JP2010251053A - Optical uniform element and backlight unit and display device using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光路制御に用いられる光学素子、光均一素子、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to an optical element, a light uniform element, an optical sheet, a backlight unit, and a display device used for optical path control.
液晶パネルを利用した液晶表示装置が、携帯電話や個人用携帯情報端末、パーソナルコンピュータ用ディスプレイの画像表示手段だけでなく、家電製品としてのテレビにも幅広く普及してきている。さらには、これまでのカソード・レイ・チューブ（ＣＲＴ）テレビでは困難であった大型面対応の情報家電の画像表示装置として一般家庭にも普及し、液晶表示装置の利点をより活用させるために、大型化だけでなく、高輝度化、薄型・軽量化に向けた開発も非常に早いスピードで進められてきている。 Liquid crystal display devices using a liquid crystal panel are widely used not only for image display means of mobile phones, personal digital assistants, and personal computer displays, but also for televisions as home appliances. Furthermore, in order to make more use of the advantages of liquid crystal display devices, it has spread to general households as an image display device for large-size information appliances that has been difficult with conventional cathode ray tube (CRT) televisions. Developments not only for increasing the size but also for increasing the brightness and reducing the thickness and weight have been proceeding at a very high speed.
このような液晶表示装置では、装置内部に光源を内蔵していることが多く、画像を表示するために必要な明るさを得るために、液晶パネルの背面側に光源を含めたバックライトユニットを配置している。このバックライトユニットに採用されている光源としては、大別して冷陰極管等の光源ランプを、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、画像表示素子とこの光源との間に光散乱性の強い拡散板及び光学フィルムを配置して、冷陰極管やＬＥＤなどが直接視認されない構成を有する「直下型方式」があり、特に直下型方式は導光板の利用が困難な大型の液晶ディスプレイなどの表示装置に用いられている。 In such a liquid crystal display device, a light source is often built in the device, and in order to obtain the brightness necessary for displaying an image, a backlight unit including the light source is provided on the back side of the liquid crystal panel. It is arranged. The light source employed in this backlight unit is roughly divided into a “light guide plate light guide” that performs multiple reflections of a light source lamp such as a cold cathode tube within a flat light guide plate made of acrylic resin or the like having excellent light transmittance. "Method" (so-called edge light method) and a configuration in which a diffuser plate and an optical film having a strong light scattering property are disposed between the image display element and the light source so that a cold cathode tube or an LED is not directly visible. There is a "direct type", and in particular, the direct type is used for a display device such as a large liquid crystal display in which it is difficult to use a light guide plate.
光源である冷陰極管から出射される光は、冷陰極管の直上が最も明るく、冷陰極管と冷陰極管の中間が最も暗くなっている。直下型方式に使用される拡散板は、この光源の明暗である輝度ムラ（ランプイメージ）を低減させることを主な目的としていることから、光を散乱させる微細な材料が含まれており、使用する目的に合わせて様々な拡散板が開発させている。また、拡散板は、その上に配置される光学フィルムを支持する役割を担うことから、通常１〜３ｍｍ程度の厚さが必要とされている。さらに、液晶表示装置は年々薄型化が進んでいく傾向があり、これを構成する拡散板も薄型化が要求されつつあると同時に、更なる拡散性の向上が求められてきている。 The light emitted from the cold cathode tube as the light source is brightest immediately above the cold cathode tube, and darkest between the cold cathode tube and the cold cathode tube. The diffusion plate used in the direct type is mainly intended to reduce the brightness unevenness (lamp image) that is the brightness of this light source, so it contains fine materials that scatter light. Various diffusion plates have been developed to meet the purpose. Moreover, since the diffusion plate plays a role of supporting the optical film disposed thereon, a thickness of about 1 to 3 mm is usually required. Furthermore, liquid crystal display devices tend to be thinner year by year, and a diffusion plate constituting the liquid crystal display device is being demanded to be thinner, and at the same time, further improvement in diffusibility has been demanded.
最近の液晶表示装置の流れとしては、地球環境問題対策の一環である消費エネルギーを低減させることを目的とした、消費電力抑制が大きな課題となってきている。液晶表示装置においては、光源となるバックライトの消費電力が最も大きく、このバックライトの消費電力を抑制する取組みが幅広い分野で行われてきている。 As a recent trend of liquid crystal display devices, power consumption suppression for the purpose of reducing energy consumption, which is a part of countermeasures for global environmental problems, has become a major issue. In the liquid crystal display device, the power consumption of the backlight serving as the light source is the largest, and efforts to suppress the power consumption of the backlight have been made in a wide range of fields.
この一つの取組みとして、光源である冷陰極管の本数を低減させて消費電力を低く抑える試みが行われており、その消費電力低減の効果は社会に広く認められつつある。しかしながら、冷陰極管の本数を減らすことは光源の明暗である輝度ムラ（ランプイメージ）を強めることになり、これまでの拡散板及び光学フィルムの組合せでは完全にランプイメージを消すことは困難となってきている。ランプイメージを消すために、拡散板内部に拡散粒子を増やした場合は拡散板の全光線透過率を下げることになり、画像表示に必要な輝度を得ることが出来なくなる。この場合、光源である冷陰極管からの光を強くすることで必要とされる輝度は得られるが、光を強くすることで消費電力低減の効果が大幅に低下してしまうという問題が生じることになる。
特許文献１〜３には、拡散性能を向上させる手段として、拡散板の光出射面にレンズ形状を賦形した例が開示されている。一例として、拡散板の上に凸型曲面を有するレンズが配置されている。このような拡散板では、光源の配置に合わせてレンズの形状を設計し、レンズのアライメントを決定することが必要となる場合があり、製造工程が煩雑化することが生じる。また、拡散板の光出射面にレンズ形状を賦形することにより、拡散板の全光線透過率が低下して、画面表示に必要な輝度を得ることが難しくなることもある。さらにまた、拡散板の上に配置したレンズシートと液晶画素とからモアレ干渉縞が生じる問題も考えられる。
One approach is to reduce the number of cold-cathode tubes, which are light sources, to reduce power consumption, and the effect of reducing power consumption is widely recognized by society. However, reducing the number of cold-cathode tubes will increase the brightness unevenness (lamp image), which is the brightness of the light source, and it will be difficult to completely erase the lamp image with the conventional combination of the diffusion plate and the optical film. It is coming. When diffusing particles are increased in the diffusing plate in order to erase the lamp image, the total light transmittance of the diffusing plate is lowered, and the luminance necessary for image display cannot be obtained. In this case, the required luminance can be obtained by strengthening the light from the cold cathode tube, which is the light source, but there is a problem in that the effect of reducing power consumption is greatly reduced by strengthening the light. become.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、複数の光源からの入射光を均一にして射出させることでランプイメージを低減／消滅させることが可能であり、光源と光学素子、及び光均一素子との距離が近づいた場合、または光源の間隔が拡がった場合に対応が可能である光学素子、及び光均一素子を提供することを目的とする。更に上記光学素子、及び光均一素子から射出された光を効率良く観察者側へと射出させることで観察者側への輝度を向上させる光学フィルムを、該光学素子、及び該光均一素子と一体積層した光学シート、該光学シートを備えたバックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can uniformly reduce / extinguish a lamp image by emitting incident light from a plurality of light sources uniformly. The light source, the optical element, and the light It is an object of the present invention to provide an optical element and a light uniform element that can cope with a case where the distance to the uniform element approaches or a distance between light sources increases. Furthermore, an optical film that improves the luminance toward the viewer side by efficiently emitting the light emitted from the optical device and the light uniform device to the viewer side is integrated with the optical device and the light uniform device. An object is to provide a laminated optical sheet, a backlight unit including the optical sheet, and a display device.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。即ち、本発明の請求項１は、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層と光偏向要素を設けた構造を有する光均一素子において、前記光拡散基材が透明樹脂に光拡散剤が混入されてなる光拡散部材であって、前記光拡散剤は平均粒径４〜２０μｍの真球形状大粒径粒子と、平均粒径１〜３μｍの真球形状小粒径粒子と、不定形状粒子との少なくとも３種類の粒子が含有されていることを特徴とする光均一素子である。前記光拡散部材である大小粒径の真球形状粒子と不定形粒子の配合比の最適化を図ることにより、光の透過率を維持しながら光を効果的に拡散させることができ、結果的に輝度を保持すると同時に光源の輝度ムラを消すことが出来る光均一素子を提供することが可能となる。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means. That is,
本発明の請求項２は、前記透明樹脂と前記真球形状大粒径粒子との屈折率差が０．０５−０．１６であり、前記透明樹脂と前記真球形状小粒径粒子との屈折率差が０．０５−０．１８であり、前記透明樹脂と前記不定形状粒子との屈折率差が０．０６−０．１６であることを特徴とする請求項１に記載の光均一素子である。光拡散性に寄与する真球形大粒径粒子, 真球形状小粒径粒子, 不定形状粒子の屈折率差を最適な範囲に設定することができ、光の拡散性を向上させることが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, a difference in refractive index between the transparent resin and the true spherical large particle size is 0.05 to 0.16, and the transparent resin and the true spherical small particle size 2. The uniform light according to
本発明の請求項３は、前記透明樹脂１００重量部に、前記光散乱粒子が合計で２重量部〜５重量部分散されてなることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の光均一素子である。前記透明樹脂１００重量部に、前記光散乱粒子が合計で２重量部〜５重量部分散させることで、光の拡散性を向上させることが可能となる。 According to a third aspect of the present invention, the light scattering particles are dispersed in a total of 2 to 5 parts by weight in 100 parts by weight of the transparent resin. The light uniform element according to the item. By dispersing 2 to 5 parts by weight of the light scattering particles in 100 parts by weight of the transparent resin, it becomes possible to improve the light diffusibility.
本発明の請求項４は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前記光拡散基材が３層以上積層されてなることを特徴とする光均一素子である。３層以上積層させることで、各層界面の屈折率差により光の拡散性を向上させることが可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a light uniform element comprising three or more layers of the light diffusion base material according to any one of the first to third aspects. By laminating three or more layers, it is possible to improve the light diffusivity due to the difference in the refractive index at the interface of each layer.
本発明の請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前記光拡散基材が３層以上積層されてなり、前記光拡散基材の少なくとも１層に紫外線吸収剤が添加されていることを特徴とする光均一素子である。少なくとも１層に紫外線吸収剤を添加させることで、入射光の紫外線領域をある程度吸収することで光拡散基材透過後の各種部材に対して紫外線の影響を緩和することが可能となる。
Claim 5 of the present invention comprises the light diffusing substrate according to any one of
本発明の請求項６は、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層と光偏向要素を設けた構造を有する光均一素子において、前記光偏向要素が弧状表面又は稜線を有する第一頂部と、第一頂部から前記光伝搬層の光入射面に至る第一傾斜部とを有し、前記光伝搬層の屈折率をｎとし、前記光偏向レンズのピッチをＰとし、前記第一傾斜面が前記光伝搬層に接合する接合点における前記第一傾斜面への接線が、前記光伝搬層の光入射面となす角をθとしたとき、前記光伝搬層の厚さＴが下記の数１を満たすことを特徴とする請求項１から５に記載の光均一素子である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the light uniform element having a structure in which the light propagation layer and the light deflection element are provided on the light incident surface side of the light diffusion substrate, the light deflection element has an arcuate surface or a ridge line. And a first inclined portion from the first top to the light incident surface of the light propagation layer, wherein the refractive index of the light propagation layer is n, the pitch of the light deflection lens is P, and the first inclination When the angle between the tangent to the first inclined surface at the junction where the surface is bonded to the light propagation layer and the light incident surface of the light propagation layer is θ, the thickness T of the light propagation layer is The light uniform element according to
本発明の請求項７は、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層と光偏向要素を設けた構造を有する光均一素子において、前記光偏向要素の形状が、前記第一頂部と、前記第一傾斜部が湾曲してなる第一湾曲傾斜部を有する形状であり、前記第一湾曲傾斜部の各点における接線と、前記光伝搬層の光入射面側となす角が、２０度以上９０度以下で連続して変化していることを特徴とする請求項６に記載の光均一素子である。 According to a seventh aspect of the present invention, in the light uniform element having a structure in which the light propagation layer and the light deflection element are provided on the light incident surface side of the light diffusion base material, the shape of the light deflection element is the first top portion, The first inclined portion has a shape that has a first curved inclined portion, and an angle formed between a tangent at each point of the first curved inclined portion and the light incident surface side of the light propagation layer is 20 degrees. The light uniform element according to claim 6, wherein the light uniform element continuously changes at 90 degrees or less.
本発明の請求項８は、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層と光偏向要素を設けた構造を有する光均一素子において、前記光偏向要素の頂部が稜線を有することを特徴とする請求項７に記載の光均一素子である。 Claim 8 of the present invention is a light uniform element having a structure in which a light propagation layer and a light deflection element are provided on the light incident surface side of the light diffusion base material, wherein the top of the light deflection element has a ridge line. The light uniform element according to claim 7.
本発明の請求項９は、前記光偏向要素及び光伝搬層と光拡散基材から構成される光均一素子において、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層が形成され、前記光伝搬層の光入射面側に光偏向要素が形成されており、前記光拡散基材は、透明樹脂に光拡散領域が分散されてなり、全光線透過率が１０％〜６０％、ヘイズ値が９５％以上であり、前記伝搬層は全光線透過率が８０％以上、ヘイズ値が９５％以下であることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の光均一素子である。
According to a ninth aspect of the present invention, in the light uniform element including the light deflection element, the light propagation layer, and the light diffusion base material, a light propagation layer is formed on a light incident surface side of the light diffusion base material, and the light propagation A light deflecting element is formed on the light incident surface side of the layer, and the light diffusing substrate has a light diffusing region dispersed in a transparent resin, and has a total light transmittance of 10% to 60% and a haze value of 95. The light uniform element according to any one of
本発明の請求項１０は、前記光偏向要素及び光伝搬層と拡散基材から構成される光均一素子において、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層面と光偏向要素が形成され、前記拡散基材の光出射面側に微細な凹凸が設けられたことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の光均一素子である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the light uniform element including the light deflection element, the light propagation layer, and the diffusion base material, the light propagation layer surface and the light deflection element are formed on the light incident surface side of the light diffusion base material. 10. The light uniform element according to
本発明の請求項１１は、前記光偏向要素及び光伝搬層と拡散基材から構成される光均一素子において、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層面と光偏向要素が形成され、前記拡散基材の光出射面側に凹凸を有する光拡散レンズが設けられたことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の光均一素子である。
According to claim 11 of the present invention, in the light uniform element composed of the light deflection element, the light propagation layer, and the diffusion base material, the light propagation layer surface and the light deflection element are formed on the light incident surface side of the light diffusion base material. 11. The light uniform element according to
本発明の請求項１２は、前記光偏向要素及び光伝搬層と拡散基材から構成される光均一素子において、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層面と光偏向要素が形成され、前記拡散基材の光出射面側が略平坦であることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の光均一素子である。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the light uniform element including the light deflection element, the light propagation layer, and the diffusion base material, the light propagation layer surface and the light deflection element are formed on the light incident surface side of the light diffusion base material. The light uniform element according to any one of
本発明の請求項１３は、前記光偏向要素及び光伝搬層と拡散基材から構成される光均一素子において、光偏向要素と光伝播層及び光拡散基材が多層押出法により一体成形されていることを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の光均一素子である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the light uniform element including the light deflection element, the light propagation layer, and the diffusion base material, the light deflection element, the light propagation layer, and the light diffusion base material are integrally formed by a multilayer extrusion method. The light uniform element according to
本発明の請求項１４は、前記光偏向要素及び光伝搬層と拡散基材から構成される光均一素子において、光拡散基材と光伝搬層とが多層押出法により一体成形されており、シート状に成形された光偏向要素が光伝搬層とが固定層により積層されていることを特徴とする請求項１から１２の何れか1項に記載の光均一素子である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the light uniform element including the light deflection element, the light propagation layer, and the diffusion base material, the light diffusion base material and the light propagation layer are integrally formed by a multilayer extrusion method, The light uniform element according to any one of
本発明の請求項１５は、請求項１から１４の何れかに記載の光偏向要素及び光伝搬層と拡散基材から構成される光均一素子において、光拡散基材の光入射面側に光伝搬層面と光偏向要素が形成され、前記拡散基材の光出射面側に集光レンズと光透過基材から成る光学フィルムが設けられており、前記集光レンズは複数で一定のピッチで配列されて、前記集光レンズの形状が凸曲面形状であり、弧状表面を有する第三頂部と、前記第三頂部から前記光透過基材へ至る第三傾斜面とを有しており、前記第三頂部に行くに従い、対向する前記第三傾斜面の間の距離が次第に減少するように形成されていることを特徴とする光学シートである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the light uniform element including the light deflection element according to any one of the first to fourteenth aspects, the light propagation layer, and the diffusion base material, the light is incident on the light incident surface side of the light diffusion base material. A propagation layer surface and a light deflecting element are formed, and an optical film composed of a condensing lens and a light transmitting base material is provided on the light exit surface side of the diffusion base material. A plurality of the condensing lenses are arranged at a constant pitch. The condensing lens has a convex curved surface shape, and has a third top portion having an arcuate surface, and a third inclined surface extending from the third top portion to the light-transmitting substrate, The optical sheet is characterized in that the distance between the third inclined surfaces facing each other gradually decreases as it goes to the three tops.
本発明の請求項１６は、集光レンズと光透過基材からなる前記光学フィルムと前記光均一素子との間に複数の光マスクと、前記光マスクを離間する光透過用開口部とが設けられており、前記光透過開口部が、前記集光レンズの前記第三頂部に対応して設けられ、前記光マスクを介して前記光学フィルムと前記光均一素子とが一体積層されていることを特徴とする請求項１５に記載の光学シートである。 According to a sixteenth aspect of the present invention, a plurality of light masks and a light transmission opening for separating the light masks are provided between the optical film composed of a condensing lens and a light transmission substrate and the light uniform element. The light transmission opening is provided corresponding to the third top of the condenser lens, and the optical film and the light uniform element are integrally laminated through the light mask. The optical sheet according to claim 15.
本発明の請求項１７は、集光レンズと光透過基材からなる前記光学フィルムと前記光均一素子との間にドット状または線状のリブが配列され、前記リブを介して前記光学フィルムと前記光均一素子とが一体積層されてなることを特徴とする請求項１５に記載の光学シートである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, dot-shaped or linear ribs are arranged between the optical film composed of a condensing lens and a light-transmitting substrate and the light uniform element, and the optical film is interposed through the ribs. The optical sheet according to claim 15, wherein the light uniform element is integrally laminated.
本発明の請求項１８は、請求項１から１４の何れか１項に記載の光均一素子と光源を備えることを特徴とするバックライトユニットである。 An eighteenth aspect of the present invention is a backlight unit comprising the light uniform element according to any one of the first to fourteenth aspects and a light source.
本発明の請求項１９は、請求項１５から１７の何れか１項に記載の光学シートと光源を備えることを特徴とするバックライトユニットである。 A nineteenth aspect of the present invention is a backlight unit comprising the optical sheet according to any one of the fifteenth to seventeenth aspects and a light source.
本発明の請求項２０は、前記光源が線状光源であり、前記光偏向レンズの形状がレンチキュラー型であり、平面視したときに、前記レンチキュラー型レンズの長軸方向と前記線状光源の長軸方向とのなす角が２０度以下であることを特徴とする請求項１８または１９に記載のバックライトユニット。 According to a twentieth aspect of the present invention, the light source is a linear light source, the shape of the light deflection lens is a lenticular type, and when viewed in plan, the long axis direction of the lenticular lens and the length of the linear light source The backlight unit according to claim 18 or 19, wherein an angle formed with the axial direction is 20 degrees or less.
本発明の請求項２１は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する画像表示素子と、請求項１８から２０の何れか１項に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ディスプレイ装置である。 A twenty-first aspect of the present invention includes the image display element that transmits / shields light in pixel units and displays an image, and the backlight unit according to any one of the eighteenth to twentieth aspects. A display device.
これまで述べてきた構成及び光拡散材として利用する大小粒径の真球形状粒子と不定形粒子の配合比の最適化を図ることにより、光源との距離が近づいた構成または光源の間隔が拡がった構成に対しても、画面表示側に輝度ムラのない均一な光を射出することが可能であり、多層構成において各層の厚みや材質を変えることで、光源から発せられる熱による反りを防止することができる光学素子、及び光均一素子を提供することができる。また光学素子、及び光均一素子から射出された光を効率良く液晶表示画像を観察する人の方向へと射出させることで、観察者側の輝度を向上させる光学フィルムと、該光均一素子とを一体積層した光学シート、該光学シートを備えるバックライトユニットおよびディスプレイ装置を提供することができる。 By optimizing the composition described above and the mixing ratio of large and small spherical particles and amorphous particles used as light diffusing materials, the structure where the distance from the light source is close or the distance between the light sources is expanded. It is possible to emit uniform light without unevenness of brightness on the screen display side, and to prevent warping due to heat emitted from the light source by changing the thickness and material of each layer in the multilayer structure. An optical element and a light uniform element that can be provided can be provided. An optical film that improves the luminance on the viewer side by efficiently emitting light emitted from the optical element and the light uniform element toward a person observing the liquid crystal display image, and the light uniform element. An optical sheet integrally laminated, a backlight unit including the optical sheet, and a display device can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。なお、図１から図４は、本実施形態による光学素子及び光路制御部材の構成およびその利用形態を示す断面概略図の一例であり、各部位の縮尺または比率は実際とは一致しない。また、これに限定されるものでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 are examples of schematic cross-sectional views showing the configurations of the optical element and the optical path control member according to the present embodiment and the mode of use thereof, and the scales or ratios of the respective parts do not coincide with actual ones. Moreover, it is not limited to this.
図１は、本発明の光学素子、光均一素子、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５とバックライトユニット５５とから構成されている。また、本発明の実施形態であるバックライトユニット５５は、ランプハウス（反射板）４３内に複数の光源４１が配置され、その上（観察者側方向Ｆ）に本発明の実施形態である光均一素子２５、光学部材２が単一、又は複数配置されて構成されている。光源４１から射出された光Ｈは、光均一素子２５で拡散され、その上に配置された単一、又は複数の光学部材で拡散・反射・集光・カラーシフトされ、バックライトユニット５５から射出される光Ｋが、画像表示素子３５に入射し、観察者側Ｆへと射出される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an optical element, a light uniform element, a backlight unit, and a display device of the present invention. The
光源４１は、画像表示素子３５へと光を供給するものである。そこで光源４１としては、たとえば、複数の線状光源を用いることができる。複数の線状光源としては、たとえば、複数の蛍光灯、冷陰極管（ＣＣＦＬ）、ＥＥＦＬあるいは線状に配置されたＬＥＤなどを用いることができる。反射板４３は、複数の光源４１の観察者側Ｆと反対側に配置され、光源４１から全方向に出射された光のうち、観察者側Ｆと反対側の方向に出射された光を反射させて観察者側Ｆに出射させることができる。その結果、観察者側Ｆに出射された光Ｈは、ほぼ光源４１から全方向に出射された光となる。このように反射板４３を用いることによって、光の利用効率を高めることができる。反射板４３としては、光を高効率で反射させる部材であればよく、たとえば、一般的な反射フィルム、反射板などを使用することができる。
The
本発明の実施形態である光均一素子２５は、光偏向要素２８及び光伝搬層２３と拡散基材２６で構成される。また、光偏向要素２８は、表示装置７０の光源４１側に向けて配置され、光偏向要素２８の入射面から入射した光Ｈを偏向して光伝搬層２３に射出し、光伝搬層２３の光射出面から拡散光を射出するものである。拡散基材２６は、観察者側Ｆと反対側の面２６ａに光伝搬層２３の観察者側Ｆの面２３ｂが重ねられて形成されている。上述した光均一素子２５は、液晶装置のみならず、背面投射型スクリーン、太陽電池、有機又は無機ＥＬ、照明装置など、光路制御を行うものであれば何れのものにも使用することができる。
The
図２（ａ）は、本発明の実施形態である光均一素子２５の機能を説明する図である。光源４１はランプハウス（反射板）４３内に、Ｖｅ方向（画面垂直方向）に一定のピッチで配列されている。光源４１から射出した光Ｈは、光均一素子２５の観察者側Ｆと反対側の面、すなわち光偏向要素２８より入射し、光均一素子２５の観察者側Ｆの面、すなわち拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂより観察者側Ｆへ射出する。光均一素子２５の拡散性能が足りない場合、拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂには、光源４１に対向する領域が明るく、光源４１と光源４１との間に対向する領域が暗く見え、輝度ムラ（光源イメージ）として視認される。本発明の実施形態である光均一素子２５は、観察者側Ｆとは反対側の面に光偏向要素２８が配列されている。光源４１から入射する強い正面光Ｈを光偏向要素２８にて、その進行方向を偏向し、光伝搬層２３において偏向された入射光を拡げ、拡散基材２６において拡散し、均一な光を観察者側Ｆへ射出する。
FIG. 2A is a diagram for explaining the function of the
光偏向要素２８としては凹凸形状を有するレンズであることが望ましい。光偏向要素２８の第一傾斜面２８ｂが光伝搬層２３と接合する点３０における第一傾斜面への接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａとがなす角度をθ、光偏向要素２８の単位レンズのピッチをＰ、光伝搬層２３の厚みをＴ、光伝搬層２３の屈折率をｎとしたとき、以下の数式１を満たすことが望ましい。
The
すなわち、図２（ｂ）に示されるように、光伝搬層２３の厚みＴは、光偏向要素２８の第一傾斜面２８ｂが光伝搬層２３と接合する点３０に入射した光が、角度θの面で偏向され、光伝搬層２３内にてＶｅ方向に光偏向要素２８のピッチＰ以上拡がるために必要な厚みと定義される。ここで光偏向要素２８の単位レンズのピッチＰは、光偏向要素２８を断面視した際に、光伝搬層２３と接合する２点間の距離と定義される。尚、数式１が有効な光偏向要素２８のピッチＰは１０μｍ以上３００μｍ以下であることが望ましい。光偏向要素２８のピッチＰが１０μｍより小さい場合は、構造周期が波長に近づくため、回折の影響が無視できなくなってくるためである。光偏向要素２８のピッチＰが３００μｍを超える場合、性能上は問題ないが、光伝搬層２３の厚みＴが非常に厚くなってしまう。この場合、光伝搬層２３の厚みは２ｍｍ以下に収まるよう設定することが望ましい。
That is, as shown in FIG. 2B, the thickness T of the
よって一定のピッチで配列された光偏向要素２８に入射した正面光Ｈは、光偏向要素２８で偏向された光が光伝搬層２３内で混ざり合い、拡散基材２６にて拡散、観察者側Ｆへと射出される。光伝搬層２３の厚みＴが数式１を満たさない場合、光偏向要素２８にて偏向された光は混ざり合わずに拡散基材２６へ入射するため、光均一素子２５の拡散性能が不足する。
Therefore, the front light H incident on the
さらにまた、２つ隣の光偏向要素２８によって偏向された光が光伝搬層２３内で混ざり合うことがより好ましい。すなわち、以下の数式２を満たすことが望ましい。
Furthermore, it is more preferable that the light deflected by the two adjacent
図２（ｃ）に示されるように、２つ隣の光偏向要素２８によって偏向された光が光伝搬層２３内で混ざり合う厚さＴであれば、その拡散性能は更に増すため、光源４１との距離が１０ｍｍ以下と近づいても、ランプイメージを低減／消滅することが可能となる。
As shown in FIG. 2C, if the light deflected by the two adjacent
光偏向要素２８としては、図３（ａ）のような三角プリズム形状が望ましい。レンズ成形が容易であり、且つ正面からの入射光Ｈを大きく偏向することが出来るためである。また、図３（ｂ）のような凸湾曲レンズ形状が望ましい。第一頂部２８ａ、及び第一傾斜面２８ｂの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Ｈを様々な角度へ偏向することが出来るためである。凸湾曲レンズ形状としては、図３（ｃ）のような非球面形状であることが更には望ましい。第一頂部２８ａの曲率半径が小さくできるため、拡散性能が増すためである。さらに光偏向要素２８としては、図３（ｄ）のような湾曲三角プリズムであることが望ましい。第一頂部２８ａが稜線であるため、入射光Ｈがレンズのどの箇所へ入射しても必ず大きく偏向することができる。また、第一傾斜面２８ｂの各点における接線が連続的に変化しているため、正面からの入射光Ｈを様々な角度へ拡散することが出来るためである。このとき、図３（ｄ）に示すように、第一傾斜面２８ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度が、２０度以上９０度以下の間で連続的に変化していることが更には望ましい。２０度を下回る面がある場合、偏向角が非常に小さくなるため、拡散性能が弱くなってしまう。特に０度となる面がある場合、全く偏向せずに入射光Ｈを通すことになる。湾曲三角プリズムは第一傾斜面２８ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度が、２０度より小さくなる面がないため、第一傾斜面２８ｂのどの箇所に光が入射しても大きな角度で偏向することが可能である。
As the
また、第一傾斜面２８ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度が大きく変化しない場合、第一傾斜面２８ｂのどの点に光が入射しても、偏向角がほとんど一緒となるため、同じ領域に光が集中してしまう。湾曲三角プリズムは第一傾斜面２８ｂの各点における接線が、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ｂとなす角度が、２０度〜９０度の範囲で大きく変化しているため、様々な角度に入射光Ｈを偏向し、光を均一にすることができる。さらに、光偏向要素２８は上記レンズ形状を複数組み合わせて用いることができる。例えば図３（ｅ）に示されるように、凸湾曲レンズの上に三角プリズムを組み合わせたような形状でも良い。または図３（ｆ）のように２つの湾曲三角プリズムをＶｅ方向にシフトさせて重ねた形状でも良い。２つ以上のレンズ形状による拡散効果により、更に拡散性能が増すためである。
In addition, when the angle between the tangent line at each point of the first
光偏向要素２８は図４（ａ）に示されるように、凹レンズ形状でも良い。凹レンズ形状としては、上記三角プリズム、凸湾曲レンズ、湾曲三角プリズム、その他組合せレンズの逆形状であることが望ましい。この場合、上述の数式１、２におけるθは、図７に示されるように、第一傾斜面２８ｂが第一頂部２８ａと接合する点３０における接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側と反対側の面２３ａとのなす角度θと定義される。従って、光伝搬層２３の厚みＴの定義は、凹レンズの第一頂部２８ａから拡散基材２６までの距離となる。そのため、凸レンズ形状と比べて、光学素子２４及び光均一素子２５の厚さを薄くすることが可能となるため望ましい。また、図４（ｂ）に示されるように、凹レンズの第一頂部２８ａは略平坦面であっても良い。平坦面である方が、光偏向レンズ２８を成形する金型の磨耗や欠けが少ないためである。さらにまた、図４（ｃ）に示されるように、略平坦面である第一頂部２８ａの上に、光拡散／反射層２８ｃを形成しても良い。このとき、第一傾斜面２８ｂに回り込み量Δは、第一傾斜面２８ｂの幅ｐ１の３０％以下であることが望ましい。さらにまた、図４（ｄ）に示されるように、凹レンズの凹面に光カバー層２８ｃを形成しても良い。凹レンズの凹面は偏向角が小さい領域であるため、凹面に光カバー層２８ｃを形成することで拡散性能が向上する。形成する方法としては、例えばインクジェット方式、撥水／撥油処理方法等が挙げられる。
The
光偏向要素２８は上述のレンズ等を、適宜複数組み合わせて配列しても良い。または図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように単位レンズのピッチＰや高さを変えて配列しても良い。これにより、光偏向要素２８の最遠交点αは光伝搬層２３内に不均一に配置されている。図６（ｃ）には、光偏向要素２８の単位レンズの配列方向に対して、最遠交点αが平行且つ直線上に配置されたものを示す。光偏向要素２８に正面光Ｈが入射したとき、単位レンズの中心線上に集光点が生じるが、該中心線上に収差が生じる。そこで本発明においては説明を簡略化するために、最もレンズ頂点から離れた点で集光する点を最遠交点αと定義する。図６（ａ）から（ｃ）においては、単位レンズの両端に入射した光が偏向されて交わる点を最遠交点αとなる一例を示している。
The
図６（ｃ）において、例えば全ての光偏向要素２８が同一形状である場合は、各々の光偏向要素２８に入射した光の最遠交点αの位置は、同一面上に存在する。従って、光学素子２４及び光均一素子２５の入射面から入射した光Ｈは、どの領域においても同一の拡散性能が得られるため、ムラの無い光学素子２４及び光均一素子２５を提供することができる。しかしながら、図６（ａ）及び図６（ｂ）で示されるように、光偏向要素２８のレンズ形状が一定ではない場合は、各々の光偏向要素２８に入射した光の最遠交点αが同一面上には存在しない。したがって各々の光偏向要素２８毎に光伝搬層２３の厚みＴが異なることとなる。このとき、光伝搬層２３の厚さＴは、組み合わせる各レンズの中で最も厚くなるＴを選択することが望ましい。最も厚くなるＴを選択することで、配列される全ての光偏向要素２８において、上述の数式１及び２を満足することができるため、確実に拡散効果を得ることができる。例えば、光源４１が極端に光学素子２４及び光均一素子２５と近接する場合や、光源４１間の距離が極端に離れている場合、光源４１間の距離が不均一な場合などに、光偏向要素２８の最遠交点αを不均一にすると有効である。とくに複数組み合わせる場合、図７に示されるように、光源４１の位置に合わせて規則的に配列しても良い。このとき、光源４１の真上の領域には、光伝搬層２３の厚みＴが最も薄く設定できる光偏向要素２８を配置することが望ましい。結果として光源４１の真上の領域の拡散性能を高めることが出来るため、輝度ムラをより低減することが可能となる。光偏向要素２８のピッチＰは適宜決定できるが、光偏向要素２８のピッチＰが大きいほど、光伝搬層２３の厚さＴも厚くなるため、現実的には１０μｍ以上３００μｍ以下、望ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが求められる。
In FIG. 6C, for example, when all the
光偏向要素２８は、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａに、ＵＶ硬化樹脂などのような電子線硬化樹脂を用いて成形することができる。たとえば、拡散基材２６と光伝搬層２３とを押出法等により一体で板状部材として成形して、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａに光偏向要素２８をＵＶ成形することができる。さらにまた、光伝搬層２３を押出法や射出成形法等により板状部材として成形して、これを拡散基材２６と一体化する前／後に、光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａに光偏向要素２８をＵＶ成形することができる。また、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いて、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって光偏向要素２８を形成することもできる。また、同様に作製したシート材の表面に、光偏向要素２８を、放射線硬化樹脂を用いて成形することもできる。
The
光偏向要素２８と光伝搬層２３は、押出成形で同時に作製することができる。また図８（ａ）に示されるように本発明の光偏向要素２８及び光伝搬層２３と拡散基材２６から成る光均一素子２５は多層押出成型等により一体で成形してもよい。一方で図８（ｂ）に示されるように、シート状に成形した後、光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａに、ラミネート等により固定層２０によって貼合することもできる。この場合、シート状に成形した光偏向要素２８に紫外線吸収材を含有させることが好ましい。シート状に成形した光偏向要素２８に紫外線吸収材を含有させることで、固定層２０の紫外線劣化による剥れを防ぐことができる。
The
ここで固定層２０は、粘着剤、接着剤を用いて形成する。粘着剤、接着剤には、ウレタン系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂等を用いることができる。また、粘着剤、接着剤には、１液型で押圧して接着するもの、熱や光で硬化させるものを用いることができ、２液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることができる。さらに、固定層２０内にフィラーを分散してもよい。固定層２０内にフィラーを分散することで、接合層の弾性率を増加することが可能となる。固定層２０の形成方法において、接合面へ直接塗布する方法や、あらかじめドライフィルムとして準備したものを貼り合わせる方法がある。固定層２０をドライフィルムとして準備した場合、製造工程上、簡易的に扱うことが可能となるため好ましい。
Here, the fixed
また固定層２０は反り防止作用があることが望ましい。固定層２０の熱線膨張係数を、拡散基材２６の熱線膨張係数とほぼ同じになるように合せ込むことで、光均一素子２５自体の反りを防止することができる。さらにまた、シート状に成形した光偏向要素２８の熱線膨張係数を、拡散基材２６の熱線膨張係数とほぼ同じになるように合せ込むことで、光均一デバイス２５自体の反りを防止することができる。シート状に成形した光偏向要素２８の厚みは１０μｍ〜１ｍｍであることが望ましい。更には２５μｍ〜５００μｍであることが望ましい。シート状に成形した光偏向要素２８の厚みが薄すぎると皺等が発生し、厚すぎると光伝搬層２３との貼合が容易ではなくなるためである。ここで、シート状に成形した光偏向要素２８の基材領域を光伝搬層２３とみなすことができる。したがって厚いシート状に光偏向要素２８を成形することで、光伝搬層２３の厚みを薄くすることができる。また、直接拡散基材２６に貼り合わせることも可能となる。
Further, it is desirable that the fixed
光偏向要素２８の表面に、さらに微細な凹凸を有していても良い。微細な凹凸が、光偏向要素２８による偏向効果を更に高めることができる。このとき、表面粗さＲａは、０．１μｍ〜１０μｍの範囲であることが望ましい。０．１μｍを下回る凹凸構造では偏向効果は得難く、また１０μｍを超える凹凸構造はそれ自体が光偏向要素２８となる。微細な凹凸の形成方法としては、例えば光偏向要素２８自身、又は成形用金型の表面を、エッチングやサンドブラストなどによって荒らす方法、または光偏向要素２８の成形用金型に、更に微細な凹凸形状を切削する等の方法が挙げられる。また、光偏向要素２８は、入射光Ｈを偏向させるものであれば、上述のようなレンズ形状でなくても良い。また、光偏向要素２８は、入射光Ｈを偏向させるものであれば、上述のようなレンズ形状でなくても良い。例えば、光偏向要素２８は樹脂フィラーや気泡等による拡散層であっても良い。光偏向要素２８で入射光Ｈを偏向し、光伝搬層２３で偏向された光を拡げ、拡散基材２６で更に拡散することで、拡散性能が向上するためである。
The surface of the
本発明の光均一素子２５を構成する光伝搬層２３は、全光線透過率が８０％以上であることが好ましい。全光線透過率が８０％以上であれば、観察者側Ｆへ出射させる光の輝度を低下させることがない。逆に、全光線透過率が８０％未満の場合には、観察者側Ｆへ出射させる光の輝度低下を生じさせるため好ましくない。
なお、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠した測定値である。また、光伝搬層２３は、ヘイズ値が９５％以下であることが好ましい。光伝搬層２３は、光偏向要素２８によって偏向拡散された入射光を効果的に拡げて伝搬し、拡散基材２６へ入射させる。従って、ヘイズ値が９５％を超える場合には、十分な光拡散効果を得ることが出来ないため好ましくない。なお、ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠した測定値である。
The
The total light transmittance is a measured value based on JIS K7361-1. The
光伝搬層２３に用いられる材料は、熱可塑性樹脂からなる透明樹脂が好ましく、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ＰＥＴ、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを挙げることができる。また、光伝搬層２３は、少なくとも１軸方向に延伸されていてもよい。
The material used for the
光伝搬層２３は、少なくとも２層以上の多層構造とすることができる。このとき、光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率をｎ１、拡散基材２６側の層２３Ｂの屈折率をｎ２、光偏向要素２８の屈折率をｎ０としたとき、数式３を満たすことが望ましい。
The
数式３について、図９（ａ）を用いて説明する。
光Ｈが光偏向要素２８に入射すると、空気の屈折率と光偏向レンズ２８の屈折率ｎ０とにより光Ｈは偏向される。このとき光偏向要素２８の屈折率ｎ０が大きいほど屈折角は大きくなるため、光偏向要素２８の屈折率ｎ０は大きい方が望ましい。図９（ａ）においては、光偏向要素２８、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａ、及び光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂのそれぞれの界面において、光が光源４１側から観察者側Ｆに進むにあたり、界面での屈折率が高くなる場合を２点鎖線、屈折率が変わらない場合を点線、屈折率が低くなる場合を実線で表している。例えば、光偏向要素２８により偏向された光が光伝搬層２３に入射する際、ｎ０＞ｎ１、すなわち屈折率が低くなる場合、実線で図示される方向へ偏向する。偏向された光と光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａとのなす角度が小さくなるため、拡散性能は向上する。
Equation 3 will be described with reference to FIG.
When the light H enters the
逆に、ｎ０＜ｎ１、すなわち屈折率が高くなる場合、２点鎖線で図示される方向へと偏向される。偏向された光と光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａとのなす角度が大きくなるため、拡散性能は低下する。同様に、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａと光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂとの界面においても、ｎ１＞ｎ２、すなわち屈折率が低くなる場合、拡散性能は向上することとなる。従って、光偏向要素２８の屈折率ｎ０と光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率ｎ１とは、等しいか又は光偏向要素２８の屈折率ｎ０の方が大きいことが望ましく、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率ｎ１と光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂの屈折率ｎ２とでは、等しいか又は光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの屈折率ｎ１の方が大きいことが望ましい。
On the other hand, when n0 <n1, that is, when the refractive index becomes high, it is deflected in the direction shown by the two-dot chain line. Since the angle formed between the deflected light and the
ここで、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの厚さより、光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂの厚さの方が厚いことがより望ましい。光伝搬層２３の拡散基材２６側の層２３Ｂ内で光を大きく拡げることが可能となるためである。更には、図９（ｂ）に示すように、光偏向要素２８の単位レンズの両端に入射した光が偏向して交差する点が、光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａに位置することが望ましい。また、光伝搬層２３が少なくとも２層以上の多層構成である場合には、光偏向要素２８の最遠交点αが光偏向要素２８の光射出面（すなわち光伝搬層２３の観察者側Ｆと反対側の面２３ａ）と接する層内に含まれることが良い。これにより、光伝搬層２３内の光偏向要素２８に近い点に最遠交点があるため、大きく光を拡散することができる。
Here, it is more desirable that the thickness of the
上述した光伝搬層２３は、屈折率の異なる複数の層を多層押出法等により成形することができる。また、押出法や射出成形法によって成形した光伝搬層２３に、該光伝搬層２３よりも屈折率の高い材料を用いて光偏向要素２８をシート状に成形し、ラミネート法等により貼合することでも実現することが出来る。
The
光伝搬層２３は多層構成とすることで反りを防止することが出来る。この場合、最も観察者側から離れた層の熱線膨張係数を、拡散基材２６の熱線膨張係数とほぼ同じ程度に合せ込むことで、光均一素子２５の反りを防止することができる。また、光伝搬層２３の厚さを調整することによっても光均一素子２５の反りを防止できる。
The
光均一素子２５は、拡散基材２６と光伝搬層２３をそれぞれ別々に押出法、射出成形等により形成した後に、接着材又は粘着材により一体化して形成しても良い。たとえば、接着材又は粘着材としては、一般的に用いられるラミネートなどを用いて拡散基材２６と光伝搬層２３を貼り合せることができる。
The
拡散基材２６は、全光線透過率が１０％〜６０％であることが好ましい。全光線透過率が１０％未満の場合には、観察者側Ｆへの出射光の輝度低下を生じさせるので好ましくなく、逆に、全光線透過率が６０％を超える場合には、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。また、拡散基材２６は、ヘイズ値が９５％以上であることが好ましい。ヘイズ値が９５％未満の場合は、拡散性能が不十分となり、面内輝度の均一性が悪化するため好ましくない。
The
拡散基材２６は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に混入・分散された光拡散剤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光拡散剤との屈折率は異なるものとされている。透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、メタクリル系樹脂、メタクリル酸メチル系樹脂、ガラス、塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、脂環式アクリル樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、オレフィン・マレイミド交互共重合体、シクロヘキサジエン系ポリマー、非晶ポリエステル樹脂、非晶フッ素系樹脂等を用いることができる。なお、これらの１種から構成されていても良いし、２種以上を組み合わせて構成されたものであってもよい。
The
本実施形態の拡散基材２６において、上記透明樹脂に分散される光拡散剤として、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子を使用できる。例えば、無機酸化物からなる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、樹脂からなる粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフルオロビニリデン）、及びＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等が使用される。
In the
真球形状大粒径粒子および真球形状小粒径粒子は、ほぼ真球状であることが好ましい。真球形状大粒径粒子の大きさは、平均粒径４〜２０μｍが好ましく、平均粒径４〜１２μｍがより好ましい。平均粒径が上記範囲の場合には、光拡散性を大きくして、視野角分布の調整を行うことができる。また、真球形状小粒径粒子１４の大きさは、平均粒径１〜３μｍが好ましく、平均粒径２〜３μｍがより好ましい。光の波長領域となるとともに、光透過性と拡散性を合わせもつこととなるためである。真球状粒子においては、平均粒径が１μｍ未満あるいは２０μｍを超える場合には、光拡散性が十分でなく、視野角分布の調整を行うことができないので好ましくない。不定形状粒子の大きさは、球形換算で平均粒径２〜６μｍが好ましい。球形換算で平均粒径が２μｍ未満あるいは６μｍを超える場合には、光拡散性が十分でなく、視野角分布の調整を行うことができないので好ましくない。なお、平均粒径は、光散乱粒子が球状の場合には光散乱粒子の直径の平均値であり、粒子が不定形状の場合には球形換算したときの平均値である。粒径は、たとえば、粒度分布計ＳＤ−２０００（シスメックス株式会社製）で測定することができる。 It is preferable that the true spherical large particle size particle and the true spherical small particle size particle are substantially spherical. The size of the true spherical large particle size is preferably an average particle size of 4 to 20 μm, and more preferably an average particle size of 4 to 12 μm. When the average particle size is in the above range, the light diffusibility can be increased and the viewing angle distribution can be adjusted. The size of the true spherical small particle size 14 is preferably an average particle size of 1 to 3 μm, and more preferably an average particle size of 2 to 3 μm. This is because it becomes a wavelength region of light and has both light transmittance and diffusibility. In the case of true spherical particles, when the average particle size is less than 1 μm or more than 20 μm, the light diffusibility is not sufficient and the viewing angle distribution cannot be adjusted, which is not preferable. The size of the irregularly shaped particles is preferably an average particle size of 2 to 6 μm in terms of a sphere. When the average particle diameter is less than 2 μm or more than 6 μm in terms of a sphere, it is not preferable because the light diffusibility is not sufficient and the viewing angle distribution cannot be adjusted. The average particle diameter is an average value of the diameters of the light scattering particles when the light scattering particles are spherical, and is an average value when converted into a spherical shape when the particles are indefinite. The particle size can be measured, for example, with a particle size distribution analyzer SD-2000 (manufactured by Sysmex Corporation).
透明樹脂に不定形状粒子のみを分散させて光拡散基材を形成した場合には、光拡散基材１０からの出射光は、透過性の高い特性を有する。発光スペクトルは、正面方向（観察者方向）の発光輝度が鋭く高く、急激に落ち込み、広角にて裾が広がる視野角特性を示す。そのため、正面方向（観察者方向）は明るいとともに、正面方向（観察者方向）から１５°〜６０°斜め方向からはランプイメージが確認しにくくなり、斜め方向のランプイメージ低減効果が得られる。 When the light diffusing substrate is formed by dispersing only the irregularly shaped particles in the transparent resin, the emitted light from the light diffusing substrate 10 has a highly transmissive characteristic. The emission spectrum shows a viewing angle characteristic in which the emission luminance in the front direction (observer direction) is sharp and high, falls sharply, and widens at the wide angle. Therefore, the front direction (observer direction) is bright, and it is difficult to confirm the lamp image from an oblique direction of 15 ° to 60 ° from the front direction (observer direction), and an oblique lamp image reduction effect is obtained.
また、透明樹脂に真球形状大粒径粒子のみを分散させて光拡散基材を形成した場合には、光拡散基材からの出射光は、拡散性の高い特性を有する。発光スペクトルは、正面方向（観察者方向）から視野角の広がりを保持しつつ、拡散性が高く、広角に向けて緩やかに落ち込むような視野角特性を示す。そのため、ランプイメージはその中心からぼやけて広がるため、正面方向（観察者方向）から０°〜１５°斜め方向からはランプイメージが確認しにくくなり、ランプイメージ低減効果が得られる。 In addition, when a light diffusing substrate is formed by dispersing only true spherical particles with a transparent resin, the light emitted from the light diffusing substrate has high diffusibility. The emission spectrum has a viewing angle characteristic such that the viewing angle is widened from the front direction (observer direction), has high diffusibility, and gradually falls toward the wide angle. For this reason, the lamp image blurs and spreads from the center thereof, so that it is difficult to confirm the lamp image from an oblique direction of 0 ° to 15 ° from the front direction (observer direction), and a lamp image reduction effect is obtained.
さらに、透明樹脂に真球形状小粒径粒子のみを分散させて光拡散基材を形成した場合には、真球形状小粒径粒子は光の波長の長さに近い粒径であるので、光拡散板からの出射光は拡散性及び中心透過性の両方の特性を有する。発光スペクトルは、正面方向（観察者方向）からの視野角の広がりは少なく、拡散性があり、且つ正面方向（観察者方向）の発光輝度は比較的に高いような視野角特性を示す。そのため、拡散性を有しながらも、正面方向（観察者方向）に集光させるような効果があり、正面方向（観察者方向）の発光輝度が高くなる。 Furthermore, in the case where a light diffusion base material is formed by dispersing only true spherical small particle size particles in a transparent resin, the true spherical small particle size particle size is close to the length of the wavelength of light, The outgoing light from the light diffusing plate has both diffusive and central transmissive characteristics. The emission spectrum has a viewing angle characteristic in which the viewing angle from the front direction (observer direction) is small, diffused, and the emission luminance in the front direction (observer direction) is relatively high. Therefore, while having diffusibility, there is an effect of condensing light in the front direction (observer direction), and the light emission luminance in the front direction (observer direction) is increased.
また、透明樹脂と光散乱粒子２０の屈折率差は０．０２以上であることが望ましい。この範囲であれば、光拡散特性を得ることができるが、透明樹脂と光散乱粒子の屈折率差が０．０２未満の場合には、光拡散特性を得ることができない。
Further, the difference in refractive index between the transparent resin and the
さらに、透明樹脂と真球形状大粒径粒子との屈折率差が０．０５〜０．１６であり、且つ透明樹脂と真球形状小粒径粒子との屈折率差が０．０５〜０．１８であり、且つ透明樹脂と不定形状粒子との屈折率差が０．０６〜０．１６であることがより好ましい。
このような場合には、正面方向（観察者方向）の発光輝度が高い視野角特性を得ることができる。
Further, the refractive index difference between the transparent resin and the true spherical large particle diameter is 0.05 to 0.16, and the refractive index difference between the transparent resin and the true spherical small particle diameter is 0.05 to 0. More preferably, the difference in refractive index between the transparent resin and the irregularly shaped particles is 0.06 to 0.16.
In such a case, viewing angle characteristics with high emission luminance in the front direction (observer direction) can be obtained.
以上、前記３種の光散乱粒子を分散させた光拡散基材は、まず、拡散性を有するので、バックライト部の光源の光を散乱させて輝度のムラをなくすとともに、バックライト部の光源の形状（ランプイメージ）が透けて見えることを抑止することができる。また、光拡散基材は、透過性を有するので、光を透過させて光の利用効率を高めることができる。このようにして、拡散性と透過性をバランスよく向上させた光拡散基材とすることができ、ランプイメージ低減効果と正面方向（観察者方向）の明るさの両方をバランス良く達成することができる。 As described above, since the light diffusion base material in which the three kinds of light scattering particles are dispersed has a diffusibility, the light from the light source of the backlight unit is scattered to eliminate unevenness in luminance, and the light source of the backlight unit. It is possible to prevent the shape (lamp image) from being seen through. Moreover, since the light-diffusion base material has permeability | transmittance, it can permeate | transmit light and can improve the utilization efficiency of light. In this way, it is possible to obtain a light diffusing base material having improved diffusivity and transparency in a balanced manner, and it is possible to achieve both the lamp image reduction effect and the brightness in the front direction (observer direction) in a balanced manner. it can.
光拡散基材は、熱可塑性樹脂である透明樹脂中に前記３種の光散乱粒子２０を分散して、押出法、共押出法などを用いて製造することができる。
押出法は、押出機で熱可塑性樹脂を加熱溶融させ、Ｔダイから押出し、板状に成形する方法である。また、共押出法は、積層板を形成する場合に用い、複数台の押出機を用い、フィードブロックダイやマニホールドダイなどの積層ダイから、積層押出しを行い、複層板状に成形する方法である。
The light diffusing substrate can be produced by dispersing the three kinds of
The extrusion method is a method in which a thermoplastic resin is heated and melted with an extruder, extruded from a T-die, and formed into a plate shape. The co-extrusion method is used to form a laminated plate, and uses a plurality of extruders to laminate and extrude from a laminated die such as a feed block die and a manifold die and form a multilayer plate. is there.
光拡散基材は、平均粒径４〜２０μｍの真球形状大粒径粒子と、平均粒径１〜３μｍの真球形状小粒径粒子と、不定形状粒子との少なくとも３種類の光散乱粒子が含有されている構成なので、各光散乱粒子の配合を調節することにより、光拡散基材の拡散性と透過性の光学特性を容易に最適なものに制御することができる。 The light diffusing substrate is composed of at least three kinds of light scattering particles: a large spherical particle having an average particle diameter of 4 to 20 μm, a small spherical particle having an average particle diameter of 1 to 3 μm, and an irregularly shaped particle. Therefore, by adjusting the blending of each light scattering particle, the optical properties of the light diffusion base material can be easily controlled to the optimum ones.
光拡散基材は、透明樹脂と真球形状大粒径粒子との屈折率差が０．０５〜０．１６であり、透明樹脂と真球形状小粒径粒子との屈折率差が０．０５〜０．１８であり、透明樹脂と不定形状粒子との屈折率差が０．０６〜０．１６である構成なので、各光散乱粒子の配合を調節することにより、光拡散基材の拡散性と透過性の光学特性を容易に最適なものに制御することができる。 The light diffusion base material has a refractive index difference of 0.05 to 0.16 between the transparent resin and the true spherical large particle size particle, and the refractive index difference between the transparent resin and the true spherical small particle size is 0.00. Since the refractive index difference between the transparent resin and the irregularly shaped particles is 0.06 to 0.16, the diffusion of the light diffusing substrate can be controlled by adjusting the composition of each light scattering particle. And the optical characteristics of transparency and transparency can be easily controlled to optimum ones.
光拡散基材は、透明樹脂が１００重量部に、光散乱粒子が合計で２重量部〜５重量部分散させる構成なので、各光散乱粒子の配合を調節することにより、透過性を保ちつつ、拡散性を付与させた光拡散基材とすることができる。 Since the light diffusing substrate has a structure in which the transparent resin is dispersed in 100 parts by weight and the light scattering particles are dispersed in a total of 2 parts by weight to 5 parts by weight, by adjusting the composition of each light scattering particle, while maintaining the transparency, It can be set as the light-diffusion base material provided with the diffusibility.
以上説明した透明樹脂と光拡散剤とは、例えば溶融状態にて均一に混合される。透明樹脂と光拡散剤の混合割合は、例えば重量比で９：１として作製することができるが、これに限定されず適宜変更することが可能である。そして、この溶融状態の透明樹脂と光拡散剤との混合物に溶融押出成形又は射出成形を施すことによって板状の拡散基材２６が成形される。その板厚は０．５〜５ｍｍに設定されており、特に０．５〜３ｍｍのものが最も好ましい。この拡散基材２６の厚さが０．５ｍｍ未満の場合は拡散性能が不足し、拡散基材２６自体の強度を確保することができない。また、５ｍｍを超える場合には、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じること、そしてバックライトユニット５５やディスプレイ装置７０の薄型化に対応することができないと同時に軽量化の妨げとなる。なお、拡散基材２６は、単一の層で構成されてもよいし二層以上の多層で構成されてもよい。
The transparent resin and the light diffusing agent described above are uniformly mixed in a molten state, for example. The mixing ratio of the transparent resin and the light diffusing agent can be prepared as, for example, 9: 1 by weight, but is not limited thereto and can be changed as appropriate. And the plate-shaped
光均一素子２５は、拡散基材２６と光伝搬層２３と光偏向要素２８とを多層押出法により一体成形して形成することが製造工程上好ましい。また、光均一素子２５は、少なくとも１軸方向に延伸されていてもよい。多層押出法を用いることにより、製造工程を簡略化・効率化することができるとともに、製造コストを下げることができる。
The
本発明の光均一素子２５は、拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂに凹凸形状を備えることができる。図１０に示されるように、光均一素子２５の射出面２６ｂに凹凸形状が付与されることで、拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂ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ことにより、より広い範囲へ光を射出することができ、拡散性能が向上しランプイメージを低減／消滅させることが可能となる。このような凹凸を形成する方法としては、マット加工やエンボス加工等が挙げられる。これらの方法によれば、加熱されることにより柔らかくなった状態の透明樹脂を凹凸のある部材に押し付けて当該部材の形状を転写し、その後に透明樹脂を硬化させて凹凸形状を得ることができる。また、その他の方法として、粒径３０〜１００μｍ程の透明粒子を溶融状態の透明樹脂に配合し、当該透明粒子を最外層側に押し出すことで表面に凹凸を生じさせるものであってもよい。この方法を用いる場合には、透明樹脂と透明粒子との屈折率が等しくされていることが好ましい。
The
観察者側に付与する凹凸形状としては、光拡散レンズ２１が挙げられる。光拡散レンズ２１としては、図１１（ａ）のような三角プリズム形状が望ましい。レンズ成形が容易であり、射出光の方向を容易に制御することができるためである。また、図１１（ｂ）のような凸湾曲レンズ形状が望ましい。射出面を様々な角度に設定できるため、拡散性能が向上するためである。凸湾曲レンズ形状としては、図１１（ｃ）のような非球面形状であることが更に望ましい。頂部の曲率半径が小さくできるため、拡散性能が増すためである。さらに光拡散レンズ２１としては、図１１（ｄ）のような湾曲三角プリズムであることが望ましい。拡散基材２６の観察者側の面２６ｂと平行な面がないため、また、射出面を様々な角度に設定できるため、拡散性能が向上する。また、光拡散レンズ２１は上記レンズ形状を複数組み合わせることができる。例えば図１１（ｅ）に示されるように、凸湾曲レンズの上に三角プリズムを組み合わせたような形状でも良い。２つ以上のレンズ形状による拡散効果により、更に拡散性能が増すためである。この他、光偏向要素２８として挙げられたレンズ形状でも良い。光拡散レンズ２１は上述のレンズ等を適宜複数組み合わせて配列しても良い。例えば光源４１の真上にあたる領域は拡散性能の高い拡散レンズ２１を配置し、光源４１と光源４１との間には、拡散性能の低い拡散レンズ２１を配置することもできる。
The
しかしながら、拡散基材２６の表面に拡散レンズ２１を配置する場合、光学部材２として例えばレンズシート２を配置した場合、拡散レンズ２１とレンズシート２とでモアレ干渉縞が生じる場合がある。そのため、拡散レンズ２１の周期構造とレンズシート２のレンズの周期構造とを、モアレ干渉縞が生じないピッチに合わせ込むか、角度をつける、またはさらに光学部材２として拡散フィルムをのせるなどの方法が挙げられる。光学部材２として拡散フィルム、または偏向分離反射シート等、周期構造のない部材を配置する場合には、上述のような問題は生じない。
However, when the diffusing
本発明の光均一素子は、射出面、すなわち拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂが略平坦であることが望ましい。その理由について図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置の一例を示す断面模式図である。光学シート５２は、光学フィルム１と本発明の光均一デバイス２５とが固定層２０によって一体積層されている。光学フィルム１は、光透過基材１７と集光レンズ１６とからなり、光透過基材１７の観察者側の面１７ｂには複数の集光レンズ１６が一定のピッチで配列されている。集光レンズ１６を、光透過基材１７の観察者側の面１７ｂに形成することにより、光均一素子２５を通過してきた光を観察者側Ｆに集光させて、観察者側Ｆの輝度を向上させることができる。
In the light uniform element of the present invention, it is desirable that the emission surface, that is, the
光透過基材１７の観察者側Ｆと反対側の面１７ａは略平坦な面とされており、複数の光マスク２２が形成され、さらに固定層２０を介して光均一素子２５が接合されている。光透過基材１７の材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、光均一素子２５に用いた材料を用いてもよい。光均一素子２５に用いた材料を接合することで、反りの発生を抑制することができる。
A
なお、一つの部材の一面と他面にそれぞれ単位レンズを形成した場合には、モアレ干渉縞が生ずる場合があるが、本発明の光学シート５２は、集光レンズ１６と光偏向要素２８との間に拡散基材２６が挿入される構成であるため、モアレ干渉縞を防ぐことができる。ここで、集光レンズ１６と拡散基材２６との間には拡散要素がないため、また、光学フィルム１をムラなく拡散基材２６の観察者側Ｆの面２６ｂに貼合するために、拡散基材２６の観察者側の面２６ｂは略平坦であることが望ましい。
In addition, when unit lenses are formed on one surface and the other surface of one member, moire interference fringes may occur. However, the
集光レンズ１６の形状は凸曲面形状であり、弧状表面を有する第三頂部１６ａと、第三頂部１６ａから光透過基材へ至る第三傾斜面１６ｂとを有している。また、集光レンズ１６は、第三頂部１６ａに行くに従い、対向する第三傾斜面１６ｂの間の距離が次第に減少するように形成されている。さらにまた、集光レンズ１６は、谷部１３により離間されて一定のピッチで形成されている。
The shape of the condensing
光学フィルム１と光均一素子２５との間には、複数の光マスク２２と、光マスク２２を離間する光透過用開口部（空気層）１００とが設けられている。光マスク２２および空気層１５のピッチは、集光レンズ１６のピッチとほぼ同じピッチとされている。光マスク２２の位置は、谷部１３の位置に対応する位置に形成されている。そのため、空気層１００の位置は、集光レンズ１６の第三頂部１６ａに対応する位置に設けられている。
Between the
光マスク２２は、遮光性の高い材料から構成されるとともに、観察者側Ｆの面１７ｂ上に形成された集光レンズ１６を離間する谷部１３の位置と対応する位置に形成されるので、光学フィルム１に入射される光の大部分は、光マスク２２を離間して形成される空気層１００を通り、集光レンズ１６に入射するため、光均一素子２５を通過してきた光を効率よく正面方向（観察者側）Ｆへ出射する。
Since the optical mask 22 is made of a material having a high light shielding property and is formed at a position corresponding to the position of the valley portion 13 that separates the
ここで、光マスク２２は、たとえば金属材料や白色反射材などの光反射性部材から構成することができる。この場合、光マスク２２により反射された光は、光均一素子２５を構成する拡散基材２６に戻されて、拡散基材２６で再び光拡散された後、一部は再び光学フィルム１へ入射し、一部は光均一素子２５から光源側へ射出され、ランプハウスを構成する反射板にて反射された後、光均一素子に再入射、さらに拡散されて光学フィルム１へと再入射する。この工程が繰り返されることにより、光源４１からの光の大部分を観察者側Ｆへ出射させることができる。光マスク２２を光反射性部材で構成した場合、その反射率は８０％以上であることが望ましい。反射率が８０％以上であれば、光学フィルム１に入射する光の大部分を、空気層１００から集光レンズ１６へ入射することができるため、観察者側Ｆの輝度が上昇する。反射率が８０％を下回ると、光マスク２２を透過する光が増大し、非効率な光が集光レンズ１６に入射する量が増大するため、観察者側Ｆの輝度低下を引き起こすためである。
Here, the optical mask 22 can be comprised from light-reflective members, such as a metal material and a white reflective material, for example. In this case, the light reflected by the light mask 22 is returned to the
光学フィルム１の作製方法としては、例えばセルフアライメントによる方法が挙げられる。光透過基材１７の観察者側の面１７ｂに集光レンズ１６を成形し、光透過基材１７の観察者側Ｆとは反対側の面１７ａには、感光性接着樹脂を貼りあわせる。集光レンズ１６側からＵＶ光を照射することで、集光レンズ１６の第三頂部１６ａに対応する位置の感光性接着樹脂が露光されることで硬化し接着性を失う。その後、光マスク２２を転写することで、集光レンズ１６の谷部１３に対応する位置に光マスク２２を形成することができる。
Examples of a method for producing the
上述のように作製した光学フィルム１を固定層２０によって光均一素子２５にラミネート等により貼り合わせることで、光学シート５２は作製される。このとき、空気層１００が保たれるよう、固定層２０の材料を適宜選択する。
The
固定層２０は、粘着剤、接着剤を用いて形成する。粘着剤、接着剤には、ウレタン系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂等を用いることができる。また、粘着剤、接着剤には、１液型で押圧して接着するもの、熱や光で硬化させるものを用いることができ、２液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることができる。さらに、固定層２０内にフィラーを分散してもよい。固定層２０内にフィラーを分散することで、固定層２０の弾性率を増加することが可能となる。固定層２０の弾性率を増加した場合、光学フィルム1と光均一素子２５とを一体化する際に、固定層２０が空気層１００の領域内に侵入しないため、空気層１００を保持することが容易となる。固定層２０の形成方法において、接合面へ直接塗布する方法や、予めドライフィルムとして準備したものを貼り合わせる方法がある。固定層２０をドライフィルムとして準備した場合、製造工程上、簡易的に扱うことが可能となるため好ましい。
The fixed
しかしながら、光学フィルム１を構成する光透過基材１７をＰＥＴに代表される延伸フィルムを使用した場合、光源４１から発せられる熱によって、光学シート５２が光源４１側に凸となる形状に反る場合がある。このとき、２層以上の多層構成とされる光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａの材料を反り防止層とすることができる。すなわち、熱によって光伝搬層２３の光偏向要素２８側の層２３Ａが、光学シート５２を光源側に凹となる形状に反るモーメントを発生させることで、それぞれのモーメントをキャンセルし、反りを防止することができる。例えば光偏向要素２８を光透過基材１７と同材料上に成形し、固定層２０によって光伝搬層２３の観察者側Ｆとは反対側の面２３ａに貼合することで、反りを防止することができる。
However, when a stretched film typified by PET is used as the light-transmitting
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、先に記載の光学シート５２により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、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画像表示素子３５に表示することができる。
Since the
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子３５で、先に記載のバックライトユニット５５により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、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。
A
本発明の実施形態であるディスプレイ装置７０は、画像表示素子３５が液晶表示素子であり、先に記載のバックライトユニット５５により集光・拡散特性を向上させた光Ｋを利用する構成なので、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。
In the
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
以下、本発明の光均一素子２５、及び光学シート５２を用いたディスプレイ装置７０について、実施例においてその光学特性について述べる。
Hereinafter, the optical characteristics of the
光偏向要素２８として凸レンチキュラーレンズを用意した。凸レンチキュラーレンズのピッチＰを１００μｍ、光伝搬層２３と凸レンチキュラーレンズとの接合点３０における接線ｍと、光伝搬層２３の観察者側と反対側の面２３ａとのなす角θが６５度、凸レンチキュラーレンズの高さを４５μｍと設定した。また、光偏向レンズ２８、光伝搬層２３、及び拡散基材２６の材料は、ポリカーボネイト樹脂（屈折率＝１．５９），メタアクリルスチレン共重合樹脂（ＭＳ樹脂）（屈折率＝１．５６），メタアクリル樹脂（屈折率＝１．４９）とした。拡散基材２６に用いる光拡散剤としては、真球形状大粒径粒子として屈折率１．５５、平均粒径４μｍのＭＳ，屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン，屈折率１．４６、平均粒径６μｍのフッ素付加アクリル，屈折率１．４３、平均粒径１２μｍのシリコーン，屈折率１．５１、平均粒径１２μｍのＭＳ，屈折率１．５１、平均粒径２０μｍのＭＳ。真球形状小粒径粒子として屈折率１．４１、平均粒径１μｍのシリコーン，屈折率１．４９、平均粒径２μｍのメタクリル粒子，屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーン，屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳ。不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用いた。
（実施例１）
まず、屈折率１．５９の熱可塑性ポリカーボネート樹脂に、真球形状小粒径粒子として屈折率１．４９、平均粒径２μｍのメタクリル粒子を０、１重量％（質量％）添加して、光拡散基材（実施例１−１）を作製した。
この光拡散基材（実施例１−１）の出射光の輝度分布形状を測定した。サイドローブのある輝度分布形状が得られた。
A convex lenticular lens was prepared as the
Example 1
First, 0 to 1% by weight (mass%) of methacrylic particles having a refractive index of 1.49 and an average particle size of 2 μm are added to a thermoplastic polycarbonate resin having a refractive index of 1.59 as a small spherical particle having a spherical shape. A diffusion substrate (Example 1-1) was produced.
The luminance distribution shape of the emitted light of this light diffusion substrate (Example 1-1) was measured. A luminance distribution shape with side lobes was obtained.
次に、屈折率１．５９の熱可塑性ポリカーボネート樹脂に、真球形状小粒径粒子として屈折率１．４９、平均粒径２μｍのメタクリル粒子を０、１重量％添加するとともに、不定形状粒子を添加して、光拡散基材（実施例１−２）を作成した。
この光拡散基材（実施例１−２）の出射光の輝度分布形状を測定すると、サイドローブの高さが小さくなった輝度分布形状が得られた。また、最大傾斜角が緩やかになり、視野角が広くなった。
Next, 0 to 1% by weight of methacrylic particles having a refractive index of 1.49 and an average particle size of 2 μm are added to thermoplastic polycarbonate resin having a refractive index of 1.59 as true spherical small particle size particles. It added and the light-diffusion base material (Example 1-2) was created.
When the luminance distribution shape of the emitted light of this light diffusing substrate (Example 1-2) was measured, a luminance distribution shape with a reduced side lobe height was obtained. In addition, the maximum tilt angle became gentle and the viewing angle widened.
次に、不定形状粒子の添加量を更に増やした光拡散基材（実施例１−３）を作成した。
この光拡散基材（実施例１−３）の出射光の輝度分布形状を測定すると、サイドローブの高さが更に小さくなった。また、最大傾斜角がより緩やかになり、視野角がより広くなった。
Next, the light-diffusion base material (Example 1-3) which increased the addition amount of irregular-shaped particle | grains further was created.
When the luminance distribution shape of the emitted light of this light diffusing substrate (Example 1-3) was measured, the height of the side lobe was further reduced. In addition, the maximum inclination angle became gentler and the viewing angle became wider.
（実施例２）
屈折率１．５９のポリカーボネート樹脂に、３種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５５、平均粒径４μｍのＭＳ、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーン、不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用い、樹脂重量部９８に対して、光散乱粒子の合計が２重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子と真球形状小粒径粒子と不定形粒子の重量比率（質量比率）が３：２：１となるように設定した。
(Example 2)
Three types of light scattering particles were added to a polycarbonate resin having a refractive index of 1.59 at a predetermined mass ratio. Specifically, MS with a refractive index of 1.55 and an average particle size of 4 μm is used as a true sphere-shaped large particle size, and silicone with a refractive index of 1.41 and an average particle size of 2 μm is used as a true sphere-shaped small particle size. Silicone having a refractive index of 1.43 is used as the regular particle, and the total amount of light scattering particles is 2 parts by weight with respect to the resin weight part 98. The weight ratio (mass ratio) between the particle size particles and the amorphous particles was set to be 3: 2: 1.
これを、積層押出機のダイ温度を２５０℃、ロール温度（２ロール）を９０℃に設定し、樹脂の押出量を調整して、積層シートを押出して、板厚１．７５ｍｍの光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージの抑制効果と明るさの評価を行った。
The die temperature of the laminated extruder is set to 250 ° C., the roll temperature (2 rolls) is set to 90 ° C., the resin extrusion amount is adjusted, the laminated sheet is extruded, and the light diffusion group having a plate thickness of 1.75 mm is obtained. A material was prepared.
Next, the lamp image suppression effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（実施例３）
屈折率１．５９のポリカーボネート樹脂に、３種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．５１、平均粒径３μｍのＭＳ、不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用い、樹脂重量部９７に対して、光散乱粒子の合計が３重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子と真球形状小粒径粒子と不定形粒子の重量比率が６：４：３となるように設定し、光拡散基材の板厚を１．５ｍｍとしたこと以外は、実施例２と同様にして光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージの抑制効果と明るさの評価を行った。
(Example 3)
Three types of light scattering particles were added to a polycarbonate resin having a refractive index of 1.59 at a predetermined mass ratio. Specifically, silicone having a refractive index of 1.43 and an average particle size of 4.5 μm as true spherical large particle size particles, and MS having a refractive index of 1.51 and an average particle size of 3 μm as true spherical small particle size particles. In addition, silicone having a refractive index of 1.43 is used as the irregularly shaped particle so that the total amount of the light scattering particles is 3 parts by weight with respect to the resin weight part 97. The light is set in the same manner as in Example 2 except that the weight ratio of the small particle size particles to the irregular shape particles is set to 6: 4: 3 and the thickness of the light diffusion base material is 1.5 mm. A diffusion substrate was prepared.
Next, the lamp image suppression effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（比較例１）
屈折率１．５９のポリカーボネート樹脂に、２種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５５、平均粒径４μｍのＭＳ、不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用い、樹脂重量部９８に対して、光散乱粒子の合計が２重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子と不定形粒子の重量比率が３：１となるように設定したこと以外は、実施例２と同様にして光拡散板を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
(Comparative Example 1)
Two types of light scattering particles were added to a polycarbonate resin having a refractive index of 1.59 at a predetermined mass ratio. Specifically, as the spherical particles having a large particle size, MS having a refractive index of 1.55 and an average particle size of 4 μm, and using an amorphous particle having a refractive index of 1.43, the resin weight part 98 is The same as in Example 2, except that the total amount of light scattering particles was 2 parts by weight, and that the weight ratio of true spherical large particle size particles to amorphous particles was set to 3: 1. Thus, a light diffusion plate was produced.
Next, the lamp image effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（比較例２）
屈折率１．５９のポリカーボネート樹脂に、２種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーン、不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用い、樹脂重量部９７に対して、光散乱粒子の合計が３重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子と不定形粒子の重量比率が４：３となるように設定し、光拡散基材の板厚を１．５ｍｍとしたこと以外は、実施例２と同様にして光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
(Comparative Example 2)
Two types of light scattering particles were added to a polycarbonate resin having a refractive index of 1.59 at a predetermined mass ratio. Specifically, silicone having a refractive index of 1.41 and an average particle diameter of 2 μm is used as the spherical particles having a small particle diameter, and silicone having a refractive index of 1.43 is used as the amorphous particles. The total of the light scattering particles is set to 3 parts by weight, and the weight ratio of the spherical particles having a large particle size to the amorphous particles is set to 4: 3. A light diffusing substrate was produced in the same manner as in Example 2 except that the thickness was 5 mm.
Next, the lamp image effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（実施例４）
屈折率１．５６のメタアクリルスチレン共重合樹脂（ＭＳ樹脂）に、４種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、第一の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーンを用い、不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用い、さらに、第二の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４６、平均粒径６μｍのフッ素付加アクリルを用い、樹脂重量部９７．５に対して、光散乱粒子の合計が２．５重量部となるようにし、さらに、第一の真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子、不定形粒子、第二の真球形状大粒径粒子の重量比率が４：４：３：４となるように設定したこと以外は、実施例２と同様にして光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
Example 4
Four kinds of light scattering particles were respectively added at a predetermined mass ratio to a methacrylstyrene copolymer resin (MS resin) having a refractive index of 1.56. Specifically, as the first true spherical shape large particle size, the refractive index is 1.43, the average particle size is 4.5 μm silicone, and as the true spherical shape small particle size, the refractive index is 1.41 and the average particle size. Silicone having a refractive index of 1.43 is used as the amorphous particle, and fluorine-added acrylic having a refractive index of 1.46 and an average particle size of 6 μm is used as the second true spherical large particle size particle. The total amount of light scattering particles is 2.5 parts by weight with respect to 97.5 parts by weight of the resin, and the first true spherical shape large particle size particle, true spherical shape small particle size particle, A light diffusing substrate was produced in the same manner as in Example 2 except that the weight ratio of the regular particles and the second spherical particles having a large spherical shape was set to be 4: 4: 3: 4.
Next, the lamp image effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（実施例５）
屈折率１．４９のメタアクリル樹脂に、４種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、第一の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳを用い、不定形粒子として、屈折率１．４３のシリコーンを用い、さらに、第二の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径１２μｍのシリコーンを用い、樹脂重量部９７に対して、光散乱粒子の合計が３重量部となるようにし、さらに、第一の真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子、不定形粒子、第二の真球形状大粒径粒子の重量比率が４：３：３：６となるように設定し、光拡散基材の板厚を１．５ｍｍとしたこと以外は、実施例２と同様にして光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
(Example 5)
Four kinds of light scattering particles were added to a methacrylic resin having a refractive index of 1.49 at a predetermined mass ratio. Specifically, as the first true spherical shape large particle size, silicone having a refractive index of 1.43 and an average particle size of 4.5 μm, as the true spherical shape small particle size, the refractive index of 1.54 and the average particle size. Using MS of 3 μm, using silicone with a refractive index of 1.43 as amorphous particles, and further using silicone with a refractive index of 1.43 and an average particle size of 12 μm as the second true spherical particle size particle, The total amount of light scattering particles is 3 parts by weight with respect to the resin weight part 97, and further, the first true spherical shape large particle size particle, true spherical shape small particle size particle, amorphous particle, The light is the same as in Example 2 except that the weight ratio of the large spherical particles is 4: 3: 3: 6 and the thickness of the light diffusion base material is 1.5 mm. A diffusion substrate was prepared.
Next, the lamp image effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（比較例３）
屈折率１．５６のメタアクリルスチレン共重合樹脂（ＭＳ樹脂）に、２種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の質量比率で添加した。具体的には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９７．５に対して、光散乱粒子の合計が２．５重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子の重量比率が１：１となるように設定したこと以外は、実施例２と同様にして光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
(Comparative Example 3)
Two types of light scattering particles were added to a methacryl styrene copolymer resin (MS resin) having a refractive index of 1.56 at a predetermined mass ratio. Specifically, silicone having a refractive index of 1.43 and an average particle size of 4.5 μm as true spherical large particle size particles, and MS having a refractive index of 1.54 and an average particle size of 3 μm as true spherical small particle size particles. The total amount of light scattering particles is 2.5 parts by weight with respect to 97.5 resin parts by weight, and the weight ratio of true spherical large particle size particles to true spherical small particle size particles is A light diffusing substrate was produced in the same manner as in Example 2 except that the ratio was set to 1: 1.
Next, the lamp image effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（比較例４）
屈折率１．５６のメタアクリルスチレン共重合樹脂（ＭＳ樹脂）に、１種類の光散乱粒子をそれぞれ所定の重量比率で添加した。具体的には、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーンを用い、樹脂重量部９７に対して、光散乱粒子の合計が３重量部となるようにし、光拡散基材の板厚を１．５ｍｍとしたこと以外は、実施例２と同様にして光拡散基材を作製した。
次に、この光拡散基材のランプイメージ効果と明るさの評価を行った。
(Comparative Example 4)
One kind of light scattering particles was added at a predetermined weight ratio to a methacrylstyrene copolymer resin (MS resin) having a refractive index of 1.56. Specifically, silicone having a refractive index of 1.41 and an average particle size of 2 μm is used as the spherical particles having a small spherical shape, and the total amount of light scattering particles is 3 parts by weight with respect to 97 parts by weight of the resin. A light diffusing substrate was produced in the same manner as in Example 2 except that the thickness of the light diffusing substrate was 1.5 mm.
Next, the lamp image effect and brightness of this light diffusion substrate were evaluated.
（光学評価）
本実施例、及び比較例のディスプレイ装置を以下の測定方法により評価した。
（正面輝度評価）
ディスプレイ装置７０を全白表示とし、画面中心部を分光放射輝度計（ＳＲ−３Ａ：トプコンテクノハウス社製）にて測定した。
（ランプイメージ評価）
ディスプレイ装置７０を全白表示とし、画面全体を輝度ムラ測定機（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ１２００：Ｒａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ社製）にて測定、複数の冷陰極管の並びに対して垂直方向の輝度分布データにより解析を行った。なお、輝度分布は冷陰極管に対応した波型の分布が得られるので、中心の５本分の冷陰極管に相当する輝度データを抽出して平均輝度を算出した後、平均輝度に対する輝度変化（％）を算出した。この輝度変化の標準偏差σが１％以内であれば、光学シートの拡散性が良好と判定した。
(Optical evaluation)
The display devices of this example and comparative example were evaluated by the following measuring methods.
(Front brightness evaluation)
The
(Lamp image evaluation)
The
実施例２〜５、比較例１〜４の光拡散基材の作製条件は表１に示し、輝度ムラ測定結果及び輝度測定結果を表２に示した。
比較例２、３、４はランプイメージが不良という結果となった。
一方、実施例２〜５は輝度を落とすことなくランプイメージ低減効果を得られ、現状必要となる目標の表示品位を達成することができた。
The production conditions of the light diffusing substrates of Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 1, and the luminance unevenness measurement results and the luminance measurement results are shown in Table 2.
Comparative Examples 2, 3, and 4 resulted in poor lamp images.
On the other hand, in Examples 2 to 5, the lamp image reduction effect was obtained without reducing the luminance, and the target display quality required at present could be achieved.
次に、実施例６〜１０および比較例５〜７については、３層の光拡散基材からなる構造として、特性の評価を行った。なお、光拡散基材において、バックライト側の光拡散基材を第一の光拡散基材とし、中間の層を第二の光拡散基材とし、正面方向（観察者側）ｆの層を第三の光拡散基材とした。なお、透明樹脂としては、ポリスチレンを用いた。また、ランプイメージ低減効果と明るさの評価を行った。 Next, about Examples 6-10 and Comparative Examples 5-7, the characteristic was evaluated as a structure which consists of a three-layer light-diffusion base material. In the light diffusion base material, the light diffusion base material on the backlight side is the first light diffusion base material, the intermediate layer is the second light diffusion base material, and the layer in the front direction (observer side) f is A third light diffusion base material was obtained. Note that polystyrene was used as the transparent resin. In addition, the lamp image reduction effect and brightness were evaluated.
（実施例６）
第一の光拡散基材には、不定形粒子のみを樹脂重量部９８に対して２重量部分散させて、層厚２５０μｍで形成した。
第二の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５５、平均粒径４μｍのＭＳ、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９７に対して、光散乱粒子の合計が３重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子の重量比率が１．８：１．２となるように設定し、層厚１２５０μｍで形成した。
第三の光拡散基材は、第一の光拡散基材と同様の構成とした。
(Example 6)
In the first light diffusing substrate, only amorphous particles were dispersed in an amount of 2 parts by weight with respect to 98 parts by weight of the resin, and a layer thickness of 250 μm was formed.
The second light-diffusing substrate has a refractive index of 1.55 and an average particle size of 4 μm as a true spherical large particle, and a refractive index of 1.54 and an average particle size as a true spherical small particle. Using 3 μm of MS, the total amount of light scattering particles is 3 parts by weight with respect to resin part 97, and the weight ratio of true spherical large particle diameter particles to true spherical small particle diameter particles is 1 .8: 1.2, and a layer thickness of 1250 μm was formed.
The third light diffusion base material has the same configuration as the first light diffusion base material.
（実施例７）
第一、第二の光拡散基材は、実施例６と同様の構成とした。
第二の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径６μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９５．３に対して、光散乱粒子２０の合計が４．７重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子の重量比率が３．５：１．２となるように設定し、層厚１２５０μｍで形成した。
(Example 7)
The first and second light diffusing substrates were configured in the same manner as in Example 6.
The second light diffusing substrate has a refractive index of 1.43 and silicone having an average particle size of 6 μm as a true spherical large particle, and a refractive index of 1.54 and an average particle size as a true spherical small particle. Using MS of 3 μm, the total amount of
（実施例８）
第一、第二の光拡散基材は、実施例６と同様の構成とした。
第二の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーンを用い、樹脂重量部９７に対して、光散乱粒子の合計が３重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子の重量比率が２：１となるように設定し、層厚１２５０μｍで形成した。
(Example 8)
The first and second light diffusing substrates were configured in the same manner as in Example 6.
The second light-diffusing substrate has a refractive index of 1.43 and silicone with an average particle size of 4.5 μm as a true spherical large particle size, and a refractive index of 1.41 and an average as a true spherical small particle size. Silicone having a particle size of 2 μm is used, and the total amount of light scattering particles is 3 parts by weight with respect to resin part 97, and the weight ratio of true spherical large particle size particles to true spherical small particle size particles Was set to be 2: 1 and formed with a layer thickness of 1250 μm.
（実施例９）
第一、第二の光拡散基材は、実施例６と同様の構成とした。
第二の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５１、平均粒径１２μｍのＭＳ、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径２μｍのシリコーンを用い、樹脂重量部９６．４に対して、光散乱粒子の合計が３．７重量部となるようにし、さらに、真球形状大粒径粒子、真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子の重量比率が１．５：２：１となるように設定し、層厚１２５０μｍで形成した。
Example 9
The first and second light diffusing substrates were configured in the same manner as in Example 6.
The second light-diffusing substrate has a refractive index of 1.51 and an average particle diameter of 12 μm as a true spherical large particle, and a refractive index of 1.43 and an average particle diameter as a true spherical large particle. Silicone having a refractive index of 1.41 and an average particle diameter of 2 μm is used as 4.5 μm silicone and true spherical small particle size particles, and the total amount of light scattering particles is 3.7 wt. In addition, the weight ratio of true spherical shape large particle size particles, true spherical shape large particle size particles, true spherical shape small particle size particles is set to 1.5: 2: 1, A thickness of 1250 μm was formed.
（実施例１０）
第一、第二の光拡散基材は、実施例６と同様の構成とした。
第二の光拡散基材には、第一の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５１、平均粒径２０μｍのＭＳ、第二の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５１、平均粒径１２μｍのＭＳ、第三の真球形状大粒径粒子として、屈折率１．４３、平均粒径４．５μｍのシリコーン、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．４１、平均粒径１μｍのシリコーンを用い、樹脂重量部９６．４に対して、光散乱粒子の合計が３．７重量部となるようにし、さらに、第一の真球形状大粒径粒子、第二の真球形状大粒径粒子、第三の真球形状大粒径粒子、真球形状小粒径粒子の重量比率が１：１．５：２：１となるように設定し、層厚１２５０μｍで形成した。
(Example 10)
The first and second light diffusing substrates were configured in the same manner as in Example 6.
The second light diffusing substrate has a refractive index of 1.51 as a first true spherical large particle, an MS having an average particle size of 20 μm, and a refractive index of 1 as a second true large particle. .51, MS with an average particle size of 12 μm, a third spherical large particle size with a refractive index of 1.43, a silicone with an average particle size of 4.5 μm, and a true spherical small particle size with a refractive index of 1. 41, using silicone having an average particle diameter of 1 μm, the total amount of light scattering particles is 3.7 parts by weight with respect to 96.4 resin parts by weight, The weight ratio of the second true spherical shape large particle size particle, the third true spherical shape large particle size particle, and the true spherical shape small particle size particle is set to be 1: 1.5: 2: 1. A thickness of 1250 μm was formed.
（比較例５）
第一、第二の光拡散基材は、実施例６と同様の構成とした。
第二の光拡散基材には、真球形状小粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９６．５に対して、光散乱粒子の合計が３．５重量部となるようにし、層厚１２５０μｍで形成した。
(Comparative Example 5)
The first and second light diffusing substrates were configured in the same manner as in Example 6.
As the second light diffusion base material, MS having a refractive index of 1.54 and an average particle diameter of 3 μm is used as a true spherical small particle size, and the total amount of light scattering particles is relative to the resin weight part 96.5. The layer thickness was 1250 μm so as to be 3.5 parts by weight.
（比較例６）
第一、第二の光拡散基材は、実施例６と同様の構成とした。
第二の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径４μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９８に対して、光散乱粒子の合計が２重量部となるようにし、層厚１２５０μｍで形成した。
(Comparative Example 6)
The first and second light diffusing substrates were configured in the same manner as in Example 6.
As the second light diffusion base material, MS having a refractive index of 1.54 and an average particle diameter of 4 μm is used as a true spherical large particle size, and the total amount of light scattering particles is 2 wt. And a layer thickness of 1250 μm.
（比較例７）
第一の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５４、平均粒径３μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９８に対して、光散乱粒子の合計が２重量部となるようにした。
第二の光拡散基材には、真球形状大粒径粒子として、屈折率１．５５、平均粒径４μｍのＭＳを用い、樹脂重量部９８に対して、光散乱粒子の合計が２重量部となるようにし、層厚１２５０μｍで形成した。
第三の光拡散基材は、第一の光拡散基材と同様の構成とした。
(Comparative Example 7)
For the first light diffusion base material, MS having a refractive index of 1.54 and an average particle diameter of 3 μm is used as a true spherical large particle size, and the total amount of light scattering particles is 2 wt. To be a part.
As the second light diffusion base material, MS having a refractive index of 1.55 and an average particle diameter of 4 μm is used as a true spherical large particle size, and the total amount of light scattering particles is 2 wt. And a layer thickness of 1250 μm.
The third light diffusion base material has the same configuration as the first light diffusion base material.
（光学評価）
本実施例、及び比較例のディスプレイ装置を以下の測定方法により評価した。
（正面輝度評価）
ディスプレイ装置７０を全白表示とし、画面中心部を分光放射輝度計（ＳＲ−３Ａ：トプコンテクノハウス社製）にて測定した。
（ランプイメージ評価）
ディスプレイ装置７０を全白表示とし、画面全体を輝度ムラ測定機（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ１２００：Ｒａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ社製）にて測定、複数の冷陰極管の並びに対して垂直方向の輝度分布データにより解析を行った。なお、輝度分布は冷陰極管に対応した波型の分布が得られるので、中心の５本分の冷陰極管に相当する輝度データを抽出して平均輝度を算出した後、平均輝度に対する輝度変化（％）を算出した。この輝度変化の標準偏差σが１％以内であれば、光学シートの拡散性が良好と判定した。
(Optical evaluation)
The display devices of this example and comparative example were evaluated by the following measuring methods.
(Front brightness evaluation)
The
(Lamp image evaluation)
The
実施例６〜１０、比較例５〜７の光拡散基材の作製条件は表３に示し、輝度ムラの測定結果および輝度測定結果を表４に示した。
比較例５、７はランプイメージが不良という結果となった。一方、実施例６〜１０は明るさを落とすことなくランプイメージ低減効果を得られ、現状必要となる目標の表示品位を達成することができた。
The production conditions of the light diffusing substrates of Examples 6 to 10 and Comparative Examples 5 to 7 are shown in Table 3, and the measurement results of luminance unevenness and the luminance measurement results are shown in Table 4.
Comparative examples 5 and 7 resulted in a poor lamp image. On the other hand, in Examples 6 to 10, the lamp image reduction effect was obtained without reducing the brightness, and the target display quality required at present could be achieved.
Ｈ、Ｋ…光、Ｐ…光偏向要素ピッチ、ｐ１…光偏向要素第一傾斜面ピッチ、ｍ…接線、Ｔ…光伝搬層の厚さ、θ…光伝搬層の一面と接線ｍがなす角度、θ１、θ２、θ３…光偏向要素の各点における接線と光伝搬層の一面とがなす角度、ｎ…光伝搬層の屈折率、ｎ０…光偏向要素の屈折率、ｎ１…光伝搬層の第１層の屈折率、ｎ２…光伝搬層の第２層の屈折率、Ｆ、Ｆ’…観察者側、Ｘ…平面視方向、Ｖｅ…画像表示装置垂直方向、Ｈｏ…画像表示装置水平方向、θ４１…レンチキュラー型レンズの軸方向ｊが線状光源の軸方向ｋとなす角度、Δ…光拡散／反射層回り込み量、α…最遠交点、１…光学フィルム、２…光学部材、１３…谷部、１６…集光レンズ、１６ａ…第三頂部、１６ｂ…第三傾斜面、１７…光透過基材、１７ａ…観察者と反対側の面、１７ｂ…観察者側の面（平坦面）、２０…固定層、２１…光拡散レンズ、２１ａ…第二頂部、２１ｂ…第二傾斜面、２２…光マスク、２３…光伝搬層、２３ａ…観察者と反対側の面、２３ｂ…観察者側の面、２３Ａ…光伝搬層の光偏向要素側の層、２３Ｂ…光伝搬層の拡散基材側の層、２５…光均一素子、２６…拡散基材、２６ａ…観察者と反対側の面、２６ｂ…観察者側の面、２８…光偏向要素、２８ａ…第一頂部、２８ｂ…第一傾斜面、３０…接合点、３１、３３…偏光板、３２…液晶パネル、３５…画像表示素子、４１…光源、４３…反射板（反射フィルム）、４５…バックライト部、５２…光学シート、５５、５６…バックライトユニット、７０、７２…ディスプレイ装置、１００…空気層。
H, K: light, P: light deflection element pitch, p1: light deflection element first inclined surface pitch, m: tangent, T: thickness of light propagation layer, θ: angle formed by one surface of light propagation layer and tangent m , Θ1, θ2, θ3... Angles formed by tangents at each point of the light deflection element and one surface of the light propagation layer, n... Refractive index of the light propagation layer, n0. Refractive index of the first layer, n2 ... refractive index of the second layer of the light propagation layer, F, F '... observer side, X ... planar view direction, Ve ... image display device vertical direction, Ho ... image display device horizontal direction , Θ41: angle formed by the axial direction j of the lenticular lens with the axial direction k of the linear light source, Δ: light diffusion / reflection layer wrapping amount, α: farthest intersection point, 1 ... optical film, 2 ... optical member, 13 ... Valley, 16 ... Condensing lens, 16a ... Third apex, 16b ... Third inclined surface, 17 ... Light-transmitting substrate, 17a ... Opposite to
Claims (21)
前記透明樹脂と前記真球形状小粒径粒子との屈折率差が０．０５〜０．１８であり、
前記透明樹脂と前記不定形状粒子との屈折率差が０．０６〜０．１６であることを特徴とする請求項１に記載の光均一素子。 The refractive index difference between the transparent resin and the true spherical large particle size is 0.05 to 0.16,
The refractive index difference between the transparent resin and the sphere-shaped small particle size is 0.05 to 0.18,
The light uniform element according to claim 1, wherein a refractive index difference between the transparent resin and the irregularly shaped particles is 0.06 to 0.16.
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