JP2017111349A - Video source unit and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光源からの光を観察者側に出射する光学シート、該光学シートを備える面光源装置、映像源ユニット、及び表示装置に関する。 The present invention relates to an optical sheet that emits light from a light source toward an observer, a surface light source device including the optical sheet, an image source unit, and a display device.
液晶テレビ等の液晶表示装置は、映像情報を有する液晶パネルに対してその背面側から面光源装置で照明する。これにより、照明光が液晶パネルを透過して映像情報を得て観察者側に出射され、観察者が映像を視認できるようになる。一方、液晶パネルはその性質上、パネル面の法線に対して大きな角度で入射した光は有効に利用することができず、入射前に除外することが好ましい。 A liquid crystal display device such as a liquid crystal television illuminates a liquid crystal panel having video information with a surface light source device from the back side. As a result, the illumination light is transmitted through the liquid crystal panel to obtain video information and emitted to the viewer side, so that the viewer can view the video. On the other hand, due to the nature of the liquid crystal panel, light incident at a large angle with respect to the normal of the panel surface cannot be used effectively, and is preferably excluded before incidence.
これに対して特許文献1には、光源、輝度上昇フィルム(頂部が観察者側を向いているプリズムが複数配列されたシート)、反射偏光フィルム、LCF(光透過部と光吸収部とが交互に配列されたフィルム)、液晶パネルがこの順に配置される構成が開示されている。これにより光源から出射された光の向きを液晶パネルのパネル面法線方向に近づけることができ、光の利用効率を高められるとしている。また、液晶パネルのパネル面に対して大きな角度でLCFに入射した光はここに設けられた光吸収部により吸収される。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a light source, a brightness enhancement film (a sheet in which a plurality of prisms whose tops face the viewer side), a reflective polarizing film, and an LCF (light transmission part and light absorption part alternately). And a structure in which liquid crystal panels are arranged in this order. Thereby, the direction of the light emitted from the light source can be brought close to the normal direction of the panel surface of the liquid crystal panel, and the light use efficiency can be improved. In addition, light incident on the LCF at a large angle with respect to the panel surface of the liquid crystal panel is absorbed by the light absorbing portion provided here.
特許文献1に記載のように頂部が観察者側を向いているプリズムが複数配列されたシートを用いたとき、光を傾斜面で屈折させて透過することにより光の向きが液晶パネルのパネル面法線方向に近づく。ところが一部の光は傾斜面で全反射してしまい、入射角度より出射角度の方がパネル面法線方向に対して大きくなってしまう(サイドローブ)。このサイドローブによる光はこの後に光吸収部により吸収されるため光の利用効率が低下する。 When a sheet in which a plurality of prisms whose tops face the viewer side is used as described in Patent Document 1, light is refracted on an inclined surface and transmitted so that the direction of light is the panel surface of the liquid crystal panel Approach the normal direction. However, a part of the light is totally reflected on the inclined surface, and the exit angle is larger than the incident angle with respect to the normal direction of the panel surface (side lobe). Since the light by the side lobe is subsequently absorbed by the light absorbing portion, the light use efficiency decreases.
そこで本発明は、上記の問題に鑑み、光源からの光の利用効率を向上できる映像源ユニットを提供することを課題とする。また、当該映像源ユニットを用いた表示装置を提供する。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image source unit that can improve the utilization efficiency of light from a light source. In addition, a display device using the video source unit is provided.
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
請求項1に記載の発明は、光源(25)を有する面光源装置(20)と、面光源装置の出光側に配置される液晶パネル(15)と、を備える、映像源ユニット(10)であって、面光源装置は光源からの光を透過して液晶パネルへ出光する光学シート(30)を具備し、光学シートは、液晶パネルの下偏光板に接着されているとともに、光学シートの厚さ方向に配列される光学機能層(30)と、光学要素層(28)と、を備え、光学機能層は、所定の断面を有して一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部(31)と、複数の光透過部の前記間隔に形成される間部(32)と、を備え、光学要素層は、光学機能層とは反対側に凸となる断面を有し、当該断面を有して一方向に延びる単位光学要素(29)が、当該延びる方向とは異なる方向に複数配列されている、映像源ユニットである。 The invention according to claim 1 is an image source unit (10) comprising a surface light source device (20) having a light source (25) and a liquid crystal panel (15) disposed on the light output side of the surface light source device. The surface light source device includes an optical sheet (30) that transmits light from the light source and emits light to the liquid crystal panel, and the optical sheet is bonded to the lower polarizing plate of the liquid crystal panel, and the thickness of the optical sheet. An optical functional layer (30) arranged in the vertical direction and an optical element layer (28). The optical functional layer has a predetermined cross section and extends in one direction, and is different from the extending direction. A plurality of light transmission portions (31) arranged at a predetermined interval, and a space portion (32) formed at the interval of the plurality of light transmission portions, and the optical element layer is opposite to the optical functional layer A unit optical element having a convex cross section and extending in one direction with the cross section 29) are arrayed in a direction different from that of the extending direction, which is a video source unit.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の映像源ユニット(10)において、光透過部(31)が延びる一方向と、単位光学要素(29)が延びる一方向とは光学シートの正面視で成す角が10°以下である。 According to a second aspect of the present invention, in the image source unit (10) according to the first aspect, the one direction in which the light transmitting portion (31) extends and the one direction in which the unit optical element (29) extends are defined by the optical sheet. The angle formed in a front view is 10 ° or less.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の映像源ユニット(10)において、基材層(27)を有し、該基材層の一方の面に光学機能層(30)、基材層の他方の面に光学要素層(28)が積層されている。
The invention according to claim 3 is the image source unit (10) according to
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の映像源ユニット(10)において、光学機能層(30)は、該光学機能層の光透過部(31)が台形断面を有しており、該台形断面のうち長い下底が光学要素層(28)側に向いている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image source unit (10) according to any one of the first to third aspects, the optical function layer (30) has a light-transmitting portion (31) of the optical function layer having a trapezoidal cross section. The lower bottom of the trapezoidal cross section faces the optical element layer (28) side.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、光学機能層は、該光学機能層の光透過部が台形断面を有しており、該台形断面のうち短い上底が光学要素層(28)側に向いている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image source unit according to any one of the first to third aspects, the optical functional layer has a light-transmitting portion of the optical functional layer having a trapezoidal cross section, and the trapezoidal cross section. Among them, the short upper base faces the optical element layer (28) side.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、さらに反射型偏光フィルム(235)を備える。 A sixth aspect of the present invention is the image source unit according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a reflective polarizing film (235).
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の映像源ユニットにおいて、反射型偏光フィルム(235)が、光学機能層(30)と光学要素層(28)との間に配置されている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the video source unit according to the sixth aspect, the reflective polarizing film (235) is disposed between the optical functional layer (30) and the optical element layer (28). .
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、さらに光拡散層(536)が配置されている。 The invention according to claim 8 is the image source unit according to any one of claims 1 to 7, further comprising a light diffusion layer (536).
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の映像源ユニットにおいて、光拡散層が異方性の光拡散をする光拡散層である。 According to a ninth aspect of the present invention, in the video source unit according to the eighth aspect, the light diffusion layer is a light diffusion layer that performs anisotropic light diffusion.
請求項10に記載の発明は、請求項8に記載の映像源ユニットにおいて、光拡散層がプリズム又はレンチキュラーレンズ形状である。 According to a tenth aspect of the present invention, in the video source unit according to the eighth aspect, the light diffusion layer has a prism or lenticular lens shape.
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の映像源ユニット(10)において、プリズム又はレンチキュラーレンズが延びる方向が、光学機能層の透過部が延びる一方向に対して、光学シートの正面視で90°をなす角度である。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the image source unit (10) according to the tenth aspect, the direction in which the prism or lenticular lens extends is in front of the optical sheet with respect to one direction in which the transmission part of the optical functional layer extends. It is an angle that makes 90 ° in view.
請求項12に記載の発明は、請求項8乃至11のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、光拡散層は光学要素層を挟んで光学機能層とは反対側に配置されている。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the video source unit according to any one of the eighth to eleventh aspects, the light diffusion layer is disposed on the opposite side of the optical functional layer with the optical element layer interposed therebetween.
請求項13に記載の発明は、請求項8乃至11のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、光拡散層は光学機能層を挟んで光学要素層とは反対側に配置されている。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the video source unit according to any of the eighth to eleventh aspects, the light diffusion layer is disposed on the opposite side of the optical element layer with the optical functional layer interposed therebetween.
請求項14に記載の発明は、請求項8乃至11のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、光拡散層が光学機能層と光学要素層との間に配置されている。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image source unit according to any one of the eighth to eleventh aspects, the light diffusion layer is disposed between the optical functional layer and the optical element layer.
請求項15に記載の発明は、請求項1乃至14のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、間部の屈折率が光透過部の屈折率よりも小さく形成されている。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the video source unit according to any one of the first to fourteenth aspects, the refractive index of the intermediate portion is formed smaller than the refractive index of the light transmitting portion.
請求項16に記載の発明は、請求項1乃至14のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、間部には光透過部との界面に光を反射する層が形成されている。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the video source unit according to any one of the first to fourteenth aspects, a layer that reflects light is formed at an interface between the light source and the light transmission unit.
請求項17に記載の発明は、請求項1乃至14のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、間部には光を吸収する材料が含有されている。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the video source unit according to any one of the first to fourteenth aspects, a material that absorbs light is contained in the intermediate portion.
請求項18に記載の発明は、請求項1乃至17のいずれかに記載の映像源ユニットにおいて、光源は光学シートの光学要素層の単位光学要素が凸となる側に配置される。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the video source unit according to any one of the first to seventeenth aspects, the light source is disposed on a side where the unit optical element of the optical element layer of the optical sheet is convex.
請求項19に記載の発明は、請求項1乃至18のいずれかに記載の映像源ユニットと、映像源ユニットを納める筐体と、を備える表示装置である。 A nineteenth aspect of the present invention is a display device comprising: the video source unit according to any one of the first to eighteenth aspects; and a housing that houses the video source unit.
本発明によれば、適切な光を効率よく出射するとともに、不具合を生じる光を効果的に吸収して、光の利用効率を向上させ、例えば出光する光の輝度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while emitting an appropriate light efficiently, the light which produces a defect can be absorbed effectively, the utilization efficiency of light can be improved, for example, the brightness | luminance of the emitted light can be raised.
以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図面は見易さのため形状を誇張、変形して表すことがある。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these forms. In the drawings shown below, the shape may be exaggerated and deformed for easy viewing.
図1は第一の形態を説明する図であり、表示装置に含まれる映像源ユニット10を示した分解斜視図である。表示装置には映像源ユニット10の他、説明は省略するが、映像源ユニットを納める筐体、映像源ユニットを作動させる電源、及び映像源ユニットを制御する電子回路等、表示装置として動作するために必要とされる通常の機器を具備している。以下映像源ユニット10について説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment, and is an exploded perspective view showing a
映像源ユニット10は、液晶パネル15、面光源装置20、及び機能性フィルム40を備えている。図1では紙面上が観察者側となる。
The
液晶パネル15は、機能性フィルム40側(観察者側)に配置された上偏光板13と、面光源装置20側に配置された下偏光板14と、上偏光板13と下偏光板14との間に配置された液晶セル層12と、を有している。上偏光板13、下偏光板14は、入射した光を直交する二つの偏光成分(P波およびS波)に分解し、一方の方向(透過軸と平行な方向)の偏光成分(例えば、P波)を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)の偏光成分(例えば、S波)を吸収する機能を有している。
The
液晶セル層12には、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された画素の配向は変化するようになる。面光源装置20側(すなわち入光側)に配置された下偏光板14を透過した特定方向の偏光成分(例えばP波)は、電界印加された画素を通過する際にその偏光方向を90°回転させ、その一方で、電界印加されていない画素を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、画素への電界印加の有無によって、下偏光板14を透過した特定方向の偏光成分(例えばP波)が、下偏光板14の出光側に配置された上偏光板13をさらに透過するか、あるいは、上偏光板13で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。
An electric field can be applied to the liquid
このようにして液晶パネル15では、面光源装置20からの光の透過または遮断を画素毎に制御し、映像を表現することができるように構成されている。
In this way, the
液晶パネルはこのような原理により観察者に対して映像を提供することができるように構成されている。液晶パネルは、その性質上、該液晶パネルの法線方向からの入射光に対しては、出射光のコントラスト、及び効率(透過率)は優れている。しかしながら、液晶パネルの法線方向に対して斜めからの入射光、および観察者による斜め方向からの観察についてはコントラストの低下や効率(透過率)の低さが問題となる。すなわち、光の利用効率を高めるためには液晶パネルの法線方向からの入射光を多くすることが有効である。
液晶パネルの種類は特に限定されることはなく、公知の型の液晶パネルを挙げることができる。これには例えばTN、STN、VA、MVA、IPS、OCB等がある。
The liquid crystal panel is configured to be able to provide an image to the observer based on such a principle. Due to the nature of the liquid crystal panel, the contrast and efficiency (transmittance) of the emitted light are excellent with respect to incident light from the normal direction of the liquid crystal panel. However, with respect to the incident light obliquely with respect to the normal direction of the liquid crystal panel and the observation by the observer from the oblique direction, there are problems of a decrease in contrast and a low efficiency (transmittance). That is, it is effective to increase the incident light from the normal direction of the liquid crystal panel in order to increase the light use efficiency.
The kind of liquid crystal panel is not particularly limited, and examples thereof include known types of liquid crystal panels. These include, for example, TN, STN, VA, MVA, IPS, OCB, and the like.
次に面光源装置20について説明する。図2には、図1にII−IIで示した線に沿って面光源装置20を切断したときの分解断面図の一部を表した。
面光源装置20は、液晶パネル15のうち、観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル15に面状の光を出射する照明装置である。図1、図2からわかるように、本形態の面光源装置20は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板21、光源25、光学シート26、及び反射シート39を有している。
Next, the surface
The surface
導光板21は、図1、図2からわかるように、基部22及び裏面光学要素23を有している。導光板21は透光性を有する材料により形成された全体として板状の部材である。本形態では導光板21の観察者側となる一方の板面側は平滑面とされ、これとは反対側である他方の板面側は裏面とされ、裏面光学要素23が形成されている。
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the
基部22、裏面光学要素23をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ABS樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)等を挙げることができる。
Various materials can be used as the material forming the
基部22は、裏面光学要素23のベースとなる部位で、所定の厚さを有する板状の部位である。
The
裏面光学要素23は、基部22の裏面側(光学シート26が配置される側とは反対側)に形成される凹凸形状であり、三角柱状の複数の裏面光学要素23が配列されている。裏面光学要素23は、凸部の稜線が図1の紙面左右方向に延びる柱状であり、複数の裏面光学要素23は当該延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。本形態の裏面光学要素23は断面が三角形であるがこれに限定されることはなく、多角形、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状であってもよい。
複数の裏面光学要素23の配列方向は導光方向であることが好ましい。すなわち、光源から離隔する方向に配列され、光源25が配列される方向、又は1つの長い光源であれば該光源が延びる方向に各裏面光学要素23の稜線が延びている。
The back surface
The arrangement direction of the plurality of back surface
なお、本件明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状を含む。また同様に、本件明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。 The “triangular shape” in the present specification includes not only a triangular shape in a strict sense but also a substantially triangular shape including limitations in manufacturing technology, errors in molding, and the like. Similarly, terms used in the present specification to specify other shapes and geometric conditions, for example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “ellipse”, “circle”, etc. are bound to the strict meaning. Therefore, it should be interpreted including an error to the extent that a similar optical function can be expected.
このような構成を有する導光板21は、押し出し成型により、又は、基材上に裏面光学要素23を賦型することにより、製造することができる。なお、押し出し成型で製造された導光板21においては、基部22、及び裏面光学要素23が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板21を製造する場合、裏面光学要素23が、基部22と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。
The
図1、図2に戻って、光源25について説明する。本形態では光源25は、導光板21の基部22が有する対向する2組の側面のうち、裏面光学要素23が配列される方向の一組の側面の一方側に配置される発光源である。ただし、当該一組の側面の両者に光源が配置されてもよい。このときには裏面光学要素23の形状も公知の例に倣って変更される。
光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のLED(発光ダイオード)、又は白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本形態では光源25は複数のLEDにからなり、不図示の制御装置により各LEDの出力、すなわち、各LEDの点灯および消灯、及び/又は、各LEDの点灯時の明るさを、他のLEDの出力から独立して調節し得るように構成されている。
Returning to FIGS. 1 and 2, the
The type of the light source is not particularly limited, but may be configured in various forms such as a fluorescent lamp such as a linear cold cathode tube, a point LED (light emitting diode), or an incandescent lamp. In this embodiment, the
次に光学シート26について説明する。図1、図2からわかるように、光学シート26は、シート状に形成された基材層27と、基材層27の面のうち、導光板21に対向する面、すなわち入光側面に設けられた光学要素層として機能するプリズム層28と、基材層27の面のうち、プリズム層28とは反対側の面、すなわち出光側面に設けられた光学機能層30と、を備えている。
Next, the
この光学シート26は、後述するように、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向(法線方向)の輝度を集中的に向上させる機能(集光機能)を有している。さらに、当該正面方向に対して大きな角度で進行した光を吸収する機能(光吸収機能)を有している。
As will be described later, the
図1、図2に示すように、基材層27は、本形態ではプリズム層28、及び光学機能層30を支持する平板状のシート状部材である。
基材層27をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)、メタクリル樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。この中でも面光源装置20と下偏光板14との組み合わせを考慮して複屈折の少ないTAC、メタクリル樹脂、ポリカーボネートを用いることが好ましい。さらに、車載など高い耐熱性が求められる用途では、ガラス転移点が高いポリカーボネートを用いることが更に望ましい。具体的にはポリカーボネートのガラス転移点は143℃であり、一般に105℃での耐久性が求められる車載用途に適している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
Various materials can be used as the material forming the
プリズム層28は光学要素層として機能し、複数の単位光学要素である単位プリズム29が基材層27の入光面側に沿って並べられるように配置されている。より具体的には、単位プリズム29は、当該並べられる方向に直交する方向に、図2に示した光学機能層30とは反対側に凸となる所定の断面形状を維持して延びるように形成された柱状の部材である。その延びる方向は、裏面光学要素23、及び後述する光学機能層30の光透過部31が延びる方向と同じであり、光学シート26の正面視で導光板21の導光方向に直交する方向である。従って、複数の単位プリズム29が導光方向に配列されている。
本形態では単位光学要素の断面が三角形でありプリズムとしての形状を満たしていることから、単位光学要素を単位プリズムとし、光学要素層をプリズム層と記載する。ただし単位光学要素は、必ずしもプリズム形状である必要はなく、一部又は全部に曲面を有する形状であってもよい。
The
In this embodiment, since the unit optical element has a triangular cross section and satisfies the prism shape, the unit optical element is referred to as a unit prism, and the optical element layer is referred to as a prism layer. However, the unit optical element does not necessarily have a prism shape, and may have a shape having a curved surface in part or in whole.
単位プリズム29が延びる方向である長手方向は、表示装置を正面から観察した場合に(正面視で)、液晶パネル15の下偏光板14の透過軸と交差している。好ましくは、光学シート26の単位プリズム29の長手方向は、液晶パネル15の下偏光板14の透過軸に対して、当該正面視で45°より大きく135°より小さい角度で交差している。なお、ここでいう角度は、単位プリズム29の長手方向と下偏光板14の透過軸とによってなされる角度のうちの、小さい方の角度、すなわち、180°以下の角度のことを意味している。とりわけ、本形態においては、光学シート26の単位プリズム29の長手方向は、液晶パネル15の下偏光板14の透過軸に対して直交し、光学シート26の単位プリズム29が並べられる方向は、液晶パネル15の下偏光板14の透過軸と平行になっていることが好ましい。
The longitudinal direction, which is the direction in which the
次に単位プリズム29の断面形状について説明する。図3は、図2のうち、基材層27及びプリズム層28の一部を拡大した図である。ここでndは基材層27の層面の法線方向を表わしている。
Next, the cross-sectional shape of the
図3からわかるように、本形態では、単位プリズム29は、基材層27の導光板21側面が突出した二等辺三角形の断面を有している。つまり、基材層27の層面と平行な方向の単位プリズム29の幅は、基材層27の法線方向ndに沿って基材層27から離れるにつれて小さくなる。このように単位プリズム(単位光学要素)29は光学機能層30とは反対側に凸となるように形成されている。従って映像源ユニット10では光源25側に凸となる要素である。
As can be seen from FIG. 3, in this embodiment, the
また、本形態では、単位プリズム29の外輪郭は、基材層27の法線方向ndと平行な軸を対称軸として、線対称となっており、断面が二等辺三角形である。
Further, in this embodiment, the outer contour of the unit prisms 29 as axis of symmetry an axis parallel to the normal direction n d of the
ここで、単位プリズム29の寸法は特に限定されるものではないが、頂角θpは50°以上80°以下、底辺幅Wp及びピッチPpは10μm以上100μm以下であることが好ましい。
Here, the dimensions of the
本形態では上記のように断面形状が三角形である単位光学要素を単位プリズムとして説明したが、単位光学要素はこれに限定されるものでなく、当該三角形の頂点部が短い上底となる台形や、斜面の形状が折れ線状である多角形であってもよい。またはプリズム形状でなく、斜面の部分が凸状の曲線、又は凹状の曲線であってもよい。
また、複数の単位光学要素は、断面形状が全て同じで同じであってもよいし、1ピッチ置き、その他の規則性を有して異なる断面形状となるように配列されてもよい。
In this embodiment, the unit optical element having a triangular cross-sectional shape as described above has been described as a unit prism, but the unit optical element is not limited to this, and a trapezoid in which the apex of the triangle is a short upper base or The polygonal shape in which the shape of the slope is a polygonal line may be used. Alternatively, the slope portion may be a convex curve or a concave curve instead of the prism shape.
In addition, the plurality of unit optical elements may have the same cross-sectional shape, or may be the same, or may be arranged so as to have different cross-sectional shapes at intervals of one pitch or with other regularity.
単位光学要素(本形態では単位プリズム)を構成する材料は基材層と同様のものを適用することができる。ここで、後述するように斜面において適切に光を全反射して観察者側に向ける観点から屈折率は1.55以上であることが好ましい。ただし、屈折率が高すぎる材料は割れやすい場合が多いので屈折率は1.61以下であることが好ましい。より好ましくは1.58以下である。 The material constituting the unit optical element (unit prism in this embodiment) can be the same as that of the base material layer. Here, as will be described later, it is preferable that the refractive index is 1.55 or more from the viewpoint of appropriately totally reflecting light on the slope and directing it toward the viewer. However, since a material with a refractive index that is too high is likely to break, the refractive index is preferably 1.61 or less. More preferably, it is 1.58 or less.
次に図1、図2に戻って光学機能層30について説明する。本形態の光学機能層30はプリズム層(光学要素層)28により向きが変えられた光のうち、液晶パネル15のパネル面の法線方向に近い向きに進む光を効率よく透過しつつ、当該法線方向に対して大きな角度を有して進む光を吸収する。これにより質の高い映像光を観察者に提供することができる。図4は図2のうち、基材層27と光学機能層30に注目して一部を拡大して表した図である。
Next, returning to FIGS. 1 and 2, the optical
光学機能層30は、図4に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する形状を備える。すなわち、図4に表れる断面において、略台形である光透過部31と、隣り合う2つの光透過部31間に形成された断面が略台形の、間部として機能する光吸収部32と、を備えている。そして、図1、図2、図4からわかるように、光透過部31及び光吸収部32が延びる方向は上記したプリズム層28の単位プリズム29が延びる方向と同じとされ、光透過部31と光吸収部32とが交互に並ぶ方向は複数の単位プリズム29が並ぶ方向と同じである。
The optical
光透過部31は光を透過させることを主要の機能とする部位であり、本形態では図2、図4に表れる断面において、基材層27側に長い下底、その反対側(観察者側)に短い上底を有する略台形の断面形状を有する要素である。光透過部31は、基材層27の層面に沿って当該断面を維持して延びるとともに、この延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配列される。そして、隣り合う光透過部31の間には、略台形断面を有する間隔が形成されている。従って、当該間隔は光透過部31の上底側(光学要素層28側とは反対側)に長い下底を有し、光透過部31の下底側(光学要素層28側)に短い上底を有する台形断面を有し、ここに後述する必要な材料が充填されることにより間部(本形態では光吸収部32)が形成される。なお、本形態では隣り合う光透過部31は長い下底側で連結されている。
The
光透過部31は屈折率がNtとされている。このような光透過部31は、透過部構成組成物を硬化させることにより形成することができる。詳しくは後で説明する。屈折率Ntの値は特に限定されることはないが、後述するように台形断面の斜面における光吸収部32との界面で適切に光を全反射する観点から屈折率は1.55以上であることが好ましい。ただし、屈折率が高すぎる材料は割れやすい場合が多いので屈折率は1.61以下であることが好ましい。より好ましくは1.56以下である。
The
光吸収部32は隣り合う光透過部31の間に形成された上記した間隔に配置された間部であり、当該間隔の断面形状と同様の断面形状となる。従って短い上底が光学要素層28側を向き、長い下底が光学要素層28側とは反対側となる。そして光吸収部32は、屈折率がNrとされるとともに、光を吸収することができるように構成されている。具体的には屈折率がNrであるバインダーに光吸収粒子が分散される。屈折率Nrは、光透過部31の屈折率Ntよりも低い屈折率とされる。このように、光吸収部32の屈折率を光透過部31の屈折率より小さくすることにより、所定の条件で光透過部31に入射した光を光吸収部32との界面で適切に全反射させることができる。屈折率Nrの値は特に限定されることはないが、当該全反射を適切に行う観点から1.50以下であることが好ましく、その中でも入手性の観点から1.47以上が好ましい。より好ましく1.49以上である。
The
光透過部31の屈折率Ntと光吸収部32の屈折率Nrとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、0.05以上0.14以下であることが好ましい。屈折率差を大きくすることにより、より多くの光を全反射させることができる。
The difference in refractive index between the refractive index Nt of the
光学機能層30では、特に限定されることはないが、例えば次のように光透過部31及び光吸収部32が形成される。すなわち、図4にPkで表した光透過部31及び光吸収部32のピッチは20μm以上100μm以下であることが好ましい。また、図4にθkで示した光吸収部32と光透過部31との斜辺における界面と、光学機能層30の層面の法線と、の成す角は1°以上10°以下であることが好ましい。そして図4にDkで示した光透過部32の厚さは50μm以上150μm以下であることが好ましい。これらの範囲内とすることにより、光の透過と光の吸収とのバランスを適切にすることができる。
The
本形態では光透過部31と光吸収部32との界面が断面において一直線状となる例を示したが、これに限らず折れ線状、凸である曲面状、凹である曲面状等であってもよい。また、複数の光透過部31及び光吸収部32で断面形状が同じであってもよいし、所定の規則性を有して異なる断面形状であってもよい。
In this embodiment, an example in which the interface between the light transmitting
以上のように、光学シート26では光学要素層28と光学機能層30とを有しており、光学要素層28は光学機能層30とは反対側に凸となるように単位光学要素29が配列される。ここで、単位光学要素29が延びる方向と光学機能層30の光透過部31及び光吸収部32が延びる方向とは光学シート26の正面視で10°以下の角度を成していることが好ましい。これにより後述するように効率の良い光の制御が可能となる。
As described above, the
光学シート26は例えば次のように作製できる。
はじめに基材層27の一方の面側に光透過部31を形成する。これは、光透過部31の形状が転写できる形状を表面に有する金型ロールと、これに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層27となる基材シートを挿入する。このとき、基材シートと金型ロールとの間に光透過部を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された光透過部に対応する溝(光透過部形状を反転した形状)に光透過部を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの表面形状に沿ったものとなる。
The
First, the
ここで、光透過部を構成する組成物としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等の電離放射線硬化型の樹脂を挙げることができる。 Here, examples of the composition constituting the light transmission part include ionizing radiation curable resins such as epoxy acrylate, urethane acrylate, polyether acrylate, polyester acrylate, and polythiol.
金型ロールと基材シートとの間に挟まれ、ここに充填された光透過部を構成する組成物に対し、基材シート側から光照射装置により硬化させるための光を照射する。これにより、組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層27および成形された光透過部31を離型する。
Light for curing with a light irradiation device is irradiated from the substrate sheet side to the composition constituting the light transmission portion sandwiched between the mold roll and the substrate sheet and filled therein. Thereby, a composition can be hardened and the shape can be fixed. And the
次に、光吸収部32を形成する。光吸収部32を形成するには、まず、上記形成した光透過部31間の間隔に光吸収部を構成する組成物を充填する。その後、余剰分の当該組成物をドクターブレード等で掻き落とす。そして、残った組成物に光透過部31側から光照射装置により硬化させ、間部(光吸収部32)を形成することができる。
Next, the
光吸収部として用いられる材料は特に限定されないが、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、およびブタジエン(メタ)アクリレート等の光硬化型樹脂の中に着色された光吸収粒子が分散されている組成物を挙げることができる。 The material used as the light absorbing portion is not particularly limited, but for example, it is colored in a photocurable resin such as urethane (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, and butadiene (meth) acrylate. And a composition in which the light absorbing particles are dispersed.
また光吸収粒子を分散させる代わりに顔料や染料により光吸収部全体を着色することもできる。
光吸収粒子を用いる場合には、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。着色粒子の平均粒子径は1.0μm以上20μm以下であることが好ましい。
Further, instead of dispersing the light absorbing particles, the entire light absorbing portion can be colored with a pigment or a dye.
When using light-absorbing particles, light-absorbing colored particles such as carbon black are preferably used. However, the present invention is not limited to these, and selectively absorbs a specific wavelength according to the characteristics of image light. Colored particles may be used. Specific examples include organic fine particles colored with metal salts such as carbon black, graphite, and black iron oxide, dyes, pigments, colored glass beads, and the like. In particular, colored organic fine particles are preferably used from the viewpoints of cost, quality, availability, and the like. The average particle diameter of the colored particles is preferably 1.0 μm or more and 20 μm or less.
これにより基材層27の一方の面に光学機能層30が積層した積層体が形成される。そしてこの積層体に対して、基材層27のうち光学機能層30が積層された側とは反対の他方の面に単位プリズム29を賦型する。これにより光学シート26となる。単位プリズム29をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)が好適に使用され得る。
Thereby, a laminated body in which the optical
本形態では1つの基材層27の表裏に光学要素層(プリズム層)28及び光学機能層30を配置した例を説明したが、これに限らずプリズム層28及び光学機能層30がそれぞれ個別に基材層を有し、基材層同士と貼り合わせて光学シートとしてもよい。また、プリズム層28及び光学機能層30がそれぞれ個別に基材層を備える場合には基材層同士を貼り合わせることなく所定の間隔を有して、又は貼り合わせることなく接触させるのみで配置してもよい。その際には、所定の間隔に面する面、又は当該接触させる面はマット面(微小な凹凸面)が形成されてもよい。このマット面としては例えば表面粗さがRa(μm)(JIS B 0601(2001) 算術平均粗さ)で0.1μm以上0.5μm以下の範囲である例が挙げられる。これにより光学密着やシンチレーションを防止することができる。
ただし、本形態のように1つの基材層27の表裏に光学要素層(プリズム層)28及び光学機能層30を配置したことにより界面を減らすことができ界面反射を低減して効率よく光を提供することが可能である。
In this embodiment, the example in which the optical element layer (prism layer) 28 and the
However, by arranging the optical element layer (prism layer) 28 and the optical
本発明では、光学シートのうち光学機能層30と上記した下偏光板14とが粘着剤により接着され、空気界面を具備しないように形成されている。これにより、さらに界面を減らすことができ界面反射を低減して効率よく光を提供することができ、輝度を高めることが可能である。
In the present invention, the optical
図1、図2に戻って、面光源装置20の反射シート39について説明する。反射シート39は、導光板21の裏面から出射した光を反射して、再び導光板21内に光を入射させるための部材である。反射シート39は、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜(例えば金属薄膜)を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを好ましく適用することができる。
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the
機能性フィルム40は、液晶パネル15の出光側に配置され、映像光の質を向上させたり、映像源ユニット10を保護したりする機能を有する層である。これには例えば反射防止フィルム、防眩フィルム、ハードコートフィルム、色調補正フィルム、光拡散フィルム等を挙げることができ、これらが単独又は複数組み合わされて構成されている。
The
次に、以上のような構成を備える表示装置の作用について、光路例を示しつつ説明する。ただし当該光路例は説明のための概念的なものであり、反射や屈折の程度を厳密に表したものではない。 Next, the operation of the display device having the above configuration will be described with an example of the optical path. However, the optical path example is conceptual for explanation, and does not strictly represent the degree of reflection or refraction.
まず、図2に示すように、光源25から出射した光は、導光板21の側面の入光面を介して導光板21内に入射する。図2には、一例として、光源25から導光板21に入射した光L21、L22の光路例が示されている。
First, as shown in FIG. 2, the light emitted from the
図2に示すように、導光板21に入射した光L21、L22は、導光板21の出光側面及びその反対側の裏面において、空気との屈折率差による全反射を繰り返し、導光方向(図2の紙面右方向)へ進んでいく。
As shown in FIG. 2, the light L21 and L22 incident on the
ただし、導光板21の裏面には裏面光学要素23が配置されている。このため、図2に示すように、導光板21内を進む光L21、L22は、裏面光学要素23によって進行方向が変わり、全反射臨界角未満の入射角度で出光面、及び裏面に入射することもある。この場合に当該光は、導光板21の出光面及びその反対側の裏面から出射し得る。
However, the back
出光面から出射した光L21、L22は、導光板21の出光側に配置された光学シート26へと向かう。一方、裏面から出射した光は、導光板21の背面に配置された反射シート39で反射され、再び導光板21内に入射して導光板21内を進むことになる。
Lights L21 and L22 emitted from the light exit surface travel to the
導光板21内を進行する光と、裏面光学要素23で向きを変えられて全反射臨界角未満の入射角度で出光面に達する光は、導光板21内の導光方向に沿った各区域において生じる。このため、導光板21内を進んでいる光は、少しずつ、出光面から出射するようになる。これにより、導光板21の出光面から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。
The light traveling in the
導光板21から出射した光は、その後、光学シート26へ入射する。光学シート26の単位プリズム29は、単位プリズム29へ光が入射した面とは反対側の面で全反射して向きが変えられ集光作用(液晶パネルの法線方向に近付く方向に光の向きを変える作用)を及ぼす。すなわち、図3にL31で示したように、単位プリズム29に入射した光は、単位プリズム29と空気との屈折率差に基づいてその界面で全反射する。そのとき、単位プリズム29の斜辺はシート面法線nd(液晶パネルの法線と同じ。)に対してθp/2傾いているので、界面における反射光は入射光よりも法線ndに近付けられる角度となる。
The light emitted from the
つまり、プリズム層28では、光学シート26の単位プリズム29の配列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。したがって、光学シート26での光学的作用によって正面方向輝度を上昇させることができる。
このように、入光側に凸となる単位プリズム29を有するプリズム層ではサイドローブが発生することなく効率よく光を集光することができる。
That is, in the
As described above, the prism layer having the
プリズム層28により集光された光は光学機能層30に入射する。光学機能層30に入射する光は基本的にプリズム層28で集光されているので、例えば図4にL41で示したように、光吸収部32との界面に達することなく光透過部31を透過する、又は図4にL42で示したように光吸収部32との界面に達しても全反射することができ、光透過部31を透過する。
一方、図4にL43で示したようになんらかの理由によりシート面法線に対して大きな角度で光学機能層30に入射した光は光吸収部32に吸収され、液晶パネル15には提供されない。
The light condensed by the
On the other hand, as indicated by L43 in FIG. 4, the light incident on the optical
このような光学シート26により、導光板21からの光を効率よく集光し、集光しなかった光は光吸収部で吸収するため、適切な光を効率よく液晶パネルに提供することができ、光の利用効率を大幅に向上させることが可能となる。
With such an
さらに、光路について説明する。上記のように面光源装置20を出射した光は、液晶パネル15の下偏光板14に入射する。下偏光板14は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。下偏光板14を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板13を透過するようになる。このようにして、液晶パネル15によって、面光源装置20からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、観察者が映像を観察することができるようになる。その際、映像光は機能性フィルム40を介して観察者に提供され、映像の質が高められている。
本発明では、下偏光板14と光学シート26とが粘着剤により直接積層されているので、空気との界面がなく、界面反射が低減され、効率よく光を正面側に提供することができ、その結果輝度を高めることができる。
Further, the optical path will be described. The light emitted from the surface
In the present invention, since the lower
図5は第二の形態を説明する図であり、図2に相当する図である。この形態では面光源装置120において光学シート26の代わりに光学シート126が適用されており、他の構成については上記映像源ユニット10と同じである。
FIG. 5 is a view for explaining the second embodiment and corresponds to FIG. In this embodiment, an
光学シート126は、光学シート26と同様に基材層27及びプリズム層28を備えているが、光学機能層130が上記光学機能層30に対して層の向きが反対である。そしてその光学機能層130の観察者側には光学機能層130用の基材層127が配置されている。当該基材層127は基材層27と同様に構成することができる。そして本形態でも光学シート126は下偏光板14に粘着剤により直接積層されている。
このような光学シート126を用いても光の利用効率を大幅に向上させることが可能となる。図6には光学機能層130における光路例を示した。図6は図4に相当する図である。なお、光学機能層130に入射するまでの光の進行は上記した面光源装置20を同じである。
The
Even if such an
プリズム層28により集光された光は光学機能層130に入射する。光学機能層130に入射する光は基本的にプリズム層28で集光されているので、例えば図6にL61で示したように、光吸収部32との界面に達することなく光透過部31を透過する、又は図6にL62で示したように光吸収部32との界面に達しても全反射することができ、光透過部31を透過する。このとき本形態では、光透過部31と光吸収部32との界面の傾斜方向により、L62からわかるように、光を正面方向に集光する。
一方、図6にL63で示したようになんらかの理由によりシート面法線に対して大きな角度で光学機能層130に入射した光は光吸収部32に吸収され、液晶パネル15には提供されない。
The light condensed by the
On the other hand, as indicated by L63 in FIG. 6, the light incident on the optical functional layer 130 at a large angle with respect to the normal to the sheet surface for some reason is absorbed by the
図7は第三の形態を説明する図であり、図2に相当する図である。この形態では光学シート26の代わりに光学シート226が適用されており、他の構成については上記映像源ユニット10と同じである。
FIG. 7 is a diagram for explaining the third embodiment and corresponds to FIG. In this embodiment, an
光学シート226では、上記した基材層27と光学機能層130との間に、基材層27側から反射型偏光フィルム235、及び光学機能層用基材層227がこの順で配置されている例である。これ以外については上記した光学シート26と同じなので、ここでは反射型偏光フィルム235及び光学機能層用基材層227について説明する。
In the
反射型偏光フィルム235は、公知のものを適用することができる。すなわち、所定の偏光方向の光のみを透過し、他の偏光方向の光を反射する。これにより、公知のように当該反射した光を再利用することができ、光の利用効率を高めることができる。
As the reflective
光学機能層用基材層227は光学機能層30の基材となる層で、基材層27と同様に構成することができる。
The
この形態では、基材層27と光学機能層30との間に反射型偏光フィルム235を配置する例について説明したが、その位置はこれに限定されることはなく、反射型偏光フィルム235が光学機能層30の観察者側面に配置されてもよい。このときには光学シート26と同様に基材層27の表裏にプリズム層28及び光学機能層30を配置できる。
In this embodiment, the example in which the reflective
また、この形態では光学機能層30が適用された例を説明したが、その代わりに光学機能層130及び基材層127が適用されてもよい。
Moreover, although the example in which the
そして本形態の光学シートも下偏光板に対して粘着剤により直接積層されており、上記効果を奏するものとなる。 The optical sheet of the present embodiment is also directly laminated with an adhesive on the lower polarizing plate, and exhibits the above effects.
また、上記の形態では光源が側面に配置されたエッジ型の面光源装置を説明したが、光源が背面に配置された形式の直下型の面光源装置とすることもできる。 In the above embodiment, the edge type surface light source device in which the light source is arranged on the side surface has been described. However, a direct type surface light source device of a type in which the light source is arranged on the back surface may be used.
図8は第四の形態を説明する図であり、図4に相当する図である。この形態では光学シート26の代わりに光学シート326が適用されており、他の構成については上記映像源ユニット10と同じである。
FIG. 8 is a diagram for explaining the fourth embodiment and corresponds to FIG. In this embodiment, an
光学シート326は、光学シート26と同様に基材層27及びプリズム層28(図8には不図示)を備えているが、光学機能層30の代わりに光学機能層330を有しておりこの点で上記光学シート26と異なる。具体的には、本形態では、隣り合う光透過部31の間に配置される間部332は、光透過部31との界面に光反射層332aを有している。そして間部332のうち該光反射層332aで挟まれる間に光吸収部332bが形成されている。
The
光反射層332aは、金属面や他の材料面による反射を利用して光を反射させるための層で、間部332のうち光透過部31との界面に形成されている。光反射層332aは、例えばアルミニウム、銅、銀等の蒸着膜等により形成することができる。
光吸収部332bは上記した光吸収部32に倣って形成すればよい。
The
The
このような光学機能層330によれば、光学機能層330に入射する光は基本的にプリズム層28で集光されているので、例えば図8にL81で示したように、間部332との界面に達することなく光透過部31を透過する。又は図8にL82で示したように光が光透過部31と間部332との界面に達しても光反射層332aで反射することができ、光透過部31を透過する。この形態では、全反射を利用する反射ではないので全反射条件を満たさない光であっても光反射層332aで光を反射させて出光させることができる。これにより、さらに明るく光を出射することが可能である。一方、光反射層332aを透過した一部の光や、出光面側(図8の紙面上方)から間部332に入射した光は光吸収部332bに吸収される。
According to such an
図9は第五の形態を説明する図であり、図4に相当する図である。この形態では光学シート26の代わりに光学シート426が適用されており、他の構成については上記映像源ユニット10と同じである。
FIG. 9 is a diagram for explaining the fifth embodiment and corresponds to FIG. In this embodiment, an
光学シート426は、光学シート26と同様に基材層27及びプリズム層28(図9には不図示)を備えているが、光学機能層30の代わりに光学機能層430を有しておりこの点で上記光学シート26と異なる。具体的には、隣り合う光透過部31の間に配置される間部432は、光透過部31との界面に光反射層432aを有している。そして間部432のうち該光反射層332aで挟まれる間は透明である透明部432bが形成されている。
The
光反射層432aは、金属面や他の材料面による反射を利用して光を反射させるための層で、間部432のうち光透過部31との界面に形成されている。光反射層432aは、例えばアルミニウム、銅、銀等の蒸着膜等により形成することができる。
透明部432bは、空洞や透明樹脂が充填される等して光が透過するように形成すればよい。
The
The
このような光学機能層430によれば、光学機能層430に入射する光は基本的にプリズム層28で集光されているので、例えば図9にL91で示したように、光透過部31と間部432との界面に達することなく光透過部31を透過する。又は図9にL92で示したように光は間部432との界面に達しても光反射層432aで反射することができ、光透過部31を透過する。この形態では、全反射を利用する反射ではないので全反射条件を満たさない光であっても光反射層432aで光を反射させて出光させることができ、さらに明るく光を出射することができる。
さらに光学機能層430では、L93で示したように出光面側(図9の紙面上方)から間部432の透明部432bに入射した光は、間部432の内側で反射を繰り返し、出光側に出射される。これによってさらに明るい光を提供することが可能となる。
According to such an
Further, in the
また、面光源装置には光拡散層を備えてもよい。図10には第六の形態を説明する図を示した。この図は図1に相当する図である。また、図11は光拡散層536のうち、プリズム層28の単位プリズム29が延びる方向(導光板22の導光方向に直交する方向)における断面である。
本形態では面光源装置20の代わりに面光源装置520が適用された映像源ユニット510である。そしてこの映像源ユニット510では、導光板22の出光面側に光拡散層536が具備されている。光拡散層536以外の構成については上記した面光源装置20と同じなのでここでは光拡散層536について説明をする。すなわち本形態でも光学シート26が下偏光板に対して粘着剤により直接積層されている。
The surface light source device may be provided with a light diffusion layer. FIG. 10 is a diagram for explaining the sixth embodiment. This figure corresponds to FIG. FIG. 11 is a cross section of the
In this embodiment, it is an
本形態の光拡散層536は、導光板21の出光面に設けられた拡散層であり、複数の凸部である単位拡散要素536aが配列されている。所定の方向に光を拡散する異方拡散性を有する拡散層である。
単位拡散要素536aは、図11に表れるように断面五角形のプリズム形状の断面を有し該断面を維持してその稜線が一方に延びる柱状の要素である。単位拡散要素536aの稜線が延在する方向は、単位裏面プリズム23aの稜線が延びる方向に対して直交する方向、及び光学機能層30の光透過部31、光吸収部32が延びる方向に直交する方向である。すなわち単位拡散要素536aはその稜線が導光板21の導光方向に平行である。
The
The
本形態の単位拡散要素536aはここに入射した光を拡散して出射することができる五角形断面を具備しており、このように拡散作用を有するように構成されていればその具体的形状は特に限定されることはない。すなわち、図11に光路例L111で表したように、導光板21から出射して単位拡散要素536aに入射した光は、当該単位拡散要素536aから出射する際にその傾斜面により導光板の法線方向(図11にndで示した線)に対してより傾斜した方向、すなわち拡散方向に向きが変えられ、これにより拡散作用を発揮する。
The
光拡散層536によれば、導光板22から出光する光を拡散してさらなる光の均一化を図ることができる。本形態では上記のように五角形断面である例の光拡散層を示したが、光を拡散することができれば他の断面形状を挙げることができる。これには例えば三角形断面のプリズム形状や、図12(a)に示したレンチキュラーレンズ形状(半円形の凸断面)の単位拡散要素536’aを有する光拡散層546’や図12(b)に示した半円形の凹断面の形態の単位拡散要素536”aを有する光拡散層536”を挙げることができる。
According to the
また上記した光拡散層は単位拡散要素が延びる方向に直交する方向に対して光を拡散する異方性拡散の性質を有する光拡散層であった。これに対して等方に光が拡散する等方性拡散の性質を有する光拡散層が設けられてもよい。このような光拡散層としては、例えば透明樹脂バインダーに当該バインダーとは屈折率が異なる透明微粒子を分散させたものや、表面に微小な凹凸を備えたいわゆるマット面を具備するものを挙げることができる。 The light diffusion layer described above is a light diffusion layer having the property of anisotropic diffusion that diffuses light in the direction orthogonal to the direction in which the unit diffusion elements extend. On the other hand, a light diffusion layer having the property of isotropic diffusion that diffuses light isotropically may be provided. Examples of such a light diffusing layer include a transparent resin binder in which transparent fine particles having a refractive index different from that of the binder are dispersed and a so-called mat surface having minute irregularities on the surface. it can.
また、本形態では光拡散層を導光板の出光側に配置する例を挙げ、その中でも導光板とプリズム層との間に配置する例を挙げて説明した。ただしこれに限定されることなく、光学機能層の入光側で、プリズム層と光学機能層との間に配置しても、光学機能層の出光側に配置してもよい。 Further, in the present embodiment, the example in which the light diffusion layer is disposed on the light output side of the light guide plate is described, and the example in which the light diffusion layer is disposed between the light guide plate and the prism layer is described. However, the present invention is not limited to this, and it may be disposed between the prism layer and the optical function layer on the light incident side of the optical function layer, or may be disposed on the light output side of the optical function layer.
10 映像源ユニット
15 液晶パネル
20 面光源装置
21 導光板
25 光源
26 光学シート
28 光学要素層(プリズム層)
30 光学機能層
31 光透過部
32 光吸収部(間部)
126、226、326、426、 光学シート
332、432 間部
332a、432a 光反射層
235 反射型偏光フィルム
536 光拡散層
DESCRIPTION OF
30 Optical
126, 226, 326, 426,
Claims (19)
前記面光源装置は前記光源からの光を透過して前記液晶パネルへ出光する光学シートを具備し、
前記光学シートは、
前記液晶パネルの下偏光板に接着されているとともに、前記光学シートの厚さ方向に配列される光学機能層と、光学要素層と、を備え、
前記光学機能層は、
所定の断面を有して一方向に延び、当該延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で複数配列される光透過部と、
複数の前記光透過部の前記間隔に形成される間部と、を備え、
前記光学要素層は、
前記光学機能層とは反対側に凸となる断面を有し、当該断面を有して一方向に延びる単位光学要素が、当該延びる方向とは異なる方向に複数配列されている、
映像源ユニット。 An image source unit comprising: a surface light source device having a light source; and a liquid crystal panel disposed on a light output side of the surface light source device,
The surface light source device includes an optical sheet that transmits light from the light source and emits light to the liquid crystal panel,
The optical sheet is
An optical functional layer that is adhered to the lower polarizing plate of the liquid crystal panel and arranged in the thickness direction of the optical sheet, and an optical element layer,
The optical functional layer is
A light transmissive portion having a predetermined cross section and extending in one direction and arranged in a direction different from the extending direction at a predetermined interval;
A space formed at the interval between the plurality of light transmission portions, and
The optical element layer is
A plurality of unit optical elements having a cross section that is convex on the side opposite to the optical functional layer and extending in one direction having the cross section are arranged in a direction different from the extending direction.
Video source unit.
前記映像源ユニットを納める筐体と、を備える表示装置。 Video source unit according to claim 1 to 18,
And a housing for housing the video source unit.
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