JP2009109829A - Optical sheet, backlight unit, and display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば照明光路制御に使用される光学シート、この光学シートを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to an optical sheet used for illumination light path control, for example, a backlight unit using the optical sheet, and a display device.
液晶表示装置(LCD)に代表されるディスプレイ装置には、静止画や動画等の画像情報を表示するための光源(バックライト)を内蔵しているものがある。バックライトには大別して導光板ライトガイド方式(エッジライト方式)と直下型方式とがある。エッジライト方式は、光源ランプの光を導光板内で多重反射させて外部に射出する方式である。直下型方式は、このような導光板を用いずに光源ランプの光を直接射出する方式である。 Some display devices typified by a liquid crystal display device (LCD) have a built-in light source (backlight) for displaying image information such as still images and moving images. There are roughly two types of backlights: a light guide plate light guide method (edge light method) and a direct type. The edge light system is a system in which light from a light source lamp is reflected multiple times within a light guide plate and emitted to the outside. The direct type is a method in which light from a light source lamp is directly emitted without using such a light guide plate.
エッジライト方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば図19に示す構成が知られている。同図に示すように、偏光板71、73に挟まれた液晶パネル72の図中下面側には平面視で略長方形板状の導光板79が配置されており、当該導光板79の図中上面に拡散フィルム78が設けられている。導光板79の図中下面には反射フィルム77が設けられている。導光板79の側端部には光源ランプ76が取り付けられており、光源ランプ76の光を効率よく導光板79中に入射させるためのランプリフレクター81が光源ランプ76の背面側を覆うように設けられている。これに加えて、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図20に示すように拡散フィルム78と液晶パネル72との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム74、75を配置した構成も知られている。
For example, a configuration shown in FIG. 19 is known as a liquid crystal display device equipped with an edge light type backlight unit. As shown in the figure, a
直下型方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、図21に示す構成が知られている。同図に示すように、液晶パネル72の下面側に蛍光管等からなる光源51が設けられており、光源51から射出され拡散フィルム82で拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。光源51の背面にはリフレター52が配置されている。
A configuration shown in FIG. 21 is known as a liquid crystal display device on which a direct type backlight unit is mounted. As shown in the figure, a
これらの液晶表示装置において、視野角の制御は拡散フィルムの拡散性のみに委ねられており、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。これに対する解決方法として、図23に示すように従来より拡散フィルム70の上に輝度強調フィルム(Brightness Enhancement Film BEF:米国3M社登録商標、図22に示す)を配置し、その上に光拡散フィルム70を配置する方法が採用されている。BEFの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献1乃至3に例示されるように多数のものが知られている。
In these liquid crystal display devices, the control of the viewing angle is left only to the diffusibility of the diffusion film, and the characteristic that the central portion in the front direction of the display becomes brighter and becomes darker toward the peripheral portion is unavoidable. As a solution to this, as shown in FIG. 23, a brightness enhancement film (Brightness Enhancement Film BEF: US 3M registered trademark, shown in FIG. 22) is conventionally disposed on the
一方、BEFを輝度制御部材として用いた光学シートでは、同時に視聴者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射する、想定外の光線が存在するなどの問題がある。このため、図24に示すように、BEFを用いた光学シートから出射される光強度分布は、視聴者の視覚方向、すなわち視覚方向Fに対する角度が0°(軸上方向にあたる)における光強度が最も高められるものの、正面より±90°近辺に小さな光強度ピークが生じ、即ち、横方向から無駄に出射される光(サイドローブ)が増えてしまうという問題がある。このような光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±90°近辺での光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が望ましい。加えて、近年では低コスト、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニット及びディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。この要請に対して本出願人は、BEFに代表されるプリズムシートの代替製品として、特許文献4に例示されるレンズシートを提案している。 On the other hand, an optical sheet using BEF as a luminance control member has problems such as unnecessarily emitting light in the lateral direction without simultaneously proceeding in the visual direction of the viewer, and unexpected light rays. For this reason, as shown in FIG. 24, the light intensity distribution emitted from the optical sheet using BEF has the light intensity when the viewer's visual direction, that is, the angle with respect to the visual direction F is 0 ° (corresponding to the axial direction). Although most enhanced, there is a problem that a small light intensity peak occurs in the vicinity of ± 90 ° from the front, that is, light (side lobes) emitted from the lateral direction is increased. A luminance distribution having such a light intensity peak is not desirable, and a smooth luminance distribution having no light intensity peak around ± 90 ° is more desirable. In addition, in recent years, development of a backlight unit and a display device that can realize a liquid crystal display device with low cost, high luminance, high display quality, and low power consumption is awaited. In response to this request, the present applicant has proposed a lens sheet exemplified in Patent Document 4 as an alternative product of a prism sheet represented by BEF.
上記公報によるレンズシートは、照明光源からの光の入射面側が略平坦であり、非入射面側である出射面側に形成された単位レンズ群からなるレンズ部を有する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のためのレンズシートにおいて、前記レンズシートは、出射面側のレンズ部に対応した開口部を有する光反射層を備えている構成である(図25参照)。図25に示すように、レンズシート83を用いたバックライトユニットでは、裏面に設けた光反射層の開口部の大きさ及び位置を調節することによって、光の利用効率を高めて、レンズシート83から正面方向Sに出射される光の割合を高めると同時にサイドローブも抑えることができる。
The lens sheet according to the above publication is illuminated in a display backlight unit having a lens portion formed of a unit lens group that is substantially flat on an incident surface side of light from an illumination light source and formed on an exit surface side that is a non-incident surface side. In the lens sheet for optical path control, the lens sheet is configured to include a light reflecting layer having an opening corresponding to the lens part on the exit surface side (see FIG. 25). As shown in FIG. 25, in the backlight unit using the
上述のBEFは、一般的にプリズム群92の並列方向が互いに略直交するように2枚のシート94を積層し、光拡散板95や光拡散シート91と共にディスプレイ装置に組み込み、使用されている(図26参照)。特許文献4に記載されている裏面に光反射層を有するレンズシート又は光反射層の無いレンズシートにおいても、レンズアレイの並列方向が互いに略直交するように2枚以上のシート94が積層され、光拡散板95や光拡散シート91と共にディスプレイ装置に組み込まれて使用される場合がある(図27参照)。なお、上記図26、図27及び以降の図において、光学素子の形状を分かりやすくするために、全て積層された光学素子シートの光学素子アレイの長手方向が互いに並行となるような形の側面図で示しているが、実際は図28に示したように光学素子アレイが互いに略直交するように積層されている。
BEFを用いた場合、上述のバックライトユニット、ディスプレイ装置では、2枚のBEFシート94を積層した状態における輸送、梱包によって筐体が揺れ動き、BEFシートが互いに動き、図29に示すようにバックライト側に位置するBEFシート94のプリズム92頂部が削れて欠損を起こし、そのためにディスプレイ画面上にて視認できるムラが生じる等の不具合がある。
In the case of using the BEF, in the above-described backlight unit and display device, the casing is shaken by the transportation and packing in the state where the two
特許文献4のレンズシートを用いた場合、同様のバックライトユニット、ディスプレイ装置では、同様にレンズシートを積層した状態において、図30に示すようにレンズシート94と共に装置内部にセットした拡散板95等が、使用中の熱によって熱変形を起こし、液晶パネル方向へ凸型かもしくは凹型に大きく反る場合があるが、その際にバックライト側に位置するレンズシート94のレンズ92表面に圧力がかかり、形状潰れが起きて、上述と同様に表示画像に異常が生じる不具合がある。
When the lens sheet of Patent Document 4 is used, in the same backlight unit and display device, the
本発明は、上記事情を鑑みて案出されたものであり、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能であると共に鮮明な表示画像を得ることが可能な光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, an optical sheet capable of realizing high brightness, high display quality, and power saving and capable of obtaining a clear display image, and a back It is to provide a light unit and a display device.
上記目的を達成するため、本発明に係る光学シートは、光源からの光を収束もしくは均一化する光学シートであって、前記光源からの光が入射する光入射面と、前記光入射面とは反対側の面に設けられ前記光入射面からの光を射出する光射出面と、前記光入射面と前記光射出面との間に複数積層され、前記光射出面から射出される前記光の進行方向、射出範囲、波長成分及び輝度分布のうち少なくとも一つを制御する凸型の光学素子を有する光学素子層とを備え、複数の前記光学素子層のうち前記光源から最も離れた位置に設けられた光学素子層を除く全ての光学素子層について、当該光学素子層の形成ピッチ幅をPとし、当該光学素子層の断面視での頂部付近において幅が0.1Pとなる範囲でフィッティングした頂部の曲率半径をRtとしたとき、前記頂部のフィッティング曲率半径Rtが、Rt≧0.1Pを満足し、かつ、当該光学素子層の常温でのヤング率E’が、200≦E’≦3000を満足することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical sheet according to the present invention is an optical sheet that converges or equalizes light from a light source, and a light incident surface on which light from the light source is incident and the light incident surface are A plurality of light emitting surfaces provided on the opposite surface for emitting light from the light incident surface, and a plurality of layers between the light incident surface and the light emitting surface, and the light emitted from the light emitting surface. An optical element layer having a convex optical element that controls at least one of a traveling direction, an emission range, a wavelength component, and a luminance distribution, and is provided at a position farthest from the light source among the plurality of optical element layers. For all of the optical element layers except the optical element layer formed, the top portion of the optical element layer is fitted in a range in which the formation pitch width is P and the width is 0.1 P in the vicinity of the top portion in the cross-sectional view of the optical element layer. Let Rt be the radius of curvature of The fitting radius of curvature Rt of the top satisfies Rt ≧ 0.1P, and the Young's modulus E ′ of the optical element layer at room temperature satisfies 200 ≦ E ′ ≦ 3000. To do.
本発明によれば、光学素子層を複数積層することにより優れた集光・拡散機能を得ることができるので、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能となる。加えて、積層した光学素子層のうち、光源から最も離れた位置に設けられた光学素子層を除く全ての光学素子層について、光学素子層の断面形状の頂部の曲率半径を規定することで光学素子の欠損を防ぐことができると共に、光学素子層のヤング率を規定することで光学素子層の形状潰れを防ぐことができる。これにより、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能であると共に鮮明な表示画像を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain an excellent light collecting and diffusing function by laminating a plurality of optical element layers, so that high luminance, high display quality, and power saving can be realized. In addition, for all the optical element layers except the optical element layer provided at the position farthest from the light source among the laminated optical element layers, the optical radius is determined by defining the curvature radius of the top of the cross-sectional shape of the optical element layer. The loss of the element can be prevented, and the deformation of the optical element layer can be prevented by defining the Young's modulus of the optical element layer. As a result, high brightness, high display quality, and power saving can be realized, and a clear display image can be obtained.
上記の光学シートは、複数の前記光学素子層がそれぞれ平面視矩形に設けられると共にそれぞれが平面視で重なる位置に配置されており、前記光学素子層の対向する二組の辺のうち少なくとも一組の辺を支持する支持部材を更に備えることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子層の対向する二組の辺のうち少なくとも一組の辺が支持部材によって支持されるので、光学素子層のズレを防ぐことができる。
In the optical sheet, the plurality of optical element layers are each provided in a rectangular shape in plan view, and are disposed at positions where they overlap each other in plan view, and at least one set of two opposing sides of the optical element layer. It further comprises a support member for supporting the sides of the.
According to the present invention, since at least one set of the two opposing sides of the optical element layer is supported by the support member, it is possible to prevent the optical element layer from being displaced.
上記の光学シートは、前記支持部材が前記光学素子層の対向する二組の辺を全て支持することを特徴とする。
本発明によれば、支持部材が前記光学素子層の対向する二組の辺を全て支持することとしたので、光学素子層のズレをより確実に防ぐことができる。
The optical sheet is characterized in that the support member supports all two opposing sides of the optical element layer.
According to the present invention, since the supporting member supports all the two sets of opposing sides of the optical element layer, it is possible to more reliably prevent the optical element layer from being displaced.
上記の光学シートは、前記支持部材が金属からなることを特徴とする。
本発明によれば、支持部材が金属からなることとしたので、熱変形に強く光学素子層間のズレを確実に防ぐことができる。
The optical sheet is characterized in that the support member is made of metal.
According to the present invention, since the support member is made of metal, it is resistant to thermal deformation, and the displacement between the optical element layers can be reliably prevented.
上記の光学シートは、前記支持部材が樹脂からなることを特徴とする。
本発明によれば、支持部材が樹脂からなることとしたので、支持部材の加工が容易であると共に材料選択の幅が広がることになる。
The optical sheet is characterized in that the support member is made of a resin.
According to the present invention, since the support member is made of resin, the processing of the support member is easy and the range of material selection is widened.
上記の光学シートは、前記光学素子層が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は放射線硬化性樹脂からなり、前記光学素子層が前記支持部材に重合接着されていることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子層が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は放射線硬化性樹脂からなり、光学素子層が支持部材に重合接着されていることとしたので、光学素子層と支持部材との間のズレを確実に防ぐことができる。
The optical sheet is characterized in that the optical element layer is made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a radiation curable resin, and the optical element layer is polymerized and bonded to the support member.
According to the present invention, the optical element layer is made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a radiation curable resin, and the optical element layer is polymerized and bonded to the support member. Can be reliably prevented.
上記の光学シートは、前記光学素子層が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は放射線硬化性樹脂からなり、前記光学素子層が前記支持部材と同一部材であることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子層が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は放射線硬化性樹脂からなり、光学素子層が支持部材と同一部材であることとしたので、光学素子層と支持部材との間のズレを回避することができる。
In the optical sheet, the optical element layer is made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a radiation curable resin, and the optical element layer is the same member as the support member.
According to the present invention, the optical element layer is made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a radiation curable resin, and the optical element layer is the same member as the support member. Misalignment can be avoided.
上記の光学シートは、前記光学素子が、プリズム及びレンズのうち少なくとも一方を含むこととすることを特徴とする。
本発明では、光の進行方向、射出範囲、波長成分及び輝度分布のうちいずれを重点的に制御するかによって光学素子の構成が異なってくる。そこで、本発明において光学素子がプリズム及びレンズのうち少なくとも一方を含むこととしたので、光学素子の設計の幅が広がることになり、用途に応じて効率的な光の制御を行うことが可能な光学素子層を得ることができる。
The optical sheet is characterized in that the optical element includes at least one of a prism and a lens.
In the present invention, the configuration of the optical element differs depending on which of the light traveling direction, the emission range, the wavelength component, and the luminance distribution is controlled with priority. Therefore, in the present invention, since the optical element includes at least one of a prism and a lens, the design range of the optical element is widened, and efficient light control can be performed according to the application. An optical element layer can be obtained.
上記の光学シートは、前記光学素子層に光反射層が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子層に光反射層が設けられていることとしたので、光学素子層によって散乱されたり光射出面で反射されたりして光源側に戻される光を再利用することができる。これにより、光の利用効率を向上させることができる。
The optical sheet is characterized in that a light reflecting layer is provided on the optical element layer.
According to the present invention, since the light reflection layer is provided in the optical element layer, the light that is scattered by the optical element layer or reflected by the light exit surface and returned to the light source side is reused. Can do. Thereby, the utilization efficiency of light can be improved.
上記の光学シートは、前記光反射層が、前記光学素子層のうち前記光入射面側に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、光反射層が光学素子層のうち光入射面側に設けられていることとしたので、光学素子層内の光をより多く再利用することができる。
The optical sheet is characterized in that the light reflecting layer is provided on the light incident surface side of the optical element layer.
According to the present invention, since the light reflecting layer is provided on the light incident surface side of the optical element layer, more light in the optical element layer can be reused.
上記の光学シートは、前記光反射層が、前記光学素子層のうち前記光射出面側に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、光反射層が光学素子層のうち前記光射出面側に設けられていることとしたので、光射出面で反射される光を確実に再利用することができる。
The optical sheet is characterized in that the light reflecting layer is provided on the light emitting surface side of the optical element layer.
According to the present invention, since the light reflecting layer is provided on the light emitting surface side of the optical element layer, the light reflected by the light emitting surface can be reliably reused.
上記の光学シートは、前記光反射層が、複数の前記光学素子層の間に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、光反射層が複数の光学素子層の間に設けられていることとしたので、光学素子層ごとに光を再利用することができる。
The optical sheet is characterized in that the light reflecting layer is provided between the plurality of optical element layers.
According to the present invention, since the light reflecting layer is provided between the plurality of optical element layers, the light can be reused for each optical element layer.
上記の光学シートは、前記光学素子層が前記光学素子を複数有しており、前記光反射層が平面視で前記複数の光学素子の間に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子層が光学素子を複数有しており、光反射層が平面視で複数の光学素子の間に設けられていることとしたので、光学素子間での光の漏れを防ぐことができ、当該光を利用することができる。これにより、光の利用効率を一層向上させることができる。
In the optical sheet, the optical element layer includes a plurality of the optical elements, and the light reflection layer is provided between the plurality of optical elements in a plan view.
According to the present invention, since the optical element layer has a plurality of optical elements, and the light reflection layer is provided between the plurality of optical elements in a plan view, light leaks between the optical elements. Can be prevented and the light can be used. Thereby, the utilization efficiency of light can be further improved.
上記の光学シートは、前記光学素子の内部に光拡散部が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、光学素子の内部に光拡散部が設けられることとしたので、光学素子内にて光を拡散させ光の強度分布を均一化させることができる。
The optical sheet is characterized in that a light diffusing portion is provided inside the optical element.
According to the present invention, since the light diffusion portion is provided inside the optical element, it is possible to diffuse light in the optical element and make the light intensity distribution uniform.
本発明に係るバックライトユニットは、上記の光学シートと、前記光学シートの前記光入射面に光を照射する光源とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能であると共に鮮明な表示画像を得ることが可能な光学シートを備えているので、高品質なバックライトユニットを得ることができる。
A backlight unit according to the present invention includes the optical sheet described above and a light source that irradiates light to the light incident surface of the optical sheet.
According to the present invention, since the optical sheet capable of realizing high brightness, high display quality, and power saving and capable of obtaining a clear display image is provided, a high quality backlight unit is provided. Obtainable.
本発明に係るディスプレイ装置は、上記のバックライトユニットと、前記バックライトユニットのうち前記光学シートの前記光射出面側に設けられ、前記光射出面から射出される光を用いて表示を行うディスプレイパネルとを備えることを特徴とする。
本発明によれば、高品質なバックライトユニットを備えているので、表示特性の高いディスプレイ装置を得ることができる。
A display device according to the present invention includes the backlight unit described above, and a display that is provided on the light emission surface side of the optical sheet in the backlight unit and that performs display using light emitted from the light emission surface. And a panel.
According to the present invention, since a high-quality backlight unit is provided, a display device with high display characteristics can be obtained.
上記のディスプレイ装置は、前記光源が冷陰極蛍光ランプ、LED、EL及び半導体レーザのうち少なくとも一つを含んでいることを特徴とする。
本発明によれば、光源が冷陰極蛍光ランプ、LED、EL及び半導体レーザのうち少なくとも一つを含んでいることとしたので、ディスプレイパネルが必要とする光の特性に応じた光を供給することができる。
In the display device, the light source includes at least one of a cold cathode fluorescent lamp, an LED, an EL, and a semiconductor laser.
According to the present invention, since the light source includes at least one of a cold cathode fluorescent lamp, an LED, an EL, and a semiconductor laser, light corresponding to the light characteristics required by the display panel is supplied. Can do.
本発明によれば、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能であると共に鮮明な表示画像を得ることが可能な光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical sheet, a backlight unit, and a display device that can realize high brightness, high display quality, and power saving and can obtain a clear display image. .
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る光学シートを備える表示装置を示す側面図である。
同図に示すように、ディスプレイ装置1は、ディスプレイパネル2及びバックライトユニット3を備えており、バックライトユニット3からの光によってディスプレイパネル2に静止画や動画等の画像が表示されるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a display device including an optical sheet according to an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the
ディスプレイパネル2として、本実施形態では液晶パネルを用いている。液晶パネルの他にも投射スクリーン装置やプラズマディスプレイ、ELディスプレイ等、バックライトユニット3の光を利用して画像を表示する装置であれば他の種類の装置を用いても構わない。
As the
バックライトユニット3は、光源部11及び光学シート12を備えており、光源部11からの光が光学シート12を介してディスプレイパネル2に照射されるようになっている。
The
光源部11は、複数配置された光源13と、この光源13に対してディスプレイパネル2とは反対側に配置された光反射板14とを有している。光源13としては例えば冷陰極蛍光ランプ、LED、EL及び半導体レーザなどの発光素子を用いることができる。光反射板14は光源13からの光をディスプレイパネル2側へ反射する光学部材である。
The
光学シート12は、光拡散板15、光学素子シート(光学素子層)16、光拡散シート17及び支持部材18を備えており、光源部11とディスプレイパネル2との間に配置されている。当該光学シート12は光源部11側からディスプレイパネル2側へ向けて光拡散板15、光学素子シート16及び光拡散シート17が順に積層された構成になっている。光学シート12のうち光源部11側が光入射側、ディスプレイパネル2側が光射出側であり、光拡散板15の図中下面15aが光入射面、光拡散シート17の図中上面17aが光射出面となっている。
The
光拡散板15及び光拡散シート17は光源部11からの光を拡散させ光の照度分布が均一になるように調整する光学部材であり、平面視で矩形に設けられている。光拡散板15及び光拡散シート17は、透明樹脂及び当該透明樹脂の中に分散された透明粒子とを有する構成になっており、これら透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率の差は0.02以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られないからである。屈折率差は0.5以下となることが好ましい。光拡散板15や光拡散シート17は、この光拡散板に入射した光を散乱させながら透過させる必要があるため、光拡散板15や光拡散シート17に含まれる前記透明粒子の平均粒径は0.5〜10.0μmであることが望ましく、平均粒径が1.0〜5.0μmであると更に好ましい。透明粒子としては透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造、すなわち透明樹脂と空気との屈折率差で拡散性能を得る構成であっても構わない。透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体等を使用することができる。
The
光学素子シート16は平面視で矩形に設けられた基材シート16a上に複数の光学素子16bが配列された構成になっており、光入射面15aと光射出面17aとの間に複数枚設けられている。図1では光学素子シート16を2枚重ねた構成になっているが、例えば光学素子シート16を3枚以上重ねた構成としても勿論構わない。
The
基材シート16aとしては、当該技術分野で良く知られている例えばポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレン(PE)等のプラスチックシートが用いられる。これらのシートの屈折率は例えば1.50±0.5の範囲内となっている。
As the
光学素子16bとしては、図17に示すように断面視においてピッチ幅Pの10%の幅となる範囲内でフィッティングさせた頂部の曲率半径Rtが当該ピッチ幅Pの10%以上の値となるレンズやプリズムを用いることが好ましく、本実施形態ではレンズ形状の光学素子が用いられている。具体的な形状としては、一方向にレンズをアレイ状に並列してなるパターンのものや、この他にもマイクロレンズのようなドットパターンのものであっても構わない。図1に示すのはレンズをアレイ状に並列してなるパターンである。同図では便宜上各光学素子シート16においてレンズパターンの延在方向が同一になるように積層されている様子が示されているが、実際にアレイ状に並列させるパターンを用いる場合にはレンズパターンの延在方向が交差(又は直交)するように光学素子シート16を積層するようにする。
As the
光源部11から最も離れた位置に配置された光学素子シート16を除く全ての光学素子シート16においては、光学素子16bの素材は硬化物のヤング率E’が200MPa以上3000MPa以下となるような樹脂が用いられている。このような樹脂の種類としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等の放射線硬化性樹脂、またはアクリルニトリルスチレン共重合体樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂等の熱硬化性樹脂、またはプロプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
In all the
但し、これらの樹脂の硬化物のヤング率も、樹脂を硬化させるときの条件によって変化し得る。例えば、UV硬化性の樹脂であった場合、硬化時のUV照射量が小さいと樹脂の硬化不足によりヤング率が低くなり、逆に大きいとヤング率が高くなる傾向が見られる。したがって、樹脂の硬化物のヤング率が上述した条件に当てはまるように、最適な硬化条件を見つけて樹脂硬化を行う必要がある。これらの樹脂の硬化物の屈折率は、何れも硬化条件に関わらず1.50±0.5となる。 However, the Young's modulus of the cured product of these resins can also vary depending on the conditions for curing the resin. For example, in the case of a UV curable resin, if the UV irradiation amount during curing is small, the Young's modulus decreases due to insufficient curing of the resin, and conversely, if it is large, the Young's modulus tends to increase. Therefore, it is necessary to find the optimum curing conditions and cure the resin so that the Young's modulus of the cured resin is applicable to the above-described conditions. The refractive index of the cured product of these resins is 1.50 ± 0.5 regardless of the curing conditions.
光学素子16bのパターン成形法としては、熱硬化性、熱可塑性もしくは放射線硬化性の樹脂41を基材シート16aの表面上に塗布し、凹凸形状の逆型形状を表面に有するロール状金型43に樹脂塗布側を圧接させつつ、基材シート16aを通して冷却、加熱、もしくは放射線照射42し、基材シート16a表面上に塗布された樹脂41を硬化することにより、目的の凹凸形状を持った光学素子16bのパターンを基材シート16aの表面上に形成するという方法が挙げられる(図18参照)。
As a pattern forming method for the
光学素子16bのパターンを成型する際には、当該光学素子16bのパターンと基材シート16aとを押出し成形法や射出成形法等で一度に形成しても良い。上述したヤング率や頂部の曲率半径などの条件は全てバックライトから最も離れた位置に設けた光学素子シートを除く全ての光学素子シートに対応したものであり、最も外側に位置する光学素子シートに関しては光学素子のヤング率や頂部の曲率半径の規定は特に定めなくても良い。
When the pattern of the
光拡散板15、光学素子シート16及び光拡散シート17はそれぞれ平面視でほぼ同一の寸法になっており、平面視での位置が重なるように配置されている。支持部材18はこれら光拡散板15、光学素子シート16及び光拡散シート17の対向する二組の辺のうち一組(例えば図中左右方向に位置する辺)を支持している。
The
支持部材18を構成する材料としては、例えば金属や樹脂などが挙げられる。光源部11からの光及び光源部11やディスプレイパネル2の発熱などによって変形しない材料であることが好ましい。光学素子シート16が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は放射線硬化性樹脂からなる場合、支持部材18に光学素子シート16を重合接着させるようにしても良いし、支持部材18を光学素子シート16と同一の材料からなる同一部材として一体成型された構成であっても良い。このほか、支持部材18としては、粘着剤や接着剤、溶着する方法、固定具を用いる方法、エキシマを照射し常温接合する方法等が挙げられる。
Examples of the material constituting the
粘着剤や接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘着剤や接着剤が挙げられる。いずれの場合も高温のバックライト内で使用されるため、100℃で貯蔵弾性率G’が10MPa以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に支持部材18が剥がれてしまう可能性がある。また粘着剤や接着剤は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。粘着剤や接着剤を塗る方法として、コンマコーター等の各種塗工装置、印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方法、または筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。
Examples of the pressure-sensitive adhesive and adhesive include acrylic-based, urethane-based, rubber-based, and silicone-based pressure-sensitive adhesives and adhesives. In any case, since it is used in a high-temperature backlight, it is desirable that the storage elastic modulus G ′ is 10 MPa or more at 100 ° C. If the value is lower than this, the
溶着の手法を用いる場合、例えば熱や超音波やレーザーを使用する方法が挙げられる。これらの方法は加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。レーザ照射で溶着を行う場合には、光学シート12の四隅付近で表示領域外になる箇所や光学シート12の側面などを、例えば炭酸ガスレーザによって溶解させて溶着させる方法等が一例として挙げられる。
When using the technique of welding, the method of using a heat | fever, an ultrasonic wave, or a laser is mentioned, for example. These methods are easy to process and are suitable for joining outside the display area. In the case where welding is performed by laser irradiation, for example, a method in which a portion outside the display area near the four corners of the
固定具を用いる場合、当該固定具としては、例えば支持部材18の形状に成形された樹脂や金属、金属の止め具、ホチキス、テープ、ゴム、クリップなどが挙げられる。環境に配慮した材料、例えば生分解プラスチックや、紙、木等のセルロースを含む材質のものでもよい。
In the case of using a fixing tool, examples of the fixing tool include resin and metal molded into the shape of the
支持部材18として成形された樹脂や金属の止め具はバックライトの筺体と一体化されていても構わない。これらの方法は溶着よりもさらに加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。支持部材18を用いて光学シート12を固定する場合、予め光拡散シート17、光学素子シート16、光拡散板15に位置決め用の開口部を設けておき、支持部材18に開口部に貫通させるピンを設けることによって、光学シート12を容易に組み立てることができる。このピンは支持部材18に複数箇所あるとより位置精度が向上する。
The resin or metal stopper molded as the
支持部材18として、エキシマを照射によって常温接合する方法を用いる場合、178nmのエキシマUVを接合する2つの素材の片方、もしくは両方に照射したのち、2つの素材をラミネートする。ラミネート時に熱をかけても良いし、ラミネート後に熱をかけても良い。
In the case of using a method in which the excimer is bonded at room temperature by irradiation as the
このように、本実施形態によれば、光学素子シート16を複数積層することにより優れた集光・拡散機能を得ることができるので、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能となる。加えて、積層した光学素子シート16のうち、光源部11から最も離れた位置に設けられた光学素子シート16を除く全ての光学素子シート16について、光学素子シート16の断面形状の頂部の曲率半径を規定することで光学素子16bの欠損を防ぐことができると共に、光学素子シート16のヤング率を規定することで光学素子シート16の形状潰れを防ぐことができる。これにより、高輝度、高表示品位、省電力化を実現させることが可能であると共に鮮明な表示画像を得ることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, an excellent light collecting and diffusing function can be obtained by laminating a plurality of
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば図2に示すように、光学シート12の構成が、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、光学素子シート16を2枚、光拡散シート17を積層し、支持部材18で固定して組み立てた構成であり、光学素子シート16の光学素子16bとしてプリズムを用いる構成(以下、このような光学素子シートを「プリズムシート16」と表記する)であっても構わない。この構成において、プリズムシート16Pはプリズムパターンが直交するように積層されている。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, as shown in FIG. 2, the configuration of the
また、図3に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、光学素子16bとしてレンズを用いた光学素子シート(以下、このような光学素子シートを「レンズシート16」と表記する)16L、プリズムシート16P、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。レンズシート16Lとプリズムシート16Pは各パターンの延在方向が直交するように積層されている。レンズシート16Lとプリズムシート16Pの積層順を逆にした形にしても良い。
Further, as shown in FIG. 3, in order from the
また、図4に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、プリズムシート16Pを2枚、光拡散シート17を積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。ここで、バックライトユニット3側のプリズムシート16Pの向きを逆にし、それぞれの基材シートを接触させた形でそれぞれ光学素子16bのパターンの延在方向が直交するように積層されている。図5に示すようにプリズムシート16Pの代わりにレンズシート16Lを用いても構わない。
In addition, as shown in FIG. 4, in the order from the
また、図6に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、光学素子シート16L、プリズムシート16P、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても良い。同図に示す構成では、光学素子シート16Lに用いられる光学素子16bの構成が断面でアレイの延在方向に見たときに左右非対称となる形状になっており、各光学素子16bの延在方向がそれぞれ直交するように積層されている。この構成において、プリズムシート16Pの代わりにレンズシート16Lを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 6, the
また、図7に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、光反射層19が設けられたレンズシート16L、光反射層19が設けられていないレンズシート16L、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。光反射層19が設けられたレンズシート16L、レンズシート16Lは各光学素子(レンズ)の延在方向が直交するように積層されている。レンズシート16Lの代わりにプリズムシート16Pを用いても良い。
7, in order from the
この場合、光反射層19を光学素子シート16L、16Pの入射面側に設けることが好ましい。光反射層19を設ける場合は白色顔料、金属蒸着層を用い高反射率で光吸収の少ないものを選択することが好ましい。例えば、アクリル系樹脂等の透明樹脂に、二酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、亜鉛華、鉛白、リトポン等の白色微粒子を分散させて固化させたものや、または白インキ等を採用しても良い。光反射層19の反射率としては、背面側に光を反射して照明光として再利用することができるように、83%以上の高反射率であることが好ましく、90%以上であるとより好ましい。
In this case, it is preferable to provide the
この光反射層19は、UV硬化型粘着材を使用した転写法で作成することもできる。あらかじめ光学素子16bと反対の面にUV硬化型粘着材を貼合し、光学素子16b側からUVを照射することで、粘着材の光学素子16bの集光部分を硬化し、粘着材の硬化部分と未硬化部分が交互に並ぶパターンを形成する。その後、粘着材の表面に光反射層を貼合し、剥離することで、粘着材の未硬化部分のみに光反射層を残すことでき、光学素子16bのパターンに同期した光反射層パターンが出来上がる。この方法であれば、容易に光学素子16bと光反射層を1:1に対応させて配置することができる。
The
また、該光反射層19は押し出しや射出成形で出射面側に光学素子16b、基材シート16aおよび他の面に凹凸をつけたレンズシートを一体化して成形したのち、該凹凸を利用して光反射性を示すインキをパターン状に塗布する方法で作成することもできる。
The
また、図8に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、光反射層19付きのレンズシート16L、プリズムシート16P、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。光反射層19付きのレンズシート16Lは、光の入射面側の凹部がレンズ形状となったものであり、各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。プリズムシート16Pの代わりにレンズシート16Lを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 8, the
また、図9に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、レンズシート16L、プリズムシート16P、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。レンズシート16Lは、光の入射面側にレンズアレイを設けたものであり、各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。プリズムシート16Pの代わりにレンズシートを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 9, the
また、図10に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、レンズシート16L、光反射層19付きのレンズシート16L、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。光反射層19付きのレンズシート16Lは、レンズの頂部に光反射層19を設けたものであり、光源側のレンズシート16Lとの間で各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。光源側のレンズシート16Lの代わりにプリズムシートを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 10, the
また、図11、図12及び13に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、レンズシート16L、光拡散粒子20が設けられたレンズシート16L、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。光拡散粒子20付きのレンズシート16Lは、レンズシート内部に光拡散粒子20として透明樹脂の微粒子を設けたものであり、光源側のレンズシート16Lと各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。図11はレンズ16b内部のみに光拡散粒子20を設けたシートを用いた図であり、図12は基材シート16a内部のみに光拡散粒子20を設けたシートを用いた図であり、図13はレンズ16b、基材シート16a両方の内部に光拡散粒子20を設けたシートを用いた図である。また、光源側のレンズシート16Lの代わりにプリズムシートを用いても良い。透明樹脂の種類としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル系樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等の硬化物からなるものとし、レンズ92の屈折率をM、光拡散粒子20の屈折率をNとすると、両者の屈折率差は|M−N|≧0.01の関係を満たすことが望ましい。両者の屈折率差が0.01未満であると十分な光拡散性が得られないからである。
Further, as shown in FIGS. 11, 12, and 13, the
また、図14に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、光反射層19付きのレンズシート16L、レンズシート16L、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。光反射層19付きのレンズシート16Lは、レンズアレイの隙間に光反射層19を設けたものであり、ディスプレイパネル2側のレンズシート16Lとの間で各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。液晶パネル90側のレンズシート16Lの代わりにプリズムシートを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 14, the
また、図15に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、レンズシート16Lを2枚、光拡散シート17を積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。ディスプレイパネル2側のレンズシート16Lは、アレイによってレンズの高さが異なる場合のシートを示しており、光源部11側のレンズシート16Lとの間で各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。光源部11側のレンズシート16Lの代わりにプリズムシートを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 15, the
また、図16に示すように、バックライトユニット3側から順に、光拡散板15、レンズシート16L、光反射層19付きのレンズシート16L、光拡散シート17を1枚ずつ積層し、支持部材18で固定して組み立てた光学シート12であっても構わない。光反射層19付きのレンズシート16Lは、光の入射面に凹凸を付け、凹部に光反射層19を設けた場合のシートを示しており、光源部11側のレンズシート16Lとの間で各光学素子の延在方向が直交するように積層されている。光源部11側のレンズシート16Lの代わりにプリズムシートを用いても良い。
Further, as shown in FIG. 16, the
なお、図1〜16の光学シートは全て、複数枚積層した光学素子シート16のうち、光源部11側の光学素子シート16において、光学素子16bのヤング率E’、及び頂部の曲率半径Rtを上記実施形態に記載したように規定されている。
1 to 16, in the
本実施例では、図1に示した構成の光学シートを作成した。まず、厚さ75μmの基材シートのPETシート表面上に、光学素子のパターンを形成させるUV硬化性のアクリル系樹脂を塗布し、凹凸形状の逆型形状を表面に有するロール状金型に樹脂塗布側を圧接させつつ、基材シートを通してUV照射し、PETシート表面上に塗布された樹脂を硬化し、目的の凹凸形状を持った光学素子をシート表面上に形成した。 In this example, an optical sheet having the configuration shown in FIG. 1 was prepared. First, a UV curable acrylic resin for forming an optical element pattern is applied on the surface of a PET sheet of a 75 μm-thick base sheet, and the resin is applied to a roll-shaped mold having an uneven shape on the surface. While the application side was pressed, UV irradiation was performed through the substrate sheet, the resin applied on the surface of the PET sheet was cured, and an optical element having the desired uneven shape was formed on the sheet surface.
本実施例における光学素子16bの形状は、全てピッチ幅Pは140μm、高さは76μmとし、半円柱状のシリンドリカルレンズ群が一方向に並列してなるレンチキュラーレンズアレイとした。また、レンズ断面においてレンズピッチ幅Pの10%、すなわち14μmの範囲内でフィッティングさせた頂部の曲率半径Rtを、0μ〜50μmと様々に変化させた形状のレンズシート16Lを作成した。レンズの形状としては、曲率半径Rtが0〜10μmのときはプリズム形状であり、曲率半径Rtが11〜50μmのときはレンズ形状となっている。なお、Rtが0μmとは、頂部が完全に尖ったプリズム形状のことを指している。
The
また、硬化条件を大きく変えることにより、樹脂の硬化度を様々に変化させ、様々なヤング率を持ったレンズシート16Lを作成した。ヤング率E’の測定はミクロトームにてレンズが伸びる方向に対して垂直な断面出しを行った後、微小硬度測定器(Nano Indenter)を用いて行った。押し込み深さは500nmで行い、このときの除荷曲線からヤング率を算出した。測定は各サンプル6回ずつ行い、平均値を取った。
Further, the
バックライト97側から光拡散板15、本実施例で作成したレンズシート16Lを2枚、光拡散シート17の順で積層していき、ディスプレイ装置に組み込み、振動試験を行った。試験方法は、光学シート98を組み込んだディスプレイ装置を試験機に乗せ、条件を振動数5〜50Hz、加速度1.0Gとしてx方向(レンズシートの短辺と平行する方向)に20分、y方向(レンズシートの長辺と平行する方向)に20分、z方向(レンズシートの厚さ方向)に70分として試験を行った後、表示画像のムラの有無を目視で観察した。
The
バックライト97側から光拡散板15、本実施例で作成したレンズシート16Lを2枚、光拡散シート17の順で積層していき、ディスプレイ装置に組み込み、点灯試験を行った。試験方法は、光学シート98を組み込んだディスプレイ装置のバックライトを200時間点灯させた後、表示画像のムラの有無を目視で観察した。
Two
表1に示した結果より、レンズ92の頂部の曲率半径Rtが14μm以上であり、かつヤング率E’が200MPa以上3000MPa以下となるときに、レンズ表面が潰れず、かつ欠損も生じず、鮮明な表示画像を得る上で有利な光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することができる。また、本実施例ではレンズの頂部の曲率半径Rtを最大50μmまで上げて検証を行ったが、実際には曲率半径Rtは50μm以上となっても潰れや欠損等の悪影響を及ぼすことはないため、本発明における曲率半径Rtの規定は14μm以上、すなわちRt≧0.1P(レンズピッチ幅Pの10%=14μm)とした。
From the results shown in Table 1, when the radius of curvature Rt at the top of the
次に、バックライト側から光拡散板、本実施例で作成したレンズシート16Lを2枚、光拡散シート17の順で積層していき、ディスプレイ装置に組み込み、輝度測定機を用いて正面輝度、及び水平方向の半値角の測定を行った。正面輝度に関しては、参照として3M社のBEFIIIの輝度測定をし、その値を1としたときの比率にて表記した。また、レンズシート16Lを1枚のみにして組み込んだ場合の測定も行い、レンズシート16を2枚以上組み込んだ場合の光学特性向上の確認も行った。
Next, the light diffusion plate from the backlight side, the two
下記に示した結果より、レンズシート16Lを2枚以上積層することによって正面輝度と視野角の大幅な向上の効果が確認できた。なお、輝度測定には曲率半径が0.7mm、ヤング率が2000MPaのレンズシート16Lを用いた。今回は、1枚のみのと、2枚積層したときの2パターンの場合で輝度測定を行ったが、必要に応じてレンズシートを3枚以上積層して更なる光学特性の向上を期待することもできる。
From the results shown below, it was confirmed that the front brightness and the viewing angle were greatly improved by laminating two or
また、今回はピッチ幅140μm、高さ76μmのレンズ形状のものに限って検証を行ったが、それ以外のピッチ幅や高さを持ったレンズ、またはプリズム、マイクロレンズにおいても同様の傾向が見られることが期待できる。 In addition, this time, verification was performed only for lenses having a pitch width of 140 μm and a height of 76 μm, but the same tendency was observed for lenses having other pitch widths and heights, prisms, and microlenses. Can be expected.
また、今回使用した光学シートとディスプレイ装置は一例であり、本発明に係る構成のみに限定されるものではない。
上述したように、本発明によれば、輝度向上のための光学素子シートを少なくとも2枚以上積層した構成を一部に設けることにより、優れた集光・拡散機能を有し、高輝度、高表示品位、低消費電力を備えた光学シートを提供すると共に、2枚以上積層した光学素子シートのうち、バックライトから最も離れた位置に設けた光学素子シートを除く全ての光学素子シートの表面の欠損と形状の潰れを防止し、鮮明な表示画像を得る上で有利な光学シート、ディスプレイ用バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することができる。
Moreover, the optical sheet and display device used this time are examples, and are not limited to the configuration according to the present invention.
As described above, according to the present invention, by providing a configuration in which at least two optical element sheets for improving luminance are laminated in part, it has an excellent light collecting and diffusing function, and has high luminance and high luminance. Provide optical sheets with display quality and low power consumption. Of the optical element sheets laminated two or more, the surface of all optical element sheets except the optical element sheet provided at the position farthest from the backlight. It is possible to provide an optical sheet, a backlight unit for display, and a display device that are advantageous in preventing defects and shape collapse and obtaining a clear display image.
1…ディスプレイ装置 2…ディスプレイパネル 3…バックライトユニット 11…光源部 12…光学シート 13…光源 14…光反射板 15…光拡散板 15a…光入射面 16…光学素子シート 16a…基材シート 16b…光学素子 16P…プリズムシート 16L…レンズシート 17…光拡散シート 17a…光射出面 18…支持部材 19…光反射層 20…光拡散粒子
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記光源からの光が入射する光入射面と、
前記光入射面とは反対側の面に設けられ前記光入射面からの光を射出する光射出面と、
前記光入射面と前記光射出面との間に複数積層され、前記光射出面から射出される前記光の進行方向、射出範囲、波長成分及び輝度分布のうち少なくとも一つを制御する凸型の光学素子を有する光学素子層と
を備え、
複数の前記光学素子層のうち前記光源から最も離れた位置に設けられた光学素子層を除く全ての光学素子層について、
当該光学素子層の形成ピッチ幅をPとし、当該光学素子層の断面視での頂部付近において幅が0.1Pとなる範囲でフィッティングした頂部の曲率半径をRtとしたとき、前記頂部のフィッティング曲率半径Rtが、
Rt≧0.1P
を満足し、かつ、
当該光学素子層の常温でのヤング率E’が、
200≦E’≦3000
を満足する
ことを特徴とする光学シート。 An optical sheet that converges or equalizes light from a light source,
A light incident surface on which light from the light source is incident;
A light exit surface that is provided on a surface opposite to the light incident surface and emits light from the light incident surface;
A plurality of laminated layers between the light incident surface and the light exit surface, and a convex shape that controls at least one of a traveling direction, an exit range, a wavelength component, and a luminance distribution of the light emitted from the light exit surface. An optical element layer having an optical element,
For all the optical element layers except the optical element layer provided at the position farthest from the light source among the plurality of optical element layers,
When the formation pitch width of the optical element layer is P, and the curvature radius of the top part fitted in the range where the width is 0.1 P in the cross-sectional view of the optical element layer is Rt, the fitting curvature of the top part is Rt. Radius Rt is
Rt ≧ 0.1P
Satisfied, and
The Young's modulus E ′ of the optical element layer at room temperature is
200 ≦ E ′ ≦ 3000
An optical sheet characterized by satisfying
前記光学素子層の対向する二組の辺のうち少なくとも一組の辺を支持する支持部材を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。 The plurality of optical element layers are each provided in a rectangular shape in plan view, and are arranged at positions where each overlaps in plan view,
The optical sheet according to claim 1, further comprising a support member that supports at least one set of two sets of opposing sides of the optical element layer.
ことを特徴とする請求項2に記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 2, wherein the support member supports all of two opposing sides of the optical element layer.
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 2, wherein the support member is made of metal.
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 2, wherein the support member is made of a resin.
前記光学素子層が前記支持部材に重合接着されている
ことを特徴とする請求項2から請求項5のうちいずれか一項に記載の光学シート。 The optical element layer is made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin or a radiation curable resin,
The optical sheet according to any one of claims 2 to 5, wherein the optical element layer is polymerized and bonded to the support member.
前記光学素子層が前記支持部材と同一部材である
ことを特徴とする請求項2から請求項5のうちいずれか一項に記載の光学シート。 The optical element layer is made of a thermosetting resin, a thermoplastic resin or a radiation curable resin,
The optical sheet according to any one of claims 2 to 5, wherein the optical element layer is the same member as the support member.
ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical element includes at least one of a prism and a lens.
ことを特徴とする請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein a light reflection layer is provided on the optical element layer.
ことを特徴とする請求項9に記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 9, wherein the light reflecting layer is provided on the light incident surface side of the optical element layer.
ことを特徴とする請求項9に記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 9, wherein the light reflecting layer is provided on the light emitting surface side of the optical element layer.
ことを特徴とする請求項9から請求項11のうちいずれか一項に記載の光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 9 to 11, wherein the light reflection layer is provided between the plurality of optical element layers.
前記光反射層が平面視で前記複数の光学素子の間に設けられている
ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の光学シート。 The optical element layer has a plurality of the optical elements,
The optical sheet according to claim 9 or 10, wherein the light reflection layer is provided between the plurality of optical elements in a plan view.
ことを特徴とする請求項1から請求項13のうちいずれか一項に記載の光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 1 to 13, wherein a light diffusion portion is provided inside the optical element.
前記光学シートの前記光入射面に光を照射する光源と
を備えることを特徴とするバックライトユニット。 The optical sheet according to any one of claims 1 to 14,
A backlight unit comprising: a light source that irradiates light to the light incident surface of the optical sheet.
前記バックライトユニットのうち前記光学シートの前記光射出面側に設けられ、前記光射出面から射出される光を用いて表示を行うディスプレイパネルと
を備えることを特徴とするディスプレイ装置。 The backlight unit according to claim 15;
A display device, comprising: a display panel that is provided on the light exit surface side of the optical sheet in the backlight unit and performs display using light emitted from the light exit surface.
ことを特徴とする請求項16に記載のディスプレイ装置。 The display device according to claim 16, wherein the light source includes at least one of a cold cathode fluorescent lamp, an LED, an EL, and a semiconductor laser.
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