JPH0968605A - 集光レンズシートおよびそれを利用した光源装置、液晶表示装置 - Google Patents
集光レンズシートおよびそれを利用した光源装置、液晶表示装置Info
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- JPH0968605A JPH0968605A JP7200307A JP20030795A JPH0968605A JP H0968605 A JPH0968605 A JP H0968605A JP 7200307 A JP7200307 A JP 7200307A JP 20030795 A JP20030795 A JP 20030795A JP H0968605 A JPH0968605 A JP H0968605A
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- JP
- Japan
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- sheet
- light
- light source
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- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】バックライトの視角方向による輝度むらを解消
し、上下、水平のいずれの方向に対しても充分な集光能
力を有し、さらにエッジライト型のバックライトシステ
ムのように輝度むらのある光源に対しても、均一な輝度
分布を与えるだけでなく、斜め出射された光をより正面
方向に変角し、さらに従来よりも平行光に近い光になる
ように集光する機能を有する集光レンズシートを提供す
る。 【解決手段】四角錐状プリズムシートと、プリズム部の
垂直断面が三角形の線状プリズムシートが積層された集
光レンズシート。
し、上下、水平のいずれの方向に対しても充分な集光能
力を有し、さらにエッジライト型のバックライトシステ
ムのように輝度むらのある光源に対しても、均一な輝度
分布を与えるだけでなく、斜め出射された光をより正面
方向に変角し、さらに従来よりも平行光に近い光になる
ように集光する機能を有する集光レンズシートを提供す
る。 【解決手段】四角錐状プリズムシートと、プリズム部の
垂直断面が三角形の線状プリズムシートが積層された集
光レンズシート。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は集光レンズシートお
よびそれを利用した光源装置、液晶表示装置に関する。
よびそれを利用した光源装置、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、その軽量化や高精細化
等に伴って、ＯＡ機器やパーソナルコンピュター等に広
く使用されている。しかし、液晶表示は非発光表示のた
め、外光状態の悪い場所では照明が必要である。このた
め、後方から液晶表示面を均一に照明する面光源を備
え、輝度を確保している。このようなバックライトは光
源と光拡散部材で構成され、白熱電球などの点光源また
は蛍光灯などの線光源を光拡散部材で面光源としてい
る。近年、カラー液晶テレビ等を始め、液晶表示装置の
カラー化が進んでおり、従来の単色液晶表示装置に使用
された面光源手段では十分な輝度を確保することが出来
なくなっている。このため、バックライトを備えた液晶
表示装置での輝度改良のために、種々のものが提案され
ている。例えば、特開平２−７７７２６号公報のもの
は、輝度ムラを改善するために拡散板と液晶パネルの間
に非球面フレネルレンズの集光レンズを設けたものであ
る。また、特開昭６１−１５１０４号公報のものは、線
光源と拡散板との間に階段部を形成する複数の光伝導体
からなる光拡散器を設け、前記拡散板に三角柱状のプリ
ズムを板状に配列させたものである。また、実開平２−
６２４１７号公報のものは、光源と拡散板との間に透明
板を設け、該透明板の前記光源に対応する部分にプリズ
ム作用を有する複数の溝を設けたものである。特開平５
−３３３３４号公報のものは、面光源と液晶セルとの間
に頭頂角の異なるプリズム部を持つプリズムレンズ設け
たものである。このように、従来の液晶表示装置等の光
源装置においては、表示光の輝度を上げる手段として、
バックライトの拡散光をプリズムレンズで集光すること
により、表示光の特定方向の輝度を上げる方法が採用さ
れている。
等に伴って、ＯＡ機器やパーソナルコンピュター等に広
く使用されている。しかし、液晶表示は非発光表示のた
め、外光状態の悪い場所では照明が必要である。このた
め、後方から液晶表示面を均一に照明する面光源を備
え、輝度を確保している。このようなバックライトは光
源と光拡散部材で構成され、白熱電球などの点光源また
は蛍光灯などの線光源を光拡散部材で面光源としてい
る。近年、カラー液晶テレビ等を始め、液晶表示装置の
カラー化が進んでおり、従来の単色液晶表示装置に使用
された面光源手段では十分な輝度を確保することが出来
なくなっている。このため、バックライトを備えた液晶
表示装置での輝度改良のために、種々のものが提案され
ている。例えば、特開平２−７７７２６号公報のもの
は、輝度ムラを改善するために拡散板と液晶パネルの間
に非球面フレネルレンズの集光レンズを設けたものであ
る。また、特開昭６１−１５１０４号公報のものは、線
光源と拡散板との間に階段部を形成する複数の光伝導体
からなる光拡散器を設け、前記拡散板に三角柱状のプリ
ズムを板状に配列させたものである。また、実開平２−
６２４１７号公報のものは、光源と拡散板との間に透明
板を設け、該透明板の前記光源に対応する部分にプリズ
ム作用を有する複数の溝を設けたものである。特開平５
−３３３３４号公報のものは、面光源と液晶セルとの間
に頭頂角の異なるプリズム部を持つプリズムレンズ設け
たものである。このように、従来の液晶表示装置等の光
源装置においては、表示光の輝度を上げる手段として、
バックライトの拡散光をプリズムレンズで集光すること
により、表示光の特定方向の輝度を上げる方法が採用さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶ディスプレイにお
いて、液晶セルに入射する光は平行光であることが望ま
しく、斜めから液晶セルに入射する光は、コントラスト
を低下させるためディスプレイの視角特性を低減してし
まうという問題がある。しかしながら、従来のプリズム
シート、あるいはプリズムシートと拡散板との組み合わ
せでは、集光が不十分なため斜めからの光も多く、この
ためディスプレイ全体の視角特性は十分なものではな
い。特に、従来のプリズムシートはプリズムシートの溝
が一方向に配列されているために、溝の方向に対しては
集光能力が殆どないという問題があった。このため、溝
の方向での視角特性を低減させてしまうだけでなく、溝
の方向と、それと直交する方向とで視角による輝度分布
が不均一になってしまい、ディスプレイの全体の視角特
性に悪影響を与えてしまうという問題があった。さら
に、薄型化、コスト低減を図るために用いられるエッジ
ライト型のバックライトシステムを用いた場合、光源の
視角方向によって輝度が不均一に変化する、いわゆる輝
度むらが生じてしまう。さらに、エッジライト型バック
ライトシステムは直下型バックライトシステムとは異な
り、光が斜め出射されるため、斜め方向の輝度が高くな
り、ディスプレイの視角特性や光の利用効率を低下させ
てしまうという問題があった。このような場合に従来の
プリズムシート、あるいはプリズムシートと拡散板を組
み合わせる手法等を用いても輝度むらの改善や、斜め出
射された光を正面方向に変角することが十分にできない
という問題があった。
いて、液晶セルに入射する光は平行光であることが望ま
しく、斜めから液晶セルに入射する光は、コントラスト
を低下させるためディスプレイの視角特性を低減してし
まうという問題がある。しかしながら、従来のプリズム
シート、あるいはプリズムシートと拡散板との組み合わ
せでは、集光が不十分なため斜めからの光も多く、この
ためディスプレイ全体の視角特性は十分なものではな
い。特に、従来のプリズムシートはプリズムシートの溝
が一方向に配列されているために、溝の方向に対しては
集光能力が殆どないという問題があった。このため、溝
の方向での視角特性を低減させてしまうだけでなく、溝
の方向と、それと直交する方向とで視角による輝度分布
が不均一になってしまい、ディスプレイの全体の視角特
性に悪影響を与えてしまうという問題があった。さら
に、薄型化、コスト低減を図るために用いられるエッジ
ライト型のバックライトシステムを用いた場合、光源の
視角方向によって輝度が不均一に変化する、いわゆる輝
度むらが生じてしまう。さらに、エッジライト型バック
ライトシステムは直下型バックライトシステムとは異な
り、光が斜め出射されるため、斜め方向の輝度が高くな
り、ディスプレイの視角特性や光の利用効率を低下させ
てしまうという問題があった。このような場合に従来の
プリズムシート、あるいはプリズムシートと拡散板を組
み合わせる手法等を用いても輝度むらの改善や、斜め出
射された光を正面方向に変角することが十分にできない
という問題があった。
【０００４】本発明はこうした状況に鑑み、上下、水平
のいずれの方向に対しても充分な集光能力を有し、さら
にエッジライト型のバックライトシステムのように輝度
むらのある光源に対しても、均一な輝度分布を与えるだ
けでなく、斜め出射された光をより正面方向に変角し、
さらに従来よりも平行光に近い光になるように集光する
機能を有する集光レンズシートを提供することを目的と
している。
のいずれの方向に対しても充分な集光能力を有し、さら
にエッジライト型のバックライトシステムのように輝度
むらのある光源に対しても、均一な輝度分布を与えるだ
けでなく、斜め出射された光をより正面方向に変角し、
さらに従来よりも平行光に近い光になるように集光する
機能を有する集光レンズシートを提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために、バックライトの光を集光するプリズ
ムシートにおいて、連続した四角錐状プリズムを有する
プリズムシートと、プリズムの垂直断面が三角形の線状
プリズムシートを重ねることにより、上下、水平のいず
れの方向に対しても十分な集光能力を有し、エッジライ
ト型バックライトシステムのように輝度むらがある光源
に対しても均一な輝度分布を与えるだけでなく、斜め出
射された光を正面方向に変角し、なおかつ従来よりも平
行光に近い光に集光できることを見出し、本発明に至っ
た。即ち、本発明は、（１）四角錐状プリズムシート
と、プリズム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシー
トを積層したことを特徴とする集光レンズシート、
（２）四角錐状プリズムシートのプリズム側が、プリズ
ム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシートのプリズ
ム側の裏側に面している（１）の集光レンズシート、
（３）プリズム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシ
ートのプリズム側が、四角錐状プリズムシートのプリズ
ム側の裏側に面している（１）の集光レンズシート、
（４）四角錐状プリズムシートのプリズム底面が四角形
でその一辺の長さが２０〜３００μｍ、側面が二等辺三
角形で該三角形の頂角が２０〜１６０度である（１）、
（２）または（３）の集光レンズシート、（５）四角錐
状プリズムシートのプリズム底面が正四角形でその一辺
の長さが４０〜１００μｍ、側面が正三角形である
（１）、（２）または（３）の集光レンズシート、
（６）（１）ないし（５）の集光レンズシートを組み込
んだ光源装置、（７）（１）ないし（５）の集光レンズ
シートを組み込んだ液晶表示装置、に関する。
を達成するために、バックライトの光を集光するプリズ
ムシートにおいて、連続した四角錐状プリズムを有する
プリズムシートと、プリズムの垂直断面が三角形の線状
プリズムシートを重ねることにより、上下、水平のいず
れの方向に対しても十分な集光能力を有し、エッジライ
ト型バックライトシステムのように輝度むらがある光源
に対しても均一な輝度分布を与えるだけでなく、斜め出
射された光を正面方向に変角し、なおかつ従来よりも平
行光に近い光に集光できることを見出し、本発明に至っ
た。即ち、本発明は、（１）四角錐状プリズムシート
と、プリズム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシー
トを積層したことを特徴とする集光レンズシート、
（２）四角錐状プリズムシートのプリズム側が、プリズ
ム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシートのプリズ
ム側の裏側に面している（１）の集光レンズシート、
（３）プリズム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシ
ートのプリズム側が、四角錐状プリズムシートのプリズ
ム側の裏側に面している（１）の集光レンズシート、
（４）四角錐状プリズムシートのプリズム底面が四角形
でその一辺の長さが２０〜３００μｍ、側面が二等辺三
角形で該三角形の頂角が２０〜１６０度である（１）、
（２）または（３）の集光レンズシート、（５）四角錐
状プリズムシートのプリズム底面が正四角形でその一辺
の長さが４０〜１００μｍ、側面が正三角形である
（１）、（２）または（３）の集光レンズシート、
（６）（１）ないし（５）の集光レンズシートを組み込
んだ光源装置、（７）（１）ないし（５）の集光レンズ
シートを組み込んだ液晶表示装置、に関する。
【０００６】本発明に用いられる四角錐状プリズムシー
トは、底面が四角形、好ましくは正四角形で、側面が三
角形、好ましくは二等辺三角形、さらに好ましくは正三
角形の四角錐状プリズムを、シートの片面全体に複数配
置したもので、その三角形の頂角は好ましくは２０〜１
６０度、より好ましくは４０〜９０度、さらに好ましく
は６０度がよい。また、その四角形の大きさは底辺の長
さが好ましくは２０〜３００μｍ、より好ましくは３０
〜２００μｍ、さらに好ましくは４０〜１００μｍ程度
がよい。該プリズムシートはプリズム部と支持体部に大
別されるが、プリズム部と支持体部は同一の材質でも、
異なる材質でもよい。また、個々のプリズムは底辺が互
いに接するように配列していることが好ましい。
トは、底面が四角形、好ましくは正四角形で、側面が三
角形、好ましくは二等辺三角形、さらに好ましくは正三
角形の四角錐状プリズムを、シートの片面全体に複数配
置したもので、その三角形の頂角は好ましくは２０〜１
６０度、より好ましくは４０〜９０度、さらに好ましく
は６０度がよい。また、その四角形の大きさは底辺の長
さが好ましくは２０〜３００μｍ、より好ましくは３０
〜２００μｍ、さらに好ましくは４０〜１００μｍ程度
がよい。該プリズムシートはプリズム部と支持体部に大
別されるが、プリズム部と支持体部は同一の材質でも、
異なる材質でもよい。また、個々のプリズムは底辺が互
いに接するように配列していることが好ましい。
【０００７】本発明に用いられる断面三角形の線状プリ
ズムシートはプリズム部と支持体部に大別される。プリ
ズム部は垂直断面の形状が二等辺三角形もしくは不等辺
三角形の線状プリズムを多数有しており、隣接する線状
プリズム同士が接し、かつ該線状プリズム同士の対応す
る面が互いに平行となるように配列したものである。該
断面の形状が二等辺三角形の場合、その頂角は好ましく
は７０〜１２０度、より好ましくは８０〜１００度、さ
らに好ましくは８５〜９５度程度がよい。該断面の形状
が不等辺三角形の場合、該不等辺三角形の一辺と底辺と
のなす角が好ましくは３０〜４５°、より好ましくは３
５〜４５°、もう一方の辺と底辺とのなす角が４５〜６
５゜、より好ましくは５０〜６０°にするのがよい。ま
た、該三角形の大きさは底辺の長さが好ましくは２０〜
１５０μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍ、さらに
好ましくは４０〜６０μｍ程度がよい。該プリズムシー
トのプリズム部と支持体部は同一の材質でも、異なる材
質でもよい。プリズムシート中の複数のプリズムは平行
に配列され、各プリズムは直線状であることが好まし
い。なお、支持体部の表面は光学的に平面であっても、
また該平面に微細な凹凸加工が施されていてもよい。
ズムシートはプリズム部と支持体部に大別される。プリ
ズム部は垂直断面の形状が二等辺三角形もしくは不等辺
三角形の線状プリズムを多数有しており、隣接する線状
プリズム同士が接し、かつ該線状プリズム同士の対応す
る面が互いに平行となるように配列したものである。該
断面の形状が二等辺三角形の場合、その頂角は好ましく
は７０〜１２０度、より好ましくは８０〜１００度、さ
らに好ましくは８５〜９５度程度がよい。該断面の形状
が不等辺三角形の場合、該不等辺三角形の一辺と底辺と
のなす角が好ましくは３０〜４５°、より好ましくは３
５〜４５°、もう一方の辺と底辺とのなす角が４５〜６
５゜、より好ましくは５０〜６０°にするのがよい。ま
た、該三角形の大きさは底辺の長さが好ましくは２０〜
１５０μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍ、さらに
好ましくは４０〜６０μｍ程度がよい。該プリズムシー
トのプリズム部と支持体部は同一の材質でも、異なる材
質でもよい。プリズムシート中の複数のプリズムは平行
に配列され、各プリズムは直線状であることが好まし
い。なお、支持体部の表面は光学的に平面であっても、
また該平面に微細な凹凸加工が施されていてもよい。
【０００８】本発明の集光レンズシートは上記の四角錐
状プリズムシートとプリズム部の垂直断面が三角形の線
状プリズムシートを積層した（重ね合わせた）もので、
その構造の一例を図１に示す。図１では四角錐状プリズ
ムシートのプリズム部（側）が、プリズム部の垂直断面
が三角形の線状プリズムシートの支持体部（プリズム側
の裏側）に面している。また、この逆にプリズム部の垂
直断面が三角形の線状プリズムシートのプリズム部が四
角錐状プリズムシートの支持体部に面していてもよい。
その大きさは、用途によって様々である。
状プリズムシートとプリズム部の垂直断面が三角形の線
状プリズムシートを積層した（重ね合わせた）もので、
その構造の一例を図１に示す。図１では四角錐状プリズ
ムシートのプリズム部（側）が、プリズム部の垂直断面
が三角形の線状プリズムシートの支持体部（プリズム側
の裏側）に面している。また、この逆にプリズム部の垂
直断面が三角形の線状プリズムシートのプリズム部が四
角錐状プリズムシートの支持体部に面していてもよい。
その大きさは、用途によって様々である。
【０００９】本発明に用いられる上記二種類のプリズム
シートは、光を通過させるものであれば、硬い板状のも
のでも、柔軟なフィルム状のものでもよいが、集光レン
ズとして液晶表示装置に使用する場合は、軽量化が要求
されるため、柔軟なフィルム状のものが好ましい。上記
二種類のプリズムシートの厚さは使用目的に応じ異なる
が、集光レンズとして液晶表示装置に使用する場合は好
ましくは５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３
００μｍ、さらに好ましくは１５０〜２５０μｍ程度が
よい。
シートは、光を通過させるものであれば、硬い板状のも
のでも、柔軟なフィルム状のものでもよいが、集光レン
ズとして液晶表示装置に使用する場合は、軽量化が要求
されるため、柔軟なフィルム状のものが好ましい。上記
二種類のプリズムシートの厚さは使用目的に応じ異なる
が、集光レンズとして液晶表示装置に使用する場合は好
ましくは５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３
００μｍ、さらに好ましくは１５０〜２５０μｍ程度が
よい。
【００１０】また、上記二種類のプリズムシートの材質
は、透明なものがよく、例えばプラスチック等があげら
れるが、特に制限はない。プラスチックとしては、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化
性樹脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタ
ン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、アクリレート樹脂等があげられる。集光レンズとし
て液晶表示装置に使用する場合は、光学的に均質で等方
性である透明なプラスチックが好ましく、またその屈折
率は好ましくは１．５〜１．６５、より好ましくは１．
５５〜１．６程度のものがよい。このようなプラスチッ
クとしては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート等
のプラスチックレンズに使用されるものがあげられる
が、製造上の容易さを考慮すると、少なくともプリズム
部が紫外線等のエネルギー線硬化性のプラスチック（樹
脂）が好ましい。エネルギー線硬化性樹脂としては、例
えばポリエステル系アクリレート、ウレタン系アクリレ
ート、エポキシ系アクリレート等のアクリレート樹脂が
あげられる。
は、透明なものがよく、例えばプラスチック等があげら
れるが、特に制限はない。プラスチックとしては、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化
性樹脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタ
ン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、アクリレート樹脂等があげられる。集光レンズとし
て液晶表示装置に使用する場合は、光学的に均質で等方
性である透明なプラスチックが好ましく、またその屈折
率は好ましくは１．５〜１．６５、より好ましくは１．
５５〜１．６程度のものがよい。このようなプラスチッ
クとしては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート等
のプラスチックレンズに使用されるものがあげられる
が、製造上の容易さを考慮すると、少なくともプリズム
部が紫外線等のエネルギー線硬化性のプラスチック（樹
脂）が好ましい。エネルギー線硬化性樹脂としては、例
えばポリエステル系アクリレート、ウレタン系アクリレ
ート、エポキシ系アクリレート等のアクリレート樹脂が
あげられる。
【００１１】本発明に用いられる、上記二種類のプリズ
ムシートはいずれも一体成型法、ツーピース法のいずれ
でも製造可能である。一体成型法により得られるプリズ
ムシートは一層のシートになっており、ツーピース法に
より得られるプリズムシートは二層になっている。一体
成型法は上記の樹脂製のフィルムを金型に押し当てる
か、または軟化もしくは溶融した上記の樹脂を金型に入
れて成型する方法で、例えば鋳造、溶剤キャスティング
法、押出成型しながらのロールエンボス法、平板への熱
プレス法、モノマーキャスティング法、射出成型法等が
あげられる。ツーピース法はベースフィルム上にプリズ
ムを形成する方法で、具体的はに上記の樹脂の溶液を金
型に入れ、ついでその上を上記の樹脂製のベースフィル
ムで覆い、樹脂溶液を硬化させて成型する方法である。
このツーピース法で使用する樹脂としては熱硬化性樹脂
も使用できるが、硬化性の点から紫外線等のエネルギー
線硬化性樹脂が好ましい。このような種々の製造法のう
ち、特に製造上の容易さを考慮すると、上記のエネルギ
ー線硬化性樹脂等を使用しベースフィルム上にプリズム
を形成するツーピース法が好ましい。具体的には、例え
ばレーザー加工等により製作したプリズムの金型に上記
のエネルギー線硬化性樹脂を塗布し、ついでその上にベ
ースフィルムを重ね、紫外線等のエネルギー線を照射し
硬化させ、その後、金型から硬化物を取り出せばよい。
又、連続的にはロールエンボス法等が採用されるが、製
造方法は特に限定されない。ベースフィルム（支持体
部）としては透明なものがよく、例えばプラスチック等
があげられるが、特に制限はない。プラスチックとして
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギ
ー線硬化性樹脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポ
リウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、アクリレート樹脂等があげられる。集光レン
ズとして液晶表示装置に使用する場合は、光学的に均質
で等方性である透明なプラスチックが好ましく、またそ
の屈折率は好ましくは１．４５〜１．７５、より好まし
くは１．５〜１．６５程度のものがよい。このようなプ
ラスチックとしては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボ
ネート等のプラスチックレンズに使用されるものがあげ
られる。ベースフィルムの厚さは好ましくは２０〜１５
０μｍ、より好ましくは４０〜１００μｍ程度がよい。
ムシートはいずれも一体成型法、ツーピース法のいずれ
でも製造可能である。一体成型法により得られるプリズ
ムシートは一層のシートになっており、ツーピース法に
より得られるプリズムシートは二層になっている。一体
成型法は上記の樹脂製のフィルムを金型に押し当てる
か、または軟化もしくは溶融した上記の樹脂を金型に入
れて成型する方法で、例えば鋳造、溶剤キャスティング
法、押出成型しながらのロールエンボス法、平板への熱
プレス法、モノマーキャスティング法、射出成型法等が
あげられる。ツーピース法はベースフィルム上にプリズ
ムを形成する方法で、具体的はに上記の樹脂の溶液を金
型に入れ、ついでその上を上記の樹脂製のベースフィル
ムで覆い、樹脂溶液を硬化させて成型する方法である。
このツーピース法で使用する樹脂としては熱硬化性樹脂
も使用できるが、硬化性の点から紫外線等のエネルギー
線硬化性樹脂が好ましい。このような種々の製造法のう
ち、特に製造上の容易さを考慮すると、上記のエネルギ
ー線硬化性樹脂等を使用しベースフィルム上にプリズム
を形成するツーピース法が好ましい。具体的には、例え
ばレーザー加工等により製作したプリズムの金型に上記
のエネルギー線硬化性樹脂を塗布し、ついでその上にベ
ースフィルムを重ね、紫外線等のエネルギー線を照射し
硬化させ、その後、金型から硬化物を取り出せばよい。
又、連続的にはロールエンボス法等が採用されるが、製
造方法は特に限定されない。ベースフィルム（支持体
部）としては透明なものがよく、例えばプラスチック等
があげられるが、特に制限はない。プラスチックとして
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギ
ー線硬化性樹脂等が使用でき、例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテ
レフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポ
リウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、アクリレート樹脂等があげられる。集光レン
ズとして液晶表示装置に使用する場合は、光学的に均質
で等方性である透明なプラスチックが好ましく、またそ
の屈折率は好ましくは１．４５〜１．７５、より好まし
くは１．５〜１．６５程度のものがよい。このようなプ
ラスチックとしては、例えばアクリル樹脂、ポリカーボ
ネート等のプラスチックレンズに使用されるものがあげ
られる。ベースフィルムの厚さは好ましくは２０〜１５
０μｍ、より好ましくは４０〜１００μｍ程度がよい。
【００１２】図２は、本発明の集光レンズシートを使用
した光源装置及び液晶表示装置の一実施例の部分断面図
である。本発明の光源装置は、バックライト１の上に集
光レンズシート部２が設置されたものである（所望によ
り、バックライト１と集光レンズ２の間に拡散板を使用
してもよい）。本発明の液晶表示装置は、この光源装置
の集光レンズシート部２の上に液晶表示素子３が設置さ
れたものである。液晶表示素子３は、例えば、スペーサ
ーにより一定の間隔を隔てて設けられた２枚のガラス基
板の間に液晶が充填され、さらに、この２枚の上下ガラ
ス基板のそれぞれの外面には偏光板が設けられており、
上部ガラス基板の内側と下部のガラス基板の内面にはそ
れぞれ内部電極が設けられている。内部電極は、微小な
画素電極が多数縦横に配列されて構成されている。液晶
表示素子３がカラー液晶表示素子である場合には、上部
ガラス基板の内側にはカラーフィルター層と、このカラ
ーフィルター層の外面に内部電極が設けられ、下部のガ
ラス基板の内面には内部電極が設けられている。また、
カラーフィルター層は、赤、緑、青の３色の色フィルタ
ーを画素電極に対応して配列して、各々の画素を形成し
ている。
した光源装置及び液晶表示装置の一実施例の部分断面図
である。本発明の光源装置は、バックライト１の上に集
光レンズシート部２が設置されたものである（所望によ
り、バックライト１と集光レンズ２の間に拡散板を使用
してもよい）。本発明の液晶表示装置は、この光源装置
の集光レンズシート部２の上に液晶表示素子３が設置さ
れたものである。液晶表示素子３は、例えば、スペーサ
ーにより一定の間隔を隔てて設けられた２枚のガラス基
板の間に液晶が充填され、さらに、この２枚の上下ガラ
ス基板のそれぞれの外面には偏光板が設けられており、
上部ガラス基板の内側と下部のガラス基板の内面にはそ
れぞれ内部電極が設けられている。内部電極は、微小な
画素電極が多数縦横に配列されて構成されている。液晶
表示素子３がカラー液晶表示素子である場合には、上部
ガラス基板の内側にはカラーフィルター層と、このカラ
ーフィルター層の外面に内部電極が設けられ、下部のガ
ラス基板の内面には内部電極が設けられている。また、
カラーフィルター層は、赤、緑、青の３色の色フィルタ
ーを画素電極に対応して配列して、各々の画素を形成し
ている。
【００１３】バックライト１は、導光板４とその反対面
に反射シート５、その一端に蛍光灯等の線状光源６を配
置して構成されている。そして、導光板４の一側端面か
ら入射した線状光源６からの入射光が、導光板４を通し
て、一部は反射シート５に反射して出射面から出射して
集光レンズ２に入射する。バックライト１の正面輝度お
よび上下方向（中心軸は線状光源６の縦軸と同一方
向）、水平方向（中心軸は線状光源６の縦軸と直行方
向）に傾斜させた場合の視角方向による輝度むらをそれ
ぞれ図３、図４に示した。図のようにエッジライト型の
バックライトは輝度むらが大きいことが分かる。また、
バックライト１は図２に示した構造のものに限らず、通
常使用されている種々のものが使用できる。
に反射シート５、その一端に蛍光灯等の線状光源６を配
置して構成されている。そして、導光板４の一側端面か
ら入射した線状光源６からの入射光が、導光板４を通し
て、一部は反射シート５に反射して出射面から出射して
集光レンズ２に入射する。バックライト１の正面輝度お
よび上下方向（中心軸は線状光源６の縦軸と同一方
向）、水平方向（中心軸は線状光源６の縦軸と直行方
向）に傾斜させた場合の視角方向による輝度むらをそれ
ぞれ図３、図４に示した。図のようにエッジライト型の
バックライトは輝度むらが大きいことが分かる。また、
バックライト１は図２に示した構造のものに限らず、通
常使用されている種々のものが使用できる。
【００１４】以下、実施例と比較例を挙げて本発明を更
に具体的に説明する。 実施例１ 側面が正三角形で、底面が１辺１００μｍの正方形であ
る四角錐プリズムシートの上に、プリズム部の垂直断面
が二等辺三角形で頂角９０度、底辺５０μｍの直線状プ
リズムシートをそれぞれのプリズム部の頭頂部が同じ向
きになるよう重ねて本発明の集光レンズシートを得た。
この集光レンズシートを、拡散シートを使用せず、図２
のバックライトの上に設置し、本発明の光源装置を得
た。この光源装置の正面輝度および上下方向（中心軸は
線状光源６の縦軸と同一方向）、水平方向（中心軸は線
状光源６の縦軸と直行方向）に傾斜させ視角方向による
輝度むらを測定した。結果をそれぞれ図５および図６に
示した（水平方向の輝度は＋方向と−方向とも同一なの
で＋方向のみを示した）。
に具体的に説明する。 実施例１ 側面が正三角形で、底面が１辺１００μｍの正方形であ
る四角錐プリズムシートの上に、プリズム部の垂直断面
が二等辺三角形で頂角９０度、底辺５０μｍの直線状プ
リズムシートをそれぞれのプリズム部の頭頂部が同じ向
きになるよう重ねて本発明の集光レンズシートを得た。
この集光レンズシートを、拡散シートを使用せず、図２
のバックライトの上に設置し、本発明の光源装置を得
た。この光源装置の正面輝度および上下方向（中心軸は
線状光源６の縦軸と同一方向）、水平方向（中心軸は線
状光源６の縦軸と直行方向）に傾斜させ視角方向による
輝度むらを測定した。結果をそれぞれ図５および図６に
示した（水平方向の輝度は＋方向と−方向とも同一なの
で＋方向のみを示した）。
【００１５】実施例２ プリズム部の垂直断面が二等辺三角形で頂角９５度、底
辺５０μｍの直線状プリズムシートの上に、側面が正三
角形で、底面が１辺１００μｍの正方形である四角錐プ
リズムシートをそれぞれのプリズム部の頭頂部が同じ向
きになるよう重ねて本発明の集光レンズシートを得た。
この集光レンズシートを、拡散シートを使用せず、図２
のバックライトの上に設置し本発明の光源装置を得た。
この光源装置について実施例１と同様な測定を実施し、
結果を図５および図６に示した。
辺５０μｍの直線状プリズムシートの上に、側面が正三
角形で、底面が１辺１００μｍの正方形である四角錐プ
リズムシートをそれぞれのプリズム部の頭頂部が同じ向
きになるよう重ねて本発明の集光レンズシートを得た。
この集光レンズシートを、拡散シートを使用せず、図２
のバックライトの上に設置し本発明の光源装置を得た。
この光源装置について実施例１と同様な測定を実施し、
結果を図５および図６に示した。
【００１６】比較例１ プリズム部の垂直断面が二等辺三角形で頂角９０度、底
辺５０μｍの直線状プリズムシートを拡散シートを設置
した図２のバックライトの上に設置し、実施例１と同様
な測定を実施し、結果を図７および図８に示した。
辺５０μｍの直線状プリズムシートを拡散シートを設置
した図２のバックライトの上に設置し、実施例１と同様
な測定を実施し、結果を図７および図８に示した。
【００１７】比較例２ プリズム部の垂直断面が二等辺三角形で頂角９０度、底
辺５０μｍの直線状プリズムシートを２枚、それぞれの
プリズム部の頭頂部が同じ向きに、しかもそれぞれのプ
リズムシートのピッチが直交するように拡散シートを設
置した図２のバックライトの上に設置し、実施例１と同
様な測定を実施し、結果を図７および図８に示した。
辺５０μｍの直線状プリズムシートを２枚、それぞれの
プリズム部の頭頂部が同じ向きに、しかもそれぞれのプ
リズムシートのピッチが直交するように拡散シートを設
置した図２のバックライトの上に設置し、実施例１と同
様な測定を実施し、結果を図７および図８に示した。
【００１８】図５〜８の結果から、本発明の集光レンズ
シートは従来のプリズムシートに比べ、上下、水平方向
ともに集光性に優れ、しかも輝度むらが解消されている
ているだけでなく、斜め出射した光をより正面に変角
し、さらに従来よりも平行光に近い光に集光されている
のが分かる。
シートは従来のプリズムシートに比べ、上下、水平方向
ともに集光性に優れ、しかも輝度むらが解消されている
ているだけでなく、斜め出射した光をより正面に変角
し、さらに従来よりも平行光に近い光に集光されている
のが分かる。
【００１９】実施例３ プリズム部の垂直断面が二等辺三角形であるプリズムシ
ートのかわりに、プリズム部の垂直断面が頂角８５゜、
一つの辺と底辺とがなす角が５２．５゜、もう一方の辺
と底辺とのなす角が４２．５゜の不等辺三角形で、底辺
の長さが５０μｍのプリズムシートを使用した以外は実
施例１と同様にして本発明の集光レンズシートおよび光
源装置を得た。
ートのかわりに、プリズム部の垂直断面が頂角８５゜、
一つの辺と底辺とがなす角が５２．５゜、もう一方の辺
と底辺とのなす角が４２．５゜の不等辺三角形で、底辺
の長さが５０μｍのプリズムシートを使用した以外は実
施例１と同様にして本発明の集光レンズシートおよび光
源装置を得た。
【００２０】
【発明の効果】本発明の集光レンズシートは、四角錐状
プリズムを有するプリズムシートとプリズム部の垂直断
面が三角形の線状プリズムシートを積層したもので、こ
のシートを集光レンズとして使用した光源装置は従来の
ように拡散シートを使用することなく、上下、水平いず
れの方向においても集光性に優れ、斜め出射した光を正
面に変角でき、さらに従来よりも平行光に近い光に集光
することができ、この光源装置を液晶表示装置に使用す
ることにより、ユニットの薄型化、及びコストの低減を
はかることができる。
プリズムを有するプリズムシートとプリズム部の垂直断
面が三角形の線状プリズムシートを積層したもので、こ
のシートを集光レンズとして使用した光源装置は従来の
ように拡散シートを使用することなく、上下、水平いず
れの方向においても集光性に優れ、斜め出射した光を正
面に変角でき、さらに従来よりも平行光に近い光に集光
することができ、この光源装置を液晶表示装置に使用す
ることにより、ユニットの薄型化、及びコストの低減を
はかることができる。
【図１】本発明の集光レンズの構造図の一例。
【図２】本発明の集光レンズを使用した液晶表示装置の
一例の断面図。
一例の断面図。
【図３】バックライト１の上下方向の輝度分布図。
【図４】バックライト１の水平方向の輝度分布図。
【図５】実施例１および実施例２の上下方向の輝度分布
図。
図。
【図６】実施例１および実施例２の水平方向の輝度分布
図。
図。
【図７】比較例１および比較例２の上下方向の輝度分布
図。
図。
【図８】比較例１および比較例２の水平方向の輝度分布
図
図
図１ １：四角錐状プリズムシート ２：断面三角形の線状プリズムシート ３：プリズム部 ４：支持体部 図２ １：バックライト ２：集光レンズシート部 ３：液晶表示素子 ４：導光板 ５：反射シート ６：蛍光灯
Claims (7)
- 【請求項１】四角錐状プリズムシートと、プリズム部垂
直断面が三角形の線状プリズムシートを積層したことを
特徴とする集光レンズシート。 - 【請求項２】四角錐状プリズムシートのプリズム側が、
プリズム部の垂直断面が三角形の線状プリズムシートの
プリズム側の裏側に面している請求項１の集光レンズシ
ート。 - 【請求項３】プリズム部の垂直断面が三角形の線状プリ
ズムシートのプリズム側が、四角錐状プリズムシートの
プリズム側の裏側に面している請求項１の集光レンズシ
ート。 - 【請求項４】四角錐状プリズムシートのプリズム底面が
四角形でその一辺の長さが２０〜３００μｍ、側面が二
等辺三角形で、該三角形の頂角が２０〜１６０度である
請求項１、２または３の集光レンズシート。 - 【請求項５】四角錐状プリズムシートのプリズム底面が
正四角形でその一辺の長さが４０〜１００μｍ、側面が
正三角形である請求項１、２または３の集光レンズシー
ト。 - 【請求項６】請求項１ないし５の集光レンズシートを組
み込んだ光源装置。 - 【請求項７】請求項１ないし５の集光レンズシートを組
み込んだ液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7200307A JPH0968605A (ja) | 1995-06-20 | 1995-07-14 | 集光レンズシートおよびそれを利用した光源装置、液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-175652 | 1995-06-20 | ||
| JP17565295 | 1995-06-20 | ||
| JP7200307A JPH0968605A (ja) | 1995-06-20 | 1995-07-14 | 集光レンズシートおよびそれを利用した光源装置、液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968605A true JPH0968605A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=26496853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7200307A Pending JPH0968605A (ja) | 1995-06-20 | 1995-07-14 | 集光レンズシートおよびそれを利用した光源装置、液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0968605A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017106A1 (ja) * | 2002-08-13 | 2004-02-26 | Zeon Corporation | レンズアレイシート |
| EP1491919A3 (en) * | 2003-06-27 | 2005-10-05 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Light-emitting apparatus |
| US20230152626A1 (en) * | 2020-03-31 | 2023-05-18 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusing member, manufacturing method of diffusing member, planar light source device, display device, and dielectric multilayer film |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP7200307A patent/JPH0968605A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017106A1 (ja) * | 2002-08-13 | 2004-02-26 | Zeon Corporation | レンズアレイシート |
| EP1548470A1 (en) * | 2002-08-13 | 2005-06-29 | Zeon Corporation | Lens array sheet |
| JPWO2004017106A1 (ja) * | 2002-08-13 | 2005-12-08 | 日本ゼオン株式会社 | レンズアレイシート |
| EP1548470A4 (en) * | 2002-08-13 | 2008-03-12 | Zeon Corp | SHEET WITH LENS NETWORK |
| US7710031B2 (en) | 2002-08-13 | 2010-05-04 | Zeon Corporation | Lens array sheet |
| JP4507880B2 (ja) * | 2002-08-13 | 2010-07-21 | 日本ゼオン株式会社 | レンズアレイシート |
| EP1491919A3 (en) * | 2003-06-27 | 2005-10-05 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Light-emitting apparatus |
| CN1296730C (zh) * | 2003-06-27 | 2007-01-24 | 株式会社丰田自动织机 | 发光设备 |
| US20230152626A1 (en) * | 2020-03-31 | 2023-05-18 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusing member, manufacturing method of diffusing member, planar light source device, display device, and dielectric multilayer film |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040628 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041228 |