TW202309626A - 光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於在背光單元中即使以低電力仍實現高亮度的畫面。 本發明之光學片積層體100係被組裝在使用了藍色光源42之背光單元40中。光學片積層體100係具備：擴散片43，於第1面21a設置有略倒四角錐狀之複數的凹部22；以及一對的稜鏡片44及稜鏡片45，稜鏡延伸方向互相正交。擴散片43以1片或積層複數片來配置。複數的凹部22排列成二維矩陣狀，該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度為20°以上至70°以下。

Description

光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法
本發明係關於一種光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法。
近年來，作為智慧型手機或平板終端等的各種資訊設備之顯示裝置，液晶顯示裝置(以下有時亦稱為液晶顯示器)被廣為利用。作為液晶顯示器的背光，光源配置於液晶面板的背面之直下式、或是光源配置於液晶面板的側面附近之側光式成為主流。
採用直下式背光的情況，為了使來自LED(Light Emitting Diode；發光二極體)等光源的光擴散，提升畫面整體的亮度和色度的均勻性，會使用擴散片和稜鏡片等光學片(例如參照專利文獻1)。
筆記型電腦或平板等的薄型顯示器之直下式背光單元中，例如使用倒金字塔狀的凹部經二維排列而成的擴散片，並且在擴散片的上側(顯示畫面)，通常配置有稜鏡稜線互相正交之2片的稜鏡片。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-129277號公報。
[發明所欲解決之課題]
在筆記型電腦或平板等攜帶使用之可攜式資訊終端，尋求進一步的低消耗電力。伴隨於此，關於被組裝在背光單元中的光學片，亦尋求能夠以低電力來實現高亮度的畫面。
本發明的目的在於在背光單元中即使以低電力仍實現高亮度的畫面。 [用以解決課題之手段]
為了達成前述的目的，本發明之光學片積層體係被組裝在使用了藍色光源之背光單元中，具備：擴散片，於至少一面設置有略倒四角錐狀之複數的凹部；以及一對的稜鏡片，稜鏡延伸方向互相正交；前述擴散片以1片或積層複數片來配置；前述複數的凹部排列成二維矩陣狀，該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度為20°以上至70°以下。
若根據本發明之光學片積層體，以相同光源、相同電力、相同光學片積層構成進行比較，相較於擴散片的凹部(倒四角錐)排列方向與稜鏡片的稜鏡延伸方向之角度差為0°附近或是90°附近的情況可增大亮度。因此，在背光單元中即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
在本發明之光學片積層體中，若前述交叉角度為25°以上至35°以下、或是55°以上至65°以下，則能夠使亮度更進一步增大。
本發明之背光單元係被組裝在液晶顯示裝置中，將自藍色光源所發出的光經過色彩轉換片而引導至顯示畫面側；在前述顯示畫面與前述藍色光源之間，具備有前述的本發明之光學片積層體；前述擴散片被配置於前述藍色光源與前述一對的稜鏡片之間。
若根據本發明之背光單元，由於具備有前述的本發明之光學片積層體，故而即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
在本發明之背光單元中，自前述擴散片來看，前述藍色光源亦可配置在反射片(設置於前述顯示畫面之相反側)之上。如此一來，光藉由擴散片與反射片之間的多重反射而進一步擴散，故而提升亮度均勻性。
在本發明之背光單元中，前述擴散片亦可積層複數片並配置於前述一對的稜鏡片與前述藍色光源之間。如此一來，藉由複數片的擴散片，自藍色光源直線前進而來的光被反覆擴散，故而提升亮度均勻性。
在本發明之背光單元中，前述藍色光源與前述擴散片之間的距離可為5mm以下，較佳可為2.5mm以下，進而較佳可為1mm以下。如此一來，能夠使背光單元進行小型化。
在本發明之背光單元中，前述色彩轉換片可配置於前述藍色光源與前述擴散片之間、或是前述擴散片與前述一對的稜鏡片之間。如此一來，藉由色彩轉換片能夠將藍色光源所發出的光轉換為白色光。
本發明之液晶顯示裝置係具備前述的本發明之背光單元、以及液晶顯示面板。
若根據本發明之液晶顯示裝置，由於具備前述的本發明之背光單元，故而即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
本發明之資訊設備係具備前述的本發明之液晶顯示裝置。
若根據本發明之資訊設備，由於具備前述的本發明之液晶顯示裝置，故而即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
本發明之背光單元之製造方法係用以製造被組裝在液晶顯示裝置中，將自藍色光源發出的光經過色彩轉換片而引導至顯示畫面側之背光單元，並具備以下步驟：自前述藍色光源來看，在前述顯示畫面側，使得於至少一面設置有略倒四角錐狀之複數的凹部之擴散片以1片或積層複數片來配置之步驟；自前述擴散片來看，在前述顯示畫面側配置稜鏡延伸方向互相正交之一對的稜鏡片之步驟；前述複數的凹部排列成二維矩陣狀，並以該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度成為20°以上至70°以下的方式來配置前述擴散片及前述一對的稜鏡片。
若根據本發明之背光單元之製造方法，以相同光源、相同電力、相同光學片積層構成進行比較，相較於擴散片的凹部(倒四角錐)排列方向與稜鏡片的稜鏡延伸方向之角度差為0°附近或是90°附近的情況可增大亮度。因此，可獲得即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面之背光單元。 [發明功效]
根據本發明，在背光單元中即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
[實施形態] 以下，一邊參照圖式一邊針對實施形態之光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊設備、以及背光單元之製造方法進行說明。另外，本發明的範圍並不限定於以下的實施之形態，能夠在本發明的技術的思想之範圍內任意變更。
[液晶顯示裝置之構成] 如圖1所示，液晶顯示裝置50係具備：液晶顯示面板5、貼附於液晶顯示面板5的下表面之第1偏光板6、貼附於液晶顯示面板5的上表面之第2偏光板7、以及隔著第1偏光板6設置於液晶顯示面板5的背面側之背光單元40。
液晶顯示面板5係具備：以互相面向而設置的TFT(thin film transistor；薄膜電晶體)基板1及CF(color filter；彩色濾光片)基板2、設置於TFT基板1與CF基板2之間的液晶層3、以及用以將液晶層3封入TFT基板1與CF基板2之間而設為框狀的密封材(省略圖示)。
從正面(圖1的上方)所見到的液晶顯示裝置50之顯示畫面50a的形狀原則上為長方形或正方形，但不限於此，亦可為長方形的邊角成為圓邊的形狀、橢圓形、圓形、梯形、或汽車的儀表板(instrument panel)等任意的形狀。
在液晶顯示裝置50，對應各像素電極之各子像素中，對液晶層3施加預定大小的電壓來改變液晶層3的配向狀態。藉此，從背光單元40經過第1偏光板6所入射來的光的穿透率得到調整。穿透率經調整的光經過第2偏光板7出射而顯示影像。
本實施形態的液晶顯示裝置50可作為組裝在各種資訊設備(例如汽車導航等的車載裝置、個人電腦、行動電話、筆記型電腦或平板等的可攜式資訊終端、可攜式遊戲機、影印機、售票機、自動提款機等)之顯示裝置來使用。
TFT基板1例如係具備：於玻璃基板上設置成矩陣狀的複數TFT、以覆蓋各TFT的方式設置的層間絕緣膜、於層間絕緣膜上設置成矩陣狀且分別與複數TFT連接的複數像素電極、以及以覆蓋各像素電極的方式設置的配向膜。CF基板2例如係具備：於玻璃基板上設置成格子狀的黑矩陣、包含分別設置於黑矩陣的各格子間的紅色層、綠色層及藍色層之彩色濾光片、已覆蓋黑矩陣及彩色濾光片的方式設置的共同電極、以及以覆蓋共同電極的方式設置的配向膜。液晶層3係藉由向列型液晶材料(包含具有電光學特性的液晶分子)等所構成。第1偏光板6及第2偏光板7係例如具備：具有單方向的偏光軸之偏光元件層、及以夾持該偏光元件層的方式設置的一對保護層。
[背光單元及光學片積層體的構成] 如圖2所示，背光單元40係具備：反射片41、於反射片41上以二維狀配置之複數的藍色光源42、設置於複數的藍色光源42的上側之光學片積層體100。光學片積層體100係具有配置於藍色光源42之側的擴散片43、設置於擴散片43的上側(顯示畫面50a之側)之一對的稜鏡片44及稜鏡片45。再者，光學片積層體100係在藍色光源42與擴散片43之間具有色彩轉換片46。
在本實施形態，是將相同結構之擴散片43例如積層兩片來設置於背光單元40。擴散片43亦可以1片來使用，或者亦可積層3片以上來使用。尤其，在藉由背光單元40的藍色光源42之精密配置等而能夠充分增加亮度均勻性的情況，亦可使用1片擴散片43。一對的稜鏡片44及稜鏡片45亦可為稜鏡延伸方向(稜鏡稜線的延長方向)互相正交之下側稜鏡片44及上側稜鏡片45。色彩轉換片46亦可配置於擴散片43與一對的稜鏡片44及稜鏡片45之間。
反射片41為例如藉由白色的聚對苯二甲酸乙二酯樹脂製之膜、銀蒸鍍膜等所構成。
藍色光源42的種類沒有特別限定，例如亦可為LED元件或雷射元件等，就成本、生產性等觀點而言，亦可使用LED元件。為了調節LED的出光角度特性，亦可於LED元件裝設透鏡。藍色光源42發出例如於CIE(International Commission on illumination；國際照明委員會)1931的色度座標中x＜0.24、y＜0.18的光。在藍色光源42由LED元件所構成的情況，LED元件(晶片)在俯視的情況亦可具有長方形狀，此時，一邊的長度可為10μm以上(較佳為50μm以上)至20mm以下(較佳為10mm以下，更佳為5mm以下)。數mm見方之LED晶片，亦可二維地以一定的間隔配置於反射片41上。將複數的LED晶片以等間隔配置情況，相鄰的2個晶片之中心距離可為0.5mm以上(較佳為2mm以上)至20mm以下。
如圖3所示，擴散片43具有基材層21。擴散片43(基材層21)係具有成為光出射面之第1面21a、及成為光入射面之第2面21b。亦即，擴散片43係使第2面21b朝向藍色光源42的方向來配置。成為基材層21的基質之樹脂只要由使光穿透之材料所構成則沒有特別限定，例如可為丙烯酸、聚苯乙烯、聚碳酸酯、MS(甲基丙烯酸甲酯／苯乙烯共聚)樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、乙酸纖維素、聚醯亞胺等。基材層21亦可含有除了擴散劑以外之其他添加劑，或者亦可實質上不含添加劑。基材層21可含有的添加劑並無特別限定，例如可為二氧化矽、氧化鈦、氫氧化鋁、硫酸鋇等無機粒子；例如亦可為丙烯酸、丙烯腈、聚矽氧、聚苯乙烯、聚醯胺等有機粒子。
擴散片43的厚度並無特別限定，例如可為3mm以下(較佳為2mm以下，更佳為1.5mm以下，進而較佳為1mm以下)至0.1mm以上。若擴散片43的厚度超過3mm，則變得難以達成液晶顯示器的薄型化。若擴散片43的厚度低於0.1mm，則難以使亮度變得均勻。擴散片43可為膜狀，亦可為平板(板)狀。
如圖4所示，於擴散片43的第1面21a，略倒四角錐狀(倒金字塔狀)之複數的凹部22排列成二維矩陣狀。換言之，複數的凹部22係沿著互相正交的二方向來排列。相鄰的凹部22彼此藉由稜線111來劃分。稜線111係沿著凹部22所排列的二方向而延伸。凹部22的中心(倒金字塔的頂點)112為凹部22的最深部。在圖4中，為了簡單表現，雖然例示了凹部22配置成5×5的矩陣狀的情況，但凹部22的實際排列數遠多於此。在複數的凹部22之二維排列中，各凹部22可無間隙地設置於第1面21a，亦可隔開預定的間隔來設置。再者，在不損及光擴散效果的程度內，部分的凹部22亦可隨機地排列。
凹部22的頂角θ例如可為90°，凹部22的排列間距p例如可為100μm，凹部22的深度例如可為50μm。所謂凹部22的頂角θ，係指對於擴散片43的配置面呈垂直的面(縱剖面)，將通過凹部22的中心(倒金字塔的頂點112)且夾著該中心而相向的一對斜面以垂直橫切的方式進行切斷時所出現的剖面中，斜面的剖面線彼此所形成的角。再者，所謂凹部22的排列間距p，係指相鄰的凹部22的中心(倒金字塔的頂點112)彼此之間的距離(沿著與擴散片43的配置面為平行的方向上的距離)。
擴散片43的第2面21b例如可為平坦面(鏡面)或壓紋加工面。擴散片43亦可由在第1面21a具有凹凸形狀(凹部22)之基材層21的單層結構所構成。擴散片43亦可由兩面為平坦的基材層與於其中一面具有凹凸形狀之層的雙層結構所構成。擴散片43亦可由包含於其中一面具有凹凸形狀之層的三層以上的結構所構成。擴散片43的製造方法並無特別限定，例如亦可使用擠出成型法、射出成型法等。
使用擠出成型法來製造於表面具有凹凸形狀之單層的擴散片之流程如下。首先，將添加有擴散劑之顆粒狀的塑膠粒子(亦可一併混合未添加擴散劑之顆粒狀的塑膠粒子)投入單軸擠出機中，一邊加熱一邊熔融、混練。之後，將藉由T字模擠出的熔融樹脂用兩根金屬輥夾住來冷卻後，用導輥運送，以切片機切下片狀平板，藉此製作擴散片。此處，使用在表面具有將所需之凹凸形狀經反轉而成的形狀之金屬輥來夾住熔融樹脂，藉此使輥表面的反轉形狀轉印至樹脂，因此能夠將所需之凹凸形狀賦形予擴散片表面。再者，轉印至樹脂的形狀未必將輥表面的形狀100%轉印而成，因此亦可由轉印程度進行逆算來設計輥表面的形狀。
使用擠出成型法來製造在表面具有凹凸形狀之雙層結構的擴散片的情況，例如分別向2個單軸擠出機中投入形成各層所需的顆粒狀的塑膠粒子後，對各層實施與前述相同的流程，並將所製作出的各片加以積層即可。
或者，也可以如以下方式來製作在表面具有凹凸形狀之雙層結構的擴散片。首先，分別向2個單軸擠出機中投入形成各層所需的顆粒狀的塑膠粒子，一邊加熱一邊熔融、混練。之後，將成為各層的熔融樹脂投入至1個T字模中，在該T字模內進行積層，將藉由該T字模擠出的積層熔融樹脂用兩根金屬輥夾住來冷卻。之後，使用導輥來運送積層熔融樹脂，以切片機切下片狀平板，藉此製作在表面具有凹凸形狀的雙層結構之擴散片。
另外，亦可藉由使用UV(紫外線)之賦形轉印，以如以下之方式來製造擴散片。首先，將未硬化的紫外線硬化樹脂填充至輥(具有欲轉印之凹凸形狀的反轉形狀)，將基材壓抵在該樹脂上。其次，在填充有紫外線硬化樹脂的輥與基材成為一體的狀態下，照射紫外線使樹脂硬化。其次，將藉由樹脂而賦形轉印有凹凸形狀之片自輥剝離下來。最後，再次對片進行紫外線照射來使樹脂完全硬化，製作在表面具有凹凸形狀的擴散片。
另外，在本發明中，考慮到藉由通常的形狀轉印技術難以形成幾何學上嚴格的倒四角錐之凹部，而使用「略倒四角錐」之註記，但「略倒四角錐」係包含真正的或實質上可視為倒四角錐之形狀。再者，所謂「略」，意指可近似，所謂「略倒四角錐」，意指可近似於倒四角錐之形狀。例如，即使關於頂部平坦的「倒四角錐梯形」，在不失去本發明的作用功效之程度內使頂部面積減小之「倒四角錐梯形」仍設為包含在「略倒四角錐」之中。再者，起因於工業生產上的加工精度之無法避免的形狀之偏差的範圍內由「倒四角錐」變形而成的形狀亦包含在「略倒四角錐」之中。
因稜鏡片44及稜鏡片45需要讓光線穿透，故以透明(例如無色透明)的合成樹脂作為主成分來形成。稜鏡片44及稜鏡片45亦可形成為一體。下側稜鏡片44係具有基材層44a、以及由積層於基材層44a的表面之複數的突條稜鏡部44b所構成之突起列。同樣地，上側稜鏡片45係具有基材層45a、以及由積層於基材層45a的表面之複數的突條稜鏡部45b所構成之突起列。突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b分別於基材層44a及基材層45a的表面積層成條紋狀。突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b分別為內面與基材層44a及基材層45a的表面接觸之三角柱狀體。突條稜鏡部44b的延伸方向與突條稜鏡部45b的延伸方向係互相正交。藉此，能夠使自擴散片43入射的光線藉由下側稜鏡片44而向法線方向側折射，進而使自下側稜鏡片44出射的光線藉由上側稜鏡片45以相對於顯示畫面50a呈大致垂直地前進的方式折射。
稜鏡片44及稜鏡片45的厚度(自基材層44a及基材層45a的內面至突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的頂點為止的高度)的下限例如可為50μm左右，更佳可為100μm左右。稜鏡片44及稜鏡片45的厚度的上限可為200μm左右，更佳可為180μm左右。稜鏡片44及稜鏡片45中的突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的間距的下限例如可為20μm左右，更佳可為25μm左右。稜鏡片44及稜鏡片45中的突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的間距的上限例如可為100μm左右，更佳可為60μm左右。突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的頂角例如可為85°以上至95°以下。突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的折射率的下限例如可為1.5，更佳可為1.55。突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的折射率的上限例如可為1.7。
稜鏡片44及稜鏡片45亦可於由例如PET(polyethylene terephthalate；聚對苯二甲酸乙二酯)膜所構成之基材層44a及基材層45a設置有使用UV硬化型丙烯酸系樹脂進行形狀轉印而得之突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b而成，或是亦可使突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b與基材層44a及基材層45a一體成形而成。
色彩轉換片46係波長轉換片，該波長轉換片將來自藍色光源42的光轉換為以任意顏色(例如綠色、紅色)的波長作為峰值波長的光。色彩轉換片46例如將波長450nm的藍色光轉換為波長540nm的綠色光與波長650nm的紅色光。這種情況，若使用發出波長450nm的藍色光之光源42，則由於藉由色彩轉換片46使得藍色光被部分地轉換為綠色光與紅色光，故穿透了色彩轉換片46的光變成白色光。作為色彩轉換片46，例如可使用QD(quantum dot；量子點)片或螢光片等。
圖示雖然省略，但亦可在稜鏡片44及稜鏡片45的上側(顯示畫面50a之側)設置偏光片。偏光片係藉由防止自背光單元40出射的光被液晶顯示裝置50的第1偏光板6吸收，而提升顯示畫面50a的亮度。
在以上所說明的本實施形態之光學片積層體100中，例如如圖5所示，擴散片43之凹部22的排列方向(X方向及Y方向)與稜鏡片44及稜鏡片45之突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的延伸方向以20°以上至70°以下、更佳為25°以上至35°以下或55°以上至65°以下進行交叉。另外，在圖5中，為了簡單表現而省略了突條稜鏡部44b的圖示，但由於突條稜鏡部44b的延伸方向與突條稜鏡部45b的延伸方向互相正交，故突條稜鏡部45b的延伸方向滿足前述的交叉角度範圍的情況下，突條稜鏡部44b的延伸方向亦滿足前述的交叉角度範圍。
[實施形態的特徵] 本實施形態的光學片積層體100被組裝在使用了藍色光源42的背光單元40中。光學片積層體100係具備：擴散片43，於第1面21a設置有略倒四角錐狀之複數的凹部22；以及一對的稜鏡片44及稜鏡片45，突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的延伸方向(以下，有時亦稱為稜鏡延伸方向)互相正交。擴散片43以1片或積層複數片來配置。複數的凹部22排列成二維矩陣狀，該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度為20°以上至70°以下。
若根據本實施形態的光學片積層體100，以相同光源、相同電力、相同光學片積層構成進行比較，相較於擴散片43的凹部(倒四角錐)排列方向與稜鏡片44及稜鏡片45的稜鏡延伸方向之角度差為0°附近或是90°附近的情況可增大亮度。因此，在背光單元40中即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
在本實施形態的光學片積層體100中，若前述交叉角度為25°以上至35°以下、或是55°以上至65°以下，則能夠使亮度更進一步增大。
本實施形態的背光單元40被組裝在液晶顯示裝置50中，將自藍色光源42所發出的光經過色彩轉換片46而引導至顯示畫面50a側。背光單元40在顯示畫面50a與藍色光源42之間，具備有本實施形態的光學片積層體100，擴散片43被配置於藍色光源42與稜鏡片44及稜鏡片45之間。
若根據本實施形態的背光單元40，由於具備有本實施形態的光學片積層體100，故而即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。
在本實施形態的背光單元40中，自擴散片43來看，藍色光源42亦可配置在設置於顯示畫面50a之相反側的反射片41之上。如此一來，光藉由擴散片43與反射片41之間的多重反射而進一步擴散，故而提升亮度均勻性。
在本實施形態的背光單元40中，擴散片43亦可積層複數片並配置於稜鏡片44及稜鏡片45與藍色光源42之間。如此一來，藉由複數片的擴散片43，自藍色光源42直線前進而來的光被反覆擴散，故而提升亮度均勻性。
在本實施形態的背光單元40中，若藍色光源42與擴散片43之間的距離為5mm以下，則能夠使背光單元40小型化。再者，著眼於今後的中小型液晶顯示器的薄型化，更佳為使藍色光源42與擴散片43的距離設為2.5mm以下，進而較佳為1mm以下，終極而言亦可設為0mm。
在本實施形態的背光單元40中，色彩轉換片46可配置於藍色光源42與擴散片43之間、或是擴散片43與稜鏡片44及稜鏡片45之間。如此一來，藉由色彩轉換片46能夠將藍色光源42所發出的光轉換為白色光。
在本實施形態的背光單元40之製造方法係具備以下步驟：自藍色光源42來看，在顯示畫面50a側，使得設置有略倒四角錐狀之複數的凹部22之擴散片43以1片或積層複數片來配置之步驟；自擴散片43來看，在顯示畫面50a側配置稜鏡延伸方向互相正交之一對的稜鏡片44及稜鏡片45之步驟。複數的凹部22排列成二維矩陣狀，並以該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度成為20°以上至70°以下的方式來配置擴散片43與一對的稜鏡片44及稜鏡片45。
若根據本實施形態的背光單元40之製造方法，以相同光源、相同電力、相同光學片積層構成進行比較，相較於擴散片43的凹部(倒四角錐)排列方向與稜鏡片44及稜鏡片45的稜鏡延伸方向之角度差為0°附近或是90°附近的情況可增大亮度。因此，可獲得即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面之背光單元40。
本實施形態的液晶顯示裝置50係具備本實施形態的背光單元40、以及液晶顯示面板5。因此，藉由背光單元40，即使以低電力仍能夠實現高亮度的畫面。在組裝有液晶顯示裝置50之資訊設備(例如筆記型電腦或平板等之可攜式資訊終端)亦能夠獲得同樣的功效。 [實施例]
以下，針對實施例進行說明。
作為實施例的光學片積層體100，係使用了於厚度130μm且相同結構的擴散片43以相同朝向重疊兩片所得者之上配置了稜鏡延伸方向互相正交之下側稜鏡片44及上側稜鏡片45而成之光學片積層體。另外，實施例的光學片積層體100係準備了在擴散片43的下側配置有由QD片所構成之色彩轉換片46而成的光學片積層體、與未配置色彩轉換片46的光學片積層體之兩種。
在厚度80μm之透明聚碳酸酯片上，使用折射率1.587的UV硬化樹脂，並將頂角90°、深度50μm的倒金字塔形狀的凹部22以間距100μm進行二維排列來形成擴散片43。擴散片43係以凹部22的形成面(第1面21a)成為光出射面的方式來配置。擴散片43的第2面21b設為平坦面(鏡面)。
稜鏡片44及稜鏡片45係於由PET膜所構成之基材層44a及基材層45a，使用由丙烯酸酯所構成之UV硬化型丙烯酸系樹脂來設置突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b而形成。下側稜鏡片44係總厚度為145μm，並將高度12μm、頂角94°的突條稜鏡部44b以間距25μm進行排列而成。上側稜鏡片45係總厚度為128μm，並將高度24μm、頂角93°的突條稜鏡部45b以間距51μm進行排列而成。
於實施例的光學片積層體100的下側(擴散片43之側)配置藍色光源42，一邊改變擴散片43與稜鏡片44及稜鏡片45的配置關係，一邊調查通過光學片積層體100之光的亮度。作為藍色光源42，係使用了使峰值波長450nm(半值全寬16nm)的藍色LED以2.8mm間距且二維地複數配置而成的LED陣列。
作為亮度測定的初始狀態，如圖6所示，擴散片43係使凹部22的排列方向之一與基準方向(X軸方向)一致(以配置角0°)來配置，下側稜鏡片44係使突條稜鏡部44b的延伸方向以相對於X軸呈逆時針旋轉102°(以配置角102°)來配置，上側稜鏡片45係使突條稜鏡部45b的延伸方向以相對於X軸呈逆時針旋轉12°(以配置角12°)來配置。
作為第1亮度測定，自前述初始狀態一邊將兩片的擴散片(倒金字塔片)43的配置朝向(配置角)以每次逆時針旋轉10°而旋轉180°，一邊測定亮度變化。再者，為了比較，作為第2亮度測定，自前述初始狀態一邊將2片的稜鏡片44及稜鏡片45的配置朝向(配置角)以每次逆時針旋轉10°而旋轉180°，一邊測定亮度變化。
在各亮度測定中，於藍色光源42(LED陣列)之上，配置實施例的光學片積層體100，進而在該光學片積層體100之上載放用以抑制片材類的浮起之透明玻璃板，使用TOPCON TECHNOHOUSE公司製造的二維色彩亮度計UA-200，針對33mm見方之範圍測定了鉛直方向向上(自LED陣列朝向玻璃板的方向)的亮度。對於獲得的二維亮度分布影像，對各個LED的發光強度偏差進行修正，進行了用以抑制異物等所引起的亮點／暗點雜訊的過濾處理後，針對所有像素的亮度算出了平均值。
圖7及圖8分別表示在前述的第1亮度測定及第2亮度測定所獲得之亮度變化。圖7及圖8中，橫軸表示「上側稜鏡片45的配置角」－「擴散片(倒金字塔片)43的配置角」(以下，有時亦僅稱為「配置角差」)，初始狀態的配置角差為12°(參照圖6)。
另外，在圖7中，伴隨著擴散片43的旋轉，「配置角差」每次減少10°，在圖8中，伴隨著上側稜鏡片45的旋轉，「配置角差」每次增加10°，因為擴散片43在配置角0°(180°)及90°(270°)具有等價的形狀，所以「配置角差」係如以下的方式換算。亦即，當「配置角差」為負值的情況，對「配置角差」加上90°的倍數而換算成0°以上至90°以下之值，當「配置角差」超過90°的情況，從「配置角差」減去90°的倍數而換算成0°以上至90°以下之值。如此一來，相對於橫軸相同的「配置角差」，縱軸的亮度測定值存在複數個。再者，如以上換算而得的「配置角差」係與由擴散片43的凹部22的排列方向與稜鏡片44及稜鏡片45的突條稜鏡部44b及突條稜鏡部45b的延伸方向所成之交叉角度(以下，有時亦僅稱為交叉角度)相等。
再者，圖7及圖8中，亮度係以將設置有色彩轉換片46之光學片積層體100的初始狀態(「配置角差」為12°時)的亮度測定值作為100%之相對亮度來表示。
如圖7及圖8所示，無關乎有無色彩轉換片46，「配置角差」在20°至70°的範圍(亦即「交叉角度」在20°至70°的範圍)，與「配置角差」在0°附近或90°附近(亦即「交叉角度」在0°附近或90°附近)時相比，亮度顯著地增大。尤其，「配置角差」在30°附近及60°附近(亦即「交叉角度」在30°附近及60°附近)相對亮度成為極大值，在成為該極大值之「配置角差」的±5°之範圍可獲得較大的亮度。
如以上所說明，可知在實施例的光學片積層體100，無論是在改變擴散片43的配置角的情況，還是在改變稜鏡片44及稜鏡片45的配置角的情況，「交叉角度」在20°至70°的範圍亮度會增大，尤其「交叉角度」在25°至35°或55°至65°的範圍亮度顯著地增大。
[其他實施形態] 在前述實施形態(包含實施例，以下相同)中，是由擴散片43、稜鏡片44及稜鏡片45、色彩轉換片46來構成光學片積層體100。然而，光學片積層體100亦可進而包含擴散片43、稜鏡片44、稜鏡片45、及色彩轉換片46以外之其他光學片。
再者，在前述實施形態中，是將設置於光學片積層體100中所包含之擴散片43的第1面21a處之凹部22的倒多角錐形狀設成倒四角錐，但亦可取而代之改為可二維配置之其他形狀，例如亦可設成倒三角錐或倒六角錐。或是亦可取代可二維配置之凹部22，而改為設置突條稜鏡部等突起列。再者，擴散片43的第2面21b雖然作成平坦面(鏡面)或是壓紋加工面，但亦可於擴散片43的第2面21b設置可二維配置之倒多角錐形狀的凹部或突條稜鏡部等突起列。
以上說明了針對本發明的實施形態，但本發明並不僅限定於前述實施形態，可在發明的範圍內進行各種變更。亦即，前述的實施形態之說明在本質上僅為例示，併為意圖限制本發明、本發明的應用對象或本發明之用途。
1:TFT基板 2:CF基板 3:液晶層 5:液晶顯示面板 6:第1偏光板 7:第2偏光板 21:基材層 21a:第1面 21b:第2面 22:凹部 40:背光單元 41:反射片 42:藍色光源 43:擴散片 44:下側稜鏡片 44a:基材層 44b:突條稜鏡部 45:上側稜鏡片 45a:基材層 45b:突條稜鏡部 46:色彩轉換片 50:液晶顯示裝置 50a:顯示畫面 100:光學片積層體 111:稜線 112:凹部中心(倒金字塔頂點) θ:頂角 p:排列間距 X:X軸 Y:Y軸
[圖1]係具備實施形態之背光單元的液晶顯示裝置之剖面圖。 [圖2]係組裝有實施形態之光學片積層體的背光單元之剖面圖。 [圖3]係實施形態之光學片積層體所包含的擴散片之剖面圖。 [圖4]係實施形態之光學片積層體所包含的擴散片之立體圖。 [圖5]係表示實施形態之光學片積層體中的擴散片之凹部排列方向與稜鏡片之稜鏡延伸方向的關係之一例之圖。 [圖6]係表示說明實施例之光學片積層體中的擴散片(倒金字塔片)及稜鏡片的配置角之關係之圖。 [圖7]係表示實施例之光學片積層體中，使擴散片(倒金字塔片)的配置角變化的情況之亮度變化之圖。 [圖8]係表示實施例之光學片積層體中，使上側稜鏡片的配置角變化的情況之亮度變化之圖。

Claims (10)

  1. 一種光學片積層體，係被組裝在使用了藍色光源之背光單元中；具備： 擴散片，於至少一面設置有略倒四角錐狀之複數的凹部；以及 一對的稜鏡片，稜鏡延伸方向互相正交； 前述擴散片以1片或積層複數片來配置； 前述複數的凹部排列成二維矩陣狀，該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度為20°以上至70°以下。
  2. 如請求項1所記載之光學片積層體，其中前述交叉角度為25°以上至35°以下、或是55°以上至65°以下。
  3. 一種背光單元，係被組裝在液晶顯示裝置中，將自藍色光源所發出的光經過色彩轉換片而引導至顯示畫面側； 在前述顯示畫面與前述藍色光源之間，具備有如請求項1或2所記載之光學片積層體； 前述擴散片被配置於前述藍色光源與前述一對的稜鏡片之間。
  4. 如請求項3所記載之背光單元，其中自前述擴散片來看，前述藍色光源係配置在設置於前述顯示畫面之相反側的反射片之上。
  5. 如請求項3所記載之背光單元，其中前述擴散片係積層複數片並配置於前述一對的稜鏡片與前述藍色光源之間。
  6. 如請求項3所記載之背光單元，其中前述藍色光源與前述擴散片之間的距離為5mm以下。
  7. 如請求項3所記載之背光單元，其中前述色彩轉換片係配置於前述藍色光源與前述擴散片之間、或是前述擴散片與前述一對的稜鏡片之間。
  8. 一種液晶顯示裝置，係具備如請求項3至7中任一項所記載之背光單元、以及液晶顯示面板。
  9. 一種資訊設備，係具備如請求項8所記載之液晶顯示裝置。
  10. 一種背光單元之製造方法，係用以製造被組裝在液晶顯示裝置中，將自藍色光源所發出的光經過色彩轉換片而引導至顯示畫面側之背光單元；具備以下步驟： 自前述藍色光源來看，在前述顯示畫面側使得於至少一面設置有略倒四角錐狀之複數的凹部之擴散片以1片或積層複數片來配置之步驟；以及 自前述擴散片來看，在前述顯示畫面側配置稜鏡延伸方向互相正交之一對的稜鏡片之步驟； 前述複數的凹部排列成二維矩陣狀，並以該排列方向與前述稜鏡延伸方向的交叉角度成為20°以上至70°以下的方式來配置前述擴散片及前述一對的稜鏡片。
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