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JP5281812B2 - Prism sheet - Google Patents

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JP5281812B2
JP5281812B2 JP2008065962A JP2008065962A JP5281812B2 JP 5281812 B2 JP5281812 B2 JP 5281812B2 JP 2008065962 A JP2008065962 A JP 2008065962A JP 2008065962 A JP2008065962 A JP 2008065962A JP 5281812 B2 JP5281812 B2 JP 5281812B2
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達也 植田
陽二 小野
毅 神田
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Description

本発明は、液晶表示装置に用いられるバックライト用プリズムシートに関する。   The present invention relates to a backlight prism sheet used in a liquid crystal display device.

透過型の液晶ディスプレイを背面から照明するバックライトとしては、エッジライト方式と直下方式がある。エッジライト方式は、導光板の端面に配置した光源からの光を、導光板によって端面と直交する主面から正面方向に取り出す方式である。直下方式は、特許文献1に開示されているように、複数の光源を装置の背面に並べ、拡散シートに光を入射し、拡散シートで光を均一化して入射面と対向する出射面に光を取り出す方式である。   As a backlight for illuminating a transmissive liquid crystal display from the back, there are an edge light system and a direct system. The edge light system is a system in which light from a light source disposed on an end surface of a light guide plate is extracted in a front direction from a main surface orthogonal to the end surface by the light guide plate. In the direct method, as disclosed in Patent Document 1, a plurality of light sources are arranged on the back surface of the apparatus, light is incident on the diffusion sheet, light is uniformized by the diffusion sheet, and light is emitted to the emission surface facing the incident surface. It is a method to take out.

テレビやパソコンのモニタでは、画像表示装置の大型化の要求が高まっており、大型の画像表示装置に使用されるバックライトでは輝度の向上や均一性などの点で有利な直下方式が主流となっている。直下方式のバックライトは、背面側から、反射板、光源、拡散シート、プリズムシート等を備えている。反射板は光源から背面側に出射した光を正面方向に反射させる機能を有している。拡散シートは光を拡散させて光源の像が見えることを低減し、面内の輝度を均一化する機能を有している。プリズムシートは、特許文献2に開示されているように、拡散した光を適正な指向性に変換する機能を有している。   There is an increasing demand for large-sized image display devices in monitors for televisions and personal computers. For backlights used in large-sized image display devices, the direct method, which is advantageous in terms of brightness improvement and uniformity, has become the mainstream. ing. The direct type backlight includes a reflector, a light source, a diffusion sheet, a prism sheet, and the like from the back side. The reflection plate has a function of reflecting light emitted from the light source to the back side in the front direction. The diffusion sheet has a function of diffusing light to reduce the appearance of the image of the light source and making the in-plane luminance uniform. As disclosed in Patent Document 2, the prism sheet has a function of converting diffused light into appropriate directivity.

これら視野角を制御するシートは、更に輝度を向上する目的や左右と上下の視野角を別々に制御する目的で、特許文献3に開示されているように、複数用いられる場合がある。   A plurality of sheets for controlling these viewing angles may be used as disclosed in Patent Document 3 for the purpose of further improving the luminance and separately controlling the left and right and upper and lower viewing angles.

このように複数のシートを用いた場合、バックライトを組み立てる際の取り扱いが煩雑になるなどの問題があった。この問題に対し、特許文献4に開示されているように、拡散シートと視野角制御シートを貼り合わせた構成が提案されている。   When a plurality of sheets are used in this way, there is a problem that handling when assembling the backlight becomes complicated. To solve this problem, as disclosed in Patent Document 4, a configuration in which a diffusion sheet and a viewing angle control sheet are bonded is proposed.

光源としては、線状光源である蛍光灯や、発光ダイオード(LED)等の点状光源を平面内に配列したものが用いられている。   As the light source, a fluorescent light that is a linear light source or a point light source such as a light emitting diode (LED) arranged in a plane is used.

図1に典型的なプリズムシートの構造を示す。同図に於いて、11は透明媒質基材であり、12は表面に形成されたプリズムである。各プリズムは2辺からなり、その頂角は図示の通り2θpである。プリズム12の頂点が丸みを帯びている場合でも2辺の延長の交点を13とする時、その交点部13に現れる角度を頂角と呼ぶことにする。尚、媒質基材としては、通常ポリカーボネート樹脂またはポリスチレン樹脂などが用いられる。 FIG. 1 shows a typical prism sheet structure. In the figure, 11 is a transparent medium substrate, and 12 is a prism formed on the surface. Each prism consists of two sides, and the apex angle is 2θ p as shown. Even when the apex of the prism 12 is rounded, when the intersection of the extensions of the two sides is 13, the angle appearing at the intersection 13 is called the apex angle. As the medium base material, polycarbonate resin or polystyrene resin is usually used.

この様な構成における問題点として、プリズム配列の平均プリズム周波数fと液晶の画素配列の周波数(画素配列周波数)fとが近く、且つ両者の比が整数である場合に於いて、相互干渉に起因するモワレ妨害模様を発生するという問題があった。 A problem in such a configuration, in the case where the average prism frequency f 0 and the frequency (pixel arrangement frequency) f p and is close to the liquid crystal of the pixel array of prisms, and the ratio of the two is an integer, mutual interference There was a problem that a moire interference pattern due to the occurrence of.

特許文献5には、プリズムシートの配列模様構成例として第1の平均プリズム周波数を有する第1のプリズムゾーンと第2の平均プリズム周波数を有する第2のプリズムゾーンとの繰り返しから構成することが記されている。   In Patent Document 5, as an arrangement pattern configuration example of a prism sheet, the prism sheet is configured by repeating a first prism zone having a first average prism frequency and a second prism zone having a second average prism frequency. Has been.

特許文献6には、プリズムシートの山頂部又は谷底部が相違なる一定の高さを有する少なくとも2群のプリズムを隣接配置構成することが記されている。   Patent Document 6 describes that at least two groups of prisms having a certain height at which the peak portion or the valley bottom portion of the prism sheet is different are arranged adjacent to each other.

特許文献7には、プリズムを直線状ではなく曲線状化して蛇行させ、ランダム配列することによって、モワレ妨害を軽減することが記されている。
特開平2−17号公報 特開昭62−144102号公報 特開平9−197109号公報 特開2005−221619号公報 特表平11−501149号公報 特表2000−508786号公報 特表2002−504698号公報
Patent Document 7 describes that moire interference is reduced by making a prism meander in a curved shape instead of a linear shape and randomly arranging the prisms.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-17 JP 62-144102 A JP-A-9-197109 JP 2005-221619 A Japanese National Patent Publication No. 11-501149 Special table 2000-508786 JP-T-2002-504698

特許文献5、6のプリズムシートは、平均プリズム周波数fと画素配列周波数fとが近い場合において、画素配列周波数fと上記繰返し周期とが合致、または簡単な整数比となった場合に相互干渉モワレ妨害を発生するという場合があった。 The prism sheet of Patent Document 5 and 6, when the average prism frequency f 0 and is close to the pixel array frequency f p, in the case where the pixel arrangement frequency f p and the repetition period becomes consistent, or a simple integer ratio In some cases, mutual interference moire interference occurs.

特許文献7のプリズムシートは、押出ロール成形によって廉価に製造することが困難である。何故なら、押出ロールのロール型の形状は平行直線状であることを周知の通り前提としているからである。また、配列模様の基本周期がプリズム落差の40倍以内に限定されていることも制約要因となっていた。   The prism sheet of Patent Document 7 is difficult to manufacture at low cost by extrusion roll molding. This is because, as is well known, it is assumed that the shape of the roll type of the extrusion roll is a parallel straight line. In addition, the fact that the basic period of the array pattern is limited to 40 times or less of the prism drop is also a limiting factor.

なお、プリズム配列を乱数によりランダム化することも考えられる。しかし単純にランダム化しただけでは、ピッチが小さすぎる部分の製造が困難になる恐れがある。偶然似たようなピッチが数ピッチ連続することもあり、その部分でモワレが発生する恐れがある。   It is also conceivable to randomize the prism array with random numbers. However, simply randomizing may make it difficult to manufacture a portion where the pitch is too small. A similar pitch may happen by several consecutive pitches, and moire may occur at that portion.

本発明は、モワレ妨害低減効果に優れ、廉価に製造することができるプリズムシートを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the prism sheet which is excellent in the moire interference reduction effect and can be manufactured cheaply.

本発明に係るプリズムシートは、
液晶ディスプレイのバックライト用のプリズムシートであって、
複数のプリズムを出射面又は入射面に備え、前記プリズムの各列を構成する各2斜辺の頂角は(2π/360)×70rad以上(2π/360)×110rad以下に形成され、
前記プリズムの平均プリズム周波数は第0の周波数fに略等しく、
前記プリズムの配列位相は、少なくとも第1の基本周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様によって与えられ、
とfの任意整数倍との差の絶対値がfの0.15倍以上であり、
且つ、φ>0.5であり、
且つ、φ×fが0.5×fより小であるように選定されている。この構成により、モワレ妨害低減効果に優れ、廉価に製造することができる。
The prism sheet according to the present invention is
A prism sheet for a backlight of a liquid crystal display,
A plurality of prisms are provided on the exit surface or the entrance surface, and the apex angles of the two hypotenuses constituting each row of the prisms are formed to be (2π / 360) × 70 rad or more (2π / 360) × 110 rad or less,
Average prism frequency of the prism substantially equal to the frequency f 0 of the 0th,
The arrangement phase of the prisms is given by a pattern having at least a first fundamental frequency f 1 and phase modulated with a phase modulation index φ,
the absolute value of the difference between any integral multiple of f 0 and f 1 is greater than or equal to 0.15 times the f 1,
And φ> 0.5,
In addition, φ × f 1 is selected to be smaller than 0.5 × f 0 . With this configuration, the moire interference reduction effect is excellent, and it can be manufactured at low cost.

上述の第1の基本周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様は正弦波状であって、且つ前記2斜辺の延長交点の2次元位置座標(X(n),Y(n))の沿面方向座標成分X(n)は、n=1,2,3…を連続する整数として、

Figure 0005281812
の解として得られるX(n)の値とし、
θpをプリズム頂角の半角として、厚み方向座標成分Y(n)は、
Figure 0005281812
を満たすように選定されることが好ましい。 The pattern having the first basic frequency f 1 and phase-modulated by the phase modulation index φ is sinusoidal, and the two-dimensional position coordinates (X (n), Y The creeping direction coordinate component X (n) of (n)) is defined as n = 1, 2, 3,.
Figure 0005281812
The value of X (n) obtained as a solution of
With θ p as the half angle of the prism apex angle, the thickness direction coordinate component Y (n) is
Figure 0005281812
It is preferable to select so as to satisfy.

このとき、上述の数1の解として下記近似式を用いることができる。

Figure 0005281812
At this time, the following approximate expression can be used as the solution of Equation 1 above.
Figure 0005281812

または、余弦波の山谷を直線で結んだ三角波関数をtriang(X)と記す時、前記第1の基本周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様はtriang(X)を積分した関数状であって、且つ前記2斜辺の延長交点の2次元位置座標(X(n),Y(n))の沿面方向座標成分X(n)は、n=1,2,3…を連続する整数として、

Figure 0005281812
の解として得られるX(n)の値とし、
θpをプリズム頂角の半角として、厚み方向座標成分Y(n)は、
Figure 0005281812
を満たすように選定されることが好ましい。 Or, when a triangular wave function connecting crests and peaks of a cosine wave with a straight line is denoted as triang (X), the pattern having the first fundamental frequency f 1 and phase-modulated by the phase modulation index φ is triang (X). And the creeping direction coordinate component X (n) of the two-dimensional position coordinate (X (n), Y (n)) of the extended intersection of the two hypotenuses is n = 1, 2, 3 ... as consecutive integers
Figure 0005281812
The value of X (n) obtained as a solution of
With θ p as the half angle of the prism apex angle, the thickness direction coordinate component Y (n) is
Figure 0005281812
It is preferable to select so as to satisfy.

このとき、上述の数4の解として下記近似式を用いることができる。

Figure 0005281812
At this time, the following approximate expression can be used as the solution of Equation 4 above.
Figure 0005281812

ここで、f/f比は有理数では無く無理数に選定されると良い。平均プリズム周波数の位相値と変調周波数の位相値とが再び厳密に同一組み合わせとなることを回避することができる。 Here, the ratio f 0 / f 1 should be selected as an irrational number, not a rational number. It can be avoided that the phase value of the average prism frequency and the phase value of the modulation frequency are exactly the same combination again.

また、第1の基本周波数fと画素配列周波数fとは、f<f<20×fの関係が成り立つことが好ましい。 Further, the first fundamental frequency f 1 and the pixel array frequency f p, it is preferable that the relation of f p <f 1 <20 × f p holds.

本発明によれば、モワレ妨害低減効果に優れ、廉価に製造することができるプリズムシートを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the prism sheet which is excellent in a moire interference reduction effect and can be manufactured cheaply can be provided.

本発明に係るプリズムシートの実施形態を、図面に基づいて説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。   An embodiment of a prism sheet according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.

<実施形態1>
本発明に係るプリズムシート1の実施形態1を、図1〜図4に基づいて説明する。なお、本発明のプリズムシート1は、シート状物に限られず、フィルム状物も含まれる。
<Embodiment 1>
A prism sheet 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the prism sheet 1 of this invention is not restricted to a sheet-like thing, A film-like thing is also contained.

プリズムシート1は、図1に概念図として示したように、透明媒質基材11の表面にプリズム12が並列に配置されて成り、プリズム12の各列を構成する各2斜辺の頂角は70°((2π/360)×70rad)以上110°((2π/360)×110)rad以下に形成されている。   As shown in the conceptual diagram of FIG. 1, the prism sheet 1 is formed by arranging the prisms 12 in parallel on the surface of the transparent medium substrate 11, and the apex angle of each of the two oblique sides constituting each row of the prisms 12 is 70. It is formed in the range of ° ((2π / 360) × 70 rad) to 110 ° ((2π / 360) × 110) rad.

このプリズムシート1は、図2に示すように、光源側拡散シート16の光出射側に配置され、反射板14、光源15、光源側拡散シート16、プリズムシート1でバックライトを構成する。   As shown in FIG. 2, the prism sheet 1 is disposed on the light emission side of the light source side diffusion sheet 16, and the reflector 14, the light source 15, the light source side diffusion sheet 16, and the prism sheet 1 constitute a backlight.

光源15から出射した光及び反射板14で反射された光は、光源側拡散シート16に入光する。この光は光源側拡散シート16により拡散され、面内の輝度が均一化される。光源側拡散シート16によって拡散された光の指向特性はほぼランバーシャン的であり、プリズムシート1へ入射する。プリズムシート1は入射された光の指向特性を正面方向強調型に変換して液晶パネル(図示は省略)へと出射する。   The light emitted from the light source 15 and the light reflected by the reflecting plate 14 enter the light source side diffusion sheet 16. This light is diffused by the light source side diffusion sheet 16, and the in-plane luminance is made uniform. The directivity of the light diffused by the light source side diffusion sheet 16 is almost Lambertian and enters the prism sheet 1. The prism sheet 1 converts the directional characteristics of incident light into a front-enhanced type and emits it to a liquid crystal panel (not shown).

次に、本発明の特徴であるモワレ妨害低減作用を説明する。
一般に液晶の画素配列模様g(X)は次式の通りフーリエ級数で表現できる。

Figure 0005281812
ここで、Xは位置座標、aは第n次波の振幅、fは画素配列周波数である。 Next, the moire interference reducing action that is a feature of the present invention will be described.
In general, the pixel arrangement pattern g p (X) of the liquid crystal can be expressed by a Fourier series as follows.
Figure 0005281812
Here, X is the position coordinates, a n is the amplitude of the n-th order wave, f p is the pixel array frequency.

一方、プリズム配列の平均プリズム周波数成分の模様g(X)は次式の通りフーリエ級数で表現できる。

Figure 0005281812
ここで、fは平均プリズム周波数(第0の周波数)、fは位相変調周波数(第1の基本周波数)、φは位相変調指数(rad)、Re()は実部抽出記号、Jは第1種k次のベッセル関数である。つまり、プリズム12の配列位相は、少なくとも位相変調周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様によって与えられる。 On the other hand, the pattern g z (X) of the average prism frequency component of the prism arrangement can be expressed by a Fourier series as follows.
Figure 0005281812
Here, f 0 is an average prism frequency (0th frequency), f 1 is a phase modulation frequency (first fundamental frequency), φ is a phase modulation index (rad), Re () is a real part extraction symbol, J k Is the kth-order Bessel function of the first kind. That is, the arrangement phase of the prisms 12 is given by a pattern having at least the phase modulation frequency f 1 and phase-modulated by the phase modulation index φ.

例えば、位相変調指数φ≒1.44程度に選定する。そうすれば図3から理解されるように、J(1.44)≒J(1.44)≒J−1(1.44)≒0.55であり、J以降は0.26以下であるが故に、相対的にほぼ無視することができる。従ってg(X)を以下の近似式で表現できる。

Figure 0005281812
For example, the phase modulation index φ is selected to be approximately 1.44. Then, as can be understood from FIG. 3, J 0 (1.44) ≈J 1 (1.44) ≈J −1 (1.44) ≈0.55, and after J 2 0.26 Because of the following, it can be relatively ignored. Therefore, g z (X) can be expressed by the following approximate expression.
Figure 0005281812

数9においては、プリズムスペクトルを互いに周波数の異なる3波に分配することによって、1波毎の振幅を0.55倍に減衰させることができている。従って、たとえ平均プリズム周波数fが画素配列周波数fの整数倍となった場合でも、両者干渉に起因するモワレスペクトル振幅を0.55倍に減衰させることができる。よって、モワレ妨害の発生を軽減することができる。 In Equation 9, the amplitude of each wave can be attenuated by 0.55 times by distributing the prism spectrum to three waves having different frequencies. Therefore, even when the average prism frequency f 0 is an integer multiple of the pixel arrangement frequency f p , the moire spectrum amplitude caused by the interference between both can be attenuated to 0.55 times. Therefore, the occurrence of moire interference can be reduced.

本実施形態のプリズムシートに於いては、位相変調指数φの値がφ>0.5の範囲に限定されている。φ=0.5の場合、J(0.5)≒0.94となるために、プリズムピッチの変調度が小さくなり、0.5以下では本発明の効果を期待できない。 In the prism sheet of the present embodiment, the value of the phase modulation index φ is limited to a range of φ> 0.5. In the case of φ = 0.5, J 0 (0.5) ≈0.94, so that the degree of modulation of the prism pitch becomes small, and if it is 0.5 or less, the effect of the present invention cannot be expected.

更に本実施形態のプリズムシートに於いては、φとfの積が0.5×fより小さくなるように選定されている。その理由は、プリズム配列の局所的周波数f(X)が平均プリズム周波数fの半分以下、すなわちプリズム配列の局所的ピッチが平均プリズムの2倍以上となり、画素ピッチとの比が小さくなってモワレ妨害を生じやすくなることを防止するためである。また、プリズム配列の局所的周波数f(X)が平均プリズム周波数fの2倍以上、すなわちプリズム配列の局所的ピッチが平均プリズムの半分以下となり、ピッチが微細すぎるが故に成形が困難になることを防止するためである。 Further, in the prism sheet of this embodiment, the product of φ and f 1 is selected so as to be smaller than 0.5 × f 0 . The reason is that the local frequency f (X) of the prism array is less than half of the average prism frequency f 0 , that is, the local pitch of the prism array is more than twice that of the average prism, and the ratio to the pixel pitch becomes small and moire. This is to prevent the occurrence of interference. Further, the local frequency f (X) of the prism array is more than twice the average prism frequency f 0 , that is, the local pitch of the prism array is less than half of the average prism, and the pitch is too fine, making the molding difficult. It is for preventing.

プリズム配列の局所的周波数f(X)は、数8の指数部位相をj2πXで微分することにより次式の通り求まる。従って、φ×fが周波数偏移を表すことが理解される。

Figure 0005281812
The local frequency f (X) of the prism array is obtained as follows by differentiating the exponent phase of Equation 8 by j2πX. Therefore, it is understood that φ × f 1 represents the frequency shift.
Figure 0005281812

更に本実施形態のプリズムシートに於いては、プリズム配列の平均プリズム周波数fと位相変調周波数fの任意整数倍との差の絶対値がfの0.15倍以上に選定されている。従って、たとえ画素配列周波数fと位相変調周波数fとが合致した場合に於いても、1画素周期前後のプリズム配列の位相は、0.15cycle以上、すなわち54°((2π/360)×54rad)以上ずらしてあるが故に、零ビートモワレ模様の発生を回避することができる。 Furthermore, in the prism sheet of the present embodiment, the absolute value of the difference between the average prism frequency f 0 of the prism array and an arbitrary integer multiple of the phase modulation frequency f 1 is selected to be 0.15 times or more of f 1 . . Therefore, even if at the case where the pixel arrangement frequency f p and the phase modulation frequency f 1 is met, the phase of one pixel period before and after the prism array, or 0.15Cycle, i.e. 54 ° ((2π / 360) × 54 rad), the occurrence of a zero beat moire pattern can be avoided.

更に本実施形態のプリズムシートに於いては、プリズムシートの厚みをプリズム局所周波数の如何を問わず実質的に一定に保つために、位相変調周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様を正弦波状とし、各プリズムの2斜辺の延長交点の2次元位置座標(X(n),Y(n))の沿面方向座標成分X(n)は、n=1,2,3…を連続する整数として、実質的に、

Figure 0005281812
の解として得られるX(n)の値とし、 Further, in the prism sheet of the present embodiment, in order to keep the thickness of the prism sheet substantially constant regardless of the prism local frequency, the prism sheet has the phase modulation frequency f 1 and the phase at the phase modulation index φ. The modulated pattern is made into a sine wave, and the creeping direction coordinate component X (n) of the two-dimensional position coordinate (X (n), Y (n)) of the two oblique sides of each prism is n = 1, 2, 3 is a continuous integer,
Figure 0005281812
The value of X (n) obtained as a solution of

θpをプリズム頂角の半角として、厚み方向座標成分Y(n)は、実質的に、

Figure 0005281812
を満たすように選定されている。本実施形態のプリズムシートは、この様に厚みが実質的に一定に保たれ、しかもプリズムが直線状配列であるため、押出ロール成形方式によって廉価に製造することができる。 With θ p as a half angle of the prism apex angle, the thickness direction coordinate component Y (n) is substantially
Figure 0005281812
It is selected to satisfy. The prism sheet of the present embodiment can be manufactured at a low cost by an extrusion roll forming method because the thickness is kept substantially constant as described above and the prisms are linearly arranged.

代表例としてf/f=10.6に選定した場合について、プリズム配列の断面模様を図4に示す。同図に於いて横軸の単位は平均プリズム周波数の逆数、すなわち平均周期を単位として記してある。 FIG. 4 shows a cross-sectional pattern of the prism array when f 0 / f 1 = 10.6 is selected as a representative example. In the figure, the unit of the horizontal axis is shown with the reciprocal of the average prism frequency, that is, the average period as a unit.

更に具体的な数値例としては、位相変調周波数f=1cycle/mm、平均プリズム周波数f=10.6cycle/mmである。対応する画素配列周波数fは6cycle/mm以内である。 As more specific numerical examples, the phase modulation frequency f 1 = 1 cycle / mm and the average prism frequency f 0 = 10.6 cycle / mm. Corresponding pixel arrangement frequency f p is within 6cycle / mm.

<実施形態2>
上記実施形態1の数11の解として、下記近似式を用いることができる。

Figure 0005281812
この数13は、数11に代入して検算すれば判る通り、φ<<2πが成立する場合の数11の第1次近次式である。 <Embodiment 2>
The following approximate expression can be used as the solution of Equation 11 in the first embodiment.
Figure 0005281812
As can be understood from substituting into Equation 11 for verification, Equation 13 is the first-order approximation of Equation 11 when φ << 2π holds.

<実施形態3>
上記実施形態1の数11を数14に、数12を数15に置き換えた形式、すなわち数11、数12に於ける余弦波形状を三角波形状に置き換えても良い。但し、余弦波の山谷を直線で結んだ三角波関数をtriang(X)と記す。そのグラフを図5に示す。

Figure 0005281812
Figure 0005281812
<Embodiment 3>
In the first embodiment, the formula 11 may be replaced with the formula 14, and the formula 12 may be replaced with the formula 15, that is, the cosine wave shape in the formulas 11 and 12 may be replaced with a triangular wave shape. However, the triangular wave function that connects the crests and valleys with straight lines is denoted as triang (X). The graph is shown in FIG.
Figure 0005281812
Figure 0005281812

<実施形態4>
上記実施形態2の数14の解として、下記近似式を用いることができる。

Figure 0005281812
<Embodiment 4>
The following approximate expression can be used as the solution of Equation 14 in the second embodiment.
Figure 0005281812

この式の積分項の積分結果Int(n)は、数17の通り、ガウスの整数記号[Z]=Zを越えない最大整数を用いて表現できる。ここでsign(U)は、数18で導かれるUが零又は正の時だけ1となり、Uが負の時は零となる選別関数である。そのグラフを図6に示す。

Figure 0005281812
Figure 0005281812
The integration result Int (n) of the integral term of this equation can be expressed using the maximum integer that does not exceed the Gaussian integer symbol [Z] = Z as shown in Equation 17. Here, sign (U) is a selection function that becomes 1 only when U derived by Equation 18 is zero or positive, and becomes zero when U is negative. The graph is shown in FIG.
Figure 0005281812
Figure 0005281812

代表例として、三角波関数による位相変調指数φを1.44とし、且つ、f/f=10.6に選定した場合について、プリズム配列の断面模様を図7に示す。同図に於いて横軸の単位は平均プリズム周波数の逆数、すなわち平均周期を単位として記してある。 As a representative example, FIG. 7 shows a cross-sectional pattern of the prism arrangement when the phase modulation index φ by the triangular wave function is 1.44 and f 0 / f 1 = 10.6 is selected. In the figure, the unit of the horizontal axis is shown with the reciprocal of the average prism frequency, that is, the average period as a unit.

<実施形態5>
なお、f/f比を有理数ではなく、無理数に選定することが好ましい。
<Embodiment 5>
It is preferable to select the f 0 / f 1 ratio not as a rational number but as an irrational number.

数18の指数部の形から理解される通り、本実施形態に於いてはf/f比を有理数ではなく、任意の無理数に選定することによって、平均プリズム周波数の位相値と変調周波数の位相値とが再び厳密に同一組み合わせとなることを回避することができる。すなわち、如何に周期数の多いプリズムシートであっても原理的に同一模様の繰り返しを回避することができる。 As understood from the form of the exponent part of Equation 18, in this embodiment, by selecting the f 0 / f 1 ratio as an arbitrary irrational number rather than a rational number, the phase value of the average prism frequency and the modulation frequency It is possible to avoid the exact same combination again with the phase value. That is, it is possible to avoid the repetition of the same pattern in principle regardless of how many prism sheets have a high number of cycles.

また、モアレ障害をより低減するために、第1の基本周波数fと画素配列周波数fとは、f<f<20×fの関係が成り立つ構成とすることが好ましい。 Further, in order to reduce the moire disorder, the first fundamental frequency f 1 and the pixel array frequency f p, it is preferable that the relationship holds configuration of f p <f 1 <20 × f p.

以上の説明から理解される通り、本発明によれば、平均プリズム周波数と変調周波数の内の少なくとも一方を常に任意の画素周波数と非整数比関係に保つことができる。従って、同一のプリズムシートを、各種画素配列周期を有する広範囲の画面サイズのディスプレイに共用することができる。   As will be understood from the above description, according to the present invention, at least one of the average prism frequency and the modulation frequency can always be kept in a non-integer ratio relationship with an arbitrary pixel frequency. Therefore, the same prism sheet can be shared by a wide range of screen size displays having various pixel arrangement periods.

なお、以上の説明に於いては、一つのプリズムシートの全幅を既述の一組のパラメータを有する式で表現できる配列模様とする前提で説明した。しかしながら、一つのプリズムシートの全幅をいくつかの部分幅に区分けして、各1区分毎に相異なるパラメータを有する式を適用しても良いことは明白である。従って、本発明の及ぶ範囲は当然それらの変形例を含むものである。   In the above description, the description has been made on the assumption that the entire width of one prism sheet is an array pattern that can be expressed by the equation having the set of parameters described above. However, it is obvious that the formula having different parameters for each section may be applied by dividing the entire width of one prism sheet into several partial widths. Accordingly, the scope of the present invention naturally includes such modifications.

プリズムシートを概略的に示した部分斜視図である。It is the fragmentary perspective view which showed the prism sheet schematically. バックライトの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the backlight. ベッセル関数を示した図である。It is the figure which showed the Bessel function. 実施形態1のプリズム配列の断面模様を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a cross-sectional pattern of the prism array according to the first embodiment. 余弦波の山谷を直線で結んだ三角波関数を示したグラフである。It is the graph which showed the triangular wave function which connected the mountain and valley of the cosine wave with the straight line. 積分結果Int(n)を示したグラフである。It is the graph which showed the integration result Int (n). 実施形態4のプリズム配列の断面模様を示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-sectional pattern of a prism array according to a fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリズムシート
11 透明媒質基材
12 プリズム
13 交点部
14 反射板
15 光源
第0の周波数(平均プリズム周波数)
第1の基本周波数(位相変調周波数)
液晶の画素配列周波数
φ 位相変調指数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Prism sheet 11 Transparent medium base material 12 Prism 13 Intersection part 14 Reflecting plate 15 Light source f 0 0th frequency (average prism frequency)
f 1 First fundamental frequency (phase modulation frequency)
pixel arrangement frequency f p LCD φ phase modulation index

Claims (7)

液晶ディスプレイのバックライト用のプリズムシートであって、
複数のプリズムを出射面又は入射面に備え、前記プリズムの各列を構成する各2斜辺の頂角は(2π/360)×70rad以上(2π/360)×110rad以下に形成され、
前記プリズムの平均プリズム周波数は第0の周波数fに略等しく、
前記プリズムの配列位相は、少なくとも第1の基本周波数fを有する繰り返し関数により、位相変調指数φの振幅にて位相変調された模様によって与えられ、
とfの任意整数倍との差の絶対値がfの0.15倍以上であり、
且つ、φ>0.5であり、
且つ、φ×fが0.5×fより小であるように選定されているプリズムシート。
A prism sheet for a backlight of a liquid crystal display,
A plurality of prisms are provided on the exit surface or the entrance surface, and the apex angles of the two hypotenuses constituting each row of the prisms are formed to be (2π / 360) × 70 rad or more (2π / 360) × 110 rad or less,
Average prism frequency of the prism substantially equal to the frequency f 0 of the 0th,
Sequence phase of the prism, by repeating function to have at least a first fundamental frequency f 1, is given by the phase-modulated pattern in the amplitude of the phase modulation index phi,
the absolute value of the difference between any integral multiple of f 0 and f 1 is greater than or equal to 0.15 times the f 1,
And φ> 0.5,
And a prism sheet selected so that φ × f 1 is smaller than 0.5 × f 0 .
前記第1の基本周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様は正弦波状であって、且つ前記2斜辺の延長交点の2次元位置座標(X(n),Y(n))の沿面方向座標成分X(n)は、n=1,2,3…を連続する整数として、
Figure 0005281812
の解として得られるX(n)の値とし、
θpをプリズム頂角の半角として、厚み方向座標成分Y(n)は、
Figure 0005281812
を満たすように選定されていることを特徴とする、請求項1に記載のプリズムシート。
The pattern having the first basic frequency f 1 and phase-modulated by the phase modulation index φ is sinusoidal, and the two-dimensional position coordinates (X (n), Y ( The creeping direction coordinate component X (n) of n)) is defined as n = 1, 2, 3,.
Figure 0005281812
The value of X (n) obtained as a solution of
With θ p as the half angle of the prism apex angle, the thickness direction coordinate component Y (n) is
Figure 0005281812
The prism sheet according to claim 1, wherein the prism sheet is selected so as to satisfy.
前記数1の解として下記近似式を用いたことを特徴とする、請求項2に記載のプリズムシート。
Figure 0005281812
The prism sheet according to claim 2, wherein the following approximate expression is used as the solution of Equation 1:
Figure 0005281812
余弦波の山谷を直線で結んだ三角波関数をtriang(X)と記す時、前記第1の基本周波数fを有し、位相変調指数φにて位相変調された模様はtriang(X)を積分した関数状であって、且つ前記2斜辺の延長交点の2次元位置座標(X(n),Y(n))の沿面方向座標成分X(n)は、n=1,2,3…を連続する整数として、
Figure 0005281812
の解として得られるX(n)の値とし、
θpをプリズム頂角の半角として、厚み方向座標成分Y(n)は、
Figure 0005281812
を満たすように選定されていることを特徴とする、請求項1に記載のプリズムシート。
When a triangular wave function connecting crests and peaks of a cosine wave with a straight line is denoted as triang (X), the pattern having the first fundamental frequency f 1 and phase-modulated by the phase modulation index φ is integrated with triang (X). The creeping direction coordinate component X (n) of the two-dimensional position coordinate (X (n), Y (n)) of the extended intersection of the two oblique sides is n = 1, 2, 3,. As a continuous integer,
Figure 0005281812
The value of X (n) obtained as a solution of
With θ p as the half angle of the prism apex angle, the thickness direction coordinate component Y (n) is
Figure 0005281812
The prism sheet according to claim 1, wherein the prism sheet is selected so as to satisfy.
前記数4の解として下記近似式を用いたことを特徴とする、請求項4に記載のプリズムシート。
Figure 0005281812
The prism sheet according to claim 4, wherein the following approximate expression is used as the solution of Equation 4:
Figure 0005281812
/f比が有理数では無く無理数に選定されていることを特徴とする、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のプリズムシート。 The prism sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio f 0 / f 1 is selected as an irrational number instead of a rational number. 第1の基本周波数fと画素配列周波数fとは、f<f<20×fの関係が成り立つことを特徴とする、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のプリズムシート。 The first basic frequency f 1 and the pixel array frequency f p have a relationship of f p <f 1 <20 × f p , according to any one of claims 1 to 6. Prism sheet.
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