JP4978225B2 - Display device - Google Patents

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本発明は、画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、背面側から照明するバックライトユニットを備えた表示装置に関する。   The present invention relates to a display device including a backlight unit that illuminates from the back side a liquid crystal panel on which a display element having a display pattern defined according to transmission / non-transmission or transparent / scattering states in pixel units is arranged. About.

近年、TFTやSTNからなる液晶パネルを使用した液晶タイプの表示装置は、主としてOA分野のカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されつつある。   In recent years, liquid crystal display devices using a liquid crystal panel made of TFT or STN are being commercialized mainly for color notebook PCs (personal computers) in the OA field.

この種の表示装置においては、従来から、液晶パネルの背面側(反観察者側)に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。   Conventionally, this type of display device employs a so-called backlight method in which a light source is disposed on the back side (counter-viewer side) of a liquid crystal panel and the liquid crystal panel is illuminated with light from the light source. Yes.

この種のバックライト方式に採用されるバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管(CCFT)等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板の側端部に沿って取り付け、光源ランプからの光を導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(所謂、エッジライト方式)と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。   The backlight unit employed in this type of backlight system is roughly divided into a light source lamp such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFT), and a side end portion of a flat light guide plate made of acrylic resin having excellent light transmittance. There are a “light guide plate light guide method” (so-called edge light method) in which light from the light source lamp is multiply reflected within the light guide plate, and a “direct type method” without using the light guide plate.

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば図8に示すような構成のものが一般的に知られている。   As a liquid crystal display device on which a light guide plate light guide type backlight unit is mounted, for example, one having a structure as shown in FIG. 8 is generally known.

これは、上部に偏光板71,73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に、略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリル等の透明な基材からなる導光板79が配設されており、該導光板の上面(光射出面)に拡散フィルム(拡散層)78が設けられている。   This is provided with a liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 at the top, and a light guide plate 79 made of a transparent base material such as a substantially rectangular plate-like PMMA (polymethyl methacrylate) or acrylic on the lower surface side. And a diffusion film (diffusion layer) 78 is provided on the upper surface (light exit surface) of the light guide plate.

さらに、この導光板79の下面に、導光板79に導入された光を効率良く上記液晶パネル72方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる(図示せず)と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム(反射層)77が設けられている。   Further, on the lower surface of the light guide plate 79, a scattering reflection pattern portion for efficiently scattering and reflecting the light introduced into the light guide plate 79 in the direction of the liquid crystal panel 72 is provided by printing or the like ( A reflection film (reflection layer) 77 is provided below the scattering reflection pattern portion.

また、上記導光板79には、側端部に光源ランプ76が取り付けらており、さらに、光源ランプ76の光を効率良く導光板79中に入射させるべく、光源ランプ76の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター81が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン(TiO)粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定のパターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板79内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための一方法である。 The light guide plate 79 has a light source lamp 76 attached to the side end thereof, and further covers the back side of the light source lamp 76 so that the light from the light source lamp 76 can be efficiently incident on the light guide plate 79. Thus, a high-reflectance lamp reflector 81 is provided. The scattering reflection pattern portion is a mixture of white titanium dioxide (TiO 2 ) powder mixed in a solution such as a transparent adhesive, printed in a predetermined pattern, for example, a dot pattern, dried, and formed. This is a method for imparting directivity to the light incident on the light guide plate 79 and guiding it to the light exit surface side, and to increase the luminance.

さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図9に示すように、拡散フィルム78と液晶パネル72との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)74,75を設けることが提案されている。このプリズムフィルム74,75は、導光板79の光射出面から射出され、拡散フィルム78で拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。   Furthermore, recently, in order to improve the light utilization efficiency and increase the brightness, as shown in FIG. 9, a prism film (prism layer) having a light condensing function between the diffusion film 78 and the liquid crystal panel 72 is used. ) 74 and 75 are proposed. The prism films 74 and 75 are configured to collect the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 79 and diffused by the diffusion film 78 on the effective display area of the liquid crystal panel 72 with high efficiency.

しかしながら、図8,図9に例示したこれらの方法では、視野範囲の制御は、拡散フィルム78の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、拡散方向の中心部が明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見た時の輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。   However, in these methods illustrated in FIGS. 8 and 9, the control of the visual field range is left only to the diffusibility of the diffusion film 78, which is difficult to control, the central part in the diffusion direction is bright, and the peripheral part is The characteristic that becomes darker as you go is inevitable. For this reason, when the liquid crystal screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced.

さらに、図9に例示したプリズムフィルムを用いる方法では、プリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。   Furthermore, in the method using the prism film illustrated in FIG. 9, two prism films are required, which not only greatly reduces the amount of light due to the absorption of the film but also increases the cost due to the increase in the number of members. It was also.

一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの表示装置に用いられている。   On the other hand, the direct type is used for a display device such as a large liquid crystal TV in which it is difficult to use a light guide plate.

直下型方式の液晶表示装置としては、図10に例示する構成が一般的に知られている。これにおいては、上部に偏光板71,73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源51の列が配設されており、該光源51の上面(光射出面)に例えば拡散フィルム(拡散層)82のような光学シートが設けられている。   As a direct liquid crystal display device, a configuration illustrated in FIG. 10 is generally known. In this, a liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 is provided on the upper side, and a row of light sources 51 made of fluorescent tubes or the like is disposed on the lower surface side thereof. An optical sheet such as a diffusion film (diffusion layer) 82 is provided on the emission surface.

さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図9の場合と同様に拡散フィルム82と液晶パネル72との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)を設けることが提案されている。   Furthermore, recently, a prism film (prism layer) having a light condensing function is provided between the diffusion film 82 and the liquid crystal panel 72 as in the case of FIG. ) Is proposed.

このプリズムフィルムは、光源51から射出され、拡散フィルム82のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。光源51からの光を効率良く照明光として利用するために、光源51の背面には、リフレクター52が配置されている。   The prism film collects light emitted from the light source 51 and diffused by an optical sheet such as the diffusion film 82 on the effective display area of the liquid crystal panel 72 with high efficiency. In order to efficiently use the light from the light source 51 as illumination light, a reflector 52 is disposed on the back surface of the light source 51.

しかしながら、図10に例示する構成でも、視野範囲の制御は、拡散フィルム82の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、拡散方向の中心部が明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見た時の輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。さらに、プリズムフィルムを用いる方法では、プリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。   However, even in the configuration illustrated in FIG. 10, the control of the visual field range is left only to the diffusibility of the diffusion film 82, and the control is difficult, and the characteristic is that the central part in the diffusion direction is bright and becomes darker toward the peripheral part. Is inevitable. For this reason, when the liquid crystal screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced. Furthermore, in the method using a prism film, since the number of prism films is two, not only the light quantity is greatly reduced due to absorption of the film, but also the cost is increased due to an increase in the number of members.

また、光源51間の間隔が広すぎると、画面上に輝度ムラが生じやすく、光源51の数を減らせず、消費電力の増加およびコストの増加を招く原因となっていた。   Further, if the interval between the light sources 51 is too wide, uneven brightness tends to occur on the screen, and the number of the light sources 51 cannot be reduced, leading to an increase in power consumption and an increase in cost.

ところで、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。   By the way, in such a liquid crystal display device, light weight, low power consumption, and high brightness are strongly demanded as market needs, and accordingly, the backlight unit mounted on the liquid crystal display device is also light weight, low power consumption. Power and high brightness are required.

特に、最近、目覚ましい発展をみるカラー液晶タイプの表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。   In particular, in color liquid crystal type display devices that have recently made remarkable progress, the panel transmittance of the liquid crystal panel is much lower than that of a monochrome-compatible liquid crystal panel, and therefore the brightness of the backlight unit can be improved. It is essential to obtain low power consumption.

しかしながら、上記したような従来の構成では、液晶タイプの表示装置のさらなる薄型化が図られる今日、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言い難く、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶タイプの表示装置を実現できるバックライトユニットの開発が待ち望まれている。   However, with the conventional configuration as described above, it is difficult to say that the demand for high luminance and low power consumption is sufficiently met today, as liquid crystal type display devices are further reduced in thickness. The development of a backlight unit capable of realizing a liquid crystal type display device with low price, high brightness, high display quality, and low power consumption is awaited.

上記の状況を鑑みて本出願人は、例えば、特許文献1のように、液晶パネルと、この液晶パネルに背面側から光を照明する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層が設けられ、該レンズ層焦点面近傍に開口をもつ遮光部を有することを特徴とする液晶表示装置を提案している。   In view of the above situation, for example, as disclosed in Patent Document 1, the present applicant includes a liquid crystal panel and light source means for illuminating light from the back side of the liquid crystal panel, and the light source means includes light from the light source. A liquid crystal display device has been proposed in which a lens layer for guiding the liquid crystal panel to the liquid crystal panel is provided and a light-shielding portion having an opening in the vicinity of the focal plane of the lens layer.

上記特許文献1には、同文献の図1〜図3に示されるように、液晶パネルとバックライトユニットの間に、遮光部を有するレンズシートを配置してなる構成が開示されているが、同図1〜図3の何れも、レンズシートは液晶パネル側に設けられ、X方向及びY方向それぞれに対して等しいピッチで規則的に配置された複数の単位レンズを構成してなる凹凸形状を有している。   In Patent Document 1, as shown in FIGS. 1 to 3 of the same document, a configuration in which a lens sheet having a light shielding portion is disposed between a liquid crystal panel and a backlight unit is disclosed. 1 to 3, the lens sheet is provided on the liquid crystal panel side, and has a concavo-convex shape formed of a plurality of unit lenses regularly arranged at equal pitches in each of the X direction and the Y direction. Have.

上記構成のレンズシートを介在させたことによる作用効果は、導光板から射出する光が有する拡散性を、開口に1対1に対応する単位レンズの作用により変調して、液晶パネル側に方向を揃えて射出させることが可能となる点にある。   The function and effect obtained by interposing the lens sheet having the above-described configuration is that the diffusibility of the light emitted from the light guide plate is modulated by the function of the unit lens corresponding to the opening in a one-to-one relationship, and the direction toward the liquid crystal panel is changed. It is in the point which can be made to inject uniformly.

加えて、特定箇所に開口を持つ遮光部を形成したことにより、液晶パネルの表示素子に入射する光量を選択的に多くすることが可能となり、バックライトの利用効率が向上することと、前記開口の形状を制御することで表示光の視域も制御することが可能となることである。
特開2000−284268号公報 特許第3381570号公報 特開2006−106197号公報
In addition, by forming a light-shielding portion having an opening at a specific location, it becomes possible to selectively increase the amount of light incident on the display element of the liquid crystal panel, improving the use efficiency of the backlight, and the opening It is possible to control the viewing area of the display light by controlling the shape.
JP 2000-284268 A Japanese Patent No. 3381570 JP 2006-106197 A

このように、特許文献1に示すようなレンズシートによって液晶パネルを照明してなる表示装置により、液晶パネルの表示素子に入射する光量を選択的に多くすることが可能となるとともに、開口の形状を制御することで表示光の視域も制御することが可能となった。しかしながら、このような表示装置では、モアレが発生する恐れがある。   As described above, the display device that illuminates the liquid crystal panel with the lens sheet as shown in Patent Document 1 can selectively increase the amount of light incident on the display element of the liquid crystal panel, and the shape of the opening. By controlling the display, the viewing zone of the display light can be controlled. However, such a display device may cause moire.

モアレは、周期性の重ね合わせに伴い、周期のズレに応じて発生する2つの空間周波数のうなり現象である。モアレそのものも周期を持ち、この周期は、元になる周期の組み合わせで決定される。特許文献1に示すようなレンズシートは、上述したように単位レンズがX方向及びY方向に沿って周期的に配置されている。また、液晶パネルも、同様にX方向及びY方向に沿って周期的に表示素子が配置されている。したがって、ある条件においては、このようなレンズシートにおける単位レンズの配置周期性と、液晶パネルにおける表示素子の配置周期性との重ね合わせによってモアレが生じてしまい、表示装置から表示される画像の品質が低下するという問題がある。   Moire is a beat phenomenon of two spatial frequencies that occur in accordance with the shift in period due to the overlap of periodicity. Moire itself also has a period, and this period is determined by a combination of the original periods. As described above, in the lens sheet shown in Patent Document 1, the unit lenses are periodically arranged along the X direction and the Y direction. Similarly, in the liquid crystal panel, display elements are periodically arranged along the X direction and the Y direction. Therefore, under certain conditions, moire occurs due to superposition of the arrangement periodicity of the unit lenses in such a lens sheet and the arrangement periodicity of the display elements in the liquid crystal panel, and the quality of the image displayed from the display device There is a problem that decreases.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、液晶パネルと光源との間に、単位レンズが規則的に配置されたレンズシートを配置してなる場合であっても、モアレの発生を阻止し、もって、良好な画質を実現することが可能な表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a lens sheet in which unit lenses are regularly arranged is arranged between a liquid crystal panel and a light source, moiré is generated. An object of the present invention is to provide a display device that can prevent the image quality and realize a good image quality.

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

すなわち、請求項1の発明は、光源と、表示画像の表示パターンを画素単位で規定する複数の表示素子をX方向及びY方向に沿ってそれぞれ規則的に配置してなる液晶パネルと、光源からの光を前記液晶パネルに供給する光学シートとを備えてなる表示装置である。ここで、光学シートは、入射面側から入射した光源からの光を、非入射面側である出射面側に散乱する光散乱層と、光散乱層の出射面側に一方の面が設けられ、光散乱層によって散乱された光を光散乱層側に反射する複数の光反射部と、隣接する2つの光反射部の間に設けられ、光散乱層によって散乱された光を非光散乱層側に透過する例えば空気層からなる複数の光透過部とを備えている。この光学シートは更に、複数の単位凸シリンドリカルレンズが液晶パネル側にY方向に沿って規則的に並列配置されてなるレンズ部、及びレンズ部と反対側の面であって、光透過部によって透過される光が入射する非レンズ面とを有するレンチキュラーシートを備えている。   That is, the invention of claim 1 includes a light source, a liquid crystal panel in which a plurality of display elements that define a display pattern of a display image in units of pixels are regularly arranged along the X direction and the Y direction, and a light source. And an optical sheet that supplies the light to the liquid crystal panel. Here, the optical sheet is provided with a light scattering layer that scatters light from the light source incident from the incident surface side to the exit surface side that is the non-incident surface side, and one surface on the exit surface side of the light scattering layer. A non-light-scattering layer provided between a plurality of light-reflecting portions that reflect light scattered by the light-scattering layer toward the light-scattering layer and two adjacent light-reflecting portions. And a plurality of light transmission parts made of, for example, an air layer that is transmitted to the side. The optical sheet further includes a lens unit in which a plurality of unit convex cylindrical lenses are regularly arranged in parallel along the Y direction on the liquid crystal panel side, and a surface opposite to the lens unit, and is transmitted by the light transmitting unit. A lenticular sheet having a non-lens surface on which incident light is incident.

そして、複数の光透過部のおのおのは、複数の単位凸シリンドリカルレンズのおのおのと1:1に対応しており、対応する単位凸シリンドリカルレンズの頂点から非レンズ面に対する垂線を含むように設けられ、複数の光反射部のおのおのは、非レンズ面に対して凸部を形成するように、かつ各単位凸シリンドリカルレンズの長手方向であるX方向に沿って配置され、非レンズ面からレンチキュラーシートに入射した光を、各単位凸シリンドリカルレンズによって制御して液晶パネルに供給する。更に、単位凸シリンドリカルレンズのY方向に沿った配置ピッチPyと、表示素子のY方向に沿った配置ピッチGyとを、nが3以上の整数であって、Py/Gy=1/(n+0.5)を除いたPy/Gy≦1/(n+0.213)の関係が成立するようにしている。   Each of the plurality of light transmitting portions corresponds to each of the plurality of unit convex cylindrical lenses in a ratio of 1: 1, and is provided so as to include a perpendicular to the non-lens surface from the vertex of the corresponding unit convex cylindrical lens, Each of the plurality of light reflecting portions is arranged along the X direction which is the longitudinal direction of each unit convex cylindrical lens so as to form a convex portion with respect to the non-lens surface, and is incident on the lenticular sheet from the non-lens surface. The supplied light is controlled by each unit convex cylindrical lens and supplied to the liquid crystal panel. Further, the arrangement pitch Py along the Y direction of the unit convex cylindrical lens and the arrangement pitch Gy along the Y direction of the display element are such that n is an integer of 3 or more, and Py / Gy = 1 / (n + 0. The relationship of Py / Gy ≦ 1 / (n + 0.213) excluding 5) is established.

本発明の表示装置によれば、液晶パネルと光源との間に、単位レンズが規則的に配置されたレンズシートを配置してなる場合であっても、モアレの発生を阻止し、もって、良好な画質を実現することが可能となる。   According to the display device of the present invention, even when a lens sheet in which unit lenses are regularly arranged is arranged between the liquid crystal panel and the light source, the occurrence of moire is prevented, and thus good. It is possible to realize a high image quality.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例を示す側面図である。   FIG. 1 is a side view showing an example of a display device according to an embodiment of the present invention.

すなわち、本発明の実施の形態に係る表示装置は、ランプハウス20内に収納されたシリンダ形状の複数の光源21と、偏光板31,32に挟まれた液晶パネル30と、各光源21からの光Hを液晶パネル30に供給する光学シート10とを備えてなる。   That is, the display device according to the embodiment of the present invention includes a plurality of cylindrical light sources 21 housed in the lamp house 20, a liquid crystal panel 30 sandwiched between the polarizing plates 31 and 32, and the light sources 21. And an optical sheet 10 for supplying the light H to the liquid crystal panel 30.

液晶パネル30は、図2の平面図に示すように、表示画像の表示パターンを画素単位で規定する複数の表示素子30aを、X方向に沿って配置ピッチGxで、Y方向に沿って配置ピッチGyで規則的に配置してなる。好適には、配置ピッチGx及び配置ピッチGyは等しい(Gx=Gy)。   As shown in the plan view of FIG. 2, the liquid crystal panel 30 includes a plurality of display elements 30a that define a display pattern of a display image in units of pixels at an arrangement pitch Gx along the X direction and an arrangement pitch along the Y direction. It is arranged regularly by Gy. Preferably, the arrangement pitch Gx and the arrangement pitch Gy are equal (Gx = Gy).

図3は、光学シート10の構成例を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the optical sheet 10.

この光学シート10は、入射面11から入射した光Hを、非入射面側である出射面12側に散乱する光散乱層13を備えている。この光散乱層13としては、当該技術分野で良く知られているように、ポリカーボネート、ポリスチレン、又はMS樹脂のような透明性の樹脂や、フィラー(filler)を含むものや、出射面12側をマット状に処理している。フィラーの粒径等については、例えば特許第3381570号公報(特許文献2)に記載されている。また、出射面12側に一方の面が設けられ、光散乱層13によって散乱された光を光散乱層13側に反射する複数の光反射部14を備えている。更に、隣接する2つの光反射部14の間に設けられ、光散乱層13によって散乱された光を非光散乱層側であるレンチキュラーシート17に透過する例えば空気層からなる複数の光透過部15を備えている。更にまた、複数の単位凸シリンドリカルレンズ16が液晶パネル30側に並列配置されてなるレンズ部と、レンズ部と反対側の面19であって、光透過部15によって透過される光が入射する非レンズ面19とを有するレンチキュラーシート17を備えている。   The optical sheet 10 includes a light scattering layer 13 that scatters the light H incident from the incident surface 11 to the exit surface 12 side, which is the non-incident surface side. As is well known in the art, the light scattering layer 13 includes a transparent resin such as polycarbonate, polystyrene, or MS resin, a filler containing a filler, or the exit surface 12 side. It is processed into a mat. The particle size of the filler is described in, for example, Japanese Patent No. 338570 (Patent Document 2). In addition, one surface is provided on the emission surface 12 side, and a plurality of light reflecting portions 14 that reflect light scattered by the light scattering layer 13 to the light scattering layer 13 side are provided. Furthermore, a plurality of light transmitting portions 15 formed of, for example, an air layer, are provided between two adjacent light reflecting portions 14 and transmit light scattered by the light scattering layer 13 to the lenticular sheet 17 on the non-light scattering layer side. It has. Furthermore, a lens unit in which a plurality of unit convex cylindrical lenses 16 are arranged in parallel on the liquid crystal panel 30 side and a surface 19 on the side opposite to the lens unit, and the light transmitted by the light transmitting unit 15 is incident thereon. A lenticular sheet 17 having a lens surface 19 is provided.

この複数の単位凸シリンドリカルレンズ16は、例えばレンチキュラーレンズであり、レンチキュラーシート17は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成型法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成する。あるいは、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、PE(ポリエチレン)等を基材として、その上に紫外線固化樹脂を配置する紫外線キュアリング成型法によって形成する。   The plurality of unit convex cylindrical lenses 16 are, for example, lenticular lenses, and the lenticular sheet 17 is made of PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), etc. It is formed by an extrusion molding method, an injection molding method, or a hot press molding method well known in the art. Alternatively, by an ultraviolet curing molding method in which PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), PE (polyethylene), etc. are used as a base material, and an ultraviolet curing resin is disposed thereon. Form.

複数の光透過部15のおのおのは、複数の単位凸シリンドリカルレンズ16のおのおのと1:1に対応しており、対応する単位凸シリンドリカルレンズ16の頂点Tから非レンズ面19に対する垂線Vを含むように設けられ、複数の光反射部14のおのおのは、当該技術分野で良く知られている印刷法、転写法、あるいはフォトリソグラフィー法を用いて形成され、非レンズ面19に対して凸部を形成するように、かつ各単位凸シリンドリカルレンズ16の長手方向X(図1中における前後方向、及び図3中におけるX方向)に沿って配置される。接着層18は、複数の光反射部14と、光散乱層13とを接着する。   Each of the plurality of light transmitting portions 15 corresponds to each of the plurality of unit convex cylindrical lenses 16 in a 1: 1 manner, and includes a perpendicular V from the vertex T of the corresponding unit convex cylindrical lens 16 to the non-lens surface 19. Each of the plurality of light reflecting portions 14 is formed using a printing method, a transfer method, or a photolithography method well known in the technical field, and forms a convex portion with respect to the non-lens surface 19. Thus, the unit convex cylindrical lenses 16 are arranged along the longitudinal direction X (the front-rear direction in FIG. 1 and the X direction in FIG. 3). The adhesive layer 18 adheres the light reflecting portions 14 and the light scattering layer 13.

これにより、図3に示す光学シート10の斜視図、及び図4に示す光反射部14の平面図に示すように、複数の単位凸シリンドリカルレンズ16が並列配置される配置方向Yに沿って光反射部14と光透過部15とが交互にストライプ状に配置される。   Thereby, as shown in the perspective view of the optical sheet 10 shown in FIG. 3 and the plan view of the light reflecting portion 14 shown in FIG. 4, the light along the arrangement direction Y in which the plurality of unit convex cylindrical lenses 16 are arranged in parallel. The reflection portions 14 and the light transmission portions 15 are alternately arranged in a stripe shape.

このような構成をした光学シート10によれば、例えば特開2006−106197号公報(特許文献3)に記載されているように、光源21からの光Hを光散乱層13によって散乱させ、散乱角度が絞られた光のみを単位凸シリンドリカルレンズ16に入射させることができるとともに、単位凸シリンドリカルレンズ16に入射させることができなかった光については、無駄に出射させることなく再利用することができるので、光源21からの光の利用効率を高めつつ、拡散範囲を制御して液晶パネル30に供給することが可能となる。なお、液晶パネル30から表示される画像のモアレ防止の観点から、単位凸シリンドリカルレンズ16の配置方向であるY方向に沿った配置ピッチPyは、表示素子30aのY方向に沿った配置ピッチGyとの間に、Py/Gy≦1/(n+0.213)という関係がある。ただし、Py/Gy=1/(n+0.5)の場合を除き、かつnは3以上の整数である。   According to the optical sheet 10 having such a configuration, the light H from the light source 21 is scattered by the light scattering layer 13 as described in, for example, JP-A-2006-106197 (Patent Document 3). Only light with a narrowed angle can be incident on the unit convex cylindrical lens 16, and light that cannot be incident on the unit convex cylindrical lens 16 can be reused without being wasted. Therefore, it is possible to supply the liquid crystal panel 30 by controlling the diffusion range while improving the utilization efficiency of the light from the light source 21. From the viewpoint of preventing moire of an image displayed from the liquid crystal panel 30, the arrangement pitch Py along the Y direction, which is the arrangement direction of the unit convex cylindrical lenses 16, is the same as the arrangement pitch Gy along the Y direction of the display element 30a. There is a relationship of Py / Gy ≦ 1 / (n + 0.213). However, except for the case of Py / Gy = 1 / (n + 0.5), n is an integer of 3 or more.

この理由について図5を用いて説明する。図5は、X軸にPy/Gyを、Y軸にモアレ波長/Gyを示している。図5から分かるように、Py/Gyの特異な値においてモアレが発生し、特に、Py/Gy=1の場合に、顕著で周期の大きなモアレが発生する。更に、Py/Gy=1/2,1/3,・・・の関係にある場合や、Py/Gy=1/(N+0.5)の関係(Nは整数)にある場合にも周期の大きなモアレが生じ、逆に、Py/Gy=1/N及びPy/Gy=1/(N+0.5)、又はPy/Gy=N及びPy/Gy=(N+0.5)の関係から外れるとモアレは弱くなる。また、Nの値が大きくなるに従ってモアレの濃度は低くなり、Nが3以上になると、液晶パネル30からは実用上問題のない画質の画像が得られる。一方、画像の解像度の点からは、表示素子30aの配置ピッチGyよりも、単位凸シリンドリカルレンズ16の配置ピッチPyが小さければ小さい程好ましい。   The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows Py / Gy on the X axis and Moire wavelength / Gy on the Y axis. As can be seen from FIG. 5, moiré occurs at a specific value of Py / Gy. In particular, when Py / Gy = 1, a moiré with a significant period is generated. Further, when the relationship is Py / Gy = 1/2, 1/3,... Or when Py / Gy = 1 / (N + 0.5) (N is an integer), the cycle is large. If moiré occurs and, conversely, Py / Gy = 1 / N and Py / Gy = 1 / (N + 0.5) or Py / Gy = N and Py / Gy = (N + 0.5) become weak. Further, as the value of N increases, the moire density decreases, and when N is 3 or more, an image having an image quality having no practical problem can be obtained from the liquid crystal panel 30. On the other hand, from the viewpoint of image resolution, it is preferable that the arrangement pitch Py of the unit convex cylindrical lens 16 is smaller than the arrangement pitch Gy of the display element 30a.

ただし、Py/Gy=1/N及びPy/Gy=1/(N+0.5)、又はPy/Gy=N及びPy/Gy=(N+0.5)の関係から外れた場合であっても、各種実験により、例えばPy/Gy=1/(N+1)の場合に強いモアレが発生し、無視できない画質の低下がもたらされることも確認されている。これらの結果を表1に示す。表1は、液晶パネル30の表示画素30aの配置ピッチGyを490μm(1μm=1×10−6m)に固定し、単位凸シリンドリカルレンズ16の配置ピッチPyを変化させることによって得られる様々なPy/Gyにおいて、液晶パネル30から表示された画像の画質の評価結果をまとめた表である。

Figure 0004978225
However, even when Py / Gy = 1 / N and Py / Gy = 1 / (N + 0.5) or Py / Gy = N and Py / Gy = (N + 0.5) Experiments have confirmed that, for example, when Py / Gy = 1 / (N + 1), a strong moire occurs, resulting in a non-negligible deterioration in image quality. These results are shown in Table 1. Table 1 shows various Py obtained by fixing the arrangement pitch Gy of the display pixels 30a of the liquid crystal panel 30 to 490 μm (1 μm = 1 × 10 −6 m) and changing the arrangement pitch Py of the unit convex cylindrical lens 16. 4 is a table summarizing evaluation results of image quality of images displayed from the liquid crystal panel 30 in / Gy.
Figure 0004978225

表1から、単位凸シリンドリカルレンズ16の配置ピッチPyが490×1.1=539μmのとき、及び490/1.1=445.5μmのときにモアレが最大となるため、当然ながら、445.5〜539μmの範囲での配置ピッチPyの選定は好ましくないことが分かる。   From Table 1, the moire is maximized when the arrangement pitch Py of the unit convex cylindrical lenses 16 is 490 × 1.1 = 539 μm and when 490 / 1.1 = 445.5 μm. It can be seen that selection of the arrangement pitch Py in the range of ˜539 μm is not preferable.

また、Py=404μmの場合とPy=226μmの場合、前者では目立つモアレが発生せず、後者では目立つモアレの発生が確認された。前者ではPy/Gy=404/490=1/1.213=1/(1+0.213)となり、後者ではPy/Gy=226/490=1/2.168=1/(2+0.168)となることから、モアレの発生が確認されなくなる値は、分母の小数点以下が0.168〜0.213の範囲に存在すると推測される。   Further, in the case of Py = 404 μm and Py = 226 μm, no noticeable moire was generated in the former, and noticeable moire was generated in the latter. In the former case, Py / Gy = 404/490 = 1 / 1.213 = 1 / (1 + 0.213), and in the latter case, Py / Gy = 226/490 = 1 / 2.168 = 1 / (2 + 0.168). From this, it is estimated that the value at which the occurrence of moire is not confirmed is present in the range of 0.168 to 0.213 after the decimal point of the denominator.

以上のことから、本発明の実施の形態に係る表示装置では、Py/Gy<1/n(ただし、nは3以上の整数)であるものの、1/(n+0.213)<Py/Gy<1/n、及びPy/Gy=1/(n+0.5)を除外した範囲とする。表1では、n=3の場合、条件(1)が、Py/Gy<1/nに該当し、条件(2)が、1/(n+0.213)<Py/Gy<1/nに該当し、条件(3)が、Py/Gy=1/(n+0.5)に該当する。そして、条件(4)が、本発明の実施の形態に係る表示装置におけるPy/Gyの範囲に含まれる。つまり、本発明の実施の形態に係る表示装置では、nが3以上の整数であり、Py/Gy=1/(n+0.5)を除いたPy/Gy≦1/(n+0.213)の範囲となるように、配置ピッチPy及び配置ピッチGyを設定する。表1に示すように、条件(2)及び条件(3)では、液晶パネル30から表示された画像において目立つモアレが発生するという結果が得られたが、条件(4)では、液晶パネル30から表示された画像は、目立つモアレは発生せず、実用上問題のない良好な画質の画像が得られた。   From the above, in the display device according to the embodiment of the present invention, although Py / Gy <1 / n (where n is an integer of 3 or more), 1 / (n + 0.213) <Py / Gy < 1 / n and Py / Gy = 1 / (n + 0.5) are excluded. In Table 1, when n = 3, condition (1) corresponds to Py / Gy <1 / n, and condition (2) corresponds to 1 / (n + 0.213) <Py / Gy <1 / n. Condition (3) corresponds to Py / Gy = 1 / (n + 0.5). Condition (4) is included in the range of Py / Gy in the display device according to the embodiment of the present invention. That is, in the display device according to the embodiment of the present invention, n is an integer equal to or greater than 3, and a range of Py / Gy ≦ 1 / (n + 0.213) excluding Py / Gy = 1 / (n + 0.5). The arrangement pitch Py and the arrangement pitch Gy are set so that As shown in Table 1, in the condition (2) and the condition (3), a result that a conspicuous moire is generated in the image displayed from the liquid crystal panel 30 was obtained. However, in the condition (4), the liquid crystal panel 30 The displayed image did not generate a noticeable moire, and an image with good image quality having no practical problem was obtained.

上述したように、本発明の実施の形態に係る表示装置においては、液晶パネル30と光源21との間に、複数の単位凸シリンドリカルレンズ16が規則的に配置された光学シート10を配置してなる場合であっても、モアレの発生を阻止し、もって、良好な画質を実現することができる。   As described above, in the display device according to the embodiment of the present invention, the optical sheet 10 in which the plurality of unit convex cylindrical lenses 16 are regularly arranged is disposed between the liquid crystal panel 30 and the light source 21. Even in this case, it is possible to prevent the occurrence of moire and thus to realize a good image quality.

その結果、液晶パネル30の表示素子30aに入射する光量を選択的に多くするとともに、表示光の視域を制御しながら、かつモアレが発生することなく、良好な画質を実現することが可能となる。   As a result, it is possible to selectively increase the amount of light incident on the display element 30a of the liquid crystal panel 30 and to realize a good image quality while controlling the viewing area of the display light and without causing moire. Become.

また、図6(a)〜(c)に、液晶パネル30用のカラーフィルタの画素配列の各種タイプに示す。高い精細度が要求される情報機器用の場合には、図6(a)に示すようなストライプ配列が好適に用いられる。この場合、R及びG用の着色フィルタ層部分120Ra及び120Gaの下には、Yの干渉フィルタ層部分110Yaが設けられる。   6A to 6C show various types of pixel arrangement of the color filter for the liquid crystal panel 30. FIG. In the case of information equipment that requires high definition, a stripe arrangement as shown in FIG. 6A is preferably used. In this case, a Y interference filter layer portion 110Ya is provided below the R and G colored filter layer portions 120Ra and 120Ga.

一方、B用の着色フィルタ層部分120Bの一例であるストライプ状のB用の着色フィルタ層部分120Baの下には、Yの干渉フィルタ層部分110Yaが設けられていない。   On the other hand, the Y interference filter layer portion 110Ya is not provided under the striped B color filter layer portion 120Ba which is an example of the B color filter layer portion 120B.

また、精細度が余り要求されない動画像のカラー表示に本発明のカラーフィルタを用いる場合には、図6(b)に示すようなモザイク(ダイアゴナル)配列や、図6(c)に示すようなデルタ(トライアングル)配列が好適に用いられる。   Further, when the color filter of the present invention is used for color display of a moving image that does not require much definition, a mosaic (diagonal) arrangement as shown in FIG. 6B, or as shown in FIG. 6C. A delta (triangle) arrangement is preferably used.

図6(b)に示すモザイク配列の場合、モザイク状のR及びG用の着色フィルタ層部分120Rb及び120Gbの下には、Yの干渉フィルタ層部分110Ybが設けられ、B用の着色フィルタ層部分120Bの一例であるモザイク状のB用の着色フィルタ層部分120Bbの下には、Yの干渉フィルタ層部分110Ybが設けられていない。   In the case of the mosaic arrangement shown in FIG. 6B, a Y interference filter layer portion 110Yb is provided below the mosaic-like colored filter layer portions 120Rb and 120Gb for R, and a colored filter layer portion for B The Y interference filter layer portion 110Yb is not provided under the mosaic colored B filter layer portion 120Bb that is an example of 120B.

また、図6(c)に示すデルタ配列の場合、デルタ状のR及びG用の着色フィルタ層部分120Rc及び120Gcの下には、Yの干渉フィルタ層部分110Ycが設けられており、B用の着色フィルタ層部分120Bの一例であるデルタ状のB用の着色フィルタ層部分120Bcの下には、Yの干渉フィルタ層部分110Ycが設けられていない。   In the case of the delta arrangement shown in FIG. 6C, a Y interference filter layer portion 110Yc is provided below the delta colored filter layer portions 120Rc and 120Gc for R and G, The Y interference filter layer portion 110Yc is not provided below the delta B colored filter layer portion 120Bc, which is an example of the colored filter layer portion 120B.

図7は、図6(a)のストライプ配列の変形例であり、図中上下方向にストライプを分割し、図中左右方向に隣り合う分割されたR,G,Bの1セットで1つの画素40を表現する方式を示す拡大写真である。   FIG. 7 shows a modification of the stripe arrangement of FIG. 6A, in which a stripe is divided in the vertical direction in the figure and one pixel is divided into one set of R, G, and B that are adjacent in the horizontal direction in the figure. 40 is an enlarged photograph showing a method of expressing 40.

図7から明らかな様に、ストライプを上下方向に分割する境界幅が広いと、太く黒い影の様に画素40の枠が有する周期性として、最も鮮明に視覚されることになり、液晶パネル30の背面(光源21側)に配置される光学シート10が有する単位シリンドリカルレンズ16が有する周期性との間で生じるモアレの発生が顕著になることが容易に推測される。   As is clear from FIG. 7, when the boundary width for dividing the stripe in the vertical direction is wide, the periodicity of the frame of the pixel 40 like a thick black shadow is most clearly visible, and the liquid crystal panel 30 It is easily estimated that the occurrence of moiré between the unit cylindrical lens 16 of the optical sheet 10 disposed on the back surface (the light source 21 side) of the lens becomes remarkable.

カラーフィルタが、図7に示す画素配列である場合、光学シート10との間で生じる上下方向の周期性に起因するモアレの発生が大きくなるが、光学シート10の単位シリンドリカルレンズ16のピッチPyの制御だけでなく、単位シリンドリカルレンズ16の境界線(稜線)が目立たない様に、単位シリンドリカルレンズ16の境界の谷部を非鋭角的にすることも、モアレ解消の上では有効である。   When the color filter has the pixel arrangement shown in FIG. 7, the occurrence of moire due to the periodicity in the vertical direction that occurs with the optical sheet 10 increases, but the pitch Py of the unit cylindrical lenses 16 of the optical sheet 10 In addition to control, it is also effective in eliminating moire to make the valley portion of the boundary of the unit cylindrical lens 16 non-sharp so that the boundary line (ridge line) of the unit cylindrical lens 16 is not conspicuous.

以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The best mode for carrying out the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such a configuration. Within the scope of the invented technical idea of the scope of claims, a person skilled in the art can conceive of various changes and modifications. The technical scope of the present invention is also applicable to these changes and modifications. It is understood that it belongs to.

本発明の実施の形態に係るバックライトユニットの一例を示す側面図。The side view which shows an example of the backlight unit which concerns on embodiment of this invention. 液晶パネルにおける表示素子配置の一例を示す平面図。The top view which shows an example of display element arrangement | positioning in a liquid crystal panel. 光学シートの構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of an optical sheet. 光反射部の配置例を示す平面図。The top view which shows the example of arrangement | positioning of a light reflection part. ピッチ比とモアレ波長との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between pitch ratio and a moire wavelength. 液晶パネル用のカラーフィルタの画素配列タイプを示す概念図。The conceptual diagram which shows the pixel arrangement | sequence type of the color filter for liquid crystal panels. 図6(a)のストライプ配列の変形例を示す概念図。The conceptual diagram which shows the modification of the stripe arrangement | sequence of Fig.6 (a). 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10…光学シート、11…入射面、12…出射面、13…光散乱層、14…光反射部、15…光透過部、16…単位凸シリンドリカルレンズ、17…レンチキュラーシート、18…接着層、19…非レンズ面、20…ランプハウス、21…光源、30…液晶パネル、30a…表示素子、31,32…偏光板、40…画素、51…光源、52…リフレクター、71,73…偏光板、72…液晶パネル、74,75…プリズムフィルム、76…光源ランプ、77…反射フィルム、78…拡散フィルム、79…導光板、81…ランプリフレクター、82…拡散フィルム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical sheet, 11 ... Incident surface, 12 ... Output surface, 13 ... Light scattering layer, 14 ... Light reflection part, 15 ... Light transmission part, 16 ... Unit convex cylindrical lens, 17 ... Lenticular sheet, 18 ... Adhesion layer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Non-lens surface, 20 ... Lamp house, 21 ... Light source, 30 ... Liquid crystal panel, 30a ... Display element, 31, 32 ... Polarizing plate, 40 ... Pixel, 51 ... Light source, 52 ... Reflector, 71, 73 ... Polarizing plate 72 ... Liquid crystal panel, 74,75 ... Prism film, 76 ... Light source lamp, 77 ... Reflection film, 78 ... Diffusion film, 79 ... Light guide plate, 81 ... Lamp reflector, 82 ... Diffusion film

Claims (1)

光源と、表示画像の表示パターンを画素単位で規定する複数の表示素子をX方向及びY方向に沿ってそれぞれ規則的に配置してなる液晶パネルと、前記光源からの光を前記液晶パネルに供給する光学シートとを備えてなる表示装置であって、
前記光学シートは、
入射面側から入射した前記光源からの光を、非入射面側である出射面側に散乱する光散乱層と、
前記光散乱層の出射面側に一方の面が設けられ、前記光散乱層によって散乱された光を前記光散乱層側に反射する複数の光反射部と、
隣接する2つの前記光反射部の間に設けられ、前記光散乱層によって散乱された光を非光散乱層側に透過する複数の光透過部と、
複数の単位凸シリンドリカルレンズが前記液晶パネル側に前記Y方向に沿って規則的に並列配置されてなるレンズ部と、前記レンズ部と反対側の面であって、前記光透過部によって透過される光が入射する非レンズ面とを有するレンチキュラーシートとを備え、
前記複数の光透過部のおのおのは、前記複数の単位凸シリンドリカルレンズのおのおのと1:1に対応しており、対応する単位凸シリンドリカルレンズの頂点から前記非レンズ面に対する垂線を含むように設けられ、前記複数の光反射部のおのおのは、前記非レンズ面に対して凸部を形成するように、かつ前記各単位凸シリンドリカルレンズの長手方向である前記X方向に沿って配置され、前記非レンズ面から前記レンチキュラーシートに入射した光を、前記各単位凸シリンドリカルレンズによって制御して前記液晶パネルに供給するとともに、前記単位凸シリンドリカルレンズの前記Y方向に沿った配置ピッチPyと、前記表示素子の前記Y方向に沿った配置ピッチGyとを、nが3以上の整数であって、Py/Gy=1/(n+0.5)を除いたPy/Gy≦1/(n+0.213)の関係が成立するようにしたことを特徴とする表示装置。
A light source, a liquid crystal panel in which a plurality of display elements defining a display pattern of a display image in pixel units are regularly arranged along the X direction and the Y direction, and light from the light source is supplied to the liquid crystal panel A display device comprising: an optical sheet,
The optical sheet is
A light scattering layer that scatters light from the light source incident from the incident surface side to the exit surface side that is the non-incident surface side;
One surface is provided on the exit surface side of the light scattering layer, and a plurality of light reflecting portions that reflect the light scattered by the light scattering layer to the light scattering layer side,
A plurality of light transmitting portions provided between the two adjacent light reflecting portions and transmitting light scattered by the light scattering layer to the non-light scattering layer side;
A plurality of unit convex cylindrical lenses are regularly arranged in parallel along the Y direction on the liquid crystal panel side, and a surface opposite to the lens unit, and is transmitted by the light transmitting unit. A lenticular sheet having a non-lens surface on which light is incident,
Each of the plurality of light transmission portions corresponds to each of the plurality of unit convex cylindrical lenses in a ratio of 1: 1, and is provided so as to include a perpendicular line from the apex of the corresponding unit convex cylindrical lens to the non-lens surface. Each of the plurality of light reflecting portions is disposed along the X direction which is a longitudinal direction of each unit convex cylindrical lens so as to form a convex portion with respect to the non-lens surface, and the non-lens The light incident on the lenticular sheet from the surface is controlled by the unit convex cylindrical lenses and supplied to the liquid crystal panel, and the arrangement pitch Py along the Y direction of the unit convex cylindrical lenses, and the display element The arrangement pitch Gy along the Y direction is such that n is an integer of 3 or more, and Py / Gy = 1 / (n + 0.5) Display the relationship except the Py / Gy ≦ 1 / (n + 0.213) is characterized in that as established.
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