JP4992280B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示装置に関する。詳しくは、正面輝度を向上できる液晶表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力などの利点を有するため、パーソナルコンピュータ、携帯電話、テレビなどに広く用いられている。このような状況下にあって、液晶表示装置には、輝度向上、視野角の改善、高速応答、高精細化などの特性改善が要求されている。

例えば、特許文献１には、光源と液晶パネルとの間に、一主面に平行に設けられた多数のプリズム形状を備え、他主面に平滑面を備える透光性のレンズフィルムを配置することにより、光源から発光された光線を液晶パネルの法線方向に制御しパネル正面の輝度を向上させることが記載されている。また、レンズフィルムのプリズムのピッチを１００μｍ以下とすることにより、パネルの画素ピッチとの干渉によるモアレ縞を防止することも記載されている。

しかしながら、上述のレンズフィルムにおいて、光源からの光を液晶パネルの法線方向に集光する働きは、レンズフィルムに形成されたプリズム形状の斜面部で行われるもので、理論上はプリズムのピッチに依存するものではないが、実際には製造時においてプリズムの頂角または低角を完全なエッジとして長期的に安定して形成することは非常に困難であり、その結果、上述の頂角または低角に多少のＲ部が発生してしまい、このＲ部は正面輝度の向上には寄与しない部分となる。したがって、レンズフィルムのプリズムのピッチを狭くしてモアレの発生を防止すると、Ｒ部が増加して所定の輝度上昇率を得られなくなる。また、頂角に積極的にＲ部を形成した場合にも、レンズフィルムのプリズムのピッチを狭くしてモアレの発生を防止すると、同様に所定の輝度上昇率を得られなくなる。

また、特許文献２には、光源と液晶パネルの間に、一主面に平行に設けられた多数のプリズム形状を備え、他主面に平滑面を備える透光性のレンズフィルムを配置し、更にレンズフィルムと液晶パネルとの間に拡散フィルムを配置することで、パネルの輝度上昇を図りながら、多数形成されたプリズム形状と液晶パネルの画素ピッチとの干渉によるモアレ縞を防止することが記載されている。

しかしながら、レンズフィルムと液晶パネルとの間に拡散フィルムを配置すると、拡散フィルムの特性によってはプリズムで集光した光線が有効に利用できず所定の輝度上昇率を得られない場合がある。

上述したレンズフィルムの製法としては、（１）注型によるもの、（２）熱プレスによるもの、（３）ＵＶ法によるもの、（４）熱可塑性樹脂の押出成形法によるもの、などが知られているが、生産性の面からは（３）ＵＶ法によるもの、（４）押出成形法によるものが有利であり、押出成形法は生産スピードにおいてより有利である。また、コスト面からみても、ＵＶ法は紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）が高価なこと、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高価なフィルムを基材として使う必要があるため、安価な熱可塑性樹脂のみで行われる押出成形法は最も優れた製法と言える。

特開平０６−１０２５０７号公報 特開平０６−１０２５０６号公報

しかしながら、溶融押出成形によるレンズフィルムのプリズム形状の形成においては、プリズム形状の１００％転写が難しいため頂角にＲがつきやすく、これにより上述のように集光効果が減少し所定の正面輝度が達成できなくなってしまうことがある。この現象はプリズムのピッチが小さい程顕著である。

したがって、この発明の目的は、溶融押出しにより形成されたレンズフィルムを使用した場合にも、所定の正面輝度を達成しながらモアレの発生を抑制できる液晶表示装置を提供することにある。

上述の課題を解決するために、この発明は、光源と、一主面に三角柱状を有する複数のレンズが設けられた第１のフィルムと、少なくとも拡散機能を備える第２のフィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層してなる液晶表示装置であって、
複数のレンズは、１種類の単位レンズで構成され、
第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、第２のフィルムの後方拡散測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置である。
また、この発明は、光源と、一主面に複数のレンズが設けられた第１のフィルムと、少なくとも拡散機能を備える第２のフィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層してなる液晶表示装置であって、
複数のレンズは、１種類の単位レンズで構成され、
第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、第２のフィルムの後方拡散測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置である。

この発明において、第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、第２のフィルムの後方散乱測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．９、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすことが好ましい。

この発明において、第２のフィルムは、反射型偏光子もしくは拡散フィルム、拡散機能層を具備した層、または拡散機能を有する粘着材であることが好ましい。

この発明において、レンズは、プリズム状、双曲面状、または非球面状の断面状を有するレンズアレイであり、略柱状方向、或いは柱状方向に大きさの異なるレンズアレイ状であることが好ましい。

この発明において、拡散機能を備える第２のフィルムは、液晶パネルに設置される際の光源側を基準に入射面としたヘイズ値の測定値と、液晶パネルに設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値を比較した際に、異なるヘイズ値の拡散機能を備えるものであることが好ましい。

この発明において、拡散機能を備える第２のフィルムは、液晶パネルに設置される際の光源側を基準に入射面としたヘイズ値の測定値と、液晶パネルに設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値を比較した際に、液晶パネルに設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値の方が大きい拡散機能を備えるものであることが好ましい。

以上説明したように、この発明によれば、第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、第２のフィルムの後方拡散測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすので、所定の正面輝度を達成しながら、モアレの発生を抑制できる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。

（１）第１の実施形態
（１−１）液晶表示装置の構成
図１は、この発明の第１の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す。液晶表示装置は、光源１と、光源１上に設けられた第１のフィルム２と、第１のフィルム２上に設けられた第２のフィルム３と、第２のフィルム３上に設けられたおよび液晶パネル４とを備える。

光源１は、液晶パネル４に対して光を供給するためのものであり、例えば、蛍光ランプ（ＦＬ）、ＥＬ（Electro Luminescence）またはＬＥＤ(Light Emitting Diode)などである。第１のフィルム２は、光源１から出射された光の指向性などを向上するためのレンズフィルムである。

図２は、第１のフィルム２の一構成例を示す。以下では、光源１２からの光が入射する側の一主面を裏面と称し、光源１２からの光を出射する側の他主面を表面と称する。ここで、フィルムとは、薄膜状や薄板状のものをいい、フィルムにはシートや基板なども含まれる。

第１のフィルム２の裏面側には平面が設けられ、表面側にはレンズアレイが設けられている。このレンズアレイは、柱状の単位レンズをその母線に垂直な方向に多数連続して設けてなり、柱状の単位レンズは、例えば、三角柱（プリズム）状、円柱状、双曲柱状または放物柱状、非球面状を有する。すなわち、柱状の単位レンズのレンズ面は、例えば、三角柱面状、円柱面状、双曲面状または放物柱面状、非球面状となる。単位レンズ１１は、光源１２からの光を出射する側に焦点ｆａを有する。

第２のフィルム３は、少なくとも拡散機能を有するフィルムであり、例えば、拡散フィルムまたは反射型偏光子である。拡散フィルムは、第１のフィルム２を透過した光を拡散するためのものである。また、反射型偏光子は、第１のフィルム２を透過した光のうち、直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を反射するものである。

また、第１のフィルム２のレンズピッチＰ（μｍ）と、第２のフィルム３のヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、液晶パネル４の画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、好ましくは、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、より好ましくは、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．９の関係を満たす。

また、上記拡散機能を備える第２のフィルム３は、液晶パネル４に設置される際の光源側を基準に入射面としたヘイズ値の測定値と、液晶パネル４に設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値を比較した際に、異なるヘイズ値の拡散機能を備えるものである。

また、上記拡散機能を備える第２のフィルム３は、液晶パネル４に設置される際の光源側を基準に入射面としたヘイズ値の測定値と、液晶パネル４に設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値を比較した際に、液晶パネル４に設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値の方が大きい拡散機能を備えるものである。

液晶パネル４は、光源１から供給された光を時間的空間的に変調して情報を表示するためのものである。この液晶パネル４の両面には、偏光板（図示せず）が設けられる。この偏光板は、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収により遮へいするものである。液晶パネル４の両面の偏光板は、例えば、その透過軸が互いに直交するように設けられる。

（１−２）フィルム成形装置の構成
図３は、上述の第１のフィルム２を成形するフィルム成形装置の一構成例を示す。このフィルム成形装置は、押出機２１、Ｔダイ２２、成形ロール２３および弾性ロール２４を備える。

第１のフィルム２の成形には、少なくとも１種類の透明性熱可塑性樹脂が用いられる。この熱可塑性樹脂としては、光の出射方向を制御するという機能を考慮すると、屈折率１．４以上のものを用いることが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂に代表されるアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル樹脂や非晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。また、押出成形法によるレンズパターンの転写性を考慮すると、成形温度付近においての溶融粘度が１０００Ｐａ以上１００００Ｐａ以下であることが好ましい。

さらに、熱可塑性樹脂に対して少なくとも１種類の離型剤を含有させることが好ましい。このように離型剤を含有させることで、成形ロール２３からフィルム２５を剥離するときの成形ロール２３とフィルム２５との密着性を調整して、フィルム２５に剥離線が入ることを防止できる。熱可塑性樹脂に対する離型剤の添加量は、剥離された０．０２ｗｔ％以上０．４ｗｔ％以下の範囲とすることが好ましい。０．０２ｗｔ％未満であると離型性が悪化してフィルム２５に剥離線が入ってしまい、０．４ｗｔ％を越えると離型性が良くなりすぎて透明性熱可塑性樹脂が固化する前に成形ロール２３上で剥離してしまい、単位レンズ１１の形状が崩れる不具合が発生してしまう。

また、熱可塑性樹脂に対して少なくとも１種類の紫外線吸収剤または光安定剤を含有させることが好ましい。このように紫外線吸収剤または光安定剤を含有させることで、光源１からの光照射による色相変化を抑えることができる。紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系などの紫外線吸収剤が挙げられ、具体的には例えば、アデカスタブＬＡ−３１、アデカスタブＬＡ−３２（旭電化工業（株）製）、Ｃｙａｓｏｒｂ ＵＶ−５４１１（サンケミカル（株）製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ Ｐ、Ｔｉｎｕｖｉｎ２３４、Ｔｉｎｕｖｉｎ３２０、Ｔｉｎｕｖｉｎ３２７、Ｔｉｎｕｖｉｎ３２７（チバガイギー社製）、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ１１０、Ｓｕｍｉｓｏｒｂ１４０（住友化学工業（株）製）、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１１０、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１４０、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１２、Ｋｅｍｉｓｏｒｂ１３（ケミプロ化成（株）社製）、Ｕｖｉｎｕｌ Ｘ−１９、Ｕｖｉｎｕｌ Ｍｓ一４０（ＢＡＳＦ社製）、トミソーブ１００、トミソーブ６００（吉富製薬（株）製）、Ｖｉｏｓｏｒｂ−８０、Ｖｉｏｓｏｒｂ−９０（共同薬品（株）製）などが挙げられる。また、光安定剤としてはヒンダードアミン系などが挙げられ、具体的には例えば、アデカスタブＬＡ−５２（旭電化工業（株）製）、サノールＬＳ−７７０、サノールＬＳ−７６５、サノールＬＳ７７４（三共（株）製）、ＳｕｍｉｓｏｒｂＴＭ−０６１（住友化学工業（株）製）などが挙げられる。熱可塑性樹脂に対する紫外線吸収剤または光安定剤の添加量は、０．０２ｗｔ％以上０．４ｗｔ％以下にすることが好ましい。０．０２ｗｔ％未満であると色相変化を抑えることができなくなってしまい、０．４ｗｔ％を越えるとフィルム２５が黄味を帯びてしまう。

さらに、上述の離型剤および紫外線吸収剤以外にも、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、可塑剤、相溶化剤、難燃剤などの添加剤を添加することも可能である。但し、ほとんどの添加剤はＴダイ２２などの溶融押出しの加熱時にガスを発生させる要因になり、製膜性の悪化や作業環境性を悪化させるため、添加剤の総量は少ない方が好ましく、熱可塑性樹脂に対する添加量は２ｗｔ％以下にすることが好ましい。

押出機２１は、図示を省略したホッパーから供給された樹脂材料を溶融し、Ｔダイ２２に供給する。Ｔダイ２２は一の字状の開口を有するダイスであり、押出機２１から供給された樹脂材料を、成形しようとするフィルム幅まで広げて吐出する。

成形ロール２３は、円柱状の形状を有し、その中心軸を回転軸として回転駆動可能に構成されている。また、成形ロール２３の円柱面には、Ｔダイ２２から吐出されるフィルム２５に微細パターンを転写するための彫刻形状が設けられている。この彫刻形状は、例えば、単位レンズ１１をフィルムに転写するための微細な凹凸形状であり、円柱状を有する成形ロール２３の周方向または幅方向（高さ方向）に向けて形成されている。凹凸形状は、例えば、ダイヤモンドバイトによる精密切削により形成される。また、成形ロール２３は、冷却可能に構成されている。具体的には、成形ロール２３は、その内部に冷却媒体を流すための１または２以上の流路を有する。冷却媒体としては、例えば油媒体を使用することができる。

弾性ロール２４は、円柱状の形状を有し、その中心軸を回転軸として回転駆動可能に構成されている。また、弾性ロール２４の表面は弾性変形可能に構成され、成形ロール２３と弾性ロール２４とによりフィルム２５をニップした場合には、成形ロール２３と接触する面が押し潰れるようになっている。

弾性ロール２４は、例えばＮｉメッキなどからなるシームレスの筒により覆われ、その内部には、弾性ロール２４の表面を弾性変形可能とするための弾性体が備えられている。弾性ロール２４は、成形ロール２３と所定の圧力をもって接するときに表面が弾性変形するものであれば、その構成および材料は限定されるものではない。材料としては、例えばゴム材、金属または複合材などを用いることができる。また、弾性ロール２４は、冷却可能に構成されている。具体的には、弾性ロール２４は、その内部に冷却媒体を流すための１または２以上の流路を有する。冷却媒体としては、例えば水を用いることができる。

（１−３）第１のフィルムの製造方法
次に、上述の構成を有するフィルム成形装置によるフィルムの製造方法の一例について説明する。まず、樹脂材料を押出機２１により溶融してＴダイ２２に順次供給し、Ｔダイ２２からフィルム２５を連続的に吐出させる。次に、Ｔダイ２２から吐出されたフィルム２５を成形ロール２３と弾性ロール２４とによりニップする。これにより、フィルム２５の表面に対して成形ロール２３の彫刻形状が転写される。そして、成形ロール２３からフィルム２５を剥離した後、このフィルム２５を液晶パネル４の大きさに応じて裁断する。以上により、目的とする第１のフィルム２を得ることができる。

上述したように、この第１の実施形態では、液晶表示装置が、光源１と、一主面に平行に設けられた多数のレンズ体を備える第１のフィルム２と、少なくとも拡散機能を備える第２のフィルム３と、液晶パネル４とをこの順序で積層してなり、第１のフィルム２の単位レンズ１１のピッチをＰ（μｍ）、パネルピッチをＰｐ（μｍ）、第２のフィルム３のヘイズ値をＨ（％）、第２のフィルムの全光線透過率をＴとしたとき、好ましくはＨ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、より好ましくはＨ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．９とすることによって、所定のパネルの正面輝度を達成しながら、モアレの発生のない液晶表示装置を達成することができる。

また、この第１の実施形態によるフィルムの製造方法では、押出成形法により第１のフィルム２を成形するので、第１のフィルム２の材料を安価にできる、第１のフィルム２の生産性を向上できる、第１のフィルム２の反りの発生も抑制することができる、という効果を得ることができる。

（２）第２の実施形態
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下では、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図４は、この発明の第２の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す。液晶表示装置は、光源１と、光源１上に設けられた第１のフィルム２と、液晶パネル４とを備え、液晶パネル４の第１のフィルム２側には第２のフィルム３を一体化した構成としたものである。

（３）第３の実施形態
次に、第３の実施形態について説明する。なお、以下では、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、この発明の第３の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す。液晶表示装置は、光源１と、光源１上に設けられた第１のフィルム２と、液晶パネル４とを備え、液晶パネル４の第１のフィルム２と反対側に第２のフィルム３を一体化した構成としたものである。

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

＜サンプル１−１〜１−１０、１−１４〜１−１５、２−１〜２−１０、３−１〜３−１０、４−１〜４−１０＞
図３に示すフィルム成形装置を用いて以下のようにしてレンズフィルムを成形した。まず、ポリカーボネートＥ２０００Ｒ（三菱エンジニアリングプラスチック社製）をＴダイ２２から吐出し、成形ロール２３および弾性ロール２４によりニップし、成形ロール２３に巻きつかせた後、成形ロール２３からフィルム２５を剥離した。次に、剥離したフィルム２５を液晶パネルの大きさに応じて裁断した。以上により、プリズム状の単位レンズが一主面に連続して設けられたレンズフィルムを得た。なお、レンズピッチ（レンズ幅）Ｐは、表３および表４に示す値となるように調製した。

次に、拡散フィルムが設けられた液晶表示装置を以下のようにして作製した。まず、表１および表２に示すヘイズＨ、全光線透過率Ｔｔ、拡散光Ｔｄ、直線透過量Ｔｐを有する拡散フィルムを用意するとともに、画素ピッチ３２０μｍを有する１９インチの液晶パネルを用意し、光源と、レンズフィルムと、拡散フィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層して、１９インチの液晶表示装置を得た。

＜サンプル１−１１〜１−１３、２−１１〜２−１３、３−１１〜３−１３、４−１１〜４−１３＞
まず、サンプル１−１〜１−１０、１−１４〜１−１５、２−１〜２−１０、３−１〜３−１０、４−１〜４−１０と同様にして、表３および表４に示すレンズピッチを有するレンズフィルムを得た。

次に、液晶パネルに粘着性拡散層が設けられた液晶表示装置を以下のようにして作製した。まず、表１および表２に示すヘイズＨ、全光線透過率Ｔｔ、拡散光Ｔｄおよび直線透過率Ｔｐを有する接着性拡散層により、画素ピッチ３２０μｍを有する液晶パネルの光入射面側に対して偏光板を接着して、接着性拡散層が設けられた液晶パネルを得た。次に、光源と、レンズフィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層して１９インチの液晶表示装置を得た。

＜サンプル１−１６、２−１４、３−１４、４−１４＞
まず、サンプル１−１〜１−１０、１−１４〜１−１５、２−１〜２−１０、３−１〜３−１０、４−１〜４−１０と同様にして、表３および表４に示すレンズピッチを有するレンズフィルムを得た。

次に、拡散フィルムが設けられていない液晶表示装置を以下のようにして作製した。画素ピッチ３２０μｍを有する液晶パネルを用意し、光源と、レンズフィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層して１９インチの液晶表示装置を得た。

＜サンプル２５−１＞
住友スリーエム株式会社製の商品名ＴｈｉｃｋＢＥＦIIIと、拡散フィルム２と、画素ピッチ３２０μｍを有する１９インチの液晶パネルとを用意し、光源と、ＴｈｉｃｋＢＥＦIIIと、拡散フィルム２と、液晶パネルとをこの順序で積層して、１９インチの液晶表示装置を得た。

＜サンプル２６−１〜２６−４＞
まず、サンプル１−１〜１−１０、１−１４〜１−１５、２−１〜２−１０、３−１〜３−１０、４−１〜４−１０とすべて同様にして、表３および表４に示すレンズピッチを有するレンズフィルムを得た。

次に、反射型偏光子が設けられた液晶表示装置を以下のようにして作製した。まず、表１および表２に示すヘイズＨ、全光線透過率Ｔｔ、拡散光Ｔｄ、直線透過量Ｔｐを有する反射型偏光子（住友スリーエム株式会社、商品名：ＤＢＥＦＤ）を用意するとともに、画素ピッチ３２０μｍを有する１９インチの液晶パネルを用意し、光源と、レンズフィルムと、反射型偏光子と、液晶パネルとをこの順序で積層して、１９インチの液晶表示装置を得た。

次に、上述のようにして得られた液晶表示装置のモアレ発生の評価、ならびに正面輝度および視野角の測定を行った。その結果を表３〜４および表１５〜１８に示す。

モアレ発生の評価：暗室にてそれぞれの構成にて得た液晶表示装置を白表示ビデオ入力し、正面及び斜めからの目視によりモアレの発生状況を観察した。なお、表中のモアレ評価の欄における「○」はモアレが発生した場合、「×」はモアレが発生しなかった場合を示す。
正面輝度の測定：暗室にてそれぞれの構成にて得た液晶表示装置を白表示ビデオ入力し、２時間点灯した後に、パネル表面より５００ｍｍ離れた場所にコニカミノルタ製の分光放射輝度計ＣＳ−１０００を設置して輝度の評価を行った。測定は３回行い平均値を採取した。
視野角の測定：暗室にてそれぞれの構成にて得た液晶表示装置を白表示ビデオ入力し、
２時間点灯した後に、パネル表面にＥＬＤＩＭ社製のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔを設置して視野角の評価を行った。正面輝度の半値の値でのパネルの長辺側に対して水平方向、及び垂直方向での角度を、それぞれ読み取り視野角値とした。

＜サンプル５−１〜８−１４、２６−５〜２６−８＞
画素ピッチ４６０μｍを有する、４０インチの液晶パネル（フルスペックハイビジョン）を用いる以外のことは上述のサンプル１−１〜４−１４、２６−１〜２６−４とすべて同様にして、４０インチの液晶表示装置を得た。次に、上述のサンプル１−１〜４−１４、２６−１〜２６−４と同様にしてモアレ発生の評価、ならびに正面輝度および視野角の測定を行った。その結果を表５〜６および表１７〜１８に示す。

＜サンプル９−１〜１２−１４、２６−９〜２６−１２＞
画素ピッチ５１０μｍを有する、３２インチの液晶パネルを用いる以外のことは上述のサンプル１−１〜４−１４、２６−１〜２６−４とすべて同様にして、３２インチの液晶表示装置を得た。次に、上述の１−１〜４−１４、２６−１〜２６−４と同様にしてモアレ発生の評価、ならびに正面輝度および視野角の測定を行った。その結果を表７〜８および表１７〜１８に示す。

＜サンプル１３−１〜１６−１４、２６−１３〜２６−１６＞
一主面に双曲柱状の単位レンズが平行に連続して設けられたレンズフィルムをそのレンズピッチＰが表８および表９に示す値となるように成形する以外のことは上述のサンプル１−１〜４−１４、２６−１〜２６−４とすべて同様にして、１９インチの液晶表示装置を得た。次に、上述のサンプル１−１〜４−１４、２６−１〜２６−４と同様にしてモアレ発生の評価、ならびに正面輝度および視野角の測定を行った。その結果を表９〜１０および表１７〜１８に示す。

＜サンプル１７−１〜２０−１４、２６−１７〜２６−２０＞
一主面に双曲柱状の単位レンズが平行に連続して設けられたレンズフィルムをそのレンズピッチＰが表１０および表１１に示す値となるように成形する以外のことは上述のサンプル５−１〜８−１４、２６−５〜２６−８とすべて同様にして、４０インチの液晶表示装置を得た。次に、上述のサンプル５−１〜８−１４、２６−５〜２６−８と同様にしてモアレ発生の評価、ならびに正面輝度および視野角の測定を行った。その結果を表１１〜１２および表１７〜１８に示す。

＜サンプル２１−１〜２４−１４、２６−２１〜２６−２４＞
一主面に双曲柱状の単位レンズが平行に連続して設けられたレンズフィルムをそのレンズピッチＰが表１２および表１３に示す値となるように成形する以外のことは上述のサンプルサンプル９−１〜１２−１４、２６−９〜２６−１２とすべて同様にして、３２インチの液晶表示装置を得た。次に、上述のサンプルサンプル９−１〜１２−１４、２６−９〜２６−１２と同様にしてモアレ発生の評価、ならびに正面輝度および視野角の測定を行った。その結果を表１３〜１４および表１７〜１８に示す。

表１および表２に、サンプル１−１〜２６−２４に用いられる拡散フィルム、反射型偏光子（ＤＢＥＦＤ）および接着性拡散層の特性を示す。なお、表１および表２におけるヘイズＨ、全光線透過率Ｔｔ、拡散光Ｔｄおよび直線透過量Ｔｐは以下のようにして測定されたものである。
ヘイズＨ：村上色彩技術研究所製のヘーズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した。試験片を通過する透過光のうち、後方散乱（拡散面が出射側）によって入射光から２．５°以上それた透過光の百分率を測定した（サンプルの設置方法以外はＪＩＳ−Ｋ−７１３６準拠）
全光線透過率Ｔｔ：村上色彩技術研究所製のヘーズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した。試験片を通過する透過光のうち、平行入射光束に対する全透過光束の割合を測定した（ＪＩＳ−Ｋ−７３１６準拠測定）。
直線透過量Ｔｐ：村上色彩技術研究所製のヘーズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した。試験片を通過する透過光のうち、平行入射光束に対する２．５°未満の範囲内に収まる透過光の百分率を測定した（ＪＩＳ−Ｋ−７３１６へイズ測定方法に準拠）。
拡散光Ｔｄ：村上色彩技術研究所製のヘーズ・透過率計ＨＭ−１５０を用いて測定した平全光線透過率から直線成分の直線透過率を差し引いた透過率を拡散光とした。

表３、表５、表７、表９、表１１、表１３、表１５および表１７にサンプル１−１〜２６−２４のモアレ発生の評価結果を示す。表４、表６、表８、表１０、表１２、表１４、表１６、表１８にサンプル１−１〜２６−２４の正面輝度および視野角の評価結果を示す。

図６に、表３（サンプル１−３、１−１５、１−１６、２−３、３−３、４−３）、表９（サンプル１３−３、１３−１５、１３−１６、１４−３、１５−３、１６−３）、表１５（サンプル２５−１）に記載されている拡散シート２を併用した際の、プリズム断面形状、双曲面断面形状を有するレンズシートのレンズピッチ間隔に対する相対正面輝度の関係を示した。

図中の値は、５０μｍピッチのプリズム形状のレンズシートを使用した際の正面輝度を１００％として表示した。グラフより、レンズピッチを小さくしていくと相対正面輝度は低下していくが、レンズピッチを広くしていくことにより相対正面輝度値が向上していくのが判る。

同じく、３Ｍ社のＴｈｉｃｋＢＥＦIII（ピッチ５０μｍ）を用いた際の正面輝度値も１００％であり、既存商品よりも正面輝度向上の効果が確認できた。
レンズピッチ間隔が狭い場合には、単位面積あたりの稜線部、谷部の数が増すことになり、この部分を拡大してみた場合には、必ず平坦部領域が存在する。この為に、レンズとしての効果を得られ難い状態となり、その結果、正面方向以外への散乱が増え、斜面の傾斜による光の絶対反射によるリサイクル性を損なうことになり正面輝度の低下を招くことになる。

対して、レンズピッチを広くすることによって、単位面積あたりの稜線部、谷部の数は減少し、この部分の平坦部領域も共に減少する。この為に、レンズとしての効果を損なわない状態となり、その結果、正面以外への散乱を減少させ、斜面の傾斜によるリサイクル性をより効率的に作用させるために正面輝度の低下を防ぐことができ、更には正面輝度を上昇させることができる。よって、レンズピッチを広くすることにより正面輝度を向上させることが可能となることが判った。

但し、表３〜表１４の拡散シートを併用しない場合の結果に記載したように、レンズピッチを広くするだけでは液晶パネルの画素ピッチとの作用（干渉）により、モアレ（コントラストの強弱）が発生してしまう。従来、このモアレの解消方法としてはレンズピッチの狭いタイプを使用するのが一般的であったが、輝度の低下を招くのは前述の説明の通りである。

これに対して、本発明ではパネルピッチをＰｐ、レンズピッチをＰ、拡散機能層の後方散乱測定時のヘイズ値をＨｅ、及び後方散乱測定と同時に測定される全光線透過率をＴｔとした場合に、Ｐｐ／Ｐ・Ｈｅ／Ｔｔの値を１．６以上としたシステムにすることによって、従来レンズピッチが広くてレンズ単体にて発生していたモアレを解消しつつ、輝度の向上も可能となる。

通常、ヘイズ値はＪＩＳ或いはＡＳＴＭなどでは、拡散機能面を光の入射側とする前方散乱測定にて表記され、この方法にて得たヘイズ値を表２に示したが、モアレを解消する関係を見出すことは困難であり、後方散乱による拡散機能面のヘイズ測定値を用いることによって上記の関係を満足させることが可能になる。

また、後方散乱によるヘイズ値と、前方散乱によるヘイズ値を比較すると、後方散乱による測定値が前方散乱による測定値よりも大きい場合に輝度向上率が高くなることが判る（表１の拡散シート６使用品の結果、サンプル２−６〜２４−６）。よって、後方散乱測定によるヘイズ値が高い拡散機能層を使用することにより、より正面輝度の向上が可能となる。

以上、この発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、第１のフィルムと液晶パネルとの間に拡散フィルムを設ける場合について説明したが、拡散フィルムを備える位置は第１のフィルムと液晶パネルのブラックマトリックスとの間でればよく上述の実施形態に限定されるものではない。例えば液晶パネルに偏光板を貼り付ける粘着層に、拡散フィルムと同様の拡散機能を持たせるようにしてもよい。

この発明の第１の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す断面図である。 第１のフィルムの一構成例を示す斜視図である。 第１のフィルムを成形するフィルム成形装置の一構成例を示す模式図である。 この発明の第２の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す断面図である。 この発明の第３の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す断面図である。 レンズピッチと正面輝度相対値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１・・・光源、２・・・第１のフィルム、３・・・第２のフィルム、４・・・液晶パネル、１１・・・単位レンズ、２１・・・押出機、２２・・・Ｔダイ、２３・・・成形ロール

Claims (7)

1. 光源と、一主面に三角柱状を有する複数のレンズが設けられた第１のフィルムと、少なくとも拡散機能を備える第２のフィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層してなる液晶表示装置であって、
   上記複数のレンズは、１種類の単位レンズで構成され、
   上記第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、上記第２のフィルムの後方拡散測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、上記液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
2. 光源と、一主面に複数のレンズが設けられた第１のフィルムと、少なくとも拡散機能を備える第２のフィルムと、液晶パネルとをこの順序で積層してなる液晶表示装置であって、
   上記複数のレンズは、１種類の単位レンズで構成され、
   上記第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、上記第２のフィルムの後方拡散測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、上記液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．６、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
3. 上記第１のフィルムのレンズピッチＰ（μｍ）と、上記第２のフィルムの後方散乱測定によるヘイズ値Ｈ（％）および全光線透過率Ｔ（％）と、上記液晶パネルの画素ピッチＰｐ（μｍ）とが、Ｈ/Ｔ・Ｐｐ/Ｐ＞１．９、かつＰ≧１１０μｍの関係を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
4. 上記第２のフィルムは、反射型偏光子もしくは拡散フィルム、拡散機能層を具備した層、または拡散機能を有する粘着材であることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
5. 上記レンズは、プリズム状、双曲面状、または非球面状の断面状を有するレンズアレイであり、略柱状方向、或いは柱状方向に大きさの異なるレンズアレイ状であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
6. 上記拡散機能を備える第２のフィルムは、上記液晶パネルに設置される際の上記光源側を基準に入射面としたヘイズ値の測定値と、上記液晶パネルに設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値を比較した際に、異なるヘイズ値の拡散機能を備えるものであることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
7. 上記拡散機能を備える第２のフィルムは、上記液晶パネルに設置される際の上記光源側を基準に入射面としたヘイズ値の測定値と、上記液晶パネルに設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値を比較した際に、上記液晶パネルに設置される際の出光側を入射面とした際のヘイズ値の方が大きい拡散機能を備えるものであることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。

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