JPH10319216A - レンズフィルム、面光源装置、及び、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズフィルムと他の透光性材料と重ね合わ
せられる際の干渉縞発生を防止する。 【解決手段】 透明基材シート１２の一面に単位レンズ
１４を設けてレンズ面１６を形成したレンズフィルム１
０において、前記単位プリズム１４のレンズピッチを、
１μｍを超えて、２３μｍ以下のファインピッチとし
て、干渉縞発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、透過型の液晶表
示装置の液晶パネルを背面から照明する際に用いるバッ
クライト面光源に用いて好適なレンズフィルム、及びこ
のレンズフィルムを用いた面光源装置、液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の液晶表示装置においては、低消費
電力化、薄型及び軽量化の必要に応じて、該液晶表示装
置を背面から照明するための面光源装置も当然薄型軽量
化が要求されると共に、低消費電力化のために光源から
の光を有効に利用して、光源での低消費電力化が図られ
ている。

【０００３】このような要請に基づいて、例えば特開昭
６０−７０６０１号公報、特開平２−８４６１８号公
報、実開平３−６９１８４号公報、特開平７−１９１３
１９号公報等に開示されるように、面光源からの光を特
定の方向（多くの場合、出光面の法線方向）に集光する
ようにしたものがある。

【０００４】透過型液晶表示装置等に用いる面光源装置
としては、エッジライト型及び直下型がある。

【０００５】エッジライト型面光源装置は、通常、透明
なアクリル樹脂等の板状の導光体の一側端面から光源光
を入射し、該導光体の一方の表面である出光面からの光
を導き、ここから、液晶パネル等の背面に光を出射する
ようにしている。

【０００６】この場合、光利用効率を向上させるため
に、前記導光体の出光面と反対側の面に光反射板あるい
は光反射膜を設けている。

【０００７】又、直下型の面光源装置は、通常、光源が
液晶パネルの真下にあり、光源光を直接使用するもので
ある。

【０００８】前記のようなエッジライト型あるいは直下
型の面光源装置においては、前述の如く、面光源からの
光を特定の方向に集中して出光させるために、透明基材
シートの表面側に単位プリズムあるいは単位レンズを１
次元的又は２次元的に複数配列したレンズフィルムを配
置したものがある。

【０００９】このレンズフィルムの使用形態としては、
単位プリズム又は単位レンズが形成された側（レンズ
面）の、光源側に対するセット方向、複数のレンズフィ
ルムの組合せ等が種々提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなレンズフ
ィルムを他のレンズフィルムを組合せた場合、例えば、
三角柱形状の単位レンズを各稜線が平行となるように配
置したレンズフィルムを２枚重ねにし、相互の単位レン
ズにおける稜線が直交するように配置した場合、面光源
からの光による明暗の繰り返し模様が観察されて、これ
が、例えば液晶表示装置に用いた場合に、各画素から形
成される画像を乱してしまうという問題点があった。

【００１１】これに対して、従来は、上側のレンズフィ
ルムの裏面に凹凸処理やマット処理等の干渉縞防止処理
を施すという対策が取られていた。

【００１２】しかしながら、このような干渉縞防止処理
は、面光源からの光を特定の方向、例えば出光面の法線
方向に集光して輝度を向上させるというレンズフィルム
本来の機能が低下すると共に製造コストが増大してしま
うという問題点がある。

【００１３】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、出光面側の輝度低下及び製造コス
トの増大を伴うことなく、干渉縞の発生を抑制できるよ
うにしたレンズフィルム、面光源装置及び液晶表示装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、レンズフィ
ルムにおける単位レンズのピッチを、一定範囲にするこ
とによって上側のレンズフィルムの裏面にマット処理等
の干渉縞防止対策を施さなくても干渉縞の発生を抑制で
きるという本発明者の知見によるものである。

【００１５】この発明は、請求項１のように、透明基材
シートの一方の表面に、複数の単位レンズを１次元又は
２次元方向に所定ピッチで配列、形成してなるレンズフ
ィルムにおいて、前記ピッチを１μｍを超え、且つ、２
３μｍ以下としたものとすることにより、上記目的を達
成するものである。

【００１６】又、請求項２のように、光源光を光放出面
から出射する光源と、この光源の前記光放出面に配置さ
れた前記のようなレンズフィルムと、を有してなる面光
源装置により、上記目的を達成するものである。

【００１７】上記面光源装置は、前記レンズフィルムと
前記光放出面との間に第２のレンズフィルムを配置する
ようにして構成してもよい。

【００１８】更に、前記レンズフィルム及び第２のレン
ズフィルムにおける単位レンズを、相互の稜線が平行に
配置された三角柱形状とし、且つ、前記レンズフィルム
及び第２のレンズフィルムにおける前記単位レンズの稜
線が平面視で交叉するように配置してもよい。

【００１９】又、本発明は請求項５のように、上記のよ
うな面光源装置と、この面光源装置の出光面に配置され
た液晶パネルとを有してなる液晶表示装置により、上記
目的を達成するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態の例を図
面を参照して詳細に説明する。

【００２１】図１に示されるように、本発明に係るレン
ズフィルム１０は、透明基材シート１２の一方の面（図
１において上面）に三角柱形状の単位レンズ１４を、そ
の稜線１４Ａが平行になるように隣接して一次元方向に
多数配列してレンズ面１６を形成したものであり、前記
単位レンズ１４の配列方向のピッチ（レンズピッチ）ｐ
は１μｍを超え、２３μｍ以下としたものである。

【００２２】上記のようなレンズフィルム１０を、図２
（Ａ）、（Ｂ）、あるいは（Ｃ）に示されるように、レ
ンズフィルム１０と同様の構成の、単位レンズ２４のピ
ッチが任意の第２のレンズフィルム２０の上側に重ねた
場合、干渉縞を観測することがなかった。

【００２３】前記単位レンズ１４のレンズピッチを１μ
ｍを超えた数値としたのは、レンズピッチが１μｍ以下
となると、面光源光（可視光）の波長に接近して回折格
子として作用してしまうからであり、２３μｍ以下とし
たのは実験により確認したからである。

【００２４】なお、レンズフィルム１０と第２のレンズ
フィルム２０は、その単位レンズ１４、２４における稜
線１４Ａ、２４Ａが平面視で直交するように配置されて
いる。

【００２５】又、図２（Ａ）では、レンズフィルム１０
はレンズ面１６が上向き、第２のレンズフィルム２０は
レンズ面２６が下向き、図２（Ｂ）では、レンズフィル
ム１０及び第２のレンズフィルム２０は、そのレンズ面
１６、２６が共に下向き、図２（Ｃ）では、レンズフィ
ルム１０はレンズ面１６が下向き、第２のレンズフィル
ム２０はレンズ面２６が上向きとなるように、それぞれ
配置されている。

【００２６】レンズフィルム１０を第２のレンズフィル
ム２０の下側に重ねた場合、即ち出光面側に第２のレン
ズフィルム２０を配置した場合、この第２のレンズフィ
ルム２０の単位レンズ２４におけるレンズピッチが、前
述のように１μｍを超え、２３μｍ以下でない限り、干
渉縞が観測された。

【００２７】即ち、レンズフィルム１０は２枚重ねとし
た場合、必ず出光面側に配置しなければならないという
ことが判明した。

【００２８】上記図１のレンズフィルム１０は、他のど
のようなレンズフィルムあるいは導光板等の透光性シー
トと重ねて用いた場合でも、該レンズフィルムの裏面に
凹凸性やマット処理等の干渉縞防止処理を施さなくて
も、複数枚重ね合わせることによる干渉縞の発生を防止
あるいは低減することができる。

【００２９】前記のようなレンズピッチの単位レンズ１
４を備えたレンズフィルム１０は、該レンズピッチが従
来と比較して小さいので、単位レンズ１４が、例えば図
１のように三角柱形状の場合、透明基材シート１２から
の突出高さが小さくなり、単位レンズ１４を形成するた
めの金型作成や、単位レンズ１４の成形自体が容易にな
り、更には、単位レンズ１４を形成するための樹脂量を
低減することができるという利点がある。

【００３０】特に、稜線１４Ａ部分の頂角が鋭角となる
単位レンズを備えたレンズフィルムの形成は従来困難で
あったが本発明では非常に容易となった。

【００３１】上記レンズフィルム１０において、レンズ
面１６は複数の三角柱形状の単位レンズ１４を平行に配
列して構成されたものであるが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、例えば図３（Ａ）に示される半円柱形
状の単位レンズ１５Ａを設けたレンズフィルム１０Ａ、
図３（Ｂ）に示される断面がサインカーブ状の単位レン
ズ１５Ｂを設けたレンズフィルム１０Ｂ、図３（Ｃ）に
示される断面が台形状の単位レンズ１５Ｃを設けたレン
ズフィルム１０Ｃ、図３（Ｄ）に示されるように図３
（Ｃ）の台形断面の先端を円弧状とした単位レンズ１５
Ｄを設けたレンズフィルム１０Ｄのように、柱状の単位
レンズを、その軸線が１次元方向に平行となるように隣
接して配列したものであってもよい。

【００３２】又、単位レンズの断面は、半円形あるいは
サインカーブ状に限定されるものでなく、カーオイド、
ランキンの卵形、サイクロイド、リンボリュート直線、
三角形以外の多角形としてもよい。

【００３３】更に、図４（Ａ）に示されるように、例え
ば半球状の各々が独立して突起した単位レンズ１５Ｅを
２次元方向に配列してなる、いわゆるハエの目レンズ等
を備えたレンズフィルム１０Ｅとしてもよい。又、図４
（Ｂ）に示されるような４角錐形状の単位レンズ１５Ｆ
を備えたレンズフィルム１０Ｆ、図４（Ｃ）に示される
ように、３角錐形状の単位レンズ１５Ｇを備えたレンズ
フィルム１０Ｇであってもよい。

【００３４】次に、図５を参照して、本発明の実施の形
態の例に係る面光源装置３０について説明する。

【００３５】この面光源装置３０は、前記図１に示され
るレンズフィルム１０を光放出面側に設けたものであ
り、透光性材料からなる板状体であって、図５において
左側の側端面３２Ａから導入された光を、上側の光放出
面３２Ｂから出射するようにされた導光体３２と、この
導光体３２の前記側端面３２Ａに沿って、これと平行に
配置され、該側端面３２Ａから前記導光体３２内に光を
入射させる線状の光源３４と、前記導光体３２におけ
る、光放出面３２Ｂと反対側の面、前記光源３４を含む
側端面３２Ａを覆うようにして配置され、これらの面か
ら出射する光を反射して、導光体３２内に戻すための光
反射板３６とを備えて構成されている。

【００３６】なお、通常、前記導光体３２は、光放出面
３２Ｂを窓とした収納筐体（図示省略）内に収納されて
いる。

【００３７】前記導光体３２は、その厚さが、通常１〜
１０ｍｍ程度であり、前記線状光源３４側の側端面３２
Ａの位置で最も厚く、ここから反対方向に徐々に薄くな
るテーパ形状とされている。

【００３８】なお、前記面光源装置３０において、レン
ズフィルム１０はそのレンズ面１６が導光板３２の光放
出面３２Ｂ側に向くように配置されているが、本発明は
これに限定されるものでなく、レンズ面１６が上側（出
光側）となるように取り付けてもよい。

【００３９】更に、レンズフィルム１０は、図２（Ａ）
〜（Ｃ）に示されるように、前記第２のレンズフィルム
２０の上側に重ね合わせて、図６に示されるような面光
源装置４０を構成するようにしてもよい。図６の符号４
２は光拡散フィルムを示す。

【００４０】又、当然、前記レンズフィルム１０及び第
２のレンズフィルム２０は、図３（Ａ）〜（Ｄ）、図４
（Ａ）〜（Ｃ）に示されるレンズ形状あるいは他のレン
ズ形状であってもよい。

【００４１】上記のような面光源装置３０又は４０は、
レンズフィルム１０の単位レンズ１４のレンズピッチが
いわゆるファインピッチとなっているので、干渉縞の発
生が防止又は抑制され、従って液晶表示装置等の面光源
として良好な発光面を形成することができる。

【００４２】又、上記面光源装置３０、４０は、エッジ
ライト型であるが、本発明はこれに限定されるものでな
く、直下型にも適用されるものである。

【００４３】次に、図７に示される、本発明の実施の形
態の例に係る液晶表示装置５０について説明する。

【００４４】この液晶表示装置５０は、前記図５又は図
６に示されるような面光源装置３０、４０の出光面側
に、液晶パネル５２を配置したものである。

【００４５】この液晶表示装置５０は、透過型であり、
液晶画面を形成する各画素を前記面光源装置３０又は４
０からの出射光によって裏側から照明される。

【００４６】この液晶表示装置５０においては、前述の
如く、面光源装置３０又は４０からの照明光中に干渉縞
がないので、良好な画像を形成することができる。又、
レンズフィルム１０の裏面にマット処理等を施す必要が
ないので、レンズフィルム１０の例えば法線方向への集
光性能が低下されることがなく、良好な輝度を得ること
ができると共に製造コストを低減することができる。

【００４７】

【実施例】次に、本発明のレンズフィルムについての実
施例について説明する。

【００４８】レンズフィルム１０は、透明基材シートと
して透明な膜厚１２５μｍのＰＥＴ（ポレエチレンテレ
フタレート）フィルム上に、ピッチｐ＝１５、１７、１
９、２１、又は、２３ｍμで、単位レンズ１４における
三角形状断面が頂角が９７°又は８５°の二等辺三角形
で、稜線１４Ａが互いに平行になるように、隣接して配
列・形成したものである。

【００４９】この実施例のレンズフィルム１０は、特開
平５−１６９０１５号公報に開示された製造方法に基づ
いて製造した。

【００５０】上記のような５種類のレンズピッチのレン
ズフィルム１０を、その単位レンズ１４における稜線１
４Ａが図２に示されるように、第２のレンズフィルム２
０に対して、その稜線２４Ａと直交する方向に重ねて干
渉縞の有無を評価したところ、次の表１のような結果が
得られた。なお、単位レンズの断面における頂角は９７
°及び８５°の両方の場合で表１に示されるような同様
の結果を得た。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１に示されるように、上記レンズフィル
ム１０と同様に製造して、且つレンズピッチを２４μｍ
とした比較例の場合は、干渉縞を観測することができ
た。

【００５３】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、出
光面で輝度を低下させたり、製造コストを増大すること
なくレンズフィルムに発生する干渉縞を解消することが
できると共に、このレンズフィルムを用いた面光源装置
及び液晶表示装置において、干渉縞が観察されない良質
な画像を得ることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係るレンズフィルム
の一部を拡大して示す斜視図

【図２】レンズフィルムの実施の形態の第２例を示す斜
視図

【図３】同実施の形態の他の例を示す斜視図

【図４】同実施形態の更に他の例を示す斜視図

【図５】本発明の実施の形態の例に係る面光源装置の要
部を示す分解斜視図

【図６】面光源装置の実施の形態の第２例を示す分解斜
視図

【図７】本発明の実施の形態の例に係る液晶表示装置を
示す略示側面図

【符号の説明】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０
Ｆ、１０Ｇ…レンズフィルム １２…透明基材シート １４、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５
Ｆ、１５Ｇ…単位レンズ １４Ａ、２４Ａ…綾線 １６、２６…レンズ面 ２０…第２のレンズフィルム ３０、４０…面光源装置 ３２…導光体 ３２Ａ…側端面 ３２Ｂ…光放出面 ３４…線状光源 ３６…光反射板 ４２…光拡散シート ５０…液晶表示装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基材シートの一方の表面に、複数の単
   位レンズを１次元又は２次元方向に所定ピッチで配列、
   形成してなるレンズフィルムにおいて、前記ピッチを１
   μｍを超え、且つ、２３μｍ以下としたことを特徴とす
   るレンズフィルム。
2. 【請求項２】光源光を光放出面から出射する光源と、こ
   の光源の前記光放出面に配置された請求項１に記載のレ
   ンズフィルムとを有してなる面光源装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記レンズフィルムと
   前記光放出面との間に第２のレンズフィルムを配置した
   ことを特徴とする面光源装置。
4. 【請求項４】請求項３において、前記レンズフィルム及
   び第２のレンズフィルムにおける単位レンズは、相互の
   稜線が平行に配置された三角柱形状とされ、且つ、前記
   レンズフィルム及び第２のレンズフィルムにおける前記
   単位レンズの稜線が平面視で交叉するように配置された
   ことを特徴とする面光源装置。
5. 【請求項５】請求項２、３又は４の面光源装置と、この
   面光源装置の出光面に配置された液晶パネルと、を有し
   てなる液晶表示装置。