CN117769668A - 光学片层叠体、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法 - Google Patents

光学片层叠体、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法 Download PDF

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CN117769668A CN202280053525.4A CN202280053525A CN117769668A CN 117769668 A CN117769668 A CN 117769668A CN 202280053525 A CN202280053525 A CN 202280053525A CN 117769668 A CN117769668 A CN 117769668A
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Abstract

光学片层叠体(100)组装在背光单元(40)中。光学片层叠体(100)包括：多片漫射片(43)，其在第一面(21a)上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部(22)；一对棱镜片(44)及(45)，其棱镜延伸方向彼此正交。多个漫射片(43)包括凹部(22)的排列方向彼此不同的至少两片漫射片(43)。

Description

光学片层叠体、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光 单元的制造方法
技术领域
本公开涉及一种光学片层叠体、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法。
背景技术
近年来，作为智能手机或平板终端等各种信息设备的显示装置，液晶显示装置(以下亦称为液晶显示器)得到广泛的应用。作为液晶显示器的背光，由于被要求高亮度化、高对比度化，因此光源布置在液晶面板的背面的直下式成为主流。
在采用直下式背光的情况下，为了使来自LED(Light Emitting Diode)等光源的光漫射以提升整个画面的亮度、色度均匀性，会使用漫射片、棱镜片等光学片(例如参照专利文献1)。
就笔记本电脑、平板电脑等的液晶显示器的直下式背光单元而言，若为了适应薄型化的要求而缩短光源与漫射片之间的距离，则来自光源的光的漫射会变得不充分，而产生亮度、色度的不均匀性。因此，便通过重叠着使用多片漫射片，来提升亮度等的均匀性。
专利文献1：日本公开专利公报特开2011－129277号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
对笔记本电脑或平板电脑等随身携带使用的便携信息终端提出了进一步低功耗化的要求。伴随于此，针对组装在背光单元中的光学片，也提出了低功率下能够实现高亮度画面的要求。
然而，就现有的背光单元而言，若要提升整体的亮度，则存在亮度均匀性降低的倾向。
本公开的目的，在于：抑制背光单元中亮度均匀性的降低。
－用于解决技术问题的技术方案－
为了达成所述目的，本公开所涉及的光学片层叠体组装在背光单元中，所述光学片层叠体包括多片漫射片和一对棱镜片，所述多片漫射片在至少一面上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部，所述一对棱镜片的棱镜延伸方向彼此正交，所述多片漫射片包括至少两片漫射片，所述至少两片漫射片上的所述多个凹部的排列方向彼此不同。
根据本公开所涉及的光学片层叠体，由于重叠着使用多片在一面上设有大致倒四棱锥状的多个凹部的漫射片(以下，有时也称为棱锥片)，因此从光源42直射进来的光反复漫射，而能够提升亮度均匀性。通过使用凹部的排列方向彼此不同的至少两片漫射片，能够进一步提升亮度均匀性。
在本公开所涉及的光学片层叠体中，为了进一步提升亮度均匀性，优选为：所述多片漫射片包括第一漫射片和第二漫射片，所述第二漫射片上的所述多个凹部的排列方向与所述第一漫射片上的所述多个凹部的排列方向相差10°以上。在该情况下，优选所述多片漫射片还包括第三漫射片，所述第三漫射片上的所述多个凹部的排列方向与所述第一漫射片及所述第二漫射片上的所述多个凹部的排列方向分别相差10°以上。
在本公开所涉及的光学片层叠体中，可以为：所述多片漫射片中的至少一片漫射片上的所述多个凹部的排列方向与所述棱镜延伸方向相差20°以上且70°以下。这样一来，以相同光源、相同功率、相同光学片层叠结构进行比较，相比于漫射片上的凹部(倒四棱锥)排列方向与棱镜片的棱镜延伸方向之间的角度差在0°附近或90°附近的情况，本公开所涉及的光学片层叠体亮度增大。因此，背光单元即使在低功率下也能够实现高亮度的画面。在该情况下，当凹部的排列方向与棱镜延伸方向的交叉角度为25°以上且35°以下、或者55°以上且65°以下时，能够进一步增大亮度。
本公开所涉及的背光单元组装在液晶显示装置中，朝着显示画面侧引导从光源发出的光，在所述显示画面与所述光源之间包括所述本公开所涉及的光学片层叠体，所述漫射片布置在所述光源与所述一对棱镜片之间。
根据本公开所涉及的背光单元，包括所述本公开所涉及的光学片层叠体，因此能够抑制亮度均匀性的降低。
在本公开所涉及的背光单元中，所述光源可以布置在从所述多片漫射片观察设置在所述显示画面的相反侧的反射片上。这样一来，光会通过在漫射片与反射片之间的多重反射而进一步漫射，因此亮度均匀性提升。
在本公开所涉及的背光单元中，所述光源与所述多片漫射片之间的距离可以为5mm以下，优选可以为2.5mm以下，进一步优选可以为1mm以下。这样一来，能够使背光单元薄型化。
本公开所涉及的液晶显示装置包括所述本公开所涉及的背光单元和液晶显示面板。
根据本公开所涉及的液晶显示装置，包括所述本公开所涉及的背光单元，因此能够抑制亮度均匀性的降低。
本公开所涉及的信息设备包括所述本公开所涉及的液晶显示装置。
根据本公开所涉及的信息设备，包括所述本公开所涉及的液晶显示装置，因此能够抑制亮度均匀性的降低。
本公开所涉及的背光单元的制造方法是将背光单元组装到液晶显示装置中、朝着显示画面侧引导从光源发出的光的背光单元的制造方法。本公开所涉及的背光单元的制造方法包括以下工序：在从所述光源观察的所述显示画面侧布置多片漫射片的工序，所述多片漫射片在至少一面上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部，以及在从所述多片漫射片观察的所述显示画面侧布置棱镜延伸方向彼此正交的一对棱镜片的工序。在布置所述多片漫射片的工序中，一边使所述多片漫射片中各片上的所述多个凹部的排列方向变化，一边评价亮度均匀性，基于该评价结果，决定所述多片漫射片中各片上的所述多个凹部的排列方向。
根据本公开所涉及的背光单元的制造方法，在布置多片漫射片的工序中，一边改变各漫射片上的凹部的排列方向，一边评价亮度均匀性，基于该评价结果，决定各漫射片上的凹部的排列方向。因此，能够以提升亮度均匀性的方式设定各漫射片上的凹部的排列方向。
－发明的效果－
根据本公开，能够抑制背光单元亮度均匀性降低。
附图说明
图1是包括实施方式所涉及的背光单元的液晶显示装置的剖视图；
图2是组装有实施方式所涉及的光学片层叠体的背光单元的剖视图；
图3是包括在实施方式所涉及的光学片层叠体中的漫射片的剖视图；
图4是包括在实施方式所涉及的光学片层叠体中的漫射片的立体图；
图5是表示实施方式所涉及的光学片层叠体中的各漫射片上的凹部排列方向的关系的一例的图；
图6是示出说明实施例所涉及的光学片层叠体中的漫射片及棱镜片的布置角之间的关系的图；
图7是示出实施例所涉及的光学片层叠体中的各漫射片上的凹部排列方向与亮度均匀性之间的关系的图。
具体实施方式
(实施方式)
以下，参照附图对实施方式所涉及的光学片层叠体、背光单元、液晶显示装置、信息设备以及背光单元的制造方法进行说明。需要说明的是，本公开的范围不限定于以下实施方式，可以在本公开的技术思想范围内任意地进行变更。
＜液晶显示装置的结构＞
如图1所示，液晶显示装置50包括液晶显示面板5、贴附于液晶显示面板5的下表面的第一偏光板6、贴附于液晶显示面板5的上表面的第二偏光板7、以及隔着第一偏光板6设置在液晶显示面板5的背面侧的背光单元40。
液晶显示面板5包括彼此相对而设的TFT基板1及CF基板2、设置在TFT基板1与CF基板2之间的液晶层3、以及为了将液晶层3封入TFT基板1与CF基板2之间而设置为框状的密封材(省略图示)。
从正面(图1的上方)观察到的液晶显示装置50的显示画面50a的形状原则上为长方形或正方形。但不限于此，可以是角为圆角的长方形、椭圆形、圆形、梯形或汽车仪表板(Instrument panel)等任意形状。
液晶显示装置50在与各像素电极对应的各子像素中，对液晶层3施加规定大小的电压来改变液晶层3的取向状态。由此来调整从背光单元40经由第一偏光板6入射来的光的透射率。透射率得到了调整的光经由第二偏光板7射出而在显示画面50a上显示出图像。
本实施方式的液晶显示装置50能够作为组装于各种信息设备(例如汽车导航等车载装置、个人电脑、手机、笔记本电脑或平板电脑等便携式信息终端、便携式游戏机、复印机、售票机、自动存取款机等)的显示装置使用。
TFT基板1例如包括：以矩阵状设置在玻璃基板上的多个TFT、以覆盖各TFT的方式设置的层间绝缘膜、以矩阵状设置在层间绝缘膜上且与多个TFT分别连接的多个像素电极、以及以覆盖各像素电极的方式设置的取向膜。CF基板2例如包括：在玻璃基板上设置成网格状的黑矩阵、包括分别设置在黑矩阵的各网格之间的红色层、绿色层以及蓝色层的滤色片、以覆盖黑矩阵及滤色片的方式设置的公共电极、以及以覆盖公共电极的方式设置的取向膜。液晶层3由向列型液晶材料等形成，该向列型液晶材料含有具有电光特性的液晶分子。第一偏光板6及第二偏光板7例如包括：具有单向偏光轴的偏光片层和以夹住该偏光片层的方式设置的一对保护层。
＜背光单元及光学片层叠体的结构＞
如图2所示，背光单元40包括反射片41、二维地布置在反射片41上的多个光源42、以及设置在多个光源42的上侧的光学片层叠体100。光学片层叠体100包括布置在光源42侧的多片漫射片43和设置在多片漫射片43的上侧(显示画面50a侧)的一对棱镜片44及45。
在本实施方式中，作为光源42，例如可以使用白色光源。或者，作为光源42，例如也可以使用蓝色光源。在该情况下，可以在多片漫射片43与棱镜片44及45之间设置颜色转换片。多片漫射片43例如也可以由三片漫射片43层叠而成，该漫射片43在一面上设有大致倒四棱锥状的多个凹部22。或者，多片漫射片43也可以由两片或四片以上的漫射片43层叠而成。一对棱镜片44及45也可以是棱镜延伸方向(棱镜的棱线所延伸的方向)彼此正交的下侧棱镜片44及上侧棱镜片45。构成光学片层叠体100的漫射片43以及棱镜片44和45等可以是薄膜状，或者也可以是片(板)状。这些光学片也可以不使用粘接剂而通过自身的重量在背光单元40的框体(省略图示)内层叠。
[反射片]
反射片41例如由白色的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制薄膜、银蒸镀膜等形成。
[光源]
光源42的种类并无特别限定，例如可以为LED元件或激光元件等，从成本、生产性等观点来看，优选使用LED元件。光源42在俯视时可以具有长方形状，在该情况下，一边的长度可以在100μm以上(优选为50μm以上)1mm以下。在将LED元件作为光源42使用的情况下，可以将多个LED晶片以一定的间隔布置在反射片41上。为了调节成为光源42的LED元件的出光角度特性，可以在LED元件上装设透镜。光源42的布置个数并无特别限定，在分散着布置多个光源42的情况下，优选将多个光源42有规律地布置在反射片41上。有规律地布置是指以一定的法则性进行布置，例如将光源42以等间隔布置时则属于有规律地布置。在以等间隔布置光源42的情况下，相邻两个光源42的中心之间的距离可以为0.5mm以上(优选为2mm以上)且20mm以下。在使用白色光源作为光源42的情况下，该白色光源由峰值波长在蓝色区域的LED元件、峰值波长在绿色区域的LED元件、峰值波长在红色区域的LED元件构成，例如可以发出在CIE1931的色度坐标中0.24＜x＜0.42、0.18＜y＜0.48的光。在使用蓝色光源作为光源42的情况下，该蓝色光源例如可以发出在CIE1931的色度坐标中x＜0.24、y＜0.18的光。
[漫射片]
如图2及图3所示，漫射片43具有基材层21。漫射片43(基材层21)具有成为光射出面的第一面21a和成为光入射面的第二面21b。也就是说，漫射片43被布置成第二面21b朝向光源42。基材层21只要由使光透过的树脂材料形成，则并无特别限定，例如可以是丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、MS(甲基丙烯酸甲酯－苯乙烯共聚)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、醋酸纤维素、聚酰亚胺等。基材层21可以含有漫射剂或其他添加剂，或者也可以实质上不含有添加剂。基材层21中可以含有的添加剂并无特别限定，可以是例如二氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡等无机粒子，也可以是例如丙烯酸酯、丙烯腈、聚硅酮、聚苯乙烯、聚酰胺等有机粒子。
漫射片43的厚度并无特别限定，例如可以为3mm以下(优选为2mm以下，更优选为1.5mm以下，进一步优选为1mm以下)且0.1mm以上。如果漫射片43的厚度为3mm以下，则能够使液晶显示器薄型化。当漫射片43的厚度为0.1mm以上时，亮度均匀性会提升。漫射片43可以是薄膜状，也可以是片(板)状。
如图4所示，大致倒四棱锥状(倒金字塔状)的多个凹部22呈二维矩阵状地排列在漫射片43的第一面21a上。换句话说，多个凹部22沿着彼此正交的两个方向排列。相邻的凹部22彼此被棱线111划分开。棱线111沿着凹部22所排列的两个方向延伸。凹部22的中心(倒金字塔的顶点)112是凹部22的最深部。在图4中，为了简洁而示例出了凹部22以5×5矩阵状布置的情况，但凹部22的实际的排列数远多于此。就多个凹部22的二维排列而言，各凹部22可以无间隙地设置在第一面21a上，也可以留有规定的间隔地设置在第一面21a上。在不破坏光漫射效果的程度下，一部分凹部22也可以随机排列。
凹部22的顶角θ例如可以为90°，凹部22的排列间距p例如可以为100μm，凹部22的深度例如可以为50μm。凹部22的顶角θ是指：用与漫射片43的布置面垂直的面(纵剖面)以通过凹部22的中心(倒金字塔的顶点112)且将夹着该中心而相对的一对斜面垂直地横切的方式进行剖切，在该剖切后所呈现出的剖面内，斜面的剖面线彼此所成的角。另外，凹部22的排列间距p是指：相邻的凹部22的中心(倒金字塔的顶点112)彼此之间的距离(沿着与漫射片43的布置面平行的方向的距离)。
漫射片43的第二面21b例如可以是平坦面(镜面)或压花加工面。漫射片43可以由基材层21这种单层结构构成，该基材层21在第一面21a上具有凹凸形状(凹部22)。漫射片43也可以由双层结构构成，一层为两面平坦的基材层，另一层为在一面上具有凹凸形状的层。漫射片43可以由三层以上结构构成，包括在一面具有凹凸形状的层。
[漫射片的制造方法]
漫射片43的制造方法并无特别限定，例如可以使用挤出成型法、注塑成型法等。
使用挤出成型法制造表面具有凹凸形状的单层漫射片的步骤如下所述。首先，将添加有漫射剂的颗粒状塑料粒子(还可以一起混合未添加漫射剂的颗粒状塑料粒子)投入单螺杆挤出机中，一边加热一边熔融、混炼。然后，用两个金属辊夹住由T型模头挤出的熔融树脂进行冷却，其后用导辊运送，以切片机切割成单片平板，由此来制作漫射片。此处，由于通过使用表面形状与所需要的凹凸形状相反的金属辊夹住熔融树脂来将辊表面的相反形状转印到树脂上，因此能够将所需要的凹凸形状赋予给漫射片的表面。因为辊表面的形状不一定会100％转印到树脂上，所以可以从转印程度进行逆向计算来设计辊表面的形状。
在使用挤出成型法制造表面具有凹凸形状的双层构造的漫射片的情况下，例如往两台单螺杆挤出机中分别投入形成各层所需的颗粒状塑料粒子后，对各层实施与上述相同的步骤，并层叠制作出的各片材即可。
或者，也可以按以下所述制作表面具有凹凸形状的双层构造的漫射片。首先，往两台单螺杆挤出机中分别投入形成各层所需的颗粒状塑料粒子，一边加热一边熔融、混炼。然后，将形成各层的熔融树脂投入一个T型模头中，在该T型模头内层叠起来，用两个金属辊夹住从该T型模头挤出的层叠熔融树脂进行冷却。其后，可以使用导辊运送层叠熔融树脂，用切片机切割成单片平板，由此来制作表面具有凹凸形状的双层结构的漫射片。
也可以用UV(紫外线)赋形转印，按以下所述制造漫射片。首先，将未固化的紫外线固化树脂填充到辊上，该辊具有与欲转印的凹凸形状相反的形状，然后将基材按压在该树脂上。接着，在填充有紫外线固化树脂的辊与基材成为一体的状态下，照射紫外线使树脂固化。然后，将通过树脂而赋形转印有凹凸形状的片材从辊上剥离下来。最后，再次对片材照射紫外线使树脂完全固化，这样来制作表面具有凹凸形状的漫射片。
需要说明的是，在本公开中，考虑到以普通的形状转印技术难以形成几何学上严格定义的倒四棱锥凹部，而使用了“大致倒四棱锥”的表述，但“大致倒四棱锥”当然也包括真正的或实质上可视为倒四棱锥的形状。“大致”是指能够近似之意，“大致倒四棱锥”是指能够近似为倒四棱锥的形状。例如，对于顶部平坦的“倒四棱台”而言，不丧失本发明的作用与效果那种程度的顶部面积小的倒四棱台也包括在“大致倒四棱锥”中。在工业生产上的加工精度所引起的不可避免的形状的偏差范围内，由“倒四棱锥”变形后的形状也包括在“大致倒四棱锥”中。
[棱镜片]
因为需要使光线透过，因此棱镜片44及45以透明(例如无色透明)的合成树脂为主要成分来形成。棱镜片44及45可以形成为一体。如图2所示，下侧棱镜片44具有基材层44a和由层叠在基材层44a的表面上的多个突条棱镜部44b所构成的突起列。同样，上侧棱镜片45具有基材层45a和由层叠在基材层45a的表面上的多个突条棱镜部45b构成的突起列。突条棱镜部44b及45b分别以条状层叠在基材层44a及45a的表面上。突条棱镜部44b及45b分别为背面与基材层44a及45a的表面接触的三棱柱状体。突条棱镜部44b的延伸方向与突条棱镜部45b的延伸方向彼此正交。这样一来，能够使从漫射片43入射的光线通过下侧棱镜片44向法线方向侧折射，进而使从下侧棱镜片44射出的光线通过上侧棱镜片45以相对于显示画面50a大致垂直地前进的方式折射。
棱镜片44及45的厚度(从基材层44a及45a的背面到突条棱镜部44b及45b的顶点的高度)的下限例如为50μm左右，更优选地可以为100μm左右。棱镜片44及45的厚度的上限可以为200μm左右，更优选可以为180μm左右。棱镜片44及45上的突条棱镜部44b及45b的间距的下限例如可以为20μm左右，更优选可以为25μm左右。棱镜片44及45上的突条棱镜部44b及45b的间距的上限例如可以为100μm左右，更优选可以为60μm左右。突条棱镜部44b及45b的顶角例如可以为85°以上且95°以下。突条棱镜部44b及45b的折射率的下限例如可以为1.5，更优选可以为1.55。突条棱镜部44b及45b的折射率的上限例如可以为1.7。
棱镜片44及45例如可以是以下结构：在由PET(polyethylene terephthalate)薄膜形成的基材层44a及45a上设置有使用UV固化型丙烯酸系树脂进行了形状转印而成的突条棱镜部44b及45b；或者也可以使突条棱镜部44b及45b与基材层44a及45a成形为一体。
[其他光学片]
虽然省略了图示，但也可以在棱镜片44及45的上侧(显示画面50a侧)设置偏光片。偏光片通过防止从背光单元40射出的光被液晶显示装置50的第一偏光板6吸收来使显示画面50a的亮度提升。
＜实施方式的特征＞
本实施方式的光学片层叠体100组装在背光单元40中。光学片层叠体100包括：多片漫射片43，其在第一面21a上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部22；以及一对棱镜片44及45，其突条棱镜部44b及45b的延伸方向(以下，有时也称为棱镜延伸方向)彼此正交。
在重叠着使用多张作为棱锥片的漫射片43的情况下，为了降低形成漫射片43时来自片卷(sheet roll)的切取损失，优选将各漫射片43中的凹部22的排列方向设定为相同方向。
本申请发明人通过至此为止的研究发现了如下现象：通过将漫射片43上的凹部22的排列方向与棱镜片44及45的棱镜延伸方向的角度差设定为20°以上且70°以下，优选设定为25°以上且35°以下，或者55°以上且65°以下，与该角度差接近0°或接近90°的情况相比，亮度增大。需要说明的是，由于突条棱镜部44b的延伸方向与突条棱镜部45b的延伸方向彼此正交，因此在突条棱镜部44b或45b的一者的延伸方向满足上述的角度差的情况下，突条棱镜部44b或45b的另一者的延伸方向也满足上述的角度差。
然而，本申请发明人发现，在重叠多张将凹部22的排列方向设定为相同的漫射片43，将凹部22的排列方向与棱镜延伸方向的角度差设定在上述范围内的情况下，存在亮度增大，亮度均匀性却降低的情况。
因此，本申请发明人在一边使多片漫射片43中各片上的凹部22的排列方向变化一边评价亮度均匀性时发现，通过使用凹部22的排列方向彼此不同的多片漫射片43，在一些情况下能够抑制亮度均匀性的降低。
也就是说，本实施方式的光学片层叠体100基于以上见解，多片漫射片43包括凹部22的排列方向彼此不同的至少两片漫射片43。
根据以上说明的本实施方式的光学片层叠体100，由于重叠着使用多片在第一面21a上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部22的漫射片43，因此从光源42直射进来的光会反复漫射，结果是能够提升亮度均匀性。通过使用凹部22的排列方向彼此不同的至少两片漫射片43，能够进一步提升亮度均匀性。
在本实施方式的光学片层叠体100中，为了进一步提升亮度均匀性，优选多片漫射片43包括第一漫射片和第二漫射片，第二漫射片上的凹部22的排列方向与第一漫射片上的凹部22的排列方向至少相差10°以上。在该情况下，优选多片漫射片43还包括第三漫射片，第三漫射片上的凹部22的排列方向与第一漫射片及第二漫射片上的凹部22的排列方向分别相差至少10°以上。具体而言，多片漫射片43上的凹部22的排列方向也可以彼此相差10°～45°左右。需要说明的是，由于凹部22排列成二维矩阵状，所以在两片漫射片43之间产生的凹部22的排列方向的角度差最大为45°。
图5示出了本实施方式的光学片层叠体100的多片(三片)漫射片43上的凹部22的排列方向的关系的一例。需要说明的是，在图5中，将各漫射片43中的两行、两列的凹部22的排列中心对齐地表示。如图5所示，第一层的漫射片43(最接近光源42的漫射片43)上的凹部22沿着彼此正交的X轴、Y轴布置，将沿着X轴的排列方向设为排列方向D1。在该情况下，第二层漫射片43上的凹部22的排列方向D2与排列方向D1不同，第三层漫射片43上的凹部22的排列方向D3与排列方向D1及D2不同。
需要说明的是，在图5中，示出了三片漫射片43上的凹部22的排列方向全部不同的情况，但也可以取而代之，三片漫射片43中的两片漫射片43上的凹部22的排列方向相同。
在本实施方式的光学片层叠体100中，多片漫射片43中的至少一片漫射片43上的凹部22的排列方向可以与棱镜片44及45的棱镜延伸方向相差20°以上且70°以下。这样一来，以相同光源、相同功率、相同光学片层叠结构进行比较，与凹部(倒四棱锥)22的排列方向与棱镜延伸方向的角度差接近0°附近或90°的情况相比，相差20°以上且70°以下的情况下亮度增大。因此，背光单元40即使在低功率下也能够实现高亮度的画面。在该情况下，当凹部22的排列方向与棱镜延伸方向的交叉角度为25°以上且35°以下、或者55°以上且65°以下时，能够进一步增大亮度。
本实施方式的背光单元40组装在液晶显示装置50中，朝着显示画面50a侧引导从光源42发出的光。背光单元40在显示画面50a与光源42之间包括本实施方式的光学片层叠体100，多片漫射片43布置在光源42与棱镜片44及45之间。
根据本实施方式的背光单元40，由于包括本实施方式的光学片层叠体100，因此能够抑制亮度均匀性的降低。
在本实施方式的背光单元40中，光源42可以布置在从多片漫射片43观察设置在显示画面50a的相反侧的反射片41上。这样一来，光会通过在漫射片43与反射片41之间的多重反射而进一步漫射，因此亮度均匀性会提升。
在本实施方式的背光单元40中，若光源42与多片漫射片43之间的距离(准确地说，光源42与最接近光源42的漫射片43之间的距离)为5mm以下，则能够使背光单元40小型化。考虑到今后中小型液晶显示器的薄型化，光源42与漫射片43的距离更优选为2.5mm以下，进一步优选为1mm以下，最终也可以为0mm。
本实施方式的液晶显示装置50包括本实施方式的背光单元40和液晶显示面板5。因此，利用组装在背光单元40中的光学片层叠体100，能够抑制亮度均匀性的降低。即使是组装有液晶显示装置50的信息设备(例如笔记本电脑、平板电脑等便携信息终端)也能够得到相同的效果。
本实施方式的背光单元40的制造方法是将背光单元40组装到液晶显示装置50中、朝着显示画面50a侧引导从光源42发出的光的背光单元40的制造方法。本实施方式的背光单元40的制造方法包括以下工序：在从光源42观察的显示画面50a侧布置多片漫射片43的工序，该多片漫射片43在第一面21a上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部22；在从多片漫射片43观察的显示画面50a侧布置棱镜延伸方向彼此正交的一对棱镜片44及45的工序。在布置多片漫射片43的工序中，一边使各漫射片43上的凹部22的排列方向变化一边评价亮度均匀性，基于该评价结果，决定各漫射片43上的凹部22的排列方向。
根据本实施方式的背光单元40的制造方法，在布置多片漫射片43的工序中，一边使各漫射片43上的凹部22的排列方向变化，一边评价亮度均匀性，基于该评价结果，决定各漫射片43上的凹部22的排列方向。因此，能够以提升亮度均匀性的方式设定各漫射片43上的凹部22的排列方向。
(实施例)
以下，对实施例进行说明。
作为实施例的光学片层叠体100，使用如下结构的层叠体：将厚度为110μm的相同结构的漫射片43层叠三片，并在其上布置棱镜延伸方向彼此正交的下侧棱镜片44及上侧棱镜片45。
漫射片43通过挤出成型对成为基材层21的聚碳酸酯进行加工，以100μm的间距二维地排列顶角90°、深度50μm的倒金字塔形状的凹部22，以单层结构形成。将漫射片43布置成凹部22的形成面(第一面21a)成为光射出面，将凹部22的形成面(第一面21a)的相反面(第二面21b)加工成雾面。
棱镜片44及45是使用由丙烯酸酯形成的UV固化型丙烯酸系树脂，将突条棱镜部44b及45b设置在PET薄膜所形成的基材层44a及45a上而形成的。下侧棱镜片44的总厚度为145μm，由高度为12μm、顶角为94°的突条棱镜部44b以25μm间距排列而成。上侧棱镜片45的总厚度为128μm，由高度为24μm、顶角为93°的突条棱镜部45b以51μm间距排列而成。
在实施例的光学片层叠体100的下侧(漫射片43侧)布置光源42，一边改变各漫射片43上的凹部22的排列方向，一边分析了透过光学片层叠体100的光的亮度均匀性。
作为光源42使用的是白色LED阵列光源，该白色LED阵列光源分别以8.4mm间距二维地交替着布置有多个峰值波长456nm(半峰全宽19nm)的蓝色LED、峰值波长535nm(半峰全宽53nm)的绿色LED、以及峰值波长631nm(半峰全宽10nm)的红色LED。
作为亮度均匀性评价的初始状态，如图6所示，漫射片43被布置成凹部22的排列方向的一个与基准方向(X轴方向)一致(布置角0°)，下侧棱镜片44被布置成突条棱镜部44b的延伸方向相对于X轴逆时针旋转了100°(布置角100°)，上侧棱镜片45被布置成突条棱镜部45b的延伸方向相对于X轴逆时针旋转了10°(布置角10°)。
接着，使三片漫射片(倒棱锥片)43的布置角(凹部22的排列方向相对于X轴逆时针旋转所成的角度)从上述初始状态开始进行各种变化，评价了亮度均匀性。
作为比较例，准备三种种类不同的漫射片43，使各种漫射片43与凹部22的排列方向一致地重叠两片，进行了同样的亮度均匀性评价。对于其中一种类漫射片43，作为另一实施例，使两片漫射片43上的凹部22的排列方向相差45°。
具体而言，亮度均匀性评价按照以下步骤实施。在光源42(LED阵列)上布置实施例、比较例的光学片层叠体100，且为了抑制片材浮起而进一步在光学片层叠体100上放置透明玻璃板，使用Topcon Techno House公司制造的二维色彩亮度计UA－200，对33mm见方的范围测量了铅垂方向上方(从LED阵列朝向玻璃板的方向)的亮度。接着，针对所获得的二维亮度分布图像，对各个LED的发光强度偏差进行修正，进行完用于抑制异物等所引起的亮点/暗点噪音的过滤处理后，对所有像素的亮度计算出了平均值及标准偏差。最后，定义为“亮度均匀性＝平均值/标准偏差”，评价了亮度均匀性。
上述亮度均匀性的评估结果如图7所示。图7示出了在实施例所涉及的光学片层叠体100中，每片漫射片43上的凹部22的排列方向与亮度均匀性之间的关系。需要说明的是，在图7中，横轴的角度表示：针对漫射片43的两片结构，表示“光源侧的漫射片的布置角”/“棱镜片侧的漫射片的布置角”，针对漫射片43的三片结构，表示“光源侧的漫射片的布置角”/“中间的漫射片的布置角”/“棱镜片侧的漫射片的布置角”。
如图7所示，对于漫射片43的三片结构，例如在0°/60°/30°、30°/60°/0°、60°/30°/0°的情况下，能够实现与0°/0°/0°的情况相同程度的亮度均匀性。在其他情况下，与0°/0°/0°的情况相比，也没有超过10％的亮度均匀性的降低。另一方面，在实施例中，在通过包含布置角较大的漫射片43，能够得到由上述的棱镜延伸方向的角度差所引起的亮度增大效果这一点上，比0°/0°/0°的情况更优异。针对漫射片43的两片结构(图7的两片结构C)，例如在45°/0°、0°/45°的情况下，也得到与0°/0°的情况相同程度的亮度均匀性，若考虑到亮度增大效果，则比0°/0°的情况更优异。
(其他实施方式)
上述实施方式(包括实施例，下同)中，由多片漫射片43和棱镜片44及45构成了光学片层叠体100。然而，光学片层叠体100还可以进一步包括其他光学片。
在上述实施方式中，有关设置在光学片层叠体100中所包含的漫射片43的第一面21a上的凹部22，使该凹部22的倒多棱锥形状为倒四棱锥，但也可以取而代之，是能够二维布置的其他形状，例如倒三棱锥、倒六棱锥。或者，也可以代替能够二维布置的凹部22，设置突条棱镜部等突起列。漫射片43的第二面21b为平坦面(镜面)或压花加工面，但也可以在漫射片43的第二面21b上设置能够二维布置的倒多棱锥形状的凹部或突条棱镜部等突起列。
以上对本公开的实施方式进行了说明，但本公开不限定于上述实施方式，可在本公开的范围内进行各种变更。亦即，上述实施方式的说明仅为本质上的示例而已，而非用于限制本公开、其适用物或其用途。
－符号说明－
1 TFT基板
2 CF基板
3 液晶层
5 液晶显示面板
6 第一偏光板
7 第二偏光板
21 基材层
21a 第一面
21b 第二面
22 凹部
40 背光单元
41 反射片
42 光源
43 漫射片
44 下侧棱镜片
44a 基材层
44b 突条棱镜部
45 上侧棱镜片
45a 基材层
45b 突条棱镜部
50 液晶显示装置
50a 显示画面
100 光学片层叠体
111 棱线
112 凹部中心(倒金字塔顶点)。

Claims (10)

1.一种光学片层叠体，组装在背光单元中，其特征在于：所述光学片层叠体包括多片漫射片和一对棱镜片，
所述多片漫射片在至少一面上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部，
所述一对棱镜片的棱镜延伸方向彼此正交，
所述多片漫射片包括至少两片漫射片，所述至少两片漫射片上的所述多个凹部的排列方向彼此不同。
2.根据权利要求1所述的光学片层叠体，其特征在于：
所述多片漫射片包括第一漫射片和第二漫射片，
所述第二漫射片上的所述多个凹部的排列方向与所述第一漫射片上的所述多个凹部的排列方向相差10°以上。
3.根据权利要求2所述的光学片层叠体，其特征在于：
所述多片漫射片还包括第三漫射片，
所述第三漫射片上的所述多个凹部的排列方向与所述第一漫射片及所述第二漫射片上的所述多个凹部的排列方向分别相差10°以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学片层叠体，其特征在于：
所述多片漫射片中的至少一片漫射片上的所述多个凹部的排列方向与所述棱镜延伸方向相差20°以上且70°以下。
5.一种背光单元，组装在液晶显示装置中，朝着显示画面侧引导从光源发出的光，其特征在于：
在所述显示画面与所述光源之间包括权利要求1至4中任一项所述的光学片层叠体，
所述多片漫射片布置在所述光源与所述一对棱镜片之间。
6.根据权利要求5所述的背光单元，其特征在于：
所述光源布置在从所述多片漫射片观察设置在所述显示画面的相反侧的反射片上。
7.根据权利要求5所述的背光单元，其特征在于：
所述光源与所述多片漫射片之间的距离为5mm以下。
8.一种液晶显示装置，其特征在于：包括权利要求5至7中任一项所述的背光单元和液晶显示面板。
9.一种信息设备，其特征在于：包括权利要求8所述的液晶显示装置。
10.一种背光单元的制造方法，该背光单元组装在液晶显示装置中，朝着显示画面侧引导从光源发出的光，其特征在于：
该背光单元的制造方法包括以下工序：
在从所述光源观察的所述显示画面侧布置多片漫射片的工序，所述多片漫射片在至少一面上呈二维矩阵状地排列有大致倒四棱锥状的多个凹部，以及
在从所述多片漫射片观察的所述显示画面侧布置棱镜延伸方向彼此正交的一对棱镜片的工序，
在布置所述多片漫射片的工序中，一边使所述多片漫射片中各片上的所述多个凹部的排列方向变化，一边评价亮度均匀性，基于该评价结果，决定所述多片漫射片中各片上的所述多个凹部的排列方向。
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