JP2009086099A - Optical sheet, backlight unit for display, liquid crystal display, and method of manufacturing optical sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば照明光路制御に使用される光学シート、そしてこの光学シートを用いたディスプレイ用バックライト・ユニット及び液晶表示素子用等の液晶ディスプレイに関する。 The present invention relates to an optical sheet used for illumination light path control, for example, and a display backlight unit using the optical sheet and a liquid crystal display for a liquid crystal display element.
液晶表示装置(LCD)に代表されるディスプレイは、提供される画像等の情報を認識するのに必要な光源(バックライト)を内蔵している。この光源で消費する電力は液晶表示装置全体で消費する電力の相当部分を占めるが、総電力の低減が強く要望される昨今においては、光源の利用効率を向上させることが要求されている。
光源の利用効率の向上には発光変換効率を高めたり、周辺の明るさに応じて調光する手段と併せて発光した光線の利用効率を高める手法がある。
A display typified by a liquid crystal display (LCD) incorporates a light source (backlight) necessary for recognizing information such as an image to be provided. The power consumed by this light source occupies a considerable portion of the power consumed by the entire liquid crystal display device. However, in recent years when it is strongly desired to reduce the total power, it is required to improve the utilization efficiency of the light source.
In order to improve the light source utilization efficiency, there are techniques for increasing the light emission conversion efficiency and for enhancing the light utilization efficiency of the emitted light in combination with means for dimming according to the brightness of the surroundings.
光線の利用効率を高める手段として、光源または導光板と液晶バネルとの間に、輝度向上フィルムであるBEF(Brightness Enhancement Film:米国3M社の登録商標)を備えた光学フィルムが広く使用されている。
BEFは、透明基材上に断面三角形状の単位プリズムを一方向に周期的に配列したフィルムである。このプリズムは光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)で形成されている。BEF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)したり“リサイクル(recycle)”する。ディスプレイの使用時(観察時)に、光源から発光する光線についてBEFによって軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させることができる。
なお、「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である。
As a means for enhancing the light utilization efficiency, an optical film having a brightness enhancement film (BEF (Brightness Enhancement Film: registered trademark of US 3M)) is widely used between a light source or a light guide plate and a liquid crystal panel. .
BEF is a film in which unit prisms having a triangular cross section are periodically arranged in one direction on a transparent substrate. This prism is formed in a size (pitch) larger than the wavelength of light. BEF collects light from “off-axis” and redirects this light “on-axis” to the viewer or “recycle” " When the display is used (observed), the on-axis brightness can be increased by reducing the off-axis brightness by BEF for the light emitted from the light source.
Note that “on the axis” is a direction that coincides with the visual direction of the viewer, and is generally a normal direction to the display screen.
BEFにおいて、プリズムの反復的アレイ構造が1方向のみの配列では、その配列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能である。そこで、水平面での横方向及びこれに直交する縦方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の配列方向が互いに略直交するように2枚のBEFシートを重ねて組み合わせて用いる。BEFの採用により、電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材を液晶表示装置等のディスプレイに採用することは、多数の特許文献に開示されている(たとえば特許文献1乃至3参照)。
In BEF, when a repetitive array structure of prisms is arranged in only one direction, only redirection or recycling in the arrangement direction is possible. Therefore, in order to control the luminance of the display light in the horizontal direction on the horizontal plane and in the vertical direction perpendicular thereto, two BEF sheets are used in combination so that the arrangement directions of the prism groups are substantially orthogonal to each other. By adopting BEF, it is possible to achieve a desired on-axis brightness while reducing power consumption.
Many patent documents disclose that a brightness control member having a repetitive array structure of prisms represented by BEF is used for a display such as a liquid crystal display device (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
上述したBEFを輝度制御部材として用いた光学シートを備えた、例えばエッジライト方式の液晶表示装置では、光源からの光がプリズムの傾斜面から射出し、その屈折作用によって軸上方向を光の中心として制御された或る角度範囲の光として出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御させることができる。
しかしながら、これと同時にプリズムの一方の傾斜面を界面として反射され他方の傾斜面で屈折する光成分が、視聴者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射されてしまうという不具合があった。
For example, in an edge light type liquid crystal display device provided with an optical sheet using the BEF as a luminance control member, light from the light source is emitted from the inclined surface of the prism, and its refraction action causes the axial direction to be the center of the light. It is possible to control to increase the intensity of light in the visual direction of the viewer.
However, at the same time, the light component reflected from one inclined surface of the prism and refracted by the other inclined surface is unnecessarily emitted laterally without proceeding in the viewer's visual direction. .
図8において、縦軸を光強度、横軸を軸上(on-axis)を中心とする観察者の視野角とすると、上述したBEFの光学シートを備えた液晶表示装置またはバックライトユニットについての光強度分布は、破線Bで示すように、視聴者の視覚方向F(軸上方向にあたる)の角度0°における光強度が最も高められるものの、図中視覚方向F(軸上方向)に対して水平方向における射出角度が両側(±)方向に次第に変化するに従って光強度が徐々に減少する。そして、横軸に一致する±90°近辺の射出角度では、視野方向から外れるサイドローブ光が小さな光強度ピークとして示される。このサイドローブ光は観察者の視野から外れるため、プリズムの横方向から無駄に出射される光が増えてしまうという問題がある。
一般的には、一方のプリズムの並列される方向に対して他方のプリズムが略直交する様に、2枚のプリズムシートが重ねて併用される使用形態が普及している。図8に示すグラフの破線Bは、BEFの光学シート(プリズムシート)1枚だけの場合の光強度分布である。そのため、図8に破線Bで示すサイドローブ光の光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、実線Aで略正規分布曲線として示す、±90°近辺でのサイドローブ光による光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が望ましい。
一方、軸上輝度のみが過度に増大すると、グラフ中の山の幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定される。そのため、グラフ中の山の幅を適度に拡げるために、プリズムシートとは別部材の光拡散フィルムを新たに併用する必要がある。この場合には、光学部材の数が増加し、輝度が低下する現象が生じる。
In FIG. 8, when the vertical axis represents the light intensity and the horizontal axis represents the viewing angle of the observer centered on the on-axis, the liquid crystal display device or backlight unit provided with the BEF optical sheet described above is used. As shown by the broken line B, the light intensity distribution is highest with respect to the visual direction F (on-axis direction) in the figure although the light intensity at the angle 0 ° of the viewer's visual direction F (corresponding to the on-axis direction) is highest. As the emission angle in the horizontal direction gradually changes in both side (±) directions, the light intensity gradually decreases. At an emission angle near ± 90 ° that coincides with the horizontal axis, sidelobe light deviating from the viewing direction is shown as a small light intensity peak. Since the sidelobe light deviates from the observer's field of view, there is a problem that the amount of light emitted from the lateral direction of the prism is increased.
In general, a usage pattern in which two prism sheets are used in combination so that the other prism is substantially orthogonal to the direction in which one prism is arranged in parallel is widely used. The broken line B in the graph shown in FIG. 8 represents the light intensity distribution when only one BEF optical sheet (prism sheet) is used. Therefore, the luminance distribution having the light intensity peak of the side lobe light indicated by the broken line B in FIG. 8 is not desirable, and there is no light intensity peak due to the side lobe light in the vicinity of ± 90 ° indicated by the solid line A as a substantially normal distribution curve. A smooth luminance distribution is desirable.
On the other hand, when only the on-axis luminance increases excessively, the width of the mountain in the graph becomes extremely narrow, and the viewing area is extremely limited. Therefore, in order to increase the width of the peaks in the graph appropriately, it is necessary to newly use a light diffusion film which is a separate member from the prism sheet. In this case, a phenomenon occurs in which the number of optical members increases and luminance decreases.
以上の事情に鑑み、本発明者らは、BEFに代表されるプリズムシートの代替製品として、特許文献4に開示されている光学シートを提案している。
特許文献4に記載された光学シートは、照明光源からの光の入射面側が略平坦であり、出射面側に形成された単位レンズ群からなるレンズ部を有するレンチキュラーレンズシートを備えている。このレンズシートがディスプレイ用バックライト・ユニットに用いられている。
このディスプレイユニットは、例えばエッジライト方式を採用しており、エッジライト光源から放射される光を導光板によって液晶表示画像を規定する液晶表示素子に光を照射する面光源を有している。導光板から光の出射方向前方に配設されたレンズシートにはその入射面に光を通す開口部と光を反射させる光反射パターンとを配列した光反射部が密着されている。
レンズシートの開口部を通ることができなかった光は、光反射層の光反射パターンで反射され、導光板側に戻される。そして、導光板との界面あるいは導光板内での反射を繰り返した後、いずれは開口部を通ってレンズシートに入射し、出射角度を所定角度内に制御されて画像表示素子に出射される。
このようなレンチキュラーレンズシートを用いたバックライト・ユニットでは、レンズシートの開口部の大きさ及び位置を設定することによって、光の利用効率を高めながらレンズシートから正面方向に出射される光の割合を高めるように制御している。
In view of the above circumstances, the present inventors have proposed the optical sheet disclosed in Patent Document 4 as an alternative product of a prism sheet represented by BEF.
The optical sheet described in Patent Document 4 is provided with a lenticular lens sheet having a lens portion made up of unit lens groups formed substantially on the light incident surface side of the illumination light source and formed on the light exit surface side. This lens sheet is used in a display backlight unit.
This display unit employs, for example, an edge light system, and has a surface light source that irradiates light emitted from an edge light source onto a liquid crystal display element that defines a liquid crystal display image by a light guide plate. The lens sheet disposed in front of the light emitting direction from the light guide plate is in close contact with a light reflecting portion in which an opening for transmitting light and a light reflecting pattern for reflecting light are arranged on the incident surface.
The light that could not pass through the opening of the lens sheet is reflected by the light reflection pattern of the light reflection layer and returned to the light guide plate side. Then, after repeating reflection at the interface with the light guide plate or within the light guide plate, any of the light enters the lens sheet through the opening, and is emitted to the image display element with the emission angle controlled within a predetermined angle.
In the backlight unit using such a lenticular lens sheet, by setting the size and position of the opening of the lens sheet, the ratio of the light emitted from the lens sheet in the front direction while improving the light utilization efficiency Is controlled to increase.
ところで、携帯電話やモバイル端末のような比較的小さなサイズの画面を有するディスプレイではなく、液晶TVやパソコン用モニターのような比較的大きなサイズの画面を有するディスプレイでは、画面内の輝度分布をできるだけ一様にするために、エッジライト方式のバックライト・ユニットよりも、光源が画面背後のランプハウスに収納された直下型バックライト・ユニットを採用することが好ましい。
このような直下型バックライト・ユニットは、各光学要素が軸上(垂直)方向に積層された構成を有している。即ち、光源が収納されたランプハウス上に、拡散板または拡散フィルム、プリズムシートまたはレンズシート、拡散フィルムまたはDBEFが積層方向に配列されている。プリズムシートまたはレンズシートにおける光の入射面には開口部と光反射パターンとを交互に配列した光反射層が設けられている。
これらのバックライトユニットでは、光源からのムラのある光を拡散板等による強い拡散機能で拡散光へと変換し、その後、プリズムシートまたはレンズシートで所望の輝度分布を得られるように設計されている。
Such a direct type backlight unit has a configuration in which optical elements are stacked in the axial (vertical) direction. That is, a diffusion plate or a diffusion film, a prism sheet or a lens sheet, a diffusion film or a DBEF are arranged in the stacking direction on a lamp house in which a light source is stored. The light incident surface of the prism sheet or lens sheet is provided with a light reflection layer in which openings and light reflection patterns are alternately arranged.
These backlight units are designed to convert uneven light from the light source into diffused light with a strong diffusion function such as a diffusion plate, and then obtain a desired luminance distribution with a prism sheet or lens sheet. Yes.
ところで、上述したエッジライト型や直下型のバックライトユニットにおいて、集光機能の高いレンズシートは単位レンズの屈折機能を利用し、軸外輝度を低下させることで軸上輝度を増大させる効果がある。これらのレンズシートは例えばレンチキュラーレンズシートを構成しており、通常、所望の光学特性を発揮する形状に設計され、金型を使い量産されている。
この場合、要求される光学特性に応じた形状のレンズ部を備えたレンチキュラーレンズシートを金型で製作しているが、光学特性の些細な相違に応じて形状の異なるレンチキュラーレンズシートを製造することは、その形状に応じた複数種類の金型が必要になり、製作に手間がかかる上にコスト高になるという欠点があった。
By the way, in the above-described edge light type or direct type backlight unit, the lens sheet having a high condensing function uses the refraction function of the unit lens, and has an effect of increasing the on-axis luminance by reducing the off-axis luminance. . These lens sheets constitute, for example, lenticular lens sheets, and are usually designed in a shape that exhibits desired optical characteristics and are mass-produced using a mold.
In this case, a lenticular lens sheet having a lens portion having a shape corresponding to the required optical characteristics is manufactured by a mold, but a lenticular lens sheet having a different shape is manufactured according to a slight difference in optical characteristics. However, there are disadvantages in that a plurality of types of molds corresponding to the shape are required, and it takes time and effort to manufacture.
本発明は、このような実情に鑑みて、光学素子の形状を変えることなく、種々の光学特性を発揮できる光学シート及びその製造方法、この光学シートを備えたディスプレイ用バックライト・ユニット及び液晶ディスプレイを提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides an optical sheet that can exhibit various optical characteristics without changing the shape of the optical element, a method for manufacturing the same, a backlight unit for a display including the optical sheet, and a liquid crystal display. The purpose is to provide.
本発明による光学シートは、一方の面にアレイ状に配列された複数の光学素子を有する光学素子シートと、光学素子シートの他方の面に複数の光学素子のそれぞれに対する光の入射範囲を規制する複数の光反射パターンを設けた光反射層とを備えていて、光反射層の複数の光反射パターンにおける各光反射パターンの延在方向に直交する方向の幅をxi(但し、i=1,2,3,…,n)と置き、設定した範囲内における複数の光反射パターンの任意位置における幅xiをn箇所(但し、nは複数)測定し、これらの幅xiの平均値をμとすると、下記式(1)
2.0<σ<7.0 (2)
なる条件を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、光反射層における光反射パターンの幅xiの標準偏差σを調整することで、光反射パターンで反射される光と光学シートを透過する光を調整できるため、光学素子や光学素子シートの形状を変えることなく、出射光全体の分布を制御することができる。特に光反射パターンの幅xiの標準偏差σを(2)式で示す範囲内に収めることで、光学シートを透過する光による画像等にムラを視認することなく、輝度分布や半値角を調整することができる。
An optical sheet according to the present invention regulates an incident range of light with respect to each of a plurality of optical elements on the other surface of the optical element sheet, and an optical element sheet having a plurality of optical elements arranged in an array on one surface. A light reflecting layer provided with a plurality of light reflecting patterns, and the width of the light reflecting layer in the direction perpendicular to the extending direction of each light reflecting pattern in the plurality of light reflecting patterns is xi (where i = 1, 2, 3,..., N), and the width xi at arbitrary positions of the plurality of light reflection patterns within the set range is measured at n locations (where n is a plurality), and the average value of these widths xi is μ Then, the following formula (1)
It satisfies the following condition.
According to the present invention, the light reflected by the light reflection pattern and the light transmitted through the optical sheet can be adjusted by adjusting the standard deviation σ of the width xi of the light reflection pattern in the light reflection layer. The distribution of the entire emitted light can be controlled without changing the shape of the element sheet. In particular, by adjusting the standard deviation σ of the width xi of the light reflection pattern within the range shown by the expression (2), the luminance distribution and the half-value angle are adjusted without visually recognizing unevenness in the image or the like due to the light transmitted through the optical sheet. be able to.
また、光学素子は略半円柱状のレンズ部を有するシリンドリカルレンズであり、光学素子シートはシリンドリカルレンズを一方向に並列させたレンチキュラーレンズシートであることが好ましく、シリンドリカルレンズの形状を変更することなく透過する光の出射角を所定範囲内に制御させると共に輝度分布や半値角を調整できる。
また、レンチキュラーレンズの各レンズ部側から平行光線を入射させた場合に、入射した光線が集光する集光部近傍に他方の面が配置され、該他方の面には集光部を含む領域に開口部を設けていることが好ましい。
The optical element is a cylindrical lens having a substantially semi-cylindrical lens portion, and the optical element sheet is preferably a lenticular lens sheet in which cylindrical lenses are arranged in one direction, without changing the shape of the cylindrical lens. The emission angle of transmitted light can be controlled within a predetermined range, and the luminance distribution and half-value angle can be adjusted.
In addition, when a parallel light beam is incident from each lens unit side of the lenticular lens, the other surface is disposed in the vicinity of the light collecting unit where the incident light beam is collected, and the other surface includes the light collecting unit. It is preferable that an opening is provided in.
また、本発明によるディスプレイ用バックライト・ユニットは、表示画像を規定する画像表示素子の背面に光を照射する直下型光源と、直下型光源から光の出射方向前方に配設された請求項1乃至3のいずれかの光学シートとを備えていることを特徴とする。
また、本発明によるディスプレイ用バックライト・ユニットは、表示画像を規定する画像表示素子の背面に光を照射するエッジライト光源及び導光板を備えた面光源と、面光源から光の出射方向前方に配設された請求項1乃至3のいずれかの光学シートとを備えていることを特徴とする。
また、本発明による液晶ディスプレイは、表示画像を規定する画像表示素子と、請求項4または5に記載のディスプレイ用バックライト・ユニットとを備えることを特徴とする。
本発明によれば、液晶ディスプレイの画像表示素子を透過する画像にムラを視認することなく、輝度分布や半値角を調整することができる。
Further, the backlight unit for display according to the present invention is disposed directly in the light emission direction from the direct light source that irradiates the back surface of the image display element that defines the display image, and the light from the direct light source. Or any one of the optical sheets.
The backlight unit for display according to the present invention includes a surface light source including an edge light source and a light guide plate that irradiates light on the back surface of an image display element that defines a display image, and a light emission direction forward from the surface light source. The optical sheet according to any one of claims 1 to 3 is provided.
In addition, a liquid crystal display according to the present invention includes an image display element that defines a display image, and the display backlight unit according to
According to the present invention, it is possible to adjust the luminance distribution and the half-value angle without visually recognizing unevenness in the image transmitted through the image display element of the liquid crystal display.
本発明による光学シートの製造方法は、一方の面にアレイ状に配列された複数の光学素子を有する光学素子シートにおける光学素子と反対側の面に粘着性を有する紫外線硬化型樹脂の層を積層する工程と、光学素子シートの光学素子側から紫外線硬化型樹脂の層に紫外線を照射して光学素子に対向する領域を硬化させて硬化部を形成すると共にその他の領域を未硬化部とする工程と、紫外線硬化型樹脂の層上に光を反射させる光反射層を接合させる工程と、光反射層を剥離することで、紫外線硬化型樹脂の硬化部と未硬化部との界面に沿って未硬化部の領域の光反射層を残して硬化部の領域の光反射層を分離させる工程とを備えていて、紫外線硬化型樹脂の未硬化部に密着する光反射層は光反射パターンを形成すると共に、紫外線硬化型樹脂の硬化部の領域は開口部を形成し、光反射パターンにおける各光反射パターンの延在方向に直交する方向の幅をxi(但し、i=1,2,3,…,n)と置き、設定した範囲内における複数の光反射パターンの任意位置における幅xiをn箇所(但し、nは複数)測定し、幅xiの平均値をμとすると、下記式(1)
2.0<σ<7.0 (2)
なる条件を満たすようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、光学素子や光学素子シートの形状を変えることなく光反射パターンの幅xiの標準偏差σを(2)式で示す範囲内で調整することによって、光学シートを透過する光による画像等にムラを視認することなく、輝度分布や半値角を調整することができる。
The method for producing an optical sheet according to the present invention includes a layer of an ultraviolet curable resin having adhesiveness on a surface opposite to an optical element in an optical element sheet having a plurality of optical elements arranged in an array on one surface. And a step of irradiating the ultraviolet curable resin layer with ultraviolet rays from the optical element side of the optical element sheet to cure the region facing the optical element to form a cured portion and to make other regions uncured portions And a step of bonding a light reflecting layer that reflects light on the layer of the ultraviolet curable resin, and peeling the light reflecting layer, so that an uncured portion along the interface between the cured portion and the uncured portion of the ultraviolet curable resin. A step of separating the light reflecting layer in the region of the cured part while leaving the light reflecting layer in the region of the cured part, and the light reflecting layer in close contact with the uncured part of the ultraviolet curable resin forms a light reflecting pattern. Along with UV curable resin The region of the hardened portion forms an opening, and the width of the light reflecting pattern in the direction orthogonal to the extending direction of each light reflecting pattern is set as xi (where i = 1, 2, 3,..., N). When the width xi at a given position of the plurality of light reflection patterns within the measured range is measured at n places (where n is a plurality), and the average value of the width xi is μ, the following formula (1)
2.0 <σ <7.0 (2)
It is characterized by satisfying the following condition.
According to the present invention, by adjusting the standard deviation σ of the width xi of the light reflection pattern within the range represented by the expression (2) without changing the shape of the optical element or the optical element sheet, the light is transmitted through the optical sheet. The luminance distribution and the half-value angle can be adjusted without visually recognizing unevenness in the image or the like.
また、幅xiの標準偏差σは、
(A)紫外線硬化型樹脂の粘着力、
(B)光学素子シートの光学素子側から照射する紫外線の拡散割合、
(C)光反射層の素材の凝集力、
の少なくともいずれかを増減調整することによって設定することを特徴とする。
上記(A)、(B)、(C)の少なくともいずれかを調整することによって、光反射パターンの幅xiの標準偏差σを調整することができる。
また、紫外線硬化型樹脂の層上に光反射層を積層する工程の次に、光反射層に支持体を接着する工程を設け、支持体を剥離することで、紫外線硬化型樹脂の未硬化部の光反射層の領域を残して硬化部の光反射層を分離させるようにした。
支持体を剥離させることによって、光反射層の開口部に相当する領域を剥離させて除去し、光反射パターンに相当する領域を残すことができる。
The standard deviation σ of the width xi is
(A) UV curable resin adhesive strength,
(B) Diffusion ratio of ultraviolet rays irradiated from the optical element side of the optical element sheet,
(C) the cohesive strength of the material of the light reflecting layer,
It is characterized in that it is set by increasing / decreasing at least one of the above.
By adjusting at least one of the above (A), (B), and (C), the standard deviation σ of the width xi of the light reflection pattern can be adjusted.
Further, after the step of laminating the light reflecting layer on the layer of the ultraviolet curable resin, a step of bonding the support to the light reflecting layer is provided, and the uncured portion of the ultraviolet curable resin is removed by peeling the support. The light reflecting layer of the cured portion was separated leaving the region of the light reflecting layer.
By peeling the support, a region corresponding to the opening of the light reflecting layer can be peeled and removed, leaving a region corresponding to the light reflecting pattern.
本発明による光学シート、ディスプレイ用バックライト・ユニット及び液晶ディスプレイによれば、光を集光して特定方向に出射させる光学素子を有する光学素子シートの形状を変えることなく、透過する光の出射角を所定範囲内に制御させると共に、出射光のムラが認識されることなく、輝度分布や半値角を調整できる。
また、本発明による光学シートの製造方法によれば、光学素子シートの形状を変えることなく光反射パターンの幅xiの標準偏差σを調整することで、その光学特性を調整することができ、異なる光学特性に応じて対応する金型を製作する必要がないため、製作が容易でコストを抑制できる。
According to the optical sheet, the backlight unit for display, and the liquid crystal display according to the present invention, the emission angle of the transmitted light without changing the shape of the optical element sheet having the optical element that collects the light and emits it in a specific direction. Can be controlled within a predetermined range, and the luminance distribution and half-value angle can be adjusted without recognizing unevenness of the emitted light.
In addition, according to the method for manufacturing an optical sheet according to the present invention, the optical characteristics can be adjusted by adjusting the standard deviation σ of the width xi of the light reflection pattern without changing the shape of the optical element sheet. Since it is not necessary to manufacture a mold corresponding to the optical characteristics, the manufacturing is easy and the cost can be reduced.
以下、本発明の一実施形態について図1乃至図6に基づいて説明する。
図1は本実施形態による光学シートを含む液晶表示装置の要部構成図、図2は光学シートの部分拡大図、図3は光反射パターンの部分拡大図、図4と図5は光反射パターンの製造方法を示す図、図6(a)、(b)、(c)は標準偏差の異なる光反射パターンを示す図である。
図1に示す液晶ディスプレイとしての液晶表示装置1は、第一の実施形態による光学シート及びバックライトユニットを含む一例を示すものである。この液晶表示装置1は、例えば略長方形板状をなすパネル本体2がその両面側を偏光板3,4で挟まれて構成された液晶表示素子(液晶パネル)5と、この液晶表示素子5の背面側に配置され、液晶表示素子5に対してその背面側から光を照射するバックライトユニット6とを備えている。
なお、本明細書において、背面側とは液晶表示素子5に対して光源の光を照射する方向の後方側を意味し、前面側とは光の照射方向前方側を意味する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a liquid crystal display device including an optical sheet according to the present embodiment, FIG. 2 is a partially enlarged view of the optical sheet, FIG. 3 is a partially enlarged view of a light reflecting pattern, and FIGS. FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams showing light reflection patterns having different standard deviations.
A liquid crystal display device 1 as a liquid crystal display shown in FIG. 1 shows an example including an optical sheet and a backlight unit according to the first embodiment. The liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display element (liquid crystal panel) 5 in which a panel body 2 having a substantially rectangular plate shape is sandwiched between polarizing plates 3 and 4, and a liquid
In addition, in this specification, the back side means the back side of the direction which irradiates the light of the light source with respect to the liquid
バックライトユニット6は例えば直下型方式であり、層状の光学部材8と、光学部材8に光を照射する光源ユニット9とを備えている。
光学部材8は、光源ユニット9から出射される光の光指向性を制御する光学素子シートとして例えばレンチキュラーレンズシート10が設けられ、更にこのレンチキュラーレンズシート10から出射された光が入射する反射型偏光分離シート11と、レンチキュラーレンズシート10と反射型偏光分離シート11との間に充填された低屈折材料層12とを備えている。
レンチキュラーレンズシート10は、基材シート14における出射面側にシリンドリカルレンズ(レンチキュラーレンズ)15aが単位レンズとして平行に複数配列されてなるレンズ部15が設けられている。基材シート14における入射面側にはシリンドリカルレンズ15aの焦点位置に対応した開口部16を有する光反射層17が設けられている(図2参照)。ここで、本実施形態では、レンチキュラーレンズシート10と光反射層17とで光学シート22を構成する。
レンズ部15の一例としては、レンチキュラーレンズ以外に、略半球状をなす複数のマイクロレンズがマトリックス状に配列されてなるマイクロレンズ部や、複数のシリンドリカルレンズが長さ方向を互いに交差させるように同一平面上に配置されてなるクロスレンチレンズ部などが挙げられる。
The
The optical member 8 is provided with, for example, a
The
As an example of the
反射型偏光分離シート11は、レンチキュアーレンズシート10から出射された光のうち一方の偏光方向の直線偏光を透過するとともに他方の偏光方向の直線偏光を反射するように構成されている。なお、本実施形態では、反射型偏光分離シート11が、他方の偏光方向の直線偏光を散乱反射するものとなっている。この反射型偏光分離シート11の一例としては、例えば複屈折性多層膜からなるものや、コレステリック液晶層及び位相差板からなるものなどが挙げられる。
光源ユニット9は、例えば空気の超微粒子が分散混入された白色のPETフィルムなどからなる散乱反射層20が内面に形成された反射板21の内部に、例えば冷陰極管(CCFL)などの略棒状をなす光源19が所定間隔で複数配列されている。各光源19の前方側には光源19からの光を拡散させるための拡散フィルム23が配設され、
The reflective
The light source unit 9 has a substantially rod-like shape such as a cold cathode tube (CCFL) in a reflecting
図1及び図2に示す光学素子シートとしてのレンチキュラーレンズシート10において、基材シート14の素材は、当該技術分野で良く知られているPET(ポリエチレンテレフタラート)、アクリルシート、PC(ポリカーボネート)シート等を用いる。光学素子としてのシリンドリカルレンズ15aは熱可塑性やUV硬化性の樹脂を用いて作成する。或いは、シリンドリカルレンズ15aと基材シート14を押し出しや射出成形方法によって同時に作成してもよい。
光反射層17は、レンチキュラーレンズシート10の入射面側に配列させた光反射パターン18をレンズ部15のシリンドリカルレンズ15aの配列(レンズシートアレイ)に同期して規則的に配列させて構成されている。
光反射パターン18としては、白色顔料、金属蒸着層を用い高反射率で光吸収の少ないものを選択することが好ましい。白色顔料としては、当該技術分野で良く知られている二酸化チタン(TiO2)、硫酸バリウム、及び酸化マグネシウム、金属蒸着層としては銀などを用いる。
光反射パターン18は、例えば白色の酸化チタン微粒子が分散混入された透明樹脂などで略帯状に形成され、シリンドリカルレンズ15aの延在方向に沿って略平行に配列されている。光反射層17において、開口部16がシリンドリカルレンズ15aの中央肉厚部に対向して配設され、光反射パターン18は隣接するシリンドリカルレンズ15a,15aの境界部の領域に対向して配設されている。
In the
The
As the
The
光反射パターン18は、後述する光反射層17の光反射パターン転写法によって製造するため、例えば基材シート14に積層したUV硬化型粘着材層24に圧着した光反射層17から、開口部16に相当する部分を剥離して光反射パターン18となる部分を残すことで製造される。そのため、図3に示すように、各光反射パターン18の両端即ちエッジ部分18aには目視できないミクロン単位の微細な凹凸が残ることになる。
本実施形態による光反射層17は各光反射パターン18のエッジ部分18aを積極的に利用して、エッジ部分18aの微細な凹凸の大きさや発生頻度を調整することによって、光反射層17の開口部16を通過する光の光学特性を調整するようにしたものである。
即ち、図3において、各光反射パターン18の延在方向に直交する方向即ちシリンドリカルレンズ15aの延在方向に直交する方向における幅をxi(μm)(但し、i=1,2,3,…,n)と置く。この幅xiは光反射パターン18の両端エッジ部分18aに形成されるミクロン単位の微細な凹凸によって微小に値が増減変化する。そして、光反射層17における或る一定範囲内に含まれる複数本の光反射パターン18における互いに異なる任意位置での幅xiをn箇所(但し、nは複数)測定し、その幅xiの平均値をμ(μm)とする。
次に、幅xiの各測定値、測定回数n、平均値μから幅xiの標準偏差σを下記の式(1)によって求める。
Since the
The
That is, in FIG. 3, the width in the direction orthogonal to the extending direction of each
Next, the standard deviation σ of the width xi is obtained by the following formula (1) from each measured value of the width xi, the number of times of measurement n, and the average value μ.
そして、得られた幅xiの標準偏差σの値が、次の式(2)となる条件を満たす範囲内で光反射パターン18の標準偏差σを選択してその光学特性を設定する。
2.0<σ<7.0 (2)
ここで、標準偏差σが上記範囲内であれば、輝度比率が標準偏差σの増大に応じて小さくなり、半値角は増大し、液晶表示素子5の画像にムラを生じない。そのため、光反射パターン18の標準偏差σを上記範囲内で変化させることでレンチキュラーレンズシート10の形状を変更させなくても、光学特性を調整することができる。
一方、標準偏差σが2.0以下であると、観察画像のムラは生じないものの、光学シート22を通過する光の輝度比率、V半値角に殆ど変化がないため、光学特性を調整できない。また、標準偏差σが7.0以上であると液晶表示素子5の画像にムラが発生する等の不具合が生じ、好ましくない。
なお、光反射パターン18の両側のエッジ部分18aにおける凹凸が目視確認できるほど大きい場合には透過画像に影が生じるために、液晶表示装置1に採用することはできない。
Then, the standard deviation σ of the
2.0 <σ <7.0 (2)
Here, if the standard deviation σ is within the above range, the luminance ratio decreases as the standard deviation σ increases, the half-value angle increases, and the image of the liquid
On the other hand, if the standard deviation σ is 2.0 or less, the observed image is not uneven, but the luminance ratio of light passing through the
In addition, when the unevenness | corrugation in the
光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを(2)式の範囲内で調整するには、例えば、(A)光反射パターン18の素材である紫外線硬化型樹脂の粘着力を増減調整する、
(B)光反射パターン18を製作する際に、レンチキュラーレンズシート10のシリンドリカルレンズ15a側から照射する紫外線の拡散割合を増減調整する、
(C)光反射パターン18の素材である紫外線硬化型樹脂の凝集力を増減調整する、
の少なくともいずれかを行えばよい。そのため、予め(A)〜(C)の調整手段を行って、これらの増減割合と光反射パターン18の幅xiの標準偏差σとの関係をデータとして設定しておけばよい。
In order to adjust the standard deviation σ of the width xi of the
(B) When the
(C) Increase / decrease the cohesive force of the ultraviolet curable resin that is the material of the
Any one of the above may be performed. Therefore, the adjustment means (A) to (C) may be performed in advance, and the relationship between the increase / decrease ratio and the standard deviation σ of the width xi of the
次に、本実施形態による光反射パターン18の転写による製造方法について図4、図5に基づいて説明する。光反射パターン18の転写方法は基本的に特開2005−37694号公報で開示されている方法を用いることができる。
先ず、図4において、先に製作したレンチキュラーレンズシート10において、シリンドリカルレンズ15aが配列された面と反対側の基板シート14の面に、例えばUV硬化型粘着材を貼り合わせてUV硬化型粘着材層24を積層する。そして、シリンドリカルレンズ15a側から紫外線UVを照射してUV硬化型粘着材層24のシリンドリカルレンズ15aに対応する部分を硬化させ、硬化部24aと未硬化部24bとを形成する。
ここで、UV硬化型粘着材層24を構成するUV硬化性の粘着材としては、感光することで粘着性が消失する性質を有するUV感光性樹脂材料であれば特に限定されるものではない。例えば、モノマー、オリゴマー及び/またはプレポリマーの光重合性化合物、必要に応じて光重合性のない熱可塑性樹脂、活性光線によって活性化される光重合開始剤、必要に応じて熱重合禁止剤を含有する。このような感光性樹脂の市販品として、クロマリン(登録商標:デュポン社)フィルム等が挙げられる。
Next, a manufacturing method by transferring the
First, in FIG. 4, in the previously manufactured
Here, the UV curable adhesive material constituting the UV curable
次に、UV硬化型粘着材層24の表面に、光反射層17として例えば白色顔料からなる白色層17Aを貼り合わせる。白色層17Aの上に例えば合成樹脂の薄層からなる支持フィルム(支持体)25を加圧して接着する。
そして、図5に示すように支持フィルム25を剥離すると、白色層17AはUV硬化型粘着材層24の硬化部24aでは白色層17Aが剥離され、未硬化部24bではその粘着力によって白色層17AがUV硬化型粘着材層24と接着状態に保持されるため、白色層17Aは硬化部24aと未硬化部24bとの界面26に沿ってその延長面17bで分断される。このとき、未硬化部24bに接着状態で残る白色層17a即ち光反射パターン18の両端のエッジ部分18aには剥離による微細な凹凸が生じる。
このようにして、UV硬化型粘着材層24の未硬化部24bに白色層17Aからなる光反射パターン18を転写することができ、硬化部24a上の白色層17Aが剥離されることで開口部16が形成される。光反射パターン18と開口部16とが交互に配列された光反射層17のパターンを形成することができる。その後、UV硬化型粘着材層24の未硬化部24bを硬化させる。
この方法であれば、容易にシリンドリカルレンズ15aと光反射パターン18を対応させて配列する光反射層17を形成できる。
Next, a
Then, when the
In this way, the
With this method, it is possible to easily form the
ここで、光反射パターン幅の標準偏差σを調節する上述した手段(A)、(B)、(C)について説明する。
(A)手段では、光反射パターン18に用いる白色顔料の種類を任意に選択する。すると、上述の転写方法では、UV硬化型粘着材層24の硬化部24aと未硬化部24bとの界面26で白色層17Aが層破壊を起こし、硬化部24aに積層した白色層17Aの部分のみが剥離されて光反射パターン18が形成される。
この白色層17Aの層破壊は、光反射パターン18のエッジ部分18aの形状変化に大きく影響を与え、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを変動させる。白色層17Aの(層間の)凝集力が強いほどこの層破壊は激しく起こり、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを大きくする。
よって、凝集力の異なる白色顔料を選択して白色層17Aとして積層することで光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを調節することができる。また、白色層17Aは、支持フィルム25に白色層17Aが設けられた2層構造になっているが、白色層17Aの支持フィルム25に対する剥離姓や白色層17Aの膜厚も、光反射パターン幅の標準偏差σを変動させるパラメーターとなりうる。
Here, the above-described means (A), (B), and (C) for adjusting the standard deviation σ of the light reflection pattern width will be described.
In the means (A), the type of white pigment used for the
The layer destruction of the
Therefore, the standard deviation σ of the width xi of the
(B)手段は、硬化部24aを形成するための紫外線UVの拡散度を変化させ、UV硬化型粘着材層24の硬化度を任意に変化させ、パターン転写を行うものである。例えば、UV硬化型粘着材の硬化度を低くすると粘着力が弱くなるため、白色層17Aの層破壊が激しく起こり、光反射パターン幅の標準偏差σを大きくする。
(C)手段は、種々の粘着力を持ったUV硬化型粘着材を用い、光反射パターン転写を行うものである。この方法においても、粘着力の強弱で白色層17Aの転写性を変化させ、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを調節することができる。
The means (B) performs pattern transfer by changing the degree of diffusion of ultraviolet rays UV for forming the cured
(C) The means uses a UV curable adhesive material having various adhesive forces to perform light reflection pattern transfer. Also in this method, the standard deviation σ of the width xi of the
図6(a)、(b)、(c)は、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを調節することで変化する光反射パターン18のエッジ部分18aの様子をそれぞれ示すものである。図中、(a)に示す光反射パターン18は幅xiの標準偏差σが比較的小さく、(c)に示す光反射パターン18の幅xiの標準偏差σが比較的大きく、(b)に示す光反射パターン18の幅xiの標準偏差σがその中間となっている。
上述した(A)(B)(C)のいずれかの手段を用いて、または2以上の手段を複合して用いて、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σが2.0<σ<7.0の条件を満たすように調節する。
FIGS. 6A, 6B, and 6C show the state of the
The standard deviation σ of the width xi of the
本実施形態による液晶表示装置1によれば、光源19から射出する光は光学シート22に向かう。光学シート22では、光の一部が開口部16を通してレンチキュラーレンズシート10のシリンドリカルレンズ15aで出射角度を所定範囲内に制御させられ、拡散板32を介して液晶表示素子5を透過する。また、光の他の一部は光反射パターン18で反射され、反射板21側に戻される。そして、反射板21との間で反射を繰り返した後、いずれは開口部16を通過して光学シート22に入射する。
According to the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, the light emitted from the
上述のように本実施形態による光学シート22によれば、レンチキュラーレンズシート10の形状を変更しなくても光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを2.0<σ<7.0の範囲で制御することによって、液晶表示素子5等の画像等の透過光にムラを視認することなく、輝度比率や半値角を変化させることができて異なる光学特性を発揮できる。しかも、この光学シート22をバックライトユニット6や液晶表示装置1に採用した場合に上述した異なる光学特性を得られる。
従って、光学特性に応じた複数形状の光学シートを金型を用いて製作することなく、同一形状のレンチキュラーレンズシート10を用いて異なる光学性能を発揮できるように制御できる。
As described above, according to the
Therefore, it is possible to control so that different optical performances can be exhibited using the
以下に、本発明の実施例について説明する。
光学シート22として、PETからなる基材シート14上に、UV硬化性のアクリル樹脂を用いて半円柱状のシリンドリカルレンズ15aのレンズピッチがそれぞれ140μm、180μm、216μmとなる3種類のレンチキュラーレンズシート10を作成した。
それぞれのレンチキュラーレンズシート10のシリンドリカルレンズ15aとは反対側の面にUV硬化性の粘着材として感光性アクリル樹脂粘着材を塗布してUV硬化型粘着材層24を積層した。
そして、シリンドリカルレンズ15a側から紫外線を照射してUV硬化型粘着材層24のシリンドリカルレンズ15aに対応する部分を硬化させて硬化部24aを形成すると共に、他の領域を未硬化部24bとして残す。
次に、UV硬化型粘着材層24上に白色層17Aとして、白色顔料である二酸化チタン(TiO2)微粒子が分散混入された透明樹脂を塗布する。透明樹脂はスチレン樹脂(三洋化成、商品名ハイマーST120)と分散剤(BYK化学、商品名ディスパーバイク163)と溶剤(メチルエチルケトン)とを混合して製作した。
白色層17A上に支持フィルム25としてポリエチレンテレフタレートフィルム((株)東レ製、ルミラー25μm厚)を圧着した。
そして、支持フィルム25を剥離することで、UV硬化型粘着材層24の硬化部24aでは白色層17Aが剥離され、未硬化部24b上の白色層17Aの部分は硬化部24aの白色層17Aの部分との層破壊によって、界面26の延長面17bに沿って分断される。
このようにしてレンチキュラーレンズシート10の光入射面に光反射パターン18と開口部16とが交互に配列された光学シート22を製作した。
上述のように製作される光学シート22について、上述した手段(A)〜(C)により、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σを様々に変化させて光学特性の相違する光学シート22を作成した。
Examples of the present invention will be described below.
As the
A UV curable
Then, the portion corresponding to the
Next, a transparent resin in which titanium dioxide (TiO 2 ) fine particles, which are white pigments, are dispersed and mixed is applied as a
A polyethylene terephthalate film (manufactured by Toray Industries, Inc.,
Then, by peeling the
In this manner, an
With respect to the
次に、光反射パターン18の幅xiの標準偏差σの算出方法を説明する。
幅xiの標準偏差σを算出するために、製作した光反射パターン18の幅xiの測定方法について説明する。幅xiの測定のために、大型液晶パネル検査顕微鏡MHL100(オリンパス株式会社製)と画像解析装置LUZEX(株式会社ニレコ製)を用いた。
まず顕微鏡を用いて倍率を20倍に合わせ、光反射層17側の光反射パターン18の表面状態を表示した。次に画像解析装置を用いて、顕微鏡から取得された光反射パターン18の濃淡画像を、適当な閾値を設けることで2値化処理(閾値より高い明るさを持つ画素を1、暗い画素を0とおくこと)した。
光反射パターン18とそれ以外の部分の明るさの違いを利用し、光反射パターン18の延在方向に直交する方向の2値データを処理することで光反射パターン18の幅xi(μm)の計算を行った。そして、例えば100μm×100μmに設定した任意の画素範囲内において複数の光反射パターン18の幅xiを任意の位置でn箇所測定した。幅xiについてn箇所の測定値から平均値μ(μm)を算出し、その寸法分布から式(1)により標準偏差σを算出した。
Next, a method for calculating the standard deviation σ of the width xi of the
In order to calculate the standard deviation σ of the width xi, a method for measuring the width xi of the manufactured
First, the magnification was set to 20 times using a microscope, and the surface state of the
By utilizing the difference in brightness between the
上述したレンチキュラーレンズシート10の各レンズピッチにおいて、上記手段(A)〜(C)により、光反射パターン幅xiの標準偏差σを様々に変化させて作成した光学シート22を液晶表示装置1に組込み、輝度、V半値角(水平方向に対する半値角)、画像の表示状態を確認した。
輝度は作成した光学シート22を組み込んで測定した。輝度の測定は輝度測定器の受光器を液晶表示装置1の液晶表示素子5の面に直交する方向に配設して測定した。
下記表1に、140μmピッチのレンチキュラーレンズシート10を用いた光学シート22の判定結果を示す。参照として実施例で採用した液晶表示装置1に、3M社のBEFIIIを光学シート22に代えて用いた場合の輝度を測定し、その値を1としたときの輝度の比を輝度比率として表記した。
At each lens pitch of the
The luminance was measured by incorporating the prepared
Table 1 below shows the determination result of the
表1に示す結果において、光反射パターン幅xiの標準偏差σが、σ≦2.0となるものに関しては、いずれも高い輝度を確保できる。しかし、この範囲内では輝度や半値角の変化がほとんど無く、光学特性の調整機能は認められない。また、σ≧7.0となるものに関しては、光反射パターン18の幅xiの無作為性が大きすぎ、液晶表示素子5を通した画像でムラが視認できてしまう不具合があった。
一方、光反射パターン幅xiの標準偏差σが下記(2)式
2.0<σ<7.0 (2)
に示す条件を満たすものに関しては、輝度比率が0.874〜0.901、半値角が28.0°〜29.5°の範囲内で条件に応じて変化した。この範囲での輝度や半値角の変化は、要望に対応した光学特性の微調整に大いに貢献できる。
In the results shown in Table 1, high brightness can be ensured for any of the standard deviations σ of the light reflection pattern width xi satisfying σ ≦ 2.0. However, within this range, there is almost no change in luminance and half-value angle, and no optical characteristic adjustment function is recognized. Further, with respect to the case where σ ≧ 7.0, there was a problem that the randomness of the width xi of the
On the other hand, the standard deviation σ of the light reflection pattern width xi is the following formula (2):
2.0 <σ <7.0 (2)
As for those satisfying the conditions shown in (2), the luminance ratio changed within the range of 0.874 to 0.901 and the half-value angle within the range of 28.0 ° to 29.5 °, depending on the conditions. Changes in brightness and half-value angle within this range can greatly contribute to fine adjustment of optical characteristics corresponding to demands.
また、レンチキュラーレンズシート10のレンズピッチが180μm、216μmとなる他の光学シート22においても同様の結果が得られたため、レンズピッチの幅に関わらず、光反射パターン幅xiの標準偏差σが2.0<σ<7.0の条件を満たすことで総合的な光学特性が調整可能であることがわかった。
本実施例で用いた光学シート22では、上述のいずれのレンズピッチであっても、光反射パターン18のピッチ幅に対する開口部16の幅の割合は36±1%で最適になった。
Similar results were obtained for the other
In the
なお、上述の実施形態では直下型の液晶表示装置1に本実施形態による光学シート22を採用した構成を説明したが、本発明はこのような構成に限定されることはなく、他の構成、例えば図7に示すようにエッジライト式の液晶表示装置30に採用してもよい。
図7に示す液晶表示装置30を第一実施形態によるものと同一または同様な部分、部材に同一の符号を用いて説明する。
液晶表示装置30では、側部に配設された光源19からの光が導光板31で反射して光学シート22に向けて射出する。光学シート22の前方側には拡散板32を介して液晶表示素子5が配設されている。
光源19から導光板31を介して光学シート22に向かう光は、一部が開口部16を通してシリンドリカルレンズ15aで出射角度を所定範囲内に制御させられ、拡散板32を介して液晶表示素子5を透過する。また、光の他の一部は光反射パターン18で反射され、導光板31側に戻される。そして、導光板31との界面または導光板31内での反射を繰り返した後、いずれは開口部16を通過して光学シート22に入射する。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
The liquid
In the liquid
A part of the light traveling from the
なお、上述の実施形態や変形例では、光源19として冷陰極管の光源ランプを採用したが、これに代えて蛍光灯、LED,EL等を採用できる。また、光源19は棒状の冷陰極管を用いたが、点状や面状の光源であってもよい。
また、本発明による光学シートは、レンチキュラーレンズシートに限定されることなく、プリズムシートやその他の単位レンズをアレイ状に配列したものに適用できる。また、本発明による光学シートは、バックライトユニットや液晶表示装置に限定されることなく、太陽電池やスクリーン等、各種の光照射装置に採用できる。
In the above-described embodiment and modification, a cold cathode tube light source lamp is used as the
The optical sheet according to the present invention is not limited to a lenticular lens sheet, and can be applied to a prism sheet or other unit lenses arranged in an array. The optical sheet according to the present invention is not limited to a backlight unit or a liquid crystal display device, and can be used for various light irradiation devices such as a solar cell and a screen.
1、30 液晶表示装置(液晶ディスプレイ)
5 液晶表示素子
6 バックライトユニット
10 レンチキュラーレンズシート
15a レンチキュラーレンズ(光学素子)
15 レンズ部
16 開口部
17 光反射層
17A 白色層
18 光反射パターン
18a エッジ部分
22 光学シート
24 UV硬化型樹脂層
24a 硬化部
24b 未硬化部
25 支持フィルム
1, 30 Liquid crystal display device (liquid crystal display)
5 Liquid
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該光学素子シートの他方の面に前記複数の光学素子のそれぞれに対する光の入射範囲を規制する複数の光反射パターンを設けた光反射層とを備えていて、
前記光反射層の複数の光反射パターンにおける各光反射パターンの延在方向に直交する方向の幅をxi(但し、i=1,2,3,…,n)と置き、設定した範囲内における複数の前記光反射パターンの任意位置における前記幅xiをn箇所(但し、nは複数)測定し、前記幅xiの平均値をμとすると、下記式(1)
2.0<σ<7.0 (2)
なる条件を満たすことを特徴とする光学シート。 An optical element sheet having a plurality of optical elements arranged in an array on one surface;
A light reflection layer provided with a plurality of light reflection patterns for restricting an incident range of light on each of the plurality of optical elements on the other surface of the optical element sheet;
The width in the direction orthogonal to the extending direction of each light reflecting pattern in the plurality of light reflecting patterns of the light reflecting layer is set as xi (where i = 1, 2, 3,..., N), and within the set range. When the width xi at an arbitrary position of the plurality of light reflection patterns is measured at n places (where n is a plurality), and the average value of the widths xi is μ, the following formula (1)
An optical sheet characterized by satisfying the following condition.
該直下型光源から光の出射方向前方に配設された請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学シートと
を備えてい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。 A direct light source that irradiates light on the back of the image display element that defines a display image;
A display backlight unit comprising: the optical sheet according to any one of claims 1 to 3, which is disposed in front of the light emitting direction from the direct light source.
該面光源から光の出射方向前方に配設された請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の光学シートと
を備えてい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。 A surface light source including an edge light source and a light guide plate that irradiates light to the back surface of the image display element that defines a display image;
A display backlight unit comprising: the optical sheet according to any one of claims 1 to 3 disposed in front of a light emission direction from the surface light source.
請求項4または5に記載のディスプレイ用バックライト・ユニットと
を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ。 An image display element for defining a display image;
A liquid crystal display comprising: the display backlight unit according to claim 4.
前記光学素子シートの光学素子側から前記紫外線硬化型樹脂の層に紫外線を照射して前記光学素子に対向する領域を硬化させて硬化部を形成すると共にその他の領域を未硬化部とする工程と、
前記紫外線硬化型樹脂の層上に光を反射させる光反射層を接合させる工程と、
該光反射層を剥離することで、前記紫外線硬化型樹脂の硬化部と未硬化部との界面に沿って前記未硬化部の領域の光反射層を残して前記硬化部の領域の光反射層を分離させる工程とを備えていて、
前記紫外線硬化型樹脂の未硬化部に密着する前記光反射層は光反射パターンを形成すると共に、前記紫外線硬化型樹脂の硬化部の領域は開口部を形成し、
前記光反射パターンにおける各光反射パターンの延在方向に直交する方向の幅をxi(但し、i=1,2,3,…,n)と置き、設定した範囲内における複数の前記光反射パターンの任意位置における前記幅xiをn箇所(但し、nは複数)測定し、前記幅xiの平均値をμとすると、下記式(1)
2.0<σ<7.0 (2)
なる条件を満たすようにしたことを特徴とする光学シートの製造方法。 Laminating a UV curable resin layer having adhesiveness on the surface opposite to the optical element in the optical element sheet having a plurality of optical elements arranged in an array on one surface;
Irradiating the ultraviolet curable resin layer with ultraviolet rays from the optical element side of the optical element sheet to cure a region facing the optical element to form a cured portion and making the other region an uncured portion; ,
Bonding a light reflecting layer that reflects light on the ultraviolet curable resin layer;
The light reflection layer in the region of the cured portion is left by separating the light reflection layer, leaving the light reflection layer in the region of the uncured portion along the interface between the cured portion and the uncured portion of the ultraviolet curable resin. And a step of separating the
The light reflecting layer in close contact with the uncured portion of the ultraviolet curable resin forms a light reflecting pattern, and the region of the cured portion of the ultraviolet curable resin forms an opening,
A width in a direction orthogonal to the extending direction of each light reflection pattern in the light reflection pattern is set as xi (where i = 1, 2, 3,..., N), and a plurality of the light reflection patterns within a set range. When the width xi at an arbitrary position is measured at n locations (where n is a plurality), and the average value of the width xi is μ, the following formula (1)
2.0 <σ <7.0 (2)
An optical sheet manufacturing method characterized by satisfying the following condition.
(A)前記紫外線硬化型樹脂の粘着力、
(B)前記光学素子シートの光学素子側から照射する紫外線の拡散割合、
(C)前記光反射層の素材の凝集力、
の少なくともいずれかを増減調整することによって設定するようにしたことを特徴とする請求項7に記載の光学シートの製造方法。 The standard deviation σ of the width xi is
(A) Adhesive strength of the ultraviolet curable resin,
(B) The diffusion ratio of ultraviolet rays irradiated from the optical element side of the optical element sheet,
(C) Cohesive force of the material of the light reflecting layer,
The method for producing an optical sheet according to claim 7, wherein at least one of the above is set by adjusting to increase or decrease.
該支持体を剥離することで、前記紫外線硬化型樹脂の未硬化部の光反射層の領域を残して前記硬化部の光反射層を分離させるようにしたことを特徴とする請求項7または8に記載の光学シートの製造方法。 Next to the step of laminating the light reflecting layer on the ultraviolet curable resin layer, a step of bonding a support to the light reflecting layer is provided.
9. The light reflecting layer of the cured part is separated by leaving the support so as to leave a region of the light reflecting layer of the uncured part of the ultraviolet curable resin. The manufacturing method of the optical sheet of description.
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