CN101542197A - 光学元件包装件、背光和液晶显示设备 - Google Patents

光学元件包装件、背光和液晶显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光学元件包装件、背光和液晶显示设备,其中,光学元件包装件包括至少一个光学元件、用于支撑所述至少一个光学元件的支撑介质、以及用于包覆所述至少一个光学元件和所述支撑介质的包装件。所述至少一个光学元件和所述支撑介质构成层积体。

Description

光学元件包装件、背光和液晶显示设备
技术领域
本发明涉及一种光学元件包装件、设置有该光学元件包装件的背光、以及设置有光学元件包装件的液晶显示设备。具体地,本发明涉及一种用于改善液晶显示设备的显示特性的光学元件包装件。
背景技术
在液晶显示设备中,以前已经使用了大量光学元件用于改善视角、亮度等。就这些光学元件而言,已经使用了膜形或片形的元件,例如,扩散膜和棱镜片。
图31示出了根据相关技术的液晶显示设备的结构。如图31所示,这种液晶显示设备设置有用于发光的照明设备101、用于扩散从照明设备101发出的光的扩散板102、例如用于收集或扩散通过扩散板102扩散的光的多个光学元件103以及液晶板104。
目前,随着近年来图像显示设备尺寸的增大,光学元件的自重和大小也有增大的趋势。如果光学元件的自重和大小如上所述地增大,光学元件的刚性就会变得不足,因此,光学元件的变形(例如,起皱、弯曲或翘曲)。光学元件的这种变形会对显示面的光学指向性产生影响,从而引起严重的问题,即,亮度的不规则性。
因此,已提出通过增大光学元件的厚度来改善光学元件的刚性不足。然而,液晶显示设备变厚,从而就会削弱液晶显示设备在型薄重量低方面的优势。随后,已提出通过利用透明胶将光学元件彼此粘合从而改善片形或膜形光学元件的刚性不足(例如,参照专利文献1)。
此外,由于近年来已扩大了显示设备的应用范围,所以为了能够壁挂或安装在天花板附近,已提出进一步减小厚度和减轻重量。就这种减厚和减重而言,用于使光源(例如,荧光灯)的不规则性均一化的扩散功能并没有随之而来。因此,已经研究了用于通过使用多个扩散片(即,与以往相比增加片数)来增大扩散板的厚度、增加光源数等来减小光源的不规则性的技术。
专利文献1:日本未审查专利申请公开第2005-301147号
发明内容
然而,关于专利文献1中所披露的技术,由于光学元件通过透明胶彼此粘合,所以光学元件的厚度增大,并且液晶显示设备自身的厚度也增大。此外,对液晶显示设备必不可少的光学功能的外延而言,由于使用了粘合剂,所以表面结构件之间(即,集光功能层、扩散功能层等与邻近光学功能层之间)的空间被填充。因此,削弱了光学功能,并且显示性能劣化。
此外,如果为了减小光源的不规则性而使用大量的扩散功能件,则随着件数的增多,成本就会变高,或者随着大量扩散功能件的增加,亮度会减小。在使用大量光源件的情况下,对光源的不规则性会产生影响,但是随着件数量的增多,成本会增大,并且功率消耗增加。
因此,本发明的一个目标是提供一种能够改善光学元件的刚性不足同时减小液晶显示设备的厚度增加或液晶显示设备的显示特性劣化的光学元件包装件、以及设置有该光学元件包装件的背光和设置有该光学元件包装件的液晶显示设备。
此外,本发明的另一个目标是提供一种能够减小显示设备的厚度和重量同时减小由于用于扩散的光学元件的增加和光源的增加而导致的元件件的增加所引起的重量和成本增大的光学元件包装件,以及设置有该光学元件包装件的背光和设置有该光学元件包装件的液晶显示设备。
为了解决上述问题,本发明的第一发明为
一种光学元件包装件,其特征在于,包括:
至少一个光学元件;
支撑介质,用于支撑至少一个光学元件;以及
包装件,用于包覆至少一个光学元件和支撑介质,
其中,至少一个光学元件和支撑介质构成层积体,并且
包装件具有开口部。
本发明的第二发明为
一种光学元件包装件,其特征在于,包括:
支撑介质;以及
包装件,用于包覆支撑介质,
其中,包装件包括
第一区,入射进支撑介质中的光从其通过,以及
第二区,从支撑介质透射的光从其通过,
第一区和第二区中的至少一个设置有光学功能,并且
包装件具有开口部。
本发明的第三发明为
一种背光,其特征在于,包括:
光源,用于发光;以及
光学元件包装件,用于改善从光源发出的光的特性,并使光向液晶面板透射,
其中,光学元件包装件包括
至少一个光学元件,
支撑介质,用于支撑至少一个光学元件,以及
包装件,用于包覆至少一个光学元件和支撑介质,
至少一个光学元件和支撑介质构成层积体,并且
包装件具有开口部。
本发明的第四发明为
一种背光,其特征在于,包括
光源,用于发光;以及
光学元件包装件,用于改善从光源发出的光的特性,并使光向液晶面板透射,
其中,光学元件包装件包括
支撑介质,以及
包装件,用于包覆支撑介质,
包装件包括
第一区,入射进支撑介质的光从其通过,以及
第二区,从支撑介质透射的光从其通过,
第一区和第二区中的至少一个设置有光学功能,并且
包装件具有开口部。
本发明的第五发明为
一种液晶显示设备,其特征在于,包括:
光源,用于发光;
光学元件包装件,用于改善从光源发出的光的特性,并使光向液晶面板透射;以及
液晶面板,用于基于具有通过光学元件包装件改善的特性的光来显示图像,
其中,光学元件包装件包括
至少一个光学元件,
支撑介质,用于支撑至少一个光学元件,以及
包装件,用于包覆至少一个光学元件和支撑介质,
至少一个光学元件和支撑介质构成层积体,并且
包装件具有开口部。
本发明的第六发明为
一种液晶显示设备,其特征在于,包括:
光源,用于发光;
光学元件包装件,用于改善从光源发出的光的特性;以及
液晶面板,用于基于具有通过光学元件包装件改善的特性的光来显示图像,
其中,光学元件包装件包括
支撑介质,以及
包装件,用于包覆支撑介质,
包装件包括
第一区,入射进支撑介质的光从其通过,以及
第二区,从支撑介质透射的光从其通过,
第一区和第二区中的至少一个设置有光学功能,并且
包装件具有开口部。
在本发明中,由于通过包装件包装了至少一个光学元件和支撑介质,所以能够集成至少一个光学元件和支撑介质。可选地,在包装件的一个面或两个面上,支撑介质能够被设置有光学功能的光学元件包装件包覆并与其集成。因此,能够通过支撑介质来改善光学元件的刚性不足。此外,通过在包装件的面上设置光学功能,能够使光学元件简化。此外,允许光学元件包装件本身具有张力,从而包装件能够无弯曲地设置,以便能够防止设置在包装件上的光学元件弯曲。
如上所述,根据本发明,能够改善光学元件的变形和光学元件的刚性不足,同时,减小了液晶显示设备的厚度增大或液晶显示设备的显示特性劣化。此外,与根据相关技术的光学薄膜的厚度相比,通过包装件补足(make up)光学功能能够减小厚度,并且能够提供无弯曲的结构。
附图说明
图1是示出了根据本发明第四实施例的液晶显示设备的结构实例的示意图。
图2是示出了根据本发明第四实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图3是示出了根据本发明第四实施例的包装件的接合的第一实例的截面图。
图4是示出了根据本发明第四实施例的包装件的接合的第二实例的截面图。
图5是示出了根据本发明第四实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图6是示出了根据本发明第四实施例的光学元件包装件的第三结构实例的透视图。
图7A是示出了用于解释根据本发明第四实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的透视图。
图7B是示出了用于解释根据本发明第四实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的透视图。
图8是示出了根据本发明第五实施例的光学元件层积体的结构实例的透视图。
图9是示出了根据本发明第七实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图10是示出了根据本发明第七实施例的光学元件包装件的结构的透视图。
图11是示出了根据本发明第八实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图12是示出了根据本发明第九实施例的光学元件层积体的结构实例的透视图。
图13是示出了根据本发明第十实施例的光学元件层积体的结构实例的透视图。
图14是示出了根据本发明第十一实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图15A是示出了根据本发明第十二实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图15B是示出了根据本发明第十二实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图16A是示出了根据本发明第十二实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图16B是示出了根据本发明第十二实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图17A是示出了根据本发明第十三实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图17B是示出了根据本发明第十三实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图18A是示出了根据本发明第十三实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图18B是示出了根据本发明第十三实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图19是示出了根据本发明第十四实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图20是示出了根据本发明第十四实施例的光学元件包装件的第二个结构实例的透视图。
图21是示出了根据本发明第十五实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图22是示出了根据本发明第十六实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图23是示出了根据本发明第十七实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图24是示出了根据本发明第十八实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图25是示出了根据本发明第十九实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图26是示出了根据本发明第二十实施例的背光的结构实例的透视图。
图27是示出了根据本发明第二十一实施例的背光的结构实例的透视图。
图28是示出了根据本发明第二十二实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图29是示出了根据本发明第二十二实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图30是示出了根据本发明第二十三实施例的液晶显示设备的结构实例的示意图。
图31是示出了根据相关技术的液晶显示设备的结构的示意图。
图32是示出了根据本发明第一实施例的液晶显示设备的结构实例的示意图。
图33是示出了根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第一结构实例的透视图。
图34A是示出了根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第一结构实例的平面图。
图34B是示出了根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第一结构实例的截面图。
图35是示出了根据本发明第一实施例的包装件的接合的第一实例的截面图。
图36是示出了根据本发明第一实施例的包装件的接合的第二实例的截面图。
图37是示出了根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第二结构实例的透视图。
图38是示出了根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第三结构实例的透视图。
图39A是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图39B是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图39C是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图39D是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图40A是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图40B是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图40C是示出了用于解释根据本发明第一实施例的光学元件包装件的制造方法的实例的处理图。
图41是示出了根据本发明第二实施例的液晶显示设备的结构实例的示意图。
图42是示出了根据本发明第二实施例的光学元件包装件的结构实例的透视图。
图43A是示出了根据本发明第二实施例的光学元件包装件的结构实例的平面图。
图43B是示出了根据本发明第二实施例的光学元件包装件的结构实例的截面图。
图44是示出了根据本发明第三实施例的光学元件包装件的结构实例的示意图。
图45A是示出了根据本发明第三实施例的背光的结构实例的平面图。
图45B是示出了根据本发明第三实施例的背光的结构实例的截面图。
图46是示出了根据本发明第三实施例的光学元件包装件的第一结构实例的平面图。
图47是示出了根据本发明第三实施例的光学元件包装件的第一结构实例的平面图。
图48A是示出了根据比较实例1的背光的结构的透视图。
图48B是示出了根据比较实例1的背光的结构的放大图。
图49是示出了实例5的背光的结构的示意图。
具体实施方式
下面,将参照附图描述根据本发明的实施例。另外,在以下实施例的所有附图中,相同的参考数字表示相同或相应的部分。
(1)第一实施例
(1-1)液晶显示设备的结构
图32示出根据本发明第一实施例的液晶显示设备的结构实例。如图32所示,该液晶显示设备包括:照明设备1,用于发光;光学元件包装件2,用于改善从照明设备1发出的光的特性;以及液晶面板3,用于基于具有通过光学元件包装件2改善的特性的光来显示图像。照明设备1和光学元件包装件2构成背光。下文中,在光学件的面(例如,光学元件包装件2)中,来自照明设备1的光进入的表面被称作入射面,使从入射面入射的光透射的表面被称作透射面,并且位于入射面和透射面之间的面被称为端面。此外,入射面和透射面被适当地总体上称作主面。
例如,照明设备1为直光型照明设备,并且被提供了用于发光的光源11和用于反射从光源11发出的光从而将光导向液晶面板3的方向的反射板12。例如,就光源11而言,能够使用冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、有机场致发光(OEL)或发光二极管(LED)和无机场致发光(IEL)。例如,以至少覆盖一个光源11的底部和侧面的这种方式来排列反射板12,并且将从至少一个光源11发出的光向下、朝向侧边等反射,从而将光导向液晶面板3的方向。
例如,光学元件包装件2设置有:至少一个光学元件24,用于通过使光经过例如扩散或光聚集的处理来改变从照明设备1发出的光的特性;支撑介质23,用于支撑至少一个光学元件24;以及包装件22,用于包覆并集成至少一个光学元件24和支撑介质23。下文中,支撑介质23和至少一个光学元件被层积体的结构被称作光学元件层积体21。包装件22包括入射至光学元件层积体21的光从其通过的第一区R1和从光学元件层积体21透射的光从其通过的第二区R2
光学元件24的数目和类型没有特殊限定,并且能够根据所期望的液晶显示设备的特性适当地选择。就光学元件24而言,例如,能够使用具有光学功能和至少用作支撑介质的元件或包括支撑介质和具有至少一种光学功能的元件的元件。就光学元件24而言,例如,能够使用光扩散元件、光收集元件、反射偏光镜、偏光镜或光分离元件。例如,能够使用膜形元件、片形元件或板形元件作为光学元件。例如,光学元件24的厚度为5~1000μm。
例如,支撑介质23为用于透射从照明设备1发出的光的透明板或用于通过使光经过例如扩散或光聚集的处理来改变从照明设备1发出的光的特性的光学板。例如,能够使用扩散板、相位差板或棱镜板来作为光学板。优选地,支撑介质23的厚度为500~100000μm,并且更优选地为1000~50000μm。优选地,考虑到包装件22的张力,适当选择支撑介质23的厚度、截面宽度、长度和刚性(弹性模量)。
关于张力的出现或消失的检测及张力的测量,例如,可以通过下面的装置检测。
如下所述,通过使用由Seiko仪器股份有限公司制造的TMA(热·应力·应变测量装置EXSTAR6000 TMA/SS)来测量包装件的张力。
首先,在向包装件施加张力的状态下,用矩形冲模从光学元件包装件的中心部分切下5mm×50mm的测试片(test piece)。此时,测试片经过切割以使测试片的长边和短边分别平行于用作支撑介质的扩散板的长边和短边。随后,用玻璃板将测试片夹在中间以消除松弛,此后,通过由TOPCON CORPORATION制造的工具制造者显微镜(tool makers’microscope)来测量长度。所切割的测试片处于应力松弛状态,从而处于从50mm收缩的状态。转换尺寸以使被收缩的状态返回50mm的初始状态。再次切割并设置用于TMA的测试片。随后,测量在初始温度25℃下的张力。可以使用能够应用张应力来获得预定长度并测量应力的任意张力测量装置,以便能够核查张力的出现或消失。
具体地,在背光为直光型的情况下,就支撑介质23而言,能够使用具有大小约为2~100英寸和厚度为1mm~4mm并且在玻璃表面上包括扩散填充剂或设置有具有扩散功能的形状或包括填充剂的层的用于扩散的光学板的树脂板。在背光为侧光型的情况下,可以使用具有对角线长度为1英寸~几十英寸和厚度约为0.5~10mm的透明树脂板、包括填充剂的树脂板、在表面上设置有一定形状的树脂板以及在表面上包括填充剂并设置有一定形状的树脂板。
考虑到在40℃的高温环境下保存液晶显示设备的情况,当液晶显示设备被点亮(参照随后所描述的实例1)时,设备内部温度上升至约为60℃,并且为了避免70℃时偏振板的劣化,实际的液晶电视等设置有温度升高保护功能,优选地,支撑介质23具有达到70℃时显示很小的改变的刚性,并且具有一定弹性。用于具有这种特性的支撑介质23的材料实例可以包括包含聚碳酸酯(弹性模量为2.1GPa)、聚苯乙烯(弹性模量为2.8GPa)、作为环烯树脂的ZEONOR树脂(弹性模量为2.1GPa)、以及丙烯酸树脂(弹性模量为3GPa)等作为主要组分的材料。优选地,包含具有大于等于聚碳酸酯树脂(在上述材料中具有最低弹性模量)的弹性模量的弹性模量(大于等于2.1GPa)的材料作为主要组分。
优选地,例如,支撑介质23由聚合物材料构成,并且其透射系数约等于30%。另外,例如,根据提供给光学元件24和支撑介质23的功能来选择光学元件24和支撑介质23的层积体顺序。例如,在支撑介质23为扩散板的情况下,支撑介质23置于来自照明设备1的光的入射侧上。在支撑介质23为反射偏光板的情况下,支撑介质23置于光朝向液晶面板3的透射侧上。此外,例如,可以组合以下形式,其中,在比用作支撑介质23的透明板或扩散板更接近光源的侧上设置具有光分离或扩散功能的光学功能层,在透明板或扩散板的透射之后,可以设置光扩散功能层,或者可以组合使用光聚集功能层。根据液晶面板3的形状来选择光学元件24和支撑介质23的入射面与透射面的形状,并且例如可以为具有不同纵横比的矩形形状。
优选地,光学元件24和支撑介质23的主面(principal surface)经过粗加工处理,或者被允许内包微粒。这是因为能够减小磨损和摩擦。此外,如果需要,允许光学元件24和支撑介质23包括例如光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂和抗氧化剂的添加剂,从而光学元件24和支撑介质23可以具有紫外吸收功能、红外吸收功能、抗静电功能等。此外,通过使光学元件24和支撑介质23经过表面处理(例如,防反射处理(AR处理)或防闪光处理(AG处理)),可以减小反射光的扩散或其自身的反射光。可选地,光学元件24和支撑介质23的表面可以具有紫外线或红外线的反射功能。
包装件22几乎完全包覆光学元件层积体21。包装件22至少具有一个开口。例如,在通过包装件22包覆光学元件层积体21的情况下,通过设置这种开口,包装件22中的空气被排出至外部,以便光学元件层积体21和包装件22彼此粘合,从而能够减少缺陷图像的出现。此外,在被包装件22包覆的支撑介质23和光学元件24的构成材料易挥发的情况下,通过设置这种开口,挥发的组分被排出至光学元件包装件2的外部,以便限制包装件22中的挥发组分的凝结、固化等,从而能够减少缺陷图像的出现。在包装件22中设置多个开口的情况下,优选地,在光学元件层积体21的多个端面中,在彼此相对的每个端面或其附近设置一个开口。这是因为上述挥发组分被有效地排出至光学元件包装件2的外部,进一步限制了包装件22中的挥发组分的凝聚、固化等,从而能够进一步减少缺陷图像的出现。
优选地,开口置于对应于光学元件层积体21的显示区域的外部的位置处,更优选地,开口置于对应于光学元件层积体21的端面或其附近的位置处。通过将开口置于这种位置来防止由于开口导致的图像质量的劣化。在光学元件层积体21具有角部的情况下,优选地,开口置于对应于光学元件层积体21的角部的位置处,从而在这个开口处露出角部。具体地,在光学元件层积体21整体上具有矩形形状的情况下,优选地,包装件22设置有置于对应于光学元件层积体21的四个角部的每个位置处的开口,从而在各个开口处露出光学元件层积体21的多个角部。优选地,考虑到在光学元件包装件2的制造处理中的空气排出性能、光学元件层积体21的形状、包装件22的耐久性等来选择开口的大小和形状。尽管这些形状没有限制,但是其实例包括圆形、椭圆形、半圆形、三角形、四角形、菱形和裂缝形。
例如,包装件22为具有透明性的单层或多层膜、片或袋的形状。例如,包装件22设置有至少一个包装件,并且通过接合包装件的外围部形成。优选地,包装件的接合位置位于光学元件层积体21的显示区域的外部,并且更优选地,位于光学元件层积体21的端面处。
例如,包装件22的厚度从5~5000μm中选择。以此方式,包装件22在入射面侧的厚度与在透射面侧的厚度可以互不相同。在这种情况下,优选地,入射面侧的厚度大于透射面侧的厚度。这是因为通过增大入射面侧的厚度能够减小由于从光源11生成的热量引起的支撑介质23和光学元件24的形状改变。然而,可以视需要使透射面侧的厚度大于入射面侧的厚度。此外,优选地,在面积比方面,包装件22包覆光学元件层积体21的主面的50%以上。优选地,包覆屏幕显示区域,或者敞开屏幕显示区域主面中的一个或两个。此外,包装件22可以包括用作支撑介质的表面结构件。例如,包装件22具有单轴各向异性或双轴各向异性。例如,在包装件22为矩形形状的情况下,提供在包装件22的径向方向上具有正或负折射率特性的单轴各向异性或提供在包装件22的径向方向上具有正或负折射率的双轴各向异性。
以此方式,在包装件22具有各向异性的情况下,优选地,各向异性为低级的。具体地,优选地,其滞后为50nm以下。可选地,在光学各向异性的光轴与所包括件的纵向或短轴同步的情况下,其滞后不限于50nm以下的范围内,例如,由于视角导致的色彩特性令人满意地满足了使用的目的。此外,通过在包装件22的透射侧提供扩散功能、允许包装件22在通过第一区R1的主面后具有有效扩散功能或在光学元件包装件2的透射侧具有有效扩散等的光学功能,能够使用而不必限制包装件22的各向异性。
优选地,单轴拉伸、连续双轴拉伸或同时双轴拉伸片或膜用作包装件22。在使用这种片或膜的情况下,由于允许包装件22通过加热在拉伸方向上收缩,所以能够提高包装件22和光学元件层积体21之间的粘合。此外,可延伸膜或片用作包装件22,并且通过伸展和收缩使其主要在所期望的包覆方向上延伸,通过可延展膜或片将内包物夹在中间,通过粘合或熔合来使内包物的周围结合,此后,解除可延伸膜或片的张力,以便能够提高与内包的支撑介质或/和光学元件的粘合。
优选地,热收缩聚合物材料用作包装件22的材料。更优选地,可以使用从室温至85℃加热而收缩的聚合物材料。热收缩聚合物材料的实例包括聚烯烃树脂(例如,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP));聚酯树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚2,6-萘二酸乙二醇酯(PEN));乙烯键系统(例如,聚苯乙烯(PS)和聚乙烯醇(PVA));聚碳酸酯(PC)树脂;环烯树脂;聚氨酯树脂;氯乙烯树脂;天然橡胶树脂;及人造橡胶树脂。可以单独或组合地使用它们。
包装件22的热收缩性优选地为0.2%以上,更优选地为5%以上,进一步优选地为10%以上,最优选地为20%以上。这是因为采用这个范围内的值能够提高包装件22与光学元件层积体21之间的粘合。优选地,包装件22的热变形温度为80℃以上,期望为90℃以上。这是因为能够减小由于从光源11所生成的热量导致的光学元件包装件2的光学特性劣化。优选地,用于包装件22的材料的干燥失重为2%以下。为了减小界面反射损失从而增加光透射率,用于包装件22的材料的折射率(包装件22的折射率)优选地为1.6以下,更优选地为1.55以下,并且优选地为1.45以上,并且在添加了光学功能因子(例如,光聚集效果、光分离效果等)的情况下,期望为1.5以上。
优选地,为了面的耐擦伤性、防止与液晶设备的显示屏的粘合、防止与内包的光学元件和支撑介质的粘帖或防止为调节因为在运输等期间的振动引起的直光型光源与光学元件之间的间隙而被大头针(大头钉)擦伤的目的,优选地,包装件22包含至少一种填充剂。
此外,为了将扩散功能作为光学功能提供给包装件22,填充剂可以包括在整个包装件22;一个表面层;两个表面层;或一个表面层和一个表面和/或两个表面的任意一个中。所内包的颗粒可以出现在表面层附近。
除了上述填充剂向包装件22的内包之外,还提及了树脂和颗粒的混合物形成为包装件22的表面层或将由树脂、颗粒和溶剂构成的涂料应用于包装件22的表面层并烘干溶剂来内包填充剂的方法、通过使用能量可固化系统(UV固化、可见光固化、电子束固化等)内包填充剂来形成膜结构和形状的方法或如上所述制备的填充剂内包层允许被转换的方法等。
例如,至少一种有机填充剂和无机填充剂能够用作填充剂。例如,从由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、氟和空穴构成的组中所选择的至少一种能够被用作有机填充剂的材料。例如,从由二氧化硅、氧化铝、硅酸镁、氧化钛和硫酸钡构成的组中所选择的至少一种能够被用作无机填充剂的材料。可以单独使用这些有机和无机填充剂,或可以使用这两种填充剂。关于填充剂的形状,能够采用各种形状,例如,针形、球形、椭圆形、片形和鳞形。例如,选择至少一种直径来作为填充剂的直径。
此外,为了与上述将填充剂内包进包装件22相同的目的,可以为包装件22提供一种形状。例如,也能够通过热层压、压纹等操作来为热塑性树脂包装件22的一个面和/或两个面提供一种形状。通过在具有形状后进行拉伸及热固定可以得到热收缩膜。可选地,可以通过热层压、压纹等操作使热收缩膜具有一定形状以得到一个膜。
由于能够通过上述方法(例如,热成型和机械压纹、膜内包型成型、能量可固化树脂等)提供形状,所以能够在光入射侧和光透射侧的一个和/或两个主面上设置光控装置(例如,光聚集、扩散或光分离)。
例如,通过在包装件22的光透射侧上提供透镜形状能够得到增加亮度的效果。同样,通过提供扩散功能形状能够得到减小光源的不规则性的效果,并且通过显微透镜形状能够得到光聚集功能的效果。此外,通过为光源侧的包装件22提供透镜形状或扩散功能,也能够得到减小光源的不规则性的效果。
在包装件22上提供光学功能的情况下,能够根据光学功能的目的为光入射侧的主面和光透射侧的主面中的至少一个提供光学功能。每个主面的光学功能可以互不相同,因此,可以提供不同的功能。例如,可以组合或单独使用透射、光聚集、光扩散、光分离等。可以使用与内包的光学功能相同的功能,并且根据使用目的选择。
如果需要,允许包装件22进一步内包添加剂,例如,光稳定剂、紫外吸收剂、抗静电剂、阻燃剂和抗氧化剂,因此,包装件22可以具有紫外吸收功能、红外吸收功能、抗静电功能等。此外,例如,通过使包装件22经过表面处理(例如,防闪光处理(AG处理)或防反射处理(AR处理)),可以减少反射光的扩散或其自身的反射光。此外,可以提供在指定波长区(例如,UV-A光(约为315~400nm))内的光的透射功能。
可以在包装件22的表面上形成用作光学功能的不平坦表面结构。此外,表面结构可以包括用于防止粘帖并用于抗擦伤的波状。例如,在脊方向上的波状被添加至用作光聚集功能的平行排列的透镜,因此,减小了透镜顶部之间的接触。除了一个表面之外,也可以在背面上设置用于防止粘帖和用于抗擦伤的光学功能或表面结构件。
液晶面板3在时间和空间上调节从光源11提供的光,以显示信息。就液晶面板3的操作模式而言,例如,采用弯曲排列(TN)模式、垂直排列(VA)模式、水平面切换(IPS)模式或光学补偿双折射(OCB)模式。
(1-2)光学元件包装件的结构
(1-2-1)第一结构实例
下面,将参照图33~36详细描述根据本发明第一实施例的光学元件包装件2的第一结构实例。
图33、图34A和图34B示出了根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第一结构实例。如图33、图34A和图34B所示,例如,这个光学元件包装件2包括用作支撑介质使用的扩散板23a、用作光学元件的扩散膜24a、透镜膜24b、反射偏光器24c和用于包覆并集成它们的包装件22。此处,扩散板23a、扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c构成光学元件层积体21。扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c置于扩散板23a的透射面侧。具体地,以从扩散板23a的透射面侧向包装件22的入射面侧的顺序来设置扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c。
如图33所示,包装件22包括包覆光学元件层积体21的入射面的第一包装件221和包覆透射面的第二包装件222。例如,在光学元件层积体21的端面上粘合第一包装件221和第二包装件222。根据待包覆的光学元件层积体21的形状来适当选择第一包装件221和第二包装件222的形状。
包装件22几乎完全包覆光学元件层积体21。包装件22在对应于矩形光学元件层积体21的角部的每个位置处都具有开口,并且在各个开口处露出光学元件层积体21的角部。
扩散板23a置于至少一个光源11上面,并且扩散从至少一个光源11发出的光和通过反射板12反射的光,从而使亮度均匀。就扩散板23a而言,例如,能够使用在表面上具有用于扩散光的不平坦表面结构件的平板、内包具有与扩散板23a的主要构成材料不同折射率的微粒等的平板、内包多孔微粒的平板或通过组合上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒中的至少两种类型制备的平板。例如,有机填充剂和无机填充剂中的至少一种能够用作微粒。例如,在扩散膜24a的透射面上设置上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒。例如,扩散板23a的光透射率为30%以上。
扩散膜24a置于扩散板23a上,并且例如扩散通过扩散板扩散的光。就扩散膜24a而言,例如,能够使用在表面上设置有用于扩散光的不平坦表面结构件的薄膜、内包具有与扩散膜24a的主要构成材料不同的折射率的微粒等的薄膜、内包多孔微粒的薄膜或通过组合上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒中的至少两种类型制备的薄膜。例如,有机填充剂和无机填充剂中的至少一种能够用作微粒。例如,在扩散膜24a的透射面上设置上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒。
透镜膜24b置于扩散膜24a上,并且改善了照明光的方向性等。例如,在透镜膜24b的透射面上设置微棱镜行。优选地,例如,这个棱镜在行方向上的截面近似为三角形,并且其顶部为圆形。这是因为能够改善截断(cutoff),并且能够改善宽视角。
例如,扩散膜24a和透镜膜24b由聚合物材料构成,并且例如,其折射率优选地为1.45以上,更优选地为1.5以上,并且最优选地为1.6以上。优选地,例如,构成光学元件24或设置在其上的光学功能层的材料为通过光或电子束固化的电离感光树脂或通过热固化的热固树脂。优选地,通过紫外线固化的紫外可固化树脂。此外,可以采用由热塑树脂材料构成的类型。
反射偏光器24c置于透镜膜上,并且仅透射彼此正交的偏振组分之一并反射具有通过透镜片改善方向性的光中的其他光。例如,反射偏光器24c为有机多层膜、无机多层膜或液晶多层膜的层积体。此外,允许反射偏光器24c内包具有不同折射率的物质。此外,反射偏光器24c可以具有扩散功能或透镜功能。
此处,将参照图35和36描述包装件22的接合22a的实例。
图35示出了包装件的接合22a的第一实例。在第一实例中,如图35所示,包装件的端部的内表面和外表面在光学元件层积体21的端面上彼此重叠和接合。即,包装件22的端部以贴合光学元件层积体21的端面的方式接合。
图36示出包装结构的接合的第二实例。在第二实例中,如图36所示,包装件的端部的内表面在光学元件层积体21的端面上彼此重叠和接合。即,包装件22的端部以从光学元件层积体21的端面上升的方式彼此接合。
(1-2-2)第二结构实例
图37示出根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第二结构实例。光学元件包装件的第二结构实例与第一结构实例的不同在于,在扩散板23a的入射面与包装件22的透射面之间设置了光控膜24d。光控膜24d为薄的光学片,其中,在薄膜的上表面上并排连续设置沿与底面平行的平面延伸的多个柱状棱镜。关于单独的棱镜,在光学元件层积体21正下方并排设置多个线性光源的情况下,优选地,以使单个棱镜的延伸方向与线性光源的延伸方向(例如,水平方向)平行的方式并排设置单个棱镜。然而,从光学特性角度来看,可以以在可接受范围内与单个线性光源的延伸方向正交的方式来设置单个棱镜。
因此,例如,光控膜24d在每个棱镜的下表面或上表面上折射和透射在从一个线性光源发出的光中以小于临界角的角度入射的光,并且全反射以大于等于临界角的角度入射的光。因此,提供根据构成每个棱镜的上表面的面数(严格地,以入射角为基础分类的面数)将通过一个线性光源生成的光源图像分离成多个图像的功能。即,光控膜24d将通过一个线性光源生成的光源图像分离成多个图像,并且使分离后通过单个光源图像形成的光源图像之间的距离比线性光源之间的距离更短。因此,分离后的光源图像的亮度水平(最大值)与分离后的光源图像之间的亮度水平(最小值)之间的差小于分离前的光源图像的亮度水平(最大值)与分离前的光源图像之间的亮度水平(最小值)之间的差,从而能够减小照明亮度的不规则性。
以此方式,光源图像表示光的亮度分布中的亮度峰值的光束。光源图像之间的距离指在亮度分布中邻近峰值(顶点)之间的平面内方向上的距离。
可以通过使用透光树脂材料(例如,热塑树脂)集成形成或通过将能量线(例如,紫外线)可固化树脂转移到透光基材(例如,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯))上来构成光控膜24d。
此处,考虑到光发射方向的控制功能,优选地,使用具有1.4以上折射率的树脂作为热塑树脂。这种树脂的实例包括聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂(例如,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯树脂))、聚脂树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、非晶共聚聚酯树脂(例如,MS(甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚物))、聚苯乙烯树脂和聚氯乙烯树脂。
除了上述之外,本第二结构实例类似于第一结构实例。
(1-2-3)第三结构实例
图38示出根据本发明第一实施例的光学元件包装件的第三结构实例。光学元件包装件的第三结构实例与第二结构实例的不同在于,作为光学元件的扩散膜24a、透镜膜24b、反射偏光器24c和光控膜24d的尺寸小于用作支撑介质的扩散板23a。因此,包装件22的张力可以主要应用于扩散板23,因此,能够减小扩散膜24a、透镜膜24b、反射偏光器24c和光控膜24d中起皱等的发生。
除了上述之外,本第三结构实例类似于第一结构实例。
(1-3)光学元件包装件的制造方法
以下将描述具有上述结构的光学元件包装件2的制造方法的实例。
首先,如图39A所示,在用作支撑介质的扩散板23a上按顺序连续层积体作为光学元件的扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c,从而得到光学元件层积体21。随后,如图39B所示,在第一包装件221上放置光学元件层积体21,此后,在其上放置第二包装件222。随后,如图39C所示,第一包装件221和第二包装件222的外围部22a彼此接合。接合方法的实例包括粘帖和熔合。粘帖方法的实例包括热熔式粘帖法、热固式粘帖法、压敏(粘合)式粘帖法、能量线固化式粘帖法和水合式粘帖法或吸湿·再湿式粘帖法。熔合方法的实例包括热熔合、超声熔合和激光熔合。因此,通过包装件22包覆整个光学元件层积体21。随后,如图39D所示,关于包装件22,例如,通过例如切除对应于光学元件层积体21的角部21b的部分形成开口22c。
接下来,如图40A所示,例如,光学元件层积体21移向包装件22的一个角,从而在包装件22的开口处暴露光学元件层积体21的角部21b。此后,如图40B所示,热处理包装件22,以使包装件22收缩。随后,如图40C所示,如果需要,用压辊33施压通过包装件22所包覆的光学元件层积体22的一个主面或两个主面,并且压辊33在光学元件层积体21的一个主面或两个主面上移动,同时旋转压辊33。因此,通过开口22C排出包装件21中的剩余空气,并且粘合包装件21和光学元件层积体22。在通过压辊33施压于光学元件21的两个主面的情况下,可以对光学元件层积体的两个主面施压,同时通过两个压辊33使通过包装件22包覆的光学元件层积体夹在中间。
以此方式,得到所期望的光学元件包装件22。
(2)第二实施例
图41示出根据本发明第二实施例的液晶显示设备的结构实例。这个液晶显示设备不同于第一实施例中的设备之处在于,包装件22仅包覆支撑介质23。
如图41所示,这种液晶显示设备包括:照明设备1,用于发光;光学元件包装件2,用于改善从照明设备1发出的光的特性;以及液晶面板3,用于基于具有通过光学元件包装件2改善的特性的光来显示图像。照明设备1和光学元件包装件2构成背光。如果需要,可以在光学元件包装件2和液晶面板3之间设置光学元件,例如,反射偏光器和扩散膜。
此外,光学元件包装件2设置有支撑介质23和用于包覆支撑介质23的包装件22。包装件22包括入射进支撑介质23的光从其通过的第一区R1和从支撑介质23透射的光从其通过的第二区R2。为第一区R1和第二区R2中的至少一个具有光学功能。例如,这种光学功能被提供给第一区R1和/或第二区R2的内表面和外表面中的至少一个。光学功能层的实例包括光聚集元件、光扩散元件、光控制元件、偏振元件和反射偏光元件。
图42、图43A和图43B示出根据本发明第二实施例的光学元件包装件的结构实例。如图42、图43A和图43B所示,这个光学元件包装件2包括用作支撑介质的扩散板23a和用于包覆扩散板23a的包装件22。包装件22在入射进支撑介质23的光从其通过的第一区R1中具有光控,而在从支撑介质23透射的光从其通过的第二区R2中具有扩散功能。光控具有光控制元件(例如,光控膜)的功能,并且扩散层具有光扩散元件(例如,扩散膜)的功能。
除了上述之外,本第二实例类似于第一实例。
(3)第三实例
图44示出根据本发明第三实施例的液晶显示设备的结构实例。这种液晶显示设备不同于第一实施例中的设备之处在于,照明设备1设置有用于支撑光学元件包装件2的支撑部35,并且光学元件包装件2设置有用于与照明设备1的支撑介质34a啮合的支撑部36。
图45A和图45B示出根据本发明第三实施例的背光的结构实例。这个背光设置有至少一个光源11、背光架34和通过背光架34支撑的光学元件包装件2。光学元件包装件2设置有至少一个被支撑部36。优选地,被支撑部36置于光学元件包装件2的外围部中,并且优选地,被支撑部36置于在包装件22的开口22c处露出的部分处。例如,在包装件22的开口22c处暴露光学元件层积体21的角部21b的情况下,优选地,被支撑部36置于这个被暴露的角部21b处。被支撑部36与背光架34的支撑部35啮合,并且将光学元件包装件2固定在背光架34的预定位置处。例如,被支撑部36为在厚度方向上穿透光学元件包装件2的孔部、置于光学元件包装件2的端面上的槽部等。上述孔部的实例包括截面为圆形、椭圆形、多边形、扁平材料等形状的孔。上述槽部的实例包括截面为V字形、U字形、L字形、圆弧等形状的槽。以此方式,这些孔部和槽部的形状不限于上述形状,只要背光架34的支撑部35与光学元件包装件2的被支撑部36啮合,并且能够固定光学元件包装件2的位置。
此外,背光架34设置有用于与光学元件包装件2的被支撑部36啮合的支撑部35和用于支撑光学元件包装件2的端面的至少一个支撑部34b。光学元件包装件2的被支撑部36与背光架34的支撑部35啮合,从而支撑部35将光学元件包装件2固定在背光架34的预定位置处。支撑部35的形状的实例包括柱状、棒状、圆柱状、针状、臂状、L字形、T字形、梯形、圆锥状、螺杆状等形状,尽管并不限于上述形状,但是只要所述形状适合于与背光架34的被支撑部36啮合,并且能够固定光学元件包装件2的位置。支撑部34b支撑光学元件层积体21的端面,并且将光学元件包装件2固定在背光架34的预定位置处。例如,支撑部34b置于背光架的外围部34a中。在设置多个支撑部34b的情况下,优选地,支撑部34b置于至少能够从两个方向上支撑光学元件包装件2的端面的位置处。例如,在光学元件包装件2整体上为矩形形状的情况下,优选地,支撑部34b设置在光学元件包装件2的各个侧中能够支撑彼此正交的两侧的位置处。
图46示出光学元件包装件2的第一结构实例。例如,光学元件层积体21整体上为矩形形状。包装件22在对应于光学元件层积体21的角部21b的位置处具有开口22c,并且在开口22c处暴露角部21b。在开口22c处露出的角部21具有孔部36a,其中,安装柱形支撑部35。
图47示出光学元件包装件2的第二结构实例。在包装件22的开口22c处露出的角部21设置有截面为U字形形状的凹槽部36b,以安装柱状等形状的支撑部35。
(4)第四实施例
(4-1)液晶显示设备的结构
图1示出根据本发明第四实施例的液晶显示设备的结构实例。如图1所示,这个液晶显示设备包括:照明设备1,用于发光;光学元件包装件2,用于改善从照明设备1发出的光的特性;以及液晶面板3,用于基于具有通过光学元件包装件2改善的特性的光来显示图像。照明设备1和光学元件包装件2构成背光。下文中,在光学元件(例如,光学元件包装件)的表面中,来自照明设备1的光进入其中的表面称作入射面,透射从入射面入射的光的表面称作透射面,并且位于入射面和透射面之间的面称作端面。入射面和透射面适当地统一称作主面。
例如,照明设备1为直光型照明设备,并且设置有用于发光的光源11和用于反射从光源11发出的光以将所述光导向液晶面板3的方向的反射板12。就光源11而言,例如,能够使用冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、有机场致发光(OEL)或发光二极管(LED)和无机场致发光(IEL)。例如,反射板12经设置以包覆至少一个光源11的底面和侧面,并且使从至少一个光源11发出的光向下、向侧面等反射,从而将光导向液晶面板3的方向。
例如,光学元件包装件2设置有:至少一个光学元件24,用于通过使光经过处理(例如,扩散或光聚集)来改变从照明设备1发出的光的特性;支撑介质23,用于支撑至少一个光学元件;以及包装件22,用于包覆和集成至少一个光学元件24和支撑介质23。下文中,支撑介质23和至少一个光学元件层积体的结构称作光学元件层积体21。包装件22包括入射进光学元件层积体21的光从其通过的第一区R1和从光学元件层积体21透射的光从其通过的第二区R2
光学元件24的数目和类型没有具体限定,并且能够根据所期望的液晶显示设备的特性来适当选择。就光学元件24而言,例如,能够使用具有光学功能并至少用作支撑介质的元件或者包括支撑介质和至少一个光学功能的元件。就光学元件24而言,例如,能够使用光扩散元件、光聚集元件、反射偏光器、偏光器或光分离元件。例如,能够使用膜形元件、片形元件或板形元件作为光学元件。例如,光学元件24的厚度为5~1000μm。
例如,支撑介质23为用于透射从照明设备1发出的光的透明板或用于通过使从照明设备1发出的光经过处理(例如,扩散或光聚集)来改变光的特性的光学板。例如,扩散板、相位差板或棱镜板能够被用作光学板。优选地,支撑介质23的厚度为500~100000μm,并且更优选地为1000~50000μm。优选地,考虑包装件22的张力适当地选择支撑介质23的厚度、截面宽度、长度和刚性(弹性模量)。
具体地,在背光为直光型的情况下,就支撑介质23而言,能够使用具有约为2英寸~100英寸大小和1mm~4mm厚度并且包括扩散填充剂或在玻璃面上设置具有扩散功能的形状或内包填充剂的层的用于扩散的光学板的树脂板。此外,在背光为侧光型的情况下,能够使用具有1英寸~几十英寸对角线长度和约0.5~10mm厚度的透明树脂板、内包填充剂的树脂板、在表面上具有一定形状的树脂板和内包填充剂并在表面上具有一定形状的树脂板。
此外,考虑到在40℃的高温环境中保存液晶显示设备的情况,当液晶显示设备被点亮(参照随后所描述的实例1)时,设备内部温度上升至约为60℃,并且为了避免偏振板在70℃时劣化,实际液晶电视等设置有温度升高保护功能,优选地,支撑介质23具有达到70℃时显示很小的改变的刚性,并且具有一定弹性。用于具有这种特性的支撑介质23的材料实例可以包括包含聚碳酸酯(弹性模量为2.1GPa)、聚苯乙烯(弹性模量为2.8GPa)、作为环烯树脂的ZEONOR树脂(弹性模量为2.1GPa)、以及丙烯酸树脂(弹性模量为3GPa)等作为主要组分的材料。优选地,包含具有大于等于聚碳酸酯树脂(在上述材料中具有最低弹性模量)的弹性模量的弹性模量(大于等于2.1GPa)的材料作为主要组分。
优选地,例如,支撑介质23由聚合物材料构成,并且其透射系数约等于30%。例如,根据光学元件24和支撑介质23具有的功能来选择光学元件24和支撑介质23的层积体顺序。例如,在支撑介质23为扩散板的情况下,在来自照明设备1的光的入射侧上排列支撑介质23。在支撑介质23为反射偏光板的情况下,支撑介质23设置在光向液晶面板3的透射侧上。此外,例如,可以组合以下形式,在比用作支撑介质23的透明板或扩散板更接近光源的一侧上设置具有光分离或扩散功能的光学功能,在透明板或扩散板的透射之后,可以设置光扩散功能,或/和可以进一步组合使用光聚集功能层。根据液晶面板3的形状来选择光学元件24和支撑介质23的入射面与透射面的形状,并且例如可以为具有不同纵横比的矩形形状。
优选地,光学元件24和支撑介质23的主面经过粗加工处理,或者被允许内包微粒。这是因为能够减小磨损和摩擦。此外,如果需要,允许光学元件24和支撑介质23包括例如光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂和抗氧化剂的添加剂,从而光学元件24和支撑介质23可以具有紫外吸收功能、红外吸收功能、抗静电功能等。此外,通过使光学元件24和支撑介质23经过表面处理(例如,防反射处理(AR处理)或防闪光处理(AG处理)),可以减小反射光的扩散或其自身的反射光。可选地,光学元件24和支撑介质23的表面可以具有紫外线或红外线的反射功能。
例如,包装件22为具有透明性的单层或多层膜、片或袋形状。例如,包装件22为片状形状,并且优选地,在光学元件层积体21的端面上,其端面在其纵向方向上彼此接合。以此方式,下文中,在包装件22的表面中,光学元件层积体21侧的表面被称作内表面,而与其相反侧的表面被称作外表面。
包装件22的膜或片可以在相同的纵向方向上接合,或者在与纵向方向正交的方向上接合。可以通过在相同方向和/或不同方向上的至少一层来包覆这些包装件22。被至少两层覆盖的为连续膜或片的这些包装件22是连续的,并且可以设置在相同方向和/或两个不同方向上。
在光学元件层积体21的主面为具有例如不同纵横比的矩形形状的情况下,用包装件22包覆在长边侧的主面和两个端面,并且在包装件22处露出短边侧的两个端面,或者用包装件22包覆在短边侧的主面和两个端面,并且露出在长边侧的主面和两个端面。
例如,包装件22的厚度从5~5000μm中选择。入射面侧的包装件22的厚度与透射面侧的厚度可以互不相同。在这种情况下,优选地,入射面侧的厚度大于透射面侧的厚度。这是因为通过增大入射面侧的厚度能够减小由于从光源11生成的热量所引起的支撑介质23和光学元件24的形状改变。然而,可以视目的使透射面侧的厚度大于入射面侧的厚度。优选地,在面积比方面,包装件22包覆光学元件层积体21的主面的50%以上。优选地,包覆屏幕显示区域,或者敞开屏幕显示区域主面中的一个或两个。包装件22可以包括用作支撑介质的表面结构件。例如,包装件22具有单轴各向异性或双轴各向异性。例如,在包装件22为矩形形状的情况下,设置在包装件22的径向方向上具有正或负折射率特性的单轴各向异性或设置在包装件22的径向方向上具有正或负折射率的双轴各向异性。
在包装件22具有各向异性的情况下,优选地,各向异性为低级的。具体地,优选地,其滞后为50nm以下。可选地,在光学各向异性的光轴与内包含件的纵向或短轴同步的情况下,其滞后不限于50nm以下的范围内,例如,由于视角所导致的色彩特性令人满意地满足了使用的目的。此外,通过在包装件22的透射侧设置扩散功能、允许包装件22在通过第一区R1的主面后具有有效扩散功能或在光学元件包装件2的透射侧具有有效扩散等的光学功能,能够使用而不限制包装件22的各向异性。
优选地,单轴拉伸、连续双轴拉伸或同时双轴拉伸片或膜用作包装件22。在使用这种片或膜的情况下,由于允许包装件22通过加热在拉伸方向上收缩,所以能够提高包装件22和光学元件层积体21之间的粘合。此外,可延伸膜或片用作包装件22,并且通过伸展和收缩使其主要在所期望的包装方向上延伸,通过可延展膜或片将内包物夹在中间,通过粘合或熔合来使内包物周围接合,此后,解除可延伸膜或片的张力,以便能够提高与内包的支撑介质或/和光学元件的粘合。
优选地,热收缩聚合物材料用作包装件22的材料。更具体地,可以使用从室温至85℃加热而收缩的聚合物材料。热收缩聚合物材料的实例包括聚烯烃树脂(例如,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP));聚酯树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚2,6-萘二酸乙二醇酯(PEN));乙烯键系统(例如,聚苯乙烯(PS)和聚乙烯醇(PVA));聚碳酸酯(PC)树脂;环烯树脂;聚氨酯树脂;氯乙烯树脂;天然橡胶树脂;及人造橡胶树脂。可以单独或组合地使用它们。
包装件22的热收缩优选地为0.2%以上,更优选地为5%以上,进一步优选地为10%以上,最优选地为20%以上。这是因为采用这个范围内的值能够提高包装件22与光学元件层积体21之间粘合。优选地,包装件22的热变形温度为80℃以上,期望为90℃以上。这是因为能够减小由于从光源11生成的热量导致的光学元件包装件2的光学特性的劣化。优选地,用于包装件22的材料的干燥失重为2%以下。为了减小界面反射损以增加光透射率,用于包装件22的材料的折射率(包装件22的折射率)优选地为1.6以下,更优选地为1.55以下。期望折射率为1.45以上,并且在添加了光学功能因子(例如,光聚集效果、光分离效果等)的情况下,期望为1.5以上。
包装件22可以具有在以上段落等中所述的光学功能。具体地,可以提供例如光扩散元件、光聚集元件、反射偏光器、偏光器和光分离元件的光学功能。
优选地,为了表面的耐擦伤性、防止与液晶设备的显示屏的粘合、防止与内包的光学元件和支撑介质的粘帖或防止为调节因为在运输等的期间的振动引起的直光型光源与光学元件之间的间隙而被大头针(大头钉)擦伤的目的,包装件22包含至少一种填充剂。
此外,为了将扩散功能作为光学功能提供给包装件22,填充剂可以包括在整个包装件22;一个表面;两个表面;或一个表面和一个和/或两个表面中的任意一个中。所内包的颗粒可以出现在表面层附近。
除了上述填充剂向包装件22的内包之外,还提及了树脂和颗粒的混合物形成为包装件22的表面层或将由树脂、颗粒和溶剂构成的涂料应用于包装件22的表面层并烘干溶剂来内包填充剂的方法、通过使用能量可固化系统(UV固化、可见光固化、电子束固化等)内包填充剂来形成膜结构和形状的方法或如上所述制备的填充剂内包层允许被转换的方法等。
例如,至少一种有机填充剂和无机填充剂能够用作填充剂。例如,从由丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、氟和空穴构成的组中所选择的至少一种能够用作有机填充剂的材料。例如,从由二氧化硅、氧化铝、硅酸镁、氧化钛和硫酸钡构成的组中选择的至少一种能够用作无机填充剂的材料。可以单独使用这些有机和无机填充剂,或可以使用两种填充剂。关于填充剂的形状,能够采用各种形状,例如,针形、球形、椭圆形、片形和鳞形。例如,选择至少一种直径来作为填充剂的直径。
此外,为了与上述将填充剂内包进包装件22相同的目的,可以为包装件22提供一种形状。例如,也能够通过热层压、压纹等操作来为热塑性树脂包装件22的一个面和/或两个面提供一种形状。通过在具有形状后进行拉伸及热固定可以得到热收缩膜。可选地,可以通过热层压、压纹等操作使热收缩膜具有一定形状以得到一个膜。
由于能够通过上述方法(例如,热成型和机械压纹、膜内包型成型、能量可固化树脂等)提供形状,所以能够在光入射侧和光透射侧中的一个和/或两个主面上设置光控装置(例如,光聚集、扩散或光分离)。
例如,通过在包装件22的光透射侧上提供透镜形状能够得到增加亮度的效果。同样地,通过提供扩散功能形状能够得到减小光源的不规则性的效果,并且通过显微透镜形状能够得到光聚集功能的效果。此外,通过为光源侧的包装件22提供透镜形状或扩散功能,也能够得到减小光源的不规则性的效果。
在包装件22具有光学功能的情况下,能够根据光学功能的目的使光入射侧的主面和光透射侧的主面中的至少一个具有光学功能。每个主面的光学功能可以互不相同,因此,可以提供不同的功能。例如,可以组合或单独地使用透射、光聚集、光扩散、光分离等。可以使用与内包的光学功能相同的功能,并且根据使用目的来进行选择。
另外,如果需要,允许包装件22进一步内包添加剂,例如,光稳定剂、紫外吸收剂、抗静电剂、阻燃剂和抗氧化剂,因此,包装件22可以具有紫外吸收功能、红外吸收功能、抗静电功能等。此外,例如,通过使包装件22经过表面处理(例如,防闪光处理(AG处理)或防反射处理(AR处理)),可以减少反射光的扩散或其自身的反射光。此外,可以提供在指定波长区(例如,UV-A光(约为315~400nm))内的光的透射功能。
可以在包装件22的表面上形成用作光学功能的不平坦面结构。此外,表面结构可以包括用于防止粘帖并用于抗擦伤的波状。例如,在脊方向上的波状被添加至用作光聚集功能的平行排列的透镜,因此,减小了透镜顶部之间的接触。除了一个表面之外,也可以在背面上设置用于防止粘帖和用于抗擦伤的光学功能或表面结构。
液晶面板3在时间和空间上调节从光源11提供的光以显示信息。就液晶面板3的操作模式而言,例如,采用弯曲排列(TN)模式、垂直排列(VA)模式、水平面切换(IPS)模式或光学补偿双折射(OCB)模式。
(4-2)光学元件包装件的结构
(4-2-1)第一结构实例
以下将参照图2~4详细描述光学元件包装件2的结构实例。
图2示出根据本发明第四实施例的光学元件包装件的第一结构实例。如图2所示,例如,光学元件包装件2包括用作支撑介质的扩散板23a、用作光学元件的扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c、以及用于包覆并集成它们的包装件22。此处,扩散板23a、扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c构成光学元件层积体21。例如,光学元件层积体21的主面为具有不同纵横比的矩形形状。通过片形包装件22来包覆在光学元件层积体21的长边侧的主面和两个端面,并且露出光学元件层积体21的短边侧的两个端面。例如,在光学元件层积体21的长边侧的端面上,使片形包装元件22在纵向方向上的两个端部彼此接合。
扩散板23a置于至少一个光源11上,并且扩散从至少一个光源11发出的光和通过反射板12反射的光,从而使亮度均匀。就扩散板23a而言,例如,能够使用在表面上设置有用于扩散光的不平坦表面结构件的平板、内包具有与扩散板23a的主要构成材料不同的折射率的微粒等的平板、内包多孔微粒的平板或通过组合上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒中的至少两种类型制备的平板。例如,有机填充剂和无机填充剂中的至少一种能够用作微粒。此外,例如,在扩散膜24a的透射面上设置上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒。例如,扩散板23a的光透射率为30%以上。
扩散膜24a置于扩散板23a上,并且例如扩散通过扩散板扩散的光。就扩散膜24a而言,例如,能够使用在表面上设置有用于扩散光的不平坦表面结构件的薄膜、内包了具有与扩散膜24a的主要构成材料不同的折射率的微粒等的薄膜、内包了多孔微粒的薄膜或通过组合上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒中的至少两种类型制备的薄膜。例如,有机填充剂和无机填充剂中的至少一种能够用作微粒。此外,例如,在扩散膜24a的透射面上设置上述不平坦表面结构件、微粒和多孔微粒。
透镜膜24b置于扩散膜24a上,并且改善了照明光的方向性等。例如,在透镜膜24b的透射面上设置微棱镜行。优选地,例如,这个棱镜在行方向上的截面近似为三角形,并且其顶部为圆形。这是因为能够改善截断(cutoff),并且能够改善宽视角。
例如,扩散膜24a和透镜膜24b由聚合物材料构成,并且例如,其折射率优选地为1.45以上,更优选地为1.5以上,并且最优选地为1.6以上。优选地,例如,构成光学元件24或设置在其上的光学功能层的材料为通过光或电子束固化的电离感光树脂或通过热固化的热固树脂。优选地,通过紫外线固化的紫外可固化树脂。也可以采用通过热塑树脂材料制备的类型。
反射偏光器24c置于透镜膜上,并且仅透射彼此正交的偏振组分之一并反射具有通过透镜片改善的方向性的光中的其他光。例如,反射偏光器24c为有机多层膜、无机多层膜或液晶多层膜的层积体。此外,允许反射偏光器24c内包具有不同折射率的物质。此外,反射偏光器24c可以具有扩散功能或透镜功能。
此处,将参照图3和4来描述包装件的接合22a的实例。
图3示出包装件的接合的第一实例。在第一实例中,如图3所示,包装件的端部的内表面和外表面面在光学元件层积体21的端面上彼此重叠和接合。即,包装件22的端部以贴合光学元件层积体21的端面的方式接合。
图4示出包装结构的接合的第二实例。在第二实例中,如图4所示,包装件的端部的内表面在光学元件层积体21的端面上彼此重叠和接合。即,包装件22的端部以从光学元件层积体21的端面上升的方式彼此接合。
(4-2-2)第二结构实例
图5示出根据本发明第四实施例的光学元件包装件的第二结构实例。如图5所示,通过片形的包装件22包覆光学元件层积体21的入射面和透射面以及其端面侧的两个端面,并且露出光学元件层积体21的短边侧的两个侧面。在光学元件层积体21的长边侧上的端面上,片形包装件22在纵向方向上的两个端部彼此接合。
(4-2-3)第三结构实例
图6示出根据本发明第四实施例的光学元件包装件的第三结构实例。如图6所示,通过片形的包装件22包覆光学元件层积体21的中心部分及其附近,并且露出光学元件层积体21的短边侧的两个端部。在光学元件层积体21的长边侧上的端面上,片形包装件22在纵向方向上的两个端部彼此接合。
(4-3)光学元件包装件的制造方法
下面,将描述具有上述结构的光学元件包装件2的制造方法的实例。首先,如图7A所示,例如,在片形的包装件22上放置至少一个光学元件24和支撑介质23的层积体。随后,如图7A所示的箭头所示,例如,使片形包装件22在纵向方向上的两个端部提高,并且通过包装件22包装至少一个光学元件23和支撑介质23的层积体。接下来,如图7B所示,例如,包装件22在纵向方向上的端部在至少一个光学元件24或支撑介质23的端面上彼此接合。接合方法的实例包括通过粘帖和熔合的粘结等。通过粘帖的粘结方法的实例包括热熔式粘结法、热固式粘结法、压敏(粘帖)式粘结法、能量线固化式粘结法和水合式粘结法或吸湿·再湿式粘结法。通过熔合的粘结方法的实例包括热熔合、超声熔合和激光熔合。此后,如果需要,加热包装件22,因此,包装件可以热收缩。以此方式,得到所期望的光学元件包装件2。
(5)第五实施例
第五实施例对应于第四实施例,其中,包括具有至少两种尺寸的光学元件24。在具有至少两种尺寸的光学元件24中,在光学元件层积体21的内部设置最小的光学元件24,而在光学元件层积体21的入射面侧或透射面侧上设置最大的光学元件24。
图8示出根据本发明第五实施例的光学元件层积体的结构实例。如图8所示,在作为支撑介质的扩散板23a上按顺序层积体扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c。随后,通过片形包装件22包覆这个光学元件层积体21。在构成光学元件层积体21的光学元件24中,在光学元件层积体21的内部设置最小的扩散膜24,并且在光学元件层积体21的透射面侧设置作为一个最大的光学元件24的反射偏光器24c。
(6)第六实施例
在第六实施例中,通过包装件22包覆光学元件层积体21的端面,从而集成光学元件层积体,并且露出光学元件层积体21的主面。此外,如果需要,可以进一步通过包装件22来包覆光学元件层积体21的外围部。
图9示出根据本发明第六实施例的光学元件包装件的结构实例。如图9所示,通过包装件22来包覆光学元件层积体21的所有端面,并且露出光学元件层积体21的入射面和透射面。
在本发明的第六实施例中,由于露出了光学元件包装件2的透射面,所以通过设置在光学元件包装件2的透射侧上的支撑介质23或光学元件24的光能够进入液晶面板104,而不改变光的滞后。例如,通过设置在透射侧的反射偏光器24c偏振并分离的光能够进入液晶面板104的偏光器,而不改变其滞后。因此,能够减小亮度的降低。
(7)第七实施例
第七实施例对应于第四实施例,其中,包括至少两个包装件22。这些包装件22能够从不同方向包覆光学元件层积体21,从而包覆光学元件层积体21。至少两个包装件的材料和形状可以互不相同。
图10示出根据本发明第七实施例的光学元件包装件的结构实例。如图10所示,例如,光学元件层积体21的主面为具有不同纵横比的矩形形状。通过第一包装件31a包覆光学元件层积体21的主面及其短边侧的端面。通过第二包装件31b包覆光学元件层积体21的主面及其长边侧的端面。因此,通过第一包装件31a和第二包装件31b包覆光学元件层积体21的所有面。
(8)第八实施例
第八实施例对应于第四实施例,其中,通过使用至少两个包装件22来包覆并集成光学元件层积体。例如,包装件22为细带形状,并且包覆光学元件层积体21的端部等,从而集成光学元件层积体21。
图11示出根据本发明第八实施例的光学元件包装件的结构实例。如图11所示,例如,光学元件层积体21的主面为具有不同纵横比的矩形形状。第一包装件32a和第二包装件32b为细带形状,并且包覆光学元件层积体21的各个端部,从而集成光学元件层积体21。
(9)第九实施例
第九实施例对应于第八实施例,其中,包括用于使至少两个包装件22通过的至少两个槽或孔。优选地,槽或孔设置在光学元件层积体21的端部附近。这是因为能够减小由于槽或孔的排列引起的光学特性的劣化。
图12示出根据本发明第九实施例的光学元件层积体的结构实例。如图12所示,例如,光学元件层积体21的主面为具有不同纵横比的矩形形状。在光学元件层积体21的长边侧上的两个端部附近设置槽21a和21a。带片形的第一包装件32a和带片形的第二包装件32b能够分别通过槽21a和21a,并包覆光学元件层积体21的两个端部,从而集成光学元件层积体21。
在第九实施例中,在光学元件层积体21中设置用于使包装件22通过的槽或孔。因此,能够防止在制造和运输期间出现包装件22的滑动。因此,能够改善液晶显示设备的质量和生产率。
(10)第十实施例
第十实施例对应于第四实施例,其中,通过包装件22来密封光学元件层积体21。例如,由至少一个包装件22来构成包装件22,并且包装件22的端侧面部分分接合。优选地,这个接合位于光学元件层积体21的端面上。这是因为能够避免由于接合的结构引起的光学元件包装件2的光学特性的劣化。
图13示出根据本发明第十实施例的光学元件层积体的结构实例。如图13所示,例如,光学元件层积体21的主面为具有不同纵横比的矩形形状,并且通过包装件22来包覆其所有六个方向。例如,包装件22包括第一包装件和第二包装件,并且例如第一包装件和第二包装件中的每一个都分别包覆光学元件层积体21的入射面和透射面。第一包装件和第二包装件可以具有不同的物理性能。
下面,将描述具有上述结构的光学元件包装件2的制造方法的实例。首先,在支撑介质23上层积体至少一个光学元件24。随后,通过第一包装件和第二包装件将光学元件24和支撑介质23的层积体夹在中间。此后,连接第一包装件和第二包装件的外围部。以此方式,得到所期望的光学元件包装件2。
(11)第十一实施例
第十一实施例对应于第十实施例,其中,开口位于包装件22的入射面和透射面中的至少一个上。
图14示出根据本发明第十一实施例的光学元件包装件的结构实例。如图14所示,例如,在包装件22的入射面中设置与液晶面板3的入射面几乎具有相同形状的开口22b。此外,例如,在光学元件层积体21的透射面侧上设置反射偏光器24c。
在本发明第十一实施例中,由于露出了光学元件层积体21的透射面,所以通过设置在光学元件包装件2的透射侧的支撑介质23或光学元件24的光能够进入液晶面板104,而不改变光的滞后。例如,通过设置在透射侧的反射偏光器24c偏振和分离的光能够进入液晶面板104的偏光器,而不改变其滞后。因此,能够减小亮度的降低。
(12)第十二实施例
第十二实施例对应于第十实施例,其中,在包装件22中设置至少一个开口。例如,开口设置在光学元件层积体21的角部和侧面部分的至少一个中。
图15A和图15B示出根据本发明第十二实施例的光学元件包装件的第一结构实例。如图15A和图15B所示,在第一结构实例中,例如,包装件22在对应于光学元件层积体21的角部21a的位置处具有开口22c。因此,在包装件22处露出光学元件层积体21的角部21a。
图16A和图16B示出根据本发明第十二实施例的光学元件包装件的第二结构实例。如图16A和图16B所示,在第二结构实例中,例如,包装件22在对应于光学元件层积体21的侧面部分的位置处具有开口部22c。例如,这个开口部22c为裂缝形状。因此,在包装件22处露出光学元件层积体21的侧面部分。
在第十二实施例中,包装件22设置开口,并且在开口处露出光学元件层积体21的侧面部分或角部。因此,能够防止在光学元件包装件2的制造和运输期间由于光学元件层积体21的侧面部分或角部引起的包装件22的损坏。
(13)第十三实施例
第十三实施例对应于第四实施例,其中,包装件22接合至通过包装件22包覆的支撑介质23和至少一个光学元件24中的至少一个。接合方法的实例包括通过粘帖和熔合的粘结等。通过粘帖的粘结方法的实例包括热熔式粘结法、热固式粘结法、压敏(粘帖)式粘结法、能量线固化式粘结法和水合式粘结法或吸湿·再湿式粘结法。通过熔合的粘结方法的实例包括热熔合、超声熔合和激光熔合。
图17A和图17B示出根据本发明第十三实施例的光学元件包装件的第一结构实例。在第一结构实例中,在光学元件包装件2的入射面侧设置接合25。通过使包装件22的内表面和用作支撑介质的扩散板23a的一部分或所有入射面接合形成了接合25。通过接合25来集成包装件22和扩散板23a。
图18A和图18B示出根据本发明第十三实施例的光学元件包装件的第二结构实例。在第二结构实例中,在光学元件包装件2的端面上设置接合25。通过使包装件22的内表面和用作支撑介质的扩散板23a的一部分或所有端面接合形成了接合25。
(14)第十四实施例
第十四实施例对应于第四实施例,其中,在支撑介质23和光学元件24中的至少一个上提供凸面或凹面。优选地,凸面或凹面被提供给在支撑介质23和光学元件24中具有最大厚度的件,并且例如提供给支撑介质23(例如,透明板或扩散板)。例如,支撑介质23和光学元件24的凸面和凹面被提供给入射面和透射面中的至少一个。可以组合凸面和凹面。例如,每个凸面或凹面均为具有在纵向方向(垂直方向)和横向方向(水平方向)中的至少一个方向上的曲率的凸起或凹进曲面。这些曲面的实例可以包括抛物面、圆柱面、双曲面、四次曲面和自由曲面。
图19示出根据本发明第十四实施例的光学元件包装件的第一结构实例。如图19所示,在这个第一结构实例中,例如,用作支撑介质的扩散板23a的入射面为凸起曲面。例如,这个凸起曲面为具有在纵向方向(垂直方向)上的曲率的圆柱面。
图20示出根据本发明第十四实施例的光学元件包装件的第二结构实例。如图20所示,在这个第二结构实例中,例如,用作支撑介质的扩散板23a的入射面为凹进曲面。例如,这个凹进曲面为具有在纵向方向(垂直方向)上的曲率的圆柱面。
(15)第十五实施例
第十五实施例对应于第四实施例,其中,支撑介质23和光学元件24中的至少一个有弯曲。优选地,弯曲被提供给支撑介质23和光学元件24中具有最大厚度的件,并且例如被提供给支撑介质23(例如,透明板或扩散板)。例如,以入射面侧或透射面侧突出的方式来设置支撑介质23和光学元件24的弯曲。
图21示出根据本发明第十五实施例的光学元件包装件的结构实例。如图21所示,在这个结构实例中,用作支撑介质的扩散板23a具有弯曲。例如,以扩散板23a的透射面突出的方式来设置弯曲。例如,扩散板23a的入射面和透射面在纵向方向(垂直方向)上具有预定曲率并且在横向方向(水平方向)上具有无限大曲率。
(16)第十六实施例
第十六实施例对应于第四实施例,其中,允许支撑介质23和光学元件24中的至少一个的角部具有曲面、斜面或其组合的复合形状。即,允许支撑介质23和光学元件24中的至少一个的端面具有曲面、多边形或其组合的复合形状。优选地,将上述形状提供给支撑介质23和光学元件24中具有最大厚度的件,并且例如被提供给支撑介质23(例如,透明板或扩散板)。例如,上述形状被提供给主面和端面之间的一部分或全部的界面部,并且优选地,被提供给与包装件22接触的界面部。例如被提供给界面部的曲面为R面,而例如被提供给界面部的斜面为C面。
图22示出根据本发明第十六实施例的光学元件包装件的结构实例。如图22所示,在这个结构实例中,在用作支撑介质的扩散板23a的单个表面的界面部中,与包装件22接触的界面具有斜面(例如,C面)。即,例如,扩散板23a的端部在厚度方向上的截面为梯形形状。
(17)第十七实施例
第十七实施例对应于第四实施例,其中,将锥形提供给支撑介质23和光学元件24中的至少一个的端面。优选地,在支撑介质23和至少一个光学元件24中,设置在入射面侧和/或透射面侧上的件具有锥形。此外,例如,锥形被提供给入射面和透射面之间的一部分或所有端面,并且优选地,被提供给通过包装件22包覆的端面。
图23示出根据本发明第十七实施例的光学元件包装件的结构实例。如图23所示,在这个结构实例中,置于入射面侧并用作支撑介质的扩散板23a的端面具有锥形。这个锥形被提供给在扩散板23a的端面中被包装件22包覆的端面。
(18)第十八实施例
第十八实施例对应于第四实施例,其中,支撑介质23设置有用于收容至少一个光学元件24的收容部23b。这个收容部23b被提供给支撑介质23的入射面和透射面中的至少一个。框架部23c置于支撑介质23的入射面或透射面的一部分或所有外围部上,并且被这个框架部23c包围的区域用作收容部23b。框架部23c能够足以用于调节光学元件24的位置。框架部23c可以是透射面或入射面的外围部部分突出的突起。
图24示出根据本发明第十八实施例的光学元件包装件的结构实例。如图24所示,例如,支撑介质23在支撑介质23的入射面和透射面中收容光学元件24。具体地,例如,支撑介质23在入射面的收容部23b中收容扩散膜24a,而在透射面的收容部23b中收容透镜膜24b。例如,支撑介质23的入射面和透射面为具有不同纵横比的矩形形状。沿入射面和透射面的相对短边或长边设置框架部23c。通过框架部23c来调整光学元件24的位置。
(19)第十九实施例
第十九实施例对应于第八实施例,其中,进一步设置用于支撑在收容部23b中所收容的光学元件24的外围部的支撑部。这个支撑部被提供给支撑介质23的入射面和入射面中的至少一个。
图25示出根据本发明第十九实施例的光学元件包装件的结构实例。如图25所示,在入射面侧的框架部23c具有与入射面平行并从框架部23c的一端向入射面内部延伸的支撑部23d。通过支撑部23d来支撑在收容部23b中所收容的光学元件24的外围部。
(20)第二十实施例
第二十实施例对应于第十四实施例,其中,在光学元件包装件2的外部设置至少一个光学元件24的一部分或全部。例如,在光学元件包装件2与液晶面板3之间和/或在光学元件包装件2与照明设备1之间放置置于光学元件包装件2的外部的光学元件24。例如,可以用粘合剂等将置于光学元件包装件2的外部的光学元件24接合至光学元件包装件的透射面或入射面。就置于光学元件包装件2的外部的光学元件24而言,例如,能够使用光扩散元件、光聚集元件、反射偏光器、偏光器或光分离元件。
图26示出根据本发明第二十实施例的背光的结构实例。如图26所示,例如,以从照明设备1向液晶面板3的顺序设置光学元件包装件2和用作光学元件的反射偏光器24c。在光学元件包装件2中,通过包装件22来包覆扩散板23a、扩散膜24a和透镜膜24b以将它们集成。
在第二十实施例中,由于光学元件24(例如,反射偏光器)设置在光学元件包装件2的外部,所以从光学元件24(例如,反射偏光器)透射的光能够进入液晶面板3,而不改变光的滞后。
(21)第二十一实施例
第二十一实施例对应于第四实施例,其中,在包装件22的内表面或外表面中的至少一个上设置表面结构件和光学功能。例如,在光学元件包装件2的入射面侧和透射面侧中的至少一个上设置这种光学功能。表面结构件和光学功能改善了从照明设备1入射的光的特性。就表面结构件而言,能够使用各种透镜,例如,柱面透镜、棱镜透镜和蝇眼透镜。此外,可以对表面结构件(例如,柱面透镜和棱镜透镜)施加波动。例如,通过熔体挤出法或热转换法来形成这个表面结构件。就光学功能而言,能够使用紫外防护功能(UV去除功能)、红外防护功能(IR去除功能)等。
图27示出根据本发明第二十一实施例的背光的结构实例。如图27所示,例如,以从照明设备向液晶面板3的顺序来设置扩散板23a、扩散膜24a、透镜膜24b和反射偏光器24c。此外,通过包装件22来包覆扩散板23a,并且在包装件入射面的入射侧的部分上设置具有亮度不规则性降低功能的表面结构件26等。
(22)第二十二实施例
第二十二实施例对应于第四实施例,其中,在光学元件包装件2的一部分或所有端面上设置用于反射从光学元件包装件2的端面透射的光的反射部。例如,反射部设置在包装件22的内表面和外表面中的至少一个位置、在包装件22与光学元件层积体21之间和光学元件层积体21的端面处。就反射部而言,例如,能够使用无机多层反射膜(例如,金属反射膜、金属氧化膜和金属多层膜);有机多层反射膜(例如,聚合物多层膜);内包填充剂的聚合物树脂层;内包孔洞的聚合物树脂层;以及反射面结构件的至少其中一种。具体地,例如,能够使用内包填充剂(例如,氧化钛)的白色PET膜及气泡。就反射面结构件而言,例如,能够使用接近棱镜形状的表面结构件。
图28示出根据本发明第二十二实施例的光学元件包装件的第一结构实例。如图28所示,在第一结构实例中,反射膜(例如,白色PET膜)设置在光学元件层积体21的端面上。例如,通过粘合剂等使反射膜接合至光学元件层积体21的端面。
图29示出根据本发明第二十二实施例的光学元件包装件的第二结构实例。如图29所示,在第二结构实例中,通过反射带28来包覆光学元件层积体21的端面。例如,反射带28为片形反射膜,并且在其纵向方向上的端部彼此接合。例如,在第四实施例中用于接合包装件22的方法可以用作该接合方法。例如,具有热收缩性的材料可以用作反射带28的基材。
在第二十二实施例中,由于反射部设置在光学元件包装件2的端面上,所以在光学元件包装件2的端面处能够反射来自照明设备1的光。因此,能够有效使用来自照明设备1的光。
(23)第二十三实施例
在根据第二十三实施例的液晶显示设备中,边缘型照明设备用作照明设备1。这个照明设备允许来自设置在液晶面板3的一端侧上的光源11的光通过光引导板13在液晶面板上完全散开。
图30示出根据本发明第二十三实施例的液晶显示设备的结构实例。如图30所示,例如,这个液晶显示设备包括用于透射光的光学元件包装件2和基于根据从光学元件包装件2所透射的光来显示图像的液晶面板3。就液晶面板3而言,例如,能够使用与第四实施例相同的面板。
光学元件包装件2包括光引导板13、设置在光引导板的一个端部上的光源11、以覆盖光源11的方式设置在光引导板13的一个端部上的灯光反射器14、设置在光引导板13的背部的反射片15、设置在光引导板13上的光学元件层积体21和至少包覆反射片15、光引导板13和光学元件层积体21从而集成这些元件的包装件22。
例如,通过层积体至少两个光学元件来形成光学元件层积体21。具体地,例如,在光引导板13上通过顺序层积体扩散片、棱镜片、棱镜片和扩散片来形成光学元件层积体21。就包装件22而言,例如,能够使用与第四实施例中相同的件。
[实施例]
下面,将参照实例具体描述本发明。然而,本发明并不仅限于这些实例。
(实例1)
(透明包装膜的制备)
首先,关于用作包装膜的烯烃收缩膜,包含聚丙烯/聚乙烯-聚丙烯系统/聚丙烯作为主要组分的复合材料通过混合挤压经过了由垂直拉伸和水平拉伸所构成的连续双轴拉伸,然后应用热固定处理,以便得到在成型后具有29μm厚度的热收缩膜。
(热收缩特性的估计)
随后,将如上所述得到的包装膜切割成通过金属尺测量每边300mm的尺寸(300mm×300mm)。根据通过风干器在100℃下进行10分钟的处理,测量由于热收缩引起的改变量。结果如下所述。在本实例中,膜的纵轴方向表示为MD(加工方向)方向,而宽度方向表示为TD(横向方向)方向。
MD方向:12%
TD方向:15%
(扩散功能的光学特性)
随后,检查如上所述得到的包装膜的光学特性。通过MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY制造的能见度仪HM-150(Haze Meter HM-150)用于进行该测量(能见度值:JIS-K-7316,总光透射率:基于JIS-K-7316)。结果如下所述。
能见度值:6%
总光透射率:91%
(光学元件包装件的制备)
制备包含聚碳酸酯作为主要组分的扩散板(500mm×890mm×2mm)作为支撑介质。制备市场上可购得的扩散片(通过KEIWAIncorporated生产的BS-912:205μm×498mm×888mm)和透镜片(由Sony Corporation生产,聚碳酸酯树脂、透镜节距185μm、双曲面形状、尺寸450μm×498mm×888mm)。随后,按顺序层积体扩散板、扩散片、透镜片和扩散片,从而制备光学元件层积体。在包装膜上放置所得到的光学元件层积体,进一步在其上放置包装膜。通过热熔合使外围部接合,并且通过熔合进行切割,以此方式,总尺寸变为540mm×950mm。此后,在包装膜的端部以50mm的间隔制成具有0.5mm直径的孔洞。
随后,在被加热至100℃的风干器中加热通过包装膜包覆的所得光学元件层积体。为了使包装膜收缩并粘结至内包的光学元件层积体,进行冷却,同时通过包装膜的端部中的孔洞排出空气。此后,通过利用两个橡皮辊夹在中间的压力辊的应用,排出剩余空气,使得用作支撑介质的扩散板被粘合在用作光学元件的扩散片、透镜片和扩散片上。
以此方式,得到了光学元件包装件。
(可靠性估计)
接下来,在预备实验中,通过热电偶测量在通过SonyCorporation制造的40英寸液晶电视的背光中结合的扩散板与用作光源的CCFL之间的扩散板表面的温度。结果,扩散板表面的中心部的温度为63℃。此外,以与上述测量类似的方式在40℃(被假设为实际操作环境中的上限温度)的恒温室中测量在扩散板表面的中心部的温度。结果,扩散板面的中心部的温度为68℃。
因此,考虑到上述测量结果,进行估计,同时将光学元件包装件放入以下模拟环境中。即,在干燥温度70℃的高温下保存光学元件包装件,此后,通过金属尺测量扩散板的弯曲量。表1中示出了结果。
(通过安装在TV上进行估计)
接下来,从由Sony Corporation生产的40英寸液晶电视中取出光学元件(例如,扩散板)。替换地,安装光学元件包装件,打开所得的液晶TV,并且估计亮度和图像质量。表1中示出了结果。
根据下面的标准来估计亮度的不规则性。
5级:正面无不规则性,斜视无不规则性
4级:正面无不规则性,斜视能够轻微观察到不规则性
3级:正面轻微不规则性,斜视轻微不规则性
2级:正面少量不规则性,斜视少量不规则性
1级:正面明显不规则性,斜视很多不规则性
此外,关于亮度的估计,通过由Konica Minolta Opto,Inc.生产的CS-1000来测量亮度,并且参照下述比较实例1中的亮度基于相关值来进行估计。
(比较实例1)
下面,将参照图48A和图48B描述比较实例1。
首先,制备扩散板、扩散片、透镜片和扩散片,同时,除了设置在一个长边侧上调整片42之外,其余都与实例1相同。随后,以调整片42的方向变为相同方式按顺序层积体扩散板、扩散片、透镜片和扩散片,从而制备了光学元件层积体。随后,如实例1一样估计所得光学元件层积体的可靠性。表1中示出了结果。接下来,以调整片42使孔45与背光架41的销43啮合的方式在液晶TV上安装光学元件层积体,并且如实例1中一样安装在TV上来进行估计。表1中示出了结果。
(比较实例2)
首先,如实例1中一样来制备扩散板、扩散片、透镜片和扩散片。通过透明的丙烯酸粘合剂将单个的光学元件彼此粘结起来以使其集成,从而得到光学元件层积体。接下来,除了使用所得的光学元件层积体之外,如实例1一样安装在TV上进行估计。表1中示出了结果。
(估计结果)
以下从表1显而易见。
首先,安装并估计比较实例1的每个片。结果,因为由于背光中的光源所引起的热量,内包片热膨胀,并且发生尺寸改变,从而引起运动松弛。然而,由于通过设置在显示设备的显示区域外部的调整片调节了尺寸,所以观察到局部发生波动。因此,外观估计为2级。
此外,在与在不包括调整片部的比较实例2中一样采用通过使用压敏粘合剂来集成单个片以消除刚性不足的方法的情况下,在刚刚粘结后,板的刚性很高。然而,由于在粘结后保留了单个件,所以当温度升高时,会发生弯曲。因为由于粘结所引起的热膨胀和用于扩散片的基材的聚对苯二甲酸乙二醇酯的残余应力的释放(热收缩),所以在通过双金属效果粘合制成的板中发生弯曲。在实际安装中,由于双金属带来的弯曲应力出现,并且图像质量出现缺陷(例如,部分剥离)(图像质量1级)。
此外,关于光学特性,因为粘结,所以与比较实例1相比,正面亮度降低18%。可以相信,与通过粘结制成的板相比,不用压敏粘合剂来安装透镜片和扩散片的上表面,另外,因为透镜片的光入射侧被接合,所以入射光很容易透射,并且光聚集效果很容易减小,从而引起正面亮度的降低。
另一方面,在不使用粘结方法来集成光学元件的实例1的情况下,单个件具有很好的耐热性,弯曲很难发生。此外,单个光学元件对在入射·透射侧的光方向的影响非常小,并且与简单层积体状态类似,使得由于透明包装膜导致的界面反射损失在亮度损失方面能够被减小至5%。在比较实例1中,假设由于调整片导致的光学片的弯曲不会发生,并且从广义上讲,没有观察到亮度的不规则性。在使用光学元件包装件的实例1中,关于显示的图像质量,得到非常好的效果。
(实例2)
下面,将描述一个实例,其中,设置在实例1中的光透射侧上的扩散片的功能被提供给光透射侧的包装膜。
(第二区(透射侧)的包装膜:用于扩散的包装膜的制备)
首先,如实例1中一样得到热收缩透明包装膜。接下来,如下所述,在所得包装膜上形成用于扩散的光学功能层,从而得到第二区中的包装膜。最初,确定通过下面的涂料组成所表示的原料。通过扩散3小时来进行混合以得到扩散涂料。随后,通过电晕放电使包装膜经过粘结促进处理,通过凹版涂覆法来,然后通过平滑化来应用所制备的扩散涂料。此后,在70℃的最大干燥器温度下进行干燥。以此方式,在包装膜上形成具有6μm厚度的扩散功能。
包括聚甲基丙烯酸甲酯作为主要组分的丙烯酸树脂:100份重量
丙烯酸颗粒(直径5μm,芯球形):30份重量
丁酮溶剂:300份重量
(热收缩特性的估计)
接下来,在100℃下对这样得到的具有扩散功能的包装膜加热10分钟,并且如实例1中一样测量热收缩特性。其结果如下所述。
MD方向:11%
TD方向:13%
从这些结果可以明显看出,设置有扩散功能层的膜具有与设置有扩散功能层前的膜类似的热收缩能力。
(第一区(入射侧):包装膜的制备)
随后,除了省略扩散涂料的应用之外,以与上述用于扩散的包装膜的制备类似的方式来得到包装膜。即,透明包装膜仅经过干燥处理,从而得到具有相同热履历的包装膜。
(热收缩特性的估计)
随后,在100℃下对这样得到的包装膜加热10分钟,并且如实例1中一样测量热收缩特性。其结果如下所述。
MD方向:11%
TD方向:12%
(扩散功能的光学特性的估计)
随后,估计具有上述扩散功能的包装膜的光学特性。其结果如下所述,由MURAKAMI COLOR RESEARCH LABORATORY生产的能见度仪HM-150(Haze Meter HM-150)用于进行该测量(能见度值:JIS-K-7316,总光透射率:基于JIS-K-7316)。
能见度值:92%
总光透射率:76%
(光学元件包装件的制备)
制备包含聚碳酸酯作为主要组分的扩散板(500mm×890mm×2mm)作为支撑介质。制备市场上可购得的扩散片(通过KEIWAIncorporated生产的BS-912:205μm×498mm×888mm)和透镜片(由Sony Corporation生产,聚碳酸酯树脂、透镜节距185μm、双曲面形状、尺寸450μm×498mm×888mm)。随后,按顺序层积体扩散板、扩散片和透镜片,并且放置在与包括扩散层的包装膜具有相同热履历的包装膜上。在包装膜上放置有扩散功能层。通过热熔合使外围部接合,并且通过熔合进行切割,以此方式,总尺寸变为540mm×950mm。
随后,以打开所得包装膜的四个角部的方式来进行角切割。此后,在被加热至100℃的风干器中进行加热。使包装膜收缩并冷却,以便用作支撑介质的扩散板粘结至用作光学元件的扩散片和透镜片。以此方式,得到在最外表面上具有扩散功能层的光学元件包装件。
随后,如实例1中一样进行如上所述得到的光学元件包装件可靠性的估计。结果,没有观察到弯曲的发生。随后,如实例1中一样根据安装在TV上的图像质量进行估计。结果,由于弯曲所引起的波动没有发生,亮度不规则性很好,并且改善了在实例1中出现的亮度损失,使得相对亮度增加4%。此外,与没有包括包装膜的比较实例1相比,相对亮度的降低能够被减小至-1%。
此外,由于光学元件包装件的角部被打开,所以因为在不包括角部的状态下进行生产,所以能够生产不会出现收缩角的光学元件包装件,然而关于实施例1中的光学元件包装件的外观,因为在安装期间这个角部被接触,所以收缩角轻微地残留在角部,并且出现轻微失真。此外,用于排出空气的操作变得并不必要,并且能够通过简单处理进行生产。在TV上的实际安装中,在角部不存在缓滞带,这是非常有利的。
(实例3)
接下来,将描述实例,其中,实例1中的透镜片的功能被提供给光透射侧的包装膜,从而改善了具有高方向性的透镜的弯曲。
通过将实例1中用于包装膜的材料从烯烃材料改变为50μm的聚乙烯萘膜并在加热状态下进行连续的双轴拉伸来得到包装膜。
(热收缩特性的估计)
随后,在100℃下对这样得到的包装膜加热10分钟,并且如实例1中一样测量热收缩特性。其结果如下所述。
MD方向:12%
TD方向:12%
(第二区(透射侧)中的包装膜:具有棱镜片形状的包装膜)
随后,通过在上述拉伸操作前通过热转换到聚2,6-萘二酸乙二醇酯膜来形成在平面上设置有具有90°顶角的棱镜形状的图样。此后,类似地进行上述连续的双轴拉伸,从而得到具有棱镜形状的包装膜。
(第一区(入射侧):包装膜的制备)
随后,使用具有棱镜形状的上述热收缩膜。如图1中一样,通过具有棱镜形状的包装膜和不具有棱镜形状的膜将扩散板和扩散片夹在中间,通过熔合粘结端部进行接合,然后通过熔合进行切割。
随后,以打开所得的包装膜的四个角部的方式进行角部切割。此后,在被加热至120℃的风干燥器中进行加热。使包装膜收缩并冷却,以便用作支撑介质的扩散板被粘结至用作光学元件的扩散片和透镜片。以此方式,在光透射侧表面上得到具有透镜功能的光学元件包装件。
接下来,如实例1中一样,进行如上所述得到的光学元件包装件可靠性的估计。结果,没有观察到弯曲的发生。
随后,市场上可购得的扩散片被放入如上所述得到的光学元件包装件上,并且如实例1中一样安装在TV中进行估计。没有观察到由于光学片和弯曲所引起的亮度不规则性,并且得到非常好的图像质量。可以相信,在实例1和实例2中,入射光的方向性很高,并且轻微的弯曲产生了亮度的不规则性。然而,可以相信,在包装膜上设置透镜,进行安装同时对膜施加张力,从而消除了透镜本身的弯曲。
此处,很明显,包装膜设置有光学功能层,因此,因为张力能够被轻微地施加于整个部分,所以与根据通过增加厚度来减小张力的相关技术的技术相比,减小了由于界面损失导致的亮度降低,并且能够改善弯曲。此外,很明显,单个光学膜的厚度指定约为30~50μm,从而,能够期待轻重量·薄外形、材料成本降低的效果,而先前所采用的厚度为450μm。
(实例4)
将描述实例,其中,对光学元件包装件的光透射侧的表面施加紫外可固化树脂,并且形状被转换到紫外可固化树脂上。
首先,除了通过包装膜包覆扩散板和扩散片之外,如实例1中一样得到光学元件包装件。随后,制备透明聚烯烃树脂(由ZEONCorporation生产的ZEONER树脂)的图样,其中,在平面上排列90°的棱镜形状。对这个表面施加UV树脂(固化后的折射率为1.57)。这个也被转换到在上述光学元件包装件的光透射侧上经过电晕处理的表面。此后,通过UV辐射进行固化,并且剥离图样,从而得到具有棱镜形状的光学元件包装件。其他操作与实例3中一样。
随后,如实例1中一样进行如上所述得到的光学元件包装件的可靠性的估计。结果,没有观察到弯曲的发生。
随后,市场上可购得的扩散片被放入到如上所述得到的光学元件包装件中,并且如实例1中一样安装在TV中进行估计。没有观察到由于光学片及由于弯曲引起的亮度不规则性,并且得到非常好的图像质量。同样可以如在实例3中一样相信,透镜置于包装膜上,进行安装同时对膜施加张力,从而消除透镜本身的弯曲。
[表1]
(实例5)
将描述实例,其中,将用作液晶TV的背光光源的CCFL的数目从20减少至16,并且增大施加给CCFL的电功率。
在本实例中,如图49所示,光学元件包装件2与光源11之间的距离被定义为距离H,光源11之间的节距被定义为节距P。
首先,通过热成型来制备光控膜。在光控膜中,突出具有200μm半径和320μm宽度的弧形部的形状,并且在平面内周期性地重复5μm的平坦区。这个膜等价于入射进扩散板的光源的量,并且具有300μm的厚度。随后,除了在第一区(光源侧)中置于在扩散板与包装膜之间的所得光控膜之外,如实例2中一样得到光学元件包装件。
(可靠性的估计)
随后,如实例1中一样地进行如上所述得到的光学元件包装件的可靠性估计。结果,没有观察到弯曲的发生。
(安装在TV上进行估计)
接下来,预备通过Sony Corporation生产的40英寸液晶电视。其背光的CCFL数被从20减少至16,并且增大CCFL之间的节距P,从而调节节距P。具体地,23.7mm的节距P(CCFL:20)增加至29.3mm(CCFL:16)。此时,作为扩散板与CCFL管的中心之间的距离的距离H为14.5mm,并且除了改变节距之外,可以无改变地进行应用。随后,在背光上安装如上所述得到的光学元件包装件,并且如实例1中一样安装在TV上进行估计。结果,没有观察到光源的不规则性。
(比较实例3)
通过在光控膜上顺序层积体扩散板、扩散片、透镜片和扩散片来得到光学元件层积体。随后,除了使用所得的光学元件层积体之外,如实例5中一样进行可靠性估计并安装在TV上进行估计。结果,观察到光源的不规则性。
(比较实例4)
通过在光控膜上顺序层积体扩散板、扩散片、透镜片和扩散板来制备光学元件层积体。除了使用所得的光学元件层积体之外,如实例5中一样地进行可靠性估计并安装在TV上进行估计。结果,观察到光源的不规则性。相信产生这种现象的原因为,扩散板与光源之间的光控膜没有通过包装膜粘合起来,并且光控膜因为加热而自由变形。
(比较实例5)
除了在扩散板上的扩散片的数目从1被增加至2之外,如比较实例3一样地进行可靠性估计并安装在TV上进行估计。结果,不规则性没有得到改善。
(比较实例6)
除了在扩散板上的扩散片的数目从2被增加至3之外,如比较实例3一样地进行可靠性估计并安装在TV上进行估计。结果,不规则性没有得到改善。
(估计结果)
在比较实例3中,没有消除光源的不规则性。甚至在比较实例5和6(其中,为了减小光源的不规则性而增加了扩散片)中,也没有改善光源的不规则性。另一方面,很明显,在实例5(其中,在光学元件包装件中包括了设置在光源上的光控膜)中改善了光源的不规则性。然而,作为前提,需要光学元件包装件。如果单独使用,则如比较实例4,通过光源所生成的热量引起变形,结果,光源不规则性发生。因此,很明显,通常置于扩散板的光透射侧的光学元件也能够置于扩散板与光源之间,并且新颖的光学功能层能够另外被设置在扩散板和光源之间。
[表2]
Figure A20088000014700751
[]:包装件中的结构(在符号中,左边意味着光源边)
实例1~4,比较实例1和2:CCFL 20个单元,40英寸
实例5,比较实例3~6:CCFL 16个单元,40英寸
通过上述结果,很明显,通过使用光学元件包装件得到以下效果。
(1)消除了由于通过用调整片等进行固定而预先生成的热张力所引起的弯曲。因为尺寸和自重已增加,所以允许调整片的数目随着尺寸的变大而增多。能够改善其影响。
(2)将光学元件的功能提供给包装膜,因此,减小了由于包装膜自身的界面反射所引起的亮度损失,并且能够执行光学功能层在取代前的厚度减小和重量减轻。
(3)关于设置有光学功能层的包装膜,通过张力来促进平坦化,并且能够改善弯曲等对亮度不规则性的影响。
(4)在扩散板的两个表面上设置之前已能够置于用作支撑介质的扩散板的一个表面上的光学元件。因此,能够进行新颖的光学设计。例如,通过排列光控膜等能够进行直接的光源控制。因此,能够进行可减少光源数目的设计、可减小光源与扩散板之间的距离的设计等。
(5)在光学元件包装件的制造方法中,采用敞开角部的设计,从而能够限制收缩角等,甚至能够消除轻微的弯曲等。
到现在为止,已具体描述了根据本发明的多个实施例。然而,本发明并不限于上述实施例,能够根据本发明的技术概念进行各种修改。
例如,在上面实施例中所描述的各个值仅为实例,如果需要,可以采用与它们不同的值。
另外,在本发明的宗旨范围内,可以使上述实施例的每个结构互相组合。
此外,在上述实施例中,一部分光学元件或一部分光学元件与支持介质可以以不损伤光学功能的方式接合,并且从防止显示功能劣化的观点来看,优选地,在端部进行布置。
此外,在上述实施例中,光学元件包装件可以另外设置有亮度不规则性减小膜。例如,这个亮度不规则性减小膜设置在支撑介质的入射面与包装件之间。
另外,在上述实施例中,以将膜形或片形包装件用作实例为基础来进行说明。然而,具有一定刚性的情况等可以用作包装件。

Claims (32)

1.一种光学元件包装件,其特征在于,包括:
至少一个光学元件;
支撑介质,用于支撑所述至少一个光学元件;以及
包装件,用于包覆所述至少一个光学元件和所述支撑介质,
其中,所述至少一个光学元件和所述支撑介质构成层积体,并且
所述包装件具有开口部。
2.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述开口部置于所述包装件的外围部中。
3.根据权利要求2所述的光学元件包装件,其特征在于,所述层积体的角部和侧面部分中的至少一个在所述开口部处露出,而不被所述包装件包覆。
4.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述至少一个光学元件置于所述包装件和所述支撑介质之间。
5.根据权利要求4所述的光学元件包装件,其特征在于,所述至少一个光学元件置于光源侧上。
6.根据权利要求4所述的光学元件包装件,其特征在于,所述至少一个光学元件置于透射侧上。
7.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述层积体包括:
入射面,来自光源的光进入其中;
透射面,使从所述入射面入射的所述光向液晶面板透射;以及
端面,位于所述入射面和所述透射面之间,
其中,所述包装件的各个端侧在所述端面上以贴合所述端面的方式彼此重叠并接合。
8.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述层积体包括:
入射面,来自光源的光进入其中;
透射面,使从所述入射面入射的所述光向液晶面板透射;以及
端面,位于所述入射面和所述透射面之间,
其中,所述包装件的端侧的端部在所述端面上以贴合所述端面的方式彼此接合。
9.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述至少一个光学元件的尺寸小于所述支撑介质。
10.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,在所述层积体的端部或所述端部的附近设置槽或孔。
11.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述包装件包括具有热收缩性的聚合物材料。
12.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,用于所述包装件的材料从以下各物的单个或混合树脂中选出:聚烯烃树脂,例如,聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP);聚酯树脂,例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚2,6-萘二酸乙二醇酯(PEN);乙烯键系统,例如,聚苯乙烯(PS)和聚乙烯醇(PVA);聚碳酸酯(PC)树脂;环烯树脂;氯乙烯树脂等。
13.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,用于所述包装件的所述材料具有相位差。
14.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述支撑介质包括透明塑料或玻璃板或者通过使光经过例如扩散或光聚集的处理来改变从所述光源发出的所述光的特性的光学板。
15.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述包装件为片形,
其中,所述片形包装件的至少一个端部彼此接合。
16.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述包装件包括:
入射面,来自光源的光进入其中;以及
透射面,使从所述入射面入射的所述光向液晶面板透射,
其中,所述入射面和所述透射面具有不同的光学功能。
17.根据权利要求1所述的光学元件包装件,其特征在于,所述包装件接合至所述光学元件和所述支撑介质中的至少一个。
18.根据权利要求16所述的光学元件包装件,其特征在于,所述光学功能层以对应于显示区域的方式设置。
19.根据权利要求16所述的光学元件包装件,其特征在于,所述入射面和所述透射面这两个表面中的至少一个包括所述光学功能。
20.一种光学元件包装件,其特征在于,包括:
支撑介质;以及
包装件,用于包覆所述支撑介质,
其中,所述包装件包括
第一区,入射进所述支撑介质中的光从其通过,以及
第二区,从所述支撑介质透射的光从其通过,
所述第一区和所述第二区中的至少一个设置有光学功能,并且
所述包装件具有开口部。
21.根据权利要求20所述的光学元件包装件,其特征在于,所述开口部置于所述包装件的外围部中。
22.根据权利要求20所述的光学元件包装件,其特征在于,所述支撑介质的角部和侧面部分中的至少一个在所述开口部处露出,而不被所述包装件包覆。
23.根据权利要求20所述的光学元件包装件,其特征在于,所述第一区和所述第二区这两个表面中的至少一个包括所述光学功能。
24.根据权利要求20所述的光学元件包装件,其特征在于,所述光学功能设置在所述光源侧上。
25.根据权利要求20所述的光学元件包装件,其特征在于,提供光扩散功能、光聚集功能、反射偏光功能、偏光器功能和光分离功能中的至少一种作为所述光学功能。
26.一种背光,其特征在于,包括:
光源,用于发光;以及
光学元件包装件,用于改善从所述光源发出的所述光的特性,并使所述光向液晶面板透射,
其中,所述光学元件包装件包括
至少一个光学元件,
支撑介质,用于支撑所述至少一个光学元件,以及
包装件,用于包覆所述至少一个光学元件和所述支撑介质,
所述至少一个光学元件和所述支撑介质构成层积体,并且
所述包装件具有开口部。
27.根据权利要求26所述的背光,其特征在于,包括与所述包装件的外部邻近的光学元件。
28.一种背光,其特征在于,包括
光源,用于发光;以及
光学元件包装件,用于改善从所述光源发出的所述光的特性,并使所述光向液晶面板透射,
其中,所述光学元件包装件包括
支撑介质,以及
包装件,用于包覆所述支撑介质,
所述包装件包括
第一区,入射进所述支撑介质的光从其通过,以及
第二区,从所述支撑介质透射的光从其通过,
所述第一区和所述第二区中的至少一个设置有光学功能,并且
所述包装件具有开口部。
29.根据权利要求28所述的背光,其特征在于,包括与所述光学元件包装件的外部邻近的光学元件。
30.一种液晶显示设备,其特征在于,包括:
光源,用于发光;
光学元件包装件,用于改善从所述光源发出的所述光的特性,并使所述光向液晶面板透射;以及
液晶面板,用于基于具有通过所述光学元件包装件改善的所述特性的所述光来显示图像,
其中,所述光学元件包装件包括
至少一个光学元件,
支撑介质,用于支撑所述至少一个光学元件,以及
包装件,用于包覆所述至少一个光学元件和所述支撑介质,
所述至少一个光学元件和所述支撑介质构成层积体,并且
所述包装件具有开口部。
31.根据权利要求30所述的液晶显示设备,其特征在于,所述光源置于所述光学元件包装件之下。
32.一种液晶显示设备,其特征在于,包括:
光源,用于发光;
光学元件包装件,用于改善从所述光源发出的所述光的特性;以及
液晶面板,用于基于具有通过所述光学元件包装件改善的所述特性的所述光来显示图像,
其中,所述光学元件包装件包括
支撑介质,以及
包装件,用于包覆所述支撑介质,
所述包装件包括
第一区,入射进所述支撑介质的光从其通过,以及
第二区,从所述支撑介质透射的光从其通过,
所述第一区和所述第二区中的至少一个设置有光学功能,并且
所述包装件具有开口部。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104854646A (zh) * 2013-02-20 2015-08-19 Lg化学株式会社 显示装置
CN106188866A (zh) * 2016-08-11 2016-12-07 苏州柯创电子材料有限公司 光学膜包装磨边pp板
CN107110434A (zh) * 2014-12-18 2017-08-29 三菱电机株式会社 灯、灯用波长辨别罩、照明装置以及灯的制造方法
WO2020220405A1 (zh) * 2019-04-29 2020-11-05 惠州市华星光电技术有限公司 背光模组及显示模组

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012208526A (ja) * 2009-09-02 2012-10-25 Sony Corp 光学素子、および表示装置
JP5075234B2 (ja) * 2009-09-02 2012-11-21 ソニー株式会社 光学素子、および表示装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104854646A (zh) * 2013-02-20 2015-08-19 Lg化学株式会社 显示装置
CN104854647A (zh) * 2013-02-20 2015-08-19 Lg化学株式会社 用于显示装置的封装膜
CN104854646B (zh) * 2013-02-20 2017-05-10 Lg化学株式会社 显示装置
US9720267B2 (en) 2013-02-20 2017-08-01 Lg Chem, Ltd. Display device
CN107110434A (zh) * 2014-12-18 2017-08-29 三菱电机株式会社 灯、灯用波长辨别罩、照明装置以及灯的制造方法
CN106188866A (zh) * 2016-08-11 2016-12-07 苏州柯创电子材料有限公司 光学膜包装磨边pp板
WO2020220405A1 (zh) * 2019-04-29 2020-11-05 惠州市华星光电技术有限公司 背光模组及显示模组

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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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