CN1877370A - 光学片、背光灯组件、电光学装置及电子机器以及光学片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有高亮度、可以降低亮度不均的光学片、背光灯组件、电光学装置及电子机器以及光学片的制造方法。光学片(1)的制造方法具有：向片材(2)上以点排列喷出成为第1微透镜(5a)的材料的液状的第1透镜材料(3a)的第1喷出工序(图6(b))；使排列于片材(2)上的第1透镜材料(3a)半固化而形成第1透镜材料(4a)的半固化工序(同图(c))；向第1透镜材料(4a)的点间的间隙部(11)喷出第2透镜材料(3b)的第2喷出工序(同图(d))；使第1及第2透镜材料((4a)、(3b))全固化而使第1及第2透镜((5a)、(5b))一体化，形成微透镜阵列(6)的全固化工序(同图(e))。

Description

光学片、背光灯组件、电光学装置及电子机器以及光学片的制造方法

技术领域

本发明涉及光学片、背光灯组件、电光学装置及电子机器以及光学片的制造方法。

背景技术

背光灯组件被作为笔记本型个人电脑或携带终端等的液晶显示器装置等的光源使用，在其功能上，被要求高亮度化、亮度的均一化。

以往的背光灯组件由光源、将光源的光导向面整体的导光板、使从导光板照射的光漫射的光学片(漫射板)等构成。光学片已知是在片材上形成有多个微透镜(例如专利文献1)。

[专利文献1]特开平6-27454号公报

但是，所述的光学片由于在微透镜间有间隙部，因此容易存在穿过该间隙部的光线。由此，难以被聚光，无法获得足够的高亮度。

发明内容

本发明是为了解决所述的问题而完成的，其目的在于，提供具有高亮度、可以降低亮度不均的光学片、背光灯组件、电光学装置及电子机器以及光学片的制造方法。

为了解决所述问题，本发明的光学片的制造方法中，主旨在于，具有：向片材上以点排列喷出成为微透镜的材料的液状的第1透镜材料的第1喷出工序、使排列于片材上的第1透镜材料半固化的半固化工序、向第1透镜材料的点间的间隙部喷出成为微透镜的材料的液状的第2透镜材料的第2喷出工序、使第1及第2透镜材料全固化而形成微透镜阵列的全固化工序。

这样，通过喷出第1透镜材料，第1透镜材料就以点排列附着于片材上(第1喷出工序)。所附着的第1透镜材料被固化为半固化的状态(半固化工序)。然后，向第1透镜材料的点间的间隙部喷出第2透镜材料(第2喷出工序)。此后，第1及第2透镜材料被全固化，形成微透镜阵列(全固化工序)。所以，因在第1透镜材料半固化的状态下，喷出第2透镜材料，第1透镜材料和第2透镜材料就不会容易地结合，在保持了第1透镜材料的形状的状态下，第2透镜材料向第1透镜材料的点间的间隙部浸润展开，由于片材上都被微透镜覆盖，因此就可以具有高亮度，降低亮度不均。

本发明的光学片的制造方法也可以在第1喷出工序之前，具有在片材上实施疏液处理的疏液处理工序。

这样，由于被喷出而附着于片材上的第1透镜材料的液滴因疏液处理而使接触角变大，形成较大的曲率的液滴，因此在第1透镜材料的点间的间隙部就容易存留第2透镜材料，从而可以容易地没有间隙地将片材用微透镜覆盖。

也可以在本发明的光学片的制造方法的第1喷出工序中，将第1透镜材料以锯齿配置喷出而形成点排列，在第2喷出工序中，向第1透镜材料的点间的间隙部喷出第2透镜材料。

这样，由于通过将第1透镜材料以锯齿配置排列，使得点的间隔变密，因此即使是比较少量的第2透镜材料的喷出，也可以容易地没有间隙地将片材用微透镜覆盖。

本发明的光学片的制造方法也可以在第1透镜材料和第2透镜材料当中的至少任意一方中含有漫射微粒。

这样，通过形成含有漫射微粒的微透镜材料，就可以提高光漫射性。

本发明的光学片的主旨在于，被利用所述的光学片的制造方法制造。

这样，由于片材上被微透镜基本上没有间隙地覆盖，因此就可以提供具有高亮度、能够降低亮度不均的光学片。

本发明的光学片的主旨在于，具有如下的微透镜阵列，它具备：具有透光性的片材、排列于片材上的第1微透镜、形成于第1微透镜间的第2微透镜，第1及第2微透镜被一体化地形成。

这样，由于在形成于片材上的第1微透镜间形成第2微透镜，第1微透镜及第2微透镜一体化了的微透镜阵列将片材覆盖，因此就可以具有高亮度，降低亮度不均。

本发明的光学片也可以具有第1及第2微透镜的曲率各自不同的微透镜阵列。

这样，通过将曲率不同的微透镜组合，就可以使焦点距离大致上均一。

本发明的光学片也可以具有第1及第2微透镜的大小各自不同的微透镜阵列。

这样，通过将大小不同的微透镜组合，就可以使焦点距离大致上均一。

本发明的光学片也可以具有第1和第2微透镜分别由不同的材料构成的微透镜阵列。

这样，通过将材料不同的微透镜组合，调节该材料的折射率，就可以使焦点距离大致上均一。

本发明是具备了光源、使从光源发出的光色散的光学片的背光灯组件，其主旨在于，作为光学片，具备了所述的光学片。

这样，由于第1及第2微透镜一体化了的微透镜阵列被按照将片材上覆盖的方式形成，因此就可以提供带来高亮度、降低了亮度不均的背光灯。

本发明的电光学装置的主旨在于，具备了所述的背光灯组件。

这样，就可以提供带来高亮度、降低了亮度不均的电光学装置。

本发明的电子机器的主旨在于，搭载了所述的电光学装置。

这样，就可以提供带来高亮度、降低了亮度不均的电子机器。

附图说明

图1示意性地表示了本实施方式的光学片的构成，(a)为俯视图，(b)为剖面图。

图2是示意性地表示了背光灯组件的剖面图。

图3是示意性地表示了作为电光学装置的液晶显示装置的剖面图。

图4是示意性地表示了作为电子机器的个人电脑的立体图。

图5表示喷头的构成，(a)为局部剖开的立体图，(b)为要部剖面图。

图6是表示光学片的制造方法的工序图。

图7是示意性地表示了变形例1的光学片的剖面图。

图8是示意性地表示了变形例2的光学片的剖面图。

图9是示意性地表示了变形例3的光学片的俯视图。

其中，1…光学片，2…片材，3a、4a…第1透镜材料，3b…第2透镜材料，5a…第1微透镜，5b…第2微透镜，6…微透镜阵列，11…间隙部，40…背光灯组件，41…导光板，42…光源，43…反射板，50…作为电光学装置的液晶显示装置，51…液晶显示部，80…作为电子机器的个人电脑，110…喷头，121…液滴，160…紫外线照射装置。

具体实施方式

下面将参照附图对将本发明具体化了的实施方式进行说明。

[光学片的构成]

首先，对本发明的光学片的构成进行说明。图1是示意性地表示了光学片的构成图，图1(a)表示俯视图，同图(b)表示图1(a)的A-A剖面图。

图1(a)、(b)中，光学片由具有透光性的片材2、形成于片材2上的微透镜阵列6构成。

片材2具有透光性，例如可以使用丙烯酸类树脂、玻璃、石英、聚碳酸酯、聚酯等透明树脂材料。

微透镜阵列6是由形成于片材2上的第1微透镜5a和第2微透镜5b一体化地形成的。

第1、2微透镜5a、5b形成近似半球状，第2微透镜5b被按照将第1微透镜5a的一部分及排列间覆盖的方式形成。

第1、2微透镜5a、5b例如可以使用紫外线固化型丙烯酸类树脂、紫外线固化型环氧树脂，作为前体，可以举出聚亚酰胺前体。

紫外线固化型树脂由含有预聚物、低聚物及单体当中的至少一种和光聚合引发剂的树脂构成。

紫外线固化型丙烯酸类树脂中，作为预聚物或低聚物，例如可以利用环氧丙烯酸酯类、尿烷丙烯酸酯类、聚酯丙烯酸酯类、聚醚丙烯酸酯类、螺乙缩醛类丙烯酸酯类等丙烯酸酯类、环氧甲基丙烯酸酯类、聚氨酯甲基丙烯酸酯类、聚酯甲基丙烯酸酯类、聚醚甲基丙烯酸酯类等甲基丙烯酸酯类等。

作为单体，例如可以举出2-乙基己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯、2-羟乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、丙烯酸卡必醇酯、四氢糠醇丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、二环戊烯基丙烯酸酯、1，3-丁二醇丙烯酸酯等单官能性单体、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇甲基丙烯酸酯、新戊二醇丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯等二官能性单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等多官能性单体。

作为光聚合引发剂，例如可以举出2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等苯乙酮类、α-羟基异丁基苯酮、p-异丙基-α-羟基异丁基苯酮等丁基苯酮类、p-叔丁基二氯苯乙酮、α，α-二氯-4-苯氧基苯乙酮等卤化苯乙酮类、二苯甲酮、N，N-四乙基-4，4-二氨基二苯甲酮等二苯甲酮类、二苯甲酰、二苯甲酰二甲基缩酮等二苯甲酰类、苯偶姻、苯偶姻烷基醚等苯偶姻类、1-苯基-1，2-丙烷二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟等肟类、2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮等噻吨酮类、苯偶姻醚、异丁基苯偶姻醚等苯偶姻醚类、米蚩酮类的自由基引发化合物。将紫外线固化型丙烯酸类树脂固化后的树脂具有透明度高的优点。

作为聚亚酰胺前体，可以举出聚酰胺酸、聚酰胺酸的长链烷基酯等。由于将聚亚酰胺前体热固化而得的聚亚酰胺类树脂在可见光区域中，具有80％以上的透过率，折射率高达1.7～1.9，因此可以获得很大的透镜效果。

[背光灯组件的构成]

下面，对本发明的背光灯组件的构成进行说明。图2是示意性地表示了背光灯组件的剖面图。

图2中，背光灯组件40由光源42、配置于光源42的附近的导光板41、面向导光板41配置的反射板43、被配置于配置了反射板43的导光板41的面的相反面的光学片1构成。光源42为照明装置，例如可以使用冷阴极荧光管等。从光源42照射的光被向导光板41的面整体展开，向光学片1照射。所照射的光穿过光学片1的微透镜5a、5b而被漫射。反射板43将从光源42照射的光反射，按照使光从导光板41的面整体射出的方式将光反射。

另外，在导光板41中，形成有反射点(未图示)。来自光源42的光线在导光板41中全反射的同时前进的过程中，射到反射点上而改变了方向，从而从导光板41中照射出小于全反射角的成分的光。反射点的排列被按照使光的反射变得均一的方式，随着远离光源42而变密地配置。光学片1还具备如下的功能，即，从导光板41的正面看时，因漫射而难以看到反射点。

导光板41的表面被近似平坦化，具有透过光的透明性，例如可以使用丙烯酸类树脂、玻璃、石英、聚碳酸酯、聚酯等透明树脂材料。

[电光学装置的构成]

下面，对本发明的电光学装置的构成进行说明。图3是示意性地表示了作为电光学装置的液晶显示装置的剖面图。

图3中，液晶显示装置50由照射光的背光灯组件40、接受从背光灯组件40照射的光而显示的液晶显示部51构成。

液晶显示部51在背光灯组件40的光学片1的附近设有下侧基板部60，与下侧基板部60相面对地具有上侧基板部70。下侧基板部60和上侧基板部70保持有被密封材料52规定的间隔，在该间隔内封入了液晶材料53。

下侧基板部60具有下侧透明基板61、形成于下侧透明基板61的上面的显示电极62、形成于显示电极62的上面的配光膜63。另外，相对于下侧透明基板61在显示电极62的相反一面配置有偏光板64。

上侧基板部70具有上侧透明基板71、在与下侧透明基板61相面对的方向上的上侧透明基板71的面上所形成的黑矩阵72，在由黑矩阵72划分的区域中，形成有作为色要素的滤色片73a(R)、73b(G)、73c(B)。另外，具有形成于黑矩阵72及滤色片73a、73b、73c的上面的保护膜74、形成于保护膜74的上面的公共电极75、形成于公共电极75的上面的配光膜76。另外，在上侧透明基板71的滤色片73a、73b、73c的相反一面上配置有偏光板77。

下侧基板部60和上侧基板部70被利用密封材料52的粘接力粘接，在由密封材料52的高度所规定的两基板部60、70之间，封入了液晶材料53。

[电子机器的构成]

下面，对本发明的电子机器的构成进行说明。图4是示意性地表示了作为电子机器的个人电脑的立体图，图4中，在个人电脑80的显示部中搭载有作为电光学装置的液晶显示装置50。

[光学片的制造方法]

下面，对本发明的光学片的制造方法进行说明。图5表示喷头的构成，同图(a)是局部剖开了的立体图，同图(b)是要部剖面图。

图6中，符号110为喷头。

图5(a)中，喷头110具备振动板114、喷嘴平板115。在振动板114和喷嘴平板115之间，配置有贮液室116，总是被填充有经过孔118供给的功能液。另外，在振动板114和喷嘴平板115之间，设有多个隔壁112。此外，由振动板114、喷嘴平板115、一对隔壁112包围的部分为空腔111。空腔111由于被与喷嘴120对应地设置，因此空腔111的数目与喷嘴120的数目相同。经过位于一对隔壁112间的供给口117，从贮液室116向空腔111供给功能液。

如图5(b)所示，在振动板114上，与各个空腔111对应地安装有振子113。振子113具有压电元件113c、夹持压电元件113c的一对电极113a、113b。通过向该一对电极113a、113b提供驱动电压，从对应的喷嘴120中，功能液就成为液滴121而被喷出。在喷嘴120的周边部，为了防止液滴121的飞行弯曲或喷嘴120的孔堵塞等，设有例如由Ni-四氟乙烯共析镀层制成的疏功能液层119。而且，为了喷出功能液，也可以取代振子113，而使用电热转换元件，利用由电热转换元件产生的材料液的热膨胀，就可以喷出材料液。

下面，对光学片的制造方法进行说明。图6是表示光学片的制造方法的工序图。

图6(a)的疏液处理工序中，对片材2的表面实施疏液处理。疏液处理是利用CF4等离子体等处理的。

图6(b)的第1喷出工序中，从喷头110向片材2，喷出成为微透镜的材料的液状的第1透镜材料3a的液滴121，在片材2上附着液状的第1透镜材料3a。喷出时，以液状的第1透镜材料3a不与相邻的第1透镜材料3a接触的程度，控制喷出量或命中位置而进行喷出。附着于片材2上的第1透镜材料3a在液滴喷出中，既可以用一滴的液滴喷出形成一个透镜形状，也可以通过喷出多个液滴，而形成一个透镜形状。

图6(c)的半固化工序中，使第1透镜材料3a半固化而形成半固化状态的第1透镜材料4a。半固化是通过利用紫外线照射装置160向第1透镜材料3a照射紫外线而进行的。通过与全固化时相比缩短紫外线的照射时间，或者减弱紫外线的照射强度等，使第1透镜材料3a成为半固化状态。

图6(d)的第2喷出工序中，向第1透镜材料4a的点间的间隙部11，喷出与第1透镜材料3a相同材料的液状的第2透镜材料3b的液滴121，按照将间隙部11和第1透镜材料4a的一部分覆盖的方式，附着第2透镜材料3b。

图6(e)的全固化工序中，通过利用紫外线照射装置160，向第1、2透镜材料4a、3b照射紫外线而使之固化，形成第1、2微透镜5a、5b，从而形成一体化了的微透镜阵列6。

所以，根据所述的实施方式，有如下所示的效果。

(1)光学片1在第1微透镜5a的一部分与第1微透镜5a的点间的间隙部11中形成第2微透镜5b，由于片材上被基本上没有间隙地由微透镜阵列6覆盖，因此就可以具有高亮度，降低亮度不均。

(2)由于在被半固化了的第1透镜材料4a的状态下，喷出第2透镜材料3b，因此即使第1透镜材料4a与第2透镜材料3b接触，也不会像作为液体时那样结合为1个很大的液滴，而可以在保持了第1透镜材料4a的形状的状态下，形成微透镜阵列6。

本发明并不限定于所述的实施方式，可以举出如下所示的变形例。

(变形例1)本实施方式中，虽然将第1、2微透镜5a、5b的曲率大致相等地形成，然而并不限定于此。例如也可以如图7所示，形成不同曲率的第1、2微透镜5a、5b。这样，即使例如因第2微透镜5b的曲率与第1微透镜5a相比，被缩小曲率地形成，而使透镜的高度不同，也可以使相对于液晶显示部51的聚光距离大致相等。

(变形例2)本实施方式中，虽然将第1、2微透镜5a、5b的大小大致相等地形成，然而并不限定于此。例如也可以如图8所示，形成不同大小的第1、2微透镜5a、5b。即使这样，由于片材2被微透镜阵列6覆盖，因此也可以提高漫射性。

(变形例3)本实施方式中，虽然将第1微透镜5a以四角形格子状配置，然而并不限定于此。例如也可以如图9所示，以锯齿配置形成。这样，由于第1微透镜5a的点的间隔变密，因此即使是比较少量的第2微透镜材料的喷出，也可以容易地没有间隙地将片材2用第1、第2微透镜5a、5b覆盖。

(变形例4)本实施方式中，虽然将第1、2微透镜5a、5b的透镜材料设为相同，然而并不限定于此，也可以形成由不同的材料形成的第1、2微透镜5a、5b。这样，折射率就不同，可以调节相对于液晶显示部51的焦点距离。

(变形例5)图6中，也可以在同图(d)的第2喷出工序之前，对片材2的表面和第1透镜材料4a的表面实施亲液处理。这样，在第2喷出工序中被喷出的第2透镜材料3b由于利用亲液处理使浸润性提高而向间隙部11浸润展开，因此就可以容易地将间隙部11填满。

(变形例6)也可以使用第1透镜材料3a和第2透镜3b中至少一者含有漫射微粒的材料，这样，可以进一步提高漫射性。

(变形例7)本实施方式中，虽然利用第2喷出工序形成的第2微透镜5b具有凸形状，然而并不限定于此，也可以具有凹形状。即使这样，也可以具有高亮度，降低亮度不均。

(变形例8)在图6(d)的第2透镜材料喷出工序之前，也可以设置对第1透镜材料4a实施疏液处理的工序。这样，由于第2透镜材料3b与第1透镜材料4a排斥，因此就可以容易地形成凸形状的第2微透镜5b。

(变形例9)也可以使第1透镜材料3a与第2透镜材料3b的材料不同，第2透镜材料3b相对于第1透镜材料3a具有疏液性。这样，由于第2透镜材料3b与第1透镜材料3a半固化后的第1透镜材料4a排斥，因此就可以容易地形成凸形状的第2微透镜5b。

Claims (12)

1.一种光学片的制造方法，其特征是，具有：

向片材上以点排列喷出构成微透镜材料的液状的第1透镜材料的第1喷出工序、

使排列于所述片材上的所述第1透镜材料半固化的半固化工序、

向所述第1透镜材料的所述点间的间隙部喷出构成所述微透镜材料的液状的第2透镜材料的第2喷出工序、

使所述第1及第2透镜材料全固化而形成微透镜阵列的全固化工序。

2.根据权利要求1所述的光学片的制造方法，其特征是，在所述第1喷出工序之前，具有在所述片材上实施疏液处理的疏液处理工序。

3.根据权利要求1或2所述的光学片的制造方法，其特征是，

在所述第1喷出工序中，将所述第1透镜材料以锯齿状配置方式喷出而形成所述点排列，

在所述第2喷出工序中，向所述第1透镜材料的所述点间的间隙部喷出第2透镜材料。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的光学片的制造方法，其特征是，

在所述第1透镜材料和所述第2透镜材料中的至少任意一者中含有漫射微粒。

5.一种光学片，其特征是，利用权利要求1～4中任意一项所述的光学片的制造方法制造。

6.一种光学片，其特征是，具有如下的微透镜阵列，

具备：具有透光性的片材、排列于所述片材上的第1微透镜、形成于所述第1微透镜间的第2微透镜，

所述第1及第2微透镜一体化。

7.根据权利要求6所述的光学片，其特征是，具有所述第1和第2微透镜的曲率各自不同的所述微透镜阵列。

8.根据权利要求6所述的光学片，其特征是，具有所述第1和第2微透镜的大小各自不同的所述微透镜阵列。

9.根据权利要求6所述的光学片，其特征是，具有所述第1和第2微透镜分别由不同的材料构成的所述微透镜阵列。

10.一种背光灯组件，备有光源、使从光源发出的光色散的光学片，其特征是，作为所述光学片，备有权利要求6～9中任意一项所述的光学片。

11.一种电光学装置，其特征是，备有权利要求10所述的背光灯组件。

12.一种电子机器，其特征是，搭载有权利要求11所述的电光学装置。

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