JP2009163123A - Diffusion member, optical sheet, back light unit and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、拡散部材、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用される拡散部材、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a diffusing member, an optical sheet, a backlight unit, and a display device. In particular, the present invention relates to a diffusing member, an optical sheet, a backlight unit, and a display device used for illumination light path control in an image display device typified by a flat panel display.
最近の大型液晶テレビにおいては、複数本の冷陰極管やLED(Light Emitting Diode)を配置した直下型方式バックライトが採用されている。
画像表示素子と光源との間に光散乱性の強い樹脂板(拡散板)が用いられて、光源としての冷陰極管やLEDなどが視認されないようにされている。
拡散板は、光拡散効果により光を全方位に拡散するため、液晶表示画面を暗くする。また、拡散板の板厚は、光散乱性を高めるために通常1〜5mm程度の厚さを必要とするので、拡散板で少なからず光吸収され、液晶表示画面が暗くなる。
In recent large-sized liquid crystal televisions, direct type backlights in which a plurality of cold cathode tubes and LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged are employed.
A resin plate (diffusion plate) having a strong light scattering property is used between the image display element and the light source so that a cold cathode tube or an LED as a light source is not visually recognized.
The diffusing plate diffuses light in all directions by the light diffusing effect, and thus darkens the liquid crystal display screen. Moreover, since the thickness of the diffusion plate usually requires a thickness of about 1 to 5 mm in order to enhance the light scattering property, the diffusion plate absorbs light not a little, and the liquid crystal display screen becomes dark.
また、液晶テレビは年々薄型化していく傾向があるので、拡散板も薄型化される傾向があり、更なる拡散性能の向上が求められている。 Further, since the liquid crystal television tends to be thinner year by year, the diffusion plate also tends to be thinner, and further improvement of the diffusion performance is demanded.
従来、直下型方式バックライトに使用される拡散板は、光源である冷陰極管から出射される光を拡散させ、輝度ムラ(ランプイメージ)を低減させることを目的としている。しかしながら、完全にランプイメージを消すのは難しい。 Conventionally, a diffusion plate used in a direct type backlight is intended to diffuse light emitted from a cold cathode tube, which is a light source, and reduce luminance unevenness (lamp image). However, it is difficult to completely erase the lamp image.
完全にランプイメージを消すために、無理に拡散粒子を増やした場合には、全光線透過率が下がりすぎ、輝度低下を引き起こす原因となる。
また、全光線透過率を下げないよう拡散板の拡散粒子を減らすと、拡散効果も下がってしまう。
If the number of diffusing particles is forcibly increased in order to completely eliminate the lamp image, the total light transmittance is lowered too much, causing a decrease in luminance.
Further, if the diffusion particles of the diffusion plate are reduced so as not to reduce the total light transmittance, the diffusion effect is also lowered.
特許文献1〜3には、拡散性能を向上させる手段として、拡散板の出射面にレンズ形状を賦形した例が開示されている。たとえば、拡散板の上に凸型曲面を有するレンズシートが配置されている。
このような拡散板では、光源の配置に合わせてレンズの形状を設計し、レンズのアライメントを決定することが必要であり、製造工程が煩雑化する場合がある。また、拡散板の出射面にレンズ形状を賦形することにより、拡散板の全光線透過率が低下して、液晶表示画面を暗くする場合がある。さらにまた、拡散板の上に配置したレンズシートと液晶画素とからモアレ干渉縞が生じる場合もある。
Patent Documents 1 to 3 disclose examples in which a lens shape is formed on the exit surface of a diffusion plate as means for improving diffusion performance. For example, a lens sheet having a convex curved surface is disposed on the diffusion plate.
In such a diffusion plate, it is necessary to design the shape of the lens in accordance with the arrangement of the light sources and determine the alignment of the lens, and the manufacturing process may be complicated. Further, by shaping the lens shape on the exit surface of the diffuser plate, the total light transmittance of the diffuser plate may be lowered, and the liquid crystal display screen may be darkened. Furthermore, moire interference fringes may be generated from the lens sheet and the liquid crystal pixels arranged on the diffusion plate.
液晶表示画面の輝度を向上させる手段として、米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム(Brightness Enhancement Film:BEF)がレンズシートとして広く使用されている。
図7は、BEFの配置の一例を示す断面模式図であり、図8は、BEFの斜視図である。図7、8に示すように、BEF185は、部材186上に、断面三角形状の単位プリズム187が一方向に周期的に配列された光学フィルムである。この単位プリズム187は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)とされている。
As a means for improving the brightness of the liquid crystal display screen, a brightness enhancement film (BEF), which is a registered trademark of 3M USA, is widely used as a lens sheet.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the arrangement of BEF, and FIG. 8 is a perspective view of the BEF. As shown in FIGS. 7 and 8, the
BEF185は、“軸外(off−axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on−axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”することができる。すなわち、BEF185は、ディスプレイの使用時(観察時)に、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視野方向F’に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向(図6中に示す視野方向F’)側である。 The BEF 185 collects light from “off-axis” and redirects this light “on-axis” or “recycle” toward the viewer. can do. That is, the BEF 185 can increase the on-axis luminance by reducing the off-axis luminance when the display is used (observation). Here, “on-axis” is a direction that coincides with the viewing direction F ′ of the viewer, and is generally the normal direction to the display screen (the viewing direction F ′ shown in FIG. 6).
しかしながら、BEF185を用いた場合には、同時に反射/屈折作用による光成分が、視聴者の視野方向F’に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまう場合がある。
図9は、光強度と視野方向F’に対する角度との関係を示すグラフであって、線Aは理想的な系の光強度曲線であり、線BはBEF185を用いた前記光学シートから出射される光の光強度曲線である。
図9の線Bに示すように、BEF185を用いた前記光学シートでは、視聴者の視野方向F’、すなわち視野方向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が、視野方向F’に対する角度が±90°近辺には小さな光強度ピーク(サイドローブ)が発生し、横方向から無駄に出射される光も増えてしまっている。
一方、図9の線Aでは、サイドローブが示されず、視野方向F’の光強度も線Bよりも向上されている。
However, when the BEF 185 is used, the light component due to the reflection / refraction action may be unnecessarily emitted in the lateral direction without proceeding to the viewer's visual field direction F ′.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the light intensity and the angle with respect to the viewing direction F ′. Line A is an ideal system light intensity curve, and line B is emitted from the optical sheet using BEF185. This is a light intensity curve of light.
As shown by the line B in FIG. 9, in the optical sheet using the BEF185, the light intensity is maximized when the viewer's viewing direction F ′, that is, the angle with respect to the viewing direction F ′ is 0 ° (corresponding to the axial direction). However, a small light intensity peak (side lobe) occurs in the vicinity of ± 90 ° with respect to the viewing direction F ′, and the amount of light emitted from the lateral direction is increased.
On the other hand, the line A in FIG. 9 does not show side lobes, and the light intensity in the viewing direction F ′ is also improved over the line B.
BEF185に代表されるレンズシートを用いる際に、透明基材上に拡散フィラーが塗布され、拡散と集光の両方の機能を持つ拡散フィルム(以下、下拡散フィルム)を拡散板とレンズシートとの間に配置することによって、拡散板から出射される拡散光を効率よく集光することができるとともに、拡散板だけでは消しきれない光源の視認性を抑えることができる。 When a lens sheet represented by BEF185 is used, a diffusion filler is applied on a transparent substrate, and a diffusion film having a function of both diffusion and condensing (hereinafter referred to as a lower diffusion film) is formed between the diffusion plate and the lens sheet. By disposing in between, the diffused light emitted from the diffuser plate can be collected efficiently, and the visibility of the light source that cannot be erased by the diffuser plate alone can be suppressed.
さらにまた、レンズシートと液晶パネルとの間に光拡散フィルムを配置した場合には、サイドローブを低減させることができるとともに、規則的に配列されたレンズと液晶画素との間に生じるモアレ干渉縞を防ぐことができる。
しかし、下拡散フィルムおよび光拡散フィルムを用いる方式は、部材数が増加して、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になるとともに、光学シートの間のゴミが混入するなどの問題が生じる。
Furthermore, when a light diffusing film is disposed between the lens sheet and the liquid crystal panel, side lobes can be reduced and moire interference fringes generated between the regularly arranged lenses and the liquid crystal pixels. Can be prevented.
However, the method using the lower diffusing film and the light diffusing film increases the number of members, which complicates the work for assembling the display, and causes problems such as contamination between optical sheets.
特許文献4には、このような問題を解決するための手段として、前記単位プリズムのみからなる光学フィルムを用いるのではなく、単位レンズを二次元方向に一定のピッチで配列してなるアレイ構造の光学フィルムを用いたバックライトユニットが開示されている。
In
しかし、このような光学フィルムを用いたバックライトユニットにおいては、光源の位置とレンズの位置とのアライメントを行う必要があり、製造工程が煩雑になるという問題が発生した。さらに、光学フィルムを一体積層するために拡散板の出射面を平坦にする必要があるので、拡散板の出射面にレンズを賦形して集光性を高めることができなくなり、視野方向F’の輝度を向上させて画像の視認性を高めるという手段をとることができなくなった。
本発明は、上記問題を鑑みて、光源の位置に合わせてアライメントを行う必要が無く、拡散・集光性を向上させて、正面方向(観察者側)の輝度を向上させることができ、光強度の視角度依存性を低減するとともに、ランプイメージを低減する拡散部材、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention eliminates the need for alignment according to the position of the light source, improves the diffusion / condensability, and improves the luminance in the front direction (observer side). An object of the present invention is to provide a diffusion member, an optical sheet, a backlight unit, and a display device that reduce the dependency of the intensity on the viewing angle and reduce the lamp image.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の拡散部材は、ディスプレイの照明光路制御用の拡散部材であって、前記拡散部材は、拡散基材と光拡散透過層とからなり、前記拡散基材の観察者と反対側の面に前記光拡散透過層の観察者側の面が重ねられて形成されており、前記拡散基材は、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が40%〜80%、ヘイズ値が98%以上であり、前記光拡散透過層は、基材と光拡散透過層用単位レンズとからなり、前記基材の観察者と反対側の面に複数の前記光拡散透過層用単位レンズが一定のピッチで配列されており、前記基材は、全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が95%以下であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration. That is,
The diffusing member of the present invention is a diffusing member for controlling an illumination optical path of a display, and the diffusing member includes a diffusing base material and a light diffusing and transmitting layer, and is disposed on a surface opposite to the observer of the diffusing base material. The light diffusion / transmission layer is formed by superimposing the observer side surface, and the diffusion base material has a light diffusion region dispersed in a transparent resin, and has a total light transmittance of 40% to 80%, haze. The value is 98% or more, and the light diffusing and transmitting layer is composed of a base material and a unit lens for the light diffusing and transmitting layer, and a plurality of units for the light diffusing and transmitting layer are provided on a surface opposite to the observer of the base material. The lenses are arranged at a constant pitch, and the substrate has a total light transmittance of 80% or more and a haze value of 95% or less.
本発明の拡散部材は、前記光拡散透過層用単位レンズの形状が凸曲面形状または三角プリズム形状であり、弧状表面または稜線を有する第一頂部と、前記第一頂部から前記基材へ至る第一傾斜面とを有しており、前記第一頂部に行くに従い、対向する前記第一傾斜面の間の距離が次第に減少するように形成されていることを特徴とする。 In the diffusing member of the present invention, the light diffusing / transmitting layer unit lens has a convex curved surface shape or a triangular prism shape, a first apex portion having an arcuate surface or a ridgeline, and a first apex portion extending from the first apex portion to the base material. And a distance between the first inclined surfaces facing each other gradually decreases toward the first top.
本発明の拡散部材は、前記光拡散透過層の屈折率をnとし、前記光拡散透過層用単位レンズのピッチをPとし、断面視したときに、前記第一傾斜面が前記基材に接合する接合点から前記第一傾斜面への接線が、前記基材の観察者と反対側の面となす角をθとしたときに、前記基材の厚さTが下記式(1)を満たすことを特徴とする。 In the diffusing member of the present invention, the refractive index of the light diffusing / transmitting layer is n, the pitch of the unit lens for the light diffusing / transmitting layer is P, and the first inclined surface is bonded to the substrate when viewed in cross section. When the angle between the tangent line from the joining point to the first inclined surface and the surface of the substrate opposite to the viewer is θ, the thickness T of the substrate satisfies the following formula (1) It is characterized by that.
本発明の拡散部材は、前記光拡散領域が光拡散粒子であり、前記拡散基材の厚さが0.1〜5mmであることを特徴とする。 The diffusion member of the present invention is characterized in that the light diffusion region is a light diffusion particle, and the thickness of the diffusion base is 0.1 to 5 mm.
本発明の拡散部材は、前記透明樹脂が熱可塑性樹脂であり、前記光拡散領域が気泡を含んでなり、前記拡散基材の厚さが25〜500μmであることを特徴とする。 The diffusion member of the present invention is characterized in that the transparent resin is a thermoplastic resin, the light diffusion region includes bubbles, and the thickness of the diffusion base material is 25 to 500 μm.
本発明の拡散部材は、前記拡散基材が少なくとも1軸方向に延伸されてなることを特徴とする。 The diffusion member of the present invention is characterized in that the diffusion base material is stretched in at least one axial direction.
本発明の拡散部材は、前記光拡散透過層が光拡散粒子を含まないことを特徴とする。 The diffusing member of the present invention is characterized in that the light diffusing and transmitting layer does not contain light diffusing particles.
本発明の拡散部材は、前記光拡散透過層が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。 In the diffusing member of the present invention, the light diffusing and transmitting layer is made of a thermoplastic resin.
本発明の拡散部材は、前記光拡散透過層の基材が少なくとも1軸方向に延伸されてなることを特徴とする。 The diffusing member of the present invention is characterized in that the base material of the light diffusing and transmitting layer is stretched in at least one axial direction.
本発明の拡散部材は、前記拡散基材と前記光拡散透過層とが多層押出法により一体成形されていることを特徴とする。 The diffusion member of the present invention is characterized in that the diffusion base material and the light diffusion / transmission layer are integrally formed by a multilayer extrusion method.
本発明の拡散部材は、前記拡散基材と前記光拡散透過層の基材とが多層押出法により一体成形されていることを特徴とする。 The diffusion member of the present invention is characterized in that the diffusion base material and the light diffusion / transmission layer base material are integrally formed by a multilayer extrusion method.
本発明の拡散部材は、少なくとも1軸方向に延伸されてなることを特徴とする。 The diffusion member of the present invention is characterized by being stretched in at least one axial direction.
本発明の拡散部材は、前記拡散基材と前記光拡散透過層とが接着材又は粘着材により積層されていることを特徴とする。 The diffusing member of the present invention is characterized in that the diffusing base material and the light diffusing and transmitting layer are laminated with an adhesive or an adhesive.
本発明の拡散部材は、前記拡散基材と前記光拡散透過層の基材とが接着材又は粘着材により積層されていることを特徴とする。 The diffusing member of the present invention is characterized in that the diffusing base material and the base material of the light diffusing and transmitting layer are laminated with an adhesive or an adhesive.
本発明の光学シートは、ディスプレイの照明光路制御用の光学シートであって、前記光学シートは、先に記載の拡散部材と光学フィルムとからなり、前記拡散部材の観察者側の面に前記光学フィルムの観察者と反対側の面が重ねられて形成されており、前記光学フィルムが、光透過基材と光透過基材用単位レンズとからなり、前記光透過基材の観察者側の面に複数の前記光透過基材用単位レンズが一定のピッチで配列されており、前記光透過基材用単位レンズの形状が凸曲面形状であり、弧状表面を有する第二頂部と、前記第二頂部から前記光透過基材へ至る第二傾斜面とを有しており、前記第二頂部に行くに従い、対向する前記第二傾斜面の間の距離が次第に減少するように形成されていることを特徴とする。 The optical sheet of the present invention is an optical sheet for controlling an illumination optical path of a display, and the optical sheet is composed of the diffusion member and the optical film described above, and the optical member is formed on the observer side surface of the diffusion member. The surface opposite to the viewer of the film is formed by being overlapped, and the optical film is composed of a light-transmitting substrate and a unit lens for the light-transmitting substrate, and the surface of the light-transmitting substrate on the viewer side A plurality of unit lenses for the light-transmitting substrate are arranged at a constant pitch, the shape of the unit lenses for the light-transmitting substrate is a convex curved surface, the second top portion having an arcuate surface, and the second A second inclined surface that extends from the top to the light-transmitting substrate, and is formed such that the distance between the opposing second inclined surfaces gradually decreases as the second top is reached. It is characterized by.
本発明の光学シートは、前記光学フィルムと前記拡散部材との間に、複数の光マスクと、前記光マスクを離間する光透過用開口部とが設けられており、前記光透過開口部が、前記光透過基材用単位レンズの前記第二頂部に対応して設けられていることを特徴とする。 In the optical sheet of the present invention, a plurality of light masks and a light transmission opening for separating the light mask are provided between the optical film and the diffusion member, and the light transmission opening is It is provided corresponding to the second apex portion of the unit lens for a light transmissive substrate.
本発明の光学シートは、前記光学フィルムと前記拡散部材との間にドット状または線状のリブが配列され、前記リブを介して前記光学フィルムと前記拡散部材とが一体積層されてなることを特徴とする。 In the optical sheet of the present invention, dot-shaped or linear ribs are arranged between the optical film and the diffusing member, and the optical film and the diffusing member are integrally laminated via the rib. Features.
本発明の光学シートは、前記拡散基材の観察者側の面が略平坦な面であることを特徴とする。 The optical sheet of the present invention is characterized in that the viewer-side surface of the diffusion substrate is a substantially flat surface.
本発明の光学シートは、前記拡散基材の観察者側の面に一定のピッチで複数の拡散基材用単位レンズが配列されていることを特徴とする。 The optical sheet of the present invention is characterized in that a plurality of unit lenses for a diffusion base material are arranged at a constant pitch on the surface of the diffusion base material on the viewer side.
本発明のバックライトユニットは、先に記載の光学シートと、光源と、を備えることを特徴とする。 The backlight unit of the present invention includes the optical sheet described above and a light source.
本発明のバックライトユニットは、前記光源が線状光源であり、前記光拡散透過層用単位レンズの形状がレンチキュラー型であり、平面視したときに、前記レンチキュラー型レンズの長軸方向と前記線状光源の長軸方向とのなす角が20度以下であることを特徴とする。 In the backlight unit of the present invention, the light source is a linear light source, and the shape of the light diffusion / transmission layer unit lens is a lenticular type, and when viewed in plan, the major axis direction of the lenticular lens and the line The angle formed by the major axis direction of the light source is 20 degrees or less.
本発明のディスプレイ装置は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する画像表示素子と、先に記載のバックライトユニットと、を備えることを特徴とする。 A display device according to the present invention includes an image display element that transmits and blocks light in pixel units and displays an image, and the backlight unit described above.
本発明のディスプレイ装置は、前記画像表示素子が液晶表示素子であることを特徴とする。 The display device of the present invention is characterized in that the image display element is a liquid crystal display element.
上記構成によれば、光源の位置に合わせてアライメントを行う必要が無く、拡散・集光性を向上させて、正面方向(観察者側)の輝度を向上させることができ、光強度の視角度依存性を低減するとともに、ランプイメージを低減する拡散部材、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することができる。 According to the above configuration, it is not necessary to perform alignment according to the position of the light source, it is possible to improve the diffusion / condensability, improve the brightness in the front direction (observer side), and the viewing angle of the light intensity It is possible to provide a diffusion member, an optical sheet, a backlight unit, and a display device that reduce the dependency and reduce the lamp image.
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態である光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。
本発明の実施形態であるディスプレイ装置70は、画像表示素子35とバックライトユニット55とから概略構成されている。また、本発明の実施形態であるバックライトユニット55は、光学シート52とバックライト部45とから構成されている。さらにまた、本発明の実施形態である光学シート52は、光学フィルム1と拡散部材25とから概略構成されている。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an optical sheet, a backlight unit, and a display device according to an embodiment of the present invention.
The
光学シート52は、拡散部材25の観察者側の面26bに光学フィルム1の観察者と反対側の面17aが、光マスク22を介して、重ねられて形成されている。光学シート52は、ディスプレイの照明光路制御用の光学シートであり、ディスプレイ装置の照明光として用いるために、バックライトからの光の光路を制御するものである。
The
(拡散部材)
本発明の実施形態である拡散部材25は、拡散基材26と光拡散透過層27とからなり、拡散基材26の観察者と反対側の面26aに光拡散透過層27の観察者側の面23bが重ねられて形成されている。
(Diffusion member)
The diffusing
(光拡散透過層)
光拡散透過層27は、基材23と光拡散透過層用単位レンズ28とからなり、基材23の観察者と反対側の面23aに複数の光拡散透過層用単位レンズ28が一定のピッチで配列されている。
基材23の観察者側の面23bは、拡散基材26の観察者と反対側の面26aと接合されている。
(Light diffusion transmission layer)
The light diffusion /
A
基材23は、全光線透過率が80%以上であることが好ましい。全光線透過率が80%以上であれば、正面方向(観察者側)Fへ出射させる光の輝度を低下させることがない。逆に、全光線透過率が80%未満の場合には、正面方向(観察者側)Fへ出射させる光の輝度低下を生じさせるので好ましくない。なお、全光線透過率は、JIS K7361−1に準拠した測定値である。
The
また、基材23は、ヘイズ値が95%以下であることが好ましい。ヘイズ値が95%を超える場合には、基材23の観察者と反対側の面23aに光拡散透過層用単位レンズ28を形成しても十分な光拡散効果を得ることが出来ないので好ましくない。なお、ヘイズ値は、JIS K7136に準拠した測定値である。
The
光拡散透過層27に用いられる材料は、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂が好ましく、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、ポリプロピレンなどを挙げることができる。また、光拡散透過層27は、少なくとも1軸方向に延伸されていてもよい。
The material used for the light diffusing and transmitting
光拡散透過層27には、光拡散粒子が含まれないことがより望ましい。光拡散透過層27に、光拡散粒子が含有された場合には、光拡散透過層用単位レンズ28による光拡散効果が弱まってしまうためである。
More preferably, the light diffusing and transmitting
(拡散基材)
拡散基材26の観察者側の面26bは、略平坦な面とされている。そのため、光学フィルム1を積層一体化することが可能となる。なお、観察者側の面26bに、凹凸を付与しても、積層一体化するとその効果は得られなくなる。
(Diffusion base material)
An observer-
拡散基材26は、全光線透過率が40%〜80%であることが好ましい。全光線透過率が40%未満の場合には、正面方向(観察者側)Fへの出射光の輝度低下を生じさせるので好ましくなく、逆に、全光線透過率が80%を超える場合には、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するので好ましくない。
The
拡散基材26は、ヘイズ値が98%以上であることが好ましい。ヘイズ値が98%未満の場合は、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するので好ましくない。
The
拡散基材26は、透明樹脂に光拡散領域が分散されて形成されている。
前記透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、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、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンなどを用いることができる。
The
As the transparent resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or the like can be used. For example, a polycarbonate resin, an acrylic resin, a fluorine acrylic resin, a silicone acrylic resin, an epoxy acrylate resin, a polystyrene resin, a cycloolefin polymer , Methylstyrene resin, fluorene resin, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, and the like can be used.
前記光拡散領域は、光拡散粒子からなることが好ましい。好適な拡散性能を容易に得ることができるためである。
前記光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子;PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子;シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。
また、先に記載した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。
The light diffusion region is preferably made of light diffusion particles. This is because suitable diffusion performance can be easily obtained.
As the light diffusing particles, transparent particles made of an inorganic oxide or a resin can be used. As the transparent particles made of an inorganic oxide, for example, silica, alumina or the like can be used. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof; melamine-formalin condensate particles; PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetra Fluoropolymer particles such as fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer); silicone resin particles can be used.
Moreover, you may use combining 2 or more types of transparent particles from the transparent particle described previously. Furthermore, the size and shape of the transparent particles are not particularly defined.
前記光拡散領域として前記光拡散粒子を用いた場合には、拡散基材26の厚さが0.1〜5mmであることが好ましい。
拡散基板26の厚みが0.1〜5mmである場合には、最適な拡散性能と輝度を得ることができる。逆に、0.1mm未満の場合には、拡散性能が足りず、5mmを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じる。
When the light diffusion particle is used as the light diffusion region, the thickness of the
When the thickness of the
なお、前記透明樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、前記光拡散領域として気泡を用いてもよい。
熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散基材26の膜厚をより薄くすることが可能となる。
このような拡散基材26として、白色PETや白色PPなどを挙げることができる。白色PETは、PETと相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2)、硫酸化バリウム(BaSO4)のようなフィラーをPETに分散させた後、該PETを2軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。
In the case where a thermoplastic resin is used as the transparent resin, air bubbles may be used as the light diffusion region.
The internal surface of the bubble formed inside the thermoplastic resin causes diffused reflection of light, and a light diffusing function equivalent to or higher than that when light diffusing particles are dispersed can be expressed. Therefore, the film thickness of the
Examples of such a
なお、熱可塑性樹脂からなる拡散基材26は、少なくとも1軸方向に延伸されてなればよい。少なくとも1軸方向に延伸されれば、フィラーの周りに気泡を発生させることができるためである。
The
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2、6−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー,およびこれらを成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。 Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene-2, 6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cyclohexanedimethanol copolymer polyester resin, isophthalic acid copolymer polyester resin, and spiroglycol copolymer polyester. Resins, polyester resins such as fluorene copolymer polyester resins, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, and alicyclic olefin copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyamide, polyether , Polyester amide, polyether ester, polyvinyl chloride, cycloolefin polymer, and copolymers containing these as components Or the like can be used a mixture of these resins are not particularly limited.
前記光拡散領域として気泡を用いた場合には、拡散基材26の厚さが25〜500μmであることが好ましい。
拡散基材26の厚さが25μm未満の場合には、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなるので好ましくない。また、拡散基材26の厚さが500μmを超える場合には、光学性能に格別問題はないが、剛性が増すためロール状に加工しにくい、スリットが容易にできないなど、従来の拡散板と比較して得られる薄さのメリットが少なくなるので好ましくない。
When bubbles are used as the light diffusion region, the thickness of the
When the thickness of the
拡散部材25は、拡散基材26と光拡散透過層27を多層押出法により一体成形して形成することが好ましい。この際、光拡散透過層用単位レンズ28を共に押出成形して光拡散透過層27を形成することにより、製造工程をさらに簡略化することができる。また、拡散部材25は、少なくとも1軸方向に延伸されていてもよい。
多層押出法を用いることにより、製造工程を簡略化・効率化することができるとともに、製造コストを下げることができる。
The diffusing
By using the multilayer extrusion method, the manufacturing process can be simplified and made more efficient, and the manufacturing cost can be reduced.
拡散部材25は、拡散基材26と光拡散透過層27をそれぞれ別々に押出法、射出成型等により形成した後に、接着材又は粘着材により一体化して形成しても良い。
たとえば、接着材又は粘着材としては、一般的に用いられるラミネートなどを用いて拡散基材26と光拡散透過層27を貼り合せることができる。
The
For example, as the adhesive or adhesive material, the
なお、光拡散透過層用単位レンズ28は、基材23の観察者と反対側の面23aに、UV硬化樹脂などのような放射線硬化樹脂を用いて成形することができる
たとえば、押出法により基材23を板状部材として成形した後に、基材23の観察者と反対側の面23aに光拡散透過層用単位レンズ28をUV成形して形成することができる。あるいは、押出法により基材23を板状部材として成形して、これを拡散基材26と一体化した後に、基材23の観察者と反対側の面23aに光拡散透過層用単位レンズ28をUV成形することができる。
また、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体などを用いて、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって光拡散透過層用単位レンズ28を形成することもできる。
The
Light diffusion by injection molding or hot press molding using PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), acrylonitrile styrene copolymer, etc. The transmission
図2は、拡散部材25における光の経路を説明する断面模式図である。
拡散部材25は、拡散基材26と光拡散透過層27とが重ねられて形成されている。また、光拡散透過層27は、基材23と、基材23の観察者と反対側の面23aに一定のピッチで配列された光拡散透過層用単位レンズ28とから構成されている。また、基材23の観察者側の面23bには拡散基材26の観察者と反対側の面26aが接合されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a light path in the diffusing
The
基材23の観察者と反対側の面23a側には、バックライト(光源)41(図示略)が備えられ、バックライト(光源)41(図示略)からの光Hが拡散部材25に入射される構成とされている。
そのため、基材23の観察者と反対側の面23aと拡散基材26の観察者と反対側の面26aはそれぞれの部材の入射面とされ、基材23の観察者側の面23bと拡散基材26の観察者側の面26bはそれぞれの部材の出射面とされる。
A backlight (light source) 41 (not shown) is provided on the
Therefore, the
光拡散透過層用単位レンズ28の形状は、凸曲面形状または三角プリズム形状であることが好ましい。この形状であれば、光拡散性を向上させ、ランプイメージを低減することができる。たとえば、1次元または2次元に配列してなるレンズアレイを用いることができ、プリズムレンズアレイもしくはマイクロレンズアレイもしくはシリンドリカルレンズアレイもしくはこれらを複合してなる形状のレンズアレイなどを挙げることができる。
The shape of the light diffusion / transmission
光拡散透過層用単位レンズ28は、断面視したときに、凸曲面形状で形成されており、弧状表面を有する第一頂部28aと、第一頂部28aから基材23へ至る第一傾斜面28bと、略平坦な面28cを有している。また、光拡散透過層用単位レンズ28は、第一頂部28aに行くに従い、対向する第一傾斜面28bの間の距離が次第に減少するように形成されている。
また、第一傾斜面28bは基材23に接合点30で接合している。光拡散透過層用単位レンズ28は、ピッチPで配列され、隣接する光拡散透過層用単位レンズ28と、それぞれ接合点30で接合されている。
接合点30から光拡散透過層用単位レンズ28の表面への接線lが基材23の一面23aとなす角(以下、接角度)をθとしたときに、基材23の厚さTが下記式(2)を満たすことが好ましい。
The light diffusion / transmission
The first
When the angle (hereinafter referred to as the contact angle) formed by the tangent line 1 from the
上記式(2)の関係が満たされる場合には、図2に示すように、光源からの光は、矢印Hで示すように光拡散透過層用単位レンズ28に入射され、その凸曲面で矢印Lのように屈折され、光拡散透過層27の内部で1回集光された後、隣り合う光拡散透過層用単位レンズ28による拡散光が重なる範囲まで拡散されて、基材23の観察者側の面23bへ出射される。その後、拡散基材26の観察者と反対側の面(入射面)26aから拡散基材26の内部に入射され、拡散基材26の内部でさらに拡散された後、拡散基材26の観察者側の面(出射面)26bから正面方向(観察者側)Fへ向けて出射される。
このような光の拡散がなされることにより、ランプイメージを低減することができ、光強度の視角度依存性を低減した出射光とすることができる。なお、ランプイメージの低減とは、線状光源41の光を散乱させて輝度のムラをなくし、なおかつ光源41が透けて見えないようにすることである。
さらにまた、拡散部材25全体の全光線透過率を数%のオーダーでしか低下させないので、拡散基材26の観察者側の面(出射面)26bから正面方向(観察者側)Fへ向けて出射される光の輝度をほとんど低下させない。
また、バックライト(光源)41の位置と拡散部材25の位置とのアライメントを行う必要がなく、製造効率を向上させるとともに、製造コストを低減することができる。
When the relationship of the above formula (2) is satisfied, as shown in FIG. 2, the light from the light source is incident on the light diffusion / transmission
By diffusing such light, the lamp image can be reduced, and outgoing light with reduced viewing angle dependency of light intensity can be obtained. Note that the reduction of the lamp image is to scatter the light from the linear
Furthermore, since the total light transmittance of the entire diffusing
In addition, it is not necessary to align the position of the backlight (light source) 41 and the position of the diffusing
逆に、上記式(2)の関係が満たされない場合には、光拡散透過層27の内部で1回集光させて、最適な範囲で拡散されるように基材23の観察者側の面23bへ出射させることができず、ランプイメージの低減効果が不十分となり、バックライト(光源)41のランプイメージに起因する輝度ムラが視認される場合が発生するので好ましくない。さらに、光強度の視角度依存性を十分に低減することができない場合が発生し好ましくない。
On the other hand, when the relationship of the above formula (2) is not satisfied, the surface on the viewer side of the
光拡散透過層用単位レンズ28のピッチPの長さは、特に限定されず自由に設計することができる。
しかし、光拡散透過層用単位レンズ28のピッチPが大きすぎる場合には、上記式(2)の関係を満たすために、基材23の厚さTを厚くしなくてはならない。製造効率、製造コスト等を考慮すると、基材23の厚さTが厚いのは好ましくなく、現実的にはピッチPは0.5mm以下とすることが好ましく、0.2mm以下とすることがより好ましい。
The length of the pitch P of the
However, when the pitch P of the light diffusion / transmission
なお、拡散部材25を構成する拡散基材26の観察者側の面26bには、他の層が積層されていても良い。
図3は、他の層を積層した拡散部材の一例を示す断面図であって、図3(a)は、保護膜37を積層した場合の図であり、図3(b)は拡散基材用単位レンズ19を積層した場合の図であり、図3(c)は保護膜37と拡散基材用単位レンズ19を積層した場合の図である。
拡散基材用単位レンズ19を配置することにより、全光線透過率は低下するが、拡散性を向上させることができ、拡散基材26に添加する光拡散粒子の量を減らすことができる。さらに、形成するレンズアレイ形状による高い集光効果を得ることができる。
拡散基材用単位レンズ19としては、プリズムレンズアレイ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、または、これらを複合してなる形状のレンズアレイを挙げることができる。
また、保護膜37を配置することにより、同様の拡散効果を得ることができる。保護膜37は作成した拡散部材25に熱可塑性樹脂を塗布して形成しても良いし、押し出しや延伸で拡散部材25を作成する際に一体成型してもよい。
さらに、保護膜37を形成した上に、拡散基材用単位レンズ19を配置してもよい。より一層の拡散性能を得ることができる。
It should be noted that another layer may be laminated on the viewer-
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a diffusing member in which other layers are laminated. FIG. 3A is a diagram in the case where a
By disposing the
Examples of the diffusion
Further, the same diffusion effect can be obtained by arranging the
Further, the diffusion
(光学シート)
図1に示すように、光学シート52は、光学フィルム1と拡散部材25とが重ねられて形成されている。
(光学フィルム)
光学フィルムは1、光透過基材17と光透過基材用単位レンズ16とからなり、光透過基材17の観察者側の面17bには複数の光透過基材用単位レンズ16が一定のピッチで配列されている。
(Optical sheet)
As shown in FIG. 1, the
(Optical film)
The optical film is composed of a light-transmitting
光透過基材用単位レンズ16を、光透過基材17の観察者側の面17bに形成することにより、拡散部材25を通過してきた光を正面方向(観察者側)Fに集光させて、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させることができる。
By forming the light transmission
光透過基材17の観察者と反対側の面17aは略平坦な面とされており、複数の光マスク22が形成され、さらに拡散部材25が接合されている。
光透過基材17の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、拡散部材25に用いた材料を用いてもよい。拡散部材25に用いた材料を接合することで、反りの発生を抑制することができる。
The
As the material of the
なお、一つの部材の一面と他面にそれぞれ単位レンズを形成した場合には、モアレ干渉縞が生ずる場合があり、光学シート52は、光透過基材17の観察者側の面(出射面)17bに光透過基材用単位レンズ16を形成し、基材フィルム23の観察者と反対側の面(入射面)23aに光拡散透過層用単位レンズ28を形成するが、光透過基材17と基材フィルム23との間に拡散基材26が挿入される構成なので、先に記載した要因に起因するモアレ干渉縞を防ぐことができる。
In addition, when unit lenses are formed on one surface and the other surface of one member, moire interference fringes may occur, and the
光透過基材用単位レンズ16の形状は凸曲面形状であり、弧状表面を有する第二頂部16aと、第二頂部16aから光透過基材へ至る第二傾斜面16bとを有している。また、光透過基材用単位レンズ16は、第二頂部16aに行くに従い、対向する第二傾斜面16bの間の距離が次第に減少するように形成されている。さらにまた、光透過基材用単位レンズ16は、谷部13により離間されて一定のピッチで形成されている。
The shape of the light transmitting
光学フィルム1と拡散部材25との間には、複数の光マスク22と、光マスク22を離間する光透過用開口部15とが設けられている。光マスク22および光透過用開口部15のピッチは、光透過基材用単位レンズ16のピッチとほぼ同じピッチとされている。
光マスク22の位置は、谷部13の位置に対応する位置に形成されている。そのため、光透過用開口部15の位置は、光透過基材用単位レンズ16の第二頂部16aに対応する位置に設けられている。
Between the optical film 1 and the diffusing
The position of the
光マスク22は、光を透過させない材料から構成されるとともに、観察者側の面17b上に形成された光透過基材用単位レンズ16を離間する谷部13の位置と対応する位置に形成されるので、光学フィルム1に入射される光は、光マスク22を離間して形成される光透過用開口部15を通り、光透過基材用単位レンズ16に入射するため、拡散部材25を通過してきた光を効率よく正面方向(観察者側)Fへ出射する。
The
さらに、光マスク22は、たとえば金属材料や白色反射材などの光反射性部材から構成することができる。この場合、光マスク22により反射された光は、拡散部材25を構成する拡散基材26に戻されて、拡散基材26で再び光拡散された後、正面方向(観察者側)Fへ出射される。この工程が繰り返されることにより、バックライト(光源)41からの光をほとんどすべて正面方向(観察者側)Fへ出射させることができる。
Furthermore, the
上記のようにして光マスク22を形成した光学フィルム1の観察者と反対側の面17aの4辺に拡散部材25を両面テープで貼り合せることによって、光学シート52を形成することができる。例えば、拡散部材25の厚さは2mmとし、両面テープの幅は5mmとする。
The
本発明の実施形態である拡散部材25は、全光線透過率が40%〜80%、ヘイズ値が98%以上の拡散基材26と、全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が95%以下である光拡散透過層27からなる構成なので、集光・拡散特性を向上させ、ランプイメージを低減することができる。
The
本発明の実施形態である拡散部材25は、複数の光拡散透過層用単位レンズ28が一定のピッチで配列された基材23を備えた光拡散透過層27を有する構成なので、集光・拡散特性を向上させ、ランプイメージを低減することができる。
The diffusing
本発明の実施形態である拡散部材25は、光拡散透過層用単位レンズ28のピッチがPとされ、光拡散透過層27の屈折率がnとされ、第一傾斜面28bが基材23に接合する接合点30から光拡散透過層用単位レンズ28の表面28aへの接線lがなす角(接角度)をθとしたときに、基材23の厚さTが上記式(2)を満たす構成なので、集光・拡散特性を向上させ、ランプイメージを低減することができる。
In the diffusing
本発明の実施形態である拡散部材25は、光拡散透過層用単位レンズ28の形状が凸曲面形状であり、弧状表面を有する第一頂部28aと、第一頂部28aから基材23へ至る第一傾斜面28bとを有し、第一頂部28aに行くに従い、対向する第一傾斜面28bの間の距離が次第に減少するように形成されている構成なので、光拡散透過層用単位レンズ28の凸曲面から入射された光を、基材23の観察者側の面23bへ隣り合う光拡散透過層用単位レンズ28による拡散光が重なる範囲まで拡散させて出射することができる。その結果、集光・拡散特性を向上させ、ランプイメージを低減することができる。
In the diffusing
本発明の実施形態である拡散部材25は、拡散基材26の観察者と反対側の面26aに光拡散透過層27が接合され、観察者側の面26bが出射面とされ、前記出射面が略平坦な面である構成なので、光学フィルム1と一体化することができる。
In the diffusing
本発明の実施形態である拡散部材25は、拡散基材26が透明樹脂に光拡散粒子を分散させて形成される構成なので、容易に所望の拡散性能を得ることできる。
Since the diffusing
本発明の実施形態である拡散部材25は、拡散基材26が熱可塑性樹脂に気泡を分散させて形成される構成なので、熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、拡散基材26の膜厚をより薄くすることが可能となる。
The
本発明の実施形態である拡散部材25は、熱可塑性樹脂に、該熱可塑性樹脂と相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2)、硫酸化バリウム(BaSO4)のようなフィラーを分散させた後、少なくとも1軸方向に延伸されてなる拡散基材26を有する構成なので、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成することができる。そのため、熱可塑性樹脂の内部に形成された気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。
In the
本発明の実施形態である拡散部材25は、拡散基材26と光拡散透過層27とが多層押出法により一体成形される構成なので、容易に製造することができ、製造工程を簡略化するとともに、製造コストを低減することができる。
The
本発明の実施形態である拡散部材25は、拡散基材26と光拡散透過層27とが接着材又は粘着材により積層される構成なので、容易に製造することができ、製造工程を簡略化するとともに、製造コストを低減することができる。
The diffusing
本発明の実施形態である拡散部材25は、光拡散透過層27が拡散粒子を含まない構成なので、光拡散透過層用単位レンズ28による拡散効果を低減させない。
In the diffusing
本発明の実施形態である光学シート52は、光学フィルム1と拡散部材25との間に、複数の光マスク22と、光マスク22を離間する光透過用開口部15を有し、光学フィルム1を構成する光透過基材17の観察者側の面17bに配列された複数の光透過基材用単位レンズ16の第二頂部16aに対応するように光マスク22が形成されている構成なので、透過させる光をほとんど光透過基材用単位レンズ16の第二頂部16aの方向へ出射する光のみとすることができ、正面方向(観察者側)Fへの輝度が向上するようにできる。
The
本発明の実施形態である光学シート52は、光マスク22として光反射性部材を用いる構成なので、光マスク22により透過されない光を拡散基材26に戻して、拡散基材26で再び光拡散させた後、正面方向(観察者側)Fへ出射させる工程を繰り返すことができ、バックライト(光源)41からの光をほとんどすべて正面方向(観察者側)Fへ出射させることができる。
Since the
(バックライトユニット)
図1に示すように、本発明の実施形態であるバックライトユニット55は、直下型バックライトユニットであり、光学シート52と、バックライト部45とから概略構成されている。また、バックライト部45は、複数のバックライト(光源)41と反射板43とから構成されている。
(Backlight unit)
As shown in FIG. 1, a
バックライト(光源)41は、たとえば、シリンダー形状の複数の光源を用いることができる。シリンダー形状の複数の光源としては、たとえば、複数の線状の蛍光灯、冷陰極管(CCFL)あるいはLEDなどを用いることができる。
反射板43は、複数のバックライト(光源)41の正面方向(観察者側)Fと反対側に配置され、バックライト(光源)41から全方向に出射された光のうち、正面方向(観察者側)Fと反対側の方向に出射された光を反射させて正面方向(観察者側)Fに出射させることができる。その結果、正面方向(観察者側)Fに出射された光Hは、ほぼバックライト(光源)41から全方向に出射された光となる。このように反射板43を用いることによって、光の利用効率を高めることができる。反射板43としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、たとえば、一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。
As the backlight (light source) 41, for example, a plurality of cylindrical light sources can be used. As the plurality of cylindrical light sources, for example, a plurality of linear fluorescent lamps, cold cathode fluorescent lamps (CCFLs), LEDs, or the like can be used.
The
光学シート52を、複数のバックライト(光源)41の正面方向(観察者側)Fに配置することによって、バックライト(光源)41からの光Hをほぼ取り込むことができる。光Hは、光学シート52へ入射され、出射光Kとされる。出射光Kは、光学シート52の拡散効果により、バックライト(光源)41のランプイメージがなくされるとともに、光強度の視角度依存性が低減され、さらに、光学シート52の集光効果により、正面方向(観察者側)Fの輝度が向上されて出射される。
By arranging the
図4は、図1の矢印Xに示すように、バックライト(光源)41と光拡散透過層用単位レンズ28とを見たときの平面模式図である。バックライト(光源)41は線状光源であり、光拡散透過層用単位レンズ28はレンチキュラー型レンズで形成されている。また、光拡散透過層用単位レンズ28の軸方向mは、バックライト(光源)41の軸方向nに対して少し傾いて配置されている。
4 is a schematic plan view when the backlight (light source) 41 and the light diffusion / transmission
光拡散透過層用単位レンズ28の軸方向mとバックライト(光源)41の軸方向nとなす角θ41は、20度以下であることが好ましい。
角θ41が20度以下である場合には、バックライト(光源)41のランプイメージを解消させることができる。逆に、角θ41が20度を超える場合には、バックライト(光源)41のランプイメージを低減する効果が不十分となり、液晶表示画面でバックライト(光源)41のランプイメージが見えてしまう場合が発生する。
The angle θ 41 formed by the axial direction m of the light diffusion / transmission
When the angle θ 41 is 20 degrees or less, the lamp image of the backlight (light source) 41 can be eliminated. Conversely, when the angle θ 41 exceeds 20 degrees, the effect of reducing the lamp image of the backlight (light source) 41 becomes insufficient, and the lamp image of the backlight (light source) 41 can be seen on the liquid crystal display screen. A case occurs.
本発明の実施形態であるバックライトユニット55は、先に記載の光学シート52を備える構成なので、光源41からの光Hを光学シート52に入射させて出射する光Kの集光・拡散特性を向上させ、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視覚方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減することができる。
Since the
本発明の実施形態であるバックライトユニット55は、光源41が線状光源であり、光拡散透過層27の光拡散透過層用28単位レンズの形状がレンチキュラー型である場合に、平面視したときに、前記レンチキュラー型レンズの軸方向mと線状光源41の軸方向nとがなす角が20度以下とされる構成なので、ランプイメージを低減することができる。
The
(ディスプレイ装置)
図1に示すように、本発明の実施形態であるディスプレイ装置70は、画像表示素子35とバックライトユニット50とから構成されている。
画像表示素子35は、2枚の偏光板(偏光フィルム)31、33と、その間に挟持された液晶パネル32とからなる。液晶パネル32は、たとえば、2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成されている。
バックライトユニット50から出射された光Kは、偏光フィルター33を介して液晶部32に入射され、偏光フィルター31を介して正面方向(観察者側)Fに出射される。
(Display device)
As shown in FIG. 1, a
The
The light K emitted from the backlight unit 50 is incident on the
画像表示素子35は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、光学シート52により、正面方向(観察者側)Fへの輝度が向上され、光強度の視角度依存性が低減され、さらに、ランプイメージが低減された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。
画像表示素子35は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
The
The
なお、本発明の実施形態であるディスプレイ装置70に、拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。そうすることにより、画像品位をより向上させることができる。
In addition, you may arrange | position a diffusion film, a prism sheet, a polarization separation reflection sheet, etc. to the
本発明の実施形態であるディスプレイ装置70は、先に記載の光学シート52により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成なので、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視覚方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を画像表示素子35に表示することができる。
Since the
本発明の実施形態であるディスプレイ装置70は、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子35で、先に記載のバックライトユニット55により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成なので、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視覚方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。
A
本発明の実施形態であるディスプレイ装置70は、画像表示素子35が液晶表示素子であり、先に記載のバックライトユニット55により集光・拡散特性を向上させた光Kを利用する構成なので、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視覚方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。
In the
(実施形態2)
図5は、本発明の実施形態である光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の別の一例を示す断面模式図である。実施形態1と同様の部材には、同様の符号をつけて記載している。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the optical sheet, the backlight unit, and the display device according to the embodiment of the present invention. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
実施形態1と異なる構成は、まず、光透過基材用単位レンズ18の第二頂部18aにV字溝4が形成されている点である。次に、光学フィルム11と拡散部材25とがリブ29を介して接合されており、光学フィルム11と拡散部材25との間に空隙部14が設けられている点である。さらに、空隙部14内部で露出された拡散基材26の観察者側の面26bには拡散基材用単位レンズ19が形成されている点である。
以上3点を除いては、本発明の実施形態であるディスプレイ装置72は、実施形態1とほぼ同様な構成で形成されている。すなわち、ディスプレイ装置72は、画像表示素子35とバックライトユニット56とから構成されている。また、本発明の実施形態であるバックライトユニット56は、光学シート53、バックライト部45とから構成されている。バックライト部45は、バックライト(光源)41および反射板43とから構成されている。本発明の実施形態である光学シート53は、光学フィルム11と拡散部材25とから構成されている。
The configuration different from the first embodiment is that the V-shaped
Except for the above three points, the
バックライト(光源)41から光学シート53に入射された光Hは、光学シート53の内部で拡散・集光され、光学フィルム11の光透過基材用単位レンズ18から正面方向(観察者側)Fへ出射光Kとして出射される。
The light H incident on the
<光透過基材用単位レンズ18>
図6は、光学フィルム11の斜視図である。図6に示すように、複数の光透過基材用単位レンズ18は、光透過基材17の観察者側の面(出射面)17bに形成され、X方向に延設されるとともに、Y方向に一定の間隔(ピッチ)で配列されている。
光透過基材用単位レンズ18の形状は凸曲面形状であり、光透過基材17の観察者側の面(出射面)17bに面する平坦面18cと、弧状表面を有する第二頂部18aと、第二頂部18aから光透過基材17へ至る第二傾斜面18bとを有しており、第二頂部18aに行くに従い、対向する第二傾斜面18bの間の距離が次第に減少するように形成されている。また、光透過基材用単位レンズ18の頂部18aには、X方向に延びるV字溝4が形成されている。
<
FIG. 6 is a perspective view of the
The shape of the
このように、光透過基材用単位レンズ18の第二頂部18aにV字溝4を設けた場合には、V字溝4の側面と空気層界面とで生じる光の全反射によって光のリサイクルを生じさせ、従来のレンズシートよりも高い輝度上昇効果を得ることができる。
また、一般的なプリズムシートを輝度上昇フィルムとして用いた場合には光強度スペクトルにサイドローブを生じさせるおそれが発生するが、光透過基材用単位レンズ18の第二頂部18aにV字溝4を設けた場合には、V字溝4の両側の面が第二傾斜面18bとなっているため、光強度スペクトルのサイドローブを最小限に抑えることができ、かつ視野に対する急激な輝度低下(カットオフ)を緩和させることができる。
なお、光透過基材用単位レンズ18の上記形状に限定されず、例えば凸レンチキュラー形状やマイクロレンズ形状、プリズム形状等が挙げられる。
As described above, when the V-shaped
Further, when a general prism sheet is used as the brightness enhancement film, there is a possibility that side lobes may be generated in the light intensity spectrum. However, the V-shaped
In addition, it is not limited to the said shape of the
<拡散基材用単位レンズ19>
拡散基材用単位レンズ19を形成することにより、拡散部材25から出射された光の拡散性をより向上させて、光学フィルム11へ入射させることができる。
<
By forming the
このように拡散特性が向上された光学シート53を用いることにより、光学シート56から出射させる光Kを、光学利得が1以上の光とすることができる。ここで光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を1として、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。また、完全拡散とは、吸収が0で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が1以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。
By using the
<固定要素(リブ)29>
図5に示すように、上記のようにして拡散基材用単位レンズ19を形成した拡散部材25の観察者側の面25bの周辺に固定要素(リブ)29が配列され、拡散部材25が貼り合わされている。このようにして、光学シート53を形成することができる。
また、光学フィルム11と拡散部材25とを固定要素(リブ)29を介して接合することにより、光学フィルム11と拡散部材25との間に空隙部14を確保することができ、空隙部14内部で露出された拡散基材26の観察者側の面26bに、一定のピッチで配列させた拡散基材用単位レンズ19を保持することができる。なお、固定要素(リブ)29の形状はドット状でも線状でもよい。
さらにまた、固定要素(リブ)29を、光透過基材用単位レンズ18の谷間をアライメントすることで、輝度上昇効果を高めることができる。
<Fixing element (rib) 29>
As shown in FIG. 5, fixing elements (ribs) 29 are arranged around the observer-side surface 25b of the diffusing
Further, by joining the
Furthermore, the brightness increasing effect can be enhanced by aligning the valleys of the light transmission
本発明の実施形態である光学シート53は、空隙部14内部で露出された拡散基材26の観察者側の面26bに一定のピッチで配列された複数の拡散基材用単位レンズ19を備える構成なので、観察者側の面26bから光を効率的に出射させることができ、拡散特性を向上させ、ランプイメージを低減することができる。
The
本発明の実施形態である光学シート53は、光学フィルム11と拡散部材25との間に、ドット状または線状のリブ29を配置する構成なので、光学シート53を容易に製造することができ、製造工程を簡略化するとともに、製造コストを低減することができる。
Since the
本発明の実施形態であるバックライトユニット56は、先に記載した光学シート53を備える構成なので、集光・拡散特性を向上させ、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視覚方向の分布を滑らかにして光強度スペクトルのサイドローブを最小限に抑えるとともに、視野に対する急激な輝度低下(カットオフ)を緩和することができ、さらに、ランプイメージを低減することができる。
Since the
本発明の実施形態であるディスプレイ装置72は、先に記載した光学シート53を備える構成なので、集光・拡散特性を向上させ、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視覚方向の分布を滑らかにして光強度スペクトルのサイドローブを最小限に抑えるとともに、視野に対する急激な輝度低下(カットオフ)を緩和することができ、さらに、ランプイメージを低減した光を用いて、画像を表示する構成なので、正面方向(観察者側)Fの輝度を向上させ、光強度の視角依存性を少なくして、画像品位が高い画像を表示させることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
Since the
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited only to these examples.
まず、拡散基材として、透明樹脂に光拡散粒子を分散させたものについて検討を行った。
(実施例1)
MS(メチルメタクリレート・スチレン)ベースで拡散基材と光拡散透過層とを多層押出法にて成形した。その際、光拡散透過層側には、レンズピッチが100μm、接角度が50度となる光拡散透過層用単位レンズを賦形した。拡散基材の厚みを1.5mm、光拡散透過層の厚みを0.5mmとして、2mm厚の拡散部材(実施例1の拡散部材)を作製した。
First, as a diffusion base material, a transparent resin in which light diffusion particles are dispersed was examined.
Example 1
A diffusion base material and a light diffusion transmission layer were molded by a multi-layer extrusion method based on MS (methyl methacrylate / styrene). At that time, a unit lens for a light diffusing and transmitting layer having a lens pitch of 100 μm and a contact angle of 50 degrees was formed on the light diffusing and transmitting layer side. A diffusion member having a thickness of 2 mm (a diffusion member of Example 1) was prepared by setting the thickness of the diffusion base material to 1.5 mm and the thickness of the light diffusion / transmission layer to 0.5 mm.
次に、一面に光透過基材用単位レンズを備え、他面に前記光透過基材用単位レンズの位置に対応して形成された反射層を有する光学フィルムを準備した。その後、実施例1の拡散部材の光拡散透過層用単位レンズが賦形されていない面と、前記光学フィルムの反射層が設けられた面とを粘着材にて接合して、実施例1の光学シートを作製した。 Next, an optical film having a light-transmitting substrate unit lens on one surface and a reflective layer formed on the other surface corresponding to the position of the light-transmitting substrate unit lens was prepared. Thereafter, the surface of the diffusing member of Example 1 on which the unit lens for the light diffusing / transmitting layer is not shaped and the surface on which the reflective layer of the optical film is provided are joined with an adhesive, and the surface of Example 1 is joined. An optical sheet was produced.
実施例1の光学シートを、冷陰極管との距離が3mmとなるように設定して、直下式バックライトユニットを作製した。これを、液晶ディスプレイ装置の背面側に設置して、正面側からランプイメージが見えるかどうか確認した。実施例1の光学シートを用いた場合は、ランプイメージは見えなかった。 The optical sheet of Example 1 was set so that the distance from the cold cathode tube was 3 mm, and a direct type backlight unit was produced. This was installed on the back side of the liquid crystal display device, and it was confirmed whether the lamp image could be seen from the front side. When the optical sheet of Example 1 was used, the lamp image was not visible.
(比較例1)
MS(メチルメタクリレート・スチレン)ベースで拡散基材と光拡散透過層とを多層押出法にて成形した。その際、光拡散透過層側には、レンズピッチが100μm、接角度が40度となる光拡散透過層用単位レンズを賦形した。拡散基材の厚みを1.8mm、光拡散透過層の厚みを0.2mmとして、2mm厚の拡散部材(比較例1の拡散部材)を作製した。
次に、比較例1の拡散部材を用いた他は実施例1と同様にして、比較例1の光学シートを作製した。さらに、実施例1と同様にランプイメージの評価を行った。比較例1の光学シートを用いた場合は、ランプイメージが見え、NGレベルであった。
(Comparative Example 1)
A diffusion base material and a light diffusion transmission layer were molded by a multi-layer extrusion method based on MS (methyl methacrylate / styrene). At that time, a light diffusion / transmission layer unit lens having a lens pitch of 100 μm and a contact angle of 40 degrees was formed on the light diffusion transmission layer side. A diffusion member having a thickness of 2 mm (a diffusion member of Comparative Example 1) was prepared by setting the thickness of the diffusion base material to 1.8 mm and the thickness of the light diffusion / transmission layer to 0.2 mm.
Next, an optical sheet of Comparative Example 1 was produced in the same manner as Example 1 except that the diffusion member of Comparative Example 1 was used. Further, the lamp image was evaluated in the same manner as in Example 1. When the optical sheet of Comparative Example 1 was used, a lamp image was seen and the level was NG.
(比較例2)
まず、市販のMS(メチルメタクリレート・スチレン)ベースの2mm厚の拡散部材(比較例2の拡散部材)を準備した。
次に、比較例2の拡散部材を用いた他は実施例1と同様にして、比較例2の光学シートを作製した。さらに、実施例1と同様にランプイメージの評価を行った。比較例2の光学シートを用いた場合は、ランプイメージが見え、NGレベルであった。
(Comparative Example 2)
First, a commercially available MS (methyl methacrylate / styrene) -based diffusion member having a thickness of 2 mm (a diffusion member of Comparative Example 2) was prepared.
Next, an optical sheet of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the diffusion member of Comparative Example 2 was used. Further, the lamp image was evaluated in the same manner as in Example 1. When the optical sheet of Comparative Example 2 was used, a lamp image was seen and the level was NG.
次に、拡散基材として熱可塑性樹脂を用いたものについて検討を行った。
(拡散部材の作成)
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)のチップ、熱可塑性樹脂としてPETに対して非相溶なポリ−4−メチルペンテン−1のチップ、および、分散剤として分子量4000のポリエチレングリコールを混合した。これを、180℃で3時間、真空乾燥した後に押出機に供給し、常法により285℃で溶融してTダイ複合口金内に導入し、溶融体シートを得た。
得られた溶融体シートを、表面温度25℃に保たれた冷却ドラム上に密着させながら冷却固化して未延伸フィルムとした。
続いて、該未延伸フィルムを98度に過熱されたロール群を用いて長手方向に延伸した後、25℃のロール群で冷却し、一軸延伸フィルムとした。
次いで、該一軸延伸フィルムをクリップで保持しながらテンターに導き、105℃の加熱雰囲気下で長手方向に垂直な方向に延伸した後、さらに幅方向に弛緩しつつ、テンター内で220℃の熱処理を施して均一に除冷した。最後に、これを巻き取り、熱可塑性樹脂からなる試験例1の拡散基材サンプルを得た。
Next, the thing using the thermoplastic resin as a diffusion base material was examined.
(Create diffusion member)
First, a polyethylene terephthalate (PET) chip, a poly-4-methylpentene-1 chip incompatible with PET as a thermoplastic resin, and a polyethylene glycol having a molecular weight of 4000 as a dispersant were mixed. This was vacuum dried at 180 ° C. for 3 hours, then supplied to an extruder, melted at 285 ° C. by a conventional method, and introduced into a T-die composite die to obtain a melt sheet.
The obtained melt sheet was cooled and solidified while closely contacting on a cooling drum maintained at a surface temperature of 25 ° C. to obtain an unstretched film.
Subsequently, the unstretched film was stretched in the longitudinal direction using a roll group heated to 98 degrees, and then cooled in a roll group at 25 ° C. to obtain a uniaxially stretched film.
Next, the uniaxially stretched film is guided to a tenter while being held by a clip, stretched in a direction perpendicular to the longitudinal direction in a heated atmosphere at 105 ° C., and further heat-treated at 220 ° C. in the tenter while relaxing in the width direction. And uniformly cooled. Finally, this was wound up to obtain a diffusion base material sample of Test Example 1 made of a thermoplastic resin.
ポリ−4−メチルペンテン−1の添加量と延伸の倍率を変えたほかは、試験例1と同様にして、熱可塑性樹脂からなる試験例2〜23の拡散基材サンプルを得た。 Except that the amount of poly-4-methylpentene-1 added and the draw ratio were changed, diffusion base samples of Test Examples 2 to 23 made of a thermoplastic resin were obtained in the same manner as Test Example 1.
表1は、得られた試験例1〜23の拡散基材サンプルの全光線透過率(JIS K7361−1)およびヘイズ値(JIS K7136)を測定結果である。ポリ−4−メチルペンテン−1の添加量と延伸の倍率を変えることにより、全光線透過率とヘイズ値を変えることができた。
また、本試験例で使用する光拡散透過層および保護層の全光線透過率は99%以上、ヘイズ値は1%未満だった。
Table 1 shows the measurement results of the total light transmittance (JIS K7361-1) and haze value (JIS K7136) of the diffusion base material samples of Test Examples 1 to 23 obtained. The total light transmittance and the haze value could be changed by changing the addition amount of poly-4-methylpentene-1 and the stretching ratio.
The total light transmittance of the light diffusing and transmitting layer and the protective layer used in this test example was 99% or more, and the haze value was less than 1%.
次に、試験例1〜23の拡散基材サンプルに光拡散透過層、光拡散透過層用単位レンズ、保護層、拡散基材用単位レンズなどを接合して、試験例1〜23の拡散部材サンプルを作成した。なお、光拡散透過層や保護層としてはPETを使用した。また、光拡散透過層用単位レンズおよび出射面レンズアレイ(拡散基材用単位レンズ)の屈折率はいずれも1.5だった。 Next, the light diffusing / transmitting layer, the unit lens for the light diffusing / transmitting layer, the protective layer, the unit lens for the diffusing substrate, and the like are joined to the diffusion substrate samples of Test Examples 1 to 23, and the diffusing member of Test Examples 1 to 23 A sample was created. In addition, PET was used as the light diffusion / transmission layer and the protective layer. The refractive indexes of the unit lens for the light diffusing and transmitting layer and the exit surface lens array (unit lens for the diffusing substrate) were both 1.5.
試験例1〜4、6〜9、11〜14、19〜21、23の拡散基材サンプルについては、具体的には、積層一体押出し法で光拡散透過層と一体成形して、試験例1〜4、6〜9、11〜14、19〜21、23の拡散基材/光拡散透過層サンプルとした。このサンプルの光拡散透過層側の表面に易接着処理を施した。この易接着処理を施した面に、光硬化性のアクリル樹脂を塗布した後、あらかじめ半球状シリンドリカル型に切削した金型を押し当てた。その状態で、試験例1〜4、6〜9、11〜14、19〜21、23の拡散基材/光拡散透過層サンプルにUV光を照射して光拡散透過層用単位レンズを形成し、試験例1〜4、6〜9、11〜14、19〜21、23の拡散部材サンプルを得た。 About the diffusion base material samples of Test Examples 1-4, 6-9, 11-14, 19-21, and 23, specifically, they were integrally formed with the light diffusion / transmission layer by the laminated integral extrusion method, and Test Example 1 -4, 6-9, 11-14, 19-21, 23 diffusion base material / light diffusion transmission layer samples. The surface of the sample on the light diffusing and transmitting layer side was subjected to easy adhesion treatment. A photo-curing acrylic resin was applied to the surface subjected to the easy adhesion treatment, and then a die cut in advance into a hemispherical cylindrical mold was pressed. In this state, the diffusion base material / light diffusion / transmission layer samples of Test Examples 1 to 4, 6 to 9, 11 to 14, 19 to 21 and 23 are irradiated with UV light to form unit lenses for the light diffusion / transmission layer. The diffusion member samples of Test Examples 1 to 4, 6 to 9, 11 to 14, 19 to 21, and 23 were obtained.
また、試験例5、10の拡散基材サンプルについては、まず、その一面に易接着処理を施した。その後、この易接着処理を施した面に、光硬化性のアクリル樹脂を塗布し、あらかじめ半球状シリンドリカル型に切削した金型を押し当てた。その状態で、試験例5、10の拡散基材サンプルにUV光を照射して光拡散透過層用単位レンズを形成し、試験例5、10の拡散部材サンプルを得た。 In addition, for the diffusion base material samples of Test Examples 5 and 10, first, easy adhesion treatment was performed on one surface thereof. Thereafter, a photocurable acrylic resin was applied to the surface subjected to the easy adhesion treatment, and a die cut in advance into a hemispherical cylindrical mold was pressed. In that state, the diffusion base material samples of Test Examples 5 and 10 were irradiated with UV light to form a light diffusion / transmission layer unit lens, and the diffusion member samples of Test Examples 5 and 10 were obtained.
また、試験例15の拡散基材サンプルについては、積層一体押出し法で光拡散透過層と接合して、試験例15の拡散基材/光拡散透過層サンプルとした。次に、このサンプルの光拡散透過層側の表面に易接着処理を施した。この易接着処理を施した面に、溶剤に溶かしたアクリル樹脂を塗布し、熱した半球状マイクロレンズ型に切削した金型を押し当てた。その後、金型から取り外して、試験例15の拡散部材サンプルを得た。 In addition, the diffusion base material sample of Test Example 15 was joined to the light diffusion / transmission layer by the laminated integral extrusion method to obtain a diffusion base material / light diffusion transmission layer sample of Test Example 15. Next, an easy adhesion treatment was performed on the surface of the sample on the light diffusing and transmitting layer side. An acrylic resin dissolved in a solvent was applied to the surface subjected to the easy adhesion treatment, and the cut mold was pressed against a heated hemispherical microlens mold. Then, it removed from the metal mold | die and the diffusion member sample of Test Example 15 was obtained.
また、試験例16の拡散基材サンプルについては、層厚5μmのPETからなる保護層を拡散基材側に重ねた状態で、積層一体押出し法で光拡散透過層と一体成形して、試験例16の保護層/拡散基材/光拡散透過層サンプルとした。試験例16の保護層/拡散基材/光拡散透過層サンプルの光拡散透過層側の表面に易接着処理を施した。この易接着処理を施した面に、光硬化性のアクリル樹脂を塗布し、あらかじめ半球状シリンドリカル型に切削した金型を押し当てた。その状態で、試験例16の保護層/拡散基材/光拡散透過層サンプルにUV光を照射して光拡散透過層用単位レンズを形成し、試験例16の拡散部材サンプルを得た。 For the diffusion base material sample of Test Example 16, the protective layer made of PET having a layer thickness of 5 μm was integrally formed with the light diffusion / transmission layer by the laminated integrated extrusion method in a state where the protective layer was laminated on the diffusion base material side. Sixteen samples of protective layer / diffusion substrate / light diffusion transmission layer were used. The surface of the protective layer / diffusion substrate / light diffusion / transmission layer sample of Test Example 16 on the light diffusion / transmission layer side was subjected to an easy adhesion treatment. A photo-curing acrylic resin was applied to the surface subjected to the easy adhesion treatment, and a die cut in advance into a hemispherical cylindrical mold was pressed. In that state, the protective layer / diffusion substrate / light diffusion / transmission layer sample of Test Example 16 was irradiated with UV light to form a light diffusion / transmission layer unit lens, and a diffusion member sample of Test Example 16 was obtained.
また、試験例17の拡散基材サンプルについては、積層一体押出し法で光拡散透過層と一体成形して、試験例17の拡散基材/光拡散透過層サンプルとした。このサンプルの光拡散透過層側の表面に易接着処理を施した。この易接着処理を施した面に、光硬化性のアクリル樹脂を塗布した後、あらかじめ半球状シリンドリカル型に切削した金型を押し当てた。その状態で、試験例17の拡散部材サンプルにUV光を照射して光拡散透過層用単位レンズを形成した。その後に、同様の方法で出射面レンズアレイ(拡散基材用単位レンズ)を光硬化性のアクリル樹脂を用いて形成し、試験例17の拡散部材サンプルを得た。 In addition, the diffusion base material sample of Test Example 17 was integrally formed with the light diffusion / transmission layer by the laminated integral extrusion method to obtain the diffusion base material / light diffusion transmission layer sample of Test Example 17. The surface of the sample on the light diffusing and transmitting layer side was subjected to easy adhesion treatment. A photo-curing acrylic resin was applied to the surface subjected to the easy adhesion treatment, and then a die cut in advance into a hemispherical cylindrical mold was pressed. In this state, the light diffusing and transmitting layer unit lens was formed by irradiating the diffusion member sample of Test Example 17 with UV light. Thereafter, an exit surface lens array (a unit lens for a diffusion base material) was formed using a photocurable acrylic resin by the same method, and a diffusion member sample of Test Example 17 was obtained.
また、試験例18の拡散基材サンプルについては、層厚5μmのPETからなる保護層を拡散基材側に重ねた状態で、積層一体押出し法で光拡散透過層と一体成形して、試験例18の保護層/拡散基材/光拡散透過層サンプルとした。試験例18の保護層/拡散基材/光拡散透過層サンプルの光拡散透過層側の表面に易接着処理を施した。この易接着処理を施した面に、光硬化性のアクリル樹脂を塗布し、あらかじめ半球状シリンドリカル型に切削した金型を押し当てた。その状態で、試験例18の保護層/拡散基材/光拡散透過層サンプルにUV光を照射して光拡散透過層用単位レンズを形成した。その後に、同様の方法で出射面レンズアレイ(拡散基材用単位レンズ)を光硬化性のアクリル樹脂を用いて形成し、試験例18の拡散部材サンプルを得た。 For the diffusion base material sample of Test Example 18, the protective layer made of PET having a layer thickness of 5 μm was integrally formed with the light diffusion / transmission layer by the laminated integral extrusion method in a state where the protective layer was laminated on the diffusion base material side. Eighteen protective layers / diffusion base materials / light diffusion transmission layer samples were prepared. The surface of the protective layer / diffusion substrate / light diffusion / transmission layer sample of Test Example 18 on the light diffusion / transmission layer side was subjected to an easy adhesion treatment. A photo-curing acrylic resin was applied to the surface subjected to the easy adhesion treatment, and a die cut in advance into a hemispherical cylindrical mold was pressed. In this state, the protective layer / diffusion substrate / light diffusion / transmission layer sample of Test Example 18 was irradiated with UV light to form a light diffusion / transmission layer unit lens. Then, the exit surface lens array (unit lens for diffusion base material) was formed using a photocurable acrylic resin by the same method, and the diffusion member sample of Test Example 18 was obtained.
また、試験例22の拡散基材サンプルについては、別に作成した光拡散透過層に光硬化性のアクリル樹脂を用いて光拡散透過層用単位レンズを形成した後、粘着材を使って拡散基材と接合して(貼り付け法)、試験例22の拡散部材サンプルを得た。
以上の試験例1〜23の拡散部材サンプルの作成条件については、表1にまとめた。
Moreover, about the diffusion base material sample of Test Example 22, after forming a light diffusion / transmission layer unit lens on a separately prepared light diffusion transmission layer using a photocurable acrylic resin, the diffusion base material is formed using an adhesive material. (Diffusion method) to obtain a diffusion member sample of Test Example 22.
The preparation conditions for the diffusion member samples of Test Examples 1 to 23 are summarized in Table 1.
(光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置の作成)
試験例1〜23の拡散部材サンプルを37型のサイズにカットし、厚さ2mmの透明レンズシートに両面テープで4辺を貼り合わせ、試験例1〜23の光学シートを作成した。なお、両面テープの幅は5mmとし、画像表示領域内に両面テープが入らないようにした。
試験例1〜23の光学シートを、光拡散透過層用単位レンズを冷陰極管に対向させるようにバックライトに対して配置して、試験例1〜23のバックライトユニットを作成した。なお、厚さ2mmの透明レンズシートに貼り合わせることにより、拡散部材がバックライトの光源側にたるまないようすることができた。
また、半球状マイクロレンズ型の試験例15の拡散部材サンプル以外の試験例1〜14、16〜23の拡散部材サンプルについては、半球状シリンドリカル型の光拡散透過層用単位レンズの長軸方向を、バックライトの線状光源の長軸方向に平行となるように配置した。
さらに、液晶表示パネルに対して、正面方向(観察者方向)Fと反対側に、試験例1〜23のバックライトユニットを配置して、試験例1〜23の液晶表示装置を作成した。
(Creation of optical sheet, backlight unit, liquid crystal display)
The diffusion member samples of Test Examples 1 to 23 were cut into a 37-inch size, and four sides were bonded to a transparent lens sheet having a thickness of 2 mm with a double-sided tape, thereby producing optical sheets of Test Examples 1 to 23. The width of the double-sided tape was 5 mm so that the double-sided tape did not enter the image display area.
The optical sheets of Test Examples 1 to 23 were arranged with respect to the backlight so that the unit lenses for the light diffusing and transmitting layer were opposed to the cold cathode tubes, and the backlight units of Test Examples 1 to 23 were created. In addition, it was possible to prevent the diffusing member from sagging on the light source side of the backlight by bonding to a transparent lens sheet having a thickness of 2 mm.
For the diffusion member samples of Test Examples 1 to 14 and 16 to 23 other than the diffusion member sample of the hemispherical microlens type test example 15, the major axis direction of the hemispherical cylindrical type light diffusion / transmission layer unit lens is The backlight is arranged so as to be parallel to the long axis direction of the linear light source.
Furthermore, the backlight units of Test Examples 1 to 23 were arranged on the side opposite to the front direction (observer direction) F with respect to the liquid crystal display panel, thereby producing liquid crystal display devices of Test Examples 1 to 23.
(光学シートの拡散性評価)
拡散性の評価は、試験例1〜23の液晶表示装置の液晶表示パネルに白一色の画像を表示し、冷陰極管の垂直方向の輝度を、位置を変えて測定して得られた輝度分布データにより行った。
なお、輝度分布は冷陰極管に対応した波型の分布が得られるので、中心の5本分の冷陰極管に相当する輝度データを抽出して平均輝度を算出した後、平均輝度に対する輝度変化(%)を算出した。この輝度変化の標準偏差σが1%以内であれば、光学シートの拡散性が良好と判定した。
(Diffusion evaluation of optical sheet)
The evaluation of the diffusivity is a luminance distribution obtained by displaying a solid white image on the liquid crystal display panels of the liquid crystal display devices of Test Examples 1 to 23 and measuring the luminance in the vertical direction of the cold cathode tube at different positions. Performed by data.
Since the luminance distribution can be obtained as a wave distribution corresponding to the cold cathode fluorescent lamps, the luminance data corresponding to the five cold cathode fluorescent lamps at the center is extracted to calculate the average luminance, and then the luminance change with respect to the average luminance is calculated. (%) Was calculated. When the standard deviation σ of the luminance change was within 1%, it was determined that the diffusibility of the optical sheet was good.
その結果、試験例1、3、4、8、9、14〜23の光学シートは、輝度変化の標準偏差σが1%以内であり、光学シートの拡散性が良好と判定された。しかし、試験例2、5〜7、10〜13の光学シートは、輝度変化の標準偏差σが1%超であり、光学シートの拡散性が不良と判定された。試験例2、5〜7、10〜13の光学シートは、本発明の範囲外であるためと考察した。
なお、試験例1の拡散部材サンプルは、拡散性は良好であったが、全光線透過率が低く、表示画像が著しく暗かった。
As a result, the optical sheets of Test Examples 1, 3, 4, 8, 9, and 14 to 23 had a standard deviation σ of luminance change within 1%, and the optical sheet was determined to have good diffusibility. However, in the optical sheets of Test Examples 2, 5 to 7, and 10 to 13, the standard deviation σ of the luminance change was more than 1%, and it was determined that the optical sheet had poor diffusibility. The optical sheets of Test Examples 2, 5-7, and 10-13 were considered to be outside the scope of the present invention.
In addition, although the diffusing member sample of Test Example 1 had good diffusibility, the total light transmittance was low, and the displayed image was extremely dark.
H、K…光、P、Q…ピッチ、l…接線、T…基材フィルムの厚さ、θ…基材フィルムの一面と接線lがなす角度、θ41…レンチキュラー型レンズの軸方向nが線状光源の軸方向mとなす角度、1、11…光学フィルム、4…V字溝、13…谷部、14…空隙部、15…光透過用開口部、16、18…光透過基材用単位レンズ、16a…第一頂部、16b…第一傾斜面、17…光透過基材、17a…観察者と反対側の面、17b…観察者側の面(平坦面)、18a…第二頂部、18b…第二傾斜面、18c…平坦面、19…拡散基材用単位レンズ、22…光マスク、23…基材、23a…観察者と反対側の面、23b…観察者側の面、25…拡散部材、26…拡散基材、26a…観察者と反対側の面、26b…観察者側の面、27…光拡散透過層、28…光拡散透過層用単位レンズ、29…固定要素(リブ)、30…接合点、31、33…偏光板、32…液晶パネル、35…画像表示素子、37…保護膜、41…光源、43…反射板(反射フィルム)、45…バックライト部、52、53…光学シート、55、56…バックライトユニット、70、72…ディスプレイ装置、182…拡散フィルム、184…光拡散フィルム、185…BEF、186…透明部材、187…単位プリズム。
H, K ... light, P, Q ... pitch, l ... tangent, T ... substrate thickness of the film, one surface and the tangent line l is the angle of theta ... base film, axial n of theta 41 ... lenticular lens Angle formed with the axial direction m of the linear light source, 1, 11 ... optical film, 4 ... V-groove, 13 ... valley, 14 ... gap, 15 ... light transmission opening, 16, 18 ... light transmission substrate Unit lens, 16a ... first apex, 16b ... first inclined surface, 17 ... light transmitting substrate, 17a ... surface opposite to the observer, 17b ... observer side (flat surface), 18a ... second Top part, 18b ... Second inclined surface, 18c ... Flat surface, 19 ... Unit lens for diffusion base material, 22 ... Optical mask, 23 ... Base material, 23a ... Surface opposite to the observer, 23b ... Surface on the
Claims (23)
前記拡散部材は、拡散基材と光拡散透過層とからなり、前記拡散基材の観察者と反対側の面に前記光拡散透過層の観察者側の面が重ねられて形成されており、
前記拡散基材は、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が40%〜80%、ヘイズ値が98%以上であり、
前記光拡散透過層は、基材と光拡散透過層用単位レンズとからなり、前記基材の観察者と反対側の面に複数の前記光拡散透過層用単位レンズが一定のピッチで配列されており、
前記基材は、全光線透過率が80%以上、ヘイズ値が95%以下であることを特徴とする拡散部材。 A diffusing member for controlling an illumination optical path of a display,
The diffusion member is composed of a diffusion base material and a light diffusion / transmission layer, and is formed by superimposing an observer side surface of the light diffusion transmission layer on a surface opposite to the observer of the diffusion base material,
The diffusion base material has a light diffusion region dispersed in a transparent resin, has a total light transmittance of 40% to 80%, and a haze value of 98% or more,
The light diffusing and transmitting layer is composed of a base material and a unit lens for the light diffusing and transmitting layer, and the plurality of unit lenses for the light diffusing and transmitting layer are arranged at a constant pitch on a surface opposite to the observer of the base material. And
The diffusion member according to claim 1, wherein the base material has a total light transmittance of 80% or more and a haze value of 95% or less.
前記第一頂部に行くに従い、対向する前記第一傾斜面の間の距離が次第に減少するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の拡散部材。 The shape of the unit lens for the light diffusing and transmitting layer is a convex curved surface shape or a triangular prism shape, and has a first apex portion having an arcuate surface or a ridgeline, and a first inclined surface extending from the first apex portion to the base material. And
The diffusing member according to claim 1, wherein a distance between the first inclined surfaces facing each other gradually decreases as going to the first top.
前記基材の厚さTが下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項2に記載の拡散部材。
The diffusion member according to claim 2, wherein a thickness T of the base material satisfies the following formula (1).
前記光透過開口部が、前記光透過基材用単位レンズの前記第二頂部に対応して設けられていることを特徴とする請求項15に記載の光学シート。 Between the optical film and the diffusing member, a plurality of light masks and an opening for light transmission separating the light masks are provided,
The optical sheet according to claim 15, wherein the light transmission opening is provided corresponding to the second top of the unit lens for light transmission substrate.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101221 |
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