JP2009237475A - Optical sheet, back light unit using the same, and display - Google Patents

Optical sheet, back light unit using the same, and display Download PDF

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智 西澤
Tomoyoshi Kaizuka
朋芳 貝塚
Yuuki Igarashi
友希 五十嵐
Ritsu Hirata
立 平田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical sheet in which the separation of fixing elements and supporting elements is prevented, the collapse of an air layer is prevented, light utility efficiency is excellent and unevenness of luminance is suppressed, to provide a back light unit using the optical sheet and to provide a display. <P>SOLUTION: The optical sheet has the supporting elements 5 on the light emission face side of an optical control sheet 1, and the light emission face side of a diffusion layer and the supporting elements are integrated via the fixing elements, wherein the separation strength α[gf/inch] of the supporting elements and the fixing elements satisfies the relation 30≤α and area ratio β of the supporting elements with respect to the light incident face of the optical control sheet is lager than 50%. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、画素単位での透過/非透過のレンズシート及びディスプレイ用光学シート、あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、背面側から照射するバックライトユニット、ディスプレイ装置に関する。 The present invention irradiates, from the back side, a liquid crystal panel in which a transmission / non-transmission lens sheet and a display optical sheet in pixel units or a display element in which a display pattern is defined according to a transparent state / scattering state is arranged. The present invention relates to a backlight unit and a display device.

近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてOA分野のカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されている。 In recent years, liquid crystal display devices using TFT liquid crystal panels and STN liquid crystal panels have been commercialized mainly for color notebook PCs (personal computers) in the OA field.

このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側(反観察者側)に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照射する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。 In such a liquid crystal display device, a so-called backlight method is employed in which a light source is disposed on the back side (counter-viewer side) of the liquid crystal panel and the liquid crystal panel is irradiated with light from the light source.

この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管(CCFT)等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(いわゆるエッジライト方式)と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。 As a backlight unit employed in this type of backlight system, a light source lamp such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFT) is roughly divided into a flat light guide plate made of acrylic resin having excellent light transmittance. There are a “light guide plate light guide method” (so-called edge light method) for reflection and a “direct type method” that does not use a light guide plate.

導光板ライトガイド方式のバックライトシステムが搭載された液晶表示装置としては、例えば図5に示すような構成のものが一般的に知られている。 As a liquid crystal display device on which a light guide plate light guide type backlight system is mounted, for example, one having a configuration as shown in FIG. 5 is generally known.

これは、偏光板71,73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に、略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリル等の透明な基材からなる導光板79が配設されており、当該導光板の上面(光射出面)に拡散フィルム(拡散層)78が配設されている。 A liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 is provided, and a light guide plate 79 made of a transparent base material such as a substantially rectangular plate-like PMMA (polymethyl methacrylate) or acrylic is disposed on the lower surface side thereof. A diffusion film (diffusion layer) 78 is provided on the upper surface (light emission surface) of the light guide plate.

さらに、この導光板79の下面に、導光板79に導入された光を効率よく上記液晶パネル72の方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる(図示せず)と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム(反射層)77が設けられている。 Further, on the lower surface of the light guide plate 79, a scattering reflection pattern portion for efficiently scattering and reflecting the light introduced into the light guide plate 79 in the direction of the liquid crystal panel 72 is provided by printing or the like. A reflection film (reflection layer) 77 is provided below the scattering reflection pattern portion (not shown).

また、上記導光板79には、側端部に光源ランプ76が取り付けられており、さらに、光源ランプ76の光を効率よく導光板79中に入射させるべく、光源ランプ76の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクタ81が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン(TiO2 )粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板79内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。 Further, the light guide plate 79 is provided with a light source lamp 76 at the side end, and further covers the back side of the light source lamp 76 so that the light from the light source lamp 76 can be efficiently incident on the light guide plate 79. Thus, a high-reflectance lamp reflector 81 is provided. The scattering reflection pattern portion is formed by printing, drying, and forming a mixture of white titanium dioxide (TiO2) powder in a solution such as a transparent adhesive in a predetermined pattern, for example, a dot pattern. The light incident on the light plate 79 is imparted with directivity and guided to the light exit surface side, which is a device for increasing the brightness.

さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図6に示すように、拡散フィルム78と液晶パネル72との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)74,75を設けることが提案されている。このプリズムフィルム74,75は、導光板79の光射出面から射出され、拡散フィルム78で拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。 Further, recently, in order to increase the light utilization efficiency and increase the brightness, as shown in FIG. 6, a prism film (prism layer) having a light condensing function between the diffusion film 78 and the liquid crystal panel 72 is used. ) 74 and 75 are proposed. The prism films 74 and 75 are configured to collect the light emitted from the light exit surface of the light guide plate 79 and diffused by the diffusion film 78 on the effective display area of the liquid crystal panel 72 with high efficiency.

しかしながら、図5に例示した装置では、視野角の制御は、拡散フィルム78の拡散性のみに委ねられているが、その制御は難しく、ディスプレイを正面から見たとき、中心部は明るいが、周辺部は暗くなることは避けられない。特に、ディスプレイを横から見た時の正面に対しての輝度の低下が大きいことで様々な問題があった。
さらに、図6は上述の拡散フィルムとさらにプリズムフィルムを用いる装置で、横方向と縦方向の視野を広げるために、プリズムフィルムを2枚使用しているが、プリズムフィルムの入射光が吸収されるから正面輝度が低下してしまう。また、部材点数が増加するためコストが上昇する原因にもなっていた。
However, in the apparatus illustrated in FIG. 5, the control of the viewing angle is entrusted only to the diffusibility of the diffusion film 78, but it is difficult to control the viewing angle. The part is unavoidably dark. In particular, there are various problems due to a large decrease in luminance relative to the front when the display is viewed from the side.
Furthermore, FIG. 6 is an apparatus using the above-described diffusion film and further a prism film, and two prism films are used to widen the field of view in the horizontal and vertical directions, but the incident light of the prism film is absorbed. The front brightness will decrease. Moreover, since the number of members increased, it also caused the cost to increase.

一方、大型の液晶TVなどのディスプレイには多くの直下型方式が採用されている。 On the other hand, many direct type systems are employed for displays such as large liquid crystal TVs.

直下型方式の液晶表示装置としては、図7に例示する装置が一般的に知られている。この場合、装置の最上部に偏光板71,73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源51から射出され、拡散フィルム82のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。
光源51からの光を効率よく照明光として利用するために、光源51の背面には、リフレクター52が配置されている。
As a direct liquid crystal display device, a device illustrated in FIG. 7 is generally known. In this case, a liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 is provided at the uppermost part of the apparatus, and is emitted from a light source 51 made of a fluorescent tube or the like on its lower surface side and diffused by an optical sheet such as a diffusion film 82. The collected light is condensed on the effective display area of the liquid crystal panel 72 with high efficiency.
In order to efficiently use the light from the light source 51 as illumination light, a reflector 52 is disposed on the back surface of the light source 51.

しかしながら、図7に例示する装置でも、視野範囲の制御は、拡散フィルム82の拡散性のみに委ねられているが、その制御は難しく、ディスプレイを正面から見たとき、ディスプレイの中心部は明るいが、周辺部は暗くなることは避けられない。
特に、ディスプレイを横から見た時の正面に対しての輝度の低下が大きいことで様々な問題があった。さらに、拡散フィルムとプリズムフィルムを用いる装置で、横方向と縦方向の視野を広げるために、プリズムフィルムを2枚使用しているが、プリズムフィルムの入射光が吸収されるから正面輝度が低下してしまう。また、部材点数が増加するためコストが上昇する原因にもなっていた。
However, even in the apparatus illustrated in FIG. 7, the control of the visual field range is left only to the diffusibility of the diffusion film 82, but this control is difficult, and when the display is viewed from the front, the center of the display is bright. It is inevitable that the surrounding area will be dark.
In particular, there are various problems due to a large decrease in luminance relative to the front when the display is viewed from the side. In addition, the device using a diffusion film and a prism film uses two prism films in order to widen the horizontal and vertical fields of view. However, since the incident light of the prism film is absorbed, the front luminance decreases. End up. Moreover, since the number of members increased, it also caused the cost to increase.

また光源51同士の間隔を広げ光源51への数を削減し、低コスト化を図る試みもあるが、その場合ディスプレイ上に光源による輝度ムラが生じやすく、結果として、消費電力の増加を招く原因となっていた。 There is also an attempt to reduce the number of light sources 51 by increasing the interval between the light sources 51, but in that case, luminance unevenness due to the light sources is likely to occur on the display, resulting in an increase in power consumption. It was.

ところで、上述のようなディスプレイでは、軽量,低消費電力,高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、ディスプレイに搭載されるバックライトユニットも、軽量,低消費電力,高輝度であることが要求されている。 By the way, in the display as described above, there is a strong demand as a market need for light weight, low power consumption, high brightness, and thinning. Accordingly, the backlight unit mounted on the display is also light weight, low consumption. Power and high brightness are required.

しかしながら、上述したような従来の装置では、高輝度,低消費電力の要請に充分に応えられているとは言い難く、ユーザからは、低価格,高輝度,高表示品位で、かつ、低消費電力の液晶表示装置を実現できるバックライトユニットの開発が待ち望まれている。 However, it is difficult to say that the conventional devices as described above sufficiently meet the demands for high brightness and low power consumption, and the user has low price, high brightness, high display quality, and low power consumption. The development of a backlight unit capable of realizing a power liquid crystal display device is awaited.

上述の状況を鑑みて本出願人は、例えば、特許文献1のように、液晶パネルと、この液晶パネルに背面側から光を照射する光源手段とを備え、この光源手段に、光源からの光を液晶パネルへと導くレンズ層が設けられ、該レンズ層焦点面近傍に開口をもつ遮光部を有することを特徴とする液晶表示装置を提案している。 In view of the above-described situation, the applicant of the present invention includes, for example, a liquid crystal panel and a light source unit that irradiates light to the liquid crystal panel from the back side as in Patent Document 1, and the light source unit includes light from the light source. A liquid crystal display device has been proposed in which a lens layer for guiding the liquid crystal panel to the liquid crystal panel is provided and a light-shielding portion having an opening in the vicinity of the focal plane of the lens layer.

上記の特許文献1には、図8から図10に示されるように、液晶パネルとバックライトユニットの間に遮光部を有するレンズシートを配置してなる構成が開示されているが、図8から図10のいずれも、レンズシートは液晶パネル側にレンズ部を構成する凹凸形状を有している。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses a configuration in which a lens sheet having a light shielding portion is disposed between a liquid crystal panel and a backlight unit as shown in FIGS. In all of FIGS. 10A and 10B, the lens sheet has a concavo-convex shape constituting a lens portion on the liquid crystal panel side.

上述のレンズシートを介在させたことによる作用効果は、導光板から射出する光が有する拡散性をレンズ作用により変調して、液晶パネル側にレンズ部を構成する凹凸形状を有している。 The effect obtained by interposing the lens sheet described above has a concavo-convex shape that forms a lens portion on the liquid crystal panel side by modulating the diffusivity of light emitted from the light guide plate by the lens action.

上述のレンズシートを介在させたことによる作用効果は、導光板から射出する光が有する拡散性をレンズ作用により変調して、液晶パネル側に方向をそろえて射出させることが可能となる点にある。 The effect obtained by interposing the lens sheet described above is that the diffusibility of the light emitted from the light guide plate can be modulated by the lens action so that the liquid crystal panel can be aligned and emitted. .

加えて、特定箇所に開口を形成したことにより、液晶パネルの画素に入射する光量を選択的に多くすることが可能となり、バックライトの利用効率が向上することと、前記開口の形状を制御することで表示光の視野領域も制御することが可能となることである。 In addition, by forming an opening at a specific location, it is possible to selectively increase the amount of light incident on the pixels of the liquid crystal panel, improving the use efficiency of the backlight and controlling the shape of the opening. In this way, it is possible to control the visual field region of the display light.

また近年、製造の効率化やディスプレイ装置の薄型化に伴い、特許文献2のような光学機能部材と光拡散部材とが固定要素によって接合されたシンプルな構造の光学シートが開発されている。 Further, in recent years, with an increase in manufacturing efficiency and a reduction in the thickness of a display device, an optical sheet having a simple structure in which an optical functional member and a light diffusing member are joined together by a fixing element as in Patent Document 2 has been developed.

しかし、輝度制御部材と拡散層とを一体化する上で、隣り合う支持要素の間に形成される空気層を変形させずに保持することが難点となっている。そこで、空気層を有する反射層を、輝度制御部材と拡散層との間のスペーサーとして用い、該反射層間の空気層を形成することが考えられる。これにより、固定要素を介して、拡散層と輝度制御部材とを貼り合わせることで、空気層の形状を変形させずに保持することができる。
特開2000−284268号公報 特開2006−106197号公報
However, when integrating the brightness control member and the diffusion layer, it is difficult to hold the air layer formed between adjacent support elements without deformation. Therefore, it is conceivable to form an air layer between the reflective layers by using a reflective layer having an air layer as a spacer between the brightness control member and the diffusion layer. Thereby, the shape of the air layer can be held without being deformed by bonding the diffusion layer and the luminance control member together via the fixing element.
JP 2000-284268 A JP 2006-106197 A

しかしながら、上述のような構成の場合、以下のような問題点がある。
すなわち、固定材料による拡散層と輝度制御部材との貼り合わせには、空気層を潰さない程度に固定材料を薄膜化する必要がある。しかし、固定材料を薄膜化することで、拡散層の表面凹凸が空気層内に浮き出て、固定要素の密着性が低下し、固定要素が剥がれてしまうという問題がある。
また、拡散層と輝度制御部材との十分な密着性を確保するために、固定材料として柔軟な接着剤又は粘着剤を使用すると、接着剤又は粘着剤の流動性が高いので反射層により押し出されてしまい、結果として空気層が埋まってしまう。
その結果、空気層のつぶれた箇所が点在するため、輝度ムラが発生するという不具合がある。
However, the configuration as described above has the following problems.
That is, in order to bond the diffusion layer and the brightness control member using the fixing material, it is necessary to reduce the thickness of the fixing material to such an extent that the air layer is not crushed. However, by making the fixing material thin, there is a problem that the surface irregularities of the diffusion layer are raised in the air layer, the adhesion of the fixing element is lowered, and the fixing element is peeled off.
In addition, in order to ensure sufficient adhesion between the diffusion layer and the brightness control member, when a flexible adhesive or pressure-sensitive adhesive is used as the fixing material, the fluidity of the adhesive or pressure-sensitive adhesive is high, so that it is extruded by the reflective layer. As a result, the air layer is buried.
As a result, the air layer is crushed and there is a problem that luminance unevenness occurs.

そこで、本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、固定要素と支持要素の剥離防止と空気層のつぶれ防止とをすることができ、光の利用効率に優れ、輝度ムラを抑制できる光学シートとそれを備えたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and can prevent separation of the fixing element and the support element and prevent collapse of the air layer, is excellent in light utilization efficiency, and can suppress luminance unevenness. An optical sheet, a backlight unit including the optical sheet, and a display device are provided.

上記の課題を解決するために、第1の発明は、一方の面を光入射面とし前記光入射面の裏面を光出射面とし、前記光入射面から入射した光を拡散させる拡散層と、入射した光を出射面から出射する際に当該光の出射方向、範囲、色、輝度分布の何れか1つを少なくとも制御する光制御シートとを備え、前記光制御シートの光入射面側には支持要素があり、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを固定要素を介して一体化されてなる光学シートであって、前記支持要素と前記固定要素との剥離強度α[gf/inch]が30≦αを満たすことを特徴とする。
この構成によれば、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になる。
In order to solve the above problems, the first invention is characterized in that one surface is a light incident surface, the back surface of the light incident surface is a light exit surface, and a diffusion layer that diffuses light incident from the light incident surface; A light control sheet that controls at least one of the emission direction, range, color, and luminance distribution of the light when the incident light is emitted from the emission surface, and on the light incident surface side of the light control sheet There is a support element, which is an optical sheet in which the light emitting surface side of the diffusion layer and the support element are integrated via a fixing element, and a peel strength α [gf between the supporting element and the fixing element / Inch] satisfies 30 ≦ α.
According to this configuration, it is possible to prevent the fixing element from peeling off when the light emitting surface side of the diffusion layer and the support element are bonded together.

第2の発明は、前記支持要素の前記光制御シートの前記光入射面に対する、面積比率βが、50%より大きいことを特徴とする。
この構成によれば、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になる。
2nd invention is characterized by the area ratio (beta) with respect to the said light-incidence surface of the said light control sheet of the said support element being larger than 50%.
According to this configuration, it is possible to prevent the fixing element from peeling off when the light emitting surface side of the diffusion layer and the support element are bonded together.

第3の発明は、前記支持要素の表面が遮蔽表面であることを特徴とする。この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる。 A third invention is characterized in that the surface of the support element is a shielding surface. According to this configuration, the light use efficiency is excellent, and luminance unevenness can be suppressed.

第4の発明は、前記固定要素は粘着剤であることを特徴とする。
この構成によれば、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になる。
A fourth invention is characterized in that the fixing element is an adhesive.
According to this configuration, it is possible to prevent the fixing element from peeling off when the light emitting surface side of the diffusion layer and the support element are bonded together.

第5の発明は、前記固定要素の構成材料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂材料のうち少なくとも何れかからなり、前記固定要素の厚みtが5μm≦t≦50μmに設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、固定要素の厚みtを5μm≦tに設定することで、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを貼り合わせた際に、固定要素の剥がれ防止が可能になり、また固定要素の厚みtをt≦50μmに設定することで、空気層となる開口部のつぶれ防止が可能になる。これにより、開口部の形状を確保することができるため、光源から射出される光が所望の屈折効果を得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the constituent material of the fixing element is at least one of acrylic, rubber, silicone, and vinyl resin materials, and the thickness t of the fixing element is set to 5 μm ≦ t ≦ 50 μm. It is characterized by being.
According to this configuration, by setting the thickness t of the fixing element to 5 μm ≦ t, it is possible to prevent the fixing element from peeling off when the light emitting surface side of the diffusion layer and the support element are bonded together. In addition, by setting the thickness t of the fixing element to t ≦ 50 μm, it is possible to prevent the opening serving as the air layer from being crushed. Thereby, since the shape of an opening part can be ensured, the light radiate | emitted from a light source can acquire a desired refraction effect.

第6の発明は、前記固定要素は、粒径が30μm以下の光拡散微粒子を10%以上30%以下の重量割合で含有することを特徴とする。
この構成によれば、固定要素中の光拡散微粒子の重量割合を10%以上に設定することで、開口部のつぶれを抑制することができ、光拡散微粒子の重量割合を30%以下に設定することで固定要素の密着性を維持することができる。
A sixth invention is characterized in that the fixing element contains light diffusing fine particles having a particle size of 30 μm or less in a weight ratio of 10% or more and 30% or less.
According to this configuration, by setting the weight ratio of the light diffusing fine particles in the fixing element to 10% or more, the collapse of the opening can be suppressed, and the weight ratio of the light diffusing fine particles is set to 30% or less. Thus, the adhesion of the fixing element can be maintained.

第7の発明は、光源と、請求項1乃至6の何れか1項に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするバックライトユニットである。
この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる光学シートを備えているため、高性能なバックライトユニットを提供することができる。
A seventh invention is a backlight unit comprising at least a light source and the optical sheet according to any one of claims 1 to 6.
According to this configuration, since the optical sheet that is excellent in light utilization efficiency and can suppress luminance unevenness is provided, a high-performance backlight unit can be provided.

第8の発明は、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と、前記画像表示素子の背面に、請求項7記載のバックライトユニットを備える、ことを特徴とする表示装置である。この構成によれば、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できるバックライトユニットを備えているため高性能な表示装置を提供することができる。 An eighth invention is characterized by comprising an image display element that defines a display image in accordance with transmission / shielding in pixel units, and the backlight unit according to claim 7 on the back of the image display element. It is a display device. According to this configuration, a high-performance display device can be provided because the backlight unit is excellent in light utilization efficiency and can suppress luminance unevenness.

本発明によれば、光学シートの剥がれ防止と、空気層のつぶれ防止とを両立することができる。これにより、拡散層で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができ、光学素子に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラのない光学シート提供することができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both prevention of peeling of the optical sheet and prevention of collapse of the air layer. Thereby, a desired refraction effect can be obtained with respect to the light diffused by the diffusion layer, and the light incident on the optical element at a large incident angle can be condensed. Therefore, it is possible to provide an optical sheet that is excellent in light utilization efficiency and has no luminance unevenness.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の実施の形態に係るバックライトユニット及びディスプイ装置の一例を示す側面図である。
まず本発明の実施の形態に係るバックライトユニットはランプハウス20aに収納されたシリンダー形状の複数のランプ20cと、各ランプ20cからの光Pを偏光板24、25に挟まれた液晶層22に供給する光学シート21を備えてなる。なお、図中20bは複数のランプ20cの背面側に配置された光反射板である。
また、本発明の実施の形態に係るディスプレイ装置29は、前述のランプハウス20aと複数のランプ20c、光反射板20bからなる光源20と光学シート21とさらにその上に、偏光板24、25に挟まれた液晶層22からなる液晶パネル26を含んだ装置である。この場合は、ディスプレイ装置は液晶表示装置を示すが、これに限らず、上述の光学シート21を含んだ投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等画像を光を利用して表示する表示装置であればその種類は問わない。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1A is a side view showing an example of a backlight unit and a display device according to an embodiment of the present invention.
First, the backlight unit according to the embodiment of the present invention includes a plurality of cylinder-shaped lamps 20c housed in a lamp house 20a and a liquid crystal layer 22 sandwiching light P from each lamp 20c between polarizing plates 24 and 25. An optical sheet 21 to be supplied is provided. In the figure, reference numeral 20b denotes a light reflecting plate disposed on the back side of the plurality of lamps 20c.
In addition, the display device 29 according to the embodiment of the present invention includes a light source 20 and an optical sheet 21 including the lamp house 20a, the plurality of lamps 20c, and the light reflection plate 20b, and further polarizing plates 24 and 25. This is a device including a liquid crystal panel 26 composed of sandwiched liquid crystal layers 22. In this case, the display device is a liquid crystal display device. However, the display device is not limited thereto, and may be a display device that displays an image using light, such as a projection screen device, a plasma display, or an EL display including the optical sheet 21 described above. Any type is acceptable.

また、図1(a)に示すように、本実施形態のディスプレイ装置は、光源20および、光学シート21、液晶パネル26がこの順に積層され、液晶パネル26から、図示上側に向けて、画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、平面視矩形状の画像を表示するものである。
光源20と光学シート21により、バックライトユニット23が構成される。
以下では、このような配置に基づいて、図1(a)の上方向Fを単に表示画面側(光の射出側)、下方向を単に背面側と称する。
図1(b)は図1(a)の光学シート21の拡散層7の裏面にレンズシート27を配置したものである。
これにより図1(a)と比較して、レンズシート27の集光及び拡散作用が付与され、光源20のランプイメージを低減することができる。
As shown in FIG. 1A, in the display device of this embodiment, the light source 20, the optical sheet 21, and the liquid crystal panel 26 are laminated in this order, and the image signal is directed from the liquid crystal panel 26 toward the upper side in the figure. By emitting display light whose display is controlled by the above, an image having a rectangular shape in plan view is displayed.
The light source 20 and the optical sheet 21 constitute a backlight unit 23.
Hereinafter, based on such an arrangement, the upward direction F in FIG. 1A is simply referred to as the display screen side (light emission side), and the downward direction is simply referred to as the back side.
FIG. 1B shows a lens sheet 27 arranged on the back surface of the diffusion layer 7 of the optical sheet 21 shown in FIG.
Thereby, compared with FIG. 1A, the condensing and diffusing action of the lens sheet 27 is given, and the lamp image of the light source 20 can be reduced.

光源20は、紙面左右方向に延びるライン状の発光部が紙面奥行き方向に沿って等間隔に配置された複数のランプ20cと、これらランプ20cとランプハウス20aを背面側から覆って表示画面側が開口された反射板20bとで構成される直下型方式を採用している。
ランプ20cとしては、例えば、線状光源として冷陰極管を用いたり、以下に挙げるようなLED素子50などを使用した点光源を採用してもよい。
図2は、携帯電話などのモバイル機器に用いられる、青色に発光する青色LED素子50を、LED用レンズ53内部に塗工された黄色に発光する蛍光体51で覆い、擬似白色に発光する方式の白色LED46である。
この方式では単色のLED素子に蛍光体を覆うだけで擬似白色発光が実現できる利点ある。また本発明に用いる光源1は、上述のものに限らず、一つの単色LED素子に少なくとも1種類以上の蛍光体で覆ったものであってもよい。
さらに、光源20は、EL、レーザなど光学シート21の背面側に白色光を出射できればこのような構成には限定されず、周知のいかなる構成の光源を採用してもよい。
The light source 20 includes a plurality of lamps 20c in which line-shaped light emitting portions extending in the left-right direction on the paper surface are arranged at equal intervals along the depth direction of the paper surface, the lamp 20c and the lamp house 20a are covered from the back side, and the display screen side is open. A direct type system composed of the reflecting plate 20b is employed.
As the lamp 20c, for example, a cold cathode tube may be used as a linear light source, or a point light source using an LED element 50 as described below may be employed.
FIG. 2 shows a method of covering a blue LED element 50 that emits blue light, which is used in a mobile device such as a mobile phone, with a phosphor 51 that emits yellow light applied inside the LED lens 53 and emits light in a pseudo white color. White LED 46.
This method has an advantage that pseudo white light emission can be realized simply by covering the phosphor with a single-color LED element. In addition, the light source 1 used in the present invention is not limited to the above-described one, and may be one in which one single-color LED element is covered with at least one kind of phosphor.
Furthermore, the light source 20 is not limited to such a configuration as long as it can emit white light to the back side of the optical sheet 21 such as an EL and a laser, and any well-known light source may be adopted.

光学シート21は、光源20から表示画面側に射出される光の一部を集光して、表示画面側に透過させ、他の光を光源20側に反射して光源20に再入射させるものであり、背面側から表示画面側に向けて、拡散層7、固定要素6、支持要素5、及び光制御シート1が、この順に積層されてなる。すなわち、支持要素5で形成される空気層5aの形成領域では、固定要素6、光制御シート1がこの順に積層されている。 The optical sheet 21 collects a part of light emitted from the light source 20 to the display screen side, transmits the light to the display screen side, reflects other light to the light source 20 side, and re-enters the light source 20. The diffusion layer 7, the fixing element 6, the support element 5, and the light control sheet 1 are laminated in this order from the back side toward the display screen side. That is, in the formation area of the air layer 5a formed by the support element 5, the fixing element 6 and the light control sheet 1 are laminated in this order.

ここで、拡散層7は、光源20からの光を拡散させるものである、また透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された透明粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率の差は0.02以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は0.5以下でよい。   Here, the diffusion layer 7 diffuses the light from the light source 20, and includes a transparent resin and transparent particles dispersed in the transparent resin. And the refractive index of the transparent particles must be different. The difference between the refractive index of the transparent resin and the refractive index of the transparent particles is preferably 0.02 or more. If the difference in refractive index is smaller than this, sufficient light scattering performance cannot be obtained. Further, the refractive index difference may be 0.5 or less.

また拡散層7は、この拡散層7に入射した光Pを散乱させながら透過させる必要がある。このため、拡散層7に含まれる前記透明粒子の平均粒径は0.5〜10.0μmであることが望ましい。好ましくは1.0〜5.0μmである。
または、拡散層7は透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、透明樹脂と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。
The diffusion layer 7 needs to transmit the light P incident on the diffusion layer 7 while scattering the light P. For this reason, it is desirable that the transparent particles contained in the diffusion layer 7 have an average particle diameter of 0.5 to 10.0 μm. Preferably it is 1.0-5.0 micrometers.
Alternatively, the diffusion layer 7 has a structure having a fine cavity containing air in the transparent resin, and diffusion performance may be obtained by a difference in refractive index between the transparent resin and air.

透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、アクリルニトリルポリスチレン共重合体、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等を使用することができる。   As the transparent resin, for example, polycarbonate resin, acrylic resin, fluorine acrylic resin, silicone acrylic resin, epoxy acrylate resin, polystyrene resin, cycloolefin polymer, methylstyrene resin, acrylonitrile polystyrene copolymer, fluorene resin, PET Polypropylene or the like can be used.

ここで、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルスチレン樹脂及びシクロオレフィンポリマーの線膨張係数は、それぞれ6.7×10‐5(cm/cm/℃)、7.0×10‐5((cm/cm/℃)7.0×10‐5(cm/cm/℃)及び6〜7.0×10‐5(cm/cm/℃)である。一方、光学シート1が、例えばPETを含む場合、PETの線膨張係数は2.7×10‐5(cm/cm/℃)であり、拡散層7の線膨張係数の方が大きい。従って、光学シート1が熱を受け、変形する場合には、拡散層7側に反りが発生する。
しかしながら、本発明の実施の形態では、光学シート21の線膨張係数が小さいことを考慮し、拡散層7の線膨張係数を、7.0×10‐5(cm/cm/℃)以下とすることにより上述の変形を防止することが可能である。
なお、光学シート21を押出しの方法で材料としてポリカーボネートを用いて作成する場合は、線膨張係数が他の透明樹脂とほぼ同等であるためそりは発生しない。
Here, the linear expansion coefficients of polycarbonate, polystyrene, methylstyrene resin, and cycloolefin polymer are 6.7 × 10 −5 (cm / cm / ° C.) and 7.0 × 10 −5 ((cm / cm / ° C.), respectively. ) is 7.0 × 10 -5 (cm / cm / ℃) and 6~7.0 × 10 -5 (cm / cm / ℃). On the other hand, the optical sheet 1 is, for example, may include a PET, the PET The linear expansion coefficient is 2.7 × 10 −5 (cm / cm / ° C.), and the linear expansion coefficient of the diffusion layer 7 is larger. Warpage occurs on the layer 7 side.
However, in the embodiment of the present invention, considering that the linear expansion coefficient of the optical sheet 21 is small, the linear expansion coefficient of the diffusion layer 7 is set to 7.0 × 10 −5 (cm / cm / ° C.) or less. Thus, the above-described deformation can be prevented.
In addition, when the optical sheet 21 is produced by using polycarbonate as a material by an extrusion method, warpage does not occur because the linear expansion coefficient is almost equal to that of other transparent resins.

また、透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。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、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―ヘキサフルオロブロビレン共重合体、ポリフルオロビニリデン、及びエチレンーテトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。   Moreover, as transparent particles, transparent particles made of inorganic oxide or transparent particles made of resin can be used. For example, examples of the transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina or the like. Transparent resin particles include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and their cross-linked products, melamine-formalin condensate particles, polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy resin, and tetrafluoroethylene-hexafluorobroylene. Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as polymers, polyvinylidene, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, and silicone resin particles. These transparent particles may be used as a mixture of two or more.

そして、これら透明樹脂中に透明粒子を分散して、押出し成型することにより、板状の拡散層7を製造することができる。その厚みは、1〜5mmであることが望ましい。
1mm未満の場合、拡散層7は薄くこしがないのでたわむという欠点がある。一方5mmを越えると、光源20からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。
And plate-like diffusion layer 7 can be manufactured by dispersing transparent particles in these transparent resins and extrusion-molding them. The thickness is desirably 1 to 5 mm.
If the thickness is less than 1 mm, the diffusion layer 7 is thin and has no defect, so that it has a drawback of bending. On the other hand, if it exceeds 5 mm, there is a drawback that the transmittance of light from the light source 20 is deteriorated.

さらにまた、拡散層7は表面に微細な凹凸を具備し、この表面の微細な凹凸で光の拡散性を有していても良い。この場合、拡散層7は当該分野でよく知られた押し出し法、キャスト法、または押し出し法とキャスト法を併用した方法で作成される。具体例として、図1に示すように、図1(a)は、拡散層7の一方の而に微細な凹凸を作製したものである。ここで、微細な凹凸の種類としては、凸状シリンドリカル形状のもの、レンズ形状のもの、三角プリズム形状が挙げられるが、これらに限らず、拡散層7の光拡散機能が微細の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであれば上記の形状に限らない。
さらにまた、散乱層7の表面に微細な凹凸を形成することは、上述の光拡散機能にとどまらず、空気層5aを確保することも可能となる。
すなわち、拡散層7の光出射面と光学シート21の光入射面を接合する際に拡散層7の光出射面に形成された微細な凹凸により空気層5aを確保することが可能となる。この場合、微細な凹凸として、例えば微細な凹凸の形状はリブやマイクロレンズが挙げられるが、これに限らず、空気層5aを確保することが出来る凹凸の形状であれば良い。
Furthermore, the diffusion layer 7 may have fine unevenness on the surface, and the surface may have light diffusibility due to the fine unevenness on the surface. In this case, the diffusion layer 7 is formed by an extrusion method, a casting method, or a method using both the extrusion method and the casting method, which are well known in the art. As a specific example, as shown in FIG. 1, FIG. 1 (a) shows one in which a fine unevenness is produced on one side of the diffusion layer 7. Here, examples of the fine unevenness include a convex cylindrical shape, a lens shape, and a triangular prism shape, but are not limited thereto, and the light diffusion function of the diffusion layer 7 is provided with fine unevenness. The shape is not limited to the above as long as it has a concavo-convex shape which is improved as compared with the above.
Furthermore, forming fine irregularities on the surface of the scattering layer 7 is not limited to the light diffusion function described above, and it is possible to secure the air layer 5a.
That is, the air layer 5a can be secured by the fine irregularities formed on the light emitting surface of the diffusion layer 7 when the light emitting surface of the diffusion layer 7 and the light incident surface of the optical sheet 21 are bonded. In this case, as the fine unevenness, for example, the shape of the fine unevenness includes a rib and a microlens. However, the shape is not limited thereto, and may be any uneven shape that can secure the air layer 5a.

更に図1(c)は、拡散層7の両面の表面に微粒子層28を付けたものであり、この微粒子層28は両面に限らず片面に付けたものでもよい。またこの微粒子層28については、例えば、ビーズ、スぺ−サー等を含有する透明インキが挙げられるが、微粒子層の厚さ、微粒子の種類、大きさに限定はなく、拡散層7の光拡散機能が微粒子層28を付与する前と比較して向上するものであればよい。   Further, FIG. 1C shows a case where the fine particle layer 28 is attached to the both surfaces of the diffusion layer 7, and the fine particle layer 28 is not limited to the both surfaces but may be attached to one surface. The fine particle layer 28 may be, for example, a transparent ink containing beads, spacers, etc., but the thickness of the fine particle layer, the type and size of the fine particles are not limited, and the light diffusion of the diffusion layer 7 Any function may be used as long as the function is improved as compared with that before the fine particle layer 28 is applied.

尚、上述のように拡散層7を透明樹脂に空気を含む微細な空洞で作成する場合、あらかじめ透明樹脂中に含有された発泡剤を発泡させて作成しても良い。また、透明樹脂が相溶しない樹脂を含有し、少なくとも一軸方向に延伸する方法で作成される。   As described above, when the diffusion layer 7 is formed with a fine cavity containing air in a transparent resin, it may be prepared by foaming a foaming agent contained in the transparent resin in advance. The transparent resin contains a resin that is incompatible with each other, and is produced by a method of stretching at least in a uniaxial direction.

支持要素5は、光制御シート1の光の入射面側に設置され光制御シート1と拡散層7の間に空気層5aを確保するものである。
ここで反射層は、光制御シート1の背面側において、紙面奥行き方向に延びる断面視矩形状のものであり、紙面左右方向に沿って等間隔に複数配列され、ストライプ状に形成さる。
The support element 5 is installed on the light incident surface side of the light control sheet 1 to secure an air layer 5 a between the light control sheet 1 and the diffusion layer 7.
Here, the reflection layer has a rectangular shape in cross-sectional view extending in the depth direction on the paper surface on the back side of the light control sheet 1, and a plurality of reflection layers are arranged at regular intervals along the left-right direction on the paper surface, and are formed in stripes.

ここで、支持要素5の表面を遮蔽表面としても良い、この遮蔽とは、光を遮蔽するものであるため、光を反射させるものであっても良いし、カーボンブラックのように光を吸収するものでも良い。
ここで、図1(a)では固定要素との表面を光反射層とした場合を示したものである。すなわち、反射層は、光源20から射出される光Pうち、反射層に入射する光を背面側に反射し、この反射光を反射板20bで再反射させるものである。そして、反射板20bで再反射した光を、再度、表示画面側へ射出させることで、光の利用効率を高めることができる。
Here, the surface of the support element 5 may be a shielding surface. This shielding is to shield light, so that it may reflect light, or absorbs light like carbon black. Things can be used.
Here, FIG. 1A shows the case where the surface of the fixed element is a light reflecting layer. That is, the reflection layer reflects light incident on the reflection layer out of the light P emitted from the light source 20 to the back side, and re-reflects the reflected light by the reflection plate 20b. And the light utilization efficiency can be improved by injecting the light re-reflected by the reflecting plate 20b to the display screen side again.

なお、反射層の材質は、例えば金属粒子、または二酸化チタン、炭酸カルシウム等の高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキを塗布形成、または転写形成したもの、金属箔をラミネート形成したもの、金属材料を蒸着したもの等を採用することができる。
なお、反射層の断面形状は、図1(a)に示されるような矩形断面には限定されない。例えば、背面側に縮幅する台形断面や、これら矩形断面、台形断面の背面側の角部を丸めた断面形状などを採用することができる。
In addition, the material of the reflective layer is, for example, a metal particle, or an ink formed by dispersing and mixing high refractive index transparent particles such as titanium dioxide, calcium carbonate, or a transfer layer, a metal foil laminated, What vapor-deposited a metal material etc. can be employ | adopted.
The cross-sectional shape of the reflective layer is not limited to a rectangular cross section as shown in FIG. For example, a trapezoidal cross section that is reduced in width toward the back side, a rectangular cross section, a cross-sectional shape obtained by rounding a corner on the back side of the trapezoidal cross section, or the like can be employed.

隣り合う反射層の間には、開口された空隙が形成され、この空隙を空気層5aとしている。この空気層5aは、固定要素6の表示画面側の表面と光制御シート1の背面側の界面との間で、光制御シート1における複数の光制御部のそれぞれに対する光の入射範囲を規制するものである。空気層5aは、固定要素6より屈折率が低く構成されており、一度拡散層7で拡散した光が、固定要素6と空気層5aとの間で界面屈折することで、空気層5aを通過して光制御シート1に対して大きな入射角で入射する光を、中央に再度集めることができる。 An open gap is formed between adjacent reflective layers, and this gap is used as an air layer 5a. The air layer 5 a regulates the incident range of light with respect to each of the plurality of light control units in the light control sheet 1 between the surface on the display screen side of the fixed element 6 and the interface on the back side of the light control sheet 1. Is. The air layer 5a is configured to have a refractive index lower than that of the fixed element 6, and light once diffused in the diffusion layer 7 passes through the air layer 5a due to interface refraction between the fixed element 6 and the air layer 5a. Thus, the light incident on the light control sheet 1 with a large incident angle can be collected again in the center.

光制御シート1は、空気層5aを通って表示画面側に透過する拡散光を集光するため、複数の光学素子、例えばレンズを、それぞれ異なる空気層5aに対向させて等間隔でアレイ状に配列したものである。 The light control sheet 1 collects diffused light that passes through the air layer 5a to the display screen side, so that a plurality of optical elements, for example, lenses are arranged in an array at equal intervals so as to face different air layers 5a. It is an arrangement.

図1(a)の光制御シート1は、表示画面側に凸に形成された光制御部1aが図中紙面奥行き方向に延ばされた凸シリンドリカルレンズを単位レンズとする、凸シリンドリカルレンズアレイからなる。すなわち、レンチキュラーレンズとして構成されている。
なお、レンズ面の形状は、必要な集光性能に応じて、周知の適宜のレンズ面形状、例えば、球面、楕円面などを採用してもよい。また、集光効率を向上するために、楕円面を基準面とし高次項により補正を加えた非球面形状としてもよい。
光制御部1aは、例えばPET樹脂、PC樹脂、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー、アクリルニトリルポリスチレン共重合体等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。もしくは紫外線(UV)硬化性樹脂を用いて成形することができる。
The light control sheet 1 in FIG. 1A is a convex cylindrical lens array in which a light control unit 1a formed convex on the display screen side uses a convex cylindrical lens extending in the depth direction of the drawing sheet as a unit lens. Become. That is, it is configured as a lenticular lens.
As the shape of the lens surface, a well-known appropriate lens surface shape such as a spherical surface or an elliptical surface may be adopted depending on the required light collecting performance. Further, in order to improve the light collection efficiency, an aspherical shape in which an ellipsoidal surface is used as a reference surface and correction is performed using a higher order term may be used.
The light control unit 1a uses, for example, a PET resin, a PC resin, a polymethyl methacrylate, a cycloolefin polymer, an acrylonitrile polystyrene copolymer, an extrusion molding method, an injection molding method, or the like well known in the art. It can be formed by a hot press molding method. Alternatively, it can be molded using an ultraviolet (UV) curable resin.

また、固定要素6は、支持要素5が設けられた光制御シート1に対して拡散層7を積層一体化するためのものであり、拡散層7と支持要素5とが固定要素6を介して貼りあわされている。
固定要素6の構成材料としては、光透過性の粘着剤等が挙げられる。本実施形態の粘着剤の主原料は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系等の高分子材料のうち少なくとも何れかからなり、これら高分子材料中に粘着付与剤、粘着調整剤等の添加剤を含んでいるものが好ましい。また、粘着剤には、球形または無定形の形状で、かつ有機または無機の微粒子からなる光拡散性微粒子が含まれている。
The fixing element 6 is for stacking and integrating the diffusion layer 7 on the light control sheet 1 provided with the support element 5, and the diffusion layer 7 and the support element 5 are interposed via the fixing element 6. It is pasted.
Examples of the constituent material of the fixing element 6 include a light-transmitting adhesive. The main raw material of the pressure-sensitive adhesive of this embodiment is composed of at least one of acrylic, rubber-based, silicone-based, vinyl-based and other polymer materials, and in these polymer materials, a tackifier, a tackifier, and the like. Those containing additives are preferred. The pressure-sensitive adhesive contains light diffusing fine particles having a spherical or amorphous shape and made of organic or inorganic fine particles.

固定要素6に用いられる粘着剤の具体的な製造方法としては、まず光拡散微粒子を分散させた有機溶剤中に主原料の高分子材料、様々な添加剤を混合撹拌することで、光拡散微粒子を粘着剤中に分散させ、分散液を製造する。さらに、この分散液に架橋剤を混合し、基材に塗布・乾燥を行うことによって粘着剤が得られる。この時用いる基材は、安価なPET等の基材に離型処理を施したフィルムを使用しても良い。また、基材への塗布方式、乾燥方式としては特に制限はない。 As a specific method for producing the pressure-sensitive adhesive used for the fixing element 6, first, a light-diffusing fine particle is obtained by mixing and stirring a main raw material polymer material and various additives in an organic solvent in which the light-diffusing fine particle is dispersed. Is dispersed in an adhesive to produce a dispersion. Furthermore, a pressure-sensitive adhesive can be obtained by mixing a crosslinking agent with this dispersion, and applying and drying the substrate. The base material used at this time may be a film obtained by subjecting an inexpensive base material such as PET to a release treatment. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as the application method to a base material, and a drying system.

ところで、粘着剤による拡散層7と固定要素6との貼り合わせには、固定要素6における空気層5aを潰さない程度に粘着剤を薄膜化する必要がある。しかし、粘着剤を薄膜化することで、拡散層7の表面凹凸が空気層5a内に浮き出て、固定要素6の密着性が低下し、固定要素6が剥がれてしまうという問題がある。また、拡散層7と固定要素6との十分な密着性を確保するために、柔軟な接着剤及び粘着剤を使用すると、流動性が高いので空気層5aに接着剤または粘着剤が侵入し、空気層5aが埋まってしまい空気層5aつぶれが発生するといった問題がある。 By the way, in order to bond the diffusion layer 7 and the fixing element 6 with the adhesive, it is necessary to make the adhesive thin to such an extent that the air layer 5a in the fixing element 6 is not crushed. However, when the pressure-sensitive adhesive is made thin, the surface irregularities of the diffusion layer 7 are raised in the air layer 5a, the adhesion of the fixing element 6 is lowered, and the fixing element 6 is peeled off. Moreover, in order to ensure sufficient adhesion between the diffusion layer 7 and the fixing element 6, when a flexible adhesive and pressure-sensitive adhesive are used, the fluidity is high, so that the adhesive or pressure-sensitive adhesive enters the air layer 5 a, There is a problem that the air layer 5a is buried and the air layer 5a is crushed.

そこで、本願の発明者は、上述した固定要素6に用いる粘着剤の厚みと固定要素6に含まれる光拡散微粒子の粒度、添加量等を適正な値に設定することで、固定要素6の剥がれの防止と、空気層5aのつぶれの防止とを両立できることを見出した。 Therefore, the inventor of the present application sets the thickness of the pressure-sensitive adhesive used for the above-described fixing element 6 and the particle size, added amount, etc. of the light diffusing fine particles contained in the fixing element 6 to an appropriate value, thereby peeling off the fixing element 6. It has been found that both the prevention of air flow and the prevention of collapse of the air layer 5a can be achieved.

また、粘着剤に含まれる光拡散微粒子は、固定要素6が所望の屈折率を有するように調整され、その粒度は固定要素6の厚さよりも十分に小さければ特に制限はない。ただし、粘着剤と混合した際、その粒径は30μm以下であることが好ましい。光拡微粒子の粒径が30μmを超える場合、固定要素6の皮膜強度が低下し、空気層5aのつぶれを抑制できない。 The light diffusing fine particles contained in the pressure-sensitive adhesive are not particularly limited as long as the fixing element 6 is adjusted so as to have a desired refractive index and the particle size thereof is sufficiently smaller than the thickness of the fixing element 6. However, when mixed with an adhesive, the particle size is preferably 30 μm or less. When the particle diameter of the light expanding fine particles exceeds 30 μm, the film strength of the fixing element 6 is lowered, and the collapse of the air layer 5a cannot be suppressed.

また、固定要素6の厚さtは、5μm≦t≦50μmであることが好ましい。
固定要素6の厚さtが5μmより小さい場合は良好な密着性が得られない、また厚さtが50μmより大きいと固定要素6から射出された光は、大きく拡散されてしまい、光制御シート1に対して正面方向から入射する光(光制御シート1による所望の光の屈折作用が得られる光)が減少し、正面方向に対して斜め方向から光制御シート1に入射する光(迷光)が多く発生してしまい、結果としてディスプレイ装置29の正面輝度が下がるためである。
The thickness t of the fixing element 6 is preferably 5 μm ≦ t ≦ 50 μm.
When the thickness t of the fixing element 6 is smaller than 5 μm, good adhesion cannot be obtained. When the thickness t is larger than 50 μm, the light emitted from the fixing element 6 is greatly diffused, and the light control sheet. The light that enters the light control sheet 1 from the front direction (light that can obtain a desired light refraction action by the light control sheet 1) decreases, and the light that enters the light control sheet 1 from an oblique direction with respect to the front direction (stray light). This is because the front luminance of the display device 29 decreases as a result.

さらに、光拡散微粒子は固定要素6に重量割合cが10%≦c≦30%で混合されていることが好ましい。これは、固定要素6中の光拡散微粒子の重量割合cが、30%より高いと密着力を維持できなくなり10%より低いと空気層5aのつぶれを抑制できないからである。 Furthermore, the light diffusing fine particles are preferably mixed with the fixing element 6 at a weight ratio c of 10% ≦ c ≦ 30%. This is because if the weight ratio c of the light diffusing fine particles in the fixing element 6 is higher than 30%, the adhesion cannot be maintained, and if it is lower than 10%, the collapse of the air layer 5a cannot be suppressed.

次に、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定されるものではない。
ここで、本願の発明者は、上述した本実施形態における光学シート21と同様の構成からなり、支持要素5の光制御シートの光入射面に対する、面積比率βが異なるサンプルシート(ポリスチレン樹脂10cm×30cm×2mm)を作成し、これらサンプルシートを用いて環境試験、圧痕戻り試験、剥離強度試験を行った。そして、試験後における空気層のつぶれ・拡散層や反射層の剥がれの状態を評価した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the content of the Example.
Here, the inventor of the present application has a configuration similar to that of the optical sheet 21 in the present embodiment described above, and is a sample sheet (polystyrene resin 10 cm × x) having a different area ratio β to the light incident surface of the light control sheet of the support element 5. 30 cm × 2 mm), and an environmental test, an indentation return test, and a peel strength test were performed using these sample sheets. And the state of the collapse of the air layer, the diffusion layer, and the peeling of the reflective layer after the test was evaluated.

本環境試験の評価方法は、上述したサンプルシートを温度90℃、湿度0%の環境下に24時間さらし、その後のサンプルシートの変化を目視で確認した。
図3はサンプルシート(光学シート)の平面図であり、環境試験の評価基準を説明する説明図である。なお、図3中の鎖線Gは、サンプルシートにおける4隅の4×4mmの範囲を示している。
空気層のつぶれ「◎」は、サンプルシートの面上において、空気層のつぶれが全くない状態、「○」は、サンプルシートにおける4隅の空気層が若干つぶれているが、中鎖線Gの範囲に収まっている状態、「×」は、空気層のつぶれがサンプルシートにおける鎖線Gの範囲を超えている状態、もしくは光制御部(本実施例ではレンズ部とした)のレンズの配列方向に沿った形状で空気層のつぶれが観測された場合として評価した。
また、剥がれ「◎」は、拡散層と反射層とが全く剥がれのない状態、「○」は、サンプルシートにおける4隅で拡散層や反射層が若干剥がれているが、図2中鎖線Gの範囲に収まっている状態、「×」は、拡散層や反射層の剥がれがサンプルシートにおける鎖線Gの範囲を超えている状態として評価した。以上の評価に基づいて、空気層のつぶれと、拡散層や反射層の剥がれとの両者の評価が「○」以上の評価であった場合、良品の光学シートであると判定する。
In the evaluation method of this environmental test, the above-described sample sheet was exposed to an environment of a temperature of 90 ° C. and a humidity of 0% for 24 hours, and the subsequent change of the sample sheet was visually confirmed.
FIG. 3 is a plan view of a sample sheet (optical sheet) and is an explanatory diagram for explaining an evaluation standard for an environmental test. 3 indicates a range of 4 × 4 mm 2 at the four corners of the sample sheet.
Air layer collapse “◎” indicates no air layer collapse on the surface of the sample sheet, “◯” indicates that the air layer at the four corners of the sample sheet is slightly collapsed, but the range of the medium chain line G “×” indicates a state where the collapse of the air layer exceeds the range of the chain line G in the sample sheet, or along the lens arrangement direction of the light control unit (in this embodiment, the lens unit) It was evaluated as a case where the collapse of the air layer was observed in a different shape.
In addition, peeling “」 ”indicates that the diffusion layer and the reflection layer are not peeled off at all, and“ ◯ ”indicates that the diffusion layer and the reflection layer are slightly peeled off at the four corners of the sample sheet. The state of being in the range, “x”, was evaluated as a state in which the peeling of the diffusion layer and the reflective layer exceeded the range of the chain line G in the sample sheet. Based on the above evaluation, when the evaluation of both the collapse of the air layer and the peeling of the diffusion layer and the reflective layer is an evaluation of “◯” or more, it is determined that the optical sheet is a good product.

圧痕4験の評価方法は、高さ10mm、縦50mm、横50mmの直方体ゴム板をレンズシート側に、高さ3mm、縦150mm、横150mmの直方体シリコンゴム板を拡散層側に置き、レンズ面側から160gf/mm荷重にて油圧プレス機で1分間押圧を加えた後に復元を目視評価した。
5分経過後の状態と比較し、完全にもとの状態に戻ったものを○と評価し、5分経過後でも空気層のつぶれがはっきりと目視で確認されたものを×と評価した。
The evaluation method for the indentation 4 test is to place a rectangular parallelepiped rubber plate 10 mm high, 50 mm long and 50 mm wide on the lens sheet side, and a rectangular silicon rubber plate 3 mm high, 150 mm long and 150 mm wide on the diffusion layer side, and the lens surface. Restoration was visually evaluated after pressing for 1 minute with a hydraulic press at 160 gf / mm 2 load from the side.
Compared with the state after the lapse of 5 minutes, the case where the state completely returned to the original state was evaluated as ◯, and the case where the collapse of the air layer was clearly visually confirmed even after the lapse of 5 minutes was evaluated as ×.

剥離試験の評価方法は、図4(1)に示すように、レンズ部と水平にカッターで1インチ幅の切れ込みを入れ、図4(2)に示すように、1インチに切ったレンズシートの端部にPETフィルムを貼り付ける。続いて、図4(3)に示すように、PETフィルムの端部を持ち上げ、角度180°、引っ張り速度1000mm/minで100mm以上引っ張り試験機(INSTRON社製)により剥離を行い、その平均値を計測し評価する。 As shown in FIG. 4 (1), the peel test was evaluated by cutting a 1-inch width horizontally with a cutter as shown in FIG. 4 (1), and cutting the lens sheet into 1 inch as shown in FIG. 4 (2). Adhere PET film to the edge. Subsequently, as shown in FIG. 4 (3), the end of the PET film is lifted, peeled by a tensile tester (manufactured by INSTRON) at an angle of 180 ° and a pulling speed of 1000 mm / min for 100 mm or more, and the average value is obtained. Measure and evaluate.

次に本発明の実施例について説明する。
実施例1は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β:62%である。
実施例2は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β:59%である。
実施例3は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β:58%である。
実施例4は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β:57%である。
実施例5は、支持要素の光制御シートの光入射面に対する面積比率β:50%である。
以上の条件で各種測定を行った結果、表1に示すような結果が得られた。表1に示すように、実施例1(βが62%)では、環境試験、圧痕戻り試験、剥離強度試験、全てにおいて良好な結果をえることが確認された。しかしながら、実施例5(βが50%)では、どれも悪い結果となった。

Figure 2009237475
Next, examples of the present invention will be described.
In Example 1, the area ratio of the support element to the light incident surface of the light control sheet is β: 62%.
In Example 2, the area ratio of the support element to the light incident surface of the light control sheet is β: 59%.
In Example 3, the area ratio β of the support element to the light incident surface of the light control sheet is 58%.
In Example 4, the area ratio β of the support element to the light incident surface of the light control sheet is 57%.
In Example 5, the area ratio of the support element to the light incident surface of the light control sheet is β: 50%.
As a result of performing various measurements under the above conditions, the results shown in Table 1 were obtained. As shown in Table 1, in Example 1 (β was 62%), it was confirmed that good results were obtained in all of the environmental test, the indentation return test, and the peel strength test. However, in Example 5 (β is 50%), all the results were bad.

Figure 2009237475

このように、上述の実施の形態によれば、固定要素6の剥がれ防止と、空気層5aのつぶれ防止とを両立することができ、空気層5aの形状のばらつきを防ぐことができる。これにより、拡散層7で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができ、光制御シート1に対して大きな入射角で入射する光を集光することができる。したがって、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制することができる。
また、固定要素6の厚さtは、5μm≦t≦50μmにすることで、固定要素6の剥がれ防止と、空気層5aのつぶれ防止とを両立することができ、空気層5aの形状のばらつきを防ぐことができる。これにより、拡散層7で拡散させた光に対して、所望の屈折効果を得ることができる。
Thus, according to the above-described embodiment, it is possible to achieve both prevention of peeling of the fixing element 6 and prevention of crushing of the air layer 5a, and variation in the shape of the air layer 5a can be prevented. Thereby, a desired refraction effect can be obtained for the light diffused by the diffusion layer 7, and the light incident on the light control sheet 1 at a large incident angle can be condensed. Therefore, it is excellent in light utilization efficiency, and luminance unevenness can be suppressed.
Further, by setting the thickness t of the fixing element 6 to 5 μm ≦ t ≦ 50 μm, it is possible to achieve both prevention of peeling of the fixing element 6 and prevention of crushing of the air layer 5a, and variation in the shape of the air layer 5a. Can be prevented. Thereby, a desired refraction effect can be obtained for the light diffused by the diffusion layer 7.

さらに、光学シート21を高温下にさらした際でも、固定要素6の密着性を維持して、拡散層7や反射層の剥がれを防止することができる。そのため、高品質な光学シート21を提供することができる。
また、光拡散微粒子の粒径を30μm以下にすることで、固定要素6の被膜強度を確保した上で、空気層5aのつぶれや、拡散層7や反射層の剥がれを防止することができる。
また、固定要素6中の光拡散微粒子を10%以上30%以下の重量割合で含有することで、空気層5aのつぶれを防止、固定要素6の密着性を維持することができる。
このように、空気層5aのつぶれ防止と、固定要素6の剥がれ防止とを両立し、光の利用効率に優れ、しかも輝度ムラを抑制できる光学シート21を備えているため、高性能なバックライトユニット23およびディスプレイ装置を提供することができる。
Furthermore, even when the optical sheet 21 is exposed to a high temperature, the adhesiveness of the fixing element 6 can be maintained and peeling of the diffusion layer 7 and the reflective layer can be prevented. Therefore, the high quality optical sheet 21 can be provided.
Further, by setting the particle size of the light diffusing fine particles to 30 μm or less, it is possible to prevent the air layer 5a from being crushed and the diffusion layer 7 and the reflection layer from being peeled off while securing the coating strength of the fixing element 6.
Further, by containing the light diffusing fine particles in the fixing element 6 in a weight ratio of 10% or more and 30% or less, the air layer 5a can be prevented from being crushed and the adhesion of the fixing element 6 can be maintained.
As described above, the optical sheet 21 is provided with both the prevention of the collapse of the air layer 5a and the prevention of the fixing element 6 from peeling, the light utilization efficiency being excellent, and the luminance unevenness being suppressed. A unit 23 and a display device can be provided.

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。 It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention.

(a)本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。(b)本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。(c)本発明の実施形態におけるディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。(A) It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the display apparatus in embodiment of this invention. (B) It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the display apparatus in embodiment of this invention. (C) It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the display apparatus in embodiment of this invention. 従来技術による点光源の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the point light source by a prior art. 本発明の実施形態における環境試験に用いたサンプルシートの平面図であり、環境試験の評価基準を示す図である。It is a top view of the sample sheet | seat used for the environmental test in embodiment of this invention, and is a figure which shows the evaluation criteria of an environmental test. (1)本発明の実施形態における剥離強度試験の評価方法を示す図である。(2)本発明の実施形態における剥離強度試験の評価方法を示す図である。(3) 本発明の実施形態における剥離強度試験の評価方法を示す図である。(1) It is a figure which shows the evaluation method of the peeling strength test in embodiment of this invention. (2) It is a figure which shows the evaluation method of the peeling strength test in embodiment of this invention. (3) It is a figure which shows the evaluation method of the peeling strength test in embodiment of this invention. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1…光制御シート 1a…光制御部 5…支持要素 5a…空気層 6…固定要素 7…拡散層 20…光源 20a…ランプハウス 20b…光反射板 20c…ランプ 21…光学シート 22…液晶層 23…バックライトユニット 24、25…偏光板 26…液晶パネル 27…レンズシート 28…微粒子層 29…ディスプレイ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light control sheet 1a ... Light control part 5 ... Supporting element 5a ... Air layer 6 ... Fixed element 7 ... Diffusion layer 20 ... Light source 20a ... Lamp house 20b ... Light reflecting plate 20c ... Lamp 21 ... Optical sheet 22 ... Liquid crystal layer 23 ... Backlight unit 24, 25 ... Polarizing plate 26 ... Liquid crystal panel 27 ... Lens sheet 28 ... Fine particle layer 29 ... Display device

Claims (8)

一方の面を光入射面とし、前記光入射面の裏面を光出射面とし、前記光入射面から入射した光を拡散させる拡散層と、入射した光を出射面から出射する際に当該光の出射方向、範囲、色、輝度分布の何れか1つを少なくとも制御する光制御シートとを備え、前記光制御シートの前記光入射面側には支持要素があり、前記拡散層の前記光出射面側と前記支持要素とを固定要素を介して一体化されてなる光学シートであって、前記支持要素と前記固定要素との剥離強度α[gf/inch]が30≦αを満たすことを特徴とする光学シート。 One surface is a light incident surface, the back surface of the light incident surface is a light emitting surface, a diffusion layer that diffuses light incident from the light incident surface, and when the incident light is emitted from the emitting surface, A light control sheet that controls at least one of an emission direction, a range, a color, and a luminance distribution, and has a support element on the light incident surface side of the light control sheet, and the light emission surface of the diffusion layer An optical sheet in which a side and the support element are integrated via a fixing element, wherein a peel strength α [gf / inch] between the support element and the fixing element satisfies 30 ≦ α. Optical sheet. 前記支持要素の前記光制御シートの前記光入射面に対する、面積比率βが50%より大きいことを特徴とする請求項1に記載の光学シート。 2. The optical sheet according to claim 1, wherein an area ratio β of the support element with respect to the light incident surface of the light control sheet is larger than 50%. 前記支持要素の表面が遮蔽表面であることを特徴とする請求項1記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 1, wherein the surface of the support element is a shielding surface. 前記固定要素は粘着剤又は接着剤であることを特徴とする請求項1記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 1, wherein the fixing element is an adhesive or an adhesive. 前記固定要素は、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂材料のうち少なくとも何れかからなり、前記固定要素の厚みtが5μm≦t≦50μmに設定されていることを特徴とする請求項1記載の光学シート。 The fixing element is made of at least one of acrylic, rubber, silicone, and vinyl resin materials, and the thickness t of the fixing element is set to 5 μm ≦ t ≦ 50 μm. Item 5. The optical sheet according to Item 1. 前記固定要素は、粒径が30μm以下の光拡散微粒子を10%以上30%以下の重量割合で含有することを特徴とする請求項1記載の光学シート。 The optical sheet according to claim 1, wherein the fixing element contains light diffusing fine particles having a particle size of 30 μm or less in a weight ratio of 10% to 30%. 光源と、請求項1乃至6の何れか1項に記載の光学シートを少なくとも備えることを特徴とするバックライトユニット。 A backlight unit comprising at least a light source and the optical sheet according to any one of claims 1 to 6. 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と、前記画像表示素子の背面に、請求項7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表示装置。 8. A display device comprising: an image display element that defines a display image according to transmission / light shielding in pixel units; and the backlight unit according to claim 7 on a back surface of the image display element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015193739A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 積水化成品工業株式会社 optical film

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