JP2010044270A - Light diffusion plate, optical sheet, back light unit and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光管、LED、EL等の光源を有する液晶バックライト装置や照明装置に搭載される光拡散板及びこの光拡散板を用いた光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to a light diffusing plate mounted on a liquid crystal backlight device or a lighting device having a light source such as a fluorescent tube, LED, EL, and the like, and an optical sheet, a backlight unit, and a display device using the light diffusing plate.
近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用したディスプレイ装置は、例えば、OA分野でカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管(CCFL)等の光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(いわゆるエッジライト方式)と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
In recent years, display devices using TFT-type liquid crystal panels and STN-type liquid crystal panels have been commercialized mainly in color notebook PCs (personal computers) in the OA field, for example.
Such a display device employs a so-called backlight system in which a light source is arranged on the back side of the liquid crystal panel and the liquid crystal panel is illuminated with light from the light source.
The backlight units used in this type of backlight system can be broadly divided into multiple light sources such as cold cathode fluorescent lamps (CCFL) within a flat light guide plate made of acrylic resin with excellent light transmission. There are a “light guide plate light guide method” (so-called edge light method) and a “direct type method” that does not use a light guide plate.
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置としては、たとえば図8に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板171、173に挟まれた液晶パネル172を備え、その背面側に略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリル等の透明な基材からなる導光板179が設置されており、該導光板179の上面(光出射側)と背面側の偏光板173との間に拡散フィルム(拡散層)178が設けられている。
As a display device on which a light guide plate light guide type backlight unit is mounted, for example, the display device shown in FIG. 8 is generally known.
This display device includes a
また、この導光板179の背面側には、導光板179に導入された光を液晶パネル172方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部(図示省略)が印刷等されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム(反射層)177が設けられている。
On the back side of the
さらに、導光板179の一側端部には、光源ランプ176が取り付けられており、該光源ランプ176の光を効率よく導光板179中に入射させるために光源ランプ176の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター181が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン(TiO2)粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであって、導光板179内に入射した光に指向性を付与して光出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。
Further, a
また、最近では、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、図9に示すように、拡散フィルム178と液晶パネル172との間に、集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)174、175を設けることが提案されている。このプリズムフィルム174,175は導光板179の光出射面から出射され、拡散フィルム178で拡散された光を、高効率で液晶パネル172の有効表示エリアに集光させるものである。
Recently, in order to improve the light utilization efficiency and increase the luminance, as shown in FIG. 9, a prism film (prism layer) having a condensing function between the
一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの表示装置に用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図10に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。 On the other hand, the direct type backlight unit is used in a display device such as a large liquid crystal TV in which it is difficult to use a light guide plate. As an example of using this backlight unit, for example, a display as shown in FIG. Devices are generally known.
このディスプレイ装置においては、偏光板171、173に挟まれた液晶パネル172が設けられるとともに、その背面側に蛍光管等からなる光源151が設けられている。そして、光源151から出射された光が、拡散フィルム182で拡散させられ、高効率で液晶パネル172の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源151からの光を効率よく照明光として利用するために、光源51の背面にはリフレクター152が配置されている。
In this display device, a
このような直下型方式のバックライトユニットを搭載したディスプレイ装置においては、光源イメージ(ランプイメージ)がディスプレイ画面において視認されるのを防止して輝度ムラの発生を防止すべく、光散乱粒子が配合された樹脂板が光源からの出射光を拡散させる光拡散板として設けられている。 In a display device equipped with such a direct type backlight unit, light scattering particles are blended to prevent the occurrence of uneven brightness by preventing the light source image (lamp image) from being seen on the display screen. The formed resin plate is provided as a light diffusion plate for diffusing light emitted from the light source.
この光拡散板においては、光を透過させつつ該光を散乱させてランプイメージが視認されるのを防ぐといった高透過・高拡散機能が要求されており、この機能を満たすべく、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を変えた試行錯誤が行われている。
この点、樹脂に配合する光散乱粒子として真球状粒子を使用した光拡散板の場合、視野角を広げるような光拡散特性となることが確認されている。そのため、ランプイメージが明るい部分のみが広がった状態で視認されることとなるため、広く明るい部分と狭く暗い部分とのストライプ状の輝度ムラが生じてしまう。よって、この輝度ムラを抑制するには、明暗の差が視認されにくくなるように光透過性を落とす必要が生じるため、結果として正面輝度が不十分になってしまうという問題があった。
This light diffusing plate is required to have a high transmission and high diffusion function of preventing the lamp image from being visually recognized by diffusing the light while transmitting the light. Trial and error is performed by changing the type, particle size, and blending amount.
In this regard, in the case of a light diffusing plate using spherical particles as light scattering particles to be blended with the resin, it has been confirmed that the light diffusing characteristics expand the viewing angle. Therefore, since the lamp image is visually recognized in a state where only the bright part is spread, stripe-like luminance unevenness occurs between the wide bright part and the narrow dark part. Therefore, in order to suppress this luminance unevenness, it is necessary to reduce the light transmittance so that the difference between light and dark becomes difficult to be visually recognized. As a result, there is a problem that the front luminance becomes insufficient.
さらに、図10に示す液晶ディスプレイ装置においては、視野角の制御は拡散フィルム182の拡散性のみに委ねられているため、その制御は困難であり、液晶表示画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に向かうほど暗くなる特性を避けることはできない。そのため、液晶表示画面を横から見たときの輝度の低下が大きくなり、光の利用効率の低下を招いていた。 Further, in the liquid crystal display device shown in FIG. 10, since the control of the viewing angle is left only to the diffusibility of the diffusion film 182, the control is difficult, and the central portion in the front direction of the liquid crystal display screen is bright, The characteristic that becomes darker toward the periphery cannot be avoided. For this reason, when the liquid crystal display screen is viewed from the side, the luminance is greatly reduced, and the light utilization efficiency is reduced.
そこで、このような問題を解決する一つの方法として、図11に示すように、米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム(Brightness Enhancement Film:BEF)185をバックライト用照明光源190の上方に位置して配置され、さらに、BEF185の上方である光出射面側に図示しない光拡散フィルムを配置して正面輝度を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照)。
BEF185は、図11及び図12に示すように、透明基材186の上面に、断面が三角形状の単位プリズム187が一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。
この単位プリズム187は光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)である。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)または“リサイクル(recycle)”する。
Therefore, as one method for solving such a problem, as shown in FIG. 11, a brightness enhancement film (BEF) 185, which is a registered trademark of 3M USA, is placed above the
As shown in FIGS. 11 and 12, the
The
ディスプレイ装置の使用時(観察時)に、BEFは、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。
なお、このBEFを単独で用いた場合、単位プリズムの反復的アレイ構造は1方向のみに並列された状態となるため、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能となる。よって、水平及び垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、一般的には、2枚のシートを組み合わせ、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。
When this BEF is used alone, the repetitive array structure of unit prisms is arranged in only one direction, so that only the direction change or recycling in the parallel direction is possible. Therefore, in order to control the luminance of the display light in the horizontal and vertical directions, generally, two sheets are combined and used so that the parallel directions of the unit prism groups are substantially orthogonal to each other.
ところで、上述のように光拡散板とともにBEFを用いた場合、視聴者の視覚方向の光の強度を高めて正面輝度を向上させることができるものの、屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなくサイドローブ光として横方向に無駄に出射されてしまうという問題がある。 By the way, when the BEF is used together with the light diffusing plate as described above, it is possible to increase the intensity of light in the viewer's visual direction and improve the front luminance, but the light component due to the refraction action is in the viewer's visual direction. There is a problem that the side lobe light is unnecessarily emitted in the lateral direction without traveling.
このためBEFから出射される輝度分布は、図13の輝度分布図に示すように、視聴者の視覚方向に対する角度0°における正面輝度が最も高められている一方で、正面より±90°近辺に小さな光強度ピークが生じてしまい効率よく集光を行うことができないという問題があった。 For this reason, as shown in the luminance distribution diagram of FIG. 13, the luminance distribution emitted from the BEF has the highest front luminance at an angle of 0 ° with respect to the visual direction of the viewer, and is around ± 90 ° from the front. There was a problem that a small light intensity peak was generated and the light could not be collected efficiently.
また、正面方向の輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって視域が極端に限定されてしまう。そのため、ピーク幅を適度に拡げるためにBEF(プリズムシート)とは別部材の光拡散フィルムを新たに設ける必要があり、部品点数が増加してしまう。よって、材料コストの増加に繋がるだけでなく、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、好ましくない。 In addition, when only the luminance in the front direction is excessively improved, the peak width of the curve of the luminance distribution becomes extremely narrow, and the viewing area is extremely limited. Therefore, in order to increase the peak width appropriately, it is necessary to newly provide a light diffusion film which is a separate member from BEF (prism sheet), which increases the number of parts. Therefore, not only does it lead to an increase in material cost, but the operation for assembling the display becomes complicated, which is not preferable.
本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能な光拡散板及びこれを用いた光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a light diffusing plate capable of reducing a lamp image and improving front luminance, an optical sheet using the same, a backlight unit, and a display device. The purpose is to do.
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光拡散板は、樹脂に光散乱粒子が分散混入されてなる光拡散板において、平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である第1光散乱粒子を含有する第1樹脂層と、平均粒径1〜12μmの真球形状をなす第2光散乱粒子及び平均粒径30〜60μmの真球形状をなす第3光散乱粒子を含有する第2樹脂層との少なくとも2層からなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the light diffusing plate according to the present invention is a light diffusing plate in which light scattering particles are dispersed and mixed in a resin, and has an average particle size of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72. A first resin layer containing the first light scattering particles, a second light scattering particle having an average particle diameter of 1 to 12 μm, and a third light scattering having an average particle diameter of 30 to 60 μm. It consists of at least two layers with the 2nd resin layer containing particle | grains, It is characterized by the above-mentioned.
このような特徴の光拡散板においては、樹脂に第1光散乱粒子を分散混入した第1樹脂層が光透過性及び光反射性を有する一方で、樹脂に第2光散乱粒子及び第3光散乱粒子を分散混入した第2樹脂層が光透過性及び光拡散性を有することとなる。よって、このような特性を有する第1樹脂層及び第2樹脂層とを積層することで、光透過性と光拡散性をバランス良く得つつ光反射性による光の有効利用を図ることができ、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。 In the light diffusing plate having such characteristics, the first resin layer in which the first light scattering particles are dispersed and mixed in the resin has light transmittance and light reflectivity, while the second light scattering particles and the third light are included in the resin. The second resin layer in which the scattering particles are dispersed and mixed has light transmittance and light diffusibility. Therefore, by laminating the first resin layer and the second resin layer having such characteristics, it is possible to achieve effective use of light by light reflectivity while obtaining a good balance between light transmittance and light diffusibility, The front luminance can be improved while reducing the lamp image.
また、本発明に係る光拡散板は、樹脂に光散乱粒子が分散混入されてなる光拡散板において、平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である第1光散乱粒子を含有する第1樹脂層と、平均粒径1〜12μmの真球形状をなす第2光散乱粒子を含有する第2樹脂層と、平均粒径30〜60μmの真球形状をなす第3光散乱粒子を含有する第3樹脂層との少なくとも3層からなるものであってもよい。 The light diffusing plate according to the present invention is a light diffusing plate in which light scattering particles are dispersed and mixed in a resin. The light diffusing plate has an average particle size of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72. A first resin layer containing the first light scattering particles, a second resin layer containing second light scattering particles having a true spherical shape with an average particle diameter of 1 to 12 μm, and a true resin with an average particle diameter of 30 to 60 μm. It may consist of at least three layers with a third resin layer containing third light scattering particles having a spherical shape.
このような特徴の光拡散板においては、樹脂に第1光散乱粒子を分散混入した第1樹脂層が光透過性及び光反射性を有するとともに、樹脂に第2光散乱粒子を分散混入した第2樹脂層が高い光拡散性を、樹脂に第3光散乱粒子を分散混入した第3樹脂層が光拡散性及び光透過性を有することとなる。よって、このような特性を有する第1樹脂層、第2樹脂層及び第3樹脂層とを積層することで、光透過性と光拡散性をバランス良く得つつ光反射性による光の有効利用を図ることができ、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。 In the light diffusing plate having such characteristics, the first resin layer in which the first light scattering particles are dispersed and mixed in the resin has light transmittance and light reflectivity, and the second light scattering particles are dispersed and mixed in the resin. The second resin layer has high light diffusibility, and the third resin layer in which the third light scattering particles are dispersed and mixed in the resin has light diffusibility and light transmittance. Therefore, by stacking the first resin layer, the second resin layer, and the third resin layer having such characteristics, it is possible to effectively use light by light reflectivity while obtaining a good balance between light transmittance and light diffusibility. It is possible to improve the front luminance while reducing the lamp image.
また、本発明に係る上記少なくとも2層からなる光拡散板においては、前記第2樹脂層における前記第2光散乱粒子及び前記第3光散乱粒子の合計混入量が0.3〜35重量%であることが好ましい。 In the light diffusing plate comprising at least two layers according to the present invention, the total mixing amount of the second light scattering particles and the third light scattering particles in the second resin layer is 0.3 to 35% by weight. Preferably there is.
また、本発明に係る上記少なくとも2層又は3層からなる光拡散板においては、前記第1樹脂層における前記第1光散乱粒子の混入量が1〜10重量%であることが好ましい。 In the light diffusing plate comprising at least two layers or three layers according to the present invention, the amount of the first light scattering particles mixed in the first resin layer is preferably 1 to 10% by weight.
さらに、本発明に係る上記少なくとも2層又は3層からなる光拡散板においては、前記第2光散乱粒子と樹脂との屈折率差が0.10〜0.18であるとともに、前記第3光散乱粒子と樹脂との屈折率差が0.05〜0.10であることが好ましい。 Furthermore, in the light diffusing plate comprising at least two layers or three layers according to the present invention, a difference in refractive index between the second light scattering particles and the resin is 0.10 to 0.18, and the third light The refractive index difference between the scattering particles and the resin is preferably 0.05 to 0.10.
本発明に係る光学シートは、光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、上記いずれかの光拡散板と、該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射するレンズシートとを備えたことを特徴とする。 An optical sheet according to the present invention is an optical sheet that emits incident light from the light source to the other surface side when the light source is disposed on one surface side, and includes any one of the light diffusing plate and the light diffusing plate. And a lens sheet that is disposed on the other surface side opposite to the light source and converts the optical characteristics of the light of the light source that has passed through the light diffusion plate and emits the light.
このような特徴の光学シートによれば、正面方向に集光機能を有するレンズシートを光拡散板に積層させて構成したものであることから、上記光拡散板の作用に加えてレンズシートによる集光機能を得ることができる。したがって、ランプイメージを低減させながら高い正面輝度を得ることが可能となる。 According to the optical sheet having such a feature, a lens sheet having a condensing function in the front direction is laminated on the light diffusing plate. Therefore, in addition to the function of the light diffusing plate, the collecting by the lens sheet is performed. Optical function can be obtained. Therefore, it is possible to obtain a high front luminance while reducing the lamp image.
また、本発明に係る光学シートは、光源を一面側に配置したときに前記光源からの入射光を他面側に出射する光学シートであって、上記いずれかの光拡散板と、該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射する光拡散フィルムとを備えたものであってもよい。 The optical sheet according to the present invention is an optical sheet that emits incident light from the light source to the other surface side when the light source is disposed on the one surface side, the light diffusion plate according to any one of the above, and the light diffusion A light diffusing film that is disposed on the other surface side opposite to the light source of the plate and converts the optical characteristics of the light of the light source that has passed through the light diffusing plate and emits the light may be provided.
このような特徴の光学シートにおいても、上記光拡散板の作用に加えて光拡散フィルムによる集光機能を得ることができることから、ランプイメージを低減させながら高い正面輝度を得ることが可能となる。 Also in the optical sheet having such a feature, in addition to the function of the light diffusing plate, it is possible to obtain a light collecting function by the light diffusing film. Therefore, it is possible to obtain a high front luminance while reducing the lamp image.
本発明に係るバックライトユニットは、上記光学シートと、該光学シートの一面側に配置される光源とを備えたことを特徴とする。 A backlight unit according to the present invention includes the optical sheet and a light source disposed on one surface side of the optical sheet.
このような特徴のバックライトユニットによれば、上記の光拡散板及び光学シートを使用していることから、光拡散性と光透過性に関する光学特性が最適化されるとともに光の有効利用を図ることができ、ランプイメージが低減されるとともに正面方向の輝度が向上された光を出射することが可能となる。 According to the backlight unit having such a feature, since the light diffusing plate and the optical sheet are used, the optical characteristics relating to the light diffusing property and the light transmitting property are optimized and the light is effectively used. Thus, it is possible to emit light with a reduced lamp image and improved brightness in the front direction.
本発明に係るディスプレイ装置は、上記バックライトユニットと、該バックライトユニットの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とする。 The display device according to the present invention includes the backlight unit, and an image display unit that is disposed on an emission surface side of the backlight unit and displays an image using light from the backlight unit as display light. Features.
このような特徴のディスプレイ装置によれば、上記バックライトユニットを搭載していることから、ランプイメージが低減されるとともに正面輝度が向上された良好な表示品位の画像を提供することが可能となる。 According to the display device having such a feature, since the backlight unit is mounted, it is possible to provide an image with good display quality in which the lamp image is reduced and the front luminance is improved. .
本発明に係る光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能となる。 According to the light diffusing plate, the optical sheet, the backlight unit, and the display device according to the present invention, it is possible to reduce the lamp image and improve the front luminance.
以下、本発明の光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置の第1の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、ここでは、本発明の実施形態に係る光拡散板について、それを用いた光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置と共に説明する。
図1は第1実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
Hereinafter, a light diffusion plate, an optical sheet, a backlight unit, and a display device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the light diffusing plate according to the embodiment of the present invention will be described together with an optical sheet, a backlight unit, and a display device using the same.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the display device according to the first embodiment.
図1に示すように、第1実施形態に係るディスプレイ装置70は、上方に光を照射するバックライトユニット35の光の出射側に、液晶パネル(画像表示部)100を重ねて設けることで構成される液晶表示装置であり、液晶パネル100から上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで画像を表示するものである。
以下では、このような配置に基づいて、図1の上方向を単に表示画面側、下方向を単に背面側と称する場合がある。
As shown in FIG. 1, the
Hereinafter, based on such an arrangement, the upper direction in FIG. 1 may be simply referred to as a display screen side, and the lower direction may be simply referred to as a back side.
なお、このディスプレイ装置70は、液晶パネル100を備える液晶表示装置であるとしているが、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等のように、画像を光により表示する表示装置の種類は問わない。
The
液晶パネル100は、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶層(表示素子又はパネル)9に、その光入射面9a及び光出射面9bにガラス基板81、82が積層されることで構成されている。
また、この液晶パネル100の光入射側には、入射光の偏光方向を制御する偏光板62が配置されるとともに、液晶パネル100の光出射側には、出射光の偏光方向を制御する偏光板61が設けられている。
The
A
バックライトユニット35は、液晶パネル100の表示画面と略同一の面積の発光面を備えた発光装置であって、直下型の光源11と、該光源11からの光を、光の出射方向、出射範囲、輝度分布の少なくとも1つを制御して出射する光学シート25とから構成されている。
なお、上記光学シート25は、レンズシート17aと、該レンズシート17aの光入射面側に積層された光拡散板10とから構成されている。
The
The
光源11としては、例えば、紙面奥行き方向に延びるシリンダ形状の線状光源からなるランプを一定のピッチで離間して配置されることで構成された直下型方式を用いることができる。なお、光源11はこれに限定されることはなく、いわゆるエッジライト方式であってもよい。
線状光源としては、陰極管(CCFL)や、LED、EL、半導体レーザーなどを用いることができる。さらに、赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を導光板または拡散板で混ぜ合わせて白色光として出射させる光源や、青色のLEDに黄色蛍光発光体を塗布し、擬似白色光として出射させる光源のような、単色LEDに各色の発光体を塗布した光源を用いることもできる。
As the
As the linear light source, a cathode ray tube (CCFL), an LED, an EL, a semiconductor laser, or the like can be used. Furthermore, light from an array of red, green, and blue LEDs is mixed with a light guide plate or a diffusing plate and emitted as white light, or a yellow fluorescent light emitter is applied to a blue LED and emitted as pseudo white light. It is also possible to use a light source such as a light source in which a light emitting material of each color is applied to a single color LED.
このようなバックライト用の光源11から出射される光は、ランプに近い部分は明るくなり、ランプの間は暗くなる特性を有する。そのため、正面方向(観察者側)fの観察者から、各ランプの形状(ランプイメージ)が視認されるという問題が発生する。
しかし、バックライトユニット35は後述するような光学シート25を有し、光源11からの光を拡散させる構成になっていることから、バックライトユニット35として直下型方式やエッジライト方式のどちらを用いた場合にも、このようなランプイメージによる視認性の問題を抑制することができる。
Such light emitted from the
However, since the
レンズシート17aは、フィルム状に形成されて光透過性を有する透光性基材18と、該透光性基材の出射面18bに一体に設けられた複数の単位レンズ16とを備えている。
各単位レンズ16は紙面奥行き方向に延設されるとともに、透光性基材18の出射面18aに面する平坦面と、出射面18aから突出するように形成された凸状の曲面とを有するシリンドリカル形状であって、出射面18aにそって複数が並設されている。このように単位レンズ16をシリンドリカル形状とすることで高い集光効果を発揮することができるが、当該形状に限定されず、光の方向を制御して集光させるような形状であれば他の形状であってもよい。
The
Each
単位レンズ16は、透光性基材18上にUVや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体等を用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって透光性基材18と一体成形されてもよい。
The
そして、光拡散板10は、光源11から表示画面側に出射される光を拡散させる役割を果たしており、光源11による輝度ムラを抑制してランプイメージを低減させることができるように構成されている。
The
この光拡散板10は、図1に示すように、第1光散乱粒子13が分散混入された樹脂12が略板状に形成された第1樹脂層20と、第2光散乱粒子14及び第3光散乱粒子15が分散混入された第2樹脂21とが積層されることで構成されている。
なお、本実施形態においては、第1樹脂層20が背面側に、第2樹脂層21が表示画面側に配置されている。
このように第1樹脂層20と第2樹脂層21の2層から形成される場合、光源11側に第1樹脂層20、次に第2樹脂層21の順で配置された場合も、第2樹脂層21、次に第1樹脂層20の順で配置された場合も、何れも同等の性能を発現する。
As shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, the
When the
光拡散板10に使用される樹脂12は、透明樹脂や色付きの樹脂あるいは不透明な樹脂であっても良く、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等を使用することができる。
The
ここで、上記第1樹脂層20は光透過性及び光反射性が高く、当該性質は、樹脂12に分散混入された第1光散乱粒子13によって与えられる。
Here, the
この第1光散乱粒子13は、平均粒径が0.2〜0.6μmの範囲に設定されている。上記範囲内では、可視光波長域での光吸収がないため光のロスがなく、また、色味において黄色みを抑えることができて好ましい。
また、第1光散乱粒子13の屈折率は2.4〜2.72の範囲に設定されている。上記範囲であれば樹脂12との屈折率差が大きいため、光散乱性を高く発現することができ高い反射性を得ることができる。該第1光散乱粒子13の平均粒径が0.2μm未満あるいは0.6μmを超える場合は、反射性能が低下するため、第1樹脂層20の高い光反射性を発揮することができず好ましくない。
The first
The refractive index of the first
さらに、第1樹脂層20における第1光散乱粒子13の混入量は、1〜10重量%の範囲内に設定されており、これにより、適切な光透過性及び光反射性が付与される。
Furthermore, the mixing amount of the first
一方、上記第2樹脂層21は光透過性及び光拡散性が高く、当該性質は、樹脂12に分散混入された第2光散乱粒子14及び第3光散乱粒子15によって与えられる。
On the other hand, the
第2光散乱粒子14としては、真球形状粒子が用いられ、その平均粒径は、1〜12μmの範囲に設定されており、特に2〜6μmの範囲に設定されることが好ましい。また、第2光散乱粒子14と樹脂12との屈折率差は、0.1〜0.18の範囲に設定されている。これにより、充分な光拡散性を得ることができ、視野角分布の調整を行うことができる。
As the second
第3光散乱粒子15としては、真球形状粒子が用いられ、その平均粒径は、30〜60μmの範囲に設定されており、特に31〜55μmの範囲に設定されることが好ましい。また、第2光散乱粒子14と樹脂12との屈折率差は、0.05〜0.10の範囲に設定されている。これにより、光拡散性と光透過性の両性質を得ることができ、視野角分布の調整を行うことができる。なお、光散乱粒子15の平均粒径が30μm未満あるいは60μmを超える場合には第2樹脂層21の高い光透過性を発揮することができず好ましくない。
As the third
さらに、第2樹脂層21における第2光散乱粒子14及び第3光散乱粒子15の合計混入量は、0.3〜35重量%の範囲内に設定されており、これにより、適切な光透過性及び光拡散性が付与される。
Furthermore, the total mixing amount of the second
第1光散乱粒子13、第2光散乱粒子14及び第3光散乱粒子15の材料としては、無機微粒子または有機微粒子からなる粒子が用いられる。この例としては、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコーン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子などの無機微粒子等を挙げることができる。
As materials for the first
なお、光拡散板10は、板状やプレート状あるいはシート状をなすものであっても良く、その厚さは、0.5〜5mmの範囲内に設定されることが好ましい。
光拡散板10の厚さが0.5mm未満の場合、薄くコシがないため、撓みが生じるという問題がある。一方、光拡散板10の厚さが5mmを越える場合には、光源11からの光の透過率が低下するという問題がある。
The
When the thickness of the
このような光拡散板10は、上記第1樹脂層20及び第2樹脂層21を押出法や共押出法等にて一体成形することで製造することができる。
押出法は、押出機で熱可塑性樹脂を加熱溶解させ、Tダイから押出し、板状あるいはシート状に成形する方法である。また、共押出法は、積層板あるいは積層シートを形成する場合に用いられ、複数台の押出機を用い、フィードブロックダイやマニホールドダイなどの積層ダイから、積層押出しを行って、複層板状に成形する方法である。
Such a
The extrusion method is a method in which a thermoplastic resin is heated and melted with an extruder, extruded from a T-die, and formed into a plate shape or a sheet shape. The coextrusion method is used when forming a laminated plate or a laminated sheet. Using a plurality of extruders, a multilayer extrusion is performed from a laminated die such as a feed block die or a manifold die. It is the method of shape | molding.
光拡散板10の表面にはマット加工が施されていることが好ましい。この場合、光源11からの光を表面散乱させるため、ランプイメージの低減やピンを確認しにくくする等の効果を得ることができる。また、光拡散板10の光出射面10bにマット加工を施した場合、その表示画面に重ね合わせた部材(本実施形態においてはレンズシート17a)と面接触せずにその間に空隙を得ることができるため、光拡散板10とレンズシート17aとの密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことができる。
なお、マット加工に変えて、不連続の微小突起を設ける加工を施してもよい。
The surface of the
Instead of mat processing, processing for providing discontinuous minute protrusions may be performed.
また、光拡散板10は、光源11側に配置される第1樹脂層20の少なくとも一層に紫外線吸収剤が添加されたものであってもよい。
これにより、光源11から照射される紫外線による光拡散板10自体の劣化を抑制することができ長寿命化を図ることができる。さらには、光拡散板10の光出射面10bに対向して配置されたレンズシート17aや拡散フィルム61、62の紫外線による劣化を抑制することができる。
この紫外線吸収剤としては、例えば、2-(2'- ヒドロキシ-5'-メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、2-ヒドロキシ-4- メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、4-t-ブチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸エステル系化合物、2-エトキシ-2'-エチルオキザリックアシッドビスアニリドなどのオキザリックアシッドアニリド系化合物、エチル-2- シアノ-3,3- ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系等を用いることができる。
Moreover, the
Thereby, deterioration of the
Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole compounds such as 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, benzophenone compounds such as 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 4-t- Salicylic acid ester compounds such as butylphenyl salicylate; Oxalic acid anilide compounds such as 2-ethoxy-2'-ethyl oxalic acid bisanilide; Cyanoacrylates such as ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate A system or the like can be used.
上記光拡散板10とレンズシート17aとが積層されてなる光学シート25は、粘着剤やスペーサー等の固定要素によって接合されたものであってもよい。この固定要素の一例としては、アクリル系の粘着剤をフィルムに塗布する等して得られる粘着シートが挙げられる。
The
また、レンズシート17aと光拡散板10との間には、空隙(空気層)200が形成される。この場合、単位レンズ16における集光効果に加えて当該空隙200による拡散効果を得ることができるため、光学シート25と通過する光は光学利得が1以上で出射されることとなる。
ここで光学利得とは、拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を1として、その輝度との比で表されるものである。拡散部材の拡散性が測定する方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を求め、それらを集計することにより拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。なお、完全拡散とは、拡散部材による光の吸収が0で、かつ、どの方向にも一定の強度を持つとする理想的な拡散部材のことを示す。つまり、光学利得が1以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。
Further, a gap (air layer) 200 is formed between the
Here, the optical gain is one of the indexes indicating the diffusibility of the diffusing member, and is expressed as a ratio with respect to the luminance of the diffuser that completely diffuses as 1. When the diffusivity of the diffusing member is biased depending on the direction to be measured, the optical gain for each direction is obtained, and the diffusion characteristics of the diffusing member can be shown by counting them. Note that complete diffusion refers to an ideal diffusing member that has zero light absorption by the diffusing member and has a certain intensity in any direction. That is, an optical gain of 1 or more indicates that there is an effect of collecting light in the measurement direction, and that the larger the value, the stronger the light collection effect.
次に、上記構成からなるディスプレイ装置70の作用について説明する。
光源11から出射された光は光拡散板10の入射面10aに入射し、当該光拡散板10において散乱させられて拡散光として進み、光源11の輝度ムラが解消されるとともに適宜の角度範囲に広がり角を有する光として光拡散板10の出射面10bに到達する。
Next, the operation of the
The light emitted from the
光拡散板10の出射面10bに到達した光は、光拡散板10とレンズシート17aとの間の空隙200の屈折率に応じて、スネルの法則に従った屈折作用を受けレンズシート17aに入射する。そして、レンズシート17aに入射する光は、その入射面18aで屈折した後、各単位レンズ16で屈折され表示画面側に出射される。その後、偏光フィルム62を通過することで適宜偏光させられた後、液晶パネル100の偏光板82、液晶層9及び偏光板81を介して、所定の画素領域から光が表示光として透過され、さらに偏光フィルム61を通過することで視野角を有する画像が表示される。
The light that has reached the
ここで、樹脂12に第1光散乱粒子13を分散混合してなる第1樹脂層20においては、上述のように、高い光透過性及び光反射性を有している。
光透過性について詳述すると、第1樹脂層20を通過する光の輝度分布は、図2に示すように、正面方向fにのみ突出して高く、正面方向fから外れた場合は急激に落ち込んで広角度にかけて広がりを保持するといった視野角特性を示す。そのため、当該第1樹脂層を通過しても正面方向fの明るさを得ることができ、さらに、入射光に対して垂直方向に近い広範囲にかけてある程度均一の明るさを発現する。したがって、光源11のランプとランプとの間の暗所を均一の明るさにする効果があり、ランプイメージ低減効果を得ることができる。
また、光反射性について詳述すると、第1樹脂層20で反射された光は反射光として光源11側に戻され、さらに光源11側に設けた反射板において反射されることで、再帰光として再び光拡散板10に入射される。この過程を繰り返すことで、光の再利用を図ると同時に、斜め方向のランプイメージ低減効果を得ることができる。
Here, the
The light transmission will be described in detail. The luminance distribution of the light passing through the
Further, the light reflectivity will be described in detail. The light reflected by the
一方、樹脂12に第2光散乱粒子14及び第3光散乱粒子15を分散混合してなる第2樹脂層21においては、上述のように、高い光透過性及び光拡散性を有している。
On the other hand, the
第2光散乱粒子14の特性について詳述すると、例えば、該第2光散乱粒子14のみを樹脂12に分散混入して光拡散部材を成形した場合、高い光拡散性を有することとなり、通過する光の輝度分布は、図3に示すように、正面方向fから視野角の広がりを保持しつつ、前方への拡散性が高く、広角度で急激に落ち込むような視野角特性を示す。そのため、光源11上のランプの明所が大きく広げられて高い光拡散性を得ることができることから、ランプイメージの低減効果が得ることができる。
The characteristics of the second
また、第3光散乱粒子15の特性について詳述すると、例えば、該第3光散乱粒子15のみを樹脂12に分散混入して光拡散部材を成形した場合、光透過性と光拡散性を合わせもった性質を示し、通過する光の輝度分布は、図4に示すように、正面方向fからの視野角の広がりを保持しつつ、広角度に向けて緩やかに落ち込むような視野角特性を示す。そのため、透過性を維持して光を拡散させつつも、集光効果に類似した作用を示し中心の明るさを維持することができる。
Further, the characteristics of the third
即ち、このような特性の第2光散乱粒子14と第3光散乱粒子15を分散混入させた第2樹脂層21においては、高い光透過性及び光拡散性の両方の性能を発揮することができる。
That is, the
したがって、光拡散板10は、光透過性と光反射性とを有する第1透明樹脂層20と、光透過性と光拡散性とを有する第2透明樹脂層21とが積層されることで構成されていることから、光透過性と光拡散性をバランス良く得つつ光反射性による光の有効利用を図ることができ、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。
さらに、このように光拡散板10のみで高い拡散機能が得られるため、別途、拡散フィルム等を設ける必要はない。したがって、部品点数を削減して製造コストを低下させることが可能となる。
Therefore, the
Furthermore, since a high diffusion function can be obtained only with the
また、本実施形態の光学シート25は、正面方向(観察者側)fに集光機能を有するレンズシート17aを光拡散板10に積層させて構成したものであることから、上記光拡散板10の作用に加えてレンズシート17aによる集光機能を得ることができる。しがって、この光学シート25によれば、ランプイメージを低減させながら非常に高い正面輝度を得ることが可能となる。
In addition, since the
なお、光学シート25は、光拡散板10を薄く形成した場合であっても光学シート10自体の強度を高くすることが可能であり、さらにディスプレイ装置70の画像表示品位を優れたものとすることが可能であるため、大型のディスプレイに用いるのが好適である。
また、この光学シート25は、バックライト用の光源11からの光の輝度を向上させるために用いる用途以外にも、ディスプレイの視野角をコントロールするためのシートまたはコントラストを向上させるためのシートとして利用することも可能である。
さらに、例えば、投射スクリーンで投射された光の輝度を向上させるシートやまたは太陽電池用の光制御を行うシートにも利用することも可能である。
また、光学シート25は、照明源からの光を均一に拡散、集光させることができるため、照明カバーや看板あるいは、建材等に利用することができる。
The
Further, the
Furthermore, for example, it can also be used for a sheet for improving the luminance of light projected on the projection screen or a sheet for performing light control for solar cells.
Moreover, since the
さらに、本実施形態のバックライトユニット35によれば、上記の光拡散板10及び光学シート25を使用していることから、光拡散性と光透過性に関する光学特性が最適化されるとともに、正面方向(観察者側)fの輝度が向上された光を液晶パネル100に入射させることができる。そのため、このバックライトユニット35を搭載したディスプレイ装置70においては、高輝度かつランプイメージが低減された画像を表示することができる。
また、ランプイメージ低減効果及び輝度が高いため光源11との距離を近づけることができ、光源11のランプ数を減らすことができるため、バックライトユニット35及びディスプレイ装置70の省エネ化を図ることが可能となる。
なお、上記光学シート25を用いていることから、薄型のバックライトユニット35とすることができるとともに、大型のディスプレイ装置70を容易に構成することが可能となる。
Furthermore, according to the
Further, since the lamp image reduction effect and the brightness are high, the distance to the
Since the
次に本発明の第2の実施形態のディスプレイ装置80について説明する。図5は第2実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
第2実施形態のディスプレイ装置80は、第1の実施形態のディスプレイ装置70が第1樹脂層20と第2樹脂層21との2層構造の光拡散板10を備えているのに対し、第1樹脂層20、第2樹脂層22及び第3樹脂層23からなる3層構造の光拡散板40を備えている点で第1の実施形態とは相違する。
したがって、図5においては、図1と同様な構成要素には同一符号してその説明を省略する。
Next, the
In the
Therefore, in FIG. 5, the same components as those in FIG.
この光拡散板40は、図5に示すように、第1光散乱粒子13が分散混入された樹脂12が略板状に形成された第1樹脂層20と、第2光散乱粒子14が分散混入された樹脂12が略板状に形成された第2樹脂層22と、第3光散乱粒子15が分散混入された第3樹脂層23とが積層されることで構成されている。
なお、本実施形態においては、背面側から第1樹脂層20、第2樹脂層21、第3樹脂層23といった順序で積層されている。表示画面側に配置されている。
As shown in FIG. 5, the
In the present embodiment, the
このように第1樹脂層20と第2樹脂層21および第3樹脂層22の3層から形成される場合、光源11側から第1樹脂層20、次に第2樹脂層21、その次に第3樹脂層の順で配置された場合も、第2樹脂層21、次に第3樹脂層22、その次に第1樹脂層20の順で配置された場合も、第3樹脂層22、次に第1樹脂層20、その次に第2樹脂層21の順で配置された場合も、第1樹脂層20、次に第3樹脂層22、その次に第2樹脂層21の順で配置された場合も、第2樹脂層21、次に第3樹脂層22、その次に第1樹脂層20の順で配置された場合も、第2樹脂層21、次に第1樹脂層20、その次に第3樹脂層22の順で配置された場合も、何れも同等の性能を発現する。
When the
この光拡散板40において、第1樹脂層20の構成は第1実施形態の光拡散板10と同様である。即ち、第1樹脂層20は、第1光散乱粒子13が分散混入されることにより光透過性及び光反射性が高いものとされている。
一方、第2樹脂層22は、第2光散乱粒子14が分散混入されることにより、光拡散性が高いものとされ、第3樹脂層23は第3光散乱粒子15が分散混入されることにより、光拡散性と光透過性の両性質が付与されている。
なお、これら第1光散乱粒子13、第2光散乱粒子14及び第3光散乱粒子15の粒径・屈折率は第1実施形態で説明した通りである、
In this
On the other hand, the
The particle diameter and refractive index of the first
ここで、第1樹脂層20を通過する光の輝度分布は、第1実施形態と同様に図2に示すような視野角特性を示すため、当該第1樹脂層20を通過した光により、正面方向fの明るさを得ることができるとともに広範囲にかけてある程度均一の明るさを得ることができる。したがって、ランプイメージ低減効果を得ることができる。
また、第1樹脂層20で反射された光は反射光として光源11側に戻され、さらに光源11側に設けた反射板において反射されることで、再帰光として再び光拡散板10に入射される。この過程を繰り返すことで、光の再利用を図ると同時に、斜め方向のランプイメージ低減効果を得ることができる。
Here, the luminance distribution of the light passing through the
Further, the light reflected by the
第2樹脂層22を通過する光の輝度分布は、図3に示すように、正面方向fから視野角の広がりを保持しつつ、前方への拡散性が高く、広角度で急激に落ち込むような視野角特性を示す。そのため、光源11上のランプの明所が大きく広げられて高い光拡散性を得ることができることから、ランプイメージの低減効果が得ることができる。
As shown in FIG. 3, the luminance distribution of the light passing through the
さらに、第3樹脂層23を通過する光の輝度分布は、図4に示すように、正面方向fからの視野角の広がりを保持しつつ、広角度に向けて緩やかに落ち込むような視野角特性を示す。そのため、透過性を維持して光を拡散させつつも、集光効果に類似した作用を示し中心の明るさを維持することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the luminance distribution of light passing through the
したがって、光拡散板40は、光透過性と光反射性とを有する第1透明樹脂層20と、高い光拡散性を有する第2樹脂層22と、光透過性及び光拡散性を有する第3透明樹脂層23とが積層されて構成されているため、第1実施形態の光拡散板10同様、光反射性による光の有効利用を図りつつ光拡散性と光透過性に関する光学特性が最適化され、ランプイメージを低減しながら正面輝度を向上させることが可能となる。
さらに、このように光拡散板40のみで高い拡散機能が得られるため、別途、拡散フィルム等を設ける必要はない。したがって、部品点数を削減して製造コストを低下させることが可能となる。
Therefore, the
Furthermore, since a high diffusion function can be obtained only with the
次に本発明の第3の実施形態のディスプレイ装置90について説明する。図6は第3実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す模式的な断面図である。
第2の実施形態のディスプレイ装置90は、第1の実施形態のディスプレイ装置70がレンズシート17aを備えていたのに対し、図6に示すように、レンズシート17aに代えて光拡散フィルム17bを備えている点で第1の実施形態とは相違する。
したがって、図6においては、図1と同様な構成要素には同一符号してその説明を省略する。
Next, a
In the
Therefore, in FIG. 6, the same components as those in FIG.
第3の実施形態においては、光拡散フィルム17bを光拡散板10の光出射面10a側に積層することで光学シート25が構成されており、さらに、この光学シート25を用いてバックライトユニット35及びディスプレイ装置90が構成されている。
In the third embodiment, the
上記光拡散フィルム17bは、光拡散板10から出射された光をムラ無く拡散する効果とその出射光を集光する効果とを有しており、フィルム状に形成されて光透過性を有する透光性基材191と、該透光性基材191の出射面に形成された光拡散部192とを備え、該光拡散部192は複数の凸部から構成されている。この凸部の形状は特に限定されるものではなく、光拡散性と集光効果を発現するような形状であればよい。
なお、光拡散フィルム17bは、入射光の一部を全反射するように構成されたものであってもよく、また、複数枚を積層したものであってもよい。
The
The
また、光拡散フィルム17bと光拡散板10との間には、空隙(空気層)200が形成される。この場合、単位レンズ16における集光効果に加えて当該空隙200による拡散効果を得ることができるため、光学シート25と通過する光は光学利得が1以上で出射されることとなる。
Further, a gap (air layer) 200 is formed between the
さらに、光拡散板10と17bとが積層されてなる光学シート25は、第1実施形態の光学シート25と同様に粘着剤やスペーサー等の固定要素によって接合されたものであってもよい。この場合には、上記空隙200を容易に設けることが可能となる。
Further, the
以上のような構成の図6に示すディスプレイ装置80においては、光源11から出射されて光拡散板10を伝達してきた光が、光拡散フィルム17bの光入射面19aから入射され、さらに、その光は光拡散フィルム17bの光出射面19bから光学利得1以上で出射される。この際、光拡散フィルム17bによって集光効果が発現されるため、高い正面輝度を得ることができる。
また、第3実施形態における光学シート25は、光拡散板10の正面方向(観察者側)に集光効果を有する光拡散フィルム17bを光拡散板10に積層させて光学シート25を形成することから、上述した光拡散板10の寄与により光を拡散させてランプイメージを低減させることができるとともに、光を集光させて光の利用効率を高めて正面輝度を向上させることができる。
In the
The
なお、この第3の実施形態の変形例として、例えば、図7に示すようなディスプレイ装置91であってもよい。
この変形例のディスプレイ装置91は、2層構造の光拡散板10に代えて、第2実施形態で説明した3層構造の光拡散板40を備えている。これによっても、光拡散フィルム17bによる集光効果が発現されるため、高い正面輝度を得ることができる。
As a modification of the third embodiment, for example, a
The
以上、本発明の実施形態の光拡散板10、40、光学シート25、バックライトユニット35及びディスプレイ装置70、80、90、91について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
As described above, the
例えば、2層構造の光拡散板10においては、第1樹脂層20が背面側、第2樹脂層21が表示画面側に配置されたものについて説明したが、これとは逆に、背面側に第2樹脂層21が、表示画面側に第1樹脂層20が配置されたものであってもよい。
また、3層構造の光拡散板40においても、第1樹脂層20、第2樹脂層22及び第3樹脂層23を積層する順序は適宜変更可能である。
For example, in the
In the
さらに、輝度向上あるいはランプイメージ低減効果をさらに向上させるために、光拡散板10の片面または両面にレンズ形状あるいは凸部を賦形しても良い。この場合、その表面の粗さの最大と最小の差は約200μmまでが好ましい。
Furthermore, in order to further improve the brightness enhancement or lamp image reduction effect, a lens shape or a convex portion may be formed on one side or both sides of the
本実施形態で示した光拡散板を用いた光学シートを作製し、その物性の評価を行った。以下、作製した光拡散板及び光学シートの具体的構成、試験方法及び試験結果について説明する。
なお、光学シートとしては、第1の実施形態で説明したように、光拡散板にレンズシートとを積層したものを作製した。
An optical sheet using the light diffusing plate shown in this embodiment was produced, and its physical properties were evaluated. Hereinafter, specific configurations, test methods, and test results of the produced light diffusion plate and optical sheet will be described.
As described in the first embodiment, the optical sheet was prepared by laminating a light diffusion plate and a lens sheet.
(レンズシート)
熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを材料として、光学シートを構成するレンズシートを作製した。具体的には、上記熱可塑性ポリカーボネート樹脂ビーズを溶融させた後、押出機により当該シートを押し出して、当該シートが冷却、硬化する前に金型ロールによって凸状のシリンドリカル形状の単位レンズを成形した。なお、該単位レンズのピッチは60μmとした。
(Lens sheet)
A lens sheet constituting an optical sheet was produced using thermoplastic polycarbonate resin beads as a material. Specifically, after melting the thermoplastic polycarbonate resin beads, the sheet is extruded by an extruder, and a convex cylindrical unit lens is molded by a mold roll before the sheet is cooled and cured. . The unit lens pitch was 60 μm.
(2層構造の光拡散板)
次に、第1樹脂層及び第2樹脂層からなる2層構造の光拡散板を作製し、これを上記のレンズシートと積層させて光学シートを作製し、物性の評価を行った。
(Light diffusion plate with two layers)
Next, a light diffusion plate having a two-layer structure composed of a first resin layer and a second resin layer was prepared, and this was laminated with the above lens sheet to prepare an optical sheet, and physical properties were evaluated.
(実施例1〜8の光拡散板)
屈折率1.59のポリスチレン樹脂(PS)に1種の光散乱粒子(実施形態の第1光散乱粒子に相当)を添加した第1樹脂層及び2種の光散乱粒子(実施形態の第2光散乱粒子及び第3光散乱粒子に相当)を添加した第2樹脂層からなる2層の光拡散板を実施例1〜8として作製した。各樹脂層の厚み、光散乱粒子の平均粒径、屈折率、混入量(重量%)は表1に示す通りである。
具体的には、積層押出機によって、上記第1樹脂層及び第2樹脂層からなる積層シートを、その押出量を調整しながら押出し成形することで光拡散板を作製した。この際、押出機のダイ温度を200℃に、ロール温度(第2ロールの温度)を100℃に設定した。
(Light diffusing plate of Examples 1-8)
A first resin layer obtained by adding one kind of light scattering particles (corresponding to the first light scattering particles in the embodiment) to polystyrene resin (PS) having a refractive index of 1.59 and two kinds of light scattering particles (second embodiment). A two-layer light diffusion plate made of a second resin layer added with light scattering particles and third light scattering particles) was prepared as Examples 1-8. Table 1 shows the thickness of each resin layer, the average particle diameter of the light scattering particles, the refractive index, and the mixing amount (% by weight).
Specifically, a light diffusing plate was produced by extruding a laminated sheet composed of the first resin layer and the second resin layer while adjusting the extrusion amount with a laminated extruder. At this time, the die temperature of the extruder was set to 200 ° C., and the roll temperature (temperature of the second roll) was set to 100 ° C.
(比較例1〜14の光拡散板)
屈折率1.59のポリスチレン樹脂(PS)に1種の光散乱粒子(実施形態の第1光散乱粒子に相当)を添加した第1樹脂層及び2種の光散乱粒子(実施形態の第2光散乱粒子及び第3光散乱粒子に相当)を添加した第2樹脂層からなる2層の光拡散板を比較例1〜14として作製した。
(Light diffusion plate of Comparative Examples 1 to 14)
A first resin layer obtained by adding one kind of light scattering particles (corresponding to the first light scattering particles in the embodiment) to polystyrene resin (PS) having a refractive index of 1.59 and two kinds of light scattering particles (second embodiment). Two layers of light diffusing plates made of the second resin layer to which light scattering particles and third light scattering particles were added) were produced as Comparative Examples 1-14.
(評価)
そして、このような実施例1〜8及び比較例1〜14の光拡散板と上記レンズシートと重ね合わせて光学シートとし、ランプイメージ効果と明るさの評価を行った。その結果を表2に示す。なお、明るさは7000cd/m2以上を合格とした。
(Evaluation)
Then, the light diffusion plates of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 14 and the lens sheet were overlapped to form an optical sheet, and the lamp image effect and brightness were evaluated. The results are shown in Table 2. In addition, the brightness set 7000 cd / m < 2 > or more as the pass.
表1及び表2から、平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である第1光散乱粒子を1〜10重量%含有する第1樹脂層と、平均粒径1〜12μmの真球形状をなす第2光散乱粒子及び平均粒径30〜60μmの真球形状をなす第3光散乱粒子を合計0.3〜35重量%含有する第2樹脂層とからなり、第2光散乱粒子と樹脂との屈折率差が0.10〜0.18であるとともに、第3光散乱粒子と樹脂との屈折率差が0.05〜0.10である実施例1〜8においては、ランプイメージは視認されず画像表示は良好であるとともに、明るさが7000cd/m2以上となり好ましい結果となった。 From Table 1 and Table 2, the first resin layer containing 1 to 10% by weight of first light scattering particles having an average particle diameter of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72; A second resin containing a total of 0.3 to 35% by weight of a second light scattering particle having an average particle diameter of 1 to 12 μm and a third light scattering particle having an average particle diameter of 30 to 60 μm The refractive index difference between the second light scattering particles and the resin is 0.10 to 0.18, and the refractive index difference between the third light scattering particles and the resin is 0.05 to 0.10. In Examples 1 to 8, the lamp image was not visually recognized, the image display was good, and the brightness was 7000 cd / m 2 or more, which was a favorable result.
一方、上記条件のいずれかを満たさない比較例1〜14においては、ランプイメージ及び明るさの少なくとも一方が好ましくない結果となった。なお、表1においては、上記条件を充足しない項目については、色彩を施すことで明示している。
よって、上記条件を満たすことにより、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能な光拡散板及光学シートを作製可能なことがわかった。
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 14 that do not satisfy any of the above conditions, at least one of the lamp image and the brightness was not preferable. In Table 1, items that do not satisfy the above conditions are clearly shown by applying colors.
Therefore, it was found that a light diffusing plate and an optical sheet capable of reducing the lamp image and improving the front luminance can be produced by satisfying the above conditions.
(3層構造の光拡散板)
次に第1樹脂層、第2樹脂層及び第3樹脂層からなる3層構造の光拡散板を作製し、物性の評価を行った。
(Three-layer light diffuser)
Next, a light diffusing plate having a three-layer structure including a first resin layer, a second resin layer, and a third resin layer was produced, and physical properties were evaluated.
(実施例9〜16の光拡散板)
屈折率1.59のポリスチレン樹脂(PS)に、1種の光散乱粒子を添加した第1樹脂層、1種又は2種の光散乱粒子を添加した第2樹脂層、1種又は2種の光散乱粒子を添加した第3樹脂層からなる3層構造の光拡散板を実施例9〜16として作製した。
各樹脂層の厚み、光散乱粒子の平均粒径、屈折率、混入量(重量%)は表1に示す通りである。なお、当該光拡散板は第1樹脂層と第3樹脂層とで第2樹脂層を挟み込むように構成されている。
具体的な作製方法として、積層押出機によって、上記第1樹脂層及び第2樹脂層からなる積層シートを、その押出量を調整しながら押出し成形することで光拡散板を作製した。この際、押出機のダイ温度を200℃に、ロール温度(第2ロールの温度)を100℃に設定した。
(Light diffusion plate of Examples 9 to 16)
First resin layer with one kind of light scattering particles added to polystyrene resin (PS) with a refractive index of 1.59, second resin layer with one kind or two kinds of light scattering particles, one kind or two kinds of resin Examples 9 to 16 were prepared as light diffusion plates having a three-layer structure composed of a third resin layer to which light scattering particles were added.
Table 1 shows the thickness of each resin layer, the average particle diameter of the light scattering particles, the refractive index, and the mixing amount (% by weight). The light diffusion plate is configured to sandwich the second resin layer between the first resin layer and the third resin layer.
As a specific production method, a light diffusing plate was produced by extruding a laminated sheet composed of the first resin layer and the second resin layer while adjusting the extrusion amount with a laminated extruder. At this time, the die temperature of the extruder was set to 200 ° C., and the roll temperature (temperature of the second roll) was set to 100 ° C.
(比較例15〜21の光拡散板)
屈折率1.59のポリスチレン樹脂(PS)に1種の光散乱粒子を添加した第1樹脂層、第2樹脂層及び第3樹脂層のからなる3層構造の光拡散板を比較例15〜21として作製した。
具体的な作製方法としては、上記実施例1〜7と同様である。
(Light diffusion plate of Comparative Examples 15 to 21)
Comparative Example 15 to a light diffusion plate having a three-layer structure composed of a first resin layer, a second resin layer, and a third resin layer obtained by adding one kind of light scattering particles to polystyrene resin (PS) having a refractive index of 1.59. 21 was produced.
The specific manufacturing method is the same as in Examples 1 to 7.
(評価)
そして、このような実施例9〜16及び比較例15〜21の光拡散板と上記レンズシートと重ね合わせて光学シートとし、ランプイメージ効果と明るさの評価を行った。その結果を表4に示す。なお、明るさは7000cd/m2以上を合格とした。
(Evaluation)
Then, the light diffusion plates of Examples 9 to 16 and Comparative Examples 15 to 21 and the lens sheet were overlapped to form an optical sheet, and the lamp image effect and the brightness were evaluated. The results are shown in Table 4. In addition, the brightness set 7000 cd / m < 2 > or more as the pass.
表3及び表4から、実施例9のように、平均粒径0.2μmであって屈折率が2.72である光散乱粒子を1重量%含有する第1樹脂層と、平均粒径1μmの真球形状をなす光散乱粒子及び平均粒径35μmの真球形状をなす光散乱粒子を含有する第2樹脂層とを備えた光拡散板であれば、ランプイメージは視認されず画像表示は良好であるとともに、明るさが7000cd/m2以上となり好ましい結果となった。これは第1樹脂層と第2樹脂層との構成が実施例9に示すものである限り、第3樹脂層の構成がいかなるものであっても同様の結果となるものと推認される。 From Tables 3 and 4, as in Example 9, the first resin layer containing 1% by weight of light scattering particles having an average particle size of 0.2 μm and a refractive index of 2.72, and an average particle size of 1 μm If the light diffusing plate is provided with a light scattering particle having a spherical shape and a second resin layer containing a light scattering particle having an average particle size of 35 μm, the lamp image is not visually recognized and the image display is not In addition to being good, the brightness was 7000 cd / m 2 or more, which was a favorable result. As long as the configurations of the first resin layer and the second resin layer are those shown in Example 9, it is presumed that the same result is obtained regardless of the configuration of the third resin layer.
さらに、実施例10、12、14、15のように、平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である光散乱粒子を含有する第1樹脂層と、平均粒径1〜12μmの真球形状をなす光散乱粒子を含有する第2樹脂層と、平均粒径30〜60μmの真球形状をなす光散乱粒子を含有する第3樹脂層との3層からなる光拡散板においては、ランプイメージは視認されず画像表示は良好であることがわかった。
また、実施例11、13のように、平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である光散乱粒子を含有する第1樹脂層と、平均粒径30〜60μmの真球形状をなす第光散乱粒子を含有する第2樹脂層と、平均粒径1〜12μmの真球形状をなす光散乱粒子を含有する第3樹脂層との3層からなる光拡散板であっても、ランプイメージは視認されず画像表示は良好であることがわかった。即ち、第2樹脂層と第3樹脂層の構成を入れ換えても、良好な結果を示すことがわかった。
Further, as in Examples 10, 12, 14, and 15, the first resin layer containing light scattering particles having an average particle diameter of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72. And a second resin layer containing light-scattering particles having an average particle diameter of 1 to 12 μm and a third resin layer containing light-scattering particles having an average particle diameter of 30 to 60 μm In the light diffusion plate having three layers, it was found that the lamp image was not visually recognized and the image display was good.
Further, as in Examples 11 and 13, the first resin layer containing light scattering particles having an average particle size of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72, and the average particle From three layers of a second resin layer containing first light scattering particles having a true spherical shape with a diameter of 30 to 60 μm and a third resin layer containing light scattering particles having a true spherical shape with an average particle diameter of 1 to 12 μm Even with the light diffusion plate, it was found that the lamp image was not visually recognized and the image display was good. That is, it was found that good results were obtained even if the configurations of the second resin layer and the third resin layer were interchanged.
一方、上記条件のいずれかを満たさない比較例15〜21においては、ランプイメージ及び明るさの少なくとも一方が好ましくない結果となった。なお、表3においては、上記条件を充足しない項目については、色彩を施すことで明示している。
よって、上記条件を満たすことにより、ランプイメージを低減するとともに正面輝度を向上させることが可能な光拡散板及光学シートを作製可能なことがわかった。
On the other hand, in Comparative Examples 15 to 21 that did not satisfy any of the above conditions, at least one of the lamp image and the brightness was not preferable. In Table 3, items that do not satisfy the above conditions are clearly shown by applying colors.
Therefore, it was found that a light diffusing plate and an optical sheet capable of reducing the lamp image and improving the front luminance can be produced by satisfying the above conditions.
10 光拡散板
11 光源
12 樹脂
13 第1光散乱粒子
14 第2光散乱粒子
15 第3光散乱粒子
17a レンズシート
17b 光拡散フィルム
20 第1樹脂層
21 第2樹脂層
22 第2樹脂層
23 第3樹脂層
25 光学シート
35 バックライトユニット
40 光拡散板
70 ディスプレイ装置
80 ディスプレイ装置
90 ディスプレイ装置
91 ディスプレイ装置
100 液晶パネル(画像表示部)
10
Claims (9)
平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である第1光散乱粒子を含有する第1樹脂層と、
平均粒径1〜12μmの真球形状をなす第2光散乱粒子及び平均粒径30〜60μmの真球形状をなす第3光散乱粒子を含有する第2樹脂層との少なくとも2層からなることを特徴とする光拡散板。 In a light diffusing plate in which light scattering particles are dispersed and mixed in a resin,
A first resin layer containing first light scattering particles having an average particle size of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72;
It consists of at least two layers of a second light scattering particle having a true spherical shape with an average particle diameter of 1 to 12 μm and a second resin layer containing a third light scattering particle having a true spherical shape with an average particle diameter of 30 to 60 μm. A light diffusing plate characterized by
平均粒径0.2〜0.6μmであって屈折率が2.4〜2.72である第1光散乱粒子を含有する第1樹脂層と、
平均粒径1〜12μmの真球形状をなす第2光散乱粒子を含有する第2樹脂層と、
平均粒径30〜60μmの真球形状をなす第3光散乱粒子を含有する第3樹脂層との少なくとも3層からなることを特徴とする光拡散板。 In a light diffusing plate in which light scattering particles are dispersed and mixed in a resin,
A first resin layer containing first light scattering particles having an average particle size of 0.2 to 0.6 μm and a refractive index of 2.4 to 2.72;
A second resin layer containing second light scattering particles having a true spherical shape with an average particle diameter of 1 to 12 μm;
A light diffusing plate comprising at least three layers including a third resin layer containing third light scattering particles having a true spherical shape with an average particle diameter of 30 to 60 μm.
前記第3光散乱粒子と樹脂との屈折率差が0.05〜0.10であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の光拡散板。 The refractive index difference between the second light scattering particles and the resin is 0.10 to 0.18,
5. The light diffusion plate according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the third light scattering particles and the resin is 0.05 to 0.10. 6.
請求項1から5のいずれか一項に記載の光拡散板と、
該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射するレンズシートとを備えたことを特徴とする光学シート。 An optical sheet that emits incident light from the light source to the other surface side when the light source is disposed on the one surface side,
A light diffusing plate according to any one of claims 1 to 5;
An optical sheet comprising: a lens sheet that is disposed on the other surface side opposite to the light source of the light diffusing plate, converts the optical characteristics of the light of the light source that has passed through the light diffusing plate, and emits the light. .
請求項1から5のいずれか一項に記載の光拡散板と、
該光拡散板の光源と反対側の他面側に配置され、前記光拡散板を通過した前記光源の光の光学特性を変換して出射する光拡散フィルムとを備えたことを特徴とする光学シート。 An optical sheet that emits incident light from the light source to the other surface side when the light source is disposed on the one surface side,
A light diffusing plate according to any one of claims 1 to 5;
An optical device comprising: a light diffusing film that is disposed on the other surface side opposite to the light source of the light diffusing plate, converts the optical characteristics of the light of the light source that has passed through the light diffusing plate, and emits the light. Sheet.
該光学シートの一面側に配置される光源とを備えたことを特徴とするバックライトユニット。 The optical sheet according to claim 6 or 7,
And a light source disposed on one side of the optical sheet.
該バックライトユニットの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とするディスプレイ装置。
The backlight unit according to claim 8,
A display device, comprising: an image display unit that is disposed on an emission surface side of the backlight unit and displays an image using light from the backlight unit as display light.
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