JP2008181758A - 光学部材とそれを用いたバックライトユニット及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バックライトユニット40を構成する第1の光学シート13と、拡散板4とが複合接着層14により接合されている。接着層60は、透明フィルム6と、透明フィルム6が第1の光学シート13に臨む面に設けられた第1接着層5と、透明フィルム6が拡散板4に臨む面に設けられた第2接着層7とを備えている。透明フィルム6としては、例えば、全光線透過率(T.t.)が84%以上、接着剤との屈折率差(Δn)が0.17以下であるガラス若しくは例えばPC、アクリル、PET等を素材とするポリマーフィルム若しくはシートが用いられる。
【選択図】図4
Description
このような液晶表示装置は透過型であり、液晶パネルの背面側に光源を配設し、この光源からの光を面発光に変換して液晶パネルを照射する面光源装置、いわゆる、バックライトが採用されている。
ラップトップコンピュータのような電池式装置において、光源で消費する電力は、電池式装置全体で消費する電力の相当部分を占める。
従って、所定の輝度を提供するのに必要な総電力を低減することで電池寿命が増大するが、これは電池式装置には特に望ましいことである。
なお、本明細書において接着剤とは、粘着剤を含む広い概念をいう。
すなわち、請求項1記載の発明は、ディスプレイ用バックライト・ユニットにおける照明光路制御に使用される光学部材において、前記光学部材は第1の光学シートと第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記第1の光学シートに臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備えることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記第1接着層を構成する接着剤と、前記第2接着層を構成する接着剤とは、互いに異なった物性を有していることを特徴とする請求項1記載の光学部材である。
また、請求項3記載の発明は、前記第1接着層を構成する接着剤と、前記第2接着層を構成する接着剤とは、同一の物性を有していることを特徴とする請求項1記載の光学部材である。
また、請求項4記載の発明は、ディスプレイ用バックライト・ユニットにおける照明光路制御に使用される光学部材において、前記光学部材は第1の光学シートと第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、前記第1の光学シートは、一方の面に凸シリンドリカルレンズ群又は半球状凸レンズ群からなるレンズ部を有するレンズシートと、前記レンズシートの非レンズ部面に設けられた反射層とを備え、前記反射層は、前記レンズ部による非集光面を含む領域に設けられた光反射部と、前記光反射部以外の領域に設けられ空気が存在する開口として形成された光透過部とで構成され、前記第2の光学シートは、前記光反射部に前記複合接着層を介して接合され、前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記光反射部に臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備えることを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、前記透明フィルムの全光線透過率が84%以上であることを特徴とする請求項1乃至4に何れか1項記載の光学部材である。
また、請求項6記載の発明は、前記第1接着層の屈折率と前記透明フィルムの屈折率の差、および前記第2接着層の屈折率と前記透明フィルムの屈折率の差が何れも0.17以下であることを特徴とする請求項1乃至5に何れか1項記載の光学部材である。
また、請求項7記載の発明は、前記第1の光学シートは一方の面にプリズムが形成されたプリズムシートであり、前記複合接着層により前記第1の光学シートの非プリズム面が前記第2の光学シートに接合されることを特徴とする請求項1、2、3、5,6に何れか1項記載の光学部材である。
また、請求項8記載の発明は、前記第1の光学シートは一方の面にプリズムが形成されたプリズムシートであり、前記第1の光学シートの非プリズム面に反射層が設けられ、前記反射層は、前記プリズムの延伸方向と並列して光反射部と、前記光反射部以外の領域に設けられ空気が存在する開口として形成された光透過部とで構成され、前記複合接着層により前記第1の光学シートの前記光反射部が前記第2の光学シートに接合されることを特徴とする請求項1、2、3、5,6に何れか1項記載の光学部材である。
また、請求項9記載の発明は、前記透明フィルムは、ガラス若しくは例えばポリカーボネート(PC)、アクリル、ポリエチレンテレフタレート(PET)等を素材とするポリマーフィルム若しくはシートであることを特徴とする請求項1乃至8に何れか1項記載の光学部材である。
また、請求項10記載の発明は、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、直下型光源と、請求項1乃至9に何れか1項記載の光学部材を少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニットである。
また、請求項11記載の発明は、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、エッジライト式光源と導光板からなる面光源と、請求項1乃至9に何れか1項記載の光学部材を少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニットである。
また、請求項12記載の発明は、画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子に対して、観察者と反対側に配置した照明光源から照明光を照射し、前記表示素子を通過させて表示光を生成し、観察者側に射出する構成の表示装置において、照明光が表示素子に入射する直前に光学部材が配置され、前記光学部材は第1の光学シートと第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記第1の光学シートに臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備えることを特徴とする。
また、請求項13記載の発明は、画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子に対して、観察者と反対側に配置した照明光源から照明光を照射し、前記表示素子を通過させて表示光を生成し、観察者側に射出する構成の表示装置において、照明光が表示素子に入射する直前に光学部材が配置され、前記光学部材は、前記表示素子側に位置する第1の光学シートと、前記照明光源側に位置する第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、前記第1の光学シートは、一方の面に凸シリンドリカルレンズ群又は半球状凸レンズ群からなるレンズ部を有するレンズシートと、前記レンズシートの非レンズ部面に設けられた反射層とを備え、前記反射層は、前記レンズ部による非集光面を含む領域に設けられた光反射部と、前記光反射部以外の領域に設けられ空気が存在する開口として形成された光透過部とで構成され、前記第2の光学シートは、前記光反射部に前記複合接着層を介して接合され、前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記光反射部に臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備えることを特徴とする。
図4は、直下型方式のバックライトユニット40を具備する液晶表示装置に本発明を適用した一実施形態を示す説明図であり、各部位の縮尺は実際とは一致しない。
液晶パネル42に臨ませてバックライトユニット40が設けられている。
バックライトユニット40は、反射板21、27や冷陰極管23からなる光源と、複数の光学シートを含んで構成されている。
光学シートとして、例えば、PC、アクリル、PET等からなる基材上に熱可塑性若しくはUV硬化性樹脂で成形したプリズムシート若しくはレンズシートなどが挙げられる。
本実施の形態では、前記複数の光学シートは、光源の直上に配置される拡散板4、拡散板4の上に配置される第1の光学シート13、第1の光学シート13の上に配置される偏光板49となっている。
光学シートと貼り合わせられる基材としては、当該分野でよく知られているポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー、アクリル、ポリスチレン、若しくはこれらの材料を任意の比で配合したものを材料とする光拡散板や光微拡散板、透明板が挙げられる。
すなわち、本実施形態に係る光学部材は、第1の光学シート13と拡散板4とが、当該分野でよく知られた接着剤5及び7及び透明フィルム6からなる複合接着層14を介して一体化されている構造である。
レンズ部12は、透明基材11の厚さ方向の一方の面に設けられ、凸シリンドリカルレンズ群又は半球状凸レンズ群から構成されている。レンズ部12は、光学部材13内を進行した光を液晶パネル42へ導くものであり、本実施の形態では、シリンドリカルレンズ(単位光学要素)12Aが並列して設けられることで構成されている。
反射層8は、レンズ部12による非集光面を含む領域に設けられた光反射部8Aと、光反射部8A以外の領域に設けられた、言い換えるとレンズ部12の焦点面近傍に設けられ光透過部(開口部)8Bとで構成され、ストライプ状のパターンとして形成されている。
光反射部8Aは、白色顔料である二酸化チタン(TiO2)粉末を樹脂と溶剤の透明混合溶液に分散させたインキを、所定のパターン、例えばドットパターンにて印刷形成したものである。なお、光反射部8Aを含む反射層8は転写(UV接着や熱圧着)によっても形成することが可能であり、UV接着を行う場合は、レンズシートの非レンズ面に感材10を貼合し、レンズ面側からUV照射を行うことで、前記白インキからなる白箔を接着するパターンの形成を行う。
より詳細に説明すると、本実施の形態の光学シートは、レンズシート13と光拡散板4とが、複合接着層14を介して積層一体化されてなる。
レンズシート13は、レンズ基材11(透明基材11)の片面(同図で上側)にレンズ部12が形成されてなり、レンズ基材11のほか面(反レンズ部側)に、レンズ部12の集光特性に応じた非集光部に光反射層8がパターン状に形成され、非開口部となる。
レンズシート13は、溶融押出し成形やプレス成形などによるモノリシックな構成でも、別部材であるレンズ基材11とレンズ部12が一体化してなる構成でも良い。後者の場合、放射線硬化性樹脂材料の硬化物によるレンズ部12が熱可塑性樹脂製基材11の表面に重合接着されてなる(所謂、2P法による成形物)構成が、レンズ部の微細化の上で有効である。
接着層14は、同図で芯剤にあたるキャリア6(透明フィルム6)の上下に接着剤が形成された構成である。
光反射層8の形成にあたっては、一般に、印刷(コーティング),転写,フォトリソグラフィーなどの各種手法が、適宜に選定されるが、レンズシートの単位レンズの並列ピッチが微細である場合には、単位レンズそれぞれに1:1で対応して開口部を有するストライプ状とするためのアライメント精度が要求されるため、フォトリソグラフィー法の一方式として、レンズ自身の集光特性を利用して反射層(開口部)の形成箇所を規定する、所謂「セルフアライメント手法」の採用が有効である。
セルフアライメント手法の一例として、反レンズ部側平坦面に、感光によって粘着性が消失する特性を持つフォトポリマ層10を全面に形成しておき、レンズ部側からの露光により、各単位レンズの集光作用に応じて規定された集光部(フォトポリマの粘着性が消失する部分)/非集光部(フォトポリマの粘着性が残る部分)のうち、非集光部に相当する箇所にのみ白色転写層8を転写形成する手法が有効である。
そして、偏光板49に入射し、所定の偏光成分の光のみが液晶パネル42に導かれる。
一方、光透過部8Bを通ることができなかった光は、光反射部8Aで反射され、拡散板4側に戻され反射板27へ導かれる。そして、反射板27によって反射されることによって再び拡散板4に入射し、拡散板4において拡散された後に、いずれは入射角度が絞られた光となった後に光透過部8Bを通ってシリンドリカルレンズ12Aに入射し、シリンドリカルレンズ12Aによって、所定角度内に絞られて出射される。
透明フィルム6としては、例えば、全光線透過率(T.t.)が84%以上、接着剤との屈折率差(Δn)が0.17以下であるガラス若しくは例えばPC、アクリル、PET等を素材とするポリマーフィルム若しくはシートが用いられる。
透明フィルム6の厚さは50μmのものが使用可能である。
(実施例)
本実施形態に係る光学部材の輝度分布について、代表として実施例(1)の測定結果を図6に示す。
そのため、バックライトユニットの構成部材の数を削減し、表示装置の組立て工程の煩雑さを解消し、表示装置のコストダウンを図る上で有利となる。
Claims (13)
- ディスプレイ用バックライト・ユニットにおける照明光路制御に使用される光学部材において、
前記光学部材は第1の光学シートと第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、
前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記第1の光学シートに臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備える、
ことを特徴とする光学部材。 - 前記第1接着層を構成する接着剤と、前記第2接着層を構成する接着剤とは、互いに異なった物性を有している、
ことを特徴とする請求項1記載の光学部材。 - 前記第1接着層を構成する接着剤と、前記第2接着層を構成する接着剤とは、同一の物性を有している、
ことを特徴とする請求項1記載の光学部材。 - ディスプレイ用バックライト・ユニットにおける照明光路制御に使用される光学部材において、
前記光学部材は第1の光学シートと第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、
前記第1の光学シートは、
一方の面に凸シリンドリカルレンズ群又は半球状凸レンズ群からなるレンズ部を有するレンズシートと、
前記レンズシートの非レンズ部面に設けられた反射層とを備え、
前記反射層は、前記レンズ部による非集光面を含む領域に設けられた光反射部と、前記光反射部以外の領域に設けられ空気が存在する開口として形成された光透過部とで構成され、
前記第2の光学シートは、前記光反射部に前記複合接着層を介して接合され、
前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記光反射部に臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備える、
ことを特徴とする光学部材。 - 前記透明フィルムの全光線透過率が84%以上である、
ことを特徴とする請求項1乃至4に何れか1項記載の光学部材。 - 前記第1接着層の屈折率と前記透明フィルムの屈折率の差、および前記第2接着層の屈折率と前記透明フィルムの屈折率の差が何れも0.17以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至5に何れか1項記載の光学部材。 - 前記第1の光学シートは一方の面にプリズムが形成されたプリズムシートであり、
前記複合接着層により前記第1の光学シートの非プリズム面が前記第2の光学シートに接合される、
ことを特徴とする請求項1、2、3、5,6に何れか1項記載の光学部材。 - 前記第1の光学シートは一方の面にプリズムが形成されたプリズムシートであり、
前記第1の光学シートの非プリズム面に反射層が設けられ、
前記反射層は、前記プリズムの延伸方向と並列して光反射部と、前記光反射部以外の領域に設けられ空気が存在する開口として形成された光透過部とで構成され、
前記複合接着層により前記第1の光学シートの前記光反射部が前記第2の光学シートに接合される、
ことを特徴とする請求項1、2、3、5,6に何れか1項記載の光学部材。 - 前記透明フィルムは、ガラス若しくは例えばポリカーボネート(PC)、アクリル、ポリエチレンテレフタレート(PET)等を素材とするポリマーフィルム若しくはシートである、
ことを特徴とする請求項1乃至8に何れか1項記載の光学部材。 - 表示画像を規定する画像表示素子の背面に、
直下型光源と、請求項1乃至9に何れか1項記載の光学部材を少なくとも備える、
ことを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。 - 表示画像を規定する画像表示素子の背面に、
エッジライト式光源と導光板からなる面光源と、請求項1乃至9に何れか1項記載の光学部材を少なくとも備える、
ことを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。 - 画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子に対して、観察者と反対側に配置した照明光源から照明光を照射し、前記表示素子を通過させて表示光を生成し、観察者側に射出する構成の表示装置において、
照明光が表示素子に入射する直前に光学部材が配置され、
前記光学部材は第1の光学シートと第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、
前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記第1の光学シートに臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備える、
ことを特徴とする表示装置。 - 画素単位での透過/非透過あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子に対して、観察者と反対側に配置した照明光源から照明光を照射し、前記表示素子を通過させて表示光を生成し、観察者側に射出する構成の表示装置において、
照明光が表示素子に入射する直前に光学部材が配置され、
前記光学部材は、前記表示素子側に位置する第1の光学シートと、前記照明光源側に位置する第2の光学シートとが複合接着層で接合されて構成され、
前記第1の光学シートは、
一方の面に凸シリンドリカルレンズ群又は半球状凸レンズ群からなるレンズ部を有するレンズシートと、
前記レンズシートの非レンズ部面に設けられた反射層とを備え、
前記反射層は、前記レンズ部による非集光面を含む領域に設けられた光反射部と、前記光反射部以外の領域に設けられ空気が存在する開口として形成された光透過部とで構成され、
前記第2の光学シートは、前記光反射部に前記複合接着層を介して接合され、
前記複合接着層は、透明フィルムと、前記透明フィルムが前記光反射部に臨む面に設けられた第1接着層と、前記透明フィルムが前記第2の光学シートに臨む面に設けられた第2接着層とを備える、
ことを特徴とする表示装置。
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