JP2010145640A - Lens sheet and display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens sheet which improves brightness on an observer side, has a broad omnidirectional visual field and smooth brightness change. <P>SOLUTION: The lens sheet has a light-translucent base material, a first lens array, a second lens array and a third lens array. The first lens array is provided on one side of the light-translucent base material and contains two or more unit lenses which extend along a first direction and further are arranged in parallel with each other. The second lens array is provided at a top of each unit lens of the first lens array and contains two or more unit lenses which extend along a second direction crossing the first direction where the unit lenses of the first lens array extend and further are arranged in parallel with each other. The third lens array is provided on another side of the light-translucent base material and contains two or more unit lenses which extend along a third direction that is different from the first direction where the unit lenses of the first lens array extend and from the second direction where the unit lenses of the second lens array extend and further are arranged in parallel with each other. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明光路制御に用いられるレンズシート、およびそれを含むバックライト・ユニットを用いたディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a lens sheet used for illumination optical path control and a display device using a backlight unit including the lens sheet.

最近の大型液晶テレビにおいては、画像表示パネルの背面に、複数本の冷陰極管やLED(Light Emitting Diode)を配置した直下型方式のバックライト・ユニットを設けた構造が採用されている。この場合、画像表示パネルと光源との間に光散乱性の強い拡散板を設け、光源としての冷陰極管やLEDなどが視認されないようにしている。   A recent large-sized liquid crystal television employs a structure in which a direct-type backlight unit in which a plurality of cold-cathode tubes and LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged is provided on the back of an image display panel. In this case, a diffuser plate having a strong light scattering property is provided between the image display panel and the light source so that a cold cathode tube or an LED as a light source is not visually recognized.

拡散板は、光拡散効果により光を全方位に拡散するため、画像表示パネルを暗くする。また、拡散板は光散乱性を高めるとともに拡散板上に設けられる光学フィルムを支持するために通常1〜5mm程度の厚さを必要とし、拡散板で少なからず光吸収が起こるため、画像表示パネルを暗くする。   Since the diffusion plate diffuses light in all directions by the light diffusion effect, the image display panel is darkened. In addition, the diffusion plate usually needs to have a thickness of about 1 to 5 mm in order to enhance the light scattering property and support the optical film provided on the diffusion plate. To darken.

従来、直下型方式バックライトに使用される拡散板は、光源である冷陰極管から出射される光を拡散させて輝度ムラ(ランプイメージ)を低減させることを目的としている。したがって、通常、拡散板の上に観察者側方向の輝度を向上させるために、単一または複数の光学フィルムが配置される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a diffusion plate used in a direct type backlight is intended to reduce luminance unevenness (lamp image) by diffusing light emitted from a cold cathode tube as a light source. Therefore, in general, a single or a plurality of optical films are arranged on the diffusion plate in order to improve the luminance in the viewer side direction.

液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、輝度向上フィルム(Brightness Enhancement Film:BEF、米国3M社の登録商標)が広く使用されている。   As a means for improving the brightness of the liquid crystal display screen, a brightness enhancement film (BEF, registered trademark of 3M USA) is widely used.

図14はBEFの配置の一例を示す断面図であり、図15はBEFの斜視図である。図14および図15に示すように、BEF185は、透明基材186上に断面三角形状の単位プリズム187を一方向に沿って周期的に配列した光学フィルムである。この単位プリズム187はそのサイズ(ピッチ)が光の波長に比較して大きく設定されている。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the BEF arrangement, and FIG. 15 is a perspective view of the BEF. As shown in FIGS. 14 and 15, the BEF 185 is an optical film in which unit prisms 187 having a triangular cross section are periodically arranged in one direction on a transparent substrate 186. The unit prism 187 has a size (pitch) set larger than the wavelength of light.

BEF185は“軸外(off−axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on−axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”することができる。すなわちBEF185は、ディスプレイの使用時(観察時)に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視野方向F’に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。   The BEF 185 collects light from “off-axis” and redirects or “recycles” this light “on-axis” towards the viewer. be able to. That is, the BEF 185 can increase the on-axis luminance by reducing the off-axis luminance when the display is used (observation). Here, “on the axis” means a direction that coincides with the viewing direction F ′ of the viewer, and is generally on the normal direction side with respect to the display screen.

BEF185に代表されるレンズシートを用いる際に、透明基材上に拡散フィラーを塗布し、拡散と集光の両方の機能を持つ拡散フィルム(以下、下拡散フィルムと呼ぶ)を拡散板とレンズシートとの間に配置することによって、拡散板から出射される拡散光を効率よく集光することができるとともに拡散板だけでは消しきれない光源の視認性を抑えることができる。   When a lens sheet represented by BEF185 is used, a diffusion filler is applied on a transparent substrate, and a diffusion film (hereinafter referred to as a lower diffusion film) having both diffusion and condensing functions is used as the diffusion plate and the lens sheet. The diffused light emitted from the diffusion plate can be efficiently collected and the visibility of the light source that cannot be erased only by the diffusion plate can be suppressed.

さらに、レンズシートと液晶パネルとの間に光拡散フィルムを配置した場合には、サイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。   Furthermore, when a light diffusion film is disposed between the lens sheet and the liquid crystal panel, side lobes can be reduced and moire interference fringes generated between the regularly arranged lenses and the liquid crystal pixels can be reduced. Can be prevented.

BEFの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。   The adoption of BEF allows display designers to achieve the desired on-axis brightness while reducing power consumption.

BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献1乃至3に例示されるように多数のものが知られている。   As a patent document disclosing that a brightness control member having a repetitive array structure of prisms represented by BEF is adopted for a display, there are many known as exemplified in Patent Documents 1 to 3. Yes.

上記のようなBEFを輝度制御部材として用いた光学シートでは、屈折作用によって、光源からの光が最終的には制御された角度でフィルムより出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。   In the optical sheet using the BEF as a brightness control member as described above, the light from the light source is finally emitted from the film at a controlled angle by the refraction action, so that the light in the visual direction of the viewer is reflected. It can be controlled to increase the strength.

しかし、BEF185を用いた場合には、同時に反射/屈折作用による光成分が、視聴者の視覚方向F’に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう場合がある。   However, when BEF185 is used, the light component due to the reflection / refraction action may be emitted in the lateral direction without proceeding in the viewer's visual direction F '.

図16の破線Bに示すように、BEFを用いた光学シートから出射される光強度分布は、観察者の視覚方向すなわち視覚方向F’に対する角度が0°(軸上方向にあたる)における光強度が最も高められるが、F’に対する角度が±90°近辺に小さな光強度ピーク(サイドローブ)が発生し、横方向から無駄に出射される光も増えている。このような光強度ピークを有する輝度分布は望ましくない。図16の実線Aのように、±90°近辺での光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が好ましい。   As shown by the broken line B in FIG. 16, the light intensity distribution emitted from the optical sheet using BEF has the light intensity when the angle with respect to the visual direction of the observer, that is, the visual direction F ′ is 0 ° (corresponding to the on-axis direction). Although it is the highest, a small light intensity peak (side lobe) is generated in the vicinity of ± 90 ° with respect to F ′, and the amount of light emitted from the lateral direction is increased. A luminance distribution having such a light intensity peak is not desirable. As shown by the solid line A in FIG. 16, a smooth luminance distribution having no light intensity peak around ± 90 ° is preferable.

一方、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって極端な輝度変化が起きる。滑らかなプロファイルを実現するには、プリズムシートの上に別の拡散フィルムを設置する必要があり、部材数の増加を伴うという問題がある。   On the other hand, when only the on-axis luminance is excessively improved, the peak width of the luminance distribution curve is remarkably narrowed, resulting in an extreme luminance change. In order to realize a smooth profile, it is necessary to install another diffusion film on the prism sheet, and there is a problem that the number of members increases.

また、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されている。それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライト・ユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。   In addition, such a liquid crystal display device is strongly required as a market need for light weight, low power consumption, high luminance, and thinning. Accordingly, the backlight unit mounted on the liquid crystal display device is also required to be lightweight, low power consumption, and high luminance.

特に、近年、目覚しく発展してい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いため、バックライト・ユニットの輝度向上を図ることが、カラー液晶表示装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。   In particular, in the color liquid crystal display devices that have been remarkably developed in recent years, the panel transmittance of the liquid crystal panel is much lower than that of a monochrome-compatible liquid crystal panel. It is essential to obtain low power consumption of the device itself.

しかし、上述したように従来の装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライト・ユニットおよびディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。   However, as described above, it is difficult to say that the conventional device sufficiently satisfies the demand for high brightness and low power consumption, and the user has low price, high brightness, high display quality, and low power consumption. The development of a backlight unit and a display device that can realize a liquid crystal display device of this kind is awaited.

また、BEFの上に拡散フィルムを載せると、サイドローブが減って輝度分布が滑らかになるが、正面輝度のピークは下がる。このため、なるべく低ヘイズの拡散フィルムが望ましい。しかし、低ヘイズの拡散フィルムを用いると輝度分布の変化が激しくなり、正面から斜めに視線を変えたときに急に表示が暗くなるという望ましくない現象が見られる。   In addition, when a diffusion film is placed on the BEF, the side lobes are reduced and the luminance distribution is smoothed, but the front luminance peak is reduced. For this reason, a diffusion film having a low haze as much as possible is desirable. However, when a low haze diffusion film is used, the luminance distribution changes drastically, and an undesirable phenomenon is observed in which the display suddenly becomes dark when the line of sight is changed obliquely from the front.

一方、正面輝度が高いという要望があるだけでなく、視野が広い、たとえば上下左右の半値角が40度以上であることも望まれている。この要望を、BEFと強拡散フィルムの組み合わせで実現しようとすると、ピークがかなり下がり、フィルム構成も増えるので、コストも光学特性も不満足である。
特公平1−37801号公報 特開平6−102506号公報 特表平10−506500号公報
On the other hand, there is a demand not only for high front luminance, but also for a wide field of view, for example, a half-value angle of up, down, left, and right is 40 degrees or more. If this demand is to be realized by a combination of BEF and a strong diffusion film, the peak is considerably lowered and the film configuration is increased, so that the cost and optical properties are unsatisfactory.
Japanese Patent Publication No. 1-378001 JP-A-6-102506 Japanese National Patent Publication No. 10-506500

本発明は、拡散板から出射される拡散光を効率的に集光することで、観察者側の輝度を向上し、上下左右視野が広く、輝度変化が滑らかなレンズシート、およびそれを含むバックライト・ユニットを用いたディスプレイ装置を提供することを目的とする。   The present invention efficiently collects diffused light emitted from a diffuser plate, thereby improving the brightness on the viewer side, having a wide vertical and horizontal visual field, and a smooth luminance change, and a back including the same An object of the present invention is to provide a display device using a light unit.

請求項1の発明は、透光性基材と、透光性基材の一方の面に設けられた、第1の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第1レンズアレイと、第1レンズアレイの各々の単位レンズの頂部に設けられ前記第1レンズアレイの単位レンズが延在する第1の方向と交差する第2の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第2レンズアレイと、前記透光性基材の他方の面に設けられた、前記第1レンズアレイの単位レンズが延在する第1の方向および前記第2レンズアレイの単位レンズが延在する第2の方向のいずれとも異なる第3の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第3レンズアレイとを有することを特徴とするレンズシートである。   The invention of claim 1 includes a translucent substrate and a plurality of unit lenses provided on one surface of the translucent substrate, extending along a first direction and arranged in parallel to each other. A first lens array including the first lens array, and a second direction that is provided on a top of each unit lens of the first lens array and that intersects a first direction in which the unit lens of the first lens array extends. And a second lens array including a plurality of unit lenses arranged parallel to each other, and a first direction in which the unit lenses of the first lens array provided on the other surface of the translucent substrate extend. And a third lens array including a plurality of unit lenses that extend along a third direction different from any of the second directions in which the unit lenses of the second lens array extend and are arranged in parallel to each other. Lens sheet characterized by having A.

請求項2の発明は、前記第1レンズアレイの単位レンズが延在する第1の方向と前記第2レンズアレイの単位レンズが延在する第2の方向とのなす角度が略90度であり、前記第3レンズアレイの単位レンズが延在する第3の方向と前記第1の方向または前記第2の方向とのなす角度が略45度であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシートである。   According to a second aspect of the present invention, an angle formed between a first direction in which the unit lenses of the first lens array extend and a second direction in which the unit lenses of the second lens array extend is approximately 90 degrees. The angle formed by the third direction in which the unit lenses of the third lens array extend and the first direction or the second direction is approximately 45 degrees. It is a lens sheet.

請求項3の発明は、前記第3レンズアレイの単位レンズは半円柱形状をなすことを特徴とする請求項1に記載のレンズシートである。   A third aspect of the present invention is the lens sheet according to the first aspect, wherein the unit lens of the third lens array has a semi-cylindrical shape.

請求項4の発明は、前記第1レンズアレイの単位レンズは台形プリズム形状をなし、前記第2レンズアレイの単位レンズは頂角が70度〜110度の範囲であるプリズム形状をなすことを特徴とする請求項3に記載のレンズシートである。   According to a fourth aspect of the present invention, the unit lenses of the first lens array have a trapezoidal prism shape, and the unit lenses of the second lens array have a prism shape whose apex angle is in the range of 70 degrees to 110 degrees. The lens sheet according to claim 3.

請求項5の発明は、前記第1レンズアレイの単位レンズは台形プリズムの側面を延長して形成される頂角が70度〜110度の範囲であることを特徴とする請求項4に記載のレンズシートである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the unit lens of the first lens array, an apex angle formed by extending a side surface of the trapezoidal prism is in a range of 70 degrees to 110 degrees. It is a lens sheet.

請求項6の発明は、前記第3レンズアレイの単位レンズのアスペクト比が1%以上、20%以下であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシートである。   The invention according to claim 6 is the lens sheet according to claim 1, wherein the aspect ratio of the unit lens of the third lens array is 1% or more and 20% or less.

請求項7の発明は、前記第3レンズアレイの前記透光性基材に対する面積比が50%以上、90%以下であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシートである。   The invention according to claim 7 is the lens sheet according to claim 1, wherein an area ratio of the third lens array to the translucent substrate is 50% or more and 90% or less.

請求項8の発明は、表示画像を規定する画像表示パネルと、前記画像表示パネルの背面に設けられた光源と、前記光源から発せられた光を入射させて拡散させ拡散光を出射する拡散板と、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のレンズシートを含むバックライト・ユニットとを有することを特徴とするディスプレイ装置である。   The invention according to claim 8 is an image display panel that defines a display image, a light source provided on the back surface of the image display panel, and a diffusion plate that emits diffused light by allowing light emitted from the light source to enter and diffuse. And a backlight unit including the lens sheet according to any one of claims 1 to 7.

本発明にレンズシートによれば、拡散板から出射される拡散光を光学フィルムの表面側に2方向のレンズにより集光することで観察者側の輝度を向上し、裏面側に斜め方向の微細曲面パターンを付けることにより表面からの上下左右出射分布を変化少なく滑らかにできる。また、レンズシートと拡散板とを一体化させる機能を得ることができ、部品点数の削減を達成し、同時に皺や撓みを防止できる。さらに、このレンズシートを含むバックライト・ユニットを有する高性能のディスプレイ装置を提供できる。   According to the lens sheet of the present invention, the diffused light emitted from the diffuser plate is condensed on the front surface side of the optical film by the two-direction lens, thereby improving the brightness on the viewer side, and the oblique side on the back surface side. By attaching a curved surface pattern, the vertical and horizontal emission distribution from the surface can be made smooth with little change. In addition, the function of integrating the lens sheet and the diffusion plate can be obtained, the number of parts can be reduced, and wrinkles and deflection can be prevented at the same time. Furthermore, a high-performance display device having a backlight unit including the lens sheet can be provided.

以下、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は本発明のレンズシートを含むバックライト・ユニットを有するディスプレイ装置の一例を示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a display device having a backlight unit including the lens sheet of the present invention.

本発明の実施形態に係るディスプレイ装置70は、画像表示パネル35とバックライト・ユニット55とから構成されている。本発明の実施形態に係るバックライト・ユニット55は、ランプハウス(反射板)43内に複数の光源41が配置され、その上(観察者側方向F)に、光源41から入射する光を拡散して出射する拡散板25、本発明の実施形態に係るレンズシート1が配置されて構成されている。   The display device 70 according to the embodiment of the present invention includes an image display panel 35 and a backlight unit 55. In the backlight unit 55 according to the embodiment of the present invention, a plurality of light sources 41 are disposed in a lamp house (reflecting plate) 43, and light incident from the light sources 41 is diffused thereon (observer side direction F). Then, the diffusion plate 25 that emits light and the lens sheet 1 according to the embodiment of the present invention are arranged and configured.

光源41から出射された光Hは拡散板25で拡散され、その上に配置されたレンズシート1で集光され、バックライト・ユニット55から出射される光Kは画像表示パネル35に入射し、観察者側Fへと出射される。   The light H emitted from the light source 41 is diffused by the diffusion plate 25, condensed by the lens sheet 1 disposed thereon, and the light K emitted from the backlight unit 55 enters the image display panel 35, The light is emitted to the observer side F.

光源41は、画像表示パネル35へと光を供給するものである。光源41としては、たとえば、複数の線状光源または点光源を用いることができる。複数の線状光源としては、たとえば、複数の蛍光灯、冷陰極管(CCFL)またはEEFLといったランプ光源、点光源としてはLEDなどを用いることができる。   The light source 41 supplies light to the image display panel 35. As the light source 41, for example, a plurality of linear light sources or point light sources can be used. As the plurality of linear light sources, for example, a plurality of fluorescent lamps, a lamp light source such as a cold cathode tube (CCFL) or EEFL, and a point light source such as an LED can be used.

反射板43は、観察者側Fから見て複数の光源41の反対側に配置され、光源41から全方向に出射された光のうち、観察者側Fと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Fに出射させる。その結果、観察者側Fに出射された光Hは、ほぼ光源41から全方向に出射された光となる。このように反射板43を用いることによって、光の利用効率を高めることができる。反射板43としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、たとえば、一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。   The reflector 43 is arranged on the opposite side of the plurality of light sources 41 when viewed from the observer side F, and out of the light emitted from the light sources 41 in all directions, the light emitted in the direction opposite to the observer side F. Is reflected and emitted to the observer side F. As a result, the light H emitted to the observer side F becomes light emitted almost in all directions from the light source 41. By using the reflection plate 43 in this way, the light utilization efficiency can be increased. The reflection plate 43 may be any member that reflects light with high efficiency. For example, a general reflection film, a reflection plate, or the like can be used.

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るレンズシート1をより詳細に説明する。
図2は本発明の実施形態に係るレンズシート1を斜め上方から見た斜視図である。図3(a)は第1レンズアレイ3の断面が見えるようにレンズシート1を第1の方向に直交する方向(第2の方向)に沿って切断した断面図、図3(b)は第2レンズアレイ5の断面が見えるようにレンズシート1を第2の方向に直交する方向(第1の方向)に沿って切断した断面図である。図4(a)は第1レンズアレイ3および第2レンズアレイ5の平面図、図4(b)は第3レンズアレイ7の平面図である。図5はレンズシート1を斜め下方から見た斜視図である。
Next, the lens sheet 1 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a perspective view of the lens sheet 1 according to the embodiment of the present invention as viewed obliquely from above. 3A is a cross-sectional view of the lens sheet 1 cut along a direction (second direction) orthogonal to the first direction so that the cross section of the first lens array 3 can be seen, and FIG. It is sectional drawing which cut | disconnected the lens sheet | seat 1 along the direction (1st direction) orthogonal to a 2nd direction so that the cross section of 2 lens array 5 may be seen. FIG. 4A is a plan view of the first lens array 3 and the second lens array 5, and FIG. 4B is a plan view of the third lens array 7. FIG. 5 is a perspective view of the lens sheet 1 as viewed obliquely from below.

これらの図に示される本発明の実施形態に係るレンズシート1では、第1レンズアレイ3が台形プリズム形状、第2レンズアレイ5が三角プリズム形状、第3レンズアレイ7が半円柱形状をなしている。   In the lens sheet 1 according to the embodiment of the present invention shown in these drawings, the first lens array 3 has a trapezoidal prism shape, the second lens array 5 has a triangular prism shape, and the third lens array 7 has a semi-cylindrical shape. Yes.

透光性基材17の観察者側Fの面17bに、第1の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第1レンズアレイ3が形成されている。第1レンズアレイ3の各々の単位レンズの頂部3aには、第1レンズアレイ3と交差する第2の方向に沿って互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第2レンズアレイ5が形成されている。透光性基材17の観察者側Fの面17bと反対側の面17aには、第1レンズアレイ3の単位レンズが延在する第1の方向および第2レンズアレイ5の単位レンズが延在する第2の方向のいずれとも異なる第3の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第3レンズアレイ7が形成されている。   A first lens array 3 including a plurality of unit lenses extending along the first direction and arranged in parallel to each other is formed on the surface 17b on the viewer side F of the translucent substrate 17. A second lens array 5 including a plurality of unit lenses arranged in parallel to each other along a second direction intersecting the first lens array 3 is formed on the top 3a of each unit lens of the first lens array 3. Has been. The first direction in which the unit lenses of the first lens array 3 extend and the unit lenses of the second lens array 5 extend on the surface 17a opposite to the surface 17b on the viewer side F of the translucent substrate 17. A third lens array 7 is formed that includes a plurality of unit lenses that extend along a third direction different from any of the existing second directions and are arranged in parallel to each other.

第2レンズアレイ5の頂部5aは第1レンズアレイ3である台形プリズムの頂部3aと一致する。各々のレンズアレイでは、単位レンズの配列方向において集光効果が得られる。   The top 5 a of the second lens array 5 coincides with the top 3 a of the trapezoidal prism that is the first lens array 3. In each lens array, a light collection effect is obtained in the arrangement direction of the unit lenses.

図4(a)に示すように、表面側の第1レンズアレイ3の単位レンズ(台形プリズム)が延在する第1の方向と第2レンズアレイ5の単位レンズ(三角プリズム)が延在する第2の方向とのなす角度は略90度、たとえば90度±15度であることが好ましい。この角度を略90度とすることにより、観察者側Fからディスプレイ装置を観察したとき、水平方向Hoおよび垂直方向Veにおいて集光効果が得られる。   As shown in FIG. 4A, the unit lens (triangular prism) of the first lens array 3 on the surface side extends in the first direction and the unit lens (triangular prism) of the second lens array 5 extends. The angle formed with the second direction is preferably approximately 90 degrees, for example, 90 degrees ± 15 degrees. By setting this angle to approximately 90 degrees, when the display device is observed from the observer side F, a light collecting effect is obtained in the horizontal direction Ho and the vertical direction Ve.

図4(a)、(b)および図5に示すように、裏面側の第3レンズアレイ7の単位レンズ(半円柱状レンズ)が延在する第3の方向と、表面側の第1レンズアレイ3の台形プリズムが延在する第1の方向または第2レンズアレイ5の三角プリズムが延在する第2の方向とのなす角度は略45度、たとえば45度±15度であることが好ましい。第3レンズアレイ7は、第1レンズアレイ3による集光方向および第2レンズアレイ5による集光方向のいずれにおいても輝度分布へ影響する。上記の角度を略45度とすることにより、観察者側Fからディスプレイ装置を観察したとき、水平方向Hoおよび垂直方向Veにおいて広視野角の効果が得られる。   As shown in FIGS. 4A, 4B and 5, the third direction in which the unit lenses (semi-cylindrical lenses) of the third lens array 7 on the back surface side extend, and the first lens on the front surface side. The angle between the first direction in which the trapezoidal prisms of the array 3 extend or the second direction in which the triangular prisms of the second lens array 5 extend is preferably approximately 45 degrees, for example, 45 degrees ± 15 degrees. . The third lens array 7 affects the luminance distribution both in the light collection direction by the first lens array 3 and in the light collection direction by the second lens array 5. By setting the above angle to about 45 degrees, when the display device is observed from the observer side F, the effect of a wide viewing angle is obtained in the horizontal direction Ho and the vertical direction Ve.

第2レンズアレイ5の単位レンズは、三角プリズムであることが望ましい。三角プリズムは観察者側Fへの集光効果が高いため、高輝度なディスプレイ装置70を得るのに有利である。高輝度なディスプレイ装置70を得るために、三角プリズムの頂角θ2が70度〜110度、更には80度〜100度の範囲であることが望ましい。   The unit lens of the second lens array 5 is preferably a triangular prism. Since the triangular prism has a high light condensing effect on the observer side F, it is advantageous for obtaining a display device 70 with high luminance. In order to obtain a display device 70 with high brightness, it is desirable that the apex angle θ2 of the triangular prism is in the range of 70 ° to 110 °, more preferably 80 ° to 100 °.

第1レンズアレイ3の単位レンズは、台形プリズムであることが望ましい。台形プリズムの頂部3aに第2レンズアレイ5が形成される。台形プリズムは、三角プリズムと同様の傾斜面3bを有し、三角プリズムと同等の効果を与える。台形プリズムも観察者側Fへの集光効果が高いため、高輝度なディスプレイ装置70を得るのに有利である。高輝度なディスプレイ装置70を得るために、台形プリズムの側面を延長して形成される頂角θ1が70度〜110度、更には80度〜100度の範囲であることが望ましい。   The unit lens of the first lens array 3 is preferably a trapezoidal prism. A second lens array 5 is formed on the top 3a of the trapezoidal prism. The trapezoidal prism has the same inclined surface 3b as the triangular prism, and provides the same effect as the triangular prism. Since the trapezoidal prism also has a high light condensing effect on the viewer side F, it is advantageous to obtain a display device 70 with high brightness. In order to obtain a display device 70 with high brightness, the apex angle θ1 formed by extending the side surface of the trapezoidal prism is desirably in the range of 70 to 110 degrees, more preferably 80 to 100 degrees.

第3レンズアレイ7の単位レンズは、半円柱状レンズであることが望ましい。第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5の集光効果に対する影響を少なくするため、図3(a)に示す、半円柱状レンズのアスペクト比([レンズ高さS]/[レンズピッチR])は1%〜20%、更には5%〜15%の範囲であることが望ましい。   The unit lens of the third lens array 7 is preferably a semi-cylindrical lens. In order to reduce the influence of the first lens array 3 and the second lens array 5 on the light condensing effect, the aspect ratio ([lens height S] / [lens pitch R] of the semi-cylindrical lens shown in FIG. ) Is preferably in the range of 1% to 20%, more preferably 5% to 15%.

本発明のレンズシート1は二方向に集光機能をもつため、集光効果が高まる。ここで、二方向以上に集光機能をもつ従来の光学フィルムとして、四角錘に代表される多角錘レンズが知られている。多角錘レンズで二方向の集光割合を調節するには多角錘の頂角を変える必要がある。四角錘を例に挙げると、最も輝度が高くなる構成は頂角が90度の四角錘であるが、どちらか一方向の視野範囲を拡げるかまたは狭める場合、頂角を大きくするかまたは小さくする必要がある。しかし、頂角を変えると輝度が低下するという問題が生じる。   Since the lens sheet 1 of the present invention has a light collecting function in two directions, the light collecting effect is enhanced. Here, as a conventional optical film having a light collecting function in two or more directions, a polygonal pyramid lens represented by a quadrangular pyramid is known. In order to adjust the light collection rate in two directions with a polygonal pyramid lens, it is necessary to change the apex angle of the polygonal pyramid. Taking a quadrangular pyramid as an example, the configuration with the highest luminance is a quadrangular pyramid with an apex angle of 90 degrees, but when expanding or narrowing the field of view in either direction, the apex angle is increased or decreased. There is a need. However, when the apex angle is changed, there arises a problem that the luminance is lowered.

これに対して、本発明のレンズシート1は、第1レンズアレイ3の単位レンズが台形プリズム、第2レンズアレイ5の単位レンズが三角プリズムであり、かつ第1レンズアレイ3を構成する台形プリズムの頂部3aと第2レンズアレイ5を構成する三角プリズムの頂部5aとが一致している。このため、第1レンズアレイ3の頂部3aの幅を調整することで、輝度を大きく変えずに、二方向の集光割合を調節することができる。つまり、Ho方向の視野を広く設定するか、またはHo方向およびVe方向の二方向の視野を同程度に設定するなど、本発明のレンズシート1の適用条件によって視野の範囲を任意に設定することができる。   On the other hand, in the lens sheet 1 of the present invention, the unit lens of the first lens array 3 is a trapezoid prism, the unit lens of the second lens array 5 is a triangular prism, and the trapezoid prism constituting the first lens array 3. Of the triangular prisms constituting the second lens array 5 coincide with each other. For this reason, by adjusting the width of the top portion 3a of the first lens array 3, the light collection ratio in two directions can be adjusted without largely changing the luminance. That is, the range of the field of view is arbitrarily set according to the application conditions of the lens sheet 1 of the present invention, such as setting the field of view in the Ho direction wide, or setting the fields of view in the two directions of the Ho direction and the Ve direction to the same extent. Can do.

ただし、本発明のレンズシート1において、第1レンズアレイ3および第2レンズアレイ5による二方向の集光割合によって視野を調節できる範囲は狭く、輝度の変化度合、即ち輝度の傾斜は略同じである。そこで、裏面に斜め方向に延在する半円柱状レンズからなる第3レンズアレイ7を設けることによって、正面への影響が少ないうえに、視野が広がり、輝度の傾斜を和らげることができる。   However, in the lens sheet 1 of the present invention, the range in which the field of view can be adjusted by the two-way condensing ratio by the first lens array 3 and the second lens array 5 is narrow, and the luminance change degree, that is, the luminance gradient is substantially the same. is there. Therefore, by providing the third lens array 7 made of a semi-cylindrical lens extending obliquely on the back surface, the influence on the front surface is reduced and the field of view is widened and the luminance gradient can be reduced.

また、本発明のレンズシート1は、第1レンズアレイ3の台形プリズムと第2レンズアレイ5の三角プリズムとの複合形状になっているため、三角プリズムで発生するサイドローブがほとんど生じない。加えて、裏面の第3レンズアレイ7のアスペクト比が小さいため、サイドローブ発生への影響がほとんどない。   Further, since the lens sheet 1 of the present invention has a composite shape of the trapezoidal prism of the first lens array 3 and the triangular prism of the second lens array 5, the side lobe generated by the triangular prism hardly occurs. In addition, since the aspect ratio of the third lens array 7 on the back surface is small, there is almost no influence on the occurrence of side lobes.

図6に90度三角プリズムの輝度分布を示す。三角プリズムは正面方向に集光するため、0度に最大ピークを持つ。しかし、サイドローブが生じ、45度付近に谷間Vaが生じる。サイドローブはディスプレイ装置70として不要な方向への出射光であるが、サイドローブ自体がディスプレイ装置70を観察する上で問題となるのではなく、0度のメインピークとサイドローブとの谷間Vaの輝度が低いことが問題となる。谷間Vaの角度からディスプレイ装置70を観察すると、画面が暗くなってしまうためである。従って、サイドローブを低減させてもこの谷間Vaの輝度が低すぎる場合、ディスプレイ装置70として望ましくない。   FIG. 6 shows the luminance distribution of the 90 degree triangular prism. Since the triangular prism condenses in the front direction, it has a maximum peak at 0 degrees. However, a side lobe occurs, and a valley Va occurs near 45 degrees. The side lobe is emitted light in a direction unnecessary for the display device 70, but the side lobe itself is not a problem in observing the display device 70, but the valley Va between the main peak of 0 degrees and the side lobe. Low brightness is a problem. This is because when the display device 70 is observed from the angle of the valley Va, the screen becomes dark. Therefore, if the luminance of the valley Va is too low even if the side lobes are reduced, it is not desirable as the display device 70.

図7に本発明のレンズシートの一例(A)の輝度分布を示す。図7のレンズシート1は、第1レンズアレイ3が台形プリズム、第2レンズアレイ5が三角プリズムという複合形状であるため、図7に示すように、図6の谷間Vaに相当する角度で光を出射することが可能である。これは、図6に示す90度三角プリズムのVe方向輝度分布とHo方向輝度分布とが合成された輝度分布特性が得られるからである。また、第1レンズアレイ3の頂部3の幅を調節することで、Ve方向の視野を拡げるか、逆にHo方向の視野を広げるように調節することが可能である。図7では、Ve方向の視野とHo方向の視野が同じになるように、第1レンズアレイ3の頂部3bの幅を調節している。   FIG. 7 shows a luminance distribution of an example (A) of the lens sheet of the present invention. Since the lens sheet 1 of FIG. 7 has a composite shape in which the first lens array 3 is a trapezoidal prism and the second lens array 5 is a triangular prism, as shown in FIG. 7, light is emitted at an angle corresponding to the valley Va in FIG. Can be emitted. This is because a luminance distribution characteristic obtained by combining the Ve direction luminance distribution and the Ho direction luminance distribution of the 90 degree triangular prism shown in FIG. 6 is obtained. Further, by adjusting the width of the top portion 3 of the first lens array 3, it is possible to adjust the field of view in the Ve direction to be widened or conversely to widen the field of view in the Ho direction. In FIG. 7, the width of the top 3b of the first lens array 3 is adjusted so that the visual field in the Ve direction and the visual field in the Ho direction are the same.

図8に本発明のレンズシートの他の例(B)の輝度分布を示す。図8のレンズシートでは、表面の第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5は図7と同じであるが、第3レンズアレイ7のアスペクト比を図7と比べると少し大きくしている。図8に示すように、正面方向に輝度のピークを持ち、Ve方向の視野とHo方向の視野は同じになり、輝度分布は理想的に滑らかになっているため、広視野角でありながら、正面方向で高輝度が得られている。   FIG. 8 shows the luminance distribution of another example (B) of the lens sheet of the present invention. In the lens sheet of FIG. 8, the first lens array 3 and the second lens array 5 on the surface are the same as in FIG. 7, but the aspect ratio of the third lens array 7 is slightly larger than that in FIG. As shown in FIG. 8, there is a luminance peak in the front direction, the visual field in the Ve direction and the visual field in the Ho direction are the same, and the luminance distribution is ideally smooth. High brightness is obtained in the front direction.

図9に本発明のレンズシートのさらに他の例(C)の輝度分布を示す。図9のレンズシートでは、表面の第1レンズアレイ3の頂部3aの幅を調節して、Ve方向の視野がHo方向の視野より広くなるようにし、裏面の第3レンズアレイ7のアスペクト比を図8と同じにしている。図9は、正面方向に輝度のピークを持ち、Ve方向の視野とHo方向の視野が異なるが、両方の輝度分布形状が理想的滑らかになっているため、広視野角でありながら、正面方向に高輝度が得られている。   FIG. 9 shows the luminance distribution of still another example (C) of the lens sheet of the present invention. In the lens sheet of FIG. 9, the width of the top portion 3a of the first lens array 3 on the front surface is adjusted so that the visual field in the Ve direction is wider than the visual field in the Ho direction, and the aspect ratio of the third lens array 7 on the back surface is set. The same as in FIG. FIG. 9 has a luminance peak in the front direction and the visual field in the Ve direction and the visual field in the Ho direction are different, but both luminance distribution shapes are ideally smooth. High brightness is obtained.

第1レンズアレイ3の頂部3の幅を調節してVe方向の視野とHo方向の視野が同じになるようにし、第3レンズアレイ7のアスペクト比を変化させた種々のレンズシートを作製した。この測定においては、第1レンズアレイ3の配列方向がVe方向、第2レンズアレイ5の配列方向がHo方向、第3レンズアレイ7の配列方向が斜め方向(第1レンズアレイ3と第3レンズアレイ5との角度は略45度)となるようにディスプレイ装置70に配置した。図10(a)にVe方向およびHo方向の半値角とアスペクト比との関係を示す。図10(b)にVe方向およびHo方向の輝度変化量とアスペクト比との関係を示す。図10(a)および(b)の横軸は第3レンズアレイ7のアスペクト比であり、第3レンズアレイ7を構成する単位レンズの高さSとピッチRとの比である。半値角とは、0度方向(観察者側F)の輝度を100%としたとき、その輝度が50%となる視野角を表す。輝度変化量とは、30度、45度の輝度の差と0度の輝度との比である。   Various widths of the top portion 3 of the first lens array 3 were adjusted so that the field of view in the Ve direction and the field of view in the Ho direction were the same, and various lens sheets were produced in which the aspect ratio of the third lens array 7 was changed. In this measurement, the arrangement direction of the first lens array 3 is the Ve direction, the arrangement direction of the second lens array 5 is the Ho direction, and the arrangement direction of the third lens array 7 is the oblique direction (the first lens array 3 and the third lens array). The display device 70 is arranged so that the angle with the array 5 is approximately 45 degrees. FIG. 10A shows the relationship between the half-value angle in the Ve direction and the Ho direction and the aspect ratio. FIG. 10B shows the relationship between the luminance change amount in the Ve direction and the Ho direction and the aspect ratio. 10A and 10B is the aspect ratio of the third lens array 7 and is the ratio of the height S and the pitch R of the unit lenses constituting the third lens array 7. The half-value angle represents a viewing angle at which the luminance is 50% when the luminance in the 0 degree direction (observer side F) is 100%. The amount of change in luminance is the ratio between the difference in luminance of 30 degrees and 45 degrees and the luminance of 0 degrees.

また、第1レンズアレイ3の頂部3の幅を調節してVe方向の視野とHo方向の視野が異なるようにし、第3レンズアレイ7のアスペクト比を変化させた種々のレンズシートを作製した。図11(a)にVe方向およびHo方向の半値角とアスペクト比との関係を示す。図11(b)にVe方向およびHo方向の輝度変化量とアスペクト比との関係を示す。   Also, various widths of the top portion 3 of the first lens array 3 were adjusted so that the field of view in the Ve direction and the field of view in the Ho direction were different, and various lens sheets were produced in which the aspect ratio of the third lens array 7 was changed. FIG. 11A shows the relationship between the half-value angle in the Ve direction and the Ho direction and the aspect ratio. FIG. 11B shows the relationship between the luminance change amount in the Ve direction and the Ho direction and the aspect ratio.

第3レンズアレイ7のアスペクト比が大きくなると、第1レンズアレイ3の集光効果および第2レンズアレイ5の集光効果の両方が弱まり、Ve方向とHo方向の半値角が広くなる。逆に、第3レンズアレイ7のアスペクト比が小さくなると、第1レンズアレイ3の集光効果および第2レンズアレイ5の集光効果の両方が強まるため、Ve方向およびHo方向の半値角が狭くなる。   When the aspect ratio of the third lens array 7 is increased, both the condensing effect of the first lens array 3 and the condensing effect of the second lens array 5 are weakened, and the half-value angles in the Ve direction and the Ho direction are widened. On the contrary, when the aspect ratio of the third lens array 7 is reduced, both the light collection effect of the first lens array 3 and the light collection effect of the second lens array 5 are strengthened, so that the half-value angles in the Ve direction and the Ho direction are narrow. Become.

第3レンズアレイ7のアスペクト比が大きくなると、第1レンズアレイ3の集光効果および第2レンズアレイ5の集光効果の両方が弱まり、Ve方向とHo方向の輝度変化量が下がる。アスペクト比が15%以上になると輝度変化量が少なくなるが、20%以上になっても輝度変化量は変わらない。逆に、第3レンズアレイ7のアスペクト比が小さくなると、第1レンズアレイ3の集光効果および第2レンズアレイ5の集光効果が強まるため、Ve方向とHo方向の輝度変化量が上がる。アスペクト比が5%未満になると輝度変化量が変わりやすいため、アスペクト比は5%以上が効果的である。   When the aspect ratio of the third lens array 7 is increased, both the light condensing effect of the first lens array 3 and the light condensing effect of the second lens array 5 are weakened, and the luminance change amount in the Ve direction and the Ho direction is decreased. When the aspect ratio is 15% or more, the amount of change in luminance decreases. However, the amount of change in luminance does not change even when the aspect ratio is 20% or more. On the other hand, when the aspect ratio of the third lens array 7 is reduced, the condensing effect of the first lens array 3 and the condensing effect of the second lens array 5 are increased, so that the amount of luminance change in the Ve direction and the Ho direction is increased. When the aspect ratio is less than 5%, the amount of change in luminance is likely to change, so an aspect ratio of 5% or more is effective.

本発明のディスプレイ装置70をテレビ用途として使用する場合、Ho方向の半値角が広いことが望ましい。これは、観察者がHo方向の様々な位置からテレビを観察するためである。   When the display device 70 of the present invention is used for television, it is desirable that the half-value angle in the Ho direction is wide. This is because the observer observes the television from various positions in the Ho direction.

本発明のディスプレイ装置70を広告看板用途等として使用する場合、Ve方向の半値角が広い、またはVe方向とHo方向の半値角が広いことが望ましいことがある。   When the display device 70 of the present invention is used as an advertising billboard application or the like, it may be desirable that the half-value angle in the Ve direction is wide or the half-value angles in the Ve direction and the Ho direction are wide.

本発明のレンズシート1では第1レンズアレイ3をVe方向に配列してもよいし、Ho方向に配列してもよい。上述した通り、第1レンズアレイ3の頂部3aの幅Lを変化させることで、Ve方向、Ho方向、または両方の半値角を制御できる。従って、第1レンズアレイ3の頂部3aの幅Lと、第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPとの比は任意に選ぶことができる。   In the lens sheet 1 of the present invention, the first lens array 3 may be arranged in the Ve direction or in the Ho direction. As described above, by changing the width L of the top portion 3a of the first lens array 3, the half-value angles in the Ve direction, the Ho direction, or both can be controlled. Accordingly, the ratio between the width L of the top 3a of the first lens array 3 and the pitch P of the unit lenses constituting the first lens array 3 can be arbitrarily selected.

本発明のレンズシート1では、第3レンズアレイ7の方向は第1レンズアレイ3の方向または第2レンズアレイ5の方向に対して斜め方向であるが、第1レンズアレイ3または第2レンズアレイ5とのなす角度を45度±15度の範囲で変化させてもよい。上述した通り、第3レンズアレイ7の方向を変化させることでVe方向、Ho方向、アスペクト比により輝度変化量を制御できる。従って、第3レンズアレイ7の高さSと、第3レンズアレイ7を構成する単位レンズのピッチRとの比を任意に選ぶことができる。   In the lens sheet 1 of the present invention, the direction of the third lens array 7 is oblique to the direction of the first lens array 3 or the direction of the second lens array 5, but the first lens array 3 or the second lens array. The angle formed by 5 may be changed within a range of 45 ° ± 15 °. As described above, by changing the direction of the third lens array 7, the amount of change in luminance can be controlled by the Ve direction, the Ho direction, and the aspect ratio. Therefore, the ratio between the height S of the third lens array 7 and the pitch R of the unit lenses constituting the third lens array 7 can be arbitrarily selected.

また、本発明のレンズシート1において、第3レンズアレイ7と第1レンズアレイ3および第2レンズアレイ5との関係は必要ではなく、第3レンズアレイ7のパラメーターであるピッチ、位置合わせ、方向を任意に選ぶことができる。   Further, in the lens sheet 1 of the present invention, the relationship between the third lens array 7, the first lens array 3, and the second lens array 5 is not necessary, and the pitch, alignment, and direction that are parameters of the third lens array 7 are not necessary. Can be chosen arbitrarily.

第3レンズアレイ7の単位レンズは第1レンズアレイ3の台形プリズムの方向に対して斜め方向に向いており、第3レンズアレイ7を構成する単位レンズのピッチRと、第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPとの関係は0.05≦R/P≦0.5であることが望ましい。RがPと同じまたはPより大きい場合、第1レンズアレイ3の各単位レンズに入射する光の方向または入射個所が隣同士であまりにも異なるので、結果的に第1レンズアレイ3が観察側F方向に輝度ムラを生じさせ、望ましくない表示をもたらす。逆に、RがPより小さい場合、第1レンズアレイ3の各単位レンズにほぼ同じ光が入射され、均一な表示が得られる。なお、RがPより非常に小さい場合、例えば、R/P<0.05の場合、第3レンズアレイ7の形成が難しくなるうえに、回折が現れるおそれがあり、第3レンズアレイ7の効果が少なくなるので望ましくない。   The unit lenses of the third lens array 7 are oriented obliquely with respect to the direction of the trapezoidal prism of the first lens array 3, and the pitch R of the unit lenses constituting the third lens array 7 and the first lens array 3 are It is desirable that the relationship with the pitch P of the constituent unit lenses is 0.05 ≦ R / P ≦ 0.5. When R is the same as P or larger than P, the direction of light incident on each unit lens of the first lens array 3 or the incident location is too different between the adjacent lenses. As a result, the first lens array 3 is on the observation side F. This causes uneven brightness in the direction, resulting in an undesirable display. Conversely, when R is smaller than P, substantially the same light is incident on each unit lens of the first lens array 3, and a uniform display is obtained. When R is much smaller than P, for example, when R / P <0.05, it is difficult to form the third lens array 7 and there is a possibility that diffraction may appear. Is less desirable.

図10(a)、(b)および図11(a)、(b)に示したように、第3レンズアレイ7のアスペクト比により半値角と輝度変化量が影響を受ける。高い正面輝度、広い視野角、低い輝度変化量が望ましいが、全てを満足することは難しい。液晶テレビの場合、重要なのは広い視野角と低い輝度変化量である。正面輝度が高くても、視野が狭い、または見る角度によって輝度が急激に変化する場合には、望ましいディスプレイとはいえない。一方、正面輝度が少し低くても、視野が広く、輝度が見る角度によって滑らかに変化する場合には、望ましいディスプレイといえる。   As shown in FIGS. 10A and 10B and FIGS. 11A and 11B, the half-value angle and the luminance change amount are affected by the aspect ratio of the third lens array 7. A high front luminance, a wide viewing angle, and a low luminance change amount are desirable, but it is difficult to satisfy all of them. In the case of a liquid crystal television, what is important is a wide viewing angle and a low luminance change amount. Even if the front brightness is high, it is not a desirable display if the field of view is narrow or the brightness changes rapidly depending on the viewing angle. On the other hand, even if the front luminance is a little low, it can be said to be a desirable display when the field of view is wide and the luminance changes smoothly depending on the viewing angle.

第3レンズアレイ7のアスペクト比は2%以上、20%以下が望ましく、更には5%以上、15%以下が望ましい。アスペクト比が20%以上になると正面輝度が低下し続けるが輝度変化量の変化が鈍くなって、効果がだんだん薄くなるので望ましくない。逆に、アスペクト比が2%未満の場合、形状をつけるが難しくなって、効果が薄いのでメリットが少ない。   The aspect ratio of the third lens array 7 is preferably 2% or more and 20% or less, more preferably 5% or more and 15% or less. If the aspect ratio is 20% or more, the front luminance continues to decrease, but the change in luminance change becomes dull, and the effect becomes undesirably thin. On the contrary, when the aspect ratio is less than 2%, it is difficult to form the shape, and the effect is small, so there are few merits.

また、第1レンズアレイ35を構成する単位レンズのピッチPと、第2レンズアレイ5を構成する単位レンズのピッチQとの関係は、0.05≦Q/P≦2.0であることが望ましい。本発明のレンズシート1の第2レンズアレイ5は第1レンズアレイ3の頂部3aに形成される。第1レンズアレイ3の単位レンズは台形プリズムであり、第2レンズアレイ5の単位レンズは三角プリズムである。その頂角の最適範囲は70度〜110度である。第1レンズアレイ3を頂角が70度の台形プリズムとし、第2レンズアレイ5を頂角が110度の三角プリズムとしたとき、第2レンズアレイ5を構成する単位レンズのピッチQが第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPの2倍を超えると(Q/P>2.0)、第1レンズアレイ3を構成する単位レンズの高さより、第2レンズアレイ5を構成する単位レンズの高さの方が高くなり、第1レンズアレイ3の効果は消滅する。従って、Q/Pは2以下であることが望ましい。第2レンズアレイ5を構成する単位レンズのピッチQが、第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPより小さい場合は、光学特性上問題ないが、例えば第2レンズアレイ5を構成する単位レンズのピッチQを20μmとしたとき、Q/Pが0.05であると、第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPは400μmとなる。第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPが大きくなりすぎると、画像表示パネル35の周期構造と第1レンズアレイ3の周期構造との間でモアレ干渉縞が生じやすくなるため望ましくない。一方、第1レンズアレイ3を構成する単位レンズのピッチPを小さくすると、第2レンズアレイ5を構成する単位レンズのピッチRが小さくなり過ぎるため望ましくない。従って、Q/Pは0.05以上であることが望ましい。   The relationship between the pitch P of the unit lenses constituting the first lens array 35 and the pitch Q of the unit lenses constituting the second lens array 5 is 0.05 ≦ Q / P ≦ 2.0. desirable. The second lens array 5 of the lens sheet 1 of the present invention is formed on the top 3 a of the first lens array 3. The unit lens of the first lens array 3 is a trapezoidal prism, and the unit lens of the second lens array 5 is a triangular prism. The optimum range of the apex angle is 70 degrees to 110 degrees. When the first lens array 3 is a trapezoidal prism having an apex angle of 70 degrees and the second lens array 5 is a triangular prism having an apex angle of 110 degrees, the pitch Q of the unit lenses constituting the second lens array 5 is the first. When the pitch P of unit lenses constituting the lens array 3 exceeds twice the pitch P (Q / P> 2.0), the units constituting the second lens array 5 are determined by the height of the unit lenses constituting the first lens array 3. The height of the lens becomes higher, and the effect of the first lens array 3 disappears. Therefore, Q / P is desirably 2 or less. When the pitch Q of the unit lenses constituting the second lens array 5 is smaller than the pitch P of the unit lenses constituting the first lens array 3, there is no problem in terms of optical characteristics, but for example the units constituting the second lens array 5 When the lens pitch Q is 20 μm, if Q / P is 0.05, the pitch P of the unit lenses constituting the first lens array 3 is 400 μm. If the pitch P of the unit lenses constituting the first lens array 3 is too large, moire interference fringes are likely to occur between the periodic structure of the image display panel 35 and the periodic structure of the first lens array 3, which is not desirable. On the other hand, if the pitch P of the unit lenses constituting the first lens array 3 is reduced, the pitch R of the unit lenses constituting the second lens array 5 becomes too small. Therefore, it is desirable that Q / P is 0.05 or more.

本発明のレンズシート1は、図12(a)および(b)に示す型を用いて製造する。レンズシート1の表面形状は図12(a)に示すような型2を用いて形成する。レンズシート1の裏面形状は図12(b)に示すような型2aを用いて形成する。図12(a)中の第1レンズアレイ型4により第1レンズアレイ3が形成され、第2レンズアレイ型6により第2レンズアレイ5が形成される。あるいは、透光性基材17上に第1レンズアレイ3を形成した後、第2レンズアレイ5を形成することもできる。   The lens sheet 1 of the present invention is manufactured using a mold shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). The surface shape of the lens sheet 1 is formed using a mold 2 as shown in FIG. The back surface shape of the lens sheet 1 is formed using a mold 2a as shown in FIG. A first lens array 3 is formed by the first lens array mold 4 in FIG. 12A, and a second lens array 5 is formed by the second lens array mold 6. Or after forming the 1st lens array 3 on the translucent base material 17, the 2nd lens array 5 can also be formed.

以上においては、本発明のレンズシート1の第3レンズアレイ7の単位レンズが1方向に延長した半円柱状レンズである場合について説明してきたが、これに限らず、第3レンズアレイ7として単位レンズが2次元配列したマイクロレンズを使用することもできる。   In the above description, the case where the unit lens of the third lens array 7 of the lens sheet 1 of the present invention is a semi-cylindrical lens extending in one direction has been described. A microlens in which lenses are two-dimensionally arranged can also be used.

図13は、第1レンズアレイ3の単位レンズが台形プリズム、第2レンズアレイ5の単位レンズが三角プリズム、第3レンズアレイ7の単位レンズが2次元配列した球面レンズであるレンズシートを斜め下方からみた斜視図である。   FIG. 13 shows a lens sheet in which the unit lens of the first lens array 3 is a trapezoidal prism, the unit lens of the second lens array 5 is a triangular prism, and the unit lenses of the third lens array 7 are two-dimensionally arranged spherical lenses obliquely downward. It is the perspective view seen from.

図13の第3レンズアレイ7は2次元に配列しているため、図5に示している構成と同じように、Ve方向の視野とHo方向の視野に光学的な影響が得られる。ただし、2次元配列されたマイクロレンズに隙間があるため、平面部分が占める面積率により効果が異なる。同じ効果を得るためには、平面部分の面積率が小さいと低アスペクト比で十分であるが、逆に平面部分の面積率が大きいと高アスペクト比が必要となる。アスペクト比を20%にした場合、平面部分の面積率を50%〜90%にすることが望ましい。   Since the third lens array 7 in FIG. 13 is two-dimensionally arranged, an optical influence is obtained on the visual field in the Ve direction and the visual field in the Ho direction as in the configuration shown in FIG. However, since there are gaps in the two-dimensionally arranged microlenses, the effect differs depending on the area ratio occupied by the planar portion. In order to obtain the same effect, a low aspect ratio is sufficient if the area ratio of the planar portion is small, but on the contrary, a high aspect ratio is required if the area ratio of the planar portion is large. When the aspect ratio is 20%, it is desirable that the area ratio of the planar portion is 50% to 90%.

図1に示すように、本発明のレンズシート1は、光源41から拡散板25および間隙(空気層)100を伝達してきた光を入射面から入射させ、その光を入射面の反対面から光学利得が1以上の光Kとして出射する。   As shown in FIG. 1, in the lens sheet 1 of the present invention, light transmitted from a light source 41 through a diffusion plate 25 and a gap (air layer) 100 is incident from an incident surface, and the light is optically transmitted from a surface opposite to the incident surface. Light is emitted as light K having a gain of 1 or more.

光学利得とは光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を1として、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことができる。   The optical gain is one of the indexes indicating the diffusibility of the optical diffusing member, and is expressed as a ratio to the luminance of the light when the luminance of the diffuser that diffuses completely is 1. When the diffusivity of the diffusing member to be measured is biased depending on the direction, the diffusion characteristic of the diffusing member can be shown by taking out the optical gain for each direction.

また、完全拡散とは、吸収が0で、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が1以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。   Also, complete diffusion refers to an ideal diffuser that has zero absorption and has a certain intensity in any direction. That is, an optical gain of 1 or more indicates that there is an effect of collecting light in the measurement direction, and that the larger the value, the stronger the light collection effect.

拡散板25は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。   The diffusion plate 25 is formed by dispersing a light diffusion region in a transparent resin. As the transparent resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin or the like can be used. For example, a polycarbonate resin, an acrylic resin, a fluorine acrylic resin, a silicone acrylic resin, an epoxy acrylate resin, a polystyrene resin, a cycloolefin polymer, Methyl styrene resin, fluorene resin, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, acrylonitrile styrene copolymer, acrylonitrile polystyrene copolymer, and the like can be used.

光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。   The light diffusion region is preferably made of light diffusion particles. This is because suitable diffusion performance can be easily obtained.

光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、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)、およびETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。   As the light diffusing particles, transparent particles made of an inorganic oxide or a resin can be used. As the transparent particles made of an inorganic oxide, for example, silica, alumina or the like can be used. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, melamine / formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene). Fluoropolymer particles such as fluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer), silicone resin particles, and the like can be used.

上述した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。   Two or more kinds of transparent particles may be used in combination from the transparent particles described above. The size and shape of the transparent particles are not particularly defined.

拡散板25に凹凸形状をつけるには、共押出形成法、射出成形法で拡散板25を形成中に、凹凸形状を賦型するための金型に圧力をかけて密着させ、凹凸形状を転写する方法を用いることができる。   In order to give the uneven shape to the diffuser plate 25, while forming the diffuser plate 25 by the coextrusion forming method or the injection molding method, the uneven shape is transferred by applying pressure to the mold for shaping the uneven shape. Can be used.

拡散板25の入射面または出射面に、UV硬化樹脂のような放射線硬化樹脂を用いて成形することもできる。たとえば、共押出法により拡散板25を板状部材として成形した後に、拡散板25の入射面または出射面に凹凸形状をUV成形して形成することができる。   It is also possible to mold the entrance surface or exit surface of the diffusion plate 25 using a radiation curable resin such as a UV curable resin. For example, after the diffusion plate 25 is formed as a plate-like member by a co-extrusion method, an uneven shape can be formed on the incident surface or the output surface of the diffusion plate 25 by UV molding.

凹凸形状を形成したフィルムを別体として形成して、接着材または粘着材からなる接合層を介して、凹凸形状を形成したフィルムと拡散板25を張り合わせて形成してもよい。   The film having the concavo-convex shape may be formed as a separate body, and the film having the concavo-convex shape and the diffusion plate 25 may be bonded to each other through a bonding layer made of an adhesive or an adhesive material.

光拡散領域として光拡散粒子を用いた場合には、拡散板25の厚さが0.1〜5mmであることが好ましい。   When light diffusing particles are used as the light diffusing region, the thickness of the diffusing plate 25 is preferably 0.1 to 5 mm.

拡散板25の厚みが0.1〜5mmである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。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。   When the thickness of the diffusion plate 25 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.

透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、光拡散領域として気泡を用いてもよい。   When a thermoplastic resin is used as the transparent resin, air bubbles may be used as the light diffusion region.

熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散板25の膜厚をより薄くすることが可能となる。   The internal surface of the bubble formed inside the thermoplastic resin causes diffused reflection of light, and a light diffusing function equivalent to or higher than that when light diffusing particles are dispersed can be expressed. Therefore, it becomes possible to make the film thickness of the diffusion plate 25 thinner.

このような拡散板25として、白色PETや白色PPなどを挙げることができる。白色PETは、PETと相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2)、硫酸化バリウム(BaSO4)、炭酸カルシウムのようなフィラーをPETに分散させた後、PETを2軸延伸法で延伸することにより、フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。 Examples of the diffusion plate 25 include white PET and white PP. White PET is obtained by dispersing a resin incompatible with PET, a filler such as titanium oxide (TiO 2 ), barium sulfate (BaSO 4 ), and calcium carbonate in PET, and then stretching the PET by a biaxial stretching method. As a result, bubbles are generated around the filler.

熱可塑性樹脂からなる拡散板25は、少なくとも1軸延伸されていればよい。少なくとも1軸延伸させれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができる。   The diffusion plate 25 made of a thermoplastic resin only needs to be at least uniaxially stretched. If it is at least uniaxially stretched, bubbles can be generated around the filler.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2、6−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されない。   Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene-2, 6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cyclohexanedimethanol copolymer polyester resin, isophthalic acid copolymer polyester resin, and spiroglycol copolymer polyester resin. , Polyester resins such as fluorene copolymerized polyester resins, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, alicyclic olefin copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyether, Polyesteramides, polyetheresters, polyvinyl chloride, cycloolefin polymers, and copolymers comprising these It can be used as mixtures of these resins, not particularly limited.

光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散板25の厚さが25〜500μmであることが好ましい。   When bubbles are used as the light diffusion region, the thickness of the diffusion plate 25 is preferably 25 to 500 μm.

拡散板25の厚さが25μm未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散板25の厚さが500μmを超える場合には、光学性能については特に問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さの利点が少なくなるので好ましくない。   When the thickness of the diffusing plate 25 is less than 25 μm, it is not preferable because the sheet is insufficiently squeezed and wrinkles are easily generated in the manufacturing process and display. In addition, when the thickness of the diffusion plate 25 exceeds 500 μm, there is no particular problem in optical performance, but the rigidity is increased, so that it is difficult to process into a roll shape and the slit cannot be easily formed. This is not preferable because the advantage of thinness obtained in this manner is reduced.

レンズシート1の厚みに関しては光学特性への影響よりはむしろ製造プロセスまたは要求されるレンズシート1の物理特性等により決められる。   The thickness of the lens sheet 1 is determined by the manufacturing process or the required physical characteristics of the lens sheet 1 rather than the influence on the optical characteristics.

例えば、UV成形により第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5を形成した場合、その支持基材フィルムの基材厚さTは、50μm以下だとシワが出るので、50μm<Tである必要がある。   For example, when the first lens array 3 and the second lens array 5 are formed by UV molding, the base material thickness T of the supporting base film is wrinkled when it is 50 μm or less, so it is necessary that 50 μm <T. is there.

さらに使用するバックライト・ユニットやディスプレイ装置のサイズによりその基材厚みは変化する。例えば、対角37インチサイズ以上のディスプレイ装置では基材厚さTは0.05mmから3mmが望ましい。   Furthermore, the thickness of the base material varies depending on the size of the backlight unit or display device used. For example, in a display device having a diagonal size of 37 inches or more, the substrate thickness T is desirably 0.05 mm to 3 mm.

一般にディスプレイも周期的な画素構造をもつものが多く、そのため、それぞれの周期構造同士のモアレ、3つ以上の周期構造で発生する2次モアレなどの高次のモアレが生じ見た目を損なう欠点が生じる。そこで、レンズシート1のレンズ方向が、画像表示パネル35の周期構造の方向から30度以下の範囲でずれていてもよい。これにより、画像表示パネル35の周期的な画素構造の横或は縦の構造との間で生じるモアレを防止することができる。   In general, many displays have a periodic pixel structure, and as a result, high-order moire such as moire between the respective periodic structures and secondary moire generated in three or more periodic structures is generated, resulting in a defect that impairs the appearance. . Therefore, the lens direction of the lens sheet 1 may be shifted from the direction of the periodic structure of the image display panel 35 within a range of 30 degrees or less. Thereby, it is possible to prevent moiré that occurs between the horizontal and vertical structures of the periodic pixel structure of the image display panel 35.

モアレを防ぐ方法として、第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5および第3レンズアレイ7を蛇行させてもよい。   As a method for preventing moire, the first lens array 3, the second lens array 5, and the third lens array 7 may be meandered.

モアレを防ぐ別の方法として、第1レンズアレイ3、第2レンズアレイ5および第3レンズアレイ7のレンズピッチをランダムにしてもよい。この場合、レンズの高さとピッチを変えてランダムにする方法、レンズの高さを変えずにピッチのみをランダムにする方法、およびプリズムレンズのシフト量Δをランダムにする方法がある。ただし、外観上におけるムラの観点からレンズの高さを変えずにランダムにする方法が望ましい。その場合のランダム率(標準ピッチに対するピッチの増減率)は20%以下が望ましく、10%以下がより望ましい。   As another method for preventing moire, the lens pitch of the first lens array 3, the second lens array 5, and the third lens array 7 may be random. In this case, there are a method of randomizing the lens height and pitch, a method of randomizing only the pitch without changing the lens height, and a method of randomizing the shift amount Δ of the prism lens. However, from the viewpoint of unevenness in appearance, a method of randomizing without changing the lens height is desirable. In that case, the random rate (pitch increase / decrease rate with respect to the standard pitch) is preferably 20% or less, and more preferably 10% or less.

図1に示すように、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置70は、画像表示パネル35とバックライト・ユニット55とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the display device 70 according to the embodiment of the present invention includes an image display panel 35 and a backlight unit 55.

画像表示パネル35は、2枚の偏光板(偏光フィルム)31、33と、その間に狭持された液晶パネル32とからなる。液晶パネル32は、たとえば、2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。   The image display panel 35 includes two polarizing plates (polarizing films) 31 and 33 and a liquid crystal panel 32 sandwiched therebetween. The liquid crystal panel 32 is configured, for example, by filling a liquid crystal layer between two glass substrates.

バックライト・ユニット55から出射された光Kは、偏光フィルター33を介して液晶部32に入射され、偏光フィルター31を介して観察者側Fに出射される。   The light K emitted from the backlight unit 55 enters the liquid crystal unit 32 via the polarizing filter 33 and is emitted to the viewer side F via the polarizing filter 31.

画像表示パネル35は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、光学シート52により、観察者側Fへの輝度が向上され、光強度の視角度依存性が低減され、さらにランプイメージが低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。   The image display panel 35 is preferably an element that displays an image by transmitting / blocking light in pixel units. If the image is displayed by transmitting / blocking light in pixel units, the optical sheet 52 improves the luminance toward the viewer side F, reduces the viewing angle dependency of the light intensity, and further reduces the lamp image. An image with high image quality can be displayed by effectively using the reduced light.

画像表示パネル35は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。   The image display panel 35 is preferably a liquid crystal display element. A liquid crystal display element is a typical element that transmits / shields light in pixel units and displays an image, and can improve image quality and reduce manufacturing cost compared to other display elements. Can do.

本発明の実施形態に係るディスプレイ装置70に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。そうすることにより、画像品位をより向上させることができる。   The display device 70 according to the embodiment of the present invention may be provided with a diffusion film, a prism sheet, a polarized light separating / reflecting sheet, or the like. By doing so, the image quality can be further improved.

本発明の実施形態に係るディスプレイ装置70は、光学シート52により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成なので、観察者側Fの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を画像表示パネル35に表示することができる。   Since the display device 70 according to the embodiment of the present invention is configured to use the light K whose light collection / diffusion characteristics are improved by the optical sheet 52, the luminance on the viewer side F is improved, and the distribution of the light intensity in the viewing angle direction is achieved. And an image with a reduced lamp image can be displayed on the image display panel 35.

本発明の実施形態に係るディスプレイ装置70は、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定する画像表示パネル35で、バックライト・ユニット55により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成なので、観察者側Fの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。   The display device 70 according to the embodiment of the present invention is an image display panel 35 that defines a display image according to transmission / light-shielding in pixel units, and light K whose light collection / diffusion characteristics are improved by a backlight unit 55. Therefore, it is possible to improve the luminance on the viewer side F, smooth the distribution of the light intensity in the viewing angle direction, and obtain an image with a reduced lamp image.

本発明の実施形態に係るディスプレイ装置70は、画像表示パネル35が液晶表示素子であり、バックライト・ユニット55により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成なので、観察者側Fの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。   The display device 70 according to the embodiment of the present invention has a configuration in which the image display panel 35 is a liquid crystal display element and uses the light K whose light collection / diffusion characteristics are improved by the backlight unit 55. The luminance of the light can be improved, the distribution of the light intensity in the viewing angle direction can be smoothed, and an image with a reduced lamp image can be obtained.

ここまで、本発明のレンズシート1、それを用いた光学シート52を液晶表示装置に用いた場合について説明してきたが、これに限らず背面投射型スクリーン、太陽電池、有機または無機EL、照明装置など、光路制御を行うものであれば、いずれのものにも使用することができる。   So far, the case where the lens sheet 1 of the present invention and the optical sheet 52 using the lens sheet 1 are used in a liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and a rear projection screen, a solar cell, an organic or inorganic EL, an illumination device. As long as it performs optical path control, it can be used for any device.

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. In addition, this invention is not limited only to these Examples.

[実施例1]
ポリカーボネートを用いて基材17の厚みを250μmとしてレンズシート1を押出成形法により作製した。第1レンズアレイ3を、頂角が90度、レンズピッチが100μm、頂部3aの幅Lが14μmの台形プリズムとした。第2レンズアレイ5を、頂角が90度、レンズピッチが33μmの三角プリズムとした。第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5とのなす角度は90度とした。第3レンズアレイ7を、レンズ半径が430μm、レンズピッチが40μmの半円柱状レンズとした。第3レンズアレイ7と、第1レンズアレイ3または第2レンズアレイ5とのなす角度を45度に配列した。
[Example 1]
The lens sheet 1 was produced by extrusion molding using polycarbonate with a substrate 17 having a thickness of 250 μm. The first lens array 3 was a trapezoidal prism having an apex angle of 90 degrees, a lens pitch of 100 μm, and a width L of the apex 3a of 14 μm. The second lens array 5 was a triangular prism having an apex angle of 90 degrees and a lens pitch of 33 μm. The angle formed by the first lens array 3 and the second lens array 5 was 90 degrees. The third lens array 7 was a semi-cylindrical lens having a lens radius of 430 μm and a lens pitch of 40 μm. The angle formed by the third lens array 7 and the first lens array 3 or the second lens array 5 was arranged at 45 degrees.

[比較例1]
ポリカーボネートを用いて基材17の厚みを250μmとしてレンズシート1を押出成形法により作製した。第1レンズアレイ3を、頂角が90度、レンズピッチが100μm、頂部3aの幅Lが14μmの台形プリズムとした。第2レンズアレイ5を、頂角が90度、レンズピッチが33μmの三角プリズムとした。第1レンズアレイ3と第2レンズアレイ5とのなす角度は90度とした。基材17の裏面は平面にした。
[Comparative Example 1]
The lens sheet 1 was produced by extrusion molding using polycarbonate with a substrate 17 having a thickness of 250 μm. The first lens array 3 was a trapezoidal prism having an apex angle of 90 degrees, a lens pitch of 100 μm, and a width L of the apex 3a of 14 μm. The second lens array 5 was a triangular prism having an apex angle of 90 degrees and a lens pitch of 33 μm. The angle formed by the first lens array 3 and the second lens array 5 was 90 degrees. The back surface of the substrate 17 was flat.

実施例1で作製したレンズシート1と、比較例1で作製したレンズシートとをバックライト55に配置し、その配光分布を測定した。バックライト55の構成は、反射板43の観察者側FにCCFL41を配置し、その上(観察者側F)に拡散板25、レンズシート1という順番で配置した。   The lens sheet 1 produced in Example 1 and the lens sheet produced in Comparative Example 1 were placed in the backlight 55, and the light distribution was measured. In the configuration of the backlight 55, the CCFL 41 is arranged on the observer side F of the reflecting plate 43, and the diffuser plate 25 and the lens sheet 1 are arranged thereon (on the observer side F).

実施例1のレンズシートは、第1レンズアレイ3の配列方向をVe方向として配置した。その結果、比較例のレンズシートでは、正面輝度が高いが、正面から視野を変えると上下方向(Ve方向)30度近辺の輝度が急激に下がる。実施例1のレンズシートでは、正面から視野を変えると、輝度変化がゆるやかで、違和感を生じないことを確認した。また、正面から横方向(Ho方向)へ視野を変えて半値角を比較すると、実地例1の半値角が若干広いことを確認した。   In the lens sheet of Example 1, the arrangement direction of the first lens array 3 was arranged as the Ve direction. As a result, in the lens sheet of the comparative example, the front luminance is high. However, when the field of view is changed from the front, the luminance in the vertical direction (Ve direction) near 30 degrees rapidly decreases. In the lens sheet of Example 1, it was confirmed that when the field of view was changed from the front, the luminance change was gradual and no sense of incongruity was produced. Moreover, when the half-value angle was compared by changing a visual field from the front to the horizontal direction (Ho direction), it was confirmed that the half-value angle of the practical example 1 was slightly wide.

図9に示すように、実施例1のレンズシート1は半値角が広く、輝度変化量が小さいことを確認した。   As shown in FIG. 9, it was confirmed that the lens sheet 1 of Example 1 has a wide half-value angle and a small amount of change in luminance.

本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の断面図。Sectional drawing of the display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレンズシートを斜め上方から見た斜視図。The perspective view which looked at the lens sheet concerning the embodiment of the present invention from the slanting upper part. 本発明の実施形態に係るレンズシートの断面図。Sectional drawing of the lens sheet which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレンズシートの平面図。The top view of the lens sheet concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るレンズシートを斜め下方から見た斜視図。The perspective view which looked at the lens sheet concerning the embodiment of the present invention from the slanting lower part. 90度三角プリズムの輝度分布を示す図。The figure which shows the luminance distribution of a 90-degree triangular prism. 本発明の実施形態に係るレンズシートの輝度分布を示す図。The figure which shows the luminance distribution of the lens sheet which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレンズシートの輝度分布を示す図。The figure which shows the luminance distribution of the lens sheet which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレンズシートの輝度分布を示す図。The figure which shows the luminance distribution of the lens sheet which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレンズシートの半値角とアスペクト比との関係を示す図、および輝度変化量とアスペクト比との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the half value angle of the lens sheet which concerns on embodiment of this invention, and an aspect ratio, and the figure which shows the relationship between a luminance variation | change_quantity and an aspect ratio. 本発明の実施形態に係るレンズシートの半値角とアスペクト比との関係を示す図、および輝度変化量とアスペクト比との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the half value angle of the lens sheet which concerns on embodiment of this invention, and an aspect ratio, and the figure which shows the relationship between a luminance variation | change_quantity and an aspect ratio. 本発明の実施形態に係るレンズシートを作製するための型を斜め下方から見た斜視図。The perspective view which looked at the type | mold for producing the lens sheet which concerns on embodiment of this invention from diagonally downward. 本発明の他の実施形態に係るレンズシートを斜め下方から見た斜視図。The perspective view which looked at the lens sheet which concerns on other embodiment of this invention from diagonally downward. BEFの配置の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of arrangement | positioning of BEF. BEFの斜視図。The perspective view of BEF. 光強度と視野方向に対する角度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the light intensity and the angle with respect to a visual field direction.

符号の説明Explanation of symbols

A…BEFの光強度分布、B…光学フィルムの光強度分布、H、K…光、L…第1レンズアレイの頂部の幅、P…第1レンズアレイのピッチ、Q…第2レンズアレイのピッチ、R…第3レンズアレイのピッチ、S…第3レンズアレイの高さ、F、F’…観察者側、X…観察方向、Va…輝度分布の谷間、Ve…画像表示装置垂直方向、Ho…画像表示装置水平方向、1…レンズシート、2…型、2a…型、3…第1レンズアレイ、3a…第1レンズアレイの頂部、3b…第1レンズアレイの傾斜面、4…第1レンズアレイ型、5…第2レンズアレイ、5a…第2レンズアレイの頂部、6…第2レンズアレイ型、7…第3レンズアレイ、8…第3レンズアレイ型、17…透光性基材、17a…観察者と反対側の面、17b…観察者側の面、25…拡散板、31、33…偏光板、32…液晶パネル、35…画像表示パネル、41…光源、43…反射板(反射フィルム)、52…光学シート、55…バックライト・ユニット、70…ディスプレイ装置、182…拡散フィルム、184…光拡散フィルム、185…BEF、186…透明基材、187…単位プリズム。   A: BEF light intensity distribution, B: Optical film light intensity distribution, H, K: Light, L: Top width of first lens array, P: Pitch of first lens array, Q: Second lens array P, R: Pitch of third lens array, S: Height of third lens array, F, F ′: Observer side, X: Observation direction, Va: Valley of luminance distribution, Ve: Vertical direction of image display device, Ho: Horizontal direction of the image display device, 1 ... lens sheet, 2 ... mold, 2a ... mold, 3 ... first lens array, 3a ... top of the first lens array, 3b ... inclined surface of the first lens array, 4 ... first. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 lens array type, 5 ... 2nd lens array, 5a ... Top part of 2nd lens array, 6 ... 2nd lens array type, 7 ... 3rd lens array, 8 ... 3rd lens array type, 17 ... Translucent base Material, 17a: surface opposite to the observer, 17b: surface on the observer side, 25 Diffuser, 31, 33 ... Polarizing plate, 32 ... Liquid crystal panel, 35 ... Image display panel, 41 ... Light source, 43 ... Reflector (reflective film), 52 ... Optical sheet, 55 ... Backlight unit, 70 ... Display device , 182 ... diffusion film, 184 ... light diffusion film, 185 ... BEF, 186 ... transparent substrate, 187 ... unit prism.

Claims (8)

透光性基材と、
透光性基材の一方の面に設けられた、第1の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第1レンズアレイと、第1レンズアレイの各々の単位レンズの頂部に設けられ前記第1レンズアレイの単位レンズが延在する第1の方向と交差する第2の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第2レンズアレイと、
前記透光性基材の他方の面に設けられた、前記第1レンズアレイの単位レンズが延在する第1の方向および前記第2レンズアレイの単位レンズが延在する第2の方向のいずれとも異なる第3の方向に沿って延在すると共に互いに平行に配置された複数の単位レンズを含む第3レンズアレイと
を有することを特徴とするレンズシート。
A translucent substrate;
A first lens array including a plurality of unit lenses provided on one surface of the translucent substrate and extending in the first direction and arranged in parallel to each other; and each of the first lens arrays A plurality of unit lenses provided at the top of the unit lens and extending along a second direction intersecting with a first direction in which the unit lenses of the first lens array extend and arranged in parallel with each other; A two-lens array;
Either the first direction in which the unit lens of the first lens array extends on the other surface of the translucent substrate or the second direction in which the unit lens of the second lens array extends. And a third lens array including a plurality of unit lenses that extend in a third direction different from each other and are arranged in parallel to each other.
前記第1レンズアレイの単位レンズが延在する第1の方向と前記第2レンズアレイの単位レンズが延在する第2の方向とのなす角度が略90度であり、前記第3レンズアレイの単位レンズが延在する第3の方向と前記第1の方向または前記第2の方向とのなす角度が略45度であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシート。   The angle formed by the first direction in which the unit lenses of the first lens array extend and the second direction in which the unit lenses of the second lens array extend is approximately 90 degrees, and the third lens array The lens sheet according to claim 1, wherein an angle formed between a third direction in which the unit lens extends and the first direction or the second direction is approximately 45 degrees. 前記第3レンズアレイの単位レンズは半円柱形状をなすことを特徴とする請求項1に記載のレンズシート。   The lens sheet according to claim 1, wherein the unit lens of the third lens array has a semi-cylindrical shape. 前記第1レンズアレイの単位レンズは台形プリズム形状をなし、前記第2レンズアレイの単位レンズは頂角が70度〜110度の範囲であるプリズム形状をなすことを特徴とする請求項3に記載のレンズシート。   The unit lens of the first lens array has a trapezoidal prism shape, and the unit lens of the second lens array has a prism shape with an apex angle in a range of 70 degrees to 110 degrees. Lens sheet. 前記第1レンズアレイの単位レンズは台形プリズムの側面を延長して形成される頂角が70度〜110度の範囲であることを特徴とする請求項4に記載のレンズシート。   The lens sheet according to claim 4, wherein the unit lens of the first lens array has an apex angle formed by extending a side surface of the trapezoidal prism in a range of 70 degrees to 110 degrees. 前記第3レンズアレイの単位レンズのアスペクト比が1%以上、20%以下であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシート。   2. The lens sheet according to claim 1, wherein an aspect ratio of a unit lens of the third lens array is 1% or more and 20% or less. 前記第3レンズアレイの前記透光性基材に対する面積比が50%以上、90%以下であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシート。   2. The lens sheet according to claim 1, wherein an area ratio of the third lens array to the translucent substrate is 50% or more and 90% or less. 表示画像を規定する画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの背面に設けられた光源と、
前記光源から発せられた光を入射させて拡散させ拡散光を出射する拡散板と、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のレンズシートを含むバックライト・ユニットと
を有することを特徴とするディスプレイ装置。
An image display panel for defining a display image;
A light source provided on the back of the image display panel;
A diffusion plate that emits diffused light by causing the light emitted from the light source to enter and diffuse;
A display device comprising: a backlight unit including the lens sheet according to claim 1.
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