CN102401930B - 光学片、面光源装置以及透射型图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供光学片、面光源装置及透射型图像显示装置。本发明提供能够使形成于背面的印刷点不易从正面侧被看到的光学片、具备该光学片的面光源装置及透射型图像显示装置。光学片(30)由透光性树脂形成，具备：射入来自光源(22)的光的侧面(33)、形成于与该侧面交叉的方向且射出面状光的射出面、与射出面相对的背面、印刷于该背面且使从侧面射入的光向射出面侧反射的印刷点、形成于射出面且能够射出由侧面射入的光并且在一个方向延伸且在与该一个方向垂直的方向上并列配置的多个凸状部，凸状部设为满足式(1)的构成。H×T/P≥0.23(1)。其中，P是邻接的凸状部的间隔(μm)，H是凸状部的高度(μm)，T是片厚度(mm)。

Description

光学片、面光源装置以及透射型图像显示装置

技术领域

本发明涉及将从片侧面射入的光从形成于与侧面交叉的方向的射出面射出的光学片、面光源装置以及透射型图像显示装置。

背景技术

作为液晶显示器(透射型图像显示装置)的面光源装置使用的背光源，有将冷阴极管、LED等光源并列于光扩散板的背面侧，将从光扩散板的背面射入的光向正面侧射出的直下型；和将冷阴极管、LED等光源并列于透明的板即导光板的侧面，将从导光板的侧面射入的光向正面侧射出的边光型。以往，作为背光源，从能够提高亮度的观点出发，直下型是主流，但是近年来，由于薄且高亮度的LED光源的使用一直在增加以及液晶显示器的薄型化，边光型的使用比例一直在增加。

就边光型而言，其是通过对导光板的背面施加点印刷而使从导光板的侧面射入的光在背面进行漫反射，从正面射出(例如日本特开平5-100118号公报、日本特开平5-313017号公报)。

近年来，不断推进显示器的薄型化和显示器的大型化。若推进显示的大型化，则由于需要增加光源的输出功率，所以产生容易从屏面(图像显示面)看到印刷于导光板的印刷点这样的问题。进而，由于显示器的大型化而需要使点直径的等级(階調)变化较大，所以存在容易看到光源附近的较小直径的点的趋势。另外，若推进显示器的薄型化，则会推进导光板的薄壁化，使容易看到印刷点的趋势进一步变强。

发明内容

本发明是为了解决这样的课题而完成的发明，其目的在于提供能够使形成于背面的印刷点不易从正面侧被看到的光学片，具备该光学片的面光源装置以及透射型图像显示装置。

本发明提供一种光学片，其是形成片状、由使光透过的透光性树脂形成的光学片，其具备：射入从光源射出的光的侧面、形成于与该侧面交叉的方向且射出面状光的射出面、形成于与侧面交叉的方向且与射出面相对的背面、印刷于该背面且使从侧面射入的光向射出面侧反射的印刷点、形成于射出面且能够射出从侧面射入的光并且在一个方向延伸(延在)且在与该一个方向垂直的方向上并列配置的多个凸状部，凸状部满足下式(1)。

H×T/P≥0.23......(1)

其中，P是邻接的凸状部的间隔(μm)，H是凸状部的高度(μm)，T是片厚度(mm)。

利用这样的光学片，在射出面形成满足上式(1)的多个凸状部，因此，光被具有凸状部的凹凸形状扩散，形成于背面的印刷点被分割而使其看起来较小。由此，能够使印刷点不易从出光面(正面)侧被看到。其结果，能够在使形成于背面的印刷点不易被看到的同时，实现光学片的大型化、薄壁化。应予说明，这里所说的“片状”包括板状、膜状。另外，“与一个方向垂直的方向”包括与一个方向近似垂直的方向。

另外，射出面优选是垂直的2边的长度(L1×L2)为800mm×500mm以上的大型尺寸。因为伴随着射出面的大型化而需要增大光源的输出功率，所以在500mm×800mm以上的大型尺寸时，本发明特别有效。在此，500mm×800mm以上的尺寸是指一边的长度为500mm以上、且另一边的长度为800mm以上。

另外，优选片厚度(T)为1.0mm～4.5mm。这样，若在厚度为1.0mm～4.5mm的光学片上形成上述的凸状部，则因为形成于背面的印刷点被很好地分割而变小，所以更加不易从屏面看到印刷点。

另外，本发明提供一种面光源装置，其具备上述的光学片、和与光学片的侧面相对并沿侧面的长度方向离散地配置的光源。

利用这样的面光源装置，在光学片的射出面形成满足上式(1)的多个凸状部，所以形成于光学片的背面的印刷点被分割而使其看起来较小，能够使印刷点不易从出光面(正面)侧被看到。

另外，本发明提供一种透射型图像显示装置，其具备上述的光学片、与光学片的侧面相对且沿侧面的长度方向离散地配置的光源、和与面光源装置的射出面相对地配置且被从面光源装置射出的光照射而显示图像的透射型图像显示部。

利用这样的透射型图像形成装置，在光学片的射出面形成满足上式(1)的多个凸状部，所以形成于光学片的背面的印刷点被分割而使其看起来较小，能够使印刷点不易从出光面(正面)侧被看到。

附图说明

[图1]是示意性表示本发明的透射型图像显示装置的一种实施方式的构成的剖面图。

[图2]是示意性表示本发明的面光源装置的一种实施方式的构成的背面图。

[图3]是示意性表示本发明的面光源装置的其他实施方式的构成的背面图。

[图4]是示意性表示本发明的面光源装置的一种实施方式的构成的正面图。

[图5]是示意性表示本发明的导光板的一种实施方式的构成的立体图。

[图6]是示意性表示本发明的导光板的其他实施方式的构成的立体图。

[图7]是从x轴方向显示图5中的凸状部的放大图。

[图8]是表示本发明的实施方式的树脂片制造装置的概要构成图。

[图9]是表示本发明的第2实施方式的树脂片制造装置的概要构成图。

[图10]是表示本发明的第3实施方式的树脂片制造装置的概要构成图。

[图11]是表示点判定与H×T/P的关系的图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明，对相同或相当的要素标示相同的符号，并省略重复的说明。附图的尺寸比例未必与所说明的物体一致。

图1是示意性表示本发明的透射型图像显示装置的一种实施方式的构成的剖面图。图1将透射型图像显示装置1分解示出。

(透射型图像显示装置)

透射型图像显示装置1具备透射型图像显示部10、和在图1中配置于透射型图像显示部10的背面侧的面光源装置20。在以下的说明中，如图1所示，将面光源装置20与透射型图像显示部10的排列方向称为Z方向(板厚方向)，将与Z方向垂直的2个方向且相互垂直的2个方向称为X方向及Y方向。

作为透射型图像显示部10，例如可举出在液晶单元11的两面配置有直线偏振片12、12的液晶显示屏。此时，透射型图像显示装置1是液晶显示装置(具体例为液晶电视)。液晶单元11、偏振片12、12可以使用以往在液晶显示装置等透射型图像显示装置1中使用的元件。作为液晶单元11可例示出TFT型、STN型等公知的液晶单元。

(面光源装置)

图2是示意性表示本发明的面光源装置的一种实施方式的构成的背面图，图3是示意性表示本发明的面光源装置的其他实施方式的背面图，图4是示意性表示本发明的面光源装置的一种实施方式的构成的正面图。如图1～图4所示，面光源装置20具备导光板(光学片)30、和与导光板30的侧面33相对地配置的LED光源(点状光源)22。此外，在导光板30的正面侧，可以是如下构成：在导光板30与透射型图像显示装部10之间配置有各种膜41。作为各种膜41，可举出扩散膜、棱镜膜、亮度增强膜等。

(光源)

LED光源22作为面光源装置20的点状光源发挥作用，如图2所示，其与导光板30的在Y轴方向延伸的侧面33、33相对地配置。多个LED光源22沿侧面33的长度方向(Y轴方向)离散地配置。LED光源22的配置间隔通常为5mm～20mm。点状光源可以以与导光板30的4边相对的方式进行配置，也可以在与X轴方向相对的2边(参照图2)、在与Y轴方向相对的2边进行配置，也可以是仅在1边进行配置(参照图3和图4)的构成。另外，点状光源并不限于LED光源，也可以是其他点状光源。进而，光源并不限定于点状光源，也可以是配置有线状光源(冷阴极管)的构成。

LED光源22可以是白色LED，也可以在一处配置多个LED来构成一个光源单元。例如作为一个光源单元，可以将红色、绿色、蓝色不同的三色的LED靠近并列地进行配置。而且，具有多个LED的光源单元沿着上述的配置方向离散地配置。在这种情况下，优选不同的LED彼此尽可能靠近地进行配置。

作为LED光源，能够使用具有各种各样的出光分布的光源，LED光源的法线方向的发光强度是最大的，优选具有发光强度分布的半幅值为40度～80度的出光分布的光源。另外，作为LED光源的类型，具体而言，可举出朗伯(ランバ一シアン)型、炮弹型、侧向发射型等。

(导光板)

如图2～图4所示，导光板30形成长方形，平视形状的尺寸以适合于目标透射型图像显示部10的画面尺寸的方式进行选择，垂直的2边的长度(L1×L2)通常为250mm×440mm以上，优选为500mm×800mm以上的大型尺寸。在图2～图4中，短边L1对应于侧面33，长边L2对应于侧面34。导光板30的平视形状并不限于长方形，也可以形成正方形，但是下面若没有特别的限定，则以长方形进行说明。

导光板30由使光透过的透光性树脂形成，并形成板状。此外，导光板30可以是片状，也可以是膜状。导光板30的厚度T优选为1.0mm～4.5mm。

导光板30具备在Z轴方向(厚度方向)相对的一对主面(31，32)、在X轴方向相对的一对侧面33、33以及在Y轴方向相对的一对侧面34、34。主面(31，32)在与侧面(33，34)交叉的方向上形成。

在Z轴方向相对的一对主面中，一个主面(31)作为能够射出面状光的射出面31发挥作用。射出面31配置于透射型图像显示部10侧，另一主面(背面32)配置于与透射型图像显示部10相反侧。另外，在与背面32对面的位置，施加有使导光板30内的光向射出面31侧反射的反射片42。

(反射加工)

另外，如图2及图3所示，对导光板30的背面32实施使光漫反射的反射加工(例如丝网印刷)。作为反射加工进行的印刷方法，除了丝网印刷以外，还可以进行喷墨印刷。或者，作为反射加工的方法，可以不是印刷，而是利用激光照射赋予点形状的凹凸。在本实施方式的导光板30中，作为反射加工，印刷点图案。在点图案的印刷中，使用具有使光扩散的扩散粒子的油墨。另外，构成点图案的各点38(印刷点)的直径以随着远离光源侧而变大的方式进行等级变化。例如，使距光源近的区域即侧部附近的区域的点直径为516μm左右，使距光源最远的区域即屏中央附近的区域的点直径为904μm左右，使两者中间区域的点直径为729μm左右。

(凹凸形状)

图5是示意性表示本发明的导光板的一种实施方式的构成的立体图，图6是示意性表示本发明的导光板的其他实施方式的构成的立体图。在射出面31形成有向Z轴方向的外侧凸出的多个凸状部35。凸状部35在X轴方向(一个方向)延伸，并在Y轴方向多个并列配置。

另外，作为凸状部35的形状，可举出棱镜形状、半圆形状、半椭圆形状等，半圆形状或者半椭圆形状较棱镜形状优选。此外，优选凸状部35的延伸方向与来自光源的光的射出方向平行。另外，在凸状部35邻接的方向(Y轴方向)，可以在邻接的凸状部35、35之间形成平面部。

图7是从X轴方向显示图5中的凸状部的放大图。此处，凸状部35满足下式(1)。

H×T/P≥0.23......(1)。

其中，P为邻接的凸状部35、35的间隔(μm)，H为凸状部35的高度(μm)，T为片厚度(mm)。如图7所示，间隔P是邻接的凸状部35的顶点35a、35a之间的距离。凸状部35的高度H是凸状部35的下端35b与顶点35a之间的距离。片厚度T为凸状部35的顶点35a与背面32之间的距离。

从导光板(光学片)的制造容易度、低价格和低重量的观点出发，优选凸状部35满足下述式(2)，更优选满足下述式(3)，特别优选满足下述式(4)。

H×T/P≤4.5......(2)

H×T/P≤3.0......(3)

H×T/P≤1.5......(4)

(导光板的构成材料)

导光板30由透光性树脂形成。透光性树脂的折射率通常为1.49～1.59。作为导光板30所使用的透光性树脂，主要使用甲基丙烯酸类树脂。作为导光板30所使用的透光性树脂，可以使用其他的树脂，也可以使用苯乙烯系的树脂。作为透光性树脂，能够使用丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、碳酸酯树脂、环状烯烃树脂、MS树脂(丙烯酸类与苯乙烯的共聚物)等。

将导光板应用于液晶显示装置(透射型图像显示装置1)时，可以向导光板30添加光扩散剂、紫外线吸收剂、热稳定剂、光聚合稳定剂等添加剂。

(导光板的成型方法)

作为导光板的成型方法，可以使用挤出成型。图8是表示本发明的实施方式的树脂片制造装置的概要构成图。图8所示的树脂片制造装置50是能够制造本发明的实施方式的导光板30的装置。树脂片制造装置50具备将加热熔融状态的树脂连续地挤出而得到连续树脂片60的模具51、和从厚度方向的两侧挤压从模具51挤出的连续树脂片60的第1挤压辊52A以及第2挤压辊52B。

在制造导光板30时，从树脂投入口57投入作为原料的树脂。将投入的树脂在挤出机58内加热，以熔融的状态送至模具51，进行挤出。从模具51挤出的树脂连续地成为片状。由此，能够得到连续树脂片60。

利用第1挤压辊52A及第2挤压辊52B、从片的厚度方向的两侧挤压从模具51挤出的连续树脂片60，将形成于第2挤压辊52B(形状辊)的圆周面的转印模的形状转印于连续树脂片60的表面。将表面施加有形状的树脂片60合并切成规定的大小，能够得到导光板30。

另外，作为制造导光板的装置，可以使用图9及图10所示的树脂片制造装置50B、50C来进行导光板30的成型。

图9所示的树脂片制造装置50B在第2挤压辊52B的后段具备第3挤压辊52C。利用第1挤压辊52A和第2挤压辊52B，挤压而得的连续树脂片60以与第2挤压辊52B的圆周面密合的方式被搬送。被搬送的连续树脂片60被夹入第2挤压辊52B与第3挤压辊52C之间而再次被挤压。这样可以多次进行利用挤压辊的挤压。

图10所示的树脂片制造装置50C在第1挤压辊52A的前段具备预压辊52D。从模具51挤出的树脂被夹入预压辊52D与第1挤压辊52A之间而被挤压。这样可以在利用第1和第2挤压辊52A、52B进行挤压(转印)之前预先实行挤压。

利用这样的本实施方式的导光板30、具备该导光板的面光源装置20以及透射型图像显示装置1，能够将来自与导光板30的侧面33相对地配置的光源22的光从侧面33射入，从与该侧面33垂直的射出面31射出面状的光。此时，从导光板30的侧面33向导光板30内射入的光的一部分如图1所示，通过背面32的印刷点38进行漫反射，向射出面侧反射。

就本实施方式的导光板30而言，在射出面31形成有多个凸状部35，该凸状部35满足下式(1)。

H×T/P≥0.23......(1)

其中，P是邻接的凸状部的间隔(μm)，H是凸状部的高度(μm)，T是片厚度(mm)。

利用这种形成有凸状部35的导光板30，光被具有凸状部35的凹凸形状扩散，因此，在正面视图中，导光板30的背面32的印刷点38看起来被细密地分割。即，能够使印刷点38不易被看到。其结果，能够使形成于背面32的印刷点38不易被看到，实现导光板30的大型化、薄壁化。

另外，利用这种具备导光板30的面光源装置20以及透射型图像显示装置1，在正面视图中，能够使导光板30的背面32的印刷点38不易被看到。其结果，能够使形成于导光板30的背面32的印刷点38不易被看到，实现导光板30的大型化以及薄壁化，因此能够实现面光源装置20以及透射型图像显示装置1的大型化和薄壁化。

在本发明的实施方式的导光板30、面光源装置20以及透射型图像显示装置1中，能够使印刷点38不易被看到，使光源的输出功率增大。另外，在本发明的实施方式的导光板30、面光源装置20以及透射型图像显示装置1中，能够较大地进行点直径的等级变化以应对显示器的大型化。另外，在本发明的实施方式的导光板30、面光源装置20以及透射型图像显示装置1中，能够使印刷点38不易被看到，实现薄壁化。

(实施例)

下面对本发明的光学片的一实施例进行说明。

制作本发明的实施例所述的光学片、比较例所述的光学片，对它们实施评价试验。在比较例1中，使用丙烯酸类树脂(住友化学公司制SUMIPEXEXN)来制作光学片。比较例1所述的光学片是未在射出面形成凸状部的平板状光学片。

在比较例2-3以及实施例1-4中，使用苯乙烯树脂(东洋苯乙烯公司制TOYOSTYROLHRM40)作为透光性树脂来制作光学片。比较例2-3以及实施例1-4所述的光学片为在射出面形成有多个凸状部的形状板。

在比较例4-6以及实施例5-10中，使用丙烯酸类树脂(住友化学公司制SUMIPEXEXN)作为透光性树脂来制作光学片。比较例4-6以及实施例5-10所述的光学片是在射出面形成有多个凸状部的形状板。

在比较例7-9以及实施例11-13中，使用碳酸酯(SumitomoDowLimited制CALIBRE200-30)作为透光性树脂来制作光学片。比较例7-9以及实施例11-13所述的光学片为在射出面形成有多个凸状部的形状板。

下述表1示出比较例1-9以及实施例1-13的光学片的规格。

【表1】

(评价试验)

实施关于印刷点的可视性的评价试验。对评价方法进行说明。将印刷有点直径500μm的多个点的用纸以印刷面与光学片的背面成为相对面的方式进行配置。接下来，将实施例1-13以及比较例1-9所述的光学片以射出面(形状面)朝上的方式配置于该用纸上。从形状面的上方确认印刷在用纸上的点以何种方式被看到。

点判定的基准如下所示。

1：作为1个点被看到。

2：虽然点被分割，但作为1个点连接地被看到。

3：分割为2个地被看到。

4：分割为3个地被看到。

5：分割为4个以上地被看到。

在下述表2中示出评价结果。

【表2】

	点判定	H×T/P		点判定	H×T/P
									比较例1	1	0.000
实施例1	3	0.230	比较例2	1	0.116
						实施例2	4	0.473	比较例3	2	0.175
实施例3	5	0.642
						实施例4	5	1.001
实施例5	3	0.396	比较例4	2	0.213
						实施例6	3	0.254	比较例5	2	0.122
实施例7	3	0.444	比较例6	1	0.076
						实施例8	4	0.730
实施例9	4	0.883
						实施例10	4	0.927
实施例11	5	0.456	比较例7	1	0.038
						实施例12	5	0.555	比较例8	1	0.063
实施例13	5	0.692	比较例9	1	0.105

另外，图11是表示点判定与H×T/P的关系的图。在图11中，横轴表示H×T/P，纵轴表示点判定(1～5)。由表2及图11可知：在H×T/P为0.23以上的实施例1-13中，点判定为“3”以上，且印刷点被凸状部35分割而不易被看到。

在H×T/P为0.35以上且间距P为500μm以下(优选的范围)时可知：点判定为“4”以上，且印刷点被凸状部35分割为3个以上而不易被看到。在H×T/P为0.50以上(进一步优选的范围)时，无论间距P如何，点判定均为“4”以上。

利用本发明的实施方式的光学片，在射出面形成具有凸状部的凹凸形状，因此能够利用凹凸形状使光扩散，通过分割背面的印刷点而使其看起来较小，从而能够使其不易被看到。

Claims (5)

1.一种光学片，其是形成片状、由使光透过的透光性树脂形成的光学片，具备：

射入从光源射出的光的侧面，

形成于与所述侧面交叉的方向且射出面状光的射出面，

形成于与所述侧面交叉的方向且与所述射出面相对的背面，

印刷于所述背面且使从所述侧面射入的光向所述射出面侧反射的印刷点，

形成于所述射出面且能够射出从所述侧面射入的光、并且在一个方向延伸且在与所述一个方向垂直的方向上并列配置的多个凸状部，

所述印刷点使从所述侧面射入的光进行漫反射而向所述射出面侧反射，

所述凸状部满足下式(1)：

H×T/P≥0.23......(1)

其中，P是以μm计的邻接的凸状部的间隔，H是以μm计的凸状部的高度，T是以mm计的片厚度。

2.根据权利要求1所述的光学片，其中，所述射出面是垂直的2边的长度即L1×L2为500mm×800mm以上的大型尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的光学片，其中，所述片厚度T为1.0mm～4.5mm。

4.一种面光源装置，其具备权利要求1～3中任一项所述的光学片、和与所述光学片的侧面相对且沿所述侧面的长度方向离散地配置的光源。

5.一种透射型图像显示装置，其具备：

权利要求1～3中任一项所述的光学片，

与所述光学片的侧面相对且沿所述侧面的长度方向离散地配置的光源，和

与所述光学片的所述射出面相对地配置且被从所述光学片射出的光照射而显示图像的透射型图像显示部。