JP4493884B2

JP4493884B2 - Laminated light guide plate

Info

Publication number: JP4493884B2
Application number: JP2001190869A
Authority: JP
Inventors: 巧小杉; 柊三大原; 稔都築; 文也寺門; 順吾廣瀬
Original assignee: Goyo Paper Working Co Ltd
Current assignee: Goyo Paper Working Co Ltd
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP2003004950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の表示面を照射するために配置される導光板に関し、更に詳しくは、別体に製造されたレンズ層と導光板層とが粘着剤層又は接着剤層により積層された積層物からなり、特に補助光源を液晶表示装置の表示面側に配備するフロントライト型照明装置に好適な積層導光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、薄型軽量且つ低消費電力である携帯情報機器の表示装置として液晶を用いた各種の反射型液晶表示装置が開発されている。この反射型液晶表示装置は、基本的には外光を得ることができる明るい照明の下での使用が前提であるが、暗い場所でも使用ができるように試みられている。反射型液晶表示装置は反射層を有しているために従来のバックライトが使用できず、表示面の前方から補助光源を用いたフロントライト型の照明装置が必要になる。
【０００３】
フロントライト型の照明装置は、図７に示すように導光板の一側面に近接した光源１１により入射させた光を導光板１２と空気との界面で全反射を繰り返しながら光源１１から離れる方向に伝搬させる。この間に導光板１２に配備されたレンズアレイ１３によって光を反射又は屈折によって液晶表示面側（レンズアレイの反射側のフラットな面）に向かわせるようにしたものである。１４は反射板である。
この場合のレンズアレイには、不等辺三角形のプリズム（特許第２９２５５３０号）や突起状の透過ドット（特開平１１−３２６８９８号）、円弧状の溝（特開２０００−９８３８３号）、特殊な溝（ＳＩＤ９５ＤＩＧＥＳＴ、Ｐ３７６）等が提案されている。
【０００４】
液晶表示面を照明するためにフロントライト型の照明装置を表示装置に組み込む場合は、液晶表示面からの反射光がフロントライトの液晶表示面側の表面で再び反射して、これが液晶表示面の観察者に視認される写り込み現象があるので液晶コントラストの低下や部分的に輝線等の画像品質の劣化が起こる。これを防止するために、この面を無反射処理して使用されることが多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
フロントライトに用いられる、レンズアレイを一面に配備した導光板は、透明な合成樹脂を成形して作られる。成形方法は、通常、射出成形によって作られることが多く、精度よい光学的機能を実現するためには、精密なレンズアレイを備えた金型が必要であり、更に、この金型から正確にレンズの形状を表面を写し取る成形条件を確立する必要がある。この成形条件は、かなり狭く限界的である。
【０００６】
その上、近年益々薄型のフロントライトの要求が強くなり、射出成形としてはかなり限界的な要件となりつつあり、その上、精密な光学的機能を得る金型表面を写し取るには、成形条件に加えて、射出成形特有の樹脂流れの配向による歪が偏向した光によって干渉縞となって現れやすい。更に、レンズアレイを形成した面の反対面（フラットな面）を写り込み防止のために無反射処理すると、この歪により変形を起こし不良の原因となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意研究の結果、レンズ層と導光板層とを別体に製造し、両者を粘着剤層又は接着剤層で積層することにより、所期の目的が達成されることを見い出し、本願発明に到達した。
【０００８】
即ち、上記課題を解決するための請求項１の発明は、液晶表示装置の表示面を照射するために配置される導光板であって、前記導光板が、別体に製造された、各稜線が相互に平行である多数のレンズが連続して形成されたレンズアレイフィルムからなるレンズ層と、導光板層のレンズ層を積層する反対面であって液晶表示装置の表示面と対向する面に各種の屈折率の物質を薄膜にして多層に積層し表面の反射率を低下させる処理（以後、無反射処理と称する）を施した導光板層とが、粘着剤層又は接着剤層により積層された積層物からなることを特徴とする積層導光板を内容とする。
【０００９】
請求項２の発明は、レンズアレイフィルムが不等辺プリズムアレイフィルムである請求項１記載の積層導光板を内容とする。
【００１０】
請求項３の発明は、フロントライト用である請求項１又は２に記載の積層導光板を内容とする。
【００１１】
請求項４の発明は、各稜線が相互に平行である多数のレンズが連続して形成されたレンズアレイフィルムが、前記レンズの形状を形成した型付けロールとゴムロールとの間に溶融樹脂を押し出して該溶融樹脂を該型付けロールと該ゴムロールとの間に押圧して型取りされたレンズアレイフィルムである請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層導光板を内容とする。
【００１２】
請求項５の発明は、各稜線が相互に平行である多数のレンズが連続して形成されたレンズアレイフィルムが、請求項４で型取りされたレンズアレイ型付けフィルムとゴムロールとの間に溶融樹脂を押し出して該溶融樹脂を該レンズアレイ型付けフィルムと該ゴムロール間に押圧して型取りされたレンズアレイフィルムである請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層導光板を内容とする。
【００１３】
請求項６の発明は、各稜線が相互に平行である多数のレンズが連続して形成されたレンズアレイフィルムが、前記レンズの形状を形成した型付けロール上に紫外線又は熱による硬化性樹脂を塗工し、紫外線の照射又は加熱により、該樹脂を硬化して型取りされたレンズアレイフィルムである請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層導光板を内容とする。
【００１４】
請求項７の発明は、各稜線が相互に平行である多数のレンズが連続して形成されたレンズアレイフィルムが、請求項４で型取りされたレンズアレイ型付けフィルム上に紫外線又は熱による硬化性樹脂を塗工し、紫外線の照射又は加熱により該樹脂を硬化して型取りされたレンズアレイフィルムである請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層導光板を内容とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
フロントライトの光源は、前記した図７に示すように、通常、導光板の一端面に近接して設置された冷陰極管や発光ダイオードなどよりなる線状光源で、背面は反射板で囲われており、導光板の側面より入射される。
【００１６】
本発明に係る導光板は、別体に製造されたレンズ層と無反射処理層が設けられた導光板層とが粘着剤層又は接着剤層により積層された積層物からなることを特徴とする。
レンズ層は、押出成形により連続して製造されたものが好適に使用される。その理由は、透過型液晶表示装置のバックライト用として優れた品質のものが量産されているからであり、その上、押出成形により連続して製造されたものは射出成形によって得られたものに比べて成形時の歪がほとんど発生せず、更に写り込み現象を回避するための液晶表示面の無反射処理を、レンズ面とは分けて行うことができレンズ面への悪影響を回避できること、更には、液晶セルとフロントライトの各稜線が相互に平行である多数のレンズ形状との間で起こる干渉縞を防止するために、この稜線を液晶セル方向とずらせる方向角を自由に設定できるなどの多くの利点を有するからである。
【００１７】
各稜線が相互に平行である多数のレンズが連続して形成されたレンズアレイフィルムを得るためには、表面に該レンズ形状を持った型付けロールが必要である。この型付けロールは通常金属ロールの表面に該レンズ形状を彫刻して製作されるが、他の材料のロールでも良い。通常、加熱又は冷却等の表面温度を一定に保つように装備したものが用いられる。
【００１８】
上記レンズが連続したレンズアレイフィルムの製造方法としては、上記型付けロールとゴムロールとの間に溶融樹脂を押し出して該溶融樹脂を両ロール間に押圧して型取りする方法や、特許第２９２５０６９号による方法が挙げられる。該特許の方法では、レンズ形状を表面に形成した型付けロールとゴムロールの間に溶融樹脂を押出してレンズ形状を写し取ったフィルムを作成した後、該フィルムを賦型フィルムとして用い、鏡面の金属ロールとゴムロールの間に上記フィルムと溶融樹脂とを押出し、押圧することにより該フィルムの形状を溶融樹脂に写し取って製造される。
【００１９】
溶融樹脂は光学製品用の樹脂であり、例えば、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン等の透明樹脂が用いられる。特にポリカーボネートやポリエチレンナフタレート等の高屈折率材料が好ましい。
また、賦型フィルムとしての溶融樹脂は、４−メチルペンテン−１樹脂等の結晶性ポリオレフィン樹脂が好ましい。
【００２０】
レンズが連続したレンズアレイフィルムの他の製造方法は、特開平１０−１５８３４９による如く、紫外線や熱により硬化する樹脂を使用する方法が挙げられる。この場合は、レンズ形状を表面に形成した型付けロールに液状の硬化性樹脂を塗工した後、紫外線又は熱により樹脂を硬化させて型取りし、しかる後に、型付けロールより剥離される。通常は基材が用いられることが多く、硬化前に基材フィルムと一体化するか又は基材フィルムの上に硬化性樹脂を塗工した後に、レンズ形状を表面に持つ型付けロールに押し付けて、紫外線又は熱で硬化してレンズ形状を硬化性樹脂に型取りした後、型付けロールより剥離される。そして、基材と一体のままで、レンズアレイフィルムとして使用される。この製品の例として、レンズ部にアクリル系紫外線硬化樹脂を使用し、基材として２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用したレンズアレイフィルムが挙げられる。
【００２１】
稜線が相互に平行になったレンズアレイの形状は、フロントライトとして液晶表示面を効率よく照明し、表示画面を歪ませたり、ぼやけさせたりし難いことが知られている。この形状は連続したレンズアレイの製造にとっても好都合であり、稜線を型付けロールの円周方向に形成すると連続したレンズアレイを製造することが容易である。稜線と垂直方向における面での断面の形状は、三角形のプリズム、四角形の突起、円形、台形や特殊な形等が提案されているが、三角形のプリズムの形状が液晶表示面の法線方向を明るくしやすい。三角形は不等辺である場合に最も効率が良い。
【００２２】
稜線が相互に平行になったレンズアレイの稜線の繰り返しの単位は任意であるが、あまり大きいと稜線が液晶表示面の観察者に視認され、あまり小さいと液晶表示間への照明効率が薄らぐので、好ましい範囲は３００〜５０μｍである。レンズアレイフィルムの厚さは任意であるが、実用的には５０〜５００μｍの範囲が好適である。
【００２３】
レンズアレイフィルムからなるレンズ層と積層される導光板層は、透明な合成樹脂が使用される。その例としては、前述したレンズアレイフィルムに使用される合成樹脂の類が使用されるが、最も典型的な例としては、アクリル樹脂が多用される。その形状は平板か又は楔形である。後者の場合は、厚い断面を有する側に光源を配備することが多く、導光板面全体に均等な光を分配しやすい。導光板の厚さは任意である。近時は薄型の要求が強く光源の太さ又は大きさによって選ばれるが、１mm以下のものが多い。導光板の製造方法は各種の合成樹脂の成形方法が選ばれるが、平板状の場合はアクリル樹脂のキャスト法によって得られたものが、歪や表面の平滑性から好ましい。楔形の場合には透明な合成樹脂の射出成形または異形押出成形やＵＶ硬化型樹脂の注型成形などによって製造される。
【００２４】
導光板は液晶表示面に対向する側の反射を防止し、写り込み現象を防止するために、レンズ層を積層する反対面であって液晶表示装置の表示面と対向する面が無反射処理される。無反射処理は、各種の屈折率の物質を薄膜にして多層に積層し表面の反射率を極度に低下させる処理である。その処理方法は、蒸着により製造されることが多く、或る程度の加熱が必要である。成形した導光板を無反射処理する場合は、成形時の歪により変形やその他のトラブルを起こしやすく良品率が低下してコスト面で不利になる。特に、レンズ層を持つ導光板の成形は射出成形時の加工条件が厳しく、その上に無反射処理されるので、両者を両立させるのが難しい。この面で、本発明の積層導光板は、レンズ層と導光板層を分離して製造され、積層されるので上記のような問題はなく大きな利点となる。
【００２５】
別体に製造されたレンズ層と導光板層との積層は、粘着剤又は接着剤により行われる。粘着剤及び接着剤は共に透明体でなければならない。そして屈折率が共に導光板層やレンズアレイフィルム層のそれに近いことが好ましいが、８８％以上あれば好適に使用することができる。粘着剤又は接着剤は、その形態によって溶剤型、エマルジョン型、ホットメルト型等があり、成分から見てアクリル系、ゴム系、シリコーン系、ポリエステル系、イソシアネート系等が用いられる。更に感圧により接着機能に近くなる感圧接着剤や硬化して接着剤になる粘着剤等自由に選び得る。
【００２６】
液晶表示装置には、主にアクリル系粘着剤が多用されているので、レンズ層と導光板層との積層には、アクリル系の粘着剤が適している。粘着剤及び接着剤の貼付はどちらかの一方の層又は両方の層に貼付して積層される。更に、離型紙上に塗工された所謂両面接着層を利用してどちらかの一面に貼合した後、他面と積層する方法も採用できる。これらの粘着又は接着層の厚さは任意であるが、通常２５〜５０μｍ程度の範囲である。
【００２７】
積層は連続したレンズアレイフィルムを所望の大きさに裁断した後、所望の大きさの導光板と積層されるが、連続したレンズアレイフィルムに所望の大きさの導光板を積層し、その後にレンズアレイフィルムを裁断するか、特に平板の導光板の場合には、レンズアレイフィルムと導光板を積層した上で所望の大きさに裁断する方法も選び得る。積層に際し、導光板のレンズアレイ積層面の反対面に無反射処理面が位置するように積層することが好ましい。
【００２８】
レンズ層と導光板層とからなる積層導光板をフロントライトとして使用する場合は、該積層導光板は反射型液晶表示面の前面に、レンズ層が液晶表示面を観察する者に対面するように設置される。この場合、液晶セルとの間で起こる干渉縞が発生しないようにプリズムアレイの稜線を液晶セルの方向とずらして設置されることもあり、本発明の積層導光板は、この目的のための設計及び変更が自由であるという利点もある。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されないことは云うまでもない。
【００３０】
実施例１、２
（ａ）レンズ層の製作
図１に示す不等辺三角形の形状を連続して表面に持つ金属ロールとゴムロールの間に結晶性ポリオレフィンの４−メチルペンテン−１の重合体を溶融押出して型取りした賦型フィルムを得た。次に、鏡面の金属ロールとゴムロールの間に前記型取りした賦型フィルムとともに溶融したポリカーボネート樹脂を同時に差し込み、フィルムの表面に稜線が相互に平行した不等辺三角形のプリズムアレイの構造を持つ厚さ２００μｍ、屈折率１．５８５のポリカーボネートフィルムを得た。
【００３１】
（ｂ）平板導光板層の製作
キャスト成形された厚さ１．０mmのアクリル樹脂板（三菱レーヨン株式会社製、商品名アクリライト）の一面にジルコニアを成分とした多相蒸着により無反射処理を施した。これを縦５０．２mm、横６７．２mmの大きさに裁断して裁断面を研磨し、屈折率１．４９０の平板導光板層を得た。
【００３２】
（ｃ）楔型導光板層の製作
屈折率１．４９０のアクリル樹脂（三菱レーヨン株式会社製、商品名アクリペット）を用いて図２に示す如く、平板導光板層と同じ大きさで厚さの大きい方が１．０６mm、小さい方が０．５mmの縦方向に楔型の成形板を射出成形によって得た。この成形体を９０℃の温度で６時間エージングした後、０．６４４度の勾配を持つ面に平板導光板と同じ無反射処理を施した。
【００３３】
（ｄ）レンズ層と導光板層との積層
上記（ａ）で得られたレンズ層を上記（ｂ）又は（ｃ）で得られた導光板層と同じ寸法に裁断した。一方、導光板層に、屈折率が１．４８１のアクリル系粘着剤が厚さ２５μｍで両面が剥離紙で覆われている両面粘着テープ（ポラテクノ株式会社製、商品名ノンサーポートテープＡＤ−ＲＯＣ）を導光板層と同じ大きさに裁断の上、剥離紙を剥がして導光板層の無反射処理面の反対面に貼り合わせた。更に、もう一面の剥離紙を剥がした上、導光板層の横方向、即ち、長辺方向にプリズムの稜線方向が平行になるように、そして、楔型の場合、プリズム長辺方向を厚手端面に向かわせるようにプリズムアレイ構造面の反対面と重ね合わせてロール圧着し、図３（実施例１）、図４（実施例２）に示す如き積層導光板を得た。
【００３４】
（ｅ）積層導光板のフロントライトとしての評価
光源として太さ約１mm、長さ７．５mmの冷陰極管を、積層した導光板の長手方向、即ち横方向の側端面、楔型にあっては厚手の側端面に設置し、インバーターを通じて１１．２５ボルトの電圧をかけ点灯した。端面より入射した光はプリズム面で屈折、反射して無反射処理面より主として出射するので、無反射処理面の法線方向に３５０mmの距離に輝度計（トプコン株式会社製、色彩輝度計ＢＭ５）を設置して、測定角０．１度の測定エリアにて測定単位カンデラ（ｃｄ）で測定した。測定個所は導光板の中央と光源側へ中央より１２．５mm、遠ざかる側に１２．５mmの３個所を測定し、平均値も算出した。
【００３５】
（ｆ）実測値
導光板の種類を平板型の場合と楔型の場合につき測定した。
【００３６】
比較例１〜４
レンズ層を粘着剤層を介さず単に導光板層と重ねた場合（図５：比較例１、図６：比較例２）、及びレンズ層を使用せず導光板層のみを用いた場合（平板型：比較例３、楔型：比較例４）についても同様に測定し、結果を表１に示した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
上記表１の結果から明かなように、レンズ層を設けなければ所望の方向への光の出射は望み得ない（比較例３、４）。また、レンズ層と導光板を粘着層を介して積層せず単に重ね合わせた場合にはレンズの効果が得られないか、得られても非常に不安定になる（比較例１、２）。従って、レンズ層と導光板は確実に一体化した積層体とすることが重要である。
【００３９】
次に、上記実施例１、２の積層導光板の無反射処理面を３．５インチ型の反射型ＴＦＴ液晶セルの表示面に対向させるように設置した。そして、レンズ面側から観察し、表示面を白表示した場合と黒表示した場合との輝度を測定し、この比率をコントラスト比として表２に示した。
【００４０】
【表２】

【００４１】
表２から明かなように、実施例１、２の積層導光板は、いずれも干渉縞やその他のトラブルもなく十分に実用に供し得ることがわかる。
【００４２】
【発明の効果】
叙上のとおり、本発明の積層導光板は輝度が顕著に改善されるとともに、レンズ層と導光板層とを別体に製造し、粘着剤層又は接着剤層により積層してなるので、レンズ層は成形歪の殆ど発生しない押出成形により連続して製造されたものが使用でき、また写り込み現象を回避するための導光板層の無反射処理もレンズ層とは別個に行うことが可能であるため、無反射処理工程においてレンズ層に悪影響を与える虞れは皆無である。更に、干渉縞を防止するために、レンズ層の稜線を液晶セル方向とずらせる場合においても、方向角を自在に設定できる、等数多くの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンズ（不等辺三角形）の一例を示す概略図である。
【図２】楔型導光板層の一例を示す概略図である。
【図３】実施例１の積層導光板を示す概略図である。
【図４】実施例２の積層導光板を示す概略図である。
【図５】比較例１の導光板を示す概略図である。
【図６】比較例２の導光板を示す概略図である。
【図７】従来の導光板の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１レンズ
２レンズフィルム
３レンズアレイフィルム（レンズ層）
４粘着剤層
５ａ平板型導光板層
５ｂ楔型導光板層
６無反射処理面
１１光源
１２導光板
１３レンズアレイ
１４反射板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide plate arranged to irradiate a display surface of a liquid crystal display device, and more specifically, a lens layer and a light guide plate layer manufactured separately are laminated with an adhesive layer or an adhesive layer. In particular, the present invention relates to a laminated light guide plate suitable for a front light type illumination device in which an auxiliary light source is provided on the display surface side of a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various reflective liquid crystal display devices using liquid crystals have been developed as display devices for portable information devices that are thin, light, and have low power consumption. This reflection type liquid crystal display device is basically premised on use under bright illumination capable of obtaining outside light, but has been attempted to be used even in a dark place. Since the reflective liquid crystal display device has a reflective layer, a conventional backlight cannot be used, and a front light type illumination device using an auxiliary light source from the front of the display surface is required.
[0003]
As shown in FIG. 7, the front light type illumination device is configured to make light incident by a light source 11 close to one side of a light guide plate away from the light source 11 while repeating total reflection at the interface between the light guide plate 12 and air. Propagate. During this time, the lens array 13 disposed on the light guide plate 12 causes light to be directed toward the liquid crystal display surface side (flat surface on the reflection side of the lens array) by reflection or refraction. Reference numeral 14 denotes a reflector.
The lens array in this case includes an unequal triangular prism (Japanese Patent No. 2925530), a protruding transmission dot (Japanese Patent Laid-Open No. 11-326898), an arc-shaped groove (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-98383), a special groove. (SID95DIGEST, P376) and the like have been proposed.
[0004]
When a front light type illumination device is incorporated in a display device to illuminate the liquid crystal display surface, the reflected light from the liquid crystal display surface is reflected again by the surface of the front light on the liquid crystal display surface side, and this is reflected on the liquid crystal display surface. Since there is a reflection phenomenon visually recognized by an observer, the liquid crystal contrast is lowered and the image quality such as bright lines is partially deteriorated. In order to prevent this, this surface is often used after antireflection treatment.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A light guide plate used for a front light and having a lens array arranged on one side is formed by molding a transparent synthetic resin. The molding method is usually made by injection molding, and in order to realize an accurate optical function, a mold having a precise lens array is required. It is necessary to establish molding conditions for copying the shape of the surface. This molding condition is fairly narrow and critical.
[0006]
In addition, the demand for thin frontlights has become increasingly strong in recent years, which is becoming a very limiting requirement for injection molding. In addition, in order to copy the mold surface to obtain precise optical functions, in addition to the molding conditions, Thus, distortion due to the orientation of the resin flow characteristic of injection molding tends to appear as interference fringes due to deflected light. Furthermore, if the surface opposite to the surface on which the lens array is formed (a flat surface) is subjected to a non-reflective treatment to prevent reflection, this distortion causes deformation and causes a defect.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have result of intensive studies to solve the above problems, a lens layer and the light guide plate layer prepared separately, by laminating both an adhesive layer or an adhesive layer, the intended purpose It was found that this was achieved and the present invention was reached.
[0008]
That is, the invention of claim 1 for solving the aforementioned problems is a light guide plate arranged to illuminate the display surface of the liquid crystal display device, the light guide plate has been manufactured separately, each ridge A lens layer made of a lens array film in which a large number of lenses are parallel to each other, and a surface opposite to the display surface of the liquid crystal display device, on which the lens layer of the light guide plate layer is laminated. A light guide plate layer that has been subjected to a treatment for reducing the reflectance of the surface (hereinafter referred to as a non-reflective treatment) by laminating various refractive index substances into multiple layers, and laminating with an adhesive layer or an adhesive layer. The laminated light guide plate is characterized by comprising a laminated material.
[0009]
The invention according to claim 2 includes the laminated light guide plate according to claim 1, wherein the lens array film is an unequal side prism array film.
[0010]
The invention according to claim 3 is the laminated light guide plate according to claim 1 or 2 for use in a front light.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, a lens array film in which a plurality of lenses each having a ridge line parallel to each other is continuously formed is formed by extruding a molten resin between a mold roll and a rubber roll having the shape of the lens. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , which is a lens array film formed by pressing the molten resin between the mold roll and the rubber roll.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a lens array film in which a plurality of lenses whose ridge lines are parallel to each other are continuously formed, and a molten resin between the lens array molding film molded in the fourth aspect and a rubber roll. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , which is a lens array film formed by pressing the molten resin between the lens array shaping film and the rubber roll.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, a lens array film in which a large number of lenses having respective ridgelines parallel to each other are continuously formed is coated with a curable resin by ultraviolet rays or heat on a mold roll on which the shape of the lens is formed. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the laminated light guide plate is a lens array film formed by curing and curing the resin by ultraviolet irradiation or heating.
[0014]
According to the seventh aspect of the present invention, the lens array film in which a large number of lenses having respective ridgelines parallel to each other are continuously formed is curable by ultraviolet rays or heat on the lens array molding film molded in the fourth aspect . The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , which is a lens array film formed by coating a resin and curing the resin by ultraviolet irradiation or heating.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 7, the light source of the front light is usually a linear light source such as a cold cathode tube or a light-emitting diode installed in the vicinity of one end surface of the light guide plate, and the back surface is surrounded by a reflector. It is incident from the side surface of the light guide plate.
[0016]
The light guide plate according to the present invention is characterized by comprising a laminate in which a separate lens layer produced in the non-reflection treatment layer is provided with the light guide plate layer is laminated by an adhesive layer or an adhesive layer .
As the lens layer, one produced continuously by extrusion molding is preferably used. The reason is that excellent quality products for backlights of transmissive liquid crystal display devices are mass-produced, and in addition, products that are continuously manufactured by extrusion molding are obtained by injection molding. Compared with the lens surface, the anti-reflective treatment of the liquid crystal display surface for avoiding the phenomenon of reflection can be performed separately from the lens surface, with almost no distortion at the time of molding. In order to prevent interference fringes that occur between the liquid crystal cell and a large number of lens shapes in which the ridgelines of the front light are parallel to each other, the direction angle for shifting the ridgeline from the liquid crystal cell direction can be freely set, etc. This is because it has many advantages.
[0017]
In order to obtain a lens array film in which a large number of lenses whose ridgelines are parallel to each other are continuously formed, a mold roll having the lens shape on the surface is necessary. This mold roll is usually manufactured by engraving the lens shape on the surface of a metal roll, but a roll of another material may be used. Usually, those equipped to keep the surface temperature such as heating or cooling constant are used.
[0018]
As a method of manufacturing a lens array film in which the above lenses are continuous, a method of extruding a molten resin between the above-mentioned molding roll and a rubber roll and pressing the molten resin between both rolls, or according to Japanese Patent No. 2925069 A method is mentioned. In the method of this patent, after creating a film in which the lens shape is copied by extruding a molten resin between a mold roll having a lens shape formed on the surface and a rubber roll, the film is used as a shaping film, The film and the molten resin are extruded between rubber rolls and pressed to copy the shape of the film onto the molten resin.
[0019]
The molten resin is a resin for optical products, and for example, acrylic resins, polyvinyl chloride, polystyrene, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and transparent resins such as polycarbonate and cyclic polyolefin are used. High refractive index materials such as polycarbonate and polyethylene naphthalate are particularly preferable.
The molten resin as the shaping film is preferably a crystalline polyolefin resin such as 4-methylpentene-1 resin.
[0020]
Another method for producing a lens array film in which lenses are continuous includes a method of using a resin that is cured by ultraviolet rays or heat, as disclosed in JP-A-10-158349. In this case, after applying a liquid curable resin to a mold roll having a lens shape formed on the surface, the resin is cured by ultraviolet rays or heat to mold, and then peeled off from the mold roll. Usually, a base material is often used, and after being integrated with the base film before curing or coating a curable resin on the base film, it is pressed against a mold roll having a lens shape on the surface, After curing with ultraviolet rays or heat to mold the lens shape into a curable resin, it is peeled off from the mold roll. And it is used as a lens array film, with integral with a base material. As an example of this product, a lens array film using an acrylic ultraviolet curable resin for the lens portion and a biaxially stretched polyethylene terephthalate film as the substrate can be mentioned.
[0021]
It is known that the shape of the lens array in which the ridge lines are parallel to each other efficiently illuminates the liquid crystal display surface as a front light and is difficult to distort or blur the display screen. This shape is convenient for manufacturing a continuous lens array, and it is easy to manufacture a continuous lens array by forming ridge lines in the circumferential direction of the shaping roll. Triangular prisms, quadrangular protrusions, circles, trapezoids, special shapes, etc. have been proposed for the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the ridgeline, but the triangular prism shape is normal to the liquid crystal display surface. Easy to brighten. Triangles are most efficient when they are unequal.
[0022]
The unit of repetition of the ridgeline of the lens array in which the ridgelines are parallel to each other is arbitrary, but if it is too large, the ridgeline will be visible to the observer on the liquid crystal display surface, and if it is too small, the illumination efficiency between the liquid crystal displays will be reduced. The preferred range is 300-50 μm. Although the thickness of a lens array film is arbitrary, the range of 50-500 micrometers is suitable practically.
[0023]
A transparent synthetic resin is used for the light guide plate layer laminated with the lens layer made of the lens array film. As an example, synthetic resins used for the lens array film described above are used. As the most typical example, acrylic resin is frequently used. Its shape is flat or wedge-shaped. In the latter case, a light source is often provided on the side having a thick cross section, and it is easy to distribute uniform light over the entire surface of the light guide plate. The thickness of the light guide plate is arbitrary. Recently, there is a strong demand for thinness, and it is selected depending on the thickness or size of the light source. As a method for producing the light guide plate, various synthetic resin molding methods are selected, but in the case of a flat plate, one obtained by an acrylic resin casting method is preferable from the viewpoint of strain and surface smoothness. In the case of a wedge shape, it is manufactured by injection molding of a transparent synthetic resin or profile extrusion molding, or cast molding of a UV curable resin.
[0024]
The light guide plate prevents the reflection on the side pair toward the liquid crystal display surface, in order to prevent the phenomenon glare, a surface opposite to laminate the lens layer display surface and the surface opposed to the non-reflective treatment of a liquid crystal display device Ru is. The non-reflective treatment is a treatment in which substances having various refractive indexes are made into thin films and laminated in multiple layers to extremely reduce the reflectance of the surface. The processing method is often manufactured by vapor deposition, and requires a certain amount of heating. When the formed light guide plate is subjected to non-reflective treatment, deformation and other troubles are likely to occur due to distortion at the time of molding, and the yield rate is reduced, which is disadvantageous in terms of cost. In particular, the molding of a light guide plate having a lens layer has severe processing conditions at the time of injection molding and is subjected to non-reflective treatment thereon, so that it is difficult to achieve both. In this respect, the laminated light guide plate of the present invention is manufactured by separating the lens layer and the light guide plate layer, and is laminated, so there is no problem as described above, which is a great advantage.
[0025]
Lamination of the lens layer and the light guide plate layer manufactured separately is performed with an adhesive or an adhesive. Both the adhesive and the adhesive must be transparent. The refractive index is preferably close to that of the light guide plate layer or the lens array film layer, but if it is 88% or more, it can be suitably used. The pressure-sensitive adhesive or adhesive may be a solvent type, an emulsion type, a hot melt type or the like depending on the form, and acrylic, rubber-based, silicone-based, polyester-based, isocyanate-based, etc. are used in view of the components. Furthermore, a pressure-sensitive adhesive that becomes close to an adhesive function by pressure sensitivity or a pressure-sensitive adhesive that cures to become an adhesive can be freely selected.
[0026]
Since acrylic adhesives are mainly used in the liquid crystal display device, acrylic adhesives are suitable for laminating the lens layer and the light guide plate layer. Adhesives and adhesives are attached to one or both layers and laminated. Further, it is also possible to employ a method in which a so-called double-sided adhesive layer coated on a release paper is used and bonded to one side and then laminated to the other side. Although the thickness of these adhesion or adhesion layers is arbitrary, it is usually in the range of about 25 to 50 μm.
[0027]
Lamination is performed by cutting a continuous lens array film to a desired size and then laminating it with a light guide plate of a desired size. A light guide plate of a desired size is laminated on the continuous lens array film, and then the lens A method of cutting the array film or, in particular, in the case of a flat light guide plate, can be selected by laminating the lens array film and the light guide plate and then cutting to a desired size. At the time of lamination, it is preferable to laminate so that the non-reflective treatment surface is located on the opposite surface of the lens array lamination surface of the light guide plate.
[0028]
When a laminated light guide plate composed of a lens layer and a light guide plate layer is used as a front light, the laminated light guide plate faces the front surface of the reflective liquid crystal display surface so that the lens layer faces the viewer of the liquid crystal display surface. Installed. In this case, the ridgeline of the prism array may be shifted from the direction of the liquid crystal cell so that interference fringes that occur between the liquid crystal cell and the laminated light guide plate of the present invention are designed for this purpose. There is also the advantage of being free to change.
[0029]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, it cannot be overemphasized that this invention is not limited only to this Example.
[0030]
Examples 1 and 2
(A) Manufacture of lens layer The polymer of 4-methylpentene-1 of crystalline polyolefin was melt-extruded between a metal roll and a rubber roll having the irregular triangle shape shown in FIG. A shaped film was obtained. Next, a molten polycarbonate resin is inserted between the mirror-shaped metal roll and the rubber roll together with the shaped film, and the thickness of the film has a structure of an unequal triangular prism array with ridge lines parallel to each other on the surface of the film. A polycarbonate film having a thickness of 200 μm and a refractive index of 1.585 was obtained.
[0031]
(B) Production of flat light guide plate layer Antireflective treatment was performed by multiphase vapor deposition with zirconia as a component on one side of a cast molded acrylic resin plate with a thickness of 1.0 mm (trade name acrylite, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.). gave. This was cut into a size of 50.2 mm in length and 67.2 mm in width and the cut surface was polished to obtain a flat light guide plate layer having a refractive index of 1.490.
[0032]
(C) Manufacture of wedge-shaped light guide plate layer As shown in FIG. 2, using acrylic resin having a refractive index of 1.490 (trade name Acrypet manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), the same size and thickness as the flat light guide plate layer A wedge-shaped molded plate was obtained by injection molding in the longitudinal direction with a larger one of 1.06 mm and a smaller one of 0.5 mm. The molded body was aged at 90 ° C. for 6 hours, and then subjected to the same antireflection treatment as that of the flat light guide plate on the surface having a gradient of 0.644 degrees.
[0033]
(D) Lamination of lens layer and light guide plate layer The lens layer obtained in (a) above was cut into the same dimensions as the light guide plate layer obtained in (b) or (c) above. On the other hand, a double-sided pressure-sensitive adhesive tape (made by Polatechno Co., Ltd., trade name non-support tape AD-ROC) in which an acrylic adhesive having a refractive index of 1.481 is 25 μm in thickness and covered on both sides with release paper on the light guide plate layer Was cut into the same size as the light guide plate layer, and the release paper was peeled off and bonded to the opposite surface of the non-reflective surface of the light guide plate layer. Furthermore, after peeling off the other release paper, the ridgeline direction of the prism is parallel to the lateral direction of the light guide plate layer, that is, the long side direction. The laminated light guide plate as shown in FIG. 3 (Example 1) and FIG. 4 (Example 2) was obtained by superimposing it on the opposite surface of the prism array structure so as to face the surface of the prism array.
[0034]
(E) Evaluation of the laminated light guide plate as a front light As a light source, a cold cathode tube having a thickness of about 1 mm and a length of 7.5 mm is provided in the longitudinal direction of the laminated light guide plate, that is, in the lateral end face, in a wedge shape. Was installed on the thick side end surface and turned on by applying a voltage of 11.25 volts through an inverter. The light incident from the end face is refracted and reflected by the prism surface, and is mainly emitted from the non-reflective surface. Therefore, a luminance meter (color luminance meter BM5, manufactured by Topcon Corporation) at a distance of 350 mm in the normal direction of the non-reflective surface. Was measured with a measurement unit candela (cd) in a measurement area with a measurement angle of 0.1 degree. Three measurement points were measured: 12.5 mm from the center of the light guide plate and the light source side, and 12.5 mm from the center, and the average value was also calculated.
[0035]
(F) Actual measurement value The light guide plate was measured for a flat plate type and a wedge type.
[0036]
Comparative Examples 1-4
When the lens layer is simply overlapped with the light guide plate layer without the adhesive layer (FIG. 5: Comparative Example 1, FIG. 6: Comparative Example 2), and when only the light guide plate layer is used without using the lens layer (flat plate) The same measurement was performed for the mold: Comparative Example 3 and the wedge mold: Comparative Example 4). The results are shown in Table 1.
[0037]
[Table 1]

[0038]
As is clear from the results in Table 1 above, emission of light in a desired direction cannot be expected unless a lens layer is provided (Comparative Examples 3 and 4). Further, when the lens layer and the light guide plate are not laminated via the adhesive layer and are simply overlapped, the effect of the lens cannot be obtained or even if obtained, it becomes very unstable (Comparative Examples 1 and 2). Therefore, it is important that the lens layer and the light guide plate be a laminated body that is reliably integrated.
[0039]
It was then placed so as to pair toward the display surface of the reflective TFT liquid crystal cell and non-reflective treated surface of the laminated light guide plate of Example 1 3.5 inches type. Then, it was observed from the lens surface side, and the luminance when the display surface was displayed in white and when it was displayed in black was measured, and this ratio is shown in Table 2 as the contrast ratio.
[0040]
[Table 2]

[0041]
As is clear from Table 2, it can be seen that the laminated light guide plates of Examples 1 and 2 can be sufficiently put into practical use without interference fringes and other troubles.
[0042]
【The invention's effect】
As the ordination, laminated light guide plate of the present invention together with the luminance is remarkably improved, and a lens layer and the light guide plate layer prepared separately, so formed by laminating a pressure-sensitive adhesive layer or an adhesive layer, the lens The layer can be made continuously by extrusion molding with almost no molding distortion, and the non-reflection treatment of the light guide plate layer to avoid the reflection phenomenon can be performed separately from the lens layer. Therefore, there is no possibility of adversely affecting the lens layer in the antireflection treatment process. Furthermore, in order to prevent interference fringes, even when the ridge line of the lens layer is shifted from the liquid crystal cell direction, there are many advantages such as the direction angle can be set freely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a lens (an inequilateral triangle).
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a wedge-shaped light guide plate layer.
3 is a schematic view showing a laminated light guide plate of Example 1. FIG.
4 is a schematic view showing a laminated light guide plate of Example 2. FIG.
5 is a schematic view showing a light guide plate of Comparative Example 1. FIG.
6 is a schematic view showing a light guide plate of Comparative Example 2. FIG.
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a conventional light guide plate.
[Explanation of symbols]
1 Lens 2 Lens Film 3 Lens Array Film (Lens Layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Adhesive layer 5a Flat type light guide plate layer 5b Wedge type light guide plate layer 6 Non-reflective processing surface 11 Light source 12 Light guide plate 13 Lens array 14 Reflector

Claims

A light guide plate arranged to irradiate a display surface of a liquid crystal display device, wherein the light guide plate is manufactured separately , and a plurality of lenses each having ridge lines parallel to each other are continuously formed. A lens layer made of a lens array and a lens layer of a light guide plate layer are laminated on the surface opposite to the display surface of the liquid crystal display device, and various refractive index substances are formed into thin films and laminated in multiple layers. treatment for reducing the reflectance (hereinafter, non-reflective processing is referred) and the applied light guiding plate layer, adhesive layer or a stacked light guide plate, characterized by comprising a laminate which is laminated by an adhesive layer.

The laminated light guide plate according to claim 1, wherein the lens array film is an unequal side prism array film.

The laminated light guide plate according to claim 1 or 2 , which is used for a front light.

A lens array film in which a large number of lenses each having a ridge line parallel to each other is continuously formed, extrudes the molten resin between a mold roll and a rubber roll having the shape of the lens, and the molten resin is injected into the mold roll. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the laminated light guide plate is a lens array film that is pressed and molded between the rubber roll and the rubber roll.

A lens array film in which a large number of lenses each having a ridge line parallel to each other is continuously formed is formed by extruding a molten resin between the lens array molding film molded in claim 4 and a rubber roll. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , which is a lens array film formed by pressing between the lens array shaping film and the rubber roll.

A lens array film in which a large number of lenses each having ridge lines parallel to each other are continuously formed is coated with a curable resin by ultraviolet rays or heat on a molding roll in which the shape of the lens is formed. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , which is a lens array film formed by curing the resin by heating.

A lens array film in which a large number of lenses each having a ridge line parallel to each other is continuously formed is coated with ultraviolet or heat curable resin on the lens array molding film molded according to claim 4. The laminated light guide plate according to any one of claims 1 to 3 , which is a lens array film formed by curing the resin by irradiation or heating.