JP2009229760A - Optical component, back light unit, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示技術に関する。 The present invention relates to display technology.
特許文献1には、液晶表示装置のバックライトユニットにおいて使用する光学部品が記載されている。この光学部品は、各々がレンズを構成している複数の凸部が前面に設けられた光学機能層と、その背面と向き合った拡散層と、それらの間に介在した反射層とを含んでいる。反射層には、レンズの中央部に対応した位置に開口が設けられている。
この光学部品の拡散層を照明すると、拡散層は散乱光を放出する。この散乱光のうち、レンズの中央部に向けて進行する光は光学機能層に入射し、レンズの周縁部に向けて進行する光は反射層によって反射される。反射層によって反射された散乱光は、拡散層によって更に散乱されることなどによって進行方向を変化させ、最終的には光学機能層に入射する。光学機能層に入射した散乱光は、レンズによって広がり角を制御されて、光学機能層から射出される。 When the diffusion layer of this optical component is illuminated, the diffusion layer emits scattered light. Of this scattered light, light traveling toward the center of the lens is incident on the optical functional layer, and light traveling toward the peripheral edge of the lens is reflected by the reflective layer. The scattered light reflected by the reflective layer changes its traveling direction by being further scattered by the diffusion layer, and finally enters the optical functional layer. Scattered light that has entered the optical functional layer is emitted from the optical functional layer with a spreading angle controlled by a lens.
これから明らかなように、反射層は、レンズの周縁部への散乱光の入射を抑制する。それゆえ、この光学部品は、レンズの周縁部と空気層との界面での反射に起因して広角側へ出射する光が少ない。また、上記の通り、反射層が反射した光は、最終的にはレンズの中央部に入射する。従って、この光学部品を使用すると、所望の指向性と高い光利用効率とを達成することができる。 As is clear from this, the reflective layer suppresses the incidence of scattered light on the periphery of the lens. Therefore, this optical component emits less light to the wide-angle side due to reflection at the interface between the peripheral edge of the lens and the air layer. Further, as described above, the light reflected by the reflective layer finally enters the central portion of the lens. Therefore, when this optical component is used, desired directivity and high light utilization efficiency can be achieved.
ところで、大型の液晶表示装置の多くは、光源として複数の冷陰極管又はLED(light-emitting diode)を含んだ直下型バックライトユニットを使用している。直下型バックライトユニットを使用すると、画面全体に亘って明るい表示が可能である。 By the way, many large liquid crystal display devices use a direct type backlight unit including a plurality of cold cathode tubes or LEDs (light-emitting diodes) as a light source. When a direct type backlight unit is used, a bright display is possible over the entire screen.
直下型バックライトユニットを使用した場合、光源の配列に対応した輝度ムラを生じ易い。即ち、直下型バックライトユニットを使用した場合、画面にランプイメージが現れ易い。そのため、直下型バックライトユニットでは、エッジ型バックライトユニットで使用しているものと比較して、拡散能がより高い拡散層を使用している。 When the direct type backlight unit is used, luminance unevenness corresponding to the arrangement of the light sources is likely to occur. That is, when a direct type backlight unit is used, a lamp image tends to appear on the screen. For this reason, the direct type backlight unit uses a diffusion layer having a higher diffusion capacity than that used in the edge type backlight unit.
拡散層は、通常、透明材料とその中に分布した複数の透明粒子とからなる。このような拡散層は、例えば厚くすることにより、直下型バックライトユニットでの使用に十分な拡散能を達成する。 The diffusion layer is usually composed of a transparent material and a plurality of transparent particles distributed therein. Such a diffusion layer achieves a sufficient diffusion capacity for use in a direct type backlight unit, for example, by increasing the thickness.
しかしながら、この拡散層は、厚くすると全光線透過率が低下する。即ち、画面にランプイメージを生じることなしに明るい表示を行うことは難しい。 However, if this diffusion layer is thickened, the total light transmittance decreases. That is, it is difficult to perform bright display without generating a lamp image on the screen.
加えて、液晶表示装置は、薄型化の傾向にある。そのため、バックライトユニットには、これに使用される光学部品の薄型化と部品間の距離の短縮とが要求されている。
本発明の目的は、画面にランプイメージを殆ど生じることなく明るい表示が可能な薄型の表示装置を実現するのに有利な技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique advantageous for realizing a thin display device capable of bright display with almost no lamp image on the screen.
本発明の第1側面によると、光源が放射した光を拡散させるために使用され、前記光を入射させる第1主面と、前記第1主面に前記光を入射させたときに拡散光を射出する第2主面とを備えた光学部品であって、透明材料と、前記透明材料中に分布し、前記透明材料とは屈折率が異なる複数の領域とを含んだ拡散層と、一方の主面が前記第2主面を構成し、他方の主面が前記拡散透過層と向き合い、各々がレンズ又はプリズムからなる複数の光学素子を構成しているレリーフ構造が前記第2主面に設けられた光学機能層と、一方の主面が前記第1主面を構成し、他方の主面が前記拡散層を間に挟んで前記光学機能層と向き合い、各々がレンズ又はプリズムからなる複数の光学素子を構成しているレリーフ構造が前記第1主面に設けられ、前記第1主面は前記第2主面と比較して表面積がより小さい拡散透過層とを具備したことを特徴とする光学部品が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the first main surface is used for diffusing the light emitted from the light source, and the diffused light is incident when the light is incident on the first main surface. An optical component having a second main surface to be emitted, the transparent layer, and a diffusion layer including a plurality of regions distributed in the transparent material and having a refractive index different from that of the transparent material, A relief structure is provided on the second principal surface, the principal surface constituting the second principal surface, the other principal surface facing the diffuse transmission layer, and constituting a plurality of optical elements each consisting of a lens or a prism. A plurality of optical functional layers, wherein one main surface constitutes the first main surface, the other main surface faces the optical functional layer with the diffusion layer interposed therebetween, and each includes a lens or a prism. A relief structure constituting an optical element is provided on the first main surface, First major surface optical component, characterized in that the surface area as compared to the second major surface is provided with a smaller diffuse transmission layer.
本発明の第2側面によると、第1側面に係る光学部品と、前記光学部品を前記拡散透過層側から照明する光源とを具備したことを特徴とするバックライトユニットが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a backlight unit comprising the optical component according to the first aspect and a light source for illuminating the optical component from the diffuse transmission layer side.
本発明の第3側面によると、第2側面に係るバックライトユニットと、前記光学部品を間に挟んで前記光源と向き合った表示パネルとを具備したことを特徴とする表示装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a display device comprising the backlight unit according to the second aspect and a display panel facing the light source with the optical component interposed therebetween.
本発明によると、画面にランプイメージを殆ど生じることなく明るい表示が可能な薄型の表示装置を実現するのに有利な技術が提供される。 According to the present invention, there is provided a technique advantageous for realizing a thin display device capable of bright display with almost no lamp image on the screen.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function through all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の第1態様に係る表示装置を概略的に示す断面図である。
図1に示す表示装置70は、透過型液晶表示装置である。この表示装置70は、表示パネル35とバックライトユニット55とを含んでいる。表示装置70は、拡散フィルム、プリズムシート及び偏光分離反射シートなどの他の部品を更に含んでいてもよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a display device according to the first aspect of the present invention.
A
表示パネル35は、液晶パネル32と偏光板(偏光フィルム)31及び33とを含んでいる。液晶パネル32は、例えば、一対のガラス基板と、それらの間に挟持された液晶層とを含んでいる。偏光板31及び33は、液晶パネル32の前面及び背面にそれぞれ貼り付けられている。
The
なお、「前面」は観察者側の面であり、「背面」はその裏面である。また、「前方」は背面側から前面側への方向であり、「後方」は前面側から背面側への方向である。 The “front surface” is the surface on the observer side, and the “back surface” is the back surface. Further, “front” is a direction from the back side to the front side, and “rear” is a direction from the front side to the back side.
表示パネル35は、複数の画素を含んでいる。各画素は、これに書き込まれる映像信号に応じて透過率が変化する。表示パネル35は、例えば、その背面を白色光で一様に照明した状態で画素の透過率を制御することにより、任意の画像を表示する。
The
表示パネル35は、本態様では透過型表示パネルであるが、半透過型表示パネルであってもよい。即ち、表示装置70は、半透過型液晶表示装置であってもよい。
The
或いは、液晶パネル32を含んだ表示パネル35の代わりに、他の表示パネルを使用してもよい。例えば、光透過性の着色パターンによって静止画像を表示する表示パネルを使用してもよい。
Alternatively, instead of the
バックライトユニット55は、表示パネル35の背面側に設置されている。バックライトユニット55は、バックライト本体45と光学部品52とを含んでいる。
The
バックライト本体45は、複数の光源41と反射層43と図示しない支持体とを含んでいる。光源41と反射層43とは、支持体に支持されている。
The backlight
光源41としては、例えば、線光源を用いることができる。線光源としては、例えば、蛍光灯又は冷陰極管(CCFL)を使用することができる。光源41として、点光源を用いてもよい。点光源としては、例えば、LEDを使用することができる。
As the
反射層43は、光源41を間に挟んで表示パネル35と向き合っている。典型的には、反射層43は、樋形状を有している。反射層43は、光反射性のフィルム又はシート、例えば白色のフィルム又はシートである。反射層43は、金属板などの支持体上に形成された層であってもよい。
The
バックライト本体45では、光源41は、ほぼ全方位に光を放出する。反射層43は、光源41が後方に放出した光を前方Fへ反射する。そして、反射層43は、図1に示すような樋形状を有している場合には、光源41が側方に放出した光を前方Fへ反射する。従って、バックライト本体45は、光源41が放出した光のほぼ全てを前方Fへ進行させる。
In the
光学部品52は、光源41と表示パネル35との間に介在している。光学部品52は、拡散部材25とマスク層22と光学機能層1とを含んでいる。拡散部材25と光学機能層1とは、マスク層22を間に挟んで一体化されている。
The
拡散部材25は、拡散透過層と拡散層26とを含んでいる。
拡散透過層は、光透過層23と複数の凸部28とを含んでいる。
The
The diffuse transmission layer includes a
光透過層23は、凸部28を間に挟んで光源41と向き合っている。光透過層23は、光透過性を有している層である。
The
光透過層23は、典型的には、全光線透過率が拡散層26の全光線透過率と等しいか又はそれよりも大きい。光透過層23の全光線透過率は、例えば80%以上である。全光線透過率が十分に大きければ、光透過層23が前方(観察者側)Fへ射出する光の輝度が不十分となることがない。なお、全光線透過率は、日本工業規格JIS K7361−1に準拠した測定値である。
The
光透過層23は、拡散層26と比較して拡散能が小さい。光透過層23のヘイズ値は、例えば95%以下である。ヘイズ値が大きい場合、凸部28によって生じる光拡散効果が小さい。なお、ヘイズ値は、日本工業規格JIS K7136に準拠した測定値である。
The
光透過層23の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂などの透明樹脂を使用することができる。そのような樹脂としては、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、ポリエチレンテレフタレート又はポリプロピレンを使用することができる。
As a material of the
光透過層23は、無延伸であってもよく、一軸又は二軸に延伸されていてもよい。また、光透過層23は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
The
光透過層23は、上記の樹脂に加え、光拡散粒子を更に含んでいてもよい。但し、光透過層23に光拡散粒子を含有させると、凸部28によって生じる光拡散効果が小さくなる。従って、典型的には、光透過層23には、光拡散粒子を含有させない。
The
凸部28は、光透過層23に支持されている。具体的には、凸部28は、光透過層23の背面23a上で配列している。典型的には、凸部28は一定のピッチで配列している。凸部28は、拡散透過層の背面にレリーフ構造を形成している。
The
凸部28の各々は、光学素子としてレンズ又はプリズムを構成している。凸部28は、光透過層23の背面23a上で、一方向に配列していてもよく、複数方向に配列していてもよい。前者の場合、凸部28の各々は、例えば、レンチキュラ若しくはシリンドリカルレンズ又は三角プリズムである。後者の場合、凸部28の各々は、例えば、光透過層23の背面23aに垂直な対称軸を有しているレンズ又は角錐状のプリズムである。
Each of the
これら凸部28は、例えば、複数のレンズを1次元又は2次元的に配列してなるレンズアレイを形成している。これら凸部28は、複数のプリズムを1次元又は2次元的に配列してなるプリズムアレイを形成していてもよい。
These
これら凸部28は、形状が同一であってもよく、異なっていてもよい。後者の場合、一部の凸部28がレンズであり、残りの凸部28がプリズムであってもよい。或いは、全ての凸部がレンズであり、一部の凸部と残りの凸部とで形状が異なっていてもよい。或いは、全ての凸部がプリズムであり、一部の凸部と残りの凸部とで形状が異なっていてもよい。ここでは、一例として、凸部28は、形状が互いに等しいレンチキュラであり、一次元的に配列しているとする。
These
凸部28は、例えば、光透過層23の背面23a上に、紫外線硬化樹脂などの放射線硬化樹脂を塗布し、この塗膜に型押ししながら紫外線などの放射線を照射することにより得られる。或いは、凸部28は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー及びアクリルニトリルスチレン共重合体などの熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いた射出成形法又は熱プレス成形法によって形成することもできる。凸部28の材料は、光透過層23の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
The
拡散層26は、光透過層23及び凸部28を間に挟んで光源41と向き合っている。拡散層26の背面26aは、光透過層23の前面23bと直接に又は図示しない接着剤層若しくは粘着剤層を介して接合されている。
The
拡散層26は、透明材料と、この透明材料中に分布した複数の領域とを含んでいる。これら領域は、例えば、拡散層26中でほぼ一様に分布している。
The
透明材料は、例えば熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂などの透明樹脂である。この透明樹脂としては、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、アクリロニトリル−スチレン共重合体、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又はポリプロピレンを使用することができる。 The transparent material is a transparent resin such as a thermoplastic resin and a thermosetting resin. As this transparent resin, for example, polycarbonate resin, acrylic resin, fluorine acrylic resin, silicone acrylic resin, epoxy acrylate resin, acrylonitrile-styrene copolymer, polystyrene resin, cycloolefin polymer, methylstyrene resin, fluorene resin, Polyethylene terephthalate or polypropylene can be used.
透明材料中に分布している複数の領域は、透明材料とは屈折率が異なっている。これら領域は、例えば、光拡散粒子又は空孔である。 The plurality of regions distributed in the transparent material have a refractive index different from that of the transparent material. These regions are, for example, light diffusing particles or holes.
光拡散粒子としては、例えば、無機物又は樹脂からなる透明粒子を使用することができる。無機物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ及びアルミナなどの酸化物からなる粒子を使用することができる。樹脂からなる透明粒子としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂若しくはそれらの架橋体;メラミンホルムアルデヒド樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、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、ポリフルオロビニリデン及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂;又はシリコーン樹脂からなる粒子を使用することができる。光拡散粒子として、これらの1種を単独で使用してもよく、これらの2種以上を混合して使用してもよい。また、光拡散粒子の形状は任意である。 As the light diffusing particles, for example, transparent particles made of an inorganic material or a resin can be used. As the transparent particles made of an inorganic material, for example, particles made of an oxide such as silica and alumina can be used. Transparent particles made of resin include acrylic resin, styrene resin, acrylic styrene resin, or a cross-linked product thereof; melamine formaldehyde resin; polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyfluorovinylidene Fluorine resin such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer; or particles made of silicone resin can be used. As the light diffusion particles, one of these may be used alone, or two or more of these may be mixed and used. Further, the shape of the light diffusing particles is arbitrary.
透明材料及び光拡散粒子は、光透過層23とは材料が異なっていてもよい。或いは、透明材料又は光拡散粒子は、光透過層23と材料が同一であってもよい。
The material of the transparent material and the light diffusion particle may be different from that of the
空孔は、例えば、熱可塑性樹脂とこれに分散させた粒子とを含んだ層を形成し、この層を適度に加熱しながら1軸又は2軸延伸することにより得られる。即ち、この層を適度に加熱しながら延伸することにより、熱可塑性樹脂と粒子との間に隙間を生じさせ、この隙間を空孔として利用することができる。 The pores can be obtained, for example, by forming a layer containing a thermoplastic resin and particles dispersed therein and stretching the layer uniaxially or biaxially while heating the layer appropriately. That is, by stretching this layer while heating appropriately, a gap is formed between the thermoplastic resin and the particles, and this gap can be used as a void.
この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、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及びフルオレン共重合ポリエステル樹脂などのポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン及び脂環式オレフィン共重合樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリメチルメタクリレート及びアクリロニトリル−スチレン共重合体などのアクリル樹脂、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、これらを成分とする共重合体、又はこれら樹脂の混合物を使用することができる。 Examples of the thermoplastic resin include polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cyclohexanedimethanol copolymer polyester resin, isophthalic acid copolymer polyester resin, spiroglycol copolymer polyester resin, and fluorene. Polyester resins such as copolyester resins, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polymethylpentene and alicyclic olefin copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and acrylonitrile-styrene copolymers, polycarbonate, polystyrene, polyamide, Polyether, polyester amide, polyether ester, polyvinyl chloride, cycloolefin polymer These may be used a copolymer whose components, or mixtures of these resins.
熱可塑性樹脂に分散させる粒子としては、例えば、酸化チタン及び硫酸バリウムなどの無機粒子を使用することができる。或いは、延伸時に熱可塑性樹脂と比較して十分に硬質であれば、熱可塑性樹脂に分散させる粒子として、この熱可塑性樹脂に対して非相溶性の樹脂粒子を使用してもよい。 As particles dispersed in the thermoplastic resin, for example, inorganic particles such as titanium oxide and barium sulfate can be used. Alternatively, resin particles that are incompatible with the thermoplastic resin may be used as the particles to be dispersed in the thermoplastic resin as long as they are sufficiently hard as compared with the thermoplastic resin at the time of stretching.
拡散層26の全光線透過率は、例えば、40%乃至80%の範囲内にある。全光線透過率が小さすぎると、前方Fへ光を十分に射出させることができない。全光線透過率が大きすぎると、十分な拡散能が得られず、それゆえ、均一な面内輝度を達成できない。
The total light transmittance of the
拡散層26のヘイズ値は、例えば98%以上である。ヘイズ値が小さい場合、十分な拡散能が得られず、それゆえ、均一な面内輝度を達成できない。
The haze value of the
透明材料中に分布させる複数の領域として光拡散粒子を用いた場合、拡散層26の厚さは、例えば0.1mm乃至5mmの範囲内とする。拡散層26が薄すぎる場合、十分な拡散能が得られない。拡散層26が厚すぎる場合、十分な全光線透過率が得られない。
When light diffusing particles are used as a plurality of regions distributed in the transparent material, the thickness of the
透明材料中に分布させる複数の領域として空孔を用いた場合、拡散層26の厚さは、例えば25μm乃至500μmの範囲内とする。拡散層26が薄すぎる場合、拡散層26の腰が弱く、皺を発生し易い。拡散層26が厚すぎる場合、十分な全光線透過率が得られない。
When pores are used as the plurality of regions distributed in the transparent material, the thickness of the
ここで、拡散部材25について、更に詳しく説明する。
図2は、拡散部材における光の経路を示す断面図である。なお、図2において、参照符号28aは凸部28の頂部を示し、参照符号28bは凸部28の側面又は傾斜面28bを示し、参照符号28cは凸部28の底面を示している。そして、参照符号30は、側面28bと凸部28の底面との接合位置を示している。
Here, the
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a light path in the diffusing member. In FIG. 2,
上記の通り、バックライト本体45は、光源41が放出した光のほぼ全てを前方Fへ進行させる。前方Fへ進行する光Hは、レンズを構成している凸部28に入射する。これらレンズの焦点が光透過層23の背面23aと前面23bとの間に位置している場合、レンズに入射した光は、図2に矢印Lで示すように光透過層23内で集束及び発散して、拡散層26に入射する。従って、光透過層23及び凸部28を省略した場合と比較して、拡散層26に対してより均一に及び/又はより多様な方向から光を入射させることができる。それゆえ、拡散層26を薄くした場合であっても、光強度の面内ばらつきを生じ難く、また、観察角度依存性が過剰に大きくなることがない。特に、以下に数式を用いて説明する構成を採用すると、拡散層26を薄くすることに伴う光強度の面内ばらつき及び観察角度依存性増大を更に生じ難くすることができる。
As described above, the
即ち、凸部28のうち1方向に配列したものの頂部28aを通り、それら凸部28の配列方向と光透過層23の厚さ方向とに平行な断面に着目する。図2に示す断面は、そのような断面の1つである。そして、この断面において、凸部28の各々の側面28bがその底面28cとの接合位置30で先の底面に対して為す角度、即ち、接合位置30における凸部28の接線lが凸部28の底面28cに対して為す角度をθとし、それら凸部のピッチをPとする。これら角度θ及びピッチPと光透過層23の厚さT及び屈折率nとが下記不等式に示す関係を満足するように、凸部28及び光透過層23を設計する。
この設計を採用すると、レンズの焦点から光透過層23の背面23aまでの距離は、レンズの焦点から光透過層23の前面23bまでの距離と比較してより短くなる。それゆえ、例えば、光透過層23の背面23aに向けて垂直方向から光Hを平行ビームとして照射すると、各レンズに入射した光ビームは、拡径して拡散層26に入射する。その結果、或るレンズを透過した光ビームとその隣のレンズを透過した光ビームとは、拡散層26の背面26a上で部分的に重なり合う。それゆえ、この構成を採用すると、拡散層26を薄くすることに伴う光強度の面内ばらつきと観察角度依存性の増大とを更に生じ難くすることができる。
When this design is adopted, the distance from the focal point of the lens to the
このように、凸部28及び光透過層23を設けると、拡散層26を薄くした場合であっても、光強度の面内ばらつきと観察角度依存性とが過剰に大きくなるのを十分に防止できる。そして、この効果は、拡散透過層を薄くした場合であっても、凸部28と光透過層23とに適当な設計を採用することにより得ることができる。
As described above, when the
また、凸部28と光透過層23とからなる拡散透過層は、拡散部材25の全光線透過率に殆ど影響を及ぼさない。例えば、拡散透過層を追加することに伴う拡散部材25の全光線透過率の減少は数%である。この値は、拡散層26を薄くすることに伴う全光線透過率の増加と比較して小さい。
Further, the diffuse transmission layer composed of the
この拡散部材25において、ピッチPは任意である。但し、ピッチPが大きすぎる場合には、上記不等式に示す関係を満足させるために、厚さTを大きくしなくてはならない。製造効率及び製造コストなどを考慮すると、厚さTが大きいことは好ましくない。ピッチPは、例えば0.5mm以下とし、好ましくは0.2mm以下とする。
In this diffusing
光学機能層1は、マスク層22を間に挟んで拡散層26と向き合っている。光学機能層1は、光透過層17と複数の凸部16とを含んでいる。
The optical
光透過層17は、光透過性を有している層である。光透過層17の背面17a及び前面17bは、ほぼ平坦である。
The
光透過層17の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を使用することができる。光透過層17の材料は、拡散部材25が含んでいる層の何れかに用いた材料と同一であってもよい。例えば、光透過層17の材料は、光透過層23の材料と同一であってもよい。こうすると、反りの発生を抑制することができる。
As a material of the
凸部16は、光透過層17に支持されている。具体的には、凸部16は、光透過層17の前面17b上で配列している。典型的には、凸部16は一定のピッチで配列している。凸部16は、光学機能層1の前面にレリーフ構造を形成している。
The
凸部16の各々は、光学素子としてレンズ又はプリズムを構成している。凸部16は、光透過層17の前面17b上で、一方向に配列していてもよく、複数方向に配列していてもよい。前者の場合、凸部16の各々は、例えば、レンチキュラ若しくはシリンドリカルレンズ又は三角プリズムである。後者の場合、凸部16の各々は、例えば、光透過層17の前面17bに垂直な対称軸を有しているレンズ又は角錐状のプリズムである。
Each of the
これら凸部16は、例えば、複数のレンズを1次元又は2次元的に配列してなるレンズアレイを形成している。これら凸部16は、複数のプリズムを1次元又は2次元的に配列してなるプリズムアレイを形成していてもよい。
These
これら凸部16は、形状が同一であってもよく、異なっていてもよい。後者の場合、一部の凸部16がレンズであり、残りの凸部16がプリズムであってもよい。或いは、全ての凸部がレンズであり、一部の凸部と残りの凸部とで形状が異なっていてもよい。或いは、全ての凸部がプリズムであり、一部の凸部と残りの凸部とで形状が異なっていてもよい。ここでは、一例として、凸部16は、形状が互いに等しいレンチキュラであり、一次元的に配列しているとする。
These
凸部16は、例えば、凸部28について説明したのと同様の方法により形成することができる。凸部16の材料は、光透過層17の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
The
光学機能層1の前面は、凸部28と光透過層23とを含んだ拡散透過層の背面とは表面積が異なっている。具体的には、拡散透過層の背面の表面積S1は、光学機能層1の前面の表面積S2と比較してより小さい。例えば、表面積S1の表面積S2に対する比S1/S2は、約0.8乃至約0.9の範囲内にある。
The front surface of the optical
比S1/S2を1未満とするには、凸部28と凸部16とで、寸法及び形状の少なくとも一方を互いに異ならしめればよい。例えば、凸部28の幅又は径を、凸部16の幅又は径と比較してより大きくしてもよい。或いは、凸部28の高さを凸部16の高さと比較してより低くしてもよい。或いは、凸部28にレンチキュラ若しくはシリンドリカルレンズ又は三角プリズムからなる1次元アレイを形成させ、凸部16にレンズ又はプリズムからなる2次元アレイを形成させてもよい。或いは、これら構造の2つ以上を組み合わせてもよい。
In order to make the ratio S1 / S2 less than 1, the
マスク層22は、光学機能層1と拡散層16との間に介在している。マスク層22は、凸部16の頂部16aに対応した位置と、凸部16の側面又は傾斜面16bのうち頂部16aに隣接した領域に対応した位置とで開口している。マスク層22は、拡散部材25が前方へ射出する光のうち、凸部16の頂部16a及びその近傍へ向けて進行する光を透過させ、凸部16間の谷部13へ向けて進行する光を反射又は吸収する。
The mask layer 22 is interposed between the
マスク層22の材料としては、例えば遮光性の材料を使用することができる。遮光性の材料としては、金属反射性の材料又は白色材料を使用することが好ましい。こうすると、マスク層22によって反射された光は、拡散層26によって更に散乱されることなどによって進行方向を変化させ、最終的には光学機能層1に入射する。
As a material of the mask layer 22, for example, a light shielding material can be used. As the light shielding material, it is preferable to use a metal reflective material or a white material. In this way, the light reflected by the mask layer 22 is further scattered by the
マスク層22は、例えば、光学機能層1上に形成することができる。例えば凸部16がレンズを構成している場合、光学機能層1を前面側から照明すると、光透過層17の背面17a上では、凸部16の配列に対応した光強度分布を生じる。例えば、この光強度分布をフォトリソグラフィに利用すれば、フォトマスクを使用することなしにマスク層22を形成することができる。
The mask layer 22 can be formed on the
なお、光学機能層1と拡散部材25とは、例えば、両面テープを介してそれらの縁同士を貼り合せることによって一体化することができる。或いは、光学機能層1と拡散部材25とは、接着剤を使用して貼り合せてもよい。
Note that the optical
この光学部品52では、上記の通り、拡散部材25は、薄くした場合であっても、高い拡散能と高い全光線透過率とを達成する。そして、光学機能層1及びマスク層22は、光学部品52の全光線透過率に殆ど影響を及ぼすことなしに、光を更に拡散させると共に、光の広がり角を制御する。
In this
それゆえ、この液晶表示装置70では、光学部品52が表示パネル35へ向けて射出する光Kの強度分布を均一とし且つその広がり角を最適化することができる。従って、上述した技術を採用すると、画面にランプイメージを殆ど生じることなく明るい表示が可能な薄型の表示装置を実現することが可能となる。
Therefore, in the liquid
なお、両面にレンズアレイ又はプリズムアレイを設けた光学部品は、モアレ干渉縞を生じることがある。しかしながら、上述した光学部品52では、前面側のレンズ又はプリズムと背面側のレンズ又はプリズムとの間に拡散層26が介在しているので、上記の理由でモアレ干渉縞が生じることはない。
An optical component provided with a lens array or a prism array on both sides may generate moire interference fringes. However, in the
また、先に説明した通り、液晶表示装置の薄型化に伴い、バックライトユニットには、部品間の距離を短縮することが要求されている。バックライトユニットの光源は熱源でもあるので、光源とその前方に設置する光学部品との距離を短くすると、光源の点灯時における光学部品の温度がより高くなる可能性がある。 Further, as described above, with the thinning of the liquid crystal display device, the backlight unit is required to reduce the distance between components. Since the light source of the backlight unit is also a heat source, if the distance between the light source and the optical component installed in front of the light source is shortened, the temperature of the optical component when the light source is turned on may be higher.
多層構造は、これを構成している層の線膨張係数の相違に起因して、温度変化に伴って反りを生じることがある。先の光学部品が反りを生じると、設計通りの表示性能が得られず、場合によっては、反った光学部品が表示パネル又は光源を破壊する可能性がある。 The multilayer structure may be warped with a temperature change due to a difference in linear expansion coefficient of the layers constituting the multilayer structure. When the previous optical component warps, the display performance as designed cannot be obtained, and in some cases, the warped optical component may destroy the display panel or the light source.
この光学部品52では、拡散層26を間に挟んで光学機能層1と拡散透過層とが向き合っている。光学機能層1と拡散透過層とは類似した構成を有しているため、この光学部品52は、拡散透過層を省略した構造と比較して、線膨張係数の相違に起因した反りを生じ難い。
In the
加えて、この光学部品52では、上記の通り、拡散透過層の背面の表面積S1は、光学機能層1の前面の表面積S2と比較してより小さい。表面積S1を小さくすると、拡散透過層による赤外線の吸収が小さくなり、それゆえ、光学部品52の背面と前面との間の温度差が小さくなる。従って、この温度差に起因した反りを抑制できる。
In addition, in the
このように、この光学部品52は、光源41からの距離を短くした場合であっても反りを生じ難い。それゆえ、この光学部品52の使用は、表示装置70の薄型化に有利である。
Thus, the
この液晶表示装置70が含んでいるバックライトユニット55では、以下の構成を採用してもよい。
図3は、バックライトユニットに採用可能な構造の一例を概略的に示す平面図である。図3に示すバックライトユニット55では、光源41として線光源を使用し、凸部28はレンチキュラを構成している。なお、図3において、mはレンチキュラの長さ方向を示し、nは光源の長さ方向を示している。
The
FIG. 3 is a plan view schematically showing an example of a structure that can be employed in the backlight unit. In the
図3に示す構造では、レンチキュラの長さ方向mは、光源41の長さ方向nに対して僅かに傾いている。方向mが方向nに対して為す角度θ41を過剰に大きくすると、ランプイメージが生じるのを抑制する効果が小さくなる。角度θ41は、例えば20°以下とする。
In the structure shown in FIG. 3, the length direction m of the lenticular is slightly inclined with respect to the length direction n of the
角度θ41が十分に小さければ、ランプイメージが生じるのを抑制する効果に角度θ41が及ぼす影響は殆どない。即ち、現実的には、光源41と拡散部材25との位置合わせは不要である。それゆえ、この光学部品52を使用すると、製造効率を向上させると共に、製造コストを低減することができる。
If the angle θ 41 is sufficiently small, the effect that the angle θ 41 has on the effect of suppressing the generation of the lamp image is hardly present. That is, in reality, alignment between the
光学部品52は、マスク層22を含んでいなくてもよい。マスク層22を省略した場合であっても、マスク層22を設けた場合ほどではないが、光を更に拡散させる効果及び光の広がり角を制御する効果を得ることができる。加えて、上記の通り、拡散部材25は、薄くした場合であっても、高い拡散能と高い全光線透過率とを達成する。それゆえ、この場合も、画面にランプイメージを生じることなく明るい表示が可能な薄型の表示装置を実現することができる。
The
次に、本発明の第2態様について説明する。
図4は、本発明の第2態様に係る表示装置を概略的に示す断面図である。図5は、図4に示す表示装置が含んでいる光学機能層を概略的に示す斜視図である。
Next, the second aspect of the present invention will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a display device according to the second aspect of the present invention. FIG. 5 is a perspective view schematically showing an optical functional layer included in the display device shown in FIG.
この表示装置70は、以下の構成を採用したこと以外は図1及び図2を参照しながら説明した表示装置70と同様である。即ち、この表示装置70では、凸部16は、その頂部16aにV字溝4が設けられたレンチキュラを構成している。そして、この表示装置70では、マスク層22を設ける代わりに、光学機能層1及び拡散層26の周縁部間にスペーサ29を介在させてそれらの間に空隙部14を設け、拡散層26の前面26b上に複数の凸部19を配置している。なお、凸部16の各々は、レンチキュラ以外のレンズを構成していてもよく、プリズムを構成していてもよい。
The
V字溝4の長さ方向は、レンチキュラの長さ方向と平行である。凸部16が2次元アレイを形成している場合、凸部16の少なくとも1つには複数のV字溝4を互いに交差するように設けてもよい。また、凸部16に設ける溝は、V字溝4でなくてもよい。例えば、凸部16には、V字溝の代わりにU字溝を設けてもよい。
The length direction of the V-shaped
スペーサ29は、光学機能層1及び拡散層26を互いから離間させて、それらの間に空隙部14を形成する役割を果たしている。加えて、スペーサ29は、光学機能層1及び拡散層26を互いに対して固定するための部品又はその一部としての役割を果たしている。
The
ここでは、スペーサ29は枠状部のみからなるが、スペーサ29は、枠状部内に位置した1つ以上の柱状部を更に含んでいてもよい。或いは、スペーサ29として、複数の柱状部を使用してもよい。或いは、スペーサ29は、格子状であってもよい。
Here, although the
凸部19の各々は、レンズ又はプリズムを構成している。典型的には、凸部19は、拡散層26の前面26b上で一定のピッチで配列している。
Each of the
凸部19は、拡散層26の前面26b上で、一方向に配列していてもよく、複数方向に配列していてもよい。前者の場合、凸部19の各々は、例えば、レンチキュラ若しくはシリンドリカルレンズ又は三角プリズムである。後者の場合、凸部19の各々は、例えば、拡散層26の前背面26bに垂直な対称軸を有しているレンズ又は角錐状のプリズムである。
The
これら凸部19は、例えば、複数のレンズを1次元又は2次元的に配列してなるレンズアレイを形成している。これら凸部19は、複数のプリズムを1次元又は2次元的に配列してなるプリズムアレイを形成していてもよい。
These
これら凸部19は、形状が同一であってもよく、異なっていてもよい。後者の場合、一部の凸部19がレンズであり、残りの凸部19がプリズムであってもよい。或いは、全ての凸部がレンズであり、一部の凸部と残りの凸部とで形状が異なっていてもよい。或いは、全ての凸部がプリズムであり、一部の凸部と残りの凸部とで形状が異なっていてもよい。ここでは、一例として、凸部19は、形状が互いに等しいレンチキュラであり、一次元的に配列しているとする。
These
この表示装置70では、上記の通り、凸部16の頂部16aに溝4を設けている。それゆえ、溝4の側壁と空気層との界面における全反射を生じ、その結果、光のリサイクルを生じる。従って、このように溝4を設けると、溝4を省略した場合と比較してより高い輝度上昇効果を得ることができる。
In the
そして、凸部16の頂部16aに溝4を設けると、光強度スペクトルのサイドローブが小さくなる。加えて、凸部16の頂部16aに溝4を設けると、観察方向を広角側に変化させたときに生じる急激な輝度低下(カットオフ)を緩和させることができる。
When the
また、この表示装置70では、上記の通り、光学機能層1と拡散層26との間に空隙部14を設け、拡散層26の前面26b上に凸部19を配置している。凸部19は、屈折率が小さい空隙部14と隣接しているので、拡散及び集光に関する設計の自由度が大きい。
In the
従って、本態様においても、第1態様において説明したのと同様の効果を得ることができる。そして、この表示装置70が含んでいる光学部品52によると、例えば、1以上の光学利得を達成することができる。
Therefore, also in this aspect, the same effect as described in the first aspect can be obtained. Then, according to the
なお、光学利得は、物体の拡散性を示す指標の1つである。光学利得は、物体に特定の光を照射したときの輝度を、完全拡散する拡散体に先の光を照射したときの輝度を1とした相対値として表した値である。測定対象物の拡散性が方向依存性を有している場合、方位毎に光学利得を求めることにより、その物体の拡散特性が得られる。或る方向についての光学利得が1以上であるということは、測定対象物がその方向に光を集める効果を持つことを意味し、その値が大きいほど集光効果が大きいことを示している。 The optical gain is one of indexes indicating the diffusibility of an object. The optical gain is a value expressed as a relative value when the luminance when the object is irradiated with specific light and the luminance when the previous light is irradiated on the diffuser that completely diffuses is 1. When the diffusivity of the measurement object has direction dependency, the diffusion characteristic of the object can be obtained by obtaining the optical gain for each direction. An optical gain in a certain direction being 1 or more means that the measurement object has an effect of collecting light in that direction, and the larger the value, the greater the light collection effect.
次に、本発明の第3態様について説明する。第3態様は、拡散透過層に以下の構造を採用すること以外は、第1及び第2態様と同様である。 Next, the third aspect of the present invention will be described. The third aspect is the same as the first and second aspects, except that the following structure is adopted for the diffuse transmission layer.
図6は、拡散透過層に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。図6に示す拡散透過層は、光透過層23が多層構造を有していること以外は、図1乃至図5を参照しながら説明した光学部品52の拡散透過層と同様である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of a structure that can be employed in the diffuse transmission layer. The diffuse transmission layer shown in FIG. 6 is the same as the diffusion transmission layer of the
この光透過層23は、第1光透過層231と、第2光透過層232と、それらの間に介在した中間層233とを含んでいる。第1光透過層231と第2光透過層232とは、材料が異なっていてもよく、同一であってもよい。中間層233は、粘着層又は接着層であり、第1光透過層231と第2光透過層232とを互いに接合させている。
The
この構造を採用すると、第1光透過層231と第2光透過層232とに使用する材料及びそれらの厚さに応じて、光透過層23の屈折率n及び線膨張係数を変更することができる。それゆえ、この構造を採用すると、優れた光学性能を達成するのと同時に、反りを抑制することが容易である。
When this structure is adopted, the refractive index n and the linear expansion coefficient of the
なお、この効果は、比S1/S2が上記範囲内にある場合に特に大きいが、比S1/S2が上記範囲外にある場合であっても得ることができる。即ち、ここで説明した構成を採用した場合、比S1/S2は上記範囲内にあることが好ましいが、上記範囲外であってもよい。 This effect is particularly great when the ratio S1 / S2 is within the above range, but can be obtained even when the ratio S1 / S2 is outside the above range. That is, when the configuration described here is employed, the ratio S1 / S2 is preferably within the above range, but may be outside the above range.
この構造を採用した場合、第2光透過層232の材料は、凸部28の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。また、中間層233は、省略してもよい。
When this structure is adopted, the material of the second
拡散透過層が図6に示す構造を有している場合、光学部品52には、以下の設計を採用してもよい。
When the diffuse transmission layer has the structure shown in FIG. 6, the following design may be adopted for the
例えば、光学機能層1の線膨張係数α1と、第2光透過層232と中間層233との積層体の線膨張係数α2とが下記不等式(1)に示す関係を満足するように光学部品52を設計する。
For example, the
0.8×α1≦α2≦1.2×α1 …(1)
或いは、拡散層26の線膨張係数α4が光透過層231の線膨張係数α5と等しいか又はそれよりも大きいときには、線膨張係数α1及びα2のうちより小さな値α3と線膨張係数α4及びα5とが下記不等式(2)に示す関係を満足するように光学部品52を設計する。また、線膨張係数α4が線膨張係数α5と比較してより小さいときには、線膨張係数値α3乃至α5が下記不等式(3)に示す関係を満足するように光学部品52を設計する。
0.8 × α1 ≦ α2 ≦ 1.2 × α1 (1)
Alternatively, when the linear expansion coefficient α4 of the
0.3×α3≦α4≦3.9×α3 …(2)
0.3×α3≦α5≦3.9×α3 …(3)
或いは、光学機能層1の厚さLと第2光透過層232と中間層233との積層体の厚さMとが下記不等式(4)に示す関係を満足するように光学部品52を設計する。
0.3 × α3 ≦ α4 ≦ 3.9 × α3 (2)
0.3 × α3 ≦ α5 ≦ 3.9 × α3 (3)
Alternatively, the
0.3≦M/L≦2.9 …(4)
或いは、これら設計の2つ以上を組み合わせる。例えば、線膨張係数α1乃至α5が不等式(1)及び(2)に示す関係を満足するか又は不等式(1)及び(3)に示す関係を満足し、且つ、厚さL及びMが不等式(4)に示す関係を満足するように光学部品52を設計する。
0.3 ≦ M / L ≦ 2.9 (4)
Alternatively, combine two or more of these designs. For example, the linear expansion coefficients α1 to α5 satisfy the relationships shown in the inequalities (1) and (2) or the relationships shown in the inequalities (1) and (3), and the thicknesses L and M are inequalities ( The
このような設計を採用した光学部品52は、拡散透過層側から高温に加熱した場合、例えば約80℃に加熱した場合であっても、反りを殆ど生じない。
The
<例1>
本例では、拡散透過層が光学部品52の拡散能に及ぼす影響を調べた。
まず、図1に示す光学部品52を製造した。ここでは、光学部品52に以下の構成を採用した。
<Example 1>
In this example, the influence of the diffuse transmission layer on the diffusion performance of the
First, the
光透過層17としては、厚さが75μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用した。凸部16の材料としてはウレタンアクリレートを使用し、各々をシリンドリカルレンズとした。各シリンドリカルレンズの幅は90μmとし、高さは45μmとした。光学機能層1の線膨張係数は6×10-5cm/cm/℃であった。
As the
マスク層22の材料としては、ウレタン樹脂と酸化チタン粒子との混合物を使用した。マスク層22の厚さは20μmとした。マスク層22には、凸部16の頂部16aに対応して幅が70μmのスリットを設けた。
As a material for the mask layer 22, a mixture of urethane resin and titanium oxide particles was used. The thickness of the mask layer 22 was 20 μm. The mask layer 22 was provided with a slit having a width of 70 μm corresponding to the
拡散層26としては、ポリスチレン樹脂とアクリル系粒子との混合物からなるシートを使用した。拡散層26の厚さは2mmであり、線膨張係数は7×10-5cm/cm/℃であった。
As the
光透過層23としては、厚さが0.5mmのポリカーボネートフィルムを使用した。凸部128の材料としてはウレタンアクリレートを使用し、各々をシリンドリカルレンズとした。各シリンドリカルレンズの幅は100μmとし、高さは60μmとした。拡散透過層の線膨張係数は1.3×10-4cm/cm/℃であった。なお、ポリカーボネートの屈折率nは1.59である。
As the
次に、この光学部品52の拡散能を調べた。具体的には、まず、この光学部品52を用いて、図1に示す表示装置70を製造した。ここでは、光源41として、5本の冷陰極管を使用した。
Next, the diffusion ability of the
次いで、この表示装置70に白色画像を表示させ、駆動条件を一定としたまま、画面の全領域に亘って垂直方向の輝度を測定した。そして、このようにして得られた輝度分布データから、画面のうち冷陰極管に対応した領域における平均輝度を算出し、この平均輝度に対する輝度の分散σ2を求めた。その結果、標準偏差σは1%以下であった。
Next, a white image was displayed on the
また、光透過層23及び凸部28を省略したこと以外は上記と同様の光学部品を製造した。そして、この光学部品についても、上述したのと同様の方法により拡散能を調べた。その結果、標準偏差σは約6%であった。
Moreover, the optical component similar to the above was manufactured except that the
次に、光透過層23の厚さTが異なる複数の表示装置70を製造した。これら表示装置70には、厚さTを異ならしめたこと以外は、上述した表示装置70と同様の構成を採用した。そして、これら表示装置70についても、上述したのと同様の方法により拡散能を調べた。その結果を以下の表1に纏める。
表1に示すように、厚さTを200μmより大きくすることにより、標準偏差σを6%未満とすることができた。そして、厚さTを260μm以上とすることにより、標準偏差σを1%以下とすることができた。 As shown in Table 1, the standard deviation σ could be less than 6% by making the thickness T larger than 200 μm. And the standard deviation (sigma) was able to be 1% or less by making thickness T into 260 micrometers or more.
<例2>
本例では、拡散透過層の背面の表面積S1と光学機能層1の前面の表面積S2との比S1/S2が反りに及ぼす影響を調べた。
<Example 2>
In this example, the influence of the ratio S1 / S2 between the surface area S1 of the back surface of the diffuse transmission layer and the surface area S2 of the front surface of the optical
まず、図1に示す光学部品52を複数製造した。これら光学部品52は、凸部28の寸法を異ならしめることにより、比S1/S2を異ならしめた。各光学部品52には、凸部28の寸法以外は、例1で説明したのと同様の構成を採用した。
First, a plurality of
次に、これら光学部品52の各々を、各々が鉛直方向に延びた複数のピンを含んだ支持体上に載置した。各光学部品52は、その拡散透過層が下方を向くように水平に設置した。次いで、各光学部品52を下側から5本の冷陰極管で照明することにより、これを80℃に加熱した。加熱開始から500時間後、光学部品52の4隅の各々について、ピンの先端によって規定される平面からの距離を測定した。そして、それらの平均を光学部品52の短辺の長さで割ることにより得られる値を反り量とした。また、光透過層23及び凸部28を省略したこと以外は上記と同様の光学部品を製造し、この光学部品についても、同様の方法により反り量を測定した。その結果を、以下の表2に纏める。
表2に示すように、光透過層23及び凸部28を含んでいる光学部品52は何れも、光透過層23及び凸部28を省略した光学部品と比較して反り量が小さかった。また、光透過層23及び凸部28を設けた場合、比S1/S2を小さくするのに応じて反り量は小さくなった。
As shown in Table 2, the amount of warpage of the
<例3>
本例では、図6に示す構造を採用した光学部品52において、光学機能層1の線膨張係数α1と、第2光透過層232と中間層233との積層体の線膨張係数α2とが反りに及ぼす影響を調べた。
<Example 3>
In this example, in the
まず、図1に示す光学部品52を複数製造した。ここでは、各光学部品52の拡散透過層には、図6に示す構造を採用した。そして、これら光学部品52は、光透過層17及び232に使用する材料の組み合わせを変更することにより、線膨張係数α1に対する線膨張係数α2の比α2/α1を異ならしめた。これ以外は、各光学部品52には、例1で説明したのと同様の構成を採用した。
First, a plurality of
次に、これら光学部品52の各々について、例2において説明したのと同様の方法により反り量を測定した。その結果を、以下の表3に纏める。
表2及び表3から明らかなように、光透過層23及び凸部28を含んでいる光学部品52は何れも、光透過層23及び凸部28を省略した光学部品と比較して反り量が小さかった。また、表3に示すように、反り量は、比α2/α1と高い相関を示した。
As is clear from Tables 2 and 3, the
<例4>
本例では、図6に示す構造を採用した光学部品52において、線膨張係数α1及びα2のうちより小さな値α3と拡散層26の線膨張係数α4と光透過層231の線膨張係数α5とが反りに及ぼす影響を調べた。
<Example 4>
In this example, in the
まず、図1に示す光学部品52を複数製造した。ここでは、各光学部品52の拡散透過層には、図6に示す構造を採用した。そして、これら光学部品52は、光透過層17、231及び232に使用する材料と拡散層26に使用する材料との組み合わせを変更することにより、線膨張係数α3に対する線膨張係数α5の比α5/α3と、線膨張係数α3に対する線膨張係数α4の比α4/α3との組み合わせを異ならしめた。これ以外は、各光学部品52には、例1で説明したのと同様の構成を採用した。
First, a plurality of
次に、これら光学部品52の各々について、例2において説明したのと同様の方法により反り量を測定した。その結果を、以下の表4に纏める。
表2及び表4から明らかなように、光透過層23及び凸部28を含んでいる光学部品52は何れも、光透過層23及び凸部28を省略した光学部品と比較して反り量が小さかった。また、表4に示すように、反り量は、比α5/α3及び比α4/α3と高い相関を示した。
As apparent from Tables 2 and 4, the
<例5>
本例では、図6に示す構造を採用した光学部品52において、光学機能層1の厚さLと第2光透過層232と中間層233との積層体の厚さMとが反りに及ぼす影響を調べた。
<Example 5>
In this example, in the
まず、図1に示す光学部品52を複数製造した。ここでは、各光学部品52の拡散透過層には、図6に示す構造を採用した。そして、これら光学部品52は、厚さL及びMを変更することにより、厚さLに対する厚さMの比M/Lを異ならしめた。これ以外は、各光学部品52には、例1で説明したのと同様の構成を採用した。
First, a plurality of
次に、これら光学部品52の各々について、例2において説明したのと同様の方法により反り量を測定した。その結果を、以下の表5に纏める。
表2及び表5から明らかなように、光透過層23及び凸部28を含んでいる光学部品52は何れも、光透過層23及び凸部28を省略した光学部品と比較して反り量が小さかった。また、表5に示すように、反り量は、比M/Lと高い相関を示した。
As is apparent from Tables 2 and 5, the
1…光学機能層、4…溝、13…谷部、14…空隙部、16…凸部、16a…頂部、16b…傾斜面、17…光透過層、17a…背面、17b…前面、19…凸部、22…マスク層、23…光透過層、23a…背面、23b…前面、25…拡散部材、26…拡散層、26a…背面、26b…前面、28…凸部、28a…頂部、28b…傾斜面、28c…底面、29…スペーサ、30…接合位置、31…偏光板、32…液晶パネル、33…偏光板、35…表示パネル、41…光源、43…反射層、45…バックライト本体、52…光学部品、55…バックライトユニット、70…表示装置、231…光透過層、232…光透過層、233…中間層。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
透明材料と、前記透明材料中に分布し、前記透明材料とは屈折率が異なる複数の領域とを含んだ拡散層と、
一方の主面が前記第2主面を構成し、各々がレンズ又はプリズムからなる複数の光学素子を構成しているレリーフ構造が前記第2主面に設けられた光学機能層と、
一方の主面が前記第1主面を構成し、他方の主面が前記拡散層を間に挟んで前記光学機能層と向き合い、各々がレンズ又はプリズムからなる複数の光学素子を構成しているレリーフ構造が前記第1主面に設けられ、前記第1主面は前記第2主面と比較して表面積がより小さい拡散透過層と
を具備したことを特徴とする光学部品。 A first main surface that is used for diffusing light emitted by a light source and that makes the light incident thereon, and a second main surface that emits diffused light when the light is incident on the first main surface. Optical components,
A diffusion layer including a transparent material and a plurality of regions distributed in the transparent material and having a refractive index different from that of the transparent material;
An optical functional layer provided on the second main surface with a relief structure in which one main surface constitutes the second main surface and each of which constitutes a plurality of optical elements composed of lenses or prisms;
One principal surface constitutes the first principal surface, the other principal surface faces the optical functional layer with the diffusion layer interposed therebetween, and constitutes a plurality of optical elements each composed of a lens or a prism. An optical component, wherein a relief structure is provided on the first main surface, and the first main surface comprises a diffuse transmission layer having a smaller surface area than the second main surface.
前記拡散層の前記光学機能層と向き合った主面に支持され、レンズ又はプリズムを各々が構成している複数の凸部と
を更に具備したことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学部品。 A spacer which is interposed between the diffusion layer and the optical functional layer and forms a gap between them;
The optical system according to claim 1, further comprising a plurality of convex portions that are supported by a main surface of the diffusion layer facing the optical functional layer and each constitute a lens or a prism. parts.
前記光学部品を前記拡散透過層側から照明する光源と
を具備したことを特徴とするバックライトユニット。 The optical component according to any one of claims 1 to 4,
A backlight unit comprising: a light source that illuminates the optical component from the diffuse transmission layer side.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011129155A1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | シャープ株式会社 | Lighting device and display apparatus |
CN107561607A (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 惠州市创亿达新材料有限公司 | A kind of optical function plate |
CN107561606A (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 惠州市创亿达新材料有限公司 | For the optical function plate in back light module unit structure |
-
2008
- 2008-03-21 JP JP2008074626A patent/JP2009229760A/en not_active Withdrawn
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