JP2007233017A

JP2007233017A - Lens sheet

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Publication number: JP2007233017A
Application number: JP2006054231A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Kanetani; 吉晴金谷; Yukio Shimamura; 幸男島村
Original assignee: Suntech Co
Current assignee: Suntech Co
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens sheet improved in the luminance in a front viewing field angle direction of a liquid crystal panel. <P>SOLUTION: The lens sheet is constituted by consecutively installing a plurality of lens arrays 2 each having a peak shape in section on at least one surface of a sheet-like base material layer 1 in the transverse direction of the base material layer 1, in which valley sides 23 of the lens arrays 2 are formed to the same plane shape and all of the heights of the adjacent lens arrays 2 are different. Also, the lens sheet in which the angles θ of elevation at the apexes of the adjacent lens arrays 2 are ≥10° and <40°, is equally well. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源から導光体を経て導かれた光線を一平面方向へ集光させるためのレンズシートに関するもののうち、特に、液晶ディスプレイ装置の液晶パネルと光源たる蛍光ランプ（熱陰極管や冷陰極管）の間に重畳されて組み込まれるレンズシートに関する。 The present invention relates to a lens sheet for condensing a light beam guided from a light source through a light guide in one plane direction. In particular, the present invention relates to a liquid crystal panel of a liquid crystal display device and a fluorescent lamp (hot cathode tube or cold lamp) as a light source. The present invention relates to a lens sheet that is superimposed and incorporated between cathode tubes).

現在汎用されている液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルを背面からライティングするバックライト機構が配設されている（配設順は図６に示すものと同様）。バックライト機構の構成は、液晶パネルから遠い順に、（１）管状の光源である蛍光管（熱陰極管や冷陰極管）、（２）蛍光ランプＬに隣接し、導光体内で液晶パネルに対し斜設された反射シート、（３）断面台形の透光板からなり、液晶パネルに平行な面を一構成面とする導光体、（４）導光体の前記一構成面に貼設された下拡散シート、（５）この下拡散シート上面に単数或いは複数枚重畳された断面鋸歯状（或いは蒲鉾状）のレンズシートという構成からなる。 In a liquid crystal display device that is currently widely used, a backlight mechanism for lighting the liquid crystal panel from the back is provided (the arrangement order is the same as that shown in FIG. 6). The structure of the backlight mechanism is as follows: (1) a fluorescent tube (hot cathode tube or cold cathode tube), which is a tubular light source, and (2) a fluorescent lamp L adjacent to the liquid crystal panel. (3) A light guide made of a light-transmitting plate having a trapezoidal cross section and having a plane parallel to the liquid crystal panel as one constituent surface, and (4) affixed to the one constituent surface of the light guide (5) A configuration of a lens sheet having a sawtooth (or bowl-shaped) cross section in which one or a plurality of sheets are superimposed on the upper surface of the lower diffusion sheet.

蛍光ランプＬから出て導光体内の反射シートで反射した細長い光は、導光体によって均一な面光源になり、下拡散フィルムで出射方向がやや調整され、レンズシートで液晶パネル側へ向かう垂直方向に集光される。これらによって配光が調整され、液晶パネル面に対して均一なライティングが可能になっている。 The elongated light that exits the fluorescent lamp L and is reflected by the reflection sheet in the light guide becomes a uniform surface light source by the light guide, the emission direction is slightly adjusted by the lower diffusion film, and the vertical direction toward the liquid crystal panel side by the lens sheet Focused in the direction. The light distribution is adjusted by these, and uniform lighting can be performed on the liquid crystal panel surface.

ここでレンズシートは、透過型及び反透過型液晶表示装置において、液晶パネルへ入光する分散光を集光し、もって、バックライトの輝度を向上するものであるところ、従来のレンズシートとして、片面に鋸歯状の連続凹凸加工を施し、断面山形のレンズアレイ２´を基材層１´上に連続形成してなるものが存在した（例えば、特許文献１、図８参照）。これは、鋸歯部分をレンズアレイ２´として、光の方向を平面内で一次元化させ、平面に略垂直な一方向へと整光する。 Here, in the transmissive and anti-transmissive liquid crystal display devices, the lens sheet collects dispersed light that enters the liquid crystal panel, thereby improving the luminance of the backlight. As a conventional lens sheet, There has been one in which a serrated continuous concave / convex process is performed on one surface, and a lens array 2 ′ having a mountain-shaped cross section is continuously formed on the base material layer 1 ′ (see, for example, Patent Document 1 and FIG. 8). In this case, the sawtooth portion is used as the lens array 2 ', the direction of light is made one-dimensional in the plane, and the light is adjusted in one direction substantially perpendicular to the plane.

ここで、頂角９０°の断面２等辺三角形の同一レンズ高さの組み合わせ配列からなる集光型プリズムレンズの視野角対輝度の特性試験結果を図３に、その視野角対輝度特性の試験結果を指向特性として表したものを図４に示す。（なお、測定系は図６に示すものと同様である。）この結果から、図８に示すような従来の高さ一定のレンズシートでは、正面視野角方向を外れた方向へ指向性をもって出射される光が実質的にロスされていることが判明した。 Here, FIG. 3 shows a viewing angle vs. luminance characteristic test result of a condensing prism lens composed of a combination array of the same lens height of isosceles triangles having an apex angle of 90 °, and the viewing angle vs. luminance characteristic test result. FIG. 4 shows the directional characteristics. (The measurement system is the same as that shown in FIG. 6.) From this result, the conventional lens sheet having a constant height as shown in FIG. 8 emits light with directivity in a direction away from the front viewing angle direction. It has been found that the light being lost is substantially lost.

すなわち、指向特性は図３に示すように、（Ａ）レンズ面の法線に対し正負４５°の視野角内にある正面視野角方向に指向性を持って出射される光と、（Ｂ）正負４５°を超えてレンズ面に沿って出射される斜め光との２種類が確認される。（なお、正負視野角で輝度特性が非対称なのは導光体から出射される光が非対称であることによるものでプリズムレンズによるものではない。）このうち（Ｂ）斜め光は、レンズ面の法線に対し±８０°近辺で最大輝度を持ち、レンズより出射される全光量の約36％に当たる(表１の±４５°以上の視野角に於ける光量)。正面視野角方向の輝度を重視する液晶ディスプレイに於いて輝度向上に寄与してない。 That is, as shown in FIG. 3, the directivity characteristics are as follows: (A) light emitted with directivity in the front viewing angle direction within a viewing angle of 45 ° positive and negative with respect to the normal of the lens surface; Two types of oblique light emitted along the lens surface exceeding positive and negative 45 ° are confirmed. (Incidentally, the luminance characteristic is asymmetrical between the positive and negative viewing angles because the light emitted from the light guide is asymmetrical and not due to the prism lens.) (B) Oblique light is normal to the lens surface. In contrast, it has a maximum luminance around ± 80 °, which corresponds to about 36% of the total amount of light emitted from the lens (the amount of light at a viewing angle of ± 45 ° or more in Table 1). It does not contribute to the improvement of the brightness in the liquid crystal display which places importance on the brightness in the front viewing angle direction.

従って、図８に示すような従来の高さ一定のレンズシートは、正面視野角方向の輝度に優れたものとはいえなかった。 Therefore, the conventional lens sheet having a constant height as shown in FIG. 8 cannot be said to be excellent in luminance in the front viewing angle direction.

特開平２−８４６１８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-84618

そこで、本発明は、液晶パネルの正面視野角方向の輝度を向上させたレンズシートを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a lens sheet that improves the luminance in the front viewing angle direction of the liquid crystal panel.

（１）本発明のレンズシートは、シート状の基材層１の少なくとも一面に、断面山型のレンズアレイ２を複数、基材層１の幅方向へ連設してなるレンズシートであって、レンズアレイ２の谷辺２３（すなわちレンズアレイ２の底面の両端辺）を同一平面状に形成し、隣接するレンズアレイ２の高さが複数のレンズアレイ２間で全て異なることを特徴とする。 (1) The lens sheet of the present invention is a lens sheet in which a plurality of cross-sectional mountain-shaped lens arrays 2 are continuously provided in the width direction of the base material layer 1 on at least one surface of the sheet-like base material layer 1. The valleys 23 of the lens array 2 (that is, both ends of the bottom surface of the lens array 2) are formed in the same plane, and the heights of the adjacent lens arrays 2 are all different among the plurality of lens arrays 2. .

（２）前記レンズシートは、隣接するレンズアレイ２の頂部同士の仰角θが、１０°以上４０°未満であることを特徴とするものでもよい。 (2) The lens sheet may be characterized in that an elevation angle θ between the tops of adjacent lens arrays 2 is 10 ° or more and less than 40 °.

（３）前記いずれかのレンズシートは、隣接するレンズアレイ２の高さｈが高低交互の順となるように配列されることを特徴とするものでもよい。 (3) Any one of the lens sheets may be arranged such that the heights h of adjacent lens arrays 2 are in an alternating order.

（４）前記いずれかのレンズシートは、隣接するレンズアレイ２の高低差（｜ｈ_ｉ−ｈ_ｉ−１｜、但しｉ：２以上の整数であって、基材層１の幅方向へ連設する複数のレンズアレイ２のうち、端から数えた２番目以降の順番を示す。）が、基材層１の幅方向へ順に規則的に配列されることを特徴とするものでもよい。 (4) said one of the lens sheet, the height difference between the adjacent lens array _{2 (| h i -h i-} 1 |, where i: 2 or more an integer, connecting the width direction of the base material layer 1 In the plurality of lens arrays 2 to be provided, the second and subsequent orders counted from the end are regularly arranged in order in the width direction of the base material layer 1.

（作用）
プリズムレンズレンズの高低差によりその仰角θ内の斜め光を再びレンズに取り込みレンズアレイ２及び基材層１の屈折、全反射により再利用する。この再利用により正面視野角方向の輝度向上を行うものである。 (Function)
The oblique light within the elevation angle θ is again taken into the lens due to the height difference of the prism lens and reused by refraction and total reflection of the lens array 2 and the base material layer 1. This reuse improves the luminance in the front viewing angle direction.

レンズアレイ２の高低差によって斜め出射光の再利用を行うことで、正面視野角方向の輝度を向上させたレンズシートを提供することができる。 By reusing obliquely emitted light depending on the height difference of the lens array 2, it is possible to provide a lens sheet with improved brightness in the front viewing angle direction.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例として示す図と共に説明する。図１は、本発明のレンズシートの端部を示す斜視概観図であり、図２は、実施例１および２の断面説明図であり、図３、図４はこれを構成する一レンズアレイ２について、それぞれ視野角対輝度特性、指向特性の試験結果であり、図５は、実施例１の出射光の指向特性を説明する断面説明図であり、図６は本発明のレンズシートのバックライトユニットへの配設順の説明図である。尚、図８は、従来の（一定高さのレンズアレイ２からなる）レンズシートの例の断面説明図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings shown as examples. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an end portion of a lens sheet of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of Examples 1 and 2, and FIGS. 3 and 4 are one lens array 2 constituting the same. 5 is a test result of viewing angle versus luminance characteristics and directivity characteristics, FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view illustrating directivity characteristics of emitted light of Example 1, and FIG. 6 is a backlight of the lens sheet of the present invention. It is explanatory drawing of the arrangement | positioning order to a unit. FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view of an example of a conventional lens sheet (consisting of a lens array 2 having a constant height).

以下の実施例を含む本発明のレンズシートは、液晶パネルと光源との間へ、直接或いは間接的に重畳されて、液晶画面表示装置或いはその一部であるバックライト機構に組み込まれるものである。その構成は、重畳される液晶パネルに対応した形状の透光性のシート状の基材層１と、この基材層１の少なくとも一面に連設された複数のレンズアレイ２からなるプリズム層２０とを具備してなる。ここで各レンズアレイ２は、横臥した断面視山形の柱体からなる。各レンズアレイ２が底面の端辺同士で連なって、間隔をあけることなく且つ重なり合うことなく連設されることで、複数のレンズアレイ２によるプリズム層２０が形成される。これにより、各レンズアレイ２の底面および谷辺２３が、本発明のレンズシート全体で一平面を構成する。ここで、隣接するレンズアレイ２の頂部同士の仰角θが、１０°以上４０°未満である。 The lens sheet of the present invention including the following embodiments is directly or indirectly superimposed between a liquid crystal panel and a light source, and is incorporated in a liquid crystal screen display device or a backlight mechanism that is a part thereof. . The configuration is such that a prismatic layer 20 comprising a translucent sheet-like base material layer 1 having a shape corresponding to the liquid crystal panel to be superimposed, and a plurality of lens arrays 2 connected to at least one surface of the base material layer 1. It comprises. Here, each lens array 2 is formed of a pillar body having a mountain shape in cross section. The prism layers 20 are formed by the plurality of lens arrays 2 by connecting the lens arrays 2 at the edges of the bottom surface and connecting the lens arrays 2 without gaps and without overlapping. Thereby, the bottom face and valley 23 of each lens array 2 constitute one plane with the whole lens sheet of the present invention. Here, the elevation angle θ between the apexes of the adjacent lens arrays 2 is 10 ° or more and less than 40 °.

また、隣接するレンズアレイ２の高さｈ_ｉ−１、ｈ_ｉ、ｈ_ｉ＋１、（ここでｉは、２以上の正の整数であって、幅方向に連設されるレンズアレイの、端からの順番を示す。但し、２番目以降の順番に限る。）が高低交互の順となるように配列される。すなわち、端から（ｉ−１）番目のレンズアレイ２の高さをｈ_ｉ−１、端からｉ番目のレンズアレイ２の高さをｈ_ｉ、端から（ｉ＋１）番目のレンズアレイ２の高さをｈ_ｉ＋１としたとき、（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ−１）（ｈ_ｉ＋１−ｈ_ｉ）＜０である。 Further, the heights h _i−1 , h _i , h _{i + 1 of} the adjacent lens array 2 (where i is a positive integer of 2 or more, and from the end of the lens array arranged in the width direction) (However, it is limited to the second and subsequent orders.) Are arranged in an alternating order of high and low. That is, the height of the (i−1) -th lens array 2 from the end is h _i−1 , the height of the _i- th lens array 2 from the end is h _i , and the height of the (i + 1) -th lens array 2 from the end. When the height is h _{i + 1} , (h _i −h _i−1 ) (h _{i + 1} −h _i ) <0.

更に、隣接するレンズアレイ２の高低差（（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ−１）、（ｈ_ｉ＋１−ｈ_ｉ）、（ｈ_ｉ＋２−ｈ_ｉ＋１）、（ｈ_ｉ＋３−ｈ_ｉ＋２）、・・・の値）が、基材層１の幅方向へ順に規則的に配列されるか、或いは不規則的に配列される。 Furthermore, the height difference between the adjacent lens array _{_{_{_{2 ((h i -h i-}}}} 1), (h i + 1 -h i), (h i + 2 -h i + 1), (h i + 3 -h i + 2), ··· value ) Are regularly arranged in order in the width direction of the base material layer 1 or irregularly arranged.

基材層１の幅方向へ順に規則的に配列されるとは、例えば（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ−１）、（ｈ_ｉ＋１−ｈ_ｉ）、（ｈ_ｉ＋２−ｈ_ｉ＋１）、（ｈ_ｉ＋３−ｈ_ｉ＋２）、・・・の値群が、ある定数を乗じ、或いは／更に他の定数を加減してなる値群からなることをいう。
或いは基材層１の幅方向へ順に不規則的に配列されるとは、例えば（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ−１）、（ｈ_ｉ＋１−ｈ_ｉ）、（ｈ_ｉ＋２−ｈ_ｉ＋１）、（ｈ_ｉ＋３−ｈ_ｉ＋２）、・・・の値群が、規則性を持たずにランダムな不特定数を乗じ、或いは／更に他の不特定数を加減してなる値群からなり、乱数を形成することをいう。以下、各構成について詳説する。 The width direction of the base material layer 1 and are regularly arranged in the order, for example _{_{_{_{(h i -h i-1)}}}} , (h i + 1 -h i), (h i + 2 -h i + 1), (h i + 3 -h The value group of _{i + 2} ),... consists of a value group obtained by multiplying a certain constant and / or further adjusting another constant.
Or, to be sequentially irregularly arranged in the width direction of the base material layer 1, for example _{_{_{_{(h i -h i-1)}}}} , (h i + 1 -h i), (h i + 2 -h i + 1), (h i + 3 −h _{i + 2} ),... Are formed of a group of values obtained by multiplying a random unspecified number without regularity, and / or adding or subtracting another unspecified number to form a random number. Say. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

（基材層１）
基材層１はレンズシートの強度を確保すると共に、複数のレンズアレイ２を支持する層であり、シート状の板又はフィルムであり、完全又は不完全な透明性を有する。主たる構成材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、透明ガラス、無機透明物質等の透明質のものであれば使用可能である。基材層厚さ１ｈは特に限定するものではないが、加工の容易性、ハンドリング性、用途に応じた弾性、耐久性等を考慮して、１０μｍｍ〜５００μｍｍ程度が好ましい。基材層１の両面のうち、レンズアレイ２の形成される面は平面からなる。 (Base material layer 1)
The base material layer 1 is a layer that secures the strength of the lens sheet and supports the plurality of lens arrays 2, and is a sheet-like plate or film, and has complete or incomplete transparency. As the main constituent material, any transparent material such as polyethylene terephthalate (PET) resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, transparent glass, inorganic transparent material, etc. can be used. The substrate layer thickness 1h is not particularly limited, but is preferably about 10 μm to 500 μm in consideration of ease of processing, handling properties, elasticity, durability, etc. according to the application. Of the two surfaces of the base material layer 1, the surface on which the lens array 2 is formed is a flat surface.

（プリズム層２０）
プリズム層２０は、複数の連設されたレンズアレイ２から構成される透明又は半透明樹脂層であり、平坦なプリズム下面２２から下拡散シートを透過した透過光を入射させ、連続山形の頂部方向へ光を透過させることで、レンズ効果（所定角度内への屈折効果）を発生させ、連続山形の稜線と平行な光へと整光するものである。 (Prism layer 20)
The prism layer 20 is a transparent or semi-transparent resin layer composed of a plurality of continuously arranged lens arrays 2, and transmits transmitted light that has passed through the lower diffusion sheet from the flat prism lower surface 22, and the continuous mountain-shaped top direction. By transmitting light to the lens, a lens effect (refractive effect within a predetermined angle) is generated, and light is adjusted to light parallel to the ridgeline of the continuous mountain shape.

レンズアレイ２は、頂部ｔを境とする左右対称のプリズム上面２１と、平坦なプリズム下面２２とを有してなる。断面の山形形状は、複数のレンズアレイ２同士で連設される底面から上方へ向って幅小となるものであればよく、図１〜図３のような傾斜２直線の他、複数直線による半多角形形状、曲線による山型形状等、任意の形状を採用することができる。但し、レンズアレイ２の底面たる下面はレンズ機能のために平坦であり、断面視において入光方向と略垂直に交わる直線或いは緩曲線からなる。 The lens array 2 includes a prism upper surface 21 that is symmetrical with respect to the apex t, and a flat prism lower surface 22. The chevron shape of the cross section only needs to be narrower upward from the bottom surface continuously provided by the plurality of lens arrays 2, and includes a plurality of straight lines in addition to the inclined two straight lines as shown in FIGS. 1 to 3. Arbitrary shapes such as a semi-polygonal shape and a mountain shape with a curve can be adopted. However, the lower surface, which is the bottom surface of the lens array 2, is flat for the lens function, and consists of a straight line or a gentle curve that intersects the light incident direction substantially perpendicularly in a sectional view.

プリズム層２０の主たる構成材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、透明ガラス、無機透明物質等の透明質のものであれば使用可能である。層厚さ（実施例ではすなわちレンズアレイ２の高さｈ）は特に限定するものではないが、加工の容易性、ハンドリング性、用途に応じた弾性、耐久性等を考慮して、１０μｍｍ〜５００μｍｍ程度が好ましい。 As the main constituent material of the prism layer 20, any transparent material such as polyethylene terephthalate (PET) resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, transparent glass, inorganic transparent material, and the like can be used. The layer thickness (that is, the height h of the lens array 2 in the embodiment) is not particularly limited. However, in consideration of ease of processing, handling properties, elasticity according to the application, durability, etc., 10 μm to 500 μmm The degree is preferred.

基材層１と同一樹脂を主成分とすれば、層境界での光の入光方向への反射をより効果的に抑えることができ、輝度にも優れたものとなる。また同一樹脂を主成分とすれば、特に実施例１のように隣接層の構成樹脂同士を密着させた上で一体硬化させる場合に、層同士の密着性がよいものとなる。なお、さらにいえば、隣接する二層は、各層のＳＰ値が（±４〔（Ｊ/ｃｍ^３）^１／２〕以内、更には±２〔（（Ｊ/ｃｍ^３）^１／２〕以内の差で）近似することが好ましい。但し、ＳＰ値δ〔（Ｊ/ｃｍ^３）^１／２〕はＦｅｄｏｒｓによる膨潤度法で測定したときの値とする。 If the same resin as that of the base material layer 1 is used as a main component, reflection of light at the layer boundary in the light incident direction can be more effectively suppressed, and the luminance can be improved. If the same resin is the main component, particularly when the constituent resins of adjacent layers are brought into close contact with each other as in Example 1 and are integrally cured, the adhesion between the layers becomes good. Furthermore, the two adjacent layers have an SP value of each layer within (± 4 [(J / cm ³ ) ^1/2 ], and further within ± 2 [((J / cm ³ ) ^1/2 ]]. However, the SP value δ [(J / cm ³ ) ^1/2 ] is a value measured by the swelling degree method by Fedors.

（レンズアレイ２）
レンズアレイ２は断面山型の柱体であり、基材層１に横臥して形成される。さらにいえば断面は二等辺三角形である。底面から頂部までの距離がレンズアレイ２の高さｈである。この柱体が横臥して、底面に当る柱体の一面が基材層１の少なくとも一面と接するように設けられる。 (Lens Array 2)
The lens array 2 is a pillar having a mountain-shaped cross section, and is formed on the base material layer 1 so as to lie on the side. Furthermore, the cross section is an isosceles triangle. The distance from the bottom surface to the top portion is the height h of the lens array 2. The columnar body is provided so that one surface of the columnar body that contacts the bottom surface is in contact with at least one surface of the base material layer 1.

基材層１の一面と同様、横臥した柱体の底面に当る柱体の一面もまた平面からなる。この平面同士が当接した状態でレンズアレイ２が基材層１上に形成される。ここで、「基材層１上に形成される」とは、基材層１上に形成された形態からなることを意味する。必ずしも基材層１と区別できる形態であるという趣旨ではなく、基材層１とレンズアレイ２とが、同一成分或いは同一の主成分の樹脂からなり、一体的に構成されるものでもよい。また、製法上必ずしも基材層１の上面に取着形成することに限定する趣旨でもなく、例えば押し出し成形やローラー切断等によって基材層１の上面に溝を形成するものでも良い。 Similarly to the one surface of the base material layer 1, the one surface of the column that hits the bottom surface of the lying column is also a flat surface. The lens array 2 is formed on the base material layer 1 in a state where the flat surfaces are in contact with each other. Here, “formed on the base material layer 1” means having a form formed on the base material layer 1. The base layer 1 and the lens array 2 are not necessarily intended to be distinguished from the base layer 1, and the base layer 1 and the lens array 2 may be made of the same component or the same main component resin, and may be configured integrally. Moreover, it does not necessarily limit to forming on the upper surface of the base material layer 1 on a manufacturing method, For example, you may form a groove | channel on the upper surface of the base material layer 1 by extrusion molding, roller cutting, etc., for example.

そして、複数のレンズアレイ２が、それぞれの隣り合う各辺が接するようにして、これら平面同士が当接するように、基材層１上に設けられる。このとき、レンズアレイ２が互いに重なり合うことなく、且つ間隔をあけることなく連設されることで、連設されたレンズアレイ２が基材層１の平面上にて谷辺２３を構成する。即ち、山型の頂辺を除いた底面の左右両辺が、それぞれ隣接するレンズアレイ２同士で互いに接して谷辺２３を構成する。 Then, the plurality of lens arrays 2 are provided on the base material layer 1 so that the respective adjacent sides are in contact with each other and the planes are in contact with each other. At this time, the lens arrays 2 are continuously arranged without being overlapped with each other and without being spaced from each other, so that the continuously arranged lens array 2 forms a valley 23 on the plane of the base material layer 1. That is, the left and right sides of the bottom surface excluding the crest-shaped top side are in contact with each other between the adjacent lens arrays 2 to form the valley side 23.

（高さｈの異なるレンズアレイ２）
複数のレンズアレイ２のいずれかは、高さｈの異なるレンズアレイ２である。複数のレンズアレイ２は少なくとも、それぞれ複数の、第一の高さｈ_ａを有する第一のレンズアレイ２と、前記第一の高さ（断面底辺から）とは異なった第二の高さｈ_ｂを有する第二のレンズアレイ２と、から構成される。更に、前記第一の高さ及び前記第二の高さといずれも異なった第三の高さｈ_ｃを有する第三のレンズアレイ２を具備するものでもよく、或いは前記第三のレンズアレイ２に加えて更に、前記第一の高さｈ_ａ、前記第二の高さｈ_ｂ及び前記第三の高さｈ_ｃのいずれとも異なった第四の高さｈ_ｄを有する第四のレンズアレイ２を具備するものでもよい。 (Lens array 2 with different height h)
One of the plurality of lens arrays 2 is a lens array 2 having a different height h. The plurality of lens arrays 2 includes at least a plurality of first lens arrays 2 each having _a first height ha, and a second height h different from the first height (from the bottom of the cross section). a second lens array 2 having _b . Further, the third lens array 2 may include a third lens array 2 having a third height h _c different from both the first height and the second height. Additionally further, the first height h _a, the second fourth lens array having a height h _b, and fourth height h _d a different than either of the third height h _c 2 May be provided.

（高低交互の順に連設）
本発明のレンズシートは、複数のレンズアレイ２が高低交互の順に連設してなること、すなわち隣接するレンズアレイ２の高さの関係が、高低交互となるように連設してなるレンズシートであることを特徴とする。この様なレンズシートは、連設されるレンズアレイ２の山型断面を確認しうる断面視にて、基材層１上面の複数のレンズアレイ２を、基材層１の一端から順に１、２、３、・・・ｎ番目のレンズアレイ２と呼ぶとき、奇数番目のレンズアレイ２の高さｈ_２ｎ+１と偶数番目のレンズアレイ２の高さｈ_２ｎの大小関係すなわち（ｈ_２ｎ+１−ｈ_２ｎ）の値の正負は、必ず正又は負のいずれかで一定である。 (Continuously arranged in order of high and low)
The lens sheet of the present invention is a lens sheet in which a plurality of lens arrays 2 are arranged in an alternating sequence of heights, that is, a lens sheet in which the height relationship between adjacent lens arrays 2 is arranged alternately. It is characterized by being. Such a lens sheet has a plurality of lens arrays 2 on the upper surface of the base material layer 1 in order from one end of the base material layer 1 in a cross-sectional view in which a mountain-shaped cross section of the lens array 2 provided continuously can be confirmed. 2, 3,... N-th lens array 2, the magnitude relationship between the height h _{2n + 1} of the odd-numbered lens array 2 and the height h _2n of the even-numbered lens array 2, that is, (h _{2n +} The sign of ₁ −h _2n ) is always positive or negative and constant.

このような高低交互となるものは例えば、第一のレンズアレイ２と第二のレンズアレイ２という２種類のレンズアレイ２を交互に連設してなるレンズシートが挙げられる。第一のレンズアレイ２の高さｈ_ａと第一のレンズアレイ２の高さｈ_ｂとは異なり、幅方向に連設するレンズアレイの高さは順に、ｈ_ａ、ｈ_ｂ、ｈ_ａ、ｈ_ｂ、・・・の繰り返しとなり、隣設するレンズアレイ２の高さｈの差（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ-１）は、連設される幅方向の順に、正値、負値、正値、負値・・・を繰り返し（すなわち、（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ-１）（ｈ_ｉ+１−ｈ_ｉ）＜０が成立し、）、かつ高さｈの差（ｈ_ｉ−ｈ_ｉ-１）の絶対値は同一である。 For example, a lens sheet in which two types of lens arrays 2, that is, a first lens array 2 and a second lens array 2 are alternately arranged, may be used. Unlike the height h _a of the first lens array 2 and the height h _{b of} the first lens array 2, the heights of the lens arrays arranged in the width direction are in order of h _a , h _b , h _a , h _b ,... is repeated, and the difference (h _i −h _i−1 ) in the height h of the adjacent lens array 2 is a positive value, a negative value, and a positive value in the order of the arranged width direction. repeatedly negative value ... _{_{(i.e., (h i -h i-1}} ) (h i + 1 -h i) <0 is satisfied), and the height difference h _(h i -h _i- The absolute value of ₁ ) is the same.

（隣接する頂部同士の仰角θ）
谷辺２３を同一平面状に形成し規則的な高低差のレンズ配列の組み合わせに於いては、高低差を有して隣り合うプリズムレンズにおいて、頂部同士の仰角θ即ち、「高さの低い一方のレンズアレイ２の頂部から見た、隣接する（高さの高い）他方のレンズアレイ２の頂部に対する仰角θ」が、少なくとも１０°以上４０°未満の範囲にあることが好ましい。この仰角θの範囲のなかでも、１２°以上３７°未満であることが好ましく、更には、１９°以上２８°以下であることが好ましい。これらの仰角θ範囲であると、下記実施例に示すように、例えば断面直角二等辺三角形の高低２種類のレンズアレイ２を交互配列した場合において、それぞれ２％以上（１０°以上４０°未満の場合）、３％以上（１２°以上３７°未満の範囲）、５％超（１９°以上２８°以下の範囲）の輝度上昇率が見込める。このような仰角θの組み合わせにより正面視野角方向の輝度上昇率の最適化を図ることができる。 (Elevation angle θ between adjacent apexes)
In the combination of the lens array having the valleys 23 formed in the same plane and having the regular height difference, in the prism lenses adjacent to each other with the height difference, the elevation angle θ between the apexes, that is, “one of the low heights” The elevation angle θ ”with respect to the top of the other adjacent (high) lens array 2 as viewed from the top of the lens array 2 is preferably in the range of at least 10 ° and less than 40 °. Within the range of the elevation angle θ, it is preferably 12 ° or more and less than 37 °, and more preferably 19 ° or more and 28 ° or less. When the elevation angle θ is within the range, as shown in the following examples, for example, when two types of high and low-profile lens arrays 2 having a right angle isosceles triangle cross section are alternately arranged, each is 2% or more (10 ° or more and less than 40 °). Case) A luminance increase rate of 3% or more (range of 12 ° or more and less than 37 °) or more than 5% (range of 19 ° or more and 28 ° or less) can be expected. The combination of such elevation angles θ can optimize the luminance increase rate in the front viewing angle direction.

（作用）
このようなレンズシートを、反射シート、下拡散シートを備えたバックライトユニットへ組み込むことで、以下の作用がある。すなわちバックライトユニットの側方の光源から出て反射シートで液晶パネルに対して斜めに反射し、下拡散シートを通過した光は、組み込まれた本発明のレンズシートの下面から上面へと透過する。この透過光がプリズム層２０を通過することによって整光される。このとき、谷辺２３を同一平面としながら隣接するレンズアレイ２に高低差を設けることによって、低い側のレンズアレイ２から仰角θ内に反射した光の一部は、高い側のレンズアレイ２によって全反射し、レンズシートの下面方向へ戻ることで再利用される。すなわち、レンズシートの下面方向への戻り光の一部は、基材層１の下面、下拡散シート、或いは反射シートによって再び全反射され、本発明のレンズシートの下面から上面へと再透過し、レンズアレイ２によって屈折して整光される。整光は、プリズム層２０と基材層１の密着によって、各層の隣接する層境界で透過光が入光方向へ大きく反射することが無く、また一体化成形と相俟って、整光機能がこうか連続的に達成される。 (Function)
By incorporating such a lens sheet into a backlight unit having a reflection sheet and a lower diffusion sheet, the following effects can be obtained. That is, the light that has exited from the light source on the side of the backlight unit and reflected obliquely with respect to the liquid crystal panel by the reflection sheet and passed through the lower diffusion sheet is transmitted from the lower surface to the upper surface of the lens sheet of the present invention. . The transmitted light is adjusted by passing through the prism layer 20. At this time, by providing a difference in elevation between the adjacent lens arrays 2 while making the valleys 23 the same plane, a part of the light reflected from the lower lens array 2 within the elevation angle θ is caused by the higher lens array 2. It is totally reflected and reused by returning to the lower surface of the lens sheet. That is, part of the return light toward the lower surface of the lens sheet is totally reflected again by the lower surface of the base material layer 1, the lower diffusion sheet, or the reflection sheet, and retransmits from the lower surface to the upper surface of the lens sheet of the present invention. Then, the light is refracted by the lens array 2 and is adjusted. As for the light control, the transmitted light is not greatly reflected in the light incident direction at the boundary between adjacent layers due to the close contact between the prism layer 20 and the base material layer 1, and the light control function is combined with the integrated molding. This is achieved continuously.

（規則的配列のレンズシート）
本発明の実施例１のレンズシートは、高さの異なる複数種のレンズアレイ２がそれぞれ複数、規則的に連設される。具体的には、高さの異なる所定の複数のレンズアレイ２が所定の順番に連設されてレンズアレイ２群を構成してなり、このレンズアレイ２群が複数、同じ向きに連設されてなるレンズシートである。 (Regularly arranged lens sheets)
In the lens sheet of Example 1 of the present invention, a plurality of types of lens arrays 2 having different heights are regularly arranged in series. Specifically, a plurality of predetermined lens arrays 2 having different heights are arranged in a predetermined order to form a lens array 2 group, and a plurality of the lens array 2 groups are arranged in the same direction. It is a lens sheet.

ここで隣接するレンズアレイ２の高低差が、連設される順に規則的な数値となるようにして、レンズアレイ２が高低交互に配列されるものとしている。例えば実施例１では２種類のレンズアレイ２が交互に連設されるため、高低差は絶対値同一で、正負の符号のみがレンズアレイ２の連設順に交互に繰り返される。 Here, it is assumed that the lens arrays 2 are alternately arranged so that the height difference between adjacent lens arrays 2 becomes a regular numerical value in the order in which they are arranged. For example, in Example 1, since two types of lens arrays 2 are alternately arranged, the height difference is the same in absolute value, and only positive and negative signs are alternately repeated in the order in which the lens arrays 2 are arranged.

上記実施例１において斜め光の再利用を示す。図５に、実施例１の高さの異なるレンズアレイ２から出射される各レンズの指向特性を示す。その比較例（従来例）として図８に、同じ高さのレンズアレイ２から出射される従来のレンズシートの各レンズアレイ２´の指向特性を示す。 In the first embodiment, the reuse of oblique light is shown. FIG. 5 shows the directivity characteristics of the lenses emitted from the lens array 2 having different heights according to the first embodiment. As a comparative example (conventional example), FIG. 8 shows the directivity characteristics of each lens array 2 ′ of a conventional lens sheet emitted from the lens array 2 having the same height.

（図８（ａ）の）高さｈ_ａ、ｈ_ｂの規則配列で、レンズアレイ２が頂角９０°の二等辺三角形において、数式１に示すように、高さｈ_ａ、ｈ_ｂ(ｈ_ａ＞ｈ_ｂ)の高さの比をＲとしたとき、ｈ_ｂを基点とするｈ_ａに対する仰角θは数式２に示すものとなる。 In an isosceles triangle with a regular array of heights h _a and h _b (of FIG. 8A) and an apex angle of 90 °, the heights h _a and h _b (h _When the height ratio of _a > h _b ) is R, the elevation angle θ with respect to h _a with h _b as a base point is as shown in Equation 2.

ここで、Ｒとθ〔°〕との関係は表１に示すものである。

Here, the relationship between R and θ [°] is shown in Table 1.

図６に示すように、低い側の高さｈ_ｂから出射されるθ°内の斜め光の一部は、隣接する高さｈ_ａのレンズアレイに入射され屈折及び全反射により、下拡散シートへ一部は基材層１の下面（入光面）で全反射され再利用される。

As shown in FIG. 6, a portion of the lower side of the height h _b oblique light in theta ° emitted from the refraction and total reflection is incident on the lens array of adjacent height h _a, the lower diffusion sheet A part of the hem is totally reflected on the lower surface (light incident surface) of the base material layer 1 and reused.

例えば、頂角９０°の断面二等辺三角形のレンズアレイ２に於いて、数式３に示すように、第一の低い側の高さｈ_ａが第二の高い側の高さｈ_ｂの２倍の場合には、表１よりθ＝１８．４°となる。 For example, in the lens array 2 having an isosceles triangle cross section with an apex angle of 90 °, the first lower side height _ha is twice the second higher side height h _b as shown in Equation 3. In this case, θ = 18.4 ° from Table 1.

このとき、ｈ_ｂから出る光の各視野角内における光量の配分は表２のようになる。

At this time, the distribution of light amount at each view angle in the light exiting h _b are as in Table 2.

表２より高さｈ_ｂのレンズから出る光量のうち、仰角θ＝１８．４°内斜め光の光量として、±７１．６°以上±９０°内の１９．８％の光量が再利用されることがわかる。一方、頂角が同じ各高さのレンズから出る光量はその高さに比例することから、高さｈ_ａ及びｈ_ｂのレンズから出る全光量に対し、数式４に示す光量が再利用される。

Of the amount of light exiting from the height _{h b} of the lens from Table 2, as the light amount of the elevation angle theta = 18.4 ° in the oblique light, 19.8% of the amount of light in the ± 71.6 ° or ± 90 ° is reused I understand that On the other hand, since the amount of light emitted from the lenses having the same apex angle is proportional to the height, the amount of light shown in Formula 4 is reused with respect to the total amount of light emitted from the lenses having the heights h _a and h _b. .

７％のｈ_ａレンズの斜め光(上表により、ｈ_ａレンズからの全光量の３６％)となるため、正面視野角内光として再利用されるのは、下記数式５に示すように５．０％である。すなわち５．０％の正面視野角内の輝度向上が図れる。

(The above table, total 36% of the amount of light from h _a lens) oblique light 7% of h _a lens for a, from being reused as a front viewing angle in light, as shown in the following equation 5 5 0.0%. That is, it is possible to improve the luminance within the front viewing angle of 5.0%.

表３は、仰角θ(θ)、高さ比(Ｒ)、仰角θ内光量、再利用光量及び正面視野角内輝度上昇率の関係を示す。図７は仰角θ(θ)対正面視野角内輝度上昇率の関係を示す。

Table 3 shows the relationship among the elevation angle θ (θ), the height ratio (R), the light amount within the elevation angle θ, the reuse light amount, and the luminance increase rate within the front viewing angle. FIG. 7 shows the relationship between the elevation angle θ (θ) and the luminance increase rate within the front viewing angle.

正面視野角内輝度上昇率が３％以上の仰角θ(θ)は表３より１２°≦θ＜３７°、即ち、高さ比Ｒでは０．６５≦Ｒ＜０．１４である。よって、３％以上の輝度上昇率を得るために、仰角θ(θ)は表３より１２°≦θ＜３７°であることが好ましい。これは、上記実施例１（図２(ａ））および下記実施例２に示すような、レンズ高さの規則配列例でも設定しうるし、実施例３（図２（ｂ））に示すような不規則なレンズ高さのレンズアレイ２の不規則配列例でも設定しうる。

From Table 3, the elevation angle θ (θ) with a luminance increase rate of 3% or more in the front viewing angle is 12 ° ≦ θ <37 °, that is, the height ratio R is 0.65 ≦ R <0.14. Therefore, in order to obtain a luminance increase rate of 3% or more, the elevation angle θ (θ) is preferably 12 ° ≦ θ <37 ° from Table 3. This can be set by an example of a regular arrangement of lens heights as shown in Example 1 (FIG. 2A) and Example 2 below, or as shown in Example 3 (FIG. 2B). An example of an irregular arrangement of the lens array 2 having an irregular lens height can also be set.

（規則的配列のレンズシート）
実施例２のレンズシートとして、基材層１上の幅方向へ順に、「第一のレンズアレイ２、第二のレンズアレイ２、第三のレンズアレイ２、第四のレンズアレイ２、」が順に繰り返し連設されてなり、第一ないし第四のレンズアレイ２が規則的に配列されてなるものが挙げられる（図示せず）。これは、上記パターン単位をレンズアレイ２群として、同一の所定配列のレンズアレイ２群が複数、同じ向きに連設してなるレンズシートと考えることもできる。この場合のレンズアレイ２群は、順に連設される第一ないし第四のレンズアレイ２である。高低の順に交互に連設されるため、第一の高さないし第四の高さは、例えば第一の高さより第二の高さが大きいとき、第三の高さは第二の高さより小さく、第四の高さは第三及び第一の高さより大きい。 (Regularly arranged lens sheets)
As the lens sheet of Example 2, “first lens array 2, second lens array 2, third lens array 2, fourth lens array 2” are sequentially arranged in the width direction on the base material layer 1. Examples include a structure in which the first to fourth lens arrays 2 are regularly arranged in order (not shown). This can be considered as a lens sheet in which a plurality of lens arrays 2 of the same predetermined arrangement are arranged in the same direction with the pattern unit as the lens array 2 group. The lens array 2 group in this case is the first to fourth lens arrays 2 that are sequentially arranged. Since the first height and the fourth height are, for example, higher than the first height, the third height is higher than the second height. Small and the fourth height is greater than the third and first height.

（高さの異なるレンズアレイ２がランダム配列されてなるレンズシート）
実施例３のレンズシートは、高さの異なる複数種のレンズアレイ２がそれぞれ複数、高低交互に連設されると共に、隣り合う高低差の絶対値がランダムとなるように（すなわち、不規則的に）配列されてなる（図２（ｂ））。 (Lens sheet in which lens arrays 2 having different heights are randomly arranged)
In the lens sheet of Example 3, a plurality of types of lens arrays 2 having different heights are arranged alternately in a plurality of heights, and the absolute values of adjacent height differences are random (that is, irregular) 2) (FIG. 2B).

図２（ｂ）の不規則なレンズ高さの配列実施例としてｈ_ａとｈ_ｂの組み合わせを最小単位として、前記仰角θ範囲内で乱数発生関数である下記数式６に示すＲＡＮＤ関数により配列を求めることが出来る。 As an example of the arrangement of irregular lens heights in FIG. 2 (b), the combination of h _a and h _b is used as a minimum unit, and the arrangement is performed by the RAND function shown in the following formula 6 which is a random number generation function within the above elevation angle θ range. You can ask.

また、θを１°未満切捨ての整数による不規則配列の場合は、下記数式７に示す関数によって正面視野角内輝度上昇率が最適になる配列を求めることが出来る。

Further, in the case of an irregular arrangement with an integer that is rounded down by less than 1 °, an arrangement in which the luminance increase rate in the front viewing angle is optimized can be obtained by the function shown in the following formula 7.

例えば、表３に従って、θmax＝２８°、θmin＝１９°として、上記数式７で乱数により配列すれば５．１％以上の正面視野角内輝度率が得られる。

For example, in accordance with Table 3, when θmax = 28 ° and θmin = 19 °, the luminance ratio in the front viewing angle of 5.1% or more can be obtained by arranging with the random number in Equation 7 above.

以上の効果は、頂角、二等辺に制限を受けるものでなくレンズ高低比Ｒ、仰角θによるものである。 The above effects are not limited by the apex angle and the isosceles side, but by the lens height ratio R and the elevation angle θ.

その他、各部の具体的な構成及び製造方法に関する具体的な工程は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 In addition, the specific steps relating to the specific configuration and manufacturing method of each part are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

このようにして得られた本発明のレンズシートは、主に、液晶ディスプレイ装置に組み込まれるライティング機構用のレンズシートとして好適に用いられるが、その他、光源から導光体を経て導かれた光線を集整させる光学フィルムとして広く用いられうるものである。 The lens sheet of the present invention thus obtained is mainly suitably used as a lens sheet for a lighting mechanism incorporated in a liquid crystal display device. In addition, a light beam guided from a light source through a light guide is used. It can be widely used as an optical film to be assembled.

本発明のレンズシートの端部を示す斜視概観図である。It is a perspective view showing the edge of the lens sheet of the present invention. 本発明の実施例１および２のレンズシートの構造を示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows the structure of the lens sheet of Example 1 and 2 of this invention. 本発明のレンズシートのプリズム層を構成する一レンズアレイについて、視野角対輝度特性を示す試験結果である。It is a test result which shows a viewing angle versus luminance characteristic about one lens array which comprises the prism layer of the lens sheet of this invention. 本発明のレンズシートのプリズム層を構成する一レンズアレイについて、指向特性を示す試験結果である。It is a test result which shows directional characteristics about one lens array which comprises the prism layer of the lens sheet of this invention. 本発明の実施例１のレンズシートによる光りの再利用を説明する断面説明図である。It is sectional explanatory drawing explaining reuse of the light by the lens sheet of Example 1 of this invention. 本発明のレンズシートのバックライトユニットへの配設順の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement | positioning order to the backlight unit of the lens sheet of this invention. 本発明のレンズシートのプリズム層を構成する一レンズアレイについて、仰角θ(θ)対正面視野角内輝度上昇率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of elevation angle (theta) ((theta)) vs. luminance increase rate in a front viewing angle about one lens array which comprises the prism layer of the lens sheet | seat of this invention. 従来のレンズシート例の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the conventional lens sheet example.

符号の説明Explanation of symbols

１基材層
２レンズアレイ
２０プリズム層
２１プリズム上面
２２プリズム下面
２３谷辺
θ 仰角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material layer 2 Lens array 20 Prism layer 21 Prism upper surface 22 Prism lower surface 23 Valley side θ Elevation angle

Claims

シート状の基材層１の少なくとも一面に、断面山型のレンズアレイ２を複数、連設してなるレンズシートであって、レンズアレイ２の谷辺２３を同一平面状に形成し、隣接するレンズアレイ２の高さが（全て）異なることを特徴とするレンズシート。 A lens sheet in which a plurality of cross-sectional mountain-shaped lens arrays 2 are connected to at least one surface of a sheet-like base material layer 1, and the valley sides 23 of the lens array 2 are formed in the same plane and adjacent to each other. A lens sheet characterized in that the height of the lens array 2 is different (all).

隣接するレンズアレイ２の頂部同士の仰角θが、１０°以上４０°未満であることを特徴とする請求項１記載のレンズシート。 The lens sheet according to claim 1, wherein an elevation angle θ between the apexes of adjacent lens arrays 2 is 10 ° or more and less than 40 °.

隣接するレンズアレイ２が高低交互の順となるように配列されることを特徴とする請求項１または２記載のレンズシート。 3. The lens sheet according to claim 1, wherein the adjacent lens arrays are arranged in an alternating order of height.

隣接するレンズアレイ２の高低差が、基材層１の幅方向へ順に規則的に配列されることを特徴とする請求項１、２または３記載のレンズシート。 The lens sheet according to claim 1, wherein height differences between adjacent lens arrays 2 are regularly arranged in order in the width direction of the base material layer 1.