JP5304081B2 - Optical plate and backlight unit and display device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、照明光路制御に用いられる光デバイス、光均一デバイス、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用される光デバイス(光学板)の改良に関するものであり、前記光学板を搭載したバックライト・ユニットおよびディスプレイに関する。 The present invention relates to an optical device, a light uniform device, an optical sheet, a backlight unit, and a display device used for illumination light path control. In particular, the present invention relates to an improvement in an optical device (optical plate) used for illumination light path control in an image display apparatus typified by a flat panel display, and relates to a backlight unit and a display on which the optical plate is mounted.
液晶表示装置(LCD)に代表されるディスプレイは、提供される情報を認識するのに必要な光源を内蔵しているタイプの普及が著しい。通常使用される光源は線状もしくは点状であり、輝度分布に大きなムラが生じる。ディスプレイに提供される情報を認識するのには、こうした輝度ムラは大きな妨げとなる。 A display typified by a liquid crystal display device (LCD) is remarkably widespread in a type including a light source necessary for recognizing provided information. The light source normally used is linear or dot-like, and a large unevenness occurs in the luminance distribution. Such luminance unevenness greatly hinders recognition of information provided on the display.
これらの問題を解決するためにディスプレイのバックライト部分には光源からの輝度分布を拡散し均一にする光学制御要素をもつ光学シートが使用されている。
代表的なものとしては、拡散板や拡散シートがこれにあたる。
In order to solve these problems, an optical sheet having an optical control element for diffusing and uniforming the luminance distribution from the light source is used in the backlight portion of the display.
A typical example is a diffusion plate or diffusion sheet.
さらに、光源で消費する電力は、電池式装置全体で消費する電力の相当部分を占める。
従って、所定の輝度を提供するのに必要な総電力を低減することで電池寿命が増大するが、これは電池式装置には特に望ましいことである。
Furthermore, the power consumed by the light source occupies a considerable portion of the power consumed by the entire battery-powered device.
Thus, reducing the total power required to provide a given brightness increases battery life, which is particularly desirable for battery powered devices.
そこで、バックライトには“軸外(off-axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on-axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”する。光学制御要素を持つ光学シートが使用されている。
ここで言う「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。
代表的なものとしては、米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム(Brightness Enhancement Film:BEF)や、光射出面に凹凸形状を持つ拡散シートがこれにあたる。
Therefore, the light from the “off-axis” is focused on the backlight, and this light is directed to the viewer “on-axis” or “redirected” (recycled). recycle) ”. Optical sheets with optical control elements are used.
Here, “on-axis” is a direction that coincides with the visual direction of the viewer, and is generally on the normal direction side with respect to the display screen.
Typical examples include a brightness enhancement film (BEF), which is a registered trademark of 3M Corporation of the United States, and a diffusion sheet having an uneven shape on the light exit surface.
また、剛性のない光学シートや光学シート群ではしわやたるみが発生し、表示画像のムラの原因となる。このため、通常は剛性のある光透過性基材を光源側に配置し、他の光学シートを保持する。代表的なものとしては、拡散板がこれにあたる。 In addition, wrinkles and sagging occur in non-rigid optical sheets and optical sheet groups, which causes display image unevenness. For this reason, usually, a rigid light-transmitting substrate is disposed on the light source side, and another optical sheet is held. A typical example is a diffusion plate.
また、最近では特許文献1のようにコストダウンを目的として、上記の、拡散機能を持つ光学制御要素、集光機能を持つ光学制御要素、剛性のある光透過性基材の機能を一体化し、部品点数を減らす発明もなされている。この発明には、集光機能を持つ光学制御要素としてBEFにかわりレンズアレイを持つシートが使用されている。
一体化型の光学板は異なる材質、製法の層からなるため、温度が変化すると各層の膨張・収縮の違いから反り形状が発生する。現在市販の液晶TVでは、バックライト点灯時の高温下で、光学板が光源側に凸形状であれば問題なかった。しかしながら、液晶TVの更なる薄型化を試みると、バックライト筐体も薄くなり、単に光源側に凸形状になるだけでは問題が発生することが分かった。凸形状が大きすぎると狭い筐体のなかで光学板が波状にたわみ、表示画面に不具合を生じる。すなわち光学板はバックライト点灯時の高温下で、反りがほとんど発生せずに、望ましくは光源側に凸形状であることが求められるようになってきた。
さらにまた、筐体の薄型化に伴い、少ない部材数でより多くの機能を求められるようになってきた。
本発明は、機能を集約し、製造工程の簡略化、コストダウン、薄型化を可能とすることを目的とし、反りを抑制しつつ機能集約がなされている一体型光学板を提供することにある。
Since the integrated optical plate is made of layers of different materials and manufacturing methods, when the temperature changes, a warped shape is generated due to the difference in expansion and contraction of each layer. In a commercially available liquid crystal TV, there is no problem if the optical plate is convex on the light source side at a high temperature when the backlight is lit. However, it was found that when the LCD TV was further reduced in thickness, the backlight housing was also made thinner, and simply having a convex shape on the light source side would cause problems. If the convex shape is too large, the optical plate bends in a narrow housing, causing a problem with the display screen. That is, the optical plate has been required to have a convex shape desirably on the light source side, with almost no warping at high temperatures when the backlight is lit.
Furthermore, as the casing is made thinner, more functions have been required with a smaller number of members.
An object of the present invention is to provide an integrated optical plate in which functions are integrated while suppressing warpage, with the objective of integrating functions and simplifying manufacturing processes, reducing costs, and reducing thickness. .
前記目的を達成するため、本発明の光学板は、画像表示光学系に用いられる光学板において、前記光学板の厚さ方向の一方の面は光入射面とされると共に、他方の面は光出射面とされ、前記光入射面に、光を偏向する機能を有する光偏向要素が設けられ、前記光出射面に、光を拡散する機能を有する光拡散要素が設けられ、前記光偏向要素および前記光拡散要素は、表面粗さがRa10μm以上1500μm以下、Rz400μm以下の範囲に入る多数の微細な凹凸形状が配置されて構成され、前記凹凸形状は帯状であり一次元に配列され、前記光偏向要素に配置される前記凹凸形状は高さおよび幅が規則的な形状、前記光拡散要素に配置される前記凹凸形状は高さおよび幅が不規則な形状であり、前記凹凸形状の各々の焦点が、前記帯状の凹凸形状の配列方向と平行な直線上を延在し、前記光学板は、光透過性を有する主材からなる層と、前記主材の中に透明粒子が分散された層とを多層具備し、前記透明粒子の平均粒径は0.5μm以上10.0μm以下であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical plate of the present invention is an optical plate used in an image display optical system, wherein one surface in the thickness direction of the optical plate is a light incident surface and the other surface is a light incident surface. A light deflecting element having a function of deflecting light is provided on the light incident surface, and a light diffusing element having a function of diffusing light is provided on the light emitting surface, and the light deflecting element and The light diffusing element has a surface roughness of Ra 10 μm or more and 1500 μm or less and Rz 400 μm or less. the uneven shape is disposed element height and width regular shape, the uneven shape is disposed on the light diffusing element is the height and width irregular shape, of each of the irregularities The focal point is the belt-shaped unevenness Extending in a straight line parallel to the arrangement direction of the shape, the optical plate comprises a multilayer composed of a light-transmissive main material and a layer in which transparent particles are dispersed in the main material, The transparent particles have an average particle size of 0.5 μm to 10.0 μm.
本発明では従来の複数の光学シート構成に比べ、機能集約がなされている一体型光学板であり、表面の形状を適切に選択することで光源間の視認性を妨げ、モアレ干渉縞の発生が少なく、バックライト点灯時の反りを最適に保つ性能をあわせもつ、優れた光学板を開示する。 In the present invention, compared to the conventional optical sheet configuration, it is an integrated optical plate that has a more concentrated function, and by appropriately selecting the shape of the surface, the visibility between the light sources is hindered, and the generation of moire interference fringes occurs. Disclosed is an excellent optical plate that has few performances that optimally maintain the warp when the backlight is turned on.
以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は従来のバックライトの代表的な構成を示す模式図である。ランプハウス3内に光源2を配置し、光源から順に拡散板1、拡散シート4、集光シート5、拡散シートもしくは偏光分離シート6を積層している。現在採用されている構成の中には集光シート不使用のものや、集光シートの代わりに拡散シートを使用したものがあるが、図1を基本的な構成とする。バックライトに使用される光学シート群に求められる機能は、拡散の光学制御要素、集光の光学制御要素、および剛性を有する光透過性基材で、いずれも不可欠であるが、従来構成では複数のシートで機能の重複が見られ、合理的な構成ではなかった。本発明の一体型光学板は、これらの機能をより簡単かつ合理的に統合した部材である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a typical configuration of a conventional backlight. A light source 2 is disposed in the lamp house 3, and a diffusion plate 1, a
図2は従来のバックライトの構成を示した模式図において、本発明の光学板7を用いた構成を示す模式図である。本発明の光学板7を1枚で用いてもよいし、拡散シート4、集光シート5、拡散シートもしくは偏光分離シート6等を複数枚組み合わせて使用してもよい。
光学板7の厚さ方向の一方の面は光入射面とされると共に、他方の面は光出射面とされる。光入射面に、光を偏向する機能を有する光偏向要素が設けられ、光出射面に、光を拡散する機能を有する光拡散要素が設けられている。光偏向要素および光拡散要素は、表面粗さがRa10μm以上1500以下、Rz400μm以下の範囲に入る多数の微細な凹凸形状が配置されて構成されている。
凹凸形状は、二次元に(平面的に)配置されていてもよく、あるいは、凹凸形状が帯状に形成され、それらの長さ方向を平行させて一次元に配置されていてもよい。
また、凹凸形状は不均一の形を有しており、凹凸形状の各々の焦点が不均一であってもよい。
また、凹凸形状は帯状であり、その長手方向を平行させて一次元に配列され、前記凹凸形状の各々の焦点が、前記帯状の凹凸形状の配列方向と平行な直線上を延在していてもよい。
また、凹凸形状は1種類のものが多数設けられていてもよく、あるいは、2種類以上のものが多数設けられていてもよい。
また、光偏向要素と光拡散要素とはそれぞれ高さ2mm以下の形状を賦形され、光学板7の総厚みは1mm以上7mm以下となっている。
また、光学板7は、屈折率の異なる2層以上の層を含んで構成されていてもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional backlight, and is a schematic diagram showing a configuration using the
One surface in the thickness direction of the
The concavo-convex shape may be arranged two-dimensionally (in a plane), or the concavo-convex shape may be formed in a strip shape and arranged in a one-dimensional manner with their length directions parallel.
Further, the uneven shape may have a non-uniform shape, and the focal points of the uneven shape may be non-uniform.
Further, the concavo-convex shape is a belt-like shape, and is arranged one-dimensionally with its longitudinal direction parallel, and each focal point of the concavo-convex shape extends on a straight line parallel to the arrangement direction of the belt-like concavo-convex shape. Also good.
Moreover, many uneven | corrugated shapes may be provided, or many may be provided of 2 or more types.
Each of the light deflection element and the light diffusion element is shaped to have a height of 2 mm or less, and the total thickness of the
The
図3は一体型光学板7の構成例を示す図である。
材料構成として、高さが2mm以下の賦形を施しながら(a)と(b)の屈折率の異なる部材を前記押し出し法もしくはキャスト法、もしくは押し出し法とキャスト法を併用した方法、もしくはインジェクションで製造され、光学板7の全体の厚みが1mm以上5mm以下とする。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the integrated
As a material structure, a member having different refractive indexes of (a) and (b) while being shaped with a height of 2 mm or less is subjected to the extrusion method or the casting method, or a method using the extrusion method and the casting method in combination, or an injection. The total thickness of the manufactured
もしくは屈折率の異なる部材(a)、(b)を前記押し出し法もしくはキャスト法、もしくは押し出し法とキャスト法を併用した方法、もしくはインジェクションで製造される板状の部材に熱プレス等により両面に賦形を施し、光学板7の全体の厚みが1mm以上5mm以下とする。
ただし、凹凸形状の高さ(厚さ)が2mmを超えると、視認性が上がり、ムラの原因になり、またサイドから光漏れが起こりやすくなるため好ましくない。
Alternatively, the members (a) and (b) having different refractive indexes may be applied to both sides by the above-described extrusion method or casting method, a method using a combination of the extrusion method and the casting method, or a plate-like member manufactured by injection by hot pressing or the like. The shape is applied so that the total thickness of the
However, if the height (thickness) of the concavo-convex shape exceeds 2 mm, it is not preferable because visibility is improved, causing unevenness, and light leakage easily occurs from the side.
光学板7の全体の厚みが1mmより少ないと光学板に剛性を付与する光透過性基材としての機能が不足する。厚ければ厚いほど剛性はあるが、5mmあれば100インチ台の液晶TVにも使用できるため、十分と言える。板状の部材の主となる材質としては、例えば、ポリカーボネートもしくはアクリル−スチレン共重合体もしくはポリスチレンもしくはシクロオレフィンポリマーを使用しても良い。
If the total thickness of the
また、凹凸形状の断面曲線はRa10μm以上1500μm以下、および、Rz400μm以下の範囲内に入ることが望ましい。この範囲外となると、視認性が上がり、ムラの原因になるため好ましくない。 Further, it is desirable that the concave-convex cross-sectional curve falls within the range of Ra 10 μm or more and 1500 μm or less and Rz 400 μm or less. Beyond this range is not preferable because visibility increases and causes unevenness.
市販の一体型光学板のシート状部材は延伸PETフィルムを使用している。その理由は、板状の部材と膨張・収縮の差が大きく、バックライト点灯時の高温下において光学板が光源側に極端な凸形状を維持できるためである。この効果により、光学板がパネルを押して表示画像に異常をきたすことがない。 A sheet-like member of a commercially available integrated optical plate uses a stretched PET film. The reason is that the difference in expansion and contraction from the plate-like member is large, and the optical plate can maintain an extremely convex shape on the light source side at a high temperature when the backlight is turned on. Due to this effect, the optical plate does not push the panel to cause an abnormality in the display image.
しかしながら、バックライトのさらなる薄型化を試みると、延伸PETフィルムを使用した構成では凸形状が大きすぎるため光学板が波型に変形してしまうという問題が出てきた。 However, when attempting to further reduce the thickness of the backlight, a problem has arisen that the optical plate is deformed into a corrugated shape because the convex shape is too large in the configuration using the stretched PET film.
この問題を解決するために光学板の両面に規則的または不規則な形状を賦形するということを発明した。 In order to solve this problem, it has been invented that regular or irregular shapes are formed on both sides of the optical plate.
図7は様々な素材の25℃と90℃でのサイズ変化の実測値を示している。この結果から、PETに限らず、延伸されたものは90℃でのサイズ変化が大きいことがわかる。すなわち、延伸で製造された材料は薄型TV用の一体型光学板に使用できない。一方、製造方法に比べると材料の素材はあまり大きな違いを生じないことがわかる。 FIG. 7 shows measured values of size changes of various materials at 25 ° C. and 90 ° C. From this result, it is understood that not only PET but also a stretched one has a large size change at 90 ° C. That is, a material manufactured by stretching cannot be used for an integrated optical plate for a thin TV. On the other hand, it can be seen that the material does not make much difference compared to the manufacturing method.
両面に規則的または不規則な形状を賦形した光学板7の部材は、例えば、図3に示すように、光透過性を有する主材(基材)からなる層(a)と、前記主材の中に透明粒子が分散された層(b)とを多層具備して構成されていてもよい。この場合、これら主材の屈折率と透明粒子の屈折率が異なるものである必要がある。主材の屈折率と透明粒子の屈折率の差は0.02以上であることが望ましい。屈折率の差がこれより小さいと十分な光散乱性能が得られない。また、その屈折率差は0.5以下でよい。
As shown in FIG. 3, for example, the members of the
また、両面に規則的または不規則な形状を賦形した光学板7に入射した光を散乱させながら透過させる必要がある。このため、光学板7の部材に含まれる前記透明粒子の平均粒径は0.5μm以上10.0μm以下であることが望ましい。または、光学板7の部材は、図5に示すように、主材中に空気を含む微細な空洞702を有した構造をしており、主材と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。
Moreover, it is necessary to transmit the light incident on the
また、透明粒子としては、無機酸化物からなる透明粒子又は樹脂からなる透明粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。 Moreover, as transparent particles, transparent particles made of inorganic oxide or transparent particles made of resin can be used. For example, examples of the transparent particles made of an inorganic oxide include particles made of silica, alumina or the like. The transparent particles made of resin include acrylic particles, styrene particles, styrene acrylic particles and crosslinked products thereof; melamine-formalin condensate particles, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA (perfluoroalkoxy resin), FEP (tetra Examples thereof include fluorine-containing polymer particles such as fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PVDF (polyfluorovinylidene), and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and silicone resin particles. These transparent particles may be used as a mixture of two or more.
尚、主材に空気を含む微細な空洞702を作成する場合、あらかじめ主となる材質中に含有された発泡剤を発泡させて作成しても良い。
In addition, when producing the
前記光学板7の部材は表面に微細な凹凸を具備するにあたり、この表面の微細な凹凸で光の拡散性を有していても良い。具体例として、図4(c)〜(f)、図5(g)〜(j)示すように、光学板両面の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであれば形状が規則的でもよいし、不規則でもよい。
なお、多数の(複数の)凹凸形状は平面的に(二次元に)並べられていても良いが、図4(c)〜(f)、図5(g)〜(j)では多数の(複数の)凹凸形状が帯状に延在しており、多数の凹凸形状はその延在方向と直交する方向に並べられ互いに平行しており、いわゆる一次元に配列されている。
When the member of the
In addition, although many (plurality) uneven | corrugated shape may be arranged planarly (two-dimensionally), in FIG.4 (c)-(f) and FIG.5 (g)-(j), many ( A plurality of concavo-convex shapes extend in a band shape, and the many concavo-convex shapes are arranged in a direction orthogonal to the extending direction and are parallel to each other, and are arranged in a so-called one-dimensional manner.
以上のように準備した光学板と光学板、または光学板とシート状の部材を、固定要素を介して少なくとも部分的に空気層を介して接合する。接合方法としては粘着剤や接着剤を使用したり、エキシマUVを使用した常温接合や溶着、固定具などを用いる。以下に方法を説明する。 The optical plate and the optical plate prepared as described above, or the optical plate and a sheet-like member are joined at least partially via an air layer via a fixing element. As a bonding method, an adhesive or an adhesive is used, or room temperature bonding using excimer UV, welding, or a fixture is used. The method will be described below.
接合する方法は、3つに分けられる。一つめは、部材の表示領域外(ディスプレイ装置にレンズシート1が組み込まれた場合に画像表示に使用される以外の領域をいう)のみ固定する方法で、接合方法に光学性能は求められない。2つめは、表示領域内を固定する方法で、接合方法に光学性能や外観を低下させすぎないことが求められる。3つめは、上記二つの方法を併用する方法である。接合部の面積が光学板の面積の5%以上とする。接合面積が少なすぎると、板状の部材とシート状の部材の線膨張係数の差による反り形状が発現しない。接合部の面積が100%であれば、反り形状が最もよく発現する。 There are three methods for joining. The first is a method of fixing only outside the display area of the member (refers to an area other than that used for image display when the lens sheet 1 is incorporated in the display device), and optical performance is not required for the joining method. The second is a method of fixing the inside of the display area, and it is required that the optical performance and appearance are not deteriorated excessively by the bonding method. The third is a method in which the above two methods are used in combination. The area of the joint is 5% or more of the area of the optical plate. When the bonding area is too small, a warped shape due to a difference in linear expansion coefficient between the plate-like member and the sheet-like member does not appear. If the area of the joint is 100%, the warped shape is best developed.
まず、接・粘着剤層を用いる場合について述べる。
一例として、接・粘着剤層を付ける位置を図6(k)〜図6(o)に示す。
図6(k)は、光学板7の周辺全体に接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。
図6(l)及び図4(o)は、光学板7のそれぞれ向かい合う一組の両端の辺のみを接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。
図6(m)は、光学板25の4つの角部に接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。
図6(n)は、光学板25の周辺全体に、点状に接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。ここで、先ほどの図6(l)及び図4(o)の場合においても、必要に応じて、接・粘着剤層を点状に塗工してもよい。
尚、リブに粘・接着剤を使用する場合、粘・接着剤層はリブや光反射部のみにあっても良いし、光学板7の全面に形成されていても構わない。
First, the case where a contact / adhesive layer is used will be described.
As an example, the position to attach the contact / adhesive layer is shown in FIGS. 6 (k) to 6 (o).
FIG. 6 (k) shows a case where a contact / adhesive layer is applied to the entire periphery of the
FIGS. 6 (l) and 4 (o) show a case where the adhesive / adhesive layer is applied only to a pair of opposite sides of the
FIG. 6 (m) shows a case where a contact / adhesive layer is applied to the four corners of the optical plate 25.
FIG. 6 (n) shows a case where a contact / adhesive layer is applied in a dotted manner to the entire periphery of the optical plate 25. Here, also in the case of FIG. 6 (l) and FIG. 4 (o), the contact / adhesive layer may be applied in a dot shape as necessary.
In the case where a sticky / adhesive is used for the rib, the sticky / adhesive layer may be provided only on the rib or the light reflecting portion, or may be formed on the entire surface of the
粘・接着剤としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。いずれの場合も高温のバックライト内で使用されるため、100℃で貯蔵弾性率G’ 1.0E+04 Pa以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に接合部からずれてしまう可能性がある。また安定に間隙を確保するために、接・粘着剤層の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。
また粘接着剤は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。
Examples of the adhesive / adhesive include acrylic, urethane, rubber, and silicone adhesives / adhesives. In either case, since it is used in a high-temperature backlight, it is desirable that the storage elastic modulus G ′ is 1.0E + 04 Pa or more at 100 ° C. If the value is lower than this, there is a possibility that the joint is displaced during use. In order to ensure a stable gap, transparent fine particles such as beads may be mixed in the contact / adhesive layer.
The adhesive may be a double-sided tape or a single layer.
さらに、表示領域内に接・粘着剤を使用する場合、光の吸収は1%以内でなければならない。1%を超えると光学シートから射出する積算光量が減少し、レンズ形状によらず正面輝度が低下する。 Furthermore, when a contact / adhesive is used in the display area, light absorption must be within 1%. If it exceeds 1%, the integrated light quantity emitted from the optical sheet decreases, and the front luminance decreases regardless of the lens shape.
接・粘着剤層を塗る方法として、コンマコーター等の各種塗工装置、印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方法、または筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。 As a method of applying the contact / adhesive layer, various coating apparatuses such as a comma coater, a printing method, a method using a dispenser or a spray, or manual coating using a brush or the like may be used.
また表示領域内を接合する場合、光学板7の両面凹凸をリブの代替として用いることができる。この方法により、光学密着、ムラ、ニュートンリングなどの外観特性を向上することもできる。
Moreover, when joining the inside of a display area, the double-sided unevenness | corrugation of the
凹凸形状の接合面積が両面で異なる場合、両方の面共に接合部の面積が光学板の面積の5%以上とする。反り形状を保つための最低接合面積であるから、両面共に満たす必要があることは明らかである。 When the uneven bonding area is different on both surfaces, the area of the bonding portion on both surfaces is 5% or more of the area of the optical plate. It is clear that both surfaces need to be filled because it is the minimum bonding area for maintaining the warped shape.
次に、複数の反射表面を有するリブもしくは、反射材を含有した接着剤層、反射材を含有した粘着剤を用いる場合について述べる。 Next, the case where a rib having a plurality of reflective surfaces, an adhesive layer containing a reflective material, or an adhesive containing a reflective material is used will be described.
反射材を含有した粘・接着剤層は、金属粒子または高屈折率透明粒子を上述の粘・接着剤に分散させたものを光学板7に塗工することで作成することができる。また、表面に光反射性の高い銀やアルミウム、ニッケル等の金属を蒸着やスパッタ等の乾式成膜によっても作成できる。
The adhesive / adhesive layer containing the reflective material can be prepared by coating the
さらには、凹凸形状の表面に高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキ、もしくは、高屈折率透明粒子を分散混合してなる粘・接着剤層を塗布することによっても作成できる。尚、上記以外に反射性を有する層の作成方法として、金属粒子または高屈折率透明粒子をバインダーに練りこんだものを転写で形成、又は白箔や金属箔のラミネート形成によっても形成できる。 Furthermore, it can also be created by applying an ink in which high refractive index transparent particles are dispersed and mixed on an uneven surface, or an adhesive / adhesive layer formed by dispersing and mixing high refractive index transparent particles. In addition to the above, as a method for producing a layer having reflectivity, it can be formed by transfer by kneading metal particles or high refractive index transparent particles in a binder, or by forming a laminate of white foil or metal foil.
ここで、高屈折率透明粒子としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、クレー、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、シリカおよびシリコーンなどが挙げられる。金属粒子または金属箔としては、例えば、アルミニウムや銀が挙げられる。これらの高屈折率透明粒子、金属粒子または金属箔は1種類を使用しても良いし、複数種類を混ぜて使用しても良い。 Here, examples of the high refractive index transparent particles include titanium oxide, barium sulfate, magnesium carbonate, zinc oxide, clay, aluminum hydroxide, zinc sulfide, silica, and silicone. Examples of the metal particles or the metal foil include aluminum and silver. One kind of these high refractive index transparent particles, metal particles or metal foil may be used, or a plurality of kinds may be used in combination.
さらに光反射の機能を有する層による光の吸収は1%以内でなければならない。1%を超えると光学板から射出する積算光量が減少し、集光の光制御要素によらず軸上輝度が低下する。 Furthermore, the absorption of light by the layer having the function of reflecting light must be within 1%. If it exceeds 1%, the integrated light quantity emitted from the optical plate decreases, and the on-axis luminance decreases regardless of the light control element for condensing light.
接合方法として、溶着の手法を用いる場合、例えば、熱や超音波やレーザーを使用する方法が挙げられる。これらの方法は加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。ただし、他の方法と併用しないと光学板の面積の5%以上の面積を接合するのは難しい。 As a joining method, when a welding method is used, for example, a method using heat, ultrasonic waves, or a laser can be used. These methods are easy to process and are suitable for joining outside the display area. However, it is difficult to bond an area of 5% or more of the area of the optical plate unless used in combination with other methods.
接合方法として、固定具を用いる場合、固定具としては、例えば樹脂や金属の止め具、ホチキス、テープなどが挙げられる。
樹脂や金属の止め具はバックライトの筺体と一体化されていても構わない。これらの方法は溶着よりもさらに加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。ただし、他の方法と併用しないと光学板の面積の5%以上の面積を接合するのは難しい。
As a joining method, when a fixture is used, examples of the fixture include a resin or metal stopper, a staple, and a tape.
Resin or metal stoppers may be integrated with the backlight housing. These methods are easier to process than welding, and are suitable for joining outside the display area. However, it is difficult to bond an area of 5% or more of the area of the optical plate unless used in combination with other methods.
接合方法として、エキシマUVを照射し常温接合する方法を用いる場合、172nmのエキシマUVを接合する2つの素材の片方、もしくは両方に照射したのち、2つの素材をラミネートする。ラミネート時に熱をかけても良いし、ラミネート後に熱をかけても良い。 When a method of joining the excimer UV at room temperature is used as a joining method, after irradiating one or both of the two materials to be joined with the 172 nm excimer UV, the two materials are laminated. Heat may be applied during lamination, or heat may be applied after lamination.
以上のような様々な接合方法は適宜組み合わせて使用しても良い。 Various joining methods as described above may be used in appropriate combination.
以上のように作成した光学板は従来の光学シート群に比べ簡単かつ合理的な光学板である。望ましくはこの光学板のみを用いたバックライトを使用するが、所望の光学性能や外観が得られない場合、拡散シートを併用しても良い。また、拡散シートは上記に述べたいずれかの方法で接合されていても良い。 The optical plate produced as described above is a simple and rational optical plate compared to the conventional optical sheet group. Desirably, a backlight using only this optical plate is used, but if desired optical performance or appearance cannot be obtained, a diffusion sheet may be used in combination. The diffusion sheet may be joined by any of the methods described above.
以下、実施例を記載する。 Examples will be described below.
(光学板の製造方法)
(実施例1)
新日鐵化学のMS200を使用し、透明粒子として市販のシリコーンおよび樹脂フィラーを混合したものを使用した。
これらの樹脂を押し出し、全厚2mmの多層構造板を作成した。
(光学板両面への賦形方法)
(実施例2)
前記板の両面に150℃に過熱した金型を押し当て、ピッチ間隔50μm、高さ100μmの凹凸形状賦形した。
(Optical plate manufacturing method)
Example 1
MS200 of Nippon Steel Chemical Co., Ltd. was used, and a mixture of commercially available silicone and resin filler was used as transparent particles.
These resins were extruded to produce a multilayer structure plate having a total thickness of 2 mm.
(Shaping method on both sides of optical plate)
(Example 2)
A mold heated to 150 ° C. was pressed against both surfaces of the plate to form an uneven shape with a pitch interval of 50 μm and a height of 100 μm.
(光学板の反り形状と液晶TVの画像確認)
(実施例3)
以上のように作製した光学板の上に市販の拡散シートを積層し、液晶TVに組み込み、60℃環境下でバックライトを点灯し、2時間放置したのち、白画面および黒画面を表示して異常が無いか確認した。2時間放置後の光学板の温度は80℃に達していた。その後液晶TVのバックライトを消灯し25℃環境下に戻し、10時間後にバックライトを点灯してただちに白画面および黒画面を表示して異常が無いか確認した。2回の確認で一度でも異常があればNGとした。バックライトは光源と光学板との距離が10mm、光学板と液晶パネルの距離が5mmのものを使用した。
また、光学板のみ80℃の環境下で平らな台に平置きし、2時間後に反り量を測定した。反り量は、台と光学板の4角の間の長さの平均とした。
液晶TVの試験を行うと光学板と拡散シートとの間にたわみが生じ、白表示に明暗の異常が発生した。一方、光学板単体の反り量が0〜5mmであり、加温による影響は無いことが分かった。
このことから、光学板単体と市販の拡散シートや集光シートとの組み合わせには粘・接着剤を必要とし、固定剤の無い積層状態においては不具合の原因となることがわかった。
(Optical plate warpage and LCD TV image confirmation)
(Example 3)
A commercially available diffusion sheet is laminated on the optical plate produced as described above, incorporated in a liquid crystal TV, the backlight is turned on in an environment of 60 ° C., left for 2 hours, and then a white screen and a black screen are displayed. I checked for any abnormalities. The temperature of the optical plate after standing for 2 hours had reached 80 ° C. Thereafter, the backlight of the liquid crystal TV was turned off and returned to an environment of 25 ° C. After 10 hours, the backlight was turned on and immediately a white screen and a black screen were displayed to check for any abnormality. If there was any abnormality even once in the two confirmations, it was judged as NG. A backlight having a distance between the light source and the optical plate of 10 mm and a distance between the optical plate and the liquid crystal panel of 5 mm was used.
Only the optical plate was placed flat on a flat table in an environment of 80 ° C., and the amount of warpage was measured after 2 hours. The amount of warpage was the average length between the four corners of the table and the optical plate.
When the liquid crystal TV was tested, a deflection occurred between the optical plate and the diffusion sheet, and an abnormality of brightness and darkness occurred in white display. On the other hand, the warp amount of the optical plate alone was 0 to 5 mm, and it was found that there was no influence by heating.
From this, it was found that the combination of a single optical plate and a commercially available diffusion sheet or condensing sheet requires an adhesive / adhesive, and causes a problem in a laminated state without a fixing agent.
1 拡散板
2 光源
3 ランプハウス
4 拡散シート
5 集光シート(BEFなど)
6 拡散シートもしくは偏光分離シート
7 光学板
1 Diffusion plate 2 Light source 3
6 Diffusion sheet or polarized
Claims (12)
前記光学板の厚さ方向の一方の面は光入射面とされると共に、他方の面は光出射面とされ、
前記光入射面に、光を偏向する機能を有する光偏向要素が設けられ、
前記光出射面に、光を拡散する機能を有する光拡散要素が設けられ、
前記光偏向要素および前記光拡散要素は、表面粗さがRa10μm以上1500μm以下、Rz400μm以下の範囲に入る多数の微細な凹凸形状が配置されて構成され、
前記凹凸形状は帯状であり一次元に配列され、前記光偏向要素に配置される前記凹凸形状は高さおよび幅が規則的な形状、前記光拡散要素に配置される前記凹凸形状は高さおよび幅が不規則な形状であり、前記凹凸形状の各々の焦点が、前記帯状の凹凸形状の配列方向と平行な直線上を延在し、
前記光学板は、光透過性を有する主材からなる層と、前記主材の中に透明粒子が分散された層とを多層具備し、
前記透明粒子の平均粒径は0.5μm以上10.0μm以下であることを特徴とする光学板。 In an optical plate used in an image display optical system,
One surface in the thickness direction of the optical plate is a light incident surface, and the other surface is a light emitting surface,
A light deflection element having a function of deflecting light is provided on the light incident surface,
A light diffusing element having a function of diffusing light is provided on the light exit surface,
The light deflecting element and the light diffusing element are configured by arranging a large number of fine uneven shapes that have a surface roughness in a range of Ra 10 μm to 1500 μm and Rz 400 μm,
The irregularities may be arranged one-dimensionally be strip, the uneven shape is the height the irregularities disposed on the light deflection elements are the height and width are arranged regularly shaped, the light diffusing element And the irregularities of the width, and the focal points of the concavo-convex shape extend on a straight line parallel to the arrangement direction of the strip-shaped concavo-convex shape,
The optical plate comprises a multilayer composed of a light-transmissive main material and a layer in which transparent particles are dispersed in the main material,
The transparent plate has an average particle size of 0.5 μm or more and 10.0 μm or less.
光源と、請求項1乃至請求項7の何れかに記載の光学板を少なくとも備えることを特徴とするディスプレイ用バックライト・ユニット。 On the back of the image display element that defines the display image,
A display backlight unit comprising at least a light source and the optical plate according to claim 1.
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