CN101793379B - 液晶显示装置用的背光单元用光学片及使用其的背光单元 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种液晶显示装置用光学片，及使用该光学片的背光单元；所述液晶显示装置用光学片，其光学机能、特别是光扩散机能格外优异；所述背光单元，其增进视野角的最佳化、灯源影像的去除、薄型化等品质的提升。本发明是一种液晶显示装置用光学片，其具备透明基材层以及微透镜阵列，所述微透镜阵列是由所述基材层表面以及背面所形成的多个微透镜所构成。其中背面的微透镜可为凹透镜。其中背面的微透镜阵列较佳为由具有随机直径的多个微透镜所构成。其中表面的微透镜的平均半径可为3μm以上90μm以下。此外，其中背面的微透镜的平均半径为2μm以上10μm以下，且为表面的微透镜的平均半径的1/12以上1以下。

Description

液晶显示装置用的背光单元用光学片及使用其的背光单元

技术领域

本发明是关于一种具有聚光、光扩散、使光线朝法线方向折射等各种机能，特别是适用于液晶显示装置用背光单元的光学片，及使用该光学片的背光单元。

背景技术

液晶显示装置，是普遍采用自背面照射液晶层的背光方式，液晶层的下面侧装有边光型(侧光型)、直下型等的背光单元。所述边光型的背光单元40，一般而言是如图9a所示，具备：作为光源的棒状灯源41、以端部沿着所述灯源41的方式进行配置的方形板状的导光板42、积层于所述导光板42表面侧的多片光学片43。所述光学片43，是具有折射、光扩散等特定的光学机能，具体而言是具备以下等的元件：(1)微透镜片44，是配设于导光板42的表面侧，主要具有光扩散机能与聚光机能；(2)棱镜片45，是配设于微透镜片44的表面侧，主要具有朝法线方向侧折射的机能。

以下对所述背光单元40的机能加以说明，首先，自灯源41入射至导光板42的光线，被导光板42背面的反射点或反射片(未图示)以及各侧面所反射，而于导光板42表面出射。自导光板42出射的光线，入射至微透镜片44，于表面所设的微透镜界面扩散、出射。然后，从微透镜片44出射的光线，入射至棱镜片45，通过形成于表面上的棱镜部46而在大致正上方向作为显示峰值的分布的光线而出射。背光单元40，如上所述，是使自灯源41出射的光线通过光学片43加以扩散，在大致正上方向显示出峰值的方式进行折射，进而照明于上方未图示的液晶层整面。

此外虽未图示，考量到上述导光板42的导光特性与光学片43的光学机能等，亦有配设更多微透镜片与棱镜片等的光学片43的背光单元。

上述以往的微透镜片44，一般而言是如图9b所示，于表面具备有由多个微透镜所构成的微透镜阵列47，于背面具有平面形状(例如，参考日本专利特开2004-191611号公报等)。设置于上述微透镜片表面的所述微透镜界面中，自灯源发射的光线是朝正面侧聚光、扩散、朝法线方向侧变角等。

然而，所述微透镜片的聚光、光扩散、变角等光学机能，是因表面形状以及折射率而定，故对于提升机能有一定的限界。特别是，直下型背光中，光学片的光扩散机能不充分的情况下，灯源影像的消去效果较小，故有灯源影像出现在液晶画面表面的缺点。因此，以往的背光单元40，尽管昂贵且操作困难，仍有必要具备多片的光学片。如上所述具备多片的光学片的情形，除了有液晶显示装置的亮度降低的缺点，亦妨碍了背光单元的薄型化。

先前技术文献

[特许文献1]日本专利特开2004-191611号公报

发明内容

发明所欲解决的课题

本发明有鉴于所述等缺点，其目的在于提供一种液晶显示装置用光学片，及使用该光学片的背光单元；所述液晶显示装置用光学片，其光学机能，特别是光扩散机能格外优异；所述背光单元，其增进视野角的最佳化、灯源影像的去除、薄型化等品质的提升。

用以解决课题的手段

用以解决上述课题的发明，是一种液晶显示装置用光学片，其具备：

透明基材层；以及

微透镜阵列，是由所述基材层表面以及背面所形成的多个微透镜所构成。

所述液晶显示装置用光学片，因不仅于表面，于背面亦具备微透镜阵列，故即使于液晶显示装置用光学片背面的界面，亦可将来自背光的光线加以折射、扩散等。因此，所述液晶显示装置用光学片，于表里两面的界面可将来自背光的光线加以折射、扩散，可将光扩散机能等的光学机能进一步提高。此外，依照所述液晶显示装置用光学片，通过表里两面的界面的折射来使光线折射、扩散，故可将液晶显示装置用光学片中光线的损失抑制在最小限度，而提高光穿透率。

背面的微透镜，可为凹透镜。通过背面的微透镜为凹透镜，来自背光的光线会于入射至光学片背面之际，于界面光线会朝分散的方向折射、扩散。因此，通过所述液晶显示装置用光学片，可更进一步提高光扩散机能等光学机能。

背面的微透镜阵列，较佳为具有随机直径的由多个微透镜所构成。通过背面的微透镜具有随机的直径的所述液晶显示装置用光学片，于光学片背面中，来自背光的光线所折射、扩散的方向以及角度会呈现随机分布，故光扩散机能可更进一步提升，而增进亮度的均匀性、灯源影像的去除性。

表面的微透镜的平均半径，可为3μm以上90μm以下；背面的微透镜的平均半径可为2μm以上60μm以下。通过所述液晶显示装置用光学片，因表面以及背面的微透镜具有上述范围的平均半径，可使光扩散等的光学机能进一步提升，可简单且确实地调控所述光学机能。

背面的微透镜的平均半径，可为表面的微透镜的平均半径的1/12以上1以下。通过背面与表面的微透镜的平均半径比位于上述范围的所述液晶显示装置用光学片，因两面的微透镜的相乘效果，可进一步提升光扩散效果。

基材层与所述基材层表面以及背面的微透镜阵列可为一体成形。通过使所述光学片如上所述一体成形，于片的内部不会产生光的折射、散射，而将光线的损失抑制在最小限度，故可提升光穿透率以及亮度。

至少表面的微透镜阵列中的微透镜的配设图案，较佳为正三角形格子图案或随机图案。所述正三角形格子图案，因可将微透镜更紧密地配设，故所述液晶显示装置用光学片的透镜充填率可简单地提升，聚光、光扩散等光学机能会格外地提高。此外，通过以随机图案的方式配设微透镜，于所述液晶显示装置用光学片与其他光学构件重合的际可减低叠纹的产生。

所述液晶显示装置用光学片，是可通过挤制片成形法而形成(所述挤制片成形法是使用具有所述表面的微透镜阵列的反转形状的压纹辊、以及与所述压纹辊平行配置且具有所述背面的微透镜阵列的反转形状的压纹辊)。通过所述手段，可简单且高精度地形成于两面具有特定的微透镜阵列的光学片，并可简单地利用同一材质加以一体成形。

因此，在将自灯源发射的光线分散引导至所述表面侧的液晶显示装置用背光单元，通过具备光学机能、特别是光扩散机能以及其控制机能格外优异的所述液晶显示装置用光学片，品质可因亮度的统一化以及高度化而提升。

此处，所谓液晶显示装置用光学片的「表面」以及「背面」，意指于液晶显示装置的背光单元上具备有通常的液晶显示装置用光学片时，面向表侧(液晶层侧)的面作为「表面」；其相对侧(导光板侧)的面作为「背面」。所谓「微透镜」，意指含有凸透镜以及凹透镜的概念。所谓「正三角形格子图案」，意指表面被区分为同一形状的正三角形，于所述正三角形的各顶点配设有微透镜的图案。

发明效果

如以上的说明，依据本发明的液晶表示用光学片，其光学机能、特别是光扩散机能格外优异，并可简单且确实地控制所述光学机能。此外，使用所述液晶显示装置用光学片的背光，可增进视野角的最佳化、灯源影像的去除、薄型化等品质的提升，以及低成本化。

附图说明

图1是表示本发明的一特定实施形态的液晶显示装置用光学片的示意性的局部截面图；

图2是表示具备图1的液晶显示装置用光学片的背光单元的示意性的截面图；

图3是表示与图1的液晶显示装置用光学片不同形态的液晶显示装置用光学片的示意性的局部截面图；

图4是表示与图1以及图3的液晶显示装置用光学片不同的液晶显示装置用光学片的示意性的局部截面图；

图5是表示与图1、图3以及图4的液晶显示装置用光学片不同的液晶显示装置用光学片的示意性的局部截面图；

图6是表示比较例的液晶显示装置用光学片装入直下型背光单元时的灯源影像照片；

图7是表示实施例2的液晶显示装置用光学片装入直下型背光单元时的灯源影像照片；

图8是表示实施例4的液晶显示装置用光学片装入直下型背光单元时的灯源影像照片；

图9a以及图9b是表示一般背光单元的示意性的透视图，以及表示以往的一般微透镜片的示意性的截面图。

附图标记说明：1-液晶显示装置用光学片；2-基材层；3-微透镜阵列；4-微透镜阵列；5-微透镜；6-微透镜；7-导光板；8-灯源；11-液晶显示装置用光学片；12-微透镜阵列；13-微透镜；21-液晶显示装置用光学片；22-微透镜阵列；23-微透镜；31-液晶显示装置用光学片；32-微透镜阵列；33-微透镜；40-背光单元；41-灯源；42-导光板；43-光学片；44-微透镜片；45-棱镜片；46-棱镜部；47-微透镜阵列。

具体实施方式

以下，一边参照适当图式，一边详细说明本发明的实施形态。

图1的液晶显示装置用光学片1，是具备基材层2、于所述基材层2表面所形成的微透镜阵列3、以及于基材层2背面所形成的微透镜阵列4。

基材层2，因必须使光线透过，故是由透明、特别是由无色透明的合成树脂所形成。作为基材层2所用的合成树脂，并无特别限定，例如可列举聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、乙酸纤维素、耐候性氯乙烯、放射线硬化型树脂等。其中，较佳为对于微透镜阵列3以及4的成形性优异的紫外线硬化型树脂、电子线硬化型树脂等放射线硬化型树脂或聚碳酸酯、聚烯烃等热可塑性树脂。

基材层2的厚度(平均厚度)并无特别限定，例如为10μm以上500μm以下，较佳为35μm以上250μm以下，特佳为50μm以上188μm以下。基材层2的厚度若低于上述范围，则背光单元等暴露于热时会容易发生弯曲，而产生难以使用等缺点。相对地，基材层2的厚度若超出上述范围，则有时液晶显示装置的亮度会降低，此外背光单元的厚度会变大而不符合液晶显示装置薄型化的需求。

形成基材层2的聚合物树脂中亦可含有微小无机充填剂。如上所述通过于基材层2中含有微小无机充填剂，可提升基材层2进而液晶显示装置用光学片1的耐热性。作为构成所述微小无机充填剂的无机物并无特别限定，较佳为无机氧化物。所述无机氧化物，是定义为各种含氧金属化合物，其金属元素通过主要为与氧原子键结而构成3维网状结构。作为构成无机氧化物的金属元素，例如较佳为选自元素周期表第2族～第6族的元素，更佳为选自元素周期表第3族～第5族的元素。特别是以选自Si、Al、Ti以及Zr的元素较佳，又以金属元素为Si的胶体二氧化硅对于耐热性提升效果以及均匀分散性方面最适于作为微小无机充填剂。此外，微小无机充填剂的形状可为球状、针状、板状、鳞片状、破碎状等任意的粒子形状，并无特别限定。

作为微小无机充填剂的平均粒子径的下限，较佳为5nm，特佳为10nm。另一方面，作为微小无机充填剂的平均粒子径的上限，较佳为50nm，特佳为25nm。其理由在于，微小无机充填剂的平均粒子径若低于上述范围，则微小无机充填剂的表面能量会变高，而容易引起凝集等；相反地，平均粒子径若超出上述范围，则因短波长影响而产生白浊，基材层2的透明性会降低，而影响穿透率。

此外，基材层2中可含有抗静电剂。如上所述通过混练有抗静电剂的聚合物树脂来形成基材层2，所述液晶显示装置用光学片1可表现抗静电效果，而可防止吸附杂质、或不易与其他光学片等重合等因带有静电所产生的缺点。此外，若将抗静电剂涂布于表面，则虽会产生表面粘稠或污浊，但如上所述通过于基材层2中混练抗静电剂可减低其弊害。作为所述抗静电剂并无特别限定，例如可使用烷基硫酸盐、烷基磷酸盐等阴离子系抗静电剂；第四铵盐、咪唑啉化合物等阳离子系抗静电剂；聚乙二醇系、聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯、乙醇胺类等非离子系抗静电剂、聚丙烯酸等高分子系抗静电剂等。其中，较佳为抗静电效果比较的大的阳离子系抗静电剂，少量添加即可发挥抗静电效果。

此外，基材层2中可含有紫外线吸收剂。通过形成含有上述紫外线吸收剂的基材层2，可赋予所述液晶显示装置用光学片1阻隔紫外线的机能，可将来自背光单元的灯源发射的微量紫外线加以阻隔，防止紫外线对液晶层的破坏。

亦可使用紫外线安定剂(分子链含结合有紫外线安定基的基材聚合物)，来取代上述紫外线吸收剂，或与紫外线吸收剂同时使用。通过所述紫外线安定剂，可使紫外线所产生的自由基、活性氧等去活化，以提升紫外线安定性、耐候性等。作为所述紫外线安定剂，可较佳使用对紫外线具有高安定性的受阻胺(hindered amine)系紫外线安定剂。此外，通过并用紫外线吸收剂与紫外线安定剂，可防止紫外线所造成的劣化以及使耐候性格外地提高。

微透镜阵列3，是由具有大致相同直径的多数个微透镜5所构成。

微透镜阵列4，是由具有随机直径的多数个微透镜6所构成。此外，微透镜阵列4中的多数个微透镜6，是以随机图案且相对致密的方式所形成。

微透镜阵列3以及4，可与基材层2一体成形，亦可与基材层2分别地成形。微透镜阵列3以及4，因必须使光线透过，故是由透明、特别是由无色透明的合成树脂所形成，具体而言可使用与上述基材层2相同的合成树脂。此外，作为基材层2，可使用聚对苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜或聚碳酸酯膜，于其上利用紫外线硬化性树脂等形成微透镜5以及6。

此外，于基材层2、微透镜5以及6，除了上述合成树脂以外，亦可配合例如填料、可塑剂、安定化剂、劣化防止剂、分散剂等。

微透镜5，是具有凸状的局部为大致球形的形状，亦即凸透镜。作为微透镜5的平均半径为3μm以上90μm以下、特别是10μm以上75μm以下较佳。微透镜5的平均半径若低于上述范围，则因受灯源所发出的光线的波长的影响而有产生绕射现象的情况，相反地若超出上述范围，则于界面会不具有充分的光扩散性。

微透镜5，是以相对致密且以几何学的方式配设于基材层2表面。微透镜5，于基材层2表面是以正三角形格子图案的方式配设。因此，微透镜5的间距以及透镜间距离皆为固定。所述配设图案，可使微透镜5以最密集的方式配设，可提升所述液晶显示装置用光学片1的聚光机能、光扩散机能、变角机能等光学机能。

作为微透镜5的充填率的下限，较佳为40％，特佳为60％，最佳为70％。如上所述通过使微透镜5的充填率设为上述下限以上，可提升所述液晶显示装置用光学片1表面中微透镜5的占有面积，使所述液晶显示装置用光学片1的聚光、光扩散等光学机能格外地提高。

作为微透镜5的透镜高度(H)对曲率半径(R)的高度比(H/R)的下限，较佳为5/8，特佳为3/4。另一方面，作为所述高度比(H/R)的上限，较佳为1。此处所谓「透镜高度」，意指自微透镜5基底面至最顶部为止的垂直距离。如上所述通过使微透镜5的高度比(H/R)位于上述范围，可有效发挥微透镜5中透镜的折射作用，使所述液晶显示装置用光学片1的聚光、光扩散等光学机能格外地提高。

作为微透镜5的透镜间距离(S；P-D)对直径(D)的间隔比(S/D)的上限，较佳为1/2，特佳为1/5。此处所谓「透镜间距离」，意指比邻的一对微透镜5间的最短距离。如上所述通过使微透镜5的透镜间距离(S)设为上述上限以下，可减少不赋予光学机能的平坦部，使所述液晶显示装置用光学片1的聚光、光扩散等光学机能格外地提高。

微透镜5的各个光线出射角度的平均，相对于液晶显示装置用光学片1平面的法线，较佳为±25°以上，特佳为±40°。通过以具有上述光线出射角度的微透镜5来形成微透镜阵列3，可获得作为液晶显示装置用光学片所需的视野角特性。

微透镜6，是具有局部为大致球形的反转形状，亦即凹透镜。如上所述，因设置于基材层2背面的微透镜阵列4的微透镜6为凹透镜，故所述液晶显示装置用光学片1的光扩散性会格外地提高。亦即，通过所述液晶显示装置用光学片1，来自背光的光线入射光学片1的背面时，因微透镜6凹状的界面，使光线朝分散的方向(光扩散方向)折射，故可提升光扩散性。

如上所述，通过于所述液晶显示装置用光学片1的两面形成微透镜阵列3以及4，于光入射的背面，因凹状的微透镜6将光扩散而可获得广视野角；而于光出射的表面，因凸状的微透镜5将光朝法线方向折射而可保持正面亮度。特别是，基材层2与微透镜阵列3以及4以相同材料一体化形成时，所述等折射是仅发生于液晶显示装置用光学片1表面与背面的界面，亦即液晶显示装置用光学片1内部不会发生光的折射、散射等，故可使光于液晶显示装置用光学片1内部的损失减到最小，提高光穿透率以及正面亮度。

作为微透镜6的平均半径，较佳为2μm以上60μm以下，特佳为6μm以上40μm以下。通过使微透镜6的平均半径位于上述范围，于液晶显示装置用光学片1背面的微透镜阵列4可有效使进入的来自背光的光线朝分散方向(光扩散方向)折射，以提升光扩散性。微透镜6的平均半径若低于上述范围，则因受灯源所发出的光线的波长的影响而有产生绕射现象的情况；若超出上述范围，则不具有充分的光扩散性。

微透镜6的平均半径，较佳为微透镜5的平均半径的1/12以上1以下。通过使背面的微透镜6与表面的微透镜5的平均半径比设定于上述范围，可一方面确保一定的正面亮度，一方面提升光扩散性。微透镜6的平均半径若低于微透镜5的平均半径的1/12时，因散射以及绕射现象故正面亮度会大幅减少，相反地若超过1，则不具有充分的光扩散性，亮度的均匀性会减少。

作为微透镜6的充填率的下限，较佳为50％，特佳为70％，最佳为80％。通过使上述微透镜6的充填率设为上述下限以上，可提高于所述光学片1表面中微透镜6的占有面积，使所述液晶显示装置用光学片1的光扩散等光学机能格外地提高。

作为所述液晶显示装置用光学片1的制造方法，只要可形成上述构造者则无特别限定，可采用各种方法。做为所述液晶显示装置用光学片1的制造方法，可为：制作基材层2之后，另外再形成微透镜阵列3以及微透镜阵列4的方法；将基材层2、微透镜阵列3以及微透镜阵列4一体成形的方法，具体而言有如下的方法：

(a)于具有微透镜阵列3以及4表面的反转形状的片模具积层合成树脂，然后去除所述片模具，形成所述液晶显示装置用光学片1的方法；

(b)于具有微透镜阵列3以及4表面的反转形状的金属模具，注入熔融树脂的射出成型法；

(c)将板片化的树脂再加热，挟持于与前述相同的金属模具与金属板之间，进行加压转印形状的方法；

(d)使熔融状态的树脂通过于周面具有微透镜阵列3以及4表面的反转形状的2个辊模具之间，以转印上述形状的挤制片成形法；

(e)于基材层上涂布紫外线硬化型树脂，将其紧压于具有与上述相同的反转形状的片模具、金属模具或辊模具，使形状转印至未硬化的紫外线硬化型树脂上，然后照射紫外线，再使紫外线硬化型树脂硬化的方法；

(f)将未硬化的紫外线硬化性树脂充填涂布于具有与上述相同的反转形状的金属模具或辊模具上，再以基材层均匀紧压，然后照射紫外线使紫外线硬化型树脂硬化的方法；

(g)使用电子线硬化型树脂取代紫外线硬化型树脂的方法。

以下针对上述(d)～(f)中使用辊模具的方法进行说明。使用于表面具有微透镜阵列3的反转形状的压纹辊、以及与所述压纹辊以既定的间隔平行配置，于表面具有微透镜阵列4的反转形状的压纹辊，将膜状树脂通过上述2个压纹辊之间，由此可一体形成表面的微透镜阵列3与背面的微透镜阵列4。通过所述方法，可简单且高精度地形成具有特定的微透镜阵列3以及4的光学片，并可简单地利用同一材质加以一体成形。进而，由于利用压纹辊进行成形，故于微透镜阵列3以及4不会产生不连续的接轨部分，而可制造无接缝的光学片。

作为通过2个压纹辊之间的膜状树脂，可为熔融树脂，亦可为片状树脂的两面积层有未硬化树脂者等，较佳为熔融的热可塑性树脂自T字模挤制成为膜状者。如上所述，通过所谓挤制片成形法来制造，因可将于熔融状态挤制的树脂利用压纹辊进行成形，故可于膜成形时同时形成表面以及背面的微透镜阵列3以及4，因而可简单且有效率地制造所述光学片。

作为上述具有微透镜阵列3以及4的反转形状的模具(金属模具、模型等)的制造方法，例如可利用以下方式制造：于基材上通过光阻材料形成斑点状的立体图案，并对所述立体图案加热流体化使其曲面化，以制作微透镜阵列模型，再于所述微透镜阵列模型的表面利用电镀法积层金属层，然后将所述金属层剥离。

通过上述制造方法，可简单且确实地形成任意形状的微透镜阵列3以及4。因此，构成微透镜阵列3以及4的微透镜5以及6的大小、充填率、配设图案等可简单且确实地调整、结果使得所述液晶显示装置用光学片1的光学机能可简单且确实地受到控制。

作为上述具有微透镜阵列3以及微透镜阵列4的反转形状的模具(片模具等)的其他制造方法，可利用以下方式制造：使用于表面具有微透镜阵列形状的光学片原版，于光学片原版的表面通过挤制积层法来积层模具用合成树脂层，然后将光学片原版自模具用合成树脂层剥离。挤制积层法中，可通过特别是三明治挤制积层法，于光学片原版与模具用基材片之间积层模具用合成树脂层。

通过上述制造方法，可利用挤制积层法将于表面具有微透镜阵列形状的光学片原版的表面形状忠实地转印，故可使具有高光扩散机能等光学性能的光学片生产性良好地制造。特别是，通过三明治挤制积层法，可利用模具用基材片确保光学片形成模具的强度，并可以光学片原版的表面形状的转印性、耐热性、与光学层用合成树脂层的剥离性为重点来选择构成模具用合成树脂层的合成树脂，而有助于经精密计算的光学片材的表面形状的精密追随模具性与光学片形成模具的高寿命化。

此外，通过上述挤制积层法的制造方法，即使为具有背面的微透镜阵列4的反转形状的模具(微透镜阵列4是由具有随机直径的多个微透镜6所构成)，亦可通过涂布具有多个直径的珠粒所形成的光扩散片作为原版，再进行转印的方式简单地制造。

图2所示的边光型背光单元，是具备导光板7、配设于所述导光板7的对偶边的一对线状灯源8、重叠配设于导光板7表面侧的液晶显示装置用光学片1。自灯源8所发射而从导光板7表面出射的光线，虽具有相对法线方向倾斜既定角度的比较强的峰值，但通过所述背光单元，在朝正面侧的聚光机能、朝法线方向侧的变角机能方面，除了具有以往的机能，且因具有格外优异的光扩散机能的所述液晶显示装置用光学片1，而可谋求亮度的均匀化，使其变换成具有宽广的视野角的光。因此，所述背光单元，可谋求降低以往所需光学片(珠粒涂覆片等)的装设片数，增进薄型化、高品质化、以及低成本化。进而，因降低光学片装设片数，可增进亮度的提升。此外，边光型背光单元，亦可装备4管、6管等灯源8。

图3的液晶显示装置用光学片11，是具备基材层2、于所述基材层2表面所形成的微透镜阵列3、以及所述基材层2背面所形成的微透镜阵列12。所述基材层以及微透镜阵列3，是与上述图1的液晶显示装置用光学片1相同，故赋予相同元件符号而省略其说明。

微透镜阵列12，是由具有大致相同直径的多数个微透镜13所构成。

微透镜13，是凹透镜。此外，微透镜13的直径，较佳为与构成表面的微透镜阵列3的微透镜5相同直径或低于其直径。

微透镜13，是以相对致密且以几何学的方式配设于基材层2背面。微透镜13，于基材层2背面是以正三角形格子图案的方式配设。因此，微透镜13的间距以及透镜间距离皆为固定。所述配设图案，可使微透镜13以最密集的方式配设，可提升所述液晶显示装置用光学片1的光扩散机能等光学机能。特别是，通过以表面的微透镜5的中心位于背面的微透镜13的中心的方式配设，或以构成表面的微透镜阵列3的正三角形格子图案的各个三角形的中心位于背面的微透镜13的中心位置的方式配设，可提高表里两面的微透镜阵列的相乘效果，使光扩散机能等光学机能格外地提高。

图4的液晶显示装置用光学片21，是具备基材层2、于所述基材层2表面所形成的微透镜阵列3、以及于所述基材层2背面所形成的微透镜阵列22。所述基材层以及微透镜阵列3，是与上述图1的液晶显示装置用光学片1相同，故赋予相同元件符号而省略其说明。

微透镜阵列22，是由具有随机直径的多数个微透镜23所构成。

微透镜23，是凸透镜。作为微透镜23的平均半径，是与液晶显示装置用光学片1的微透镜6相同，较佳为2μm以上24μm以下，特佳为6μm以上18μm以下，其中又以表面所设置的微透镜5的平均半径的1/12以上1以下较佳。此外，作为微透镜23的充填率的下限，较佳为50％，特佳为70％、最佳为80％。

此外，微透镜23的平均焦点距离，可为基材层2的平均厚度的1/2以下。通过具有上述焦点距离的微透镜23，来自液晶显示装置用光学片21背面所入射的光线，经过背面的微透镜阵列22界面折射之后，于抵达表面所形成的微透镜阵列3前会被分散，故可提升所述液晶显示装置用光学片21的光扩散机能。

图5的液晶显示装置用光学片31，是具备基材层2、于所述基材层2表面所形成的微透镜阵列3、以及于所述基材层2背面所形成的微透镜阵列32。所述基材层以及微透镜阵列3，是与上述图1的液晶显示装置用光学片1相同，故赋予相同元件符号而省略其说明。

微透镜阵列32，是由具有大致相同直径的多数个微透镜33所构成。

微透镜33，是凸透镜。微透镜33的直径，较佳为与构成表面的微透镜阵列3的微透镜5相同直径或低于其直径。通过使微透镜33的直径设为与表面侧的微透镜5不同大小，可进行因应对象物焦点距离的调整，而通过组合表面与背面的微透镜可进一步提升光扩散性以及面均匀性。

微透镜33，是以相对致密且以几何学的方式配设于基材层2背面。微透镜33，于基材层2背面是以正三角形格子图案的方式配设。因此，微透镜33的间距以及透镜间距离皆为固定。所述配设图案，可使微透镜33以最密集的方式配设，可提升所述液晶显示装置用光学片1的光扩散机能等光学机能。特别是，通过以表面的微透镜5的中心位于背面的微透镜33的中心的方式配设，或以构成表面的微透镜阵列3的正三角形格子图案的各个三角形的中心位于背面的微透镜33的中心位置的方式配设，可提高表里两面的微透镜阵列的相乘效果，使光扩散机能等光学机能格外地提高。

此外，微透镜33的平均焦点距离，可为基材层2的平均厚度的1/2以下。通过具有上述焦点距离的微透镜33，来自液晶显示装置用光学片31背面所入射的光线，经过背面的微透镜阵列32界面折射之后，于抵达表面的微透镜阵列3前会被分散，故可提升所述液晶显示装置用光学片31的光扩散机能。

上述液晶显示装置用光学片11、21以及31的任一者中，通过液晶显示装置用光学片的两面形成有微透镜阵列，于光入射的背面，因微透镜13、23或33将光扩散而可获得亮度的均匀化以及广视野角；而于光出射的表面，因凸状的微透镜5将光朝法线方向折射而可保持高度正面亮度。

此外，本发明的液晶显示装置用光学片并无限定于上述实施形态，例如，以表面的微透镜的配设图案而言，并未限定于可稠密充填的上述正三角形格子图案，亦可为正方形格子图案或随机图案。若为随机图案，于所述液晶显示装置用光学片与其他光学构件重合时可减少叠纹的产生。此外，亦可于表面设置由凹透镜的微透镜所构成的微透镜阵列。于表面设置凹透镜的微透镜阵列时，亦具有与设置上述凸透镜的微透镜阵列时同样优异的光扩散性等光学机能。此外，表面的微透镜与背面的微透镜，亦可由分别不同折射率的材料来形成。如上所述通过使表面与背面由不同折射率材质所构成的微透镜来形成，于材质间的界面亦会产生光的折射等，故可提升所述液晶表示用光学片的光扩散性以及面均匀性。

实施例

以下根据实施例详述本发明，但本发明并因本实施例的记载而受限解释。

〔比较例〕

于厚度100μm的透明聚对苯二甲酸乙二酯制膜的表面，使用设置有由凸透镜的微透镜所构成的微透镜阵列的液晶显示装置用光学片。将比较例的微透镜片的微透镜的平均直径设为60μm、充填率设为70％的方式加以成形。

〔实施例1～4〕

于厚度100μm的透明聚对苯二甲酸乙二酯制膜的表面，设置由凸透镜的微透镜所构成的微透镜阵列，于背面分别设置以下形状的微透镜阵列。通过于背面设置由具有随机直径的凹透镜的微透镜所构成的微透镜阵列，得到实施例1的液晶显示装置用光学片。通过于背面设置由具有大致相同直径的凹透镜的微透镜所构成的微透镜阵列，得到实施例2的液晶显示装置用光学片。通过于背面设置由具有随机直径的凸透镜的微透镜所构成的微透镜阵列，得到实施例3的液晶显示装置用光学片。通过于背面设置由具有大致相同直径的凸透镜的微透镜所构成的微透镜阵列，得到实施例4的液晶显示装置用光学片。

于背面的微透镜阵列中，将具有大致相同直径的微透镜的平均直径设为60μm、将具有随机直径的微透镜的平均直径设为12μm、将充填率全部设为70％的方式加以成形。

〔特性的评价〕

使用上述实施例1～4的液晶显示装置用光学片以及比较例的液晶显示装置用光学片，测定此等的雾度。雾度依据JIS-K7136所规定的测定方法，通过Suga Test Instruments Co.，Ltd.的雾度试验仪器加以测定。此外，使用上述实施例2、4以及比较例的液晶显示装置用光学片，测定所述等的亮度半值角。进一步，使用上述实施例2、4以及比较例的液晶显示装置用光学片，将所述等的光学片实际装入直下型背光单元中，评价其光扩散性。光扩散性的评价，是以目视确认从照射背光时的表面侧的灯源影像的消去度，通过下述的基准进行评价。

(a)几乎看不见灯源影像的情况为◎

(b)不易看见灯源影像的情况为○

(c)稍微能够看见灯源影像的情况为△

(d)能够清楚看见灯源影像的情况为×

其结果示于表1。此外，分别将比较例的液晶显示装置用光学片装入直下型背光单元时的灯源影像照片示于图6、将实施例2的液晶显示装置用光学片装入直下型背光单元时的灯源影像照片示于图7、将实施例4的液晶显示装置用光学片装入直下型背光单元时的灯源影像照片示于图8。

表1

	雾度	亮度半值角	灯源影像
				比较例	88.52	114°	△
实施例1(凹透镜、随机直径)	92.18	-	-
				实施例2(凹透镜、大致相同直径)	92.05	160°	◎
实施例3(凸透镜、随机直径)	91.97	-	-
				实施例4(凸透镜、大致相同直径)	91.73	160°	○

如上述表1所示，实施例1～4的液晶显示装置用光学片，相较于背面不具备微透镜阵列的比较例的液晶显示装置用光学片，显示了较高的雾度，亦即表示具有较高的光扩散性以及宽广的视野角。此外，若于实施例1～4之间比较，则背面的微透镜具有随机直径，且具有凹透镜形状者显示了较高的雾度，亦即显示具有较高的光扩散性以及宽广的视野角。

此外，如表1所示，实施例2以及4的液晶显示装置用光学片，相较于背面不具备微透镜阵列的比较例的液晶显示装置用光学片，具有较宽的亮度半值角。

进而，如表1以及图7～9b所示，实施例2以及4的液晶显示装置用光学片，其灯源影像的消去度亦较高。亦即，显示实施例2以及4的液晶显示装置用光学片，具有较高的光扩散性以及宽广的视野角。此外，从灯源影像的消去度(图8与图9a、9b的比较)中，显示背面具有凹透镜形状的微透镜的液晶显示装置用光学片，具有较高的光扩散性以及广视野角。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的液晶显示装置用光学片，可作为液晶显示装置的背光单元的构成要素，特别是适合用于穿透型液晶显示装置。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，其具备：

透明基材层；以及

微透镜阵列，是由所述基材层表面以及背面所形成的多个微透镜所构成；其中，所述表面的微透镜为凸透镜，所述背面的微透镜为凹透镜，且背面的微透镜的平均半径小于表面的微透镜的平均半径。

2.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，所述背面的微透镜阵列是由具有随机直径的多个微透镜所构成。

3.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，所述表面的微透镜的平均半径为3μm以上90μm以下。

4.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，所述背面的微透镜的平均半径为2μm以上60μm以下。

5.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，所述背面的微透镜的平均半径与所述表面的微透镜的平均半径的比值大于等于1／12小于1。

6.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，所述基材层与所述基材层表面以及背面的微透镜阵列是一体成形。

7.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，至少表面的微透镜阵列中的微透镜的配设图案为正三角形格子图案或随机图案。

8.如权利要求1的液晶显示装置用的边光型背光单元用光学片，其特征在于，其是通过挤制片成形法而形成；所述挤制片成形法是使用具有所述表面的微透镜阵列的反转形状的压纹辊、以及与所述压纹辊平行配置且具有所述背面的微透镜阵列的反转形状的压纹辊。

9.一种液晶显示装置用的边光型背光单元，是使自灯源发射的光线分散引导至表面侧；其特征在于：

具备权利要求1的液晶显示装置用光学片。

Images