TW201030383A - Optical sheet for LCD device and backlight unit using the same - Google Patents

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TW201030383A
TW201030383A TW99102005A TW99102005A TW201030383A TW 201030383 A TW201030383 A TW 201030383A TW 99102005 A TW99102005 A TW 99102005A TW 99102005 A TW99102005 A TW 99102005A TW 201030383 A TW201030383 A TW 201030383A
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Taiwan
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crystal display
display device
optical sheet
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TW99102005A
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English (en)
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Keiichi Osamura
Toshiro Kobayashi
Motohiko Okabe
Yutaka Mineo
Kenichi Harada
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Jiro Corporate Plan Inc
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Description

201030383 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 • 本發明係關於一種具有聚光、光擴散、使光線朝法線 方向變角等各種機能,特別是適用於液晶顯示裝置用背光 單元之光學片,及使用其之背光單元。 【先前技術】 ❹ 液晶顯示裝置,係普遍採用自背面照射液晶層之背光 方式,液晶層之下面側裝有邊光型(側光型)、直下型等之背 光單元。該邊光型之背光單元10,一般而言係如圖3(a)所 示’具備:作為光源之棒狀燈源丨丨、以端部沿著該燈源i j 的方式進行配置的方形板狀之導光板12、積層於該導光板 • 12表面侧之複數片光學片13。該光學片13,係具有折射、 光擴散等特定之光學機能,具體而言係具備以下等之元 件:(1)微透鏡片14,係配設於導光板12之表面側,主要 ❹具有光擴散機能與聚光機能;(2)稜鏡片15,係配設於微透 鏡片14之表面側,主要具有朝法線方向側折射的機能。 以下對該背光單元10之機能加以說明,首先,自燈源 11入射至導光板12之光線,被導光板12背面的反射點或 反射片(未圖示)以及各側面所反射,而於導光板12表面出 射。自導光板12出射之光線,入射至微透鏡片14,於表面 所設之微透鏡界面擴散、出射。然後,從微透鏡片Μ出射 之光線’入射至稜鏡片15’藉由形成於表面上之稜鏡部Μ 而在大致正上方向作為顯示蜂值之分布的光線而出射。背 201030383 光單元10,如上所述,係使自燈源11出射之光線藉由光學 片13加以擴散,在大致正上方向顯示出峰值的方式進行折 射,進而照明於上方未圖示之液晶層整面。 此外雖未圖示,考量到上述導光板12的導光特性與光 學片13的光學機能等,亦有配設更多微透鏡片與稜鏡片等 之光學片13的背光單元。 上述以往之微透鏡片14, 一般而言係如圖3(b)所示, 於表面具備有由複數個微透鏡所構成之微透鏡陣列17,於 背面具有平面形狀(例如,參考日本專利特開2004— i9i6n 〇 號公報等)。設置於上述微透鏡片表面之該微透鏡界面中, 自燈源發射之光線係朝正面侧聚光、擴散、朝法線方向側 變角等。
然而,該微透鏡片之聚光、光擴散、變角等光學機能, 係因表面形狀以及折射率而定,故對於提升機能有一定的 限界。特別是,直下型背光中,在光學片的光擴數機能不 充分的情況下’燈源影像的消去效果較小,故有燈源影像 出現在液晶晝面表面之缺點。因此,以往之背光單元1〇, 儘管昂責且操作困冑,仍有必要具備複數片之光學片。如 上料具備複數片之光學片的情形,㊉了有液晶顯示裝置 之免度降低之缺點,亦妨礙m單元的薄型化。 先前技術文獻 2004 — 19161 1 號公報 [專利文獻1 ]日本專利特開 【發明内容】 4 201030383 發明所欲解決之課題 本發明有鑑於該等缺點,其目的在於提供一種液晶顯 ,示裝置用光學#,及使用纟之背光單元;$液晶顯示裝置 用光學片,其光學機能、特別是光擴散機能格外優異;該 背光單元,其增進視野角的最佳化、燈源影像的去除、薄 型化專品質的提升。 用以解決課題之手段 鲁 用以解決上述課題之發明,係—種液晶顯示裝置用光 學片,係於表面具有微透鏡陣列,其特徵在於: 於背面具有細微的凹凸形狀; 該背面之表面粗度Ra(算數平均粗度)為15私爪以上 4 · 〇以m以下。 該液晶顯示裝置用光學片,除了表面的微透鏡陣列以 外,係於背面以表面粗度Ra(算數平均粗度)為i 以上 4.0 μ m以下的方式形成細微的凹凸形狀。因此,即使於液 ❷晶顯示裝置用光學片背面的界面,可藉由該凹凸形狀對來 自背光的光線加以折射、擴散等。於上述凹凸形狀與可見 光波長(360nm〜750nm)之關係上,在具有該波長數倍大小 的細微凹凸形狀之界面可最有效地使光線擴散。因此,該 液晶顯示裝置用光學片,於表裏兩面之界面可將來自背光 =光線加讀射、擴散,可將錢散錢等之光學機能進 ' 步提间此外,依照該液晶顯示裝置用光學片,藉由表 裏兩面之界面之折射來使光線折射、擴散,故可將液晶顯 裝置用光子片中光線的損失抑制在最小限度,而提高光 201030383 穿透率。 構成上述微透鏡陣列的微透鏡之平均半#,可為 以上90#m以下。藉由該液晶顯示裝置用光學片,因微透 鏡具有上述範圍之平均半徑,可使光擴散等之光學機能進 一步提升,可簡單且確實地調控該光學機能。 該液晶顯示裝置用光學片之背面之表面粗度Ra,可為 該微透鏡之平均半徑的i/50以上1/2以下。藉由背面之 表面粗度與微透鏡之半徑的比位於上述範圍之該液晶顯示 裝置用光學片,因背面之細微凹凸形狀與表面之微透鏡的 相乘效果,可進一步提升光擴散效果。 該液晶顯示裝置用光學片之背面之表面粗度,Rz(十點 平均粗度)與Ra的比(Rz/Ra),可為α±4〇以下。因背 面之細微的凹凸形狀係以整趙上大致均句的方式形成,使 Rz/Ra成為上述範圍,可減少背面凹凸的不均,故可 該液晶顯示裝置用光學片的光擴散性,且可提升面均勻性。 該液晶顯不裝置用光學片,其 #。哕氺與Η 1 u 、了以相同材質一體成 形該光予片如上所述藉由相同材質一體成形, 部不會產生光的折射或散亂,而將光線的損失抑制 限度,故可提升光穿透率以及亮度。 上述微透鏡陣列中之微透鏡的配設圖案,較 角形格子圖案或隨機圖案。該正三角形格子 =- 微透鏡更緊密地配設,故該液晶顯Mi I 可將 充塡率可簡單地提升,$光、光擴 ^的透鏡 提高。此外,藉由以隨機圖案的方式配設會格外地 做還鏡,於該液 201030383 晶顯示裝置用光學片與其他光學構件重合之際可減低疊纹 的產生。 上述凹凸形狀的配設圖案,較佳為隨機圖案。藉由將 凹凸形狀以隨機圖案的方式配設,可進一步提升該液晶顯 示裝置用光學片的背面的光擴散性。此外,因採用隨機圖 案故可簡單地於工業上形成凹凸形狀。 該液晶顯示裝置用光學片,係可藉由擠製片成形法而 Φ形成(該擠製片成形法係使用於表面具有該微透鏡陣列之反 轉形狀之壓紋輥、以及與該壓紋輥平行配置且於表面具有 該微凹凸形狀之反轉形狀之壓紋輥)。藉由該手段,可簡單 且高精度地形成於具有特定之微透鏡陣列以及凹凸形狀之 光學片’並可簡單地利用同一材質加以一體成形。 因此,在將自燈源發射之光線分散引導至該表面侧之 液晶顯示裝置用背光單元中’藉由具備光學機能、特別是 光擴散機能以及其控制機能格外優異之該液晶顯示裝置用 參光學片’品質可因亮度的統一化以及高度化而提升。 此處,所謂液晶顯示裝置用光學片之「表面」以及「背 面」’意指於液晶顯示裝置之背光單元上具備有通常之液 晶顯示裝置用光學片時,面向表側(液晶層側)之面作為「表 面」;其相對側(導光板側)之面作為「背面」。所謂「微透 鏡」’意指含有凸透鏡以及凹透鏡之概念。所謂「正三角 形格子圖案」,意指表面被區分為同一形狀之正三角形, 於該正三角形之各頂點配設有微透鏡之圖案。 發明效果 7 201030383 如以上之說明,依據本發明之液晶表示用光學片,其 光學機能'特別是光擴散機能格外優異,並可簡單且確實 地控制該光學機能。此外,使用該液晶顯示裝置用光學片 之背光’可增進視野角的最佳化、燈源影像的去除、薄型 化等品質的提升,以及低成本化。 【實施方式】 以下’一邊參照適當圖式,一邊詳細說明本發明之實 施形態。 圖1之液晶顯示裝置用光學片1,係具備基材2、於該 基材2表面所形成之微透鏡陣列3、以及於基材2背面所形 成之凹凸形狀4。 基材2,因必須使光線透過,故係由透明、特別是由無 色透明的合成樹脂所形成。作為基材2所用之合成樹脂, 並無特別限定,例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚蔡二 甲酸乙二酯'丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烴、 乙酸纖維素、耐候性氣乙烯、放射線硬化型樹脂等。其中, 較佳為對於微透鏡陣列3以及凹凸形狀4之成形性優異之 紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等放射線硬化型樹 脂或聚碳酸酯、聚稀烴等熱可塑性樹脂。 基材2的厚度(平均厚度)並無特別限定,例如為10 " m 以上500"m以下,較佳為35"m以上25〇^mu下特佳 為50# m以上188# m以下。基材2的厚度若低於上述範 圍,則背光單元等暴露於熱時會容易發生彎曲而產生難 201030383 以使用等缺點。相對地,基材2的厚度若超出上述範圍, 則有時液晶顯示裝置的亮度會降低,此外背光翠元的厚度 會變大而不符合液晶顯示裝置薄型化的需求。 %成基材2之聚合物樹脂中亦可含有微小無機 劑。如上所述藉由於基材2中含有微小無機充填劑,可提 升基材2進而液晶顯示裝置用光學片^耐熱性。作 «微小無機充塡劑之無機物並無特別㈣,較佳為益機 ❹乳化物。該無機氧化物,係定義為各種含氧金屬化合物, 其金屬元素透過主要為與氧原子鍵結而構成3維網狀社 構。作為構成無機氧化物之金屬元素,例如較 、 =表厂族〜第6族之元素,更佳為選自元素周期: 第族〜第5族之元素。特別是以選自si、八卜η以及☆ 金屬元素為以之膝體二氧化”於财熱r k升效果以及均句分散性方面最適於作為微小無機 劑。此外,微小無機充塡劑的形狀可為球狀、針狀 、 ❹鱗片狀、破碎狀等任意的粒子形狀,並無特別限定。、 作為微小無機充㈣k平均粒子㈣下限 5—特佳為10nm。另一方面,作為微小 佳: 均粒子徑的上限,較佳為 ”、 '之、’ 微小無機充填劑之平佳為25nm°其理由在於, 機充塡劑的表面圍’則微小無 平均粒子徑若超 趣凝集等’相反地’ 濁,基材短波長影響而產生白 基材2的相性會降低,㈣響穿透率。 此外,基材2中可含有抗靜電劑。如上所述藉由混練 9 201030383 有抗靜電劑之聚合物樹脂來形成基材2,該液晶顯示農置用 光學片1可表現抗靜電效I,防止吸附雜質或+易與其他 光學片等重合等因帶有靜電所產生之缺點。此外,若將抗 靜電劑塗佈於表面,則雖會產生表面黏稠或污$,但如上 所述藉由於基材2中混練抗靜電劑可減低其弊害。作為該 抗靜電劑並無特別限定,例如可使用烷基硫酸鹽、烷基磷 酸鹽等陰離子系、抗靜電劑;帛四錄鹽、㈣琳化合物等陽 離子系抗靜電劑:¾乙二醇系、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂 酸酯、乙醇胺類等非離子系抗靜電劑、聚丙烯酸等高分子 系抗靜電劑等。其中,較佳為抗靜電效果比較的大的陽離 子系抗靜電劑’少量添加即可發揮抗靜電效果。 此外,基材2令可含有紫外線吸收劑。藉由形成含有 上述紫外線吸收劑之基材2,可賦予該液晶顯示裝置用光學 片1阻隔紫外線的機能,可將來自背光單元之燈源發射之 微量紫外線加以阻隔,防止紫外線對液晶層的破壞。 亦可使用紫外線安定劑(含有於分子鏈結合有紫外線安 定基之基材聚合物),來取代上述紫外線吸收劑,或與紫外 線吸收劑同時使用。藉由該紫外線安定劑,可使紫外線所 產生之自由基、活性氧等去活化,以提升紫外線安定性、 耐候性等。作為該紫外線安定劑,可較佳使用對紫外線具 有冋女疋性之受阻胺(hindered amine)系紫外線安定劑。此 外’藉由併用紫外線吸收劑與紫外線安定劑,可防止紫外 線所造成之劣化以及使耐候性格外地提高。 微透鏡陣列3 ’係由具有大致相同直徑之多數個微透鏡 201030383 5所構成。 微透鏡陣列3’較佳為與基材2 一體成形。亦可與基材 2各別地成形。微透鏡陣列3,因必須使光線透過,故係由 透明、特別疋由無色透明的合成樹脂所形成,具體而言可 使用與上述基材2相同之合成樹脂。此外,作為基材2,可 使用聚對苯二甲酸乙二醋膜、聚茶二甲酸乙二醋膜或聚碳 酸知膜,於其上利用紫外線硬化性樹脂等形成微透鏡$。此 φ外,於微透鏡5,除了上述合成樹脂以外,亦可配合例如填 料、可塑劑、安定化劑、劣化防止劑、分散劑等。 微透鏡5,係具有凸狀之局部為大致球形之形狀,亦即 凸透鏡》作為微透鏡5的平均半徑為3Am以上9〇Wm以 下、特別是10 // m以上75 v m以下較佳。微透鏡5的平均 半徑若低於上述範圍,則因受燈源所發出之光線的波長的 景/響而有產生繞射現象之虞,相反地若超出上述範圍,則 於界面會不具有充分的光擴散性。 _ 微透鏡5,係以相對緻密且以幾何學的方式配設於基材 2表面。极透鏡5,於基材2表面係以正三角形格子圖案的 方式配設。因此,微透鏡5的間距以及透鏡間距離皆為固 定。該配設圖案,可使微透鏡5以最密集的方式配設,可 提升該液晶顯示裝置用光學片丨的聚光機能、光擴散機能、 變角機能等光學機能。 作為微透鏡5之充塡率的下限,較佳為4〇%,特佳為 60%,最佳為7〇%0如上所述藉由使微透鏡$之充塡率設為 上述下限以上,可提升該液晶顯示裝置用光學片1表面中 201030383 微透鏡5的占有面積,使該液晶顯示裝置用光學片1之聚 光、光擴散等光學機能格外地提高。 作為微透鏡5之透鏡高度(H)對曲率半徑(R)之高度比 (H/R)的下限,較佳為5/8,特佳為3/4。另一方面,作 為該高度比(H/R)的上限,較佳為丨。此處所謂「透鏡高 度」意私自微透鏡5基底面至最頂部為止之垂直距離。 如上所述藉由使微透鏡5之高度比(H/R)位於上述範圍, 可有效發揮微透鏡5中透鏡的折射作用,使該液晶顯示裝 置用光學片1之聚光、光擴散等光學機能格外地提高。 作為微透鏡5之透鏡間距離(s ; p _ D)對直徑(D)之間隔 比(S/D)的上限,較佳為1/2,特佳為1/5。此處所謂「透 鏡間距離」,意指比鄰之一對微透鏡5間的最短距離。如 上所述藉由使微透鏡5之透鏡間距離(S)設為上述上限以 下,可減少不賦予光學機能之平坦部,使該液晶顯示裝置 用光學片1之聚光、光擴散等光學機能格外地提高。 微透鏡5之各個光線出射角度的平均,相對於液晶顯 不裝置用光學片1平面之法線,較佳為±2y以上,特佳為土 40 。藉由以具有上述光線出射角度之微透鏡5來形成微透 鏡陣歹j 3 ’可獲知作為液晶顯示裝置用光學片所需之視野角 特性。 凹凸形狀4,係由細微的多數凹凸所構成,該凹凸係以 隨機圖案用比較緊密的方式配設。 凹凸形狀4,係與微透鏡陣列3相同,係與基材2 一體 成形。亦可與基材2各別地成形。凹凸形狀4,因必須使光 12 201030383 線透過,故係由透明、辟則县 肖別疋由無色透明的合成樹脂所形 成’具體而言可使用與上述基材2相同之合成樹脂。此夕卜, 作為基材2,可使用聚對苯酸乙二㈣、聚萘二甲酸乙 二酯膜或聚碳酸㈣’於其上利用紫外線硬化性樹脂等形 成凹凸形狀4。此外,於凹凸形狀4,除了上述合成樹脂以 外,亦可配合例如填料、可㈣、安定化劑、劣化防 分散劑等。 瘳由該凹凸形狀4形成於基材2的背面,使該液晶顯 不裝置用光學片1之光擴散等光學機能格外地提高。亦即, 藉由該液晶顯示裝置用光學片卜來自背光的光線會於入射 至液晶顯示裝置用光學片丨的背面之際,由於凹凸形狀4 界面,光線會朝任意方向折射,故可提升光擴散性。 如上所述,藉由於該液晶顯示裝置用光學片丨的表面 形成微透鏡陣列3、以及於背面形成凹凸形狀4,於光入射 之背面中,因凸狀之微透鏡5將光朝法線方向折射而可保 〇持正面亮度。特別是,基材2與微透鏡陣列3以及凹凸形 狀4以相同材質一體形成時,該等折射僅發生於液晶顯示 裝置用光學片1表面與背面的界面,亦即液晶顯示裝置用 光學片1内部不會發生光的折射、散亂等,故可使光於液 晶顯示裝置用光學片1内部的損失減到最小,提高光穿透 率以及正面亮度。 凹凸形狀4,係於基材2背面以表面粗度^^(算數平均 粗度)為1·5μ m以上4.0g m以下,較佳為2 〇μ m以上3 5 Mm以下的方式形成。如上所述,其與可見光波長(36〇nm 13 201030383 '^" 7 5 Onm)之關係上’在具有該波長數倍大小的細微凹凸形 狀4之界面可有效地使光線擴散。特別是,在波長的$倍 左右之細微的凹凸界面其效果最為顯著。基材2背面的表 面粗度Ra右低於上述範圍,則背面界面之光擴散效果較 小’不具有充分的光擴散機能,故於直下型背光單元中無 法充分發揮燈源影像消去機能。此外,基材2背面的表面 粗度Ra超出上述範圍時,背面界面之光擴散性會變粗,故 出射之光線的面均一性會降低。此外,若表面粗度Ra變大, 則凹凸圖樣會醒目,特別是表面粗度Ra超過4〇的情形以 目視即可確認凹凸的存在,使得液晶顯示裝置用光學片的 品質降低。 丹&材2背面的表面粗度 ' /又平又1王:兩佩 鏡5之曲率半徑⑻的】/50以上1/2以下,更佳為1/3〇 、 /4以下藉由使基材2背面的表面粗度(Ra)與微透 鏡::曲率半徑(R)的比(Ra八)位於上述範圍,可一方面確 保一定的正面亮度,同時提升光擴散性。上述比(Ra/R)若 低於1/5G,則相對微透鏡5而言背面的凹凸會過小而無 :呈現充刀的擴散效果。相反地’上述比若超過I,],則 光擴散會變粗,而無法藉由微透鏡5使光線充 刀地朝法線方向折射,故正面亮度降低。 凹凸形狀9 & " 200 i附件i 面的表面粗度,根據記載於 /Ra),係形成 之十點平均粗度㈣與h的比(Rz 更佳為!以上心4〇以下,較佳為1以上20以下, 下。Rz(十點平均粗度)係表示局部凹凸 201030383 $小的參數,該值相對於Ra(算數平均粗度)的比率(Rz/Ra) 若大則,示局部存在許多凹凸。該局部凹凸因會成為光學 片上的壳點或暗點,故面均勻性會降低。特別是,“ 若超出上述範圍,則面均勻性的降低會變得顯著,進而抗 刮傷性能會降低。 該凹凸形狀4之凸部彼此之平均節距並無特別限定, 較佳為微透鏡5之透鏡間距離(s)的1〇%以下。此外,凹凸 •形狀4之凸部彼此之平均節距,較佳為微透鏡5之直徑d 的5%以下,更佳為以上2%以下。藉由使凹凸形狀4之 凸部彼此之平均節距滿足上述條件,自基材2背面入射之 光線因主要於背面界面之擴散效果、與主要於表面界面之 .朝法線方向之變角效果之相乘作用,可提升光擴散性與面 均勻性,使其可照射出高正面亮度的光線。 此外,該凹凸形狀4之凸部彼此之平均節距,較佳為5 以下’更佳為1/zm以上3^以下。若凹凸形狀*之 #凸部彼此之平均節距過大,則背面界面無法發揮充分的光 擴散機能,甚至可自表面側目視出凹凸形狀,故品質降低。 此外,若凹凸形狀4之凸部彼此之平均節距過小,則背面 界面無法充分發揮光擴散機能。 作為該液晶顯示裝置用光學片丨之製造方法只要可 形成上述構造者則無特別限定,可採用各種方法。做為該 .液晶顯示裝置用光學片1之製造方法,可為:製作基材 之後,另外再形成微透鏡陣列3以及凹凸形狀4之方法. 將基材2、微透鏡陣列3以及凹凸形狀4_體成形之方法’, 15 201030383 具體而言有如下之方法: (a) 於具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4表面之反轉形 狀之片模具積層合成樹脂,然後去除該片模具,形成該液 晶顯示裝置用光學片1之方法; (b) 於具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4表面之反轉形 狀之金屬模具,注入熔融樹脂之射出成型法; (c) 將板片化之樹脂再加熱,挾持於與前述相同之金屬 模具與金屬板之間,進行加壓轉印形狀之方法; (d) 使熔融狀態之樹脂通過於周面具有微透鏡陣列3以 及凹凸形狀4表面之反轉形狀的2個輥模具之間,以轉印 上述形狀之擠製片成形法; (e) 於基材層上塗布紫外線硬化型樹脂,將其緊壓於具 有與上述相同之反轉形狀之片模具、金屬模具或輥模具, 使形狀轉印至未硬化之紫外線硬化型樹脂上,然後照射紫 外線’再使紫外線硬化型樹脂硬化之方法; (0將未硬化之紫外線硬化性樹脂充塡塗布於具有與上 述相同之反轉形狀之金屬模具或輥模具上,再以基材層均 勻緊壓,然後照射紫外線使紫外線硬化型樹脂硬化之方法; (g)使用電子線硬化型樹脂取代紫外線硬化型樹脂之方 法。 以下針對上述(d)〜(f)中使用輥模具之方法進行說明。 使用於表面具有微透鏡陣列3之反轉形狀之壓紋輥、以及 與玄壓紋輥以既定的間隔平行配置,於表面具有凹凸形狀4 之反轉形狀之壓紋輥,將膜狀樹脂通過上述2個壓紋輥之 201030383 間’藉此可-體形成表面之微透鏡陣歹"與背面之凹凸形 藉由該方法’可簡單且高精度地形成具有既定之微透 鏡陣列以及凹凸形狀之光學片,並可簡單地利用同一材質 力乂體成形。進而,由於利用壓紋輥進行成形,故於微 透鏡陣列3以及凹凸形狀4不會產生不連續之> 而可製造無接縫之光學片。 作為通過2健_之間之膜狀㈣,可為熔融樹脂, ❹亦可為片狀樹脂的兩面積層有未硬化樹脂者等,較佳為溶 &之熱可塑性樹脂自T字模擠製成為膜狀者。如上所述, 藉由所明擠製片成形法來製造,因可將於溶融狀態擠製之 樹月曰㈣壓紋輥進行成形,故可於膜成形時同時形成表面 、及老面之表面形狀’因而可簡單且有効率地製造該光學 片。 作為該液晶顯示裝置用光學片^其他製造方法,亦 可使用經合上述(a)與⑷之方法。具體而言,例如有以下製 瘳造方法:藉由將溶融樹脂積層於片模具,以形成該液晶顯 丁裝置用光學片!之_面的表面形狀(微透鏡陣列3或凹凸 形狀4)’再利用具有既定的表面形狀之輥模具形成另一面 的表面形狀(微透鏡陣列3或凹凸形狀4) ^此時,係使用具 有該輥模具之壓紋輥、以及與該壓紋輥平行且以既定間隔 配置之挾持輥,以積層有熔融樹脂之面來接觸其間之壓紋 親側的方式通過積層有熔融樹脂之片模具,以形成該液晶 顯示裝置用光學片。 藉由該製造方法,依據液晶顯示裝置用光學片1所追 17 201030383 求之〇〇質特性、種類,產生各種形狀圖案變化之面的形狀(例 如微透鏡陣列3)之成形係以片模具來進行;即使於不同種 類的情形亦可利用固定形狀來對應之面的形狀(例如凹凸形 狀4)之成形係以輥模具來進行,可對應各種條件有效率地 製造。 作為上述具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4之反轉形 狀之模具(金屬模具、模型等)之製造方法,例如可利用以下 方式製造:於基材上藉由光阻材料形成斑點狀之立體圖 案,並對該立體圖案加熱流體化使其曲面化,以製作微透 鏡陣列模型,再於該微透鏡陣列模型的表面利用電鍍法積 層金屬層’然後將該金屬層剝離。 藉由上述製造方法,可簡單且確實地形成任意形狀之 微透鏡陣列3以及凹凸形狀因此,構成微透鏡陣列3之 微透鏡5的大小、充塡率、配設圖案,以及凹凸形狀4的 表面粗度、大小 '形狀等可簡單且確實地調整、結果使得 該液晶顯示裝置用光學片!之光學機能可簡單且確實地受 到控制。 ® 作為具有凹凸形狀4之反轉形狀之模具(金屬模具、輥 模具等)之其他製造方法,例如藉由實施氣體喷砂、濕式喷 砂(wet blast)'噴砂(sand blast)等之噴砂加工來形成。藉此, 可以更簡便的方式形成凹凸形狀4之反轉形狀之模具。上 述之中,藉由噴砂來形成凹凸形狀4之反轉形狀模具時, 可更均勻地形成該模具。藉由上述形成之模具,可於基材2 背面形成Rz/Ra之值較小的凹凸形狀4, 一方面可謀求液 18 201030383 晶顯示裝置用光學,!的正面亮度的提升,同時可有效抑 制亮度的不均以及斑點。 此外,上述喷砂加工,較佳為進行複數次。藉此,可 更均句地形成凹凸形狀之反轉模具。藉由上述形成之模 具可進步降低液晶顯示裝置用光學片1之基材2背面 之Rz/Ra之值。此外,喷砂加工中對模具喷射之微粒子的 平均粒徑,較佳為1〇em以下,更佳為1〜5//m,最佳為2 〜3 # m。 作為上述具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4之反轉形 狀之模具(片模具等)之其他製造方法,可利用以下方式製 造:使用於表面具有微透鏡陣列3或細微的凹凸形狀4之 光學片原版,於該光學片原版的表面藉由擠製積層法來積 層模具用合成樹脂層,然後將光學片原版自模具用合成樹 脂層剝離。擠製積層法中,可藉由特別是三明治擠製積層 法,於光學片原版與模具用基材片之間積層模具用合成樹 脂層。 藉由上述製造方法’可利用擠製積層法將於表面具有 微透鏡陣列3或細微的凹凸形狀4之光學片原版的表面形 狀忠實地轉印,故可使具有高光擴散機能等光學性能的光 學片生産性良好地製造。特別是,藉由三明治擠製積層法, 可利用模具用基材片確保光學片形成模具的強度,並可以 光學片原版的表面形狀的轉印性、耐熱性、與光學層用合 成樹脂層之剝離性為重點來選擇構成模具用合成樹脂層之 合成樹脂,而有助於經精密計算之光學片材的表面形狀的 19 201030383 精密追隨模具性與光學片形成模具的高壽命化。 圖2所示之邊光型背光單元,係具備導光板6、配設於 該導光板6的對偶邊之一對線狀燈源7、重疊配設於導光板 6表面側之液晶顯不裝置用光學片丨。自燈源7所發射而從 導光板6表面出射之光線,雖具有相對法線方向傾斜既定 角度之比較強的峰值,但藉由該背光單元,在朝正面側的 聚光機能、朝法線方向側的變角機能方面,除了具有以往 的機能,且因具有格外優異之光擴散機能之該液晶顯示裝 置用光學片卜而可謀求亮度的均勻化,使其變換成具有寬❹ 廣的視野角的光。因此’該背光單元,可謀求降低以往所 需光學片(珠粒塗覆片等;)的裝設片數,增進薄型化、高品質 化、以及低成本化。進而,因降低光學片裝設片數,可增 進亮度的提升。此外’邊光型背光單元,亦可裝備4管、6 管等燈源7。 此外,本發明之液晶顯示裝置用光學片並無限定於上 述實施形態’例如’以表面之微透鏡之配設圖案而言,並 未限定於可稠密充填之上述正三角形格子圖案,亦可為正❹ 方形格子圖案或隨機圖案。若為隨機圖案,於該液晶顯示 裝置用光學片與其他光學構件重合時可減少疊紋的產生。 此外,亦可於表面設置由凹透鏡之微透鏡所構成之 透鏡陣列。於表面設置凹透鏡之微透鏡陣列時,亦具有與 設置上述凸透鏡之微透鏡陣列時同様優異之、 墨嬙铱。 、兮先 卜表面之微透鏡與背面之細微的凹凸形狀,亦。 20 201030383 由分別不同折射率之材料來形成。如上所述藉由使表面血 背面由不同折射率材質所構成之微透鏡以及凹凸形狀來形 成,於材質間之界面亦會產生光的折射等,故可提升該液 晶表示用光學片的光擴散性以及面均勻性。 ❹ 進而’亦可將該液晶顯示裝置用光學片]^面背面颠 倒的方式(導光板側為形成有微透鏡之面,液晶層側為形成 有細微的凹凸形狀之面)配設於背光單元上。於上述方式配 設之背光單元中,#由具備光學機能、特別是光擴散機能 以及其控制機能格外優異之該液晶顯示裝置用光學片,可 因亮度的統一化以及高度化而提升品質。 產業上之可利用性 如上所述,本發明之液晶顯示裝置用光學片,可作為 液晶顯示裝置之背光單元的構成要素,特別是適合用於穿 透型液晶顯示裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之一特定實施形態之液晶顯示裝置 用光學片之示意性的局部截面圖。 〇圖2係表示具備圖1之液晶顯示裝置用光學片之背光 單元之示意性的截面圖。 圖3(a)以及(b)係表示一般背光單元之示意性的透視 圖,以及表示以往之一般微透鏡片之示意性的截面圖。 【主要元件符號說明】 21 液晶顯示裝置用光學片 基材 微透鏡陣列 凹凸形狀 微透鏡 導光板 燈源 背光單元 燈源 導光板 光學片 微透鏡片 稜鏡片 稜鏡部 微透鏡陣列 22

Claims (1)

  1. 201030383 七、申請專利範圍: h -種液晶顯示裝置用光學片,係於表面具有微透鏡 陣列’其特徵在於: 於背面具有細微的凹凸形狀; "亥背面之表面粗度Ra(算數平均粗度)為以上 4.0 // m 以下。 2雄如申請專利範圍第】項之液晶顯示裝置用光學片, 八中構成該微透鏡陣列的微透鏡之平均半栌 謇90 以下。 工局以上 3·如申請專利範圍帛μ之液晶顯示裝 其中該背面之表面粗度Ra為該微透鏡 .以上1/2以下。 卞仕的Μ 4.如申請專利範圍第1 其中兮皆“主 項(履曰曰顯不裳置用光學片, 其中該老面之表面粗度,Rz(十 八心為!以上4。以下。 粗度)與^的比(RZ 5_如申請專利範圍第Μ之液晶顯示裝 其係以相同材質一體成形。 干 6.如巾請專利範㈣丨項之液晶㈣ 其中該微透鏡陣列的配設圖“正用先干片, 圖案。 形格子圖案或隨機 7·如申請專利範圍第丨項之液晶 其中該凹凸形狀的岽& ‘、" y、裝置用光學片, • 〜狀的配汉圖案為隨機圖案。 8·如申請專利範圍第1項之 其係藉由擠製片成形法而形成者;置用光學片, 製片成形法係使用 23 201030383 於表面具有該微透鏡陣列 壓紋輥平行配置且於表面 之反轉形狀之壓紋輥、以及與該 具有該微凹凸形狀之反轉形狀之 壓紋輥。 9. 一種液晶顯示裝置用背光單元’係使自燈源發射之 光線分散引導至表面側;其特徵在於: 具備申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用光學片。
    八、圖式: (如次頁) ❹ 24
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