JP2011242419A - Optical sheet, metal mold, backlight unit and display device - Google Patents

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Takayuki Fujiwara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical sheet capable of suppressing the manufacturing cost and the number of manufacturing steps and concealing defects and shadow of a light source while maintaining brightness.SOLUTION: In the optical sheet 1 used for illumination optical path control of a display optical system, a light transmissive substrate 31 is provided of which one surface in the thickness direction severs as a light incident surface 31a and the other surface in the thickness direction serves as a light emission surface 31b. A plurality of micro lenses 32 and a plurality of minute recesses and projections having depth and height formed at random are randomly mixed over the whole area of the light incident surface 31a and formed on the light incident surface 31a.

Description

本発明は、画素単位での光の透過/非透過のレンズシートからなるディスプレイ用の光学シート及びその成形用の金型、並びに光学シートを用いて、透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、その背面側から照明するバックライトユニット及びこれを用いたディスプレイ装置に関する。   The present invention uses an optical sheet for display composed of a light-transmitting / non-transmitting lens sheet in pixel units, a molding die for the same, and an optical sheet, and a display pattern according to a transparent state / scattering state. The present invention relates to a backlight unit that illuminates a liquid crystal panel on which a prescribed display element is arranged from the back side thereof, and a display device using the backlight unit.

近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてOA分野のカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されている。
このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側(反観察者側)に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。
In recent years, liquid crystal display devices using TFT liquid crystal panels and STN liquid crystal panels have been commercialized mainly for color notebook PCs (personal computers) in the OA field.
In such a liquid crystal display device, a so-called backlight method is employed in which a light source is arranged on the back side (counter-viewer side) of the liquid crystal panel and the liquid crystal panel is illuminated with light from the light source.

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

導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば、図9に示すものが一般に知られている。
かかる液晶表示装置は、図9に示すように、上部に、偏光板71,73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、液晶パネル72の下面側に、略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリル等の透明な基材からなる導光板79が設置されており、この導光板79の上面(光射出側)に拡散フィルム(拡散層)78が設けられている。
さらに、導光板79の下面に、導光板79に導入された光を効率よく液晶パネル72の方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部(図示せず)が印刷などによって設けられ、この散乱反射パターン部の下方に反射フィルム(反射層)77が設けられている。
As a liquid crystal display device on which a light guide plate light guide type backlight unit is mounted, for example, the one shown in FIG. 9 is generally known.
As shown in FIG. 9, the liquid crystal display device is provided with a liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 at the top, and a substantially rectangular plate-like PMMA (polymethyl methacrylate) on the lower surface side of the liquid crystal panel 72. ) Or a transparent base material such as acrylic is installed, and a diffusion film (diffusion layer) 78 is provided on the upper surface (light emission side) of the light guide plate 79.
Further, a scattering reflection pattern portion (not shown) is printed on the lower surface of the light guide plate 79 so that the light introduced into the light guide plate 79 is efficiently scattered and reflected in the direction of the liquid crystal panel 72. The reflection film (reflection layer) 77 is provided below the scattering reflection pattern portion.

また、導光板79の側端部には、光源76が設けられている。さらに、光源76の背面側には、光源76の光を効率よく導光板79中に入射させるべく、光源76の背面を覆うようにして高反射率の光源リフレクター81が設けられている。
また、上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン(TiO)粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板79内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。
A light source 76 is provided at the side end of the light guide plate 79. Further, a high-reflectance light source reflector 81 is provided on the back side of the light source 76 so as to cover the back side of the light source 76 so that the light from the light source 76 can be efficiently incident on the light guide plate 79.
The scattering reflection pattern part is formed by printing a mixture of white titanium dioxide (TiO 2 ) powder in a solution such as a transparent adhesive in a predetermined pattern, for example, a dot pattern, and drying. The light incident on the light guide plate 79 is provided with directivity and guided to the light exit surface side, which is a device for increasing the brightness.

さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図10に示すような構成の液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置は、偏光板71,73に挟まれた液晶パネル72と拡散フィルム78との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)74,75を設けてなるものである。このプリズムフィルム74,75は導光板79の光射出面から射出され、拡散フィルム78で拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。   Furthermore, recently, a liquid crystal display device having a configuration as shown in FIG. 10 has been proposed in order to increase the light utilization efficiency and increase the luminance. In this liquid crystal display device, prism films (prism layers) 74 and 75 having a light condensing function are provided between a liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 and a diffusion film 78. . The prism films 74 and 75 are used to collect light emitted from the light exit surface of the light guide plate 79 and diffused by the diffusion film 78 on the effective display area of the liquid crystal panel 72 with high efficiency.

しかしながら、図9に示した液晶表示装置では、視野角の制御は、拡散フィルム78の拡散性のみに委ねられているため、その制御は難しく、液晶画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなるという特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
また、図10に示したプリズムフィルムを用いる液晶表示装置では、プリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの光吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
However, in the liquid crystal display device shown in FIG. 9, since the control of the viewing angle is left only to the diffusibility of the diffusing film 78, the control is difficult, the central portion of the liquid crystal screen in the front direction is bright, and the peripheral portion The characteristic of getting darker as you go is inevitable. For this reason, when the liquid crystal screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced.
Further, in the liquid crystal display device using the prism film shown in FIG. 10, since the number of prism films is two, not only the light amount is greatly reduced due to light absorption of the film but also the cost increases due to the increase in the number of members. It was also a cause.

一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの液晶表示装置に利用されている。
直下型方式の液晶表示装置としては、図11に示すような構成の液晶表示装置が一般的に知られている。この液晶表示装置は、上部に、偏光板71、73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、液晶パネル72の下面側に、蛍光管等からなる複数の光源51と、この各光源51の背面に配置されたリフレター52とからなる光源ユニットを配設したものである。
このような液晶表示装置では、光源51から射出され、拡散フィルム82のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させることができる。また、光源51からの光を効率よく照明光として利用するために、光源51の背面にリフレター52が配置されている。
On the other hand, the direct type is used in a liquid crystal display device such as a large liquid crystal TV in which it is difficult to use a light guide plate.
As a direct type liquid crystal display device, a liquid crystal display device having a structure as shown in FIG. 11 is generally known. In this liquid crystal display device, a liquid crystal panel 72 sandwiched between polarizing plates 71 and 73 is provided at the upper part, and a plurality of light sources 51 composed of fluorescent tubes and the like on the lower surface side of the liquid crystal panel 72 and the back surfaces of the respective light sources 51 A light source unit composed of the reflector 52 arranged in the above is disposed.
In such a liquid crystal display device, the light emitted from the light source 51 and diffused by the optical sheet such as the diffusion film 82 can be condensed on the effective display area of the liquid crystal panel 72 with high efficiency. In order to efficiently use the light from the light source 51 as illumination light, the reflector 52 is disposed on the back surface of the light source 51.

しかしながら、図11に示す液晶表示装置においても、視野角の制御は、拡散フィルム82の拡散性のみに委ねられているため、その制御は難しく、液晶画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなるという特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。また、プリズムフィルムを用いるものでは、プリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
また、図11に示す液晶表示装置では、光源51間の間隔が広すぎると、画面上に輝度ムラが生じやすく、そのため、光源51の数を減らすことができず、消費電力の増加及びコストの増加を招く原因となっていた。
However, also in the liquid crystal display device shown in FIG. 11, since the control of the viewing angle is left only to the diffusibility of the diffusion film 82, the control is difficult, and the central portion in the front direction of the liquid crystal screen is bright and the peripheral portion is The characteristic of getting darker as you go is inevitable. For this reason, when the liquid crystal screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced. Further, in the case of using a prism film, since the number of prism films is two, not only the light amount is greatly reduced due to absorption of the film, but also the cost is increased due to an increase in the number of members.
In the liquid crystal display device shown in FIG. 11, if the interval between the light sources 51 is too wide, uneven brightness tends to occur on the screen. Therefore, the number of the light sources 51 cannot be reduced, resulting in an increase in power consumption and cost. It was a cause of increase.

ところで、このような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されている。これに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求される。特に、最近、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、液晶表示装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。   By the way, in such a liquid crystal display device, there is a strong demand as market needs for light weight, low power consumption, high luminance, and thinning. Accordingly, the backlight unit mounted on the liquid crystal display device is also required to be lightweight, low power consumption, and high luminance. In particular, in color liquid crystal display devices that have recently made remarkable progress, the panel transmittance of the liquid crystal panel is much lower than that of a monochrome-compatible liquid crystal panel. It is essential to obtain low power consumption.

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

光学シートに光学的な機能に加え、他の機能を付与する試みとしては特許文献1に示す技術が知られているが、ロール状に巻き取られた場合に限定され、様々な工程への応用ができるものではない。
また、光学シートの性能向上を目的として、従来使用されてきたプリズム、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、多角錘の他にも特許文献2〜5に示すような様々な形状の光学シートが提案されており、今後も新たな形状の光学シートが増えていくと考えられる。
As an attempt to impart other functions to the optical sheet in addition to the optical functions, the technique shown in Patent Document 1 is known, but is limited to a case where the sheet is wound into a roll and applied to various processes. It is not something that can be done.
In addition to the conventionally used prisms, lenticular lenses, microlenses, and polygonal pyramids, various types of optical sheets as shown in Patent Documents 2 to 5 have been proposed for the purpose of improving the performance of optical sheets. It is thought that the number of optical sheets with new shapes will increase in the future.

特開2008−203776号公報JP 2008-203776 A 特表2008―515026号公報Special table 2008-515026 gazette 特開2007―3571号公報JP 2007-3571 A 特開2007―304565号公報JP 2007-304565 A 特開2008―102497号公報JP 2008-102497 A

ディスプレイ装置のバックライトに用いる光学シートは、光学性能によってディスプレイ装置の外観、すなわち商品価値に大きな影響を与える。
一般的には輝度が高いものが望まれる一方で、微小な欠陥を隠すため、または光源の影を消すために拡散性能も必要とされる。光拡散性能は輝度を落とす原因にもなるため、両立は非常に難しい。光拡散性能を付与する方法として、光拡散材を用いた拡散層を組み合わせる方法や、光学シートを粗面化することが広く知られているが、光拡散材の使用による実質的な製造コストの増加や作製工程の増加が生じてしまう。
The optical sheet used for the backlight of the display device has a great influence on the appearance of the display device, that is, the commercial value, depending on the optical performance.
In general, high brightness is desired, but diffusion performance is also required to hide minute defects or to eliminate the shadow of the light source. Since the light diffusion performance also causes a decrease in luminance, it is very difficult to achieve both. As a method for imparting light diffusing performance, it is widely known that a diffusion layer using a light diffusing material is combined, or that an optical sheet is roughened. An increase in the number of manufacturing steps will occur.

本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、製造コスト及び作製工程数を抑え、輝度を維持しつつ欠陥や光源の影を隠蔽することができる光学シート及びその成形用の金型、並びに光学シートを用いたバックライトユニット及びこれを用いた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 points, an optical sheet capable of concealing defects and light source shadows while maintaining luminance and suppressing the manufacturing cost and the number of manufacturing steps, and a mold for molding the optical sheet. And a backlight unit using an optical sheet and a display device using the same.

請求項1の発明は、表示光学系の照明光路制御に使用される光学シートであって、厚さ方向の一方の面が光入射面とされ厚さ方向の他方の面が光射出面とされた光透過性基材を備え、前記光入射面に、複数の単体レンズと、深さおよび高さがランダムで微細な複数の凹凸部とが、前記光入射面の全域に亘りランダムに混在して形成されていることを特徴とする。   The invention of claim 1 is an optical sheet used for illumination optical path control of a display optical system, wherein one surface in the thickness direction is a light incident surface and the other surface in the thickness direction is a light emission surface. The light incident surface includes a plurality of single lenses and a plurality of concave and convex portions having random depths and heights randomly mixed over the entire area of the light incident surface. It is characterized by being formed.

請求項2の発明は、請求項1記載の光学シートにおいて、前記光入射面の表面粗さRzが4μm乃至10μmの範囲であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the optical sheet according to the first aspect, the surface roughness Rz of the light incident surface is in the range of 4 μm to 10 μm.

請求項3の発明は、請求項1または2記載の光学シートにおいて、前記複数の単位レンズは半球状を呈し、当該単位レンズの径は50μm乃至130μmの範囲であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical sheet according to the first or second aspect, the plurality of unit lenses are hemispherical, and the diameter of the unit lenses is in the range of 50 μm to 130 μm.

請求項4の発明は、請求項1乃至3に何れか1項記載の光学シートにおいて、前記光射出面に、該光射出面から射出される光線を拡散する拡散用凹凸部が形成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical sheet according to any one of the first to third aspects, a concavo-convex portion for diffusion for diffusing a light beam emitted from the light exit surface is formed on the light exit surface. It is characterized by that.

請求項5の発明は、金型であって、請求項1乃至3の何れか1項に記載の光学シートの光入射面を転写成形することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is a mold, wherein the light incident surface of the optical sheet according to any one of claims 1 to 3 is transfer-molded.

請求項6の発明は、金型であって、請求項4項に記載の光学シートの光射出面を転写成形することを特徴とする。   The invention according to claim 6 is a mold, wherein the light emission surface of the optical sheet according to claim 4 is transfer-molded.

請求項7の発明は、バックライトユニットであって、光源と、前記光源の光照射面に、前記光源に前記光射出面を向けて配置された請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学シートとを備えることを特徴とする。   Invention of Claim 7 is a backlight unit, Comprising: The light source and the light irradiation surface of the said light source are arrange | positioned so that the said light emission surface may be faced to the said light source. The optical sheet is provided.

請求項8の発明は、ディスプレイ装置であって、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、前記画像表示素子の背面に配置された請求項7記載のバックライトユニットとを備えることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is a display device, the image display element defining a display image according to transmission / shading in pixel units, and the backlight according to claim 7 disposed on the back of the image display element. And a unit.

本発明によれば、光透過性基材の光入射面に、光複数の凹凸部と複数の単体レンズとが、光入射面の全域に亘りランダムに混在して形成したので、輝度を維持しつつ欠陥や光源の影を隠蔽することができる。さらに、金型により光学シートの光入射面を転写成形するようにしたので、光学シートの製造コスト及び作製工程数を抑えることができる。   According to the present invention, the light incident surface of the light transmissive substrate is formed with a plurality of light uneven portions and a plurality of single lenses randomly mixed over the entire light incident surface, so that the luminance is maintained. It is possible to conceal defects and light source shadows. Furthermore, since the light incident surface of the optical sheet is transferred and molded by the mold, the manufacturing cost and the number of manufacturing steps of the optical sheet can be suppressed.

本発明にかかる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを組み込んでなる液晶ディスプレイ装置の一構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows one structural example of the liquid crystal display device incorporating the optical sheet concerning this invention, and a backlight unit using the same. 本発明にかかる光学シート及びこれを用いたバックライトユニットを組み込んでなる液晶ディスプレイ装置の他の構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the other structural example of the liquid crystal display device incorporating the optical sheet concerning this invention, and a backlight unit using the same. (a)は本発明にかかる光学シートの外観図、(b)は光学シートの一部を拡大して光入射面側から見た説明用斜視図。(A) is an external view of the optical sheet concerning this invention, (b) is a perspective view for description which expanded a part of optical sheet and was seen from the light-incidence surface side. 図3(b)のA−A’に沿う拡大断面図。The expanded sectional view which follows A-A 'of FIG.3 (b). (a)〜(d)は本発明における光学シートの光射出面に形成された凹凸部の形状例を示す説明用斜視図。(A)-(d) is a perspective view for description which shows the example of a shape of the uneven | corrugated | grooved part formed in the light emission surface of the optical sheet in this invention. 本発明にかかる光学シートを製作するための成形用金型ロールの説明図。Explanatory drawing of the metal mold | die roll for manufacturing the optical sheet concerning this invention. 本発明にかかる光学シートを製作するための成形用金型ロールに設けられた微細凹部の拡大斜視図。The expansion perspective view of the fine recessed part provided in the metal mold | die roll for manufacturing the optical sheet concerning this invention. 本発明にかかる光学シートをディスプレイ装置に組み込み、ディスプレイ装置を白画面表示して目視観察した時の結果を示す図。The figure which shows the result when incorporating the optical sheet concerning this invention in a display apparatus, displaying a white screen on the display apparatus, and observing visually. 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す模式図。The schematic diagram which shows the structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の他の構成例を示す模式図。Schematic which shows the other structural example of the liquid crystal display device by a prior art. 従来技術による液晶表示装置の更に他の構成例を示す模式図。Schematic which shows the further another structural example of the liquid crystal display device by a prior art.

(実施の形態)
以下、本発明にかかる光学シートを用いた液晶ディスプレイ装置の実施の形態について図1および図2を参照して説明する。
図1に示す液晶ディスプレイ装置は、導光板ライトガイド方式のバックライトユニットを備えるもので、偏光板21,21に挟まれた液晶パネル(特許請求の範囲に記載した画像表示素子に相当する)19と、この液晶パネル19の光入射側に相対向して平行に配置されたバックライト23と、液晶パネル19とバックライト23との間に配置された光学シート1と、光学シート1の光射出面1bに相対向して配置された反射型偏向分離シート2と、光学シート1の光入射面1aに相対向して配置された光拡散シート3を含んで構成される。
バックライト23は、図1に示すように、光拡散シート3の下面に相対向して配置された導光板5と、この導光板5の相対向する両側端面にそれぞれ対向して設けられた光源15とを含んで構成されている。また、図1において、Kは光源15からの光、Lは光学シート1からの射出光であり、Sは液晶ディスプレイ装置の視認方向を表している。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of a liquid crystal display device using an optical sheet according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The liquid crystal display device shown in FIG. 1 includes a light guide plate light guide type backlight unit, and a liquid crystal panel sandwiched between polarizing plates 21 and 21 (corresponding to the image display element described in claims) 19. A backlight 23 disposed opposite to and parallel to the light incident side of the liquid crystal panel 19, an optical sheet 1 disposed between the liquid crystal panel 19 and the backlight 23, and light emission of the optical sheet 1 The reflection type deflection separation sheet 2 disposed opposite to the surface 1b and the light diffusion sheet 3 disposed opposite to the light incident surface 1a of the optical sheet 1 are configured.
As shown in FIG. 1, the backlight 23 includes a light guide plate 5 disposed opposite to the lower surface of the light diffusing sheet 3, and a light source provided to face opposite side end surfaces of the light guide plate 5. 15. In FIG. 1, K is light from the light source 15, L is light emitted from the optical sheet 1, and S represents the viewing direction of the liquid crystal display device.

図2に示す液晶ディスプレイ装置は、直下型方式のバックライトユニットを備えるもので、偏光板21,21に挟まれた液晶パネル(特許請求の範囲に記載した画像表示素子に相当する)19と、この液晶パネル19の光入射側に相対向して平行に配置されたバックライト24と、液晶パネル19とバックライト24との間に配置された光学シート1と、光学シート1の光入射面1aに相対向して配置された光拡散板6を含んで構成される。光学シート1の光射出面1bは液晶パネル19に対向されている。
バックライト24は、図2に示すように、内壁面にアルミ等の鏡面形成用金属を蒸着などにより形成してなる反射板17と、この反射板17内に光拡散板6の光入射面に対して一定のピッチで配向に配列された複数の冷陰極管などからなる光源15とを含んで構成されている。また、図2において、Kは光源15からの光、Lは光学シート1からの射出光であり、Sは液晶ディスプレイ装置の視認方向を表している。
The liquid crystal display device shown in FIG. 2 includes a direct-type backlight unit, a liquid crystal panel (corresponding to an image display element described in claims) 19 sandwiched between polarizing plates 21 and 21; A backlight 24 disposed opposite to and parallel to the light incident side of the liquid crystal panel 19, the optical sheet 1 disposed between the liquid crystal panel 19 and the backlight 24, and a light incident surface 1 a of the optical sheet 1. The light diffusing plate 6 is disposed to face each other. The light emission surface 1 b of the optical sheet 1 faces the liquid crystal panel 19.
As shown in FIG. 2, the backlight 24 includes a reflection plate 17 formed by depositing a mirror surface forming metal such as aluminum on the inner wall surface, and a light incident surface of the light diffusion plate 6 in the reflection plate 17. On the other hand, the light source 15 is composed of a plurality of cold-cathode tubes and the like arranged in an orientation at a constant pitch. In FIG. 2, K is the light from the light source 15, L is the light emitted from the optical sheet 1, and S represents the viewing direction of the liquid crystal display device.

次に、図1及び図2に示す光学シート1の構造について、図3、図4及び図5を参照して詳述する。
光学シート1は、厚さ方向の一方の面が光入射面31aとされ,厚さ方向の他方の面が光射出面31bとされた光透過性基材31を備える。この光透過性基材31の光入射面31aには、図3及び図4に示すように、半球状の複数のマイクロレンズ(特許請求の範囲に記載した単体レンズに相当する)32と、深さおよび高さがランダムな粗面化用の微細な複数の凹凸部34とが、光入射面31aの全域に亘りランダムに混在して形成されている。
Next, the structure of the optical sheet 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
The optical sheet 1 includes a light-transmitting substrate 31 in which one surface in the thickness direction is a light incident surface 31a and the other surface in the thickness direction is a light emission surface 31b. As shown in FIGS. 3 and 4, the light incident surface 31 a of the light transmissive substrate 31 has a plurality of hemispherical microlenses (corresponding to a single lens described in claims) 32, and a depth. A plurality of fine concavo-convex portions 34 for roughening whose surface and height are random are formed so as to be randomly mixed over the entire area of the light incident surface 31a.

光透過性基材31の光射出面31bには、図5(a)〜(d)に示すような射出光の方向を制御する光制御要素が設けられている。
すなわち、図5(a)に示す光制御要素35は、光透過性基材31の光射出面31bにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム(またはシリンドリカルレンズ)35と、このプリズム35の配列領域内にランダムに混在して形成された半球状の複数のマイクロレンズ36とから構成されている。
また、図5(b)に示す光制御要素36は、光透過性基材31の光射出面31bにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム(またはシリンドリカルレンズ)36aから構成されている。
A light control element for controlling the direction of the emitted light as shown in FIGS. 5A to 5D is provided on the light emitting surface 31 b of the light transmissive substrate 31.
That is, the light control element 35 shown in FIG. 5A includes a plurality of prisms (or cylindrical lenses) 35 arrayed on the light emitting surface 31b of the light transmissive substrate 31 at intervals in the plane direction, The prism 35 includes a plurality of hemispherical microlenses 36 that are randomly mixed in the arrangement region of the prisms 35.
The light control element 36 shown in FIG. 5B includes a plurality of prisms (or cylindrical lenses) 36a arranged on the light emitting surface 31b of the light transmissive substrate 31 at intervals in the plane direction. Has been.

図5(c)に示す光制御要素37は、光透過性基材31の光射出面31bにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム(またはシリンドリカルレンズ)37aと、この各プリズム37aの頂部に、プリズム37aの長さ方向に沿い間隔をおいて形成された凹凸部37bとから構成されている。
また、図5(d)に示す光制御要素38は、光透過性基材31の光射出面31bにその平面方向に間隔をおいて配列形成された複数のプリズム(またはシリンドリカルレンズ)38aと、互いに隣接するプリズム38aの間に、プリズム38aの長さ方向に沿い間隔をおいて形成された凹凸部38bとから構成されている。
なお、光透過性基材31の光射出面31bに形成される光制御要素は図5に示した構造以外を用いることも可能である。また、本発明における光学シートの光入射面の形状は、特に光射出面の構造を選ばない。
The light control element 37 shown in FIG. 5C includes a plurality of prisms (or cylindrical lenses) 37a arranged on the light emitting surface 31b of the light transmissive substrate 31 at intervals in the plane direction, An uneven portion 37b is formed on the top of the prism 37a at intervals along the length of the prism 37a.
Further, the light control element 38 shown in FIG. 5D includes a plurality of prisms (or cylindrical lenses) 38a arranged on the light emitting surface 31b of the light transmissive substrate 31 at intervals in the plane direction, An uneven portion 38b is formed between the adjacent prisms 38a at intervals along the length direction of the prism 38a.
The light control element formed on the light exit surface 31b of the light transmissive substrate 31 may be other than the structure shown in FIG. The shape of the light incident surface of the optical sheet in the present invention is not particularly limited to the structure of the light exit surface.

図1に示すエッジライト型の液晶ディスプレイ装置において、光源15からの光Kは、導光板5に入射する。その後、導光板5の光射出面から光拡散シート3、光学シート1、反射型偏光分離シート2を透過する。最終的に光は反射型偏光分離シート2の光射出面から光Lとして射出される。光Lは偏光板21にはさまれた液晶パネル19に到達する。この液晶パネル19を透過した光はSへと射出し、観察者に視認される。
また、図3に示す直下型のバックライトを有する液晶ディスプレイ装置において、光源15からの光Kは、光拡散板6に入射する。その後、光拡散板6の光射出面から光学シート1へ到達し、最終的に光は光学シート1の射出面から光Lとして射出される。光Lは偏光板21にはさまれた液晶パネル19に到達する。この液晶パネル19を透過した光はSへと射出し、観察者に視認される。
なお、本発明の液晶ディスプレイ装置は、図1及び図2に示す構成のものに限らず、適宜光学シートを増減しても良い。
In the edge light type liquid crystal display device shown in FIG. 1, the light K from the light source 15 enters the light guide plate 5. Thereafter, the light diffusion sheet 3, the optical sheet 1, and the reflective polarization separation sheet 2 are transmitted through the light exit surface of the light guide plate 5. Finally, the light is emitted as light L from the light exit surface of the reflective polarization separation sheet 2. The light L reaches the liquid crystal panel 19 sandwiched between the polarizing plates 21. The light transmitted through the liquid crystal panel 19 is emitted to S and visually recognized by an observer.
In the liquid crystal display device having a direct type backlight shown in FIG. 3, the light K from the light source 15 enters the light diffusion plate 6. Thereafter, the light reaches the optical sheet 1 from the light emission surface of the light diffusion plate 6, and finally the light is emitted as light L from the emission surface of the optical sheet 1. The light L reaches the liquid crystal panel 19 sandwiched between the polarizing plates 21. The light transmitted through the liquid crystal panel 19 is emitted to S and visually recognized by an observer.
In addition, the liquid crystal display device of this invention is not restricted to the thing of the structure shown in FIG.1 and FIG.2, You may increase / decrease an optical sheet suitably.

本実施の形態に示す光学シート1において、その光入射面に形成されたマイクロレンズ32は光入射面31aの耐擦性を向上させるためにある。また、マイクロレンズ32を光入射面31aにも受けると、レンズ効果で光入射面での反射光が減り、光学シート1に入射する光量をあげることができる。
なお、レンズ効果を発揮するのはマイクロレンズ32の傾斜した球面部となっている。また、光学シート1は厚みを有し、図では厚み部分を光透過性基材31として示してある。また、光学シート1を構成する光透過性基材31、その光入射面31aに形成されるマイクロレンズ32や凹凸部34、光射出面31bに形成される光制御要素35,36,37は異種素材で作られていても良いし、同一素材で作られていても良い。
In the optical sheet 1 shown in the present embodiment, the microlens 32 formed on the light incident surface is for improving the abrasion resistance of the light incident surface 31a. Further, when the microlens 32 is also received by the light incident surface 31a, the reflected light on the light incident surface is reduced by the lens effect, and the amount of light incident on the optical sheet 1 can be increased.
It is the inclined spherical surface portion of the microlens 32 that exhibits the lens effect. The optical sheet 1 has a thickness, and the thickness portion is shown as a light-transmitting substrate 31 in the drawing. Further, the light-transmitting base material 31 constituting the optical sheet 1, the microlens 32 and the concavo-convex portion 34 formed on the light incident surface 31a, and the light control elements 35, 36 and 37 formed on the light exit surface 31b are different. It may be made of a material or may be made of the same material.

光透過性基材31の光入射面31aに形成されるマイクロレンズ32の直径は50μmから130μmの範囲が好適である。50μmより小さいと製造が困難であり、130μmより大きいとマイクロレンズ32そのものが点欠陥のように見えてしまう。また、マイクロレンズ32の配列は規則的でも、不規則的でも良い。また、光入射面31bに形成される全マイクロレンズの光入射面に対する面積率は3%から10%の範囲が好適である。3%より小さいと光入射面の耐擦性が低下し、10%より大きいと光射出面から目立って見えるため、外観上好ましくない。   The diameter of the microlens 32 formed on the light incident surface 31a of the light transmissive substrate 31 is preferably in the range of 50 μm to 130 μm. If it is smaller than 50 μm, it is difficult to manufacture, and if it is larger than 130 μm, the microlens 32 itself looks like a point defect. The arrangement of the microlenses 32 may be regular or irregular. The area ratio of all the microlenses formed on the light incident surface 31b to the light incident surface is preferably in the range of 3% to 10%. If it is less than 3%, the rubbing resistance of the light incident surface is lowered, and if it is more than 10%, it is conspicuous from the light emitting surface, which is not preferable in appearance.

このような本実施の形態に示す光学シート1によれば、その光入射面31aに形成される微細な凹凸部34は、光源の影を消す隠蔽性能を維持しつつ、レンズ効果を発揮するマイクロレンズ32により、光入射面での反射光を減らし、光学シートに入射する光量をあげることができる。
また、凹凸部34が形成されることにより生じる光入射面31aの表面粗さをRzとすると、その表面粗さRzは、4.0μm〜10.0μmの範囲が好適である。表面粗さRzが4.0μmより小さいと製造が困難で、かつ隠蔽性能が発揮されず、表面粗さRzが10μmより大きいと輝度低下が著しい。なお、表面粗さRzの測定は、平坦部にて行うのが簡便である。
According to the optical sheet 1 shown in the present embodiment, the fine uneven portion 34 formed on the light incident surface 31a maintains a concealing performance for erasing the shadow of the light source, and exhibits a lens effect. The lens 32 can reduce the reflected light on the light incident surface and increase the amount of light incident on the optical sheet.
Further, when the surface roughness of the light incident surface 31a generated by forming the uneven portion 34 is Rz, the surface roughness Rz is preferably in the range of 4.0 μm to 10.0 μm. If the surface roughness Rz is smaller than 4.0 μm, the production is difficult and the hiding performance is not exhibited. If the surface roughness Rz is larger than 10 μm, the luminance is significantly reduced. It is easy to measure the surface roughness Rz at the flat part.

次に、本発明における光学シートの製造方法について説明する。
まず、本発明に係る光学シートを成形するための金型を用意する。ここで、図6に示すようなロール状の金型25を用いれば、連続する光学シートを成形することが可能であり、また、平板状の金型とすればプレス法やインジェクション法などによる板やシートの形成が可能となる。
ロール状の金型を採用した場合は、光学シートを連続的に生産することが可能であり、パターンの継ぎ目がない型材とすることで、連続パターンのフィルムを得ることができる。このため、切り出しの寸法を調整するだけで多くの画面サイズへの対応が可能となり、生産性が良い。また、平板状の金型を用いた場合には光学シートが枚葉となるものの、板材への形状転写が容易であり、小ロット多品種生産への対応に向いている。また、金型の下地素材は、耐久性やハンドリングを加味し、鉄やSUS、アルミなどを下地とし、微細な凹凸部34やマイクロレンズ32を形成する表面層として銅や真鍮をメッキするのが一般的である。
Next, the manufacturing method of the optical sheet in this invention is demonstrated.
First, a mold for forming the optical sheet according to the present invention is prepared. Here, if a roll-shaped mold 25 as shown in FIG. 6 is used, a continuous optical sheet can be formed. If a flat mold is used, a plate by a press method or an injection method is used. And sheet formation are possible.
When a roll-shaped mold is used, an optical sheet can be continuously produced, and a continuous pattern film can be obtained by using a mold material without a pattern seam. For this reason, it is possible to cope with many screen sizes by adjusting the cut-out dimensions, and the productivity is good. Further, when a flat metal mold is used, the optical sheet becomes a single sheet, but shape transfer onto the plate material is easy, and it is suitable for small lot multi-product production. In addition, the mold base material is made of iron, SUS, aluminum or the like in consideration of durability and handling, and copper or brass is plated as a surface layer for forming the fine irregularities 34 and the microlenses 32. It is common.

金型の表面層の素材は転写成形できれば特に限定されるものではないが、光学シートの成形に用いる場合にはある程度の平滑性が必要なことから、銅や真鍮を用いるのが一般的である。また、金型の表面に半球状のマイクロレンズや微細凹凸部の反転形状を形成する場合は、金型を高精度な精密切削機にセットし、ダイヤモンドバイトを使用して所望の位置、深さ、切込となるように上記反転形状を加工する。上記反転形状を形成した金型は、耐擦性を考慮し、銅や真鍮の表面にCrメッキやNiメッキを施しても良い。   The material of the surface layer of the mold is not particularly limited as long as transfer molding can be performed, but when using it for molding of an optical sheet, it is generally necessary to use copper or brass because a certain degree of smoothness is required. . Also, when forming a hemispherical microlens or a reversal shape of fine irregularities on the surface of the mold, place the mold on a high-precision precision cutting machine and use a diamond tool to achieve the desired position and depth. Then, the inverted shape is processed so as to be a notch. The mold having the inverted shape may be subjected to Cr plating or Ni plating on the surface of copper or brass in consideration of abrasion resistance.

光学シート1は押し出し法またはキャスト法もしくはインジェクション法で製造され、その厚さは12μm以上1mm以下の範囲である。厚さが12μmより下では加工に耐えうる剛性が無く、1mmより上では加工に耐えうる柔軟性がない。
また、光学シート1はUV硬化法で製造してもよい。UV硬化法で作成する場合は、光透過性基材上にUV硬化性の樹脂を塗布し、所望の形状の金型を押し当て、UV照射し光学層を得る。光透過性基材としては、当該分野でよく知られたPET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリカーボネート、アクリル、ポリプロピレンのフィルムなどが使用できる。
The optical sheet 1 is manufactured by an extrusion method, a casting method, or an injection method, and the thickness thereof is in the range of 12 μm or more and 1 mm or less. When the thickness is less than 12 μm, there is no rigidity that can withstand processing, and when the thickness is more than 1 mm, there is no flexibility that can withstand processing.
The optical sheet 1 may be manufactured by a UV curing method. In the case of producing by the UV curing method, a UV curable resin is applied on a light transmissive substrate, a mold having a desired shape is pressed, and UV irradiation is performed to obtain an optical layer. As the light transmissive substrate, PET (polyethylene terephthalate), polycarbonate, acrylic, polypropylene films and the like well known in the art can be used.

光学シート1を成形する際に使用するロール型の金型25には、図5に示すように、光学シート1の光入射面に形成される半球状のマイクロレンズ32の反転形状である半球状凹部27及び凹凸部34の反転形状である微細凹凸部26を金型25の外周面に形成したものが適用される。この場合の金型の表面は鉄芯に銅、クロムやニッケルをメッキしたものであり、光学シートの製造に押し出し法、キャスト法、インジェクション法、UV硬化法、いずれも使用可能である。なお、金型25の外周面に形成される微細凹凸部26は、例えば図7に示すような形状のものである。   As shown in FIG. 5, the roll-type mold 25 used when the optical sheet 1 is molded has a hemispherical shape that is an inverted shape of a hemispherical microlens 32 formed on the light incident surface of the optical sheet 1. What formed the fine uneven part 26 which is the reverse shape of the recessed part 27 and the uneven part 34 in the outer peripheral surface of the metal mold | die 25 is applied. In this case, the surface of the mold is obtained by plating an iron core with copper, chromium, or nickel, and any of an extrusion method, a casting method, an injection method, and a UV curing method can be used for manufacturing an optical sheet. In addition, the fine uneven | corrugated | grooved part 26 formed in the outer peripheral surface of the metal mold | die 25 is a thing of a shape as shown, for example in FIG.

光学シート1を構成する光透過性基材の主となる材質としては、例えば、ポリカーボネートもしくはアクリル−スチレン共重合体もしくはポリスチレンもしくはスチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体もしくはシクロオレフィンポリマーを使用しても良い。また、主となる材質の中に分散された透明粒子を具備していてもよく、これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は0.01以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は0.5以下で十分である。透明粒子の平均粒径は0.5〜30.0μmの範囲であることが望ましい。特に光透過性基材31は単層構造でも複層構造でもよく、透明層を含んでいても良い。   As the main material of the light-transmitting substrate constituting the optical sheet 1, for example, polycarbonate, acrylic-styrene copolymer, polystyrene, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, or cycloolefin polymer may be used. . Further, transparent particles dispersed in the main material may be provided, and the refractive index of these main materials and the refractive index of the transparent particles are different. The difference between the refractive index of the main material and the refractive index of the transparent particles is preferably 0.01 or more. If the difference in refractive index is smaller than this, sufficient light scattering performance cannot be obtained. Further, the refractive index difference is 0.5 or less. The average particle size of the transparent particles is desirably in the range of 0.5 to 30.0 μm. In particular, the light transmissive substrate 31 may have a single layer structure or a multilayer structure, and may include a transparent layer.

透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、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を挙げることができる。これら透明粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。または、板状の部材は主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造をしており、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。   As the transparent particles, transparent particles made of an inorganic oxide or transparent particles made of a resin can be used. For example, examples of the transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina or the like. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and crosslinked products thereof; melamine-formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetra Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and silicone resin particles. These transparent particles may be used as a mixture of two or more. Alternatively, the plate-like member has a structure in which a main material has a fine cavity containing air, and diffusion performance may be obtained by a difference in refractive index between the main material and air.

光拡散板6や導光板5は光学シート1と同様の主となる材質を使用することができ、同様に前述した透明粒子を具備して構成されていてもよい。これら主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。主となる材質の屈折率と透明粒子の屈折率の差は0.01以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は0.5以下でよい。また、光拡散板6や導光板5に入射した光を散乱させながら透過させる必要があるため、前記透明粒子の平均粒径は0.5μm〜30.0μmの範囲であることが望ましい。または、主となる材質中に空気を含む微細な空洞を有した構造として、主となる材質と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。また、表面に反射パターンや幾何学構造が付与されていても良い。   The light diffusing plate 6 and the light guide plate 5 may be made of the same main material as that of the optical sheet 1 and may be configured to include the above-described transparent particles. The refractive index of these main materials and the refractive index of transparent particles need to be different. The difference between the refractive index of the main material and the refractive index of the transparent particles is preferably 0.01 or more. If the difference in refractive index is smaller than this, sufficient light scattering performance cannot be obtained. Further, the refractive index difference may be 0.5 or less. Moreover, since it is necessary to transmit the light incident on the light diffusing plate 6 and the light guide plate 5 while scattering, it is desirable that the average particle size of the transparent particles be in the range of 0.5 μm to 30.0 μm. Alternatively, as a structure having a fine cavity containing air in the main material, diffusion performance may be obtained by a difference in refractive index between the main material and air. Further, a reflection pattern or a geometric structure may be provided on the surface.

本発明の光学シートとあわせて使用する光源側の光学部品は、当業界でよく知られた反射型偏光分離シート、拡散シート、プリズムシートなどを適宜使用する。   As the optical component on the light source side used in combination with the optical sheet of the present invention, a reflection type polarization separation sheet, a diffusion sheet, a prism sheet and the like well known in the art are appropriately used.

(実施例1)
次に、本発明にかかる光学シートの製造方法の実施例について説明する。
まず、図6に示すように金型25を高精度な精密切削機にセットし、その表面に凹凸部34の反転形状である微細な凹凸部26をランダムに加工した。次に同金型の表面に同ダイヤモンドバイトを使用して、マイクロレンズ32の反転形状である半球状凹部27を加工した。
図7に前記微細な凹凸部26の形状例を示す。図7に挙げたような形状は加工も容易で短時間で作製できる。このような粗面化加工の形状は前記形状のものに限定されるものではない。成形用金型はグラビア印刷用の製版プロセスを使用し、銅メッキ上にパターン形成した金型を使用した。
光学シートの光入射面側の金型ロールとして、微細な凹凸部26及び半球状凹部27を加工した前記金型25を使用し、また、光学シートの光射出面側の金型ロールとして図5(c)に示すプリズムが直交して彫刻されているものを準備した。金型表面に彫刻されている半球状のマイクロレンズの面積率は4%であり、光射出面側のプリズムはいずれも頂角90°であり、彫刻のピッチは22μm及び66μmの範囲である。
金型ロールを押出し機に近接して配置し、熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、上記押出し機により、当該樹脂シートが冷却、硬化する前に上記金型ロールによって成形し、マイクロレンズ32と凹凸部34とがランダムに混在する表面形状を有する押出シートを得た。厚みは320μmとした。熱可塑性ポリカーボネートは帝人化成(株)のM1201を使用した。また、比較のために平滑面のシート(No.0)及び平滑面のシートを粗面化したシート(No.1)を準備した。すべての押出シートは730mm×310mmの真四角に切り取り評価に使用した。
Example 1
Next, the Example of the manufacturing method of the optical sheet concerning this invention is described.
First, as shown in FIG. 6, the mold 25 was set on a high-precision precision cutting machine, and fine uneven portions 26, which are the inverted shapes of the uneven portions 34, were randomly processed on the surface thereof. Next, a hemispherical concave portion 27 that is the inverted shape of the microlens 32 was processed using the same diamond tool on the surface of the same mold.
FIG. 7 shows an example of the shape of the fine uneven portion 26. The shape shown in FIG. 7 is easy to process and can be produced in a short time. The shape of such a roughening process is not limited to the said shape. As the mold for molding, a plate making process for gravure printing was used, and a mold having a pattern formed on copper plating was used.
As the mold roll on the light incident surface side of the optical sheet, the mold 25 in which the fine uneven portion 26 and the hemispherical concave portion 27 are processed is used, and as the mold roll on the light exit surface side of the optical sheet, FIG. A prism in which the prism shown in (c) is engraved orthogonally was prepared. The area ratio of the hemispherical microlens engraved on the mold surface is 4%, the prisms on the light exit surface side each have an apex angle of 90 °, and the engraving pitch is in the range of 22 μm and 66 μm.
The mold roll is placed close to the extruder, the thermoplastic polycarbonate resin sheet is melted, and the resin sheet is molded by the mold roll before the resin sheet is cooled and cured by the extruder. An extruded sheet having a surface shape in which the portions 34 are mixed at random was obtained. The thickness was 320 μm. M1201 from Teijin Chemicals Ltd. was used as the thermoplastic polycarbonate. For comparison, a smooth surface sheet (No. 0) and a rough surface sheet (No. 1) were prepared. All extruded sheets were cut into 730 mm × 310 mm squares and used for evaluation.

次に、光学シートの輝度測定および隠蔽性評価について述べる。
得られた光学シートをディスプレイ装置に組み込み、白画面を表示し、トプコン製SR−3Aで画面の法線方向に50cmの距離から中心の輝度を測定した。バックライトの構成は帝人化成製拡散板65HLWと光学シートとした。隠蔽性の評価は直下型バックライトを使用し、光源の隠蔽性の評価で行った。輝度測定と同様の構成で光学シートをディスプレイに組み込み、白画面を表示して目視観察した。目視評価は個人差があるため、被験者3名以上で実施した。その結果を図8に示す。
Next, luminance measurement and concealment evaluation of the optical sheet will be described.
The obtained optical sheet was incorporated into a display device, a white screen was displayed, and the brightness of the center was measured from a distance of 50 cm in the normal direction of the screen with SR-3A manufactured by Topcon. The configuration of the backlight was a Teijin Chemicals diffusion plate 65HLW and an optical sheet. The hiding property was evaluated by evaluating the hiding property of the light source using a direct type backlight. The optical sheet was incorporated into the display with the same configuration as the luminance measurement, and a white screen was displayed for visual observation. Visual evaluation was performed by three or more subjects because there were individual differences. The result is shown in FIG.

図8より、微細凹凸部による光入射面の面粗さが2.0μm以下になると、×印で示すように隠蔽性が損なわれることがわかった。また、微細凹凸部による光入射面の面粗さが10μm以上になると輝度低下が著しいことがわかった。マイクロレンズの径が140μm以上になるとざらつきムラとして光射出面より視認される。
以上より、好適な条件で成形した微細な凹凸部を有する面及び半球状マイクロレンズとの組み合わせからなる光学シートは輝度低下を招くことなく、欠陥や光源の影の隠蔽性能を保つことが分かった。実施例では最も単純な比較のためバックライトの構成は帝人化成製拡散板65HLWと光学シートとしたが、本発明の光学シートは他の光学シートと合わせて用いても、その性能が損なわれることはない。
From FIG. 8, it was found that when the surface roughness of the light incident surface due to the fine irregularities is 2.0 μm or less, the concealing property is impaired as indicated by the x mark. In addition, it was found that when the surface roughness of the light incident surface due to the fine irregularities was 10 μm or more, the luminance was significantly reduced. When the diameter of the micro lens is 140 μm or more, it is visually recognized from the light exit surface as roughness unevenness.
From the above, it was found that the optical sheet composed of a combination of a surface having fine irregularities and a hemispherical microlens molded under suitable conditions maintains the concealment performance of defects and light source shadows without causing a decrease in luminance. . In the examples, for the simplest comparison, the backlight is composed of a Teijin Chemicals diffusion plate 65HLW and an optical sheet. However, the optical sheet of the present invention is impaired in performance even when used in combination with other optical sheets. There is no.

1……光学シート、2……反射型偏光分離シート、3……拡散シート、5……導光板、6……光拡散板、15……光源、17……反射板、19……液晶パネル、21……偏光板、23,24……バックライト、25……成形用金型、26……微細凹凸部、27……半球状凹部、31……光透過性基材、31a……光入射面、31b……光射出面、32……マイクロレンズ、34……微細な凹凸部、35,36,37……光制御要素。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical sheet, 2 ... Reflection type polarization separation sheet, 3 ... Diffusing sheet, 5 ... Light guide plate, 6 ... Light diffusing plate, 15 ... Light source, 17 ... Reflecting plate, 19 ... Liquid crystal panel , 21... Polarizing plate, 23, 24... Backlight, 25... Molding mold, 26... Fine uneven portion, 27 .. Hemispherical recess, 31. Incident surface, 31b: Light exit surface, 32: Microlens, 34: Fine uneven portion, 35, 36, 37: Light control element.

Claims (8)

表示光学系の照明光路制御に使用される光学シートであって、
厚さ方向の一方の面が光入射面とされ厚さ方向の他方の面が光射出面とされた光透過性基材を備え、
前記光入射面に、複数の単体レンズと、深さおよび高さがランダムで微細な複数の凹凸部とが、前記光入射面の全域に亘りランダムに混在して形成されている、
ことを特徴とする光学シート。
An optical sheet used for illumination optical path control of a display optical system,
A light-transmitting substrate in which one surface in the thickness direction is a light incident surface and the other surface in the thickness direction is a light emission surface;
On the light incident surface, a plurality of single lenses and a plurality of concave and convex portions whose depth and height are random and fine are randomly mixed over the entire area of the light incident surface.
An optical sheet characterized by that.
前記光入射面の表面粗さRzが4μm乃至10μmの範囲であることを特徴とする請求項1記載の光学シート。   The optical sheet according to claim 1, wherein the light incident surface has a surface roughness Rz in a range of 4 μm to 10 μm. 前記複数の単位レンズは半球状を呈し、当該単位レンズの径は50μm乃至130μmの範囲であることを特徴とする請求項1または2記載の光学シート。   The optical sheet according to claim 1 or 2, wherein the plurality of unit lenses have a hemispherical shape, and the diameter of the unit lenses is in a range of 50 µm to 130 µm. 前記光射出面に、該光射出面から射出される光線を拡散する拡散用凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3に何れか1項記載の光学シート。   The optical sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a concavo-convex portion for diffusion that diffuses light emitted from the light exit surface is formed on the light exit surface. 請求項1乃至3の何れか1項に記載の光学シートの光入射面を転写成形する、
ことを特徴とする金型。
The light incident surface of the optical sheet according to any one of claims 1 to 3 is transfer molded.
A mold characterized by that.
請求項4項に記載の光学シートの光射出面を転写成形する、
ことを特徴とする金型。
The light emission surface of the optical sheet according to claim 4 is transferred and molded.
A mold characterized by that.
光源と、
前記光源の光照射面に、前記光源に前記光射出面を向けて配置された請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学シートと、
を備えることを特徴とするバックライトユニット。
A light source;
The optical sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical sheet is disposed on the light irradiation surface of the light source with the light emission surface facing the light source.
A backlight unit comprising:
画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
前記画像表示素子の背面に配置された請求項7記載のバックライトユニットと、
を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
An image display element that defines a display image according to transmission / shading in pixel units;
The backlight unit according to claim 7 disposed on the back surface of the image display element,
A display device comprising:
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