JP2020013067A - Optical structure and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置の表示面から出射される光に光学的作用を及ぼす光学構造体に関する。また、本発明は、当該光学構造体を備えた表示装置に関する。 The present invention relates to an optical structure having an optical effect on light emitted from a display surface of a display device. Further, the present invention relates to a display device provided with the optical structure.
表示装置の一例である液晶表示装置は、種々の分野で用いられている。液晶表示装置の液晶パネルは、大別すると、TN(Twisted Nematic)方式と、VA(Vertical Alignment)方式と、IPS(In−Plane Switching)方式と、に分類される。 2. Description of the Related Art A liquid crystal display device, which is an example of a display device, is used in various fields. Liquid crystal panels of a liquid crystal display device are roughly classified into a TN (Twisted Nematic) system, a VA (Vertical Alignment) system, and an IPS (In-Plane Switching) system.
液晶表示装置では、波長の異なる複数の光を混ぜ合わせることで色を表現するが、液晶を透過する際の光の角度によっては互いに異なる波長の光の強度に大きな差が生じる場合がある。具体的には例えば、互いに異なる波長の光のうちの一方の波長の光の強度と他方の波長の光の強度との差が、正面視の場合に比べて高角度側で大きく変化する場合がある。このような特性を有する液晶パネルでは、斜めから見た際の色味が正面視の色味に対し大きく変化し得る。 In a liquid crystal display device, a color is expressed by mixing a plurality of lights having different wavelengths. However, depending on the angle of the light transmitted through the liquid crystal, there may be a case where a large difference occurs in the intensity of light having different wavelengths. Specifically, for example, the difference between the intensity of the light of one wavelength and the intensity of the light of the other wavelength among the lights of different wavelengths may greatly change on the high angle side compared to the case of front view. is there. In a liquid crystal panel having such characteristics, the color when viewed from an oblique direction may greatly change from the color when viewed from the front.
例えばVA方式の液晶パネルでは、液晶分子に対する電圧がオフのときに黒色が表示され、この黒色が正面視において実際の黒色に非常に近くなることで、正面視のコントラスト比を非常に高くすることができる。その一方で、表示面の法線方向に対して傾斜した方向から視認された場合には、正面視で黒色とされた画素から漏れ出る光が比較的多くなることで、正面視の場合に比較してコントラスト比が著しく低下し、また色味が大きく変化する場合があり、その結果、視野角内におけるコントラスト比および色味が大きくばらつく場合がある。例えば赤、緑、青のうちの赤及び緑の光の強度を弱め又は遮断して、青の表示を行う場合に、赤、緑の光が斜めに漏れることで、正面から見た場合と斜めから見た場合との色味が大きく変化する状況が生じ易くなる。 For example, in a VA liquid crystal panel, black is displayed when the voltage to the liquid crystal molecules is off, and this black becomes very close to the actual black in a front view, so that the contrast ratio in a front view becomes very high. Can be. On the other hand, when viewed from a direction inclined with respect to the normal direction of the display surface, the amount of light leaking from the pixels that are black when viewed from the front is relatively large, and compared with the case when viewed from the front. As a result, the contrast ratio may be significantly reduced, and the color may change significantly. As a result, the contrast ratio and the color within the viewing angle may vary greatly. For example, when weakening or blocking the intensity of red and green light of red, green, and blue, and displaying blue, the red and green light leaks obliquely, so that when viewed from the front and obliquely It is easy to cause a situation in which the color tone is greatly changed from when viewed from above.
またVA方式の液晶パネルでは、青表示の視認角度に対する発光スペクトル形状変化が(赤表示や緑表示と比較して)強いことにより、具体的には「緑に対応する波長成分の強度」が「青に対応する波長成分の強度」に対して大きくなるような変化によって、斜めから見た際の表示色が正面視に対して黄ばむ傾向がある。
なお、以上に説明したVA方式の液晶パネルで生じ得るような色味の問題は、TN方式においても生じる場合がある。
In addition, in the VA liquid crystal panel, the emission spectrum shape change with respect to the viewing angle of blue display is strong (compared to red display and green display), and specifically, “the intensity of the wavelength component corresponding to green” is “ Due to a change that increases with respect to the “intensity of the wavelength component corresponding to blue”, the display color when viewed obliquely tends to turn yellow when viewed from the front.
Note that the above-described color problem that may occur in the VA liquid crystal panel may also occur in the TN method.
上述のようなコントラスト比のばらつき及び色変化の問題に鑑みて、VA方式の液晶パネルでは、カラーフィルタに複数種のパターンでセルを形成することがある。この手法では、例えばパターンが異なるセルを透過した光の配光特性を互いに異ならせることで、斜めから見た際の色味と正面視の色味との差を抑制することができる。 In view of the above-described problems of contrast ratio variation and color change, in a VA liquid crystal panel, cells may be formed in a color filter in a plurality of types of patterns. In this method, for example, by making light distribution characteristics of light transmitted through cells having different patterns different from each other, it is possible to suppress a difference between a color when viewed obliquely and a color when viewed from the front.
しかしながら、近年、液晶表示装置の高精細化が急速に進んでおり、所望される高解像度に対応してカラーフィルタ上に上述のような複数種のセルを形成しようとすると、加工に非常に手間がかかったり、所望される解像度によっては加工が不能となったりすることがある。特にVA方式ではIPS方式などの他の形式よりも一般にセルの区切りを細かくする必要があるため、所望される高解像度を達成しつつ色変化などを効果的に抑制できるようなセル構造を得ることが困難となる場合がある。これに対し、色変化の抑制を液晶パネル側で行うのではなく液晶パネルの表示面に設けられる光学シートによって行う提案も従来からなされている。この種の光学シートは、例えば特許文献1乃至6に開示されている。 However, in recent years, high definition of liquid crystal display devices has been rapidly progressing, and when it is attempted to form a plurality of types of cells as described above on a color filter corresponding to a desired high resolution, processing is extremely troublesome. Or processing may not be possible depending on the desired resolution. In particular, in the VA system, it is generally necessary to make the cell division finer than in other formats such as the IPS system. Therefore, it is necessary to obtain a cell structure that can effectively suppress color change while achieving a desired high resolution. May be difficult. On the other hand, a proposal has been made in which the color change is not suppressed by the liquid crystal panel side but by an optical sheet provided on the display surface of the liquid crystal panel. Such an optical sheet is disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 6.
上記光学シートは基本的に、低屈折率層と高屈折率層との間の境界部分の形状及び屈折率差などを調整することで、視野角の拡大及び視野角内の表示品質の向上を図る。しかしながら、従来の光学シートは低屈折率層及び高屈折率層の境界部分の形状が単調であるため、視野角を十分に拡大できなかったり、視野角中の輝度や色味の変化が一定でなく視認性が損なわれたりする場合があった。 The above optical sheet basically expands the viewing angle and improves the display quality within the viewing angle by adjusting the shape and the refractive index difference of the boundary between the low refractive index layer and the high refractive index layer. Aim. However, the conventional optical sheet has a monotonous shape at the boundary between the low-refractive-index layer and the high-refractive-index layer, so that the viewing angle cannot be sufficiently enlarged, and the change in brightness and color during the viewing angle is constant. In some cases, visibility was impaired.
本発明は上記の実情を考慮してなされたものであって、視野角を拡大させつつ、視野角内の輝度変化や色変化を高角度側に向けて均一的に変化させることで良好な視認性を確保できる光学構造体およびそれを備えた表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and has a good visual recognition by uniformly changing a luminance change and a color change within a viewing angle toward a high angle side while expanding a viewing angle. It is an object of the present invention to provide an optical structure capable of ensuring the performance and a display device having the same.
本発明に係る光学構造体は、表示装置の表示面上に配置される光学構造体であって、高屈折率層と、前記高屈折率層に積層され、且つ屈折率が前記高屈折率層よりも低い低屈折率層と、を備え、前記高屈折率層は、シート状の前記高屈折率層及び前記低屈折率層の主面に平行な第1方向に並び、前記低屈折率層側に凸となる複数の凸部を有し、前記低屈折率層は、複数の前記凸部の間に入り込むようにして前記高屈折率層に積層され、前記凸部は、第1凸部と第2凸部とを有し、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面は曲面又は折れ面をなし、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面は、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面とは異なる形状をなし、前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面は曲面又は折れ面をなし、前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面は、前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面とは異なる形状をなし、前記第1方向と前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向とを含む面における断面で見た際、前記第1凸部と前記第2凸部は、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向と平行な軸を対称軸として、線対称になっており、前記高屈折率層が前記表示装置の表示面側に向けられるように配置される、光学構造体である。 The optical structure according to the present invention is an optical structure disposed on a display surface of a display device, and has a high refractive index layer, which is laminated on the high refractive index layer, and whose refractive index is the high refractive index layer. Lower refractive index layer, wherein the high refractive index layer is arranged in a first direction parallel to a main surface of the sheet-like high refractive index layer and the low refractive index layer, and the low refractive index layer A plurality of convex portions that are convex on the side, the low refractive index layer is stacked on the high refractive index layer so as to enter between the plurality of convex portions, and the convex portion is a first convex portion And a second convex portion, wherein a side surface of the first convex portion facing one side in the first direction forms a curved surface or a bent surface, and a side surface of the first convex portion facing the other side in the first direction. Has a shape different from the side surface of the first projection facing one side in the first direction, and the side surface of the second projection facing the other side in the first direction is a curved surface or A side surface of the second convex portion facing one side in the first direction has a shape different from a side surface of the second convex portion facing the other side in the first direction; When viewed in a cross-section on a plane including the normal direction of the high-refractive-index layer and the low-refractive-index layer, the first convex portion and the second convex portion include the high-refractive index layer and the low-refractive index layer. An optical structure which is line-symmetric with respect to an axis parallel to a normal direction of a layer and which is a line of symmetry, and which is arranged so that the high refractive index layer is directed to a display surface side of the display device.
本発明に係る光学構造体において、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面、及び、前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面は、平面をなしてもよい。 In the optical structure according to the aspect of the invention, the side surface of the first protrusion facing the other side in the first direction, and the side surface of the second protrusion facing one side in the first direction are planes. Is also good.
本発明に係る光学構造体において、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面、及び、前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面は、曲面又は折れ面をなし、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差は、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差よりも大きく、前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差は、前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差よりも大きくてもよい。 In the optical structure according to the aspect of the invention, a side surface of the first protrusion facing the other side of the first direction and a side surface of the second protrusion facing one side of the first direction may be a curved surface or a bent surface. The difference between the maximum angle and the minimum angle formed by the side surface of the first convex portion facing one side of the first direction with the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer is the first angle. The side of the first convex portion facing the other side of the direction is larger than the difference between the maximum angle and the minimum angle between the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer, and the other side of the first direction. The difference between the maximum angle and the minimum angle formed by the side surface of the second convex portion facing the normal direction of the high-refractive-index layer and the low-refractive-index layer is different from that of the second convex portion facing one side in the first direction. The side surface of the portion may be larger than the difference between the maximum angle and the minimum angle between the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer. .
本発明に係る光学構造体においては、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面の両端点を結んだ直線及び前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面の両端点を結んだ直線が、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす各側面の平均斜面角度が、20度以上30度以下であり、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面の両端点を結んだ直線及び前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面の両端点を結んだ直線が、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす各側面の平均斜面角度が、5度以上15度以下であってもよい。 In the optical structure according to the present invention, a straight line connecting both end points of the side surface of the first convex portion facing one side in the first direction and the side surface of the second convex portion facing the other side in the first direction. The average slope angle of each side surface formed by a straight line connecting both end points of the high refractive index layer and the normal direction of the low refractive index layer is 20 degrees or more and 30 degrees or less, and the other side in the first direction. A straight line connecting both end points of the side surface of the first convex portion facing the first direction and a straight line connecting both end points of the side surface of the second convex portion facing one side in the first direction are formed by the high refractive index layer and the low refractive index layer. The average slope angle of each side surface formed with the normal direction of the refractive index layer may be not less than 5 degrees and not more than 15 degrees.
本発明に係る光学構造体においては、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差が、15度以上35度以下であってもよい。 In the optical structure according to the present invention, a maximum angle and a minimum angle formed by a side surface of the first convex portion facing one side of the first direction with a normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer. May be 15 degrees or more and 35 degrees or less.
本発明に係る光学構造体において、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面、及び、前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面は、前記低屈折率層側に凸なる曲面又は折れ面をなしてもよい。 In the optical structure according to the present invention, the side surface of the first convex portion facing one side in the first direction and the side surface of the second convex portion facing the other side in the first direction may have the low refractive index. A curved surface or a bent surface that is convex toward the layer side may be formed.
本発明に係る光学構造体において、前記第1凸部及び前記第2凸部の先端は、前記第1方向に平行な平面を形成してもよい。 In the optical structure according to the present invention, tips of the first convex portion and the second convex portion may form a plane parallel to the first direction.
本発明に係る光学構造体において、隣り合う前記凸部の間に入り込んだ前記低屈折率層の先端は、前記第1方向に平行な平面を形成してもよい。 In the optical structure according to the present invention, the tip of the low-refractive-index layer that enters between the adjacent convex portions may form a plane parallel to the first direction.
本発明に係る光学構造体において、前記第1凸部及び前記第2凸部は交互に並んでもよい。 In the optical structure according to the present invention, the first convex portions and the second convex portions may be alternately arranged.
また、本発明に係る表示装置は、前記光学構造体が表示面に配置された、表示装置である。 Further, a display device according to the present invention is a display device in which the optical structure is arranged on a display surface.
前記表示装置は、前記表示面と、前記表示面に対向して配置された裏面と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの裏面に対面して配置された面光源装置と、を有してもよい。 The display device includes: a liquid crystal panel having the display surface, a back surface disposed to face the display surface, and a surface light source device disposed to face the back surface of the liquid crystal panel. Is also good.
本発明によれば、表示装置の視野角を拡大させつつ、視野角内の輝度変化や色変化を高角度側に向けて均一的に変化させることで良好な視認性を確保できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, favorable visibility can be ensured by changing the brightness | luminance change and color change within a viewing angle uniformly toward the high angle side, expanding the viewing angle of a display apparatus.
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」、「層」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板や層とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。また、本明細書において「シート面(板面、フィルム面)」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向(面方向)と一致する面のことを指す。なお、「シート面(板面、フィルム面)」は、主面と呼ばれる場合もある。さらに、本明細書において、シート状の部材の法線方向とは、対象となるシート状の部材のシート面への法線方向のことを指す。 In this specification, terms such as “sheet”, “film”, “plate”, and “layer” are not distinguished from each other based only on the difference in the names. Therefore, for example, the “sheet” is a concept including a member that can also be called a film, a plate, or a layer. In the present specification, the “sheet surface (plate surface, film surface)” refers to the plane direction (plane direction) of the target sheet member when the target sheet member is viewed as a whole and globally. ). The “sheet surface (plate surface, film surface)” may be referred to as a main surface. Furthermore, in this specification, the normal direction of the sheet-shaped member refers to the direction of the normal to the sheet surface of the target sheet-shaped member.
図1〜図4を参照しつつ、まず、本発明の一実施の形態に係る光学構造体100を備える表示装置10の基本的な構成を説明する。図1は、光学構造体100を備える表示装置10の概略的な断面図であり、図2は、表示装置10における光の挙動を説明するための表示装置10の概略的な断面図である。図3は、光学構造体100の拡大断面図であり、図4は、光学構造体100の高屈折率層と低屈折率層との間の界面の拡大図である。なお、上記の各断面図においては、説明の便宜上、ハッチングが省略されている場合がある。また、図1〜図4は、表示装置10における液晶パネル15及びシート状の光学構造体100の各シート面と平行な第1方向d1と、表示装置10における液晶パネル15及びシート状の光学構造体100の法線方向と、を含む面における断面図を示している。なお、本実施の形態では、第1方向d1は、表示装置10において後述するようにエッジライト型となる面光源装置20の光源24が導光板30に光を出射する方向と平行な方向であり、また光学構造体100に形成される後述する凸部120が並ぶ方向である。
First, a basic configuration of a
(表示装置)
まず、表示装置10の全体の構成について説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る表示装置10は、液晶パネル15と、液晶パネル15の裏面15Bに対面して配置されて液晶パネル15を裏面15B側から面状に照らす面光源装置20と、液晶パネル15の表示面15A上に配置されるシート状の光学構造体100と、を備えている。液晶パネル15は、静止画像又は動画像である像を表示する表示面15Aと、表示面15Aに対向して配置された裏面15Bと、を有している。表示装置10では、液晶パネル15が面光源装置20からの光の透過または遮断を、画素を形成する領域(サブピクセル)毎に制御するシャッターとして機能し、液晶パネル15の駆動により表示面15Aに像が表示されるようになっている。
(Display device)
First, the overall configuration of the
図示された液晶パネル15は、出光側に配置された上偏光板13と、入光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層12と、を有している。偏光板14,13は、入射した光を直交する二つの偏光成分(例えば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)に振動する直線偏光成分(例えば、P波)を透過させ、前記一方の方向に直交する他方の方向(吸収軸と平行な方向)に振動する直線偏光成分(例えば、S波)を吸収する機能を有している。
The illustrated
液晶層12では、一つの画素を形成する領域毎に、電圧印加がなされ得るようになっており、電圧印加の有無によって液晶層12中の液晶分子の配向方向が変化するようになっている。一例として、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は、電圧が印加されていない液晶層12を通過する際にその偏光方向を90°回転させ、その一方で、電圧が印加された液晶層12を通過する際にその偏光方向を維持する。この場合、液晶層12への電圧印加の有無によって、下偏光板14を透過した特定方向に振動する偏光成分が、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。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、画素を形成する領域毎に制御し得るようになっている。
In the
本実施の形態においては、液晶パネル15が、一例としてVA(Vertical Alignment)型液晶パネルとなっている。したがって、液晶パネル15は、液晶層12内の液晶分子に対する電圧がオフまたは最小値のときに前記液晶分子が表示面15Aの法線方向に沿って配向して面光源装置20からの光が遮断される状態となり、前記液晶分子に対する電圧を徐々に増加させて前記液晶分子を表示面15Aに沿う側に次第に傾斜させることにより、面光源装置20からの光の透過率を徐々に増加させる構成を有する。なお、液晶パネル15は、VA型に限られるものでなく、TN(Twisted Nematic)型液晶パネルであってもよいし、IPS(In−Plane Switching)型液晶パネルであってもよい。液晶パネル15の詳細については、種々の公知文献(例えば、「フラットパネルディスプレイ大辞典(内田龍男、内池平樹監修)」2001年工業調査会発行)に記載されており、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
In the present embodiment,
次に面光源装置20について説明する。面光源装置20は、面状に光を発光する発光面21を有しており、本実施の形態では、液晶パネル15を裏面15B側から照明する装置として用いられている。図1に示すように、面光源装置20は、一例としてエッジライト型の面光源装置として構成され、導光板30と、導光板30の一方の側(図1に於いては左側)の側方に配置された光源24と、導光板30にそれぞれ対面するようにして配置された光学シート(プリズムシート)60および反射シート28と、を有している。図示された例では、光学シート60が、液晶パネル15に直面して配置されている。そして光学シート60の出光面61によって、面光源装置20の発光面21が画成されている。
Next, the surface
図示の例では、導光板30の出光面31が、液晶パネル15の表示面15Aおよび面光源装置20の発光面21と同様に、平面視形状(上方から見下ろして見た形状)が四角形形状に形成されている。この結果、導光板30は、全体的に、一対の主面(出光面31および裏面32)を有する相対的に厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状の部材として構成されており、一対の主面間に画成される側面は四つの面を含んでいる。同様に、光学シート60および反射シート28は、全体的に、相対的に厚み方向の辺が他の辺よりも小さい直方体状の部材として構成されている。
In the illustrated example, the light-emitting
図1および図2に示すように、導光板30は、液晶パネル15側の一方の主面によって構成された上述した出光面31と、出光面31に対向するもう一方の主面からなる裏面32と、出光面31および裏面32の間を延びる側面と、を有し、側面のうちの第1方向d1に対向する二つの面のうちの一方の側面が、入光面33をなしている。そして図1および図2に示すように、入光面33に対面して光源24が設けられている。入光面33から導光板30内に入射した光は、図2に示すように、第1方向(導光方向)d1に沿って入光面33に対向する反対面34に向けて、概ね第1方向(導光方向)d1に沿って導光板30内を導光されるようになる。ここで、本実施の形態に係る表示装置10は、第1方向d1が水平方向すなわち左右方向に沿うように配置されることを想定されたものであり、この場合、光源24からの光は左右方向に導光されることになる。しかしながら、このような配置は特に限られるものではなく、表示装置は他の態様で配置されてもよい。また、本実施の形態では、面光源装置20がエッジライト型であるが、面光源装置20は、直下型や裏面照射型などの他の形式であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
導光板30についてさらに詳述すると、本実施の形態では、導光板30の裏面32が凹凸面として形成されている。具体的な構成として、図2に示すように、裏面32が、傾斜面37と、導光板30の法線方向に延びる段差面38と、導光板30の板面方向に延びる接続面39と、を有している。導光板30内での導光は、導光板30の一対の主面31,32での全反射作用によってなされる。その一方で、傾斜面37は、入光面33側から反対面34側へ向かうにつれて出光面31に接近するよう、導光板30の板面に対して傾斜している。したがって、傾斜面37で反射した光については、一対の主面31,32に入射する際の入射角度は小さくなる。そして傾斜面37で反射することにより、一対の主面31,32への入射角度が全反射臨界角度未満になると、図2のL1に示すように、光は、導光板30から出射するようになる。すなわち、傾斜面37は、導光板30から光を取り出すための要素として機能する。なお、導光板30は、本実施の形態における態様に限られるものではなく、例えばドットパターン方式等の他の態様であってもよい。
The
また光源24は、例えば、線状の冷陰極管等の蛍光灯や、点状のLED(発光ダイオード)や白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本実施の形態における光源24は、入光面33の長手方向に沿って並べて配置された多数の点状発光体25、具体的には、多数の発光ダイオード(LED)によって、構成されている。
The
また反射シート28は、導光板30の裏面32に対面するようにして配置される部材であって、導光板30の裏面32から漏れ出した光を反射して、再び導光板30内に入射させるための部材である。反射シート28は、白色の散乱反射シート、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(例えば金属薄膜や誘電体多層膜)を表面層として含んだシート等から、構成され得る。反射シート28での反射は、正反射(鏡面反射)でもよく、拡散反射でもよい。反射シート28での反射が拡散反射の場合には、当該拡散反射は、等方性拡散反射であってもよいし、異方性拡散反射であってもよい。
The
また光学シート60は、透過光の進行方向を変化させる機能を有した部材である。図2に示すように、本例に係る光学シート60は、板状に形成された本体部65と、本体部65の入光側面67上に形成された複数の単位プリズム(単位形状要素、単位光学要素、単位レンズ)70と、を有している。本体部65は、一対の平行な主面を有する平板状の部材として構成されている。図示の例においては、単位プリズム70が本体部65の入光側面67上に並べて配置されており、各単位プリズム70は柱状に形成され、その配列方向と交差する方向に延びている。なお、本実施の形態では、一つの光学シート60が導光板30上に設けられるが、導光板30上には、複数の光学シートが設けられもよい。この場合、各光学シートのプリズムの溝の向きは、互いに異なっていてもよい。
The
以上のような面光源装置20は、光学シート60を備えることにより、導光板30からの光を所望の進行方向に変換して液晶パネル15に入射させるようになっている。具体的に光学シート60は、液晶パネル15に入射させる光の大部分が面光源装置20の法線方向と平行になるように光を出射させるようになっている。これにより、本実施の形態における面光源装置20は、いわゆる平行光バックライトとして構成される。そして液晶パネル15に入射した光は、上述したように、電圧印加に応じて液晶層12において透過または遮断を画素の形成領域毎に制御され、これにより、液晶パネル15の表示面15Aに像が表示されることになる。そして、表示面15Aに表示される像は光学構造体100を介して視認されることになる。
The surface
(光学構造体)
次に図2〜図4を参照しつつ光学構造体100について詳しく説明する。図2および図3に示すように、本実施の形態に係る光学構造体100は、表面101Aと表面101Aに対向して配置された裏面101Bとを有するシート状またはフィルム状の基材101と、基材101の表面101A上に設けられるとともに基材101に沿って延びるシート状またはフィルム状に形成され、厚さ方向に対向する一対の主面を有する高屈折率層102と、高屈折率層102の基材101側とは反対側の面上に設けられるとともに基材101に沿って延びるシート状またはフィルム状に形成され、厚さ方向に対向する一対の主面を有し、且つ屈折率が高屈折率層102よりも低い低屈折率層103と、低屈折率層103の高屈折率層102側とは反対の側に配置されたシート状またはフィルム状の表面材104と、を備えている。本実施の形態における表面材104は、光(像)の出射側の最表面を形成するが、表面材104上にさらに保護フィルムなどが積層されてもよい。
(Optical structure)
Next, the
基材101は、樹脂やガラス等からなる光透過性を有する透明基材であり、その材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリオリフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ガラス、トリアセチルセルロースなどが挙げられる。光学構造体100は、図2に示すように、高屈折率層102が表示装置10の表示面15A側に向けられるように配置され、図示の例では、基材101の裏面101Bが粘着材層105を介して液晶パネル15、すなわち液晶パネル15の表示面15Aに接合されており、これにより光学構造体100が表示装置10に組み込まれている。
The
図3は正確に言うと、液晶パネル15に接合される前の光学構造体100を示している。図3に示すように本実施の形態に係る光学構造体100では、液晶パネル15に接合される前の状態において、粘着材層105が基材101に接合しつつ、基材101側とは反対側の面に剥離フィルム106を設けられている。
FIG. 3 shows, precisely, the
また表面材104は、光学構造体100において液晶パネル15の表示面15A側とは反対の側における最表面を形成している。表面材104は、一例として、光学構造体100へ入射する外光の表面反射を抑制するために設けられており、これにより、外光の表面反射によって表示装置10に表示される像の視認性が損なわれることが抑制される。具体的に表面材104は、その屈折率を低屈折率層103の屈折率よりも低く設定されることで外光の反射防止層として機能する。なお、本実施の形態における表面材104は反射防止層として機能するが、単なる保護層、例えば耐傷つき防止や、防汚のために設けられるものであってもよいし、帯電防止のために設けられるものであってもよい。また、表面材104は設けられなくてよく、この場合、低屈折率層103が光学構造体100の最表面を形成してもよい。
The
本実施の形態では上述のような基材101と表面材104との間に高屈折率層102及び低屈折率層103が設けられる。高屈折率層102は、シート状の高屈折率層102及び低屈折率層103の主面に平行な第1方向d1に並び、低屈折率層103側に凸となる複数の凸部120を有しており、低屈折率層103は、複数の凸部120の間に入り込むようにして高屈折率層102に積層されている。凸部120は、第1方向d1と非平行、具体的には第1方向d1に直交する第2方向d2に沿って線状に延び、凸部120の間に入り込んだ低屈折率層103の進入部分も第2方向d2に沿って線状に延びる状態になっている。また、本実施の形態における高屈折率層102は、詳しくは、上述の複数の凸部120と、一対の平坦面を対向させた平坦フィルム状に形成されるとともに一方の平坦面で凸部120と一体とされ且つ凸部120を支持するベース部120Bと、を有する。本実施の形態では、低屈折率層103も、高屈折率層102と同様に、平坦フィルム状のベース部の一方の平坦面で凸部120の間に入り込んだ進入部分を支持するようになっている。
In this embodiment, a high refractive index layer 102 and a low
なお、上述した「高屈折率層102及び低屈折率層103の主面に平行」という状態は、本実施の形態では、高屈折率層102及び低屈折率層103それぞれの平坦な一方の主面(凸部120及び進入部分が設けられない側の主面)に平行に延びる状態であって、且つ、高屈折率層102の凸部120及び低屈折率層103の進入部分が並ぶ方向及び線状に延びる方向を含む平面である高屈折率層102及び低屈折率層103それぞれの他方の主面に平行に延びる状態のことを意味する。
Note that, in the present embodiment, the above-mentioned state “parallel to the main surface of the high refractive index layer 102 and the low
図4も参照しつつ凸部120について詳述すると、本実施の形態における凸部120は、第1凸部121と第2凸部122とを有しており、第1方向d1と高屈折率層102及び低屈折率層103の法線方向d3とを含む面における断面(図3及び図4に示す断面)で見た際、第1凸部121と第2凸部122は、法線方向d3と平行な軸を対称軸(例えば、図4におけるn1やn2)として、線対称になっている。
When 4 is also described in detail protrusion 120 with reference convex portion 120 in this embodiment includes a first
詳しくは、第1方向d1の一方側(図3、4の左側)を向く第1凸部121の側面121Aが曲面をなし、第1方向d1の他方側(図3、4の右側)を向く第1凸部121の側面121Bが、側面121Aとは異なる形状であって、具体的には平面をなしている。一方で第2凸部122では、第1方向d1の他方側を向く側面122Bが曲面をなし、第1方向d1の一方側を向く側面122Aが、側面122Bとは異なる形状であって、具体的には平面をなしている。そして図4に示すように、曲面をなす第1凸部121の側面121Aと第2凸部122の側面122Bとが法線方向d3と平行な軸を対称軸として線対称になっており、平面をなす第1凸部121の側面121Bと第2凸部122の側面122Aとが法線方向d3と平行な軸を対称軸として線対称になっている。
Specifically, the first one side of the direction d 1 without the
なお、本実施の形態においては第1凸部121及び第2凸部122が第1方向d1に交互に並ぶが、第1凸部121及び第2凸部122の配列はこの態様に限られるものではなく、第1凸部121及び第2凸部122はランダムに並んでいてもよい。また、本実施の形態においては、曲面をなす第1凸部121の側面121A及び第2凸部122の側面122Bが低屈折率層103側に凸なる曲面となっているが、低屈折率層103側とは反対の側に凹になる曲面であってもよい。また、曲面として形成される側面の形状は特に限られるものではなく、正円の円弧に沿って形成されるものでもよいし、楕円の円弧に沿って形成されるものでもよいし、二次関数や三次関数等によって規定されるものでもよい。
In the present embodiment has
ところで、図4においては、第1方向d1の一方側を向く第1凸部121の側面121Aの両端点を結んだ直線が法線方向d3となす角度を、平均斜面角度θ1Aとして示し、第1方向d1の他方側を向く第2凸部122の側面122Bの両端点を結んだ直線が法線方向d3となす角度を、平均斜面角度θ2Bとして示している。また、第1方向d1の他方側を向く第1凸部121の側面121Bの両端点を結んだ直線が法線方向d3となす角度を、平均斜面角度θ1Bとして示し、第1方向d1の一方側を向く第2凸部122の側面122Aの両端点を結んだ直線が法線方向d3となす角度を、平均斜面角度θ2Aとして示している。ここで、本実施の形態では、平均斜面角度θ1A=平均斜面角度θ2B、平均斜面角度θ1B=平均斜面角度θ2A、平均斜面角度θ1A>平均斜面角度θ1B、及び、平均斜面角度θ2B>平均斜面角度θ2Aの関係が成り立っている。なお、厳密に言うと、平均斜面角度は、凸部120の側面の両端点を結んだ直線が法線方向d3となす角度のうちの小さい方の角度のことである。
Incidentally, in FIG. 4, the angle at which the straight line connecting the end points of the
第1凸部121の側面121Aの平均斜面角度θ1A及び第2凸部122の側面122Bの平均斜面角度θ2Bは、20度以上30度以下であることが好ましく、本実施の形態では一例として21.8度になっている。また、第1凸部121の側面121Bの平均斜面角度θ1B及び第2凸部122の側面122Aの平均斜面角度θ2Aは、5度以上15度以下であることが好ましく、本実施の形態では一例として9.0度になっている。
The average slope angle θ1A of the
また、図4においては第1方向d1の一方側を向く第1凸部121の側面121Aが法線方向d3となす最大角度θCと最小角度θDが示され、本実施の形態では、これら最大角度θCと最小角度θDとの差を「斜面角度範囲」と定義する。最大角度θCは、側面121Aの先端、言い換えると凸部120の先端側の側面121Aの端点を通る側面121Aの接線が法線方向d3となす角度であり、最小角度θDは、側面121Aの基端、言い換えると凸部120の基端側の側面121Aの端点を通る側面121Aの接線が法線方向d3となす角度である。第1凸部121の側面121Aに関する斜面角度範囲は5度以上55度以下であることが好ましく、本実施の形態では一例としてθC=32.2°度、θD=9.9°になっている。同様に、第2凸部122の側面122Bに関する斜面角度範囲も5度以上55度以下であることが好ましく、本実施の形態では一例としてθC=32.2°度、θD=9.9°になっている。なお、厳密に言うと、上記最大角度及び最小角度は、平均斜面角度と同様に、側面に関する接線が法線方向d3となす角度のうちの小さい方の角度のことである。
Further, in FIG. 4 shows the maximum angle θC and the minimum angle θD which
なお、本実施の形態においては、線対称の関係となる第1凸部121の側面121A及び第2凸部122の側面122Bが曲面をなすが、これらは折れ面、特に3つ以上の要素面を含む折れ面を形成してもよい。第1凸部121の側面121Aが折れ面である場合、上述の最大角度θCは、側面121Aにおける先端を含む要素面を通る直線が法線方向d3となす角度となり、最小角度θDは、側面121Aにおける基端を含む要素面を通る直線が法線方向d3となす角度となる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、第1方向d1の他方側を向く第1凸部121の側面121B、及び、第1方向d1の一方側を向く第2凸部122の側面122Aが平面をなすが、これら側面121B、122Aは曲面又は折れ面をなしていてもよい。この場合、第1方向d1の一方側を向く第1凸部121の側面121A、及び、第1方向d1の他方側を向く第2凸部122の側面122Bの斜面角度範囲は、それぞれの反対側で曲面又は折れ面をなす側面121B、122Aの斜面角度範囲よりも大きい値に設定される。
Further, in this embodiment, the
また図4に示すように、本実施の形態における第1凸部121の先端121Cは第1方向d1に平行な平面を形成し、第2凸部122の先端122Cは第1方向d1に平行な平面を形成している。また、隣り合う凸部120の間、すなわち第1凸部121と第2凸部122との間に入り込んだ低屈折率層103の先端も第1方向d1に平行な平面を形成している。なお、先端121C及び先端122Cは平面でなくてもよいし、また、第1方向d1に対して傾斜する平面をなしていてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the
以上のような高屈折率層102及び低屈折率層103は、表示面15Aから出射される像を表示するための光に対して反射や屈折、および透過等の光学的作用を及ぼすことにより、表示面15A上に表示される像の表示品質を向上させるために設けられている。より具体的に説明すると、第1凸部121において曲面をなす側面121A及び第2凸部122において曲面をなす側面122Bは、表示面15Aから出射される法線方向d3に平行な光を曲面の全域で反射及び屈折させることにより、光を法線方向d3に対して低角度側から高角度側にわたる広い範囲に拡散させることができる。一方で、曲面をなす側面121A及び側面122Bでは、凸部120の先端側から基端側に向けた或る位置以降から、法線方向d3に平行な光と側面121A及び側面122Bとがなす角度が全反射臨界角よりも大きくなる関係となり、光が全反射されるようになる。この際、全反射された光は或る角度範囲、本実施の形態では高角度側に集まることで、高角度側に拡散される光の強度は高めることができるものの、この高角度側とは異なる角度範囲、具体的には低角度側においては全反射された光は集まらず、その結果、高角度側の角度範囲と、これよりも低角度側の角度範囲との間で光の強度に差が生じて、視認性が損なわれる状況が生じ得る。これに対し、本実施の形態では、第1凸部121において平面をなす側面121B及び第2凸部122において平面をなす側面122Aが、曲面をなす側面121A及び側面122Bによって全反射される光の進む角度範囲よりも低角度側の角度範囲に光を全反射させて上述の光の強度の差を補償するように、その平均傾斜角度θ1B,θ2Aを設定される。これにより、高屈折率層102及び低屈折率層103は、正面視方向から高角度側にわたる広視野角内における光の分布を正規分布に近づけるようにし、広視野角における表示品質の向上を図るようになっている。
The high-refractive-index layer 102 and the low-refractive-
以下では、本実施の形態の表示装置10における光の挙動を図2及び図5を参照しつつ説明する。本実施の形態の表示装置10において像を表示する場合には、まず光源24から光が照射される。これにより入光面33から導光板30内に入射した光が、図2に示すように、第1方向d1に沿って入光面33に対向する反対面34に向けて、概ね第1方向d1に沿って導光板30内を導光される。導光された光は、導光板30の主面31,32の間で全反射を繰り返し、主面31への入射角度が全反射臨界角度未満になると、図2のL1に示すように、導光板30から光が出射される。導光板30から出射された光は、光学シート60を通過する際に単位プリズム70によって、所望の進行方向に変換されて液晶パネル15に入射する。次いで液晶パネル15に入射した光は、電圧印加に応じて液晶層12において透過または遮断を画素の形成領域毎に制御され、これにより液晶パネル15の表示面15Aに像が表示されることになる。
Hereinafter, the behavior of light in the
そして本実施の形態においては、液晶パネル15の表示面15Aから出射された光が、光学構造体100に入射する。このとき、液晶パネル15側から光学構造体100に入射する光は、上述したように高屈折率層102及び低屈折率層103によって反射及び透過(屈折)による光学的作用を付与される。すなわち、第1凸部121において曲面をなす側面121A及び第2凸部122において曲面をなす側面122Bは、表示面15Aから出射される法線方向d3に平行な光を曲面の全域で反射及び屈折させることにより、法線方向d3に対して低角度度側から高角度側にわたる広い範囲に拡散させる。
In the present embodiment, light emitted from
ここで、曲面をなす側面121A及び側面122Bでは、上述したように凸部120の先端側から基端側に向けた或る位置以降から、法線方向d3に平行な光と側面121A及び側面122Bとがなす角度が全反射臨界角よりも大きくなる関係となり、光が全反射されるようになる。図5においては、二点鎖線で囲んだ領域Aにおける光の束が、曲面をなす側面121A及び側面122Bによって全反射された光の束に対応する。本実施の形態では、曲面をなす側面121A及び側面122Bが光を上述のように全反射させることで光が高角度側に集まり、その結果、高角度側に拡散される光の強度を高めることができるものの、低角度側においては全反射された光は集まらず、その結果、高角度側の角度範囲と、これよりも低角度側の角度範囲との間で光の強度に差が生じ得る。すなわち、図5における領域Aよりも低角度側の角度範囲においては、全反射された光は集まらないため、当該範囲における光の強度は、領域A側における光の強度よりも小さくなり得る。そのため、曲面をなす側面121A及び側面122Bのみの光学的作用では、低角度側から像を視認した際の輝度が不所望に低くなったり、高角度側から視認した際の像の輝度が、低角度側から像を視認した際の輝度よりも高くなったりすることにより、視認性が損なわれる状況が生じ得る。
Here, the
しかしながら、本実施の形態では第1凸部121において平面をなす側面121B及び第2凸部122において平面をなす側面122Aが、曲面をなす側面121A及び側面122Bによって全反射された光の進む角度範囲よりも低角度側の角度範囲に光を全反射させるようになっている。図5においては、第1凸部121において平面をなす側面121B及び第2凸部122において平面をなす側面122Aが全反射させた光の束が、二点鎖線で囲んだ領域Bによって示されている。図5から明らかなように、第1凸部121において曲面をなす側面121Aが全反射させた光が集まる領域A側よりも光の強度が小さくなり得る低角度側の角度範囲には、第2凸部122において平面をなす側面122Aによって全反射された光が進む。一方、第2凸部122において曲面をなす側面122Bが全反射させた光が集まる領域A側よりも光強度が小さくなり得る低角度側の角度範囲には、第1凸部121において平面をなす側面121Bによって全反射された光が進む。これにより、表示面15Aからの光が広範囲に拡散され、且つ正面視から高角度側に向けて変化する光の強度が均一的に変化するようになる。
However, in the present embodiment, the
したがって、本実施の形態によれば、視野角を拡大させつつ、視野角内の輝度変化や色変化を高角度側に向けて均一的に変化させることで良好な視認性を確保できる。 Therefore, according to the present embodiment, good visibility can be secured by uniformly changing the luminance change and color change within the viewing angle toward the higher angle side while expanding the viewing angle.
なお、本実施の形態では高屈折率層102の屈折率が一例として1.65となっており、低屈折率層103の屈折率が一例として1.48となっている。また、図4を参照し、第1凸部121の側面121Aの平均斜面角度θ1A及び第2凸部122の側面122Bの平均斜面角度θ2Bは、一例として21.8度になっている。また、第1凸部121の側面121Bの平均斜面角度θ1B及び第2凸部122の側面122Aの平均斜面角度θ2Aは、一例として9.0度になっている。さらに、第1凸部121の側面121Aに関する斜面角度範囲及び第2凸部122の側面122Bに関する斜面角度範囲は、一例としてθD=9.9°、θC=32.2°度になっている。このような条件である場合、正面視方向から正面視方向に対する角度が75度程度になる範囲まで、正面視方向に対する輝度を大幅に低下させることなく、輝度変化を均一的に変化させることができ、広視野角における良好な視認性を確保できる。
In this embodiment, the refractive index of the high refractive index layer 102 is 1.65 as an example, and the refractive index of the low
なお、上述したが、第1凸部121の側面121Aの平均斜面角度θ1A及び第2凸部122の側面122Bの平均斜面角度θ2Bは、20度以上30度以下であることが好ましく、第1凸部121の側面121Bの平均斜面角度θ1B及び第2凸部122の側面122Aの平均斜面角度θ2Aは、5度以上15度以下であることが好ましい。また、第1凸部121の側面121Aに関する斜面角度範囲及び第2凸部122の側面122Bに関する斜面角度範囲も5度以上55度以下であることが好ましい。このような角度範囲が前提であるとき、高屈折率層102の屈折率は1.60以上1.67以下であることが好ましく、低屈折率層103の屈折率層は1.46以上1.50以下であることが好ましい。この場合、広視野角において良好な視認性を確保できることを本件発明者は確認している。
As described above, the average slope angle θ1A of the
ここで、図6は、本実施の形態に係る光学構造体100を備える表示装置10が表示する像の輝度分布と、比較例に係る表示装置が表示する像の輝度分布のシミュレーション結果を示す図である。図7は、図6に輝度分布のシミュレーション結果を示された比較例に係る表示装置に設けられる光学シートの概略断面図である。比較例に係る表示装置に設けられる光学シートは、本実施の形態に係る光学構造体100の高屈折率層102及び低屈折率層103に代えて、図7に示す高屈折率層202及び低屈折率層203が設けられている。高屈折率層202における凸部220の側面は、図中において左右対称をなし、低屈折率層203側に凸なる曲面をなしている。
Here, FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation result of a luminance distribution of an image displayed by the
図6においては、横軸が、正面視方向に対して傾斜した角度を示し、縦軸が、正面視方向で像を視認した際の輝度に対する正面視方向に対して傾斜した方向で像を視認した際の輝度の割合(規格化輝度)を示している。図6に示すシミュレーションでは、実線で示す正規分布に従って液晶パネル15の表示面15Aから出射する光が、光学構造体100を介して出射された際の輝度分布及び比較例に係る光学シートを介して出射された際の輝度分布が演算されている。このように正規分布に従って表示面15Aから出射する光を、以下、基準光と称す。基準光は、正面視方向に対して±30度傾斜した角度で視認された際の輝度が、正面視方向の輝度に対して10%となる標準偏差13.98の正規分布をなしている。また、一点鎖線が本実施の形態に係るシミュレーション結果を示し、二点鎖線が、比較例に係るシミュレーション結果を示している。
In FIG. 6, the horizontal axis indicates an angle inclined with respect to the front view direction, and the vertical axis indicates the image in a direction inclined with respect to the front view direction with respect to luminance when the image is viewed in the front view direction. It shows the ratio of the luminance (normalized luminance) at the time of this. In the simulation shown in FIG. 6, the light emitted from the
比較例に係る光学シートでは、高屈折率層202における曲面をなす凸部220の側面で全反射された光が、高角度側に光を集約させて拡散できるものの、低角度側には全反射された光が集約されないため、図6の±角度30度の近傍における輝度が落ち込んでおり、±角度60度の近傍における輝度が、±角度30度の近傍における輝度よりも上昇している。このような場合、正面視方向から高角度側に向けて像を視認した際に、像が急激に暗くなった後、明るくなるように感知されることで、視認性が損なわれ得る。これに対して、本実施の形態に係るシミュレーション結果では、図6の±角度30度の近傍から±角度60度の近傍にかけて、輝度が緩やかに均一的に下がっている。そのため、正面視方向から高角度側に向けて像を視認した際に、像が徐々に暗くなるように感知され、視認者に違和感を与えることがない。
In the optical sheet according to the comparative example, although the light totally reflected on the side surface of the
図6に示したようなシミュレーション結果からも、本実施の形態によれば、視野角を拡大させつつ、視野角内の輝度変化や色変化を高角度側に向けて均一的に変化させることで良好な視認性を確保できることを確認できる。 According to the present embodiment, from the simulation results as shown in FIG. 6, it is possible to uniformly change the luminance change and the color change within the viewing angle toward the higher angle side while expanding the viewing angle. It can be confirmed that good visibility can be secured.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限られるものではなく、これら実施の形態に対してはさらに変更を加えることが可能である。例えば、上述の実施の形態では、面光源装置20がエッジライト型である例が示されたが、面光源装置20は、直下型であってもよい。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and further modifications can be made to these embodiments. For example, in the above-described embodiment, an example in which the surface
10…表示装置、12…液晶層、13…上偏光板、14…下偏光板、15…液晶パネル、15A…表示面、15B…裏面、20…面光源装置、21…発光面、24…光源、25…点状発光体、28…反射シート、30…導光板、31…出光面、32…裏面、33…入光面、34…反対面、37…傾斜面、38…段差面、39…接続面、60…光学シート、61…出光面、65…本体部、67…入光側面、70…単位プリズム、100…光学構造体、101…基材、101A…表面、101B…裏面、102…高屈折率層、103…低屈折率層、104…表面材、105…粘着材層、106…剥離フィルム、120…凸部、120B…ベース部、121…第1凸部、121A…第1凸部の一方側の側面、121B…第1凸部の他方側の側面、122…第2凸部、122A…第2凸部の一方側の側面、122B…第2凸部の他方側の側面
Claims (11)
高屈折率層と、
前記高屈折率層に積層され、且つ屈折率が前記高屈折率層よりも低い低屈折率層と、を備え、
前記高屈折率層は、シート状の前記高屈折率層及び前記低屈折率層の主面に平行な第1方向に並び、前記低屈折率層側に凸となる複数の凸部を有し、
前記低屈折率層は、複数の前記凸部の間に入り込むようにして前記高屈折率層に積層され、
前記凸部は、第1凸部と第2凸部とを有し、
前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面は曲面又は折れ面をなし、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面は、前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面とは異なる形状をなし、
前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面は曲面又は折れ面をなし、前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面は、前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面とは異なる形状をなし、
前記第1方向と前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向とを含む面における断面で見た際、前記第1凸部と前記第2凸部は、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向と平行な軸を対称軸として、線対称になっており、
前記高屈折率層が前記表示装置の表示面側に向けられるように配置される、光学構造体。 An optical structure disposed on a display surface of a display device,
A high refractive index layer,
A low refractive index layer laminated on the high refractive index layer and having a lower refractive index than the high refractive index layer,
The high refractive index layer is arranged in a first direction parallel to a main surface of the sheet-like high refractive index layer and the low refractive index layer, and has a plurality of convex portions that are convex toward the low refractive index layer side. ,
The low-refractive-index layer is stacked on the high-refractive-index layer so as to enter between the plurality of convex portions,
The protrusion has a first protrusion and a second protrusion,
The side surface of the first convex portion facing one side in the first direction forms a curved surface or a bent surface, and the side surface of the first convex portion facing the other side in the first direction has one side in the first direction. Forming a shape different from the side surface of the first convex portion facing;
The side surface of the second convex portion facing the other side of the first direction forms a curved surface or a bent surface, and the side surface of the second convex portion facing one side of the first direction has the other side in the first direction. Forming a shape different from the side surface of the second convex portion facing;
When viewed in a cross section on a plane including the first direction and a normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer, the first convex portion and the second convex portion include the high refractive index layer and With the axis parallel to the normal direction of the low refractive index layer as the axis of symmetry, it is line symmetric,
An optical structure, wherein the high refractive index layer is arranged so as to face a display surface side of the display device.
前記第1方向の一方側を向く前記第1凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差は、前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差よりも大きく、
前記第1方向の他方側を向く前記第2凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差は、前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面が前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす最大角度と最小角度との差よりも大きい、請求項1に記載の光学構造体。 The side surface of the first convex portion facing the other side of the first direction, and the side surface of the second convex portion facing one side of the first direction form a curved surface or a bent surface,
The difference between the maximum angle and the minimum angle formed by the side surface of the first convex portion facing one side of the first direction with the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer is the other of the first direction. The side of the first convex portion facing the side is larger than the difference between the maximum angle and the minimum angle between the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer,
The difference between the maximum angle and the minimum angle formed by the side surface of the second convex portion facing the other side of the first direction with the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer is one of the first direction. 2. The optical structure according to claim 1, wherein a side surface of the second convex portion facing the side is larger than a difference between a maximum angle and a minimum angle between normal directions of the high refractive index layer and the low refractive index layer.
前記第1方向の他方側を向く前記第1凸部の側面の両端点を結んだ直線及び前記第1方向の一方側を向く前記第2凸部の側面の両端点を結んだ直線が、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の法線方向となす各側面の平均斜面角度が、5度以上15度以下である、請求項2又は3に記載の光学構造体。 A straight line connecting both end points of a side surface of the first convex portion facing one side of the first direction and a straight line connecting both end points of a side surface of the second convex portion facing the other side in the first direction are the aforementioned. The average slope angle of each side surface forming the normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer is 20 degrees or more and 30 degrees or less,
A straight line connecting both end points of the side surface of the first convex portion facing the other side of the first direction and a straight line connecting both end points of the side surface of the second convex portion facing one side in the first direction are the aforementioned. 4. The optical structure according to claim 2, wherein an average slope angle of each side surface formed by a normal direction of the high refractive index layer and the low refractive index layer is 5 degrees or more and 15 degrees or less. 5.
前記表示面と、前記表示面に対向して配置された裏面と、を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの裏面に対面して配置された面光源装置と、を有する、請求項10に記載の表示装置。 The display device,
A liquid crystal panel having the display surface and a back surface arranged to face the display surface;
The display device according to claim 10, further comprising: a surface light source device disposed to face a rear surface of the liquid crystal panel.
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