出するシリンドリカル形状をなすとともに、紙面奥行き方向、即ち、光源11の延在方向と同一の方向に向かって延在しており、該裏面レンズ44がその延在方向に直交する方向に複数並設することによって裏面レンズアレイ43が構成されている。   The back lens 44 has a cylindrical shape protruding from the incident surface 42a of the third base material 42, and extends in the depth direction of the paper, that is, in the same direction as the extending direction of the light source 11. A plurality of lenses 44 are arranged side by side in a direction orthogonal to the extending direction, thereby forming a back lens array 43.

なお、裏面レンズ44の形状はその断面視において、図2に示すようなシリンドリカル形状の他、例えば図3(a)に示すように、凸曲面状の裏面レンズ頂部44aと、該裏面レンズ頂部44aから第3基材42へ至る一対の裏面レンズ傾斜面44b、44bとから構成されて、対向する一対の裏面レンズ傾斜面44b、44bの間の距離が、第3基材42から裏面レンズ頂部44aに向かうに従って次第に接近するように形成されているものであってもよく、また図3(b)に示すように、三角プリズム状をなすものであってもよい。   The cross-sectional view of the shape of the back lens 44 is, in addition to the cylindrical shape shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 3 (a), a convex curved back lens top 44a and the back lens top 44a. The distance between the pair of back surface lens inclined surfaces 44b and 44b facing each other is a distance between the third base material 42 and the back surface lens top portion 44a. It may be formed so as to gradually approach as it goes to, and may also have a triangular prism shape as shown in FIG.

なお、図3(c)に示すように、裏面レンズ44がマイクロレンズであって、第3基材42の入射面にマトリックス状に配置されたものであってもよい。この場合、裏面レンズアレイ43は、マイクロレンズアレイを構成する。   As shown in FIG. 3C, the back lens 44 may be a microlens and arranged in a matrix on the incident surface of the third base material 42. In this case, the back lens array 43 constitutes a microlens array.

なお、第3基材42は光透過性の透明樹脂から形成されており、この透明樹脂としては例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、メタアクリルスチレン共重合体(MS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体(AS)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)等や、これらを成分とする共重合体若しくはこれらの樹脂の混合物が用いられる。なお、いずれの透明樹脂から形成されようとも、その透明樹脂の全光線透過率が85%以上であることが好ましい。   The third base material 42 is made of a light transmissive transparent resin. Examples of the transparent resin include acrylic resin, polystyrene (PS) resin, methacrylstyrene copolymer (MS) resin, and polycarbonate (PC). ) Resin, acrylonitrile styrene copolymer (AS) resin, cycloolefin polymer (COP), etc., copolymers containing these as components, or mixtures of these resins. Note that, regardless of which transparent resin is used, the total light transmittance of the transparent resin is preferably 85% or more.

また、裏面レンズ44は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネイト)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている熱可塑性樹脂を用いたプレス成形又は押し出し成形により上記第3基材42と一体成形されても良いし、上記第3基材42の入射面42a上に紫外線固化樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法によって形成しても良い。   The back lens 44 uses a thermoplastic resin well known in the art using PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), or the like. Alternatively, it may be integrally formed with the third base material 42 by press molding or extrusion molding, or may be formed by an ultraviolet curing molding method in which an ultraviolet solidifying resin is disposed on the incident surface 42a of the third base material 42. good.

光拡散透過層45は、本実施形態においてはその全光線透過率が80%以上、かつ、ヘイズ値が95%以下となるように透明樹脂材料によって構成されている。これは、全光線透過率が80%を下回ると輝度低下が生じてしまうためである。
この光拡散透過層45に用いる透明樹脂材料としては、熱可塑性樹脂が好ましく、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、PET、ポリプロピレン等が挙げられる。なお、光拡散透過層45が熱可塑性樹脂からなる場合には、少なくとも1軸方向に延伸されていてもよい。
なお、光拡散透過層45には、光拡散粒子が含まれていてもよいが、含まれないことがより好ましい。
In this embodiment, the light diffusing and transmitting layer 45 is made of a transparent resin material so that the total light transmittance is 80% or more and the haze value is 95% or less. This is because the luminance is reduced when the total light transmittance is less than 80%.
The transparent resin material used for the light diffusing and transmitting layer 45 is preferably a thermoplastic resin. For example, polycarbonate resin, acrylic resin, fluorine acrylic resin, silicone acrylic resin, epoxy acrylate resin, polystyrene resin, cycloolefin polymer, Examples include methylstyrene resin, fluorene resin, PET, and polypropylene. In addition, when the light-diffusion transmission layer 45 consists of a thermoplastic resin, you may be extended | stretched at least by the uniaxial direction.
The light diffusing and transmitting layer 45 may contain light diffusing particles, but more preferably does not contain it.

この光拡散透過層45は、本実施形態においては、接着材又は粘着剤からなる接粘着層48を介して上記裏面レンズシート41と積層一体化されている。
なお、裏面レンズシート41を光拡散透過層45と共に押出成形して一体化したものであってもよいし、UV成形等によって裏面レンズ44からなる裏面レンズアレイ43を光拡散透過層45上に直接的に成形したものであってもよい。
In the present embodiment, the light diffusing and transmitting layer 45 is laminated and integrated with the back lens sheet 41 via a contact adhesive layer 48 made of an adhesive or an adhesive.
The back lens sheet 41 may be integrated with the light diffusion / transmission layer 45 by extrusion molding, or the back lens array 43 including the back lens 44 may be directly formed on the light diffusion / transmission layer 45 by UV molding or the like. It may be molded.

光拡散板46は、その全光線透過率が40%以上80%以下、かつ、ヘイズ値が98%以上となるように、光拡散粒子(光拡散領域)を含む透明樹脂材料によって構成されている。これは、全光線透過率が40%を下回ると画面上での輝度が大きく低下し、80%を上回ると拡散性能が不十分となるためである。また、ヘイズ値が98%を下回るとやはり拡散性能が不十分となるためである   The light diffusing plate 46 is made of a transparent resin material containing light diffusing particles (light diffusing regions) so that the total light transmittance is 40% or more and 80% or less and the haze value is 98% or more. . This is because when the total light transmittance is less than 40%, the luminance on the screen is greatly reduced, and when it exceeds 80%, the diffusion performance is insufficient. Also, if the haze value is less than 98%, the diffusion performance is still insufficient.

光拡散板46を構成する透明樹脂材料としては、熱可塑性樹脂が好ましく、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、PET、ポリプロピレン等が挙げられる。   As the transparent resin material constituting the light diffusion plate 46, a thermoplastic resin is preferable. For example, polycarbonate resin, acrylic resin, fluorine acrylic resin, silicone acrylic resin, epoxy acrylate resin, polystyrene resin, cycloolefin polymer, methyl Examples thereof include styrene resin, fluorene resin, PET, and polypropylene.

光拡散板46に分散される光拡散粒子としては、無機酸化物又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子が挙げられる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子;PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子;シリコーン樹脂粒子等が挙げられる。なお、光拡散板46が熱可塑性樹脂からなる場合には、少なくとも1軸方向に延伸されていてもよい。   As the light diffusing particles dispersed in the light diffusing plate 46, transparent particles made of an inorganic oxide or a resin can be used. For example, transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina or the like. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof; melamine-formalin condensate particles; PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetra Fluoropolymer particles such as fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer); and silicone resin particles. In addition, when the light diffusing plate 46 consists of a thermoplastic resin, you may be extended | stretched by at least 1 axial direction.

なお、光拡散板46がこのような光拡散粒子を含む場合には、該光拡散板46の厚さを0.1〜5mmとすることが好ましい。光拡散板46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る。逆に、0.1mm未満の場合には、拡散性能が足りず、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る。   In addition, when the light diffusing plate 46 contains such light diffusing particles, the thickness of the light diffusing plate 46 is preferably 0.1 to 5 mm. When the thickness of the light diffusion plate 46 is 0.1 to 5 mm, optimum diffusion performance and brightness can be obtained. On the other hand, if the thickness is less than 0.1 mm, the diffusion performance is insufficient, and if it exceeds 5 mm, the amount of resin is large and the luminance is reduced due to absorption.

上記のような光拡散板46と光拡散透過層45とは、多層押出法によって一体成形されてもよいが、例えば光拡散板46と光拡散透過層45とを別個に作製した後に、光透過性を有する接着剤や粘着剤等によって固定されてもよい。なお、光拡散板46と光拡散透過層45とを多層押出法によって一体成型した場合、少なくとも一軸方向に延伸されていることが好ましい。
また、光拡散板46と光拡散透過層45とを接着材または粘着材によって接合して一体化したものであってもよい。
The light diffusing plate 46 and the light diffusing / transmitting layer 45 as described above may be integrally formed by a multilayer extrusion method. For example, after the light diffusing plate 46 and the light diffusing / transmitting layer 45 are separately manufactured, It may be fixed with an adhesive or a pressure sensitive adhesive. When the light diffusing plate 46 and the light diffusing / transmitting layer 45 are integrally formed by a multilayer extrusion method, it is preferable that the light diffusing plate 46 and the light diffusing / transmitting layer 45 are stretched at least in a uniaxial direction.
Alternatively, the light diffusion plate 46 and the light diffusion / transmission layer 45 may be integrated by bonding with an adhesive or an adhesive.

なお、多層押出法により、光拡散板46と光拡散透過層45と裏面レンズシート41とを一体成形したものであってもよい。この場合、光拡散層40の製造工程を簡略化すると共に、製造コストを低減することができる。   The light diffusing plate 46, the light diffusing / transmitting layer 45, and the back lens sheet 41 may be integrally formed by a multilayer extrusion method. In this case, the manufacturing process of the light diffusion layer 40 can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

第1レンズシート50は、板状に形成されて一方の面が光の入射面52aをなすと共に他方の面が光の出射面52bをなす光透過性の第1基材52と、該第1基材52の入射面52aに配置された複数の第1レンズ54から構成される第1レンズアレイ53とから構成されている。   The first lens sheet 50 is formed in a plate shape, one surface of which forms a light incident surface 52a and the other surface forms a light output surface 52b, and a first substrate 52 which is light transmissive. The first lens array 53 includes a plurality of first lenses 54 disposed on the incident surface 52 a of the base 52.

第1レンズ54は、第1基材52の出射面52bから突出するシリンドリカル形状をなすととともに、紙面奥行き方向、即ち、光源11及び裏面レンズ44の延在方向と同一の方向に向かって延在しており、該第1レンズ54がその延在方向に直交する方向に複数並設することによって第1レンズアレイ53が構成されている。   The first lens 54 has a cylindrical shape protruding from the emission surface 52 b of the first base material 52, and extends in the depth direction of the paper surface, that is, in the same direction as the extension direction of the light source 11 and the back lens 44. The first lens array 53 is configured by arranging a plurality of the first lenses 54 in a direction orthogonal to the extending direction.

なお、第1レンズ54の形状はその断面視において、図2に示すようなシリンドリカル形状の他、例えば図4に示すように、凸曲面状の第1レンズ頂部54aと、該第1レンズ頂部54aから第1基材52へ至る一対の第1レンズ傾斜面54b、54bとから構成されて、対向する一対の第1レンズ傾斜面54b、54bの間の距離が、第1基材52から第1レンズ頂部54aに向かうに従って次第に接近するように形成されているものであってもよい。   In addition to the cylindrical shape as shown in FIG. 2, the shape of the first lens 54 is, as shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 4, a convex-curved first lens top 54a and the first lens top 54a. The distance between the pair of first lens inclined surfaces 54b and 54b facing each other from the first substrate 52 to the first base material 52 is a first lens inclined surface 54b and 54b. It may be formed so as to gradually approach toward the lens top 54a.

上記第1基材52は光透過性の透明樹脂から形成されており、この透明樹脂としては例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、メタアクリルスチレン共重合体(MS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体(AS)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)等や、これらを成分とする共重合体若しくはこれらの樹脂の混合物が用いられる。   The first base material 52 is formed of a light transmissive transparent resin. Examples of the transparent resin include an acrylic resin, a polystyrene (PS) resin, a methacryl styrene copolymer (MS) resin, and a polycarbonate (PC). A resin, an acrylonitrile styrene copolymer (AS) resin, a cycloolefin polymer (COP), a copolymer containing these as a component, or a mixture of these resins is used.

また、第1レンズ54は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネイト)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている熱可塑性樹脂を用いたプレス成形又は押し出し成形により上記第1基材52と一体成形されても良いし、上記第1基材52の出射面52b上に紫外線固化樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法によって形成しても良い。   The first lens 54 is made of a thermoplastic resin well known in the art using PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), or the like. It may be formed integrally with the first base material 52 by the press molding or extrusion molding used, or formed by an ultraviolet curing molding method in which an ultraviolet solidified resin is disposed on the emission surface 52b of the first base material 52. Also good.

このような第1レンズシート50と光拡散層40との間に設けられる光反射層(遮光層)70には、その厚さ方向に貫通する開口孔71が複数形成されている。各開口孔71は、第1レンズ54の頂部と上記厚さ方向に重なる位置に配されており、紙面奥行き方向に長尺状に形成された各第1レンズ54に対応づけてその長手方向に延在するスリット状に形成されている。すなわち、複数の開口孔71は複数の第1レンズ54と同様に、一定の間隔をあけてその延在方向に直交する方向に配列されている。
なお、この光反射層70は、例えば白色顔料等によって形成される。
In such a light reflection layer (light-shielding layer) 70 provided between the first lens sheet 50 and the light diffusion layer 40, a plurality of opening holes 71 penetrating in the thickness direction are formed. Each opening hole 71 is arranged at a position overlapping the top of the first lens 54 in the thickness direction, and corresponds to each first lens 54 formed in a long shape in the depth direction of the paper in the longitudinal direction. It is formed in an extending slit shape. That is, the plurality of opening holes 71 are arranged in a direction orthogonal to the extending direction at a constant interval, like the plurality of first lenses 54.
The light reflecting layer 70 is formed of, for example, a white pigment.

また、本実施形態においては、第1レンズシート50の第1基材52の入射面52aに形成された光反射層70と光拡散層40とが、接着剤や粘着剤等からなる接粘着層55を介して積層一体化されている。   In the present embodiment, the light reflecting layer 70 and the light diffusing layer 40 formed on the incident surface 52a of the first base material 52 of the first lens sheet 50 are made of an adhesive, an adhesive, or the like. 55 are laminated and integrated.

次に、第2レンズシート60について説明する。この第2レンズシート60は光学シート30の第1レンズシート50から出射された光を観察者側に透過させるものであって、本実施形態のディスプレイ装置100においては、以下で説明する三種類の第2レンズシートのいずれかが採用されている。   Next, the second lens sheet 60 will be described. The second lens sheet 60 transmits light emitted from the first lens sheet 50 of the optical sheet 30 to the viewer side. In the display device 100 of the present embodiment, three types described below are used. One of the second lens sheets is employed.

まず、1種類目の第2レンズシート60Aについて説明する。この第2レンズシート60Aは、図5に示すように、板状に形成されて一方の面が光の入射面62Aaをなすと共に他方の面が光の出射面62Abをなす光透過性の第2基材62Aと、第2レンズアレイ63A及び第3レンズアレイ65Aとから構成されている。   First, the first type of second lens sheet 60A will be described. As shown in FIG. 5, the second lens sheet 60A is formed in a plate shape and has a light-transmitting second surface in which one surface forms a light incident surface 62Aa and the other surface forms a light exit surface 62Ab. The substrate 62A is composed of a second lens array 63A and a third lens array 65A.

第2レンズアレイ63Aは、第2基材62Aの出射面62Abの一方向(図5の紙面奥行き方向)に沿って延在する複数の第2レンズ64A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 second lens array 63A has the one direction so that a plurality of second lenses 64A extending along one direction (the depth direction in FIG. 5) of the emission surface 62Ab of the second base material 62A are parallel to each other. Are arranged in an array along a direction orthogonal to the direction.

第2レンズアレイ63Aの構成要素である第2レンズ64Aは、該第2レンズ64A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。
このような台形プリズムとしての第2レンズ64Aは、上記断面において斜辺を構成する傾斜面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。
The second lens 64A, which is a component of the second lens array 63A, is a trapezoidal prism whose section perpendicular to the extending direction of the second lens 64A has an isosceles trapezoidal shape.
The second lens 64A as such a trapezoidal prism exhibits an effect equivalent to that of the triangular prism because the inclined surface constituting the hypotenuse in the cross section is substantially linear. Therefore, since the light condensing effect on the observer side F is increased, the luminance can be improved.

第3レンズアレイ65Aは、第3レンズ66Aが互いに平行となるように第2レンズ64A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3レンズ66Aは、第2レンズ64Aの頂部の平坦面64Aaに形成されており、より詳しくは、第2レンズ64Aと直交する方向に沿って、該複数の第2レンズ64Aの平坦面64Aaにわたって離散的に延在するように直線状に延びている。
即ち、第2レンズ64Aからなる第2レンズアレイ63A上に、該第2レンズ64Aと直交する第3レンズ66Aからなる第3レンズアレイ65Aが形成されており、これにより、第2レンズアレイ63Aと第3レンズアレイ65Aとの配列方向が直交するように構成されている。
The third lens array 65A is configured by being arranged in an array along the extending direction of the second lens 64A so that the third lenses 66A are parallel to each other. The third lens 66A is formed on the flat surface 64Aa at the top of the second lens 64A, and more specifically, the flat surfaces 64Aa of the plurality of second lenses 64A along the direction orthogonal to the second lens 64A. It extends in a straight line so as to extend discretely.
That is, a third lens array 65A composed of a third lens 66A orthogonal to the second lens 64A is formed on the second lens array 63A composed of the second lens 64A, whereby the second lens array 63A and The arrangement direction with the third lens array 65A is orthogonal.

このような第2レンズシート60Aは、上記第2レンズアレイ63Aと第3レンズアレイ65Aとのいずれか一方が、光学シート30における第1レンズシート50の第1レンズアレイ53と平行となるように、該第1レンズシート50に積層される。これによって、第2レンズアレイ63Aと第3レンズアレイ65Aとのうち、第1レンズアレイ53と平行とされなかった方が第1レンズアレイ53と直交することになる。   In such a second lens sheet 60A, one of the second lens array 63A and the third lens array 65A is parallel to the first lens array 53 of the first lens sheet 50 in the optical sheet 30. The first lens sheet 50 is laminated. As a result, of the second lens array 63A and the third lens array 65A, the one that is not parallel to the first lens array 53 is orthogonal to the first lens array 53.

次に、2種類目の第2レンズシート60Bについて説明する。この第2レンズシート60Bは、図6に示すように、板状に形成されて一方の面が光の入射面62Baをなすと共に他方の面が光の出射面62Bbをなす光透過性の第2基材62Bと、第2レンズアレイ63B及び第3レンズアレイ65Bとから構成されている。   Next, the second type of second lens sheet 60B will be described. As shown in FIG. 6, the second lens sheet 60B is formed in a plate shape and has a light-transmitting second surface in which one surface forms a light incident surface 62Ba and the other surface forms a light output surface 62Bb. The substrate 62B is composed of a second lens array 63B and a third lens array 65B.

第2レンズアレイ63Bは、第2基材62Bの出射面62BbおいてX方向(一方向)に沿って延在すると共に、このX方向に対する直交方向であるY方向で間隔をあけて互いに平行に配置された複数の第2レンズ64Bにより形成されている。
なお、本実施形態においては、第2レンズ64Bは、幅方向における断面形状が三角形のプリズムレンズとされている。
The second lens array 63B extends along the X direction (one direction) on the emission surface 62Bb of the second base material 62B, and is parallel to each other with an interval in the Y direction that is orthogonal to the X direction. It is formed by a plurality of second lenses 64B arranged.
In the present embodiment, the second lens 64B is a prism lens having a triangular cross-sectional shape in the width direction.

第3レンズアレイ65Bは、第2基材62Bの一面においてY方向(他方向)に沿って延在すると共に、X方向で間隔をあけて互いに平行に配置された複数の第3レンズ66Bにより形成されている。即ち、第2レンズ64Bの延在方向と、第3レンズ66Bの延在方向とは互いに直交するように形成されている。
上記第3レンズ66Bは、複数の第2レンズ64Bの谷部において他方向に沿って配置された複数のサブレンズ67Bを有している。
複数のサブレンズ67Bのそれぞれは、幅方向における断面形状が三角形のプリズムレンズであって、その延在方向がY方向となっている。そして、サブレンズ67Bの延在方向における両端は、Y方向において隣り合う2つの第2レンズ64Bそれぞれの側面に接している。
The third lens array 65B is formed by a plurality of third lenses 66B extending along the Y direction (the other direction) on one surface of the second base material 62B and arranged in parallel with each other at an interval in the X direction. Has been. That is, the extending direction of the second lens 64B and the extending direction of the third lens 66B are formed to be orthogonal to each other.
The third lens 66B has a plurality of sub-lenses 67B arranged along the other direction at the valleys of the plurality of second lenses 64B.
Each of the plurality of sub lenses 67B is a prism lens having a triangular cross-sectional shape in the width direction, and the extending direction thereof is the Y direction. Both ends of the sub lens 67B in the extending direction are in contact with the side surfaces of the two second lenses 64B adjacent in the Y direction.

このような第2レンズシート60Bは、上記第2レンズアレイ63Bと第3レンズアレイ65Bとのいずれか一方が、光学シート30における第1レンズシート50の第1レンズアレイ53と平行となるように該第1レンズシート50に積層される。これによって、第2レンズアレイ63Bと第3レンズアレイ65Bとのうち、第1レンズアレイ53と平行とされなかった方が第1レンズアレイ53と直交することになる。   In such a second lens sheet 60B, one of the second lens array 63B and the third lens array 65B is parallel to the first lens array 53 of the first lens sheet 50 in the optical sheet 30. The first lens sheet 50 is laminated. Thus, the second lens array 63B and the third lens array 65B that are not parallel to the first lens array 53 are orthogonal to the first lens array 53.

次に、3種類目の第2レンズシート60Cについて説明する。この第2レンズシート60Cは、図7に示すように、板状に形成されて一方の面が光の入射面62Caをなすと共に他方の面が光の出射面62Cbをなす光透過性の第2基材62Cと第2レンズアレイ63Cとから構成されている。   Next, the third type of second lens sheet 60C will be described. As shown in FIG. 7, the second lens sheet 60C is formed in a plate shape and has a light-transmitting second surface in which one surface forms a light incident surface 62Ca and the other surface forms a light exit surface 62Cb. It is composed of a base material 62C and a second lens array 63C.

第2レンズアレイ63Cは、第2基材62Cの出射面62Cbおいて一方向に沿って延在すると共に、この一方向に対する直交方向に平行に配置された複数の第2レンズ64Cにより形成されている。
この第2レンズ64Cは、第2基材62Cの出射面62Cbに面する平坦面と、出射面62Cbから突出するように形成された凸状の曲面65Cとを有した外形シリンドリカルレンズ形状をなしており、さらに、各第2レンズ64Cの頂部には該第2レンズ64Cの延在方向と同一の方向に延びるV字溝66Cが形成されている。
The second lens array 63C is formed by a plurality of second lenses 64C that extend along one direction on the emission surface 62Cb of the second base material 62C and are arranged in parallel to a direction orthogonal to the one direction. Yes.
The second lens 64C has an external cylindrical lens shape having a flat surface facing the emission surface 62Cb of the second base material 62C and a convex curved surface 65C formed so as to protrude from the emission surface 62Cb. Furthermore, a V-shaped groove 66C extending in the same direction as the extending direction of the second lens 64C is formed at the top of each second lens 64C.

このような第2レンズシート60Cは、上記第2レンズアレイ63Cが、光学シート30における第1レンズシート50の第1レンズアレイ53と平行となるように該第1レンズシート50に積層される。   The second lens sheet 60 </ b> C is laminated on the first lens sheet 50 so that the second lens array 63 </ b> C is parallel to the first lens array 53 of the first lens sheet 50 in the optical sheet 30.

なお、上記3種類の第2レンズシート60A、60B、60Cにおける第2基材62A、62B、62Cは光透過性の透明樹脂から形成されており、この透明樹脂としては例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、メタアクリルスチレン共重合体(MS)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体(AS)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)等や、これらを成分とする共重合体若しくはこれらの樹脂の混合物が用いられる。   The second base materials 62A, 62B, and 62C in the three types of second lens sheets 60A, 60B, and 60C are formed of a light-transmitting transparent resin. Examples of the transparent resin include acrylic resin and polystyrene ( PS) resin, methacryl styrene copolymer (MS) resin, polycarbonate (PC) resin, acrylonitrile styrene copolymer (AS) resin, cycloolefin polymer (COP), etc., copolymers comprising these components, or these A mixture of these resins is used.

また、第2レンズ64A、64B、64C及び第3レンズ66A、66Bは、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネイト)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている熱可塑性樹脂を用いたプレス成形又は押し出し成形により上記第1基材52と一体成形されても良いし、上記第2基材62A、62B、62Cの出射面62Ab、62Bb、62Cb上に紫外線固化樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法によって形成しても良い。   The second lens 64A, 64B, 64C and the third lens 66A, 66B are made of the technology using PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), etc. It may be integrally formed with the first base material 52 by press molding or extrusion molding using a thermoplastic resin well known in the field, or the emission surfaces 62Ab, 62Bb of the second base materials 62A, 62B, 62C. , 62Cb may be formed by an ultraviolet curing molding method in which an ultraviolet solidified resin is disposed.

次に、上記のような構成の光学機能部材20の作用について説明する。この光学機能部材20を採用したバックライトユニット80及びディスプレイ装置100は、第1レンズシート50及び第2レンズシート60が水平方向を臨むように立設され、さらにこの際、該第1レンズシート50の第1レンズアレイ53の延在方向が水平面と平行となる向きに配置される。   Next, the operation of the optical function member 20 having the above configuration will be described. The backlight unit 80 and the display device 100 adopting the optical functional member 20 are erected so that the first lens sheet 50 and the second lens sheet 60 face the horizontal direction. Further, at this time, the first lens sheet 50 The extending direction of the first lens array 53 is arranged in a direction parallel to the horizontal plane.

光源部10の光源11から出射された光は、裏面レンズシート41に入射し、裏面レンズアレイ43にて偏向され一定の広がり角をもって拡散される。その後、その拡散光は、光拡散透過層45によってある程度の光散乱効果を付与されつつも透過して光拡散板46に至り、さらに光散乱効果を付与されて十分に拡散した状態で光反射層70に到達する。この際、光拡散板46から光反射層70における開口孔71に入射する光はそのまま第1レンズシート50における第1基材52の入射面52aに到達するが、開口孔71に入射されない光は、光反射層70と光拡散板46やランプハウス12との間等で反射を繰り返すことになる。
そして、第1レンズシート50の第1基材52を透過した光の大半は、第1レンズアレイ53によって第1基材52の出射面52bに直交する方向もしくはこれに近い方向に向けられる。これにより、第1レンズアレイ53が水平方向と平行に延在していることから、主として垂直方向の光が絞られて集光される。
Light emitted from the light source 11 of the light source unit 10 enters the back lens sheet 41, is deflected by the back lens array 43, and is diffused with a certain spread angle. Thereafter, the diffused light is transmitted through the light diffusing / transmitting layer 45 while being given a certain amount of light scattering effect, reaches the light diffusion plate 46, and is further diffused by being given a light scattering effect. Reach 70. At this time, the light incident on the opening hole 71 in the light reflecting layer 70 from the light diffusing plate 46 reaches the incident surface 52a of the first base material 52 in the first lens sheet 50 as it is, but the light not incident on the opening hole 71 is. The reflection is repeated between the light reflecting layer 70 and the light diffusing plate 46 or the lamp house 12.
Then, most of the light transmitted through the first base material 52 of the first lens sheet 50 is directed by the first lens array 53 in a direction orthogonal to or close to the exit surface 52b of the first base material 52. Thereby, since the first lens array 53 extends in parallel with the horizontal direction, light in the vertical direction is mainly focused and condensed.

このように第1レンズシート50によって垂直方向の光が絞りこまれた出射光は第2レンズシート60に入射し、その光学特性が変化させられた上で出射されて、その後、液晶パネル90を通過することにより、画像表示として観察者に視認される。以下、上記説明した3種類の第2レンズシート60A、60B、60Cのそれぞれの作用を説明する。   Thus, the outgoing light, in which the light in the vertical direction is narrowed down by the first lens sheet 50, enters the second lens sheet 60 and is emitted after its optical characteristics are changed. By passing, it is visually recognized by an observer as an image display. Hereinafter, the operation of each of the three types of second lens sheets 60A, 60B, and 60C described above will be described.

図5から図7にそれぞれ示す第2レンズシート60A、60B、60Cを、その第2レンズアレイ63A、63B、63Bが第1レンズアレイ53と直交するように配置した場合、第2レンズアレイ63A、63B、63Cの延在方向が鉛直方向に沿うことになる。この場合、第1レンズアレイ53によって垂直方向に絞られてた光は、第2レンズアレイ63A、63B、63Cによって水平方向に絞り込まれて集光され出射される。   When the second lens sheets 60A, 60B, and 60C shown in FIGS. 5 to 7 are arranged so that the second lens arrays 63A, 63B, and 63B are orthogonal to the first lens array 53, the second lens array 63A, The extending direction of 63B and 63C is along the vertical direction. In this case, the light focused in the vertical direction by the first lens array 53 is focused in the horizontal direction by the second lens arrays 63A, 63B, and 63C, and is collected and emitted.

このようにして、第1レンズアレイ53及び第2レンズアレイ63A、63B、63Cによって垂直方向及び水平方向の2方向に光を絞り込むことができるため、正面輝度を向上させることが可能となる。また、第1レンズシート50の第1レンズアレイ53により垂直方向の光が絞られるが、第2レンズシート60A、60B、60Cの第2レンズアレイ63A、63B、63Cにおいては垂直方向の光が絞られることはなく、むしろ第2レンズシート60A、60B、60Cを通過することにより第1レンズシートによって垂直方向に絞り込まれた光が拡散される。これにより、当該光学機能部材を通過する光を垂直方向に絞り込み過ぎることなく出射することが可能となる。   In this way, the first lens array 53 and the second lens arrays 63A, 63B, and 63C can narrow the light in two directions, the vertical direction and the horizontal direction, so that the front luminance can be improved. Further, the light in the vertical direction is narrowed by the first lens array 53 of the first lens sheet 50, but the light in the vertical direction is narrowed in the second lens arrays 63A, 63B, and 63C of the second lens sheets 60A, 60B, and 60C. Rather, the light narrowed down in the vertical direction by the first lens sheet is diffused by passing through the second lens sheets 60A, 60B, and 60C. As a result, light passing through the optical function member can be emitted without being excessively narrowed in the vertical direction.

さらに、第3レンズアレイ65A、65Bを備えた第2レンズシート60A、60Bにおいては、第1レンズアレイ53によって正面方向に十分に絞り込まれた垂直方向の光は、第3レンズアレイ65A、65Bによってそれ以上絞り込まれることなく、逆にある程度拡散される。即ち、一般的にレンズアレイに拡散光が入射した場合には正面方向に光を集光して絞り込むことになるが、既に正面方向に集光された光が入射した場合には正面方向から傾斜した方向に屈折させられて拡散効果が付与されることになる。
これによって、第2レンズシート60A、60Bを通過する光の垂直方向の半値角、即ち正面方向の輝度を100%としたときに輝度が50%となる視野角を拡大することが可能となる。
Further, in the second lens sheets 60A and 60B including the third lens arrays 65A and 65B, the light in the vertical direction sufficiently narrowed in the front direction by the first lens array 53 is transmitted by the third lens arrays 65A and 65B. On the contrary, it is diffused to some extent without being narrowed further. That is, generally, when diffused light is incident on the lens array, the light is condensed and narrowed in the front direction, but when light that has already been condensed in the front direction is incident, the light is inclined from the front direction. The light is refracted in the direction and a diffusion effect is given.
Accordingly, it is possible to enlarge the viewing angle at which the luminance is 50% when the vertical half-value angle of light passing through the second lens sheets 60A and 60B, that is, the luminance in the front direction is 100%.

一方、V字溝66Cが第2レンズ64C頂部に形成された第2レンズシート60Cにおいては、該第2レンズシート60Cの第2レンズ64CにおけるV字溝66Cの側面と空気層界面とで生じる水平方向の光の全反射によって光のリサイクルを起こすため、水平方向の光の利用効率を向上させて輝度上昇効果を得ることができる。また、第2レンズ64CのうちV字溝66Cの両側の面は凸曲面となっているため、サイドローブを最小限に抑えることができ、かつ、視野に対する急激な輝度低下(カットオフ)を緩和する機能を果たす。
さらに、上記水平方向の光を全反射によってリサイクルすることによって、一部の光が垂直方向の光へと変移するため垂直方向の光の分量が増加し、結果として垂直方向の光が広がって垂直方向の半値角、即ち正面方向の輝度を100%としたときに輝度が50%となる視野角を拡大することが可能となる。
On the other hand, in the second lens sheet 60C in which the V-shaped groove 66C is formed at the top of the second lens 64C, the horizontal generated between the side surface of the V-shaped groove 66C and the air layer interface in the second lens 64C of the second lens sheet 60C. Since light is recycled by total reflection of light in the direction, it is possible to improve the utilization efficiency of light in the horizontal direction and obtain an effect of increasing luminance. In addition, since the surfaces on both sides of the V-shaped groove 66C of the second lens 64C are convex curved surfaces, side lobes can be minimized and a sudden decrease in brightness (cutoff) with respect to the visual field can be mitigated. Fulfills the function of
Furthermore, by recycling the light in the horizontal direction by total reflection, the amount of light in the vertical direction increases because part of the light shifts to light in the vertical direction. As a result, the light in the vertical direction spreads and becomes vertical. It is possible to enlarge the viewing angle at which the luminance is 50% when the half-value angle of the direction, that is, the luminance in the front direction is 100%.

このようにして本実施形態に係る光学機能部材20、バックライトユニット80及びディスプレイ装置100によれば、垂直方向及び水平方向の光を集光することにより正面輝度を向上させることができ、かつ、通過する光を垂直方向に絞り込み過ぎることなく出射することにより垂直方向の視野角ごとの輝度変化を小さくすることが可能となる。   Thus, according to the optical functional member 20, the backlight unit 80, and the display device 100 according to the present embodiment, the front luminance can be improved by condensing the light in the vertical direction and the horizontal direction, and By emitting the passing light without being narrowed down too much in the vertical direction, it is possible to reduce the luminance change for each viewing angle in the vertical direction.

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、光学機能部材20においては、光反射層70は必ずしも設けなくともよい。   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, in the optical function member 20, the light reflecting layer 70 is not necessarily provided.

また、光学機能部材20の光学シート30における光拡散層40は、光十分に拡散することができる限り他の構成であってもよい。一例として、光拡散層40が光拡散板46のみから構成されている光学シート31を採用した変形例の光学機能部材21であってもよい。この光学機能部材21を用いた変形例のディスプレイ装置101を図8に示す。なお、図8において図2と同じ構成要素については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
この変形例の光学機能部材21を用いた場合であっても、光拡散板46のみからなる一層構造の光拡散層40を通過した光が第1レンズシート50及び第2レンズシート60を通過することで、正面輝度を向上させ、かつ、垂直方向の視野角ごとの輝度変化を小さくすることが可能となる。
In addition, the light diffusion layer 40 in the optical sheet 30 of the optical function member 20 may have another configuration as long as light can be sufficiently diffused. As an example, the optical function member 21 may be a modified example in which the light diffusion layer 40 employs the optical sheet 31 including only the light diffusion plate 46. A modified display device 101 using the optical function member 21 is shown in FIG. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
Even when the optical function member 21 of this modification is used, the light that has passed through the light diffusion layer 40 having a single-layer structure including only the light diffusion plate 46 passes through the first lens sheet 50 and the second lens sheet 60. Thus, the front luminance can be improved and the luminance change for each viewing angle in the vertical direction can be reduced.

本発明の光学機能部材を採用したディスプレイ装置(上述の実施形態及び変形例に基づいたディスプレイ装置)の一例を実施例1〜6として作製し、その物性の評価試験を行った。   An example of a display device (a display device based on the above-described embodiment and modification) employing the optical functional member of the present invention was produced as Examples 1 to 6, and an evaluation test of the physical properties was performed.

(実施例の光学機能部材)
実施例の光学機能部材として、上記実施形態及び変形例に対応する光学機能部材を作製した。
まず、光学シートAとして図2に対応するもの、即ち、背面側より順に、裏面レンズシート、光拡散透過層、光拡散板、反射層及び第1レンズシートを積層したものを作製した。また、光学シートBとして図8に対応するもの、即ち、背面側より順に、光拡散板、光反射層及び第1レンズシートを積層したものを作製した。
また、第2レンズシートとして実施形態で説明した3種類を作製した。図5に対応するものを第2レンズシートA、図6に対応するものを第2レンズシートB、図7に対応するものを第1レンズシートCとした。
そして、これら光学シートA、Bと第2レンズシートA、B、Cとの組み合わせにより、計6つの光学機能部材を作製した。即ち、実施例1として光学シートAに第2レンズシートAを積層したもの、実施例2として光学シートAに第2レンズシートBを積層したもの、実施例3として光学シートAに第2レンズシートCを積層したもの、実施例4として光学シートBに第2レンズシートAを積層したもの、実施例5として光学シートBに第2レンズシートBを積層したもの、実施例6として光学シートBに第2レンズシートCを積層したものをそれぞれ作製した。
なお、これらの光学機能部材においては、光学シートA、Bにおける第1レンズアレイと第2レンズシートA、B、Cにおける第2レンズアレイとを直交させるように積層した。
(Optical functional member of Example)
As an optical functional member of an example, an optical functional member corresponding to the above-mentioned embodiment and a modification was produced.
First, an optical sheet A corresponding to FIG. 2, that is, a back lens sheet, a light diffusing / transmitting layer, a light diffusing plate, a reflecting layer and a first lens sheet laminated in this order from the back side was prepared. In addition, an optical sheet B corresponding to FIG. 8, that is, an optical sheet B in which a light diffusion plate, a light reflection layer, and a first lens sheet are laminated in this order from the back side was prepared.
Three types of second lens sheets described in the embodiment were produced. The one corresponding to FIG. 5 is the second lens sheet A, the one corresponding to FIG. 6 is the second lens sheet B, and the one corresponding to FIG. 7 is the first lens sheet C.
Then, a total of six optical functional members were produced by combining these optical sheets A and B and the second lens sheets A, B and C. That is, the first lens sheet A is laminated on the optical sheet A as Example 1, the second lens sheet B is laminated on the optical sheet A as Example 2, the second lens sheet is laminated on the optical sheet A as Example 3. A laminate of C, a laminate of the second lens sheet A on the optical sheet B as Example 4, a laminate of the second lens sheet B on the optical sheet B as Example 5, and an optical sheet B as Example 6. Each laminated second lens sheet C was produced.
In these optical functional members, the first lens array in the optical sheets A and B and the second lens array in the second lens sheets A, B, and C were laminated so as to be orthogonal to each other.

(比較例の光学機能部材)
比較例1として光学シートAのみからなる光学機能部材を作製した。
また、比較例2として、光学シートAにシリンドリカルレンズシートを積層した光学機能部材を作製した。なお、シリンドリカルレンズシートとは、図7に示した第2レンズシートにおいてV字溝が形成されていないレンズシート、即ち、一方向に延在するシリンドリカルレンズをその延在方向と直交する方向に並設することでシリンドリカルレンズアレイを形成したレンズシートのこと示している。
さらに、比較例3として光学シートBのみからなる光学機能部材を、比較例4として光学シートBに上記シリンドリカルレンズシートを積層した光学機能部材を作製した。
なお、比較例2及び4においては、光学機能部材においては、光学シートA、Bにおける第1レンズアレイとシリンドリカルレンズシートにおけるシリンドリカルレンズアレイとが直交するように積層した。
(Optical functional member of comparative example)
As Comparative Example 1, an optical functional member consisting only of the optical sheet A was produced.
Further, as Comparative Example 2, an optical functional member in which a cylindrical lens sheet was laminated on the optical sheet A was produced. The cylindrical lens sheet is a lens sheet in which no V-shaped groove is formed in the second lens sheet shown in FIG. 7, that is, a cylindrical lens extending in one direction is aligned in a direction perpendicular to the extending direction. This indicates a lens sheet in which a cylindrical lens array is formed.
Further, an optical functional member composed only of the optical sheet B was produced as Comparative Example 3, and an optical functional member obtained by laminating the above cylindrical lens sheet on the optical sheet B was produced as Comparative Example 4.
In Comparative Examples 2 and 4, in the optical function member, the first lens array in the optical sheets A and B and the cylindrical lens array in the cylindrical lens sheet were stacked so as to be orthogonal to each other.

(実施例及び比較例の光学機能部材)
上記実施例1〜6及び比較例1〜4の光学機能部材を組み込んだディスプレイ装置を作製した。なお、これらディスプレイ装置においては、光学シートA、Bにおける第1レンズシートの第1レンズアレイを水平面に平行とし、該第光学シートA、Bに積層される第2レンズシートA、B、C及びシリンドリカルレンズシートのレンズアレイが鉛直方向に沿うように配置した。
(Optical functional members of Examples and Comparative Examples)
Display devices incorporating the optical functional members of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were produced. In these display devices, the first lens array of the first lens sheet in the optical sheets A and B is parallel to the horizontal plane, and the second lens sheets A, B, and C stacked on the optical sheets A and B are provided. The lens array of the cylindrical lens sheet was arranged along the vertical direction.

(測定・評価)
そして、上記のような実施例1〜6及び比較例1〜4の光学機能部材を搭載したディスプレイ装置における表示画像の正面輝度及び垂直方向半値角を測定した。なお、垂直方向半値角とは輝度が正面の50%になる垂直方向の視野角のことであり、大きくなるほど垂直方向の視野角ごとの輝度変化が小さくなることを意味する。
表1に光学シートAを用いた実施例1〜3及び比較例1、2の測定結果を示す。この表1においては、正面輝度は比較例1を基準として標準化し、垂直方向半値角は比較例1との差を表記した。
また、表2に光学シートBを用いた実施例1〜3及び比較例1、2の測定結果を示す。この表2においては、正面輝度は比較例3を基準として標準化し、垂直方向半値角は比較例3との差を表記した。
(Measurement / Evaluation)
And the front luminance and the vertical half-value angle of the display image in the display apparatus which mounts the optical function members of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 as described above were measured. The vertical half-value angle is a vertical viewing angle at which the luminance is 50% of the front, and means that the luminance change for each vertical viewing angle becomes smaller as the luminance becomes larger.
Table 1 shows the measurement results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 using the optical sheet A. In Table 1, the front luminance is standardized on the basis of Comparative Example 1, and the vertical half-value angle is expressed as a difference from Comparative Example 1.
Table 2 shows the measurement results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 using the optical sheet B. In Table 2, the front luminance is standardized on the basis of Comparative Example 3, and the vertical half-value angle indicates the difference from Comparative Example 3.

Figure 2010122372
Figure 2010122372

Figure 2010122372
Figure 2010122372

表1及び表2から第2レンズシートA、B、Cを光学シートA、Bに積層した実施例1〜6については、光学シートA、B単体の比較例1、3や光学シートA、Bにそれぞれシリンドリカルレンズシートを積層した比較例2、4に比べて垂直方向半値角が大きくなること、即ち、垂直方向の視野角ごとの輝度変化が小さくなったことを確認できた。これは、第2レンズシートA、Bを用いた実施例1、2、4、5で特に顕著な結果となった。
また実施例1〜6においては、上記効果に加えて、比較例1、3と比べた際に正面輝度が向上することが確認できた。特に実施例3、6においては、比較例2、4よりも顕著に正面輝度が向上することが確認できた。
以上から、レンズシートA、B、Cを用いた実施例1〜6の光学機能部材を採用したディスプレイ装置を構成することによって、垂直方向半値角及び正面輝度の向上を図ることが可能であることが判明した。
As for Examples 1 to 6 in which the second lens sheets A, B and C are laminated on the optical sheets A and B from Table 1 and Table 2, Comparative Examples 1 and 3 of the optical sheets A and B alone and the optical sheets A and B are used. It was confirmed that the half-value angle in the vertical direction was larger than those in Comparative Examples 2 and 4 in which the cylindrical lens sheets were laminated, that is, the luminance change for each viewing angle in the vertical direction was reduced. This was a particularly remarkable result in Examples 1, 2, 4, and 5 using the second lens sheets A and B.
In Examples 1 to 6, in addition to the above effects, it was confirmed that the front luminance was improved when compared with Comparative Examples 1 and 3. In particular, in Examples 3 and 6, it was confirmed that the front luminance was remarkably improved as compared with Comparative Examples 2 and 4.
From the above, it is possible to improve the vertical half-value angle and front luminance by configuring the display device employing the optical functional members of Examples 1 to 6 using the lens sheets A, B, and C. There was found.

実施形態に係るディスプレイ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the display apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係るディスプレイ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the display apparatus which concerns on embodiment. 裏面レンズの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of a back lens. 第1レンズの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of a 1st lens. 1種類目の第2レンズシートの斜視図である。It is a perspective view of the 2nd lens sheet of the 1st type. 2種類目の第2レンズシートの斜視図である。It is a perspective view of the 2nd type of 2nd lens sheet. 3種類目の第2レンズシートの斜視図である。It is a perspective view of the 3rd type of 2nd lens sheet. 変形例のディスプレイ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the display apparatus of a modification. 導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the display apparatus in which the light guide plate light guide type backlight unit is mounted. 拡散フィルムと液晶パネルとの間にプリズムフィルムを設けたディスプレイ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the display apparatus which provided the prism film between the diffusion film and the liquid crystal panel. 直下型方式のバックライトユニットを備えたディスプレイ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the display apparatus provided with the direct type backlight unit. 光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層を備え、このレンズ層の光入射側にレンズ層の焦点面近傍に開口をもつ遮光部が設けられたディスプレイ装置の縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a display device that includes a lens layer that guides light from a light source to a liquid crystal panel, and a light-shielding portion that has an opening near the focal plane of the lens layer on the light incident side of the lens layer. 光学機能部材の背面側に反射層が設けられた光学シートを備えたバックライトユニットの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the backlight unit provided with the optical sheet in which the reflection layer was provided in the back side of the optical function member. 図13に示すバックライトユニットを備えた液晶表示装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the liquid crystal display device provided with the backlight unit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 光源部
11 光源
12 ランプハウス
20 光学機能部材
21 光学機能部材
30 光学シート
31 光学シート
40 光拡散層
41 裏面レンズシート
42 第3基材
42a 入射面
42b 出射面
43 裏面レンズアレイ
44 裏面レンズ
44a 裏面レンズ頂部
44b 裏面レンズ傾斜面
45 光拡散透過層
46 光拡散板
47 光反射層
48 接粘着層
50 第1レンズシート
52 第1基材
53 第1レンズアレイ
54 第1レンズ
54a 第1レンズ頂部
54b 第1レンズ傾斜面
55 接粘着層
60 第2レンズシート
60A 第2レンズシート
62A 第2基材
63A 第2レンズアレイ
64A 第2レンズ
65A 第3レンズアレイ
66A 第3レンズ
60B 第2レンズシート
62B 第2基材
63B 第2レンズアレイ
64B 第2レンズ
65B 第3レンズアレイ
66B 第3レンズ
67B サブレンズ
60C 第2レンズシート
62C 第2基材
63C 第2レンズアレイ
64C 第2レンズ
65C 曲面
66C V字溝
70 光反射層
71 開口孔
80 バックライトユニット
90 液晶パネル
100 ディスプレイ装置
101ディスプレイ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source part 11 Light source 12 Lamp house 20 Optical function member 21 Optical function member 30 Optical sheet 31 Optical sheet 40 Light diffusion layer 41 Back surface lens sheet 42 Third base material 42a Incident surface 42b Output surface 43 Back surface lens array 44 Back surface lens 44a Back surface Lens top portion 44b Back lens inclined surface 45 Light diffusion / transmission layer 46 Light diffusion plate 47 Light reflection layer 48 Contact adhesive layer 50 First lens sheet 52 First base material 53 First lens array 54 First lens 54a First lens top portion 54b First 1 lens inclined surface 55 contact adhesive layer 60 second lens sheet 60A second lens sheet 62A second base material 63A second lens array 64A second lens 65A third lens array 66A third lens 60B second lens sheet 62B second base Material 63B Second lens array 64B Second lens 65B Third lens array 6 B Third lens 67B Sub lens 60C Second lens sheet 62C Second base material 63C Second lens array 64C Second lens 65C Curved surface 66C V-shaped groove 70 Light reflecting layer 71 Aperture hole 80 Backlight unit 90 Liquid crystal panel 100 Display device 101 Display device

Claims (27)

入射面側に配置される光源からの光の光学特性を変換し、出射面から出射する光学機能部材であって、
前記入射面側に配置され、前記光源からの光を拡散させる光拡散層と、
該光拡散層の前記出射面側に積層され、板状をなす光透過性の第1基材と、該第1基材の前記出射面側の面に沿って延在するとともに互いに並行に配置された複数の第1レンズより構成される第1レンズアレイを備えた第1レンズシートと、
該第1レンズシートの前記出射面側に積層され、板状をなす光透過性の第2基材と、該第2基材の前記出射面側の面に沿って、かつ、前記第1レンズと直交する方向に延在するとともに互いに平行に配置された複数の第2レンズより構成される第2レンズアレイを備えた第2レンズシートとからなることを特徴とする光学機能部材。
An optical functional member that converts the optical characteristics of light from a light source arranged on the incident surface side and emits the light from the exit surface,
A light diffusion layer disposed on the incident surface side for diffusing light from the light source;
A light-transmitting first base material that is laminated on the light exit surface side of the light diffusion layer and has a plate shape, and extends along the surface of the first base material on the light output surface side and is disposed in parallel with each other A first lens sheet comprising a first lens array composed of a plurality of first lenses,
A light-transmitting second base material that is laminated on the output surface side of the first lens sheet and forms a plate shape, along the surface of the second base material on the output surface side, and the first lens And a second lens sheet that includes a second lens array that includes a plurality of second lenses that extend in a direction orthogonal to each other and are arranged in parallel to each other.
前記第2レンズシートが、前記第2レンズと直交する方向に沿って延在するとともに互いに平行に配置された複数の第3レンズから構成される第3レンズアレイをさらに備え、
前記第2レンズと前記第3レンズとのいずれか一方が前記第1レンズに対して平行となるように、前記第2レンズシートが前記第1レンズシートに積層されていることを特徴とする請求項1に記載の光学機能部材。
The second lens sheet further includes a third lens array including a plurality of third lenses extending along a direction orthogonal to the second lens and arranged in parallel with each other;
The second lens sheet is laminated on the first lens sheet so that one of the second lens and the third lens is parallel to the first lens. Item 4. The optical functional member according to Item 1.
各前記第3レンズが、複数の前記第2レンズの頂部にわたって離散的に延在していることを特徴とする請求項2に記載の光学機能部材。   The optical function member according to claim 2, wherein each of the third lenses extends discretely over the tops of the plurality of second lenses. 各前記第3レンズが、前記第2基材の前記出射面側の面に沿って延在させられて、前記複数の第1レンズの谷部に該第1レンズよりも高さの低い複数のサブレンズを形成していることを特徴とする請求項2に記載の光学機能部材。   Each of the third lenses is extended along the surface on the emission surface side of the second base material, and a plurality of lower heights than the first lens are formed in valleys of the plurality of first lenses. The optical functional member according to claim 2, wherein a sub lens is formed. 各前記第2レンズが、前記第2基材の前記出射面側の面から突出するように形成された凸状の曲面を有すると共に、その頂部に該第2レンズの延在方向に延びるV字溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学機能部材。   Each of the second lenses has a convex curved surface formed so as to protrude from the surface on the emission surface side of the second base material, and has a V-shape extending in the extending direction of the second lens at the top. The optical functional member according to claim 1, wherein a groove is formed. 前記第1レンズが、凸曲面状の第1レンズ頂部と、該第1レンズ頂部から前記第1基材へ至る一対の第1レンズ傾斜面とからなり、
対向する一対の前記第1レンズ傾斜面の間の距離が、前記第1基材から前記第1レンズ頂部に向かうに従って次第に接近するように形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の光学機能部材。
The first lens includes a convex-curved first lens top and a pair of first lens inclined surfaces extending from the first lens top to the first base,
The distance between the pair of opposing first lens inclined surfaces is formed so as to gradually approach from the first base toward the top of the first lens. The optical function member as described in any one of Claims.
前記光拡散層が、
板状をなす光透過性の第3基材と、該第3基材の前記入射面側の面に配置された複数の裏面レンズから構成される裏面レンズアレイを備えた裏面レンズシートと、
該裏面レンズシートの前記出射面側に積層され、光を拡散させつつ透過させる光拡散透過層と、
該光拡散透過層の前記出射面側に積層され、略板状をなし光を拡散させる光拡散板とからなることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の光学機能部材。
The light diffusion layer is
A rear lens sheet comprising a rear lens array composed of a plate-shaped light-transmitting third base material, and a plurality of rear surface lenses arranged on the incident surface side surface of the third base material;
A light diffusing and transmitting layer that is laminated on the exit surface side of the back lens sheet and transmits light while diffusing;
The optical functional member according to any one of claims 1 to 6, further comprising a light diffusing plate that is laminated on the light exit surface side of the light diffusing and transmitting layer and has a substantially plate shape to diffuse light. .
前記裏面レンズが前記第3基材の前記入射面側の面に沿って延在して互いに平行に複数配置されるとともに、各前記裏面レンズは凸曲面状の裏面レンズ頂部と、該裏面レンズ頂部から前記第3基材へ至る一対の裏面レンズ傾斜面とから構成され、
対向する一対の前記裏面レンズ傾斜面の間の距離が、前記第3基材から前記裏面レンズ頂部に向かうに従って次第に接近するように形成されていることを特徴とする請求項7に記載の光学機能部材。
The back lens extends along the surface on the incident surface side of the third substrate and is arranged in parallel with each other, and each of the back lenses has a convex-curved back lens top and the back lens top A pair of back surface lens inclined surfaces extending from the third base material to the third base material,
8. The optical function according to claim 7, wherein a distance between the pair of opposed rear surface lens inclined surfaces is formed so as to gradually approach from the third base material toward the top of the rear surface lens. Element.
前記裏面レンズが、前記第3基材の前記入射面側の面に沿って延在するとともに互いに平行に配置された複数の三角プリズムであることを特徴とする請求項7に記載の光学機能部材。   The optical functional member according to claim 7, wherein the back lens is a plurality of triangular prisms that extend along the incident surface side surface of the third base material and are arranged in parallel to each other. . 前記裏面レンズが、前記第3基材の前記入射面側の面にマトリックス状に配置されるマイクロレンズであって、前記裏面レンズアレイがマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項7に記載の光学機能部材。   The back lens is a micro lens arranged in a matrix on the incident surface side surface of the third base material, and the back lens array is a micro lens array. Optical functional member. 前記光拡散板と前記光拡散透過層とが多層押出法により一体成形されていることを特徴とする請求項7から10のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical function member according to claim 7, wherein the light diffusion plate and the light diffusion transmission layer are integrally formed by a multilayer extrusion method. 前記光拡散板と前記光拡散透過層とが多層押出法により一体成形された際に、少なくとも1軸方向に延伸されていることを特徴とする請求項11に記載の光学機能部材。   12. The optical functional member according to claim 11, wherein the light diffusing plate and the light diffusing and transmitting layer are stretched in at least one axial direction when integrally formed by a multilayer extrusion method. 前記光拡散板と前記光拡散透過層とが接着材または粘着材により接合され、一体化されていることを特徴とする請求項7から10のいずれか一項に記載の光学機能部材。   11. The optical function member according to claim 7, wherein the light diffusion plate and the light diffusion / transmission layer are bonded and integrated by an adhesive or an adhesive. 前記裏面レンズが、全光線透過率85%以上の透明樹脂からなることを特徴とする請求項7から13のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical functional member according to any one of claims 7 to 13, wherein the back lens is made of a transparent resin having a total light transmittance of 85% or more. 前記光拡散透過層は全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が95%以下の透明樹脂であることを特徴とする請求項7から14のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical function member according to any one of claims 7 to 14, wherein the light diffusion transmission layer is a transparent resin having a total light transmittance of 80% or more and a haze value of 95% or less. 前記光拡散透過層が光拡散粒子を含まないことを特徴とする請求項7から15のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical function member according to claim 7, wherein the light diffusing and transmitting layer does not contain light diffusing particles. 前記光拡散透過層が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項7から16のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical functional member according to any one of claims 7 to 16, wherein the light diffusing and transmitting layer is made of a thermoplastic resin. 前記光拡散透過層が少なくとも1軸方向に延伸されてなることを特徴とする請求項7から17のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical functional member according to claim 7, wherein the light diffusing and transmitting layer is stretched in at least one axial direction. 前記光拡散層が光拡散板からなることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光学機能部材。   The optical function member according to claim 1, wherein the light diffusion layer is made of a light diffusion plate. 前記光拡散板は、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が40%〜80%、ヘイズ値が98%以上であることを特徴とする請求項7から19のいずれか一項に記載の光学機能部材。   20. The light diffusion plate according to claim 7, wherein a light diffusion region is dispersed in a transparent resin, and has a total light transmittance of 40% to 80% and a haze value of 98% or more. The optical functional member according to one item. 前記光拡散領域が光拡散粒子であって、前記光拡散層の厚さが0.1〜5mmであることを特徴とする請求項7から20のいずれか一項に記載の光学機能部材。   21. The optical function member according to claim 7, wherein the light diffusion region is a light diffusion particle, and the thickness of the light diffusion layer is 0.1 to 5 mm. 前記光拡散板が少なくとも1軸方向に延伸されてなることを特徴とする請求項7から21のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical function member according to any one of claims 7 to 21, wherein the light diffusion plate is extended in at least one axial direction. 前記光拡散層と前記第1レンズシートとの間には、光を遮断する遮光層が設けられ、
該遮光層には、その厚さ方向に貫通すると共に前記第1レンズの長手方向に延びる光透過用の開口孔が複数形成され、
各開口孔は、前記第1レンズの頂部と前記厚さ方向に重なる位置に配されていることを特徴とする請求項1から22のいずれか一項に記載の光学機能部材。
Between the light diffusion layer and the first lens sheet, a light shielding layer that blocks light is provided,
The light-shielding layer is formed with a plurality of light transmission apertures that penetrate in the thickness direction and extend in the longitudinal direction of the first lens.
The optical function member according to any one of claims 1 to 22, wherein each opening hole is arranged at a position overlapping with a top portion of the first lens in the thickness direction.
記第1レンズシートと前記光拡散層とが粘着剤または接着剤で接合されることにより積層一体化されていることを特徴とする請求項1から23のいずれか一項に記載の光学機能部材。   The optical functional member according to any one of claims 1 to 23, wherein the first lens sheet and the light diffusion layer are laminated and integrated by being bonded together with an adhesive or an adhesive. . 請求項1から24のいずれか一項に記載の光学機能部材と、該光学機能部材の前記入射面側に配置される光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。   A backlight unit comprising: the optical functional member according to claim 1; and a light source disposed on the incident surface side of the optical functional member. 請求項25に記載された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ることを特徴とするディスプレイ装置。
A backlight unit according to claim 25;
A display device comprising: an image display element that displays an image by light irradiation from the backlight unit.
前記画像表示素子が液晶表示素子であることを特徴とする請求項26に記載のディスプレイ装置。


27. The display device according to claim 26, wherein the image display element is a liquid crystal display element.


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