JP4815879B2 - 光透過フィルム、バックライト装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
これらの光束は、一方のプリズム斜面で全反射した後に、隣接プリズムに再入射してシート内部に入り、その一部が戻り光成分に加算されて再利用されたり、他の多重反射の後に第1次透過光成分や光源側への戻り光として有効活用される。
図13から明らかなように、従来のプリズムシート3においては、正面方向の出射効率に優れ、正面輝度が高い。
この無効な光束をもたらす第2次透過光成分T2を減少させることができれば、輝度分布の改善を図れることになる。
Z=X2/(R+√(R2−(1+K)X2))+AX4+BX5+CX6+・・・
(式中、Rは先端頂点の曲率半径である。Kは円錐係数である。A,B,C,・・・は高次の非球面係数である。)
レンズ要素の断面形状をこのようなトロイダルレンズ形状に形成することにより、出射光の指向性を改良し、正面輝度を向上させることができる。
また、本発明のバックライト装置及び液晶表示装置によれば、面内輝度を向上させ、所定の視野角内の方向において高い輝度分布をもたせることが可能となる。
図1及び図2は、本発明の第1の実施の形態の光透過フィルムとして、液晶表示装置用の輝度向上フィルム14の構成を示している。
ここで、図1は輝度向上フィルム14の表面14aの拡大平面図、図2は図1における[2]−[2]線方向断面図である。
Z=X2/(R+√(R2−(1+K)X2))+AX4+BX5+CX6+・・・[μm]
なお式中、Rは先端頂点の曲率半径、Kは円錐係数、A,B,C,・・・は高次の非球面係数である。
この場合、
R≧0、K<−1、R−K≧5、0<A<10-3 、0≦B,C,・・・≦10-3であることが特に好ましい。
Z=X2/(25+√(625+10X2))+5×10-5X4
で表される非球面形状で形成されている。
あるいは、これらの透明フィルムの上に、レンズ面14aが形成された層を後工程で一体化してもよい。この場合、レンズ面形成層は透明フィルムと異なる光透過性の材料で構成することができる。
透明フィルム41を金型ロール(転写ロール)47に巻き付けて、加圧ロール42と剥離ロール45でニップする。金型ロール47は、その表面にレンズ要素を形成するための微細形状(凹部)が形成されており、ロール一周分の表面でレンズ面を作製する。
金型ロール47の材質としては、微細形状を精密に形成するのに適した金属材料が好ましい。例えば、加工的に実績のあるアルミニウム合金や銅合金がよく、最も好ましくは無酸素銅がよい。鉄系材料は、ダイヤモンドバイトによる精密切削が困難であるが、表面に銅めっきやニッケルめっき等の加工層を形成することで使用することが可能となる。
エネルギーを吸収して硬化する樹脂43としては、光学的透明性を有する紫外線硬化型樹脂が好適である。紫外線硬化型樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、シリコーン樹脂等の各種樹脂が用いられる。
ここで用いられる透明フィルムの材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ゼオノア(商品名)等が挙げられる。
その他、溶融押し出し加工等の他の加工方法を用いて輝度向上フィルム14を製造することができる。
本実施の形態によれば、各レンズ要素L1のAC面側の頂点A近傍において、第1の全反射面(AB面)からの反射光束に対して法線角度がZ軸に対して浅い角度を形成するので、全反射して戻り光成分となる効果をより高めることができる。
図6は本発明の第2の実施の形態の光透過フィルムとして、液晶表示装置用の輝度向上フィルム24の構成を示す要部拡大平面図である。
Z=X 2 /(20+√(400+20X 2 ))+6×10 −6 X 4
図8は本発明の第3の実施の形態の光透過フィルムとして、液晶表示装置用の輝度向上フィルム34の構成を示す要部拡大平面図である。
Z=X2/(40+√(1600+200X2))+6×10-6X4
また、レンズ面34aを形成する他方のレンズ要素L4は三角錐形状を有しており、上記非球面形状のレンズ要素L3間の隙間を埋めるようにして配置されている。
図10は、本発明の光透過フィルムとしての輝度向上フィルムが適用される液晶表示装置10の一構成例を示す概略図である。
なお、透明基板6a,6bと偏光板7a,7bとの間に、位相差板等の光学補償フィルムを配置させてもよい。
なお、バックライトユニットは図示した直下型のものに限らず、導光板の側面に光源を配置したエッジライト型で構成されてもよい。また、光源にLED(Light Emitting Diode)や有機エレクトロルミネッセンス素子等の自発光素子が採用されてもよい。
なお、輝度向上フィルム14に代えて、上述の第2の実施の形態で説明した構成の輝度向上フィルム24、あるいは第3の実施の形態で説明した構成の輝度向上フィルム34を用いてもよい。
Claims (14)
- 一方の面に多数のレンズ要素が複数形成された光透過フィルムであって、
前記レンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、フィルムの法線方向にZ軸、フィルムの面内方向にX軸をとったとき、以下の式を満たす非球面形状に形成されており、
Z=X 2 /(R+√(R 2 −(1+K)X 2 ))+AX 4 +BX 5 +CX 6 +・・・
(式中、Rは先端頂点の曲率半径である。Kは円錐係数である。A,B,C,・・・は高次の非球面係数である。)
前記式は、
R≧0、
K<−1、
R−K≧5、
0<A<10 −3 、
0≦B,C,・・・≦10 −3 である光透過フィルム。 - 請求項1に記載の光透過フィルムであって、
隣接する前記レンズ要素の間には、形状の異なる他のレンズ要素が形成されている光透過フィルム。 - 請求項2に記載の光透過フィルムであって、
前記他のレンズ要素は、錐体形状を有する光透過フィルム。 - 請求項1に記載の光透過フィルムであって、
前記多数のレンズ要素には、相互に相似形状のものが含まれる光透過フィルム。 - 一方の面に多数のレンズ要素が複数形成された光透過フィルムであって、
前記レンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
隣接する前記レンズ要素の間には、形状の異なる他のレンズ要素が形成されており、
前記他のレンズ要素は、錐体形状を有する光透過フィルム。 - 一方の面に多数のレンズ要素が複数形成された光透過フィルムであって、
前記レンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
前記多数のレンズ要素には、相互に相似形状のものが含まれる光透過フィルム。 - 光源と、
この光源の光出射側に配置され、一方の面に多数のレンズ要素が複数配列された光透過フィルムとを備えたバックライト装置であって、
前記光透過フィルムのレンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、フィルムの法線方向にZ軸、フィルムの面内方向にX軸をとったとき、以下の式を満たす非球面形状に形成されており、
Z=X 2 /(R+√(R 2 −(1+K)X 2 ))+AX 4 +BX 5 +CX 6 +・・・
(式中、Rは先端頂点の曲率半径である。Kは円錐係数である。A,B,C,・・・は高次の非球面係数である。)
前記式は、
R≧0、
K<−1、
R−K≧5、
0<A<10 −3 、
0≦B,C,・・・≦10 −3 であるバックライト装置。 - 請求項7に記載のバックライト装置であって、
前記光源と前記光透過フィルムとの間には、前記光源からの光を拡散させて前記光透過フィルム側へ出射させる拡散層が設けられているバックライト装置。 - 請求項7に記載のバックライト装置であって、
前記光透過フィルムの光出射側には、当該光透過フィルムを透過した光のうち所定の偏光成分を透過させ他の偏光成分を反射する偏光分離素子が配置されているバックライト装置。 - 光源と、
この光源の光出射側に配置され、一方の面に多数のレンズ要素が複数配列された光透過フィルムとを備えたバックライト装置であって、
前記光透過フィルムのレンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
隣接する前記レンズ要素の間には、形状の異なる他のレンズ要素が形成されており、
前記他のレンズ要素は、錐体形状を有するバックライト装置。 - 光源と、
この光源の光出射側に配置され、一方の面に多数のレンズ要素が複数配列された光透過フィルムとを備えたバックライト装置であって、
前記光透過フィルムのレンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
前記多数のレンズ要素には、相互に相似形状のものが含まれるバックライト装置。 - 液晶表示素子と、
この液晶表示素子を背面側から照明する光源を有するバックライトユニットと、
前記液晶表示素子と前記バックライトユニットとの間に配置され、一方の面に多数のレンズ要素が複数配列された光透過フィルムとを備えた液晶表示装置において、
前記光透過フィルムのレンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、フィルムの法線方向にZ軸、フィルムの面内方向にX軸をとったとき、以下の式を満たす非球面形状に形成されており、
Z=X 2 /(R+√(R 2 −(1+K)X 2 ))+AX 4 +BX 5 +CX 6 +・・・
(式中、Rは先端頂点の曲率半径である。Kは円錐係数である。A,B,C,・・・は高次の非球面係数である。)
前記式は、
R≧0、
K<−1、
R−K≧5、
0<A<10 −3 、
0≦B,C,・・・≦10 −3 である液晶表示装置。 - 液晶表示素子と、
この液晶表示素子を背面側から照明する光源を有するバックライトユニットと、
前記液晶表示素子と前記バックライトユニットとの間に配置され、一方の面に多数のレンズ要素が複数配列された光透過フィルムとを備えた液晶表示装置において、
前記光透過フィルムのレンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
隣接する前記レンズ要素の間には、形状の異なる他のレンズ要素が形成されており、
前記他のレンズ要素は、錐体形状を有する液晶表示装置。 - 液晶表示素子と、
この液晶表示素子を背面側から照明する光源を有するバックライトユニットと、
前記液晶表示素子と前記バックライトユニットとの間に配置され、一方の面に多数のレンズ要素が複数配列された光透過フィルムとを備えた液晶表示装置において、
前記光透過フィルムのレンズ要素は、面内に2次元の広がりをもって配列され、
前記レンズ要素の断面の外形形状は、左右対称な曲面形状を有し、
前記多数のレンズ要素には、相互に相似形状のものが含まれる液晶表示装置。
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