JP2010250037A - Optical component, backlight unit and display apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical component which can reduce a lamp image and has high light collection/diffusion properties, and to provide a backlight unit obtained by using the optical component, and a display apparatus. <P>SOLUTION: The optical component 30 has: an optical shape to collect or diffuse light on at least one surface of the base material; and a rugged structure 31A, on the other surface thereof, in which the ten-point average roughness Rz is ≤200 (μm) and the arithmetic average roughness Ra is >0.1 and <1,000 (μm). The optical shape comprises a plurality of convex parts 32 constituting lenses arrayed while leaving a space between the adjacent convex parts and satisfies 0.5<Y/X<1.0, 50≤X≤200 (μm), and 0.02≤T/X (wherein X is the width of a portion of the convex part 32 contacted with the one surface of the base material; Y is the height of the convex part; T is the shortest space between the adjacent convex parts 32). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、主にフラットパネルディスプレイに代表される光学表示装置における照明光路制御に使用される光学部品及びこれを用いたバックライトユニット並びにディスプレイ装置、その光学部品の製造方法に関する。   The present invention relates to an optical component mainly used for illumination light path control in an optical display device typified by a flat panel display, a backlight unit using the same, a display device, and a method for manufacturing the optical component.

従来、例えば液晶表示装置(LCD)に代表されるディスプレイ装置においては、画像信号に応じて各画素のON/OFFが制御される液晶表示素子の背面側に、バックライトユニットを配置し、このバックライトユニットからの光を表示光として利用している。
このような液晶ディスプレイ装置は、液晶表示素子の消費電力は小さいものの、バックライトユニットでの消費電力が大きなものとなってしまう。したがって、ラップトップコンピュータや携帯電話などの電池式装置に用いられる場合には、光源の光の利用効率を高めることで装置としての消費電力を低減する試みがなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a display device represented by a liquid crystal display device (LCD), a backlight unit is arranged on the back side of a liquid crystal display element in which ON / OFF of each pixel is controlled according to an image signal. Light from the light unit is used as display light.
In such a liquid crystal display device, although the power consumption of the liquid crystal display element is small, the power consumption in the backlight unit is large. Therefore, when used in battery-powered devices such as laptop computers and mobile phones, attempts have been made to reduce the power consumption of the device by increasing the light use efficiency of the light source.

従来、光源の光の利用効率を高める手法として、バックライトユニットからの拡散光を光学シートによって集光して正面輝度を向上させる方式がとられており、特に、米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム(BEF:Brightness Enhancement Film)が光学シートとして広く使用されている。   Conventionally, as a method of improving the light use efficiency of the light source, a method of collecting diffused light from the backlight unit with an optical sheet and improving the front luminance has been taken, and in particular, it is a registered trademark of 3M Corporation in the United States. Brightness enhancement films (BEFs) are widely used as optical sheets.

BEF1は、図4に示すように、透明基材2の上面に、断面が三角形状の単位プリズム3が一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。
この単位プリズム3は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)である。BEFは、“軸外(off−axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(onaxis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”する。これにより、基材の平坦面から入射した光がプリズム面から射出する際、正面方向に光を集める効果をもち、正面方向のディスプレイの輝度を向上させることが可能になる。
As shown in FIG. 4, BEF 1 is a film in which unit prisms 3 having a triangular cross section are arranged at a constant pitch in one direction on the upper surface of a transparent substrate 2.
The unit prism 3 has a size (pitch) larger than the wavelength of light. The BEF collects light from “off-axis” and redirects or “recycles” the light “on axis” toward the viewer. Thereby, when the light incident from the flat surface of the substrate is emitted from the prism surface, it has an effect of collecting the light in the front direction, and the brightness of the display in the front direction can be improved.

しかしながら、BEF1を最表面の光学シートとして用いる場合、以下のような問題があった。
即ち、BEF1の垂直方向の光をプリズム3表面で屈折させて法線方向に出射させるため、水平方向の視野角に対し垂直方向の視野角が非常に狭くなってしまっていた。また、屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなくサイドローブ光として横方向に無駄に射出されてしまい、BEF1から出射される輝度分布は、図5の輝度分布図に示すように、視聴者の視覚方向に対する角度が0°における正面輝度が最も高められている一方で、正面より±90°近辺に小さな光強度ピークが生じてしまい効率よく集光を行うことができないという問題があった。
さらに、プリズム1頂部が尖っているため、液晶パネルとの間で接触してしまいキズが発生しやすいなどの欠点を有していた。
However, when BEF1 is used as the outermost optical sheet, there are the following problems.
That is, since the vertical light of BEF1 is refracted on the surface of the prism 3 and emitted in the normal direction, the vertical viewing angle is very narrow compared to the horizontal viewing angle. Further, the light component due to the refraction action is unnecessarily emitted in the lateral direction as sidelobe light without proceeding in the visual direction of the viewer, and the luminance distribution emitted from BEF1 is as shown in the luminance distribution diagram of FIG. On the other hand, the front luminance when the angle with respect to the visual direction of the viewer is 0 ° is most enhanced, but a small light intensity peak occurs in the vicinity of ± 90 ° from the front, so that the light cannot be collected efficiently. there were.
Furthermore, since the apex of the prism 1 is sharp, it has a drawback that it is in contact with the liquid crystal panel and is easily damaged.

そこで、BEF1のこれら欠点を補完すべく、液晶ディスプレイ装置を構成する液晶表示素子とバックライトユニットとの間には光学シートが複数積層されることが多い。一例としては図6に示すように、拡散板4に加え、拡散シート5、BEF1及び拡散シート5の光学シートがこの順序で積層されることで所望の光学特性を実現している。   Therefore, in order to compensate for these disadvantages of BEF1, a plurality of optical sheets are often laminated between the liquid crystal display element constituting the liquid crystal display device and the backlight unit. As an example, as shown in FIG. 6, in addition to the diffusion plate 4, the diffusion sheet 5, the BEF 1, and the optical sheet of the diffusion sheet 5 are laminated in this order to achieve desired optical characteristics.

このようにBEF1や拡散シート5に代表される光学シートは、光の利用効率の向上だけでなく、光源のムラの除去、ディスプレイの視域の確保、ディスプレイの剛性の維持など様々な機能が要求されており、一般的には複数枚の光学シートを重ね合わせることによって構成されている。   As described above, the optical sheet represented by the BEF 1 and the diffusion sheet 5 requires not only the improvement of the light utilization efficiency but also various functions such as removal of unevenness of the light source, securing the viewing area of the display, and maintaining the rigidity of the display. Generally, it is configured by superposing a plurality of optical sheets.

しかしながら、光学シートを複数枚使用する場合、ディスプレイ装置の組立て時の作業が煩雑になり、光学シート間に侵入したゴミの影響を受けたり、小型化や薄型化の妨げになってしまう。また、別部材の光拡散フィルムを新たに用いる必要があり、部材数が増加しコストが増加してしまうという問題がある。   However, when a plurality of optical sheets are used, the work for assembling the display device becomes complicated, which is affected by dust that has entered between the optical sheets, and prevents miniaturization and thinning. Moreover, it is necessary to newly use a light diffusing film of another member, and there is a problem that the number of members increases and the cost increases.

ところで、近年の液晶TVの更なる薄型化により、筐体内における光源と画像表示部との間隔が狭くなり、同一平面上に並列に配列された複数の各光源間に生じる暗部と明部の輝度分布ムラすなわちランプイメージが顕著化し、表示画面内に明暗を生じる問題がある。
すなわち光学シートには、ランプイメージを解消することが、強く求められるようになってきた。
By the way, with the further thinning of liquid crystal TVs in recent years, the distance between the light source and the image display unit in the housing is narrowed, and the brightness of the dark part and the bright part generated between the plurality of light sources arranged in parallel on the same plane. There is a problem that uneven distribution, that is, a lamp image becomes conspicuous and light and dark appear in the display screen.
That is, the optical sheet has been strongly required to eliminate the lamp image.

一方で、最近は上記のようなBEF1に代えて、図7に示すようなマイクロレンズシートの採用が増え始めている。特許文献1、2に示されるマイクロレンズシートは、基材9上に略半球状のマイクロレンズ8が不規則的に配置されたシートであって、正面輝度を高くすることができるという利点がある。   On the other hand, in recent years, the use of microlens sheets as shown in FIG. The microlens sheets shown in Patent Documents 1 and 2 are sheets in which substantially hemispherical microlenses 8 are irregularly arranged on the substrate 9, and have an advantage that the front luminance can be increased. .

また、さらにランプイメージを解消する方法として、光学シートに光散乱粒子を混入したり、シート表面に凹凸構造をつけるといった方法が用いられる。   Further, as a method of eliminating the lamp image, a method of mixing light scattering particles in the optical sheet or providing an uneven structure on the sheet surface is used.

特開2006−301528JP 2006-301528 A 特開2006−317486JP 2006-317486 A

しかしながら、上記のように光散乱粒子を混入したり、表面に凹凸構造をつけたりすると、ランプイメージの低減はできるが、輝度が低減してしまう。また、従来のマイクロレンズシートにおいては、幅と高さの比が0.5以下であることが一般的であり、BEF1に代表されるプリズムシートなどと比べ、輝度上昇効果が劣ってしまう。   However, when light scattering particles are mixed as described above or a concavo-convex structure is provided on the surface, the lamp image can be reduced, but the luminance is reduced. Further, in the conventional microlens sheet, the ratio of width to height is generally 0.5 or less, and the brightness increasing effect is inferior compared to a prism sheet represented by BEF1.

本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、ランプイメージの低減を可能にするとともに高い光の集光・拡散特性を備えた光学部品及びこれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置、その光学部品の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, an optical component that enables reduction of a lamp image and has high light collection and diffusion characteristics, a backlight unit using the same, a display device, An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the optical component.

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の光学部品は、光透光性を有する基材と、前記基材の一方の面に設けられ光を集光もしくは拡散させる光学形状と、前記基材のもう一方の面に設けられ十点平均粗さRzがRz≦200(μm)であって、算術平均粗さRaが0.1<Ra<1000(μm)となる凹凸構造とを備え、前記光学形状は、互いに間隔を空けて複数が配列され、各々がレンズを構成する凸部を有しており、前記凸部の前記一方の面に接している部分の幅をX、高さをYとしたとき、0.5<Y/X<1.0となり、かつ50≦X≦200(μm)であって、前記凸部の幅Xと前記凸部同士の最も短い間隔Tが0.02≦T/Xとなっていることを特徴とする。
即ち、本発明は、基材の少なくとも一方の面に光を集光もしくは拡散させる光学形状を有してなる光学部品であって、もう一方の面に十点平均粗さRzがRz≦200(μm)であって、算術平均粗さRaが0.1<Ra<1000(μm)となる凹凸構造を備えており、前記光学形状は、互いに間隔を空けて複数が配列され、各々がレンズを構成する凸部を有しており、前記凸部の前記一方の面に接している部分の幅をX、高さをYとしたとき0.5<Y/X<1.0となり、かつ50≦X≦200(μm)であって、前記凸部の幅Xと前記凸部同士の最も短い間隔Tが0.02≦T/Xとなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The optical component of the present invention includes a light-transmitting base material, an optical shape that is provided on one surface of the base material to collect or diffuse light, and is provided on the other surface of the base material. A point average roughness Rz is Rz ≦ 200 (μm) and an arithmetic average roughness Ra is 0.1 <Ra <1000 (μm), and the optical shapes are spaced apart from each other. A plurality are arranged, each having a convex portion constituting a lens, and when the width of the portion in contact with the one surface of the convex portion is X and the height is Y, 0.5 <Y /X<1.0 and 50 ≦ X ≦ 200 (μm), and the width X of the convex portion and the shortest interval T between the convex portions are 0.02 ≦ T / X. It is characterized by.
That is, the present invention is an optical component having an optical shape for condensing or diffusing light on at least one surface of a substrate, and the ten-point average roughness Rz on the other surface is Rz ≦ 200 ( μm), and has an uneven structure with an arithmetic average roughness Ra of 0.1 <Ra <1000 (μm), and a plurality of the optical shapes are arranged at intervals from each other, and each has a lens. Having a convex portion to be configured, where X is the width of the portion in contact with the one surface of the convex portion, and Y is the height, 0.5 <Y / X <1.0, and 50 ≦ X ≦ 200 (μm), and the width X of the convex portion and the shortest interval T between the convex portions are 0.02 ≦ T / X.

このような特徴の光学部品によれば、面が略平坦である場合と比べて、様々な角度の射出面が形成されるため、より広い範囲へ光を射出することができる。
即ち、200(μm)<Rz、あるいは1000(μm)≦Raの場合、光を拡散する範囲広すぎてしまい、高い輝度を得ることができない。一方、Ra≦0.1(μm)の場合、広い範囲へ光を射出することができずに、ランプイメージを低減することが難しい。
この点、本発明においてはRz≦200(μm)、Raが0.1<Ra<1000(μm)の範囲に設定されているため、拡散性能が向上しランプイメージを低減することが可能となる。
また、Y、X、Tを上記範囲に設定することで、光の集光又は拡散特性を十分発揮して高い輝度を発揮することができる。
即ち、Y/X≦0.5の場合、凸部の傾斜が小さいので光の集光性が弱く、高い輝度を得ることができない。一方、1.0≦Y/Xの場合、凸部の傾斜が大きいので頂部に傷などが生じやすくなり光の集光又は拡散特性を十分発揮できなくなってしまう。この点、本発明においては0.5<Y/X<1.0の範囲に設定されているため、光の集光又は拡散特性を十分発揮して高い輝度を発揮することができる。
また、X<50(μm)の場合、回折格子が発生するおそれや、前記凸部を成型する際に形がゆがんでしまうおそれがあり好ましくない。一方、200<X(μm)の場合、回折格子が発生するおそれや、光学部品成型時に気泡が入りやすくなるおそれがあり好ましくない。
この点、本発明においては50≦X≦200(μm)の範囲に設定されているため、光の集光又は拡散特性を十分発揮して高い輝度を発揮することができる。
また、T/X<0.02の場合、凸部を成型する過程において、隣接する凸部同士が重なって成型されるおそれがあり好ましくない。
この点、本発明においては、0.02≦T/Xの範囲に設定されているため、光の集光又は拡散特性を十分発揮して高い輝度を発揮することができる。
According to the optical component having such a feature, the light emission surface with various angles can be formed compared to the case where the surface is substantially flat, so that light can be emitted to a wider range.
That is, when 200 (μm) <Rz or 1000 (μm) ≦ Ra, the light diffusion range is too wide, and high luminance cannot be obtained. On the other hand, when Ra ≦ 0.1 (μm), it is difficult to emit light over a wide range, and it is difficult to reduce the lamp image.
In this respect, in the present invention, since Rz ≦ 200 (μm) and Ra are set in the range of 0.1 <Ra <1000 (μm), the diffusion performance can be improved and the lamp image can be reduced. .
Moreover, by setting Y, X, and T in the above ranges, it is possible to sufficiently exhibit the light condensing or diffusing characteristics and exhibit high luminance.
That is, in the case of Y / X ≦ 0.5, since the slope of the convex portion is small, the light condensing property is weak and high luminance cannot be obtained. On the other hand, in the case of 1.0 ≦ Y / X, since the slope of the convex portion is large, scratches or the like are likely to occur at the top, and the light condensing or diffusing characteristics cannot be sufficiently exhibited. In this respect, in the present invention, since it is set in the range of 0.5 <Y / X <1.0, the light condensing or diffusing characteristics can be sufficiently exhibited and high luminance can be exhibited.
Further, in the case of X <50 (μm), there is a possibility that a diffraction grating may be generated or the shape may be distorted when the convex portion is molded. On the other hand, in the case of 200 <X (μm), there is a possibility that a diffraction grating may be generated or bubbles may easily enter during molding of an optical component, which is not preferable.
In this respect, in the present invention, since it is set in the range of 50 ≦ X ≦ 200 (μm), the light condensing or diffusing characteristics can be sufficiently exhibited and high luminance can be exhibited.
Further, in the case of T / X <0.02, it is not preferable because adjacent convex portions may be overlapped with each other in the process of forming the convex portions.
In this respect, in the present invention, since it is set in the range of 0.02 ≦ T / X, the light condensing or diffusing characteristics can be sufficiently exhibited and high luminance can be exhibited.

本発明に係る光学部品は、前記凸部が略半球状又は略楕円半球状のマイクロレンズであることが好ましい。   In the optical component according to the present invention, the convex portion is preferably a microlens having a substantially hemispherical shape or a substantially elliptical hemispherical shape.

本発明に係る光学部品は、前記凸部が規則的又は不規則的に配列されているものであってもよい。   In the optical component according to the present invention, the convex portions may be regularly or irregularly arranged.

本発明に係る光学部品は、透明材料と、該透明材料中に分散され前記透明材料とは屈折率が異なる透明粒子とからなることが好ましい。   The optical component according to the present invention preferably includes a transparent material and transparent particles dispersed in the transparent material and having a refractive index different from that of the transparent material.

本発明に係るバックライトユニットは、上記にいずれかの光学部品と、光源とを備えたことを特徴とする。
このような特徴のバックライトユニットによれば、上記光学部品を備えていることから光の集光又は拡散特性を十分発揮して高い輝度を発揮することができる。
The backlight unit according to the present invention includes any one of the above-described optical components and a light source.
According to the backlight unit having such a feature, since the optical component is provided, the light condensing or diffusing characteristics can be sufficiently exhibited to exhibit high luminance.

本発明に係るディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、表示パネルとを備えたことを特徴とする。
このような特徴のディスプレイ装置によれば、上記光学部品を備えていることから、光の集光又は拡散特性を十分発揮して高い輝度を発揮し、表示品位の良好な画像を表示することができる。
A display device according to the present invention includes the backlight unit and a display panel.
According to the display device having such a feature, since the optical component is included, the light condensing or diffusing characteristics can be sufficiently exhibited to exhibit high luminance, and an image with good display quality can be displayed. it can.

本発明の光学部品の製造方法は、金型材の面に耐エッチング層を形成し、前記耐エッチング層に対してレーザービームを照射し、レーザービーム照射部分で生じるアブレーションにより前記耐エッチング層に開口部を形成し、前記耐エッチング層に形成された開口部を通して前記面をエッチングして、前記面に凹部を形成し、前記耐エッチング層を除去して凹部を有する型面を備えた金型を作製し、前記型面の前記凹部の形状を光学材料に転写することにより凸部を有する光学部品を製造することを特徴とする。
すなわち、本発明に係る製造方法は、基材上に耐エッチング層を形成し、前記耐エッチング層に対してレーザービームを照射し、レーザービーム照射部分で生じるアブレーションにより前記耐エッチング層に開口部を形成し、前記耐エッチング層に形成された開口部を通して前記基材をエッチングして、前記基材に凹部を形成し、前記耐エッチング層を除去して凹部を有する型を作製し、前記型の形状を光学材料に転写することにより凸部を有する光学部品を製造することを特徴とする光学部品の製造方法である。
このような製造方法を用いることにより所望の凸部を有する光学部品を成型することができる。
The method for producing an optical component of the present invention includes forming an etching resistant layer on the surface of a mold material, irradiating the etching resistant layer with a laser beam, and opening the opening in the etching resistant layer by ablation occurring in a laser beam irradiated portion. The surface is etched through the opening formed in the etching resistant layer to form a recess in the surface, and the etching resistant layer is removed to produce a mold having a mold surface having a recess. And the optical component which has a convex part is manufactured by transcribe | transferring the shape of the said recessed part of the said mold surface to an optical material, It is characterized by the above-mentioned.
That is, in the manufacturing method according to the present invention, an etching resistant layer is formed on a substrate, a laser beam is irradiated to the etching resistant layer, and an opening is formed in the etching resistant layer by ablation occurring in the laser beam irradiated portion. Forming and etching the substrate through an opening formed in the etching resistant layer to form a recess in the substrate, removing the etching resistant layer to produce a mold having a recess, An optical component manufacturing method comprising manufacturing an optical component having a convex portion by transferring a shape to an optical material.
By using such a manufacturing method, an optical component having a desired convex part can be molded.

本発明の光学部品、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、集光、拡散の光学機能を備えつつ高い正面輝度を得ることがでる。   According to the optical component, the backlight unit, and the display device of the present invention, high front luminance can be obtained while providing the optical functions of condensing and diffusing.

実施形態に係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。It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the display apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る光学部品を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical component which concerns on embodiment. 実施形態に係る光学部品の平面図である。It is a top view of the optical component which concerns on embodiment. BEFの概略構成を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows schematic structure of BEF. BEFから出射される光の輝度分布図である。It is a luminance distribution figure of the light radiate | emitted from BEF. 従来の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。It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the conventional display apparatus. 特許文献1に記載のレンズシートの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the lens sheet of patent document 1. FIG.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図、図2は実施形態に係る光学部品を示す断面図、図3は実施形態に係る光学部品の平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a display device according to the embodiment, FIG. 2 is a sectional view showing an optical component according to the embodiment, and FIG. 3 is a plan view of the optical component according to the embodiment.

図1に示すように、実施形態に係るディスプレイ装置100は、上方に光を照射するバックライトユニット80の光の射出側に、液晶パネル(画像表示素子)90を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶パネル(表示パネル)90から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射出することで画像を表示するものである。
以下では、このような配置に基づいて、図1の上方向を単に正面方向あるいは観察者側、下方向を単に背面側と称する場合がある。
As shown in FIG. 1, the display device 100 according to the embodiment is configured by providing a liquid crystal panel (image display element) 90 on the light emission side of a backlight unit 80 that emits light upward. The liquid crystal display device displays an image by emitting display light whose display is controlled by an image signal from a liquid crystal panel (display panel) 90 upward.
Hereinafter, based on such an arrangement, the upper direction in FIG. 1 may be simply referred to as the front direction or the viewer side, and the lower direction may be simply referred to as the back side.

液晶パネル90は、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶セル(表示素子又はパネル)91の背面側及び観察者側に、光の偏光方向を制御する偏光シート92、93が積層されることで構成されている。なお、液晶セル91は、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構成されている。
また、本実施形態においては、液晶パネル90は、いわゆる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。あるいは、液晶セル91を含んだ液晶パネル90に代えて、他の表示パネル、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。
The liquid crystal panel 90 is provided on the back side and the viewer side of a liquid crystal cell (display element or panel) 91 that controls the transmission state of light according to an image signal for each of a plurality of pixel regions formed in a rectangular grid, for example. It is configured by laminating polarizing sheets 92 and 93 that control the polarization direction of light. The liquid crystal cell 91 includes a pair of glass substrates and a liquid crystal layer sandwiched between them.
In the present embodiment, the liquid crystal panel 90 is a so-called transmissive display panel, but may be a transflective display panel. Alternatively, instead of the liquid crystal panel 90 including the liquid crystal cell 91, another display panel such as a display panel that displays a still image with a light-transmitting colored pattern may be used.

バックライトユニット80は、液晶パネル90の表示画面と略同一の面積の発光面を備えた発光装置であって、背面側から順に、光源部10、光拡散板20、光学部品30が積層されることで(並べられることで)構成されている。また、上記光拡散板20及び光学部品30とで光学シート70を構成している。
なお、光学部品30によって十分な光拡散効果を得られる場合、もしくは、光源部10から拡散光が出射される場合には、光拡散板20を設けない構成としたディスプレイ装置100であってもよい。
The backlight unit 80 is a light emitting device having a light emitting surface having substantially the same area as the display screen of the liquid crystal panel 90, and the light source unit 10, the light diffusion plate 20, and the optical component 30 are stacked in order from the back side. (By being arranged). Further, the light diffusing plate 20 and the optical component 30 constitute an optical sheet 70.
In the case where a sufficient light diffusion effect can be obtained by the optical component 30, or when diffused light is emitted from the light source unit 10, the display device 100 may be configured such that the light diffusion plate 20 is not provided. .

本実施形態において光源部10は、光源11として紙面奥行き方向に延びるシリンダ形状をなす複数の線状光源が、互いに平行となるように一定のピッチで間隔を空けて配置されるとともに、これら線状光源の背面側及び側面側がランプハウス12で囲われることで構成された直下型方式が採用されている。   In the present embodiment, the light source unit 10 includes a plurality of linear light sources that form a cylinder shape extending in the depth direction of the paper as the light source 11 and are arranged at a constant pitch so as to be parallel to each other. A direct type system is adopted in which the back side and the side of the light source are surrounded by the lamp house 12.

線状光源としての光源11としては、陰極管(CCFL)や、半導体レーザー、EL、ライン状に配置されたLED等を用いることができる。また、ランプハウス12は、観察者側が開口された箱型形状をなしており、白色フィルム、白色シート等の光反射性のフィルム、シートから構成されている。なお。このランプハウス12は金属板等の支持体上にフィルム、シート等が貼り付けられて構成されたものであってもよい。   As the light source 11 as the linear light source, a cathode tube (CCFL), a semiconductor laser, an EL, an LED arranged in a line shape, or the like can be used. In addition, the lamp house 12 has a box shape in which an observer side is opened, and is composed of a light reflecting film such as a white film or a white sheet, or a sheet. Note that. The lamp house 12 may be configured by attaching a film, a sheet, or the like on a support such as a metal plate.

なお、線状光源としての光源11の他、光源11は光を放射状に射出可能な点光源であってもよい。この場合、光源11は、バックライトユニット80における光の出射面に沿った二次元方向にマトリックス状に配置されるとともに、このように配置された光源11の背面側及び側面側がランプハウス12で囲われた直下型方式として構成される。   In addition to the light source 11 as a linear light source, the light source 11 may be a point light source capable of emitting light radially. In this case, the light sources 11 are arranged in a matrix in a two-dimensional direction along the light emission surface of the backlight unit 80, and the back side and the side of the light source 11 thus arranged are surrounded by the lamp house 12. It is configured as a direct type.

点光源としての光源11は、発光ダイオード(LED)を採用することが好ましい。この発光ダイオードを構成する際には、例えば単色に発光する発光素子を組み合わせることで白色に発光する方式が一般的に用いられている。また、携帯電話等のモバイル機器においては、青色に発光する発光素子に黄色の蛍光体を搭載して擬似白色に発光する方式の白色LEDがある。
また、この点光源としての光源11は、上述したものに限らず、例えばモバイル機器に設けられるもののように、一つの単色発光素子に他の少なくとも1種類以上の蛍光体を搭載したものであってもよい。さらに、例えば通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプ、半導体レーザー等であってもよい。さらに、点光源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。
The light source 11 as a point light source preferably employs a light emitting diode (LED). When forming this light emitting diode, for example, a method of emitting white light by combining light emitting elements emitting light of a single color is generally used. In mobile devices such as mobile phones, there is a white LED that emits pseudo white light by mounting a yellow phosphor on a light emitting element that emits blue light.
In addition, the light source 11 as the point light source is not limited to the above-described one, but, for example, is a device in which at least one other phosphor is mounted on one single-color light-emitting element, such as that provided in a mobile device. Also good. Furthermore, for example, a normal fluorescent lamp, a halogen lamp, a semiconductor laser, or the like may be used. Furthermore, the point light source is not limited to the above-described one, and it may be a single monochromatic LED element covered with at least one kind of phosphor.

拡散板20、は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された微粒子または気体等で構成されている。この拡散板20においては、透明樹脂の屈折率と微粒子または気体等の屈折率が異なることにより、これらの界面で反射、散乱が生じる。これによって、光源から出射された光の輝度ムラを抑制される。また、材料を選択することにより、表示光に求められる特性に合わせて輝度分布を制御することが可能となる。   The diffusion plate 20 is composed of a transparent resin and fine particles or gas dispersed in the transparent resin. In this diffusing plate 20, reflection and scattering occur at the interface between the transparent resin and the refractive index of the fine particles, gas, or the like because they are different. As a result, luminance unevenness of the light emitted from the light source is suppressed. Further, by selecting the material, it is possible to control the luminance distribution in accordance with the characteristics required for the display light.

拡散板20に使用される材料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、MS(アクリルとスチレンの共重合体)樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等を使用することができる。
また、微粒子として、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子が使用できる。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、酸化チタン等からなる粒子を挙げることができる。さらに、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、メラミン一ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン一ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン一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。これら微粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。
Examples of the transparent resin used for the diffusion plate 20 include polycarbonate resin, acrylic resin, fluorine acrylic resin, silicone acrylic resin, MS (acrylic and styrene copolymer) resin, epoxy acrylate resin, and polystyrene. Resins, cycloolefin polymers, methylstyrene resins, fluorene resins, PET, polypropylene, and the like can be used.
As fine particles, particles made of an inorganic oxide or particles made of a resin can be used. For example, transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina, titanium oxide, or the like. Further, transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and cross-linked products thereof, particles of melamine-formalin condensate, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene). Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as fluoroethylene monohexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene monotetrafluoroethylene copolymer), and silicone resin particles. These fine particles may be used as a mixture of two or more.

なお、拡散板20は複層構成とされたものであってもよく、それぞれの層に異なる樹脂や微粒子で構成されてもよい。このとき、拡散性能を達成するためには透明樹脂と微粒子または空気などの屈折率差が0.01以上であることが好ましく、これにより十分な光散乱性能が得られる。微粒子の粒径は、輝度を確保しつつ拡散性能を得るため、0.1μm〜100μmであることが望ましい。   The diffusion plate 20 may have a multilayer structure, and each layer may be composed of different resins and fine particles. At this time, in order to achieve the diffusion performance, it is preferable that the refractive index difference between the transparent resin and the fine particles or air is 0.01 or more, thereby obtaining sufficient light scattering performance. The particle diameter of the fine particles is preferably 0.1 μm to 100 μm in order to obtain diffusion performance while ensuring luminance.

光学部品30は、詳しくは図2に示す構成を有しており、基材である基部31の片面に光を集光もしくは拡散させる複数の光学形状が配列されている。
この光学形状は、拡散板20から出射される出射光を再配向して表示画面側に集光するための凸部32から構成されている。これら凸部32は基部31上に別体として配置したものであってもよいし、凸部32と基部31を一体成型したものであってもよい。
The optical component 30 has a configuration shown in detail in FIG. 2, and a plurality of optical shapes for condensing or diffusing light are arranged on one surface of a base portion 31 that is a base material.
This optical shape is composed of convex portions 32 for reorienting outgoing light emitted from the diffusion plate 20 and condensing it on the display screen side. These protrusions 32 may be arranged separately on the base 31 or may be formed by integrally forming the protrusion 32 and the base 31.

基材31における拡散板20側の面は十点平均粗さRzがRz≦200(μm)であって、算術平均粗さRaが0.1<Ra<1000(μm)となる凹凸構造31Aが施されていることが好ましい。この場合、光源11からの光を表面散乱させるため、ランプイメージの低減やピンを確認しにくくする等の効果を得ることができる。また、基材31における拡散板側の面に凹凸構造31Aを施した場合、その表示画面に重ね合わせた部材と面接触せずにその間に空隙を得ることができるため、光拡散板20と基材31との密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことができる。
また、この凹凸構造31Aによりこすれによる傷を防ぐことができる。
なお、このような凹凸構造31Aや凸部32を有する光学部品30は、例えば、材料を溶融させた後、押出機によりシート状に押し出し、当該シートが冷却、硬化する前に、凹凸構造31Aに対応した型面を有する金型ロール、および凸部32に対応した型面を有する金型ロールを用いて前記シートを挟圧することにより成形される。
The surface on the diffusion plate 20 side of the base material 31 has a ten-point average roughness Rz of Rz ≦ 200 (μm), and an uneven structure 31A having an arithmetic average roughness Ra of 0.1 <Ra <1000 (μm). It is preferable that it is given. In this case, since the light from the light source 11 is scattered on the surface, it is possible to obtain effects such as reducing the lamp image and making it difficult to confirm the pins. In addition, when the uneven structure 31A is provided on the surface of the base 31 on the diffusion plate side, a gap can be obtained between the surfaces overlapped with the member superimposed on the display screen. Optical influences such as Newton rings due to the close contact with the material 31 can be prevented.
Further, the concavo-convex structure 31A can prevent scratches caused by rubbing.
Note that the optical component 30 having such a concavo-convex structure 31A or convex portion 32 is formed on the concavo-convex structure 31A before the sheet is cooled and cured, for example, after the material is melted and then extruded into a sheet shape by an extruder. Molding is performed by clamping the sheet using a mold roll having a corresponding mold surface and a mold roll having a mold surface corresponding to the convex portion 32.

また、凸部32は、マイクロレンズ形状をなしており、複数等間隔をあけて規則的に、又は、不等間隔を空けて不規則に配列されている。この凸部32の形状としては、図3(a)に示すような略半球形状、図3(b)に示すような略楕円球形状のものが挙げられ、この他、図3(c)に示すように略半球形状と略楕円球形状が混在したものであってもよい。
凸部32に略楕円半球形状が含まれる場合は、当該楕円の長軸を同じ向きに配向させる割合を制御することで、所望の輝度分布を得ることができる。例えば、図3(b)に示すように、略楕円半球形状の長軸が水平方向(光学部品30を立設させた場合の水平方向)を向いている割合が多い場合には、拡散板20から出射される拡散光は、水平側の半値角に比べ垂直側の半値角が狭くなる傾向にある。これは楕円形状の傾斜率の差に基づくものである。これにより、水平方向の視野角が広いディスプレイ装置100を提供することができる。
また、輝度上昇効果を得るために、凸部32の基部31の片面に沿った幅のうち最も短い幅である幅Xと高さYの比は、0.5<Y/X<1.0の範囲内に設定されており、幅Xは凸部で回折光が発生しにくく、表示画面側から視認されにくいように50≦X≦200(μm)の範囲内に設定されている。
また、1μmの狂いも無く凸部32を基部31の片面に配置することは技術的に難しく、隣り合う凸部32が重なってしまうおそれがあるため、凸部32の幅Xと凸部32同士の最も短い間隔Tの比が0.02≦T/Xの範囲内に設定されている。
The convex portions 32 have a microlens shape, and are regularly arranged with a plurality of regular intervals or irregularly with unequal intervals. Examples of the shape of the convex portion 32 include a substantially hemispherical shape as shown in FIG. 3A and a substantially elliptical shape as shown in FIG. 3B. As shown, a substantially hemispherical shape and a substantially elliptical spherical shape may be mixed.
When the convex portion 32 includes a substantially elliptical hemispherical shape, a desired luminance distribution can be obtained by controlling the ratio of orienting the major axes of the ellipse in the same direction. For example, as shown in FIG. 3B, when the ratio of the substantially elliptical hemispherical long axis in the horizontal direction (the horizontal direction when the optical component 30 is erected) is large, the diffusion plate 20 The diffused light emitted from the light tends to have a narrower half-value angle on the vertical side than the half-value angle on the horizontal side. This is based on the difference between the elliptical inclination rates. Thereby, the display apparatus 100 with a wide horizontal viewing angle can be provided.
In addition, in order to obtain the brightness increasing effect, the ratio of the width X to the height Y, which is the shortest width among the widths along the one surface of the base portion 31 of the convex portion 32, is 0.5 <Y / X <1.0 The width X is set within a range of 50 ≦ X ≦ 200 (μm) so that diffracted light is hardly generated at the convex portion and is difficult to be visually recognized from the display screen side.
In addition, it is technically difficult to dispose the convex portion 32 on one side of the base portion 31 without any deviation of 1 μm, and there is a possibility that the adjacent convex portions 32 may overlap. The ratio of the shortest interval T is set in the range of 0.02 ≦ T / X.

ここで、光拡散板20は、板状やプレート状あるいはシート状をなすものであっても良く、その厚さは、0.5〜5mmの範囲内に設定されることが好ましい。
光拡散板1の厚さが0.5mm未満の場合、薄くコシがないため、撓みが生じるという問題がある。一方、光拡散板1の厚さが5mmを越える場合には、光源11からの光の透過率が低下するという問題がある。
Here, the light diffusing plate 20 may have a plate shape, a plate shape, or a sheet shape, and the thickness thereof is preferably set within a range of 0.5 to 5 mm.
When the thickness of the light diffusing plate 1 is less than 0.5 mm, there is a problem that bending occurs because it is thin and has no stiffness. On the other hand, when the thickness of the light diffusing plate 1 exceeds 5 mm, there is a problem that the transmittance of light from the light source 11 is lowered.

この光学部品30を成型する材料としては、光源部10から出射される光の波長に対して光透過性を有するものが使用され、例えば、光学用部材に使用可能なプラスチック材料を使用することができる。
この材料の例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、MS(アクリルとスチレンの共重合体)樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が挙げられる。また、用途により、透明樹脂中に微粒子を分散させて使用してもよい。
この微粒子としては無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子が使用できる。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、酸化チタン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、メラミン一ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン一ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン一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。これら微粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。
As a material for molding the optical component 30, a material having optical transparency with respect to the wavelength of light emitted from the light source unit 10 is used. For example, a plastic material that can be used for an optical member is used. it can.
Examples of this material include polyester resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, MS (acrylic and styrene copolymer) resin, polymethylpentene resin, thermoplastic resin such as cycloolefin polymer, or polyester acrylate. And transparent resins such as radiation curable resins composed of oligomers such as urethane acrylate and epoxy acrylate, or acrylates. Further, depending on the application, fine particles may be dispersed in the transparent resin.
As the fine particles, particles made of an inorganic oxide or particles made of a resin can be used. For example, transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina, titanium oxide, or the like. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and their cross-linked products, melamine-formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetrafluoroethylene). Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as fluoroethylene monohexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene monotetrafluoroethylene copolymer), and silicone resin particles. These fine particles may be used as a mixture of two or more.

光学部品30の凸部32は、このような材料を金型に流し込み凝固されることで成型される。
金型の製作は次のようになされる。まず、金型材の面に耐エッチング層を形成する。次に、前記耐エッチング層に対してレーザービームを照射し、レーザービーム照射部分で生じるアブレーションにより前記耐エッチング層に開口部を形成する。次に、前記耐エッチング層に形成された開口部を通して前記面をエッチングして、前記面に凹部を形成する。最後に、前記耐エッチング層を除去することにより、凹部を有する型面を備えた金型が作製される。
そして、金型の型面の前記凹部の形状を光学材料に転写することにより凸部32を有する光学部品30を製造する。
より具体的には、金型の作製方法としては、まず、銅メッキを施した金型にカーボンブラックを樹脂に分散させたラッカーをスプレー方式で約5μm塗布した後、1060nm波長の赤外線レーザーを照射し、ラッカーを昇華させる。
その後、塩化鉄クロム酸溶液に金型をつけ、深さ方向と幅方向を等方状に銅を腐食させ、凸部32に対応する部分が作製される。
また、このような金型で光学部品30を作製する方法の他、凸部32や、基部31の形成法としては熱可塑性樹脂や紫外線硬化性樹脂と上記の形状が賦形した金型を用いて、押出し成型や射出成型、UV成型法などで成型することができる。この際、凸部32、及び基部31を別体として成型してもよいし、一体品として成型してもよい。また凸部32、及び基部31を成型する場合には、内部にフィラーなど拡散剤を分散させ、成型することもできる。
The convex portion 32 of the optical component 30 is molded by pouring such a material into a mold and solidifying it.
The mold is made as follows. First, an etching resistant layer is formed on the surface of the mold material. Next, the etching resistant layer is irradiated with a laser beam, and an opening is formed in the etching resistant layer by ablation occurring at the laser beam irradiated portion. Next, the surface is etched through the opening formed in the etching resistant layer to form a recess in the surface. Finally, by removing the etching resistant layer, a mold having a mold surface having a recess is produced.
And the optical component 30 which has the convex part 32 is manufactured by transcribe | transferring the shape of the said recessed part of the metal mold | die surface to an optical material.
More specifically, as a method for producing a mold, first, a lacquer in which carbon black is dispersed in a resin is applied to a copper-plated mold by a spray method, and then irradiated with an infrared laser having a wavelength of 1060 nm. And sublimate the lacquer.
Then, a die is attached to the iron chloride chromic acid solution to corrode copper in an isotropic shape in the depth direction and the width direction, and a portion corresponding to the convex portion 32 is produced.
In addition to the method of manufacturing the optical component 30 with such a mold, as a method of forming the convex portion 32 and the base portion 31, a mold in which the above-described shape is formed with a thermoplastic resin or an ultraviolet curable resin is used. Then, it can be molded by extrusion molding, injection molding, UV molding, or the like. At this time, the convex portion 32 and the base portion 31 may be molded separately or may be molded as an integral product. Moreover, when shape | molding the convex part 32 and the base part 31, a diffusing agent, such as a filler, can be disperse | distributed inside and it can also shape | mold.

次に、ディスプレイ装置100の光学的作用について、光学部品30の作用を中心に説明する。
光源部10から全方位に出射された光の内、表示画面側に出射された光は拡散板20の背面側から入射する。一方、光源部10の背面側に出射された光はランプハウス12で反射した後、表示画面側の拡散板20に入射する。
拡散板20に入射した光は、通過するに従って内部粒子で適宜散乱させられ、拡散光として表示画面側に進行する。
この拡散板20から出射された光が光学部品30に入射した場合、凹凸構造31Aと凸部32で屈折、反射、散乱され、表示画面側に集光され、所望の輝度分布が付与され液晶パネル90に出射される。この光学部品30から出射された光は光学形状の光軸に沿ってある程度の広がり角の範囲に進む光として液晶パネル90に入射し、画像信号に基づいて駆動部で制御された各画素領域の偏光状態に応じて、所定の画素領域からの光が表示光として透過され、画像表示が行われる。
Next, the optical action of the display device 100 will be described focusing on the action of the optical component 30.
Of the light emitted from the light source unit 10 in all directions, the light emitted to the display screen side enters from the back side of the diffusion plate 20. On the other hand, the light emitted to the back side of the light source unit 10 is reflected by the lamp house 12 and then enters the diffusion plate 20 on the display screen side.
The light incident on the diffusion plate 20 is appropriately scattered by the internal particles as it passes through, and proceeds to the display screen side as diffused light.
When the light emitted from the diffusion plate 20 is incident on the optical component 30, it is refracted, reflected, and scattered by the concavo-convex structure 31A and the convex portion 32, is condensed on the display screen side, and a desired luminance distribution is given to the liquid crystal panel. 90. The light emitted from the optical component 30 is incident on the liquid crystal panel 90 as light traveling in a range of a certain divergence angle along the optical axis of the optical shape, and in each pixel region controlled by the drive unit based on the image signal. Depending on the polarization state, light from a predetermined pixel region is transmitted as display light, and image display is performed.

本実施形態においては、光学部品30が凹凸構造31Aを備えると共に凸部32を備え、該凸部32の幅X、高さYの比が0.5<Y/X<1.0の範囲内に設定されているため、上述のように、従来のマイクロレンズシートでは実現することができない程の高い輝度上昇効果を得ることができる。さらに、レンズとして凸部32を用いているため、BEFを用いた際に生じるサイドローブ及びモアレ干渉縞の発生を回避することができる。   In the present embodiment, the optical component 30 includes the concavo-convex structure 31A and the convex portion 32, and the ratio of the width X to the height Y of the convex portion 32 is within the range of 0.5 <Y / X <1.0. Therefore, as described above, it is possible to obtain a brightness enhancement effect that cannot be achieved with a conventional microlens sheet. Furthermore, since the convex part 32 is used as a lens, generation | occurrence | production of the side lobe and moire interference fringe which arise when using BEF can be avoided.

そして、本実施形態のバックライト・ユニット80によれば、上記のような高い輝度上昇効果を得ることができる光学部品30を採用しているため、集光・拡散特性を向上させた光を発することができる。   And, according to the backlight unit 80 of the present embodiment, the optical component 30 that can obtain the high brightness increase effect as described above is adopted, so that light with improved light collection and diffusion characteristics is emitted. be able to.

また、本実施形態のディスプレイ装置100は、画像表示素子90が液晶表示素子であり、上記バックライト・ユニット80により集光・拡散特性を向上させた光を利用する構成なので、観察者側Fの輝度を向上させ、光強度の視角方向の分布を滑らかにするとともに、ランプイメージを低減した画像を得ることができる。   Further, in the display device 100 of the present embodiment, the image display element 90 is a liquid crystal display element and uses the light whose light collection / diffusion characteristics are improved by the backlight unit 80. It is possible to improve the luminance, smooth the distribution of the light intensity in the viewing angle direction, and obtain an image with a reduced lamp image.

以上、本発明の実施の形態の集光拡散シート20、バックライト・ユニット80及びディスプレイ装置100ついて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、ディスプレイ装置100に拡散フィルム、プリズムシート、偏光分離反射シートなどを配置してもよい。これによって、画像品位をより向上させることができる。
The condensing diffusion sheet 20, the backlight unit 80, and the display device 100 according to the embodiment of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this, and does not depart from the technical idea of the present invention. It can be changed as appropriate.
For example, a diffusing film, a prism sheet, a polarization separating / reflecting sheet, or the like may be disposed on the display device 100. Thereby, the image quality can be further improved.

本発明の光学部品の一例を実施例1〜5として作製するとともに、これら実施例1〜5の比較対象の光学部品を比較例1〜5として作製し、その物性の対照試験を行った。   While producing an example of the optical component of this invention as Examples 1-5, the optical component of the comparison object of these Examples 1-5 was produced as Comparative Examples 1-5, and the contrast test of the physical property was done.

(光学部品の作製法)
成型用のシリンダーに下地銅メッキを行った後、面出しを行い、シリンダー表面を平滑にした。その後、レーザー製版機に成型用シリンダーをセットし、シリンダー表面に樹脂にカーボンを分散させたインキをスプレーコーターで全面に5μm塗布し、レーザー照射機(波長1060nm)でハニカム構造(六方最密構造)になるように焦点を合わせて照射した。レーザー光が当たった部分のインキがアブレーション(昇華)し、円状のパターンが全面に形成された。
その後、円状のパターンが全面に形成されたシリンダーを腐食溶液に回転させながら等方的に浸食させ、シリンダー全面に凸部であるマイクロレンズ形状を作製することにより、下地表面に実施例1〜5及び比較例1〜5に示す所定の形状(表1参照)を作製した。
この複数のマイクロレンズを有するシリンダー、及び凹凸構造を有するシリンダーを用い、熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを材料として、光学シートを構成するレンズシートを作製した。具体的には、上記熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを溶融させた後、押出機により当該シートを押し出して、当該シートが冷却、硬化する前に金型ロールによってマイクロレンズ32、及び裏面の凹凸構造31Aを成形した。
(Production method of optical parts)
After the base cylinder was plated on the molding cylinder, the surface was leveled to smooth the cylinder surface. After that, a molding cylinder is set in the laser plate making machine, and 5 μm of ink with carbon dispersed in the resin is applied to the entire surface with a spray coater, and honeycomb structure (hexagonal close-packed structure) is applied with a laser irradiation machine (wavelength 1060 nm). Irradiate with focus so that A portion of the ink irradiated with the laser beam was ablated (sublimated), and a circular pattern was formed on the entire surface.
Thereafter, the cylinder having a circular pattern formed on the entire surface is isotropically eroded while rotating into a corrosive solution, and a microlens shape that is a convex portion is formed on the entire surface of the cylinder. 5 and the predetermined shapes shown in Comparative Examples 1 to 5 (see Table 1) were produced.
Using this cylinder having a plurality of microlenses and a cylinder having a concavo-convex structure, a lens sheet constituting an optical sheet was produced using thermoplastic polycarbonate resin beads as a material. Specifically, after melting the thermoplastic polycarbonate resin beads, the sheet is extruded by an extruder, and the microlens 32 and the concavo-convex structure 31A on the back surface are formed by a mold roll before the sheet is cooled and cured. Molded.

(光学部品の特性評価)
表1に示す実施例1〜5及び比較例1〜5について、輝度分布、及び外観の2種類の特性評価を行った。
ランプイメージ、及び外観の評価に関しては、光源側から拡散板(RM721住友化学製)、光学部品の順で、ディスプレイ装置に組み込み、1時間点灯させたあとランプイメージ、及び外観の評価を行った。外観が問題ないか否かの判断は、ランプイメージが問題ないか否かの判断は、白画面および黒画面を表示して光源間の明暗が視認されれば不合格(×)と、視認されなければ合格(○)と判定し、上下左右±80°のいずれかから各種レンズ形状がディスプレイ装置の表示画面側から形状が視認されるか、又は凸部の形状が輝点として輝度ムラが視認されれば不合格(×)と、視認されなければ合格(○)と判定した。
また、輝度分布測定に関しては、光源側から拡散板(RM721住友化学製)、光学部品の順で、自動視野角光度計(GP−5 村上色彩技術研究所製)に組み込み、角度に対する輝度測定を行った。その結果、輝度が不十分ならば不合格(×)と、十分な輝度が得られれば合格(○)と判定した。
(Characteristic evaluation of optical components)
For Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 shown in Table 1, two types of characteristic evaluations were performed, namely, luminance distribution and appearance.
Regarding the evaluation of the lamp image and the external appearance, the diffusion image (RM721 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the optical components were assembled in the order from the light source side to the display device, and the lamp image and the external appearance were evaluated after lighting for 1 hour. Judgment of whether the appearance is okay, or whether the lamp image is okay, the white and black screens are displayed, and if the light and darkness between the light sources is visually recognized, it is visually recognized as rejected (x). If not, it is judged as pass (○), and various lens shapes are visually recognized from the display screen side of the display device from either up, down, left, or right ± 80 °, or luminance unevenness is visually recognized with the convex shape as a bright spot. If it was done, it was determined to be rejected (x), and if it was not visually recognized, it was determined to be passed (o).
For brightness distribution measurement, the diffuser (RM721 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) from the light source side and the optical components are assembled in the automatic viewing angle photometer (GP-5 Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd.) in order, and brightness measurement with respect to the angle is performed. went. As a result, if the luminance was insufficient, it was determined to be unacceptable (x), and if sufficient luminance was obtained, it was determined to be acceptable (◯).

(結果)
表1からわかるように、十点平均粗さRzと算術平均粗さRaがRz≦200(μm)、0.1<Ra<1000(μm)であり、かつ幅Xと高さYの比が、0.5<Y/X<1.0で、幅Xと高さYの比が、0.5<Y/X<1.0で幅Xが50≦X≦200(μm)である実施例1〜5においては、ランプイメージ、輝度分布、及び外観のいずれも合格となった。
しかし、200(μm)<Rzである比較例1においては、輝度分布が不合格となった。また、Ra≦0.1(μm)である比較例2においては、ランプイメージ、及び外観が不合格となった。また、幅Xと高さYの比が、Y/X≦0.5である比較例3においては、輝度分布が不合格となった。また、幅Xが200<Xである比較例4、幅Xと間隔Tの比がT/X<0.03である比較例5においては、外観が不合格となった。
このことから、実施形態において説明した光学部品30を用いてバックライト・ユニット80を構成することで、ランプイメージの低減を可能にするとともに高い光の集光・拡散特性を発することが可能であることがわかった。
(result)
As can be seen from Table 1, the ten-point average roughness Rz and the arithmetic average roughness Ra are Rz ≦ 200 (μm), 0.1 <Ra <1000 (μm), and the ratio of the width X to the height Y is 0.5 <Y / X <1.0, the ratio of width X to height Y is 0.5 <Y / X <1.0, and width X is 50 ≦ X ≦ 200 (μm) In Examples 1-5, the lamp image, the luminance distribution, and the appearance all passed.
However, in Comparative Example 1 where 200 (μm) <Rz, the luminance distribution was rejected. Moreover, in the comparative example 2 which is Ra <= 0.1 (micrometer), the lamp image and the external appearance failed. Further, in Comparative Example 3 in which the ratio of the width X to the height Y was Y / X ≦ 0.5, the luminance distribution was rejected. Further, in Comparative Example 4 in which the width X was 200 <X and in Comparative Example 5 in which the ratio of the width X to the interval T was T / X <0.03, the appearance was not acceptable.
From this, by constructing the backlight unit 80 using the optical component 30 described in the embodiment, it is possible to reduce the lamp image and emit a high light collection / diffusion characteristic. I understood it.

Figure 2010250037
Figure 2010250037

10 光源部
11 光源
12 ランプハウス
20 拡散板
30 光学部品
31 基部(基材)
32 凸部
70 光学シート
80 バックライトユニット
90 液晶パネル
91 液晶セル
92 偏光シート
93 偏光シート
100 ディスプレイ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source part 11 Light source 12 Lamp house 20 Diffusion plate 30 Optical component 31 Base (base material)
32 Convex part 70 Optical sheet 80 Backlight unit 90 Liquid crystal panel 91 Liquid crystal cell 92 Polarizing sheet 93 Polarizing sheet 100 Display device

Claims (7)

光透光性を有する基材と、
前記基材の一方の面に設けられ光を集光もしくは拡散させる光学形状と、
前記基材のもう一方の面に設けられ十点平均粗さRzがRz≦200(μm)であって、算術平均粗さRaが0.1<Ra<1000(μm)となる凹凸構造とを備え、
前記光学形状は、互いに間隔を空けて複数が配列され、各々がレンズを構成する凸部を有しており、
前記凸部の前記一方の面に接している部分の幅をX、高さをYとしたとき、0.5<Y/X<1.0となり、かつ50≦X≦200(μm)であって、
前記凸部の幅Xと前記凸部同士の最も短い間隔Tが0.02≦T/Xとなっている、
ことを特徴とする光学部品。
A substrate having translucency,
An optical shape provided on one surface of the substrate to collect or diffuse light; and
A concavo-convex structure provided on the other surface of the base material and having a ten-point average roughness Rz of Rz ≦ 200 (μm) and an arithmetic average roughness Ra of 0.1 <Ra <1000 (μm). Prepared,
A plurality of the optical shapes are arranged at intervals from each other, each having a convex portion constituting a lens,
When the width of the portion of the convex portion in contact with the one surface is X and the height is Y, 0.5 <Y / X <1.0 and 50 ≦ X ≦ 200 (μm). And
The width X of the convex portion and the shortest interval T between the convex portions are 0.02 ≦ T / X.
An optical component characterized by that.
前記凸部が略半球状又は略楕円半球状のマイクロレンズであることを特徴とする請求項1に記載の光学部品。   The optical component according to claim 1, wherein the convex portion is a substantially hemispherical or substantially elliptical hemispherical microlens. 前記凸部が規則的又は不規則的に配列されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光学部品。   The optical component according to claim 1, wherein the convex portions are regularly or irregularly arranged. 前記基材は、透明材料と、該透明材料中に分散され前記透明材料とは屈折率が異なる透明粒子とからなることを特徴とする請求項1乃至3にいずれか1項記載の光学部品。   4. The optical component according to claim 1, wherein the base material includes a transparent material and transparent particles that are dispersed in the transparent material and have a refractive index different from that of the transparent material. 5. 請求項1乃至4にいずれか1項記載の光学部品と、光源とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。   A backlight unit comprising the optical component according to claim 1 and a light source. 請求項6に記載されたバックライトユニットと、表示パネルとを備えたことを特徴とするディスプレイ装置。   A display device comprising the backlight unit according to claim 6 and a display panel. 金型材の面に耐エッチング層を形成し、
前記耐エッチング層に対してレーザービームを照射し、レーザービーム照射部分で生じるアブレーションにより前記耐エッチング層に開口部を形成し、
前記耐エッチング層に形成された開口部を通して前記面をエッチングして、前記面に凹部を形成し、
前記耐エッチング層を除去して凹部を有する型面を備えた金型を作製し、
前記型面の前記凹部の形状を光学材料に転写することにより凸部を有する光学部品を製造する、
ことを特徴とする光学部品の製造方法。
An etching resistant layer is formed on the surface of the mold material,
Irradiating the etching resistant layer with a laser beam, forming an opening in the etching resistant layer by ablation occurring in the laser beam irradiated portion,
Etching the surface through the opening formed in the etching resistant layer, forming a recess in the surface,
A mold having a mold surface having a recess by removing the etching resistant layer is produced,
Producing an optical component having a convex portion by transferring the shape of the concave portion of the mold surface to an optical material;
An optical component manufacturing method characterized by the above.
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