JP2008242002A - Diffuser with prism - Google Patents
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Abstract
【課題】輝度低下を防ぎ、目視のランプムラを完全に消すことである直下型バックライト式液晶ディスプレイ用の拡散板を提供する。
【解決手段】反射板5、線状光源4、拡散板3、光学フィルム2、液晶パネル1の順に配設された直下型バックライト式液晶ディスプレイに搭載される拡散板3であって、該拡散板3が光学フィルム2と接する側の表面に頂角50〜150度の線状プリズム形状が賦型されており、さらに該プリズム面に表面粗さ(Ra)が0.2〜20μmである微細な凹凸が設けられている。
【選択図】図1Disclosed is a diffusion plate for a direct-type backlight type liquid crystal display, which is capable of preventing a decrease in luminance and completely eliminating visible lamp unevenness.
A diffusing plate 3 is mounted on a direct-type backlight type liquid crystal display arranged in the order of a reflecting plate 5, a linear light source 4, a diffusing plate 3, an optical film 2, and a liquid crystal panel 1. The surface of the plate 3 in contact with the optical film 2 has a linear prism shape with an apex angle of 50 to 150 degrees, and the surface of the prism has a surface roughness (Ra) of 0.2 to 20 μm. Irregularities are provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は液晶ディスプレイに搭載される拡散板に関する。 The present invention relates to a diffusion plate mounted on a liquid crystal display.
近年、ブラウン管に変わり液晶テレビやプラズマテレビといった平面薄型テレビが拡大し、特に液晶テレビが急成長している。液晶というのは自発光ではないのでバックライト(背面光源装置とも呼ぶ)が必要であり、バックライトにはエッジライト型と直下型の2つが一般的に用いられている。
エッジライト型は液晶パネルのエッジに線状光源を置き導光板で面発光させる方法で、薄くて軽いパソコンモニターなどに好適とされるが、大画面化や高輝度化が困難といわれている。一方、直下型は液晶パネル直下に線状光源を多数本並べ、拡散板で面発光させる方法で、大画面化や高輝度化に対応が容易で液晶テレビ用に好まれて使われている。
直下型バックライト式液晶ディスプレイの構造は図1に示すような反射板、線状光源、拡散板、光学フィルム、液晶パネルが順に配設された構造をしている。その部品の中でも拡散板は、線状光源の光を散乱し、線状光源真上の明線と隣り合う線状光源間隙にできる線状の明暗(いわゆるランプムラ)をぼかし、均斉を向上させる重要な光学的役割を持っている。
In recent years, flat-panel televisions such as liquid crystal televisions and plasma televisions have been expanded instead of cathode-ray tubes, and particularly liquid crystal televisions are growing rapidly. Since the liquid crystal is not self-luminous, a backlight (also referred to as a back light source device) is necessary, and two types of backlight, an edge light type and a direct type, are generally used.
The edge light type is a method in which a linear light source is placed on the edge of a liquid crystal panel and surface light is emitted by a light guide plate. It is suitable for a thin and light personal computer monitor, but it is said that it is difficult to increase the screen size and brightness. On the other hand, the direct type is a method in which a large number of linear light sources are arranged directly under a liquid crystal panel and surface emission is performed with a diffusion plate. It is easily used for large screens and high brightness and is preferred for liquid crystal televisions.
The structure of the direct type backlight type liquid crystal display has a structure in which a reflector, a linear light source, a diffusion plate, an optical film, and a liquid crystal panel are sequentially arranged as shown in FIG. Among the components, the diffuser diffuses the light from the linear light source, and it is important to improve the uniformity by blurring the linear light and darkness (so-called lamp unevenness) formed in the linear light source gap adjacent to the bright line directly above the linear light source. Have an optical role.
近年、コストダウンのためバックライトに使われる線状光源を削減する動きがあり、隣り合う線状光源の間隔(いわゆるランプピッチ)が広がる傾向にあり、ランプピッチが広がるとランプムラが目立つため液晶テレビの品位上問題となっていた。そこで、特許文献1では、拡散材を配合した樹脂拡散板が一般に広く用いられていたが、ランプムラを解消する方法として、光拡散剤を濃くする手法が行われた。しかし、この方法では輝度が低下するという問題があった。
特許文献2では、拡散板表面にプリズム形状をつけ、プリズムによる光の集光機能によって輝度低下を防ぎ、かつランプムラの解消を図った高機能板の開発も行われている。しかし、まだランプムラを完全に消すまでには至っていない。
In
本発明は、輝度低下を防ぎかつ目視のランプムラを完全に消すことのできる直下型バックライト式液晶ディスプレイ用の拡散板を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a diffusing plate for a direct-type backlight type liquid crystal display capable of preventing a decrease in luminance and completely eliminating visible lamp unevenness.
本発明者らは前記課題を解決するため鋭意研究の結果、拡散板表面にプリズム形状を付け、なおかつ該プリズム面を粗面化することで驚くべきことに高輝度でかつ目視のランプムラを完全に消すことができることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち本発明は、
1.反射板、線状光源、拡散板、光学フィルム、液晶パネルの順に配設された直下型バックライト式液晶ディスプレイに搭載される拡散板であって、該拡散板が光学フィルムと接する側の表面に頂角50〜150度の線状プリズム形状が賦型されており、さらに該プリズム面に表面粗さ(Ra)が0.2〜20μmである微細な凹凸が設けられていることを特徴とする拡散板、
2.さらに、拡散板の線状光源と対峙する側の表面に、表面粗さ(Ra)が0.2〜20μmである微細な凹凸が設けられていることを特徴とする1.に記載の拡散板、である。
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have surprisingly achieved high brightness and visual lamp unevenness by forming a prism shape on the diffusion plate surface and roughening the prism surface. The inventors have found that it can be erased and have reached the present invention.
That is, the present invention
1. A diffusing plate mounted on a direct-type backlight type liquid crystal display arranged in the order of a reflector, a linear light source, a diffusing plate, an optical film, and a liquid crystal panel, the diffusing plate on the surface in contact with the optical film A linear prism shape having an apex angle of 50 to 150 degrees is formed, and the prism surface is provided with fine irregularities having a surface roughness (Ra) of 0.2 to 20 μm. Diffusion plate,
2. Further, the surface of the diffusion plate facing the linear light source is provided with fine irregularities having a surface roughness (Ra) of 0.2 to 20 μm. It is a diffusion plate as described in.
本発明の拡散板を用いると、直下型バックライト式液晶ディスプレイにおいて輝度の低下を防ぎ、かつ目視のランプムラを完全に消すことができる。 When the diffusion plate of the present invention is used, it is possible to prevent a decrease in luminance in a direct backlight type liquid crystal display and to completely eliminate visual lamp unevenness.
本発明について、以下詳細に説明する。
液晶テレビに多く用いられている直下型バックライト式液晶ディスプレイとは、直下型バックライトと呼ばれる背面光源装置に液晶パネルが組み合わされた構造をしており、図1に示す通り、ディスプレイ内側から反射板、線状光源、拡散板、光学フィルム、液晶パネルの順に配設されている。このうち、反射板から光学フィルムまでを一般に直下型バックライトと呼び、液晶パネルを組合せ一体化されたものを、液晶ディスプレイと呼ぶ。
反射板は、金属板に反射材が塗布されているものや、白色や銀色のポリエチレンテレフタレート(PET)系もしくはポリカーボネート(PC)系の反射フィルムが使われる。
The present invention will be described in detail below.
A direct-type backlight type liquid crystal display often used for liquid crystal televisions has a structure in which a liquid crystal panel is combined with a back light source device called a direct-type backlight, and as shown in FIG. A plate, a linear light source, a diffusion plate, an optical film, and a liquid crystal panel are arranged in this order. Of these, the reflector to the optical film are generally referred to as a direct type backlight, and the liquid crystal panel combined and integrated is referred to as a liquid crystal display.
As the reflection plate, a metal plate coated with a reflection material or a white or silver polyethylene terephthalate (PET) or polycarbonate (PC) reflection film is used.
線状光源とは線状の形をした光源で、液晶ディスプレイに用いられる線状光源として最も一般的なのは冷陰極管(略称CCFL)と呼ばれる直径2〜4mmの蛍光管である。冷陰極管には直線状やU字管、W字管などがあり、線状の部分が長いほど大画面用に好まれる。
拡散板は、上記線状光源の光を散乱させ、線状の光源を面状の光源に変換する重要な光学部材である。拡散板は透光性樹脂に光拡散材として光拡散微粒子が配合されているものが好ましい。
透光性樹脂としては、光学特性、特に透過率が高いアクリル系樹脂、スチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂(MS樹脂)、スチレン系樹脂、PC系樹脂、環状オレフィン系樹脂などが好ましく、TV内部での吸水による変形を防ぐ観点から、吸水率の低いスチレン系樹脂、MS樹脂、PC系樹脂、環状オレフィン系樹脂がより好ましい。
A linear light source is a light source having a linear shape, and the most common linear light source used in a liquid crystal display is a fluorescent tube having a diameter of 2 to 4 mm called a cold cathode tube (abbreviated as CCFL). Cold cathode tubes include straight lines, U-shaped tubes, W-shaped tubes, etc., and the longer the linear portion, the more preferred for large screens.
The diffusion plate is an important optical member that scatters the light from the linear light source and converts the linear light source into a planar light source. The diffusing plate is preferably one in which light diffusing fine particles are blended as a light diffusing material in a translucent resin.
As the translucent resin, an acrylic resin, a styrene-methyl methacrylate copolymer resin (MS resin), a styrene resin, a PC resin, a cyclic olefin resin, etc. with high optical characteristics, particularly high transmittance, are preferable. From the viewpoint of preventing deformation due to water absorption, styrene resins, MS resins, PC resins, and cyclic olefin resins having a low water absorption are more preferable.
透光性樹脂に配合することが好ましい光拡散微粒子は、有機系、無機系いずれの微粒子でもよく、例えばアクリル系架橋微粒子、MS系架橋微粒子、スチレン系架橋微粒子、シリコーン系架橋微粒子、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム、タルク、マイカなどが挙げられる。
光拡散微粒子は、真球状、球状、楕円状、扁平形状、鱗片形状、多角形状、立方体、直方体が好ましく、その粒径は光散乱性能が良好な1〜30μmが好ましい。光拡散微粒子の配合量は、輝度低下を防ぐため、透光性樹脂100部に対し3部以下であることが好ましい。
The light diffusing fine particles preferably blended in the translucent resin may be either organic or inorganic fine particles, such as acrylic crosslinked fine particles, MS crosslinked fine particles, styrene crosslinked fine particles, silicone crosslinked fine particles, calcium carbonate, Examples thereof include titanium oxide, barium sulfate, talc, and mica.
The light diffusing fine particles are preferably spherical, spherical, elliptical, flat, scaly, polygonal, cubic, and rectangular parallelepiped, and the particle diameter is preferably 1 to 30 μm with good light scattering performance. The blending amount of the light diffusing fine particles is preferably 3 parts or less with respect to 100 parts of the translucent resin in order to prevent a decrease in luminance.
拡散板は上記透光性樹脂に上記光拡散材(光拡散微粒子)を配合した単一のシートであってもよいが、耐光性改良や表面硬度改良のため積層シートであってもよい。特に耐光性改良のため紫外線吸収剤を配合した10〜100μmの表面層を積層することはより好ましい。拡散板の板厚は1.0〜3.0mmが好ましく、1.0〜2.0mmがより好ましい。
拡散板と液晶パネルの間に配設される光学フィルムは、拡散板を透過してきた光を更に散乱もしくは集光させる拡散フィルム、散乱光を集光させるプリズムフィルム、反射型偏光フィルムなどいわゆる輝度を向上させるフィルムなど高機能な複数のフィルム群である。ランプムラと呼ばれる線状光源の透けを防止するため、各種光学フィルムの組合せによる検討も行われているが、コストダウンの要求が強いテレビ向けの用途においては、光学フィルムを削減する要望が強く、光学フィルムによるランプムラ解消は厳しくなっている。
更に光学フィルムの上に液晶パネルが乗り液晶ディスプレイとなるが、液晶パネルの透過率が低いため、液晶ディスプレイとしての明るさ、つまり輝度を上げるためには直下型バックライトの輝度を上げる必要がある。
The diffusion plate may be a single sheet in which the light diffusing material (light diffusing fine particles) is blended with the translucent resin, but may be a laminated sheet for improving light resistance and surface hardness. In particular, it is more preferable to laminate a 10 to 100 μm surface layer containing an ultraviolet absorber for improving light resistance. The thickness of the diffusion plate is preferably 1.0 to 3.0 mm, and more preferably 1.0 to 2.0 mm.
The optical film disposed between the diffusion plate and the liquid crystal panel has a so-called brightness such as a diffusion film that further scatters or collects light transmitted through the diffusion plate, a prism film that collects scattered light, and a reflective polarizing film. A plurality of highly functional film groups such as a film to be improved. In order to prevent the transmission of a linear light source called lamp unevenness, various combinations of optical films have been studied. However, there is a strong demand for reducing optical films in TV applications where there is a strong demand for cost reduction. Eliminating lamp unevenness with film is becoming stricter.
Furthermore, a liquid crystal panel is mounted on an optical film to become a liquid crystal display. However, since the transmittance of the liquid crystal panel is low, it is necessary to increase the brightness of the direct backlight to increase the brightness as the liquid crystal display, that is, the brightness. .
直下型バックライトの輝度を上げる方法の一つは、線状光源の設置本数を増やすことである。現状、32インチ液晶テレビ用の液晶ディスプレイにおいては、各社の液晶パネルの透過率によって差はあるが、16〜20本の線状光源が設置されている。液晶テレビとして一般に求められる輝度は500cd以上といわれており、そのためには直下型バックライトに求められる輝度は5000〜15000cdともいわれ、特に高精細な液晶パネルを使う場合においては、より高輝度な直下型バックライトが必要である。線状光源の設置本数を増やせば当然この必要輝度は確保できるが、近年の液晶テレビの市場価格を考えると、線状光源は一本でも多く削減しコストダウンをはかることが強く求められている。 One way to increase the brightness of the direct type backlight is to increase the number of linear light sources. At present, in a liquid crystal display for a 32-inch liquid crystal television, 16 to 20 linear light sources are installed, although there are differences depending on the transmittance of the liquid crystal panels of each company. The luminance generally required for a liquid crystal television is said to be 500 cd or more, and for that purpose, the luminance required for a direct type backlight is also said to be 5000 to 15000 cd. A mold backlight is required. Naturally, this required brightness can be secured by increasing the number of linear light sources installed, but considering the recent market price of LCD TVs, there is a strong demand to reduce the number of linear light sources and reduce costs. .
本発明で解決すべき課題として挙げているランプムラとは、液晶ディスプレイの画面上に、中に配設された線状光源、いわゆるランプがぼんやりとムラのように透けて見える現象のことをいう。
線状光源の真上は明るく、隣り合う線状光源との間隙、いわゆるランプ間は暗くなり、明暗が縞模様のように画面上に現れるのが一般的なランプムラと呼ばれる現象である。光学フィルムの組合せによっては、ランプ間が逆に明るく、線状光源真上が暗くなり、やはり縞模様のランプムラが見える場合もある。
いずれのランプムラも、その原因は主に拡散板にあるといわれている。つまり拡散板の光散乱機能が弱く、線状光源を均斉のとれた面発光にすることができないことがランプムラの大きな原因の一つといわれる。そのため、従来は拡散板に配合する光拡散材の屈折率、粒径、量等を再設計し、ランプムラの解消に取り組んできた。
The lamp unevenness mentioned as a problem to be solved by the present invention refers to a phenomenon in which a linear light source, that is, a so-called lamp disposed in the liquid crystal display screen is seen through like a nonuniformity.
It is a general phenomenon called lamp unevenness that a bright light is directly above a linear light source, a gap between adjacent linear light sources, that is, a so-called lamp becomes dark, and light and dark appear on the screen like a stripe pattern. Depending on the combination of the optical films, the distance between the lamps may be brighter, the line light source may be darkened, and striped lamp unevenness may be seen.
It is said that the cause of any lamp unevenness is mainly the diffusion plate. That is, it is said that one of the major causes of lamp unevenness is that the light scattering function of the diffusion plate is weak and the linear light source cannot be made uniform surface emission. Therefore, conventionally, the refractive index, particle size, amount, etc. of the light diffusing material to be blended in the diffusion plate have been redesigned and efforts have been made to eliminate lamp unevenness.
しかし、線状光源の本数が削減されると、隣り合う線状光源の間隔、いわゆるランプ間隔は2倍近く広がり、しかも少ない本数で従来どおりの輝度を達成するために、線状光源一本一本を明るくする必要がある。ランプピッチが広がると、当然ランプ間隙の暗い部分が増えるため、ランプムラは大きくなり、なおかつ光源が明るくなるため、ランプムラはよりはっきりする。そのため、これまで以上にランプムラの解決が重要である。
光拡散材の増量によるランプムラの解決方法では、ランプムラは解決できても輝度が全く目標に到達できず、従来からの拡散板の設計では、このランプ削減モデルへの適用が困難であった。本発明では、ランプ削減の要望にこたえるため、従来の光拡散材による拡散板の設計だけではなく、光をコントロールすることを提案している。つまり、本発明の拡散板は、光学フィルム側の表面に線状プリズム形状を形成し、さらに該プリズム面に特定の表面粗さを有する微細な凹凸を設けることにより、線状光源から入射した光の光路をプリズムの反射屈折機能を用いて大きく変えるものである。
However, when the number of linear light sources is reduced, the interval between adjacent linear light sources, so-called lamp intervals, is nearly doubled, and in order to achieve the conventional brightness with a small number of linear light sources, one by one. The book needs to be brightened. As the lamp pitch increases, the dark part of the lamp gap naturally increases, so that the lamp unevenness increases and the light source becomes brighter, so the lamp unevenness becomes clearer. Therefore, it is more important than ever to solve the lamp unevenness.
In the method of solving the lamp unevenness by increasing the amount of the light diffusing material, even if the lamp unevenness can be solved, the brightness cannot reach the target at all, and the conventional diffuser design has been difficult to apply to this lamp reduction model. In the present invention, in order to meet the demand for lamp reduction, it is proposed not only to design a diffusion plate using a conventional light diffusing material but also to control light. That is, the diffuser plate of the present invention forms a linear prism shape on the surface on the optical film side, and further provides light incident from a linear light source by providing fine irregularities having a specific surface roughness on the prism surface. The optical path is greatly changed using the catadioptric function of the prism.
プリズム形状は拡散板の光学フィルムと接する面、つまり線状光源とは反対側の面に形成することが必要である。また、線状プリズム形状の方向は線状光源と並行になるよう形成されることが好ましい。
均斉のとれた面発光にするためには、プリズム形状の頂角は50〜150度であることが必要であり、プリズム形状の頂角が50度以上であるとランプ間隙に光を集光でき、150度以下であるとランプの真上に光を集中させない。好ましくは55〜130度、より好ましくは60度〜120度である。
拡散板表面に形成する線状プリズムの形状は、全て同じ頂角の線状プリズムであってもよいし、集光機能を分散するため複数の頂角をもったプリズム形状を組み合わせたものでもよい。プリズム形状の組合せの場合、一列ずつ異なる形状のプリズム形状を並べたり、複数列ずつ組み合わせたり、順番に組み合わせた形状にしてもよい。
The prism shape needs to be formed on the surface of the diffusion plate that contacts the optical film, that is, the surface opposite to the linear light source. The direction of the linear prism shape is preferably formed so as to be parallel to the linear light source.
In order to achieve uniform surface emission, the apex angle of the prism shape needs to be 50 to 150 degrees. If the apex angle of the prism shape is 50 degrees or more, light can be condensed in the lamp gap. If the angle is 150 degrees or less, the light is not concentrated right above the lamp. Preferably it is 55 to 130 degrees, more preferably 60 to 120 degrees.
The linear prisms formed on the surface of the diffusion plate may be all linear prisms having the same apex angle, or may be a combination of prism shapes having a plurality of apex angles to disperse the light collecting function. . In the case of a combination of prism shapes, prism shapes having different shapes one by one may be arranged, a plurality of rows may be combined, or shapes may be combined in order.
線状プリズム形状は拡散板全面にあってもよいが、ランプムラを極小化するためランプの真上だけやランプの間隙だけに形成されてもよい。
線状プリズムのピッチは成形性から50〜400μmが好ましい。
拡散板表面にプリズム形状を形成する方法には、押出賦型、UV造型、熱転写、圧縮成形、削りだし、エッチング、その他各種方法が挙げられる。
押出賦型や熱転写は、拡散板を作製する押出し工程の中で、切削加工やエッチングによってプリズム形状を彫り込んだ金型ロールいわゆるプリズムロールの表面形状を拡散板表面に転写し、冷却固化させる連続賦型プロセスである。
The linear prism shape may be on the entire surface of the diffusion plate, but may be formed only directly above the lamp or only in the gap of the lamp in order to minimize lamp unevenness.
The pitch of the linear prism is preferably 50 to 400 μm in view of moldability.
Examples of the method for forming the prism shape on the surface of the diffusion plate include extrusion molding, UV molding, thermal transfer, compression molding, shaving, etching, and other various methods.
Extrusion molding or thermal transfer is a continuous roll in which the surface shape of a so-called prism roll, which is carved into a prism by cutting or etching, is transferred to the surface of the diffusion plate and cooled and solidified. It is a mold process.
UV造型は、連続押出し工程でも枚葉のバッチ工程でもよいが、冷却固化ではなく紫外線硬化によってプリズム形状を拡散板表面に形成する方法である。
圧縮成形は、プリズム形状を彫り込んだ平面金型、いわゆるプリズム金型を拡散板表面に熱圧縮して形状を形成する方法である。
拡散板表面にプリズム形状が形成されると、プリズム形状には光散乱効果もあるため光拡散材を減量することもできる。また、ランプムラを小さくして透過率を上げる、つまり輝度を上げることが同時に可能である。
プリズムロールやプリズム金型を作製する方法は、切削加工、エッチング、放電加工など所定のプリズム形状が掘り込めるのであればいずれの方法で加工しても構わない。
UV molding may be a continuous extrusion process or a single wafer batch process, but is a method of forming a prism shape on the surface of the diffusion plate by ultraviolet curing rather than cooling and solidification.
Compression molding is a method of forming a shape by thermally compressing a flat die engraved with a prism shape, a so-called prism die, on the surface of the diffusion plate.
When the prism shape is formed on the surface of the diffusion plate, the light diffusion material can be reduced because the prism shape also has a light scattering effect. Further, it is possible to reduce the lamp unevenness and increase the transmittance, that is, to increase the luminance.
As a method of manufacturing the prism roll and the prism mold, any method may be used as long as a predetermined prism shape can be dug, such as cutting, etching, and electric discharge machining.
本発明者らは、更に驚くべきことにこのプリズム形状面の表面に微細な凹凸をつけることにより、目視のランプムラを完全に消すことができることを見出した。
微細な凹凸の大きさは、JIS B0601によって測定した算術平均粗さ、いわゆる表面粗さ(Ra)が0.2〜20μmの微細凹凸であると目視のランプムラを完全に解消することができる。ランプムラを消す効果を高めるために、Raは0.2μm以上であり、好ましくは0.3μm以上、より好ましくは0.5μm以上である。
逆にRaが大きくても目視のランプムラを完全に消すことはできないため、20μm以下であり、好ましくは15μm以下、より好ましくは12μm以下である。
The present inventors have further surprisingly found that the visual lamp unevenness can be completely eliminated by providing fine irregularities on the surface of the prism-shaped surface.
As for the size of the fine unevenness, when the arithmetic average roughness measured by JIS B0601, that is, the so-called surface roughness (Ra) is 0.2-20 μm fine unevenness, the visual lamp unevenness can be completely eliminated. In order to enhance the effect of eliminating lamp unevenness, Ra is 0.2 μm or more, preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.5 μm or more.
On the other hand, even if Ra is large, the visual lamp unevenness cannot be completely eliminated, so that it is 20 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 12 μm or less.
微細な凹凸を該プリズム面に形成する方法にはいくつかあるが、拡散板の押出し工程の中で、上述微細凹凸形状が彫り込まれたプリズムロールの表面形状を拡散板表面に転写し、冷却固化させる連続賦型プロセスや、枚葉で上述の微細凹凸を彫り込まれたプリズム金型を用い拡散板表面にプレス成形する方法が好ましい。プリズムロールやプリズム金型の表面、つまりプリズム面を微細な凹凸にする方法は、サンドブラストやエッチング、チッピング、放電加工など一般に知られた方法で加工ができる。 There are several methods for forming fine irregularities on the prism surface, but during the diffusion plate extrusion process, the surface shape of the prism roll engraved with the fine irregularities described above is transferred to the diffusion plate surface and solidified by cooling. A continuous molding process or a method of press molding on the surface of the diffusion plate using a prism mold in which the above-described fine irregularities are engraved with a single wafer is preferable. The method of making the surface of the prism roll or prism mold, that is, the prism surface fine, can be processed by generally known methods such as sand blasting, etching, chipping, and electric discharge machining.
また、拡散板に配合されている拡散材を拡散板表面に浮き出させ、微細凹凸を形成する方法でプリズム面に微細な凹凸をつける方法もある。この方法は、成形温度差を利用し、光拡散材とマトリックスとなる透光性樹脂の冷却収縮現象を利用するもので、200℃以上に加熱された透光性樹脂を100℃以下の冷却金型に急接触させ、樹脂を急冷させることにより、光拡散材周辺の透光性樹脂が急収縮し、収縮できない光拡散材を浮き出させて粒状の表面を形成する方法である。金型温度が低いと急冷が強く表面粗さは大きくなり、金型温度が高くなるほど表面粗さは小さくなる。また、この方法では光拡散材の量によっても微細な凹凸の表面粗さは制御できるため好ましい。光拡散剤の量が多いと表面粗さは大きくなり、光拡散材の量が少ないと表面粗さは小さくなる。 In addition, there is a method in which a diffusing material blended in the diffusing plate is raised on the surface of the diffusing plate, and fine irregularities are formed on the prism surface by forming fine irregularities. This method uses a molding temperature difference and utilizes the cooling shrinkage phenomenon of the light diffusing material and the translucent resin as a matrix. The translucent resin heated to 200 ° C. or higher is cooled to 100 ° C. or lower. In this method, the resin is rapidly brought into contact with the mold and the resin is rapidly cooled, whereby the translucent resin around the light diffusing material is rapidly contracted, and the light diffusing material that cannot be contracted is raised to form a granular surface. When the mold temperature is low, rapid cooling is strong and the surface roughness increases, and as the mold temperature increases, the surface roughness decreases. Further, this method is preferable because the surface roughness of fine irregularities can be controlled by the amount of the light diffusing material. When the amount of the light diffusing agent is large, the surface roughness increases, and when the amount of the light diffusing material is small, the surface roughness decreases.
本発明においては、該微細な凹凸は光学フィルムと接するプリズム面にあることが必須だが、反対の面、つまり線状光源に対峙する面に微細な凹凸があってもよい。このときの微細な凹凸の大きさはプリズム面と同じくランプムラを消すため、0.2〜20μmであることが好ましい。プリズム面の微細な凹凸と反対の面に形成される微細な凹凸の大きさは同じであっても、異なっていても構わない。 In the present invention, it is essential that the fine unevenness is on the prism surface in contact with the optical film, but there may be fine unevenness on the opposite surface, that is, the surface facing the linear light source. The size of the fine irregularities at this time is preferably 0.2 to 20 μm in order to eliminate lamp unevenness as in the prism surface. The size of the fine unevenness formed on the surface opposite to the fine unevenness of the prism surface may be the same or different.
本発明を実施例に基づいて説明する。
[測定方法]
実施例及び比較例で使用する各測定項目の測定方法は以下のとおりである。
1.頂角の測定
拡散板断面形状を反射型投影機によって映し出し、映し出された断面のプリズム形状の頂角を、分度器を用いて測定した。
2.表面粗さ(Ra)の測定
JIS B0601に準拠し、拡散板表面の凹凸を、表面粗さ計(東京精密社製SURFCOM)を用いて測定し、表面粗さ(Ra)で数値化した。
3.輝度の測定
輝度計(トプコン社製BM−7)を用い、50cm離れた位置からテレビ中央部の輝度を測定した。
4.ランプムラの測定
目視で○(見えない)、△(見える)、×(明らかに見える)で評価するとともに、2次元面輝度計(サイバネット社製プロメトリック)を用い、画面全体の面輝度値を測定する。測定した面輝度について、うねり成分との差分を取り、その標準偏差を計算した値をランプムラ値として数値化した。ランプムラ値は当然小さければ小さいほどランプムラがないことを表しており、目視で判定したランプムラとの関係を示すとランプムラ値が0.02以下であればほぼランプムラは見えず、更に0.01以下になると全くランプムラを見ることはない。逆に0.03を超えるとランプムラが徐々に見え出し、0.1を超えてしまうと誰の目にもランプムラが明らかであった。
The present invention will be described based on examples.
[Measuring method]
The measurement method of each measurement item used in Examples and Comparative Examples is as follows.
1. Measurement of vertical angle The cross-sectional shape of the diffuser plate was projected by a reflective projector, and the vertical angle of the prism shape of the projected cross section was measured using a protractor.
2. Measurement of surface roughness (Ra) In accordance with JIS B0601, irregularities on the surface of the diffusion plate were measured using a surface roughness meter (SURFCOM manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and quantified by the surface roughness (Ra).
3. Measurement of luminance Using a luminance meter (BM-7 manufactured by Topcon Corporation), the luminance of the central portion of the television was measured from a position 50 cm away.
4). Measurement of lamp unevenness Evaluate visually with ○ (not visible), △ (visible), and × (visiblely visible) and measure the surface luminance value of the entire screen using a two-dimensional surface luminance meter (Cybernet Prometric). . For the measured surface luminance, the difference from the waviness component was taken, and the value obtained by calculating the standard deviation was quantified as the lamp unevenness value. Naturally, the smaller the lamp unevenness value is, the smaller the lamp unevenness is, and the relationship with the visually determined lamp unevenness indicates that if the lamp unevenness value is 0.02 or less, almost no lamp unevenness is seen, and further 0.01 or less. Then you will not see any lamp unevenness. Conversely, when it exceeded 0.03, lamp unevenness gradually appeared, and when it exceeded 0.1, lamp unevenness was obvious to anyone's eyes.
[実施例1]
透光性樹脂としてポリスチレン樹脂(PSジャパン社製GPPS)100重量部に、拡散材としてシリコーン系架橋微粒子(信越化学社製KMP、平均粒子径2μm)1重量部を配合し、押出機に投入した。
押出機で溶融混練された樹脂をシート用Tダイと呼ばれる金型で拡幅吐出し、3本の冷却ロールに巻きつけ接触させることによって、板厚1.5mmのシート状の拡散板を成形した。
このとき、冷却ロールの1本には全面にあらかじめ頂角120度ピッチ100μmの線状プリズム形状を切削加工によって掘り込んでおり(プリズムロール)、この金型のプリズム形状を転写することにより得られた拡散板の片面には、金型と同じく頂角120度のプリズム形状が形成される。
また、ダイ金型温度を240℃に設定することによって、ダイから吐出した拡散材入りの樹脂をプリズムロールに接触する直前の温度で220℃に制御し、80℃に設定された冷却ロールに急接触、急冷させることにより、拡散材周辺のポリスチレン樹脂が冷却収縮し、プリズム面の表面に微細な凹凸を浮き出させた。
[Example 1]
100 parts by weight of polystyrene resin (GPPS manufactured by PS Japan Co., Ltd.) as a translucent resin and 1 part by weight of silicone-based crosslinked fine particles (KMP manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., average particle diameter: 2 μm) as a diffusing agent were added to an extruder. .
The resin melted and kneaded by the extruder was widened and discharged by a mold called a sheet T-die, wound around three cooling rolls, and contacted to form a sheet-like diffusion plate having a thickness of 1.5 mm.
At this time, a linear prism shape having an apex angle of 120 degrees and a pitch of 100 μm is dug in advance on one surface of the cooling roll by a cutting process (prism roll), and is obtained by transferring the prism shape of this mold. A prism shape with an apex angle of 120 degrees is formed on one side of the diffuser plate, as with the mold.
Also, by setting the die mold temperature to 240 ° C., the resin containing the diffusing material discharged from the die is controlled to 220 ° C. at the temperature immediately before contacting the prism roll, and suddenly applied to the cooling roll set to 80 ° C. By contact and rapid cooling, the polystyrene resin around the diffusing material was cooled and contracted, and fine irregularities were raised on the surface of the prism surface.
微細な凹凸をJIS B0601に準拠した方法で表面粗さ計(東京精密社製SURFCOM)を用いて表面粗さ(Ra)を測定したところ5μmであった。
このようにして作製した線状プリズム形状つき拡散板を市販の32インチ液晶テレビに搭載し、輝度とランプムラを測定した。この32インチ液晶テレビは、白色PET製反射シートに、線状光源として直径3mmの冷陰極管12本がピッチ33mm間隔で並行に並べられており、その上に拡散板、光学フィルムとして拡散フィルム、プリズムフィルム、反射偏光フィルムが順次配設され、その上にVAタイプの液晶パネルが搭載された構造のものを用いた。
It was 5 micrometers when the surface roughness (Ra) was measured for the fine unevenness | corrugation using the surface roughness meter (SURFCOM by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) by the method based on JISB0601.
The diffusion plate with the linear prism shape thus produced was mounted on a commercially available 32-inch liquid crystal television, and the luminance and lamp unevenness were measured. In this 32-inch liquid crystal television, 12 cold cathode fluorescent lamps having a diameter of 3 mm are arranged in parallel at a pitch of 33 mm as a linear light source on a white PET reflection sheet, on which a diffusion plate, a diffusion film as an optical film, A prism film and a reflective polarizing film were sequentially disposed, and a VA type liquid crystal panel mounted thereon was used.
上記のように作製された、片面が頂角120度の線状プリズムで、裏面が表面粗さ(Ra)5μmのPS拡散板を、線状プリズム面が光学フィルムと接するように搭載し、画面中央部の輝度を輝度計(トプコン社製BM7)で測定したところ510cdであった。また、ランプムラ値を測定したところ0.001であり、ランプムラは全く見えなかった。
評価結果を表1に示した。
A PS diffuser plate with a linear prism with apex angle of 120 degrees on one side and a surface roughness (Ra) of 5 μm on one side is mounted so that the linear prism surface is in contact with the optical film. The luminance at the center was measured with a luminance meter (BM7 manufactured by Topcon Corporation) and found to be 510 cd. Further, when the lamp unevenness value was measured, it was 0.001, and no lamp unevenness was seen.
The evaluation results are shown in Table 1.
[比較例1]
押出し工程において、冷却ロールの温度を120℃にした以外は実施例1と同様に行い、頂角120度プリズム形状つき拡散板を得た。
ロールの温度が高いため急冷が弱く、線状プリズム面の表面はほぼ平滑になり、実施例1同様に表面粗さを測定するとRa=0.08μmであった。
この頂角120度の線状プリズムつきPS拡散板を、実施例1と同様に市販の32インチ液晶テレビに実装し、輝度とランプムラ値を測定したところ、輝度520cd、ランプムラ値0.05、ランプムラは目視で見える結果だった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
In the extruding step, the same procedure as in Example 1 was performed except that the temperature of the cooling roll was set to 120 ° C., to obtain a diffuser plate having a prism shape with a vertex angle of 120 degrees.
Since the roll temperature was high, the rapid cooling was weak and the surface of the linear prism surface was almost smooth. When the surface roughness was measured as in Example 1, Ra = 0.08 μm.
This PS diffuser plate with a linear prism having a vertex angle of 120 degrees was mounted on a commercially available 32-inch liquid crystal television in the same manner as in Example 1 and measured for luminance and lamp unevenness value. As a result, the luminance was 520 cd, the lamp unevenness value was 0.05, and the lamp unevenness value was. The result was visible. The results are shown in Table 1.
[実施例2〜4、比較例2、3]
押出し工程において冷却ロールの温度を表1に記載のとおり、130〜90℃にした以外は実施例1と同様に行い、プリズム形状つき拡散板を得た。拡散板表面の表面粗さ(Ra)と、32インチ液晶テレビに実装して評価した輝度とランプムラ値について表1に示す。
表面粗さが平滑になる、つまりRa値が小さくなるほど、ランプムラ値は大きくなりランプムラは見えやすくなる。
[Examples 2 to 4, Comparative Examples 2 and 3]
As shown in Table 1, in the extrusion process, the temperature of the cooling roll was changed to 130 to 90 ° C. in the same manner as in Example 1 to obtain a diffuser plate with a prism shape. Table 1 shows the surface roughness (Ra) of the diffusion plate surface, the luminance and the lamp unevenness value evaluated by mounting on a 32-inch liquid crystal television.
As the surface roughness becomes smooth, that is, the Ra value decreases, the lamp unevenness value increases and the lamp unevenness becomes more visible.
[実施例5〜7、比較例4]
プリズムロール表面を更にエッチングすることによってRa=10、15、20、30μmの凹凸を掘り込みプリズム付きマットロールとした。
押出し工程においてプリズム付きマットロールを設置した以外は実施例1と同様に行った。得られた拡散板は、片面に頂角120度の線状プリズム形状が転写され、更にそのプリズム面には表面粗さ(Ra)が10〜30μmの凹凸が転写されたPS拡散板となった。得られた拡散板を、実施例1と同様に評価し表1に示す。
[Examples 5 to 7, Comparative Example 4]
By further etching the surface of the prism roll, Ra = 10, 15, 20, and 30 μm irregularities were dug to form a mat roll with a prism.
It carried out like Example 1 except having installed the mat roll with a prism in an extrusion process. The obtained diffuser plate became a PS diffuser plate having a linear prism shape with an apex angle of 120 degrees transferred on one side, and further, irregularities having a surface roughness (Ra) of 10 to 30 μm transferred to the prism surface. . The obtained diffusion plate was evaluated in the same manner as in Example 1 and shown in Table 1.
[実施例8〜10、比較例5、6]
プリズムロールの頂角を表1に示すように60〜160度に変えた以外は実施例1同様に行った。評価結果を表1に示す。
[Examples 8 to 10, Comparative Examples 5 and 6]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the apex angle of the prism roll was changed to 60 to 160 degrees as shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 1.
[実施例11]
頂角120度のプリズムロールと、放電加工によってRa=10μmの凹凸が掘り込まれたマットロールの一対を対峙させ、両方のロール温度を80℃に設定した以外は実施例1と同様に行った。
得られた拡散板は表面にRa=5μmの微細な凹凸がついたプリズム面と、反対側にはRa=10μmの微細な凹凸を持ったマット面をもつPS拡散板となった。
この拡散板を実施例1と同様に32インチ液晶テレビに搭載し輝度とランプムラを測定したところ、輝度は500cd、ランプムラ値は0.005でありランプムラは目視でも見えなかった。
[Example 11]
The same procedure as in Example 1 was performed except that a prism roll having an apex angle of 120 degrees and a mat roll in which unevenness of Ra = 10 μm was dug by electric discharge machining, and both roll temperatures were set to 80 ° C. .
The obtained diffusion plate was a PS diffusion plate having a prism surface with Ra = 5 μm fine unevenness on the surface and a mat surface with Ra = 10 μm fine unevenness on the opposite side.
When this diffuser plate was mounted on a 32-inch liquid crystal television in the same manner as in Example 1 and the brightness and lamp unevenness were measured, the brightness was 500 cd, the lamp unevenness value was 0.005, and the lamp unevenness was not visible.
[実施例12]
押出し工程において冷却ロールの温度を130℃にした以外は実施例5と同様に行い、プリズム形状つき拡散板を得た。
プリズム面にはRa=10μmの凹凸が転写されているが、線状光源側は冷却ロール温度が高いためほぼ平滑な表面になった。結果を表1に示す。
[Example 12]
A diffusion plate with a prism shape was obtained in the same manner as in Example 5 except that the temperature of the cooling roll was 130 ° C. in the extrusion step.
Although unevenness of Ra = 10 μm is transferred to the prism surface, the linear light source side has a substantially smooth surface due to the high cooling roll temperature. The results are shown in Table 1.
[比較例7]
市販の表面にプリズム形状はなく、表面にRa=0.1の凹凸がついたスチレン系の拡散板を用いて実施例1と同様に評価を行った。搭載した32インチ液晶テレビの輝度は450cdであり、ランプムラ値は0.02で、ほぼランプムラは見えなかった。
[Comparative Example 7]
Evaluation was carried out in the same manner as in Example 1 using a styrene-based diffusion plate having a prism shape on the surface and Ra = 0.1 unevenness on the surface. The luminance of the mounted 32-inch liquid crystal television was 450 cd, the lamp unevenness value was 0.02, and almost no lamp unevenness was seen.
本発明の拡散板は、直下型バックライト式液晶ディスプレイの拡散板として好適に利用できる。 The diffusion plate of the present invention can be suitably used as a diffusion plate for a direct type backlight type liquid crystal display.
1 液晶パネル
2 光学フィルム
3 本発明の拡散板
4 線状光源(冷陰極管)
5 反射板
6 筐体
7 線状プリズム形状
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5 Reflector 6
Claims (2)
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Cited By (3)
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| WO2011052101A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | 富士通フロンテック株式会社 | Prism plate, illumination optical system of imaging device, and mold for prism plate |
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2007
- 2007-03-27 JP JP2007081230A patent/JP2008242002A/en active Pending
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| KR101377846B1 (en) | 2009-10-30 | 2014-03-25 | 후지츠 프론테크 가부시키가이샤 | Prism plate, illumination optical system of imaging device, and mold for prism plate |
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