TW201300853A - 光學板 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種可不易自正面觀察到形成於背面之印刷點(38)之光學板(30)、包括該光學板(30)之面光源裝置(20)及穿透型圖像顯示裝置(1)。於由透光性樹脂所形成之光學板中，包括側面(33)，其係入射來自光源(22)之光；出射面，其係形成於與該側面交叉之方向上，且出射面狀之光；背面，其係與出射面對向；點，其係印刷於該背面，使自側面入射之光朝向出射面側反射，且由噴墨印刷印刷而成；及複數個凸狀部，其等係形成於出射面，可使自側面入射之光出射，且於一方向上延伸，排列地配置於與一方向正交之方向上；且凸狀部構成為滿足式(1)。H×T/P≧0.37...(1)。其中，P為鄰接之凸狀部之間隔(μm)，H為凸狀部之高度(μm)，T為板厚(mm)。

Description

光學板

本發明係關於一種使自板側面入射之光自形成於與側面交叉之方向上之出射面出射之光學板、面光源裝置及穿透型圖像顯示裝置。

於用作液晶顯示器(穿透型圖像顯示裝置)之面光源裝置之背光源中存在以下之類型：直下型，其係將冷陰極管或LED等光源排列於光擴散板之背面側，將自光擴散板之背面入射之光出射至正面側；端面照光型，其將冷陰極管或LED等光源排列於作為透明板之導光板之側面，將自導光板之側面入射之光出射至正面側。先前，作為背光源，就可使亮度變高之觀點而言直下型為主流，但近年來，由於較薄且高亮度之LED光源之使用不斷增加、或液晶顯示器之薄型化，故端面照光型之使用比率不斷增加。

端面照光型係藉由對導光板之背面實施點印刷，而使自導光板之側面入射之光於背面漫反射，且自正面出射(例如參照專利文獻1、2)。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平5-100118號公報

專利文獻2：日本專利特開平5-313017號公報

近年來，顯示器之薄型化不斷發展。隨著顯示器不斷薄型化，易於目視到印刷點之缺陷之傾向亦變強。

本發明係為解決如此之問題而完成者，其目的在於提供一種可不易自正面側觀察到形成於背面之印刷點之缺陷之光學板、包括該光學板之面光源裝置及穿透型圖像顯示裝置。

本發明者為解決上述問題而反覆進行銳意研究，其結果發現可藉由對光學板(導光板)之正面側(面板面側)賦予凹凸形狀形成擴散表面，而使形成於光學板之背面之印刷點之缺陷之視認性降低，從而完成本發明。

本發明係提供一種光學板，其係由透光性樹脂形成者，且包括：側面，其係入射自光源出射之光；出射面，其係形成於與該側面交叉之方向上，且出射面狀之光；背面，其係形成於與側面交叉之方向上，且與出射面對向；點，其係印刷於該背面，使自側面入射之光朝向出射面側反射；及複數個凸狀部，其等形成於出射面，可將自側面入射之光出射，且於一方向上延伸，排列地配置於與一方向正交之方向上；印刷點之外徑為200 μm以下。

根據此種光學板，由於複數個凸狀部形成於出射面，故藉由包括凸狀部之凹凸形狀而使光擴散，將形成於背面之印刷點之缺陷分割而顯得較小。藉此，可不易自出光面側目視到印刷點之缺陷。其結果，不易觀察到形成於背面之印刷點之缺陷，並且可實現光學板之薄壁化。再者，所謂 「與一方向正交之方向」包含與一方向大致正交之方向。

又，較佳為，印刷點藉由噴墨印刷而形成。若印刷點如此地藉由噴墨印刷而形成，則可形成微細之印刷點。若使用噴墨印刷之微細點，則不易觀察到印刷點。

又，較佳為，凸狀部滿足下述式(1)。

[數1]H×T/P≧0.37………(1)

其中，P係鄰接之凸狀部之間隔(μm)，H係凸狀部之高度(μm)，T係板厚(mm)。

又，較佳為，出射面係正交之2邊之長度(L1×L2)為500 mm×800 mm以上之大型尺寸。由於伴隨出射面之大型化，必需增大光源之輸出，故於500 mm×800 mm以上之大型尺寸之情形時，本發明尤其有效。

又，板厚(T)較佳為1.0 mm以上4.5 mm以下。若如此地於厚度為1.0 mm~4.5 mm之光學板，形成有上述凸狀部，則可將形成於背面之印刷點之缺陷較佳地分割使其變小，故更不易自面板面觀察到印刷點。

又，本發明係提供一種面光源裝置，包括：上述光學板；光源，其係與光學板之側面對向，且沿著側面之長度方向離散性配置。

根據此種面光源裝置，由於滿足上述式(1)之複數個凸狀部係形成於光學板之出射面，故可將形成於光學板之背面之印刷點之缺陷分割而顯得較小，從而可不易自出光面側目視到印刷點之缺陷。

又，本發明係提供一種穿透式圖像顯示裝置，包括：上述光學板；光源，其係與光學板之側面對向，且沿著側面之長度方向離散性配置；穿透式圖像顯示部，其係與面光源裝置之出射面對向地配置，且受到自面光源裝置出射之光照射而顯示圖像。

根據此種穿透式圖像顯示裝置，由於滿足上述式(1)之複數個凸狀部形成於光學板之出射面，故可將形成於光學板之背面之印刷點之缺陷分割而顯得較小，且可不易自出光面側目視到印刷點之缺陷。

根據本發明，於出射面形成有包括凸狀部之凹凸形狀，因此，可藉由凹凸形狀而使光擴散，將背面之印刷點之缺陷分割而顯得較小，從而不易顯現。

以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行說明。再者，對同一或相應要素標註同一符號，且省略重複之說明。圖式之尺寸比率並不一定與說明一致。

圖1係示意性表示本發明之穿透型圖像顯示裝置之一實施形態之構成的剖面圖。圖1係分解表示穿透型圖像顯示裝置1。

(穿透型圖像顯示裝置)

穿透型圖像顯示裝置1係包括穿透型圖像顯示部10、以及圖1中配置在穿透型圖像顯示部10之背面側之面光源裝置20。於以下之說明中，如圖1所示，將面光源裝置20與 穿透型圖像顯示部10之排列方向稱作Z方向(板厚方向)，而將為正交於Z方向且相互正交之2方向稱作X方向及Y方向。

作為穿透型圖像顯示部10，可列舉例如於液晶單元11之兩面配置有直線偏光板12、12之液晶顯示面板。於此情形時，穿透型圖像顯示裝置1係液晶顯示裝置(例如液晶電視)。液晶單元11及偏光板12、12可使用先前之液晶顯示裝置等穿透型圖像顯示裝置1中使用者。作為液晶單元11，例示有TFT型、STN型等公知之液晶單元。

(面光源裝置)

圖2係示意性表示本發明之面光源裝置之一實施形態之構成的後視圖，圖3係示意性表示本發明之面光源裝置之其他實施形態之構成的後視圖，圖4係示意性表示本發明之面光源裝置之一實施形態之構成的前視圖。面光源裝置20係如圖1~圖4所示，包括導光板(光學板)30、及與導光板30之側面33對向地配置之LED光源(點狀光源)22。再者，亦可為構成為於導光板30之正面側，在導光板30與穿透型圖像顯示部10之間配置有各種膜41。作為各種膜41，可列舉擴散膜、稜鏡膜、亮度提昇膜等。

(光源)

LED光源22係作為面光源裝置20之點狀光源發揮功能者，且如圖2所示，與在導光板30之Y軸方向上延伸之側面33、33對向地配置。複數個LED光源22係沿著側面33之長 度方向(Y軸方向)離散性配置。LED光源22之配置間隔係通常為5 mm~20 mm。點狀光源係構成為既可以與導光板30之4邊對向之方式配置，亦可配置於X軸方向上對向之2邊(參照圖2)、Y軸方向上對向之2邊，亦可僅配置於1邊(參照圖3及圖4)。又，點狀光源不僅可為LED光源，亦可為其他點狀光源。進而，光源不僅限於點狀光源，亦可為配置線狀光源(冷陰極管)之構成。

LED光源22既可為白色LED，亦可於一個部位配置複數個LED，構成一個光源單位。例如，作為一個光源單位，亦可近接排列地配置紅色、綠色、藍色之不同三色之LED。而且，包括複數個LED之光源單位係依照上述之配置方向離散性配置。於如此之情形時，較佳為，將不同之LED彼此儘可能接近地配置。

作為LED光源，可使用具有各種出光分佈者，但較佳為LED光源之法線方向(Z軸方向)之光度最大、且具有光度分佈之半值寬度為40度以上80度以下之出光分佈者。又，作為LED光源之類型，具體而言可列舉朗伯型、炮彈型、側向放射型等。

(導光板)

導光板30係如圖2~圖4所示呈現長方形，且平面圖形狀之尺寸係以適合作為目標之穿透型圖像顯示裝置10之畫面尺寸之方式進行選擇，但較佳為正交之2邊之長度(L1×L2)通常為250 mm×440 mm以上、較佳為500 mm×800 mm以上 之大型尺寸。導光板30之平面圖形狀並不限於長方形，亦可為正方形，而以下若未特別說明，則以長方形進行說明。

此處，所謂250 mm×440 mm以上之長方形係指一邊為250 mm以上且另一邊為440 mm以上之長方形。又，所謂500 mm×800 mm以上之長方形係指一邊為500 mm以上且另一邊為800 mm以上之長方形。

導光板30係由使光穿透之透光性樹脂形成且呈現為板狀。再者，導光板30既可為板狀，亦可為膜狀。導光板30之厚度T較佳為1.0 mm以上4.5 mm以下。

導光板30包括：於Z軸方向(厚度方向)上對向之一對主面(31、32)、於X軸方向上對向之一對側面33、33、及於Y軸方向上對向之一對側面34、34。主面(31、32)係形成於與側面(33，34)交叉之方向上。

於Z軸方向上對向之一對主面之中一主面(31)係作為可出射面狀之光之出射面31發揮功能。出射面31係配置於穿透型圖像顯示部10側，且另一主面(背面32)係配置於與穿透型圖像顯示部10相反側。又，於與背面32對面之位置，實施有使導光板30內之光朝向出射面31側反射之反射板42。

(反射加工)

又，如圖2及圖3所示，於導光板30之背面32，實施有使光漫反射之反射加工(例如絲網印刷)。作為以反射加工進行之該印刷之方法，除了絲網印刷以外，亦可進行噴墨印 刷。或者，作為反射加工之方法，可利用雷射照射而非印刷，賦予點形狀之凹凸。

由於點直徑越小，越不易自出光面側目視到印刷點，故而，較佳為噴墨印刷。噴墨印刷之點直徑通常為200 μm以下、較佳為150 μm以下、尤佳為100 μm以下。

(凹凸形狀)

圖5係示意性表示本發明之導光板之一實施形態之構成的立體圖，圖6係示意性表示本發明之導光板之其他實施形態之構成的立體圖。於出射面31形成有朝向Z軸方向之外側凸出之複數個凸狀部35。凸狀部35係於X軸方向(一方向)上延伸，且於Y軸方向上排列複數個而配置。複數個凸狀部35係彼此並列。

又，作為凸狀部35之形狀，可列舉稜柱形狀、半圓形狀、半橢圓形狀等，且較佳為於1個凸狀部35(形狀單位)之中連續性變化之形狀，例如，相較稜柱形狀，較佳為半圓形狀或半橢圓形狀。再者，凸狀部35所延伸之方向較佳為與來自光源之光之出射方向平行。又，亦可於凸狀部35所鄰接之方向(Y軸方向)上，在鄰接之凸狀部35、35之間形成有平面部。

圖7係自X軸方向表示圖5中之凸狀部之放大圖。此處，凸狀部35係滿足下述式(1)。

[數2]H×T/P≧0.37………(1)

其中，P係鄰接之凸狀部35、35之間隔(μm)，H係凸狀部 35之高度(μm)，T係板厚(mm)。如圖7所示，間隔P係鄰接之凸狀部35之頂點35a、35a之間之距離。凸狀部35之高度H係凸狀部35之下端35b與頂點35a之距離。板厚T係凸狀部35之頂點35a與背面32之距離。

(導光板之構成材料)

導光板30係由透光性樹脂形成。透光性樹脂係使光穿透之樹脂。透光性樹脂之折射率通常為1.49~1.59。作為用於導光板30之透光性樹脂，主要使用甲基丙烯酸樹脂。作為用於導光板30之透光性樹脂既可使用其他樹脂，亦可使用苯乙烯系樹脂。作為透光性樹脂，可使用丙烯酸系樹脂、苯乙烯樹脂、碳酸酯樹脂、環烯樹脂、及MS樹脂(丙烯酸與苯乙烯之共聚物)等。

於導光板應用於液晶顯示裝置(穿透型圖像顯示裝置1)時，亦可對導光板30中添加光擴散劑、紫外線吸收劑、熱穩定劑、光致聚合穩定劑等添加劑。

(導光板之成形方法)

作為導光板之成形方法，可應用擠出成形。圖8係表示本發明之實施形態之樹脂板製造裝置之概略構成圖。圖8所示之樹脂板製造裝置50係可製造本發明之實施形態之導光板30之裝置。樹脂板製造裝置50包括：連續地擠出加熱熔融狀態之樹脂而獲得樹脂板60之模嘴51、自厚度方向之兩側擠壓自模嘴51擠出之連續樹脂板60之第1擠壓輥52A及第2擠壓輥52B。

於製造導光板30之情形時，自樹脂投入口50投入作為原 料之樹脂。將投入之樹脂於擠出機58內加熱，且於熔融之狀態下輸送至模嘴51中擠出。自模嘴51擠出之樹脂連續地成為板狀。藉此，可獲得連續樹脂板60。

自模嘴51擠出之連續樹脂板60係藉由第1擠壓輥52A及第2擠壓輥52B而自板之厚度方向之兩側受到擠壓，且將形成於第2擠壓輥52B(形狀輥)之周面之轉印模轉印於連續樹脂板60之表面。可將表面施以形狀之樹脂板60配合特定之大小進行切割，獲得導光板30。

又，作為製造導光板之裝置，亦可使用圖9及圖10所示之樹脂板製造裝置50B、50C，進行導光板30之成形。

圖9所示之樹脂板製造裝置50B係於第2擠壓輥52B之後段包括第3擠壓輥52C。藉由第1擠壓輥52A與第2擠壓輥52B，而將經擠壓之連續樹脂板60在密接於第2擠壓輥52B之周面之狀態下進行搬送。所搬送之連續樹脂板60係由第2擠壓輥52B與第3擠壓輥52C夾著再次進行擠壓。亦可以此方式複數次執行擠壓輥之擠壓。

圖10所示之樹脂板製造裝置50C係於第1擠壓輥52D之前段包括預壓輥52D。自模嘴51擠出之樹脂係夾在預壓輥52D與第1擠壓輥52A之間進行擠壓。如此，亦可於第1及第2擠壓輥52A、52B之擠壓(轉印)之前，執行預擠壓。

(作用)

根據如此之本實施形態之導光板30、包括該導光板30之面光源裝置20及穿透型圖像顯示裝置1，可將來自與導光板30之側面33對向配置之光源22之光自側面33入射，且將 面狀之光自與該側面33正交之出射面31出射。此時，自導光板30之側面33入射至導光板30之光之一部分如圖1所示，藉由背面32之印刷點38而漫反射，朝向出射面側反射。

本實施形態之導光板30係形成藉由噴墨印刷而印刷之點作為印刷點38。根據形成有此種印刷點38之導光板30，而形成噴墨印刷之微細之印刷點，故而於前視圖中不易觀察到印刷點。其結果，可使形成於背面32之印刷點38成為不易觀察者，實現導光板30之大型化、薄壁化。

本實施形態之導光板30係於出射面31形成有複數個凸狀部35，且該凸狀部35滿足下述式(1)。

[數3]H×T/P≧0.37………(1)

其中，P係鄰接之凸狀部之間隔(μm)，H係凸狀部之高度(μm)，T係板厚(mm)。

根據形成有如此之凸狀部35之導光板30，藉由具有凸狀部35之凹凸形狀而使光擴散，故於前視圖中，導光板30之背面32之印刷點38顯得被較細地分割。即，可使印刷點38不易觀察到。其結果，可使形成於背面32之印刷點38成為不易觀察者，實現導光板30之大型化、薄壁化。又，即便於印刷點38中存在缺陷之情形時，由於缺陷顯得被較細地分割，故於前視圖中可使缺陷不易觀察到。由於不易觀察到印刷點38之缺陷，故可提高印刷導光板之良率。

於本發明之導光板30、面光源裝置20及穿透型圖像顯示 裝置1中，可使印刷點38成為不易觀察者，且使光源之輸出增大。又，於本發明之導光板30、面光源裝置20及穿透型圖像顯示裝置1中，可以對應於顯示器之大型化之方式較大地設置點直徑之分級變化。又，於本發明之導光板30、面光源裝置20及穿透型圖像顯示裝置1中，可使印刷點38成為不易觀察者，從而實現薄型化。

再者，作為印刷點之缺陷，存在有因印刷點之配置之疏密而產生之灰度現象(霧狀不均)、及印刷點直線狀較密地存在之現象(條紋狀之不均)等。於本實施形態之導光板30中，由於對導光板表面賦予特定之形狀(凸狀部)，故可使印刷點之缺陷實際上不易觀察到。

(實施例)

以下，對本發明之光學板之一實施例進行說明。

製作本發明之實施例之光學板、比較例之光學板，並對該等實施評價試驗。比較例1係使用丙烯酸樹脂(住友化學公司製造之SUMIPEX EXN)製作光學板。比較例1之光學板係於出射面未形成有凸狀部之平板狀者。

實施例1~2係使用苯乙烯樹脂(東洋STYRENE公司製造之toyo-st roll HRM40)作為透光性樹脂，製作光學板。實施例1~2之光學板係於出射面形成有複數個凸狀部之形狀板。

實施例3~9係使用丙烯酸樹脂(住友化學公司製造之SUMIPEX EXN)作為透光性樹脂，製作光學板。實施例3~9之光學板係於出射面形成有複數個凸狀部之形狀板。

實施例10~15係使用碳酸酯樹脂(住友Dow公司製造之caliber200-30)作為透光性樹脂，製作光學板。實施例10~15之光學板係於出射面形成有複數個凸狀部之形狀板。

於下述之表1中，表示有比較例1及實施例1~15之光學板之規格。

(評價試驗)

實施關於噴墨印刷之印刷點之視認性之評價試驗。對評價方法進行說明。將藉由噴墨印刷而印刷有直徑80 μm之半透明點之PMMA(Polymethyl methacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)板以印刷面與光學板之背面對向之方式進行配置。將實施例1~13、及比較例1之光學板以出射面(形狀面)朝向上方之方式進行配置。自形狀面上方，確認印刷 點及印刷缺陷看上去如何。作為印刷缺陷，對呈霧狀之輕微之不均、及噴嘴阻塞造成之強烈之條紋狀不均之2種類實施評價。實施例1~13及比較例1均未目視到印刷點。

下述之表2係表示關於印刷點之缺陷之視認性之評價結果。表中，「A」係表示未目視到印刷點之缺陷，「B」係表示可目視到印刷點之缺陷。

再者，條紋狀之不均之評價結果係條紋之方向與凸狀部35之延伸方向以平行之方式配置之情形。於凸狀部35所延伸之方向與條紋之方向為同一方向之情形時，條紋狀不均消失。

產業上之可用性

本發明之光學板、面光源裝置及穿透型圖像顯示裝置係 於光學板之出射面形成有凹凸形狀，因此，可藉由凹凸形狀而使光擴散，且可不易自出射面側目視到印刷點之缺陷。又，可實現光學板之薄壁化。

1‧‧‧穿透型圖像顯示裝置

10‧‧‧穿透型圖像顯示部

11‧‧‧液晶單元

12‧‧‧偏光板

20‧‧‧面光源裝置

22‧‧‧LED光源(點狀光源)

30‧‧‧導光板(光學板)

31‧‧‧出射面

32‧‧‧背面

33‧‧‧側面

34‧‧‧側面

35‧‧‧凸狀部

38‧‧‧點

41‧‧‧膜

42‧‧‧反射板

圖1係示意性表示本發明之穿透型圖像顯示裝置之一實施形態之構成的剖面圖。

圖2係示意性表示本發明之面光源裝置之一實施形態之構成的後視圖。

圖3係示意性表示本發明之面光源裝置之其他實施形態之構成的後視圖。

圖4係示意性表示本發明之面光源裝置之一實施形態之構成的前視圖。

圖5係示意性表示本發明之導光板之一實施形態之構成的立體圖。

圖6係示意性表示本發明之導光板之其他實施形態之構成的立體圖。

圖7係自X軸方向表示圖5中之凸狀部之放大圖。

圖8係表示本發明之實施形態之樹脂板製造裝置之概略構成圖。

圖9係表示本發明之第2實施形態之樹脂板製造裝置之概略構成圖。

圖10係表示本發明之第3實施形態之樹脂板製造裝置之概略構成圖。

1‧‧‧穿透型圖像顯示裝置

10‧‧‧穿透型圖像顯示部

11‧‧‧液晶單元

12‧‧‧偏光板

20‧‧‧面光源裝置

22‧‧‧LED光源(點狀光源)

30‧‧‧導光板(光學板)

31‧‧‧出射面

32‧‧‧背面

33‧‧‧側面

38‧‧‧點

41‧‧‧膜

42‧‧‧反射板

Claims (7)

1. 一種光學板，其係由透光性樹脂形成者，且包括：側面，其係入射自光源出射之光；出射面，其係形成於與上述側面交叉之方向上，且出射面狀之光；背面，其係形成於與上述側面交叉之方向上，且與上述出射面對向；印刷點，其係印刷於上述背面，且使自上述側面入射之光朝向上述出射面側進行反射；及複數個凸狀部，其等係形成於上述出射面，可將自上述側面入射之光出射，且於一方向上延伸，排列地配置於與上述一方向正交之方向上；上述印刷點之外徑係200 μm以下。
2. 如請求項1之光學板，其中上述印刷點係藉由噴墨印刷而形成。
3. 如請求項1或2之光學板，其中上述凸狀部係滿足下述式(1)，[數1]H×T/P≧0.37………(1)其中，P係鄰接之凸狀部之間隔(μm)，H係凸狀部之高度(μm)，T係板厚(mm)。
4. 如請求項1至3中任一項之光學板，其中上述出射面係正交之2邊之長度(L1×L2)為500 mm×800 mm以上之大型尺寸。
5. 如請求項1至4中任一項之光學板，其中上述板厚(T)係1.0 mm以上4.5 mm以下。
6. 一種面光源裝置，其包括：如請求項1至5中任一項之光學板；及光源，其係與上述光學板之側面對向，且沿著上述側面之長度方向離散性配置。
7. 一種穿透型圖像顯示裝置，其包括：如請求項1至5中任一項之光學板；光源，其係與上述光學板之側面對向，且沿著上述側面之長度方向離散性配置；及穿透型圖像顯示部，其係與上述光學板之出射面對向地配置，且受到自上述光學板出射之光照射而顯示圖像。