JP2024015142A - 光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器 - Google Patents

光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶表示装置の額縁の幅を小さくした場合でも、光漏れやホットスポットの影響を抑制しつつ、視認性の低下を防止できるようにする。【解決手段】液晶表示装置に組み込まれる光学シート20の一面に、視認可能領域51の輝度を均一化するための輝度均一化領域104が形成されている。輝度均一化領域104は、光学シート20が液晶表示装置に組み込まれた状態で、少なくとも視認可能領域51に配置されている。視認可能領域51に配置される輝度均一化領域104は、着色部109と、当該着色部109を囲む光透過部110とを有する。液晶表示装置のディスプレイ面の端部から視認可能領域51の端部までの距離は10mm以下である。【選択図】図4

Description

本発明は、光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器に関するものである。
近年、スマートフォンやタブレット端末などの各種情報機器の表示装置として、液晶表示装置(以下、液晶ディスプレイということもある。)が広く利用されている。液晶ディスプレイにおいては、光源が液晶パネルの背面に配置される直下ライト方式、又は光源が液晶パネルの一側面の近傍に配置されるサイドライト方式が主流となっている。
これらの液晶ディスプレイにおいては、光源からの光漏れやホットスポットがディスプレイ面(ユーザに対する表示面)に発生することを抑制する必要がある。ホットスポットとは、光源の配置によってディスプレイ面の一部が極端に明るくなる現象をいい、例えば、光源として複数のLEDユニットを用いた場合に、各LEDユニット付近のディスプレイ面に極端に明るくなる領域が発生する現象をいう。
そこで、光源からの光漏れやホットスポットに起因する極端な強さの光を吸収するために、液晶ディスプレイに組み込まれる拡散シート等の光学シートの端部四辺に光を吸収する領域(以下、輝線防止領域という)を額縁状に設けることが一般的に行われている。輝線防止領域の具体的な形態としては、光学シートの端部四辺に黒色のラインを額縁状に印刷したものや、光学シートの端部四辺に黒色やグレーのドットを印刷したものを挙げることができる。
例えば、特許文献1には、輝線防止領域がドットパターンを漸進的に変化させたグラデーション印刷により形成されたものであること、及び、グラデーション印刷の最小ドット径が10μm以上200μm以下であることを特徴とする光学シートが記載されている。
また、特許文献2には、輝線防止領域が積層された領域と輝線防止領域が積層されていない領域との境界線をぼかすようドットパターンを漸進的に変化させたグラデーション域が輝線防止領域に形成されていることを特徴とする光学シートが記載されている。ここで、ドットパターンを構成する各ドットは、同一サイズの略方形であり、ドットパターンは、ランダムパターンである。また、グラデーション域のドット配設は、輝線防止層が積層された領域から輝線防止層が積層されていない領域に向かってドット数が徐々に減少していくように構成されている。
特開2001-297615号公報 特許第4638061号公報
近年、スマートフォンやタブレット端末等の情報機器において、情報機器に組み込まれる液晶ディスプレイの額縁(ディスプレイ面端部四辺のベゼル)の幅を小さくすることによって、表示画面領域(ディスプレイ面のうち額縁を除いた領域)を大きくすることが試みられている。
しかしながら、液晶ディスプレイの額縁の幅を狭くしようとすると、光学シートの伸び縮み、各部材の寸法公差、組み立て時の位置精度等に起因して、前述の輝線防止領域(光学シートの端部四辺に額縁状に設けられた黒色のラインやドット)が表示画面領域にも現れて視認されてしまい、本来の表示内容の視認性が低下してしまう。また、液晶ディスプレイを正面から見た場合だけではなく、斜めから見た場合においても、輝線防止領域が視認されてしまい、前述の視認性の低下が発生する。その結果、液晶ディスプレイにおいて表示画面領域を大きくするために額縁の幅を狭くする試みが阻害されるという事態が生じている。
そこで、本発明は、液晶ディスプレイ(液晶表示装置)の額縁の幅を小さくした場合でも、光漏れやホットスポットの影響を抑制しつつ、視認性の低下を防止できるようにすることを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明に係る光学シートは、液晶表示装置のディスプレイ面の端部から当該ディスプレイ面のうちの視認可能領域の端部までの距離が10mm以下である当該液晶表示装置に組み込まれる光学シートであって、光学シートの一面に、視認可能領域の輝度を均一化するための輝度均一化領域が形成されており、輝度均一化領域の全部又は一部は、光学シートが液晶表示装置に組み込まれた状態で、少なくとも視認可能領域に配置されており、視認可能領域に配置される輝度均一化領域は、着色部と、当該着色部を囲む光透過部とを有する。
本発明に係る光学シートにおいて、着色部は、複数の着色粒子から構成されてもよい。この場合、光透過部は、透明インクであってもよい。
本発明に係る光学シートにおいて、視認可能領域に配置されている輝度均一化領域は、複数のドットから形成され、複数のドットのそれぞれは、着色部及び光透過部を有してもよい。この場合、複数のドットのそれぞれにおいて、当該ドットの全体面積に対する着色部の面積の比率は、50%以下であってもよい。また、当該比率は、30%以下であり、複数のドットの占有率は、10%以下であってもよい。また、複数のドットは、視認可能領域の端部の境界近傍にグラデーション状に配置されてもよい。
本発明に係る光学シートにおいて、着色部の幅は、10μm以上40μm以下であってもよい。
本発明に係る光学シートにおいて、着色部の面積は、50μm2 以上1300μm2 以下であってもよい。
本発明に係る光学シートにおいて、視認可能領域に配置されている輝度均一化領域は、複数の着色部を含み、着色部同士の間の距離は、前記着色部の幅よりも大きくてもよい。
本発明に係るバックライトユニットは、液晶表示装置に組み込まれ、光源から発せられた光をディスプレイ面に導くバックライトユニットであって、前述の本発明に係る光学シートを備える。
本発明に係る液晶表示装置は、前述の本発明に係るバックライトユニットと、液晶表示パネルとを備える。
本発明に係る情報機器は、前述の本発明に係る液晶表示装置を備える。
本発明によると、液晶表示装置の視認可能領域の輝度を均一化するための輝度均一化領域が光学シートの一面に形成され、当該輝度均一化領域は、着色部と、当該着色部を囲む光透過部とを有する。このため、輝度均一化領域の着色部によって、液晶表示装置の光源からの光漏れやホットスポットに起因する極端な強さの光を吸収することができる。その結果、光源からの光が入ってくる入光部付近の視認可能領域の輝度を均一化・安定化することができる。
また、本発明によると、輝度均一化領域は、光透過部によっても規定されるところ、光透過部自体は視認され難い。また、着色部は光透過部によって囲まれているため、着色部は、必然的に輝度均一化領域の全体に形成されず、輝度均一化領域の寸法よりも小さくなる。その結果、視認可能性のある着色部を輝度均一化領域の全体の幅(外形寸法)よりも小さくすると共に、着色部の周囲を視認されにくい光透過部で形成することで、着色部の視認可能性を低減できるようになる。
従って、液晶ディスプレイの額縁の幅が狭くなるような場合、特に、液晶表示装置のディスプレイ面の端部からディスプレイ面のうちの視認可能領域の端部までの距離が10mm以下である液晶表示装置に組み込まれる場合において、輝度均一化領域の全部又は一部が液晶表示装置の視認可能領域に配置されたとしても、前述の光透過部及び着色部を有する輝度均一化領域が全体として視認され難いので、液晶表示装置の視認性の低下を防止することができる。
以上のように、本発明によると、液晶表示装置のディスプレイ面の額縁を小さくした場合でも、光漏れやホットスポットの影響を抑制しつつ、視認性の低下を防止できる。これにより、液晶表示装置自体のサイズを変えることなく、ディスプレイ面の額縁を小さくすることによって、視認可能領域つまり表示画面領域(本明細書では、視認可能領域と表示画面領域とを同じ意味を持つ言葉として使用している。)を大きくすることが可能となる。
実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。 実施形態に係るバックライトユニットの断面図である。 実施形態に係る光学シートの断面図である。 実施形態に係る光学シートの平面図である。 実施形態に係る光学シートの輝度均一化領域を構成するドットを模式的に示した平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 変形例に係る光学シートの輝度均一化領域を拡大して模式的に示した平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 変形例に係る光学シートの平面図である。 実施形態に係る光学シートの輝度均一化領域を構成するドットの着色部の寸法を測定する方法を示す図である。 実施形態に係る光学シートの輝度均一化領域を構成するドット(光透過部)の寸法を測定する方法を示す図である。 実施例1に係る拡散シートの平面図である。 実施例1に係る拡散シートの一部を拡大して示した平面図である。 実施例1に係る拡散シートの断面図である。 実施例1に係るバックライトユニットの断面図である。 実施例2に係るバックライトユニットの断面図である。 実施例1、2に係るバックライトユニットを用いた輝度測定の方法を示す図である。 実施例1、2によるホットスポット隠蔽効果を示す図である。 実施例1、2によるホットスポット隠蔽効果を示す図である。 実施例1に係る輝度均一化領域を示す平面図である。 実施例2に係る輝度均一化領域を示す平面図である。 実施例1の視認性評価結果を示す図である。
以下、本発明の実施形態に係る光学シート、バックライトユニット、液晶表示装置及び情報機器について、図面を参照しながら説明する。尚、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
図1及び図2はそれぞれ、本実施形態に係る液晶表示装置の断面図及び平面図の一例であり、図3は、本実施形態に係るバックライトユニットの断面図の一例である。
図1に示すように、液晶表示装置50は、液晶表示パネル5と、液晶表示パネル5の下面に貼付された第1偏光板6と、液晶表示パネル5の上面に貼付された第2偏光板7と、液晶表示パネル5の背面側に第1偏光板6を介して設けられたバックライトユニット40とを備えている。液晶表示パネル5は、互いに対向するように設けられたTFT基板1及びCF基板2と、TFT基板1とCF基板2との間に設けられた液晶層3と、TFT基板1とCF基板2との間に液晶層3を封入するために枠状に設けられたシール材(図示省略)とを備える。
また、図2に示すように、液晶表示装置50のディスプレイ面50aは、視認可能領域(液晶表示装置50を使用するユーザが表示画面として認識する領域)51と、視認可能領域51を囲む端部領域(額縁)52とを有する。ここで、例えば、ディスプレイ面50aの図中上辺、左辺、右辺の端部領域52の幅W1は、ディスプレイ面50aの図中下辺の端部領域52の幅W2よりも小さい。また、ディスプレイ面50aを正面から見た形状は、原則長方形であるが、これに限られず、長方形の角が丸くなった形状、楕円形、円又は台形等であってもよい。
本実施形態の液晶表示装置50は、種々の情報機器(例えばカーナビゲーション等の車載装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、現金自動預け払い機など)に組み込まれる表示装置として用いられる。
TFT基板1は、例えば、ガラス基板上にマトリクス状に設けられた複数のTFTと、各TFTを覆うように設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜上にマトリクス状に設けられ且つ複数のTFTにそれぞれ接続された複数の画素電極と、各画素電極を覆うように設けられた配向膜とを備える。CF基板2は、例えば、ガラス基板上に格子状に設けられたブラックマトリクスと、ブラックマトリクスの各格子間にそれぞれ設けられた赤色層、緑色層及び青色層を含むカラーフィルターと、ブラックマトリクス及びカラーフィルターを覆うように設けられた共通電極と、共通電極を覆うように設けられた配向膜とを備える。液晶層3は、電気光学特性を有する液晶分子を含むネマチック液晶材料等により構成される。第1偏光板6及び第2偏光板7は、例えば、一方向の偏光軸を有する偏光子層と、その偏光子層を挟持するように設けられた一対の保護層とを備える。
また、図3に示すように、バックライトユニット40は、拡散シート20と、拡散シート20の上側に順に設けられた第1プリズムシート31及び第2プリズムシート32と、拡散シート20の下側に設けられた導光板25と、導光板25の側方に設けられた複数の光源(点状光源)26と、導光板25の下側に設けられた反射シート28とを備える。光源26は、例えばLED(Light Emitting Diode)である。光源26としてLEDが用いられる場合、複数の数mm角のLEDチップが一定の間隔をもって配置されることになる。この場合、1つのLEDチップと他のLEDチップとの間の領域において不可避的に輝度にむらが発生するので、その結果、ホットスポットも生じやすくなる。従って、本発明は、光源26として、複数のLEDチップが一定の間隔をもって配置されている場合に、その有用性がより発揮されやすくなる。
拡散シート20は、例えば、樹脂基材層と、樹脂基材層の上面に設けられた光拡散層と、樹脂基材層の下面に設けられたスティッキング防止層とを備える。第1プリズムシート31及び第2プリズムシート32は、例えば、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され且つ隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が90°程度に形成されたアクリル樹脂製等のフィルムである。ここで、第1プリズムシート31に形成された各溝条と、第2プリズムシート32に形成された各溝条とは、互いに直交するように配置されている。第1プリズムシート31及び第2プリズムシート32は、一体に形成されていてもよい。導光板25は、長方形の矩形板状に形成され、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂により構成される。ここで、導光板25の反射シート28側の表面には、面全体を均一に発光させるための白色のドットパターンが印刷される。複数の光源26は、導光板25の一方の短辺の側面に沿って1列に並んで設けられる。反射シート28は、例えば、白色のポリエチレンテレフタレート樹脂製のフィルム、銀蒸着フィルム等により構成される。
以上に説明した液晶表示装置50においては、各画素電極に対応する各サブ画素において、液晶層3に所定の大きさの電圧を印加して液晶層3の配向状態を変えると共にバックライトユニット40から第1偏光板6を介して入射した光をその透過率を調整して第2偏光板7を介して出射することにより、画像が表示される。
本実施形態の特徴の1つとして、ディスプレイ面50aの端部からディスプレイ面50aのうちの視認可能領域51の端部までの距離(距離が変わる場合は最小距離(図2では幅W1))が10mm以下である液晶表示装置50に組み込まれる光学シートの一面に、視認可能領域51の輝度を均一化するための輝度均一化領域が形成される。輝度均一化領域は、光学シートが液晶表示装置50に組み込まれた状態で、少なくとも視認可能領域51に配置される。また、視認可能領域51に配置されている輝度均一化領域は、着色部と、当該着色部を囲む光透過部とを有する。
尚、光漏れ、光ムラはLED光源の配置側の視認可能領域だけでなく、LED光源の配置側の反対側の視認可能領域や、他の両端側にも発生しやすい。これは、LED光源から出た光がLGP、LGFなどの導光材料を伝搬しフレームで反射することによって光が端部から局所的に漏れやすくなるからである。狭額縁になると更に光漏れの懸念がある。また、四方(LED光源側、反対側、他の両端側)に輝度均一化領域が必要とされる場合がある。
ここで、「光学シート」とは、拡散、集光、屈折などの光学的諸機能を有するシートを意味し、具体的には、拡散シート、プリズムシート等が該当する。
また、本発明における「視認可能領域」とは、ユーザが液晶ディスプレイを見た場合に視認可能となる全ての領域をいう。従って、ユーザが液晶ディスプレイを正面から見た場合に視認しうる領域だけではなく、ユーザが液晶ディスプレイを斜めから見た場合に視認しうる領域まで含む。なぜなら、ユーザは、必ずしも液晶ディスプレイを正面からのみ視認するわけではなく、斜めから視認する場合もあるからである。従って、「視認可能領域」は、液晶ディスプレイのベゼル(額縁)における表示画面側の端部とオーバーラップする。
また、本発明における「視認可能領域の輝度を均一化する」とは、視認可能領域の輝度を完全に均一化することまでを意味するものではない。より具体的には、「視認可能領域の輝度を均一化する」とは、視認可能領域のうち光源から遠い領域又は近い領域において、光源からの距離に関係無く、ユーザが視認可能領域を見た場合に表示画面のちらつきや輝度ムラが認識できない程度のものを意味する。
視認可能領域の輝度が均一化されたかどうかの評価は、例えば、任意に選んだ数名の者に視認可能領域を肉眼で確認してもらい、市販の製品として画面表示に関し気になる点があるか否かを判断してもらうことによって行ってもよい。詳しくは、例えば、被験者のうちの70%が「気になるところがない」と指摘した場合は、「視認可能領域の輝度が均一化されている」と評価してもよい。或いは、後述する実施例のように、測定機を用いて、視認可能領域の輝度が均一化されたかどうかの評価を行ってもよい。
また、本発明における「輝度均一化領域」とは、視認可能領域の輝度均一化に寄与する機能を持つ領域であれば特に制限されるものではないが、本実施形態では、着色部と、当該着色部を囲む光透過部とを有するように「輝度均一化領域」を形成する。ここで、「輝度均一化領域の全部又は一部が、光学シートが液晶表示装置に組み込まれた状態で視認可能領域に配置される」場合に、ディスプレイ面の視認可能領域を視認するユーザにとって、「視認可能領域に配置される輝度均一化領域」を視認されにくくする要請が非常に強くなるが、そのような場合に本発明を適用する効果が大きくなる。
以下、図3に示すバックライトユニット40を構成する拡散シート20の表面に「輝度均一化領域」を形成した場合の好ましい一例について説明する。図4及び図5はそれぞれ、本実施形態に係る光学シート(バックライトユニット40を構成する拡散シート20)の断面図及び平面図の好ましい一例である。
図4に示すように、拡散シート20は、基材層101と、基材層101の表面側に積層された光拡散層102と、基材層101の裏面側に積層されたスティッキング防止層103とを備え、拡散シート20の最表面側に輝度均一化領域104が積層される。
基材層101は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成される。基材層101に用いられる合成樹脂は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等が挙げられる。基材層101の厚みは、特に限定されないが、例えば10μm以上500μm以下としてもよい。
光拡散層102は、バインダー105及びバインダー105中に分散するビーズ106から構成される。このようにビーズ106を分散させることにより、光拡散層102を裏側から表側に透過する光線を均一に拡散させることができる。また、ビーズ106として、その上端がバインダー105から突出したものやバインダー105に埋設されているものを設けることによって、光線をより良く拡散させることができる。光拡散層102の厚み(ビーズ106を除いたバインダー105部分の厚み)は、特に限定されないが、例えば1μm以上30μm以下程度としてもよい。
バインダー105に用いられるポリマーとしては、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂等が挙げられる。またバインダー105には、前述のポリマーの他、例えば可塑剤、安定化剤、劣化防止剤、分散剤等が配合されてもよい。
ビーズ106は略球形であり、その材質としては、例えばアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等が挙げられる。ビーズ106の粒径は、例えば0.1μm以上100μm以下としてもよい。また、ビーズ106の配合量は、バインダー105中のポリマー分100重量部に対して、例えば0.1重量部以上500重量部以下としてもよい。
スティッキング防止層103は、バインダー107と、バインダー107中に分散するビーズ108とから構成される。スティッキング防止層103は、ビーズ108の存在によりバインダー107が盛り上がることによって、導光板25(図3参照)とのスティッキングを防止する。スティッキング防止層103を構成するバインダー107及びビーズ108の材質は、前述の光拡散層102のバインダー105及びビーズ106と同様であってもよい。但し、ビーズ108の配合量は比較的少量であるため、ビーズ108同士は互いに離間してバインダー107中に分散する。スティッキング防止層103の厚み(ビーズ108を除いたバインダー107部分の厚み)は、特に限定されないが、例えば1μm以上10μm以下程度としてもよい。これにより、多数のビーズ108の存在によってバインダー107がところどころ盛り上がることにより、導光板25とのスティッキングを防止する。
輝度均一化領域104は、輝線が発生する領域、例えば光源26側の端部領域52から、端部領域52に隣接する視認可能領域51まで、光拡散層102の表面側に積層される。輝度均一化領域104は、着色部109と、着色部109を囲む光透過部110とから構成される。輝度均一化領域104は、例えば図5に示すように、複数のドット111から形成されてもよい。複数のドット111は、視認可能領域51の端部の境界近傍において、徐々にその幅を小さくするようにグラデーション状に配置されてもよい。より具体的には、端部領域52から視認可能領域51にかけて、複数のドット111の幅は徐々に小さくなるように形成され、結果として、複数のドット111はグラデーション状に配置されてもよい。複数のドット111を、視認可能領域51の端部の境界近傍にグラデーション状に配置することで、輝度均一化領域104(特に視認可能領域51に配置される前記輝度均一化領域104)を視認しにくくすることができる。このような効果を奏するために、「視認可能領域51の端部の境界近傍」における「近傍」は、本発明における「視認可能領域」の定義に対応し、ユーザが液晶ディスプレイを正面から見た場合にその視野内に配置されている輝度均一化領域104だけでなく、ユーザが液晶ディスプレイを斜めから見た場合に視認しうる輝度均一化領域104を含む概念である。
複数のドット111のそれぞれは、着色部109と、着色部109を囲む光透過部110とから構成される。ドット111のサイズは、例えば、端部領域52から離れるほど、小さくなる。
図6は、本実施形態に係る輝度均一化領域104を構成するドット111を模式的に示した平面図の一例である。図6に示すように、ドット111においては、着色部109は、複数の着色粒子112から構成される。ドット111では、着色部109は、複数の着色粒子112が凝集して存在する領域を外装する円として規定されている(着色部109における着色粒子112の間は透明インク113が存在しているが、本発明においては、このような複数の着色粒子112が集合又は凝集して観察される領域を、「着色部」に含まれるものとして定義している。)。好ましくは、ドット111は、着色部109となる複数の着色粒子112と、複数の着色粒子112の集合体(凝集体)を囲み且つ光透過部110となる透明インク113とから構成されてもよい。なお、本発明において「透明インク」とは、いわゆる液体のインクをいうのではなく、熱硬化性、熱可塑性樹脂等の材料で光を透過する性質を有する固体の材料をいう。
本実施形態において、輝度均一化領域104を複数のドット111で形成し、このドット111を、着色部109と、着色部109を囲む光透過性部110とから構成することによって、次のような効果を得ることができる。
すなわち、輝度均一化領域104に形成された複数のドット111の着色部109が、光源26からの光漏れやホットスポットに起因する極端な強さの光を吸収するため、光源26から光が入ってくる入光部付近の視認可能領域51の輝度を均一化・安定化することができる。
また、輝度均一化領域104に形成された複数のドット111の輪郭(外形)は、光透過部110によって規定されるが、光透過部110自体は視認され難い。また、着色部109は光透過部110によって囲まれるため、着色部109の寸法は、輝度均一化領域104の外形寸法及び形成された複数のドット111の幅よりも小さくなる。このため、輝度均一化領域104の外形寸法及び形成された複数のドット111の幅を十分小さくしておくことによって、着色部109が視認され難い寸法を持つようにすることが可能である。従って、輝度均一化領域104の全部又は一部が液晶表示装置50の視認可能領域51に配置されたとしても、光透過部110及び着色部109から構成されるドット111を複数設けた輝度均一化領域104が全体として視認され難いので、液晶表示装置50の視認性の低下を防止することができる。
以上のように、本実施形態によると、液晶表示装置50のディスプレイ面50aの額縁を小さくした場合でも、光漏れやホットスポットの影響を抑制しつつ、視認性の低下を防止できる。これにより、液晶表示装置50自体のサイズを変えることなく、ディスプレイ面50aの額縁(端部領域52)を小さくすることによって、視認可能領域51つまり表示画面領域を大きくすることが可能となる。従って、本発明は、ディスプレイ面50aの額縁幅(ディスプレイ面50aの端部から視認可能領域51の端部までの距離)が小さい(例えば10mm以下、好ましくは5mm以下、より好ましくは2mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下、最も好ましくは額縁の無い)液晶表示装置に有用である。
尚、本実施形態において、着色部109とは、前述のとおり、光源26からの光漏れやホットスポットに起因する極端な強さの光を吸収する部位を意味する。より具体的には、例えば、光学顕微鏡を用いて着色部109を観察した場合に、光学顕微鏡の反射鏡又は光源ランプからの光が透過しにくい領域(着色した領域(像))として観察される部位をいう。着色部109は、「着色部」の全体が着色されていてもよいし、或いは、複数の着色粒子112(図6参照)の集合体として形成されていてもよい。着色部109を複数の着色粒子112の集合体として形成した場合、液晶表示装置50のユーザから見て、大きな点として観察されにくくなるため、当該ユーザからは視認されにくくなるので、好ましい。また、着色部109が複数の着色粒子112であると、各着色粒子112の存在により、他部材とのスティッキング防止効果をも得られやすくなる。
着色部109が複数の着色粒子112が集合して形成される場合、複数の着色粒子112は、ドット111内で均一に存在するよりも凝集して存在することが好ましい。その理由は、複数の着色粒子112が凝集体となるスケールメリットによって、各々の着色粒子112が分散する場合と比べて、光源26からの光漏れやホットスポットに起因する極端な強さの光が吸収されやすくなる一方、凝集体となっても個々の粒子112の状態が保持されていることにより、視認されにくさを維持できるからである。尚、本明細書において「凝集」とは、微粒子同士が密着する場合、及び、微粒子同士が近接する場合の両方を意味する。個々の微粒子間には、相互に及ぼし合う力が働いており、この性質を凝集性といい、ファンデルワールス力、静電気力、液架橋力等が相互に働いて凝集力が発現する。
着色部109(着色粒子112)の材質は、光を吸収できれば特に限定されないが、例えば、ウレタン、シリカ、アクリル、ナイロン等からなる着色ビーズ(黒ビーズ、赤ビーズ、青ビーズ、白ビーズ等、或いは、複数色の着色ビーズを混合したもの)を用いてもよい。或いは、着色粒子112として、アルミニウム、カーボン、酸化チタン、酸化鉄などの無機微粒子を用いてもよい。
また、光透過部110は、前述のとおり、視認され難い寸法の着色部109を囲む領域であって、光透過部110自体も視認されにくくするために、光源26の光に対して透明であることが好ましい。具体的には、光透過部110は、例えば光学顕微鏡で輝度均一化領域104を観察した場合に、光学顕微鏡の反射鏡又は光源ランプからの光が通過していることが観察される領域をいう(つまり、光透過部110は、必ずしも光を100%透過させるような領域・部分をいうものではない。)。また、光透過部110としては、前述のように透明インク113を用いてもよい。この場合、光透過部110は、例えばデジタルマイクロスコープで透過光、輝度モードで観測した場合、白色に見える一方、着色部は黒色に見える。
光透過部110は、着色部109よりも光透過率の高い部材で構成された領域を言い、着色部109として隠蔽度の高い黒色材料を使用している場合は、着色部109よりも光透過率の高い透明インク、白インク、グレーインクなどを使用できる。
光透過部110として透明インク113を用いる場合、その材質は特に限定されないが、例えば、アクリル、ポリエステル、ビニール、ウレタンアクリレート、シリコン、セルロース、エポキシ、フェノール等であってもよい。
輝度均一化領域104におけるドット111は、印刷によって形成することができる。具体的には、ドット111を構成する着色粒子112を、紫外線硬化型樹脂、または、熱を必要とする樹脂もしくは熱を使用すると硬化が促進する樹脂の中に分散させてインクを作製して印刷し、紫外線硬化型樹脂の場合は紫外線を照射し、熱を必要とする樹脂の場合は熱風を吹き付け、熱を使用すると硬化が促進する樹脂の場合は常温乾燥や熱風で乾燥させることによって、ドット111が硬化形成できる。印刷方法としては、例えば、アナログ印刷の部類に含まれるスクリーン印刷(孔版印刷)、グラビア印刷(凹版印刷)、フレキソ印刷や活版印刷(凸版印刷)、オフセット印刷(平版印刷)等、デジタル印刷の部類に含まれるインクジェット方式、レーザー方式等、或いは、アナログ、デジタルの両印刷方式を組み合わせたハイブリッド印刷等が挙げられる。また、製版に使用されるポジフィルム作成機(セッターなど)を用いてもよい。さらに、以上の各種印刷方法に、印刷する基材の表面処理に関連する技術を組み合わせることによって、印刷精度を向上させてもよい。
また、本実施形態において、輝度均一化領域104の形態は、本発明の目的を達成できる態様のものであれば、特に制限されないが、以下のような形態を用いてもよい。
(1)<例えば、前述の図5に示すように、光学シート(本実施形態では拡散シート20)のうち、液晶表示装置50の光源26付近に、輝度均一化領域104として複数のドット111を印刷形成する形態>
図5に示す形態では、ドット111のサイズを端部領域52から離れるに従って小さくしたが、これに代えて、例えば図7に示す形態のように、ドット111のサイズを一定とし、ドット111の配置密度(単位面積当たりの個数)を端部領域52から離れるに従って小さくしてもよい。複数のドット111を端部領域52と視認可能領域51との境界近傍にグラデーション状に配置し、端部領域52に配置されるドット111の寸法又は密度を、視認可能領域51に配置されるドット111の寸法又は密度よりも大きくすることにより、光源26からの光漏れやホットスポットの影響が大きい端部領域52での余剰光を確実に吸収しつつ、視認可能領域51に配置されるドット111の視認されにくさを向上させることができる。
尚、複数のドット111をグラデーション状に配置する場合、AM(Amplitude Modulation)を用いて、ドット径を変化させながら規則正しく配置してもよいし、FM(Frequency Modulation)を用いて、ドット径を均一に保ちながらランダムに配置してもよい。
また、ドット111のサイズを一定にし、ドット111の高さをランダムに変えてもよい。このようにすると、相対的に高いドット111によって、第1プリズムシート31(図3参照)とのスティッキングをも防止しやすくすることができる。
(2)<例えば、図8に示すように、拡散シート20のうちの光源26の最近傍に、第1輝度均一化領域104aを帯状に印刷すると共に、第1輝度均一化領域104aに隣接して第2輝度均一化領域104bとして複数のドット111を印刷形成する形態>
図8に示す形態では、第1輝度均一化領域104aは端部領域52に配置され、第2輝度均一化領域104bとなる複数のドット111は、端部領域52から視認可能領域51までグラデーション状に配置される。第1輝度均一化領域104aは、第2輝度均一化領域104bとは異なる材質を用いて、べた塗り印刷により形成されていてもよい。図8に示す形態では、第2輝度均一化領域104bを構成するドット111のサイズを端部領域52から離れるに従って小さくしたが、これに代えて、ドット111のサイズを一定とし、ドット111の配置密度を端部領域52から離れるに従って小さくしてもよい。
(3)<例えば、図9、図11、図12に示すように、拡散シート20のうちの光源26付近に、輝度均一化領域104を帯状又は格子状に印刷する形態>
図9に示す形態では、拡散シート20における光源26が配置される端辺20aに平行に、当該端辺20aに近い順に帯状輝度均一化領域104c、104d、104eが形成される。帯状輝度均一化領域104c、104d、104eの幅は、端辺20aから離れるに従って小さくなる。視認可能領域51に配置される帯状輝度均一化領域104d、104eについては、図10に示すように、複数の格子状のドット111Aを配列することにより、構成してもよい。ここで、各ドット111Aが、着色部109と、着色部109を囲む光透過部110とから構成されることにより、前述のように、帯状輝度均一化領域104d、104eが視認されにくくなる。帯状輝度均一化領域104cは、帯状輝度均一化領域104d、104eとは異なる材質を用いて、べた塗り印刷により形成されていてもよい。同様に、図11、図12に示す形態でも、輝度均一化領域104における少なくとも視認可能領域51に配置される部分については、図10に示す場合と同様に、複数の格子状のドット111Aを配列することにより、構成してもよい。
図9、図11、図12に示す輝度均一化領域104の他、図示は省略しているが、例えば、長さや幅がランダムな帯状部分又は格子状部分を有する輝度均一化領域104、拡散シート20の各辺に対し斜め方向に延びる帯状部分又は格子状部分を有する輝度均一化領域104等も適用可能である。
(4)<例えば、図13、図14に示すような、前記(1)~(3)とは異なる形態>
図13に示す形態では、相対的にサイズの大きいドット111Bと、ドット111Bの周囲に配置され且つ相対的にサイズの小さいドット111Cとから輝度均一化領域104が構成される。ドット111B、111Cの配置密度は端部領域52から離れるに従って小さくなる。ドット111B、111Cは互いに異なる材質を用いて、別々に印刷形成してもよい。
図14に示す形態では、複数の短冊状小領域104fから輝度均一化領域104が構成される。短冊状小領域104fの配置密度は端部領域52から離れるに従って小さくなる。隣り合う短冊状小領域104f間では、短冊の向きを互いに変えてもよい。
図13、図14に示す輝度均一化領域104の他、図示は省略しているが、例えば、放射状やジグザク状に印刷形成された輝度均一化領域104等も適用可能である。
以上に説明した様々な輝度均一化領域104の形態にかかわらず、輝度均一化領域104における視認可能領域51に配置される部分については、最大寸法は、60μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下に設定してもよい。このようにすると、輝度均一化領域104の寸法つまり光透過部110の寸法よりも小さい着色部109が視認されにくくなる。
また、輝度均一化領域104における視認可能領域51に配置される部分が、互いに分離した複数の着色部109を含む場合、当該各着色部109同士の間の距離を、当該各着色部109の寸法・幅(着色部109によって寸法が異なる場合は最も小さい着色部109の寸法)よりも大きくしてもよい。これにより、輝度均一化領域104の形状が複雑な場合にも、着色部109同士の近接に起因して着色部109が視認される事態を回避することができる。
尚、本明細書において、例えば図6に示すドット111のように、着色部109が複数の着色粒子112から構成される場合、着色部109とは、光透過部110(図6に示すドット111では透明インク113)内における着色粒子112が分布している領域を意味する。また、着色部109の幅とは、輝度均一化領域104が形成されている光学シート(本実施形態では拡散シート20)の表面を上から観察した場合(以下、「正面観察した場合」という)に、光透過部110内に分布している着色粒子112間距離のうちの最大長さを意味する。また、着色部109の面積(図6で着色粒子112に設けた外装円の面積)とは、(正面観察した場合に)光透過部110内に存在している着色粒子112の総面積を意味する。
図15は、複数の着色粒子112からなる着色部109と、当該着色部109を囲み且つ透明インク113からなる光透過部110とを有するドット111を、光学顕微鏡で正面観察した場合に得られた画像である。尚、図15に示す画像は、株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープ(VHX-6000(コントローラ)、VHX-6100/6020(カメラユニット)、VHX-ZST(高解像度ズームレンズ))により、倍率2000倍、撮影解像度1600×1200ピクセルで透過測定を行うことにより得られたものである。
図15に示す仮想円(外装円)114の直径が、着色部109の幅(着色粒子112間距離のうちの最大長さ)に相当する。着色粒子112間距離のうちの最大長さは、例えば、図15に示す画像において目視で決定してもよい。また、図15に示す画像を用いて、着色部109の輝度と着色部109周囲の光透過部110の輝度との差に基づき着色部109及び光透過部110の各領域を分離することによって、着色部109の面積を計測可能である。同様に、図15に示す画像を用いて、着色粒子112の輝度と着色粒子112周囲の光透過部110の輝度との差に基づき着色粒子112及び光透過部110の各領域を分離することによって、個々の着色粒子112の寸法(着色粒子112が略球形であれば直径)を計測可能である。
以上に説明した定義及び計測方法のもと、着色部109の幅は、通常3μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上とし、一方、通常100μm以下、好ましくは80μm以下、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは40μm以下とする。このようにすると、光漏れやホットスポットの影響を抑制しつつ、着色部109が視認されることを抑制できる。
また、着色部109の面積は、通常5μm2 以上、好ましくは10μm2 以上、より好ましくは20μm2 以上、さらに好ましくは30μm2 以上、特に好ましくは40μm2 以上、最も好ましくは50μm2 以上とし、一方、通常2000μm2 以下、好ましくは1500μm2 以下、より好ましくは1300μm2 以下とする。このようにすると、光漏れやホットスポットの影響を抑制しつつ、着色部109が視認されることを抑制できる。
また、着色粒子112の寸法(平均)は、10個の着色粒子112を選別し、各粒子の幅が最も大きい部分を測定してえられた平均値が、通常0.5μm以上、好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上とし、一方、通常10μm以下、好ましくは8μm以下とする。個々の着色粒子112が前述の範囲よりも小さいと、着色粒子112が光透過部110(透明インク113)内に分散してしまい、着色部109の幅が広がるため、視認されやすくなる。一方、個々の着色粒子112が前述の範囲よりも大きいと、印刷ムラが生じ易い。
一方、光透過部110とは、前述の通り、光学シート上に設けられた光透過層の配置領域を意味し、当該配置領域内に着色部109は含まれる。ここで、輝度均一化領域104が複数のドット111で形成される場合、光透過部110(ドット111)の面積(着色粒子112の分布領域である着色部109を含む面積)とは、光学顕微鏡で正面観察した場合に得られる画像において光透過部110(ドット111)と、この光透過部110(ドット111)が設けられている面との境界を視認し、光透過部110(ドット111)が概ね円形の場合には円周上の任意の3点を指定することにより中心点及び直径が得られる外装円(仮想円)を用いて算出した面積を意味する。また、光透過部110(ドット111)がドット111A(図10参照)のように多角形又は不定形の場合には光透過部110(ドット111)の輪郭を多角形で近似し算出した面積を意味する。
図16は、図15に示す画像において、光透過部110(ドット111)を仮想円(外装円)115を用いて示した図である。仮想円(外装円)115の面積を算出することにより、図15に示す光透過部110(ドット111)の面積(着色部109の面積を含む)が得られる。また、仮想円(外装円)115の直径を光透過部110の寸法つまりドット111の寸法とすることができる。
尚、本実施形態において、光透過部110が透明インク113からなり且つ着色部109が複数の着色粒子112からなる場合、透明インク113に対する複数の着色粒子112の配合量は、通常30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下に設定してもよい。このようにすると、複数の着色粒子112からなる着色部109が、透明インク113からなる光透過部110に囲まれた構造を得やすくなる。
また、本実施形態において、輝度均一化領域104が、複数のドット111から構成される領域を有する場合、ドット111毎に、前述の着色部109及び光透過部110を有することが好ましい。このようにすると、ドット111の輪郭(外形)は、光透過部110によって規定されるが、光透過部110自体は視認され難い。また、着色部109は光透過部110によって囲まれているため、着色部109の寸法は、ドット111の外形寸法よりも小さい。このため、ドット111の外形寸法を十分小さくしておくことによって、着色部109が視認され難い寸法を持つようにすることが可能である。従って、光透過部110及び着色部109から構成されるドット111が視認され難いので、複数のドット111から構成される輝度均一化領域104も全体として視認され難いので、液晶表示装置の視認性の低下を防止することができる。
また、この場合の着色部109も、「着色部109」の全体が着色されていてもよいが、前述のように、複数の着色粒子112の集合体として形成されている方が好ましい。また、「着色部109」が複数の着色粒子112から形成される場合、当該複数の着色粒子112は凝集して存在することが好ましい。具体的には、1つのドット111をディスプレイ面50a側から観察した場合に、例えば図6に示すように、光透過部110が着色部109(複数の着色粒子112の凝集体)をドーナツ状に囲むようにドット111が構成されていると、光源26からの光漏れやホットスポットに起因する極端な強さの光の吸収性を向上させつつ、ドット111の視認されにくさを維持することができる。
また、本実施形態において、輝度均一化領域104が、複数のドット111から構成される領域を有する場合、各ドット111において、当該ドット111(つまりドット111を構成する光透過部110を含む。)の全体面積に対する着色部109の面積の比率は、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは25%以下、最も好ましくは20%以下であってもよい。すなわち、ドット111の形状(光透過部110の形状)も着色部109の形状も(正面観察の場合に)略円形であれば、ドット111の直径(光透過部110の直径)に対する着色部109の直径の比率は、好ましくは70%以下、より好ましくは63%以下、さらに好ましくは55%以下、特に好ましくは50%以下、最も好ましくは45%以下であってもよい。このようにすると、各ドット111において着色部109が十分小さいため、各ドット111の着色部109が視認されにくくなるので、視認可能領域51に輝度均一化領域104を設けても、当該輝度均一化領域104が視認されにくくなる。
(実施例)
以下、実施例に係る拡散シート及びバックライトユニットについて、図面を参照しながら説明する。図17は、実施例1に係る拡散シートの平面図、図18は、図17に示す拡散シートの破線領域を拡大して示した平面図、図19は、実施例1に係る拡散シートの断面図、図20及び図21はそれぞれ、実施例1、2に係るバックライトユニットの断面図である。
図17~図19に示すように、実施例1に係る拡散シート200における光源側の一辺近傍の表面上に、シート中央側の印刷部201及びシート周縁側のテープ部202が形成される。ここで、拡散シート200の長辺寸法aは例えば150mmであり、短辺寸法bは例えば70mmである。光源220(図20参照)は、短辺側に設けられる。印刷部201は、前述の本発明の輝度均一化領域である。テープ部202は、下層の白テープ部202aと、上層の黒テープ部202bとの積層構造を有し、テープ部202の厚さは印刷部201よりも厚い。印刷部201の幅cは、例えば0.6mmであり、テープ部202の幅dは、例えば0.8mmである。
尚、拡散シート200の形状、サイズ等、印刷部201の有無、印刷面、印刷箇所、印刷パターン、印刷幅等、テープ部202の有無、テープ仕様、テープ幅等は、拡散シート200が搭載される液晶表示装置の機種によって異なる。
図20に示すように、実施例1に係るバックライトユニット300Aは、前述の拡散シート200(印刷部201及びテープ部202を含む)と、拡散シート200の裏面下側に設けられた導光フィルム210と、導光フィルム210の一側面に設けられた例えばLED等の光源220と、導光フィルム210の裏面下側に設けられた反射シート230と、テープ部202を除く拡散シート200の表面上側に設けられたプリズムシート240と、以上の各構成要素が載置されるフレーム250とを備える。プリズムシート240の光源220側の一辺近傍の表面上、及び、テープ部202の表面上には黒テープ部241が設けられる。黒テープ部241は、印刷部201よりも距離e(例えば0.05mm)だけ長く拡散シート200の中央側に延びる。
また、図20に示すバックライトユニット300Aが組み込まれる液晶表示装置(図1、図2参照)のベゼルは、黒テープ部241よりも距離f(例えば0.5mm)だけ長く拡散シート200の中央側に延びる。一方、当該液晶表示装置の視認可能領域は、斜め視を考慮すると、印刷部201における拡散シート200の中央側端部とオーバーラップする。つまり、斜め視を考慮すると、印刷部201(輝度均一化領域として機能)の一部はは、ユーザが視認可能な領域(視認可能領域)に設けられている。
尚、図21に示す実施例2に係るバックライトユニット300Bが、前述のバックライトユニット300Aと異なる点は、図17~図19に示す印刷部201の幅cが、例えば1.75mmと大きく、ベゼルよりも距離g(例えば0.6mm)だけ長く拡散シート200の中央側に延びることである。
以下、図20及び図21に示すバックライトユニット300A及び300B(以下、合わせてバックライトユニット300という)を用いた輝度測定について、図22を参照しながら説明する。
図22に示すように、測定対象のバックライトユニット300(プリズムシート240)表面における黒テープ部241に覆われた領域を遮光部、それ以外を発光面とし、バックライトユニット300の長辺方向に沿って光源220側からX軸を取り、X軸に直交する方向、つまり、バックライトユニット300の短辺方向に沿ってY軸を取る。そして、遮光部と発光面の境界、つまり発光面の端部(遮光部のない場合、或いは、遮光部と発光面が隣接していない場合においても発光面の端部)をX軸の0mm地点、いわゆる原点とし、当該0mm地点からX軸(光源220の反対側方方向)30mm地点までを輝度測定領域に設定した。ここで、X軸30mm地点は、ホットスポットの影響を受けない位置である。このように設定した輝度測定領域のサイズは、X方向30mm×Y方向72.368mm(=2171.04mm2 )である。また、1区画の輝度測定は、X方向0.29mm×Y方向0.29mm(=約0.0841mm2 )のサイズの輝度単点領域を対象とした。
また、本輝度測定においては、測定誤差の影響をなくすために、X軸30mm地点(ホットスポットの影響を受けない位置)でバックライトユニット300のフレーム250直近のポイント(測定誤差の影響が少ない位置)の輝度を7100カンデラ(cd)に補正した際の補正比率を用いて全測定輝度を補正した。また、前述の輝度測定領域内に、X軸0mm地点から30mm地点までの輝度を連続して測定する連続輝度測定ラインを3箇所設定した。一箇所の連続輝度測定ラインには、30mm分の輝度単点領域(約0.0841mm2 )、つまり約103個(=30mm/0.29mm)の輝度単点領域が含まれる。ホットスポットの強さや範囲には、バックライトユニット300毎の個体差もあるため、連続輝度測定ライン3箇所の設定位置については、測定対象のバックライトユニット300毎に設定した。3箇所の連続輝度測定ラインについて得られた輝度測定値については、同じX軸地点の3測定値の平均を取り、X軸30mm地点の輝度を安定輝度とし、輝度測定値(平均値)のうちの最高輝度又は最低輝度と安定輝度との最大輝度差を安定輝度に対する比率として算出し、輝度差が±10%内であれば、ホットスポットが隠蔽できていると判断した。連続輝度測定ライン3箇所の設定は、例えば、次のように行う。X軸の原点から0.3~0.6mmの位置の単点輝度を、Y軸方向の中で最高輝度2点、Y軸方向の全輝度の平均輝度1点の計3点とり、それらの位置を3箇所とする(当該3箇所のX軸方向の連続輝度を測定する)。
尚、本輝度測定において、測定器には、有限会社ハイランドの二次元CCD色彩輝度計測装置(RISA-COLOR/ONE)を、電源には、株式会社テクシオ・テクノロジーの直流安定化電源(TEXIO PAR-Aシリーズ PAR36-3A)を用いた。CCDカメラ側の測定器設定は、例えば、明るさ設定が4、ズーム設定が20、焦点設定が1、高さ(CCDカメラから測定物までの距離)設定が1mであり、ソフト側の測定器設定は、例えば、明るさ設定が1/10000であった。また、電源設定は、電圧が14.30V、電流が0.040Aであった。
図23及び図24は、実施例1及び2の印刷部201としてそれぞれ、図25及び図26に示すような輝度均一化領域104(帯状の第1輝度均一化領域104a(細ベタ)と、複数のドット111からなる第2輝度均一化領域104b(高精細ドット)とを含む)を設けた場合のホットスポット隠蔽効果を示す。図25及び図26において、ドット111のサイズはいずれも略均一であるが、図25に示す第2輝度均一化領域104bではドット111の配置密度も略均一であるのに対し、図26に示す第2輝度均一化領域104bではドット111の配置密度は第1輝度均一化領域104aから離れるに従って小さくなる。また、ドット111は、着色粒子112となる黒ビーズと、光透過部110となる透明インク113とから構成した。また、ドット111のサイズは40μm前後、着色粒子112(黒ビーズ)の粒子径(平均)は7μm程度、透明インク113に対する着色粒子112(黒ビーズ)の配合量は、透明インク113の100質量%に対して着色粒子112(黒ビーズ)を10質量%程度に設定した。尚、比較のため、印刷部201(サイズは実施例1に同じ)として、黒インク(比較例1)及びグレーインク(比較例2)を用いて図25に示す形態(細ベタ+高精細ドット)を印刷した場合の結果も合わせて図23及び図24に示している。印刷部201はシリンダー方式のスクリーン印刷機で印刷した。
図23に示すように、実施例1(図20に示すバックライトユニット300A)の輝度差は8%と良好なホットスポット隠蔽効果が得られており、実施例2(図21に示すバックライトユニット300B)の輝度差は4%とさらに良好なホットスポット隠蔽効果が得られている。しかし、比較例1、2の輝度差はそれぞれ-28%、17%と大きく、ホットスポット隠蔽効果は不十分である。また、図24に示すように、実施例1、2のいずれにおいても、輝度測定領域全体にわたって、ほぼ均一な輝度が安定的に得られているのに対して、比較例1では、光源220近傍の輝度が安定輝度よりも小さく、比較例2では、光源220近傍の輝度が安定輝度よりも大きく、いずれの比較例も輝度が不均一、不安定である。
尚、図23には、バックライトユニット300の表面(プリズムシート240の表面)側から印刷部201を見た場合の視認性(印刷視認性)も合わせて示している。ここで、観察者に印刷部201が視認される場合を×、視認されない場合を○としている。また、視認性の確認は、バックライトユニット300を点灯させた状態で行った。図23に示すように、実施例1、2のいずれも、印刷視認性は○だが、比較例1、2はいずれも×である。
図27は、実施例1の印刷部201として、前述の図25に示す輝度均一化領域104を設けた場合において、ドット111の全体面積に対する着色部109の面積の比率を変化させながら視認性評価を行った結果を示す。図27において、観察者に印刷部201が視認される場合を×、視認されない場合を○としている。また、視認性の確認は、バックライトユニット300を点灯させた状態で行った。
具体的には、まず、透明インク113の100質量%に対して着色粒子112(黒ビーズ)をそれぞれ5質量%程度、8質量%程度、10質量%程度、17質量%程度、32質量%程度、45質量%程度、50質量%程度配合した複数の印刷原料を用意した。次に、ドット密度(印刷部201のうち高精細ドット(第2輝度均一化領域104b)が配置される領域におけるドット111の面積占有率)がそれぞれ5%、10%、20%、30%、35%になるように、前記各印刷原料をシリンダー方式のスクリーン印刷機で印刷して印刷部201を形成した。ここで、各ドット111の直径は、約40μmに設定した。
各印刷原料により形成された印刷部201の中から、ドット111を任意で20個選び、各ドット111の全体面積に対する着色部109の面積の比率を平均したところ、着色粒子112の配合量が5質量%程度の場合で着色部109の面積比率が約5%、着色粒子112の配合量が8質量%程度の場合で着色部109の面積比率が約10%、着色粒子112の配合量が10質量%程度の場合で着色部109の面積比率が約20%、着色粒子112の配合量が17質量%程度の場合で着色部109の面積比率が約30%、着色粒子112の配合量が32質量%程度の場合で着色部109の面積比率が約40%、着色粒子112の配合量が45質量%程度の場合で着色部109の面積比率が約50%という結果が得られた。尚、着色粒子112の配合量が50質量%程度の印刷原料については、粘度が高くなりすぎて、ドット111を形成できなかった。
図27に示すように、バックライトユニット300の表面(プリズムシート240の表面)側から印刷部201を見た場合の視認性(印刷視認性)は、着色部109の面積比率が約5%及び約10%では、ドット密度5~35%のいずれの場合も○であった。また、着色部109の面積比率が約20%及び約30%では、ドット密度5%及び10%の場合の視認性は○であったが、ドット密度20%以上の場合の視認性は×であった。さらに、着色部109の面積比率が約40%及び約50%では、ドット密度5%の場合の視認性は○であったが、ドット密度10%以上の場合の視認性は×であった。
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は前述の実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。すなわち、前述の実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
例えば、本実施形態(実施例を含む。以下同じ。)では、エッジライト型のバックライトユニットを対象としたが、これに代えて、直下型のバックライトユニットを対象としてもよい。直下型のバックライトユニットにおいては、線状の光源の上方に位置するように輝度均一化領域を設ければよい。
また、本実施形態では、エッジライト型のバックライトユニットを対象として、拡散シートの光源側の一辺近傍に輝度均一化領域を設けたが、これに代えて、拡散シートの四辺近傍に輝度均一化領域を設けてもよい。
また、本実施形態では、拡散シートの表面に輝度均一化領域を設けたが、これにかえて、拡散シートの裏面に輝度均一化領域を設けてもよい。また、拡散シート以外の光学シート、例えばプリスムシートの裏面に輝度均一化領域を設けてもよい。
また、本実施形態では、輝度均一化領域となる複数のドットをグラデーション印刷する際に、ドットの寸法又は配置密度を変化させたが、これに代えて、ドットを構成する着色部(着色粒子)や光透過部(透明インク)の組成や配合量を変化させてもよい。
1 TFT基板
2 CF基板
3 液晶層
5 液晶表示パネル
6 第1偏光板
7 第2偏光板7
20 拡散シート
25 導光板
26 光源
28 反射シート
31 第1プリズムシート
32 第2プリズムシート
40 バックライトユニット
50 液晶表示装置
50a ディスプレイ面
51 視認可能領域
52 端部領域
101 基材層
102 光拡散層
103 スティッキング防止層
104 輝度均一化領域
105 バインダー
106 ビーズ
107 バインダー
108 ビーズ
109 着色部
110 光透過部
111 ドット
112 着色粒子
113 透明インク
114、115 仮想円
200 拡散シート
201 印刷部
202 テープ部
202a 白テープ部
202b 黒テープ部
210 導光フィルム
220 光源
230 反射シート
240 プリズムシート
241 黒テープ部
250 フレーム
300 バックライトユニット

Claims (13)

  1. 液晶表示装置のディスプレイ面の端部から当該ディスプレイ面のうちの視認可能領域の端部までの距離が10mm以下である当該液晶表示装置に組み込まれる光学シートであって、
    前記光学シートの一面に、前記視認可能領域の輝度を均一化するための輝度均一化領域が形成されており、
    前記輝度均一化領域の全部又は一部は、前記光学シートが前記液晶表示装置に組み込まれた状態で、少なくとも前記視認可能領域に配置されており、
    前記視認可能領域に配置される前記輝度均一化領域は、着色部と、当該着色部を囲む光透過部とを有し、
    前記着色部は、光を吸収する材質から構成される、
    光学シート。
  2. 前記着色部は、複数の着色粒子から構成される、
    請求項1に記載の光学シート。
  3. 前記光透過部は、透明インクである、
    請求項2に記載の光学シート。
  4. 前記視認可能領域に配置されている前記輝度均一化領域は、複数のドットから形成され、
    前記複数のドットのそれぞれは、前記着色部及び前記光透過部を有する、
    請求項1~3のいずれか1項に記載の光学シート。
  5. 前記複数のドットのそれぞれにおいて、当該ドットの全体面積に対する前記着色部の面積の比率は、50%以下である、
    請求項4に記載の光学シート。
  6. 前記比率は、30%以下であり、
    前記複数のドットの面積占有率は、10%以下である、
    請求項5に記載の光学シート。
  7. 前記複数のドットは、前記視認可能領域の端部の境界近傍にグラデーション状に配置される、
    請求項4~6のいずれか1項に記載の光学シート。
  8. 前記着色部の幅は、10μm以上40μm以下である、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の光学シート。
  9. 前記着色部の面積は、50μm2 以上1300μm2 以下である、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の光学シート。
  10. 前記視認可能領域に配置されている前記輝度均一化領域は、複数の前記着色部を含み、
    前記着色部同士の間の距離は、前記着色部の幅よりも大きい、
    請求項1~9のいずれか1項に記載の光学シート。
  11. 前記液晶表示装置に組み込まれ、光源から発せられた光を前記ディスプレイ面に導くバックライトユニットであって、
    請求項1~10のいずれか1項に記載の光学シートを備える、
    バックライトユニット。
  12. 請求項11に記載のバックライトユニットと、
    液晶表示パネルとを備える、
    液晶表示装置。
  13. 請求項12に記載の液晶表示装置を備える、
    情報機器。
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