JP2006100125A - Prism lens film, and flat surface type light emitting device using this - Google Patents

Prism lens film, and flat surface type light emitting device using this Download PDF

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JP2006100125A JP2004284830A JP2004284830A JP2006100125A JP 2006100125 A JP2006100125 A JP 2006100125A JP 2004284830 A JP2004284830 A JP 2004284830A JP 2004284830 A JP2004284830 A JP 2004284830A JP 2006100125 A JP2006100125 A JP 2006100125A
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公俊 長尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To raise screen brightness excellently by enhancing utilization efficiency of light from the light source drastically. <P>SOLUTION: A plurality of prism lenses 31, 33 in which unevenness patterns are engraved and which are linearly arranged on both front and rear faces of a translucent film to form a prism lens film 15. A total reflection prevention function layer consisting of the prism lens 33 is installed on one face to prevent total reflection of incident light. A light deflecting function layer consisting of the prism lenses 31 is installed on the other face to deflect an optical path of the light introduced from the one face. The prism lens film 15 is laminated on a flat surface light source 13 consisting of organic EL elements. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モバイルＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話、ノート・デスクトップＰＣ、銀行等のキャッシュディスペンサー端末等の表示装置や平面型テレビジョン等に用いられるプリズムレンズフィルム及びこれを用いた平面型発光装置に関する。   The present invention relates to a prism lens film used for a display device such as a mobile PC, a PDA, a mobile phone, a notebook / desktop PC, a cash dispenser terminal such as a bank, a flat television, and a flat light emitting device using the prism lens film.

従来、有機ＥＬ発光素子においては、発光光の利用効率が低く、ディスプレイとしての画面輝度が、他の液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネルＰＤＰなどと比較して劣るため、画面輝度を向上させることが望まれていた。このため、有機ＥＬ発光素子の素材を改良して発光効率を向上させたり、液晶ディスプレイで用いられているプリズムレンズフィルムを発光素子からなる光源に積層させて光利用効率を向上させる等の工夫が試みられている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, in organic EL light emitting devices, the efficiency of use of emitted light is low, and the screen brightness as a display is inferior to other liquid crystal displays, plasma display panels PDP, etc., so it is desirable to improve the screen brightness. It was. For this reason, improvements such as improving the light emission efficiency by improving the material of the organic EL light emitting element, and improving the light utilization efficiency by stacking the prism lens film used in the liquid crystal display on the light source composed of the light emitting element, etc. Attempts have been made (for example, see Patent Document 1).

特開平８−２６２２０６号公報JP-A-8-262206

ところで、プリズムレンズフィルムを用いることにより、ある程度の画面輝度の向上を図ることができるが、図１２に示すように、光源１に積層させたプリズムレンズフィルム２の光源１側の入射面が単なる平面であると、光源１からの光の一部が入射面にて全反射してしまい、光の利用効率の向上を顕著に望むことができなかった。   By the way, by using the prism lens film, the screen brightness can be improved to some extent. However, as shown in FIG. 12, the incident surface on the light source 1 side of the prism lens film 2 laminated on the light source 1 is a flat surface. In this case, a part of the light from the light source 1 is totally reflected on the incident surface, and it is impossible to remarkably improve the light utilization efficiency.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光源からの光の利用効率を大幅に向上させて画面輝度を良好に高めることが可能なプリズムレンズフィルム及びこれを用いた平面型発光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 circumstances, and a prism lens film capable of significantly improving the use efficiency of light from a light source and improving the screen brightness satisfactorily, and a planar light emitting device using the prism lens film. It is intended to provide.

上記目的を達成するために、本発明のプリズムレンズフィルムは、透光性フィルムの表裏両面に凹凸パターンが刻設され、該透光性フィルム内に導入された光を偏向して出射するプリズムレンズフィルムであって、前記透光性フィルムの一方の面に、入射光の全反射を防止するための全反射防止機能層が形成され、他方の面に、前記一方の面から前記透光性フィルム内に導入された光の光路を偏向する光偏向機能層が形成されており、前記光偏向機能層が、直線状に配列された複数のプリズムレンズからなることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the prism lens film of the present invention is a prism lens in which concave and convex patterns are engraved on both the front and back surfaces of a translucent film, and the light introduced into the translucent film is deflected and emitted. A total reflection preventing functional layer for preventing total reflection of incident light is formed on one surface of the translucent film, and the translucent film is formed on the other surface from the one surface. An optical deflection functional layer for deflecting an optical path of light introduced into the optical axis is formed, and the optical deflection functional layer is composed of a plurality of prism lenses arranged linearly.

このように、一方の面に入射光の全反射を防止する全反射防止機能層を設けたので、高い入射効率にて光を入射させて光偏向機能層から良好に出射させることができる。これにより、光源からの光の利用効率を大幅に向上させて画面輝度を高めることができる。   As described above, since the total reflection preventing functional layer for preventing the total reflection of incident light is provided on one surface, light can be incident with high incident efficiency and can be favorably emitted from the light deflection functional layer. Thereby, the utilization efficiency of the light from a light source can be improved significantly and screen brightness can be raised.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記全反射防止機能層が、直線状に配列された複数のプリズムレンズからなり、該全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角が６０゜〜１５０゜の範囲であり、かつ、前記光偏向機能層のプリズムレンズの頂角が３０゜〜１２０゜の範囲であることを特徴とする。   In the prism lens film of the present invention, the total reflection preventing functional layer is composed of a plurality of prism lenses arranged linearly, and the vertex angle of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is 60 ° to 150 °. And the vertical angle of the prism lens of the light deflection functional layer is in the range of 30 ° to 120 °.

このように、全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角を所定範囲内に設定することで、プリズムレンズフィルム内に導入される入射光の全反射を抑えて利用効率を高め、さらに、光偏向機能層のプリズムレンズの頂角を所定範囲内に設定することで、集光効果を高めることができる。   In this way, by setting the apex angle of the prism lens of the total reflection preventing functional layer within a predetermined range, the total reflection of incident light introduced into the prism lens film is suppressed and the use efficiency is improved, and further the light deflection The light collection effect can be enhanced by setting the apex angle of the prism lens of the functional layer within a predetermined range.

さらに、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角が、前記光偏向機能層のプリズムレンズの頂角より大きいことを特徴とする。   Furthermore, the prism lens film of the present invention is characterized in that an apex angle of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is larger than an apex angle of the prism lens of the light deflection functional layer.

これにより、全反射防止機能層のプリズムレンズによる入射光の拡散を抑え、光偏向機能層のプリズムレンズによる集光度合いを向上することができ、これらプリズムレンズの協働効果により、入射光が高効率でプリズムレンズフィルム内に導入され、十分な集光効果が得られる。   As a result, the diffusion of incident light by the prism lens of the total reflection preventing functional layer can be suppressed, and the degree of light condensing by the prism lens of the light deflection functional layer can be improved. It is efficiently introduced into the prism lens film, and a sufficient light collecting effect is obtained.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記光偏向機能層のプリズムレンズの隣接する頂部の間に、前記全反射防止機能層のプリズムレンズの頂部が配置されていることを特徴とする。   Moreover, the prism lens film of the present invention is characterized in that the top of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is disposed between the tops of the prism lenses of the light deflection functional layer adjacent to each other.

つまり、頂部が一つの場合はピッチが等しくなり、全反射防止機能層から導入された光が、出射方向を概ね揃えた状態で透過するようになり、導入された光を集光させて過度な分散を抑えることで光利用効率が向上する。また、頂部が複数の場合は、より平均化された光分布となる。   That is, when the number of the top portions is one, the pitch becomes equal, and the light introduced from the total reflection preventing functional layer is transmitted with the emission direction substantially aligned, and the introduced light is condensed to be excessive. Light utilization efficiency is improved by suppressing dispersion. Moreover, when there are a plurality of apexes, the light distribution is more averaged.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記光偏向機能層、前記全反射防止機能層の少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、所定の一定ピッチで形成されていることを特徴とする。   The prism lens film of the present invention is characterized in that the tops of at least one of the light deflection functional layer and the total reflection preventing functional layer are formed at a predetermined constant pitch.

このように、所定ピッチで規則性を有して頂部が形成されることで、光源からの光の集光性を高めることができる。   Thus, the condensing property of the light from a light source can be improved by forming a top part with regularity at a predetermined pitch.

さらに、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記光偏向機能層、前記全反射防止機能層の少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、それぞれ同一平面上に配置されていることを特徴とする。   Furthermore, the prism lens film of the present invention is characterized in that the tops of at least one of the light deflection functional layer and the total reflection preventing functional layer are arranged on the same plane.

これにより、プリズムレンズフィルムを他の光学部材に貼り合わせる場合に、双方の平面性を損なうことがない。よって、集光条件が変化することがない。   Thereby, when bonding a prism lens film to another optical member, both planarity is not impaired. Therefore, the condensing condition does not change.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、前記プリズムレンズが、屈折率１．４以上の材料により形成されていることを特徴とする。   The prism lens film of the present invention is characterized in that the prism lens is made of a material having a refractive index of 1.4 or more.

これにより、光の屈折効果が十分に得られ、良好な偏向効果を得ることができる。   Thereby, a sufficient light refraction effect can be obtained, and a good deflection effect can be obtained.

また、本発明のプリズムレンズフィルムは、上記のプリズムレンズフィルムを、前記プリズムレンズの配設方向と互いに直交させて重ね合わせたことを特徴とする。   The prism lens film of the present invention is characterized in that the prism lens films described above are superposed so as to be orthogonal to each other in the direction in which the prism lenses are arranged.

これにより、直交する２方向に対する透過光量が均等化されて、平面上で均等分布となった光束を得ることができる。   Thereby, the transmitted light quantity with respect to two orthogonal directions can be equalized, and a light beam having a uniform distribution on a plane can be obtained.

本発明の平面型発光装置は、上記のプリズムレンズフィルムと、該プリズムレンズフィルムの前記全反射防止機能層に対峙して設けられた光源とを備えたことを特徴とする。   A planar light-emitting device of the present invention includes the prism lens film described above and a light source provided to face the total reflection preventing functional layer of the prism lens film.

これにより、全反射防止機能層のプリズムレンズから全反射なく導入された光源からの光が、光偏向機能層のプリズムレンズによって集光されて出射され、均等な光分布の光束を出射することができ、高い表示品質を得ることができ、しかも、消費電力の低減を図ることができる。   As a result, the light from the light source introduced without total reflection from the prism lens of the total reflection preventing functional layer is condensed and emitted by the prism lens of the light deflection functional layer, and a light beam having a uniform light distribution can be emitted. In addition, high display quality can be obtained, and power consumption can be reduced.

また、本発明の平面型発光装置は、前記光源が、複数の微小領域単位で発光及び非発光状態を選択できる画素表示機能を有し、前記プリズムレンズフィルムの各プリズムレンズの配置ピッチが、前記微小領域に相当する画素の配置ピッチに略等しいことを特徴とする。   Further, in the planar light emitting device of the present invention, the light source has a pixel display function capable of selecting light emitting and non-light emitting states in units of a plurality of minute regions, and the arrangement pitch of each prism lens of the prism lens film is It is characterized by being approximately equal to the arrangement pitch of pixels corresponding to a minute region.

これにより、モアレ縞の発生を防止することができ、発光パターンが均一となり表示品質が向上する。   Thereby, generation | occurrence | production of a moire fringe can be prevented, a light emission pattern becomes uniform, and display quality improves.

さらに、本発明の平面型発光装置は、前記光源が有機ＥＬ素子であることを特徴とする。   Furthermore, the planar light-emitting device of the present invention is characterized in that the light source is an organic EL element.

これにより、薄型でフレキシブルにもでき、高輝度が得られる。   Thereby, it can be made thin and flexible, and high brightness can be obtained.

本発明のプリズムレンズフィルムによれば、一方の面に入射光の全反射を防止する全反射防止機能層を設けたので、高い入射効率にて光を入射させて光偏向機能層から良好に出射させることができる。これにより、光源からの光の利用効率を大幅に向上させて画面輝度を高めることができる。
そして、このプリズムレンズフィルムを用いた平面型発光装置によれば、全反射防止機能層のプリズムレンズから全反射なく導入された光源からの光を、光偏向機能層のプリズムレンズによって集光させて出射させ、均等な光分布の光束を出射することができ、高い表示品質を得ることができ、しかも、消費電力の低減を図ることができる。 According to the prism lens film of the present invention, since the total reflection preventing functional layer for preventing the total reflection of incident light is provided on one surface, the light is incident with high incident efficiency and is emitted from the light deflection functional layer satisfactorily. Can be made. Thereby, the utilization efficiency of the light from a light source can be improved significantly and screen brightness can be raised.
According to the planar light emitting device using this prism lens film, the light from the light source introduced without total reflection from the prism lens of the total reflection preventing functional layer is condensed by the prism lens of the light deflection functional layer. It is possible to emit light beams with uniform light distribution, to obtain high display quality, and to reduce power consumption.

以下、本発明に係るプリズムレンズフィルム及びこれを用いた平面型発光装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るプリズムレンズフィルムを用いた平面型発光装置の断面図、図２は、プリズムレンズフィルムの斜視図である。
図１に示すように、平面型発光装置１１は、有機ＥＬ素子からなる平面光源１３を備えており、この平面光源１３に、プリズムレンズフィルム１５が積層されている。 Preferred embodiments of a prism lens film and a planar light emitting device using the prism lens film according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a planar light emitting device using a prism lens film according to this embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the prism lens film.
As shown in FIG. 1, the planar light emitting device 11 includes a planar light source 13 made of an organic EL element, and a prism lens film 15 is laminated on the planar light source 13.

平面光源１３を構成する有機ＥＬ素子は、例えば、下部電極層１７と上部電極層１９との間に、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を順に積層した有機ＥＬ層２１が配設された構成とされている。有機ＥＬ層２１を構成する発光層は、電流注入に応じて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光を発生させるものである。また、正孔輸送層は、発光層への正孔注入効率を高め、かつ正孔注入層としての機能も兼ねるものであり、電子輸送層は、発光層への電子注入効率を高めるためのものである。なお、下部電極層１７は、本来の電極としての機能とともに、有機ＥＬ層２１の発光層にて発生した光を反射させるための反射層としての機能も兼ねている。   The organic EL element constituting the planar light source 13 includes, for example, an organic EL layer 21 in which a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially stacked between a lower electrode layer 17 and an upper electrode layer 19. It has been configured. The light emitting layer constituting the organic EL layer 21 generates red (R), green (G), and blue (B) light in response to current injection. In addition, the hole transport layer increases the efficiency of hole injection into the light emitting layer and also functions as a hole injection layer, and the electron transport layer is intended to increase the efficiency of electron injection into the light emitting layer. It is. The lower electrode layer 17 has a function as a reflection layer for reflecting light generated in the light emitting layer of the organic EL layer 21 in addition to the function as an original electrode.

プリズムレンズフィルム１５は、例えば、ガラス、プラスチック（ポリカーボネート、アクリル等）などによって成形された透光性フィルムからなり、透光性が高く平面性、成形性に富む材料が好適に用いられる。なお、このプリズムレンズフィルム１５の材料としては、集光効果を高める上で、屈折率が１．４以上のものが好ましい。   The prism lens film 15 is made of, for example, a light-transmitting film formed of glass, plastic (polycarbonate, acrylic, or the like), and a material having high light-transmitting property and high flatness and moldability is preferably used. In addition, as a material of this prism lens film 15, a thing with a refractive index of 1.4 or more is preferable for improving the condensing effect.

図２にも示すように、このプリズムレンズフィルム１５は、その表裏両面に凹凸パターンが刻設されて三角屋根形状のプリズムレンズ３１，３３が形成されている。そして、平面光源１３側と反対に形成されたプリズムレンズ３１が光偏向機能層とされ、平面光源１３側に形成されたプリズムレンズ３３が全反射防止機能層とされている。光偏向機能層及び全反射防止機能層のプリズムレンズ３１，３３は、それぞれ山部３１ａ，３３ａと谷部３１ｂ，３３ｂとを有し、いずれも直線状に配列されている。   As shown in FIG. 2, the prism lens film 15 has triangular roof-shaped prism lenses 31 and 33 formed by embossing concave and convex patterns on both front and back surfaces. The prism lens 31 formed opposite to the planar light source 13 side serves as a light deflection functional layer, and the prism lens 33 formed on the planar light source 13 side serves as a total reflection preventing functional layer. The prism lenses 31 and 33 of the light deflection functional layer and the total reflection preventing functional layer have crests 31a and 33a and troughs 31b and 33b, respectively, and both are arranged linearly.

ここで、光偏向機能層のプリズムレンズ３１の頂角θ1は、３０°〜１２０°の範囲とされ、また、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の頂角θ2は、６０°〜１５０°の範囲とされている。なお、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の頂角θ2は、光偏向機能層のプリズムレンズ３１の頂角θ1より大きいことが好ましい。また、光偏向機能層は、そのプリズムレンズ３１の頂部が所定の一定ピッチとされており、また、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の頂部は、光偏向機能層のプリズムレンズ３１の隣接する頂部の間に配置されている。 Here, the apex angle θ 1 of the prism lens 31 of the light deflection functional layer is in the range of 30 ° to 120 °, and the apex angle θ 2 of the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer is 60 ° to 150 °. It is in the range of °. The apex angle θ 2 of the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer is preferably larger than the apex angle θ 1 of the prism lens 31 of the light deflection functional layer. Further, the top portion of the prism lens 31 of the light deflection functional layer has a predetermined constant pitch, and the top portion of the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer is adjacent to the prism lens 31 of the light deflection functional layer. Located between the tops.

ここで、プリズムレンズフィルム１５の厚みは、必要最小限の厚みとすることが好ましい。
図３にプリズムレンズフィルムの各寸法を説明する説明図を示した。
いま、光偏向機能層のプリズムレンズ３１のピッチをＰ1、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３のピッチをＰ2とすると、光偏向機能層のプリズムレンズ３１の溝の深さｄｐ1及び全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の溝の深さｄｐ2は次式で表される。
ｄｐ1＝（Ｐ1／２）／ｔａｎ（θ1／２）
ｄｐ2＝（Ｐ2／２）／ｔａｎ（θ2／２） Here, the thickness of the prism lens film 15 is preferably set to a minimum necessary thickness.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the dimensions of the prism lens film.
If the pitch of the prism lens 31 of the light deflection functional layer is P 1 and the pitch of the prism lens 33 of the total reflection prevention functional layer is P 2 , the groove depth dp 1 of the prism lens 31 of the light deflection functional layer and the total pitch The groove depth dp 2 of the prism lens 33 of the antireflection functional layer is expressed by the following equation.
dp 1 = (P 1/2 ) / tan (θ 1/2)
dp 2 = (P 2/2 ) / tan (θ 2/2)

両面のプリズムレンズ３１，３３の間には、強度保持のためのベース部分を必要とする。その厚さｄbは、表示画像のぼけやコントラスト低下をさけるために薄い方が望ましく、次式の範囲が好適である。
０．２×Min（Ｐ1，Ｐ2）≦ｄb≦３×Min（Ｐ1，Ｐ2）
ここで、Min（Ｐ1，Ｐ2）は、Ｐ1，Ｐ2のうちいずれか小さい方を意味するものとする。 A base portion for maintaining strength is required between the prism lenses 31 and 33 on both sides. The thickness db is desirably thin in order to avoid blurring of the display image and a decrease in contrast, and the range of the following formula is preferable.
0.2 × Min (P 1 , P 2 ) ≦ db ≦ 3 × Min (P 1 , P 2 )
Here, Min (P 1 , P 2 ) means the smaller one of P 1 and P 2 .

また、プリズムレンズフィルム１５のプリズムレンズ３１，３３とベース部分とを合わせたフィルム全体の厚さｄtotは次式で表される。
ｄtot＝ｄｐ1＋ｄb＋ｄｐ2 The total thickness dtot of the prism lens film 15 including the prism lenses 31 and 33 and the base portion is expressed by the following equation.
dtot = dp 1 + db + dp 2

このｄtotの好ましい範囲はプリズムレンズ３１，３３の頂角θ1，θ2とプリズムレンズ３１，３３の頂部のピッチＰ1，Ｐ2によって異なるが、例として下記の場合についての値を示す。
θ1＝θ2＝ ９０°、Ｐ1＝Ｐ2＝５０μｍの場合、ｄtot＝６０〜１００μｍ
θ1＝θ2＝ ６０°、Ｐ1＝Ｐ2＝５０μｍの場合、ｄtot＝９７〜１３７μｍ
θ1＝θ2＝１２０°、Ｐ1＝Ｐ2＝５０μｍの場合、ｄtot＝３９〜７９μｍ The preferred range of dtot varies depending on the apex angles θ 1 and θ 2 of the prism lenses 31 and 33 and the pitches P 1 and P 2 of the apexes of the prism lenses 31 and 33, but the following values are given as examples.
When θ 1 = θ 2 = 90 ° and P 1 = P 2 = 50 μm, dtot = 60 to 100 μm
When θ 1 = θ 2 = 60 ° and P 1 = P 2 = 50 μm, dtot = 97 to 137 μm
When θ 1 = θ 2 = 120 ° and P 1 = P 2 = 50 μm, dtot = 39 to 79 μm

なお、光偏向機能層及び全反射防止機能層を構成するプリズムレンズ３１，３３の大きさは、ピッチＰ1，Ｐ２が、例えば、表示素子やカラーフィルター等のサイズと同等か小さいサイズ、すなわち、５μｍ〜５００μｍ程度となるように形成する。
また、平面光源１３からの光をプリズムレンズフィルム１５の方に拡散させるため、プリズムレンズフィルム１５の平面光源１３側に拡散板を入れても良く、また、平面光源１３からの光を反射させたり、プリズムレンズフィルム１５から反射された光を利用するため、平面光源１３の後ろ側（プリズムレンズフィルム１５と反対側）に、反射板や拡散板を入れても良い。 The prism lenses 31 and 33 constituting the light deflection functional layer and the total antireflection functional layer have pitches P 1 and P 2 that are equal to or smaller than, for example, a display element or a color filter. It forms so that it may become about 5 micrometers-500 micrometers.
Further, in order to diffuse the light from the planar light source 13 toward the prism lens film 15, a diffusion plate may be inserted on the planar light source 13 side of the prism lens film 15, and the light from the planar light source 13 may be reflected. In order to use the light reflected from the prism lens film 15, a reflecting plate or a diffusing plate may be inserted behind the flat light source 13 (on the side opposite to the prism lens film 15).

そして、上記のようなプリズムレンズフィルム１５を備えた平面型発光装置１１では、平面光源１３からの光がプリズムレンズフィルム１５内へ導かれ、その後、このプリズムレンズフィルム１５の光偏向機能層のプリズムレンズ３１から出射される。ここで、プリズムレンズフィルム１５は、平面光源１３側の面がプリズムレンズ３３からなる全反射防止機能層とされているので、図４に平面型発光装置の一部の断面図を示すように、平面光源１３からの光が反射しない十分な入射角を持たせることができる。これにより、平面光源１３からの光は、全反射することなくプリズムレンズフィルム１５へ入射することとなる。   In the planar light emitting device 11 including the prism lens film 15 as described above, light from the planar light source 13 is guided into the prism lens film 15, and then the prism of the light deflection function layer of the prism lens film 15. The light is emitted from the lens 31. Here, since the prism lens film 15 is a total reflection preventing functional layer including the prism lens 33 on the surface of the planar light source 13 side, as shown in FIG. A sufficient incident angle at which light from the planar light source 13 is not reflected can be provided. Thereby, the light from the planar light source 13 enters the prism lens film 15 without being totally reflected.

そして、このプリズムレンズフィルム１５へ入射した光は、光偏向機能層のプリズムレンズ３１から表面側へ出射される。ここで、光偏向機能層のプリズムレンズ３１から表面側へ出射される光は、このプリズムレンズ３１を通ることにより、図５にプリズムレンズフィルムによる光量分布の改善効果を示すグラフを示すように、光量分布が均一化され、光量のムラがなくされる。   The light incident on the prism lens film 15 is emitted from the prism lens 31 of the light deflection functional layer to the surface side. Here, the light emitted from the prism lens 31 of the light deflection functional layer to the surface side passes through the prism lens 31, and as shown in FIG. 5, a graph showing the effect of improving the light amount distribution by the prism lens film is shown. The light amount distribution is made uniform and unevenness in the light amount is eliminated.

以上、説明したように、本実施形態に係るプリズムレンズフィルム１５によれば、一方の面に入射光の全反射を防止するプリズムレンズ３３からなる全反射防止機能層を設けたので、高い入射効率にて光を入射させてプリズムレンズ３１からなる光偏向機能層から良好に出射させることができる。これにより、平面光源１３からの光の利用効率を大幅に向上させて画面輝度を高めることができる。   As described above, according to the prism lens film 15 according to the present embodiment, since the total reflection preventing functional layer including the prism lens 33 for preventing the total reflection of incident light is provided on one surface, high incident efficiency. Thus, light can be incident and can be satisfactorily emitted from the light deflection functional layer formed of the prism lens 31. Thereby, the utilization efficiency of the light from the planar light source 13 can be significantly improved and the screen brightness can be increased.

特に、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の頂角θ2を６０°〜１５０°の所定範囲内に設定することで、プリズムレンズフィルム１５内に導入される入射光の全反射を抑えて利用効率を高め、さらに、光偏向機能層のプリズムレンズ３１の頂角θ1を３０°〜１２０°の所定範囲内に設定することで、集光効果を高めることができる。 In particular, the total reflection of incident light introduced into the prism lens film 15 is suppressed by setting the apex angle θ 2 of the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer within a predetermined range of 60 ° to 150 °. Increasing efficiency, and further, by setting the apex angle θ 1 of the prism lens 31 of the light deflection functional layer within a predetermined range of 30 ° to 120 °, the light collection effect can be enhanced.

また、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の頂角θ2を光偏向機能層のプリズムレンズ３１の頂角θ1より大きくすることにより、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３による入射光の拡散を抑え、光偏向機能層のプリズムレンズ３１による集光度合いを向上することができ、これらプリズムレンズ３１，３３の協働効果により、入射光が高効率でプリズムレンズフィルム１５内に導入され、十分な集光効果が得られる。 Further, by making the apex angle θ 2 of the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer larger than the apex angle θ 1 of the prism lens 31 of the light deflection functional layer, diffusion of incident light by the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer. And the degree of light collection by the prism lens 31 of the light deflection function layer can be improved. Due to the cooperative effect of the prism lenses 31 and 33, incident light is introduced into the prism lens film 15 with high efficiency and sufficient. A light condensing effect can be obtained.

さらに、光偏向機能層のプリズムレンズ３１の隣接する頂部の間に、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３の頂部を配置したので、頂部が一つの場合はピッチＰ1，Ｐ2が等しくされ、全反射防止機能層から導入された光が、出射方向を概ね揃えた状態で透過するようになり、導入された光を集光させて過度な分散を抑えることで光利用効率が向上する。また、頂部が複数の場合は、より平均化された光分布となる。 Furthermore, since the top part of the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer is disposed between the adjacent top parts of the prism lens 31 of the light deflection functional layer, the pitches P 1 and P 2 are made equal when there is one top part, The light introduced from the total antireflection function layer is transmitted with the emission direction substantially aligned, and the light utilization efficiency is improved by condensing the introduced light and suppressing excessive dispersion. Moreover, when there are a plurality of apexes, the light distribution is more averaged.

また、光偏向機能層、全反射防止機能層のプリズムレンズ３１，３３の少なくともいずれかの頂部を、所定の一定ピッチで形成して規則性を持たせることにより、平面光源１３からの光の集光性を高めることができる。
また、屈折率１．４以上の材料によりプリズムレンズフィルム１５を形成することにより、光の屈折効果が十分に得られ、良好な偏向効果を得ることができる。 Further, the top of at least one of the prism lenses 31 and 33 of the light deflection functional layer and the total reflection preventing functional layer is formed at a predetermined constant pitch so as to have regularity, thereby collecting light from the planar light source 13. Light property can be improved.
Moreover, by forming the prism lens film 15 with a material having a refractive index of 1.4 or more, a sufficient light refraction effect can be obtained, and a good deflection effect can be obtained.

そして、上記プリズムレンズフィルム１５を用いた平面型発光装置１１によれば、全反射防止機能層のプリズムレンズ３３から全反射なく導入された平面光源１３からの光が、光偏向機能層のプリズムレンズ３１によって集光されて出射され、均等な光分布の光束を出射することができ、高い表示品質を得ることができ、しかも、消費電力の低減を図ることができる。
特に、平面光源１３として有機ＥＬ素子を用いることにより、薄型でフレキシブルにもでき、高輝度が得られる。 According to the planar light emitting device 11 using the prism lens film 15, the light from the planar light source 13 introduced without total reflection from the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer is converted into the prism lens of the light deflection functional layer. The light is condensed and emitted by the light source 31 and a light beam having a uniform light distribution can be emitted, high display quality can be obtained, and power consumption can be reduced.
In particular, by using an organic EL element as the planar light source 13, it can be made thin and flexible, and high luminance can be obtained.

なお、全反射防止機能層及び光偏向機能層は、少なくともいずれかのプリズムレンズ３１，３３の頂部が同一平面上に配置されていることが好ましく、このようにすると、平面光源１３と積層させた際に、双方の平面性を損なうことがなく、集光条件が変化することがない。
また、プリズムレンズフィルム１５の各プリズムレンズ３１，３３の配置ピッチＰとしては、図６に示すように、平面光源１３の発光及び非発光状態を選択できる微小領域単位の画素の配置ピッチＰｇと略等しくすることが好ましく、このようにすると、出射する光におけるモアレ縞の発生を防止することができ、発光パターンを均一として表示品質を向上させることができる。 The total reflection preventing functional layer and the light deflecting functional layer are preferably arranged such that at least the tops of any one of the prism lenses 31 and 33 are disposed on the same plane. In this way, the planar light source 13 is laminated. At the same time, the flatness of both is not impaired, and the light collecting condition does not change.
As shown in FIG. 6, the arrangement pitch P of the prism lenses 31 and 33 of the prism lens film 15 is substantially the same as the arrangement pitch Pg of a pixel in a minute area where the light emission and non-light emission states of the planar light source 13 can be selected. It is preferable to make them equal. In this way, the generation of moire fringes in the emitted light can be prevented, and the light emission pattern can be made uniform to improve the display quality.

図７は、図１に示すプリズムレンズフィルムにおけるプリズムレンズ３１，３３の各変形例（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を示す断面図である。ここで、プリズムレンズフィルム１５は、光偏向機能層及び全反射防止機能層をそれぞれ構成するプリズムレンズ３１，３３があるが、ここでは光偏向機能層を構成するプリズムレンズ３１を例に説明することとする。つまり、下記の変形例は、勿論全反射防止機能層のプリズムレンズ３３に対しても適用可能である。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing modifications (a), (b), (c), and (d) of the prism lenses 31 and 33 in the prism lens film shown in FIG. Here, the prism lens film 15 includes prism lenses 31 and 33 that respectively constitute a light deflection functional layer and a total reflection prevention functional layer. Here, the prism lens 31 that constitutes the light deflection functional layer will be described as an example. And That is, the following modified example can be applied to the prism lens 33 of the total reflection preventing functional layer.

図７（ａ）は、プリズムレンズ３１を正弦波状に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、滑らかに規則的に配置された山部３１ａと谷部３１ｂとからなる。
図７（ｂ）は、プリズムレンズ３１を台形状に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、矩形状の山部３１ａと谷部３１ｂとからなる。 FIG. 7A shows an example in which the prism lens 31 is formed in a sine wave shape. The concavo-convex pattern in this case is composed of peak portions 31a and valley portions 31b that are smoothly and regularly arranged.
FIG. 7B shows an example in which the prism lens 31 is formed in a trapezoidal shape. The concavo-convex pattern in this case consists of rectangular peak portions 31a and valley portions 31b.

図７（ｃ）は、プリズムレンズ３１を半円形状に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、半円形状の山部３１ａと、隣り合う山部３１ａ同士の間の谷部３１ｂとからなる。
図７（ｄ）は、三角状のプリズムレンズ３１の頂部を円形に形成した例である。この場合の凹凸パターンは、頂部が断面視半円形状に形成された山部３１ａと、断面視Ｖ字形状の谷部３１ｂとからなる。
いずれのパターンも、山部３１ａの頂部は平面上に配置されている。
以上のように、プリズムレンズの形状は、断面三角形状に限らず、種々の形状とすることができ、利用目的に応じて、成形性や集光の具合を鑑みて適宜選定することが望ましい。 FIG. 7C shows an example in which the prism lens 31 is formed in a semicircular shape. The concavo-convex pattern in this case includes a semicircular peak portion 31a and a valley portion 31b between the adjacent peak portions 31a.
FIG. 7D shows an example in which the top of the triangular prism lens 31 is formed in a circular shape. The concavo-convex pattern in this case is composed of a crest 31a whose top is formed in a semicircular shape in cross section and a trough 31b in a V shape in cross section.
In any pattern, the top of the peak portion 31a is arranged on a plane.
As described above, the shape of the prism lens is not limited to a triangular cross section, and may be various shapes, and it is desirable to appropriately select the shape according to the purpose of use in view of moldability and light collection.

次に、プリズムレンズフィルムの他の実施形態について説明する。
図８は、他の実施形態に係るプリズムレンズフィルムを示す斜視図である。
図に示すように、この実施形態では、前述したプリズムレンズフィルム１５が積層されている。また、これら積層されたプリズムレンズフィルム１５は、それぞれの光偏向機能層及び全反射防止機能層を構成するプリズムレンズ３１，３３の配設方向が、互いに直交とされている。 Next, other embodiments of the prism lens film will be described.
FIG. 8 is a perspective view showing a prism lens film according to another embodiment.
As shown in the figure, in this embodiment, the prism lens film 15 described above is laminated. Also, in the laminated prism lens film 15, the arrangement directions of the prism lenses 31 and 33 constituting the respective light deflection functional layer and total reflection preventing functional layer are orthogonal to each other.

そして、このようにプリズムレンズフィルム１５を、そのプリズムレンズ３１，３３の配設方向が直交するように積層させることにより、Ａ方向の光量バラツキは、下側のプリズムレンズフィルム１５により均一化され、Ｂ方向の光量バラツキは、上側のプリズムレンズフィルム１５により均一化される。
つまり、それぞれのプリズムレンズフィルム１５によって、直交する２方向に対する透過光量を均一化することができ、平面上で均等分布となった光束を得ることができ、表示品質を一層向上させることができる。 Then, by stacking the prism lens film 15 so that the arrangement directions of the prism lenses 31 and 33 are orthogonal to each other, the light amount variation in the A direction is made uniform by the lower prism lens film 15, The light amount variation in the B direction is made uniform by the upper prism lens film 15.
That is, each prism lens film 15 can uniformize the amount of transmitted light in two orthogonal directions, and can obtain a light beam having a uniform distribution on a plane, thereby further improving display quality.

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、平面光源１３としては、ＥＬ素子に限らず、ＬＥＤ、点状、円板状、球状のものを適用することができる。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, the planar light source 13 is not limited to an EL element, and may be an LED, a dot shape, a disk shape, or a spherical shape.

（実施例１）
プリズムレンズからなる全反射防止機能層及び光偏向機能層を備えたプリズムフィルムにおいて、光偏向機能層のプリズムレンズの頂角θ1を６０°及び９０°とし、それぞれの場合において全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角θ2を変化させ、そのときの相対輝度を測定した。なお、法線方向における輝度、輝度向上が望まれる所定角度範囲における輝度及び前方の全光量の輝度を測定した。それぞれの結果を図９及び図１０に示す。
図９に示すように、光偏向機能層のプリズムレンズの頂角θ1を６０°とした場合、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2が９０゜のときに集光効果が大きい（法線方向輝度と所定角度範囲輝度が共に大きい）ことが判った。
図１０に示すように、光偏向機能層のプリズムレンズの頂角θ1を９０°とした場合、入射側凹凸パターンのプリズムレンズの頂角θ2の変化による優劣が無い（法線方向輝度は１８０゜で大きいが、所定角度範囲輝度は優劣無し）ことが判った。 Example 1
In a prism film provided with a total reflection preventing functional layer and a light deflection functional layer made of a prism lens, the apex angle θ 1 of the prism lens of the light deflection functional layer is set to 60 ° and 90 °, and in each case, the total reflection prevention functional layer The relative angle at that time was measured while changing the apex angle θ 2 of the prism lens. In addition, the brightness | luminance in the normal line direction, the brightness | luminance in the predetermined angle range where a brightness | luminance improvement is desired, and the brightness | luminance of all the front light quantities were measured. Each result is shown in FIG. 9 and FIG.
As shown in FIG. 9, when the apex angle θ 1 of the prism lens of the light deflection functional layer is 60 °, the light collecting effect is large when the apex angle θ 2 of the prism lens of the incident side uneven pattern is 90 ° ( Both the normal direction luminance and the predetermined angle range luminance are large).
As shown in FIG. 10, when the apex angle θ 1 of the prism lens of the light deflection functional layer is 90 °, there is no superiority or inferiority due to the change of the apex angle θ 2 of the prism lens of the incident side uneven pattern (the luminance in the normal direction is 180). It was found that the brightness in the predetermined angle range is not superior or inferior).

（実施例２）
光偏向機能層のプリズムレンズの頂角θ1を６０°とした場合について、全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角θ2を９０°，１３５°，１８０°（平面）としたときのプリズムレンズフィルムの法線方向を０°とした光度の角度分布を測定した。その結果を図１１に示す。
図１１に示すように、全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角θ2を９０°とした場合に、法線方向からの角度に関わらず安定した光度が得られることがわかった。 (Example 2)
When the apex angle θ 1 of the prism lens of the light deflection functional layer is 60 °, the prism when the apex angle θ 2 of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is 90 °, 135 °, and 180 ° (plane) The angular distribution of luminous intensity with the normal direction of the lens film as 0 ° was measured. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 11, it was found that when the apex angle θ 2 of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is 90 °, a stable luminous intensity can be obtained regardless of the angle from the normal direction.

本実施形態に係るプリズムレンズフィルムを用いた平面型発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the planar light-emitting device using the prism lens film which concerns on this embodiment. プリズムレンズフィルムの斜視図である。It is a perspective view of a prism lens film. プリズムレンズフィルムの各寸法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining each dimension of a prism lens film. 平面型発光装置の一部の断面図である。It is a partial cross-sectional view of a planar light emitting device. プリズムレンズフィルムによる光量分布の改善効果を示すグラフである。It is a graph which shows the improvement effect of the light quantity distribution by a prism lens film. 平面型発光装置の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of a planar light-emitting device. プリズムレンズフィルムにおけるプリズムの各変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows each modification of the prism in a prism lens film. 他の実施形態に係るプリズムレンズフィルムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the prism lens film which concerns on other embodiment. 全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角と輝度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vertex angle of the prism lens of a total reflection prevention functional layer, and a brightness | luminance. 全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角と輝度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vertex angle of the prism lens of a total reflection prevention functional layer, and a brightness | luminance. 法線方向からの角度に対する光度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the luminous intensity with respect to the angle from a normal line direction. プリズムレンズフィルムにおける光源からの光の全反射を説明する平面型発光装置の一部の断面図である。It is sectional drawing of a part of flat type light-emitting device explaining the total reflection of the light from the light source in a prism lens film.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 平面型発光装置
１３ 平面光源（光源）
１５ プリズムレンズフィルム
３１ プリズムレンズ（光偏向機能層）
３３ プリズムレンズ（全反射防止機能層）
θ1，θ2 頂角 11 planar light emitting device 13 planar light source (light source)
15 Prism lens film 31 Prism lens (light deflection functional layer)
33 Prism lens (total reflection prevention functional layer)
θ 1 , θ 2 apex angle

Claims (11)

透光性フィルムの表裏両面に凹凸パターンが刻設され、該透光性フィルム内に導入された光を偏向して出射するプリズムレンズフィルムであって、
前記透光性フィルムの一方の面に、入射光の全反射を防止するための全反射防止機能層が形成され、
他方の面に、前記一方の面から前記透光性フィルム内に導入された光の光路を偏向する光偏向機能層が形成されており、
前記光偏向機能層が、直線状に配列された複数のプリズムレンズからなることを特徴とするプリズムレンズフィルム。 Convex and concave patterns are engraved on both the front and back surfaces of the translucent film, and a prism lens film that deflects and emits light introduced into the translucent film,
On one surface of the translucent film, a total reflection preventing functional layer for preventing total reflection of incident light is formed,
On the other surface, a light deflection functional layer that deflects an optical path of light introduced from the one surface into the translucent film is formed,
The prism lens film, wherein the light deflection functional layer is composed of a plurality of prism lenses arranged linearly. 前記全反射防止機能層が、直線状に配列された複数のプリズムレンズからなり、
該全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角が６０゜〜１５０゜の範囲であり、かつ、前記光偏向機能層のプリズムレンズの頂角が３０゜〜１２０゜の範囲であることを特徴とする請求項１記載のプリズムレンズフィルム。 The total reflection preventing functional layer is composed of a plurality of prism lenses arranged linearly,
The vertex angle of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is in the range of 60 ° to 150 °, and the vertex angle of the prism lens of the light deflection functional layer is in the range of 30 ° to 120 °. The prism lens film according to claim 1. 前記全反射防止機能層のプリズムレンズの頂角が、前記光偏向機能層のプリズムレンズの頂角より大きいことを特徴とする請求項２記載のプリズムレンズフィルム。   3. The prism lens film according to claim 2, wherein an apex angle of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is larger than an apex angle of the prism lens of the light deflection functional layer. 前記光偏向機能層のプリズムレンズの隣接する頂部の間に、前記全反射防止機能層のプリズムレンズの頂部が配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のプリズムレンズフィルム。   4. The prism lens film according to claim 2, wherein a top part of the prism lens of the total reflection preventing functional layer is disposed between adjacent top parts of the prism lens of the light deflection functional layer. 前記光偏向機能層、前記全反射防止機能層の少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、所定の一定ピッチで形成されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のプリズムレンズフィルム。   The top part of the prism lens of at least one of the light deflection functional layer and the total reflection preventing functional layer is formed at a predetermined constant pitch, according to any one of claims 2 to 4. The prism lens film described. 前記光偏向機能層、前記全反射防止機能層の少なくともいずれかのプリズムレンズの頂部が、それぞれ同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項２〜５記載のプリズムレンズフィルム。   6. The prism lens film according to claim 2, wherein the top portions of at least one of the light deflection functional layer and the total reflection preventing functional layer are arranged on the same plane. 前記プリズムレンズが、屈折率１．４以上の材料により形成されていることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載のプリズムレンズフィルム。   The prism lens film according to any one of claims 2 to 6, wherein the prism lens is made of a material having a refractive index of 1.4 or more. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のプリズムレンズフィルムを、前記プリズムレンズの配設方向と互いに直交させて重ね合わせたことを特徴とするプリズムレンズフィルム。   The prism lens film according to claim 1, wherein the prism lens films according to claim 1 are overlapped with each other so as to be orthogonal to the direction in which the prism lenses are arranged. 請求項１〜請求項８記載のプリズムレンズフィルムと、
該プリズムレンズフィルムの前記全反射防止機能層に対峙して設けられた光源とを備えたことを特徴とする平面型発光装置。 The prism lens film according to claim 1, and
A planar light emitting device comprising: a light source provided opposite to the total reflection preventing functional layer of the prism lens film. 前記光源が、複数の微小領域単位で発光及び非発光状態を選択できる画素表示機能を有し、
前記プリズムレンズフィルムの各プリズムレンズの配置ピッチが、前記微小領域に相当する画素の配置ピッチに略等しいことを特徴とする請求項９記載の平面型発光装置。 The light source has a pixel display function capable of selecting light emission and non-light emission states in units of a plurality of minute regions,
The planar light emitting device according to claim 9, wherein an arrangement pitch of the prism lenses of the prism lens film is substantially equal to an arrangement pitch of pixels corresponding to the minute region. 前記光源が有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の平面型発光装置。   The planar light-emitting device according to claim 9 or 10, wherein the light source is an organic EL element.
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