JP3585509B2 - Transmissive liquid crystal display - Google Patents

Transmissive liquid crystal display Download PDF

Info

Publication number
JP3585509B2
JP3585509B2 JP07851093A JP7851093A JP3585509B2 JP 3585509 B2 JP3585509 B2 JP 3585509B2 JP 07851093 A JP07851093 A JP 07851093A JP 7851093 A JP7851093 A JP 7851093A JP 3585509 B2 JP3585509 B2 JP 3585509B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sheet
prism lens
light source
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP07851093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06265732A (en
Inventor
道子 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP07851093A priority Critical patent/JP3585509B2/en
Publication of JPH06265732A publication Critical patent/JPH06265732A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3585509B2 publication Critical patent/JP3585509B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は面光源装置バックライトに用いた透過型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の面光源装置としては、図5で示すようにアクリル樹脂等からなる透明導光板1を備え、この透明導光板1の一方の面には透過率の高い半透明拡散シート2を設け、更にその上にレンズを配列したプリズムレンズシート3を設け、この透明導光板1の他方の面には光を拡散反射させるための光拡散反射シート5を設けてある。また、この透明導光板1の側端面部から光源6光を入射し、その光を光拡散反射シート5の鏡面反射層7及び光拡散パターン8で拡散反射させて、発光面9側を発光させるように構成した面光源装置が知られている(実開平4─107201、例1とする))。この考案においてプリズムレンズシート3は発光面9から発光される光を一定方向に向ける働きがあり、その方向での輝度が大きくなる。
【0003】
また、他の従来の面光源装置としては、図6で示すようにアクリル樹脂等からなる透明導光板1を備え、この透明導光板1の一方の面は発光面9となっており、この透明導光板1の他方の面には光を拡散反射させるための光拡散反射シート5を設け、この透明導光板1の側端面部から光源6の光を入射し、その光を光拡散反射シート5の鏡面反射層7及び光拡散パターン8で拡散反射させて、発光面9側を発光させるように構成した面光源装置が知られている(特開平1─245220、例2とする)。この発明において、光拡散反射シート5の光拡散パターンは光散乱物質10を施したものであって、光源6の光入射部分から遠ざかるに従って光散乱物質10が密となるように構成されいる。これは面光源装置の輝度分布を均一化する。
【0004】
しかし、上記従来技術において、例1では輝度分布を均一化しようとして、光拡散反射シート5の光拡散パターン8を細密化するとプリズムレンズシート3と光学的なモアレ現象を起こしてモアレパターンによる不均一さが表れ、光拡散パターンが大きい場合は光拡散パターン8が輝度分布に表れてしまい十分な均一性が得られなかった。そのため拡散効果の大きい半透明拡散シート2を設けることが必要であり、半透明拡散シート2によって光拡散パターン8が輝度分布に表れることを緩和しているが、一方半透明拡散シート2は光の拡散効果を高めると光の吸収量が大きくなり、又表示に不要な発光面の接線方向近辺へも光を拡散させるためプリズムレンズシート3による発光面の法線方向近辺の輝度を高める効果が減じられるという問題があった。
従って、面光源装置の輝度を高くするためには、光源6の輝度を高めることとなり、そうすると光源の寿命が短くなり、消費電力が大きいなるという問題もあった。
また、例2においては、輝度分布を均一化する効果はある程度達成するものの半透明拡散シートを利用しないため限界がある上、プリズムレンズシート3を利用できないため法線方向近辺の輝度が低く、性能の劣るものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明が解決しようとする課題は、発光面の法線方向近傍の発光輝度が高く、輝度分布が均一な面光源装置をバックライトに用いた透過型液晶表示装置を提供することある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明者は種々研究を行った結果、導光板と、その導光板の発光表面側に設けられレンズを配列したプリズムレンズシートと、前記導光板の背後側に設けられ光拡散パターンを配列した光拡散反射手段を有する面光源装置において、上記プリズムレンズシートのレンズの配列軸に対して、上記光拡散パターンの配列軸は所定の角度を成すように、プリズムレンズシートと光拡散反射手段をもうけた上、液晶表示装置の画素の配列軸とプリズムレンズシートのレンズの配列軸を所定の角度を成すようにすることによって、法線方向近傍の発光輝度が高く、輝度分布が均一で、なお且つ液晶表示装置とプリズムレンズシートとのモアレも起こさない透過型液晶表示装置を実現でき、上記課題を達成することを見出し本発明を完成するに到った。
【0007】
【作用】
面光源装置の発光表面側に設けられ、レンズを配列したプリズムレンズシートの屈折集光作用によって発光面法線方向近傍の輝度が高められ、光拡散パターンを配列した光拡散反射手段によって輝度の均一化が図られる、この時上記プリズムレンズシートのレンズの配列軸に対して、上記印刷ドット(光拡散パターン)の配列軸は角度を成すように、プリズムレンズシートと光拡散反射シートとを配置したことによって(プリズムレンズシートと光拡散パターンとの)光学的なモアレが発生せず、かつ光拡散反射手段の光拡散パターンを不可視化できるから、高輝度化と輝度の均一化とを両立できる。
また半透明拡散シートを全く必要としないか、使用するとしても拡散効果は小さくてよく光の吸収量が小さく済むから輝度が均一である上にプリズムレンズシートによる高輝度化は極めて効果的となる。
さらに、液晶表示装置の画素の配列軸とプリズムレンズシートのレンズの配列軸を所定の角度を成すようにすることによって、液晶表示装置とプリズムレンズシートとのモアレも起きない。
【0008】
【実施例】
本発明について好適な実施例を挙げて以下に説明する。
図1は本発明の面光源装置の断面を模式的に示す図である。特にエッジライト型(サイドライト型とも呼称される)の場合を図示する。図1において1はアクリル樹脂、ガラス等からなる透明導光板であり、この透明導光板1の一方の面には透過率の高い半透明拡散シート2を設け、更にその上にレンズを配列したプリズムレンズシート3を設けている。さらに、この透明導光板1の他方の面には光を拡散反射させるための光拡散反射手段5を設け、この透明導光板1の側端面部から光源6の光を入射し、その光を光拡散反射手段5の鏡面反射層7及び光拡散パターン8で拡散反射させて、発光面9側を発光させるように構成されている。本発明においてプリズムレンズシート3は発光面9から発光される光を一定方向に向ける働きがあり、その方向での輝度が大きくなる。輝度の極大方向は通常は発光面9の法線方向である。また、光拡散反射手段5の光拡散パターンは印刷等により例えばドット状に光散乱物質10を施したものであり光源6の光入射部分から遠ざかるに従って光散乱物質10の面積が大となるように構成され面光源装置の輝度分布を均一化する。
尚ここで、導光板は、特開昭63─318003号公報(米国特許第7491540)、特開昭63─181201号公報等のように空洞にしてもよい。
【0009】
図2は本発明に関る面光源装置の平面を模式的に示す図である。図2において11はプリズムレンズシート3(のレンズ)の配列軸を示しており、12は光拡散パターン8の配列軸を示している。配列軸11と配列軸12は角度θを成している。本発明において、この角度は15度〜75度の範囲であって、モアレを生ずることなく、かつ光拡散反射シートの光拡散パターンを不可視化する働きがある。
【0010】
本発明に使用できるプリズムレンズシート3は如何なるタイプの物であってもよい。例えば、図3に示すように、三角プリズム型レンチキュラーレンズ13、円又は楕円柱型凸レンチキュラーレンズ14、円又は楕円柱型凹レンチキュラーレンズ15、角錐レンズ16、蠅の目レンズ17、等が利用できる。また図3の18に示すようにプリズムレンズシート3は一枚を単層で使用することもできるが、平行または直角に二枚重ねて二層として使用することができる。また三層以上で使用することも可能である。更に、同種のプリズムレンズシートを組み合わせるだけでなく異種のプリズムレンズシートを組み合わせて使用することも可能である。
これらプリズムレンズシートの材質は特に限定されず、光学的に透明であれば如何なる材料であってもよい。熱可塑性樹脂、又は熱、紫外線、電子線で架橋する硬化型樹脂のいずれであってもよく、例えば、アクリル樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等が使用できる。またガラス、石英等の材料も使用できる。
また単一な材料で構成することも可能であるが、図8に示すように透明なシート状(又は板状)の基材の上に透明材料で成形したプリズムレンズを積層した構成とすることもできる。
【0011】
本発明に使用できる光拡散反射手段5は光拡散反射シート5であってもよい。光拡散反射シート5は印刷等により例えばドット状の光拡散パターン8が形成されている。この光拡散パターン8は光散乱物質10であり、通常の白色度の高いインキや塗料の顔料が使われる。例えば、チタンホワイト、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化バリウム、硫酸バリウム等が使用できる。
これらの顔料はバインダー、溶剤等を含む展着剤に分散されて、印刷インキとして光拡散反射シート5に印刷されるか、塗料として光拡散反射シート5に塗布される。あるいは、テープ状に成形したものを光拡散反射シート5に貼り付ける方式でもよい。この光散乱物質10は、透明導光板1の光源側の端から離れるに従って順次その濃度が密、あるいは光拡散パターン8の面積が大となるようにする。このことにより、面光源装置における輝度の分布が均一化できる。
【0012】
一方、光拡散反射シート5の鏡面反射層7はアルミ蒸着等が施された鏡面となっており、光を反射する。
以上、光拡散反射シート5に鏡面反射層7と光拡散パターン8を設けたが、これらは透明導光板1に直接設けることもできる。その場合鏡面反射層7は発光面9の反対側の面に形成するが、光拡散パターン8は透明導光板1の何れの面に設けてもよく、また両面に設けてもよい。
【0013】
上記光拡散パターン8は図4に示すようにドットを規則周期で配列し、光源から離れるに従ってドット径を大きくするドットパターン19、ドットをランダムに配列し、光源から離れるに従って単位面積あたりのドットの数を増加させるランダムパターン20、複数の楔型のパターンを楔の先端が光源に向くように平行に配列した楔パターン21、ラインを規則周期で描き、光源から離れるに従って描かれるラインの数を増加させるラインパターン22等、パターンの面積が光源から離れるに従って大きくなるようなパターンであれば如何なるパターンであってもよい。
【0014】
以上のようなプリズムレンズシート3と光拡散パターン8において、プリズムレンズシート3の配列軸11と拡散パターン7の配列軸12との成す角度θは次のようにして決定される。
配列軸11は円又は楕円柱型凸レンチキュラーレンズの円又は楕円柱方向をY軸方向、円又は楕円柱を複数配列する方向をX軸方向とする時のY軸とする。また配列軸12は光拡散パターン8であるドットの光源6に対して離れる方向をy軸方向とし、光源6に平行する方向をx軸方向とするときのy軸とする。両座標系の原点をO、oとして、座標系O−X−Yと座標系o−x−yについて原点Oと原点oを一致させるものとする。
この時、モアレ縞を防止するためにはY軸とy軸の成す角度、即ち配列軸11と配列軸12の成す角度θは15度以上75度以下とするのが好ましい。15度以下においても、75度以上においてもモアレ縞が発生する。
【0015】
更に、この角度θを変化させると光拡散パターン8であるドットの陰影が変化してθがθ=sin −1(2/5−2) =63.5度の場合にドットの陰影が最も見えなくなり、拡散パターン7であるドットの不可視可を実現できる。θ=63.5度はドットの陰影が極小となる角度であって、特にθがおおよそ57度〜70度の範囲であればドットの陰影が見えなくなる最適範囲である。
また、θはX軸(x軸)から測っても、Y軸(y軸)から測っても対称的なため、θと90−θは同じ結果を与え、θ=90−63.5=26.5度の場合もθ=63.5度と同様の結果が得られる。
【0016】
従来のプリズムレンズシートの配列軸と拡散パターンの配列軸とが直行または平行していたのに対し、本発明ではそれらの軸が角度を成すため、拡散パターンの陰影が見えにくく、モアレ縞も発生しないことから、本発明の半透明拡散シート2は、ヘイズ(曇値)、吸収光量とも1/2以下とすることができる。
また、拡散パターンのの不可視性、面光源の光拡散半値角、輝度の如何によっては全く省略することもできる。
【0017】
本発明の面光源装置を透過型LCDディスプレイ装置(液晶表示装置)のバックライトとして使用する場合、プリズムレンズシート3において、レンズの配列周期は、LCDディスプレイの画素とモアレを起こさないようにする手段としては▲1▼「画素の配列軸とプリズムレンズシート3の配列軸にも15〜75度の角度を成す。」か、あるいは▲2▼「画素の配列周期の1/3以下か、又は3倍以上と離す。」のいずれかを行うとよい。また大きい方、即ち3倍以上に離すとレンズの周期が目に付くから、小さい方、即ち1/3以下とするのが好ましい。ただし、レンズの配列周期が1μm程度以下になると、光の回折現象が起こるため、レンズの配列周期は1μm以上とする。LCDディスプレイの画素の配列周期が300μmのであるとすると、レンズの配列周期は10〜100μmがよい。
また、拡散パターン7であるドットの配列周期は、ドットの目立ちにくさ、輝度及びその面内での均一さ点から100μm〜5000μmが好ましい。
光源6としては蛍光灯等の線状光源又は白熱電球のような点状光源が使用される。
又本発明の光源装置は図7に示すように、直下型(通称)の形で構成することもできる。
【0018】
【発明の効果】
面光源装置部分に於ける効果としては、プリズムレンズシートのレンズの配列軸に対して、光拡散反射シートの光拡散ドットの配列軸は所定の角度を成すように、プリズムレンズシートと光拡散反射シートとを配置したことによって、これら両シートによる光学的なモアレが発生せず、かつ光拡散反射シートの光拡散パターンを不可視化できるから、高輝度化と輝度の均一化とを両立できる。また半透明拡散シートを全く必要としないか、使用するとしても拡散効果は小さくてよく光の吸収量が小さく済むから輝度が均一である上にプリズムレンズシートによる高輝度化は極めて効果的となる。
そして更に透過型液晶表示装置全体の効果としては、その液晶表示装置の画素の配列軸とプリズムレンズシートのレンズの配列軸を所定の角度を成す様にすることで、面光源装置のプリズムレンズシートと液晶表示装置の画素とによるモアレが起きなくなる。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の面光源装置の断面の模式図。
【図2】本発明の面光源装置の平面の模式図。
【図3】本発明に使用できるプリズムレンズシートの図。
【図4】本発明に使用できる光拡散反射シートの光拡散パターンの図。
【図5】従来の面光源装置の断面の模式図。
【図6】従来の面光源装置の断面の模式図。
【図7】本発明の面光源装置の断面の模式図。
【図8】本発明に使用できるプリズムレンズシートの図。
【符号の説明】
1透明導光板
2半透明拡散シート
3プリズムレンズシート
4光拡散反射手段
5光拡散反射シート
6光源
7鏡面反射層
8光拡散パターン
9発光面
10光散乱物質
11プリズムレンズシートの配列軸
12光拡散パターンの配列軸
13三角プリズム型レンチキュラーレンズ
14円又は楕円柱型凸レンチキュラーレンズ
15円又は楕円柱型凹レンチキュラーレンズ
16角錐型レンズ
17蠅の目レンズ
18円又は楕円柱型凸レンチキュラーレンズを2枚直交重ねしたレンズ
19ドットパターン
20ランダムドットパターン
21楔パターン
22ラインパターン
23透過型液晶表示素子
24基材シート又は基板
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a transmission type liquid crystal display device using a surface light source device as a backlight.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, a conventional surface light source device includes a transparent light guide plate 1 made of an acrylic resin or the like, and a translucent diffusion sheet 2 having a high transmittance is provided on one surface of the transparent light guide plate 1. A prism lens sheet 3 in which lenses are arranged is provided thereon, and a light diffusion reflection sheet 5 for diffusing and reflecting light is provided on the other surface of the transparent light guide plate 1. Light from a light source 6 is incident from the side end surface of the transparent light guide plate 1, and the light is diffusely reflected by the specular reflection layer 7 and the light diffusion pattern 8 of the light diffusion reflection sheet 5 to emit light on the light emission surface 9 side. A surface light source device having such a configuration is known (actually disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 4-107201, Example 1). In the present invention, the prism lens sheet 3 has a function of directing the light emitted from the light emitting surface 9 in a certain direction, and the brightness in that direction increases.
[0003]
Further, as another conventional surface light source device, as shown in FIG. 6, a transparent light guide plate 1 made of acrylic resin or the like is provided, and one surface of the transparent light guide plate 1 is a light emitting surface 9, and this transparent light guide plate 1 A light diffusing / reflecting sheet 5 for diffusing and reflecting light is provided on the other surface of the light guide plate 1. Light from a light source 6 is incident from a side end surface of the transparent light guide plate 1, and the light is transmitted to the light diffusing / reflecting sheet 5. There is known a surface light source device configured to emit light on the light emitting surface 9 side by diffusing and reflecting the light from the specular reflection layer 7 and the light diffusion pattern 8 (JP-A-1-245220, Example 2). In the present invention, the light diffusion pattern of the light diffusion reflection sheet 5 is formed by applying the light scattering substance 10, and the light diffusion substance 10 becomes denser as the distance from the light incident portion of the light source 6 increases. This makes the luminance distribution of the surface light source device uniform.
[0004]
However, in the prior art described above, in Example 1, if the light diffusion pattern 8 of the light diffusion reflection sheet 5 is made fine in order to make the luminance distribution uniform, an optical moire phenomenon occurs with the prism lens sheet 3 and the nonuniformity due to the moire pattern occurs. When the light diffusion pattern was large, the light diffusion pattern 8 appeared in the luminance distribution, and sufficient uniformity could not be obtained. Therefore, it is necessary to provide the translucent diffusion sheet 2 having a large diffusion effect, and the translucent diffusion sheet 2 alleviates the light diffusion pattern 8 from appearing in the luminance distribution. Increasing the diffusion effect increases the amount of light absorption, and also reduces the effect of increasing the luminance near the normal direction of the light emitting surface by the prism lens sheet 3 because the light is also diffused near the tangential direction of the light emitting surface unnecessary for display. There was a problem that was.
Therefore, in order to increase the brightness of the surface light source device, the brightness of the light source 6 must be increased, which causes a problem that the life of the light source is shortened and power consumption is increased.
Further, in Example 2, although the effect of uniformizing the luminance distribution is achieved to some extent, there is a limit because the translucent diffusion sheet is not used, and the luminance near the normal direction is low because the prism lens sheet 3 cannot be used. Was inferior.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high light emission luminance in the normal direction near the light emitting surface, it is to provide a transmission type liquid crystal display device using the backlight luminance distribution uniform surface light source device .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor has conducted various studies, and as a result, a light guide plate, a prism lens sheet provided with lenses arranged on the light emitting surface side of the light guide plate, and provided on the back side of the light guide plate. In the surface light source device having the light diffusion reflection means in which the light diffusion patterns are arranged, the prism lens sheet and the prism lens sheet are arranged such that the arrangement axis of the light diffusion pattern forms a predetermined angle with respect to the arrangement axis of the lenses of the prism lens sheet. after having earned a light diffuse reflection means, the arrangement axis of the array axis and a prism lens sheet lenses of the pixel of the liquid crystal display device by the to Turkey at a predetermined angle, high emission luminance in the normal direction near The present invention has been found to achieve a transmission-type liquid crystal display device having a uniform luminance distribution and not causing moiré between the liquid crystal display device and the prism lens sheet, and achieving the above object. It was led to the completion.
[0007]
[Action]
Provided on the light-emitting surface side of the surface light source device, the brightness near the normal direction of the light-emitting surface is enhanced by the refraction and condensing action of the prism lens sheet on which the lenses are arranged, and the uniformity of the brightness is obtained by the light-diffuse reflection means with the arranged light-diffusion patterns At this time, the prism lens sheet and the light diffusion reflection sheet are arranged such that the arrangement axis of the printing dots (light diffusion pattern) forms an angle with respect to the arrangement axis of the lenses of the prism lens sheet. Accordingly, optical moiré (between the prism lens sheet and the light diffusion pattern) does not occur, and the light diffusion pattern of the light diffusion / reflection means can be made invisible, so that both high luminance and uniform luminance can be achieved.
Also, if a translucent diffusion sheet is not required at all, or if used, the diffusion effect is small and the amount of light absorbed is small, so that the luminance is uniform and the high luminance by the prism lens sheet is extremely effective. .
Furthermore, the alignment axis of the alignment axis and the prism lens sheet lenses of the pixel of the liquid crystal display device by the to Turkey at a predetermined angle, does not occur even moire between the liquid crystal display device and a prism lens sheet.
[0008]
【Example】
The present invention will be described below with reference to preferred embodiments.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of the surface light source device of the present invention. Particularly, a case of an edge light type (also called a side light type) is illustrated. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transparent light guide plate made of acrylic resin, glass, or the like. A translucent diffusion sheet 2 having a high transmittance is provided on one surface of the transparent light guide plate 1, and a prism on which a lens is further arranged is provided. A lens sheet 3 is provided. Further, light diffusing / reflecting means 5 for diffusing and reflecting light is provided on the other surface of the transparent light guide plate 1. Light from a light source 6 is incident from a side end surface of the transparent light guide plate 1, and the light is reflected by the light. The light is diffused and reflected by the specular reflection layer 7 and the light diffusion pattern 8 of the diffuse reflection means 5 to emit light on the light emitting surface 9 side. In the present invention, the prism lens sheet 3 has a function of directing the light emitted from the light emitting surface 9 in a certain direction, and the brightness in that direction increases. The maximum direction of the luminance is usually the normal direction of the light emitting surface 9. The light diffusion pattern of the light diffusion / reflection means 5 is obtained by applying the light scattering substance 10 in, for example, a dot shape by printing or the like, so that the area of the light scattering substance 10 increases as the distance from the light incident portion of the light source 6 increases. It is configured to make the luminance distribution of the surface light source device uniform.
Here, the light guide plate may be hollow as disclosed in JP-A-63-318003 (US Pat. No. 7,491,540) and JP-A-63-181201.
[0009]
Figure 2 is a diagram schematically showing a plane of Sekiru surface light source device of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes an arrangement axis of (the lens of) the prism lens sheet 3, and reference numeral 12 denotes an arrangement axis of the light diffusion pattern 8. The array axis 11 and the array axis 12 form an angle θ. In the present invention, this angle is in the range of 15 to 75 degrees, and has a function of making the light diffusion pattern of the light diffusion reflection sheet invisible without causing moire.
[0010]
The prism lens sheet 3 that can be used in the present invention may be of any type. For example, as shown in FIG. 3, a triangular prism type lenticular lens 13, a circular or elliptic cylindrical convex lenticular lens 14, a circular or elliptical cylindrical concave lenticular lens 15, a pyramid lens 16, a fly-eye lens 17, and the like can be used. . As shown at 18 in FIG. 3, one prism lens sheet 3 can be used as a single layer, but it can be used as two layers by stacking two sheets in parallel or at right angles. It is also possible to use three or more layers. Furthermore, not only the same kind of prism lens sheets can be combined, but also different kinds of prism lens sheets can be used in combination.
The material of the prism lens sheet is not particularly limited, and may be any material as long as it is optically transparent. Thermoplastic resins, or heat, ultraviolet rays, may be any of curable resins that are cross-linked by an electron beam, for example, acrylic resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, polyester resin, polypropylene resin, polyamide resin, etc. Can be used. Materials such as glass and quartz can also be used.
It is also possible to use a single material, but as shown in FIG. 8, a structure in which a prism lens formed of a transparent material is laminated on a transparent sheet-like (or plate-like) base material is used. You can also.
[0011]
The light diffusion / reflection means 5 that can be used in the present invention may be a light diffusion / reflection sheet 5. The light diffusion reflection sheet 5 has, for example, a dot-shaped light diffusion pattern 8 formed by printing or the like. The light diffusion pattern 8 is a light scattering substance 10 and is usually made of a high-whiteness ink or paint pigment. For example, titanium white, zinc oxide, calcium oxide, barium oxide, barium sulfate and the like can be used.
These pigments are dispersed in a spreading agent containing a binder, a solvent, and the like, and printed on the light diffusion reflection sheet 5 as printing ink, or applied to the light diffusion reflection sheet 5 as a paint. Alternatively, a method in which a tape-shaped member is attached to the light diffusion reflection sheet 5 may be used. The concentration of the light scattering material 10 is gradually increased as the distance from the light source side end of the transparent light guide plate 1 is increased, or the area of the light diffusion pattern 8 is increased. Thereby, the distribution of luminance in the surface light source device can be made uniform.
[0012]
On the other hand, the mirror reflection layer 7 of the light diffusion reflection sheet 5 has a mirror surface on which aluminum vapor deposition or the like is performed, and reflects light.
As described above, the specular reflection layer 7 and the light diffusion pattern 8 are provided on the light diffusion / reflection sheet 5, but they may be provided directly on the transparent light guide plate 1. In that case, the mirror reflection layer 7 is formed on the surface opposite to the light emitting surface 9, but the light diffusion pattern 8 may be provided on any surface of the transparent light guide plate 1, or may be provided on both surfaces.
[0013]
As shown in FIG. 4, the light diffusion pattern 8 includes dots arranged at regular intervals, a dot pattern 19 in which the dot diameter increases as the distance from the light source increases, and a random arrangement of dots. As the distance from the light source increases, the number of dots per unit area increases. A random pattern 20 for increasing the number, a wedge pattern 21 in which a plurality of wedge-shaped patterns are arranged in parallel so that the tips of the wedges face the light source, and lines are drawn at regular intervals, and the number of lines drawn increases as the distance from the light source increases Any pattern may be used as long as the pattern area increases as the distance from the light source increases, such as a line pattern 22 to be formed.
[0014]
In the prism lens sheet 3 and the light diffusion pattern 8 as described above, the angle θ between the arrangement axis 11 of the prism lens sheet 3 and the arrangement axis 12 of the diffusion pattern 7 is determined as follows.
The array axis 11 is the Y axis when the direction of the circle or elliptic cylinder of the circular or elliptic cylindrical convex lenticular lens is the Y axis direction, and the direction in which a plurality of circles or elliptic cylinders are arrayed is the X axis direction. The arrangement axis 12 is defined as the y-axis direction in which the direction of the dots of the light diffusion pattern 8 away from the light source 6 is the y-axis direction and the direction parallel to the light source 6 is the y-axis direction. It is assumed that the origins of both coordinate systems are O and o, and the origin O and the origin o coincide with each other in the coordinate system OXY and the coordinate system oxy.
At this time, in order to prevent moiré fringes, the angle between the Y axis and the y axis, that is, the angle θ between the array axis 11 and the array axis 12 is preferably set to 15 degrees or more and 75 degrees or less. Moiré fringes occur at 15 degrees or less and at 75 degrees or more.
[0015]
Further, when the angle θ is changed, the shadow of the dot which is the light diffusion pattern 8 changes, and when θ is θ = sin −1 (2/5 −2 ) = 63.5 degrees, the shadow of the dot is most visible. This makes it possible to realize the invisibleness of the dots that are the diffusion pattern 7. θ = 63.5 degrees is an angle at which the shadow of the dot is minimized, and particularly when θ is in the range of approximately 57 to 70 degrees, it is the optimum range in which the shadow of the dot is not visible.
Since θ is symmetric whether measured from the X axis (x axis) or from the Y axis (y axis), θ and 90−θ give the same result, and θ = 90−63.5 = 26 In the case of 0.5 degrees, the same result as when θ = 63.5 degrees is obtained.
[0016]
Whereas the arrangement axis of the conventional prism lens sheet and the arrangement axis of the diffusion pattern are perpendicular or parallel, in the present invention, since these axes form an angle, shadows of the diffusion pattern are difficult to see and moire fringes also occur. Therefore, in the translucent diffusion sheet 2 of the present invention, both the haze (haze value) and the amount of absorbed light can be reduced to 以下 or less.
Further, it can be omitted altogether depending on the invisibility of the diffusion pattern, the half angle of light diffusion of the surface light source, and the luminance.
[0017]
When the surface light source device of the present invention is used as a backlight of a transmissive LCD display device (liquid crystal display device), in the prism lens sheet 3, the lens arrangement cycle is such that moire does not occur with the pixels of the LCD display. (1) "The pixel arrangement axis and the arrangement axis of the prism lens sheet 3 also form an angle of 15 to 75 degrees." Or (2) "One third or less of the pixel arrangement cycle or 3 More than twice. " When the lens is larger, that is, three times or more, the cycle of the lens becomes noticeable. However, when the arrangement period of the lenses is about 1 μm or less, a light diffraction phenomenon occurs. Therefore, the arrangement period of the lenses is 1 μm or more. Assuming that the arrangement period of the pixels of the LCD display is 300 μm, the arrangement period of the lens is preferably 10 to 100 μm.
Further, the arrangement period of the dots as the diffusion pattern 7 is preferably 100 μm to 5000 μm from the viewpoint of inconspicuousness of dots, luminance, and uniformity in the plane.
As the light source 6, a linear light source such as a fluorescent lamp or a point light source such as an incandescent lamp is used.
Further, as shown in FIG. 7, the light source device of the present invention may be configured in a direct type (commonly known).
[0018]
【The invention's effect】
The effect in the surface light source device portion is that the prism lens sheet and the light diffuse reflection are arranged such that the light diffusion dot arrangement axis of the light diffusion reflection sheet forms a predetermined angle with respect to the lens arrangement axis of the prism lens sheet. By arranging the sheets, optical moiré due to both sheets does not occur, and the light diffusion pattern of the light diffusion reflection sheet can be made invisible, so that both high luminance and uniform luminance can be achieved. Also, if a translucent diffusion sheet is not required at all, or even if it is used, the diffusion effect is small and the amount of light absorbed is small, so that the luminance is uniform and the high luminance by the prism lens sheet is extremely effective. .
And further as the effect of the entire liquid crystal display device, the alignment axis of the alignment axis and the prism lens sheet lenses of the pixel of the liquid crystal display device of that between to Turkey as to form a predetermined angle, the surface light source device Moire caused by the prism lens sheet and the pixels of the liquid crystal display device does not occur.
[0019]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a cross section of a surface light source device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of the surface light source device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram of a prism lens sheet that can be used in the present invention.
FIG. 4 is a diagram of a light diffusion pattern of a light diffusion reflection sheet that can be used in the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a cross section of a conventional surface light source device.
FIG. 6 is a schematic diagram of a cross section of a conventional surface light source device.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the surface light source device of the present invention.
FIG. 8 is a diagram of a prism lens sheet that can be used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Transparent light guide plate 2 Translucent diffusion sheet 3 Prism lens sheet 4 Light diffusion reflection means 5 Light diffusion reflection sheet 6 Light source 7 Specular reflection layer 8 Light diffusion pattern 9 Light emitting surface 10 Light scattering material 11 Arrangement axis of prism lens sheet 12 Light diffusion Pattern arrangement axis 13 Triangular prism type lenticular lens 14 yen or elliptic cylindrical convex lenticular lens 15 yen or elliptic cylindrical concave lenticular lens 16 Pyramidal lens 17 Fly eye lens 18 yen or two elliptical cylindrical convex lenticular lenses Overlaid lens 19 dot pattern 20 random dot pattern 21 wedge pattern 22 line pattern 23 transmissive liquid crystal display element 24 base sheet or substrate

Claims (2)

少なくとも導光板と、その導光板の発光面側に設けられレンズを配列したプリズムレンズシートと、前記導光板の背後側に設けられ光拡散パターンを配列した光拡散反射手段とを有する面光源装置を、液晶表示装置のバックライトとして使用する透過型液晶表示装置であって、
前記プリズムレンズシートのレンズの配列軸と、前記光拡散パターンの配列軸の成す角度が15度以上、75度以下であり、かつ、前記液晶表示装置の画素の配列軸と前記プリズムレンズシートのレンズの配列軸の成す角度が15度以上、75度以下とした事を特徴とする透過型液晶表示装置。
A surface light source device having at least a light guide plate, a prism lens sheet provided on a light emitting surface side of the light guide plate and arranged with lenses, and a light diffusion reflection unit provided behind the light guide plate and arranged with a light diffusion pattern. A transmissive liquid crystal display device used as a backlight of a liquid crystal display device,
The angle formed by the arrangement axis of the lens of the prism lens sheet and the arrangement axis of the light diffusion pattern is not less than 15 degrees and not more than 75 degrees, and the arrangement axis of the pixels of the liquid crystal display device and the lens of the prism lens sheet. Wherein the angle formed by the array axes is 15 degrees or more and 75 degrees or less.
上記面光源装置は、導光板とプリズムレンズシートとの間に、半透明拡散シートを有する、請求項1記載の透過型液晶表示装置。2. The transmission type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the surface light source device has a translucent diffusion sheet between the light guide plate and the prism lens sheet.
JP07851093A 1993-03-15 1993-03-15 Transmissive liquid crystal display Expired - Lifetime JP3585509B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07851093A JP3585509B2 (en) 1993-03-15 1993-03-15 Transmissive liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP07851093A JP3585509B2 (en) 1993-03-15 1993-03-15 Transmissive liquid crystal display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06265732A JPH06265732A (en) 1994-09-22
JP3585509B2 true JP3585509B2 (en) 2004-11-04

Family

ID=13663940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP07851093A Expired - Lifetime JP3585509B2 (en) 1993-03-15 1993-03-15 Transmissive liquid crystal display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3585509B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5061409B2 (en) * 2001-05-08 2012-10-31 日本電気株式会社 Liquid crystal display
ES2378124T3 (en) 2002-10-22 2012-04-09 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight unit and liquid crystal display unit that uses the backlight unit
US7408708B2 (en) 2004-04-16 2008-08-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Diffusing sheet, surface light source unit, and transmission type display
CN1914549A (en) * 2004-10-09 2007-02-14 第一毛织株式会社 Light guide plate for liquid crystal display back light units and liquid crystal display back light unit using the same
JP2007311176A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Puratekku:Kk Lighting fitting and lighting cover
TWI295355B (en) 2006-08-30 2008-04-01 Ind Tech Res Inst Optical diffusion module and method of manufacturing optical diffusion structure
JP4978225B2 (en) * 2007-02-09 2012-07-18 凸版印刷株式会社 Display device
US8115888B2 (en) * 2007-04-25 2012-02-14 Fujifilm Corporation Liquid crystal display device
TWI363900B (en) 2007-10-04 2012-05-11 Ind Tech Res Inst Light guiding film
JP4277049B1 (en) * 2007-12-14 2009-06-10 五洋紙工株式会社 Direct type backlight and liquid crystal television incorporating the backlight
US8735791B2 (en) 2010-07-13 2014-05-27 Svv Technology Innovations, Inc. Light harvesting system employing microstructures for efficient light trapping
US9097826B2 (en) 2011-10-08 2015-08-04 Svv Technology Innovations, Inc. Collimating illumination systems employing a waveguide
JP7238551B2 (en) 2019-04-01 2023-03-14 ブラザー工業株式会社 Display device and image forming device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06265732A (en) 1994-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0797045B1 (en) Backlighting device
US6075649A (en) Lens film and planar light source apparatus
JP4133420B2 (en) Backlight and liquid crystal display device
JP3913870B2 (en) Optical sheet, optical sheet laminate, surface light source device, and transmissive display device
JP3585509B2 (en) Transmissive liquid crystal display
JP3309173B2 (en) Film lens, surface light source and transmissive display
JP3968155B2 (en) Prism sheet
JPH10260315A (en) Lens light guide plate and surface light source unit using the same
JP2000147264A (en) Light control sheet and surface light source device using the same
JPH06324205A (en) Lens sheet and surface light source formed by using this lens sheet
JPH07159607A (en) Optical control sheet and surface light emitting device provided therewith
JPH0875928A (en) Lens sheet, edge light type surface light source, and transmission type display
JP2974400B2 (en) Surface emitting device and method of manufacturing the same
JPH07151909A (en) Film lens and surface light source using the same
JP3077907B2 (en) Backlight device
JP2004342429A (en) Planar light source device, and liquid crystal display equipped with same
JP2000206318A (en) Optical path control diffusion sheet and back light unit by using it
KR20080037308A (en) Prism sheet, backlight unit having the same and method of manufacturing thereof
JP2001093316A (en) Planar light source device and liquid crystal display using it
JPH035726A (en) Backlighting device
KR20000055799A (en) A Backlight System for Liquid Crystal Display Devices
JP3424136B2 (en) Film lens for surface light source and surface light source using the same
JP3688036B2 (en) Surface light source device using non-light diffusing light guide plate and lens film
JP2004146383A (en) Surface light source using lens sheet
CN112882148A (en) Backlight source structure

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020514

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040709

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090813

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100813

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110813

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120813

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130813

Year of fee payment: 9