KR20070061478A - 광학 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

광학(光學) 시트의 1주면(一主面)에는, 조명광의 출사측(出射側; exit side)에 하나의 유한(有限)한 초점 거리를 가지고, 또한 단면 형상(斷面形狀)이 좌우 대칭인 비구면(非球面)의 실린더리컬 렌즈체(體)(Cylindrical lens body)가 다수 연속해서 배열되어 있다. 광학 시트의 법선(法線) 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 실린더리컬 렌즈체의 열(列; array) 방향으로 X축을 취했을 때, 실린더리컬 렌즈체의 단면 형상은, Z=X2/(R+√(R2-(1+K)X2))+AX4+BX5+CX6+…(단, R은 선단 정점(先端頂点)의 곡률 반경이며, K는 코닉(conic) 정수(定數)이며, A, B, C…은 비구면 계수(係數)이다.)를 만족시킨다.

Description

광학 시트, 백라이트 및 액정 표시 장치{OPTICAL SHEET, BACKLIGHT, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 광의 지향성(指向性)을 높일 수 있는 광학(光學) 시트, 그것을 구비한 백라이트 및 액정(液晶) 표시 장치에 관한 것이다.
근년(近年; recent years)에, 액정 패널을 구비한 액정 표시 장치에서는, 소비 전력의 저감과 함께 표시 휘도를 향상하는 것이, 액정 표시 장치의 상품 가치를 높이기 위해서 중요한 과제로 되고 있다. 이와 같은 상황하에 있어서, 백라이트 측의 광학적인 이득성(利得性)을 개량하는 것이 강하게 요망되고 있다. 그래서, 이 요망에 응답하는 방법으로서, 조명광의 출사측(出射側; exit side)에 프리즘 열(列; array)을 구비한 프리즘 시트를 액정 표시 장치에 구비하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허 제3147205호 공보 참조).
도 1에, 종래의 프리즘 시트의 외관을 도시한다. 도 2에, 종래의 프리즘 시트의 XZ 단면(斷面)의 형상(形狀)을 도시한다. 이 프리즘 시트에서는, 입사(入射; enter, come)한 광선은, 그의 입사각에 따라서, 직접 프리즘 사면(斜面)을 투과하 는 제1차 투과광 성분(T1)과, 한쪽(一方)의 프리즘 사면에서 반사된 후에 다른쪽(他方)의 프리즘 사면에서 재차(再度) 반사되어 입사 측으로 되돌려보내지는 되돌아오는 광(戾光; returning light) 성분(R)과, 한쪽의 프리즘 사면에서 반사된 후에 다른쪽의 프리즘 사면을 투과하여 프리즘 시트 앞면(前面)으로 사출(射出)되는 제2차 투과광 성분(T2)으로 나눌 수가 있다.
제1차 투과광 성분(T1)은, 정면(正面) 방향으로 사출하는 광을 포함하는 유효 활용되는 광속(光束) 성분이다. 되돌아오는 광 성분(R)은, 발광면(發光面)(면광원(面光源))으로 간주되는 확산 시트에 입사해서, 확산 반사되어, 발광면의 휘도를 증가시키는데 유효한 광속 성분이다. 제2차 투과광 성분(T2)은, 액정 패널의 유효 시야각 외(視野角外)의 광각측(廣角側)으로 사출되는 광속 성분이며, 휘도의 향상에 기여하지 않는 광속 성분이다.
이와 같이, 종래의 프리즘 시트에서는, 입사광이 굴절(屈折) 투과하는 것에 의해 정면 방향으로 집광(集光)되고, 정면 휘도를 증가하도록 지향 특성이 개선된다. 또, 반사광이 발광면(면광원)으로 간주되는 확산 시트에서 확산 산란(散亂)되고, 발광면의 휘도를 증가시키는 결과, 정면 휘도가 증가한다.
상술한 바와 같이, 종래의 프리즘 시트에서, 입사한 광선은, 그의 입사각에 따라서 제1차 투과광 성분(T1), 제2차 투과광 성분(T2), 되돌아오는 광 성분(R)으로 나눌 수가 있다.
종래의 프리즘 시트에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 축외(軸外)의 가상(假想) 광원으로부터 출사한 광속의 일부는, 프리즘 시트의 한쪽의 사면에서 전반사 (全反射)하여 다른쪽의 사면에 재입사하고, 시트 내부를 진행하며, 되돌아오는 광 성분(R)으로서 재이용된다. 혹(或)은, 다중(多重) 반사 후에, 제1차 투과광 성분(T1)이나 광원 측으로의 되돌아오는 광 성분(R)으로서 유효 활용된다.
그렇지만, 축외의 가상 광원으로부터 출사한 광속에는, 프리즘 시트의 한쪽의 사면에서 전반사하고 다른쪽의 사면에서 굴절, 투과하며, 액정 패널의 유효 시야각 외의 광각측으로 사출되는 제2차 투과광 성분(T2)으로 되는 것이 있다. 제2차 투과광 성분(T2)은, 상술한 바와 같이, 휘도의 향상에 무효한 광속 성분이다.
또, 후단(後段)에 배치되는 편광(偏光) 분리 시트 등의 각도 의존 특성에 의해서는, 입사의 지향성에 의해, 편광 분리 특성의 극단적인 열화(劣化; degradation, deterioration)를 초래하는 일이 있으며, 액정 패널 측으로의 유효한 휘도 향상을 해친(損)다.
또, 상술한 프리즘 시트를 확산판과 액정 패널 사이에 구비한 경우에는, 외관 번짐(burring)이 발생해 버린다. 이 때문에, 외관 번짐의 발생을 억제하는 것이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은, 소정의 시야각 내(視野角內)에서 높은 휘도 분포를 실현하고, 또한 제2차 투과광 성분(T2)의 발생을 억제하여 휘도를 향상할 수 있는 광학 시트, 그것을 구비한 백라이트 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 제2 목적은, 소정의 시야각 내에서 높은 휘도 분포를 실현하고, 또한 제2차 투과광 성분(T2)의 발생을 억제하여 휘도를 향상할 수 있음과 동시 에, 프리즘 시트를 확산판과 액정 패널과의 사이에 구비한 경우에는, 외관 번짐의 발생을 억제할 수 있는 광학 시트, 그것을 구비한 백라이트 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 종래 기술이 가지는 상술한 과제를 해결하기 위해서, 예의(銳意) 검토를 행했다. 이하에 그 개요를 설명한다.
본 발명자의 지견(知見)에 따르면, 종래의 프리즘 시트에서는, 제2차 투과광에는, 인접(隣接) 프리즘에 재입사하여 다시 시트 내부로 들어가서, 되돌아오는 광에 가산(加算)되어 재이용되는 것이 있다. 또, 다중 반사 후에, 제1차 투과광이나 광원측으로의 되돌아오는 광으로서 유효 활용되는 것도 있다. 이것에 대해서, 유효하게 활용되고 있지 않는 제2차 투과광, 소위(所謂) 사이드로브 광이 있다. 이들 제2차 투과광의 대부분은, 프리즘 시트의 주면(主面)에 대해서 기울기 방향으로부터 입사하는 광이, 프리즘의 한쪽 면에서 전반사한 후, 다른쪽 면에서 굴절 투과하는 것에 의해 발생한다.
또, 본 발명자의 지견에 따르면, 프리즘 시트의 주면에 대해서 수직인 방향으로부터 프리즘의 정점 근방(近傍)에 입사하는 광은, 전반사되어 버리기 때문에, 제1차 투과광이 감소해 버린다.
그래서, 본 발명자는, 프리즘 시트의 주면에 대해서 수직인 방향으로부터 프리즘의 정점 근방에 입사하는 광을, 전방(前方)으로 굴절 투과시켜 일차(一次) 투과광을 증가시킴과 동시에, 프리즘 시트의 주면에 대해서 기울기 방향으로부터 입사하는 광을 한쪽 면에서 전반사한 후, 다른쪽 면에서 전반사 또는 굴절 투과시켜 되돌아오는 광을 증가시킬 수 있는 경계면(境界面)에 대해서 예의 검토를 행했다. 그 결과, 고차(高次)의 비구면 형상(非球面形狀)을 가지는 실린더리컬 렌즈체(體)(Cylindrical lens body)가, 그의 모선(母線; bus)과 수직 방향으로 다수 늘어놓아져서 이루어지는 경계면을 상기(想起)하기에 이르렀다.
본 발명은 이상의 검토에 의거하여 안출(案出)된 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 제1 발명은, 고차의 비구면을 가지는 실린더리컬 렌즈체가 1주면(一主面)에 연속해서 열(列; array)을 이루도록 만들(設; provide)어진 광학 시트에 있어서,
광학 시트의 법선(法線) 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 실린더리컬 렌즈체의 열 방향으로 X축을 취했을 때, 실린더리컬 렌즈의 단면 형상이, 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 시트이다.
Figure 112006066759744-PCT00001
(단, R은 선단 정점(先端頂点)의 곡률 반경이며, K는 코닉(conic) 정수(定數)이며, A, B, C…은 비구면 계수(係數)이다.)
제2 발명은, 조명광을 출사하는 광원과,
광원으로부터 출사된 조명광의 지향성을 높이는 광학 시트
를 구비하고,
광학 시트의 조명광의 출사측에는,
고차의 비구면을 가지는 실린더리컬 렌즈체가 연속해서 열을 이루도록 만들어지고(설치되고),
광학 시트의 법선 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 실린더리컬 렌즈체의 열 방향으로 X축을 취했을 때, 실린더리컬 렌즈의 단면 형상이, 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 백라이트이다.
Figure 112006066759744-PCT00002
(단, R은 선단 정점의 곡률 반경이며, K는 코닉 정수이며, A, B, C…은 비구면 계수이다.)
제3 발명은, 조명광을 출사하는 광원과,
백라이트로부터 출사된 조명광의 지향성을 높이는 광학 시트와,
광학 시트로부터 출사된 조명광에 의거하여 영상을 표시하는 액정 패널
을 구비하고,
광학 시트의 조명광의 출사측에는,
고차의 비구면을 가지는 실린더리컬 렌즈체가 연속해서 열을 이루도록 만들어지고,
광학 시트의 법선 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 실린더리컬 렌즈체의 열 방향으로 X축을 취했을 때, 실린더리컬 렌즈의 단면 형상이, 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치이다.
Figure 112006066759744-PCT00003
(단, R은 선단 정점의 곡률 반경이며, K는 코닉 정수이며, A, B, C…은 비구면 계수이다.)
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 곡률 반경(R), 코닉 정수(K) 및 비구면 계수(A, B, C…)가 이하의 수치(數値) 범위를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure 112006066759744-PCT00004
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 곡률 반경(R), 코닉 정수(K) 및 비구면 계수(A, B, C…)가 이하의 수치 범위를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure 112006066759744-PCT00005
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 곡률 반경(R), 코닉 정수(K) 및 비구면 계수(A, B, C…)가 이하의 수치 범위를 만족시키는 것이 바람직하다.
Figure 112006066759744-PCT00006
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면(他主面)에는, 평균 중심면(平均中心面)으로부터 0. 20㎛ 이상의 높이를 가지는 볼록부(凸部; convex section)가 더 만들어지고,
볼록부의 밀도가 70개(個)/㎟ 이상 500개/㎟ 이하인 것이 바람직하다.
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 평균 중심면으로부터 0. 20㎛ 이상의 높이를 가지는 볼록부가 더 만들어지고,
볼록부의 평균 간격이 50㎛ 이상 120㎛ 이하인 것이 바람직하다
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
볼록부는, 실린더리컬 렌즈체를 형성하지 않는 상태에서 광학 시트의 흐려짐도(曇度; blooming degree, fogging degree)가 60% 이하로 되도록 만들어져 있는 것이 바람직하다.
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
볼록부는, 실린더리컬 렌즈체를 형성하지 않는 상태에서 광학 시트의 흐려짐도가 20% 이하로 되도록 만들어져 있는 것이 바람직하다.
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
볼록부의 십점 평균 거칠음(十点平均粗)(SRz)이, 1㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하다.
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
볼록부 면적(凸部面積)의 볼록부 1%시(時)의 높이가 1㎛ 이상 7㎛ 이하인 것이 바람직하다.
제1, 제2 및 제3 발명에 있어서, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
볼록부가 만들어진 측의 면의 평균 경사 구배(平均傾斜句配)가, 0. 25 이하인 것이 바람직하다.
제1, 제2 및 제3 발명에서는, 광학 시트는, 그의 주면에 대해서 수직인 방향으로부터 입사하는 광을 보다 많이 전방으로 굴절 투과시킬 수 있고, 또한 그 주면에 대해서 기울기 방향으로부터 입사하는 광을 한쪽 면에서 전반사한 후, 다른쪽 주면에서 전반사 또는 굴절 투과시켜서 되돌아오는 광으로 할 수가 있다.
또, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에 볼록부를 만듬으로써, 광학 시트를 확산판 위(上)에 구비한 경우에도, 광학 시트가 확산판에 대해서 첩부(貼付; adhere, attach)하는 것을 방지할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지향성을 개량하고, 정면 휘도를 향상시켜서, 후단의 편광 분리 시트에 의한 특성 향상에 기여할 수가 있으며, 소비 전력의 저감과 함께 액정 패널의 표시 휘도를 향상할 수가 있다.
또, 광각 측으로 사출되는 제2차 투과 광속 성분(T2)을 저감하는 것에 의해, 정면 휘도를 향상시켜서, 후단의 편광 분리 시트에 의한 특성 향상에 기여할 수 있고, 소비 전력의 저감과 함께 액정 패널의 표시 휘도를 향상할 수가 있다.
또, 액정 패널 자체(自體)에의 조명 광속의 입사 각도를 법선 방향으로 제어하는 것이 가능해지고, 광각측에서의 색 분리(색의 번짐)를 제어할 수가 있다.
또, 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에 볼록부를 만듬으로써, 광학 시트를 액정 표시 장치에 구비한 경우에, 외관 번짐의 발생을 억제할 수가 있다. 또, 접동(摺動; sliding) 특성을 향상할 수 있으므로, 렌즈 시트의 이면(裏面) 및 이 이면에 대향해서 배치되는 그 밖의 시트에 상처(傷) 등이 발생하는 것을 억제할 수가 있다.
도 1은, 프리즘 시트의 외관을 도시하는 사시도,
도 2는, 프리즘 시트의 XZ 단면을 도시하는 모식도,
도 3은, 본 발명의 1실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 1구성예를 도시하는 단면도,
도 4는, 본 발명의 1실시 형태에 따른 렌즈 시트의 1형상예를 도시하는 사시도,
도 5는, 본 발명의 1실시 형태에 따른 렌즈 시트의 제조 방법에 이용되는 압출 시트 정밀 성형 장치의 1구성예를 도시하는 모식도,
도 6은, 종래예의 프리즘 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 7은, 종래예의 프리즘 시트의 배광 특성을 도시하는 분포도,
도 8은, 종래예의 프리즘 시트의 시야 특성을 도시하는 분포도,
도 9는, 실시예 1의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 10은, 실시예 1의 렌즈 시트의 배향 특성을 도시하는 분포도,
도 11은, 실시예 2의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 12는, 실시예 2의 렌즈 시트의 배향 특성을 도시하는 분포도,
도 13은, 실시예 3의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 14는, 실시예 3의 렌즈 시트의 배향 특성을 도시하는 분포도,
도 15는, 실시예 4의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 16은, 실시예 4의 렌즈 시트의 배향 특성을 도시하는 분포도,
도 17은, 실시예 5의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 18은, 실시예 5의 렌즈 시트의 시야 특성을 도시하는 모식도,
도 19는, 실시예 6의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 20은, 실시예 6의 렌즈 시트의 시야 특성을 도시하는 분포도,
도 21은, 실시예 7의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시하는 모식도,
도 22는, 실시예 7의 렌즈 시트의 배향 특성을 도시하는 분포도,
도 23은, K=-1인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 24는, K=-1. 5인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 25는, K=-2인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 26은, K=-5인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 27은, K=-10인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 28은, K=-15인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 29는, K=-20인 경우의 피크 휘도 분포를 도시하는 그래프,
도 30은, 렌즈 시트의 평가 결과를 도시하는 표,
도 31은, 렌즈 시트의 평가 결과를 도시하는 표,
도 32는, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 개수와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프,
도 33은, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 개수와 외관 번짐과의 관계를 도시하는 그래프,
도 34는, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 간격과 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프,
도 35는, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 간격과 접동 시험 결과와의 관계를 도시하는 그래프,
도 36은, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 간격과 외관 번짐과의 관계를 도시하는 그래프,
도 37은, 십점 평균 거칠음(SRz)과 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프,
도 38은, 십점 평균 거칠음(SRz)과 접동 시험 결과와의 관계를 도시하는 그래프,
도 39는, 볼록 면적 1%시의 높이와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프,
도 40은, 볼록 면적 1%시의 높이와 접동 시험 결과와의 관계를 도시하는 그래프,
도 41은, 헤이즈와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프,
도 42는, 평균 경사 구배와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프.
<부호의 설명>
1: 백라이트, 2: 액정 패널, 11: 반사판, 12: 광원, 13: 확산판, 14: 렌즈 시트, 15: 실린더리컬 렌즈체, 16: 볼록부.
이하, 본 발명의 실시 형태(實施形態; embodiment)에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태의 모든 도면(全圖)에서는, 동일(同一) 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
액정 표시 장치의 구성
도 3은, 본 발명의 1실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 1구성예를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 이 액정 표시 장치는, 백라이트(1) 및 액정 패널(2)을 구비한다. 여기서는, 백라이트(1)가 직하형(直下型; direct type)인 경우를 설명하겠지만, 백라이트(1)를 에지·라이트형(型)(edge light type)(사이드·라이트형(side light type))으로 해도 좋다.
백라이트(1)는, 액정 패널(2)에 대해서 광을 공급하기 위한 것이며, 액정 패널(2) 바로아래(直下)에 배치되어 있다. 액정 패널(2)은, 백라이트(1)로부터 공급된 광을 시간적 공간적으로 변조해서 정보를 표시하기 위한 것이다. 이 액정 패널(2)의 양면(兩面)에는, 편광판(2a, 2b)이 만들어진다(설치된다). 편광판(2a) 및 편광판(2b)은, 입사하는 광중 직교하는 편광 성분의 한쪽만을 통과시키고, 다른쪽을 흡수에 의해 차폐(遮蔽)하는 것이다. 편광판(2a)과 편광판(2b)은, 예를 들면 투과축이 서로 직교하도록 만들어진다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 백라이트(1)는, 예를 들면 반사판(11), 1 또는 복수(複數)의 광원(12), 확산판(13), 확산 시트(17), 렌즈 시트(14) 및 반사형 편광판(偏光板)(18)을 구비한다. 1 또는 복수의 광원(12)은, 광을 액정 패널(2)에 공급하기 위한 것이고, 예를 들면 형광 램프(FL), EL(Electro Luminescence) 또는 LED(Light Emitting Diode)이다.
반사판(11)은, 1 또는 복수의 광원(12)의 아래쪽(下方) 및 측면쪽(側方)을 덮(覆)도록 만들어지고, 1 또는 복수의 광원(12)으로부터 아래쪽 및 측면쪽 등으로 출사된 광을 반사해서, 액정 패널(2)의 방향으로 향하게 하기 위한 것이다. 또한, 반사판(11) 대신에 섀시를 구비하도록 해도 좋다.
확산판(13)은, 1 또는 복수의 광원(12)의 위쪽에 만들어지고, 1 또는 복수의 광원(12)으로부터의 출사광 및 반사판(11)에 의한 반사광을 확산시켜서 휘도를 균일하게 하기 위한 것이다.
확산 시트(17)는, 확산판(13) 위에 만들어지고, 확산판(13)에서 확산된 광을 적어도 확산하기 위한 것이다. 또, 확산 시트(17)에, 광을 집광시키는 기능을 더 갖게 하도록 해도 좋다.
광학 시트의 1예인 렌즈 시트(14)는, 확산 시트(17)의 위쪽에 만들어지고, 조사광(照射光)의 지향성 등을 향상시키기 위한 것이다.
반사형 편광판(18)은, 렌즈 시트(14) 위에 만들어지고, 렌즈 시트(14)에 의해 지향성이 높여진 광중, 직교하는 편광 성분의 한쪽만을 통과시키고, 다른쪽을 반사하는 것이다.
이하에, 상술한 렌즈 시트(14)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
렌즈 시트의 구성
도 4는, 본 발명의 1실시 형태에 따른 렌즈 시트(14)의 1형상예를 도시하는 사시도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 이 렌즈 시트(14)는, 시트 모양(狀; shape, pattern)을 가지고, 그의 주면 측으로부터 렌즈 시트(14)를 보면, 예를 들면 사각형 모양(四角形狀)을 가진다. 이 명세서에서는, 시트에는, 필름뿐만 아니라, 유연성(柔軟性) 또는 어느 정도의 경도(硬度)를 가지는 여러 가지 박판 모양(薄板狀)의 것이 포함된다.
이하에서는, 광원(12)으로부터의 광이 입사하는 측의 1주면을 이면이라고 칭 (稱)하고, 광원(12)으로부터의 광을 출사하는 측의 다른 주면을 표면이라고 칭한다.
렌즈 시트(14)의 이면 측에는 복수의 볼록부(16)가 만들어지고, 렌즈 시트(14)의 표면 측에는 좌우 대칭인 고차의 비구면의 실린더리컬 렌즈체(15)가 그 비구면의 모선과 수직 방향으로 다수 연속해서 만들어져 있다. 이 실린더리컬 렌즈체(15)는, 광원(12)으로부터의 광을 출사하는 측에 초점 거리(fa)를 가진다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 실린더리컬 렌즈체(15)의 열 방향과 평행하게 X축을 취하고, 실린더리컬 렌즈체(15)의 모선 방향과 평행하게 Y축을 취하고, 렌즈 시트(14)의 법선 방향과 평행하게 Z축을 취한다.
렌즈 시트(14)의 표면 측에 만들어진 실린더리컬 렌즈체(15)의 폭(幅), 즉 구성 단위폭(피치)(D)은, 10∼120㎛의 범위에서 선택되고, 바람직하게는 액정 패널의 화소에 따라서 선택된다. 예를 들면, 액정 텔레비전이나 퍼스널컴퓨터용의 액정 모니터에 렌즈 시트(14)를 이용하는 경우에는, 구성 단위폭(D)은, 바람직하게는 50∼100㎛의 범위에서 선택된다. 또, 휴대 기기용의 모니터에 렌즈 시트(14)를 이용하는 경우에는, 구성 단위폭(D)은, 바람직하게는 10∼80㎛의 범위에서 선택된다.
또한, 렌즈 시트(14)는, 복수의 실린더리컬 렌즈체(15)가 만들어져 있는 측이 액정 패널(2)에 대향하도록 해서, 확산 시트(17)와 액정 패널(2) 사이에 만들어진다.
또, 실린더리컬 렌즈체(15)의 XZ 단면 형상은, 이하의 식 (1)을 만족시키도록 되어 있다.
Figure 112006066759744-PCT00007
단, R은 실린더리컬 렌즈체(15)의 선단 정점의 곡률 반경, K는 코닉 정수, A, B, C…은 비구면 계수이다. 또한, 이 명세서 중에서, "√"는 그 이후(以降)에 계속되는 수식(數式)에서 구해지는 값(値)의 제곱근(平方根; square root)을 의미한다.
식 (1)에서, 선단 정점의 곡률 반경(R), 코닉 정수(K), 비구면 계수(A, B, C…)를, 0〈R≤72, -15〈K≤-1, R-K≥5, 0〈A, B, C…〈10-3의 수치 범위로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 수치 범위로 규정하는 것에 의해, 조명광의 지향성을 높일 수가 있다.
또, 식 (1)에서, 구성 단위폭(D)이 50㎛인 경우에는, 식 (1)에서, 선단 정점의 곡률 반경(R), 코닉 정수(K), 비구면 계수(A, B, C…)를, 0〈R≤30, -15〈K≤-1, R-K≥5, 0〈A, B, C…〈10-3의 수치 범위로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 수치 범위로 규정하는 것에 의해, 조명광의 지향성을 높일 수가 있다.
또, 식 (1)에서, 선단 정점의 곡률 반경(R), 코닉 정수(K), 비구면 계수(A, B, C…)를, R≥0, K〈-1, 0〈A〈10-3, 0≤B, C…〈10-3의 수치 범위로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 수치 범위로 하는 것에 의해, 조명광의 지향성 및 시야각(視野角)을 높일 수가 있다.
구성 단위폭(D)이 20㎛인 경우에는, 선단 정점의 곡률 반경(R), 코닉 정수 (K)를, 0〈R≤12㎛, -15〈K≤-1, R-K≥5, 0〈A, B, C…〈10-3의 수치 범위로 하는 것이 바람직하다.
구성 단위폭(D)이 80㎛인 경우에는, 선단 정점의 곡률 반경(R), 코닉 정수(K)를, 0〈R≤48㎛, -15〈K≤-1, R-K≥5, 0〈A, B, C…〈10-3의 수치 범위로 하는 것이 바람직하다.
렌즈 시트(14)의 이면에 만들어진 볼록부(16)의 높이는, 평균 중심면(JIS B0601-1994)으로부터 0. 20㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 평균 중심면으로부터 0. 20㎛ 이상의 높이를 가지는 볼록부(16)의 밀도는, 70개/㎟ 이상 500개/㎟ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, 평균 중심면으로부터 0. 20㎛의 높이를 가지는 볼록부(16)의 평균 간격은, 50㎛ 이상 120㎛ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또, 렌즈 시트(14)의 이면에 만들어진 볼록부(16)는, 실린더리컬 렌즈체(15)를 형성하지 않는 상태에서 렌즈 시트(14)의 흐려짐도가 60% 이하로 되도록 만들어져 있는 것이 바람직하고, 렌즈 시트(14)의 흐려짐도가 20% 이하로 되도록 만들어져 있는 것이 보다 바람직하다.
또, 렌즈 시트(14)의 이면에 만들어진 볼록부(16)는, 십점 평균 거칠음(SRz)이 1㎛ 이상 15㎛ 이하의 범위로 되도록 만들어져 있는 것이 바람직하다. 또, 렌즈 시트(14)의 1주면측의 볼록부(16)는, 볼록부 면적의 볼록부 1%시의 높이가 1㎛ 이상 7㎛ 이하로 되도록 만들어져 있는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 1실시 형태에 따른 렌즈 시트의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 도 5를 참조하면서, 본 발명의 1실시 형태에 따른 렌즈 시트의 제조 방법에 이용되는 압출(押出; extruding) 시트 정밀 성형 장치(精密成形裝置)에 대해서 설명한다.
압출 시트 정밀 성형 장치의 구성
도 5에 도시하는 바와 같이, 이 압출 시트 정밀 성형 장치는, 압출기(押出機)(21), T 다이(die)(22), 성형 롤(23), 탄성(彈性) 롤(24) 및 냉각 롤(25)을 구비한다.
렌즈 시트(14)의 성형에는, 적어도 1종류의 투명성(透明性) 열 가소성(熱可塑性) 수지(樹脂)가 이용된다. 열 가소성 수지로서는, 광의 출사 방향을 제어한다고 하는 기능을 고려하면, 굴절률 1. 4 이상의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로서는, 예를 들면, 폴리카보네이트 수지, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지로 대표되는 아크릴 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르 수지나 비정성(非晶性) 공중합(共重合) 폴리에스테르 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지 등을 들 수 있다.
또, 용융(溶融) 압출법에 의한 렌즈 패턴의 전사성(轉寫性)을 고려하면, 성형 온도 부근(付近)에서의 용융 점도(粘度)가 1000Pa 이상 10000Pa 이하인 것이 바람직하다.
또, 열 가소성 수지에 대해서, 적어도 1종류의 이형제(離型劑; mold releasing agent, mold lubricant)를 함유시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 이형제를 함유시킴으로써, 성형 롤(23)로부터 시트를 박리(剝離; releasing)할 때의 성형 롤(23)과 시트와의 밀착성(密着性)을 조정해서, 렌즈 시트(14)에 박리선(剝離線)이 생기는(入) 것을 방지할 수가 있다.
열 가소성 수지에 대한 이형제의 첨가량은, 0. 02wt% 이상 0. 4wt% 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 0. 02wt% 미만이면, 이형성이 악화되고, 렌즈 시트(14)에 박리선이 생겨 버린다. 한편, 0. 4wt%를 넘(越)으면, 이형성이 너무(지나치게) 좋아지고, 투명성 열 가소성 수지가 고화(固化)하기 전에 성형 롤(23) 위에서 박리해 버리고, 실린더리컬 렌즈(15)의 형상이 무너져(崩) 버리는 안 좋은 상황(不具合; deficiency, discrepancies, unsatisfactory)이 발생해 버린다.
또, 열 가소성 수지에 대해서, 적어도 1종류의 자외선 흡수제(紫外線吸收劑) 또는 광 안정제(光安定劑)를 함유시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 자외선 흡수제 또는 광 안정제를 함유시킴으로써, 광원으로부터의 광 조사에 의한 색상(色相) 변화를 억제할 수가 있다.
열 가소성 수지에 대한 자외선 흡수제 또는 광 안정제의 첨가량은, 0. 02wt% 이상 0. 4wt% 이하로 하는 것이 바람직하다. 0. 02wt% 미만인 경우에는, 색상 변화를 억제할 수 없게 되어 버린다. 한편, 0. 4wt%를 넘으면, 렌즈 시트(14) 가 노란 기운(黃味)을 띠어 버린다.
자외선 흡수제로서는, 살리실산계(酸系), 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 시아노아크릴레이트계 등의 자외선 흡수제를 들 수 있고, 구체적으로는, 예를 들면 아 데카스터브 LA-31, 아데카스터브 LA-32(아사히 덴카코교(주)제(旭電化工業(株)製)), Cyasorb UV-5411(산케미칼(주)제), Tinuvin P, Tinuvin 234, Tinuvin 320, Tinuvin 327, Tinuvin 327(치바가이기 사제(社製)), Sumisorb 110, Sumisorb 140(스미토모 카가쿠 코교(住友化學工業)(주)제), Kemisorb 110, Kemisorb 140, Kemisorb 12, Kemisorb 13(케미프로 카세이(化成)(주)사제), Uvinul X-19, Uvinul Ms-40(BASF사제), 토미소브 100, 토미소브 600(요시토미 세이야쿠(吉富製藥)(주)제), Viosorb-80, Viosorb-90(교도 야쿠힝(共同藥品)(주)제) 등을 들 수 있다. 또, 광 안정제로서는 힌다드아민계(系) 등을 들 수 있으며, 구체적으로는, 예를 들면 아데카스터브 LA-52(아사히 덴카 코교(주)제), 사놀 LS-770, 사놀 LS-765, 사놀 LS774(산쿄(三共)(주)제), Sumisorb TM-061(스미토모 카가쿠 코교(주)제) 등을 들 수 있다.
또, 상술한 이형제 및 자외선 흡수제 이외에도, 산화 방지제, 대전 방지제(帶電防止劑), 착색제, 가소제(可塑劑), 상용화제(相溶化劑), 난연제(難燃劑) 등의 첨가제를 첨가하는 것도 가능하다. 단, 대부분의 첨가제는 T 다이(22) 등의 용융 압출의 가열시에 가스를 발생시키는 요인(要因)으로 되고, 제막성(製膜性)의 악화나 작업 환경성을 악화시키기 때문에, 첨가제의 총량(總量)은 적은 쪽이 바람직하고, 열 가소성 수지에 대한 첨가량은 2wt% 이하로 하는 것이 바람직하다.
압출기(21)는, 도시를 생략한 호퍼(hopper)로부터 공급된 수지 재료를 용융하고, T 다이(22)에 공급한다. T 다이(22)는 일자 모양(一字狀)의 개구를 가지는 다이스이며, 압출기(21)로부터 공급된 수지 재료를, 성형하려고 하는 시트폭까지 넓혀서 토출(吐出; discharge)한다.
성형 롤(23)은, 원기둥 모양(圓柱狀)의 형상을 가지고, 그의 중심축을 회전축으로 해서 회전 구동 가능하게 구성되어 있다. 또, 성형 롤(23)은, 냉각 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 성형 롤(23)은, 그의 내부에 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 1 또는 2 이상의 유로(流路)를 가진다. 냉각 매체로서는, 예를 들면 오일 매체(油媒體)를 사용하고, 이 오일 매체를 예를 들면 120℃에서 230℃ 사이에서 변화시킨다.
성형 롤(23)의 원기둥면(圓柱面)에는, T 다이(22)로부터 토출되는 시트에 미세 패턴을 전사하기 위한 조각 형상(彫刻形狀)이 만들어져 있다. 이 조각 형상은, 예를 들면 실린더리컬 렌즈체(15)를 시트에 전사하기 위한 미세한 오목볼록 형상(凹凸形狀; irregular shape, rugged pattern)이다. 이 오목볼록 형상은, 예를 들면, 다이아몬드 바이트(bite, cutting tool)에 의한 정밀 절삭(切削)에 의해 형성된다. 또, 조각 형상은, 원기둥 모양을 가지는 성형 롤(23)의 둘레방향(周方向) 또는 폭방향(높이 방향)을 향해서 형성되어 있다.
탄성 롤(24)은, 원기둥 모양의 형상을 가지고, 그의 중심축을 회전축으로 해서 회전 구동 가능하게 구성되어 있다. 또, 탄성 롤(24)의 표면은 탄성변형 가능하게 구성되고, 성형 롤(23)과 탄성 롤(24)에 의해 시트를 닙(nip)한 경우에는, 성형 롤(23)과 접촉하는 면이 눌러찌부러(押潰; crushing)지도록 되어 있다.
탄성 롤(24)은, 예를 들면 Ni 도금 등으로 이루어지는 심리스(seamless) 통(筒)에 의해 덮이고, 그 내부에는, 탄성 롤(24)의 표면을 탄성 변형 가능하게 하기 위한 탄성체(彈性體)가 구비되어 있다. 탄성 롤(24)은, 성형 롤(23)과 소정의 압력을 가지고 접(接)할 때에 표면이 탄성 변형하는 것이면, 그 구성 및 재료는 한정되는 것은 아니다. 재료로서는, 예를 들면 고무재(材), 금속 또는 복합재 등을 이용할 수가 있다. 또, 탄성 롤(24)로서는, 롤 모양(狀)의 것에 한정되지 않고, 벨트 모양의 것을 이용할 수도 있다.
렌즈 시트(14)의 이면에 볼록부(16)를 만드는 경우에는, 탄성 롤(24)의 원기둥면에는, 렌즈 시트(14)의 이면 측에 볼록부(16)를 형성하기 위한 오목부(凹部; concave section, recess)가 만들어진다. 탄성 롤(24)은, 냉각 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 탄성 롤(24)은, 그의 내부에 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 1 또는 2 이상의 유로를 가진다. 냉각 매체로서는, 예를 들면 물을 이용할 수가 있다. 그리고, 도시를 생략한 가압 온수형(加壓溫水型)의 온도 조절기를 사용해서, 예를 들면 기본 온도를 80℃와 130℃로 설정한다. 또한, 온도 조절기로서는, 오일의 온도 조절기를 이용해도 좋다.
냉각 롤(25)은, 원기둥 모양의 형상을 가지고, 그의 중심축을 회전축으로 해서 회전 구동 가능하게 구성되어 있다. 냉각 롤(25)은, 냉각 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 냉각 롤(25)은, 그의 내부에 냉각 매체를 흐르게 하기 위한 1 또는 2 이상의 유로를 가진다. 냉각 매체로서는, 예를 들면 물을 이용할 수가 있다. 그리고, 도시를 생략한 가압 온수형의 온도 조절기 를 사용해서, 예를 들면 기본 온도를 115℃로 설정한다. 또한, 온도 조절기 로서는, 오일의 온도 조절기를 이용해도 좋다.
렌즈 시트의 제조 방법
다음에, 본 발명의 1실시 형태에 따른 렌즈 시트의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 수지 재료를 압출기(21)에 의해 용융해서 T 다이(22)에 순차 공급하고, T 다이(22)로부터 시트를 연속적으로 토출시킨다.
다음에, T 다이(22)로부터 토출된 시트를 성형 롤(23)과 탄성 롤(24)에 의해 닙한다(집는다). 이것에 의해, 시트의 표면에 대해서 성형 롤(23)의 조각 형상이 전사되고, 시트의 이면에 대해서 탄성 롤(24)의 오목볼록 형상이 전사된다. 이 때, 성형 롤(23)의 표면 온도는, Tg+20℃∼Tg+45℃의 온도 범위로 보존유지(保持; hold)되고, 탄성 롤(24)의 표면 온도는, 20℃∼Tg℃의 온도 범위로 보존유지된다. 여기서, Tg는, 수지 재료의 유리(glass) 전이 온도(轉移溫度)이다. 성형 롤(23) 및 탄성 롤(24)의 표면 온도를 상술한 온도 범위로 보존유지하는 것에 의해, 시트에 조각 형상을 양호하게 전사할 수가 있다. 또, 조각 형상을 전사할 때의 수지 재료의 온도는, Tg+50℃∼Tg+230℃인 것이 바람직하고, Tg+80℃∼Tg+ 200℃인 것이 보다 바람직하다. 수지의 온도를 상술한 온도 범위로 보존유지하는 것에 의해, 시트에 조각 형상을 양호하게 전사할 수가 있다.
그리고, 성형 롤(23)과 냉각 롤(25)에 의해 시트를 닙해서(집어서) 트램프(변위, 편차)를 억제하면서, 냉각 롤(25)에 의해 성형 롤(23)로부터 시트를 박리한다. 이 때, 냉각 롤(25)의 표면 온도는, Tg 이하의 온도 범위로 보존유지된다. 냉각 롤(25)의 표면 온도를 이와 같은 온도 범위로 보존유지함과 동시에, 성형 롤 (23)과 냉각 롤(25)에 의해 시트를 닙해서(집어서) 트램프를 억제함으로써, 시트를 성형 롤(23)로부터 양호하게 박리할 수가 있다. 또, 박리할 때의 수지 재료의 온도는, Tg 이상인 것이 바람직하고, Tg+20℃∼Tg+85℃인 것이 보다 바람직하고, Tg+30℃∼Tg+60℃인 것이 더욱더 보다 바람직하다. 수지의 온도를 상술한 온도 범위로 보존유지함과 동시에, 성형 롤(23)과 냉각 롤(25)에 의해 시트를 닙해서(집어서) 트램프를 억제함으로써, 시트를 성형 롤(23)로부터 양호하게 박리할 수가 있다. 이상에 의해, 목적으로 하는 렌즈 시트를 얻을 수가 있다.
본 발명의 1실시 형태에 따르면 이하의 효과를 얻을 수가 있다.
종래의 렌즈 시트의 제조 방법에서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 필름 기판에 UV(자외선) 경화성 수지(예를 들면, UV 경화성 아크릴 수지 등)로 렌즈 형상(形狀)을 형성한 것이 주(主; main)이며, 이 제조 방법은, UV 경화성 수지가 고가(高價)이거나, 공정상, 수지 경화를 위해서 충분히 UV 경화 수지에 UV 조사를 행할 필요가 있기 때문에 생산 속도가 느려진다고 하는 문제점을 가지고 있다. 나아가서는, 시트와 렌즈층과의 2층 구조로 인해, 열이나 습도에 의한 팽창 계수의 틀림(違; difference; 차이)에 의해, 휘어짐(反; warpage, curve)이 발생하기 쉬워지고(쉽게 발생되고), 어셈블리 공정이 번잡하게 되는 등의 문제도 가지고 있다.
이들 문제점에 대해서, 이 1실시 형태에 따른 렌즈 시트 제조 방법에서는, 열 가소성 수지의 열 전사에 의한 일체(一體) 성형품을 이용하는 것에 의해, 재료를 싼 가격(安價; low cost)으로 할 수 있고, 렌즈 시트의 생산성을 향상할 수 있고, 렌즈 시트의 휘어짐 발생도 억제할 수 있다고 하는 각별한 효과를 얻을 수가 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명자는, 상술한 식 (1)에서의 곡률 반경(R), 코닉 정수(K), 비구면 계수(A, B, C…)의 수치 범위를 규정하기 위해서, 곡률 반경(R), 코닉 정수(K), 비구면 계수(A, B, C…)의 수치를 변화시켜 시뮬레이션에 의해 검토를 행했다. 이하, 그 검토 내용에 대해서 설명한다.
종래예
도 6에, 종래예의 프리즘 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 이 프리즘 시트의 1주면에는, 미소한 프리즘이 복수 연속해서 만들어져 있다. 또한, 도 6 중에서, 점 A는, 프리즘의 정점을 나타내고, 점 B 및 점 C 는, 인접하는 프리즘과의 접합점을 나타내고, 점 O는, 정점 A 바로아래의 가상광 기점(假想光起点)을 나타내고, 점 P는 접합점(B) 바로아래의 가상광 기점을 나타낸다. 또, 이하에서는, 정점(A)과 접합점(B) 사이의 면을 AB면이라고 칭하고, 정점(A)과 접합점(C) 사이의 면을 AC 면이라고 칭한다.
또, 도 6 중에는, 가상광 기점(O)으로부터 AB면에 입사하는 광속(Ω)의 궤도와, 가상광 기점(P)으로부터 AB면 및 AC면에 입사하는 광속(Ψ)의 궤적을 나타낸다. 이들 광속(Ω) 및 광속(Ψ)의 궤적은, 시뮬레이션에 의해 구해진 것이다. 또한, 이하에 설명하는 실시예에서도, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
도 7에, 종래예의 프리즘 시트의 배광(配光) 특성을 도시한다. 도 8에, 종래예의 프리즘 시트의 시야 특성을 도시한다. 또한, 도 7 및 도 8 중에서, 테두리(frame) t1로 둘러싸이는 분포는, 제1차 투과광에 대응하는 것이고, 테두리 t2로 둘러싸이는 분포는, 제2차 투과광에 대응하는 것이다. 또, 도 7의 분포도는, 중심을 0°로 하고, 중심으로부터 제1 원이 10°, 제2 원이 20°…으로 순서대로(順; sequentially) 큰 각도를 나타내고, 최외주 원(最外周圓)이 90°를 나타낸다. 또, 도 7 및 도 8의 분포도는, 컴퓨터 시뮬레이션으로 그린 것이다. 이하에 설명하는 실시예의 분포도도 마찬가지로 시뮬레이션에 의한 것이다.
도 7로부터, 프리즘 시트에서 출사한 광이 어떠한 각도로 퍼지고(넓어지고) 있는 것인지를 확인할 수가 있다. 또, 중심의 위쪽 및 아래쪽의 70° 부근에 제2차 투과광(T2)에 대응하는 분포가 나타나고(출현하고) 있는 것을 알 수 있다. 또, 도 8로부터, 정면 휘도에 대한 반값폭에 의한 시야각이 약 100°인 것을 알 수 있다.
다음에, 상술한 삼각형 모양(三角形狀)의 프리즘을 시트의 1주면에 용융 압출법에 의해 제작(作製)해서, 그 형상을 평가했다.
이하, 이 용융 압출법에 의한 렌즈 시트의 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
우선, 탄성 롤을 이하와 같이 해서 제작했다. Ni 도금에 의해 심리스의 통을 형성하고, 이 표면에 Cr 도금 처리를 행한 후, 0. 2S까지 연마(硏磨)하는 것에 의해, 두께(厚) 340미크론을 가지는 심리스의 통(이하, 플렉시블 슬리브)을 제작했다.
다음에, 냉각 매체를 통과시킬 수 있는 롤 위(上)에 탄성체를 첩부(貼付)하고, 그 위에 플렉시블 슬리브(flexible sleeve)를 덮어씌워서(被), 탄성체와 플렉시블 슬리브 사이에 냉각수를 흐르게 할 수 있는 구성을 가지는 탄성 롤을 얻었다. 또한, 탄성체로서는, 경도 85도를 가지는 니트릴 고무(NBR)를 이용하고, 그 두께는 20㎜로 했다. 또, 탄성 롤의 직경(ψ)은 260㎜, 면길이(面長)(성형 롤의 폭)는 450㎜로 했다.
다음에, 성형 롤로서, 내부에 냉각 매체를 복수의 유로에서 흐르게 하고, 온도 분포를 적게 할 수 있는 구조를 가지는 것을 준비했다. 또한, 재질은 S45C로 담금질(燒入; quenching), 되담금질(燒戾; tempering)을 하고, 경면 마무리(鏡面仕上)(0. 5S 이하)를 행한 후에, 무전해(無電解) NiP(니켈·인) 도금(두께 100미크론) 처리를 행했다.
이 성형 롤의 원기둥면에 조각 형상을 이하와 같이 해서 형성했다. 우선, 성형 롤을, 항온(恒溫), 항습(恒濕)의 방(온도 23℃, 습도 50%)에 둔 초정밀 선반(旋盤)에 소정의 형상을 가지는 다이아몬드 바이트를 세트했다. 그리고, 성형 롤의 원주 방향(圓周方向)으로, 상술한 삼각형 모양의 프리즘의 렌즈 패턴을 형성하였다. 또한, 이 성형 롤은 직경(ψ) 300, 면길이 460㎜로 하고, 홈(溝; groove) 가공폭은 300㎜로 했다.
성형 롤의 냉각 매체로서는 오일 매체를 사용했다. 탄성 롤 및 냉각 롤의 냉각 매체로서는 물을 사용하고, 가압 온수형의 온도 조절기를 이용하여 냉각 매체의 온도를 조절했다.
압출기는, 벤트(bent) 달린(付; having) 스크류로 직경(ψ) 50㎜, 기어 펌프 없는(無) 것을 이용했다. 또, T 다이로서는, 코치 행거 타입 다이를 이용하고, 그의 립(lip)폭은 550㎜, 립 갭은 1. 5㎜로 했다. 또, 에어 갭은 105㎜로 했다.
상술한 구성을 가지는 압출 시트 정밀 성형 장치를 이용하여 렌즈 시트의 성형을 행했다.
우선, 폴리카보네이트 E2000R(미쓰비시(三菱) 엔지니어링 플라스틱 사제(社製))를 T 다이로부터 미건조(未乾燥; 건조하지 않은 상태)로 압출했다. 그리고, 성형 롤 및 탄성 롤에 의해 닙한(집은) 후, 성형 롤에 휘감기게(卷付; roll, wind, wrap around) 했다. 또한, 성형 롤의 표면 온도는 Tg+35℃로 보존유지하고, 탄성 롤의 표면 온도는 75℃로 보존유지했다. 여기서, Tg는, 폴리카보네이트 수지의 유리(glass) 전이 온도이다.
그 후, 냉각 롤에 의해 성형 롤로부터 시트를 박리했다. 또한, 냉각 롤의 표면 온도는, 115℃로 보존유지했다. 또, 인취기(引取機)의 속도는 7m/min으로 했다. 이상에 의해, 1주면에 홈이 전사된 두께 220㎛의 렌즈 시트를 얻었다.
상술한 성형 롤 및 탄성 롤의 표면 온도는, 이들 롤 표면에 센서를 접촉시키고, 수지의 열의 영향을 받기 어려운 닙 바로앞(直前)의 위치에서 측정한 것이다. 또, 냉각 롤의 표면 온도는, 냉각 롤의 표면에 센서를 접촉시키고, 이 냉각 롤과 성형 롤에 의해 필름을 닙하는(집는) 위치에서 측정한 것이다. 또한, 온도계로서는, 핸디 타입 디지털 온도계(치노(Chino)사제, 상품명: ND511-KHN)를 이용하고, 센서로서는, 표면 온도 측정용 센서(안류 케이키 사제(安立計器社製), 상품명 U- 161K-00-D0-1)를 이용했다.
다음에, 상술한 바와 같이 해서 프리즘 시트의 1주면에 형성된 프리즘 렌즈와, 상술한 도 6에 도시하는 프리즘 렌즈와의 형상을 비교했다. 그 결과, 열 가소성 수지를, 삼각형 모양의 프리즘의 렌즈 패턴의 정각(頂角) 부분까지 들어가게 할 수 없기 때문에, 소망(所望; desired)으로 하는 렌즈 형상을 얻을 수 없는 것을 알 수 있었다.
실시예 1
(R=3, K=-2, A=10-5, B, C…=인 경우)
도 9에, 실시예 1의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 이 렌즈 시트는, 조명광의 출사측에 유한한 초점 거리를 가지고, 또한 좌우 대칭인 고차의 비구면의 실린더리컬 렌즈체가 다수 연속해서 배열된 렌즈 시트이다. 비구면인 단면 형상은, 식 (1)을 만족시키는 Z=X2/(3+√(9+X2))+10-5X4로 표현된다.
이하, 도 9를 참조하면서, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향(側方向)에서 입사하는 광속(Ψ)에 대한, 실시예 1의 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다.
수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω)
우선, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω)에 대한 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 고차의 비구면인 실린더리컬 렌즈체가 다수 연속적으로 배열되어 있으므로, 렌즈 시트의 전방으로 광속(Ω)을 굴 절 투과시킬 수 있고, 종래의 프리즘 시트보다 정면 방위(方位)의 휘도 향상에 기여한다.
측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)
다음에, 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대한 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 비구면끼리의 접합점(B) 바로 아래의 가상광 기점(P)으로부터 출사해서 AB면에 입사하는 광속(Ψ)은, 대부분이 AB면에서 전반사하고, AC면에서 굴절 또는 전반사해서 되돌아오는 광 성분(R)으로 되므로, 제2차 투과광 성분(T2)으로서의 사이드로브 광의 발생에 기여할 확률을 감소할 수 있음과 동시에 정면 방위의 휘도 향상에 기여할 수 있다.
게다가 또, AC사이 측의 정점(A) 근방의 면에서도, 제1 전반사면(AB면)으로부터의 반사 광속에 대해서 법선 각도가 Z축에 대해서 얕은 각도를 형성하므로, 전반사해서 되돌아오는 광(R)으로 되는 효과를 낳는다(生出).
게다가 또, AC면에 입사하는 광속(Ψ)의 일부는, 곡면 형상(曲面形狀)으로 하는 것에 의한 굴절 효과에 의해서, 전방으로 배광된다.
게다가 또, 정점 부근의 곡면에서도, AB면으로부터의 반사 광속은, 종래의 프리즘 형상보다도 굴절 투과 효과가 높고, 전반사 효과까지 얻을 수 있다.
도 10은, 실시예 1의 렌즈 시트의 배광 특성을 도시한다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 실시예 1의 렌즈 시트에서는, 상술한 종래예의 프리즘 시트와 비교해서, 제2차 투과광 성분(T2)이 저감되고 있다.
이와 같이, 이 실시예 1의 렌즈 시트에서는, 상술한 수직 성분 방향으로부터 의 전면적인 전방으로의 굴절 투과 효과와, 측면 방향으로부터의 입사 광속에 대한 굴절 능력과 전반사 능력을 개량하는 것에 의해, 제1차 투과광을 증가시켜서 배광 분포를 전방 방향으로 유지(維持)한 채로 정면 휘도를 높일 수가 있다. 또, 제2차 투과광 성분(T2)을 억제해서 되돌아오는 광 성분(R)에의 기여를 증가시켜서 광을 유효하게 이용할 수 있으므로, 광의 이득 특성을 높일 수가 있다.
다음에, 상술한 바와 같이 해서 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달(toroidal) 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(3+√(9+X2))+10-5X4로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다. 즉, 열 가소성 수지를, 트로이달 렌즈체의 렌즈 패턴의 정점 부분까지 들어가게 할 수 있고, 소망으로 하는 트로이달 렌즈 형상이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
실시예 2
(R=5, K=-10, A=5×10-5, B, C…=0인 경우)
도 11, 실시예 2의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 이 렌즈 시트는, 조명광의 출사측에 하나의 유한한 초점 거리를 가지고, 또한 좌우 대칭인 고차의 비구면의 실린더리컬 렌즈체가 연속적으로 배열되어 있다. 이 비구면은, 식 (1)을 만족시키는 Z=X2/(5+√(25+9X2))+5×10-5X4로 표현된다.
이하, 도 11을 참조하면서, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대한, 실시예 2의 렌즈 시트의 작용 효과에 대해 서 설명한다.
도 11에 도시하는 바와 같이 단면 형상은, 도 9의 렌즈 시트의 단면 형상과 비교하면, 곡률이 큰 곡면으로 되고 광속(Ω)의 굴절 투과광의 퍼짐(넓어짐)은 변화를 받지만, 전방으로 배광한다. 또, AB면과 AC면과의 전반사 효과가 증가하므로 제2차 투과광 성분(T2)을 저감할 수가 있다. AC면의 투과 방향은, 법선 방향의 변화가 커지고, 입사 광속의 입사각이 얕아지므로, 굴절 효과는 저하하지만, 전방으로의 배광을 해치고(손상시키고) 있지 않다.
도 12에, 실시예 2의 렌즈 시트의 배광 특성을 도시한다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 실시예 2의 렌즈 시트에서는, 상술한 종래예의 프리즘 시트와 비교해서, 제2차 투과광 성분(T2)이 저감되고 있다.
다음에, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 제작하고, 이 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(5+√(25+9X2))+5×10-5X4로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다.
실시예 3
(R=1, K=-2, A=10-5, B, C…=0인 경우)
도 13에, 실시예 3의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 이 렌즈 시트는 조명광의 출사측에 하나의 유한한 초점 거리를 가지고, 좌우 대칭인 고차의 비구면의 실린더리컬 렌즈체가 연속적으로 배열되어 있다. 이 비구면 형상 은, 식 (1)을 만족시키는 Z=X2/(1+√(1+X2))+10-5X4로 표현된다.
이하, 도 13을 참조하면서, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대한, 실시예 3의 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 가상광 기점(O)으로부터 출사하는 광속(Ω)의 일부는 A 근방의 면에서는 전반사하고, 되돌아오는 광 성분(R)으로서, 정면 휘도를 보조적으로 향상할 수가 있다. 또, 가상광 기점(P)으로부터 출사하는 광속(Ψ)에 대한 전반사와 굴절 능력에 의해 되돌아오는 광 성분(R)으로서 이용할 수 있는 효율을 높여서 제2차 투과 광속 성분(T2)의 발생을 완화(緩和)한다.
도 14는, 실시예 3의 렌즈 시트의 배광 특성을 도시한 분포도이다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 실시예 3의 렌즈 시트에서는, 상술한 종래예의 프리즘 시트와 비교해서, 제2차 투과광 성분(T2)이 저감되고 있다.
다음에, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 제작하고, 이 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(1+√(1+X2))+10-5X4로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다.
실시예 4
(R=1, K=-2, A=10-5, B=0, C=2×10-5, D, E…=0인 경우)
도 15에, 실시예 4의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 이 렌즈 시트는, 조명광의 출사측에 하나의 유한한 초점 거리를 가지고, 또한 좌우 대칭인 고차의 비구면의 실린더리컬 렌즈체가 연속적으로 배열되어 있다. 이 비구면은, 식 (1)을 만족시키는 Z=X2/(1+√(1+X2))+10-5X4+2×10-5X6으로 표현된다.
이하, 도 15를 참조하면서, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대한, 실시예 4의 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 가상광 기점(O)으로부터 출사하는 광속(Ω)의 일부는 A 근방의 면에서는 전반사하고, 되돌아오는 광 성분(R)으로서, 정면 휘도를 보조적으로 향상할 수가 있다. 또, 가상광 기점(P)으로부터 출사하는 광속(Ψ)에 대한 전반사와 굴절 능력에 의해, 되돌아오는 광 성분(R)에 이용하는 효율을 높여서 제2차 투과 광속 성분(T2)의 발생을 완화할 수 있다.
도 16에, 실시예 4의 렌즈 시트의 배광 특성을 도시한다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 실시예 4의 렌즈 시트에서는, 상술한 종래예의 프리즘 시트와 비교해서, 제2차 투과광 성분(T2)이 저감되고 있다.
다음에, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 제작하고, 이 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(1+√(1+X2))+10-5X4+2×10-5X6으로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다.
실시예 5
(R=25, K=-2, A=5×10-5, B, C…=0인 경우)
도 17에, 실시예 5의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 도 18에, 실시예 5의 렌즈 시트의 시야 특성을 도시한다. 광을 출사하는 측의 면에 만들어진 실린더리컬 렌즈체의 단면은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 조명광의 출사측에 하나의 유한한 초점 거리를 가지는 비구면 단면 형상이다. 그 단면 형상은, R=25, K=-2, A=5×10-5, B, C…=0을 식 (1)에 대입해서 얻어지는 이하의 식에 의해 표현된다.
Figure 112006066759744-PCT00008
이하, 도 17을 참조하면서, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대한, 실시예 5의 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다.
수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω)
우선, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω)에 대한 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다. 실시예 5의 렌즈 시트에서는, 입사 광속(Ω)의 모두가 렌즈 시트의 전방으로 굴절 투과한다. 이것에 의해, 시트 정면 방위로의 배광 비율을 증가시킬 수 있다고 하는 효과를 얻을 수가 있다.
즉, 실시예 5의 렌즈 시트에서는, 그의 1주면에 만들어진 비구면 형상에 의해서 제1차 투과광의 모두를 전방으로 굴절 투과시킬 수 있으므로, 제1차 투과광의 특성을 개량할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수가 있다.
이것에 대해서, 상술한 종래예의 프리즘 시트에서는, 광속(Ω) 중 정각 근방에 입사하는 광속(Ω)의 일부는, 입사각이 임계각(臨界角)(θc)=sin-1(l/n)을 넘기 때문에, 전반사해서 되돌아오는 광으로 된다. 예를 들면, 시트재(材)가 폴리카보네이트(n=1. 59)인 경우, 임계각(θc)=38. 97°을 넘는 광속(Ω)은, 전반사해서 되돌아오는 광으로 된다. 또한, 이 되돌아오는 광 중 일부분은, 확산판 등에 의해 재차 프리즘 시트에 재입사해서 활용되게 된다.
측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)
다음에, 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대한 렌즈 시트의 작용 효과에 대해서 설명한다. 광속(Ψ) 중 일부분이 AB면에 의해 전반사하고, 이 전반사된 광속(Ψ)이, 제2차 투과광으로서 사이드로브 광의 발생에 기여할 확률을 감소하도록 해서, AC면에서 굴절 또는 전반사해서 되돌아오는 광으로 된다. 한편, AB면에 입사하는 광속(Ψ) 중 다른(他) 부분이, 사이드로브 광에 영향을 미치지 않고 시야각을 확대하는 투과광으로 되도록 굴절 투과한다.
여기서, AC면의 정점 근방에 주목(着目; interest, taking)하면, 실시예 5의 렌즈 시트에서는, AC면의 정점 근방에서는 법선이 Z축에 대해서 얕은 각도를 형성하고 있다. 따라서, AB면으로부터의 반사 광속(Ψ)을, AC면의 정점 근방에서 전반사해서 되돌아오는 광으로 할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수가 있다. 즉, 종래예의 프리즘 시트에서는, AB면에서 반사된 후에 AC면에 입사하는 광속(Ψ) 중, 정점(A) 근방에 입사하는 광속(Ψ)은, 사이드로브 광으로 되고 있었던데 대해서, 실시 예 5의 렌즈 시트에서는, AB면에서 반사된 후에 AC면에 입사하는 광속(Ψ) 중, 정점 A 근방에 입사하는 광속(Ψ)을, 전반사해서 되돌아오는 광으로 할 수가 있다.
또, 가상 기점(P)으로부터 AC면에 입사하는 광속(Ψ) 중, 접합점(C) 근방까지의 광속(Ψ)은, 곡면의 굴절 효과에 의해 전방 배광되므로, 시야각의 확대 효과를 얻을 수가 있다. 또, 본래 사이드로브 광으로 될 수 있는 측면방향으로의 광속인 접합점(C) 근방의 광속(Ψ)은, AC면을 굴절 투과해서 인접 비구면 측으로 재입사해서 되돌아오는 광으로 되므로, 사이드로브 광을 억제할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수가 있다.
이상에서 기술한 바와 같이, 수직 방향으로부터의 입사 광속(Ω)의 전면적인 전방으로의 굴절 투과 효과와, 측면방향으로부터의 입사 광속(Ψ)에 대한 굴절 능력, 전반사 능력 및 측면 배광의 되돌아오는 광 효과를 향상할 수가 있다. 이것에 의해, 제1차 투과광을 증가해서 배광 분포를 전방 방향으로 유지한 채 정면 휘도를 높일 수 있으며, 또 제2차 투과광을 억제하여 시야각의 확대 효과를 낳을 수 있으며, 또 되돌아오는 광에의 기여를 늘려서, 광의 유효 활용을 실현할 수가 있다(도 18 참조).
다음에, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 제작하고, 이 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(25+√(625+10X2))+5×10-5X4로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다.
실시예 6
(R=10, K=-41, A=6×10-5, B, C…=0인 경우)
도 19에, 실시예 6의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 도 20에는, 실시예 6의 렌즈 시트의 시야 특성을 도시한다. 광을 출사하는 측의 면에 만들어진 실린더리컬 렌즈체의 단면은, 도 19에 도시하는 바와 같이, 유한한 초점 거리를 가지는 비구면 단면 형상이다. 그 단면 형상은, R=10, K=-41, A=6×10-5, B, C…=0을 식 (1)에 대입해서 얻어지는 이하의 식에 의해 표현된다.
Figure 112006066759744-PCT00009
도 19 및 도 20으로부터, 실시예 6의 렌즈 시트에서는, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대해서, 상술한 실시예 5의 렌즈 시트와 거의 마찬가지 작용 효과를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
다음에, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 제작하고, 이 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(10+√(100+40X2))+6×10-5X4로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다.
실시예 7
(R=40, K=-201, A=6×10-5, B, C…=0인 경우)
도 21에, 실시예 7의 렌즈 시트의 XZ 단면을 일부 확대해서 도시한다. 도 22에는, 실시예 7의 렌즈 시트의 배향 특성을 도시한다. 광을 출사하는 측의 면에 만들어진 실린더리컬 렌즈체의 단면은, 도 21에 도시하는 바와 같이, 유한한 초점 거리를 가지는 비구면 단면 형상이다. 그 단면 형상은, R=40, K=-201, A=6×10-5, B, C…=0을 식 (1)에 대입해서 얻어지는 이하의 식에 의해 표현된다.
Figure 112006066759744-PCT00010
도 21 및 도 22로부터, 실시예 6의 렌즈 시트에서는, 수직 방향으로부터 입사하는 광속(Ω) 및 측면방향으로부터 입사하는 광속(Ψ)에 대해서, 상술한 실시예 5의 렌즈 시트와 거의 마찬가지 작용 효과를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.
다음에, 상술한 실시예 1과 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 제작하고, 이 렌즈 시트의 1주면에 형성된 트로이달 렌즈체와, 상술한 Z=X2/(40+√(1600+200X2))+6×10-5X4로 표현되는 트로이달 렌즈체와의 형상을 비교했다. 그 결과, 양자가 거의 동일한 형상을 가지는 것을 알 수 있었다.
또, 도 8, 도 18, 도 20 및 도 22에 도시하는 바와 같이, 종래예 및 실시예 5∼7에서, 정면 휘도에 대한 반값폭에 의한 시야각은 이하와 같이 된다.
종래예: 100°
실시예 5: 145°
실시예 6: 145°
실시예 7: 150°
따라서, 종래의 프리즘 시트에서는, 시야각이 100°정도이며, 시야각이 좁다고 하는 문제를 가지고 있었던데 대해서, 실시예 5∼7의 렌즈 시트에서는, 시야각이 150°정도이며, 시야각이 넓다고 하는 이점을 가지고 있다. 즉, 실시예 5∼7의 렌즈 시트에서는, 종래의 프리즘 시트에 비해서 시야각을 크게 향상할 수 있다고 하는, 뛰어난 효과를 얻을 수가 있다.
상술한 실시예 1∼4로부터, 식 (1)에서, 0〈R≤30, R-K≥5, -15〈K≤-1, 0〈A, B, C…〈10-3으로 하는 것에 의해, 이하의 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 즉, (1) 정면 방향으로 가장 높은 휘도로 할 수 있고, (2) 소정의 시야각 내의 방향에서 높은 휘도 분포를 실현할 수 있고, (3) 제2차 투과광을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 상술한 실시예 5∼7로부터, 식 (1)에서, R≥0, K〈-1, 0〈A〈10-3, 0≤B, C…〈10-3으로 하는 것에 의해 이하의 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다. 즉, (1) 정면 방향으로 가장 높은 휘도로 할 수 있고, (2) 소정의 시야각 내의 방향에서 높은 휘도 분포를 실현할 수 있고, (3) 제2차 투과광을 억제할 수 있고, (4) 시야각을 확대할 수 있다는 것을 알 수 있다.
다음에, 피크 휘도 분포에 의거하는, 선단 정점의 곡률 반경(R), 코닉 정수(K), 비구면 계수(A, B, C…)의 수치 범위에 관한 검토 결과에 대해서 설명한다.
실시예 8
(K=-1인 경우)
코닉 정수(K)=-1을 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 23에는, 코닉 정수(K)=-1인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
실시예 9
(K=-1. 5인 경우)
코닉 정수(K)=-1. 5를 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 24에는, 코닉 정수(K)=-1. 5인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
실시예 10
(K=-2인 경우)
코닉 정수(K)=-2를 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 25에는, K=-2인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
실시예 11
(K=-5인 경우)
코닉 정수(K)=-5를 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 26에는, K=-5인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
실시예 12
(K=-10인 경우)
코닉 정수(K)=-10을 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 27에는, K=-10인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
실시예 13
(K=-15인 경우)
코닉 정수(K)=-15를 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 28에는, K=-15인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
실시예 14
(K=-20인 경우)
코닉 정수(K)=-20을 대입한 상술한 식 (1)에 대해서, 선단 정점의 곡률 반경(R)과 비구면 계수(A)와의 변화에 따른 피크 휘도 분포를 구했다. 도 29에는, K=-20인 경우의 피크 휘도 분포를 도시한다.
다음에, 렌즈 시트의 이면 측에 만들어진 볼록부에 관한 검토 결과에 대해서 설명한다.
실시예 15
우선, 탄성 롤을 이하와 같이 해서 제작했다. Ni 도금에 의해 심리스의 통을 형성하고, 이 표면에 Cr 도금 처리를 행한 후, 0. 2S까지 연마하는 것에 의해, 두께 340미크론을 가지는 심리스의 통(이하, 플렉시블 슬리브)을 제작했다. 그리고, 이 플렉시블 슬리브의 외주면(外周面)을 스텐레스재(SUS재)에 의해 처리했다.
다음에, 후지 세이사쿠쇼제(不二製作所製)의 비즈 블러스트 처리기(處理機)에 의해, 소정의 입경(粒徑)(직경(直徑))을 가지는 유리 비즈를 플렉시블 슬리브에 대해서 박아넣고(打入; put into), 플렉시블 슬리브의 외주면에 대해서 오목볼록 형상을 형성했다. 또한, 박아넣는 각도는, 플렉시블 슬리브의 외주면의 수선(垂線)에 대해서 약 30°로 했다.
다음에, 냉각 매체를 통과시킬 수 있는 롤 위에 탄성체를 첩부하고, 그 위에 플렉시블 슬리브를 덮어씌워서, 탄성체와 플렉시블 슬리브 사이에 냉각수를 흐르게 할 수 있는 구성을 가지는 탄성 롤을 얻었다. 또한, 탄성체로서는, 경도 85도를 가지는 니트릴 고무(NBR)를 이용하고, 그의 두께는 20㎜로 했다. 또, 탄성 롤의 직경(ψ)은 260㎜, 면길이(성형 롤의 폭)는 450㎜ 로 했다.
그리고, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 탄성 롤을 압출 시트 정밀 성형 장치에 취부(取付: attach)하고, 이하와 같이 해서 렌즈 시트를 제작했다.
우선, 폴리카보네이트 E2000R(미쓰비시 엔지니어링 플라스틱 사제(社製)를 T 다이로부터 연속 토출시켜서, 성형 롤 및 탄성 롤에 의해 닙한(집은) 후, 성형 롤에 휘감기게 했다. 또한, 성형 롤의 표면 온도는 Tg+35℃로 보존유지하고, 탄성 롤(14)의 표면 온도는 75℃로 보존유지했다. 여기서, Tg는, 폴리카보네이트 수지의 유리 전이 온도이다.
그 후, 냉각 롤에 의해 성형 롤로부터 시트를 박리했다. 또한, 냉각 롤의 표면 온도는 115℃로 보존유지했다. 또, 인취기의 속도는 7m/min으로 했다. 이상에 의해, 표면에 실린더리컬 렌즈체가 만들어지고, 이면에 볼록부가 만들어진 두께 220㎛의 렌즈 시트를 얻었다.
상술한 성형 롤 및 탄성 롤의 표면 온도는, 이들 롤 표면에 센서를 접촉시키고, 수지의 열의 영향을 받기 어려운 닙 바로앞의 위치에서 측정한 것이다. 또, 냉각 롤의 표면 온도는, 냉각 롤의 표면에 센서를 접촉시키고, 이 냉각 롤과 성형 롤에 의해 시트를 닙하는(집는) 위치에서 측정한 것이다. 또한, 온도계로서는, 핸디 타입 디지털 온도계(치노 사제(社製), 상품명: ND511-KHN)를 이용하고, 센서로서는, 표면 온도 측정용 센서(안류 케이키 사제, 상품명 U-161K-00-D0-1)를 이용했다.
실시예 16∼25
각 실시예마다 입경(직경)이 다른(異) 유리 비즈를 이용하여 플렉시블 슬리브의 외주면에 대해서 오목볼록 형상을 형성하고, 이 플렉시블 슬리브를 구비한 탄성 롤에 의해 시트의 이면 측을 성형하는 이외의 것은, 상술한 실시예 1과 모두 마찬가지로 해서 렌즈 시트를 얻었다.
다음에, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 실시예 16∼25의 렌즈 시트의 이면 측에 만들어진 볼록부의 개수(個數), 볼록부의 간격, 십점 평균 거칠음, 1% 면적에 달(達)하는 볼록부의 높이, 동마찰 계수(動摩擦係數), 정면 휘도 상대값, 접동 시험, 및 외관 번짐의 평가를 행했다.
볼록부의 개수의 평가
렌즈 시트의 이면을 3차원 형상 측정기(코사카 세이사쿠쇼제(小坂製作所製), 상품명: E4100)로 측정했다. 그리고, 측정된 표면 형상을, 최소 제곱법(最小二乘 法)에 의해 측정 사면의 기울기 연산·보정을 행하여 평균 중심면(JIS B0601-1994)을 얻었다. 그 후, 이 평균 중심면으로부터 0. 20㎛ 이상의 높이를 가지는 볼록부의 개수를 산출했다.
볼록부의 간격의 평가
상술한 평균 중심면으로부터 0. 2㎛의 높이를 가지는 볼록부의 평균 간격을 구했다.
십점 평균 거칠음의 평가
또, 상술한 평균 중심면으로부터의 최대 높이 5점(点)과 최대 골짜기 높이(谷高) 5점과의 차분(差分)을 평균화하고, 십점 평균 거칠음(SRz)을 산출했다.
1% 면적에 달하는 볼록부의 높이의 평가
어떤(certain, arbitrary) 중심면의 법선 방향으로부터의 투영 범위에서, 볼록부를 중심면과 평행하게 절단한 단면(斷面)의 총면적의 비율이, 투영 면적에 대해서 1%일 때의 중심면에서 절단면까지의 높이를 구했다. 1000㎛×500㎛의 범위에서, 단면적이 면적비 1%(5000㎛2)에 달할 때의 높이를 구했다.
동마찰 계수의 평가
표면 측정기(신토 카가쿠(주)제(新東科學(株)製), 상품명: Type-22)를 이용하여, 하중 200g에서 접동 대상(對象)으로 한 게이와제(惠和製)의 확산 시트 BS702에 대한 렌즈 시트 이면 측의 마찰을 측정했다.
정면 휘도 상대값의 평가
실기(實機) 특성을 평가하기 위해서, 소니제(製)의 시판(市販)의 19인치 TV(television)에 렌즈 시트를 장착(裝着)했다. 구체적으로는, 냉음극 형광관(冷陰極螢光管)(CCFL)을 격납(格納; contain, accommodate)한 유닛 위에, 광의 혼합·얼룩(unevenness, irregularity) 없앰(消)을 목적으로 하는 확산판, 실시예의 렌즈 시트를 순차(順次) 장착해서 백라이트 시스템으로 하고, 이 백라이트 시스템 위에 액정 패널을 장착해서 액정 표시 장치를 얻었다. 그리고, 이 액정 표시 장치의 정면 휘도를 코니카미놀타 사제(社製)의 CS-1000에 의해 측정했다.
그리고, 이면 측에 대한 볼록부의 형성을 생략하는 이외의 것은 실시예와 마찬가지로 해서 제작된 렌즈 시트를 마찬가지로 소니제의 시판의 19인치 TV에 장착해서 액정 표시 장치를 얻고, 이 액정 표시 장치의 정면 휘도를 코니카미놀타 사제의 CS-1000에 의해 측정했다.
그리고, 후자(後者)의 액정 표시 장치의 정면 휘도를 기준으로 해서, 전자(前者)의 액정 표시 장치의 정면 휘도의 상대값을 구했다.
접동 시험에 의한 평가
표면 측정기(신토 카가쿠(주)제, 상품명: Heidon Type-22)를 이용하여, 렌즈 시트의 이면과 확산판(MS 수지)과의 접동 시험을 행했다. 또한, 하중은 200g, 접동 회수는 100회(回) 왕복으로 했다. 그리고, 시판의 사진 네가티브 관찰용의 백라이트 유닛 너머(越)로(유닛을 통해서) 접동면의 상처 자국(傷跡)을 관찰하고, 그 상처의 정도를, (1) 상처가 조금 있다, (2) 상처가 일부분에 있다, (3) 상처가 전체적으로 있다의 3단계(段階)에 의해 평가했다.
외관 번짐의 평가
상술한 정면 휘도 상대값 평가의 경우와 마찬가지로 해서, 소니제의 시판의 19인치 TV에 렌즈 시트를 장착해서 액정 패널을 관찰했을 때에, 외관상 번짐 상태(휘도 얼룩)가 관찰되는지 여부를 목시(目視; visual inspection; 육안 관찰)로 관찰 방향을 바꾸면서 확인했다.
실시예 26∼36
성형면이 경면 모양(鏡面狀)인 성형 롤을 준비하고, 이 성형 롤을 이용하여 렌즈 시트를 제작하는 이외의 것은 상술한 실시예 16∼25와 모두 마찬가지로 해서, 표면 측에 렌즈가 만들어지지 않고, 이면 측에 오목볼록 형상이 만들어진 렌즈 시트를 얻었다.
헤이즈의 평가
그리고, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 실시예 26∼36의 렌즈 시트의 헤이즈(흐려짐도)를, 헤이즈미터(무라카미 시키사이 사제(村上色彩社製), 상품명: HM-150)를 이용하여 측정했다.
평균 경사 구배의 평가
또, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 실시예 26∼36의 렌즈 시트의 평균 경사 구배를 구했다.
평균 경사 구배는, 거칠음 곡선의 중심 위에 직교 좌표축 X, Y축을 두고 중심면에 직교하는 축을 Z축으로 하고, 거칠음 곡면을 f(x, y), 기준면의 크기를 Lx, Ly로 했을 때, 이하의 식으로 주어진다.
Figure 112006066759744-PCT00011
도 30 및 도 31에, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 평가 결과를 도시한다. 또한, 접동 시험의 판정 결과 란(欄)의 숫자는 이하의 판정 결과를 나타낸다.
1 : 상처가 전체적으로 있다 2 : 상처가 일부분에 있다 3 : 상처가 조금 있다
도 32는, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 개수와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 33은, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 개수와 외관 번짐과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 34는, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 간격과 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 35는, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 간격과 접동 시험 결과와의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 36은, 0. 2㎛ 이상의 볼록부의 간격과 외관 번짐과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 37은, 십점 평균 거칠음(SRz)과 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 38은, 십점 평균 거칠음(SRz)과 접동 시험 결과와의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 39는, 볼록 면적(凸面積) 1%시의 높이와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 40은, 볼록 면적 1%시의 높이와 접동 시험 결과와의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 41은, 헤이즈와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 42는, 평균 경사 구배와 휘도 상대값과의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 30∼도 41의 평가 결과로부터 이하의 것을 알 수 있다.
볼록부의 개수의 평가 결과
외관 번짐의 평가 결과로부터(도 33 참조), 볼록부의 밀도를 70개/㎟ 이상으로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 만들어진 확산판의 평면 부분과의 간섭(干涉)에 의한 외관 번짐을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 정면 휘도 상대값의 평가 결과로부터(도 32 참조), 볼록부의 밀도를 400개/㎟ 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 볼록부를 만드는 것에 의한 액정 표시 장치의 휘도 저하를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
볼록부의 간격의 평가 결과
정면 휘도 상대값의 평가 결과로부터(도 34 참조), 볼록부의 평균 간격을 50㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 볼록부를 만드는 것에 의한 액정 표시 장치의 휘도 저하를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 접동 시험의 평가 결과 및 외관 번짐의 평가 결과로부터(도 35 및 도 36 참조), 볼록부의 평균 간격을 120㎛ 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면에 의해 확산판 표면에 상처가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 렌즈 시트의 이면 측에 만들어진 확산판의 평면 부분과의 간섭에 의한 외관 번짐을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.
십점 평균 거칠음의 평가 결과
접동 시험의 평가 결과 및 외관 번짐의 평가 결과로부터(도 30 및 도 38 참조), 볼록부의 십점 평균 거칠음(SRz) 값을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면에 의해 확산판 표면에 상처가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 렌즈 시트의 이면 측에 만들어진 확산판의 평면 부분과의 간섭에 의한 외관 번짐을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 정면 휘도 상대값의 평가 결과로부터(도 37 참조), 볼록부의 십점 평균 거칠음(SRz)을 15㎛ 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 볼록부를 만드는 것에 의한 액정 표시 장치의 휘도 저하를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
1% 면적에 달하는 볼록부의 높이의 평가 결과
접동 시험의 평가 결과 및 외관 번짐의 평가 결과로부터(도 30 및 도 40 참조), 볼록부 면적의 볼록부 1%시의 높이를 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면에 의해 확산판 표면에 상처가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 렌즈 시트의 이면 측에 만들어진 확산판의 평면 부분과의 간섭에 의한 외관 번짐을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 정면 휘도 상대값의 평가 결과로부터(도 39 참조), 볼록부 면적의 볼록부 1%시의 높이를 7㎛ 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 볼록부를 만드는 것에 의한 액정 표시 장치의 휘도 저하를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
헤이즈의 평가 결과
정면 휘도 상대값의 평가 결과로부터(도 41 참조), 렌즈 패턴을 형성하지 않는 상태에서 렌즈 시트의 흐려짐도를 60% 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 볼록부를 만드는 것에 의한 액정 표시 장치의 휘도 저하를 억제할 수 있고, 렌즈 패턴을 형성하지 않는 상태에서 렌즈 시트의 흐려짐도를 20% 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 이면 측에 볼록부를 만드는 것에 의한 액정 표시 장치의 휘도 저하를 더욱더 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
평균 경사 구배의 평가 결과
정면 휘도의 평가 결과로부터(도 42 참조), 렌즈 패턴을 형성하지 않는 상태에서 평균 경사 구배(δa)를 0.25(rad) 이하로 하는 것에 의해, 렌즈 시트의 휘도 저하를 억제할 수 있다는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 렌즈 시트의 이면에 볼록부를 만드는 것에 의해, 휘도를 손상시키지 않고, 외관 번짐의 개선이나 접동 특성 등의 기계 특성의 개선을 할 수가 있다. 외관 번짐의 경감은, 볼록부에 의한 확산판에의 첩부가 방지되었기 때문이라고 생각된다. 또, 접동 시험 특성의 개선은, 볼록 성분에 의해 접동시의 마찰이 저감되었기 때문이라고 생각된다.
본 발명은, 상술한 본 발명의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위내에서 여러가지 변형이나 응용이 가능하다 . 예를 들면, 도광판(導光板)의 상부에 배치해서 마찬가지의 정면 휘도의 향상 효과를 얻을 수가 있다.
또, 예를 들면, 액정을 이용하는 디스플레이 내(內)에서, 백라이트의 도광판으로부터의 출사측 면에 렌즈 시트를 배치하더라도, 혹은 액정 패널의 입사측 앞부(前部)에 렌즈 시트를 배치하더라도 마찬가지 효과를 얻을 수가 있다.
또, 상술한 1실시 형태에서는, 1매(枚)의 렌즈 시트를 백라이트 및 액정 표시 장치에 구비하는 경우를 예로서 설명했지만, 복수매의 렌즈 시트를 구비하도록 해도 좋다.
또, 백라이트(1)는, 상술한 1실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 도광판, 또는 EL(Electro Luminescence) 발광면, 면발광 CCFL(냉음극 형광관), 그 밖의 광원의 위쪽에, 렌즈 시트(14)를 구비한 구성으로 해도 좋다. 이 경우에도, 상술한 1실시 형태와 마찬가지의 정면 휘도 향상 효과를 얻을 수가 있다.
상술한 1실시 형태에서는, 용융 압출법에 의해, 렌즈 시트를 제작하는 경우에 대해서 설명했지만, 열 프레스법에 의해 렌즈 시트를 제작하도록 해도 좋다. 예를 들면, 프레스판의 이면을 성형하는 면에 대해서, 시판의 비즈 블러스트, 샌드 블러스트기(機)를 이용함과 동시에, 입자(粒)의 종류, 입경 및 쇼트 속도를 변화시키는 것에 의해 오목볼록 형상을 제작한다. 이와 같이 해서 얻어진 프레스판과, 실린더리컬 렌즈체를 성형하기 위한 오목볼록 형상이 만들어진 프레스판을 이용하여, 열 가소성의 수지를 진공 열 프레스함으로써, 렌즈 시트를 얻을 수가 있다.
용융 압출법에 의한 렌즈 시트의 제조 방법을 이하에 보다 구체적으로 나타낸다.
우선, 후지 세이사쿠쇼제의 비즈 블러스트 처리기에 의해, 예를 들면 두께 t=1㎜를 가지는 시판의 SUS재 판(板)에 유리 비즈의 입경을 박아넣고, 렌즈 시트의 이면 측을 성형하기 위한 프레스 플레이트를 제작한다. 이 때, 박아넣는 각도는, 예를 들면 SUS재 판의 수직 방향에서 약 30°의 각도로 설정된다.
다음에, 예를 들면 폴리카보네이트 등으로 이루어지는 두께 t=200㎛ 로 되는 시트를, 상술한 바와 같이 해서 얻어진 프레스 시트와, 렌즈 패턴이 만들어진 금형과의 사이에 끼워넣고(挾入; sandwiched between, interposed between), 예를 들면 진공 열 프레스기로 170℃×10㎏/㎠에서 10분간 프레스 성형하고, 상온까지 냉각한다. 이것에 의해, 목적으로 하는 렌즈 시트가 얻어진다.
또, 상술한 1실시 형태에서는, 탄성 롤(24)의 원기둥면에 볼록부(16)를 만들어서, 렌즈 시트(14)의 이면에 볼록부(16)를 형성하는 경우를 예로서 나타내었지만, 탄성 롤(24)의 원기둥면의 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 렌즈 시트(14)의 이면을 평면 모양(平面狀)으로 하는 경우에는, 탄성 롤(24)의 원기둥면을 경면 모양으로 해도 좋다.
또, 상술한 1실시 형태에서, 렌즈 시트(14)에의 상처 입힘(傷付; scratch)을 방지하기 위해서 프로텍트(protect) 시트를 액정 표시 장치에 더 구비하도록 해도 좋다. 이 프로텍트 시트의 1주면은 평면 모양으로 되고, 다른 주면은 렌즈 시트(14)의 이면과 마찬가지로 볼록부가 만들어진 오목볼록 모양으로 된다. 프로텍트 시트의 한쪽면(片面)에만 볼록부를 형성하는 경우에는, 이 볼록부가 만들어진 측의 면이 광원(12)과 대향하도록 해서 프로텍트 시트는 액정 표시 장치에 만들어진다. 또한, 프로텍트 시트의 양면에 볼록부를 만들도록 해도 좋다. 이 프로텍트 시트는, 예를 들면 렌즈 시트(14) 와 반사형 편광판(18) 사이에 만들 수가 있다. 또, 반사형 편광판(18) 대신에 프로텍트 시트를 구비하도록 해도 좋다.
본 발명은 광의 지향성을 높일 수 있는 광학 시트, 그것을 구비한 백라이트 및 액정 표시 장치에 관한 기술분야 등에 이용가능하다.

Claims (13)

  1. 고차(高次)의 비구면(非球面)을 가지는 실린더리컬 렌즈체(體)(Cylindrical lens body)가 1주면(一主面)에 연속해서 열(列; array)을 이루도록 만들(設; provide)어진 광학(光學) 시트에 있어서,
    상기 광학 시트의 법선(法線) 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 상기 실린더리컬 렌즈체의 열 방향으로 X축을 취했을 때, 상기 실린더리컬 렌즈의 단면 형상(斷面形狀)이, 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
    Figure 112006066759744-PCT00012
    (단, R은 선단 정점(先端頂点)의 곡률 반경이며, K는 코닉(conic) 정수(定數)이며, A, B, C…은 비구면 계수(係數)이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곡률 반경(R), 코닉 정수(K) 및 비구면 계수(A, B, C…)가 이하의 수치(數値) 범위를 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
    Figure 112006066759744-PCT00013
  3. 제1항에 있어서,
    상기 곡률 반경(R), 코닉 정수(K) 및 비구면 계수(A, B, C…)가 이하의 수치 범위를 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
    Figure 112006066759744-PCT00014
  4. 제1항에 있어서,
    상기 곡률 반경(R), 코닉 정수(K) 및 비구면 계수(A, B, C…)가 이하의 수치 범위를 만족시키는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
    Figure 112006066759744-PCT00015
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면(他主面)에는, 평균 중심면(平均中心面)으로부터 0. 20㎛ 이상의 높이를 가지는 볼록부(凸部; convex section)가 더 만들어지고,
    상기 볼록부의 밀도가 70개(個)/㎟ 이상 500개/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 평균 중심면으로부터 0. 20㎛ 이상의 높이를 가지는 볼록부가 더 만들어지고,
    상기 볼록부의 평균 간격이 50㎛ 이상 120㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
    상기 볼록부는, 실린더리컬 렌즈체를 형성하지 않는 상태에서 상기 광학 시트의 흐려짐도(曇度; blooming degree, fogging degree)가 60% 이하로 되도록 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
    상기 볼록부는, 실린더리컬 렌즈체를 형성하지 않는 상태에서 상기 광학 시트의 흐려짐도가 20% 이하로 되도록 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
    상기 볼록부의 십점 평균 거칠음(十点平均粗)(SRz)이, 1㎛ 이상 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
    상기 볼록부 면적(凸部面積)의 볼록부 1%시(時)의 높이가 1㎛ 이상 7㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 실린더리컬 렌즈체가 만들어진 1주면과는 반대측의 다른 주면에는, 볼록부가 더 만들어지고,
    상기 볼록부가 만들어진 측의 면의 평균 경사 구배(平均傾斜句配)가, 0. 25 이하인 것을 특징으로 하는 광학 시트.
  12. 조명광을 출사(出射; exit)하는 광원(光源)과,
    상기 광원으로부터 출사된 조명광의 지향성(指向性)을 높이는 광학 시트
    를 구비하고,
    상기 광학 시트의 조명광의 출사측에는,
    고차의 비구면을 가지는 실린더리컬 렌즈체가 연속해서 열을 이루도록 만들어지고,
    상기 광학 시트의 법선 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 상기 실린더리컬 렌즈체의 열 방향으로 X축을 취했을 때, 상기 실린더리컬 렌즈의 단면 형상이, 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 백라이트.
    Figure 112006066759744-PCT00016
    (단, R은 선단 정점의 곡률 반경이며, K는 코닉 정수이며, A, B, C…은 비구면 계수이다.)
  13. 조명광을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 조명광의 지향성을 높이는 광학 시트와,
    상기 광학 시트로부터 출사된 조명광에 의거하여 영상을 표시하는 액정 패널
    을 구비하고,
    상기 광학 시트의 조명광의 출사측에는,
    고차의 비구면을 가지는 실린더리컬 렌즈체가 연속해서 열을 이루도록 만들어지고,
    상기 광학 시트의 법선 방향에 평행하게 Z축을 취하고, 상기 실린더리컬 렌 즈체의 열 방향으로 X축을 취했을 때, 상기 실린더리컬 렌즈의 단면 형상이, 이하의 식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
    Figure 112006066759744-PCT00017
    (단, R은 선단 정점의 곡률 반경이며, K는 코닉 정수이며, A, B, C…은 비구면 계수이다.)
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