CN103502720A - 光学片材 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够从正面侧难以看到形成于背面的打印点（38）的光学片材（30）、具备该光学片材的面光源装置（20）以及透射式图像显示装置（1）。在由透光性树脂形成的光学片材中，具备：被入射来自光源（22）的光的侧面（33）；形成在与该侧面交叉的方向，出射面状的光的出射面；与出射面对置的背面；被打印在该背面，使从侧面入射的光向出射面一侧反射并通过喷墨打印得到的点；以及形成在出射面，能够出射从侧面入射的光并且在一个方向延伸并在与一个方向正交的方向排列配置的多个凸状部，构成为凸状部采用满足式（1）。H×T／P≧0.37…（1）。其中，P是相邻的凸状部的间隔（μm），H是凸状部的高度（μm），T是片材厚度（mm）。

Description

光学片材

技术领域

本发明涉及将从片材侧面入射的光从在与侧面交叉的方向形成的出射面出射的光学片材、面光源装置以及透射式图像显示装置。

背景技术

在作为液晶显示器（透射式图像显示装置）的面光源装置而使用的背光灯中，存在：将冷阴极管、LED等光源排列在光漫射板的背面侧，将从光漫射板的背面入射的光向正面一侧出射的正下型；和将冷阴极管、LED等光源排列在作为透明板的导光板的侧面，将从导光板的侧面入射的光向正面一侧出射的边缘发光型。以往，作为背光灯，从能够提高亮度这一观点出发，正下型是主流，但近年来，薄且高亮度的LED光源的使用在增加，或者基于液晶显示器的薄型化，边缘发光型的使用比例在增加。

在边缘发光型中，通过对导光板的背面实施点打印，来使从导光板的侧面入射的光在背面漫反射而从正面出射（例如参照专利文献1、2）。

专利文献1:日本特开平5－100118号公报

专利文献2:日本特开平5－313017号公报

近年来，显示器的薄型化正在发展。如果显示器的薄型化发展，则易于识别出打印点的缺陷的趋势也变强。

发明内容

本发明为了解决这样的课题而提出，其目的在于，提供能够从正面侧难以看到在背面形成的打印点的缺陷的光学片材、具备该光学片材的面光源装置以及透射式图像显示装置。

本发明人为了解决上述课题而进行了锐意的研究，结果发现通过对光学片材（导光板）的正面侧（面板面侧）赋予凹凸形状而成为漫射表面，能够使在光学片材的背面形成的打印点的缺陷的可视性降低，由此得到本发明。

本发明提供一种光学片材，该光学片材是由透光性树脂形成的光学片材，具备：被入射从光源出射的光的侧面；形成在与该侧面交叉的方向并出射面状的光的出射面；形成在与侧面交叉的方向并与出射面对置的背面；被打印于该背面，使从侧面入射的光向出射面一侧反射的打印点；以及形成在出射面，能够出射从侧面入射的光，并且，沿一个方向延伸并在与一个方向正交的方向排列配置的多个凸状部，打印点的外径为200μm以下。

根据这样的光学片材，由于在出射面形成有多个凸状部，所以光通过具有凸状部的凹凸形状而漫射，形成于背面的打印点的缺陷被分割而看起来很小。由此，难以从出光面侧看到打印点的缺陷。结果，不仅难以看到形成于背面的打印点的缺陷，而且可实现光学片材的薄壁化。其中，“与一个方向正交的方向”包括与一个方向近似正交的方向。

另外，优选打印点通过喷墨打印形成。这样，如果打印点通过喷墨打印形成，则能够形成微小的打印点。如果使用通过喷墨打印形成的微小的点，则难以看到打印点。

另外，优选凸状部满足下述式（1）。

[数1]

H×T/P≥0.37…(1)

其中，P是相邻的凸状部的间隔（μm），H是凸状部的高度（μm），T是片材厚度（mm）。

另外，优选出射面的正交的2边的长度（L1×L2）为500mm×800mm以上的大型尺寸。由于伴随着出射面的大型化而需要增大光源的输出，所以在500mm×800mm以上的大型尺寸的情况下，本发明特别有效。

另外，优选片材厚度（T）为1.0mm以上且4.5mm以下。这样，如果在厚度为1.0mm～4.5mm的光学片材上形成有上述的凸状部，则由于形成于背面的打印点的缺陷被恰当分割而变小，所以从面板面更难以看到打印点。

另外，本发明提供一种面光源装置，其具备上述的光学片材、和与光学片材的侧面对置并沿着侧面的长边方向离散配置的光源。

根据这样的面光源装置，由于在光学片材的出射面形成有满足上述式（1）的多个凸状部，所以在光学片材的背面形成的打印点的缺陷被分割而看起来小，能够使得从出光面侧难以看到打印点的缺陷。

另外，本发明提供一种透射式图像显示装置，其具备上述的光学片材；与光学片材的侧面对置，沿侧面的长边方向离散配置的光源；和与面光源装置的出射面对置配置，被从面光源装置出射的光照射来显示图像的透射式图像显示部。

根据这样的透射式图像显示装置，由于在光学片材的出射面形成有满足上述式（1）的多个凸状部，所以在光学片材的背面形成的打印点的缺陷被分割而看起来小，能够使得从出光面侧难以看到打印点的缺陷。

根据本发明，由于在出射面形成有具有凸状部的凹凸形状，所以可通过凹凸形状使光漫射，将背面的打印点的缺陷分割而看起来小，由此能够使得难以看到该打印点的缺陷。

附图说明

图1是示意性地表示本发明涉及的透射式图像显示装置的一个实施方式的构成的剖视图。

图2是示意性地表示本发明涉及的面光源装置的一个实施方式的构成的后视图。

图3是示意性地表示本发明涉及的面光源装置的另一实施方式的构成的后视图。

图4是示意性地表示本发明涉及的面光源装置的一个实施方式的构成的主视图。

图5是示意性地表示本发明涉及的导光板的一个实施方式的构成的立体图。

图6是示意性地表示本发明涉及的导光板的另一实施方式的构成的立体图。

图7是从X轴方向表示图5中的凸状部的放大图。

图8是表示本发明的实施方式涉及的树脂片材制造装置的概略结构图。

图9是表示本发明的第二实施方式涉及的树脂片材制造装置的概略结构图。

图10是表示本发明的第三实施方式涉及的树脂片材制造装置的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，对相同或者相当要素赋予相同的附图标记而省略重复的说明。附图的尺寸比率不一定与说明的尺寸比率一致。

图1是示意性地表示本发明涉及的透射式图像显示装置的一个实施方式的构成的剖视图。图1对透射式图像显示装置1进行了分解表示。

（透射式图像显示装置）

透射式图像显示装置1具备透射式图像显示部10和在图1中被配置在透射式图像显示部10的背面侧的面光源装置20。在以下的说明中，如图1所示，将面光源装置20与透射式图像显示部10的排列方向称为Z方向（板厚方向），将与Z方向正交的2个方向且相互正交的2个方向称为X方向以及Y方向。

作为透射式图像显示部10，可举出例如在液晶单元11的两面配置有直线偏振板12、12的液晶显示面板。该情况下，透射式图像显示装置1是液晶显示装置（例如液晶电视机）。液晶单元11、偏振板12、12可以使用在以往的液晶显示装置等透射式图像显示装置1中使用的液晶单元、偏振板。作为液晶单元11，可例示TFT型、STN型等公知的液晶单元。

（面光源装置）

图2是示意性地表示本发明涉及的面光源装置的一个实施方式的构成的后视图，图3是示意性地表示本发明涉及的面光源装置的另一实施方式的构成的后视图，图4是示意性地表示本发明涉及的面光源装置的一个实施方式的构成的主视图。面光源装置20如图1～图4所示那样，具备导光板（光学片材）30和与导光板30的侧面33对置配置的LED光源（点状光源）22。此外，也可以构成为，在导光板30的正面侧，在导光板30与透射式图像显示部10之间配置有各种薄膜41。作为各种薄膜41，可举出漫射薄膜、棱镜薄膜、亮度提高薄膜等。

（光源）

LED光源22是作为面光源装置20的点状光源发挥功能的部件，如图2所示，与导光板30的在Y轴方向延伸的侧面33、33对置配置。多个LED光源22沿着侧面33的长边方向（Y轴方向）离散配置。LED光源22的配置间隔通常为5mm～20mm。点状光源可以被配置成与导光板30的4边对置，也可以被配置在沿X轴方向对置的2边（参照图2）、沿Y轴方向对置的2边，还可以是仅被配置在1边（参照图3以及图4）的构成。另外，点状光源并不局限于LED光源，也可以是其他的点状光源。并且，光源并不局限于点状光源，也可以是配置有线状光源（冷阴极管）的构成。

LED光源22可以是白色LED，也可以在一个位置配置多个LED而构成一个光源单位。例如，作为一个光源单位，可以将红色、绿色、蓝色不同的三色LED接近排列配置。而且，具有多个LED的光源单位按照上述的配置方向被离散配置。在这样的情况下，优选不同的LED彼此尽量接近配置。

作为LED光源，能够使用具有各种出光分布的LED光源，优选是具有LED光源的法线方向（Z轴方向）的光度最大且光度分布的半值宽度为40度以上80以下的出光分布的LED光源。另外，作为LED光源的类型，具体可举出朗伯体（Lambertian）型、炮弹型、侧向发射型等。

（导光板）

导光板30如图2～图4所示那样呈现长方形，选择俯视形状的尺寸适合目标的透射式图像显示装置10的画面尺寸，正交的2条边的长度（L1×L2）通常为250mm×440mm以上，优选为500mm×800mm以上的大型尺寸。导光板30的俯视形状并不局限于长方形，也可以是正方形，但以下在没有特别说明的情况下，作为长方形来进行说明。

这里，250mm×440mm以上的长方形是指一边为250mm以上且另一边为440mm以上的长方形。另外，500mm×800mm以上的长方形是指一边为500mm以上且另一边为800mm以上的长方形。

导光板30由使光透射的透光性树脂形成，呈现板状。此外，导光板30也可以是片（sheet）状，还可以是薄片（film）状。优选导光板30的厚度T为1.0mm以上且4.5mm以下。

导光板30具备在Z轴方向（厚度方向）对置的一对主面（31、32）、在X轴方向对置的一对侧面33、33、以及在Y轴方向对置的一对侧面34、34。主面（31、32）形成在与侧面（33、34）交叉的方向。

在Z轴方向对置的一对主面中的一个主面（31）作为能够出射面状的光的出射面31发挥功能。出射面31被配置在透射式图像显示部10侧，另一个主面（背面32）被配置在与透射式图像显示部10为相反侧。另外，在与背面32相对的位置，施设有使导光板30内的光向出射面31侧反射的反射板42。

（反射加工）

另外，如图2以及图3所示，对导光板30的背面32实施了使光漫反射的反射加工（例如丝印）。对于作为反射加工而进行的打印方法而言，除了丝印之外，也可以进行喷墨打印。或者，作为反射加工的方法，也可以不采用打印而通过激光照射来赋予点形状的凹凸。

由于点径越小，则越难以从出光面侧识别打印点，所以优选采用喷墨打印。喷墨打印的点径通常为200μm以下，优选为150μm以下，特别优选为100μm以下。

（凹凸形状）

图5是示意性地表示本发明涉及的导光板的一个实施方式的构成的立体图，图6是示意性地表示本发明涉及的导光板的另一实施方式的构成的立体图。在出射面31形成有向Z轴方向的外侧凸出的多个凸状部35。凸状部35在X轴方向（一个方向）延伸，在Y轴方向排列配置有多个。多个凸状部35彼此并列。

另外，作为凸状部35的形状，可举出棱镜形状、半圆形状、半椭圆形状等，优选是在一个凸状部35（形状单位）中连续变化的形状，例如相比于棱镜形状，优选采用半圆形状或者半椭圆形状。此外，优选凸状部35的延伸方向与来自光源的光的出射方向平行。另外，在凸状部35相邻的方向（Y轴方向）上，可以在相邻的凸状部35、35间形成有平面部。

图7是从X轴方向表示图5中的凸状部的放大图。这里，凸状部35满足下述式（1）。

[数2]

H×T/P≥0.37…(1)

其中，P是相邻的凸状部35、35的间隔（μm），H是凸状部35的高度（μm），T是片材厚度（mm）。如图7所示，间隔P是相邻的凸状部35的顶点35a、35a间的距离。凸状部35的高度H是凸状部35的下端35b与顶点35a的距离。片材厚度T是凸状部35的顶点35a与背面32的距离。

（导光板的构成材料）

导光板30由透光性树脂形成。透光性树脂是使光透过的树脂。透光性树脂的折射率通常为1.49～1.59。作为用于导光板30的透光性树脂，主要使用异丁烯树脂。作为用于导光板30的透光性树脂，也可以使用其他树脂，还可以使用苯乙烯类的树脂。作为透光性树脂，能够使用丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、碳酸酯树脂、环状烯烃树脂、MS树脂（丙烯酸与苯乙烯的共聚体）等。

在将导光板应用于液晶显示装置（透射式图像显示装置1）时，可以向导光板30添加光漫射剂、紫外线吸收剂、热稳定剂、光聚合稳定剂等添加剂。

（导光板的成形方法）

作为导光板的成形方法，可应用挤压成形。图8是表示本发明的实施方式涉及的树脂片材制造装置的概略结构图。图8所示的树脂片材制造装置50是能够制造本发明的实施方式涉及的导光板30的装置。树脂片材制造装置50具备：将加热熔融状态的树脂连续挤出来获得连续树脂片材60的冲模（die）51；和从厚度方向的两侧对从冲模51挤出的连续树脂片材60进行按压的第一按压辊52A以及第二按压辊52B。

在制造导光板30的情况下，从树脂投入口50投入作为原料的树脂。投入的树脂在挤压机58内被加热，并以被熔融的状态输送至冲模51而被挤出。由冲模51挤出的树脂成为连续的片状。由此，可获得连续树脂片材60。

由冲模51挤出的连续树脂片材60根据第一按压辊52A以及第二按压辊52B从片材的厚度方向的两侧被按压，在第二按压辊52B（形状辊）的周面形成的转印模被转印到连续树脂片材60的表面。将表面被赋予了形状的树脂片材60按规定的大小切断，可获得导光板30。

另外，作为制造导光板的装置，也可以使用图9以及图10所示的树脂片材制造装置50B、50C来进行导光板30的成形。

图9所示的树脂片材制造装置50B在第二按压辊52B的后段具备第三按压辊52C。被第一按压辊52A和第二按压辊52B按压后的连续树脂片材60以密接于第二按压辊52B的周面的状态被搬运。所搬运的连续树脂片材60由第二按压辊52B和第三按压辊52C夹持而被再次按压。这样，可以多次执行基于按压辊的按压。

图10所示的树脂片材制造装置50C在第一按压辊52D的前段具备预压辊52D。由冲模51挤出的树脂夹在预压辊52D与第一按压辊52A之间被按压。这样，可以在通过第一以及第二按压辊52A、52B进行的按压（转印）之前，预先执行按压。

（作用）

根据这样的本实施方式的导光板30、具备该导光板30的面光源装置20以及透射式图像显示装置1，能够从导光板30的侧面33入射来自与侧面33对置配置的光源22的光，从与该侧面33正交的出射面31出射面状的光。此时，从导光板30的侧面33入射到导光板30内的光的一部分如图1所示那样，被背面32的打印点38漫反射，向出射面一侧反射。

在本实施方式的导光板30中，作为打印点38，形成有通过喷墨打印而被打印的点。根据形成有这样的打印点38的导光板30，由于形成了基于喷墨打印的微小的打印点，所以在正面观察下难以看到打印点。结果，难以看到在背面32形成的打印点38，可实现导光板30的大型化、薄壁化。

在本实施方式的导光板30中，在出射面31形成有多个凸状部35，该凸状部35满足下述式（1）。

[数3]

H×T/P≥0.37…(1)

其中，P是相邻的凸状部的间隔（μm），H是凸状部的高度（μm），T是片材厚度（mm）。

根据形成有这样的凸状部35的导光板30，由于光被具有凸状部35的凹凸形状漫射，所以在正面观察下，导光板30的背面32的打印点38被微细分割。即，能够使打印点38难以看到。结果，使得在背面32形成的打印点38难以被看到，可实现导光板30的大型化、薄壁化。另外，即便在打印点38存在缺陷的情况下，由于看起来缺陷被微细分割，所以能够使得在正面观察下难以看到缺陷。由于难以看到打印点38的缺陷，所以可提高打印导光板的成品率。

在本发明的导光板30、面光源装置20以及透射式图像显示装置1中，难以看到打印点38，可使光源的输出增大。另外，在本发明的导光板30、面光源装置20以及透射式图像显示装置1中，为了应对显示器的大型化，可以使点径的灰度大幅变化。另外，在本发明的导光板30、面光源装置20以及透射式图像显示装置1中，难以看到打印点38，可实现薄型化。

其中，作为打印点的缺陷，有因打印点配置的疏密而产生的浓淡现象（霭状的不均）、打印点以直线状致密存在的现象（条纹状的不均）等。在本实施方式的导光板30中，由于对导光板表面赋予了规定的形状（凸状部），所以可以使得实际上难以看到打印点的缺陷。

（实施例）

以下，对本发明的光学片材的一个实施例进行说明。

制成本发明的实施例涉及的光学片材、比较例涉及的光学片材，并对这些实施了评价试验。在比较例1中，使用丙烯酸树脂（住友化学公司制的Sumipex（スミペックス）EXN）制成了光学片材。比较例1涉及的光学片材是在出射面没有形成凸状部的平板状的片材。

在实施例1－2中，使用苯乙烯树脂（東洋スチレン（TOYO STYRENE）公司制的トーヨースチロールHRM40）作为透光性树脂，来制成了光学片材。实施例1－2涉及的光学片材是在出射面形成有多个凸状部的形状板。

在实施例3－9中，使用丙烯酸树脂（住友化学公司制的Sumipex（スミペックス）EXN）作为透光性树脂，来制成了光学片材。实施例3－9涉及的光学片材是在出射面形成有多个凸状部的形状板。

在实施例10－15中，使用碳酸酯树脂（住友ダウ（Sumitomo Dow）公司制的カリバー200－30）作为透光性树脂，来制成了光学片材。实施例10－15涉及的光学片材是在出射面形成有多个凸状部的形状板。

在下述的表1中，表示了比较例1以及实施例1－15的光学片材的规格。

[表1]

（评价试验）

实施了与通过喷墨打印获得的打印点的可视性相关的评价试验。针对评价方法进行说明。将通过喷墨打印而打印有直径80μm的半透明点的PMMA板配置成打印面与光学片材的背面相对。将实施例1－13以及比较例1涉及的光学片材配置成出射面（形状面）朝向上方。从形状面上方确认了打印点以及打印缺陷以何种方式显示。作为打印缺陷，针对可看作霭状的轻微不均和因喷嘴阻塞引起的明显条纹状的不均这两种实施了评价。在实施例1－13以及比较例1中都没有看到打印点。

下述的表2中表示了与打印点的缺陷的可视性相关的评价结果。在表中，“A”表示没有看到打印点的缺陷，“B”表示能够看到打印点的缺陷。

[表2]

	霭状的不均	条纹状的不均	H×T/P
				实施例1	A	A	0.946
实施例2	A	A	2.002
				实施例3	A	A	0.375
实施例4	A	A	0.444
				实施例5	A	A	0.655
实施例6	A	A	0.730
				实施例7	A	A	0.833
实施例8	A	A	0.927
				实施例9	A	A	1.218
实施例10	A	A	1.520
				实施例11	A	A	1.850
实施例12	A	A	2.307
				实施例13	A	A	0.507
实施例14	A	A	0.840
				实施例15	A	A	1.400
比较例1	B	B	-

其中，条纹状的不均的评价结果是被配置成条纹的方向与凸状部35的延伸方向平行的情况。在凸状部35延伸的方向与条纹的方向为相同方向的情况下，看不到条纹不均。

工业上的可利用性

本发明的光学片材、面光源装置以及透射式图像显示装置由于在光学片材的出射面形成有凹凸形状，所以可通过凹凸形状使光漫射，能够使得从出射面一侧难以看到打印点的缺陷。另外，能够实现光学片材的薄壁化。

附图标记说明

1…透射式图像显示装置，10…透射式图像显示部，11…液晶单元，12…偏振板，20…面光源装置，22…LED光源（点状光源），30…导光板（光学片材），31…出射面，32…背面，33…侧面，34…侧面，35…凸状部，38…点。

Claims (7)

1.一种光学片材，是由透光性树脂形成的光学片材，其中，该光学片材具备：

被入射从光源出射的光的侧面；

在与所述侧面交叉的方向形成并出射面状的光的出射面；

在与所述侧面交叉的方向形成并与所述出射面对置的背面；

被打印在所述背面并使从所述侧面入射的光向所述出射面一侧反射的打印点；以及

形成在所述出射面，能够出射从所述侧面入射的光并且在一个方向延伸并在与所述一个方向正交的方向排列配置的多个凸状部，

所述打印点的外径为200μm以下。

2.根据权利要求1所述的光学片材，其中，

所述打印点通过喷墨打印形成。

3.根据权利要求1或2所述的光学片材，其中，

所述凸状部满足下述式（1），

[数1]

H×T/P≥0.37…(1)

其中，P是相邻的凸状部的间隔（μm），H是凸状部的高度（μm），T是片材厚度（mm）。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光学片材，其中，

所述出射面的正交的2边的长度（L1×L2）为500mm×800mm以上的大型尺寸。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的光学片材，其中，

所述片材厚度（T）为1.0mm以上且4.5mm以下。

6.一种面光源装置，其中，具备：

权利要求1～5中任意一项所述的光学片材；以及

与所述光学片材的侧面对置并沿着所述侧面的长边方向离散配置的光源。

7.一种透射式图像显示装置，其中，具备：

权利要求1～5中任意一项所述的光学片材；

与所述光学片材的侧面对置并沿着所述侧面的长边方向离散配置的光源；以及

与所述光学片材的出射面对置配置并被从所述光学片材出射的光照射来显示图像的透射式图像显示部。

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