TWI515462B - Ultra-thin LCD backlighting film, ultra-thin LCD backlight unit and portable computer - Google Patents

Ultra-thin LCD backlighting film, ultra-thin LCD backlight unit and portable computer Download PDF

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Description

超薄型液晶背光用導光膜、超薄型液晶背光單元和可攜式電腦
本發明涉及超薄型液晶背光用導光膜、超薄型液晶背光單元和可攜式電腦。
液晶顯示裝置普及了從背面照射液晶層而使其發光的背光方式,在液晶層的下側的面一側安裝有側光型、正下方型等背光單元。通常如圖6所示,所述的側光型背光單元111被放置在作為液晶顯示部最背面外殼的頂板114的內側的面側,包括配置在頂板114的表面的反射板113、配置在所述反射板113表面的導光板112和嚮導光板112端面照射光的光源115(參照日本專利公開公報特開2010-177130號)。在所述側光型背光單元111中,從光源115照射的光線入射到導光板112的端面,入射到導光板112的光在導光板112內傳播,從導光板112的表面射出。此外,從導光板112的背面射出的光線被反射板113反射,再次入射到導光板112,能夠減少光線的損失。
具備所述的液晶顯示部的可攜式電腦為了提高其便攜性和便利性,被要求薄型化和輕量化,因此對液晶顯示部也要求薄型化。特別是在被稱為超極本(註冊商標)的、殼體的最厚部分為21mm以下的超薄型筆記型電腦中,希望液晶顯示部的厚度為從4mm到5mm的程度,對組裝到液晶顯示部中的側光型背光單元要求更進一步的薄型化。
因此對於用於所述的超薄型可攜式電腦的導光膜,在對液晶顯示部要求薄型化的同時也要求所述導光膜薄型化,具體地說,作為所述的導光膜的厚度希望是600μm以下的程度。
可是,按照所述的超薄型的導光膜,存在從入射端向相反側端的導光性和光線向入射方向的左右的擴散性降低這樣的不利情況。其結果,存在超薄型的可攜式電腦的畫面的亮度及其均勻性降低的問題。
現有技術文獻
專利文獻1:日本專利公開公報特開2010-177130號
鑒於所述的問題,本發明的目的是提供能實現薄型化並且能抑制亮度及其均勻性降低的導光膜、超薄型液晶背光單元和可攜式電腦。
為了解決所述的問題,本發明提供一種導光膜,其是把從端面入射的光線從表面大體均勻射出的、平均厚度為600μm以下的超薄型液晶背光用導光膜,表面、或者表面和背面具有波狀微細調製結構(調變構造)。
該導光膜由於表面、或表面和背面具有波狀微細調製結構,所以能促進導光性能和擴散性能、或出光性能,即使是600μm以下的超薄型,也能夠抑制從表面射出的光線亮度及其均勻性的降低。具體地說,在把該導光膜的微細調製結構的山脊線方向和光線的入射方向設置成大體平行的情況下,由於利用波狀微細調製結構容易使透射光線向山脊線方向側聚光,所以能夠提高入射的光線的導光性,再加上由於從表面射出的光線因在波狀微細調製結構處發生的折射而向與山脊線方向垂直方向稍稍擴散,因此能夠提高射出光線的擴散性。另一方面,在設置成使該導光膜的微細調製結構的山脊線方向和光線的入射方向大體垂直的情況下,因為波狀微細調製結構使光線向表面和/或背面入射的入射角發生變化,所以能夠提高從表面出光的出光性。
優選的是,所述微細調製結構的山脊線間隔為1mm以上500mm以下。優選的是,以多個山谷線通過的近似虛擬面為基準 的山脊線的平均高度為5μm以上40μm以下。通過使所述山脊線間隔和山脊線高度在所述範圍內,能夠有效地促進所述的導光性能和擴散性能、或出光性能。
優選的是,所述導光膜是通過擠出片成型法形成的。按照所述的擠出片成型法,通過使擠出模具具有所述微細調製結構的與山脊線垂直的截面形狀的反轉的形狀,能夠容易且可靠地形成表面、或表面和背面具有波狀微細調製結構的導光膜。
優選的是,所述導光膜的延遲值為50nm以下,殘餘應力為8×105Pa以下。通過使所述導光膜的延遲值和殘餘應力分別在所述範圍內,能夠減小因隨時間的經過而導致的變形、延遲值增大等問題,其結果能夠長時間維持所述的提高導光性能及擴散性能、或出光性能的效果。
優選的是,所述導光膜的背面具有擴散圖案。由此,能夠通過擴散圖案高效地使從光源導入的光線擴散並從表面側射出。
優選的是,所述導光膜的所述擴散圖案由半球形的多個凹部構成。由此,能夠促進所述導光膜的薄型化。
此外,優選的是,所述光擴散圖案由多個光散射部構成,所述多個光散射部是通過鐳射照射顯色得到的。由此,能夠容易且可靠地形成所希望的擴散圖案。此外,在通過這樣的方法形成擴散圖案的情況下,在該導光膜的背面無需設置凸部等,所以能夠促進該導光膜的薄型化。
此外,為了解決所述的問題,本發明提供一種超薄型液晶背光單元,其包括反射板;所述的導光膜,層疊在所述反射板的表面側;以及光源,向所述導光膜的端面照射光。此外,本發明提供一種可攜式電腦,在液晶顯示部具備所述的超薄型液晶背光單元。由於所述導光膜如上所述地具有導光性能及擴散性能、或出光性能,所以所述超薄型液晶背光單元和可攜式電腦能夠促進亮度及亮度的面均勻性。
此外,所謂的“表面”是指液晶顯示部的顯示面側。所謂的“背面”是指頂板側,也就是液晶顯示部的顯示面的相反側。所謂的“殘餘應力”是指即使不從外部外加應力也在內部產生的應力,是通過計算式“延遲值(Re)(nm)/(光彈性係數(10-12/Pa)×厚度(cm))”計算出的值。
如以上所說明的,本發明的超薄型液晶背光用導光膜、超薄型液晶背光單元和可攜式電腦能夠實現薄型化,並且能夠抑制亮度及其均勻性的降低。
1‧‧‧可攜式電腦/超薄型電腦
2‧‧‧操作部
3‧‧‧液晶顯示部
4‧‧‧液晶面板
5‧‧‧液晶顯示部用外殼
6‧‧‧表面支承部件
7‧‧‧鉸接部
8‧‧‧操作部用外殼
11‧‧‧背光單元
12‧‧‧導光膜
13‧‧‧反射板
14‧‧‧頂板
15‧‧‧光源
16‧‧‧片主體
17‧‧‧擴散圖案
18‧‧‧山脊線
19‧‧‧山谷線
21‧‧‧擠出成型裝置
22‧‧‧T形模
23‧‧‧按壓輥
31‧‧‧背光單元
32‧‧‧導光膜
36‧‧‧片主體
37‧‧‧擴散圖案
38‧‧‧山脊線
39‧‧‧山谷線
23a‧‧‧按壓輥
23b‧‧‧按壓輥
111‧‧‧側光型背光單元
112‧‧‧導光板
113‧‧‧反射板
114‧‧‧頂板
115‧‧‧光源
h‧‧‧平均高度
p‧‧‧山脊線間隔
圖1是本發明一個實施方式的筆記型電腦的簡要立體圖,圖1的(A)表示打開液晶顯示部的狀態,圖1的(B)表示關閉液晶顯示部的狀態。
圖2是示意性地表示圖1的可攜式電腦的超薄型液晶背光單元的立體圖。
圖3是圖2的可攜式電腦的超薄型液晶背光單元的導光膜的A1-A2剖視圖(簡要剖視圖)。
圖4是示意性地表示圖2的超薄型液晶背光單元的導光膜的製造裝置的局部放大圖。
圖5是示意性地表示與圖2的超薄型液晶背光單元不同形式的超薄型液晶背光單元的剖視圖。
圖6是示意性地表示以往的側光型背光單元的剖視圖。
[第一實施方式]
<可攜式電腦>
圖1的可攜式電腦1是筆記型電腦,具有操作部2以及以可轉動(可開閉)的方式與所述操作部2連接的液晶顯示部3。可攜式電腦1的殼體(收容可攜式電腦1的構成部分整體的殼體)的厚度(最厚部分(關閉液晶顯示部3時))為21mm以下,是被稱 為所謂的超極本(註冊商標)的可攜式電腦(以下有時也稱為“超薄型電腦1”)。
所述超薄型電腦1的液晶顯示部3具有液晶面板4、以及從背面側向所述液晶面板4照射光的側光型超薄型液晶背光單元11(以下有時也稱為“背光單元11”)。通過殼體的液晶顯示部用外殼5保持所述液晶面板4的表面、側面及方面的周圍。在此,液晶顯示部用外殼5具有配置在液晶面板4的表面(和背面)的頂板14、以及配置在液晶面板4的表面周圍的表面側的表面支承部件6。此外,所述超薄型電腦1的殼體具有液晶顯示部用外殼5和操作部用外殼8,所述操作部用外殼8通過鉸接部7以可轉動的方式設置在所述液晶顯示部用外殼5上,內置有中央處理裝置(超低電壓CPU)等。
液晶顯示部3的厚度雖然只要是能使殼體的厚度在所希望的範圍內,就沒有特別的限定,但是液晶顯示部3厚度的上限優選的是7mm,更優選的是6mm,進一步優選的是5mm。另一方面,液晶顯示部3的厚度的下限優選的是2mm,更優選的是3mm,進一步優選的是4mm。如果液晶顯示部3的厚度超過所述上限,則存在難以符合超薄型電腦1薄型化的要求的問題。此外,如果液晶顯示部3的厚度低於所述下限,則存在會導致液晶顯示部3的強度降低和亮度降低等問題。
<背光單元>
圖2的背光單元11具有導光膜12、層疊在導光膜12的背面的反射板13、以及嚮導光膜12照射光的光源15。所述光源15配置在後面敘述的導光膜12的與微細調製結構的山脊線方向大體垂直的端面側。
(導光膜)
圖3的導光膜12高效地引導從端面入射的光線並使該光線從表面側大體均勻地射出。導光膜的平均厚度為600μm以下。導光 膜12具有片主體16。在片主體16的背面形成有擴散圖案17。
片主體16形成為大體長方體形。片主體16的平均厚度為600μm以下。片主體16的平均厚度的上限更優選的是580μm,進一步優選的是550μm。另一方面,片主體16的平均厚度的下限優選的是100μm,更優選的是150μm,進一步優選的是200μm。在片主體16的平均厚度超過所述上限的情況下,存在不符合在超薄型電腦1中所希望的使背光單元11薄型化的要求。此外,在片主體16的平均厚度小於所述下限的情況下,存在導光膜12的強度不夠的問題,此外,存在不能使光源15的光充分入射的問題。
片主體16由於需要有透光性,所以形成為透明的、特別是無色透明的。作為片主體16的主要成分,沒有特別的限定,可以例舉透明性和強度等優異的聚碳酸酯系樹脂、透明性和耐擦傷性等優異的丙烯酸系樹脂等合成樹脂。其中,作為片主體16的主要成分,優選的是聚碳酸酯系樹脂。聚碳酸酯系樹脂的透明性優異,並且折射率高,所以容易在與空氣層(在與配置在導光膜12的表面側的光學片16之間的間隙形成的層以及在與配置在導光膜12的背面側的反射板13之間的間隙形成的層)的介面引起全反射,可以有效地傳輸光線。此外,由於聚碳酸酯系樹脂具有耐熱性能,所以難以產生因光源15的發熱造成的劣化等。此外,與丙烯酸系樹脂相比,聚碳酸酯系樹脂吸水性低,所以尺寸穩定性高。
作為所述的聚碳酸酯系樹脂沒有特別的限定,可以僅是直鏈聚碳酸酯系樹脂或支鏈聚碳酸酯系樹脂中的任意一種,也可以是包含直鏈聚碳酸酯系樹脂和支鏈聚碳酸酯系樹脂雙方的聚碳酸酯系樹脂。
作為直鏈聚碳酸酯系樹脂,是通過習知的光氣法或熔融法製造的直鏈芳香族聚碳酸酯系樹脂,由碳酸酯成分和雙酚成分構成。作為用於導入碳酸酯成分的前驅物質,可以例舉碳醯氯、碳酸二苯酯等。此外,作為雙酚,可以例舉2,2-雙(4-羥基苯基) 丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環已烷、1,1-雙(3,5-二甲磺醯基-4-羥基苯基)環已烷、1,1-雙(4-羥基苯基)癸烷、1,1-雙(4-羥基苯基)丙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環癸烷、1,1-雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)環十二烷、4,4’-二羥基二苯醚、4,4’-硫代二苯酚、4,4’-二羥基-3,3-二氯二苯醚等。它們可以單獨使用,也可以把兩種以上組合使用。所述的直鏈聚碳酸酯系樹脂例如用美國專利第3989672號記載的方法等製造。
作為支鏈聚碳酸酯系樹脂,是使用支化劑製造的聚碳酸酯系樹脂,作為支化劑,可以例舉間苯三酚、偏苯三酸、1,1,1-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,2-三(4-羥基苯基)乙烷、1,1,2-三(4-羥基苯基)丙烷、1,1,1-三(4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(4-羥基苯基)丙烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(2-甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-氯-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-氯-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二氯-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3-溴-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3-溴-4-羥基苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羥基苯基)甲烷、1,1,1-三(3,5-二溴-4-羥基苯基)乙烷、4,4’-二羥基-2,5-二羥基二苯醚等。
所述的支鏈聚碳酸酯系樹脂例如通過日本專利公開公報特開平03-182524號所記載的下述方法製造:以使含有從芳香族雙酚類、所述支化劑和碳醯氯衍生的聚碳酸酯低聚體、芳香族雙酚類和封端劑的反應混合液成為湍流的方式,邊對所述反應混合液進行攪拌邊使所述反應混合液進行反應,在反應混合液的黏度升高 的時刻,加入鹼性水溶液並以使反應混合液成為層流的方式使反應混合液進行反應。
片主體16在聚碳酸酯系樹脂中優選的是含有5重量%以上80重量%以下範圍的所述支鏈聚碳酸酯系樹脂,更優選的是含有10重量%以上60重量%以下的範圍的所述支鏈聚碳酸酯系樹脂。這是因為:如果支鏈聚碳酸酯系樹脂小於5重量%,則拉伸黏度降低,難以通過擠出成型進行成形,如果支鏈聚碳酸酯系樹脂超過80重量%,則樹脂的剪切黏度增大,成形加工性降低。
雖然在不損害透明性的範圍內,片主體16可以含有其他的任意成分,但是優選的是含有90品質%以上的所述直鏈聚碳酸酯系樹脂和/或支鏈聚碳酸酯系樹脂,更優選的是含有98品質%以上的所述直鏈聚碳酸酯系樹脂和/或支鏈聚碳酸酯系樹脂。其中,作為所述的任意成分,可以例舉紫外線吸收劑、穩定劑、潤滑劑、加工助劑、增塑劑、耐衝擊助劑、相位差降低劑、消光劑、抗菌劑、防黴劑等。
片主體16的表面具有波狀微細調製結構。此外,波狀微細調製結構的山脊線18方向和光線入射的端面大體垂直。由此,在該導光膜12內傳播的光線在表面反射時,由於一部分光線的行進方向偏向山脊線18側,所以光線容易向山脊線方向側聚光。此外,除此以外,由於從表面射出的光線因在波狀的所述微細調製結構處發生的折射而向與山脊線方向垂直的方向稍稍擴散,所以能夠提高射出光線的擴散性。
對所述微細調製結構的山脊線間隔p雖然沒有特別的限定,但優選的是1mm以上500mm以下。山脊線間隔p的上限更優選的是100mm,進一步優選的是60mm。另一方面,山脊線間隔p的下限更優選的是10mm,進一步優選的是20mm。在山脊線間隔p在所述範圍外的情況下,在所述導光膜12內傳播的光線難以向山脊線方向側聚光。此外,雖然優選的是微細調製結構的全部山 脊線間隔p都在所述範圍內,但是也可以是微細調製結構的多個山脊線間隔p中的一部分在所述範圍外,在該情況下,只要多個山脊線間隔中的50%以上在所述範圍內即可,優選的是70%的山脊線間隔在所述範圍內。
此外,作為以所述調製結構的多個山谷線19通過的近似虛擬面為基準的山脊線18的平均高度h,雖然沒有特別的限定,但優選的是5μm以上40μm以下。所述平均高度h的上限更優選的是20μm,進一步優選的是15μm。另一方面,所述平均高度h的下限更優選的是7μm,進一步優選的是9μm。在所述平均高度h在所述範圍外的情況下,在該導光膜12內傳播的光線難以向山脊線方向側聚光。
作為片主體16的延遲值(Re)雖然沒有特別的限定,但優選的是50nm以下,更優選的是40nm以下,進一步優選的是30nm以下。在延遲值(Re)超過所述上限的情況下,因光線的光學特性發生變化,所以存在不能提高從片主體16射出的光線的擴散性的問題。
此外,作為片主體16的殘餘應力雖然沒有特別的限定,但優選的是8×105Pa以下,更優選的是5×105Pa以下,進一步優選的是3×105Pa以下。在殘餘應力超過所述上限的情況下,存在隨著時間的經過,片主體16容易產生變形,變形的片主體16的表面發生彎曲的問題。此外,存在作為光彈性的性質產生的延遲值(Re)增大等問題。其結果,存在不能長期維持提高從片主體16射出的光線的亮度及其均勻性的效果。
片主體16的從光源15側的端面起的必須導光距離雖然沒有特別的限定,但是作為所述必須導光距離的下限,優選的是7cm,更優選的是9cm,進一步優選的是11cm。另一方面,作為所述必須導光距離的上限,優選的是25cm,更優選的是23cm,進一步優選的是21cm。在所述必須導光距離小於所述下限的情況下,存 在不能用於比較大的終端的問題。相反,在所述必須導光距離超過所述上限的情況下,存在下述問題:如上所述的,由於片主體16薄,所以會導致片主體16容易產生彎曲,此外會導致導光性變得不充分。此外,所謂片主體16的從光源13側的端面起的必須導光距離,是指從光源15射出並入射到片主體16的端面光線,從所述端面朝向與該端面相對的端面傳輸所需要的距離。具體地說,例如對於單側側光型背光單元而言,所謂的片主體16的從光源15側的端面起的必須導光距離是指片主體的光源側的端面和與該端面相對的端面的距離,對於兩側側光型的背光單元而言,所謂的片主體16的從光源15側的端面起的必須導光距離是指分別配置有光源的、相對的片主體的端面之間的距離的1/2。
作為片主體16的表面積雖然沒有特別的限定,但是作為所述表面積的下限,優選的是150cm2,更優選的是180cm2,進一步優選的是200cm2。另一方面,作為所述表面積的上限,優選的是760cm2,更優選的是740cm2,進一步優選的是720cm2。在片主體16的表面積小於所述下限的情況下,存在不能用於比較大的終端的問題。相反,如果片主體16的表面積超過所述上限,則存在下述問題:如上所述的,由於片主體16薄,所以片主體16容易產生彎曲,此外不能充分得到導光性。
擴散圖案17由多個凹部構成,形成在片主體16的背面。多個凹部在片主體16的背面形成為散點狀,配置成從該導光膜12可以把均勻的光從表面側射出。具體地說,多個凹部形成為:在靠近光源15的位置的存在比例小,存在比例隨著遠離光源15而變大。可以通過邊使各凹部的大小相同邊調整配置位置來進行多個凹部的存在比例的調整,也可以通過變更各凹部的大小來進行多個凹部的存在比例的調整。但是,從促進導光膜12的薄型化並提高導光性的角度出發,優選的是邊使各凹部的大小相同邊調整配置位置。
所述凹部的平均直徑雖然沒有特別的限定,但是優選的是50μm以下。所述凹部的平均直徑的上限更優選的是40μm,進一步優選的是30μm。另一方面,所述凹部的平均直徑的下限優選的是0.5μm,更優選的是1μm,進一步優選的是5μm。在所述凹部的平均直徑超過所述上限的情況下,存在下述問題:會產生亮度不均,並且所述凹部的高度會變大,難以促進導光膜12的薄型化。相反,在所述凹部的平均直徑小於所述下限的情況下,存在不能充分得到光散射效果的問題。此外,所謂的“直徑”是指外形的最大寬度和與該最大寬度方向垂直的方向上的外形寬度的中間值。此外,“平均直徑”是指多個凹部的直徑的平均值。
作為所述凹部的形狀沒有特別的限定,可以採用半球形、圓錐形、圓筒形、多稜錐形、多稜柱形、蹄形等。其中,優選的是所述凹部形成為半球形的凹部,通過把所述凹部形成為半球形的凹部,能夠提高成形性、防止邊緣突出,並能夠促進薄型化。
(反射板)
反射板13從表面側反射從導光膜12的背面側射出的光線。作為反射板13,可以舉出在聚酯系樹脂等基材樹脂中分散含有填充物得到的白色片、通過在由聚酯系樹脂等形成的膜表面蒸鍍鋁、銀等金屬從而提高鏡面反射性的鏡面片等。
(頂板)
頂板14由金屬製或樹脂製的板材形成。作為所述金屬製的頂板14,例如可以使用鋁製的板材。在此,所述板材的厚度優選的是500μm以上1200μm以下,更優選的是700μm以上900μm以下。此外,所述頂板14的所述板材的周圍以向表面側彎曲的方式形成,所述彎曲的部位作為肋發揮作用從而使頂板14具有作為頂板14的足夠的強度。此外,所述肋的彎曲部位以外的部分(中央部分)是平坦的面,但是也可以壓紋(embossing)加工上幾何花紋等圖案。
(光源)
光源15內置在液晶顯示部用外殼5內,照射面被配置成與導光膜12的大體垂直於微細調製結構的山脊線方向的端面相對(或抵接)。作為光源15可以使用各種光源,例如可以使用發光二極體(LED)。具體地說,作為所述光源15可以使用把多個發光二極體沿該導光膜12的端面配置的光源。
在該背光單元11中,可以採用僅在導光膜12的一個側邊緣的側方配置光源15的單側側光方式,也可以採用在導光膜12的相對的側邊緣的側方分別配置光源15的兩側側光方式等。
<導光膜的製造方法>
下面對該導光膜12的製造方法進行說明。
作為導光膜12的製造方法具有:使具有波狀微細調製結構的片主體16成形的工序(步驟1);以及在片主體16上形成擴散圖案17的工序(步驟2)。此外,雖然可以通過分開的工序分別進行步驟1和步驟2,但是在本實施方式中,通過在步驟1中採用擠出片成型法、在步驟2中使按壓輥成為轉印有擴散圖案的輥狀的轉印模(反轉型),由此可以同時進行步驟1和步驟2。
步驟1使用圖4的擠出成型裝置21來實施。擠出成型裝置21具有擠出機和T形模22、一對按壓輥23和捲取裝置(圖中沒有表示)等。作為T形模22,例如可以使用魚尾模、分歧管模、衣架式模等習知的模具。此外,T形模22的截面形狀是所述微細調製結構的與山脊線垂直的截面形狀的反轉的形狀。由此,可以形成表面具有波狀微細調製結構的導光膜。
一對按壓輥23以相鄰的方式平行配置。擠出機和T形模22能夠將熔融樹脂以片狀的方式擠出到一對按壓輥23的夾縫中。一對按壓輥23設置有溫度控制裝置,能夠把按壓輥的表面溫度控制成最適合擠出成型的溫度。作為按壓輥23,優選的是使用由金屬輥和表面覆蓋有彈性體的柔性輥構成的金屬彈性輥。
一對按壓輥23由按壓輥23a和按壓輥23b構成。其中,按壓輥23a作為在表面轉印有擴散圖案的轉印模。
通過擠出片成型法進行步驟1,所述擠出片成型法把熔融狀態的片主體16的形成材料提供給T形模22,在把所述形成材料從擠出機和T形模22擠出之後,利用一對按壓輥23進行按壓。此外考慮使用的樹脂的融點等來適當選定從T形模22擠出的片主體16的形成材料的熔融溫度。使在步驟1中形成的片主體16的平均厚度為600μm以下。通過對一對按壓輥23的配置間隔進行調整等,來調整片主體16的平均厚度。
此外,考慮從T形模22擠出的片主體16的形成材料供給量和熔融狀態等,對一對按壓輥23的配置間隔和轉動速度等進行調整。
通過把轉印在按壓輥23a表面的擴散圖案在熔融狀態的片主體16的形成材料固化前進行轉印來進行步驟2。在步驟2中,通過用一對按壓輥23按壓熔融狀態的片主體16的形成材料,把轉印在按壓輥23a表面的擴散圖案轉印到片主體16的背面。在步驟2中,通過所述轉印,在片主體16的背面形成多個凹部。
<優點>
該導光膜12的片主體16的表面具有波狀微細調製結構,波狀微細調製結構的山脊線方向與光線入射的端面大體垂直,所以在該導光膜12內傳播的光線在表面反射時,一部分光線的行進方向偏向山脊線18側,因而光線容易向山脊線方向側聚光。因此可以提高入射的光線的導光性。除此以外,由於從該導光膜12的表面射出的光線因在波狀微細調製結構處發生的折射而向與山脊線方向垂直的方向稍稍擴散,所以能夠提高射出光線的擴散性。因此該導光膜12即使是平均厚度為600μm以下的超薄型,也能夠抑制從該導光膜射出的光線的亮度及其均勻性的下降。
此外,由於該導光膜12在背面具有擴散圖案17,所以可以利 用擴散圖案17高效地使光線散射並從表面側射出。
在該導光膜12中,按照擠出片成型法,通過使擠出模具具有所述微細調製結構的垂直於山脊線的截面形狀的反轉的形狀,能夠容易且可靠地形成片主體16的表面具有波狀微細調製結構的導光膜。
此外,由於該導光膜12的延遲值(Re)為50nm以下,殘餘應力為8×105Pa以下,所以該導光膜12難以隨著時間的經過而產生變形,能夠減少因光彈性的性質造成延遲值增大等問題,其結果,能夠長時間維持提高該導光膜的導光性和擴散性的效果。
此外,該背光單元11由於具有該導光膜12,所以能夠實現薄型化。此外,該背光單元11通過該導光膜12能夠抑制亮度及其均勻性的降低。
此外,該可攜式電腦1由於具有該背光單元11,所以能夠實現薄型化,並且能夠抑制亮度及其均勻性的降低。
[第二實施方式]
<背光單元>
圖5的背光單元31具有導光膜32、層疊在導光膜32的背面的反射板13、以及嚮導光膜32照射光的光源15。所述光源15配置在後面敘述的導光膜32的、與微細調製結構的山脊線方向大體平行的端面側。
<導光膜>
導光膜32作為殼體的厚度為21mm以下的筆記型電腦的液晶顯示部中的側光型超薄型液晶背光單元的導光膜使用。
導光膜32高效地使從端面入射的光線從表面側大體均勻地射出。導光膜32具有片主體36。此外,導光膜32以與微細調製結構的山脊線方向大體平行的端面和光源相對(或抵接)的方式配置。
片主體36的表面具有波狀微細調製結構。此外,波狀微細調 製結構的山脊線38方向與光線入射的端面大體平行。由此,所述微細調製結構的山脊線38的方向相對於在該導光膜32內傳播的光線的行進方向大體垂直,所以由於所述波狀微細調製結構使光線向表面入射的入射角發生變化,所以能夠提高從該導光膜32的表面出光的出光性。
作為所述微細調製結構的山脊線間隔p雖然沒有特別的限定,但是優選的是1mm以上500mm以下。山脊線間隔p的上限更優選的是100mm,進一步優選的是60mm。另一方面,山脊線間隔p的下限更優選的是10mm,進一步優選的是20mm。在山脊線間隔小於所述下限的情況下,存在會導致光線從該導光膜32的表面過分射出的問題。另一方面,在山脊線間隔超過所述上限的情況下,存在提高該導光膜32的出光性能的效果低的可能性。此外,雖然優選的是微細調製結構的全部山脊線間隔在所述範圍內,但是微細調製結構的多個山脊線間隔p中的一部分也可以在所述範圍外,在該情況下,只要多個山脊線間隔中的50%以上在所述範圍內即可,優選的是70%的山脊線間隔在所述範圍內。
此外,作為以所述調製結構的多個山谷線39通過的近似虛擬面為基準的山脊線38的平均高度,雖然沒有特別的限定,但是優選的是5μm以上40μm以下。所述平均高度h的上限更優選的是20μm,進一步優選的是15μm。另一方面,所述平均高度的下限更優選的是7μm,進一步優選的是9μm。在所述平均高度小於所述下限的情況下,存在提高該導光膜32的出光性能的效果低的可能性。另一方面,在所述平均高度超過所述上限的情況下,存在光線從該導光膜32的表面過分射出的問題。
此外,關於片主體36的其他形狀、主要成分、添加劑等,由於與圖2的導光膜12的片主體16的相同,所以省略了對它們的說明。
在片主體36的背面形成有擴散圖案37。擴散圖案37由通過 鐳射照射顯色得到的多個光散射部構成。具體地說,通過在片主體36的形成材料中預先含有顯色劑,在片主體36成型後,利用鐳射照射使所述顯色劑顯色,由此形成所述光散射部。
分散含有在片主體36的形成材料中的顯色劑是通過鐳射照射能改變顏色的顏料。作為所述顯色劑,可以使用作為鐳射打標劑使用的習知的有機物或無機物。具體地說,可以例舉黃色氧化鐵、無機鉛化合物、錳紫、鈷紫、水銀、鈷、銅、鉍、鎳等的金屬化合物、珠光顏料、矽化合物、雲母類、高嶺土類、矽砂、矽藻土、滑石等,可以使用其中的一種,也可以使用其中的兩種以上。但是在本實施方式中,由於擴散圖案37作為使光線反射的反射圖案形成,所以優選的是具有反射光線的顏色。因此,在該導光膜32中,優選的是使用通過鐳射照射顯示成白色的顯色劑,相反,因照射鐳射碳化而變成吸收光線的黑色的顯色劑則是不適合的。作為所述的顯示成白色的顯色劑,可以例舉鈦黑、堇青石、雲母等。
作為所述堇青石,除了可以使用由組成式Mg2Al3(AlSi5O18)表示的無機化合物以外,也可以使用Mg的一部分被Fe置換的物質。此外,還可以使用含有水分的物質。
作為所述雲母,可以使用白雲母、金雲母、黑雲母、絹雲母等天然雲母、氟金雲母、氟四矽雲母等合成雲母。
作為片主體36的顯色劑的含量,優選的是0.0001品質%以上2.5品質%以下,更優選的是0.1品質%以上1品質%以下。在顯色劑的含量小於所述下限的情況下,在鐳射照射時不能得到充分的顯色效果,存在不能形成所希望的反射圖案的問題。相反,在顯色劑的含量超過所述上限的情況下,存在片主體36的透明性、機械強度等降低的問題。
作為向片主體36照射的鐳射,沒有特別的限定,可以例舉二氧化碳鐳射、一氧化碳鐳射、半導體鐳射、YAG(釔鋁石榴石)鐳射等。其中,波長從9.3μm到10.6μm的二氧化碳鐳射適合形 成精細的擴散圖案。作為所述二氧化碳鐳射,可以使用橫向大氣壓激發型(TEA)、連續振盪型、脈衝振盪型等。
作為所述光散射部的形狀,沒有特別的限定,可以採用半球形、圓錐形、圓筒形、多稜錐形、多稜柱形、蹄形等。其中,作為所述光散射部的形狀,優選的是半球形。通過使所述光散射部為半球形,可以提高成形性,並且可以防止邊緣突出。此外,擴散圖案37的配置圖案與圖2的擴散圖案17相同。此外,所述光散射部的平均直徑與圖2的擴散圖案17的凹部的相同。
該導光膜32利用照射鐳射可以容易且可靠地形成所希望的擴散圖案37。此外,在利用這樣的方法形成擴散圖案37的情況下,由於無需在該導光膜32的背面設置凸部等,所以能夠促進薄型化。
此外,該導光膜32由於通過照射鐳射形成擴散圖案37,所以即使在通過熔融擠出成型法成型的情況下,也無需在按壓輥的表面轉印擴散圖案。
[其他實施方式]
此外,本發明的超薄型液晶背光用導光膜、超薄型液晶背光單元和可攜式電腦,除了所述的方式以外,也可以以進行了各種變形、改進的方式進行實施。
在所述實施方式中,針對該導光膜的片主體表面具有波狀微細調製結構的構成進行了說明,但是該導光膜也可以採用片主體的表面和背面具有波狀微細調製結構的構成。通過使片主體的表面和背面具有波狀微細調製結構,能夠進一步抑制從該導光膜出來的光線的亮度及其均勻性降低。
此外,擴散圖案也可以通過印刷法作為凸形部形成。在該情況下,在通過所述的擠出片成型法使片主體成型的情況下,作為一對按壓輥,使用在表面沒有轉印擴散圖案的按壓輥。作為形成凸形部的印刷方法,可以通過使用了白色或透明墨水的噴墨印刷法或絲網印刷法進行。通過利用印刷法使擴散圖案作為凸形部形 成,可以容易可靠地形成擴散圖案。
配置有該導光膜的超薄型液晶背光單元可以使用頂板作為反射板。通過將頂板的表面作為反射面形成,可以通過所述反射面把從導光膜的背面側射出的光線向表面側反射。
此外,在所述實施方式中,對於使用截面形狀是所述微細調製結構的垂直於山脊線的截面形狀的反轉的形狀的T形模,製造具有波狀的所述微細調製結構的該導光膜的方法進行了說明,但是不限於此,例如也可以通過調整一對按壓輥23的配置間隔和轉動速度等,來製造具有波狀的所述微細調製結構的該導光膜。此外,在該情況下,擠出模具的截面形狀可以使用習知的形狀。
此外,在所述實施方式中,對同時進行片主體的成形工序(步驟1)和擴散圖案形成工序(步驟2)進行了說明,但是如上所述,也可以把步驟1和步驟2分開進行,具體地說,可以把通過步驟1成形的片主體捲成輥狀,然後從輥狀的狀態把片主體拉出進行步驟2。
此外,在所述實施方式那樣的步驟2後,也可以進行熱處理(annealing treatment)工序。對所述熱處理沒有特別的限定,可以採用習知的方法。例如可以採用由加熱輥、紅外線加熱器、熱風等構成的加熱方法。在這些方法中,優選的是用加熱輥進行熱處理。通過使加熱輥變成高溫,可以使片主體表面的溫度一下子升高,可以抑制片主體的收縮率。
工業實用性
如上所述,具有本發明的超薄型液晶背光用導光膜和超薄型液晶背光單元的可攜式電腦,由於能夠抑制液晶顯示面的亮度及其均勻性的降低,並且能夠實現薄型化,所以例如適合用於被稱為所謂的超極本的超薄型化的電腦、智慧手機等手機終端和平板終端等可攜式資訊終端等。
1‧‧‧可攜式電腦/超薄型電腦
2‧‧‧操作部
3‧‧‧液晶顯示部
4‧‧‧液晶面板
5‧‧‧液晶顯示部用外殼
6‧‧‧表面支承部件
7‧‧‧鉸接部
8‧‧‧操作部用外殼
14‧‧‧頂板

Claims (7)

  1. 一種導光膜,係把從端面入射的光線從表面大體均勻射出的、平均厚度為600μm以下的超薄型液晶背光用導光膜;所述超薄型液晶背光用導光膜是通過擠出片成型法而形成;表面、或者表面和背面具有波狀微細調製結構,所述微細調製結構的山脊線間隔為1mm以上500mm以下,所述微細調製結構的多個山谷線通過的近似虛擬面為基準的山脊線的平均高度為5μm以上40μm以下。
  2. 根據請求項1所述的導光膜,其中,延遲值(Re)為50nm以下,殘餘應力為8×105Pa以下。
  3. 根據請求項1所述的導光膜,其中,在背面具有擴散圖案。
  4. 根據請求項3所述的導光膜,其中,所述擴散圖案由半球形的多個凹部構成。
  5. 根據請求項3所述的導光膜,其中,所述擴散圖案由多個光散射部構成,所述多個光散射部是通過鐳射照射顯色得到的。
  6. 一種超薄型液晶背光單元,係包括:反射板;請求項1至5中任一項所述的導光膜,層疊在所述反射板的表面側;以及光源,向所述導光膜的端面照射光。
  7. 一種可攜式電腦,係在液晶顯示部具備請求項6所述的超薄型液晶背光單元。
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