JP2020021037A - Anisotropic diffusion plate, backlight unit, liquid crystal display, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、異方性拡散板、バックライトユニット、液晶表示装置および電子機器に関する。 The present invention relates to an anisotropic diffusion plate, a backlight unit, a liquid crystal display, and an electronic device.
液晶表示装置として、画像表示部としての液晶パネルと、この液晶パネルの背面側に配置された、バックライトとしての面発光光源とを備える液晶表示装置が知られている。 2. Description of the Related Art As a liquid crystal display device, a liquid crystal display device including a liquid crystal panel as an image display unit and a surface light source as a backlight disposed on the back side of the liquid crystal panel is known.
この液晶表示装置では、面発光光源は、ランプボックス(筐体)と、ランプボックス内に格子状(マトリクス状)に配置された複数の点光源としての発光素子とを備えており、液晶表示装置は、さらに、面発光光源の前面側、すなわち、面発光光源と液晶パネルとの間に配置された光拡散板(異方性拡散板)を備えている(例えば、特許文献1参照)。 In this liquid crystal display device, the surface emitting light source includes a lamp box (housing) and a plurality of light emitting elements as point light sources arranged in a grid (matrix) in the lamp box. Further includes a light diffusing plate (anisotropic diffusing plate) disposed on the front side of the surface emitting light source, that is, between the surface emitting light source and the liquid crystal panel (for example, see Patent Document 1).
かかる構成の液晶表示装置において、近年、省エネおよび発光素子ひいては液晶表示装置の小型化等の観点から、発光素子(点光源)として発光ダイオード(LED)を用いることが提案されている。 In the liquid crystal display device having such a configuration, in recent years, it has been proposed to use a light emitting diode (LED) as a light emitting element (point light source) from the viewpoints of energy saving and light emitting element size reduction of the liquid crystal display device.
しかしながら、LEDは、発光する光を、前方に対して集中的に発する指向性が、白色電球や蛍光灯と比較して、極めて高い発光素子である。さらに、液晶表示装置の小型化の観点から、LEDは、光拡散板との離間距離が小さい位置に配置されることが求められる。 However, an LED is a light-emitting element having an extremely high directivity for emitting light in a concentrated manner toward the front as compared with a white light bulb or a fluorescent lamp. Furthermore, from the viewpoint of miniaturization of the liquid crystal display device, it is required that the LED be disposed at a position where the distance from the light diffusion plate is small.
そのため、面発光光源が備える発光素子としてLEDを使用すると、光拡散板において、光拡散性が十分に得られないことに起因して、LEDが透けて見える発光素子(LED)の点在性が発生し、その結果、液晶表示装置により表示される画像に表示ムラが生じると言う問題があった。また、LEDの点在性を抑制することを目的に、光拡散板の光透過性を低下させること、すなわち、光拡散板に用いる拡散材料の含有量を増やすことも考えられるが、この場合、光拡散板を介した面発光光源からの光量が十分に得られず、液晶表示装置における画像の表示特性の低下を招くと言う問題が生じる。 Therefore, when an LED is used as a light emitting element included in the surface emitting light source, the light diffusing plate does not have sufficient light diffusing properties, so that the light emitting element (LED) that can be seen through the LED is dotted. As a result, there is a problem that display unevenness occurs in an image displayed by the liquid crystal display device. Further, for the purpose of suppressing the interstitiality of the LED, it is conceivable to reduce the light transmittance of the light diffusion plate, that is, to increase the content of the diffusion material used for the light diffusion plate. A sufficient amount of light from the surface emitting light source via the light diffusion plate cannot be obtained, which causes a problem that the display characteristics of an image in the liquid crystal display device are deteriorated.
また、液晶表示装置は、一般的に、その液晶パネルが長方形状をなしている。そのため、指向性の高い点光源であるLEDからの発光光を、等方的に光拡散板により拡散させると、液晶パネルの短手方向では、拡散させた光が液晶パネルの表示領域よりも外側に拡散されることとなる。そのため、拡散させた光のうちの一部に無駄が生じることから、発光光を異方的に光拡散板により拡散させることが求められる。 In general, a liquid crystal display device has a rectangular liquid crystal panel. Therefore, if the light emitted from the LED, which is a point light source having high directivity, is isotropically diffused by the light diffusion plate, the diffused light is located outside the display area of the liquid crystal panel in the lateral direction of the liquid crystal panel. Will be spread. For this reason, since part of the diffused light wastes, it is required that the emitted light be anisotropically diffused by the light diffusion plate.
本発明の目的は、優れた異方性をもった光拡散性および優れた光透過性の両立が図られた異方性拡散板、優れた異方性をもった光拡散性および優れた光透過性の両立が図られたバックライトユニット、かかるバックライトユニットを備え、信頼性に優れた液晶表示装置および電子機器を提示することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an anisotropic diffusion plate that achieves both excellent light anisotropy and excellent light transmittance, and excellent anisotropic light diffusion and excellent light. It is an object of the present invention to provide a backlight unit that achieves both transparency and a liquid crystal display device and an electronic device that include the backlight unit and have excellent reliability.
このような目的は、下記(1)〜(14)に記載の本発明により達成される。
(1) 入射面から入射された入射光を出射面から拡散された出射光として出射させる際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とが異なる異方性拡散板であって、
前記入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させたとき、前記出射光の前後方向の光度分布における半値角と、前記出射光の左右方向の光度分布における半値角とは、その半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有し、かつ、
前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率は、70%以上99%以下であることを特徴とする異方性拡散板。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (14).
(1) An anisotropic diffusion plate in which the light diffusing ability in the left-right direction and the light diffusing ability in the front-rear direction are different when emitting incident light incident from the incident surface as emission light diffused from the emission surface. ,
When the incident light having a size of 3 mmΦ is perpendicularly incident on the incident surface from the light source, a half-value angle in the front-back luminous intensity distribution of the outgoing light and a half-value angle in the left-right luminous intensity distribution of the outgoing light Has a region exhibiting anisotropy whose half-value angle difference is 3 ° or more and less than 15 °, and
An anisotropic diffusion plate, wherein a total light transmittance of the outgoing light with respect to the incident light having a size of 3 mmΦ is 70% or more and 99% or less.
(2) 前記出射面は、その平面視において、紡錘形状をなす複数の最密充填配置された紡錘体が、隣接するもの同士間で互いの縁部を重ね合わせることで形成された凸形状または凹形状をなしている上記(1)に記載の異方性拡散板。 (2) The exit surface has, in plan view, a convex shape formed by overlapping a plurality of spindles having a spindle shape, which are arranged in a close-packed manner, between adjacent ones. The anisotropic diffusion plate according to the above (1), which has a concave shape.
(3) 当該異方性拡散板は、屈折率nの透明樹脂で構成され、
前記入射面に対して垂直に前記入射光を入射させたとき、前記紡錘体の任意の位置において、該任意の位置の法線と前記入射光とがなす角度θが、0≦θ<Sin−1(1/n)なる関係を満足する上記(2)に記載の異方性拡散板。
(3) The anisotropic diffusion plate is made of a transparent resin having a refractive index of n,
When the incident light is perpendicularly incident on the incident surface, at an arbitrary position of the spindle, the angle θ between the normal to the arbitrary position and the incident light is 0 ≦ θ <Sin − 1 The anisotropic diffusion plate according to the above (2), which satisfies the relationship of (1 / n).
(4) 前記透明樹脂は、ポリカーボネート系樹脂を主材料として構成される上記(3)に記載の異方性拡散板。 (4) The anisotropic diffusion plate according to (3), wherein the transparent resin is mainly composed of a polycarbonate-based resin.
(5) 前記出射面は、平面視における縦1cm×横1cmの領域において、前記入射面に対して垂直に前記入射光を入射させたとき、入射角=0の関係を満足する領域が1%以下である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (5) In the area of 1 cm × 1 cm in a plan view, 1% of the area satisfies the relationship of incident angle = 0 when the incident light is incident perpendicularly to the incident plane. The anisotropic diffusion plate according to any one of (1) to (4) below.
(6) 前記出射面は、平面視における縦1cm×横1cmの領域において、前記入射面に対して垂直に前記入射光を入射させたとき、入射角>臨界角の関係を満足する領域が18%以下である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (6) When the incident light is incident perpendicularly to the incident surface in a region of 1 cm long × 1 cm wide in plan view, the exit surface has 18 regions satisfying a relation of incident angle> critical angle. % Or less, the anisotropic diffusion plate according to any one of the above (1) to (5).
(7) 前記出射面は、平面視における縦1cm×横1cmの領域において、前記入射面に対して垂直に前記入射光を入射させたとき、前記入射光の前後方向の入射角分布と、前記入射光の左右方向の入射角分布とが異なっている上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (7) When the incident light is perpendicularly incident on the incident surface in an area of 1 cm long × 1 cm wide in plan view, the exit surface has an incident angle distribution in the front-rear direction of the incident light, The anisotropic diffusion plate according to any one of (1) to (6) above, wherein the incident light has a different incident angle distribution in the left-right direction.
(8) 前記出射面は、その表面粗さRaが0.1μm以下である上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (8) The anisotropic diffusion plate according to any one of (1) to (7), wherein the emission surface has a surface roughness Ra of 0.1 μm or less.
(9) 前記入射面に、当該異方性拡散板の屈折率より低い低屈折率層が形成されている上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (9) The anisotropic diffusion plate according to any one of (1) to (8), wherein a low refractive index layer having a lower refractive index than the refractive index of the anisotropic diffusion plate is formed on the incident surface.
(10) 前記入射面に、誘電体多層膜が形成されている上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (10) The anisotropic diffusion plate according to any one of (1) to (8), wherein a dielectric multilayer film is formed on the incident surface.
(11) 当該異方性拡散板は、その光学的位相差が200nm以下である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の異方性拡散板。 (11) The anisotropic diffusion plate according to any one of the above (1) to (10), wherein the anisotropic diffusion plate has an optical retardation of 200 nm or less.
(12) 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載の異方性拡散板と、該異方性拡散板に対向配置された発光基板とを備え、
前記発光基板は、ベース基板と、該ベース基板の前記異方性拡散板に対向する側の面に格子状に配列された複数の発光ダイオードとを有することを特徴とするバックライトユニット。
(12) An anisotropic diffusion plate according to any one of the above (1) to (11), and a light-emitting substrate arranged to face the anisotropic diffusion plate,
The backlight unit according to claim 1, wherein the light-emitting substrate includes a base substrate and a plurality of light-emitting diodes arranged in a grid on a surface of the base substrate facing the anisotropic diffusion plate.
(13) 上記(12)に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットの前記異方性拡散板側に対向配置された液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
(14) 上記(13)に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
(13) A liquid crystal display device comprising: the backlight unit according to (12); and a liquid crystal panel disposed to face the anisotropic diffusion plate of the backlight unit.
(14) An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to (13).
本発明によれば、入射面から入射された入射光を出射面から拡散された出射光として出射させる際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とが異なる異方性拡散板は、前記入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させたとき、前記出射光の前後方向の光度分布における半値角と、前記出射光の左右方向の光度分布における半値角との半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有し、かつ、前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率が70%以上99%以下となっている。そのため、この異方性拡散板は、優れた異方性をもった光拡散性および優れた光透過性の両立が図られたものであると言うことができる。よって、かかる異方性拡散板を備える液晶表示装置において、光学素子としてLEDを用いたとしても、異方性拡散板を介してLEDが透けて見えてしまう点在性を的確に抑制または防止し、かつ、拡散させた光が無駄となるのを的確に抑制または防止して、画像を優れた表示特性で表示することができる。その結果、この液晶表示装置を備える電子機器は、優れた信頼性を有するものとなる。 According to the present invention, when the incident light incident from the incident surface is emitted as the outgoing light diffused from the exit surface, the anisotropic diffusion plate in which the light diffusing ability in the left-right direction and the light diffusing ability in the front-back direction are different. When the incident light having a size of 3 mmΦ is perpendicularly incident on the incident surface from the light source, the half-value angle in the front-back luminous intensity distribution of the outgoing light, and the left-right luminous intensity distribution of the outgoing light A half-value angle difference from the half-value angle has a region exhibiting anisotropy of 3 ° or more and less than 15 °, and the total light transmittance of the outgoing light with respect to the incident light having the size of 3 mmΦ is 70% or more and 99% or more. % Or less. Therefore, it can be said that this anisotropic diffusion plate achieves both light diffusion with excellent anisotropy and excellent light transmittance. Therefore, in a liquid crystal display device including such an anisotropic diffusion plate, even if an LED is used as an optical element, it is possible to accurately suppress or prevent the spotting of the LED through the anisotropic diffusion plate. Further, it is possible to appropriately suppress or prevent the wasted diffused light from being wasted, and to display an image with excellent display characteristics. As a result, an electronic device including the liquid crystal display device has excellent reliability.
以下、本発明の異方性拡散板、バックライトユニット、液晶表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an anisotropic diffusion plate, a backlight unit, a liquid crystal display device, and an electronic apparatus of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
本発明の異方性拡散板は、入射面から入射された入射光を出射面から拡散された出射光として出射させる際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とが異なるものであり、前記入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させたとき、前記出射光の前後方向の光度分布における半値角と、前記出射光の左右方向の光度分布における半値角とは、その半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有し、かつ、前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率は、70%以上99%以下であることを特徴とする。 The anisotropic diffusion plate of the present invention has a structure in which the light diffusing ability in the left-right direction and the light diffusing ability in the front-rear direction are different when the incident light incident from the incident surface is emitted as the emission light diffused from the emission surface. When the incident light having a size of 3 mmΦ is perpendicularly incident on the incident surface from a light source, a half-value angle in a front-back luminous intensity distribution of the outgoing light, and a left-right luminous intensity distribution of the outgoing light The half-value angle in has a region where the half-value angle difference shows anisotropy of 3 ° or more and less than 15 °, and the total light transmittance of the outgoing light with respect to the incident light having the size of 3 mmΦ is: 70% or more and 99% or less.
以上の通り、本発明によれば、前記異方性拡散板は、入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させたとき、出射光の前後方向の光度分布における半値角と、出射光の左右方向の光度分布における半値角との半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有している。そのため、この異方性拡散板は、優れた異方性をもった光拡散性が図られたものであると言うことができる。さらに、前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率が70%以上99%以下となっている。そのため、この異方性拡散板は、優れた光透過性が図られたものであると言うことができる。よって、かかる構成をなす異方性拡散板を備える液晶表示装置において、光学素子としてLEDを用いたとしても、異方性拡散板を介してLEDが透けて見えてしまう点在性を的確に抑制または防止し、かつ、拡散させた光が無駄となるのを的確に抑制または防止して、画像を優れた表示特性で表示することができる。その結果、この液晶表示装置を備える電子機器は、優れた信頼性を有するものとなる。 As described above, according to the present invention, the anisotropic diffusion plate has a half-value in the luminous intensity distribution in the front-rear direction of the emitted light when the incident light having a size of 3 mmΦ is incident from the light source perpendicularly to the incident surface. A half-value angle difference between the angle and the half-value angle in the luminous intensity distribution of the emitted light in the left-right direction has an anisotropy region of 3 ° or more and less than 15 °. Therefore, it can be said that this anisotropic diffusion plate has excellent light anisotropy with excellent anisotropy. Further, the total light transmittance of the outgoing light with respect to the incident light having the size of 3 mmΦ is 70% or more and 99% or less. Therefore, it can be said that this anisotropic diffusion plate has excellent light transmittance. Therefore, in the liquid crystal display device having the anisotropic diffusion plate having such a configuration, even when the LED is used as the optical element, the dotiness in which the LED can be seen through the anisotropic diffusion plate is accurately suppressed. Alternatively, it is possible to accurately prevent or prevent the diffused light from being wasted, and to display an image with excellent display characteristics. As a result, an electronic device including the liquid crystal display device has excellent reliability.
以下では、まず、本発明の異方性拡散板を備える液晶表示装置、すなわち、本発明の液晶表示装置について説明する。 Hereinafter, first, a liquid crystal display device including the anisotropic diffusion plate of the present invention, that is, a liquid crystal display device of the present invention will be described.
<液晶表示装置>
図1は、本発明の液晶表示装置の実施形態を示す縦断面図、図2は、図1に示す液晶表示装置が備える異方性拡散板における出射面の構成を説明するための平面図、図3は、図1に示す液晶表示装置が備える異方性拡散板における出射面の構成を説明するために、出射面が備える凸部を拡大した部分拡大平面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図2、図3中のX方向を「左右方向」、Y方向を「前後方向」、Z方向を「上下方向」と言う。また、使用する図面(図1〜図3および以下で示す図を含む)は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
<Liquid crystal display device>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is a plan view for explaining a configuration of an emission surface in an anisotropic diffusion plate provided in the liquid crystal display device shown in FIG. FIG. 3 is a partially enlarged plan view in which a projection provided on the emission surface is enlarged to explain the configuration of the emission surface of the anisotropic diffusion plate included in the liquid crystal display device shown in FIG. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”. The X direction in FIGS. 2 and 3 is referred to as a “lateral direction”, the Y direction is referred to as a “back and forth direction”, and the Z direction is referred to as a “vertical direction”. Further, the drawings used (including FIGS. 1 to 3 and the drawings shown below) are appropriately enlarged or reduced so that the portions to be described can be recognized.
液晶表示装置100は、図1に示すように、画像表示部を構成する液晶パネル20と、液晶パネル20の表示面の反対側(背面側)に配置された、バックライトとしての面発光光源30と、液晶パネル20と面発光光源30との間に配置された異方性拡散板10とを有している直下型液晶表示装置(直下型液晶ディスプレイ)である。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶パネル20は、液晶セル21と、液晶セル21の前面(上面)および背面(下面)にそれぞれ配置された2つの偏光板22とを有している、透過型の画像表示部を構成している。ここで、液晶セル21は、例えば、一対の透明電極と、これら透明電極間に封入された、液晶化合物を含む封入体とを有する構成をなし、さらに、前面側の透明電極に対応して配置されたカラーフィルターを有することで、カラー画像を表示可能となっている。
The liquid crystal panel 20 constitutes a transmissive image display unit having a
面発光光源30(発光基板)は、平板状をなす基材(ベース基板)と、この基材の縁部から立設する壁部とを有することで、前面側(上面側)に開口する開口部が形成されたランプボックス31(筐体)、および、前記基材の前面(上面)側に格子状に配列されることでランプボックス31内に配置された複数の点光源としての発光素子32を備えている。
The surface-emitting light source 30 (light-emitting substrate) has a flat base material (base substrate) and a wall standing upright from an edge of the base material, so that an opening that opens to the front side (top side). And a
この面発光光源30において、発光素子32は、前方に対して集中的に発光光を発する指向性が、白色電球や蛍光灯と比較して、極めて高い発光ダイオード(LED)で構成されている。
In this surface emitting
また、異方性拡散板10は、前記開口部を塞ぐようにランプボックス31に固定されている。これにより、異方性拡散板10は、ランプボックス31と液晶パネル20との間に配置される。すなわち、異方性拡散板10は、下面側においてランプボックス31と対向配置され、上面側において液晶パネル20とにより発光された光(入射光)が、異方性拡散板10を通過(透過)して、拡散された出射光として出射される際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とが異なる異方性をもって拡散される。そして、異方性をもって拡散された光(出射光)が液晶パネル20に対して照射される。
The
なお、面発光光源30と異方性拡散板10との間には、発光素子32により発光された光を等方的に拡散させる等方性拡散板が少なくとも1つ配置されていてもよいし、さらに、異方性拡散板10と液晶パネル20との間には、異方性拡散板10からの拡散光を液晶パネル20に向けて分散・屈折させるプリズムシートが少なくとも1つ配置されていてもよい。
In addition, at least one isotropic diffusion plate that isotropically diffuses the light emitted by the
また、このような液晶表示装置100においては、異方性拡散板10と面発光光源30とによりバックライトユニット(本発明のバックライトユニット)が構成される。
Further, in such a liquid
以上のような構成の液晶表示装置100において、異方性拡散板10が本発明の異方性拡散板で構成されている。したがって、異方性拡散板10は、面発光光源30側の入射面40から入射された入射光を、液晶パネル20側の出射面50から拡散された出射光として出射させる際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とを異なる異方性をもって拡散させることができる。すなわち、入射面40に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させたとき、前記出射光の前後方向の光度分布における半値角と、前記出射光の左右方向の光度分布における半値角とは、その半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有している。そして、前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率は、70%以上99%以下となっている。そのため、異方性拡散板10は、優れた異方性をもった光拡散性および優れた光透過性の両立が図られたものであると言うことができる。
In the liquid
そのため、液晶表示装置100において、発光素子32としてLEDを用い、さらに、ランプボックス31が備える基材(ベース基板)と異方性拡散板10との間の離間距離を、例えば、0.5mm以上10.0mm以下のように、液晶表示装置100の小型化(薄型化)のために、近く設定したとしても、異方性拡散板10を介して発光素子32(LED)が透けて見えてしまう点在性を的確に抑制または防止することができる。よって、液晶表示装置100を、画像を優れた表示特性で表示し得るものとすることができる。
Therefore, in the liquid
さらに、液晶パネル20の表示領域における左右方向での長さをAとし、前後方向での長さをBとしたときのアスペクト比A/Bを、1.2以上3.0以下、好ましくは1.3以上2.7以下のように、液晶パネル20の表示領域を、長方形状をなすものとしても、液晶パネル20の短手方向である前後方向において、拡散させた光(出射光)が液晶パネル20の表示領域よりも外側に拡散されるのを的確に抑制または防止することができる。すなわち、拡散させた光(出射光)に無駄が生じるのを的確に抑制または防止することができる。その結果、液晶表示装置100で消費される電力の低減が図られる。
Further, when the length in the left-right direction in the display area of the liquid crystal panel 20 is A, and the length in the front-rear direction is B, the aspect ratio A / B is 1.2 or more and 3.0 or less, preferably 1 or more. Even if the display area of the liquid crystal panel 20 has a rectangular shape as described above, the light (emitted light) diffused in the front-rear direction, which is the short direction of the liquid crystal panel 20, is a liquid crystal. Diffusion outside the display area of panel 20 can be accurately suppressed or prevented. That is, it is possible to appropriately suppress or prevent the waste of the diffused light (emitted light). As a result, the power consumed by the liquid
このような異方性拡散板10は、本実施形態では、液晶パネル20および面発光光源30と同様に、平面視において長方形状の平板をなし、面発光光源30側の入射面40および液晶パネル20側の出射面50が、それぞれ、平坦面および凸面で構成されており、透明樹脂を主材料として含有するものである。
In the present embodiment, like the liquid crystal panel 20 and the
かかる形状をなす異方性拡散板10において、前記半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有し、かつ、前記領域における全光線透過率が70%以上99%以下となる構成とし得るのは、液晶パネル20側の出射面50が凸面で構成されることによるが、出射面50の凸形状に関する詳細な説明は後に行うこととし、まず、異方性拡散板10を構成する透明樹脂等の構成材料について説明する。
In the
透明樹脂(ベース樹脂)は、異方性拡散板10に、その主材料として含まれ、異方性拡散板10を、平板状(基板状)に成型するためのものである。
The transparent resin (base resin) is included in the
この透明樹脂としては、透明性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂等の透明性を備えるものが挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特にポリカーボネート系樹脂であるのが好ましい。ポリカーボネート系樹脂は、透明性(透光性)や剛性等の機械的強度に富み、さらに耐熱性も高いため、透明樹脂にポリカーボネート系樹脂を用いることで、異方性拡散板10における透明性や異方性拡散板10の耐衝撃性、耐熱性を向上させることができる。また、ポリカーボネート系樹脂は、その比重が1.2程度であり、樹脂材料のなかでも軽いものに分類されることから、透明樹脂としてポリカーボネート系樹脂を用いることで、異方性拡散板10の軽量化を図ることができる。
The transparent resin is not particularly limited as long as it has transparency. For example, acrylic resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) And the like, such as polyester-based resins, polycarbonate-based resins, cycloolefin-based resins, vinyl chloride-based resins, and polyacetal-based resins, which can be used alone or in combination of two or more. . Among these, a polycarbonate resin is particularly preferable. Polycarbonate resin has high mechanical strength such as transparency (light transmission) and rigidity, and also has high heat resistance. Therefore, by using polycarbonate resin as the transparent resin, the transparency of the
このポリカーボネート系樹脂としては、各種のものを用いることができるが、中でも、芳香族系ポリカーボネート系樹脂であることが好ましい。芳香族系ポリカーボネート系樹脂は、その主鎖に芳香族環を備えており、これにより、異方性拡散板10の強度をより優れたものとすることができる。
Various polycarbonate resins can be used, and among them, aromatic polycarbonate resins are preferable. The aromatic polycarbonate-based resin has an aromatic ring in its main chain, whereby the strength of the
この芳香族系ポリカーボネート系樹脂は、例えば、ビスフェノールとホスゲンとの界面重縮合反応、ビスフェノールとジフェニルカーボネートとのエステル交換反応等により合成される。 This aromatic polycarbonate resin is synthesized by, for example, an interfacial polycondensation reaction between bisphenol and phosgene, a transesterification reaction between bisphenol and diphenyl carbonate, and the like.
ビスフェノールとしては、例えば、ビスフェノールAや、下記式(1)に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノール(変性ビスフェノール)等が挙げられる。 Examples of the bisphenol include bisphenol A and bisphenol (modified bisphenol) which is a source of the repeating unit of the polycarbonate represented by the following formula (1).
なお、前記式(1)に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノールとしては、具体的には、例えば4,4’−(ペンタン−2,2−ジイル)ジフェノール、4,4’−(ペンタン−3,3−ジイル)ジフェノール、4,4’−(ブタン−2,2−ジイル)ジフェノール、1,1’−(シクロヘキサンジイル)ジフェノール、2−シクロヘキシル−1,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、2,3−ビスシクロヘキシル−1,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 As the bisphenol that is the source of the repeating unit of the polycarbonate represented by the formula (1), specifically, for example, 4,4 ′-(pentane-2,2-diyl) diphenol, 4,4 ′-( Pentane-3,3-diyl) diphenol, 4,4 ′-(butane-2,2-diyl) diphenol, 1,1 ′-(cyclohexanediyl) diphenol, 2-cyclohexyl-1,4-bis ( 4-hydroxyphenyl) benzene, 2,3-biscyclohexyl-1,4-bis (4-hydroxyphenyl) benzene, 1,1′-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) cyclohexane, 2,2′- Bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.
特に、ポリカーボネート系樹脂としては、ビスフェノールに由来する骨格を有するビスフェノール型ポリカーボネート系樹脂を主成分とするのが好ましい。かかるビスフェノール型ポリカーボネート系樹脂を用いることにより、異方性拡散板10は、さらに優れた強度を発揮するものとなる。
In particular, it is preferable that the polycarbonate-based resin is mainly composed of a bisphenol-type polycarbonate-based resin having a skeleton derived from bisphenol. By using such a bisphenol-type polycarbonate-based resin, the
また、異方性拡散板10には、さらに、蛍光増白剤が含まれていてもよい。異方性拡散板10を蛍光増白剤が含まれる構成とすることで、異方性拡散板10により、面発光光源30からの入射光を液晶パネル20側に出射光として出射させる際に、白色系の光(出射光)をより確実に出射させることができる。
Further, the
具体的には、異方性拡散板10に蛍光増白剤が含まれることで、異方性拡散板10が設けられた面発光光源は、そのxy色度図において、0.28≦x≦0.40、かつ、0.28≦y≦0.40の関係を満足する光を出射するものであることが好ましく、0.30≦x≦0.36、かつ、0.30≦y≦0.36の関係を満足する光を出射するものであることがより好ましい。これにより、異方性拡散板10を、面発光光源30からの光を液晶パネル20側に、白色系の光を出射するものであると言うことができる。
Specifically, since the
この蛍光増白剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン型、ベンゾトリアゾール型、ヒドロキシフェニルトリアジン型およびベンゾオキザゾリルチオフェン型のものが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、ベンゾオキザゾリルチオフェン型であることが好ましい。これにより、xy色度図において、xおよびyを、比較的容易に前記関係を満足するものとすることができる。 Examples of the fluorescent whitening agent include, but are not particularly limited to, benzophenone type, benzotriazole type, hydroxyphenyltriazine type and benzooxazolylthiophene type. Can be used in combination, and among them, a benzooxazolylthiophene type is preferable. Thereby, in the xy chromaticity diagram, x and y can relatively easily satisfy the above relation.
また、異方性拡散板10における蛍光増白剤の含有量は、好ましくは0.001wt%以上0.07wt%以下、より好ましくは0.003wt%以上0.01wt%以下に設定される。これにより、xy色度図において、xおよびyを、容易に前記関係を満足するものとすることができる。
Further, the content of the fluorescent whitening agent in the
異方性拡散板10は、必要に応じて、上述した、透明樹脂および蛍光増白剤の他に、さらに、酸化防止剤、フィラー、可塑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。
The
さて、前述の通り、異方性拡散板10は、本実施形態では、面発光光源30側の入射面40および液晶パネル20側の出射面50が、それぞれ、平坦面および凸面で構成される。このような異方性拡散板10において、前記半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有し、かつ、前記領域における全光線透過率が70%以上99%以下となっているが、かかる構成とし得るのは、面発光光源30側の入射面40および液晶パネル20側の出射面50のうち、液晶パネル20側の出射面50を凸面で構成することによるが、以下、この凸面で構成される出射面50について説明する。
As described above, in the
出射面50は、本実施形態では、その平面視において、図2(b)に示すような、平面55上において、最密充填配置された紡錘形状をなす複数の紡錘体56を、隣接するもの同士間で互いの縁部を重ね合わせるようにすることで形成された、凸形状をなす複数の凸部51が配列される(図2(a)参照)ことにより凸面を構成している。
In the present embodiment, in the plan view, the
このような出射面50において、凸部51(凸状体)は、異方的に光(出射光)を拡散させる光拡散手段として機能する。この凸部51は、前述の通り、紡錘形をその中心軸を通る面で縦割(半割)した形状(縦割紡錘形状)をなす紡錘体56に由来する(図2(b)参照)。すなわち、凸部51は、最密充填配置された紡錘体56が、隣接するもの同士間で互いの縁部を重ね合わせることで形成されたものであり、隣接するもの同士が接触する縁部は、平面視において、直線成分で構成されている。
In such an
かかる構成の凸部51は、その長軸(中心軸)がY方向(前後方向)と平行となり、短軸がX方向(左右方向)と平行となるように配置されている。そのため、この凸部51は、そのY方向の断面形状が半楕円状をなし、そのX方向の断面形状が前記半楕円より曲率が大きい半楕円状をなしている。凸部51をこのような配置とすることで、異方性拡散板10は、X方向とY方向との双方に光拡散能を有し、かつ、X方向(左右方向)の光拡散能がY方向(前後方向)の光拡散能よりも大きい異方性をもった拡散能を発揮する。
The
また、凸部51が上述した構成をなすことにより、平面55において複数の紡錘体56同士間に形成される平坦部57が、出射面50において形成されるのを的確に抑制または防止することができる。そのため、出射面50の凸部51が形成されている位置において、平面視で縦1cm×横1cmの領域を選択して、入射面40に対して垂直に、面発光光源30から入射光を入射させたとき、入射角=0の関係を満足する領域、すなわち、平坦部が形成されている領域が好ましくは1%以下、より好ましくは0.5%以下に設定される。これにより、平坦部を入射光が異方性をもって拡散されることなく透過するのを的確に抑制または防止することができる。そのため、異方性拡散板10による異方性をもった光拡散効率の向上を図ることができる。
In addition, since the
さらに、凸部51が上述した構成をなすことにより、凸部51において、入射光が全反射してしまう全反射光域52の占有域を減少させることができる。そのため、出射面50の凸部51が形成されている位置において、平面視で縦1cm×横1cmの領域を選択して、入射面40に対して垂直に、面発光光源30から入射光を入射させたとき、入射角>臨界角の関係を満足する領域、すなわち、入射光が全反射してしまう全反射光域52が好ましくは18%以下、より好ましくは0.3%以上15%以下に設定される。これにより、凸部51に入射した入射光が、出射面50側から出射されることなく全反射されるのを的確に抑制することができる。そのため、異方性拡散板10の全光線透過率の向上を図ること、すなわち、異方性拡散板10を優れた光透過性を備えるものとすることができる。したがって、入射面40に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させたときの入射光に対する出射光の全光線透過率を、70%以上99%以下に設定することができる。
Furthermore, the
ここで、凸部51において、前述の通り、入射角>臨界角の関係を満足する領域が、入射光が全反射してしまう全反射光域52を構成する。そして、入射角≦臨界角の関係を満足する領域が、入射光を出射面50側に出射光として出射する透過光域53を構成する。このような凸部51の透過光域53(任意の位置)では、異方性拡散板10が屈折率nの透明樹脂で構成されているとしたとき、入射面40に対して垂直に、面発光光源30から入射光を入射させたとすると、透過光域53(任意の位置)の法線と前記入射光とがなす角度θが、0≦θ<Sin−1(1/n)なる関係を満足する。そのため、屈折率nの透明樹脂で構成される異方性拡散板10では、凸部51の透過光域53において、入射光を全反射させることなく、出射面50側に出射光としてより確実に出射させることができる。そして、出射面50の凸部51が形成されている位置において、平面視で縦1cm×横1cmの領域を選択して、入射面40に対して垂直に、面発光光源30から入射光を入射させたとき、前述の通り、凸部51のY方向(前後方向)の断面形状が半楕円状をなし、凸部51のX方向(左右方向)の断面形状が前記半楕円より曲率が大きい半楕円状をなしていることから、凸部51の透過光域53では、前記入射光のY方向の入射角分布と、前記入射光のX方向の入射角分布とが異なることとなるため、異方性拡散板10は、異方性をもった拡散能を発揮する。
Here, in the
また、平面視において、凸部51のY方向(前後方向)における長さLYは、好ましくは50μm以上200μm以下、より好ましくは70μm以上150μm以下に設定され、凸部51のX方向(左右方向)における長さLXは、好ましくは25μm以上80μm以下、より好ましくは40μm以上70μm以下に設定される。さらに、長さLYと長さLXとのアスペクト比LY/LXは、1.5以上5.0以下、好ましくは1.8以上2.2以下に設定される。これにより、異方性拡散板10を、より優れた異方性をもった拡散能を発揮するものとし得る。したがって、入射面40に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させたとき、出射光のY方向の光度分布における半値角と、出射光のX方向の光度分布における半値角との半値角差を、確実に3°以上15°未満の範囲内に設定することができる。
Also, in plan view, the length L Y in the Y direction (longitudinal direction) of the
さらに、出射面50は、その表面に凸部51が形成されることで、凸面を構成するが、その表面粗さRaは、0.1μm以下であることが好ましく、0.005μm以上0.08μm以下であることがより好ましい。このような微細な表面粗さRaとなっている凸部51を出射面50に形成することで、凸部51が形成されている領域において、より均一な異方性をもってX方向およびY方向に出射光を分散させることができる。
Further, the
ここで、出射面50を前述したような構成をなす凸部51を備えるものとすることで、凸部51が形成されている領域において、入射面40に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させたとき、出射光のY方向(前後方向)の光度分布における半値角と、出射光のX方向(左右方向)の光度分布における半値角とは、その半値角差が3°以上15°未満の異方性を示せばよいが、前記半値角差は、4.5°以上13°以下の異方性を示すことが好ましい。これにより、異方性拡散板10を、より優れた異方性をもった拡散能を発揮するものであると言うことができる。そのため、液晶表示装置100において、異方性拡散板10を介して発光素子32(LED)が透けて見えてしまう点在性をより的確に抑制または防止することができる。
Here, by providing the
また、本実施形態では、凸部51は、その中心軸がY方向(前後方向)と平行となるように配置されているため、X方向(左右方向)の光拡散能がY方向(前後方向)の光拡散能よりも大きい異方性をもった拡散能を発揮することから、出射光のX方向の光度分布における半値角がY方向の光度分布における半値角よりも大きくなっている。そして、前記半値角差が前記範囲内となっているとき、出射光のX方向の光度分布における半値角は、5°以上30°以下であることが好ましく、8°以上20°以下であることがより好ましく、10°以上15°以下であることがさらに好ましい。前記半値角差を前記範囲内とし、かつ、出射光のX方向の光度分布における半値角を前記範囲内とすることで、表示領域におけるアスペクト比A/Bが前述した範囲内となっている液晶パネル20に対して、拡散させた光(出射光)を照射させる際に、拡散させた光が液晶パネル20の表示領域よりも外側に拡散されるのをより的確に抑制または防止することができる。さらに、面発光光源30が備える発光素子32がランプボックス31において、X方向とY方向との双方に等間隔となるように格子状に配置されていたとしても、前記半値角差を前記範囲内とし、かつ、出射光のX方向の光度分布における半値角を前記範囲内とすることで、液晶パネル20が備える、アスペクト比A/Bが前述した範囲内となっている表示領域に対して、分散された出射光をより均一に照射することができる。
Further, in the present embodiment, since the
なお、「半値角差」とは、出射面50から出射された出射光の光拡散能を示すパラメーター(特性値)である。具体的には、異方性拡散板10の入射面40側から垂直に入射光を入射させると、出射面50側における、出射光の光度分布は、出射面50の法線方向が大きく、出射面50の接線方向に近いほど小さくなる。かかる出射光の光度分布を、横軸(X軸)を法線方向からの角度θ、縦軸(Y軸)を光度Iとしてプロットすると、山形をなす光度分布曲線が得られ、この光度分布曲線において、光度の最大値I0の2分の1(I0/2;半分)に対応する光度分布曲線の角度幅θHを半値角と言う。そして、本実施形態では、出射光のX方向の光度分布における半値角は、Y方向の光度分布における半値角よりも大きくなっている。そのため、出射光のX方向の光度分布における半値角と出射光のY方向の光度分布における半値角との差を求めることで、「半値角差」がえられる。また、この「半値角差」が大きいほど、異方性拡散板10は、異方性が大きい光拡散能を有しているものであることを示す。
The “half-value angle difference” is a parameter (characteristic value) indicating the light diffusing ability of the outgoing light emitted from the
また、凸部51が形成されている領域において、入射面40に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させたとき、この入射光が出射光として出射される光の全光線透過率は、70%以上99%以下であればよいが、80%以上99%以下であることが好ましい。これにより、異方性拡散板10を、より優れた光透過性を発揮するものであると言うことができる。そのため、液晶表示装置100において、面発光光源30からの光量を十分に得ることができ、液晶表示装置100を、消費電力の低減が図られつつ、優れた画像の表示特性を備えるものとすることができる。
Further, in a region where the
さらに、異方性拡散板10は、その平均厚さが好ましくは0.1mm以上2.0mm以下程度、好ましくは0.5mm以上1.0mm以下程度に設定される。異方性拡散板10の平均厚さがかかる範囲内に設定されることで、異方性拡散板10の薄型化を図りつつ、異方性拡散板10に撓みが生じるのを的確に抑制または防止することができる。そのため、異方性拡散板10は、その全体に亘って、より均一な異方性をもった光拡散性および光透過性を発揮し得るものとなる。
Furthermore, the
また、異方性拡散板10は、その光学的位相差が200nm以下であることが好ましく、150nm以下であることがより好ましい。ここで、異方性拡散板10は、例えば、凸部51の形状に対応した凹部を備える上型と、平坦面を備える下型とを有する金型を用いた熱プレスにより製造することができる。この際、異方性拡散板10の構成材料を含む平板を用意し、溶融または軟化状態とされた平板を、前記上型と前記下型との間に挾持し、この状態で平板を固化させることで異方性拡散板10が製造される。このような金型を用いた異方性拡散板10の成形時に、前記光学的位相差が前記上限値以下であることで、異方性拡散板10の金型の形状に対する賦形性が良好となるため、前記光学的位相差を前記上限値以下とする光学設計を高精度で再現することができる。特に、異方性拡散板10の位相差が150nm以下であると、出射配向角の配向分布の設計からの変動を抑制できると言う利点が得られる。
The
さらに、異方性拡散板10は、入射面40に形成された低屈折率層を備えるものであってもよい。この低屈折率層は、異方性拡散板10の屈折率よりも低い屈折率を有するものであり、異方性拡散板10をかかる構成をなすものとすることで、面発光光源30からの入射光が、面発光光源30側に反射される反射率を低減させることができる。そのため、出射面50から出射光として出射される光量の増大が図られる。
Further, the
低屈折率層は、無機系、有機系または有機系と無機系の複合体のいずれのものであってもよい。 The low-refractive-index layer may be any one of an inorganic type, an organic type, and a composite of an organic type and an inorganic type.
無機系の低屈折率層としては、金属フッ化物微粒子等が挙げられる。金属フッ化物微粒子としては、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、金属フッ化物微粒子の密着性を付与するために、入射面40に紫外線または電子線硬化樹脂等による樹脂下地層を形成しても良い。
Examples of the inorganic low refractive index layer include metal fluoride fine particles. Examples of the metal fluoride fine particles include magnesium fluoride, aluminum fluoride, calcium fluoride, lithium fluoride, and the like, and one or more of these can be used in combination. In addition, in order to impart adhesion of the metal fluoride fine particles, a resin base layer made of an ultraviolet ray or an electron beam curable resin may be formed on the
有機系の低屈折率層としては、樹脂中にフッ素原子を多く含有していることで低屈折率となっている含フッ素樹脂が挙げられる。含フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが好ましく、例えば、入射面40に接着剤を介して含フッ素樹脂からなるシートを積層することで形成し得る。
Examples of the organic low refractive index layer include a fluorine-containing resin having a low refractive index because the resin contains a large amount of fluorine atoms. As the fluorinated resin, polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride are preferable. For example, the fluorinated resin can be formed by laminating a sheet made of the fluorinated resin on the
また、有機系と無機系の複合体による低屈折率層としては、例えば、紫外線または電子線硬化樹脂と空隙を有する無機微粒子、金属フッ化物微粒子等とを含有するものが挙げられる。空隙を有する無機微粒子としては、無機微粒子の内部に気体が充填されたもの、気体を内部に含む多孔質構造のもの等が挙げられる。具体的には、中空シリカ微粒子、ナノポーラス構造を有するシリカ微粒子等が挙げられる。また、金属フッ化物微粒子としては、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム等が挙げられる。無機微粒子、金属フッ化物微粒子の平均粒径は、5〜100nmが好ましく、20〜80nmがより好ましく、40〜70nmがさらに好ましい。微粒子の平均粒子径がこの範囲にあることにより、低屈折率層に優れた透明性を付与することができる。 Examples of the low-refractive index layer made of an organic-inorganic composite include those containing an ultraviolet or electron beam-curable resin, inorganic fine particles having voids, and metal fluoride fine particles. Examples of the inorganic fine particles having voids include those having a gas filled inside the inorganic fine particles and those having a porous structure containing a gas therein. Specific examples include hollow silica fine particles and silica fine particles having a nanoporous structure. Examples of the metal fluoride fine particles include magnesium fluoride, aluminum fluoride, calcium fluoride, and lithium fluoride. The average particle size of the inorganic fine particles and the metal fluoride fine particles is preferably 5 to 100 nm, more preferably 20 to 80 nm, and further preferably 40 to 70 nm. When the average particle diameter of the fine particles is in this range, excellent transparency can be imparted to the low refractive index layer.
また、異方性拡散板10は、入射面40に形成された誘電体多層膜を備えるものであってもよい。この誘電体多層膜により、面発光光源30からの入射光が、面発光光源30側に反射される反射率を低減させることができる。そのため、出射面50から出射光として出射される光量の増大が図られる。
Further, the
この誘電体多層膜は、高屈折率誘電体材料を含む高屈折率層と低屈折率誘電体材料を含む低屈折率層との繰り返しにより構成されるが、これら高屈折率誘電体材料および低屈折率誘電体材料としては、例えば、セラミックス材料、ガラス材料および樹脂材料等が挙げられ、これらのもののうち、高屈折率層が低屈折率層よりも屈折率が高くなるように、1種または2種以上を組み合わせて用いられる。 This dielectric multilayer film is formed by repeating a high refractive index layer containing a high refractive index dielectric material and a low refractive index layer containing a low refractive index dielectric material. As the refractive index dielectric material, for example, a ceramic material, a glass material, a resin material, and the like can be cited. Among these materials, one or more of them can be used so that the high refractive index layer has a higher refractive index than the low refractive index layer. Two or more kinds are used in combination.
セラミックス材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ、酸化チタン、五酸化ニオブ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、チタン酸バリウム、ペロブスカイト型チタン酸ジルコン酸バリウムカルシウム結晶粒子(BCTZ型結晶粒子)、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等が挙げられる。また、ガラス材料としては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。さらに、樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the ceramic material include alumina, zirconia, magnesia, silica, titanium oxide, niobium pentoxide, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, barium titanate, and perovskite-type barium calcium zirconate titanate crystal particles (BCTZ type crystal particles). ), Calcium fluoride, magnesium fluoride and the like. Examples of the glass material include quartz glass and borosilicate glass. Further, examples of the resin material include polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polyphenylene sulfide, phenol resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, and epoxy resin.
なお、本実施形態では、出射面50は、複数の凸部51を備える凸面で構成される場合について説明したが、この場合に限定されず、凸部51の形状に対して、対称な形状を有する凹形状をなす凹部を複数備える凹面で構成されるものであってもよい。
Note that, in the present embodiment, the case where the
さらに、本実施形態では、凸部51を、その中心軸がY方向(前後方向)と平行となるように配置することとしたが、これに限らず、例えば、液晶パネル20がY方向に長い長方形状をなす場合には、凸部51の中心軸がX方向(左右方向)と平行となるように凸部51を配置することもできる。
Further, in the present embodiment, the
<電子機器>
次に、上述した液晶表示装置100を備える電子機器(本発明の電子機器)として、自動車の表示パネルに適用した場合を一例に説明する。
<Electronic equipment>
Next, an example in which the present invention is applied to a display panel of an automobile as an electronic device (the electronic device of the present invention) including the above-described liquid
図4は、本発明の液晶表示装置を、表示部として有する、自動車の表示パネルの実施形態を示す側面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。 FIG. 4 is a side view showing an embodiment of a display panel of an automobile having the liquid crystal display device of the present invention as a display unit. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”.
図4に示すように、センターインフォメーションディスプレイ、スピードメーター、タコメーター、水温計、燃料計等を表示する表示部を備える表示パネル150(本発明の電子機器)は、表示部が液晶表示装置100で構成され、自動車200に搭載して用いられる。この表示パネル150は、自動車200が有するダッシュボード201の上部に内蔵されており、これにより、液晶表示装置100により表示された自動車の速度、エンジンの回転数等の情報が画像として、運転手Hに認識される。
As shown in FIG. 4, a display panel 150 (electronic device of the present invention) including a display section for displaying a center information display, a speedometer, a tachometer, a water temperature gauge, a fuel gauge, and the like has a display section of the liquid
なお、本発明の電子機器は、図4の自動車の表示パネルの他にも、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、テレビ、ビデオカメラ、電子手帳、医療機器(例えば血圧計、血糖計、内視鏡用液晶表示装置)、タッチパネルを備えた機器(例えば自動券売機)のような表示部を備える電子機器に適用することができる。 Note that the electronic device of the present invention may be a personal computer, a smartphone, a television, a video camera, an electronic organizer, a medical device (eg, a blood pressure monitor, a blood glucose meter, a liquid crystal display for an endoscope) in addition to the display panel of the automobile in FIG. The present invention can be applied to an electronic device including a display unit, such as a device and a device including a touch panel (for example, an automatic ticket vending machine).
以上、本発明の異方性拡散板、バックライトユニット、液晶表示装置および電子機器について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。 As described above, the anisotropic diffusion plate, the backlight unit, the liquid crystal display device, and the electronic apparatus of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these.
例えば、前記実施形態では、本発明の異方性拡散板を備える液晶表示装置を、直下型液晶表示装置に適用する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、エッジライト型液晶表示装置にも適用することができる。 For example, in the above embodiment, the case where the liquid crystal display device including the anisotropic diffusion plate of the present invention is applied to a direct type liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited thereto. For example, an edge light type liquid crystal display device Can also be applied.
また、前記実施形態では、本発明の異方性拡散板を、液晶表示装置が備える液晶ディスプレイ用拡散板に適用する場合について説明したが、本発明の異方性拡散板は、照明用のカバー、窓ガラス、採光用の屋根部材等にも適用し得る。 Further, in the above embodiment, the case where the anisotropic diffusion plate of the present invention is applied to a liquid crystal display diffusion plate provided in a liquid crystal display device has been described. , Window glass, roof members for lighting, and the like.
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. The present invention is not limited by these examples.
1.異方性拡散板の製造
(実施例1)
[1]まず、厚さ0.5mmの平板状をなすポリカーボネート基板(住友ベークライト社製、「EC105」)を用意し、さらに、形成すべき凸部51(LY=70μm、LX=40μm、高さ=15μm)の形状に対応した凹部を備える上型と、平坦面を備える下型とを有する金型を用意した。
1. Production of anisotropic diffusion plate (Example 1)
[1] First, a plate-like polycarbonate substrate (“EC105”, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) having a thickness of 0.5 mm is prepared, and further,
[2]次いで、ポリカーボネート基板を上型と下型との間に挾持した状態で、加熱する熱プレスにより、実施例1の異方性拡散板10を得た。
[2] Next, with the polycarbonate substrate sandwiched between the upper mold and the lower mold, the
(実施例2〜実施例7、比較例1〜比較例4)
表1に示す大きさの凸部51に対応する凹部を備える上型を備える金型を用意したこと以外は前記実施例1と同様にして、実施例2〜実施例7、比較例1〜比較例4の異方性拡散板10を得た。
(Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 4)
Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 were performed in the same manner as in Example 1 except that a mold having an upper die having a concave portion corresponding to the
2.評価
各実施例および各比較例の異方性拡散板10を、以下の方法で評価した。
2. Evaluation The
1)半値角、半値角差
各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、出射面50の凸部51が形成されている領域に対応する、入射面40に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させた。そして、このときに出射面50から出射される、出射光のY方向(前後方向)の光度分布と、出射光のX方向(左右方向)の光度分布とをゴニオフォトメータ(村上色彩技術研究所社製、「GP−200」)を用いて測定した。
1) Half-value angle, half-value angle difference For the
その後、得られた光度分布に基づいて、出射光のX方向(左右方向)の光度分布における半値角と、出射光のY方向(前後方向)の光度分布における半値角とを求め、さらに、これら半値角から半値角差を求めた。 Thereafter, based on the obtained luminous intensity distribution, a half-value angle of the luminous intensity distribution of the emitted light in the X direction (left-right direction) and a half-value angle of the luminous intensity distribution of the emitted light in the Y direction (front-rear direction) are obtained. The half value angle difference was determined from the half value angle.
2)入射光の前後方向の入射角分布と、左右方向の入射角分布との測定
各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、出射面50の凸部51が形成されている、平面視で縦1cm×横1cmの領域における、入射光の前後方向の入射角分布と、入射光の左右方向の入射角分布とを、レーザー顕微鏡(KEYENCE社製、「VK−9700」)を用いて測定した。
2) Measurement of the incident angle distribution of the incident light in the front-rear direction and the incident angle distribution in the left-right direction For each of the
なお、各実施例および各比較例の異方性拡散板10の臨界角は、約40°であった。そこで、本明細書中では、出射光のX方向と、Y方向とのうちの少なくとも一方で、臨界角が40°超となっている領域を、全反射光域52であると判断することとした。
In addition, the critical angle of the
3)全光線透過率
各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、ヘーズメーター(村上色彩技術研究所製、「HR−100」)を使用して、その厚み方向の全光線透過率をASTM D1003に従い測定した。
3) Total light transmittance About the
4)バックライトユニットの正面輝度
まず、各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、面発光光源30が備えるランプボックス31に、その開口部を塞ぐようにして、固定することでバックライトユニットを作製した。
4) Front Brightness of Backlight Unit First, the
次いで、ランプボックス31が備える発光素子32を点灯し、バックライトユニットにおける正面輝度を、輝度計測装置(HI-LAND社製、「RISA-COLOR/ONE」)を用いて測定し、次のように評価した。
Next, the
◎:2200cd/m2以上 2500cd/m2以下である。
○:2000cd/m2以上 2200cd/m2未満である。
×:1800cd/m2以上 2000cd/m2未満である。
:: 2200 cd / m 2 or more and 2500 cd / m 2 or less.
○: less than 2000cd / m 2 more than 2200cd / m 2.
×: less than 1,800 cd / m 2 or more 2000 cd / m 2.
5)バックライトユニットの輝度ムラ
まず、各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、面発光光源30が備えるランプボックス31に、その開口部を塞ぐようにして、固定することでバックライトユニットを作製した。
5) Unevenness of Brightness of Backlight Unit First, the
次いで、ランプボックス31が備える発光素子32を点灯し、バックライトユニットにおける輝度ムラを、次のように評価した。
Next, the
◎:異方性拡散板10において、LEDの点在性が生じることなく、
出射光が均一に出射している。
○:異方性拡散板10において、LEDの点在性が若干生じているが、
出射光がほぼ均一に出射していると言える。
×:異方性拡散板10において、LEDの点在性が明らかに生じ、
出射光が均一に出射しているとは言えない。
◎: In the
The emitted light is emitted uniformly.
:: In the
It can be said that the emitted light is emitted almost uniformly.
×: In the
It cannot be said that the emitted light is emitted uniformly.
以上のようにして得られた各実施例および各比較例の異方性拡散板10における評価結果を、それぞれ、下記の表1に示す。
Table 1 below shows the evaluation results of the
表1に示したように、各実施例における異方性拡散板10では、正面輝度が高く、輝度ムラが生じていないことから、LEDが透けて見えてしまう点在性を抑制または防止しつつ、拡散させた光が無駄となるのを抑制または防止し得ることが判った。
As shown in Table 1, in the
これに対して、各比較例における異方性拡散板10では、正面輝度向上と輝度ムラ抑制を両立できない結果、すなわち、LEDが透けて見えてしまう点在性の抑制と、拡散させた光が無駄になることの抑制との両立が図られない結果を示した。
On the other hand, in the
10 異方性拡散板
20 液晶パネル
21 液晶セル
22 偏光板
30 面発光光源
31 ランプボックス
32 発光素子
40 入射面
50 出射面
51 凸部
52 全反射光域
53 透過光域
55 平面
56 紡錘体
57 平坦部
100 液晶表示装置
150 表示パネル
200 自動車
201 ダッシュボード
H 運転手
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させたとき、前記出射光の前後方向の光度分布における半値角と、前記出射光の左右方向の光度分布における半値角とは、その半値角差が3°以上15°未満の異方性を示す領域を有し、かつ、
前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率は、70%以上99%以下であることを特徴とする異方性拡散板。 When emitting the incident light incident from the incident surface as the outgoing light diffused from the outgoing surface, an anisotropic diffusion plate having a different light diffusing ability in the left-right direction and the light diffusing ability in the front-rear direction,
When the incident light having a size of 3 mmΦ is perpendicularly incident on the incident surface from the light source, a half-value angle in the front-back luminous intensity distribution of the outgoing light and a half-value angle in the left-right luminous intensity distribution of the outgoing light Has a region exhibiting anisotropy whose half-value angle difference is 3 ° or more and less than 15 °, and
An anisotropic diffusion plate, wherein a total light transmittance of the outgoing light with respect to the incident light having a size of 3 mmΦ is 70% or more and 99% or less.
前記入射面に対して垂直に前記入射光を入射させたとき、前記紡錘体の任意の位置において、該任意の位置の法線と前記入射光とがなす角度θが、0≦θ<Sin−1(1/n)なる関係を満足する請求項2に記載の異方性拡散板。 The anisotropic diffusion plate is made of a transparent resin having a refractive index n,
When the incident light is perpendicularly incident on the incident surface, at an arbitrary position of the spindle, the angle θ between the normal to the arbitrary position and the incident light is 0 ≦ θ <Sin − 3. The anisotropic diffusion plate according to claim 2, wherein a relationship of 1 (1 / n) is satisfied. 4.
前記発光基板は、ベース基板と、該ベース基板の前記異方性拡散板に対向する側の面に格子状に配列された複数の発光ダイオードとを有することを特徴とするバックライトユニット。 An anisotropic diffusion plate according to any one of claims 1 to 11, and a light-emitting substrate disposed to face the anisotropic diffusion plate,
The backlight unit according to claim 1, wherein the light-emitting substrate includes a base substrate and a plurality of light-emitting diodes arranged in a grid on a surface of the base substrate facing the anisotropic diffusion plate.
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