TW202331375A - 光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊機器以及光學片積層體的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明旨在提供一種光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊機器以及光學片積層體的製造方法。光學片積層體組裝於液晶顯示裝置中,該液晶顯示裝置於顯示畫面的背面側分散地設置有複數個點光源。光學片積層體包括在第一面上形成有至少部分地抑制來自複數個點光源的光的穿透的第一印刷圖案的第一光學片。在與第一光學片不同的第二光學片或在前述第一光學片的第二面上形成至少部分地抑制來自複數個點光源的光穿透的第二印刷圖案。藉由第一印刷圖案及第二印刷圖案,由複數個點光源產生的亮度不均勻得到抑制,亮度得到均勻化。如上所述,直下式型背光的亮度均勻性得到提升。
Description
本揭示涉及一種光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊機器以及光學片積層體的製造方法。
智慧型手機或平板終端等各種資訊機器的顯示裝置廣為利用液晶顯示裝置。液晶顯示裝置之背光主流為光源配置於液晶面板背面之直下式。
在採用直下式背光的情況下,為了消除LED(Light Emitting Diode;發光二極體)等光源在發光面上的影像而提升面內亮度的均勻性,會使用光擴散部件(光擴散板、光擴散片、光擴散膜)。
在專利文獻1所揭示的光學片中,為了消除光源正上方區域為高亮度且光源間區域為低亮度的亮度不均勻,藉由在高亮度的光源正上方區域印刷白色印墨來抑制光的穿透,從而提升亮度均勻性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-163785號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而,在習知的光學片中,由於配合亮度分布(亮度不均勻)來形成印刷圖案以提升亮度均勻性,因此存在當印刷圖案相對於光源配置位置產生了位置偏移時亮度均勻性降低的問題。
本揭示的目的在於提升直下式背光的亮度均勻性。
[用以解決課題之手段]
本揭示所相關之光學片積層體組裝在液晶顯示裝置中,該液晶顯示裝置於顯示畫面的背面側分散地設置有複數個點光源,前述光學片積層體包括第一光學片,在該第一光學片的第一面上形成有至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光穿透的第一印刷圖案。在與前述第一光學片不同的第二光學片或在前述第一光學片的第二面上形成至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光穿透的第二印刷圖案。藉由前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案,由前述複數個點光源產生的亮度不均勻得到抑制,亮度得到均勻化。
根據本揭示所相關之的光學片積層體,用於抑制亮度不均勻的第一及第二印刷圖案配置在不同的複數片光學片或同一光學片的兩面上。因此,與藉由單一的印刷圖案來抑制亮度不均勻的情況相比,能夠減小第一及第二印刷圖案中的印刷密度的變化量(濃淡變化)。因此,在第一印刷圖案及/或第二印刷圖案相對於光源配置位置發生了位置偏移的情況下,也能夠抑制亮度均勻性的降低。
在本揭示所相關之光學片積層體中,可以前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案為漸變狀的單元圖案的集合體,該單元圖案的集合體使透光抑制程度從前述複數個點光源中的一個點光源的正上方附近朝向與其相鄰的點光源的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案。或者,可以前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案中的至少一者具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。或者,可以前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案重疊而成的圖案具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。如此,藉由第一及第二印刷圖案,能夠抑制由複數個點光源產生的亮度不均勻,提升亮度均勻性。於此情況,前述亮度分布中亮度高的區域根據光學片積層體的構成或點光源的特性等,可以是前述複數個點光源的正上方區域,或者也可以是前述複數個點光源中相鄰的點光源彼此之間的區域。如此,能夠抑制點光源的正上方區域或點光源彼此之間的區域的亮度,提升亮度均勻性。
在本揭示所相關之光學片積層體中,前述第一光學片可以為第一光擴散片。如此,能夠藉由第一光擴散片進一步地抑制亮度不均勻。於此情況,若前述第二印刷圖案形成在前述第二光學片上,在前述第一光擴散片中,前述第一面為平面或霧面,在前述第二面上設置有二維排列的複數個凹部,前述第二光學片為具有形成有前述第二印刷圖案的平面或霧面的第二光擴散片,則能夠在起伏小的平面或霧面上容易地形成第一及第二印刷圖案。或者,若前述第二印刷圖案形成於前述第一光擴散片,在前述第一光擴散片中,在前述第一面及前述第二面中的一面上設置有二維排列的複數個凹部,前述第一面及前述第二面中的另一面為平面或霧面,則第一印刷圖案或第二印刷圖案將凹部填埋而形成得較厚,因此能夠進一步地抑制光的穿透。需要說明的是,前述複數個凹部也可以具有倒多角錐形狀、倒多角錐台形狀或下半球形狀。如此,能夠提升光擴散片的光擴散性。
本揭示所相關之背光單元被組裝在前述液晶顯示裝置中,朝著前述顯示畫面側引導從前述複數個點光源發出的光,在前述顯示畫面與前述複數個點光源之間包括前述本揭示所相關之光學片積層體。
根據本揭示所相關之背光單元,由於包括前述的本揭示所相關之光學片積層體,因此能夠使亮度均勻性提升。
在本揭示所相關之背光單元中,前述複數個點光源與前述光學片積層體之間的距離可以在2mm以下。如此,即使在習知的容易產生亮度不均勻的結構中,也能夠提升亮度均勻性。
於本揭示所相關之背光單元中,前述複數點光源可為LED元件。如此,即使減少光源個數,所能獲得的畫面整體的亮度也足夠。
在本揭示所相關之背光單元中,前述複數個點光源可配置在反射部件上,該反射部件從前述光學片積層體觀察時,設置於前述顯示畫面的相反側。如此,亮度均勻性會進一步提升。
本揭示所相關之液晶顯示裝置包括前述本揭示所相關之背光單元、及液晶顯示面板。
根據本揭示所相關之液晶顯示裝置,包括前述本揭示所相關之背光單元,因此亮度均勻性提升。
本揭示所相關之資訊機器包括前述本揭示所相關之液晶顯示裝置。
根據本揭示所相關之資訊機器,包括前述本揭示所相關之液晶顯示裝置,因此亮度均勻性提升。
在本揭示所相關之光學片積層體的製造方法中,光學片積層體組裝在液晶顯示裝置中,該液晶顯示裝置於顯示畫面的背面側分散地設置有複數個點光源,本揭示所相關之光學片積層體的製造方法包括工序A及工序B,在前述工序A中,在第一光學片的第一面上形成至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光的穿透的第一印刷圖案,在前述工序B中,在與前述第一光學片不同的第二光學片上、或在前述第一光學片的第二面上,形成至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光穿透的第二印刷圖案。實施前述工序A及前述工序B,藉由前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案來抑制由前述複數個點光源產生的亮度不均勻,而使亮度均勻化。
根據本揭示所相關之光學片積層體的製造方法,將用於抑制亮度不均勻的第一及第二印刷圖案形成在不同的複數片光學片或同一光學片的兩面上。因此,與藉由單一的印刷圖案來抑制亮度不均勻的情況相比,能夠減小第一及第二印刷圖案中的濃淡變化。因此,在第一印刷圖案及/或第二印刷圖案相對於光源配置位置發生了位置偏移的情況下,也能夠抑制亮度均勻性的降低。
在本揭示所相關之光學片積層體的製造方法中,可以前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案為漸變狀的單元圖案的集合體,該單元圖案的集合體使透光抑制程度從前述複數個點光源的中的一個點光源的正上方附近朝向與其相鄰的點光源的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案。或者,可以前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案中的至少一者具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。或者,可以前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案重疊而成的圖案具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。如此,藉由第一及第二印刷圖案,能夠抑制由複數個點光源產生的亮度不均勻,提升亮度均勻性。於此情況,前述亮度分布中亮度高的區域根據光學片積層體的構成或點光源的特性等,可以是前述複數個點光源的正上方區域,或者也可以是前述複數個點光源中相鄰的點光源彼此之間的區域。如此,能夠抑制點光源的正上方區域或點光源彼此之間的區域的亮度,提升亮度均勻性。
[發明功效]
根據本揭示,能夠提升直下式背光的亮度均勻性。
[實施形態]
以下,參照圖式說明實施形態所相關之光學片積層體、背光單元、液晶顯示裝置、資訊機器以及光學片積層體的製造方法。需要說明的是,本揭示之範圍不限定於以下實施形態,可以在本揭示之技術思想範圍內任意變更。
[液晶顯示裝置的結構]
如圖1所示,液晶顯示裝置50包括液晶顯示面板5、黏貼於液晶顯示面板5下表面的第一偏光板6、黏貼於液晶顯示面板5上表面的第二偏光板7、及隔著第一偏光板6設置在液晶顯示面板5背面側的背光單元40。
液晶顯示面板5包括彼此相對而設的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、以及為了將液晶層3封入TFT基板1與CF基板2之間而設置成框狀的密封材(省略圖示)。
從正面(圖1上方)觀看到的液晶顯示裝置50的顯示畫面50a的形狀原則上為長方形或正方形,但不限於此,可以為角是圓角的長方形、橢圓形、圓形、梯形或汽車儀表板等任意形狀。
在液晶顯示裝置50的對應各像素電極的各子像素中,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經由第一偏光板6入射來的光的透光率得到調整。透光率得到調整的光經由第二偏光板7射出而在顯示畫面50a上顯示影像。
本實施形態的液晶顯示裝置50可以作為組裝於各種資訊機器(例如汽車導航等車載裝置、個人電腦、行動電話、筆記型電腦或平板電腦等攜帶資訊終端裝置、攜帶型遊戲機、影印機、售票機、ATM(automated teller machine;自動提款機)等)的顯示裝置使用。
TFT基板1例如包括:於玻璃基板上設置成矩陣狀的複數個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個TFT中相對應的TFT連接的複數個像素電極、以及以覆蓋各像素電極的方式設置的配向膜。CF基板2例如包括:於玻璃基板上設置成網格狀的黑色矩陣、含有分別設置於黑色矩陣的各網格間的紅色層、綠色層及藍色層的彩色濾光片、以覆蓋黑色矩陣及彩色濾光片的方式設置的共用電極、以及以覆蓋共用電極的方式設置的配向膜。液晶層3由向列型液晶材料等形成,該向列型液晶材料含有具有電光學特性的液晶分子。第一偏光板6及第二偏光板7例如皆包括:具有單向偏光軸的偏光片層、及以夾住該偏光片層的方式設置的一對保護層。
[背光單元的結構]
如圖2所示,背光單元40包括:反射部件41;在反射部件41上配置成二維狀的複數個點光源42;以及設置於複數個點光源42的上側的光學片積層體100。光學片積層體100包括:設置在複數個點光源42的上側的光擴散片43;設置在光擴散片43的上側的顏色轉換片44;設置在顏色轉換片44的上側的一對稜鏡片45及46;以及設置在一對稜鏡片45及46的上側的其他光擴散片47。
在本實施形態中,將光擴散片43例如積層兩片設置於背光單元40中。光擴散片43可以使用一片,或者也可以積層三片以上使用。特別是,在藉由點光源42的精密配置等能夠充分提升亮度均勻性的情況下,也可以使用一片光擴散片43。在使用複數片光擴散片43的情況下,各光擴散片43的規格(材質、厚度、表面形狀等)可以相同,或者也可以不同。一對稜鏡片45及46可以是稜鏡延伸方向(稜鏡稜線的延伸方向)彼此正交的第一稜鏡片45及第二稜鏡片46。
[反射部件]
反射部件41例如由白色聚對苯二甲酸乙二酯樹脂製薄膜、銀蒸鍍膜等形成。
[點光源]
點光源42的種類並無特別限定,例如可以為LED元件或雷射元件等,以成本、生產性等觀點來看,可以使用LED元件。為了調節LED元件的出光角度特性,可以在LED元件上裝設透鏡。俯視時,LED元件(晶片)可以呈長方形狀,於此情況,一邊的長度可以為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)。LED晶片可以以一定的間距交替呈二維地配置在反射片41上。以等間距配置複數個LED晶片時,相鄰兩個晶片的中心間距可以為0.5mm以上(較佳為2mm以上)至20mm以下。藉由規則地配置LED元件等點光源42,亮度均勻性得到提升。
點光源42可以配置在形成為片狀的反射部件41上。或者,也可以將點光源42埋入反射部件41,僅使點光源42的發光部(例如裝設在LED元件上的透鏡)露出。
點光源42可以是藍色光源。在使用藍色光源的情況下,例如在光擴散片43與第一稜鏡片45之間設置將藍色光轉換為任意顏色(例如綠色或紅色)的光的顏色轉換片44。作為顏色轉換片,例如可以使用QD(quantum dot;量子點)片或螢光片等。點光源42也可以是白色光源。白色光源可以由峰值波長處於藍色區域的LED元件、峰值波長處於綠色區域的LED元件以及峰值波長處於紅色區域的LED元件構成。在點光源42為白色光源的情況下,可以不設置顏色轉換片44。
[光擴散片]
如圖3所示,光擴散片43具有基材層21。光擴散片43(基材層21)具有入光面21a及出光面21b。亦即,光擴散片43配置成使入光面21a朝向點光源42的方向。成為基材層21的基質的樹脂只要是由讓光穿透的材料形成,則並無特別限定,例如可使用丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、MS(methyl methacrylate-styrene copolymerized;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可以含有擴散劑及其他添加劑,或者也可以實質上不含有添加劑。基材層21可以含有的添加劑並無特別限定,例如可以是二氧化矽、氧化鈦、氫氧化鋁、硫酸鋇等無機粒子,也可以例如是丙烯酸酯、丙烯腈、聚矽氧、聚苯乙烯、聚醯胺等有機粒子。
光擴散片43的厚度並無特別限定,例如可以為1.5mm以下(較佳為1mm以下)至0.1mm以上。若光擴散片43的厚度超過1.5mm,則液晶顯示裝置50的薄型化會變得困難。若光擴散片43的厚度低於0.1mm,則難以使亮度均勻,並且容易產生光擴散片43的剛性降低等問題。光擴散片43可以是薄膜狀,也可以是片(板)狀。
如圖3及圖4所示,在光擴散片43的入光面21a上,例如倒四角錐狀(倒金字塔狀)的複數個凹部22呈二維矩陣狀排列。複數凹部22可以沿著相互正交的兩個方向排列。相鄰的凹部22彼此被稜線111劃分開。稜線111沿著供凹部22排列的兩個方向延伸。凹部22的中心(倒金字塔的頂點)112是凹部22的最深部。為了表示上的簡單性,在圖4中示例了在光擴散部43A中將凹部22配置成5×5的矩陣狀的樣子。在凹部22的二維排列中,各凹部22可以無間隙地設置,也可以隔開預定的間距地設置。也可以以不破壞光擴散效果的程度對一部分凹部22進行隨機排列。
凹部22的頂角θ例如可以為90°,凹部22的排列間距p例如可以為100μm,凹部22的深度例如可以為50μm。於此,凹部22的頂角θ是指,在與光擴散片43的配置面垂直的面上,將經過凹部22的中心(倒金字塔的頂點112)且夾著該中心相對的一對斜面以垂直橫切的方式切斷時所出現的剖面(縱剖面)中,斜面的剖面線之間所成的角。凹部22的排列間距p是指相鄰的凹部22的中心(倒金字塔的頂點112)彼此之間的距離(沿著與光擴散片43的配置面平行的方向上的距離)。
需要說明的是,在本揭示中,考慮到以普通的形狀轉印技術難以形成幾何學上嚴密定義的倒多角錐的凹部,「倒四角錐」不只包括真正的或實質上可視為倒四角錐的形狀,也包括「略倒四角錐」。「略」是指能夠近似為之意,「略倒四角錐」是指能夠近似為倒四角錐的形狀。在工業生產上的加工精度所引起的不可避免的形狀的偏差範圍內由「倒四角錐」變形後的形狀也包括在「略倒四角錐」中。在本實施形態中,形成了倒四角錐狀的凹部22,但取而代之,形成倒四角錐以外的倒多角錐、包括倒四角錐臺的倒多角錐臺、倒圓錐、倒圓錐臺、下半球等其他形狀的凹部22的情況也相同。
光擴散片43的出光面21b例如可以是平面(鏡面)、霧面或壓花加工面。或者,也可以與入光面21a相同地,在光擴散片43的出光面21b上設置凹凸形狀。光擴散片43可以由在入光面21a上具有凹凸形狀(凹部22)的基材層21的一層構造構成。光擴散片43也可以由兩面平坦的基材層及一面具有凹凸形狀層的雙層構造構成。光擴散片43也可以由包括一面具有凹凸形狀層的三層以上的構造構成。在本實施形態中,在光擴散片43的入光面21a上形成有凹部22,但也可以取而代之,在出光面21b上形成凹部22。
[顏色轉換片]
顏色轉換片44是將來自點光源42的光(例如藍色的光)變換為以任意的顏色(例如綠色或紅色)的波長作為峰值波長的光的波長轉換片。顏色轉換片44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。於此情況,若使用發出波長450nm的藍色光的點光源42,顏色轉換片44則會將藍色光部分地轉換為綠色光及紅色光,因此穿透了顏色轉換片44的光成為白色光。例如可以使用QD(量子點)片或螢光片等作為顏色轉換片44。
[稜鏡片]
第一稜鏡片45及第二稜鏡片46使從顏色轉換片44側入射的光線向法線方向側折射。在稜鏡片45、稜鏡片46各自的光射出面側,例如橫剖面為等腰三角形的複數個槽以相互相鄰的方式設置,由相鄰的一對槽夾著的三角柱部分構成稜鏡。稜鏡的頂角例如為90°左右。形成於第一稜鏡片45的各個槽與形成於第二稜鏡片46的各個槽可以配置成彼此正交。如此,能夠藉由第一稜鏡片45使從顏色轉換片44側入射的光線向法線方向側折射,進而藉由第二稜鏡片46使從第一稜鏡片45射出的光線以相對於其他光擴散片47的光入射面大致垂直地行進的方式折射。稜鏡片45、稜鏡片46可以分別積層,或者也可以形成為一體。稜鏡片45、稜鏡片46的合計厚度例如可以為100μm至400μm左右。稜鏡片45及稜鏡片46可以使用例如於PET(polyethylene terephthalate;聚對苯二甲酸乙二酯)膜使用UV(ultraviolet;紫外線)固化型丙烯酸系樹脂而形成稜鏡形狀的稜鏡片。
稜鏡片45、稜鏡片46的厚度的下限例如可以為50μm左右,更佳為100μm左右。稜鏡片45、稜鏡片46的厚度的上限為200μm左右,更佳可以為180μm左右。稜鏡片45、稜鏡片46中的稜鏡構造的間距的下限例如為20μm左右,更佳可以為25μm左右。稜鏡片45、稜鏡片46中的稜鏡構造的間距的上限例如為100μm左右,更佳可以為60μm左右。
[其他光擴散片]
其他光擴散片47使從第二稜鏡片46側入射的光線稍微擴散,抑制稜鏡片45、稜鏡片46的稜鏡部的形狀等所引起的亮度不均勻。其他光擴散片47可以直接積層在第二稜鏡片46的表面上。其他光擴散片47的厚度並無特別限定,例如可以為50μm以上至1.5mm以下。若其他光擴散片47的厚度超過1.5mm,則難以實現液晶顯示器的薄型化。若其他光擴散片47的厚度低於50μm,則難以得到充分的光擴散效果,並且容易產生其他光擴散片47的剛性降低等問題。其他光擴散片47可以是薄膜狀,也可以是片(板)狀。作為其他光擴散片47,例如也可以使用在PET薄膜的至少一面上用UV固化型丙烯酸系樹脂而帶有凹凸形狀的光擴散片。
[偏光片]
雖然省略了圖示,但也可以在其他光擴散片47的上側(顯示畫面50a側)設置偏光片。偏光片藉由防止從背光單元40射出的光被液晶顯示裝置50的第一偏光板6吸收來使顯示畫面50a的亮度提升。
[印刷圖案]
在圖2所示的背光單元40中,從點光源42射出的光在通過光擴散片43時,被凹部22或擴散劑(省略圖示)擴散。藉此,例如在點光源42的正上方區域的亮度得到抑制。然而,在削減點光源42與光擴散片43之間的距離或光擴散片43的厚度等而使背光單元40薄型化的情況下,或者在為了削減成本而減少點光源42的數量的情況下,在光源正上方區域與光源間區域(未配置光源的區域)之間容易產生亮度不均勻。
相對於此,例如如圖5所示的比較例那樣,藉由在光擴散片43(下側的光擴散片43)的出光面21b上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光的穿透的印刷圖案101,能夠抑制上述亮度不均勻。印刷圖案101例如由反射光的白色印墨形成。印刷圖案101例如在光源正上方區域以高密度形成,在光源間區域以低密度形成。或者,印刷圖案101例如如圖6所示,在光源正上方區域以高占有率形成,在光源間區域以低占有率形成。於此,所謂佔有率是指印刷圖案(印墨塗佈部分)的面積佔單位面積的比例,在圖6所示的情況下,光源正上方區域的佔有率為100%。
圖7表示在圖6所示的印刷圖案101設置於下側的光擴散片43的比較例中,印刷圖案101與點光源42的配置的關係。點光源42為LED,無不均勻地二維配置。將印刷圖案101配置成漸變(gradation)狀,該漸變狀使抑制透光的程度從點光源42的正上方附近向其外部逐漸遞減。具體而言,印刷圖案101的漸變密度從LED正上方附近的100%到LED間區域的0%連續地變化。
然而,如圖5至圖7所示的比較例那樣,若想要藉由單一的印刷圖案101來抑制亮度不均勻而提升亮度均勻性,則在印刷圖案101相對於點光源42的配置位置產生了位置偏移時,亮度均勻性會顯著下降。
圖8(a)表示在反射片41上二維地配置複數個點光源42的情況。圖8(b)表示在光擴散片43(基材層21)上設置了印刷圖案101的情況,該印刷圖案101具有與複數個點光源42所產生的亮度分布(亮度不均勻)對應的圖案。圖8(c)表示點光源42的配置位置與印刷圖案101的形成位置一致的情況。圖8(d)表示相對於點光源42的配置位置發生了印刷圖案101的位置偏移的情況。
如圖8(c)所示,在以與複數個點光源42的配置對應的方式設置了印刷圖案101的情況下,光源正上方區域的光的穿透得到抑制,因此能夠使光源正上方區域的亮度降低,消除亮度不均勻。
然而,如圖8(d)所示,在印刷圖案101相對於點光源42的配置位置產生了位置偏移的情況下,無法充分抑制高亮度的光源正上方區域中的光的穿透,並且會過度抑制低亮度的光源間區域中的光的穿透,其結果是無法消除亮度不均勻,亮度均勻性降低。
為了抑制以上說明的由印刷圖案的位置偏移引起的亮度均勻性的降低,本案發明人等想到了組合複數個印刷圖案來抑制亮度不均勻的發明。在組合複數個印刷圖案來抑制亮度不均勻的情況下,與使用單一的印刷圖案的情況相比,能夠減小複數個印刷圖案各自的印刷密度的變化量(濃淡(tone)變化)。因此,即使在複數個印刷圖案中存在相對於光源配置位置發生了位置偏移的印刷圖案,也能夠抑制亮度均勻性的降低。
在以下說明中,示例了在兩片光擴散片各自的一面或一片光擴散片的兩面上形成兩個印刷圖案的情況,然而印刷圖案也可以設置三個以上,印刷圖案也可以設置在光擴散片以外的其他光學片上。
在圖9所示的本實施形態的結構中,在下側的光擴散片43的出光面21b上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光的穿透的第一印刷圖案101A,並且在上側的光擴散片43的出光面21b上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光的穿透的第二印刷圖案101B。在圖9所示的本實施形態的結構中,藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B,由前述複數個點光源42產生的亮度不均勻得到抑制,亮度得到均勻化。
印刷圖案101A、101B例如可以在光源正上方區域以高密度形成,在光源間區域以低密度形成。或者,印刷圖案101A、101B例如如圖10所示,可以在光源正上方區域以高佔有率形成,在光源間區域以低佔有率形成。印刷圖案101A、101B的印刷單元可以例如是圓狀等點狀,或者也可以是線狀。在光源正上方區域,也可以將印刷圖案101A、101B設置成面(solid)狀。
需要說明的是,在本揭示中,將圓形、三角形、四邊形等被識別為粒狀形狀的形狀稱為「點狀」,將能夠識別為直線形狀或波浪線形狀的形狀稱為「線狀」,將「點狀」及「線狀」以外的形狀且具有面(二維地擴展)的形狀稱為「面(滿版印刷的滿版的意思)狀」。
圖11表示在圖10所示的印刷圖案101A、101B設置於下側及上側的光擴散片43的本實施形態的結構中,印刷圖案101A、101B與點光源42的配置的關係。點光源42為LED,無不均勻地二維配置。印刷圖案101A、101B為漸變狀的單元圖案的集合體,其使透光抑制程度從一個點光源42的正上方附近朝向與其相鄰的點光源42的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成印刷圖案101A、101B。具體而言,將圖7所示的比較例的印刷圖案101中的LED正上方的漸變密度設為100%,印刷圖案101A、101B的漸變密度從LED正上方附近的50%到LED間區域的0%連續地變化。印刷圖案101A、101B以及印刷圖案101A與印刷圖案101B重疊而成的圖案分別是具有與在未設置印刷圖案101A、101B的情況下由點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正相關性。
需要說明的是,也可以僅印刷圖案101A或印刷圖案101B中的一方是具有與上述亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正相關性。
也可以代替本實施形態的圖9至圖11所示的結構,如圖12所示的變形例的結構那樣,在下側的光擴散片43的出光面21b上形成第一印刷圖案101A,並且在相同下側的光擴散片43的入光面21a上形成第二印刷圖案101B。於此,第二印刷圖案101B以填埋設置於光擴散片43的入光面21a的複數個凹部22的方式配置。在圖12所示的變形例的結構中,藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B,由前述複數個點光源42產生的亮度不均勻得到抑制,亮度得到均勻化。在圖12所示的變形例的結構中,在下側的光擴散片43的兩面上形成了印刷圖案101A、101B,但也可以取而代之,在上側的光擴散片43的兩面上形成印刷圖案101A、101B。
在本實施形態(包括變形例,以下相同)中,印刷圖案101A、101B的材料只要是能夠印刷且能夠抑制光的穿透的材料即可,並無特別限定,但也可以是反射、吸收或擴散光的印墨材料,具體而言,可以是反射率高的白色印墨。白色印墨可以由介質(medium(成為基質的樹脂))、白色顏料、白色染料、硬化組分等構成。印墨的種類也可以是使用熱源固化的熱反應型或溶劑蒸發型等熱固化墨、或使用紫外線固化的UV固化墨、或兩者的混合型。白色顏料可以例如為氧化鈦。溶劑可以例如為甲苯等有機溶劑。黏合樹脂例如可以是丙烯酸系樹脂。
在本實施形態中,印刷圖案101A、101B可以為漸變狀的單元圖案的集合體,其使透光抑制程度從複數個點光源42中的一個點光源42的正上方附近朝向與其相鄰的點光源42的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成印刷圖案101A、101B。或者,印刷圖案101A、101B中的至少一者也可以為具有以下與在未設置該印刷圖案101A、101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布(以下簡稱為「亮度分布」)中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正關聯性。換句話說,印刷圖案101A、101B也可以在亮度分布的高亮度區域中以相對高的密度或高的佔有率設置。高亮度區域例如可以為點光源42的正上方區域。或者印刷圖案101A與印刷圖案101B重疊而成的圖案為具有與在未設置印刷圖案101A、101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正相關性。
在藉由白色印墨的點印刷來形成印刷圖案101A、101B的情況下,隨著點印刷的面積率變大,總透光率亦即亮度則減少。因此,藉由調整點印刷的面積率,能夠容易地實現與高亮度區域中所需亮度抑制程度相應的總透光率。換言之,預先掌握高亮度區域的位置、在高亮度區域中所需的亮度抑制程度,在光擴散片43的高亮度區域中,以與所需的亮度抑制程度相應的面積率進行白色印墨的點印刷來形成印刷圖案101A、101B,藉此能夠提升亮度均勻性。
在以上說明的本實施形態中,示例了亮度分布的高亮度區域為光源正上方區域的情況。然而,根據背光單元40(光學片積層體100)的構成、光擴散片43的結構、反射部件41或點光源42的特性等,有時並非光源正上方區域,而是相鄰的點光源42彼此之間的光源間區域成為高亮度區域。於此情況,藉由在成為高亮度區域的光源間區域設置印刷圖案101A、101B,能夠抑制亮度不均勻。需要說明的是,光源間區域不僅包括點光源42的兩個排列方向上相鄰的點光源42彼此之間的區域,還包括沿著相對於點光源42的排列方向傾斜的方向(對角線方向)相鄰的點光源42彼此之間的區域。
在本實施形態中,印刷圖案101A、101B也可以以在亮度分布中亮度越高的區域配置密度越高的方式來設置成漸變狀。將印刷圖案設置成漸變狀是指改變印刷圖案的配置密度。印刷圖案的配置密度是指在單位面積中印刷圖案所佔有的面積率。例如在點狀漸變的情況下,基於「單位面積中一個點的面積」×「單位面積中點的個數」(在有複數點尺寸的情況下也考慮該複數點尺寸)來計算面積率。例如在線狀漸變的情況下,基於「單位面積中一條線的面積」×「單位面積中線的個數」(在有複數線尺寸的情況下也考慮該複數線尺寸)來計算面積率。例如在面狀漸變的情況下,基於「單位面積中一個面的面積」×「單位面積中面的個數」(在有複數面尺寸的情況下也考慮該複數面尺寸)來計算面積率。設置成漸變狀的印刷圖案的配置密度在100%(完全面)到0%之間變化。在配置密度100%到0%的範圍內,也包括100%及0%,但印刷圖案的配置密度的最大值及最小值不需要始終為100%及0%。配置密度的變化可以是直線性變化,也可以是曲線性變化。配置密度的變化可以是單調增加或單調減少這樣的單向變化(例如100%→0%),也可以是伴隨增減的變化(例如100%→50%→70%→0%)。用於表示印刷圖案的配置密度的「單位面積」可以任意設定。
印刷圖案101A、101B可以設置成點狀或其反轉形狀。點的形狀並不限定於圓形,也可以是三角形、四邊形或六邊形等其他形狀。或者,點也可以具有不同的複數個形狀。或者,也可以使用具有不同大小的複數個點。點的大小及點間距等,根據亮度分布例如藉由調整白色印墨的配置密度來適當設定。在印刷圖案101A、101B中,也可以使點狀或其反轉形狀的部分與線狀或固體狀的部分混合存在。
印刷圖案101A、101B也可以設置成直線形狀或波浪線形狀等線狀或其反轉形狀。線的形狀沒有特別限定,線也可以具有不同的複數個形狀。或者,也可以使用具有不同尺寸的複數條線。線的寬度、長度、線間距等根據亮度分布例如藉由調整白色印墨的配置密度來適當設定。在印刷圖案101A、101B中,也可以使線狀或其反轉形狀的部分與點狀或固體狀的部分混合存在。
[光學片積層體的製造方法]
本實施形態的光學片積層體100的製造方法包括:工序A,在第一光學片(例如下側的光擴散片43)的第一面(例如出光面21b)上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光穿透的第一印刷圖案101A;以及工序B,在與第一光學片不同的第二光學片(例如上側的光擴散片43)或第一光學片的第二面(例如入光面21a)上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光穿透的第二印刷圖案101B。實施工序A及工序B,以藉由印刷圖案101A、101B抑制由複數個點光源42產生的亮度不均勻而使亮度均勻化。
在本實施形態的光學片積層體100的製造方法中,印刷圖案101A、101B可以為漸變狀的單元部分圖案的集合體,其使透光抑制程度從複數個點光源42中的一個點光源42的正上方附近朝向與其相鄰的點光源42的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成印刷圖案101A、101B。或者,印刷圖案101A、101B中的至少一者也可以為具有與在未設置印刷圖案101A、101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正關聯性。或者印刷圖案101A與印刷圖案101B重疊而成的圖案為具有與在未設置印刷圖案101A、101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正相關性。於此情況,亮度分布中亮度高的區域根據光學片積層體100的構成或點光源42的特性等,可以是複數個點光源42的正上方區域,或者也可以是複數個點光源42中相鄰的點光源42彼此之間的區域。
印刷圖案101A、101B的印刷方法並無特別限定,例如可以使用網版印刷、膠版印刷(offset printing)、噴墨印刷等。構成印刷圖案101A、101B的印刷印墨只要是能夠用於印刷的印刷印墨即可,並無特別限定,例如可以使用紫外線固化型印墨、加熱固化型印墨、蒸發乾燥型印墨、氧化聚合型印墨等。需要說明的是,從抑制光穿透的觀點來看,印刷印墨較佳為白色印墨或灰色印墨等。
光擴散片43中的凹部22等的形狀賦予方法並無特別限定,例如可以使用擠出成型法、射出成型法、雷射加工法、模具轉印法等。
使用擠出成型法製造表面具有凹凸形狀的單層光擴散片的步驟如下。首先,將顆粒狀塑膠樹脂(可以添加擴散劑)投入單螺桿擠出機中,一邊加熱一邊熔融、混煉。其後,用兩個金屬輥夾住以T型模頭擠出的熔融樹脂冷卻後,用導輥運送,以切片機切割成單片平板,這樣來製作光擴散片。於此,藉由用表面形狀與所需要的凹凸形狀相反的金屬輥夾住熔融樹脂來將輥表面的相反形狀轉印到樹脂上,能夠將所需要的凹凸形狀賦予給光擴散片的表面。因為輥表面的形狀不一定會100%轉印到樹脂上,所以可以從轉印程度進行逆向計算來設計輥表面的形狀。需要說明的是,也可以將擠出成型的樹脂暫時捲繞成輥狀,在其後的工序(印刷後的模切工序)中形成為單片平板,來代替利用切片機將其切成單片平板。
使用擠出成型法製造表面具有凹凸形狀的雙層構造的光擴散片時,例如往兩台單螺桿擠出機中分別投入形成各層所需的顆粒狀塑膠粒子後,對各層進行與前述相同之步驟,並積層製作出的各片材即可。
或者,也可以按以下所述製作表面具有凹凸形狀的雙層構造的光擴散片。首先,往兩台單螺桿擠出機中分別投入形成各層所需的顆粒狀塑膠粒子,一邊加熱一邊熔融、混煉。其後,將形成各層的熔融樹脂投入一個T型模頭中,在該T型模頭內積層,由兩個金屬輥夾住從該T型模頭擠出的積層熔融樹脂進行冷卻。其後,用導輥輸送積層熔融樹脂,以切片機切割成單片平板,藉此來製作表面具有凹凸形狀的雙層構造的光擴散片。需要說明的是,也可以將積層樹脂暫時捲繞成輥狀,在其後的工序(印刷後的模切工序)中形成為單片平板,來代替利用切片機將其切成單片平板。
也可以使用UV(紫外線)賦形轉印,如以下方式製造光擴散片。首先,將未固化的紫外線固化樹脂填充到輥上,該輥具有欲轉印凹凸形狀的相反形狀,然後將基材按壓在該樹脂上。接著,在填充有紫外線固化樹脂的輥與基材已成為一體的狀態下,照射紫外線使樹脂固化。接著,將藉由樹脂賦形轉印有凹凸形狀的片材從輥上剝離下來。最後,再次對片材照射紫外線使樹脂完全固化,這樣製作表面具有凹凸形狀的光擴散片。
[實施形態的特徵]
本實施形態的光學片積層體100組裝於液晶顯示裝置50中,該液晶顯示裝置50於顯示畫面50a的背面側分散地設置有複數個點光源42。光學片積層體100包括第一光學片(下側的光擴散片43),該第一光學片在第一面(出光面21b)上形成有至少部分地抑制來自複數個點光源42的光穿透的第一印刷圖案101A。在與第一光學片不同的第二光學片(例如上側的光擴散片43)或第一光學片的第二面(例如入光面21a)上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光穿透的第二印刷圖案101B。藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B,由複數個點光源42產生的亮度不均勻得到抑制,亮度得到均勻化。如上所述,直下式型背光的亮度均勻性得到提升。
根據本實施形態的光學片積層體100,用於抑制亮度不均勻的第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B配置在不同的複數個光學片(下側的光擴散片43及上側的光擴散片43)或同一光學片(下側的光擴散片43)的兩面上。因此,與藉由單一的印刷圖案來抑制亮度不均勻的情況相比,能夠減小第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B中的印刷密度(配置密度)的變化量(濃淡變化)。因此,在第一印刷圖案101A及/或第二印刷圖案B相對於光源配置位置發生了位置偏移的情況下,也能夠抑制亮度均勻性的降低。
圖13(a)表示在光學片積層體100上未設置印刷圖案的情況下的亮度分布的一例。點光源42為LED。如圖13(a)所示,LED上區域的亮度相對較高,且LED間區域的亮度相對較低。亦即,產生亮度不均勻。
圖13(b)、圖13(c)表示消除圖13(a)所示的亮度不均勻的印刷圖案中的配置密度的一例。需要說明的是,將配置密度表示為相對密度,該相對密度將比較例的單一的印刷圖案101中的LED正上方區域的配置密度設為100。
圖13(d)表示在光學片積層體100上沒有位置偏移地設置印刷圖案而消除了亮度不均勻的情況。
在比較例的單一的印刷圖案101中,如圖13(b)所示,從LED上區域的密度100到LED間區域的密度0產生了較大的濃淡變化。因此,在印刷圖案101相對於LED配置位置產生了位置偏移時,亮度均勻性的降低程度變大。
相對於此,如圖13(b)、圖13(c)所示,在本實施形態的第一印刷圖案101A(第一層)及第二印刷圖案101B(第二層)中,從LED上區域的密度50到LED間區域的密度0,與比較例相比,濃淡變化被抑制為一半。因此,即使第一印刷圖案101A及/或第二印刷圖案101B相對於LED配置位置偏移,也能夠減小亮度均勻性的降低程度。
需要說明的是,在圖13(a)、圖13(b)、圖13(c)及圖13(d)所示的例子中,藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B分別抑制了LED上區域與LED間區域之間的亮度差(以下簡稱為「亮度差」)的一半。然而,在藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的組合而實質上消除亮度不均勻的範圍內,第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B各自也可以抑制亮度差的20%至80%左右,較佳抑制30%至70%左右,尤佳抑制40%至60%左右。
在本實施形態的光學片積層體100中,印刷圖案101A、101B可以為漸變狀的單元圖案的集合體,其使透光抑制程度從複數個點光源42中的一個點光源42的正上方附近朝向與其相鄰的點光源42的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成印刷圖案101A、101B。或者,第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B中的至少一者也可以為具有與在未設置第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正關聯性。或者第一印刷圖案101A與第二印刷圖案101B重疊而成的圖案為具有與在未設置第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正相關性。如此,藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B,能夠抑制由複數個點光源42產生的亮度不均勻,提升亮度均勻性。於此情況,前述亮度分布中亮度高的區域根據光學片積層體100的構成或點光源42的特性等,可以是複數個點光源42的正上方區域,或者也可以是複數個點光源42中相鄰的點光源42彼此之間的區域。如此,能夠抑制點光源42的正上方區域或點光源42彼此之間的區域的亮度,提升亮度均勻性。
在本實施形態的光學片積層體100中,設置有第一印刷圖案101A的光學片也可以是光擴散片43(下側的光擴散片43)。如此,能夠藉由光擴散片43進一步地抑制亮度不均勻。於此情況,第二印刷圖案101B形成於其他光學片(上側的光擴散片43),在下側的光擴散片43中,設置有第一印刷圖案101A的第一面(出光面21b)為平面或霧面,在第二面(入光面21a)上設置有二維排列的複數個凹部22,就上側的光擴散片43而言,若第二印刷圖案101B形成於平面或霧面即出光面21b,則能夠在起伏小的平面或霧面容易地形成第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B。或者,第二印刷圖案101B也形成於下側的光擴散片43,在下側的光擴散片43的第一面及第二面中的一面(入光面21a)上設置有二維排列的複數個凹部22,若第一面及第二面中的另一面(出光面21b)為平面或霧面,則第一印刷圖案101A或第二印刷圖案101B的一方(第二印刷圖案101B)填埋凹部22而形成得較厚,因此能夠進一步抑制光的穿透。需要說明的是,複數個凹部22也可以具有倒多角錐形狀、倒多角錐台形狀或下半球形狀。如此,能夠提升光擴散片43的光擴散性。
本實施形態的背光單元40是組裝在液晶顯示裝置50中,將複數個點光源42所發出的光向顯示畫面50a引導,在顯示畫面50a及複數個點光源42之間包括本實施形態的光學片積層體100。因此,能夠提升亮度均勻性。
在本實施形態的背光單元40中,複數個點光源42與光學片積層體100之間的距離可以為2mm以下。如此現有的光擴散片的亮度分布容易發生不一致的結構,也能夠提升亮度均勻性。亦即,本實施形態的背光單元40是將複數個點光源42分散地配置在液晶顯示裝置50的顯示畫面50a的背面側的直下式背光單元。因此,為了使液晶顯示裝置50薄型化與小型化,需縮短點光源42與光學片積層體100之間的距離。然而,若縮短該距離,容易發生例如位於分散地配置著的點光源42彼此間的光源間區域上的那部分顯示畫面50a的亮度小於其他部分的亮度之現象(亮度不均勻)。與此相對,使用設置有第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的本實施形態的光學片積層體100,對於抑制亮度不均勻是有用的。特別是,著眼於今後中小型液晶顯示裝置的薄型化,在使點光源與光學片積層體的距離為10mm以下、更佳為5mm以下、尤佳為2mm以下、最終為0mm的情況下,本實施形態的光學片積層體100的有用性更加顯著。
在本實施形態的背光單元40中,點光源42可以是LED元件。如此,即使減少光源個數,所能獲得的畫面整體的亮度也足夠。
在本實施形態的背光單元40中,點光源42可以配置在反射部件41上,從光學片積層體100觀察時,該反射部件41設置於顯示畫面50a的相反側。如此,亮度均勻性會進一步提升。
本實施形態的液晶顯示裝置50包括本實施形態的背光單元40及液晶顯示面板5,因此亮度均勻性得到提升。在包括本實施形態的液晶顯示裝置50的資訊機器中,也能夠得到相同的效果。
本實施形態的光學片積層體100的製造方法如下:光學片積層體100組裝於液晶顯示裝置50中,該液晶顯示裝置50於顯示畫面50a的背面側分散地設置有複數個點光源42。本實施形態所相關之光學片積層體100的製造方法包括:工序A,在第一光學片(下側的光擴散片43)的第一面(出光面21b)上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光穿透的第一印刷圖案101A;工序B,在與第一光學片不同的第二光學片(上側的光擴散片43)或第一光學片的第二面(入光面21a)上形成至少部分地抑制來自複數個點光源42的光穿透的第二印刷圖案101B。實施工序A及工序B,以藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B抑制由複數個點光源42產生的亮度不均勻而使亮度均勻化。
根據本實施形態的光學片積層體100的製造方法,用於抑制亮度不均勻的第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B形成在不同的複數個光學片(下側的光擴散片43及上側的光擴散片43)或同一光學片(下側的光擴散片43)的兩面上。因此,與藉由單一的印刷圖案來抑制亮度不均勻的情況相比,能夠減小第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B中的濃淡變化。因此,在第一印刷圖案101A及/或第二印刷圖案101B相對於點光源42的配置位置發生了位置偏移的情況下,也能夠抑制亮度均勻性的降低。
在本實施形態的光學片積層體100的製造方法中,印刷圖案101A、101B可以為漸變狀的單元圖案的集合體,其使透光抑制程度從複數個點光源42中的一個點光源42的正上方附近朝向與其相鄰的點光源42的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成印刷圖案101A、101B。或者,第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B中的至少一者也可以為具有與在未設置第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正關聯性。或者第一印刷圖案101A與第二印刷圖案101B重疊而成的圖案為具有與在未設置第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的情況下由複數個點光源42產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度的圖案,該亮度與該印刷密度具有正相關性。如此,藉由第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B,能夠抑制由複數個點光源42產生的亮度不均勻,提升亮度均勻性。於此情況,前述亮度分布中亮度高的區域根據光學片積層體100的構成或點光源42的特性等,可以是複數個點光源42的正上方區域,或者也可以是複數個點光源42中相鄰的點光源42彼此之間的區域。如此,能夠抑制點光源42的正上方區域或點光源42彼此之間的區域的亮度,提升亮度均勻性。
[實施例]
以下,對在實施例及比較例中,分析得到的印刷圖案的位置偏移對亮度均勻性帶來的影響的結果進行說明。
作為實施例的評價樣品,使用了圖2所示的背光單元40的結構。具體而言,作為複數個點光源42,使用了將藍色微型LED以2.5mm間距排列而成的藍色LED陣列。光擴散片43係積層兩片來使用,下側的光擴散片43的厚度為130μm,上側的光擴散片43的厚度為190μm。在各光擴散片43的入光面21a上二維排列著具有倒金字塔形狀的複數個凹部22,各光擴散片43的出光面21b為霧面。各光擴散片43以如下方式形成:將成為基材層21的聚碳酸酯藉由擠出成型進行加工而使凹部22二維排列。在各光擴散片43中未添加擴散劑。在下側的光擴散片43上,以間距100μm排列著深度約50μm的倒金字塔形狀的凹部22。在上側的光擴散片43上,以間距180μm排列著深度約100μm的倒金字塔形狀的凹部22。如圖9及圖11所示,第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B分別形成在兩片光擴散片43上。作為比較例,如圖5及圖7所示,也準備僅在下側的光擴散片43上形成單一的印刷圖案101的評價樣品。需要說明的是,作為比較例,準備了印刷圖案101不同的兩種比較例1及比較例2。實施例的第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B以及比較例的印刷圖案101均藉由使用白色印墨的漸變印刷而形成。作為白色印墨,使用了在印刷厚度為約18μm的情況下對波長460nm的光的反射率為約88%的雙液反應固化型印墨(熱固化印墨)。漸變印刷係使用網版印刷,印刷厚度為約18μm。實施例的第一印刷圖案101A及第二印刷圖案101B的配置密度(印刷密度)設定為比較例的印刷圖案101的配置密度(印刷密度)的一半。需要說明的是,為了抑制構成背光單元40的片材類的浮起,將透明玻璃板載置於其他光擴散片材47上。
為了評價印刷圖案相對於光源配置位置的位置偏移對亮度均勻性的影響,在「圖案位置偏移1」中,在相對於點光源42的二維排列方向傾斜45度的方向(以下,有時也稱為θ方向)上,使第一圖案101A及第二印刷圖案101B一起從預定的位置(無位置偏移的位置,以下相同)偏移了300μm及500μm。在「圖案位置偏移2」中,僅使第一圖案101A從預定的位置向θ方向偏移300μm及500μm,另一方面,第二印刷圖案101B形成在預定的位置,無位置偏移。在「圖案位置偏移3」中,使第一圖案101A從預定的位置向θ方向偏移300μm及500μm,另一方面,使第二印刷圖案101B從預定的位置向θ方向的180度相反方向偏移了300μm及500μm。需要說明的是,關於比較例,使印刷圖案101從預定的位置向θ方向偏移了300μm及500μm。
對於如上構成的實施例及比較例的評價樣品,使用TOPCON TECHNOHOUSE公司製造的二維色彩亮度計UA-200,測量垂直向上方向(從LED陣列朝向玻璃板的方向)的亮度。接著,針對已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,進行用於抑制異物等所引起的亮點/暗點雜訊的過濾處理後,對所有像素的亮度計算出了平均值及標準偏差。最後,將「亮度均勻性」定義為「亮度的平均值/亮度的標準偏差」,計算出了實施例及比較例的評價樣品的亮度均勻性。需要說明的是,關於亮度均勻性的計算,對亮度測量結果進行二維映射(TWO-DIMENSIONAL MAPPING),提取沒有LED的不良及沒有不均勻的16個LED(縱4個×橫4個)的區域,在該區域中每次實施上述亮度均勻性的計算。
圖14及表1表示分析得到的實施例及比較例的評價樣品中的印刷圖案的位置偏移對亮度均勻性的影響的結果。
[表1]
單一印刷圖案 (比較例) | 複數個印刷圖案 (實施例) | ||||
比較例1 | 比較例2 | 圖案位置偏移1 | 圖案位置偏移2 | 圖案位置偏移3 | |
位置偏移:無 | 158 | 144 | 133 | 131 | 131 |
位置偏移(θ):300μm | 100 | 116 | 139 | 136 | 125 |
位置偏移(θ):500μm | 109 | 103 | 144 | 140 | 140 |
如圖14及表1所示,在實施例中,在圖案位置偏移1至圖案位置偏移3的任一種情況下,與沒有位置偏移的情況相比,幾乎沒有看到亮度均勻性的降低。與此相對,在比較例中,與沒有位置偏移的情況相比,在θ方向的位置偏移為300μm及500μm的任一情況下,亮度均勻性都大幅降低。
從以上的結果可知,藉由如實施例那樣組合複數個印刷圖案101A、101B來抑制亮度不均勻,即使在複數個印刷圖案101A、101B產生了位置偏移的情況下,與如比較例那樣使用單一的印刷圖案101的情況相比,也能夠抑制亮度均勻性的降低。
[其他實施形態]
以上說明了本揭示的實施形態(包括實施例,以下相同),但本揭示不限定於前述實施形態,可在本揭示的範圍內進行各種變更。亦即,前述實施形態之說明僅為本質上的示例而已,而非用於限制本揭示、其應用對象或其用途。
1:TFT基板
2:CF基板
3:液晶層
5:液晶顯示面板
6:第一偏光板
7:第二偏光板
21:基材層
21a:入光面
21b:出光面
22:凹部
40:背光單元
41:反射部件
42:點光源
43:光擴散片
44:顏色轉換片
45:第一稜鏡片
46:第二稜鏡片
47:其他光擴散片
50:液晶顯示裝置
50a:顯示畫面
100:光學片積層體
101:印刷圖案
101A:第一印刷圖案
101B:第二印刷圖案
111:稜線
112:凹部中心(倒金字塔頂點)
[圖1]為實施形態所相關之液晶顯示裝置的剖視圖。
[圖2]為實施形態所相關之背光單元的剖視圖。
[圖3]為實施形態所相關之光擴散片的剖視圖。
[圖4]為實施形態所相關之光擴散片的立體圖。
[圖5]為表示在比較例中,在光擴散片的一面上形成印刷圖案的狀態的剖視圖。
[圖6]為比較例中在光擴散片上形成的印刷圖案的俯視圖。
[圖7]為表示比較例所相關之光擴散片的印刷圖案與點光源的配置的關係的圖。
[圖8]為表示在比較例中產生了印刷圖案的位置偏移的情況的示意圖。
[圖9]為表示在實施形態中在兩片光擴散片上分別形成印刷圖案的情況的剖視圖。
[圖10]為在實施形態中分別形成在兩片光擴散片上的印刷圖案的俯視圖。
[圖11]為表示實施形態所相關之光擴散片的印刷圖案與點光源的配置的關係的圖。
[圖12]為表示在變形例中在光擴散片的兩面分別形成有印刷圖案的情況的剖視圖。
[圖13]為表示在實施形態中藉由第一及第二印刷圖案來抑制亮度不均勻而使亮度均勻化的情況的圖。
[圖14]為表示在實施例及比較例中分析得到的印刷圖案的位置偏移給亮度均勻性帶來的影響的結果的圖。
21:基材層
21a:入光面
21b:出光面
22:凹部
42:點光源
43:光擴散片
101A:第一印刷圖案
101B:第二印刷圖案
Claims (22)
- 一種光學片積層體,組裝於液晶顯示裝置中,該液晶顯示裝置於顯示畫面的背面側分散地設置有複數個點光源; 前述光學片積層體包括第一光學片,在該第一光學片的第一面上形成有至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光穿透的第一印刷圖案; 在與前述第一光學片不同的第二光學片或在前述第一光學片的第二面上形成有至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光穿透的第二印刷圖案; 藉由前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案,由前述複數個點光源產生的亮度不均勻得到抑制,亮度得到均勻化。
- 如請求項1所記載之光學片積層體,其中前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案為漸變狀的單元圖案的集合體,該單元圖案的集合體使透光抑制程度從前述複數個點光源中的一個點光源的正上方附近朝向與其相鄰的點光源的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案。
- 如請求項1所記載之光學片積層體,其中前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案中的至少一者具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。
- 如請求項1所記載之光學片積層體,其中前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案重疊而成的圖案具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。
- 如請求項3或4所記載之光學片積層體,其中在前述亮度分布中亮度高的區域為前述複數個點光源的正上方區域。
- 如請求項3或4所記載之光學片積層體,其中在前述亮度分布中亮度高的區域為前述複數個點光源中的相鄰點光源彼此之間的區域。
- 如請求項1至6中任一項所記載之光學片積層體,其中前述第一光學片為第一光擴散片。
- 如請求項7所記載之光學片積層體,其中前述第二印刷圖案形成在前述第二光學片上; 在前述第一光擴散片中,前述第一面為平面或霧面,在前述第二面上設置有二維排列的複數個凹部; 前述第二光學片具有形成有前述第二印刷圖案的平面或霧面。
- 如請求項7所記載之光學片積層體,其中前述第二印刷圖案形成在前述第一光擴散片上; 在前述第一光擴散片中,在前述第一面及前述第二面中的一面上設置有二維排列的複數個凹部,前述第一面及前述第二面中的另一面為平面或霧面。
- 如請求項8或9所記載之光學片積層體,其中前述複數個凹部具有倒多角錐形狀、倒多角錐台形狀或下半球形狀。
- 一種背光單元,其組裝在前述液晶顯示裝置中,朝著前述顯示畫面側引導從前述複數個點光源發出的光; 在前述顯示畫面與前述複數個點光源之間包括如請求項1至10中任一項所記載之光學片積層體。
- 如請求項11所記載之背光單元,其中前述複數個點光源與前述光學片積層體之間的距離為2mm以下。
- 如請求項11或12所記載之背光單元,其中前述複數個點光源為發光二極體(LED)元件。
- 如請求項11至13中任一項所記載之背光單元,其中前述複數個點光源配置在反射部件上,從前述光學片積層體觀察時,該反射部件設置於前述顯示畫面的相反側。
- 一種液晶顯示裝置,包括如請求項11至14中任一項所記載之背光單元、與前述液晶顯示裝置。
- 一種資訊機器,包括如請求項15所記載之液晶顯示裝置。
- 一種光學片積層體的製造方法,該光學片積層體組裝在液晶顯示裝置中,該液晶顯示裝置於顯示畫面的背面側分散地設置有複數個點光源,前述光學片積層體的製造方法包括工序A及工序B; 在前述工序A中,在第一光學片的第一面上形成至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光的穿透的第一印刷圖案; 在前述工序B中,在與前述第一光學片不同的第二光學片上、或在前述第一光學片的第二面上,形成至少部分地抑制來自前述複數個點光源的光穿透的第二印刷圖案; 實施前述工序A及前述工序B,藉由前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案來抑制由前述複數個點光源產生的亮度不均勻,而使亮度均勻化。
- 如請求項17所記載之光學片積層體的製造方法,其中前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案為漸變狀的單元圖案的集合體,該單元圖案的集合體使透光抑制程度從前述複數個點光源中的一個點光源的正上方附近朝向與其相鄰的點光源的中間區域逐漸遞減,該單元圖案無不均勻地二維配置,構成前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案。
- 如請求項17所記載之光學片積層體的製造方法,其中前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案中的至少一者具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。
- 如請求項17所記載之光學片積層體的製造方法,其中前述第一印刷圖案與前述第二印刷圖案重疊而成的圖案具有與在未設置前述第一印刷圖案及前述第二印刷圖案的情況下由前述複數個點光源產生的亮度分布中的亮度相應的印刷密度,前述亮度與前述印刷密度具有正關聯性。
- 如請求項19或20所記載之光學片積層體的製造方法,其中在前述亮度分布中亮度高的區域為前述複數個點光源的正上方區域。
- 如請求項19或20所記載之光學片積層體的製造方法,其中在前述亮度分布中亮度高的區域為前述複數個點光源中的相鄰點光源彼此之間的區域。
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