JP2012242649A - Optical sheet, backlight unit, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光路制御に用いられる光学シート、そして、この光学シートを備えたバックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to an optical sheet used for optical path control, and a backlight unit and a display device including the optical sheet.
液晶パネルを利用した液晶表示装置が、携帯電話や個人用携帯情報端末、パーソナルコンピュータ用ディスプレイ等の画像表示手段だけでなく、家電製品としてのテレビにも幅広く普及してきている。このような現状において、液晶表示装置は、これまでのCRT(カソード・レイ・チューブ)テレビでは困難であった大型画面対応の情報家電の画像表示装置としても一般家庭に広まってきている。さらには、液晶表示装置の利点をより活用させるために、大型化だけでなく、高輝度化、薄型・軽量化に対応した製品も非常に早いスピードで市場に供給されている。 Liquid crystal display devices using a liquid crystal panel are widely used not only for image display means such as mobile phones, personal digital assistants, and personal computer displays, but also for televisions as home appliances. Under such circumstances, liquid crystal display devices are also spreading to general households as image display devices for information home appliances for large screens that have been difficult with conventional CRT (cathode ray tube) televisions. Furthermore, in order to make better use of the advantages of liquid crystal display devices, not only large-size products, but also products that are compatible with high brightness, thinness and light weight are being supplied to the market at a very high speed.
このような液晶表示装置は装置内部に光源を内蔵していることが多く、画像を表示するために必要な明るさを確保するべく、液晶パネルの背面側に光源を含めたバックライトユニットを配置している。このバックライトユニットに採用されている光源手段として、大別して冷陰極管やライト・エミッティング・ダイオード(LED)に代表される光源を液晶表示装置の側面側に配置させ、光透過性に優れた平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(いわゆる、エッジライト方式)と、画像表示素子及び液晶表示装置の背面側に対向して冷陰極管やLEDなどの複数の光源が配設され、両者の間に光散乱性の強い拡散板及び光学フィルムを配置して冷陰極管やLEDなどの光源が直接視認されないような構成を備えた「直下型方式」との二つが採用されている。 Such a liquid crystal display device often incorporates a light source inside the device, and a backlight unit including the light source is arranged on the back side of the liquid crystal panel in order to ensure the brightness necessary for displaying an image. doing. As a light source means employed in this backlight unit, a light source typified by a cold cathode tube or a light emitting diode (LED) is arranged on the side of the liquid crystal display device, and it has excellent light transmittance. “Light guide plate light guide method” (so-called edge light method) for multiple reflection in a flat light guide plate and a plurality of light sources such as cold cathode tubes and LEDs facing the back side of the image display element and the liquid crystal display device There are two types of "direct type" with a structure in which a diffuser plate and an optical film having a strong light scattering property are arranged between the two so that a light source such as a cold cathode tube or an LED is not directly visible. It has been adopted.
近年の液晶表示装置においては、地球環境問題対策の一環である、消費エネルギーを低減させることを目的とする消費電力抑制が大きな課題となってきている。液晶表示装置の場合、光源となるバックライトの消費電力が最も大きく、このバックライトの消費電力を抑制する取組みが幅広い分野で行われてきている。この取組みの一つとして、光源である冷陰極管の本数を低減させて消費電力を低く抑える試みが行われており、その消費電力低減の効果は社会に広く認められつつある。しかしながら、冷陰極管の本数を減らすことは光源の明暗である輝度ムラ(ランプイメージ)を強めることになり、これまでの拡散板及び光学シートの組合せでは完全にランプイメージを消すことは困難となってきている。ランプイメージを消すために拡散板内部に拡散粒子を増やすと、拡散板の光線透過率を下げることになり、画像観察に必要な輝度を得ることが出来なくなる。この場合、光源である冷陰極管からの光を強くすることで必要とされる輝度は得られるが、光を強くすることは消費電力低減の効果が大幅に低下するといった問題が発生する。 In recent liquid crystal display devices, suppression of power consumption for the purpose of reducing energy consumption, which is a part of measures against global environmental problems, has become a major issue. In the case of a liquid crystal display device, the power consumption of the backlight serving as the light source is the largest, and efforts to suppress the power consumption of this backlight have been made in a wide range of fields. As one of these efforts, attempts have been made to reduce power consumption by reducing the number of cold cathode tubes, which are light sources, and the effect of reducing power consumption is widely recognized by society. However, reducing the number of cold-cathode tubes will increase the brightness unevenness (lamp image), which is the brightness of the light source, and it will be difficult to completely erase the lamp image with the conventional combination of the diffusion plate and the optical sheet. It is coming. If diffusing particles are increased inside the diffusing plate in order to erase the lamp image, the light transmittance of the diffusing plate is lowered, and the luminance necessary for image observation cannot be obtained. In this case, the required luminance can be obtained by intensifying the light from the cold-cathode tube as the light source. However, intensifying the light causes a problem that the effect of reducing power consumption is greatly reduced.
また、消費電力が低いと言われているLEDを光源とする場合においても、光源を液晶表示装置の背面側に配置する直下型方式や液晶表示装置の側面側に配置するエッジライト型方式の構成が採用されており、従来よりもコントラスト比を向上させた製品が市場に投入されつつある。しかし、まだLED光源周囲の発熱や必要とされる輝度が得られていない等の課題が残されている。そのため、発熱を抑えて消費電力を下げるには、点光源であるLEDの数を減らすことが要求されているが、上述したように必要な輝度が得られない、光源の明暗である輝度ムラ(ランプイメージ)が強くなる、ディスプレイ内部の温度環境による光学シートの変形に起因する明暗ムラ、等の課題を解決する必要がある。現状においては、これらの課題を解消する取組みとして、液晶表示装置に用いられている拡散板、導光板及び集光、拡散、偏光機能を有する光学シートのそれぞれの性能を向上させると共に、これらを複数組合せて使用することで、必要とされる輝度の確保や、ランプイメージや輝度ムラの低減が図られている。 In addition, even when an LED, which is said to have low power consumption, is used as a light source, a direct light type configuration in which the light source is arranged on the back side of the liquid crystal display device or an edge light type configuration in which the light source is arranged on the side surface side of the liquid crystal display device And products with improved contrast ratios are being introduced to the market. However, there are still problems such as heat generation around the LED light source and required brightness not being obtained. For this reason, in order to suppress heat generation and reduce power consumption, it is required to reduce the number of LEDs that are point light sources. However, as described above, the required luminance cannot be obtained, and the luminance unevenness (the brightness of the light source) ( It is necessary to solve problems such as unevenness in brightness and darkness caused by deformation of the optical sheet due to the temperature environment inside the display. At present, as efforts to solve these problems, the performance of each of the diffusion plate, the light guide plate and the optical sheet having the light collecting, diffusing and polarizing functions used in the liquid crystal display device is improved, and a plurality of them are used. By using them in combination, the required luminance can be ensured, and the lamp image and luminance unevenness can be reduced.
上述した光学シートにおいては、従来、光源の光の利用効率を高める手法として、バックライトユニットからの拡散光を光学シートによって集光して正面輝度を向上させる方式がとられており、特に、米国3M社の登録商標である「BEF」(Brightness
Enhancement Film;輝度強調フィルム)が光学シートとして広く使用されている。BEFは、透明基材の上面に断面が三角形状の単位プリズムを一方向に一定のピッチで配列させたシートであり、軸外(off−axis)からの光を集光し、この光を視聴者に向けて軸上(on−axis)に方向転換し、またはリサイクルすることにより、基材の平坦面から入射した光がプリズム面から射出する際、正面方向に光を集める効果をもち、正面方向の輝度を向上させることが可能になる。
In the above-described optical sheet, conventionally, as a method for improving the light use efficiency of the light source, a method of collecting diffused light from the backlight unit by the optical sheet and improving the front luminance has been taken. “BEF” (Brightness), a registered trademark of 3M
An enhancement film (brightness enhancement film) is widely used as an optical sheet. The BEF is a sheet in which unit prisms having a triangular cross section are arranged in one direction at a constant pitch on the upper surface of a transparent base material, condensing off-axis light and viewing this light. When the light incident from the flat surface of the base material is emitted from the prism surface by turning or recycling on-axis toward the person, it has the effect of collecting the light in the front direction. The luminance in the direction can be improved.
液晶表示装置に用いられるBEF等の光学シートには、光の利用効率の向上による輝度向上だけでなく、光源のムラの除去、ディスプレイの視域の確保、ディスプレイの剛性の維持などの様々な機能が要求されている。この光学シートは、所望の光学特性を実現させるために、拡散板の光進行方向前方側(液晶パネル側)に複数積層されることが多い。しかしながら、BEFを光学シートとして用いる場合、BEFの垂直方向の光をプリズム平面部で屈折させて法線方向に出射させるため、水平方向の視野角に対し垂直方向の視野角が非常に狭くなる欠点があった。しかも、BEFはプリズム頂部が尖っているため、プリズムの頂部側に配置される光学シートや機能性を有するシート部材あるいは液晶パネルに接触する際に傷が発生しやすいという欠点を有していた。 Optical sheets such as BEF used in liquid crystal display devices not only improve brightness by improving the light utilization efficiency, but also various functions such as removing unevenness of the light source, securing the viewing area of the display, and maintaining the rigidity of the display. Is required. In many cases, a plurality of such optical sheets are laminated on the front side (liquid crystal panel side) of the light diffusing plate in order to realize desired optical characteristics. However, when BEF is used as an optical sheet, the vertical viewing angle becomes very narrow with respect to the horizontal viewing angle because light in the vertical direction of BEF is refracted by the prism plane portion and emitted in the normal direction. was there. In addition, since the top of the prism is pointed, the BEF has a drawback that scratches are likely to occur when it comes into contact with an optical sheet, a functional sheet member, or a liquid crystal panel disposed on the top of the prism.
これらの欠点を補い、同等の光学特性や環境特性を維持しながら、使用する光学シートの枚数を減らす試みがなされている。例えば特許文献1には、プリズムレンズ内に拡散性微粒子を分散させることによりプリズムの集光機能に拡散機能を付与する手法が開示されている。また特許文献2では、マイクロレンズを基材上にランダムに配置することで、背面から入射した光をマイクロレンズで集光させて前方に出射させ、従来よりも少ない枚数の光学シートで同等の光学性能を達成する手段などが提案されている。 Attempts have been made to reduce the number of optical sheets to be used while compensating for these drawbacks and maintaining equivalent optical characteristics and environmental characteristics. For example, Patent Document 1 discloses a method of imparting a diffusion function to the light collection function of a prism by dispersing diffusible fine particles in the prism lens. Moreover, in patent document 2, the microlens is arrange | positioned at random on a base material, the light which injected from the back surface is condensed with a microlens, and is radiate | emitted ahead, and it is equivalent optically with a smaller number of optical sheets than before. Means to achieve performance have been proposed.
特許文献1に記載された光学シートは、集光機能に加えて拡散機能を有している反面、プリズム内に拡散性微粒子を分散させているため、正面に集めた光が拡散性微粒子によって再び拡散することになり、正面方向への光量が少なくなる。また、レンズの特定の角度における屈折や反射によるギラツキが視認されるという問題が残っている。さらには、プリズム先端が尖っているため、上部に配置される光学シートまたは機能性を有する光学部材の裏面、或いは液晶パネルとの接触による傷が発生し易く、接触や摩擦によって異物が発生するという問題も抱えている。特に積層されて用いられる光学シートまたは光を拡散、集光、偏光、変色等に代表される機能性を有する光学部材は、液晶表示装置に配置される際、その四辺を装置の枠に固定して用いられることもあるが、装置内部で完全に動くことなく固定されてはいない。そのため、液晶表示装置の搬送または移動時の振動により、他の光学シートまたは機能性を有する光学部材と接触し、擦れて傷が付くおそれがある。 The optical sheet described in Patent Document 1 has a diffusing function in addition to a condensing function. On the other hand, the diffusible fine particles are dispersed in the prism. The amount of light in the front direction is reduced. Further, there remains a problem that glare due to refraction or reflection at a specific angle of the lens is visually recognized. Furthermore, since the tip of the prism is sharp, scratches are likely to occur due to contact with the optical sheet disposed at the top or the back surface of the functional optical member or the liquid crystal panel, and foreign matter is generated due to contact or friction. I also have problems. In particular, an optical sheet used in a laminated manner or an optical member having functionality typified by light diffusion, condensing, polarization, discoloration, etc., is fixed to the frame of the device when arranged in a liquid crystal display device. It is not fixed without moving completely inside the device. Therefore, the liquid crystal display device may come into contact with another optical sheet or an optical member having functionality due to vibration during conveyance or movement, and may be scratched.
一方、特許文献2に記載の光学シートは半球状のレンズを有することから、積層されて用いられる光学シートまたは機能性を有する光学部材と接触しても、丸みを帯びた構造上、接触による摩擦が生じても滑りがよいために傷が付き難い特徴を有している。しかしながら、隣接するマイクロレンズ間に隙間が生じることから、マイクロレンズ内を通ってマイクロレンズと空気層界面で屈折、散乱されて正面に集光される光と、隣接するマイクロレンズ間にできる隙間から屈折、散乱されずに出射される光とが発生し、これらの光の輝度差から輝点や輝線が視認されてしまうという問題を抱えている。 On the other hand, since the optical sheet described in Patent Document 2 has a hemispherical lens, even if it comes into contact with an optical sheet that is used in a stacked manner or an optical member having functionality, it has a rounded structure and friction due to contact. Even if this occurs, it has a feature that it is difficult to be scratched due to good sliding. However, since a gap is formed between adjacent microlenses, light that is refracted and scattered at the microlens / air interface through the microlens and collected from the front and the gap formed between the adjacent microlenses. There is a problem that light that is emitted without being refracted or scattered is generated, and a bright spot or a bright line is visually recognized from a luminance difference between these lights.
また、先に述べたように、光学シートには液晶表示装置の画面全体の輝度分布を均一にする機能も求められており、特にLED光源を筐体の側面に配置させたエッジ型液晶表示装置においては、LED光源の配置数や配置箇所、あるいは側面側から入射されたLED光源からの光を垂直に立ち上げる役割を担う透明なアクリル樹脂等から形成される導光板の特性によっては、画面全体の輝度分布を均一にすることが難しく、そのため拡散性を有する光学シートを始め、複数の光学シートを用いることで画面内の輝度分布を均一にさせることが成されている。しかしながら、このLEDエッジ型液晶表示装置においては、消費電力の低減や製造コスト低減の一環として、LED光源の配置数低減や光量低減が求められており、このため部分的に輝度の高い箇所と低い箇所が生じ易くなる傾向にあり、画面全体の輝度分布を均一にすることがより難しくなってきている。 Further, as described above, the optical sheet is also required to have a function of making the luminance distribution of the entire screen of the liquid crystal display device uniform, and in particular, an edge type liquid crystal display device in which an LED light source is arranged on the side surface of the casing. Depending on the characteristics of the light guide plate formed from a transparent acrylic resin or the like that plays a role of vertically raising the light from the LED light source incident from the side surface side or the number of LED light sources arranged, the entire screen It is difficult to make the luminance distribution uniform, and therefore, the luminance distribution in the screen is made uniform by using a plurality of optical sheets including an optical sheet having diffusibility. However, in this LED edge type liquid crystal display device, as part of reduction of power consumption and manufacturing cost, reduction of the number of LED light sources and reduction of light quantity are required. It tends to be generated easily, and it has become more difficult to make the luminance distribution of the entire screen uniform.
これらの課題を解決するために用いられている光学シートにおいても、拡散特性を用いて画面全体の輝度ムラを緩和させることは可能であっても、シート面内の特定の部位のみ輝度を高めることや、シート面内の輝度を制御することは非常に困難であり、これを可能にするためには、複雑な形状や難易度の高い加工工程を必要とするため、加工収率の低下やコストアップを引起こす可能性が高く、これまでの光学シートではシート面内における輝度制御には大きな問題を抱えているのが現状である。 Even in the optical sheet used to solve these problems, even if it is possible to alleviate the brightness unevenness of the entire screen by using the diffusion characteristics, the brightness is increased only at a specific part in the sheet surface. In addition, it is very difficult to control the brightness in the sheet surface, and in order to make this possible, complicated shapes and difficult processing steps are required. There is a high possibility that it will cause up, and the existing optical sheets have a great problem in brightness control within the sheet surface.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、配置数や光量が低減されたLED光源においても、部分的に輝度の高い箇所や低い箇所が生じることのなく、画面全体の輝度分布を均一に制御することができる光学シートと、この光学シートを用いたバックライトユニット、及びディスプレイ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and even in an LED light source in which the number of arrangements and the amount of light are reduced, the luminance distribution of the entire screen can be obtained without causing a portion with high or low luminance partially. It is an object of the present invention to provide an optical sheet that can be uniformly controlled, a backlight unit using the optical sheet, and a display device.
本発明による光学シートは、光を出射する面に、それぞれが独立して存在する略半球形状のレンズと、複数配列された連続する幾何学構造体を併せ持つ構造を有し、拡散性の高い略半球状レンズと集光性の高い幾何学構造体の比率を、シート面内において変化させることで、シート面内の輝度が制御可能となることを特徴とする。すなわち、本発明によれば、シート面内で輝度を向上させたい部位に集光性の高い幾何学構造体の比率を上げ、輝度を抑えたい部位に拡散性の高い略半球形状レンズの比率を上げることで、シート面内の輝度制御が可能となる。 An optical sheet according to the present invention has a structure having both a substantially hemispherical lens that is independently present on a surface that emits light and a plurality of continuous geometric structures arranged in series, and has a high diffusibility. The brightness in the sheet surface can be controlled by changing the ratio of the hemispherical lens and the highly condensed geometric structure in the sheet surface. That is, according to the present invention, the ratio of a highly condensing geometric structure is increased in a portion where brightness is desired to be improved in the sheet surface, and the ratio of a substantially hemispherical lens having high diffusivity is increased in a portion where luminance is to be suppressed. By increasing the brightness, it is possible to control the brightness within the sheet surface.
本発明の請求項1に係る発明は、基材の一方の面を光の出射面、他方の面を光の入射面とする光学シートであって、該出射面が、集光性を有する幾何学構造体と、拡散性を有する略半球形状レンズから構成され、該幾何学構造体に対する概略半球形状レンズの分布割合の違いにより、光の出射輝度を制御することを特徴とする光学シートである。 The invention according to claim 1 of the present invention is an optical sheet in which one surface of a substrate is a light exit surface and the other surface is a light entrance surface, and the exit surface has a light-collecting geometry. An optical sheet comprising an optical structure and a substantially hemispherical lens having diffusivity, wherein the light emission luminance is controlled by a difference in distribution ratio of the approximate hemispherical lens to the geometric structure. .
また、本発明の請求項2に係る発明は、前記略半球形状レンズの高さを、集光性の高い幾何学構造体よりも高くすることを特徴とする請求項1に記載の光学シートである。 The invention according to claim 2 of the present invention is the optical sheet according to claim 1, wherein the height of the substantially hemispherical lens is made higher than that of the geometrical structure having a high light collecting property. is there.
また、本発明の請求項3に係る発明は、前記略半球形状レンズが、規則性のないランダムな配置からなることを特徴とする請求項1または2に記載の光学シートである。 The invention according to claim 3 of the present invention is the optical sheet according to claim 1 or 2, wherein the substantially hemispherical lens has a random arrangement without regularity.
また、本発明の請求項4に係る発明は、前記略半球形状レンズの底面における直径が、
40μm〜150μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学シートである。
In the invention according to claim 4 of the present invention, the diameter of the bottom surface of the substantially hemispherical lens is
It is 40 micrometers-150 micrometers, It is an optical sheet in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
また、本発明の請求項5に係る発明は、前記略半球形状レンズのアスペクト比(頂点部位高さ/底面直径)が、0.4〜0.6であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光学シートである。アスペクト比が0.4以下の場合は、集光機能が大幅に低下することで輝度が低下しすぎるため、さらには、接触や擦れによる傷の発生を防ぐ効果が得られないために望ましくなく、アスペクト比が0.6以上の場合は、加工が困難になると同時に、高さ及び形状のバラツキが大きくなり、シート面内の輝度制御が困難になることに繋がるために好ましくない。 In the invention according to claim 5 of the present invention, an aspect ratio (vertex part height / bottom diameter) of the substantially hemispherical lens is 0.4 to 0.6. 4. The optical sheet according to any one of 4 above. When the aspect ratio is 0.4 or less, the light collecting function is greatly reduced, so that the luminance is excessively lowered. Further, since the effect of preventing scratches due to contact or rubbing cannot be obtained, it is not desirable. An aspect ratio of 0.6 or more is not preferable because processing becomes difficult, and variations in height and shape increase, leading to difficulty in controlling brightness within the sheet surface.
また、本発明の請求項6に係る発明は、前記光学シートの光の入射面が、略半球形状をランダムに形成してなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学シートである。 Further, in the invention according to claim 6 of the present invention, the light incident surface of the optical sheet is formed in a substantially hemispherical shape at random, and the optical according to any one of claims 1 to 5 It is a sheet.
また、本発明の請求項7に係る発明は、前記光学シートの光の入射面に形成された略半球形状の平面での占める割合が、光の入射面全体に対する面積率として、1%〜10%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光学シートである。 In the invention according to claim 7 of the present invention, the proportion of the optical sheet in the substantially hemispherical plane formed on the light incident surface is 1% to 10 as an area ratio with respect to the entire light incident surface. The optical sheet according to claim 1, wherein the optical sheet is%.
また、本発明の請求項8に係る発明は、前記光学シートの厚みが、0.5mm〜4mmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光学シートである。 The invention according to claim 8 of the present invention is the optical sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical sheet has a thickness of 0.5 mm to 4 mm.
また、本発明の請求項9に係る発明は、請求項1〜9のいずれかに記載された前記光学シートを具備してなることを特徴とするバックライトユニットである。上記の光学シートまたは光学部材をバックライトユニットに備えることで、光源からの光を輝度、視野角、隠蔽性に優れた光に変換させ、画像表示素子に出射することが可能となる。 An invention according to claim 9 of the present invention is a backlight unit comprising the optical sheet according to any one of claims 1 to 9. By providing the above-described optical sheet or optical member in the backlight unit, light from the light source can be converted into light having excellent luminance, viewing angle, and concealment, and can be emitted to the image display element.
また、本発明の請求項10に係る発明は、請求項9に記載のバックライトユニットを具備してなることを特徴とするディスプレイ装置である。上記の光学シートまたは光学部材を備えることで、光源のランプイメージや輝度ムラ、拡散板等の光学部材のムラやパターンを低減させ、画面全体の輝度を均一化させた画像を提供することが可能となる。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a display device comprising the backlight unit according to the ninth aspect. By providing the optical sheet or optical member described above, it is possible to reduce the lamp image and luminance unevenness of the light source, the unevenness and pattern of the optical member such as the diffusion plate, and provide an image in which the luminance of the entire screen is made uniform. It becomes.
本発明による光学シートによれば、略半球形状のレンズと幾何学構造体の優れた光の集光・拡散特性を利用して、略半球形状のレンズと幾何学構造体のシート面内比率を変化させることで、光学シート面内の輝度制御、及びこの光学シートを用いたバックライトユニット、及びディスプレイ装置の面内輝度の制御も可能となる。また、シート面内の略半球形状のレンズ配置の規則性を無くすことで、他の光学シートや光学部材、または規則性を有する画像表示素子等の構造体との干渉によるモアレの発生を抑制することも出来る。さらには、この拡散性の高い略半球形状レンズの高さを、集光性の高い幾何学構造体よりも高くすることで、幾何学構造体を接触による摩擦傷から保護することにより、光学シート光出射面全体の耐摩擦傷性を向上させることが出来る。 According to the optical sheet of the present invention, the ratio of the substantially hemispherical lens and the geometric structure in the sheet plane can be obtained by utilizing the light collecting / diffusion characteristics of the substantially hemispherical lens and the geometric structure. By changing the brightness, it is also possible to control the brightness within the optical sheet surface and the brightness within the surface of the backlight unit and display device using the optical sheet. Further, by eliminating the regularity of the substantially hemispherical lens arrangement in the sheet surface, the occurrence of moire due to interference with other optical sheets, optical members, or structures such as regular image display elements is suppressed. You can also Furthermore, by making the height of this highly diffusible substantially hemispherical lens higher than that of a highly condensing geometric structure, the optical structure protects the geometric structure from frictional scratches caused by contact. The friction scratch resistance of the entire light exit surface can be improved.
以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づき詳細に説明する。なお、図1から図4は、各実施形態による光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置の構成を示す要部断面図である。図1乃至図4は本発明の実施形態を示す図である。図1に示す本発明の実施形態によるディスプレイ装置1は、バックライトユニット2と画像表示素子3とで構成されている。このディスプレイ装置1はバックライトユニット2から出射した光Kによって画像表示素子3を透過することで画像表示素子3の画像を観察することができる。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 are cross-sectional views of the main parts showing the configurations of the optical sheet, the backlight unit, and the display device according to each embodiment. 1 to 4 show an embodiment of the present invention. A display device 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a backlight unit 2 and an image display element 3. The display device 1 can observe an image of the image display element 3 by transmitting the image display element 3 with the light K emitted from the backlight unit 2.
本発明の実施形態であるバックライトユニット2は、光源6として複数のLEDが筐体の端部2辺に配列された仕様である光源ユニット7が設けられている。LED光源6の間には、光源6からの光Hを観測者側Fに向ける機能を有する導光板8が設けられ、この導光板の観測者側Fとは反対面に印刷方法で形成された白インキのドットパターン9が設けられている。さらには、この白インキパターン面に光を反射させる反射シート5が設けられている。図1に示す例では、バックライトユニット2として、複数の光学シートが設けられているものとする。 The backlight unit 2 according to the embodiment of the present invention is provided with a light source unit 7 having a specification in which a plurality of LEDs are arranged on the two side edges of the housing as the light source 6. A light guide plate 8 having a function of directing light H from the light source 6 toward the observer side F is provided between the LED light sources 6, and is formed on the opposite surface of the light guide plate from the observer side F by a printing method. A white ink dot pattern 9 is provided. Further, a reflection sheet 5 that reflects light on the surface of the white ink pattern is provided. In the example illustrated in FIG. 1, a plurality of optical sheets are provided as the backlight unit 2.
導光板8の観察者側方向Fには本発明の実施形態である光学シート10が配設され、その観察者側方向Fには機能性を有するシート11が単一又は複数枚の構成で配置されて構成されている。ここで、機能性を有するシート部材11とは、例えば集光、拡散、偏光、変色等に代表される機能を一つあるいは複数同時に有するシートであり、画像表示素子3へ入射する光の輝度分布や高輝度や偏光機能などの必要な特性を付与するための各種の集光、拡散、或いは偏光特性を備えた光学部材である。このシート部材11の更に観察者側方向Fには、例えば液晶表示素子からなる画像表示素子3が配設されている。 An optical sheet 10 according to an embodiment of the present invention is arranged in the observer side direction F of the light guide plate 8, and the functional sheet 11 is arranged in a single or plural configuration in the observer side direction F. Has been configured. Here, the functional sheet member 11 is a sheet having one or more functions represented by, for example, condensing, diffusing, polarizing, and discoloring, and the luminance distribution of light incident on the image display element 3. And an optical member having various condensing, diffusing, or polarizing characteristics for imparting necessary characteristics such as high brightness and polarization function. An image display element 3 made of, for example, a liquid crystal display element is disposed in the observer side direction F of the sheet member 11.
このような構成を備えたディスプレイ装置1によれば、バックライトユニット2において、光源6から射出された光Hは、導光板8で光の向きを観察者側方向Fに変更され、光学シート10で集光させられて輝度となり、その光の進行方向前方に配置された機能性を有するシート部材11で入射光が拡散、集光、あるいは偏光、またカラーシフト等により必要とされる光に変換される。そして、機能性を有するシート部材11を透過した光は、バックライトユニット2から射出される必要な機能に達した光Kとして、画像表示素子3に入射して観察画像の光が観察者側Fへと射出される。 According to the display device 1 having such a configuration, in the backlight unit 2, the light H emitted from the light source 6 is changed by the light guide plate 8 in the direction of the observer's direction F, and the optical sheet 10. The incident light is converted into light required by diffusion, condensing, polarization, color shift, etc. by the sheet member 11 having the functionality arranged in front of the light in the traveling direction. Is done. Then, the light transmitted through the functional sheet member 11 enters the image display element 3 as light K reaching the necessary function emitted from the backlight unit 2, and the light of the observation image is observed on the observer side F. It is injected into.
ここで、光源ユニット7における光源6は画像表示素子3へと光を供給するものであり、光源6としては、例えば複数のLEDをディスプレイの端面に配置させたエッジ型、あるいは複数のLEDをディスプレイ背面に配置させた直下型などを用いることができる。または、複数の線状光源または点光源を用いることもできる。複数の線状光源として、例えば複数の蛍光灯、冷陰極管(CCFL)またはEEFLを用いることができる。ランプハウスを形成する反射板5は、複数の光源6の観察者側Fとは反対側に配置され、導光板8から出射される光の観察者側Fと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Fに出射させる役割を担っている。この結果、観察者側Fに出射された光Hは、光源6からほぼ全方向に出射された光となる。このように反射板5を用いることによって光の利用効率を高めることができる。反射板5としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、たとえば一般的な反射シート、反射板などを使用することができる。 Here, the light source 6 in the light source unit 7 supplies light to the image display element 3. As the light source 6, for example, an edge type in which a plurality of LEDs are arranged on the end face of the display or a plurality of LEDs is displayed. A direct type disposed on the back surface can be used. Alternatively, a plurality of linear light sources or point light sources can be used. As the plurality of linear light sources, for example, a plurality of fluorescent lamps, cold cathode fluorescent lamps (CCFL), or EEFL can be used. The reflector 5 forming the lamp house is disposed on the opposite side of the plurality of light sources 6 from the observer side F, and the light emitted from the light guide plate 8 in the direction opposite to the observer side F. Is reflected and emitted to the observer side F. As a result, the light H emitted to the observer side F becomes light emitted in almost all directions from the light source 6. Thus, the use efficiency of light can be improved by using the reflecting plate 5. The reflection plate 5 may be any member that reflects light with high efficiency. For example, a general reflection sheet or reflection plate may be used.
光源ユニット7の光出射側に配設された導光板8は、透明樹脂で形成されており、透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、特に光透過率の高いアクリル系樹脂が用いられている。また、光源としてLEDをディスプレイ背面に配置
させた直下型のディスプレイ装置1においては、上記導光板8の代わりに光を拡散させる拡散板8Aが設けられている。
The light guide plate 8 disposed on the light emitting side of the light source unit 7 is formed of a transparent resin. As the transparent resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or the like can be used. High acrylic resin is used. Further, in the direct type display device 1 in which LEDs are arranged as the light source on the back of the display, a diffusion plate 8A for diffusing light is provided instead of the light guide plate 8.
次に画像表示素子3は、図1に示すように、1組の偏光板(偏光フィルム;偏光子)14、15と、その間に挟持された液晶パネル16とで構成されている。液晶パネル16は、例えば2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。画像表示素子3は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、光学シート10により観察者側Fへの輝度が向上され光強度の視角度依存性が低減される。画像表示素子3は液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。 Next, as shown in FIG. 1, the image display element 3 is composed of a pair of polarizing plates (polarizing films; polarizers) 14 and 15 and a liquid crystal panel 16 sandwiched therebetween. The liquid crystal panel 16 is configured, for example, by filling a liquid crystal layer between two glass substrates. The image display element 3 is preferably an element that displays an image by transmitting / blocking light in pixel units. If the image is displayed by transmitting / blocking light in pixel units, the optical sheet 10 improves the luminance toward the viewer side F and reduces the viewing angle dependency of the light intensity. The image display element 3 is preferably a liquid crystal display element. A liquid crystal display element is a typical element that transmits and blocks light in pixel units and displays an image, and can improve image quality and reduce manufacturing cost compared to other display elements. it can.
ここで、ディスプレイ筐体の上下二辺に光源6であるLEDが配置された、市販されているLEDエッジ型液晶ディスプレイを解体して導光版8の観察者側方向Fの面内明るさを測定した結果を図2(a)に示す。図2(a)に示すように、導光板8の中央部位は明るく、光源6であるLEDが配置されていない筐体側面側ほど暗くなる傾向があることが判明した。この輝度ムラは、LED数を低減させた仕様においては、より顕著になる可能性が高く、この輝度ムラを低減させる措置が必要となる。 Here, the LED edge type liquid crystal display in which LEDs as the light source 6 are arranged on the upper and lower sides of the display housing is disassembled to obtain the in-plane brightness in the viewer side direction F of the light guide plate 8. The measurement results are shown in FIG. As shown in FIG. 2A, it has been found that the central portion of the light guide plate 8 is bright and tends to be darker toward the side of the casing where the LED as the light source 6 is not arranged. This brightness unevenness is likely to become more prominent in the specification with a reduced number of LEDs, and measures to reduce this brightness unevenness are required.
図2(b)は、本発明の光学シートにより、上記の輝度ムラを低減させた模式図である。本発明の前記光学シート10は、導光板8からの光が入射する側の面を光入射面10a、光が観察者側方向Fに出射する側の面を10bとすると、光出射面10bには、それぞれが独立して存在する略半球形状のマイクロレンズ31と、複数配列された連続する幾何学構造体である断面三角形のプリズムレンズ19が一方向に延在する。ここで、拡散性の高いマイクロレンズ31の比率をシート面内において変化させることで、シート面内の輝度が制御可能となる。 FIG. 2B is a schematic view in which the luminance unevenness is reduced by the optical sheet of the present invention. The optical sheet 10 of the present invention has a light incident surface 10a as a light incident surface 10a and a light incident surface 10b as a light incident surface 10a. The microlens 31 of substantially hemispherical shape which exists independently, respectively, and the prism lens 19 of the cross-sectional triangle which is a continuous geometric structure arranged in plurality extend in one direction. Here, the luminance within the sheet surface can be controlled by changing the ratio of the highly diffusible microlenses 31 within the sheet surface.
すなわち、図2(a)に示したようなディスプレイ光源及び導光板8の仕様によって生じる暗い部位を補うために、導光板8の上に配置される光学シート10において、この暗い部位におけるマイクロレンズ31の比率を低下させ、反対に明るい部位におけるマイクロレンズ31の比率を高くすることで、光学シート10の光出射面10b上で明暗さの制御が可能となる。特に、光源6であるLEDが配置されていない側の端部では、画面中央部位に比べて輝度が低下する傾向があるため、画面中央部よりも拡散性の高いマイクロレンズ31の比率を低下させて輝度を向上させることで、中央部位との輝度差を緩和させることが可能となる。 That is, in the optical sheet 10 arranged on the light guide plate 8 in order to compensate for the dark portion generated by the specifications of the display light source and the light guide plate 8 as shown in FIG. On the other hand, by increasing the ratio of the microlenses 31 in the bright part, the brightness can be controlled on the light exit surface 10b of the optical sheet 10. In particular, since the luminance tends to be lower at the end on the side where the LED that is the light source 6 is not disposed, the ratio of the microlens 31 having a higher diffusibility than the central portion of the screen is reduced. By improving the luminance, it is possible to reduce the luminance difference from the central portion.
さらに、図3(a)に示すように、拡散性の高い略半球形状のマイクロレンズ31の高さH1を、複数配列された連続する集光性の高い幾何学構造体である断面三角形のプリズムレンズ19の高さH2よりも高くすることにより、頂角が尖っているためにキズがつきやすいプリズムレンズ19を、略半球形状に起因する滑りやすく、傷が付き難い特徴を有するマイクロレンズ31が保護することが可能となる。マイクロレンズ31の高さH1を、プリズムレンズ19の高さH2よりも高くすることで、シート面内の輝度制御に加え、シート加工時やシート取扱い時、あるいは光を出射する面の上に配置される光学部材11を重ねる際に生じる接触や擦れ等の摩擦傷から、傷が付き易いプリズムレンズ19を保護することが可能になる。 Further, as shown in FIG. 3 (a), a plurality of prisms having a triangular section, which is a continuous geometrical structure having a high light-condensing property, is arranged with the height H1 of a substantially hemispherical microlens 31 having a high diffusivity. By making the height higher than the height H2 of the lens 19, the prism lens 19 which is easily scratched because the apex angle is sharp is replaced with a microlens 31 which has a characteristic of being slippery and hardly scratched due to the substantially hemispherical shape. It becomes possible to protect. By making the height H1 of the microlens 31 higher than the height H2 of the prism lens 19, in addition to controlling the brightness in the sheet surface, the microlens 31 is disposed on the surface that emits light during sheet processing, sheet handling, or light emission. It is possible to protect the prism lens 19 that is easily scratched from frictional scratches such as contact and rubbing that occur when the optical members 11 are stacked.
また、図3(a)に示した略半球形状のマイクロレンズ31の高さH1は、プリズムレンズ19の高さH2の1.2倍から6倍の範囲内であることが望ましい。これは、1.2倍以下である場合は、プリズムレンズ19の傷付防止効果が不十分であり、マイクロレン
ズ31の高さH1が6倍以上となる場合、マイクロレンズ31自体のサイズが大きくなり過ぎて、光出射面上で目視されることによる外観不良を引起こすことがあるためである。マイクロレンズ31の高さH1を上述した範囲に設定することで、必要な耐擦傷性と良好な外観を得ることが可能となる。
In addition, the height H1 of the substantially hemispherical microlens 31 shown in FIG. 3A is preferably in the range of 1.2 to 6 times the height H2 of the prism lens 19. If this is 1.2 times or less, the damage prevention effect of the prism lens 19 is insufficient, and if the height H1 of the microlens 31 is 6 times or more, the size of the microlens 31 itself is large. This is because the appearance defect may be caused by being visually observed on the light emitting surface. By setting the height H1 of the microlens 31 in the above-described range, it is possible to obtain necessary scratch resistance and a good appearance.
なお、プリズムレンズ19の高さH2は、10〜100μmの範囲内であることが望ましい。これは、10μm以下である場合は、光の回折効果により必要とされる輝度が得られなくなるからであり、100μm以上ではプリズムレンズ19自体が光出射面上で目視されることによる外観不良を引起こすことがあるためである。 The height H2 of the prism lens 19 is preferably within a range of 10 to 100 μm. This is because if it is 10 μm or less, the required luminance cannot be obtained due to the light diffraction effect. If it is 100 μm or more, the prism lens 19 itself is visually observed on the light exit surface, which causes poor appearance. This is because it may happen.
また、略半球形状のマイクロレンズ31の直径Lは、40μm以上かつ150μm以下の範囲内であることが好ましい。直径が150μm以上である場合は、マイクロレンズ31自体が目視され易くなり、外観上光出射面のムラや粗さ、輝点等を際立てることに繋がるために好ましくない。また、マイクロレンズ31の直径が40μm以下の場合、マイクロレンズ31を形成することが困難であると同時に、形状や直径、高さのバラつきが大きくなり、輝度の制御に支障を生じさせる可能性が高まることから好ましくない。マイクロレンズ31の直径を上記の範囲内とすることで、安定した略半球形状である外観上に優れた輝度制御可能な光学シートを提供することが可能となる。 The diameter L of the substantially hemispherical microlens 31 is preferably in the range of 40 μm or more and 150 μm or less. A diameter of 150 μm or more is not preferable because the microlens 31 itself can be easily seen, leading to the appearance of unevenness, roughness, and bright spots on the light exit surface. In addition, when the diameter of the microlens 31 is 40 μm or less, it is difficult to form the microlens 31, and at the same time, the variation in shape, diameter, and height increases, which may cause trouble in luminance control. It is not preferable because it increases. By setting the diameter of the microlens 31 within the above range, it is possible to provide an optical sheet capable of controlling brightness with excellent appearance in a stable and substantially hemispherical shape.
上述した光出射面側10bとは反対の光入射面側10aには、略半球形状構造である突起部20がランダムに配置されていることが望ましい。この突起部20は、その略球面形状により、光の入射面10a側に配置される導光板8または他の光学部材8Aとの接触や擦れによる傷の発生を抑制する機能を発揮すると同時に、略半球状の構造によって隙間が生じることから、密着によって生じるニュートンリング等の干渉むらの発生を抑えることが可能となる。さらに、傷付防止効果を付与することで、光学シート10を作製する際に必要とされる保護フィルムを省くことも可能となる。 It is desirable that the protrusions 20 having a substantially hemispherical structure are randomly arranged on the light incident surface side 10a opposite to the light emitting surface side 10b described above. The projection 20 has a substantially spherical shape, and at the same time exhibits a function of suppressing the occurrence of scratches due to contact with or rubbing with the light guide plate 8 or other optical member 8A disposed on the light incident surface 10a side. Since the gap is generated by the hemispherical structure, it is possible to suppress the occurrence of uneven interference such as Newton rings caused by the close contact. Furthermore, it becomes possible to omit the protective film required when producing the optical sheet 10 by giving the damage prevention effect.
さらには、光入射面側10aに微細な凹凸を付与することで光の拡散機能を高め、視野角の拡大及び光源側にある導光板のパターンを隠蔽する効果性を向上させることが可能となる。表面が微細な凹凸で粗面化された平面部21は、光源6からの光Hを粗面化された平面部21で拡散させて光学シート10内部に取り込むことができる。そのため、光学シート10は、光入射面10aで光源6のランプイメージや、導光板8に形成されたドットパターン9を観測者に対して隠蔽する働きと、光出射面10bから観測者側Fに出射される光をプリズムレンズ19で集光・拡散させて視野角を拡げる役割とを有している。 Furthermore, by providing fine irregularities on the light incident surface side 10a, it is possible to enhance the light diffusion function, and to improve the effect of expanding the viewing angle and concealing the pattern of the light guide plate on the light source side. . The planar portion 21 whose surface is roughened with fine irregularities can diffuse the light H from the light source 6 in the roughened planar portion 21 and take it into the optical sheet 10. Therefore, the optical sheet 10 has a function of concealing the lamp image of the light source 6 and the dot pattern 9 formed on the light guide plate 8 on the light incident surface 10a from the observer, and from the light emitting surface 10b to the observer side F. The emitted light is condensed and diffused by the prism lens 19 to expand the viewing angle.
上述した光学シート10の光入射面10aに占める突起部20の面積率は、1%〜10%の範囲内であることが望ましい。突起部20の底面20aの面積率が上記範囲内であれば導光板8との接触によって擦れて傷を発生することを抑制して入射光の輝度低下を抑制できる。しかし、面積率が1%未満である場合には突起部20の頂部20bの拡散板8Aとの接触や擦れによる傷の発生を防ぐ効果が望めず、10%を超える場合には光源6からの光Hを光学シート20内部に取り入れることの妨げとなり、光学シート10の輝度低下を引起こすからである。 As for the area ratio of the projection part 20 which occupies the light-incidence surface 10a of the optical sheet 10 mentioned above, it is desirable to exist in the range of 1%-10%. If the area ratio of the bottom surface 20a of the protrusion 20 is within the above range, it is possible to suppress the generation of scratches by rubbing due to contact with the light guide plate 8 and to suppress a decrease in the brightness of incident light. However, when the area ratio is less than 1%, the effect of preventing scratches due to contact or rubbing of the top 20b of the protrusion 20 with the diffusion plate 8A cannot be expected. This is because it prevents the light H from being taken into the optical sheet 20 and causes the brightness of the optical sheet 10 to decrease.
また、本実施形態による光学シート10は、入射面10aに形成された微細な凹凸の粗さがRz(十点平均粗さ)において0.5μm〜5.0μmの範囲内であることが望ましい。光入射面10aの平面部21の粗さRzが0.5μm〜5.0μmの範囲内であれば透過光の必要な拡散性と観察画像に対する隠蔽性を発揮させ、凹凸形状に起因する輝度の低下を抑制できる。しかし、凹凸のRz粗さが0.5μmを下回る場合には拡散及び隠蔽効果は得難く、Rz粗さが5.0μmを超える場合には光学シート10の正面輝度を大幅に低下させる要因になる。なお、微細な凹凸の形成方法として、例えば光学シート10を
作製する際に用いる金型面を、エッチングやサンドブラストなどによって粗らす方法や、金型に微細な凹凸を形成した後に略球面形状の突起部20を形成する等の方法が代表例として挙げられる。
Further, in the optical sheet 10 according to the present embodiment, it is desirable that the roughness of the fine unevenness formed on the incident surface 10a is in the range of 0.5 μm to 5.0 μm in Rz (10-point average roughness). If the roughness Rz of the flat surface portion 21 of the light incident surface 10a is in the range of 0.5 μm to 5.0 μm, the necessary diffusibility of transmitted light and the concealment property for the observation image are exhibited, and the luminance due to the uneven shape is reduced. Reduction can be suppressed. However, when the roughness Rz roughness is less than 0.5 μm, it is difficult to obtain the diffusion and concealment effect, and when the Rz roughness exceeds 5.0 μm, the front luminance of the optical sheet 10 is greatly reduced. . As a method for forming fine irregularities, for example, a method of roughening a mold surface used for manufacturing the optical sheet 10 by etching or sandblasting, or a method of forming a substantially spherical shape after forming fine irregularities on the mold. A method of forming the protrusion 20 is a typical example.
光学シート10の光入射面10aに形成された突起部20の外径(直径)は、30μm〜150μmの範囲が好ましい。そして、光学シート10の突起部20の高さの外径に対する比率が3%〜30%の範囲内であることが望ましい。突起部20の外径が150μmを超える場合には突起部20自体が観察者に目視され易くなり、これが外観上、光出射面10bのムラや粗さ、輝点の原因となる。一方、突起部20の外径が30μm未満の場合では突起部20による傷付防止効果が低下すると共に、金型の作製及び光学シート10の製作が困難となるため好ましくない。なお、光学シート10の突起部20について、導光板8に接触する頂部20bが滑らかで傷が付き難い略球面形状であれば、突起部20の平面視形状が円形状でも略円形状でも良く、或いは楕円形状や頂部が曲面状に丸くなった三角錐形状や四角錐形状、あるいはその他の多角錐形状等であっても良い。光入射面10aの平面部21aに円滑な略球面形状の突起部20が上述した条件の範囲内で形成されていることにより、必要とされる耐擦傷性を発揮すると同時に略球面形状に起因する輝度の低下を抑制することが可能となる。 As for the outer diameter (diameter) of the projection part 20 formed in the light-incidence surface 10a of the optical sheet 10, the range of 30 micrometers-150 micrometers is preferable. And it is desirable for the ratio with respect to the outer diameter of the height of the projection part 20 of the optical sheet 10 to be in the range of 3% to 30%. When the outer diameter of the protruding portion 20 exceeds 150 μm, the protruding portion 20 itself is easily seen by an observer, and this causes unevenness, roughness, and bright spots on the light emitting surface 10b in appearance. On the other hand, when the outer diameter of the protrusion 20 is less than 30 μm, the effect of preventing damage by the protrusion 20 is lowered, and it becomes difficult to manufacture the mold and the optical sheet 10. If the projection 20 of the optical sheet 10 has a substantially spherical shape where the top 20b that contacts the light guide plate 8 is smooth and hardly scratched, the planar view shape of the projection 20 may be circular or substantially circular, Alternatively, an elliptical shape, a triangular pyramid shape with a rounded top, a quadrangular pyramid shape, or another polygonal pyramid shape may be used. The smooth substantially spherical protrusion 20 is formed on the flat surface portion 21a of the light incident surface 10a within the range of the above-described conditions, thereby exhibiting the required scratch resistance and at the same time resulting from the substantially spherical shape. It is possible to suppress a decrease in luminance.
また、光学シート10の突起部20の外径に対する高さの比率が3%〜30%の範囲内であれば、突起部20の頂部が導光板8との接触や擦れによって傷が発生するのを防ぐと共に光の入射を妨げて輝度が低下することを抑制できる。一方、突起部20の比率が3%未満であると接触や擦れによる傷の発生を防ぐ効果が得られず、30%を超えると突起部20自体が光Hの入射を妨げる要因となり、結果的に光学シート10の輝度を大幅に低下させる要因となるために好ましくない。 Further, if the ratio of the height of the projection 20 of the optical sheet 10 to the outer diameter is in the range of 3% to 30%, the top of the projection 20 is damaged by contact with or rubbing with the light guide plate 8. In addition to preventing light from entering, it is possible to prevent a decrease in luminance by preventing the incidence of light. On the other hand, if the ratio of the protrusions 20 is less than 3%, the effect of preventing the occurrence of scratches due to contact or rubbing cannot be obtained. If the ratio exceeds 30%, the protrusions 20 themselves prevent light H from being incident. In addition, this is not preferable because the luminance of the optical sheet 10 is significantly reduced.
なお、光学シート10の幾何学構造体としては、図1から図4に示すように、光出射面10bにプリズムレンズ19が一方向に複数配列されてなる構成を採用することが好ましい。或いは、第二実施形態として図5に示すような断面形状を有する幾何学構造体を単独あるいは複数組合せて形成しても良い。上記したプリズムレンズ19においては、光を集光させて正面輝度を向上させるために、その頂角を90°にすることが最も望ましい。また、輝度と視野角の最適化を図る場合、その頂角は80°から100°の範囲内であることが好ましい。これは、組合せて用いる光学シート11や光学部材8との性能や特性に対して最適な構造を取るために特に望ましい範囲となる。 As the geometric structure of the optical sheet 10, it is preferable to employ a configuration in which a plurality of prism lenses 19 are arranged in one direction on the light exit surface 10b as shown in FIGS. Alternatively, as the second embodiment, geometric structures having a cross-sectional shape as shown in FIG. 5 may be formed singly or in combination. In the prism lens 19 described above, it is most desirable that the apex angle be 90 ° in order to collect light and improve the front luminance. In addition, when optimizing the luminance and the viewing angle, the apex angle is preferably in the range of 80 ° to 100 °. This is a particularly desirable range for taking an optimum structure for the performance and characteristics of the optical sheet 11 and the optical member 8 used in combination.
これまでに述べてきた光学シート10は、そのレンズ仕様を導光板に応用することが可能である。マイクロレンズ31及びプリズムレンズ19のレンズ仕様を最適化させることで、導光板の光立上げ効果の制御が可能となり、導光板の光出射面における輝度の明暗差を解消することが出来る。 The optical sheet 10 described so far can apply the lens specifications to the light guide plate. By optimizing the lens specifications of the microlens 31 and the prism lens 19, it is possible to control the light rising effect of the light guide plate, and it is possible to eliminate the brightness difference between the light emission surfaces of the light guide plate.
また、上記光学シート10は、液晶表示装置等のディスプレイ装置1のみならず、背面投射型スクリーン、太陽電池、有機又は無機ELを備えた照明装置など、光路制御を行うものであれば何れのものにも使用することも出来る。 The optical sheet 10 is not limited to the display device 1 such as a liquid crystal display device, but may be any one that performs optical path control, such as a rear projection screen, a solar cell, and an illumination device equipped with an organic or inorganic EL. Can also be used.
次に光学シート10の作製工程について説明する。
光学シート10は、透明性の高いシート状の基材上にUV硬化樹脂に代表される電子線硬化樹脂を用いて成形することができる。一例として、予めエッチング工法及び切削加工を用いて金型表面にマイクロレンズ31及びプリズムレンズ19を形成し、この金型版を用いて透明性の高いシート状の基材上にUV樹脂製の上にマイクロレンズ31及びプリズムレンズ19を成形することができる。ここで、透明性の高いシート状の基材18の材質としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMM
A(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)、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを挙げることができる。
Next, a manufacturing process of the optical sheet 10 will be described.
The optical sheet 10 can be molded using an electron beam curable resin represented by a UV curable resin on a highly transparent sheet-like substrate. As an example, the microlens 31 and the prism lens 19 are formed on the mold surface in advance by using an etching method and cutting, and this mold plate is used to form a UV resin on a highly transparent sheet-like substrate. In addition, the microlens 31 and the prism lens 19 can be formed. Here, the material of the highly transparent sheet-like substrate 18 is PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMM.
A (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), acrylonitrile styrene copolymer, acrylonitrile polystyrene copolymer and the like can be mentioned.
さらに、本実施形態による光学シート10を構成する材料として熱可塑性樹脂からなる透明樹脂が好ましく、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを挙げることができる。これらの材料を用い、先に示した金型版を用いた押出し成形加工法により作製することが出来る。また、射出成型法、熱プレス成型法によって入射面10aを有する光学シート10を製作することも可能である。 Furthermore, a transparent resin made of a thermoplastic resin is preferable as a material constituting the optical sheet 10 according to the present embodiment. For example, a polycarbonate resin, an acrylic resin, a fluorine acrylic resin, a silicone acrylic resin, an epoxy acrylate resin, a polystyrene resin, a cyclo resin, and the like. Examples thereof include olefin polymers, methylstyrene resins, fluorene resins, PET, polypropylene, acrylonitrile styrene copolymers, acrylonitrile polystyrene copolymers, and the like. Using these materials, it can be produced by the extrusion molding method using the mold plate described above. Further, the optical sheet 10 having the incident surface 10a can be manufactured by an injection molding method or a hot press molding method.
本実施形態による光学シート10は、光入射面10aと光出射面10bを表裏同時に両面加工して形成することが出来る。或いは、表裏面である光入射面10aと光出射面10bとを別々に加工して得られた各半分の厚みの片面シート同士を貼り合せることで光学シート10を得ることが出来る。 The optical sheet 10 according to the present embodiment can be formed by processing the light incident surface 10a and the light emitting surface 10b on both sides simultaneously. Alternatively, the optical sheet 10 can be obtained by laminating single-sided sheets each having a half thickness obtained by separately processing the light incident surface 10a and the light emitting surface 10b which are front and back surfaces.
本実施形態による光学シート10には、拡散性を向上させる目的として無機微粒子または有機微粒子を添加させて用いることが出来る。一例としては、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコーン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子などの無機微粒子等を挙げることができる。 The optical sheet 10 according to the present embodiment can be used by adding inorganic fine particles or organic fine particles for the purpose of improving diffusibility. Examples include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, melamine-formalin condensate particles, polyurethane particles, polyester particles, silicone particles, fluorine particles, copolymers thereof, smectites. , Clay compound particles such as kaolinite, talc, inorganic oxide particles such as silica, titanium oxide, alumina, silica alumina, zirconia, zinc oxide, barium oxide, strontium oxide, calcium carbonate, barium carbonate, barium chloride, barium sulfate, Examples thereof include inorganic fine particles such as barium nitrate, barium hydroxide, aluminum hydroxide, strontium carbonate, strontium chloride, strontium sulfate, strontium nitrate, strontium hydroxide, and glass particles.
また、本実施形態による光学シート10は紫外線吸収剤が添加されたものが好ましい。紫外線吸収剤を添加することにより、光源6から照射される紫外線を含む光によって光出射面10bに形成したプリズムレンズ19群の劣化を抑制することができて、光学シート10の長寿命化を図ることができる。この紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2´- ヒドロキシ−5´−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、4−t−ブチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸エステル系化合物、2−エトキシ−2´−エチルオキザリックアシッドビスアニリドなどのオキザリックアシッドアニリド系化合物、エチル−2− シアノ−3,3−ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系等を用いることができる。 In addition, the optical sheet 10 according to the present embodiment preferably has an ultraviolet absorber added thereto. By adding the ultraviolet absorber, it is possible to suppress degradation of the prism lens group 19 formed on the light emitting surface 10b by light including ultraviolet rays emitted from the light source 6, and to extend the life of the optical sheet 10. be able to. Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole compounds such as 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, benzophenone compounds such as 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, and 4-t- Salicylic acid ester compounds such as butylphenyl salicylate; Oxalic acid anilide compounds such as 2-ethoxy-2′-ethyl oxalic acid bisanilide; Cyanoacrylates such as ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate A system or the like can be used.
なお、光学シート10の光入射面10a側の微細凹凸を形成する方法としては、マット加工やエンボス加工等が挙げられる。また、光入射面10aおける微細凹凸に関し、マット加工による作製に代えて不連続の微小突起を設ける加工を施してもよい。これらの工法によれば、加熱されることにより柔らかくなった状態の透明樹脂を微細な凹凸を形成した転写部材に押し付けて当該転写部材の形状を転写し、その後に透明樹脂を硬化させて微細な凹凸形状を得ることができる。また、その他の方法として、粒径30〜100μm程の透明粒子を溶融状態の透明樹脂に配合し、これら透明粒子を最外層側に押し出すことで微細な凹凸を形成させるようにしてもよい。この加工方法を用いる場合には、透明樹脂と透明粒子との屈折率が等しくされていることが好ましい。 In addition, as a method of forming the fine unevenness | corrugation by the side of the light-incidence surface 10a of the optical sheet 10, mat processing, embossing, etc. are mentioned. Further, regarding the fine unevenness on the light incident surface 10a, a process of providing discontinuous minute protrusions may be performed instead of the production by the mat process. According to these methods, the transparent resin softened by heating is pressed against a transfer member formed with fine irregularities to transfer the shape of the transfer member, and then the transparent resin is cured to obtain a fine An uneven shape can be obtained. As another method, fine irregularities may be formed by blending transparent particles having a particle size of about 30 to 100 μm in a transparent resin in a molten state and extruding these transparent particles to the outermost layer side. When using this processing method, it is preferable that the refractive indexes of the transparent resin and the transparent particles are equal.
本実施形態によるディスプレイ装置1は、上述の構成を備えていることから、光源ユニット7の光源6から出射する光Hは導光板8によって光の向きを変更させて光学シート10の光入射面10aに入射される。そして、光学シート10の入射面10aから光が入射する際、光入射面10aに設けた突起部20は面内の面積率を規定しているため、光の入射を妨げることが少なくなっている。さらに、平面部21の微細な凹凸を透過する光は、拡散性と隠蔽性を付与して光源6のランプイメージや輝度ムラ、光学部材8のムラやパターンを低減させる。そして、光学シート10を透過して光出射面10bから出射する際、マイクロレンズ31群とプリズムレンズ19群の比率を変化させて面内の輝度を制御することにより、画像表示素子3を透過して画面全体の輝度を均一化させた画像を観察者側Fに映すことができる。ここで、画像表示素子3は液晶表示素子であり、バックライトユニット2により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成であることから、観察者側Fの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、光源のランプイメージや輝度ムラ、拡散板または導光板のムラやパターンを低減させて、画面全体の輝度を均一化させた画像を得ることができる。 Since the display device 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, the light H emitted from the light source 6 of the light source unit 7 is changed in the direction of light by the light guide plate 8 and the light incident surface 10 a of the optical sheet 10. Is incident on. And when light injects from the incident surface 10a of the optical sheet 10, since the projection part 20 provided in the light incident surface 10a prescribes | regulates the area ratio in a surface, it is less likely to prevent incidence of light. . Furthermore, the light transmitted through the fine irregularities of the flat surface portion 21 imparts diffusibility and concealment, and reduces the lamp image and luminance unevenness of the light source 6 and the unevenness and pattern of the optical member 8. Then, when the light is transmitted through the optical sheet 10 and emitted from the light emitting surface 10b, the ratio of the microlens 31 group and the prism lens 19 group is changed to control the in-plane luminance, thereby transmitting the image display element 3. Thus, an image in which the brightness of the entire screen is made uniform can be displayed on the viewer side F. Here, the image display element 3 is a liquid crystal display element, and is configured to use the light K whose light collection / diffusion characteristics are improved by the backlight unit 2. It is possible to obtain an image in which the luminance of the entire screen is made uniform by smoothing the distribution of the intensity in the viewing angle direction and reducing the lamp image and luminance unevenness of the light source, and the unevenness and pattern of the diffusion plate or light guide plate.
以下、本発明の実施形態について実施例1に基づいて詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。以下、実施例において、本実施形態による光学シート10及びこれを用いたディスプレイ装置1の光学特性について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on Example 1. In addition, this invention is not limited only to these Examples. Hereinafter, the optical characteristics of the optical sheet 10 according to the present embodiment and the display device 1 using the same will be described in Examples.
(実施例1)
実施例1による光学シート10として、光学シート10の光出射面10bとして、互いに分離して設けた直径96μm、レンズ高さ48μmとなる形状のマイクロレンズ31と、底面の幅が50μm、レンズ高さが25μmとなる頂角90°の断面三角形を有する線状構造の複数のプリズムレンズ19を併せ持つ第一金型版をエッチング工法と切削工法を利用して加工作製した。なお、作製する光学シート10の光出射面10bにおけるマイクロレンズ31の面積率は、中央部で12%、短辺端部では2%となるように配置設計を行ない、金型加工を実施した。次に、UV成形機を用いて、厚み188μmのPET基材(東洋紡績製品)上にUV硬化性樹脂(屈折率=1.51)による略半球形状のマイクロレンズ31とプリズムレンズ19を形成して、40inchサイズの光学シート10を作製した。なお、線状構造のプリズムレンズ19は、観測者側から観て水平方向に線状配置された構成とした。このようにして得られた光学シート10を実施例1とする。
Example 1
As the optical sheet 10 according to Example 1, as the light emitting surface 10b of the optical sheet 10, the microlens 31 having a diameter of 96 μm and a lens height of 48 μm provided separately from each other, the bottom width of 50 μm, and the lens height. A first mold plate having a plurality of prism lenses 19 each having a linear structure having a cross-sectional triangle with an apex angle of 90 ° with an apex angle of 25 ° was processed and manufactured using an etching method and a cutting method. In addition, the layout design was performed so that the area ratio of the microlens 31 on the light emitting surface 10b of the optical sheet 10 to be manufactured was 12% at the central portion and 2% at the short side end portion, and the mold processing was performed. Next, using a UV molding machine, a substantially hemispherical microlens 31 and prism lens 19 are formed of a UV curable resin (refractive index = 1.51) on a PET substrate (Toyobo product) having a thickness of 188 μm. Thus, an optical sheet 10 having a 40 inch size was produced. In addition, the prism lens 19 having a linear structure is configured to be linearly arranged in the horizontal direction when viewed from the observer side. The optical sheet 10 thus obtained is referred to as Example 1.
(比較例1)
比較例1として、光学シート10の光出射面10bとして、互いに分離して設けた直径96μm、レンズ高さ48μmとなる形状のマイクロレンズ31と、底面の幅が50μm、レンズ高さが25μmとなる頂角90°の断面三角形を有する線状構造の複数のプリズムレンズ19を併せ持つ第二金型版を先の実施例1と同様の工法で加工作製した。なお、作製する光学シート10の光出射面10bにおけるマイクロレンズ31の面積率は、2%で統一させた配置設計を行ない、金型加工を実施した。次に、UV成形機を用いて、厚み188μmのPET基材(東洋紡績製品)上にUV硬化性樹脂(屈折率=1.51)による略半球形状のマイクロレンズ31とプリズムレンズ19を形成して、40inchサイズの光学シート10を作製した。なお、線状構造のプリズムレンズ19は、観測者側から観て水平方向に線状配置された構成とした。このようにして得られた光学シート10を比較例1とする。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, as the light emitting surface 10b of the optical sheet 10, the microlens 31 having a diameter of 96 μm and a lens height of 48 μm provided separately from each other, the bottom surface width of 50 μm, and the lens height of 25 μm. A second mold plate having a plurality of prism lenses 19 having a linear structure having a triangular cross section with an apex angle of 90 ° was processed and produced by the same method as in Example 1 above. In addition, the area design of the microlens 31 in the light emission surface 10b of the optical sheet 10 to be manufactured was arranged at a uniform ratio of 2%, and the mold processing was performed. Next, using a UV molding machine, a substantially hemispherical microlens 31 and prism lens 19 are formed of a UV curable resin (refractive index = 1.51) on a PET substrate (Toyobo product) having a thickness of 188 μm. Thus, an optical sheet 10 having a 40 inch size was produced. In addition, the prism lens 19 having a linear structure is configured to be linearly arranged in the horizontal direction when viewed from the observer side. The optical sheet 10 thus obtained is referred to as Comparative Example 1.
(比較例2)
比較例2として、底面の幅が50μm、プリズム高さが25μmとなる頂角90°の断面三角形を有する線状構造の複数のプリズムレンズ19のみの第三金型版を切削工法により加工作製し、実施例1と同様に、UV成形機を用いて、厚み188μmのPET基材(
東洋紡績製品)上にUV硬化性樹脂(屈折率=1.51)によるプリズムレンズ19を形成して、40inchサイズの光学シート10を作製した。なお、線状構造のプリズムレンズ19は、観測者側から観て水平方向に線状配置された構成とした。このようにして得られた光学シートを比較例2とする。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a third mold plate having only a plurality of prism lenses 19 having a linear structure having a cross-sectional triangle with an apex angle of 90 ° with a bottom width of 50 μm and a prism height of 25 μm is processed by a cutting method. In the same manner as in Example 1, using a UV molding machine, a PET substrate having a thickness of 188 μm (
A prism lens 19 made of UV curable resin (refractive index = 1.51) was formed on Toyobo Co., Ltd., and a 40 inch size optical sheet 10 was produced. In addition, the prism lens 19 having a linear structure is configured to be linearly arranged in the horizontal direction when viewed from the observer side. The optical sheet thus obtained is referred to as Comparative Example 2.
(光学評価)
実施例1及び比較例1〜2による光学シート10を、上述した図1に示した実施形態である光源6としてディスプレイ筐体の上下にLEDを配置させた40inchサイズのLEDエッジ型のディスプレイ装置1を用いて、その光学的評価を以下に示す測定方法により評価した。なお、正面輝度及び輝度ムラを評価するために、光学シート11として恵和(株)の製品である光拡散シートを用いた。
(Optical evaluation)
40-inch LED edge type display device 1 in which LEDs are arranged on the upper and lower sides of a display casing as optical source 10 according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 as light source 6 in the embodiment shown in FIG. The optical evaluation was evaluated by the measurement method shown below. In addition, in order to evaluate front luminance and luminance unevenness, a light diffusion sheet, which is a product of Eiwa Co., Ltd., was used as the optical sheet 11.
(正面輝度評価)
実施例1及び比較例1〜2として作製した3種類の光学シート10を、白インキのドットパターン9が形成されたアクリル樹脂製の導光板8上にそれぞれ配置し、画像表紙素子3としての液晶表示素子を外した形態のディスプレイ装置1を組み立てた。各実施例1及び比較例1〜2による光学シート10それぞれの上に光学シート11である光拡散シートを重ねて装着したディスプレイ装置1を用い、その観察画面を全白表示として、分光放射輝度計(SR−3A:トプコンテクノハウス社製)を用いて同一条件下で光学シート11の観察画面中心部の輝度を測定した。測定した結果を表1に示す。
(Front brightness evaluation)
Three types of optical sheets 10 produced as Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were respectively arranged on a light guide plate 8 made of acrylic resin on which a dot pattern 9 of white ink was formed, and liquid crystal as an image cover element 3 The display device 1 in a form in which the display element was removed was assembled. Spectral radiance meter using the display device 1 in which the light diffusing sheet as the optical sheet 11 is mounted on each of the optical sheets 10 according to each Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 and using the display screen as an all white display. The brightness at the center of the observation screen of the optical sheet 11 was measured under the same conditions using (SR-3A: Topcon Technohouse). The measured results are shown in Table 1.
(輝度差評価)
実施例1及び比較例1〜2として作製した3種類の光学シート10を、白インキのドットパターン9が形成されたアクリル樹脂製の導光板8上にそれぞれ配置し、画像表紙素子3としての液晶表示素子を外した形態のディスプレイ装置1を組み立てた。各実施例1及び比較例1〜2による光学シート10それぞれの上に光学シート11である光拡散シートを重ねて装着したディスプレイ装置1を用い、その観察画面を全白表示として、分光放射輝度計(SR−3A:トプコンテクノハウス社製)を用いて同一条件下において、光学シート11上のディスプレイ端部から中央部までの輝度を測定した。測定した箇所は、長辺の中央部位、端部から5cm、10cm、15cm、20cmの中央部位の輝度を計測して比較評価を行った。測定箇所を図6に、測定した結果を表1に示す。
(Brightness difference evaluation)
Three types of optical sheets 10 produced as Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were respectively arranged on a light guide plate 8 made of acrylic resin on which a dot pattern 9 of white ink was formed, and liquid crystal as an image cover element 3 The display device 1 in a form in which the display element was removed was assembled. Spectral radiance meter using the display device 1 in which the light diffusing sheet as the optical sheet 11 is mounted on each of the optical sheets 10 according to each Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 and using the display screen as an all white display. (SR-3A: Topcon Technohouse Co., Ltd.) was used to measure the luminance from the display edge to the center on the optical sheet 11 under the same conditions. The measured location was a comparative evaluation by measuring the luminance of the central portion of the long side and the central portion of 5 cm, 10 cm, 15 cm, and 20 cm from the end. FIG. 6 shows the measurement locations, and Table 1 shows the measurement results.
表1に示す結果から次のことがいえる。
実施例1による光学シート10を用いた場合、正面輝度は筐体端部から5cmの中央部位で426cd/m2、10cmの中央部位で435cd/m2、15cmの中央部位で442cd/m2、20cmの中央部位で448cd/m2、中心部位で457cd/m2であり、最も輝度の高い中央部位と最も輝度の低い筐体から5cmの輝度比は7%であった(○)。
The following can be said from the results shown in Table 1.
When the optical sheet 10 according to Example 1 is used, the front luminance is 426 cd / m 2 at the central portion of 5 cm from the edge of the housing, 435 cd / m 2 at the central portion of 10 cm, 442 cd / m 2 at the central portion of 15 cm, and the center of 20 cm. The area was 448 cd / m 2 and the center area was 457 cd / m 2, and the luminance ratio of 5 cm from the central portion with the highest luminance and the casing with the lowest luminance was 7% (◯).
比較例1による光学シート10を用いた場合、正面輝度は筐体端部から5cmの中央部位で409cd/m2、10cmの中央部位で424cd/m2、15cmの中央部位で439cd/m2、20cmの中央部位で453cd/m2、中心部位で475cd/m2であり、最も輝度の高い中央部位と最も輝度の低い筐体から5cmの輝度比は14%であった(×)。 When the optical sheet 10 according to Comparative Example 1 is used, the front luminance is 409 cd / m 2 at the central part of 5 cm from the end of the housing, 424 cd / m 2 at the central part of 10 cm, 439 cd / m 2 at the central part of 15 cm, and the center of 20 cm. It was 453 cd / m 2 at the site and 475 cd / m 2 at the center site, and the luminance ratio of 5 cm from the central region with the highest luminance and the housing with the lowest luminance was 14% (×).
比較例2による光学シート10を用いた場合、正面輝度は筐体端部から5cmの中央部位で405cd/m2、10cmの中央部位で419cd/m2、15cmの中央部位で433cd/m2、20cmの中央部位で455cd/m2、中心部位で479cd/m
2であり、最も輝度の高い中央部位と最も輝度の低い筐体から5cmの輝度比は15%であった(×)。
When the optical sheet 10 according to Comparative Example 2 is used, the front luminance is 405 cd / m 2 at the central part of 5 cm from the edge of the housing, 419 cd / m 2 at the central part of 10 cm, 433 cd / m 2 at the central part of 15 cm, and the center of 20 cm. 455 cd / m2 at the site, 479 cd / m at the central site
The luminance ratio of 5 cm from the central portion with the highest luminance and the casing with the lowest luminance was 15% (×).
以上に示した実施例1及び比較例1から2の評価結果から、本発明による光学シートには、略半球形状のマイクロレンズと幾何学構造体であるプリズムレンズの比率を変化させることで、光学シートの光出射面における輝度を制御することが可能となり、ディスプレイにおける画面内の輝度を抑制することが出来ることが分かった。 From the evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 shown above, the optical sheet according to the present invention can be obtained by changing the ratio of a substantially hemispherical microlens and a prism lens that is a geometric structure. It has been found that the luminance on the light exit surface of the sheet can be controlled, and the luminance in the screen of the display can be suppressed.
1 ディスプレイ装置
2 バックライトユニット
3 画像表示素子
6 光源
7 光源ユニット
8 導光板
8A 拡散板
9 白インキのドットパターン
10 光学シート
10a 光入射面
10b 光出射面
20 突起部
21 平面部
19 プリズムレンズ(幾何学構造体)
31 マイクロレンズ(略半球形状レンズ)
H1 マイクロレンズ高さ
H2 プリズムレンズ高さ
F 観察者側
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus 2 Backlight unit 3 Image display element 6 Light source 7 Light source unit 8 Light guide plate 8A Diffusion plate 9 White ink dot pattern 10 Optical sheet 10a Light incident surface 10b Light output surface 20 Projection part 21 Plane part 19 Prism lens (geometric) Academic structure)
31 Microlens (substantially hemispherical lens)
H1 Micro lens height H2 Prism lens height F Observer side
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