JP4163243B1 - バックライト装置、液晶表示装置、光学部材及びレンチキュラレンズシート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バックライト装置は、面光源と、レンチキュラレンズシート31と、拡散シート32とを備える。面光源は、互いに並設される複数の線光源を含む。レンチキュラレンズシート31は、面光源上に敷設される。レンチキュラレンズシート31は、線光源の並設方向に並設された複数のシリンドリカルレンズと、各々が隣り合うシリンドリカルレンズの間に形成される複数の平坦部とを備える。複数のシリンドリカルレンズのピッチPcと、平坦部の幅Wfと、シリンドリカルレンズの高さHcとは、式(1)及び式(2)を満たす。拡散シート32は、シリンドリカルレンズ上に敷設され、70〜80%のヘイズを有する。
1/16≦Wf/Pc<1/6 (1)
5/16≦Hc/Pc≦1/2 (2)
【選択図】図3
Description
に関し、さらに詳しくは、直下型のバックライト装置、バックライト装置を用いた液晶表示装置、バックライト装置に用いられる光学部材及び光学部材に用いられるレンチキュラレンズシートに関する。
5/16≦Hc/Pc≦1/2 (2)
光学シートは、レンチキュラレンズシート上に敷設される。光学シートは、輝度均斉度を向上する。光学シートは、たとえば、拡散シートや、反射型偏光子である。
本発明によるバックライト装置では、レンチキュラレンズシートが式(1)及び式(2)を満たし、かつ、レンチキュラレンズシート上に輝度均斉度を向上する光学シートが敷設される。そのため、所定の軸方向、具体的には、線光源の長手方向の視野角を広く維持でき、かつ、輝度ムラを抑制できる。
この場合、線光源の長手方向の輝度の視野角依存性において、正面輝度の1/3以上の輝度を有する視野角範囲(1/3視野角)が120deg以上となる。さらに、輝度ムラの発生を抑制できる。
図1及び図2を参照して、液晶表示装置1は、バックライト装置10と、バックライト装置10の正面に敷設される液晶パネル20とを備える。液晶パネル20は、行列状に配列された複数の画素を備える。液晶表示装置1の表示画面21は、左右方向(図中x方向)に長辺を有し、上下方向(図中y方向)に短辺を有する長方形となっている。
バックライト装置10はいわゆる直下型であり、拡散光を出射する面光源11と、面光源11上に敷設されたシート状の光学部材15とを備える。
図3〜図5を参照して、光学部材15は、レンチキュラレンズシート31と、拡散シート32とを備える。
1/16≦Wf/Pc<1/6 (1)
5/16≦Hc/Pc≦1/2 (2)
ここで、ピッチPcは、図4に示すとおり、隣り合うシリンドリカルレンズ312の頂上Tc間の距離をいう。
70≦ヘイズ≦80 (3)
光学部材15は、式(1)〜(3)を満たすことにより、左右方向の視野角(以下、左右視野角と称する)を広く維持できる。具体的には、IPS方式の液晶パネルを敷設したとき、左右方向(図1中のx方向)の輝度の視野角依存性において、正面輝度の1/3以上の輝度となる視野角(以下、1/3左右視野角と称する)が120deg以上となる。より具体的には、正面の法線(視野角0deg)から右方向の輝度の視野角依存性における1/3視野角が60deg以上であり、法線から左方向の輝度の視野角依存性における1/3視野角が60deg以上となる。
さらに、式(1)〜(3)を満たすことにより、輝度ムラの発生を抑制する。以下、式(1)〜(3)の詳細を説明する。
Wf/Pcが小さ過ぎれば、1/3左右視野角が120deg未満となる。Wf/Pcが小さすぎれば、レンチキュラレンズシート31内に占める平坦部313の割合が小さくなり過ぎる。そのため、光学部材15において、左右方向の集光機能が過剰に高くなり、その結果、左右視野角が狭くなると推定される。Wf/Pcが1/16以上であれば、1/3左右視野角が120deg以上となる。
Hc/Pcも左右視野角及び輝度ムラに影響を与える。式(2)を満たす場合、輝度ムラの発生を抑制でき、かつ、1/3左右視野角が120deg以上となる。この理由は定かではないが、以下の理由が推定される。
ヘイズは、曇価とも呼ばれ、入射した光が拡散する度合いを示す。ヘイズは、JIS K7136に準拠したヘイズ測定法により測定される。式(1)及び(2)が満たされ、かつ、拡散シート32のヘイズが式(3)を満たせば、輝度ムラの発生を抑制でき、かつ、1/3左右視野角が120deg以上となる。その理由は以下のとおりに推定される。ヘイズが小さ過ぎれば、光の拡散の度合いが小さく、透過性が高くなる。そのため、輝度ムラが発生しやすくなると推定される。一方、ヘイズが大き過ぎれば、光の拡散の度合いが大きい。そのため、輝度の視野角依存性の幅が狭くなると推定される。
なお、式(3)を満たす拡散シート32に代えて、反射型偏光子を用いても、上述と同様の効果を得ることができる。反射型偏光子は、拡散シートと同じく輝度均斉度を向上する。反射型偏光子は、たとえば、住友スリーエム社製のDBEF(Dual Brightness Enhancement Film)である。
レンチキュラレンズシート31は、周知の製造方法により製造される。レンチキュラレンズシート31を製造する工程の一例は以下のとおりである。複数のシリンドリカルレンズ312に対応した複数の溝が軸方向に並設された外周面を有するロール版を準備する。ダイコータにより電離放射線硬化樹脂をロール版上に塗布する。塗布後、基材部310となる基材シートをロール版に押し当てながら、電離放射線を照射して、シリンドリカルレンズ部311を基材部310上に転写する。以上の工程により、レンチキュラレンズシート31を製造できる。
また、反射型偏光子も周知の製造方法で製造される。
まず、光学部材を構成するレンチキュラレンズシートを以下の方法で製造した。シリンドリカルレンズの形状に対応する複数の溝を有するロール版を準備し、準備されたロール版上に紫外線硬化樹脂を塗布した。続いて、基材部となるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにロール版を押し当てた。このとき、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化し、レンチキュラレンズシートとした。製造されたレンチキュラレンズシートのシリンドリカルレンズ表面の横断形状と、接触角θc(deg)と、ピッチPc(μm)と、平坦部幅Wf(μm)と、シリンドリカルレンズ高さHc(μm)とを表1に示す。
面光源上に、製造されたレンチキュラレンズシートを敷設し、さらに、レンチキュラレンズシート上に、製造された拡散シートを敷設して、試験番号1〜9のバックライト装置を製造した。このとき、シリンドリカルレンズの並設方向は、EEFLの並設方向と同じ上下方向とした。
また、試験番号1〜9と同様の方法で、拡散シートを製造した。製造された拡散シートのヘイズは、表1に示すとおり65.0%であった。
面光源には、65%の透過率を有する光拡散板を使用した。その他の面光源の構成は、試験番号1〜9の面光源と同じとした。
製造された試験番号1〜10のバックライト装置について、正面輝度比と、1/3左右視野角と、輝度ムラとを、次に示す方法により調査した。
各バックライト装置上に32インチサイズの表示画面を有するIPS方式の液晶パネルを敷設し、液晶表示装置とした。
輝度ムラは以下の方法で評価した。上述の各試験番号1〜10の液晶表示装置を用いて、表示画面上に輝度ムラが発生しているか否かを、目視により判断した。
調査結果を表1に示す。表1中の「輝度ムラ」中の「○」印は、輝度ムラが発生しなかったことを示す。「×」は輝度ムラが発生したことを示す。また、表1中の1/3左右視野角中の「±62.2」は、1/3左右視野角が−62.2deg〜+62.2degの範囲であり、換言すれば、1/3左右視野角が124.4degであることを示す。1/3上下視野角の数値についても同じである。
なお、1/3上下視野角は、いずれの試験番号も80deg(−40deg〜+40deg)以上であった。
10 バックライト装置
11 面光源
14 光拡散板
15 光学部材
20 液晶パネル
21 表示画面
31 レンチキュラレンズシート
32 拡散シート
312 シリンドリカルレンズ
313 平坦部
Claims (9)
- 互いに並設される複数の線光源を含む面光源と、
前記面光源上に敷設され、前記面光源と対向する面と反対側の面に、前記線光源の並設方向に並設される複数のシリンドリカルレンズと、各々が隣り合うシリンドリカルレンズの間に設けられる複数の平坦部とを含み、前記複数のシリンドリカルレンズのピッチPcと、前記平坦部の幅Wfと、前記シリンドリカルレンズの高さHcとが式(1)及び式(2)を満たすレンチキュラレンズシートと、
前記レンチキュラレンズシート上に敷設され、輝度均斉度を向上する光学シートとを備えることを特徴とするバックライト装置。
1/16≦Wf/Pc<1/6 (1)
5/16≦Hc/Pc≦1/2 (2) - 請求項1に記載のバックライト装置であって、
前記光学シートは、70〜80%のヘイズを有する拡散シートであることを特徴とするバックライト装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のバックライト装置であって、
前記シリンドリカルレンズの横断形状は、レンズ頂上と2つのレンズ端縁とを含み、
前記シリンドリカルレンズの横断形状は、長軸の端点が前記レンズ頂上に相当する楕円弧、又は、前記レンズ頂上を含む円弧と前記円弧の端点及び前記レンズ端縁を結ぶ2つの直線とからなる弓状であることを特徴とするバックライト装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置上に敷設される液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。 - 互いに並設される複数の線光源を含む面光源上に敷設される光学部材であって、
前記面光源上に敷設され、前記面光源と対向する面と反対側の面に、前記線光源の並設方向に並設される複数のシリンドリカルレンズと、各々が隣り合うシリンドリカルレンズの間に設けられる複数の平坦部とを含み、前記複数のシリンドリカルレンズのピッチPcと、前記平坦部の幅Wfと、前記シリンドリカルレンズの高さHcとが式(1)及び式(2)を満たすレンチキュラレンズシートと、
前記レンチキュラレンズシート上に敷設され、輝度均斉度を向上する光学シートとを備えることを特徴とする光学部材。
1/16≦Wf/Pc<1/6 (1)
5/16≦Hc/Pc≦1/2 (2) - 請求項5に記載の光学部材であって、
前記光学シートは、70〜80%のヘイズを有する拡散シートであることを特徴とする光学部材。 - 請求項5又は請求項6に記載の光学部材であって、
前記シリンドリカルレンズの横断形状は、レンズ頂上と2つのレンズ端縁とを含み、
前記シリンドリカルレンズの横断形状は、長軸の端点が前記レンズ頂上に相当する楕円弧、又は、前記レンズ頂上を含む円弧と前記円弧の端点及び前記レンズ端縁を結ぶ2つの直線とからなる弓状であることを特徴とする光学部材。 - 互いに並設される複数の線光源を含む面光源と、前記面光源上に敷設されるレンチキュラレンズシートと、前記レンチキュラレンズシート上に敷設され、輝度均斉度を向上する光学シートとを備えたバックライト装置に用いられる前記レンチキュラレンズシートであって、
前記面光源と対向する面と反対側の面に、前記線光源の並設方向に並設される複数のシリンドリカルレンズと、
各々が、隣り合うシリンドリカルレンズの間に設けられる複数の平坦部とを含み、
前記複数のシリンドリカルレンズのピッチPcと、前記平坦部の幅Wfと、前記シリンドリカルレンズの高さHcとが式(1)及び式(2)を満たすことを特徴とするレンチキュラレンズシート。
1/16≦Wf/Pc<1/6 (1)
5/16≦Hc/Pc≦1/2 (2) - 請求項8に記載のレンチキュラレンズシートであって、
前記シリンドリカルレンズの横断形状は、レンズ頂上と2つのレンズ端縁とを含み、
前記シリンドリカルレンズの横断形状は、長軸の端点が前記レンズ頂上に相当する楕円弧、又は、前記レンズ頂上を含む円弧と前記円弧の端点と前記レンズ端縁とを結ぶ2つの直線とからなる弓状であることを特徴とするレンチキュラレンズシート。
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