JP5509566B2 - Optical component and liquid crystal display unit - Google Patents
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本発明は、光学部品の製造方法、この方法により製造されたマイクロレンズアレイやプリズムアレイ、それらを用いたバックライト用光学シート、プロジェクションスクリーンなどの光学部品、あるいは光導波路、導光路を有する光学シートなどの光学部品、およびこのような光学部品を含む液晶ディスプレイユニットに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical component, a microlens array and a prism array manufactured by this method, an optical sheet for backlight using the same, an optical component such as a projection screen, or an optical sheet having an optical waveguide and a light guide And a liquid crystal display unit including such an optical component.
液晶表示装置(LCD)に代表されるディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要な光源(バックライト)を内蔵している。この光源で消費する電力は、装置全体で消費する電力の相当部分を占める。このため、総電力の低減が強く要望される昨今においては、光源の効率を向上させることが必須となっている。 A display typified by a liquid crystal display device (LCD) incorporates a light source (backlight) necessary for recognizing provided information. The power consumed by this light source occupies a considerable portion of the power consumed by the entire apparatus. For this reason, it is essential to improve the efficiency of the light source in these days when reduction of the total power is strongly demanded.
効率の向上には、発光変換効率自体を高めたり、周辺の明るさに応じて調光したりする方法と、発光した光線の利用効率を高める方法がある。 For improving the efficiency, there are a method of increasing the light emission conversion efficiency itself, adjusting the light according to the brightness of the surroundings, and a method of increasing the utilization efficiency of the emitted light.
光線の利用効率を高める手段として、光源または導光板と液晶パネルとの間に、輝度向上フィルム(Brightness Enhancement Film:BEF、米国3M社の登録商標)を備えた光学フィルムが広く使用されている。BEFは、プリズムの反復的アレイ構造を有する。 As a means for increasing the utilization efficiency of light, an optical film including a brightness enhancement film (BEF, a registered trademark of 3M USA) is widely used between a light source or a light guide plate and a liquid crystal panel. BEF has a repetitive array structure of prisms.
BEFのプリズムの反復的アレイ構造が1方向に配列されていると、その配列方向での光線の方向転換またはリサイクルのみが可能である。そこで、水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の配列方向が互いに直交するように、2枚のシートを重ねて組み合わせて用いる。BEFの採用により、ディスプレイ設計者は、電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。 If the repetitive array structure of the BEF prisms is arranged in one direction, only redirection or recycling of the light beam in that arrangement direction is possible. Therefore, in order to control the luminance of the display light in the horizontal and vertical directions, two sheets are overlapped and combined so that the arrangement directions of the prism groups are orthogonal to each other. The adoption of BEF allows display designers to achieve the desired on-axis brightness while reducing power consumption.
BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用することは、多数の特許文献に開示されている(たとえば特許文献1乃至3参照)。 Many patent documents disclose that a brightness control member having a repetitive array structure of prisms represented by BEF is used in a display (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
また、プリズムではなく単位レンズの反復的アレイ構造(レンチキュラーレンズともいわれる)を有する光学フィルムが提案されている(たとえば特許文献4参照)。この光学フィルムの液晶パネル側の面は、光源から発せられ光学フィルム内を進行した光を液晶パネルへ導くように、複数の単位レンズが反復的に形成されたアレイ構造となっている。 An optical film having a repetitive array structure of unit lenses (also called a lenticular lens) instead of a prism has been proposed (see, for example, Patent Document 4). The surface of the optical film on the liquid crystal panel side has an array structure in which a plurality of unit lenses are repeatedly formed so as to guide light emitted from a light source and traveling through the optical film to the liquid crystal panel.
この光学フィルムの他方の面には、レンズの焦点面近傍が開口部となるようにストライプ状にパターン化された反射層が設けられている。単位レンズが半円柱状凸シリンドリカルレンズの場合、各々の単位レンズに1:1で対応して開口部が形成されるように、白色反射層が印刷または転写することによりストライプ状に形成されている。 The other surface of the optical film is provided with a reflective layer patterned in a stripe shape so that the vicinity of the focal plane of the lens is an opening. When the unit lens is a semi-cylindrical convex cylindrical lens, the white reflective layer is formed in a stripe shape by printing or transferring so that an opening is formed corresponding to each unit lens 1: 1. .
この光学フィルムを、液晶ディスプレイのバックライトユニットに組み込むと、拡散フィルムから出射した光のうち、反射層間の開口部を通過した光のみがレンズに入射し、レンズによって一定方向に集光された後に出射される。さらに、光学フィルムから出射した光は、偏光板に入射し、所定の偏光成分の光のみが液晶パネルに導かれる。 When this optical film is incorporated into a backlight unit of a liquid crystal display, only the light emitted from the diffusion film that has passed through the opening between the reflective layers is incident on the lens and is condensed in a certain direction by the lens. Emitted. Furthermore, the light emitted from the optical film enters the polarizing plate, and only the light having a predetermined polarization component is guided to the liquid crystal panel.
一方、開口部を通過しなかった光は、反射層で反射されて拡散フィルム側に戻され、反射板へ導かれる。そして、反射板によって反射されることによって再び拡散フィルムに入射し、拡散フィルムにおいて再び拡散された後に、いずれは入射角度が絞られた光となった後に開口部を通ってレンズに入射し、レンズによって所定角度内に絞られて光学フィルムから出射される。 On the other hand, the light that has not passed through the opening is reflected by the reflection layer, returned to the diffusion film side, and guided to the reflection plate. Then, the light is incident on the diffusion film again by being reflected by the reflecting plate, and after being diffused again on the diffusion film, the incident light is incident on the lens through the opening after the incident angle is reduced. Is squeezed within a predetermined angle and emitted from the optical film.
このような光学フィルムを用いたバックライトユニットでは、反射層間の開口部の大きさおよび位置を調節することによって、光の利用効率を高めながら、レンズから正面方向に出射される光の割合を高めるように制御することができる。 In the backlight unit using such an optical film, by adjusting the size and position of the opening between the reflective layers, the ratio of light emitted from the lens in the front direction is increased while increasing the light utilization efficiency. Can be controlled.
大型ディスプレイにおいては、その大きさと総光量の観点から、直下型のバックライトユニットを採用せざるを得ない。この場合、光利用効率を向上させディスプレイの輝度を向上させるために使用される輝度向上フィルムは、その原理上、別体化や空気層の設置などにより光路中に空間を設ける必要がある。 In a large display, a direct backlight unit must be adopted from the viewpoint of its size and total light quantity. In this case, it is necessary for the brightness enhancement film used for improving the light utilization efficiency and the brightness of the display to provide a space in the optical path by separating it or installing an air layer.
輝度向上フィルムを一体化した場合には、その接触部分での光吸収反射が生じるが、その影響軽減のため、接触面積が小さくすると充分な接着強度を得ることができない。 When the brightness enhancement film is integrated, light absorption reflection occurs at the contact portion. However, in order to reduce the influence, if the contact area is reduced, sufficient adhesive strength cannot be obtained.
BEF等のように別体のフィルムとして供給する場合には、部品数の増加やコスト面での問題が生じてしまう。
バックライトユニットの拡散板とセットで使用される従来のレンズシートは一枚で十分な明るさ、すなわち正面輝度を得ることが難しく、セットで使用される拡散板を含め複数のレンズシートで構成するのが一般的である。この複数のレンズシート構成を採用する場合には、レンズシートが撓まないように保持する必要があり、シート剛性を得るためにシートを厚くしたり、拡散板との一体化を行なったりするが、コストアップ要因となっている。撓みを防止する保持機構の面からも、レンズシートの枚数を削減することが望ましいが、光学特性との両立が困難である。 The conventional lens sheet used in combination with the diffuser plate of the backlight unit is difficult to obtain sufficient brightness, that is, front luminance, and is composed of a plurality of lens sheets including the diffuser plate used in the set. It is common. When adopting this multiple lens sheet configuration, it is necessary to hold the lens sheet so as not to bend, and in order to obtain sheet rigidity, the sheet is thickened or integrated with the diffusion plate. This is a factor that increases costs. Although it is desirable to reduce the number of lens sheets from the viewpoint of the holding mechanism that prevents bending, it is difficult to achieve compatibility with optical characteristics.
加えて、レンチキュラーレンズ形状などストライプ状の構造を持たせると、その構造に起因してモアレが生じやすく、使用に際しては注意が必要である。モアレ発生を回避するには、パターンの規則性をランダム配置などで乱す方法や、構造自体を液晶パネルの構造と比べて十分に小さく(概ね1/10程度)する方法があるが、分解能など製造上の制限もあり、必ずしも最良な解決方法ではない。 In addition, when a striped structure such as a lenticular lens shape is provided, moire tends to occur due to the structure, and care must be taken when using it. In order to avoid the occurrence of moiré, there are a method of disturbing the regularity of the pattern by random arrangement and a method of making the structure itself sufficiently small (approximately 1/10) compared to the structure of the liquid crystal panel. Due to the above limitations, it is not always the best solution.
本発明の目的は、一枚で十分な光学特性を有し、かつ生産性が良好でコストメリットが得られる光学部品を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical component that has sufficient optical characteristics with a single sheet, has good productivity, and provides cost merit.
本発明の請求項1に係る発明は、表面に、直径D(μm)の円形の底面を有する凸部がデルタ配列により配列された複数の凸部を有し、隣接する凸部の配置の周期が、周期L(μm)を基準としてL±L/10(μm)の範囲でランダムになっており、前記複数の凸部の底面の直径Dの分布が前記底面を含む平面内で正規分布をなし、前記直径Dは40乃至100μmであり、前記周期Lは43乃至105μmであることを特徴とする光学部品である。 The invention according to claim 1 of the present invention has a plurality of convex portions in which convex portions having a circular bottom surface having a diameter D (μm) are arranged in a delta arrangement on the surface, and a period of arrangement of adjacent convex portions. Is random in a range of L ± L / 10 (μm) with the period L (μm) as a reference, and the distribution of the diameter D of the bottom surfaces of the plurality of convex portions is a normal distribution in a plane including the bottom surface. such to the diameter D is 40 to 100 [mu] m, the period L is an optical component, which is a 43 to 105 .mu.m.
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光学部品を含む液晶ディスプレイユニットである。 The invention according to claim 2 of the present invention is a liquid crystal display unit including the optical component according to claim 1 .
本発明によれば、一枚で十分な光学特性を有し、かつ生産性に優れコストメリットが得られる光学部品を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical component that has sufficient optical characteristics with a single sheet, has excellent productivity, and provides cost merit.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る光学部品の平面図である。図2(a)〜(c)は本発明の実施形態に係る光学部品の断面図である。 FIG. 1 is a plan view of an optical component according to an embodiment of the present invention. 2A to 2C are cross-sectional views of the optical component according to the embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の光学部品は、複数の円形の凸部11がほぼデルタ配列をなして形成されている。図1において、10は凸部をデルタ配列した場合の規則配置位置を示す。実際に形成されている凸部11は、ある周期Lを基準としてL±L/10の範囲でランダムに配置されている。ここで、たとえば本発明の光学部品を液晶ディスプレイユニットに用いる場合、周期Lは表示セル間の距離に設定される。
As shown in FIG. 1, in the optical component of the present invention, a plurality of
図2(a)に示すように、光学部品は下地フィルム21上に放射線硬化性樹脂たとえばUV硬化性樹脂22を塗布し、このUV硬化性樹脂22に型の形状を転写した後、UV硬化性樹脂22を硬化させたものでもよい。図2(b)に示すように、光学部品は熱可塑性樹脂23に型の形状を転写したものでもよい。
As shown in FIG. 2A, the optical component is formed by applying a radiation curable resin, for example, a UV
上記のように凸部11をほぼデルタ配列させることにより、円形の凸部11の面積比率を最大化することが容易になり、凸部11における光学効果、たとえば集光、拡散、散乱などを効率よく得ることができる。
By arranging the
また、隣接する凸部の配置の周期を、ある周期L(たとえば液晶ディスプレイの表示セル間の距離)を基準としてL±L/10の範囲でランダムに設定して凸部を配置することにより、液晶パネルのような格子構造を有する部材と近接させて使用する場合に生じるモアレが生じにくく、モアレが生じても薄いモアレにとどめることができる。複数の凸部を、大きさまたは形状の異なる2種以上の形態に形成することにより、モアレをより生じにくくすることができる。なお、大きさの異なる複数の凸部を形成する場合、複数の凸部の直径分布がほぼ正規分布をなすようにすることが好ましい。 Further, by arranging the protrusions by randomly setting the period of the arrangement of the adjacent protrusions at a range of L ± L / 10 with a certain period L (for example, the distance between display cells of the liquid crystal display) as a reference, Moire generated when used in proximity to a member having a lattice structure such as a liquid crystal panel is less likely to be generated, and even when moire occurs, it can be kept thin. By forming the plurality of convex portions in two or more types having different sizes or shapes, moire can be made more difficult to occur. In addition, when forming the some convex part from which a magnitude | size differs, it is preferable that the diameter distribution of a some convex part makes a substantially normal distribution.
さらに、加工精度が不十分な、比較的安価な加工機器を用いて光学部品を製造した場合でも、凸部11が上下左右方向のみならず斜め方向にも整列しているので、凸部の配置とセルの配置との間にずれが生じても感知されにくい利点がある。
Furthermore, even when an optical component is manufactured using a relatively inexpensive processing device with insufficient processing accuracy, the
また、光学部品の断面に、曲線部と直線部とが含まれていると、光線の屈折または反射方向の制御により得られる光学特性と、加工精度との両立を図ることができる。これは、一般にエッチングでは所望の曲面形状(球面や非球面)を得ることは困難であり、ある条件下で得られるエッチング形状を組み合わせて利用する方法が経済性からも望ましいことによる。その場合、所望の光学特性を得るために、加工の容易な直線部の形状と特性を調整することで、光学特性と加工精度(生産性)を両立させることができる。 Further, when the cross section of the optical component includes a curved portion and a straight portion, it is possible to achieve both the optical characteristics obtained by controlling the refraction or reflection direction of the light beam and the processing accuracy. This is because it is generally difficult to obtain a desired curved surface shape (spherical surface or aspherical surface) by etching, and a method of using a combination of etching shapes obtained under certain conditions is desirable from the economical viewpoint. In that case, in order to obtain desired optical characteristics, it is possible to achieve both optical characteristics and processing accuracy (productivity) by adjusting the shape and characteristics of the straight portion that can be easily processed.
さらに、凸部11の頂部に突起部を形成し、凸部11の傾斜部に変曲点を設ければ、突起部の形状を調整することによって光学特性を調整することができる。
Furthermore, if a protrusion is formed on the top of the
本発明の光学部品をたとえば液晶ディスプレイユニットに用いると、最少枚数の光学部品で所望の光学特性を得ることができ、構成部品の削減を図ることができる。したがって、安価で、故障率の低い液晶ディスプレイユニットを提供することができる。 When the optical component of the present invention is used in, for example, a liquid crystal display unit, desired optical characteristics can be obtained with a minimum number of optical components, and the number of components can be reduced. Therefore, an inexpensive liquid crystal display unit with a low failure rate can be provided.
図3(a)〜(d)を参照して、本発明の実施形態に係る光学部品の製造に用いる成形用の型を作製する方法を説明する。 With reference to FIG. 3 (a)-(d), the method to produce the shaping | molding die used for manufacture of the optical component which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
図3(a)に示すように、基材31上に塗工や転写などの方法により耐エッチング層32を形成する。
As shown in FIG. 3A, an etching
基材31としては、適切な下地材上に形成された金属層を用いることが好ましい。下地材としては、耐久性やハンドリングを考慮して、鉄、SUS、アルミニウムなどが用いられる。基材31の材料は、樹脂などからなる光学材料に形状を転写することができれば特に限定されないが、光学用途に用いる場合にはある程度の平滑性が必要なことから、メッキにより形成される銅や真鍮を用いるのが一般的である。
As the
下地材および基材31の形状は特に限定されず、たとえば円筒状でも平板状でもよい。下地材の形状が円筒状であり継ぎ目がない連続パターンが形成されていれば、フィルム状の光学部品を連続的に成形することができる。フィルム状の光学部品は、切り出し寸法を調整するだけで多くの画面サイズへの対応ができるため生産性がよい。下地材の形状が平板状であれば、プレスなどによって枚葉式で板やシートを容易に形成でき、小ロット多品種生産に向いている。
The shapes of the base material and the
耐エッチング層32は、コーティング法を用いて基材31上に一様な厚さで形成することが望ましい。コーティング法としては、スプレー法、転写法、ディップコートなどが費用対効果の観点から好ましい。
The etching
耐エッチング層32は、エッチング液による腐食に対して強く、かつ照射される所定波長のレーザービームを吸光する物質を含有している。吸光物質としては、ほぼ全ての波長域で吸収を示すカーボンブラックが、費用対効果に優れている点で特に好ましい。
The etching
図3(b)に示すように、耐エッチング層32に対してレーザービームLを照射し、レーザービーム照射部分で生じるアブレーションにより耐エッチング層32に開口部を形成する。耐エッチング層32はレーザービーム照射によりエネルギーを吸収することによって、その照射部分近傍が除去され(アブレーション)、その結果として開口部が形成される。製造しようとする光学部品の凸部のデルタ配列に対応するように、開口部もデルタ配列となるように形成する。また、隣接する開口部の配置の周期を、ある周期Lを基準としてL±L/10の範囲でランダムになるように調整する。
As shown in FIG. 3B, the etching
図3(c)に示すように、耐エッチング層32に形成された開口部を通して基材31をエッチングして、基材31に凹部を形成する。
As shown in FIG. 3C, the
エッチング液は、基材31を良好にエッチングでき、下地材をエッチングしないものが用いられる。たとえば基材31として銅メッキ層を用いる場合、エッチング液として第2塩化鉄溶液を用いる。この場合、エッチング液に硫酸や塩酸などを添加すれば、よりよい平滑面を得ることができる。
As the etching solution, one that can satisfactorily etch the
凹部の断面形状を調整するには、エッチング時の腐食速度をコントロールする。通常のエッチングでは基材31が連続的に腐食されるため、凹部の断面形状も連続的に変化する。しかし、エッチング液を噴霧するなどしてエッチング液の流れをコントロールすることにより、曲線部および直線部を有する凹部の断面形状が得られる。
To adjust the cross-sectional shape of the recess, the corrosion rate during etching is controlled. In normal etching, the
また、1度目のエッチングを施して基材31に凹部を形成した後、再び耐エッチング層を形成し、レーザービームを照射して凹部の底部に対応するように開口部を形成し、2度目のエッチングを施して凹部の底部に後退部を形成してもよい。
Further, after the first etching is performed to form a recess in the
図3(d)に示すように、エッチング後に、耐エッチング層32を溶剤などで除去することにより、凹部33が形成された型41を得ることができる。
As shown in FIG. 3D, after etching, the
図4に示すように、型41に形成された凹部33は、直径がD、深さhである。これらの寸法は、製造すべき光学部品の凸部の寸法に対応する。
As shown in FIG. 4, the
なお、基材31をエッチングして凹部33を形成した後、耐擦性を考慮して、基材31の表面にCrメッキやNiメッキを施してもよい。
In addition, after etching the
次に、型の形状を光学材料に転写することにより凸部を有する光学部品を製造する方法を説明する。光学材料としては、放射線硬化性樹脂たとえばUV硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート:PETなど)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などが挙げられる。 Next, a method for manufacturing an optical component having a convex portion by transferring the shape of a mold to an optical material will be described. As the optical material, a radiation curable resin such as a UV curable resin or a thermoplastic resin can be used. As thermoplastic resins, polycarbonate resins, acrylic resins, fluorine acrylic resins, silicone acrylic resins, epoxy acrylate resins, polystyrene resins, cycloolefin polymers, methylstyrene resins, fluorene resins, polyester resins (polyethylene terephthalate: PET, etc.) , Polypropylene, acrylonitrile styrene copolymer, acrylonitrile polystyrene copolymer, and the like.
たとえば、図5(a)に示すように、印刷用シリンダー40の表面に形成された型41を用いて、光学部品を製造する例を説明する。図5(a)のBの部分を拡大した図5(b)に示すように、型41には凹部33がデルタ配列をなすように形成されている。
For example, as shown in FIG. 5A, an example in which an optical component is manufactured using a
図6にフィルム状の光学部品の製造装置の一例を示す。下地フィルム21が、供給ロール51から供給され、複数のローラー、印刷用シリンダー40表面の型41、および複数のローラーに掛け渡され、巻取ロール52に巻き取られる。型41の手前で下地フィルム21上に未硬化のUV硬化性樹脂22を塗布し、UV硬化性樹脂22に型41を圧着させて型41の形状を転写させた後、UV硬化性樹脂22にUVランプ53からUV光を照射して硬化させる。硬化後のUV硬化性樹脂は透明である。
FIG. 6 shows an example of an apparatus for producing a film-like optical component. The
このようにして、図1および図2(a)に示すように、下地フィルム21上のUV硬化性樹脂22に複数の円形の凸部11がほぼデルタ配列をなして形成されたフィルム状の光学部品を得ることができる。
Thus, as shown in FIG. 1 and FIG. 2A, a film-like optical device in which a plurality of circular
図7にフィルム状の光学部品の製造装置の他の例を示す。印刷用シリンダー40表面の型41と対向ロール61との間に熱可塑性樹脂23が押し出され、型41によってエンボス加工が施されてフィルム状の光学部品が形成される。このフィルム状の光学部品は複数のローラーに掛け渡され、巻取ロール62に巻き取られる。
FIG. 7 shows another example of an apparatus for manufacturing a film-like optical component. The
このようにして、図1および図2(b)に示すように、熱可塑性樹脂23に複数の円形の凸部11がほぼデルタ配列をなして形成されたフィルム状の光学部品を得ることができる。
Thus, as shown in FIG. 1 and FIG. 2B, a film-like optical component in which a plurality of circular
また、上述したように、2度のエッチングを施すことにより、凹部の底部に後退部を形成した型を用いれば、凸部11の頂部に突起部を形成し、凸部11の傾斜部に変曲点を有する光学部品を得ることもできる。
In addition, as described above, by using a mold in which a recess is formed at the bottom of the recess by performing etching twice, a protrusion is formed on the top of the
凸部11の形状は光学部品の用途に応じて任意に調整することができ、幅広い製品に対応可能な光学特性を実現できる。
The shape of the
本発明の方法を用いれば、エッチングなどの既存技術を活用して、従来得ることが難しかった成形用の型を容易に作製することができるので、光学部品の生産性に優れておりコストメリットが得られる。 By using the method of the present invention, it is possible to easily produce a mold for molding which has been difficult to obtain by utilizing existing techniques such as etching. can get.
(実施例1)
直径100μmの凸部がほぼデルタ配列で形成された光学部品を製造した例を説明する。本実施例では、配置の周期Lを105μm、すなわち、凸部は5μmの間隔を隔てたデルタ配列を基準とし、本来の規則配置位置に対して±2.5μmの範囲でランダムに位置をずらして形成されている。
Example 1
An example in which an optical component in which convex portions having a diameter of 100 μm are formed in a substantially delta arrangement will be described. In this embodiment, the arrangement period L is 105 μm, that is, the convex portions are randomly shifted in a range of ± 2.5 μm with respect to the original regular arrangement positions with reference to a delta arrangement with an interval of 5 μm. Is formed.
周長600mm、有効面長1100mmのSUS製の印刷用シリンダーに銅メッキを施し、これを基材として用いた。耐エッチング層の材料として、カーボンブラック顔料を含む黒色インキを用意した。印刷用シリンダーを約1000rpmで回転させながら、黒色インキを噴霧し、約20μmの厚さに塗布して、耐エッチング層を形成した。 A SUS printing cylinder having a circumference of 600 mm and an effective surface length of 1100 mm was plated with copper and used as a substrate. A black ink containing a carbon black pigment was prepared as a material for the etching resistant layer. While rotating the printing cylinder at about 1000 rpm, black ink was sprayed and applied to a thickness of about 20 μm to form an etching resistant layer.
レーザー彫刻機を使用してパターニングを行った。レーザービームの波長は1060nm、出力は約100Wである。耐エッチング層にレーザービームをビーム径5μm程度に集光して照射し、2μmピッチで走査させることによりアブレーションを起こし、直径50μmの円形の開口部をほぼデルタ配列で形成した。 Patterning was performed using a laser engraving machine. The wavelength of the laser beam is 1060 nm and the output is about 100 W. A laser beam was condensed and irradiated on the etching resistant layer to a beam diameter of about 5 μm, and ablation was caused by scanning at a pitch of 2 μm to form circular openings with a diameter of 50 μm in a substantially delta arrangement.
耐エッチング層に形成された開口部を通して、エッチング液として第2塩化鉄溶液を用いて印刷用シリンダー上の銅メッキをエッチングし、銅メッキ表面に直径100μmの凹部を形成した。溶剤により残った耐エッチング層を除去した。 Through the opening formed in the etching-resistant layer, the copper plating on the printing cylinder was etched using a second iron chloride solution as an etching solution to form a recess having a diameter of 100 μm on the surface of the copper plating. The remaining etching resistant layer was removed with a solvent.
上記と同様にして、印刷用シリンダーに銅メッキ上に再び耐エッチング層を塗布した。上記と同様にして、直径100μmの凹部の底部に対応するように、耐エッチング層に直径15μmの円形の開口部を形成した。耐エッチング層に形成された開口部を通して、第2塩化鉄溶液を用いて印刷用シリンダー上の銅メッキをエッチングし、直径100μmの凹部の底部に後退部を形成した。2度目のエッチングの後に耐エッチング層を除去した。 In the same manner as described above, an etching resistant layer was again applied to the printing cylinder on the copper plating. In the same manner as described above, a circular opening having a diameter of 15 μm was formed in the etching resistant layer so as to correspond to the bottom of the recess having a diameter of 100 μm. Through the opening formed in the etching resistant layer, the copper plating on the printing cylinder was etched using a second iron chloride solution to form a recess at the bottom of the recess having a diameter of 100 μm. The etching resistant layer was removed after the second etching.
印刷用シリンダーに、苛性ソーダなどによる脱脂処理、塩酸などによる中和、水洗処理などを行い、さらに銅メッキの表面にクロムメッキを施して所望の型を得た。 The printing cylinder was degreased with caustic soda, neutralized with hydrochloric acid, washed with water, and the like, and the copper plating surface was chrome plated to obtain a desired mold.
図6の製造装置を用いて光学部品を製造した。厚さ188μmのPETフィルムを、供給ロール51から供給し、複数のローラー、型(印刷用シリンダー)、および複数のローラーに掛け渡し、巻取ロール52に巻き取る。その途中で、PETフィルム上にUV硬化性樹脂を塗布し、UV硬化性樹脂に型を圧着させて型の形状を転写させた後、UV硬化性樹脂にUVランプ(高圧水銀灯)53から1.5kWの出力でUV光を照射して硬化させる。硬化後のUV硬化性樹脂は透明である。成形速度は2.0m/分とした。得られたPETフィルム上のUV硬化性樹脂には、直径100μmの凸部がデルタ配列で形成され、凸部の頂部に突起部が形成され、凸部の傾斜部に変曲点がある。その後、フィルムを所望の大きさ、形状に切り出して光学部品を製造する。
An optical component was manufactured using the manufacturing apparatus of FIG. A PET film having a thickness of 188 μm is supplied from a
本実施例によれば、フィルム状の光学部品をロール成形により連続的に製造することができる。 According to this embodiment, a film-like optical component can be continuously produced by roll forming.
(実施例2)
直径40μmの凸部がほぼデルタ配列で形成された光学部品を製造した例を説明する。本実施例では、配置の周期Lを43μm、すなわち、凸部は3μmの間隔を隔てたデルタ配列を基準とし、本来の規則配置位置に対して±3.0μmの範囲でランダムに位置をずらして形成されている。
(Example 2)
An example in which an optical component in which convex portions having a diameter of 40 μm are formed in a substantially delta arrangement will be described. In this embodiment, the arrangement period L is 43 μm, that is, the protrusions are randomly shifted in a range of ± 3.0 μm from the original regular arrangement position with reference to a delta arrangement with an interval of 3 μm. Is formed.
周長780mm、有効面長800mmのSUS製の印刷用シリンダーに銅メッキを施し、これを基材として用いた。耐エッチング層の材料として、カーボンブラック顔料を含む黒色インキを用意した。印刷用シリンダーを約1000rpmで回転させながら、黒色インキを噴霧し、約20μmの厚さに塗布して、耐エッチング層を形成した。 A SUS printing cylinder having a circumference of 780 mm and an effective surface length of 800 mm was plated with copper and used as a substrate. A black ink containing a carbon black pigment was prepared as a material for the etching resistant layer. While rotating the printing cylinder at about 1000 rpm, black ink was sprayed and applied to a thickness of about 20 μm to form an etching resistant layer.
レーザー彫刻機を使用してパターニングを行った。レーザービームの波長は1060nm、出力は約100Wである。耐エッチング層にレーザービームをビーム径5μm程度に集光して照射し、1μmピッチで走査させることによりアブレーションを起こし、直径20μmの円形の開口部をほぼデルタ配列で形成した。 Patterning was performed using a laser engraving machine. The wavelength of the laser beam is 1060 nm and the output is about 100 W. The etching resistant layer was focused and irradiated with a laser beam with a beam diameter of about 5 μm, and ablation was caused by scanning at a pitch of 1 μm to form circular openings with a diameter of 20 μm in a substantially delta arrangement.
耐エッチング層に形成された開口部を通して、エッチング液として第2塩化鉄溶液を用いて印刷用シリンダー上の銅メッキをエッチングし、銅メッキ表面に直径40μmの凹部を形成した。溶剤により残った耐エッチング層を除去した。 Through the opening formed in the etching resistant layer, the copper plating on the printing cylinder was etched using a second iron chloride solution as an etching solution to form a recess having a diameter of 40 μm on the surface of the copper plating. The remaining etching resistant layer was removed with a solvent.
印刷用シリンダーに、苛性ソーダなどによる脱脂処理、塩酸などによる中和、水洗処理などを行い、さらに銅メッキの表面にクロムメッキを施して所望の型を得た。 The printing cylinder was degreased with caustic soda, neutralized with hydrochloric acid, washed with water, and the like, and the copper plating surface was chrome plated to obtain a desired mold.
図6の製造装置を用い、厚さ75μmのPETフィルム上のUV硬化性樹脂に型の形状を転写させて、直径40μmの凸部をデルタ配列で形成した。その後、フィルムを所望の大きさ、形状に切り出して光学部品を製造した。 The shape of the mold was transferred to a UV curable resin on a 75 μm-thick PET film using the manufacturing apparatus of FIG. 6 to form convex portions having a diameter of 40 μm in a delta arrangement. Thereafter, the film was cut into a desired size and shape to produce an optical component.
得られたフィルム状の光学部品の目視によるムラは、凸部をランダム配置にしていないとしない光学部品と比べ軽減していた。得られたフィルム状の光学部品を液晶TVに入れた。その結果、画面正面への光コリメートによる輝度の向上と配光角分布の改善が確認できた。また、32インチ、37インチ、46インチの液晶TV(シャープ製AQUOSシリーズ)にどのような向きにフィルム状の光学部品を配置してもほぼモアレレスであった。 The visual unevenness of the obtained film-like optical component was reduced as compared with an optical component that requires the convex portions to be randomly arranged. The obtained film-like optical component was placed in a liquid crystal TV. As a result, it was confirmed that the brightness was improved by the light collimation on the front of the screen and the light distribution angle distribution was improved. In addition, the film-like optical components were arranged in any direction on the 32-inch, 37-inch, and 46-inch liquid crystal TVs (Sharp AQUAS series).
(実施例3)
直径40μmの凸部がほぼデルタ配列で形成された光学部品を製造した例を説明する。本実施例では、配置の周期Lを55μm、凸部は直径が40μmを中心として約±10μmの範囲となるように設定されている。すなわち、凸部直径50μm時にその凸部は5μmの間隔を隔てたデルタ配列を基準とし、本来の規則配置位置に対して±2.5μmの範囲でランダムに位置をずらして形成されている。
(Example 3)
An example in which an optical component in which convex portions having a diameter of 40 μm are formed in a substantially delta arrangement will be described. In this embodiment, the arrangement period L is set to 55 μm, and the convex portion is set to have a diameter of about ± 10 μm centered on 40 μm. That is, when the convex portion has a diameter of 50 μm, the convex portion is formed by randomly shifting the position within a range of ± 2.5 μm with respect to the original regular arrangement position on the basis of the delta arrangement with an interval of 5 μm.
周長800mm、有効面長300mmのSUS製の印刷用シリンダーに銅メッキを施し、さらに剥離可能なバラード銅メッキを施し、これを基材として用いた。耐エッチング層の材料として、カーボンブラック顔料を含む黒色インキを用意した。印刷用シリンダーを約1000rpmで回転させながら、黒色インキを噴霧し、約20μmの厚さに塗布して、耐エッチング層を形成した。 A SUS printing cylinder having a circumference of 800 mm and an effective surface length of 300 mm was subjected to copper plating, and further peelable ballad copper plating was applied, which was used as a substrate. A black ink containing a carbon black pigment was prepared as a material for the etching resistant layer. While rotating the printing cylinder at about 1000 rpm, black ink was sprayed and applied to a thickness of about 20 μm to form an etching resistant layer.
レーザー彫刻機を使用してパターニングを行った。レーザービームの波長は530nm、出力は約1kWである。耐エッチング層にレーザービームをビーム径5μm程度に集光して照射し、1μmピッチで走査させることによりアブレーションを起こし、直径20μmの円形の開口部をデルタ配列で形成した。 Patterning was performed using a laser engraving machine. The wavelength of the laser beam is 530 nm, and the output is about 1 kW. The etching-resistant layer was focused and irradiated with a laser beam with a beam diameter of about 5 μm, and ablation was caused by scanning at a pitch of 1 μm to form circular openings with a diameter of 20 μm in a delta arrangement.
耐エッチング層に形成された開口部を通して、エッチング液として第2塩化鉄溶液を用いて印刷用シリンダー上のバラード銅メッキをエッチングし、バラード銅メッキに直径40μmの凹部を形成した。溶剤により残った耐エッチング層を除去した。 Through the opening formed in the etching resistant layer, the ballad copper plating on the printing cylinder was etched using a second ferric chloride solution as an etching solution to form a recess having a diameter of 40 μm in the ballad copper plating. The remaining etching resistant layer was removed with a solvent.
印刷用シリンダーに、苛性ソーダなどによる脱脂処理、塩酸などによる中和、水洗処理などを行い、さらに銅メッキの表面にクロムメッキを施した。印刷用シリンダーよりバラード銅メッキ層(およびその上のクロムメッキ層)を剥離した。このメッキ層を厚さ3mmのアルミ板に粘着テープで貼合して平型を得た。 The printing cylinder was degreased with caustic soda, neutralized with hydrochloric acid, washed with water, etc., and the copper plating surface was chrome plated. The ballad copper plating layer (and the chromium plating layer thereon) was peeled off from the printing cylinder. This plating layer was bonded to an aluminum plate having a thickness of 3 mm with an adhesive tape to obtain a flat mold.
得られた平型上にUV硬化性樹脂を塗布し、厚さ2mmの透明なMS板をラミネータにより密着させ、コンベアー上の露光装置により積算光量1000mJ/cm2で硬化処理を行い、板状の光学部品を得た。 A UV curable resin is applied on the obtained flat mold, a transparent MS plate having a thickness of 2 mm is adhered by a laminator, and a curing process is performed with an integrated light quantity of 1000 mJ / cm 2 by an exposure device on a conveyor. An optical component was obtained.
得られた光学部品はパターンの規則性を感じることなく自然なマット感を有していた。得られた光学部品を液晶TVに入れたところ、モアレを生じることなく、フィルムの場合と同等の光学特性を得ることができた。また、本実施例の光学部品は厚手であるため、長時間の点灯による加熱でもしわやたるみの発生が生じず、非常に安定な画面を維持することができた。 The obtained optical component had a natural matte feeling without feeling the regularity of the pattern. When the obtained optical component was put into a liquid crystal TV, optical characteristics equivalent to those of the film could be obtained without causing moire. In addition, since the optical component of the present example is thick, wrinkles and sagging did not occur even when heated for a long time, and a very stable screen could be maintained.
11…凸部、12…突起部、21…下地フィルム、22…UV硬化性樹脂、23…熱可塑性樹脂、31…基材、32…耐エッチング層、33…凹部、40…印刷用シリンダー、41…型、51…供給ロール、52…巻取ロール、53…UVランプ、61…対向ロール、62…巻取ロール。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記直径Dは40乃至100μmであり、前記周期Lは43乃至105μmであることを特徴とする光学部品。 A convex portion having a circular bottom surface with a diameter D (μm) on the surface has a plurality of convex portions arranged in a delta arrangement, and the period of arrangement of adjacent convex portions is L with reference to the cycle L (μm). ± L / 10 have become random in the range of ([mu] m), to the distribution of the diameter D of the bottom surface of the plurality of protrusions name a normal distribution in a plane including said bottom surface,
The diameter D is 40 to 100 μm, and the period L is 43 to 105 μm .
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