JP4815930B2 - Light transmissive film, backlight device, and liquid crystal display device - Google Patents

Light transmissive film, backlight device, and liquid crystal display device Download PDF

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本発明は、例えば、エッジライト型バックライトユニット用の輝度向上フィルムとして用いて好適な光透過フィルム、バックライト装置および液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a light transmissive film, a backlight device, and a liquid crystal display device suitable for use as, for example, a brightness enhancement film for an edge light type backlight unit.

液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)は、ブラウン管(CRT:Cathode Ray Tube)と比較して低消費電力かつ小型化、薄型化が可能であり、現在では携帯電話、デジタルカメラ、PDA(Personal Digital Assistants)等の小型機器から、大型サイズの液晶テレビに至るまで、様々なサイズのものが幅広く使用されている。   A liquid crystal display (LCD) is lower in power consumption, smaller and thinner than a cathode ray tube (CRT), and is now available in mobile phones, digital cameras, and PDAs (Personal Digital Display). Various sizes are widely used, from small devices such as Assistants) to large-sized LCD TVs.

液晶表示装置は透過型、反射型等に分類され、特に透過型液晶表示装置は、液晶層を一対の透明基板で挟んだ液晶表示パネルのほか、照明光源としてバックライトユニットを備えている。バックライトユニットは、光源を液晶表示パネルの直下に配置する直下型のほか、エッジライト型がある。   Liquid crystal display devices are classified into a transmission type, a reflection type, and the like. In particular, a transmission type liquid crystal display device includes a backlight unit as an illumination light source in addition to a liquid crystal display panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of transparent substrates. The backlight unit includes an edge light type as well as a direct type in which a light source is arranged directly under a liquid crystal display panel.

エッジライト型のバックライトユニットは、液晶表示パネルの背面に配置される導光板と、この導光板の一側端部に配置された光源と、導光板の光出射面とは反対側の面を覆う反射板等で構成されている。光源には、従来より、白色光を発光する冷陰極蛍光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)が広く用いられている。   The edge light type backlight unit has a light guide plate disposed on the back surface of the liquid crystal display panel, a light source disposed at one end of the light guide plate, and a surface opposite to the light emitting surface of the light guide plate. It is composed of a reflective plate and the like for covering. Conventionally, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) that emits white light has been widely used as a light source.

一方、光源光の出射方向を正面方向に配光させる目的で、輝度向上フィルムと称される光透過フィルムを導光板と液晶表示パネルとの間に配置する構成が知られている。輝度向上フィルムは、一方の面に断面略三角形状のプリズムが微細ピッチで周期配列されたプリズムシートで構成されている。このプリズムシートは、プリズム構造面を液晶表示パネル側に向けて配置する構成のほか、プリズム構造面を導光板側に向けて配置する構成のものが知られている。以下、本明細書において後者のプリズムシートの配置形態を便宜的に「逆プリズム」とも形容する。   On the other hand, a configuration is known in which a light transmission film called a brightness enhancement film is disposed between a light guide plate and a liquid crystal display panel for the purpose of distributing light source light in the front direction. The brightness enhancement film is composed of a prism sheet in which prisms having a substantially triangular cross section are periodically arranged at a fine pitch on one surface. In addition to a configuration in which the prism structure surface is disposed toward the liquid crystal display panel, this prism sheet has a configuration in which the prism structure surface is disposed toward the light guide plate. Hereinafter, in the present specification, the arrangement of the latter prism sheet is also referred to as “reverse prism” for convenience.

逆プリズム状のプリズムシートの構成例を図6に示す。図6において、1はプリズムシートであり、下面側に一定ピッチでプリズム1Pが配列されている。2は導光板であり、図において左方側に図示しない線状光源(CCFL)が配置されている。   FIG. 6 shows a configuration example of an inverted prism-shaped prism sheet. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a prism sheet, and prisms 1P are arranged at a constant pitch on the lower surface side. A light guide plate 2 has a linear light source (CCFL) (not shown) arranged on the left side in the drawing.

通常、逆プリズム状にプリズムシートを配置する場合、導光板2は光出射面2aから取り出される光の角度が浅く(αが小さく)なるように設計される。プリズムシート1の各々のプリズム1Pは一定の頂角θを有している。そして、導光板2の光出射面2aから浅い角度で出射された光Lをプリズム1Pの一方の傾斜面1aから入射させるとともに、他方の傾斜面1bで全反射させることで、垂直方向(液晶表示パネル正面方向)へ立ち上げる。これにより、光源光が正面方向に集光されて正面輝度の向上が図られる。   Normally, when the prism sheet is arranged in an inverted prism shape, the light guide plate 2 is designed so that the angle of light extracted from the light exit surface 2a is shallow (α is small). Each prism 1P of the prism sheet 1 has a certain apex angle θ. Then, light L emitted from the light emitting surface 2a of the light guide plate 2 at a shallow angle is incident from one inclined surface 1a of the prism 1P and totally reflected by the other inclined surface 1b, so that the vertical direction (liquid crystal display Start up to the front of the panel. Thereby, the light source light is condensed in the front direction, and the front luminance is improved.

プリズム頂角θは、仕様により種々のものが知られており、その代表的な角度は63°である。この場合、プリズムシートの屈折率を1.59程度とすると、光Lが垂直方向に立ち上げられるための導光板2からの出射角αは、25°程度である。   Various prism apex angles θ are known depending on the specifications, and a typical angle is 63 °. In this case, when the refractive index of the prism sheet is about 1.59, the emission angle α from the light guide plate 2 for the light L to rise in the vertical direction is about 25 °.

ところが、上述した構成のプリズムシートを用いた液晶表示装置においては、相互に周期性を持つ液晶表示パネルの画素とプリズムシートとを重ね合わせることによる影響で、モアレ(縞模様)が発生し画像品位を著しく損なうという問題が発生する。   However, in the liquid crystal display device using the prism sheet having the above-described configuration, moire (striped pattern) occurs due to the effect of overlapping the pixels of the liquid crystal display panel having a periodicity and the prism sheet, and the image quality is improved. This causes a problem of seriously damaging.

そこで、モアレの発生を低減する方法として、従来では、プリズムシートと画素の周期性構造同士にある角度をつけて配置したり(例えば下記特許文献1参照)、プリズムの稜線を直線状ではなく曲線状やギザギザ状にしたり(下記特許文献2参照)、プリズムのピッチや高さを一定でなく変化させる(下記特許文献3)等、プリズムシートと画素との関係において周期性を崩し光学干渉を抑える手法が一般的である。   Therefore, as a method for reducing the occurrence of moire, conventionally, the prism sheet and the periodic structure of the pixels are arranged at an angle (for example, refer to Patent Document 1 below), or the prism ridge line is not a straight line but a curved line. Or the like (see Patent Document 2 below), or the pitch and height of the prism are changed non-constantly (Patent Document 3 below), and the optical interference is suppressed by destroying the periodicity in the relationship between the prism sheet and the pixels. The method is common.

図7は、下記特許文献3に記載のバックライトユニットの構成を示している。図7において、3は導光板、4は反射板、5は逆プリズム形状のプリズムシート、6は線状光源である。図示のように、プリズムシート5は、各プリズム5Pの頂角を一定にしつつ、高さを異ならせることで、プリズム配列ピッチを不規則に変化させている。これにより、プリズム配列周期性を崩してモアレ干渉縞の発生を抑えるようにしている。   FIG. 7 shows a configuration of a backlight unit described in Patent Document 3 below. In FIG. 7, 3 is a light guide plate, 4 is a reflection plate, 5 is a prism sheet having an inverted prism shape, and 6 is a linear light source. As shown in the figure, the prism sheet 5 is irregularly changed in prism arrangement pitch by varying the height while keeping the apex angle of each prism 5P constant. As a result, the periodicity of the prism arrangement is broken to suppress the generation of moire interference fringes.

特開2003−295181号公報JP 2003-295181 A 特開2005−123046号公報JP 2005-123046 A 特開平6−82635号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-82635

しかしながら、上記特許文献1〜3の構成では、モアレの低減に一定の効果を有するものの、特にエッジライト型のバックライトユニットにおいては正面輝度が低下したり、視野角が場所によって変わってしまう等の弊害が発生する場合が多い。   However, although the configurations of Patent Documents 1 to 3 have a certain effect in reducing moire, particularly in an edge-light type backlight unit, the front luminance is lowered and the viewing angle changes depending on the location. There are many cases where harmful effects occur.

特に、図7を参照して説明した特許文献3に記載の手法では、エッジライト型バックライトユニットの場合、大部分の光源光が導光板3からほぼ一定の出射角で出射することから、各プリズム5Pの高さの差が個々のプリズム5Pへの光入射量にバラツキを生じさせ、これが原因で面内輝度の均一性を悪化させることになる。その結果、プリズムシートと液晶表示パネルとの間にそれ相当の拡散効果をもつシートを配置することが必要となるが、光透過率が低減して輝度の向上が図れなくなる。   In particular, in the method described in Patent Document 3 described with reference to FIG. 7, in the case of an edge light type backlight unit, most of the light source light is emitted from the light guide plate 3 at a substantially constant emission angle. The difference in the height of the prisms 5P causes variations in the amount of light incident on the individual prisms 5P, and this causes the in-plane luminance uniformity to deteriorate. As a result, it is necessary to dispose a sheet having a corresponding diffusion effect between the prism sheet and the liquid crystal display panel, but the light transmittance is reduced and the luminance cannot be improved.

なお、プリズムを高さ一定で配列ピッチを異ならせることでモアレの低減を図ることも可能であるが、この場合、プリズム頂角を一定にすることができなくなるため集光性が領域毎に異なってしまい、これが原因で正面輝度の低下や面内輝度のバラツキが生じてしまう。   It is possible to reduce moire by changing the arrangement pitch of the prisms at a constant height. However, in this case, the prism apex angle cannot be made constant, so that the light condensing property varies from region to region. As a result, the front luminance decreases and the in-plane luminance varies.

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、面内輝度分布の均一化を図りながら、モアレを効果的に抑制することができる光透過フィルム、バックライト装置および液晶表示装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an object to provide a light transmission film, a backlight device, and a liquid crystal display device that can effectively suppress moire while achieving uniform in-plane luminance distribution. To do.

以上の課題を解決するに当たり、本発明の光透過フィルムは、光入射側の面に、頂角が一定の複数のプリズムが一方向に連続して配列された光透過フィルムであって、複数のプリズムのうち少なくとも一部または全部が、光入射部となる傾斜面部と、この傾斜面部から他の隣接するプリズムの基部へ向かう連設面部とを備えたことを特徴とする。   In solving the above problems, the light transmissive film of the present invention is a light transmissive film in which a plurality of prisms having a constant apex angle are continuously arranged in one direction on a light incident side surface. At least a part or all of the prism includes an inclined surface portion that serves as a light incident portion and a continuous surface portion that extends from the inclined surface portion toward a base portion of another adjacent prism.

この構成により、各プリズム間において上記連設面部の形成高さが異なるようにプリズム面を形成することで、頂角一定のままプリズム配列ピッチを不規則に変化させることが可能となるので、正面輝度の向上とモアレの低減を図ることができる。   With this configuration, by forming the prism surfaces so that the formation heights of the continuous surface portions are different between the prisms, the prism array pitch can be irregularly changed with the apex angle being constant. Brightness can be improved and moire can be reduced.

また、上記構成により、配列ピッチが不規則に変化した状態でプリズムの各々の形成高さを一定にすることも可能となるので、面内輝度分布の均一化も図れるようになる。   Also, with the above configuration, it is possible to make the formation height of each prism constant in a state where the arrangement pitch is irregularly changed, so that the in-plane luminance distribution can be made uniform.

上記連設面部は、傾斜面部と他の隣接するプリズムの基部との間を連絡する面であり、その形状は特に限定されず、平面でも曲面でもよく、フィルム面に対して垂直であってもよいし、非垂直であってもよい。この連設面部をフィルム面に対して垂直な面で形成すれば、プリズムのピッチの調整範囲を広げることができる。   The continuous surface portion is a surface that communicates between the inclined surface portion and the base portion of another adjacent prism, and the shape thereof is not particularly limited, and may be a flat surface or a curved surface, and may be perpendicular to the film surface. It may be non-vertical. If this continuous surface portion is formed as a surface perpendicular to the film surface, the adjustment range of the pitch of the prism can be expanded.

このような構成の光透過フィルムを用いてバックライト装置あるいは液晶表示装置を構成するに際しては、光透過フィルムのプリズム面が導光板の光出射面に向けられる。そして、各プリズムの上記傾斜面部は、光源が配置される導光板の一側端部側に向けられる。これにより、面内輝度分布の均一化を図れると同時に、モアレの発生による画像品位の劣化を抑えることができる。   When the backlight device or the liquid crystal display device is configured using the light transmitting film having such a configuration, the prism surface of the light transmitting film is directed to the light emitting surface of the light guide plate. And the said inclined surface part of each prism is orient | assigned to the one side edge part side of the light-guide plate in which a light source is arrange | positioned. As a result, the in-plane luminance distribution can be made uniform, and at the same time, image quality deterioration due to the occurrence of moire can be suppressed.

以上述べたように、本発明の光透過フィルムによれば、頂角とプリズム高さを一定にした状態で、プリズム配列ピッチを不規則に変化させることが可能となる。これにより、モアレを効果的に低減しつつ面内輝度分布の均一化を図ることができる。   As described above, according to the light transmission film of the present invention, the prism arrangement pitch can be irregularly changed in a state where the apex angle and the prism height are constant. As a result, the in-plane luminance distribution can be made uniform while effectively reducing moire.

また、本発明のバックライト装置および液晶表示装置によれば、面内輝度分布の均一化を図れると同時に、モアレによる画像品位の劣化を抑えることができる。   Further, according to the backlight device and the liquid crystal display device of the present invention, the in-plane luminance distribution can be made uniform, and at the same time, the degradation of image quality due to moire can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の構成に限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following structures, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.

図1は、本発明の実施の形態による液晶表示装置10の概略構成を示す分解側面図である。液晶表示装置10は、バックライト装置12と液晶表示パネル16とで構成されている。バックライト装置12は、バックライトユニット13と、本発明に係る光透過フィルムとしてのプリズムシート11とを備えている。なお、プリズムシート11と液晶表示パネル16との間に、拡散シートや偏光分離シート等の他の光学素子が更に配置されていてもよい。   FIG. 1 is an exploded side view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 10 according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 10 includes a backlight device 12 and a liquid crystal display panel 16. The backlight device 12 includes a backlight unit 13 and a prism sheet 11 as a light transmission film according to the present invention. Note that another optical element such as a diffusion sheet or a polarization separation sheet may be further disposed between the prism sheet 11 and the liquid crystal display panel 16.

バックライトユニット13は、透光材でなる導光板2と、この導光板2の一側端部に配置された光源15と、導光板2の背面側(図において下面側)に配置された反射板14とを備えたエッジライト型で構成されている。光源15として本実施の形態では、CCFL等の線状光源が用いられているが、これ以外にも、LED(Light Emitting Diode)等の1個または複数個の点状光源を用いることができる。   The backlight unit 13 includes a light guide plate 2 made of a translucent material, a light source 15 disposed at one end of the light guide plate 2, and a reflection disposed on the back side (lower surface side in the drawing) of the light guide plate 2. It is composed of an edge light type provided with a plate 14. In the present embodiment, a linear light source such as CCFL is used as the light source 15, but in addition to this, one or a plurality of point light sources such as an LED (Light Emitting Diode) can be used.

導光板2は、光源に使用する光の波長帯域において透光性を有する無色透明の樹脂、例えばアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の射出成形体で形成されている。反射板14はその導光板2と対向する内面側に、銀やアルミニウム等の金属箔(場合によっては白色塗装膜)が設けられており、導光板2から漏出した光、プリズムシート11から反射された光を正面方向(図において上方向)へ反射させる機能を有する。   The light guide plate 2 is formed of an injection-molded body such as a colorless and transparent resin having translucency in the wavelength band of light used for the light source, such as acrylic resin, methacrylic resin, styrene resin, and polycarbonate resin. The reflecting plate 14 is provided with a metal foil (in some cases, a white coating film) such as silver or aluminum on the inner surface facing the light guide plate 2, and the light leaked from the light guide plate 2 is reflected from the prism sheet 11. It has a function of reflecting the reflected light in the front direction (upward in the figure).

次に、本発明に係るプリズムシート11の詳細について説明する。   Next, details of the prism sheet 11 according to the present invention will be described.

プリズムシート11は、バックライトユニット13から出射される光の面内輝度分布を均一化し、正面輝度を向上させる機能を有している。プリズムシート11は逆プリズム状に形成され、プリズム構造面を導光板2の光出射面2a側に向けて対向配置されている。   The prism sheet 11 has a function of making the in-plane luminance distribution of the light emitted from the backlight unit 13 uniform and improving the front luminance. The prism sheet 11 is formed in an inverted prism shape, and is disposed so as to face the prism structure surface toward the light emitting surface 2 a side of the light guide plate 2.

図2はプリズムシート11の拡大断面図である。プリズムシート11の光入射面となる下面側には、頂角θが一定の複数のプリズム11Pが一方向に連続して配列された光透過フィルムからなる。本実施の形態のように、エッジライト型のバックライトユニット13に適用される場合、プリズム11Pは、その配列方向が線状光源15の軸方向と交差(本例では直交)する方向に設定される。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the prism sheet 11. The prism sheet 11 is made of a light transmission film in which a plurality of prisms 11P having a constant apex angle θ are continuously arranged in one direction on the lower surface side serving as a light incident surface. When applied to the edge-light type backlight unit 13 as in the present embodiment, the prisms 11P are set in a direction in which the arrangement direction intersects with the axial direction of the linear light sources 15 (orthogonal in this example). The

プリズム11Pを構成する一対のプリズム傾斜面のうち光源側に位置する一方の傾斜面部11aは、導光板2の光出射面2aから出射される光の入射部として形成されている。他方の傾斜面部11bは、一方の傾斜面部11aに入射した光を垂直方向に立ち上げる全反射面として形成されている。   One inclined surface portion 11a located on the light source side of the pair of prism inclined surfaces constituting the prism 11P is formed as an incident portion of light emitted from the light emitting surface 2a of the light guide plate 2. The other inclined surface portion 11b is formed as a total reflection surface that raises the light incident on one inclined surface portion 11a in the vertical direction.

傾斜面部11bは各レンズ要素11Pにおいて共通の大きさ(傾斜長)に形成されているが、傾斜面部11aは、各部において互いに異なる大きさ(傾斜長)に形成されている。そして、各傾斜面部11aには、隣接する他のプリズム(図において左側のプリズム)の基部11dに向かって延在する垂直面部11cがそれぞれ形成されている。   The inclined surface portion 11b is formed in a common size (inclined length) in each lens element 11P, but the inclined surface portion 11a is formed in a different size (inclined length) in each portion. Each inclined surface portion 11a is formed with a vertical surface portion 11c extending toward the base portion 11d of another adjacent prism (left prism in the drawing).

垂直面部11cは本発明の「連設部」に対応し、本実施の形態ではプリズムシートのシート面に対して垂直方向に形成されているが、これに限らず、当該垂直方向から多少傾斜していてもよい。   The vertical surface portion 11c corresponds to the “continuous portion” of the present invention, and in the present embodiment, the vertical surface portion 11c is formed in a direction perpendicular to the sheet surface of the prism sheet. It may be.

各プリズム11Pはそれぞれ同一高さに形成されているとともに、その配列ピッチ(プリズム頂部間の距離)が図2においてP1〜P5で示すように各部で異なっている。P1〜P5の大きさは、各プリズム11Pの垂直壁部11c(あるいは傾斜面部11a)の形成高さに大きく関係しており、垂直壁部11cが高いほど配列ピッチは広く、垂直壁部11cが低いほど配列ピッチは狭い。従って、各プリズム11P間で垂直面部11cの形成高さを異ならせることで、配列ピッチが不規則に変化している。   Each prism 11P is formed at the same height, and the arrangement pitch (distance between the prism tops) is different at each part as indicated by P1 to P5 in FIG. The sizes of P1 to P5 are greatly related to the formation height of the vertical wall portion 11c (or the inclined surface portion 11a) of each prism 11P. The higher the vertical wall portion 11c is, the wider the arrangement pitch is. The lower the pitch, the narrower the array pitch. Therefore, the arrangement pitch is irregularly changed by making the formation heights of the vertical surface portions 11c different between the prisms 11P.

このように、各プリズム11Pの一方のプリズム側面を傾斜面部11aと垂直面部11bの異なる2面で形成することにより、例えば垂直面部11cの形成高さを変えるだけで任意にプリズム間距離を変化させることが可能となる。これにより、垂直面部11cの形成高さを各部において調整するだけで、プリズム構造面を任意の配列ピッチで形成しその周期性を崩すことができるので、モアレの発生を効果的に抑制できるようになる。   In this way, by forming one prism side surface of each prism 11P with two different surfaces, the inclined surface portion 11a and the vertical surface portion 11b, for example, the distance between the prisms can be arbitrarily changed simply by changing the formation height of the vertical surface portion 11c. It becomes possible. As a result, the prism structure surface can be formed at an arbitrary arrangement pitch and the periodicity can be destroyed simply by adjusting the formation height of the vertical surface portion 11c in each portion, so that the occurrence of moire can be effectively suppressed. Become.

なお、上記垂直面部11cを備えたプリズム11Pは、プリズム構造面を構成する全てのプリズムに対して適用する場合に限らず、一部のプリズムに対して適用してもよい。なお、プリズム11Pの配列ピッチは、隣接するプリズム間個々に変化させてもよいし、モアレ抑制効果が得られる程度に、複数のプリズム11Pが含まれる一定領域を単位とし、当該単位ごとに配列ピッチを変化させてもよい。   The prism 11P provided with the vertical surface portion 11c is not limited to being applied to all the prisms constituting the prism structure surface, and may be applied to some prisms. Note that the arrangement pitch of the prisms 11P may be changed between adjacent prisms individually, or a certain area including a plurality of prisms 11P is used as a unit so that a moire suppressing effect can be obtained, and the arrangement pitch for each unit. May be changed.

次に、プリズムの配列ピッチの最適範囲について図3を参照して説明する。図3は従来の逆プリズム形状のプリズムシート1と導光板2との関係を示している。プリズム1Pは領域によって役割が異なっており、光入射領域R1と、全反射領域R2と、光非入射領域R3の3領域に分けられる。光入射領域R1は、導光板2の光出射面2aから角度αで出射する光Lが入射する領域であり、入射した光は全反射領域R2で全反射し垂直方向へ立ち上げられて、正面輝度向上に貢献する。光非入射領域R3は、他の隣接するプリズム1Pの影に入るために角度αで出射する光Lが到達できない領域である。   Next, the optimum range of the prism arrangement pitch will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the relationship between a conventional prism sheet 1 having an inverted prism shape and a light guide plate 2. The role of the prism 1P varies depending on the region, and is divided into three regions, a light incident region R1, a total reflection region R2, and a light non-incident region R3. The light incident region R1 is a region where light L emitted from the light emitting surface 2a of the light guide plate 2 at an angle α is incident. The incident light is totally reflected by the total reflection region R2 and raised in the vertical direction. Contributes to improved brightness. The light non-incident region R3 is a region where the light L emitted at an angle α cannot reach to enter the shadow of another adjacent prism 1P.

従って、他の光非入射領域R3を垂直面に形状変更したとしても、正面方向への集光作用を維持できることになる。また、光非入射領域R3の形状変更に伴って、頂角θ一定のままプリズム間距離を調整することができるようになる。このときの配列ピッチPの調整範囲は以下の式で表される。   Therefore, even if the shape of the other light non-incident region R3 is changed to a vertical plane, the light collecting action in the front direction can be maintained. In addition, with the change in the shape of the light non-incident region R3, the inter-prism distance can be adjusted while the apex angle θ is constant. The adjustment range of the arrangement pitch P at this time is represented by the following formula.

Figure 0004815930
Figure 0004815930

上式において、Hはプリズムの形成高さ、θはプリズム頂角、αmaxは導光板の光出射面に対する光の最大出射角である。例えば、H=48μm、θ=63°、αmax=35°としたとき、配列ピッチPの最適範囲は42μm以上59μm以下となる。図2に示したプリズム11P各部の配列ピッチP1〜P5は、上記範囲を満たすように形成されている。   In the above equation, H is the prism formation height, θ is the prism apex angle, and αmax is the maximum light output angle with respect to the light output surface of the light guide plate. For example, when H = 48 μm, θ = 63 °, and αmax = 35 °, the optimum range of the arrangement pitch P is 42 μm or more and 59 μm or less. The arrangement pitches P1 to P5 of each part of the prism 11P shown in FIG. 2 are formed so as to satisfy the above range.

ここで、配列ピッチPの最大値は、図2において垂直面部11cの形成長がゼロのときを示している。また、配列ピッチの最小値は、αmaxの角度で出射する光が垂直面部11cへ入射しない当該垂直面部11cの最大高さを示している。配列ピッチPがこれより狭くなると、図4に模式的に示す過小ピッチP’での形成例のように、入射光の一部が垂直面部11cへ入射する結果、一方の光が垂直方向へ立ち上げられなくなり、正面輝度が低下してしまい好ましくない。   Here, the maximum value of the arrangement pitch P indicates when the formation length of the vertical surface portion 11c is zero in FIG. Further, the minimum value of the arrangement pitch indicates the maximum height of the vertical surface portion 11c at which light emitted at an angle of αmax does not enter the vertical surface portion 11c. When the arrangement pitch P becomes narrower than this, as in the example of formation with the under-pitch P ′ schematically shown in FIG. 4, as a result of a part of the incident light entering the vertical surface portion 11c, one light rises in the vertical direction. It is not preferable because it cannot be increased and the front luminance decreases.

プリズムシート11は、光透過性を有する例えばポリカーボネート、ポリビニル、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリα−オレフィン、繊維素系樹脂、ガラス等の透明フィルムあるいはシートで形成されている。各プリズム11Pは、これらの透明フィルムの表面に一体に形成される。あるいは、これらの透明フィルムの上に、プリズム11Pが形成された層を後工程で一体化してもよい。プリズムシート11の形成方法は特に限定されず、例えば熱プレスによる金型成形加工や紫外線硬化型樹脂を用いた型成形等が実施可能である。   The prism sheet 11 is formed of a transparent film or sheet made of, for example, polycarbonate, polyvinyl, acrylic resin, polyamide, polyethylene terephthalate, poly α-olefin, fiber base resin, glass or the like having optical transparency. Each prism 11P is integrally formed on the surface of these transparent films. Or you may integrate the layer in which the prism 11P was formed on these transparent films at a post process. The method for forming the prism sheet 11 is not particularly limited, and for example, mold forming by hot pressing, mold forming using an ultraviolet curable resin, or the like can be performed.

以上のように本実施の形態のプリズムシート11においては、隣接するプリズム11P間において垂直面部11cの形成高さが異なるようにプリズム面を形成することで、頂角θ一定のままプリズム配列ピッチを不規則に変化させることができる。これにより、集光性を維持して正面輝度の低下を抑えながら、プリズムシートと液晶表示パネル16間における光学的周期性に起因するモアレの発生を効果的に抑制することが可能となる。   As described above, in the prism sheet 11 of the present embodiment, the prism surface is formed so that the vertical surface portions 11c are formed at different heights between the adjacent prisms 11P. Can be changed irregularly. Accordingly, it is possible to effectively suppress the occurrence of moire due to optical periodicity between the prism sheet and the liquid crystal display panel 16 while maintaining the light condensing property and suppressing the decrease in front luminance.

また、本実施の形態によれば、配列ピッチが不規則に変化した状態でプリズム11Pの各々の形成高さを一定にすることができるので、面内輝度分布の均一化も同時に図れるようになる。   Further, according to the present embodiment, since the formation height of each prism 11P can be made constant in a state where the arrangement pitch is irregularly changed, the in-plane luminance distribution can be made uniform at the same time. .

図5は、図6に示した従来構造のプリズムシート1(A)、図7に示した従来構造のプリズムシート5(B)、および図2に示した本実施形態のプリズムシート11(C)の各々についての輝度分布特性を測定した実験結果である。   5 shows a prism sheet 1 (A) having a conventional structure shown in FIG. 6, a prism sheet 5 (B) having a conventional structure shown in FIG. 7, and a prism sheet 11 (C) of the present embodiment shown in FIG. It is the experimental result which measured the luminance distribution characteristic about each of these.

図5Aに示した一定ピッチ・一定高さのプリズム構造を有するプリズムシート1のように、基本的にはプリズム部分での全反射作用によって、その全反射領域(図3のR2)の上面で光強度が最も強く、光非入射領域と光入射領域(図3のR1,R3)の上面では輝度が弱くなる。しかし、当該構造のプリズムシートにおいては、輝度分布に周期性を有しているため、液晶表示パネルを重ねた際にモアレが生じてしまう。   Like the prism sheet 1 having a prism structure having a constant pitch and a constant height shown in FIG. 5A, light is basically reflected on the upper surface of the total reflection region (R2 in FIG. 3) by the total reflection action at the prism portion. The intensity is the strongest, and the luminance is weak at the upper surfaces of the light non-incident region and the light incident region (R1, R3 in FIG. 3). However, since the prism sheet having the structure has periodicity in luminance distribution, moire occurs when the liquid crystal display panels are stacked.

一方、図5Bに示した不定ピッチ・不定高さのプリズム構造を有するプリズムシート5においては、輝度分布の周期性が崩れているためモアレは生じにくいが、それぞれの場所における光強度にムラがあり好ましくない。   On the other hand, in the prism sheet 5 having the prism structure with the indefinite pitch and the indefinite height shown in FIG. 5B, the periodicity of the luminance distribution is broken, so that moire is hardly generated, but the light intensity in each place is uneven. It is not preferable.

これに対して、図5Cに示した不定ピッチ・一定高さのプリズム構造を有する本実施の形態のプリズムシート11においては、輝度分布の周期性が崩れている上、それぞれの場所における光強度のムラが抑えられている。すなわち本実施の形態によれば、モアレを生じにくくすることができると同時に、面内輝度の均一性低下を抑えることができる。   On the other hand, in the prism sheet 11 of the present embodiment having the prism structure with an indefinite pitch and a constant height shown in FIG. 5C, the periodicity of the luminance distribution is broken and the light intensity at each location is also reduced. Unevenness is suppressed. That is, according to the present embodiment, it is possible to make it difficult for moire to occur, and at the same time, it is possible to suppress a reduction in uniformity of in-plane luminance.

従って本実施の形態によれば、例えばプリズムシート11の光出射面側に光拡散シート等の拡散層を設ける必要がなくなり、また必要であったとしても拡散層の層厚を小さくすることができる。その結果、液晶表示パネル16へ入射する光の強度を高くできるので、輝度特性の更なる向上が図れるようになる。   Therefore, according to the present embodiment, for example, it is not necessary to provide a diffusion layer such as a light diffusion sheet on the light exit surface side of the prism sheet 11, and even if necessary, the thickness of the diffusion layer can be reduced. . As a result, the intensity of light incident on the liquid crystal display panel 16 can be increased, so that the luminance characteristics can be further improved.

本発明の実施の形態による液晶表示装置10の概略構成を示す分解側面図である。1 is an exploded side view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 10 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態によるプリズムシート11の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the prism sheet 11 by embodiment of this invention. 従来構造のプリズムシート1の集光原理を説明する図である。It is a figure explaining the condensing principle of the prism sheet 1 of the conventional structure. プリズムシート11においてプリズム配列ピッチが不適切な例を説明する図である。It is a figure explaining the example in which the prism arrangement pitch is inappropriate in the prism sheet. 従来構造のプリズムシート1,5と本発明の実施形態のプリズムシート11との輝度分布特性を示す図である。It is a figure which shows the luminance distribution characteristic of the prism sheets 1 and 5 of conventional structure, and the prism sheet 11 of embodiment of this invention. 従来のプリズムシートの一構成例を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the example of 1 structure of the conventional prism sheet. 従来の他のプリズムシートを備えたバックライトユニットの構成を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the structure of the backlight unit provided with the other conventional prism sheet.

符号の説明Explanation of symbols

2…導光板、2a…光出射面、10…液晶表示装置、11…プリズムシート(光透過フィルム)、11a…傾斜面部、11c…垂直面部(連設面部)、11d…基部、11P…プリズム、12…バックライト装置、13…バックライトユニット、14…反射板、15…線状光源、16…液晶表示パネル、L…光、P…プリズムの配列ピッチ、R1…光入射領域、R2…全反射領域、R3…光非入射領域、α…導光板からの光の出射角、θ…プリズムの頂角   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Light guide plate, 2a ... Light emission surface, 10 ... Liquid crystal display device, 11 ... Prism sheet (light transmission film), 11a ... Inclined surface part, 11c ... Vertical surface part (continuous surface part), 11d ... Base part, 11P ... Prism, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Backlight apparatus, 13 ... Backlight unit, 14 ... Reflector, 15 ... Linear light source, 16 ... Liquid crystal display panel, L ... Light, P ... Prism arrangement pitch, R1 ... Light incident area, R2 ... Total reflection Region, R3 ... light non-incident region, α ... light emission angle from the light guide plate, θ ... apex angle of the prism

Claims (3)

頂角一定の複数のプリズムが一方向に連続して配列された光入射面と、
前記光入射面とは反対側の光出射面とを備え、
前記複数のプリズムのうち少なくとも一部または全部が、光入射部となる第1の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部に入射した光を前記光出射面側に全反射させる第2の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部から他の隣接するプリズムの基部へ向かって延在する光非入射領域に形成された垂直面部とを有し、
前記複数のプリズムはそれぞれ同一高さに形成され、前記垂直面部の形成高さに応じて異なる配列ピッチを有する
光透過フィルム。
A light incident surface in which a plurality of prisms having a constant apex angle are continuously arranged in one direction ;
A light exit surface opposite to the light incident surface,
At least a portion or all of a first inclined surface which is a light incident portion, a second inclined surface to totally reflect the light incident on the first inclined surface on the light emitting surface side of the plurality of prisms And a vertical surface portion formed in a light non-incident region extending from the first inclined surface portion toward the base of another adjacent prism ,
The plurality of prisms are formed at the same height, and have a different arrangement pitch according to the formation height of the vertical surface portion .
透光材でなる導光板と、
前記導光板の一側端部に配置された光源と、
頂角一定の複数のプリズムが一方向に連続して配列され前記導光板から出射した光が入射する光入射面と、前記光入射面とは反対側の光出射面とを有し、前記導光板の光出射面側に配置された光透過フィルムとを備え
前記複数のプリズムのうち少なくとも一部または全部が、光入射部となる第1の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部に入射した光を前記光出射面側に全反射させる第2の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部から他の隣接するプリズムの基部へ向かって延在する光非入射領域に形成された垂直面部とを有し、
前記複数のプリズムはそれぞれ同一高さに形成され、前記垂直面部の形成高さに応じて異なる配列ピッチを有する
バックライト装置。
A light guide plate made of a translucent material;
A light source arranged at one end of the light guide plate,
A plurality of prisms having a constant apex angle are arranged continuously in one direction, have a light incident surface on which light emitted from the light guide plate is incident, and a light output surface opposite to the light incident surface. A light transmissive film disposed on the light exit surface side of the light plate ,
At least a portion or all of a first inclined surface which is a light incident portion, a second inclined surface to totally reflect the light incident on the first inclined surface on the light emitting surface side of the plurality of prisms And a vertical surface portion formed in a light non-incident region extending from the first inclined surface portion toward the base of another adjacent prism ,
The plurality of prisms are each formed at the same height, and have a different arrangement pitch according to the formation height of the vertical surface portion .
液晶表示パネルと
透光材でなる導光板と、
前記導光板の一側端部に配置された光源と
頂角一定の複数のプリズムが一方向に連続して配列され前記導光板から出射した光が入射する光入射面と、前記光入射面とは反対側の光出射面とを有し、前記導光板の光出射面側に配置された光透過フィルムとを備え、

前記複数のプリズムのうち少なくとも一部または全部が、光入射部となる第1の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部に入射した光を前記光出射面側に全反射させる第2の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部から他の隣接するプリズムの基部へ向かって延在する光非入射領域に形成された垂直面部とを有し、
前記複数のプリズムはそれぞれ同一高さに形成され、前記垂直面部の形成高さに応じて異なる配列ピッチを有する
液晶表示装置。
A liquid crystal display panel ;
A light guide plate made of a translucent material;
A light source arranged at one end of the light guide plate,
A plurality of prisms having a constant apex angle are arranged continuously in one direction, have a light incident surface on which light emitted from the light guide plate is incident, and a light output surface opposite to the light incident surface. A light transmissive film disposed on the light exit surface side of the light plate,

At least a portion or all of a first inclined surface which is a light incident portion, a second inclined surface to totally reflect the light incident on the first inclined surface on the light emitting surface side of the plurality of prisms And a vertical surface portion formed in a light non-incident region extending from the first inclined surface portion toward the base of another adjacent prism ,
The plurality of prisms are each formed at the same height, and have a different arrangement pitch depending on the formation height of the vertical surface portion .
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