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光学片、背光单元、液晶显示装置及信息设备的制作方法

2022-09-15 07:20:57 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及一种光学片、背光单元、液晶显示装置及信息设备。


背景技术:

2.近年来,智能手机或平板终端等各种信息设备的显示装置广泛地使用液晶显示装置(以下也称为液晶显示屏)。液晶显示屏背光的主流有:光源布置在液晶面板背面的正下方型背光或者光源布置在液晶面板侧面附近的侧光型背光。
3.在采用正下方型背光的情况下,为了消除led(light emitting diode)等光源在发光面上的影像而提升面内亮度均匀性,会使用扩散部件(扩散板、扩散片、扩散膜)。
4.专利文献1中所公开的正下方型背光包括:布置在液晶显示面板的光入射侧的棱镜片、扩散片、由led等构成的多个光源,光源、扩散片以及棱镜片依次层叠在背面侧。
5.专利文献1:日本公开专利公报特开2011-129277号公报


技术实现要素:

6.-发明要解决的技术问题-
7.然而,现有技术中的正下方型背光存在以下情况:随着背光的薄型化(光源与扩散片之间的距离、扩散片的厚度减小等)、光源个数为降低成本的减少,在光源间区域(未布置光源的区域)等会发生亮度下降。
8.针对该情况,例如已做了使用具有凹金字塔状的凹凸的扩散片或者使用含有大量扩散剂的扩散片来使亮度均匀性提升这样的尝试,但仍不能充分地抑制亮度在光源间区域等中的下降问题。
9.还做了通过将白色油墨印刷在扩散片中的光源正上方的区域上来消除产生于各光源正上方与光源间区域之间的亮度不均匀这样的尝试,但在该情况下,光源正上方区域的亮度下降,结果仍无法避免画面的亮度下降。
10.鉴于此,本公开的目的,在于:提供一种能够用在液晶显示装置中的光学片,能够避免整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升的光学片。
11.-用以解决技术问题的技术方案-
12.为了达成上述目的,本公开所涉及的一种光学片组装在液晶显示装置中,该液晶显示装置在显示画面的背面侧分散地设置有多个光源,其特征在于:所述光学片的一个面具有凹凸形状,在所述光学片的所述一个面中的规定区域,以填埋所述凹凸形状的凹部的至少一部分的方式设置有使所述规定区域的全光线透射率提升的亮度提升部件。
13.根据本公开所涉及的光学片,在例如容易发生亮度下降的光源间区域或片材端部等具有凹凸形状的光学片的所述一个面中的规定区域,以填埋凹部的至少一部分的方式设置有使全光线透射率提升的亮度提升部件。结果,由于该规定区域的亮度提升,因此能够避免液晶显示装置整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。因此,利用本公开所涉及的光学片,能够应对背光源进一步的薄型化、光源个数的削减。
14.在本公开所涉及的光学片中,所述亮度提升部件可以由透明油墨形成。这样一来,通过采用将透明油墨印刷在规定区域的凹部这一简单的方法,规定区域的亮度便会提升。在该情况下,如果所述透明油墨是中性油墨,形成所述光学片的基体树脂是聚碳酸酯,则仅通过将透明油墨设置在规定区域的凹部便能够提升规定区域的全光线透射率。在该情况下,若所述亮度提升部件利用所述透明油墨的点印刷形成,则易于调节规定区域的全光线透射率。在该情况下,若所述透明油墨在所述点印刷中所占的面积率为4%以上,则能够使规定区域的全光线透射率显著地增大(例如10%左右)。
15.在本公开所涉及的光学片中,所述光学片与所述亮度提升部件的折射率差可以为0.3以下。这样一来,能够使规定区域的亮度提升,不受在光学片与亮度提升部件的界面处的光扩散的影响。
16.在本公开所涉及的光学片中,所述光学片可以含有扩散剂。这样一来,亮度均匀性会进一步提升。
17.在本公开所涉及的光学片中,所述凹部可以具有凹金字塔形状。这样一来,亮度均匀性会进一步提升。
18.在本公开所涉及的光学片中,所述光学片的另一个面可以具有压印形状。这样一来,亮度均匀性会进一步提升。
19.在本公开所涉及的光学片中,所述光学片的所述一个面中的设置有所述亮度提升部件的所述规定区域可以比所述光学片的所述一个面中的未设置所述亮度提升部件的其他区域更平坦。这样一来,与其他区域相比,能够使规定区域的全光线透射率进一步提升。
20.本公开所涉及的背光单元被组装在液晶显示装置中,朝着显示画面侧引导从多个光源发出的光,在显示画面与多个光源之间设有所述的本公开所涉及的光学片。
21.根据本公开所涉及的背光单元,包括所述的本公开所涉及的光学片,因此能够避免整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。
22.在本公开所涉及的背光单元中,所述亮度提升部件可以布置在所述多个光源中彼此相邻的光源间的中间区域。这样一来,能够使亮度容易下降的光源间区域的亮度提升。在该情况下,可以将亮度提升部件设置在光学片中的所有光源间区域,或者,也可以将亮度提升部件设置在光学片中的一部分光源间区域。也可以将亮度提升部件设置在光学片中的整个光源间区域,或者也可以将亮度提升部件设置在光学片中的光源间区域的一部分上。
23.在本公开所涉及的背光单元中,所述多个光源与所述光学片之间的距离可以为10mm以下。这样一来,即使在光源间区域等更容易发生亮度下降的结构下,也能够使亮度均匀性提升。
24.在本公开所涉及的背光单元中,所述多个光源可以为led元件。这样一来,即使减少光源个数,也能够充分地获得整个画面的亮度。
25.在本公开所涉及的背光单元中,所述多个光源可以有规律地布置。这样一来,亮度均匀性会进一步提升。
26.在本公开所涉及的背光单元中,所述多个光源可以布置在反射片上,所述反射片设置在所述光学片的相反侧。这样一来,亮度均匀性会进一步提升。
27.本公开所涉及的液晶显示装置包括所述本公开所涉及的背光单元和液晶显示面板。
28.根据本公开所涉及的液晶显示装置,包括所述本公开所涉及的背光单元,因此能够避免整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。
29.本公开所涉及的信息设备包括所述本公开所涉及的液晶显示装置。
30.根据本公开所涉及的信息设备,包括所述本公开所涉及的液晶显示装置,因此能够避免整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。
31.-发明的效果-
32.根据本公开,能够避免液晶显示装置的整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。
附图说明
33.图1为实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图;
34.图2为实施方式所涉及的背光单元的剖视图;
35.图3为实施方式所涉及的光学片的剖视图;
36.图4为表示比较例所涉及的光学片中亮度均匀性的下降情况的图;
37.图5为表示实施方式所涉及的光学片中亮度均匀性的提升情况的图;
38.图6为变形例1所涉及的光学片的俯视图;
39.图7为变形例2所涉及的光学片的俯视图;
40.图8a为实施例1所涉及的光学片的剖视图;
41.图8b为实施例2所涉及的光学片的剖视图;
42.图8c为实施例3所涉及的光学片的剖视图;
43.图8d为实施例4所涉及的光学片的剖视图;
44.图8e为实施例5所涉及的光学片的剖视图;
45.图8f为实施例6所涉及的光学片的剖视图;
46.图9为表示形成为倒四棱锥的凹部的剖面的图。
具体实施方式
47.(实施方式)
48.以下,参照附图说明本公开的实施方式所涉及的光学片、背光单元、液晶显示装置及信息设备。需要说明的是,本公开的范围不限定于以下实施方式,可在本公开的技术思想范围内做任意变更。
49.图1为本实施方式所涉及的液晶显示装置的剖视图的一例,图2为本实施方式所涉及的背光单元的剖视图的一例,图3为本实施方式所涉及的光学片的剖视图的一例。
50.如图1所示,液晶显示装置50包括液晶显示面板5、粘贴在液晶显示面板5的下表面的第一偏光板6、粘贴在液晶显示面板5的上表面的第二偏光板7、以及隔着第一偏光板6设置在液晶显示面板5的背面侧的背光单元40。液晶显示面板5包括彼此相对而设的tft基板1及cf基板2、设置在tft基板1与cf基板2之间的液晶层3、以及为了将液晶层3封入tft基板1与cf基板2之间而设置成框状的密封材(省略图示)。
51.从正面(图1的上方)观看到的液晶显示装置50的显示画面50a的形状原则上为长方形或正方形,但不限于此,可为角是圆角的长方形状、椭圆形、圆形、梯形、或汽车仪表板
(instrument panel)等任意形状。
52.在液晶显示装置50的对应各像素电极的各子像素中,对液晶层3施加规定大小的电压改变液晶层3的取向状态,由此来调节从背光单元40通过第一偏光板6入射的光的透射率并让光通过第二偏光板7射出,液晶显示装置50由此显示画像。
53.本实施方式的液晶显示装置50能够作为组装在各种信息设备(例如汽车导航等车载装置、个人电脑、手机、携带信息终端、携带型游戏机、复印机、售票机、自动存取款机等)的显示装置使用。
54.tft基板1例如包括:在玻璃基板上设置成矩阵状的多个tft、以覆盖各tft的方式设置的层间绝缘膜、在层间绝缘膜上设置成矩阵状且分别与多个tft中相对应的tft相连接的多个像素电极、以及以覆盖各像素电极的方式设置的取向膜。cf基板2例如包括:在玻璃基板上设置成网格状的黑色矩阵、含有分别设置在黑色矩阵的各网格间的红色层、绿色层及蓝色层的彩色滤光片、以覆盖黑色矩阵和彩色滤光片的方式设置的公共电极、以及以覆盖公共电极的方式设置的取向膜。液晶层3由向列型液晶材料等形成,该向列型液晶材料含有具有电光学特性的液晶分子。第一偏光板6和第二偏光板7例如皆包括:具有单向偏光轴的偏光片层、以及以夹着该偏光片层的方式设置的一对保护层。
55.如图2所示,背光单元40包括反射片41、在反射片41上二维状布置的多个小型光源42、设置在多个小型光源42的上侧的光学片43层叠体、依序设置在光学片43层叠体的上侧的第一棱镜片44和第二棱镜片45、以及设置在第二棱镜片45的上侧的偏光片46。在本例中,光学片43层叠体通过层叠两层构造相同的光学片43而构成。
56.反射片41例如由白色聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制成的膜、银蒸镀膜等构成。
57.小型光源42的种类并无特别限定,例如可以为led元件或激光元件等,以成本、生产性等观点来看,优选使用led元件。俯视时,小型光源42可以呈长方形,在该情况下,一条边的长度可以为10μm以上(优选为50μm以上)20mm以下(优选为10mm以下,更优选为5mm以下)。在将led作为小型光源42使用时,可以用一定的间隔将多个边长为几mm的正方形的led芯片布置在反射片41上。为了调节成为小型光源42的led的出光角度特性,可以将透镜装设在led上。
58.如图3所示,各光学片43具有扩散层21、和形成在扩散层21上的凹凸形状层22。扩散层21例如以聚碳酸酯为母材(基体树脂)而形成,相对于母材100质量%例如还含有0.5~4质量%左右的扩散剂21a。能够适当地将公知材料作为扩散剂21a使用。扩散层21的位于凹凸形状层22的相反侧的面(下表面)21b可以是镜面,但为了使扩散性提升,也可以具有图3所示的压印(emboss)形状。凹凸形状层22例如由透明聚碳酸酯形成,例如倒(凹)金字塔形状的凹部22a呈二维状地排列在凹凸形状层22的表面上。凹部22a的顶角θ例如为90
°
,凹部22a的排列间距p例如为100μm左右。光学片43可以由含有扩散剂、表面具有凹凸形状的一层构造构成。因此,光学片43不限于图3的形态。例如,可以使光学片为设置有凹凸形状的一层构造,也可以使光学片为包括具有凹凸形状的层的三层以上的构造。凹凸形状层不限于如上所述使倒金字塔形状的凹部呈二维排列的层,也可以随机地布置凹凸。
59.第一棱镜片44和第二棱镜片45分别由薄膜构成,在该薄膜上彼此相邻地形成有横剖面为等腰三角形的多个槽,相邻一对槽所夹的部分构成棱镜,棱镜的顶角约为90
°
。此处,形成在第一棱镜片44的各个槽与形成在第二棱镜片45的各个槽被布置成彼此正交。第一棱
镜片44和第二棱镜片45可以形成为一体。第一棱镜片44和第二棱镜片45,可以使用例如用uv固化型丙烯酸系树脂使pet(polyethylene terephthalate)薄膜呈棱镜形状的部件。
60.偏光片46也可以使用例如3m公司制造的dbef系列偏光片。偏光片46通过防止从背光单元40射出的光被液晶显示装置50的第一偏光板6吸收来使显示画面50a的亮度提升。
61.如图4所示,从小型光源42射出的光在通过光学片43的两层层叠体时被凹凸形状层22和扩散剂21a扩散。这样一来,在小型光源42的正上方区域亮度就得到抑制。然而,如果通过使小型光源42与光学片43的距离、光学片43的厚度等减小来实现背光单元40的薄型化,或者为了削减成本而减少小型光源42的数量,则如图4所示,例如在光源间区域(未布置光源的区域)r等中会发生亮度的下降。需要说明的是,在图4和后述的图5中,用箭头线表示已通过光学片43的光,该箭头线的长度表示光的强度即亮度。在图4和图5中,省略了对扩散剂21a的图示。
62.因此,在本实施方式中,如图5所示,在上层光学片43中的凹凸形状层22的表面上的光源间区域r,以填埋凹凸形状层22的凹部22a的方式设置有使光源间区域r的全光线透射率提升的亮度提升部件25。换句话说,设置有亮度提升部件25的光源间区域r的全光线透射率比未设置亮度提升部件25的情况高。亮度提升部件25例如可以由能够进行点印刷的透明油墨形成。构成光学片43的扩散层21与亮度提升部件25的折射率差或者凹凸形状层22与亮度提升部件25的折射率差都是越小越好,但也可以是0.3左右以下。例如,在扩散层21或凹凸形状层22的基体树脂为聚碳酸酯的情况下,作为成为亮度提升部件25的透明油墨,可以使用中性油墨(medium)。作为中性油墨,例如可以使用uv固化型油墨或者热固化型油墨中的任一种。
63.作为亮度提升部件25,除上述透明油墨以外,还可以使用例如聚氨酯丙烯酸酯或丙烯酸树脂等uv固化树脂。作为丙烯酸树脂,具体而言,可以使用紫外线固化型聚酯丙烯酸酯、紫外线固化型环氧丙烯酸酯、紫外线固化型多元醇丙烯酸酯等。或者,作为亮度提升部件25,例如可以使用酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、环氧树脂、硅树脂、醇酸树脂、聚酰亚胺、聚胺基双马来亚酰胺、酪蛋白树脂、呋喃树脂、氨基甲酸酯树脂等热固化树脂。
64.需要说明的是,在图5所示的例子中,以完全填埋光源间区域r的凹部22a的方式设置了亮度提升部件25,但不限定于此,也可以以填埋光源间区域r的凹部22a的至少一部分的方式设置亮度提升部件25。
65.在图5所示的例子中,在光学片43上的所有光源间区域r都设置了亮度提升部件25,但也可以在光学片43上的一部分光源间区域r设置亮度提升部件25。
66.在图5所示的例子中,将亮度提升部件25设置在光学片43上的各光源间区域r整个部分,但也可以将辉度提升部件25设置在光学片43上的各光源间区域r的一部分上。
67.根据以上说明的本实施方式,在光学片43中的凹凸形状层22的表面的规定区域,具体而言,在容易发生亮度下降的光源间区域r,以填埋凹凸形状层22的凹部22a的至少一部分的方式设置有使该区域r的全光线透射率提升的亮度提升部件25。因此,由于该区域r的亮度提升,所以能够避免液晶显示装置50的整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。因此,根据本实施方式的光学片43,也能够应对背光源的进一步薄型化、光源个数的削减。
68.在本实施方式中,如果亮度提升部件25由透明油墨形成,则通过将透明油墨印刷在规定区域的凹部22a这一简单的方法,规定区域的亮度即会提升。在该情况下,如果透明油墨是中性油墨,构成光学片43的基体树脂是聚碳酸酯,则仅通过在规定区域的凹部22a上设置透明油墨,规定区域的全光线透射率就会提升。在该情况下,若通过对透明油墨进行点印刷来形成亮度提升部件25,则易于调节规定区域的全光线透射率。
69.在本实施方式中,若光学片43(扩散层21和凹凸形状层22)与亮度提升部件25的折射率差为0.3以下,则利用亮度提升部件25即能够使规定区域的亮度提升,不受光学片43与亮度提升部件25的界面处的光扩散的影响。
70.在本实施方式中,若光学片43(扩散层21)含有扩散剂21a,则亮度均匀性会进一步提升。
71.在本实施方式中,若凹凸形状层22的凹部22a具有凹金字塔形状,则亮度均匀性会进一步提升。
72.本实施方式中,若光学片43(扩散层21)的位于凹凸形状层22的相反侧的面21b具有压印形状,则亮度均匀性会进一步提升。
73.在本实施方式中,若光学片43中的凹凸形状层22的表面上设置有亮度提升部件25的规定区域(具体而言为光源间区域r)比未设置有亮度提升部件25的其他区域平坦,则与该其他区域相比,能够使规定区域的全光线透射率进一步地提升。
74.根据包括本实施方式的光学片43的背光单元40,能够避免整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。
75.就背光单元40而言,若将亮度提升部件25布置在多个光源42中彼此相邻的光源42的中间区域即光源间区域r,则能够使亮度容易下降的光源间区域r的亮度增大。
76.就背光单元40而言,若多个光源42与光学片43之间的距离在10mm以下,则即使是光源间区域r等容易产生亮度下降的构成,也能够利用亮度提升部件25使亮度均匀性提升。
77.就背光单元40而言,若多个光源42为led元件,则即使减少光源个数,所获得的整个画面的亮度也足够。
78.就背光单元40而言,若有规律地布置多个光源42,则亮度均匀性会进一步提升。
79.就背光单元40而言,若多个光源42布置在设置在光学片43的相反侧的反射片41上,则亮度均匀性会进一步提升。
80.根据包括背光单元40的液晶显示装置50或包括液晶显示装置50的信息设备,能够避免整个画面的亮度下降,并能够使亮度均匀性提升。
81.需要说明的是,在本实施方式中,将亮度提升部件25设置在光源间区域r,但不限定于此,也可以将亮度提升部件25设置在背光单元40中亮度相对较低的片材端部等区域。例如,在矩形显示画面的周缘部发生亮度下降的情况下,如图6所示的变形例1那样,可以沿着与该画面形状相对应的光学片43的周缘部布置亮度提升部件25。或者,在不能将光源布置在轨道形状的显示画面中的角落部而发生亮度下降的情况下,也可以如图7所示的变形例2那样,将亮度提升部件25布置在光学片43的角落部。
82.在本实施方式中,在上层光学片43中的凹凸形状层22的表面上设置有亮度提升部件25,但也可以代替该做法,在下层光学片43的凹凸形状层22的表面上设置亮度提升部件25。或者,不仅在上层光学片43中的凹凸形状层22的表面上设置亮度提升部件25,在下层光
学片43中的凹凸形状层22的表面上也设置亮度提升部件25。
83.在本实施方式中,小型光源42的布置个数并无特别限定,在分散地布置多个小型光源42的情况下,优选有规律地将多个小型光源42布置在反射片41上。有规律地布置是指以一定的法则性进行布置,例如以等间距布置小型光源42,则属于有规律地布置。以等间距布置小型光源42时,相邻两个小型光源42的中心之间的距离可以为0.5mm以上(优选为2mm以上)20mm以下。若相邻两个小型光源42的中心之间的距离为0.5mm以上,则容易发生以下现象:相较于其他区域,相邻小型光源42彼此间的区域容易发生亮度降低(亮度不均匀),故应用亮度提升部件25的有用性会更大。
84.另外,在本实施方式中,在光学片43的上表面(第一棱镜片44侧的表面)设置有凹凸形状(凹部22a),但凹凸形状只要设置在光学片43的至少一个表面上即可。也就是说,可以在光学片43的下表面(小型光源42侧的表面)或者光学片43的两个表面(上表面和下表面)形成凹凸形状。
85.设置在光学片43的表面的凹凸形状并无特别限定,例如可以为间距、排列状况、形状等皆随机的雾面形状、或者多个凸部或凹部有规律地呈二维排列的形状。
86.设置在光学片43的表面的凹凸形状可以含有多棱锥或者可以含有能够近似为多棱锥的形状。此处,“多棱锥”优选为能够无间隙地布置在光学片43的表面的三棱锥、四棱锥或者六棱锥。在光学片43的表面设置凹凸形状时,挤出成型或注塑成型等制造工序中虽使用模具(金属辊),但考虑到该模具(金属辊)表面的切削作业的精度,可以选择四棱锥作为“多棱锥”。
87.能够列举出的凸部的形状有半球(上半部分)、圆锥、三棱锥、四棱锥、六棱锥等,能够列举出的凹部的形状有半球(下半部分)、倒圆锥、倒三棱锥、倒四棱锥、倒六棱锥等。
88.能够列举出的凸部的形状例如还有近似半球(上半部分)、近似圆锥、近似三棱锥、近似四棱锥、近似六棱锥等,能够列举出的凹部的形状例如还有近似半球(下半部分)、近似倒圆锥、近似倒三棱锥、近似倒四棱锥、近似倒六棱锥等。此处,“近似”是指能够近似为之意,例如“近似四棱锥”是指能够近似为四棱锥形状的形状。又,考虑到工业生产的精度,凸部或凹部可为由近似半球(上半部分或下半部分)、近似圆锥(近似倒圆锥)、近似三棱锥(近似倒三棱锥)、近似四棱锥(近似倒四棱锥)变化来的形状,凸部或凹部也可以具有工业生产上的加工精度造成的不可避免的形状偏差。
89.在多个凸部或凹部有规律地二维排列在光学片43的表面的情况下,多个凸部或凹部既可以无间隙地设置在光学片43的整个表面上,也可以以固定的间距设置在光学片43的整个表面上,还可以以随机的间距设置在光学片43的整个表面上。
90.在本实施方式中,光学片43(扩散层21)所含有的扩散剂21a的材料并无特别限定,作为无机粒子例如可以使用二氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡等;有机粒子例如可以使用丙烯酸酯、丙烯腈、聚硅氧烷、聚苯乙烯、聚酰胺等。
91.从光扩散效果的观点来看,扩散剂21a的粒径可以为例如0.1μm以上(优选为1μm以上)10μm以下(优选为8μm以下)。
92.从光扩散效果的观点来看,当设形成扩散层21的材料(母材)为100质量%时,扩散剂21a的含量可以为例如0.1质量%以上(优选为0.3质量%以上)10质量%以下(优选为8质量%以下)。也可以代替扩散层21,使用不含扩散剂21a的基材层,例如由透明聚碳酸酯形成
的基材层。
93.扩散剂21a的折射率与扩散层21中的母材的折射率的差为0.01以上,优选为0.03以上,更优选为0.05以上,进一步优选为0.1以上,最优选为0.15以上。若扩散剂21a的折射率与扩散层21中的母材的折射率的差未满0.01,扩散剂21a的扩散效果会不足。
94.成为扩散层21的母材的树脂只要为让光透过的材料,则无特别限定,例如可以使用丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ms(甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、乙酸纤维素、聚酰亚胺等。
95.本实施方式中,光学片43的厚度并无特别限定,例如可以为3mm以下(优选为2mm以下,更优选为1.5mm以下,进一步优选为1mm以下)且0.1mm以上。若光学片43的厚度超过3mm,则难以实现液晶显示屏的薄型化。另一方面,若光学片43的厚度小于0.1mm,则难以获得上述亮度均匀性提升效果。
96.在像本实施方式的光学片43那样具有多层构造(下层的扩散层21和上层的凹凸形状层22)的情况下,表面设置有凹凸形状的层(凹凸形状层22)的厚度大于凹凸形状的最大高度或者最大深度。例如,在是设置有高度(或深度)20μm的凸部(或凹部)的层的情况下,该层的厚度大于20μm。
97.需要说明的是,在本说明书中,“光学片”是指具有扩散、聚光、折射、反射等各种光学功能的片材。如上所述,本实施方式的光学片43在扩散层21上具有凹凸形状层22,但是也可以取而代之,由含有扩散剂且表面具有凹凸形状的一层构造构成光学片43。或者,光学片43可以由含有扩散层21和凹凸形状层22的三层以上的构造构成。或者,光学片43可以为扩散层21和凹凸形状层22各自独立的光学片构造,也可以为将扩散层21和凹凸形状层22层叠后而得到的构造,又可以为使扩散层21和凹凸形状层22分开即非接触的构造。在后者的情况下,可以将凹凸形状层22布置在小型光源42侧。或者可以仅由扩散层21构成光学片43,并在第一棱镜片44的下表面上形成凹凸形状。也就是说,也可以在构成背光单元40的光学片的任意一个表面上形成凹凸形状,将亮度提升部件25设置在该光学片的亮度相对低的规定区域中,以填埋凹凸形状的凹部的至少一部分。
98.光学片43的制造方法并无特别限定,可以使用例如挤出成型法、注塑成型法等。使用挤出成型法制造表面具有凹凸形状的单层扩散片的步骤如下所述。首先,将已添加有扩散剂的颗粒状塑料粒子(还可以一起加入未添加扩散剂的颗粒状塑料粒子)投入单螺杆挤出机中,一边加热一边熔融、混炼。其后,用两个金属辊夹住由t模头挤出的熔融树脂冷却后,使用导辊运送,用切片机切割成单片平板,这样来制作扩散片。此处,通过用表面形状与所需要的凹凸形状相反的金属辊夹住熔融树脂来将辊表面的相反形状转印到树脂上,便能够将所需要的凹凸形状赋予给扩散片的表面。因为辊表面的形状不一定会100%转印到树脂上,所以可以从转印程度进行逆向计算来设计辊表面的形状。
99.使用挤出成型法制造表面具有凹凸形状的双层构造的扩散片时,例如往两台单螺杆挤出机中分别投入形成各层所需的颗粒状塑料粒子后,对各层进行与上述相同的步骤,并对制作出的各片材进行层叠即可。
100.或者,也可以按以下所述制作表面具有凹凸形状的双层构造的扩散片。首先,往两台单螺杆挤出机中分别投入形成各层所需的颗粒状塑料粒子,一边加热一边熔融、混炼。其后,将形成各层的熔融树脂投入一个t模头中,在该t模头内层叠,由两个金属辊夹住从该t
模头挤出的层叠熔融树脂进行冷却。其后,使用导辊运送层叠熔融树脂,用切片机切割成单片平板,由此来制作表面具有凹凸形状的双层构造的扩散片。
101.也可以使用uv(紫外线)赋形转印,按以下所述制造光学片43。首先,将未硬化的紫外线固化树脂填充到辊上,该辊具有欲转印凹凸形状的相反形状,然后将基材按压在该树脂上。接着,在填充有紫外线固化树脂的辊与基材成为一体的状态下,照射紫外线使树脂固化。接着,将通过树脂赋形转印有凹凸形状的片材从辊上剥离下来。最后,再次对片材照射紫外线使树脂完全固化,这样制作表面具有凹凸形状的扩散片。
102.本实施方式中,背光单元40使用将多个小型光源42分散地布置在液晶显示装置50的显示画面50a的背面侧的正下方型背光单元。因此,为了将液晶显示装置50小型化,需要缩短小型光源42与光学片43之间的距离。但是,若缩短该距离,则容易产生位于分散地布置着的小型光源42彼此间的区域上的那部分显示画面50a的亮度小于其他部分的亮度的现象(亮度不均匀)。
103.对此,如上所述,使用在发生亮度下降的区域设置有亮度提升部件25的光学片,对抑制亮度不均匀很有用。尤其,着眼于今后中小型液晶显示屏的薄型化,使小型光源与光学片的距离为15mm以下,优选为10mm以下,更优选为5mm以下,进一步优选为2mm以下,究极而言为0mm时,本公开的有用性更为显著。
104.(实施例和比较例)
105.以下参照图式说明实施例和比较例所涉及的光学片。图8a~图8f分别为实施例1~实施例6所涉及的光学片的剖视图。
106.如图8a~图8f所示,实施例1~实施例6所涉及的光学片43,在由聚碳酸酯形成且厚度为160μm的基材层23的表面(光源的相反侧)23a上形成有包含凹金字塔形状的凹部24的凹凸形状,并且在背面(光源侧)23b上形成有压印形状。凹部24的深度和排列间距分别为50μm和100μm。需要说明的是,虽然省略了图示,但基材层23中含有扩散剂。
107.如图8a~图8f所示,在实施例1~实施例6所涉及的光学片43中,使用由中性油墨形成的透明印墨,以分别为4%、10%、30%、50%、65%、100%的面积率在基材层23的表面23a侧进行点径为80μm的点印刷,由此将上述亮度提升部件25设置在凹部24。此处,“面积率”是进行点印刷的印刷机设定上的参数,与透明油墨在基材层23的表面23a上的面积率未必对应。需要说明的是,面积率100%的点印刷是指所谓的满版印刷(solid printing)。准备了对于与实施例1~实施例6所涉及的光学片43相同的基材层23未进行透明油墨的点印刷(即,未设置亮度提升部件25)的光学片作为“比较例1”,未图示。
108.将让光从基材层23的背面23b侧垂直入射各实施例1~实施例6所涉及的光学片43和比较例1的光学片时的雾度和全光线透射率(将未点印刷的比较例1的透射率设为“1”时的相对值)与点印刷的面积率一起示于下表1。此处,用日本suga test instruments公司制造的haze meter hz-2测量了各光学片的雾度和全光线透射率。
109.【表1】
[0110][0111]
如表1所示,随着成为亮度提升部件25的透明油墨的点印刷的面积率变大,全光线透射率上升。另一方面,即使成为亮度提升部件25的透明油墨的点印刷的面积率变大,也能够抑制雾度(扩散性)下降。例如,与比较例1的无印刷品相比,实施例6的满版印刷的透射率上升68%,另一方面,雾度下降1.7%。与比较例1的无印刷品相比,即使是实施例1的面积率为4%的点印刷,透射率也显著上升10%,但雾度下降0.2%。需要说明的是,就实际的背光而言,由于在这些光学片上还层叠有棱镜片等其他光学薄膜,因此并不是全光线透射率的增加比例会直接成为亮度的增加比例,但全光线透射率越高,亮度越高是无容置疑的。因此,通过调整点印刷的面积率,便能够容易地形成亮度提升部件25,该亮度提升部件25具有与发生亮度下降的区域的亮度下降程度相对应的全光线透射率。换句话说,通过预先查出发生亮度下降的区域和亮度下降的程度,以与亮度下降程度相对应的面积率对光学片43中的该区域进行透明油墨的点印刷来形成亮度提升部件25,则能够使亮度均匀性提升。
[0112]
表2、表3分别表示比较例1的光学片(无印刷)和实施例6的光学片43(满版印刷)中的基材层23的表面23a的算术平均粗糙度ra和最大高度rz、ry的测量结果。
[0113]
【表2】
[0114]
无印刷n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10平均最大ra(μm)11.7811.8393.1216.7629.2780.75511.7656.9580.8553.2495.63611.781rz(μm)42.0757.40611.41920.89127.7103.45040.78221.4003.77011.26519.01742.075ry(μm)43.0359.43313.56221.90029.6965.05841.64222.6466.13712.89720.60143.035
[0115]
【表3】
[0116]
满版印刷n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10平均最大ra(μm)1.4301.2821.0741.0960.7130.7300.7501.3330.6851.3371.0431.430rz(μm)7.1567.8624.6026.0253.3914.4713.6528.2343.8896.0565.5348.234ry(μm)10.04110.6948.5978.1895.9046.5846.07710.9536.0138.8478.19010.953
[0117]
按照jis b0606-1994,使用接触式表面粗糙度测量仪sj-210(日本三丰公司制造),将测量速度设定为0.5mm/s、将测量距离设定为4mm、将截止值λc设定为0.8mm,沿着与形成为近似倒四棱锥的凹部24的排列方向平行的方向,在十个不同的位置(n1~n10)进行了表2、表3所示的ra、rz、ry的测量。表2、表3还示出了ra、rz、ry的测量值的平均值及最大值。
[0118]
需要说明的是,如图9所示,在基材层23的表面,相邻的凹部(凹四棱锥)24由棱线24a划分开。因此,在没有亮度提升部件25(印刷)的情况下,如果测量截面通过凹部(凹四棱锥)24的谷部24b,则表面变粗糙(图9的(a))。另一方面,当测量截面离开凹部(凹四棱锥)24的谷部24b时,表面接近平滑(图9的(b))。于是,如表2、表3所示,在多处进行ra、rz、ry的测量,根据测量值的平均值和最大值进行了表面粗糙度的评价。
[0119]
与表2所示的比较例1(无印刷)的ra、rz、ry的平均值和最大值中的任一个值相比,表3所示的实施例6(满版印刷)的ra、rz、ry的平均值和最大值都变小。即,可知通过设置亮
度提升部件25(印刷),让油墨的树脂填埋在凹部(凹四棱锥)24,基材层23的表面就会变平滑。
[0120]
以上说明了本公开的实施方式(包括实施例,下同),但本公开不限定于前述实施方式,可以在本公开的范围内进行各种变更。即,前述实施方式的说明仅为本质上的例示而已,而非用于限制本公开、其适用物或其用途。
[0121]
例如,在上述实施方式中,使用了透明油墨作为亮度提升部件25,但并不限定于此,只要是通过填埋光学片43的凹部便能够提升全光线透射率的高透明性材料,都能够作为亮度提升部件25使用。作为这样的高透明性材料,例如能够使用将由氧化铝、氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙等无机物或尿素系的有机物等构成的白色颜料分散在载色剂(清漆:将树脂溶解在溶剂中而得到的物质)中而得到的材料。亮度提升部件25的形成方法也不限定于点印刷,当然也可以使用公知的图案形成方法等。
[0122]
-符号说明-
[0123]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
tft基板
[0124]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
cf基板
[0125]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
液晶层
[0126]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
液晶显示面板
[0127]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一偏光板
[0128]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二偏光板
[0129]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
扩散层
[0130]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
扩散剂
[0131]
21b
ꢀꢀꢀꢀ
下表面
[0132]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
凹凸形状层
[0133]
22a
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0134]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀ
基材层
[0135]
23a
ꢀꢀꢀꢀ
表面
[0136]
23b
ꢀꢀꢀꢀ
背面
[0137]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0138]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀ
亮度提升部件
[0139]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀ
背光单元
[0140]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀ
反射片
[0141]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀ
小型光源
[0142]
43
ꢀꢀꢀꢀꢀ
光学片
[0143]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一棱镜片
[0144]
45
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二棱镜片
[0145]
46
ꢀꢀꢀꢀꢀ
偏光片
[0146]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀ
液晶显示装置
[0147]
50a
ꢀꢀꢀꢀ
显示画面。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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