專利名稱：液晶顯示裝置用光學(xué)片及使用該光學(xué)片的背光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種具有聚光、光擴(kuò)散、使光線朝法線方向變角等各種機(jī)能，特別是
適用于液晶顯示裝置用背光單元的光學(xué)片，及使用該光學(xué)片的背光單元。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置，是普遍采用自背面照射液晶層的背光方式，液晶層的下面?zhèn)妊b有 邊光型(側(cè)光型)、直下型等的背光單元。所述邊光型的背光單元10，一般而言是如圖3a 所示，具備作為光源的棒狀燈源11、以端部沿著所述燈源11的方式進(jìn)行配置的方形板狀 的導(dǎo)光板12、積層于所述導(dǎo)光板12表面?zhèn)鹊亩嗥鈱W(xué)片13。所述光學(xué)片13，是具有折射、 光擴(kuò)散等特定的光學(xué)機(jī)能，具體而言是具備以下等的元件(l)微透鏡片14，是配設(shè)于導(dǎo)光 板12的表面?zhèn)龋饕哂泄鈹U(kuò)散機(jī)能與聚光機(jī)能；(2)棱鏡片15，是配設(shè)于微透鏡片14的 表面?zhèn)?，主要具有朝法線方向側(cè)折射的機(jī)能。 以下對所述背光單元10的機(jī)能加以說明，首先，自燈源11入射至導(dǎo)光板12的光 線，被導(dǎo)光板12背面的反射點(diǎn)或反射片(未圖示)以及各側(cè)面所反射，而于導(dǎo)光板12表面 出射。自導(dǎo)光板12出射的光線，入射至微透鏡片14，于表面所設(shè)的微透鏡界面擴(kuò)散、出射。 然后，從微透鏡片14出射的光線，入射至棱鏡片15，通過形成于表面上的棱鏡部16而在大 致正上方向作為顯示峰值的分布的光線而出射。背光單元IO，如上所述，是使自燈源11出 射的光線通過光學(xué)片13加以擴(kuò)散，在大致正上方向顯示出峰值的方式進(jìn)行折射，進(jìn)而照明 于上方未圖示的液晶層整面。 此外雖未圖示，考量到上述導(dǎo)光板12的導(dǎo)光特性與光學(xué)片13的光學(xué)機(jī)能等，亦有 配設(shè)更多微透鏡片與棱鏡片等的光學(xué)片13的背光單元。 上述以往的微透鏡片14，一般而言是如圖3b所示，于表面具備有由多個微透鏡所 構(gòu)成的微透鏡陣列17，于背面具有平面形狀(例如，參考日本專利特開2004-191611號公報(bào) 等)。設(shè)置于上述微透鏡片表面的所述微透鏡界面中，自燈源發(fā)射的光線是朝正面?zhèn)染酃狻?擴(kuò)散、朝法線方向側(cè)變角等。 然而，所述微透鏡片的聚光、光擴(kuò)散、變角等光學(xué)機(jī)能，是因表面形狀以及折射率 而定，故對于提升機(jī)能有一定的限界。特別是，直下型背光中，在光學(xué)片的光擴(kuò)散機(jī)能不充 分的情況下，燈源影像的消去效果較小，故有燈源影像出現(xiàn)在液晶畫面表面的缺點(diǎn)。因此， 以往的背光單元10，盡管昂貴且操作困難，仍有必要具備多片的光學(xué)片。如上所述具備多片 的光學(xué)片的情形，除了有液晶顯示裝置的亮度降低的缺點(diǎn)，亦妨礙了背光單元的薄型化。
先前技術(shù)文獻(xiàn)[特許文獻(xiàn)1]日本專利特開2004-191611號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所欲解決的課題 本發(fā)明有鑒于所述等缺點(diǎn)，其目的在于提供一種液晶顯示裝置用光學(xué)片，及使用
3該光學(xué)片的背光單元；所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，其光學(xué)機(jī)能、特別是光擴(kuò)散機(jī)能格外優(yōu) 異；所述背光單元，其增進(jìn)視野角的最佳化、燈源影像的去除、薄型化等品質(zhì)的提升。
用以解決課題的手段 用以解決上述課題的發(fā)明，是一種液晶顯示裝置用光學(xué)片，是于表面具有微透鏡 陣列，其特征在于 于背面具有細(xì)微的凹凸形狀； 所述背面的表面粗度Ra(算數(shù)平均粗度)為1.5iim以上4.0iim以下。
所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，除了表面的微透鏡陣列以外，是于背面以表面粗度 Ra(算數(shù)平均粗度)為1. 5 i！ m以上4. 0 i！ m以下的方式形成細(xì)微的凹凸形狀。因此，即使于 液晶顯示裝置用光學(xué)片背面的界面，可通過所述凹凸形狀對來自背光的光線加以折射、擴(kuò) 散等。于上述凹凸形狀與可見光波長(360nm 750nm)的關(guān)系上，在具有所述波長數(shù)倍大 小的細(xì)微凹凸形狀的界面可最有效地使光線擴(kuò)散。因此，所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，于表 里兩面的界面可將來自背光的光線加以折射、擴(kuò)散，可將光擴(kuò)散機(jī)能等的光學(xué)機(jī)能進(jìn)一步 提高。此外，依照所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，通過表里兩面的界面的折射來使光線折射、 擴(kuò)散，故可將液晶顯示裝置用光學(xué)片中光線的損失抑制在最小限度，而提高光穿透率。
構(gòu)成上述微透鏡陣列的微透鏡的平均半徑，可為3 ii m以上90 ii m以下。通過所述 液晶顯示裝置用光學(xué)片，因微透鏡具有上述范圍的平均半徑，可使光擴(kuò)散等的光學(xué)機(jī)能進(jìn) 一步提升，可簡單且確實(shí)地調(diào)控所述光學(xué)機(jī)能。 所述液晶顯示裝置用光學(xué)片的背面的表面粗度Ra，可為所述微透鏡的平均半徑的 1/50以上1/2以下。通過背面的表面粗度與微透鏡的半徑的比位于上述范圍的所述液晶顯 示裝置用光學(xué)片，因背面的細(xì)微凹凸形狀與表面的微透鏡的相乘效果，可進(jìn)一步提升光擴(kuò) 散效果。 所述液晶顯示裝置用光學(xué)片的背面的表面粗度，Rz(十點(diǎn)平均粗度)與Ra的比 (Rz/Ra)，可為1以上40以下。因背面的細(xì)微的凹凸形狀是以整體上大致均勻的方式形成， 使Rz/Ra成為上述范圍，可減少背面凹凸的不均，故可提升所述液晶顯示裝置用光學(xué)片的 光擴(kuò)散性，且可提升面均勻性。 所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，其可以相同材質(zhì)一體成形。所述光學(xué)片如上所述通 過相同材質(zhì)一體成形，于片的內(nèi)部不會產(chǎn)生光的折射或散亂，而將光線的損失抑制在最小 限度，故可提升光穿透率以及亮度。 上述微透鏡陣列中的微透鏡的配設(shè)圖案，較佳為正三角形格子圖案或隨機(jī)圖案。 所述正三角形格子圖案，因可將微透鏡更緊密地配設(shè)，故所述液晶顯示裝置用光學(xué)片的透 鏡充填率可簡單地提升，聚光、光擴(kuò)散等光學(xué)機(jī)能會格外地提高。此外，通過以隨機(jī)圖案的 方式配設(shè)微透鏡，于所述液晶顯示裝置用光學(xué)片與其他光學(xué)構(gòu)件重合之際可減低疊紋的產(chǎn) 生。 上述凹凸形狀的配設(shè)圖案，較佳為隨機(jī)圖案。通過將凹凸形狀以隨機(jī)圖案的方式 配設(shè)，可進(jìn)一步提升所述液晶顯示裝置用光學(xué)片的背面的光擴(kuò)散性。此外，因采用隨機(jī)圖案 故可簡單地于工業(yè)上形成凹凸形狀。 所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，是可通過擠制片成形法而形成(所述擠制片成形法 是使用于表面具有所述微透鏡陣列的反轉(zhuǎn)形狀的壓紋輥、以及與所述壓紋輥平行配置且于表面具有所述微凹凸形狀的反轉(zhuǎn)形狀的壓紋輥)。通過所述手段，可簡單且高精度地形成于 具有特定的微透鏡陣列以及凹凸形狀的光學(xué)片，并可簡單地利用同一材質(zhì)加以一體成形。
因此，在將自燈源發(fā)射的光線分散引導(dǎo)至所述表面?zhèn)鹊囊壕э@示裝置用背光單元 中，通過具備光學(xué)機(jī)能、特別是光擴(kuò)散機(jī)能以及其控制機(jī)能格外優(yōu)異的所述液晶顯示裝置 用光學(xué)片，品質(zhì)可因亮度的統(tǒng)一化以及高度化而提升。 此處，所謂液晶顯示裝置用光學(xué)片的「表面」以及「背面」，意指于液晶顯示裝置的 背光單元上具備有通常的液晶顯示裝置用光學(xué)片時，面向表側(cè)(液晶層側(cè))的面作為「表 面」;其相對側(cè)(導(dǎo)光板側(cè))的面作為「背面」。所謂「微透鏡」，意指含有凸透鏡以及凹透鏡 的概念。所謂「正三角形格子圖案」，意指表面被區(qū)分為同一形狀的正三角形，于所述正三角 形的各頂點(diǎn)配設(shè)有微透鏡的圖案。
發(fā)明效果 如以上的說明，依據(jù)本發(fā)明的液晶表示用光學(xué)片，其光學(xué)機(jī)能、特別是光擴(kuò)散機(jī)能 格外優(yōu)異，并可簡單且確實(shí)地控制所述光學(xué)機(jī)能。此外，使用所述液晶顯示裝置用光學(xué)片的 背光，可增進(jìn)視野角的最佳化、燈源影像的去除、薄型化等品質(zhì)的提升，以及低成本化。


圖1是表示本發(fā)明的一特定實(shí)施形態(tài)的液晶顯示裝置用光學(xué)片的示意性的局部 截面圖。
圖2是表示具備圖1的液晶顯示裝置用光學(xué)片的背光單元的示意性的截面圖。
圖3a以及圖3b是表示一般背光單元的示意性的透視圖，以及表示以往的一般微 透鏡片的示意性的截面圖。 附圖標(biāo)記說明l-液晶顯示裝置用光學(xué)片；2-基材；3_微透鏡陣列；4_凹凸形狀； 5-微透鏡；6-導(dǎo)光板；7-燈源；10-背光單元；11_燈源；12_導(dǎo)光板；13_光學(xué)片；14_微透
鏡片；15-棱鏡片；16-棱鏡部；17-微透鏡陣列。
具體實(shí)施例方式
以下，一邊參照適當(dāng)圖式，一邊詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。 圖1的液晶顯示裝置用光學(xué)片l，是具備基材2、于所述基材2表面所形成的微透 鏡陣列3、以及于基材2背面所形成的凹凸形狀4。 基材2，因必須使光線透過，故是由透明、特別是由無色透明的合成樹脂所形成。作
為基材2所用的合成樹脂，并無特別限定，例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙
二酯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烴、乙酸纖維素、耐候性氯乙烯、放射線硬化型
樹脂等。其中，較佳為對于微透鏡陣列3以及凹凸形狀4的成形性優(yōu)異的紫外線硬化型樹
脂、電子線硬化型樹脂等放射線硬化型樹脂或聚碳酸酯、聚烯烴等熱可塑性樹脂。 基材2的厚度(平均厚度)并無特別限定，例如為10iim以上500iim以下，較佳
為35 ii m以上250 ii m以下，特佳為50 y m以上188 y m以下?；?的厚度若低于上述范
圍，則背光單元等暴露于熱時會容易發(fā)生彎曲，而產(chǎn)生難以使用等缺點(diǎn)。相對地，基材2的
厚度若超出上述范圍，則有時液晶顯示裝置的亮度會降低，此外背光單元的厚度會變大而
不符合液晶顯示裝置薄型化的需求。
形成基材2的聚合物樹脂中亦可含有微小無機(jī)充填劑。如上所述通過于基材2中 含有微小無機(jī)充填劑，可提升基材2進(jìn)而液晶顯示裝置用光學(xué)片1的耐熱性。作為構(gòu)成所 述微小無機(jī)充填劑的無機(jī)物并無特別限定，較佳為無機(jī)氧化物。所述無機(jī)氧化物，是定義為 各種含氧金屬化合物，其金屬元素通過主要為與氧原子鍵結(jié)而構(gòu)成3維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作為構(gòu) 成無機(jī)氧化物的金屬元素，例如較佳為選自元素周期表第2族 第6族的元素，更佳為選自 元素周期表第3族 第5族的元素。特別是以選自Si、Al、Ti以及Zr的元素較佳，又以金 屬元素為Si的膠體二氧化硅對于耐熱性提升效果以及均勻分散性方面最適于作為微小無 機(jī)充填劑。此外，微小無機(jī)充填劑的形狀可為球狀、針狀、板狀、鱗片狀、破碎狀等任意的粒 子形狀，并無特別限定。 作為微小無機(jī)充填劑的平均粒子徑的下限，較佳為5nm，特佳為10nm。另一方面， 作為微小無機(jī)充填劑的平均粒子徑的上限，較佳為50nm，特佳為25nm。其理由在于，微小無 機(jī)充填劑的平均粒子徑若低于上述范圍，則微小無機(jī)充填劑的表面能量會變高，而容易引 起凝集等；相反地，平均粒子徑若超出上述范圍，則因短波長影響而產(chǎn)生白濁，基材2的透 明性會降低，而影響穿透率。 此外，基材2中可含有抗靜電劑。如上所述通過混練有抗靜電劑的聚合物樹脂來 形成基材2，所述液晶顯示裝置用光學(xué)片l可表現(xiàn)抗靜電效果，防止吸附雜質(zhì)或不易與其他 光學(xué)片等重合等因帶有靜電所產(chǎn)生的缺點(diǎn)。此外，若將抗靜電劑涂布于表面，則雖會產(chǎn)生表 面粘稠或污濁，但如上所述通過于基材2中混練抗靜電劑可減低其弊害。作為所述抗靜電 劑并無特別限定，例如可使用烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽等陰離子系抗靜電劑；第四銨鹽、咪 唑啉化合物等陽離子系抗靜電劑；聚乙二醇系、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯、乙醇胺類等 非離子系抗靜電劑、聚丙烯酸等高分子系抗靜電劑等。其中，較佳為抗靜電效果比較的大的 陽離子系抗靜電劑，少量添加即可發(fā)揮抗靜電效果。 此外，基材2中可含有紫外線吸收劑。通過形成含有上述紫外線吸收劑的基材2， 可賦予所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1阻隔紫外線的機(jī)能，可將來自背光單元的燈源發(fā)射的 微量紫外線加以阻隔，防止紫外線對液晶層的破壞。 亦可使用紫外線安定劑(含有于分子鏈結(jié)合有紫外線安定基的基材聚合物)，來 取代上述紫外線吸收劑，或與紫外線吸收劑同時使用。通過所述紫外線安定劑，可使紫外線 所產(chǎn)生的自由基、活性氧等去活化，以提升紫外線安定性、耐候性等。作為所述紫外線安定 劑，可較佳使用對紫外線具有高安定性的受阻胺(hindered amine)系紫外線安定劑。此外， 通過并用紫外線吸收劑與紫外線安定劑，可防止紫外線所造成的劣化以及使耐候性格外地 提高。 微透鏡陣列3，是由具有大致相同直徑的多數(shù)個微透鏡5所構(gòu)成。 微透鏡陣列3，較佳為與基材2 —體成形。亦可與基材2各別地成形。微透鏡陣列
3，因必須使光線透過，故是由透明、特別是由無色透明的合成樹脂所形成，具體而言可使用
與上述基材2相同的合成樹脂。此外，作為基材2，可使用聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲
酸乙二酯膜或聚碳酸酯膜，于其上利用紫外線硬化性樹脂等形成微透鏡5。此外，于微透鏡
5，除了上述合成樹脂以外，亦可配合例如填料、可塑齊U、安定化齊U、劣化防止齊IJ、分散劑等。 微透鏡5，是具有凸?fàn)畹木植繛榇笾虑蛐蔚男螤?，亦即凸透鏡。作為微透鏡5的平
均半徑為3 ii m以上90 ii m以下、特別是10 y m以上75 y m以下較佳。微透鏡5的平均半徑
6若低于上述范圍，則因受燈源所發(fā)出的光線的波長的影響而有產(chǎn)生繞射現(xiàn)象的情況，相反 地若超出上述范圍，則于界面會不具有充分的光擴(kuò)散性。 微透鏡5，是以相對致密且以幾何學(xué)的方式配設(shè)于基材2表面。微透鏡5，于基材2 表面是以正三角形格子圖案的方式配設(shè)。因此，微透鏡5的間距以及透鏡間距離皆為固定。 所述配設(shè)圖案，可使微透鏡5以最密集的方式配設(shè)，可提升所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的 聚光機(jī)能、光擴(kuò)散機(jī)能、變角機(jī)能等光學(xué)機(jī)能。 作為微透鏡5的充填率的下限，較佳為40%，特佳為60%，最佳為70%。如上所述 通過使微透鏡5的充填率設(shè)為上述下限以上，可提升所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1表面中 微透鏡5的占有面積，使所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的聚光、光擴(kuò)散等光學(xué)機(jī)能格外地提高。 作為微透鏡5的透鏡高度(H)對曲率半徑(R)的高度比(H/R)的下限，較佳為5/8， 特佳為3/4。另一方面，作為所述高度比(H/R)的上限，較佳為l。此處所謂「透鏡高度」，意 指自微透鏡5基底面至最頂部為止的垂直距離。如上所述通過使微透鏡5的高度比(H/R) 位于上述范圍，可有效發(fā)揮微透鏡5中透鏡的折射作用，使所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的 聚光、光擴(kuò)散等光學(xué)機(jī)能格外地提高。 作為微透鏡5的透鏡間距離(S ;P-D)對直徑(D)的間隔比(S/D)的上限，較佳為 1/2，特佳為1/5。此處所謂「透鏡間距離」，意指比鄰的一對微透鏡5間的最短距離。如上 所述通過使微透鏡5的透鏡間距離(S)設(shè)為上述上限以下，可減少不賦予光學(xué)機(jī)能的平坦 部，使所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的聚光、光擴(kuò)散等光學(xué)機(jī)能格外地提高。
微透鏡5的各個光線出射角度的平均，相對于液晶顯示裝置用光學(xué)片1平面的法 線，較佳為±25°以上，特佳為±40° 。通過以具有上述光線出射角度的微透鏡5來形成 微透鏡陣列3，可獲得作為液晶顯示裝置用光學(xué)片所需的視野角特性。 凹凸形狀4，是由細(xì)微的多數(shù)凹凸所構(gòu)成，所述凹凸是以隨機(jī)圖案用比較緊密的方 式配設(shè)。 凹凸形狀4，是與微透鏡陣列3相同，是與基材2 —體成形。亦可與基材2各別地 成形。凹凸形狀4，因必須使光線透過，故是由透明、特別是由無色透明的合成樹脂所形成， 具體而言可使用與上述基材2相同的合成樹脂。此外，作為基材2，可使用聚對苯二甲酸乙 二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜或聚碳酸酯膜，于其上利用紫外線硬化性樹脂等形成凹凸形 狀4。此外，于凹凸形狀4，除了上述合成樹脂以外，亦可配合例如填料、可塑劑、安定化劑、 劣化防止劑、分散劑等。 通過所述凹凸形狀4形成于基材2的背面，使所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的光 擴(kuò)散等光學(xué)機(jī)能格外地提高。亦即，通過所述液晶顯示裝置用光學(xué)片l，來自背光的光線會 于入射至液晶顯示裝置用光學(xué)片1的背面之際，由于凹凸形狀4界面，光線會朝任意方向折 射，故可提升光擴(kuò)散性。 如上所述，通過于所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的表面形成微透鏡陣列3、以及于 背面形成凹凸形狀4，于光入射的背面中，因凸?fàn)畹奈⑼哥R5將光朝法線方向折射而可保持 正面亮度。特別是，基材2與微透鏡陣列3以及凹凸形狀4以相同材質(zhì)一體形成時，所述 等折射僅發(fā)生于液晶顯示裝置用光學(xué)片1表面與背面的界面，亦即液晶顯示裝置用光學(xué)片 1內(nèi)部不會發(fā)生光的折射、散亂等，故可使光于液晶顯示裝置用光學(xué)片1內(nèi)部的損失減到最
7小，提高光穿透率以及正面亮度。 凹凸形狀4，是于基材2背面以表面粗度Ra(算數(shù)平均粗度)為1.5ym以上 4.0iim以下，較佳為2.0iim以上3.5iim以下的方式形成。如上所述，其與可見光波長 (360nm 750nm)的關(guān)系上，在具有所述波長數(shù)倍大小的細(xì)微凹凸形狀4的界面可有效地使 光線擴(kuò)散。特別是，在波長的5倍左右的細(xì)微的凹凸界面其效果最為顯著?；?背面的 表面粗度Ra若低于上述范圍，則背面界面的光擴(kuò)散效果較小，不具有充分的光擴(kuò)散機(jī)能， 故于直下型背光單元中無法充分發(fā)揮燈源影像消去機(jī)能。此外，基材2背面的表面粗度Ra 超出上述范圍時，背面界面的光擴(kuò)散性會變粗，故出射的光線的面均一性會降低。此外，若 表面粗度Ra變大，則凹凸圖樣會醒目，特別是表面粗度Ra超過4. 0的情形以目視即可確認(rèn) 凹凸的存在，使得液晶顯示裝置用光學(xué)片的品質(zhì)降低。 凹凸形狀4，其基材2背面的表面粗度Ra較佳為微透鏡5的曲率半徑(R)的1/50 以上1/2以下，更佳為1/30以上1/4以下。通過使基材2背面的表面粗度(Ra)與微透鏡5 的曲率半徑(R)的比(Ra/R)位于上述范圍，可一方面確保一定的正面亮度，同時提升光擴(kuò) 散性。上述比(Ra/R)若低于l/50，則相對微透鏡5而言背面的凹凸會過小，而無法呈現(xiàn)充 分的擴(kuò)散效果。相反地，上述比若超過1/2，則背面界面的光擴(kuò)散會變粗，而無法通過微透鏡 5使光線充分地朝法線方向折射，故正面亮度降低。 凹凸形狀4，其基材2背面的表面粗度，根據(jù)記載于JIS-B-0601 :2001附件1的十 點(diǎn)平均粗度(Rz)與Ra的比(Rz/Ra)，是形成為1以上40以下，較佳為1以上20以下，更佳 為1以上10以下。Rz(十點(diǎn)平均粗度)是表示局部凹凸大小的參數(shù)，所述值相對于Ra(算 數(shù)平均粗度)的比率(Rz/Ra)若大則表示局部存在許多凹凸。所述局部凹凸因會成為光學(xué) 片上的亮點(diǎn)或暗點(diǎn)，故面均勻性會降低。特別是，Rz/Ra若超出上述范圍，則面均勻性的降 低會變得顯著，進(jìn)而抗刮傷性能會降低。 所述凹凸形狀4的凸部彼此的平均節(jié)距并無特別限定，較佳為微透鏡5的透鏡間 距離(S)的10%以下。此外，凹凸形狀4的凸部彼此的平均節(jié)距，較佳為微透鏡5的直徑D 的5%以下，更佳為0. 1以上2%以下。通過使凹凸形狀4的凸部彼此的平均節(jié)距滿足上述 條件，自基材2背面入射的光線因主要于背面界面的擴(kuò)散效果、與主要于表面界面的朝法 線方向的變角效果的相乘作用，可提升光擴(kuò)散性與面均勻性，使其可照射出高正面亮度的 光線。 此外，所述凹凸形狀4的凸部彼此的平均節(jié)距，較佳為5ym以下，更佳為lym以 上3 ii m以下。若凹凸形狀4的凸部彼此的平均節(jié)距過大，則背面界面無法發(fā)揮充分的光擴(kuò) 散機(jī)能，甚至可自表面?zhèn)饶恳暢霭纪剐螤?，故品質(zhì)降低。此外，若凹凸形狀4的凸部彼此的 平均節(jié)距過小，則背面界面無法充分發(fā)揮光擴(kuò)散機(jī)能。 作為所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的制造方法，只要可形成上述構(gòu)造者則無特別 限定，可采用各種方法。做為所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的制造方法，可為制作基材2 之后，另外再形成微透鏡陣列3以及凹凸形狀4的方法；將基材2、微透鏡陣列3以及凹凸 形狀4 一體成形的方法，具體而言有如下的方法 (a)于具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4表面的反轉(zhuǎn)形狀的片模具積層合成樹脂， 然后去除所述片模具，形成所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的方法； (b)于具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4表面的反轉(zhuǎn)形狀的金屬模具，注入熔融樹脂的射出成型法； (c)將板片化的樹脂再加熱，挾持于與前述相同的金屬模具與金屬板之間，進(jìn)行加 壓轉(zhuǎn)印形狀的方法； (d)使熔融狀態(tài)的樹脂通過于周面具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4表面的反轉(zhuǎn) 形狀的2個輥模具之間，以轉(zhuǎn)印上述形狀的擠制片成形法； (e)于基材層上涂布紫外線硬化型樹脂，將其緊壓于具有與上述相同的反轉(zhuǎn)形狀 的片模具、金屬模具或輥模具，使形狀轉(zhuǎn)印至未硬化的紫外線硬化型樹脂上，然后照射紫外 線，再使紫外線硬化型樹脂硬化的方法； (f)將未硬化的紫外線硬化性樹脂充填涂布于具有與上述相同的反轉(zhuǎn)形狀的金 屬模具或輥模具上，再以基材層均勻緊壓，然后照射紫外線使紫外線硬化型樹脂硬化的方 法； (g)使用電子線硬化型樹脂取代紫外線硬化型樹脂的方法。 以下針對上述(d) (f)中使用輥模具的方法進(jìn)行說明。使用于表面具有微透鏡 陣列3的反轉(zhuǎn)形狀的壓紋輥、以及與所述壓紋輥以既定的間隔平行配置，于表面具有凹凸 形狀4的反轉(zhuǎn)形狀的壓紋輥，將膜狀樹脂通過上述2個壓紋輥之間，由此可一體形成表面的 微透鏡陣列3與背面的凹凸形狀4。通過所述方法，可簡單且高精度地形成具有既定的微透 鏡陣列以及凹凸形狀的光學(xué)片，并可簡單地利用同一材質(zhì)加以一體成形。進(jìn)而，由于利用壓 紋輥進(jìn)行成形，故于微透鏡陣列3以及凹凸形狀4不會產(chǎn)生不連續(xù)的接軌部分，而可制造無 接縫的光學(xué)片。 作為通過2個壓紋輥之間的膜狀樹脂，可為熔融樹脂，亦可為片狀樹脂的兩面積 層有未硬化樹脂者等，較佳為熔融的熱可塑性樹脂自T字模擠制成為膜狀者。如上所述，通 過所謂擠制片成形法來制造，因可將于熔融狀態(tài)擠制的樹脂利用壓紋輥進(jìn)行成形，故可于 膜成形時同時形成表面以及背面的表面形狀，因而可簡單且有效率地制造所述光學(xué)片。
作為所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的其他制造方法，亦可使用組合上述(a)與(d) 的方法。具體而言，例如有以下制造方法通過將熔融樹脂積層于片模具，以形成所述液晶 顯示裝置用光學(xué)片1的一面的表面形狀(微透鏡陣列3或凹凸形狀4)，再利用具有既定的 表面形狀的輥模具形成另一面的表面形狀(微透鏡陣列3或凹凸形狀4)。此時，是使用具 有所述輥模具的壓紋輥、以及與所述壓紋輥平行且以既定間隔配置的挾持輥，以積層有熔 融樹脂的面來接觸其間的壓紋輥側(cè)的方式通過積層有熔融樹脂的片模具，以形成所述液晶 顯示裝置用光學(xué)片。 通過所述制造方法，依據(jù)液晶顯示裝置用光學(xué)片1所追求的品質(zhì)特性、種類，產(chǎn)生 各種形狀圖案變化的面的形狀(例如微透鏡陣列3)的成形是以片模具來進(jìn)行；即使于不同 種類的情形亦可利用固定形狀來對應(yīng)的面的形狀(例如凹凸形狀4)的成形是以輥模具來 進(jìn)行，可對應(yīng)各種條件有效率地制造。 作為上述具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4的反轉(zhuǎn)形狀的模具(金屬模具、模型 等)的制造方法，例如可利用以下方式制造于基材上通過光阻材料形成斑點(diǎn)狀的立體圖 案，并對所述立體圖案加熱流體化使其曲面化，以制作微透鏡陣列模型，再于所述微透鏡陣 列模型的表面利用電鍍法積層金屬層，然后將所述金屬層剝離。 通過上述制造方法，可簡單且確實(shí)地形成任意形狀的微透鏡陣列3以及凹凸形狀
94。因此，構(gòu)成微透鏡陣列3的微透鏡5的大小、充填率、配設(shè)圖案，以及凹凸形狀4的表面 粗度、大小、形狀等可簡單且確實(shí)地調(diào)整、結(jié)果使得所述液晶顯示裝置用光學(xué)片1的光學(xué)機(jī) 能可簡單且確實(shí)地受到控制。 作為具有凹凸形狀4的反轉(zhuǎn)形狀的模具(金屬模具、輥模具等)的其他制造方法， 例如通過實(shí)施氣體噴砂、濕式噴砂(wet blast)、噴砂(sand blast)等的噴砂加工來形成。 由此，可以更簡便的方式形成凹凸形狀4的反轉(zhuǎn)形狀的模具。上述之中，通過噴砂來形成凹 凸形狀4的反轉(zhuǎn)形狀模具時，可更均勻地形成所述模具。通過上述形成的模具，可于基材2 背面形成Rz/Ra的值較小的凹凸形狀4，一方面可謀求液晶顯示裝置用光學(xué)片1的正面亮度 的提升，同時可有效抑制亮度的不均以及斑點(diǎn)。 此外，上述噴砂加工，較佳為進(jìn)行多次。由此，可更均勻地形成凹凸形狀的反轉(zhuǎn)模 具。通過上述形成的模具，可進(jìn)一步降低液晶顯示裝置用光學(xué)片1的基材2背面的Rz/Ra 的值。此外，噴砂加工中對模具噴射的微粒子的平均粒徑，較佳為lOym以下，更佳為1 5 ii m，最佳為2 3 ii m。 作為上述具有微透鏡陣列3以及凹凸形狀4的反轉(zhuǎn)形狀的模具(片模具等)的其 他制造方法，可利用以下方式制造使用于表面具有微透鏡陣列3或細(xì)微的凹凸形狀4的光 學(xué)片原版，于所述光學(xué)片原版的表面通過擠制積層法來積層模具用合成樹脂層，然后將光 學(xué)片原版自模具用合成樹脂層剝離。擠制積層法中，可通過特別是三明治擠制積層法，于光 學(xué)片原版與模具用基材片之間積層模具用合成樹脂層。 通過上述制造方法，可利用擠制積層法將于表面具有微透鏡陣列3或細(xì)微的凹凸 形狀4的光學(xué)片原版的表面形狀忠實(shí)地轉(zhuǎn)印，故可使具有高光擴(kuò)散機(jī)能等光學(xué)性能的光學(xué) 片生產(chǎn)性良好地制造。特別是，通過三明治擠制積層法，可利用模具用基材片確保光學(xué)片形 成模具的強(qiáng)度，并可以光學(xué)片原版的表面形狀的轉(zhuǎn)印性、耐熱性、與光學(xué)層用合成樹脂層的 剝離性為重點(diǎn)來選擇構(gòu)成模具用合成樹脂層的合成樹脂，而有助于經(jīng)精密計(jì)算的光學(xué)片材 的表面形狀的精密追隨模具性與光學(xué)片形成模具的高壽命化。 圖2所示的邊光型背光單元，是具備導(dǎo)光板6、配設(shè)于所述導(dǎo)光板6的對偶邊的一 對線狀燈源7、重疊配設(shè)于導(dǎo)光板6表面?zhèn)鹊囊壕э@示裝置用光學(xué)片1。自燈源7所發(fā)射而 從導(dǎo)光板6表面出射的光線，雖具有相對法線方向傾斜既定角度的比較強(qiáng)的峰值，但通過 所述背光單元，在朝正面?zhèn)鹊木酃鈾C(jī)能、朝法線方向側(cè)的變角機(jī)能方面，除了具有以往的機(jī) 能，且因具有格外優(yōu)異的光擴(kuò)散機(jī)能的所述液晶顯示裝置用光學(xué)片l，而可謀求亮度的均勻 化，使其變換成具有寬廣的視野角的光。因此，所述背光單元，可謀求降低以往所需光學(xué)片 (珠粒涂覆片等)的裝設(shè)片數(shù)，增進(jìn)薄型化、高品質(zhì)化、以及低成本化。進(jìn)而，因降低光學(xué)片 裝設(shè)片數(shù)，可增進(jìn)亮度的提升。此外，邊光型背光單元，亦可裝備4管、6管等燈源7。
此外，本發(fā)明的液晶顯示裝置用光學(xué)片并無限定于上述實(shí)施形態(tài)，例如，以表面的 微透鏡的配設(shè)圖案而言，并未限定于可稠密充填的上述正三角形格子圖案，亦可為正方形 格子圖案或隨機(jī)圖案。若為隨機(jī)圖案，于所述液晶顯示裝置用光學(xué)片與其他光學(xué)構(gòu)件重合 時可減少疊紋的產(chǎn)生。 此外，亦可于表面設(shè)置由凹透鏡的微透鏡所構(gòu)成的微透鏡陣列。于表面設(shè)置凹透 鏡的微透鏡陣列時，亦具有與設(shè)置上述凸透鏡的微透鏡陣列時同樣優(yōu)異的光擴(kuò)散性等光學(xué) 機(jī)能。
此外，表面的微透鏡與背面的細(xì)微的凹凸形狀，亦可由分別不同折射率的材料來 形成。如上所述通過使表面與背面由不同折射率材質(zhì)所構(gòu)成的微透鏡以及凹凸形狀來形 成，于材質(zhì)間的界面亦會產(chǎn)生光的折射等，故可提升所述液晶表示用光學(xué)片的光擴(kuò)散性以 及面均勻性。 進(jìn)而，亦可將所述液晶顯示裝置用光學(xué)片以表面背面顛倒的方式(導(dǎo)光板側(cè)為形 成有微透鏡的面，液晶層側(cè)為形成有細(xì)微的凹凸形狀的面)配設(shè)于背光單元上。于上述方 式配設(shè)的背光單元中，通過具備光學(xué)機(jī)能、特別是光擴(kuò)散機(jī)能以及其控制機(jī)能格外優(yōu)異的 所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，可因亮度的統(tǒng)一化以及高度化而提升品質(zhì)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 如上所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置用光學(xué)片，可作為液晶顯示裝置的背光單元的 構(gòu)成要素，特別是適合用于穿透型液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
一種液晶顯示裝置用光學(xué)片，是于表面具有微透鏡陣列，其特征在于于背面具有細(xì)微的凹凸形狀；所述背面的表面粗度Ra為1.5μm以上4.0μm以下。
2. 如權(quán)利要求l的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，構(gòu)成所述微透鏡陣列的微透 鏡的平均半徑為3 ii m以上90 ii m以下。
3. 如權(quán)利要求l的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，所述背面的表面粗度Ra為所 述微透鏡的平均半徑的1/50以上1/2以下。
4. 如權(quán)利要求1的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，所述背面的表面粗度，Rz與Ra 的比為1以上40以下。
5. 如權(quán)利要求l的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，其是以相同材質(zhì)一體成形。
6. 如權(quán)利要求l的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，所述微透鏡陣列的配設(shè)圖案 為正三角形格子圖案或隨機(jī)圖案。
7. 如權(quán)利要求1的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，所述凹凸形狀的配設(shè)圖案為 隨機(jī)圖案。
8. 如權(quán)利要求1的液晶顯示裝置用光學(xué)片，其特征在于，其是通過擠制片成形法而形 成；所述擠制片成形法是使用于表面具有所述微透鏡陣列的反轉(zhuǎn)形狀的壓紋輥、以及與所 述壓紋輥平行配置且于表面具有所述微凹凸形狀的反轉(zhuǎn)形狀的壓紋輥。
9. 一種液晶顯示裝置用背光單元，是使自燈源發(fā)射的光線分散引導(dǎo)至表面?zhèn)龋黄涮卣?在于具備權(quán)利要求1的液晶顯示裝置用光學(xué)片。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種液晶顯示裝置用光學(xué)片，及使用該光學(xué)片的背光單元；所述液晶顯示裝置用光學(xué)片，其光學(xué)機(jī)能、特別是光擴(kuò)散機(jī)能格外優(yōu)異；所述背光單元，其增進(jìn)視野角的最佳化、燈源影像的去除、薄型化等品質(zhì)的提升。本發(fā)明是一種液晶顯示裝置用光學(xué)片，是于表面具有微透鏡陣列，其特征在于于背面具有細(xì)微的凹凸形狀；所述背面的表面粗度Ra(算數(shù)平均粗度)為1.5μm以上4.0μm以下。其中構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡的平均半徑可為3μm以上90μm以下；背面的表面粗度Ra可為上述微透鏡的平均半徑的1/50以上1/2以下。其中背面的表面粗度，Rz(十點(diǎn)平均粗度)與Ra的比(Rz/Ra)可為1以上40以下。
文檔編號F21V5/08GK101793378SQ20101011077
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者岡部元彥, 原田賢一, 小林俶朗, 峯尾裕, 長村惠弌 申請人:株式會社Jiro企業(yè)策劃