光学构件及导光系统

文档序号:1301867 发布日期:2020-08-07 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 光学构件及导光系统 (Optical member and light guide system ) 是由 中村恒三 于 2018-10-16 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种能够进一步薄型化、并且能够实现高亮度且颜色再现性及均匀性优异的出射光的光学构件及导光系统。本发明的光学构件包含:导光板,其具有第1主面及第2主面;波长转换层,其配置于导光板的第1主面的一个端部附近,且转换自导光板的相反侧入射的紫外~蓝色区域的光的波长并将其导入至导光板;及第1反射板,其配置于导光板的配置有波长转换层的一侧的侧面。(The invention provides an optical member and a light guide system capable of realizing light emission with high brightness, excellent color reproducibility and uniformity, and further thinning. The optical member of the present invention comprises: a light guide plate having a 1 st main surface and a 2 nd main surface; a wavelength conversion layer which is disposed in the vicinity of one end portion of the 1 st main surface of the light guide plate, converts the wavelength of light in the ultraviolet to blue region incident from the opposite side of the light guide plate, and introduces the converted light into the light guide plate; and a 1 st reflecting plate disposed on a side surface of the light guide plate on which the wavelength conversion layer is disposed.)

光学构件及导光系统

技术领域

本发明涉及一种光学构件及导光系统。

背景技术

近年来,作为图像显示设备,有些液晶显示装置的普及十分显著。近年来,对液晶显示装置的薄型化、挠曲化的需求提高,对于组入至液晶显示装置的各构件,亦强烈需求薄型化、挠曲化。作为组入至液晶显示装置的构件之一,可列举背光单元。在此之前,作为背光单元的薄型化,照射方式自正下方方式变更为边缘照明方式。但是,于边缘照明方式中,难以使光源(代表性而言,为LED灯)的厚度较现况进一步薄型化。光源的进一步薄型化可能导致光利用效率的降低所引起的亮度降低的问题,导光板等构件的进一步薄型化可能导致自该构件出射的光的均匀性降低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-1250号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明为了解决上述现有的问题而进行,其目的在于提供一种能够进一步薄型化、并且能够实现高亮度且颜色再现性及均匀性优异的出射光的光学构件及导光系统。

解决问题的手段

本发明的光学构件具有:导光板,其具有第1主面及第2主面;波长转换层,其配置于该导光板的第1主面的一个端部附近,将自该导光板的相反侧入射的紫外~蓝色区域的光的波长进行转换并导入至该导光板;及第1反射板,其配置于该导光板的配置有该波长转换层的一侧的侧面。

于一个实施方式中,上述光学构件还具有配置于上述导光板的第2主面的第2反射板。

于一个实施方式中,上述光学构件于上述导光板的第1主面的未配置有上述波长转换层的部分还具有光扩散层。

于一个实施方式中,上述光学构件于上述光扩散层的与上述导光板相反的一侧还具有第1棱镜片。

于一个实施方式中,上述光学构件于上述第1棱镜片的与上述光扩散层相反的一侧还具有第2棱镜片。

于一个实施方式中,上述导光板的厚度为300μm以下。

于一个实施方式中,上述光学构件能够弯折。

根据本发明的另一方式,提供一种导光系统。该导光系统具有:上述光学构件;光源,其设置于该光学构件的上述波长转换层的与上述导光板相反的一侧,且出射紫外~蓝色区域的光。

于一个实施方式中,上述导光板的厚度为300μm以下,上述光源的厚度为200μm以下。

于一个实施方式中,上述导光系统能够弯折。

发明效果

根据本发明,通过采用在导光板的端部附近自法线方向入射光且该入射光于导光板内部向水平方向传播的构成,能够实现能够进一步薄型化、并且能够实现高亮度且颜色再现性及均匀性优异的出射光的光学构件及导光系统。

附图说明

图1为说明本发明的一个实施方式的光学构件的示意剖视图。

图2为图1的光学构件的示意立体图。

图3为说明本发明的另一个实施方式的光学构件的示意剖视图。

图4为说明本发明的一个实施方式的导光系统的示意剖视图。

具体实施方式

A.光学构件

A-1.光学构件的整体构成

以下,参照附图而对本发明的实施方式的光学构件进行说明。需要说明的是,为了方便观察,附图中的纵、横及厚度的比率与实际不同。

图1为说明本发明的一个实施方式的光学构件的示意剖视图,图2为其示意立体图。图示例的光学构件100具有导光板10、波长转换层20、第1反射板、及第2反射板32。第2反射板32亦可根据目的等而省略。导光板10具有第1主面12A及第2主面12B。波长转换层20配置于导光板10的第1主面12A的一个(于图示例中,附图的纸面的左侧的)端部附近。波长转换层20对自导光板10的相反侧(于图示例中,法线方向上方)的光源(下述)入射的紫外~蓝色区域的光的波长进行转换并导入至导光板10。代表性而言,波长转换层20可将来自光源的入射光转换为白色光。经波长转换层波长转换并导入至导光板的光的半值宽度优选为小于50nm,更优选为小于40nm,进一步优选为小于30nm。半值宽度的下限例如可为10nm。若半值宽度为此种范围,则能够实现优异的颜色再现性。于图示例中,波长转换层20以其端部与导光板的端部对齐的方式(以成为同一平面的方式)配置,但波长转换层20亦可以其端部相距导光板的端部为特定的距离内侧的方式配置。更具体而言,该特定的距离可根据光学构件的尺寸而变化。该特定的距离例如可为0cm(如图1般,波长转换层的端部与导光板的端部对齐)~10cm,优选地,可为0cm~5cm。

第1反射板31配置于导光板10的配置有波长转换层20的一侧的(于图示例中,附图的纸面的左侧的)侧面。如上所述,第2反射板32为根据目的而设置的任意构件。第2反射板32可配置于导光板10的第2主面12B。第2反射板32可配置于导光板10的第2主面12B的整个面,亦可配置于第2主面12B的至少一部分。第2反射板32优选为如图示例般配置于第2主面12B的整个面。

图3为说明本发明的另一个实施方式的光学构件的示意剖视图。本实施方式的光学构件101于导光板10的第1主面12A的未配置有波长转换层20的部分还具有光扩散层40。如图示例般,本实施方式的光学构件101亦可于光扩散层40的与导光板10相反的一侧还具有第1棱镜片51,亦可于第1棱镜片51的与光扩散层40相反的一侧还具有第2棱镜片52。本实施方式的光学构件101亦可于第2棱镜片52的与第1棱镜片51相反的一侧还具有另一光扩散层(未图示)。

本发明的实施方式的光学构件优选能够弯折。于本说明书中,“能够弯折”是指以曲率半径20mm将光学构件弯折时不会破裂或因破损而失去光学功能。换言之,本发明的实施方式的光学构件的能够弯折的曲率半径优选为20mm以下。能够弯折的曲率半径更优选为15mm以下,进一步优选为10mm以下,特别优选为5mm以下。

于无特别明示的情形时,光学构件的各构成要素可经由任意适当的粘接层(例如,粘接剂层、粘合剂层:未图示)而层叠或固定。

上述实施方式可适当组合,亦可对上述实施方式中的构成要素施加本领域中显而易见的改变。进而,亦可将各构成要素替换为光学上等效的构成。

以下,对构成本发明的实施方式的光学构件的导光板、波长转换层、反射板、光扩散层及棱镜片进行说明。

A-2.导光板

导光板10为一面使自波长转换层20入射的光于导光板10内受到反射作用等一面向水平方向导光,并于该导光过程中将光慢慢自出光面(于图示例中,为第1主面12A)出射的构件。作为导光板,可使用任意适当的导光板。例如,使用在第2主面形成有透镜图案的导光板、在第1主面和/或第2主面形成有棱镜形状等的导光板。优选使用在第1主面及第2主面形成有棱镜形状的导光板。于该导光板中,形成于第2主面的棱镜形状与形成于第1主面的棱镜形状优选其棱线方向正交。关于导光板的具体构成的详细内容,例如记载于日本特开2013-190778号公报、日本特开2013-190779号公报及日本特开2014-235397号公报中。这些公报的记载作为参考而援用于本说明书。

作为导光板的构成材料,只要具有所需的透光性及可使所获得的光学构件变得能够弯折,则可采用任意适当的材料。作为构成材料的具体例,可列举:热塑性树脂、反应性树脂(例如,电离辐射线固化性树脂)、玻璃。作为热塑性树脂,例如,可列举以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸系树脂、苯乙烯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、丙烯腈等一种以上为主成分的树脂。作为反应性树脂,例如,可列举环氧丙烯酸酯系或氨基甲酸酯丙烯酸酯系的电离辐射线固化性树脂。

导光板可通过将上述构成材料挤压成形而一体地成形,亦可于包含上述构成材料的片材的第1主面和/或第2主面形成棱镜形状等。

导光板的厚度可优选以所获得的光学构件变得能够弯折的方式设定。具体而言,导光板的厚度代表性而言为2000μm以下,优选为300μm以下,更优选为50μm~250μm。根据本发明的实施方式,通过将特定的导光板、波长转换层、及反射板组合,可使光源配置于导光板表面的特定的位置。其结果为,光源的厚度不会成为决定光学构件的总厚度的支配性要因。因此,只要导光板的厚度为上述范围(优选为300μm以下),则能够实现光学构件的进一步薄型化,优选地,可使光学构件变得能够弯折。

A-3.波长转换层

代表性而言,波长转换层包含基质及分散于该基质中的波长转换材料。

A-3-1.基质

作为构成基质的材料(以下,亦称为基质材料),可使用任意适当的材料。作为此种材料,可列举:树脂、有机氧化物、无机氧化物。基质材料优选具有较低的氧透过性及透湿性,具有较高的光稳定性及化学稳定性,具有特定的折射率,具有优异的透明性,和/或对波长转换材料具有优异的分散性。实用性而言,基质可包含树脂膜或粘合剂。

A-3-1-1.树脂膜

于基质为树脂膜的情形时,作为构成树脂膜的树脂,可使用任意适当的树脂。具体而言,树脂可为热塑性树脂,亦可为热固化性树脂,亦可为活性能量射线固化性树脂。作为活性能量射线固化性树脂,可列举:电子束固化型树脂、紫外线固化型树脂、可见光线固化型树脂。作为树脂的具体例,可列举:环氧树脂、(甲基)丙烯酸酯(例如,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯)、降冰片烯、聚乙烯、聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(乙酸乙烯酯)、聚脲、聚氨基甲酸酯、氨基硅酮(AMS)、聚苯基甲基硅氧烷、聚苯基烷基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚二烷基硅氧烷、倍半硅氧烷、氟化硅酮、乙烯基及氢化物取代硅酮、苯乙烯系聚合物(例如,聚苯乙烯、氨基聚苯乙烯(APS)、聚(丙烯腈-乙烯-苯乙烯)(AES))、与二官能性单体交联而成的聚合物(例如,二乙烯苯)、聚酯系聚合物(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、纤维素系聚合物(例如,三乙酰纤维素)、氯乙烯系聚合物、酰胺系聚合物、酰亚胺系聚合物、乙烯醇系聚合物、环氧系聚合物、硅酮系聚合物、丙烯酰氨基甲酸酯系聚合物。它们可单独使用,亦可组合(例如,共混、共聚)使用。这些树脂亦可于形成膜后实施拉伸、加热、加压等处理。优选为热固化性树脂或紫外线固化型树脂,更优选为热固化性树脂。

A-3-1-2.粘合剂

于基质为粘合剂的情形时,作为粘合剂,可使用任意适当的粘合剂。粘合剂优选具有透明性及光学各向同性。作为粘合剂的具体例,可列举:橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、硅酮系粘合剂、环氧系粘合剂、纤维素系粘合剂。优选为橡胶系粘合剂或丙烯酸系粘合剂。

A-3-2.波长转换材料

波长转换材料可控制波长转换层的波长转换特性。波长转换材料例如可为量子点,亦可为荧光体。

波长转换层中的波长转换材料的含量(于使用2种以上的情形时,为合计的含量)相对于基质材料(代表性而言,为树脂或粘合剂固形物成分)100重量份,优选为0.01重量份~50重量份,更优选为0.01重量份~30重量份。若波长转换材料的含量为此种范围,则能够实现RGB所有色调平衡优异的液晶显示装置。

A-3-2-1.量子点

量子点的发光中心波长可根据量子点的材料和/或组成、粒子尺寸、形状等进行调整。

量子点可包含任意适当的材料。量子点优选可包含无机材料,更优选可包含无机导体材料或无机半导体材料。作为半导体材料,例如,可列举:II-VI族、III-V族、IV-VI族、及IV族的半导体。作为具体例,可列举:Si、Ge、Sn、Se、Te、B、C(包含金刚石)、P、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdSeZn、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、CuI、Si3N4、Ge3N4、Al2O3、(Al、Ga、In)2(S、Se、Te)3、Al2CO。它们可单独使用,亦可组合2种以上而使用。量子点亦可包含p型掺杂剂或n型掺杂剂。另外,量子点亦可具有核壳结构。于该核壳结构中,可根据目的而于壳的周围形成任意适当的功能层(单一层或多个层),亦可对壳表面进行表面处理和/或化学修饰。

作为量子点的形状,可根据目的而采用任意适当的形状。作为具体例,可列举:正球状、鳞片状、板状、椭圆球状、不定形。

量子点的尺寸可根据所需的发光波长而采用任意适当的尺寸。量子点的尺寸优选为1nm~10nm,更优选为2nm~8nm。若量子点的尺寸为此种范围,则绿色及红色各自显示出锐利的发光,能够实现高显色性。例如,绿色光可在量子点的尺寸为7nm左右时发光,红色光可于3nm左右时发光。需要说明的是,关于量子点的尺寸,于量子点例如为正球状的情形时,为平均粒径,于其为除此以外的形状的情形时,为沿该形状中的最小轴的尺寸。

量子点的详细内容例如记载于日本特开2012-169271号公报、日本特开2015-102857号公报、日本特开2015-65158号公报、日本特表2013-544018号公报、日本特表2010-533976号公报中,这些公报的记载作为参考而援用于本说明书中。量子点可使用市售品。

A-3-2-2.荧光体

作为荧光体,可根据目的而使用可发出所需的颜色的光的任意适当的荧光体。作为具体例,可列举:红色荧光体、绿色荧光体。

作为红色荧光体,例如,可列举经Mn4+活化的复合氟化物荧光体。复合氟化物荧光体是指含有至少一个配位中心(例如,下述M),被作为配位基而发挥作用的氟化物离子包围,且视需要利用抗衡离子(例如,下述A)补偿电荷的配位化合物。作为其具体例,可列举:A2[MF5]:Mn4+、A3[MF6]:Mn4+、Zn2[MF7]:Mn4+、A[In2F7]:Mn4+、A2[M'F6]:Mn4+、E[M'F6]:Mn4+、A3[ZrF7]:Mn4+、Ba0.65Zr0.35F2.70:Mn4+。此处,A为Li、Na、K、Rb、Cs、NH4或其组合。M为Al、Ga、In或其组合。M'为Ge、Si、Sn、Ti、Zr或其组合。E为Mg、Ca、Sr、Ba、Zn或其组合。优选配位中心中的配位数为6的复合氟化物荧光体。此种红色荧光体的详细内容例如记载于日本特开2015-84327号公报中。关于该公报的记载,其整体作为参考而援用于本说明书中。

作为绿色荧光体,例如,可列举包含具有β型Si3N4结晶构造的赛隆(日文原文:サイアロン)的固溶体作为主成分的化合物。优选,进行将此种赛隆结晶中包含的氧量设为特定量(例如,0.8质量%)以下的处理。通过进行此种处理,可获得峰宽较窄且发出锐利的光的绿色荧光体。此种绿色荧光体的详细内容例如记载于日本特开2013-28814号公报中。关于该公报的记载,其整体作为参考而援用于本说明书中。

波长转换层可为单一层,亦可具有层叠构造。于波长转换层具有层叠构造的情形时,代表性而言,各层可包含具有不同发光特性的波长转换材料。

波长转换层的厚度(于具有层叠构造的情形时,为其总厚度)优选为1μm~500μm,更优选为100μm~400μm。若波长转换层的厚度为此种范围,则可使转换效率及耐久性优异。波长转换层具有层叠构造的情形时的各层的厚度优选为1μm~300μm,更优选为10μm~250μm。若波长转换层的厚度为此种范围,则可有助于所获得的光学构件的进一步薄型化,优选地,可以使光学构件变得能够弯折。

波长转换层的厚度50μm换算的水蒸气透过率(透湿度)优选为100g/m2·day以下,更优选为80g/m2·day以下。水蒸气透过率可于40℃、90%RH的气体氛围下,通过依据JISK7129的测定法而测定。

A-3-3.阻隔功能

于基质为树脂膜或粘合剂中任意者的情形时,波长转换层均优选对氧和/或水蒸气具有阻隔功能。于本说明书中,“具有阻隔功能”意指,控制侵入至波长转换层的氧和/或水蒸气的透过量而实质上自它们阻隔波长转换材料。波长转换层通过对波长转换材料本身赋予例如核壳型、四角型的类的立体构造而显现阻隔功能。另外,波长转换层可通过适当地选择基质材料而显现阻隔功能。

A-3-4.其他

波长转换层亦可根据目的进而包含任意适当的添加材料。作为添加材料,例如,可列举:光扩散材料、对光赋予各向异性的材料、将光偏振化的材料。作为光扩散材料的具体例,可列举包含丙烯酸系树脂、硅酮系树脂、苯乙烯系树脂、或它们的共聚系树脂的微粒。作为对光赋予各向异性的材料和/或将光偏振化的材料的具体例,可列举:于长轴与短轴上双折射不同的椭圆球状微粒、核壳型微粒、层叠型微粒。添加剂的种类、数量、配合量等可根据目的而适当地设定。

波长转换层例如可通过涂布包含基质材料、波长转换材料、及视需要的添加材料的液状组合物而形成。例如,于基质材料为树脂的情形时,波长转换层可通过将包含基质材料、波长转换材料、以及视需要的添加材料、溶剂及聚合引发剂的液状组合物涂布于任意适当的支承体,继而使其干燥和/或固化而形成。溶剂及聚合引发剂可根据所使用的基质材料(树脂)的种类而适当地设定。作为涂布方法,可使用任意适当的涂布方法。作为具体例,可列举:淋幕式涂布法、浸渍涂布法、旋转涂布法、印刷涂布法、喷涂法、狭缝式涂布法、辊式涂布法、斜板式涂布法、刮刀涂布、凹版涂布法、线棒涂布法。固化条件可根据所使用的基质材料(树脂)的种类及组合物的组成等而适当地设定。需要说明的是,将波长转换材料添加至基质材料时,可在粒子的状态下添加,亦可在分散于溶剂的分散液的状态下添加。波长转换层亦可形成于阻隔层上。

形成于支承体的波长转换层可转印至光学构件的其他构成要素(代表性而言,为导光板)。

A-4.反射板

关于第1反射板31及第2反射板32,适用同样的说明,故而除了需要区别记载的情况以外,统一进行说明。以下,除了需要区别的情况以外,将第1反射板及第2反射板统一简称为反射板。

作为反射板,可采用任意适当的构成。例如,反射板可为镜面反射板,亦可为漫反射板。作为反射板的具体例,可列举反射率较高的树脂片材(例如,丙烯酸系树脂板)、铝、不锈钢等金属薄板或金属箔、对聚酯等树脂膜等基材蒸镀铝、银等而成的蒸镀片材、聚酯等树脂膜等基材与铝等金属箔的层叠体、于内部形成有空孔(空隙)的树脂膜。

反射板的反射率优选为90%以上,更优选为92%以上,进一步优选为95%以上。

反射板(尤其是第2反射板)的厚度优选能以所获得的光学构件变得能够弯折的方式设定。具体而言,第2反射板的厚度优选为100μm以下,更优选为30μm~70μm。根据本发明的实施方式,通过将特定的导光板、波长转换层、及反射板组合,可使光源配置于导光板表面的特定的位置。其结果为,光源的厚度不会成为决定光学构件的总厚度的支配性要因。因此,若第2反射板的厚度为上述范围,则能够实现光学构件的进一步薄型化,优选地,可使光学构件变得能够弯折。需要说明的是,第1反射板的厚度为与具有反射功能的面垂直的方向(具体而言,为水平方向,即,附图的纸面的左右方向)的厚度。因此,第1反射板的厚度实质上不会成为对光学构件的薄型化的重要因素。第1反射板的厚度可与第2反射板的厚度同样。

A-5.光扩散层

作为光扩散层40,可采用任意适当的构成。具体而言,光扩散层可为表面具有微细凹凸构造的扩散板,亦可为包含基质及分散于该基质中的光扩散性微粒的光扩散元件,亦可为基质包含粘合剂的光扩散粘合剂。

光扩散层的光扩散性能例如可用雾度值和/或光扩散半值角表示。光扩散层的雾度值优选为50%~95%,更优选为60%~95%,进一步优选为70%~95%。通过将雾度值设为上述范围,而获得所需的扩散性能,可良好地抑制摩尔纹的产生。光扩散层的光扩散半值角优选为5°~50°,更优选为10°~30°。光扩散层的光扩散性能可通过调整表面的微细凹凸构造、基质(于光扩散粘合剂的情形时,为粘合剂)的构成材料、以及光扩散性微粒的构成材料、体积平均粒径及配合量等而控制。

光扩散层的总光线透射率优选为75%以上,更优选为80%以上,进一步优选为85%以上。

光扩散层的厚度可根据构成、扩散性能、所获得的光学构件的弯折性等而适当地调整。光扩散层的厚度优选为5μm~200μm。

光扩散元件及光扩散粘合剂的详细内容例如记载于日本特开2012-83741号公报、日本特开2012-83742号公报、日本特开2012-83743号公报、日本特开2012-83744号公报、日本特开2013-235259号公报、日本特开2014-224964号公报中。这些公报的记载作为参考而援用于本说明书中。表面凹凸型的扩散板在本领域周知。

A-6.棱镜片

关于第1棱镜片51及第2棱镜片52,适用同样的说明,故而除了需要区别记载的情况以外,统一进行说明。以下,除了需要区别的情况以外,将第1棱镜片及第2棱镜片统一简称为棱镜片。

代表性而言,棱镜片具有基材部及棱镜部。于本发明的光学构件配置于液晶显示装置的背光侧的情形时,棱镜片通过棱镜部内部的全反射等将自导光板10出射的光以具有最大强度的光的形式沿液晶显示装置的大致法线方向引导至偏振板。基材部亦可根据目的及棱镜片的构成而省略。例如,于与棱镜片的基材部侧相邻的层可作为支承构件而发挥功能的情形时,可省略基材部。

棱镜片的厚度优选为50μm~200μm。第1棱镜片的厚度与第2棱镜片的厚度可相同,亦可不同。若棱镜片的厚度为此种范围,则可有助于所获得的光学构件的进一步薄型化,优选地,可使光学构件变得能够弯折。

A-6-1.棱镜部

代表性而言,棱镜片(实质上为棱镜部)通过于与基材部相反的一侧排列多个成为凸状的柱状单位棱镜而构成。优选地,单位棱镜为柱状,以其长度方向(棱线方向)于液晶显示装置中相对于偏振板的透射轴为大致正交方向或大致平行方向的方式构成。于图示例中,棱镜片以单位棱镜成为与光扩散层40相反的一侧的方式配置,但亦可以单位棱镜成为光扩散层40侧的方式配置。

关于单位棱镜的形状,只要获得本发明的效果,则可采用任意适当的构成。单位棱镜于与其排列方向平行且与厚度方向平行的剖面中,其剖面形状可为三角形状,亦可为其他形状(例如,三角形的一个或两个斜面具有倾斜角不同的多个平坦面的形状)。作为三角形状,可为相对于通过单位棱镜的顶点且与片材面正交的直线非对称的形状(例如,不等边三角形),亦可为相对于该直线对称的形状(例如,等腰三角形)。进而,单位棱镜的顶点可成为倒角的曲面状,亦可以前端成为平坦面的方式被切断而成为剖面梯形状。单位棱镜的详细形状可根据目的而适当地设定。例如,作为单位棱镜,可采用日本特开平11-84111号公报中记载的构成。

关于单位棱镜的高度,所有单位棱镜可相同,亦可具有不同高度。于单位棱镜具有不同高度的情形时,于一个实施方式中,单位棱镜具有2种高度。例如,可将高度较高的单位棱镜与高度较低的单位棱镜交替地配置,亦可将高度较高(或较低)的单位棱镜每隔3个、每隔4个、每隔5个等配置,可根据目的而不规则地配置,亦可完全随机地配置。于另一个实施方式中,单位棱镜具有3种以上的高度。

A-6-2.基材部

于在棱镜片设置基材部的情形时,可通过将单一的材料挤压成型等而将基材部与棱镜部一体地形成,亦可将棱镜部赋形于基材部用膜上。基材部的厚度优选为25μm~150μm。若为此种厚度,则可使操作性及强度优异。

作为构成基材部的材料,可根据目的及棱镜片的构成而采用任意适当的材料。于将棱镜部赋形于基材部用膜上的情形时,作为基材部用膜的具体例,可列举由三乙酸纤维素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等(甲基)丙烯酸系树脂、聚碳酸酯(PC)树脂形成的膜。该膜优选为未拉伸膜。

于利用单一材料将基材部与棱镜部一体形成的情形时,作为该材料,可使用与将棱镜部赋形于基材部用膜上的情形时的棱镜部形成用材料同样的材料。作为棱镜部形成用材料,例如,可列举环氧丙烯酸酯系、氨基甲酸酯丙烯酸酯系的反应性树脂(例如,电离辐射线固化性树脂)。于形成一体构成的棱镜片的情形时,可使用PC、PET等聚酯树脂、PMMA、MS等丙烯酸系树脂、环状聚烯烃等透光性的热塑性树脂。

基材部优选实质上具有光学各向同性。于本说明书中,“实质上具有光学各向同性”是指相位差值小至实质上不对液晶显示装置的光学特性造成影响的程度。例如,基材部的面内相位差Re优选为20nm以下,更优选为10nm以下。需要说明的是,面内相位差Re为利用23℃下的波长590nm的光测定的面内的相位差值。面内相位差Re用Re=(nx-ny)×d表示。此处,nx为于光学构件的面内折射率达到最大的方向(即,慢轴方向)的折射率,ny为于该面内与慢轴垂直的方向(即,快轴方向)的折射率,d为光学构件的厚度(nm)。

进而,基材部的光弹性系数优选为-10×10-12m2/N~10×10-12m2/N,更优选为-5×10-12m2/N~5×10-12m2/N,进一步优选为-3×10-12m2/N~3×10-12m2/N。

B.导光系统

根据本发明的另一方式,提供一种导光系统。图4为说明本发明的一个实施方式的导光系统的示意剖视图。图示例的导光系统300具有:上述A项中记载的光学构件(于图示例中,为图1中记载的光学构件100);及光源200,其设置于光学构件的波长转换层20的与导光板10相反的一侧,且出射紫外~蓝色区域的光。

关于光学构件的详细内容,如上述A项所述。

如上所述,光源200出射紫外~蓝色区域的光。代表性而言,光源可包含LED灯。如上所述,根据本发明的实施方式,通过将特定的导光板、波长转换层、及反射板组合,可使光源配置于导光板表面的特定的位置。其结果为,光源的厚度不会成为决定光学构件的总厚度的支配性要因。因此,若导光板的厚度为上述范围,则能够实现光学构件的进一步薄型化,优选地,可使光学构件变得能够弯折。进而,通过将出射紫外~蓝色区域的光的光源与波长转换层组合使用,能够实现颜色再现性及均匀性优异的出射光。

光源的厚度优选为200μm以下,更优选为150μm以下,进一步优选为100μm以下。光源的厚度的实用的下限例如为50μm。如上所述,通过将特定的导光板、波长转换层及反射板组合,能够实现于导光板的端部附近自法线方向入射光并将该入射光于导光板内部沿水平方向传播的构成。其结果为,可将光源配置于导光板表面的特定的位置(导光板的上方)而非导光板端部。由此,排除了光源的安装上的制约,可使光源的厚度如上所述般变得非常薄。因此,本发明的实施方式的导光系统能够进一步薄型化,可通过将导光板等设为特定的厚度(例如,通过将导光板的厚度设为300μm以下),而实现能够弯折的导光系统。

关于本发明的实施方式的导光系统,其总厚度优选为800μm以下,更优选为300μm~600μm。需要说明的是,导光系统的“总厚度”是指导光板、波长转换层、第2反射板(存在的情形)及光源的合计厚度。

[实施例]

以下,通过实施例而对本发明具体地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。

<实施例1>

(导光板及波长转换层)

将市售的电视(Samsung公司制造,商品名“UN65JS9000FXZA”)分解,自背光构件取出导光板及波长转换片。将它们分别用作导光板及波长转换层。导光板的厚度为2000μm,波长转换层的厚度为300μm。

(反射板)

将市售的反射板(中井工业公司制造,制品名“KIRARAFLEX”)用作第1反射板及第2反射板。反射板的厚度为50μm。

(光扩散层及棱镜片)

将市售的平板终端(APPLE公司制造,商品名“i-pad2”)分解,并取出背光侧所包含的扩散层及棱镜片(自观察侧起依序为上侧扩散层、上侧棱镜片、下侧棱镜片及下侧扩散层的合计4片)。将它们以与上述平板终端同样的配置用作光扩散层及棱镜片。上侧光扩散层的厚度为80μm,上侧棱镜片的厚度为150μm,下侧棱镜片的厚度为90μm,下侧光扩散层的厚度为60μm。

(光源)

使用蓝色LED灯带12V(bbmarket有限公司制造)。该灯带的厚度为100μm。

(光学构件及导光系统的制作)

将波长转换层贴合于上述导光板的一个表面的端部。进而,将第2反射板贴合于该导光板的另一个表面整个面,及将第1反射板贴合于该导光板的设置有波长转换层的一侧的侧面。继而,于导光板的上述一个表面的未设置有波长转换层的部分依序层叠上述光扩散层、棱镜片、棱镜片及光扩散层。以此方式制作在图3所示的光学构件的棱镜片的上部还具有光扩散层的光学构件。进而,于波长转换层的上部配置光源,而制作导光系统。将所获得的导光系统供至下述(1)及(2)的评价。将结果示于表1中。

<实施例2>

除了未设置第2反射板以外,与实施例1同样地制作光学构件及导光系统。将所获得的导光系统供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1中。

<比较例1>

除了未设置第1反射板、及未设置第2反射板以外,与实施例1同样地制作光学构件及导光系统。将所获得的导光系统供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1中。

<比较例2>

除了未设置波长转换层、未设置第1反射板、及将第2反射板仅设置于与光扩散层及棱镜片的层叠部分对应的部分以外,与实施例1同样地制作光学构件及导光系统。将所获得的导光系统供至与实施例1同样的评价。将结果示于表1中。

(1)亮度

于实施例及比较例中所获得的导光系统的光扩散层部分的上方隔开特定的间隔设置锥光镜(AUTRONIC MELCHERS股份有限公司制造),以12V-90mA使光源驱动之后,于全方位每隔1°测定亮度(单位:Lx)。将比较例2的导光系统的结果作为基准(基准值:100),以相对于该基准值之比求出亮度。

(2)出射光的均匀性

以12V-90mA使实施例及比较例中所获得的导光系统的光源驱动之后,自上方(正面方向)通过目视观察均匀性,并按照以下的基准进行评价。

○:遍及导光板的整个面(波长转换层部分除外)出射了均匀的光

×:存在并未适当进行导光的部分,出射光存在不均匀的部分

(3)出射光的颜色

以12V-90mA使实施例及比较例中所获得的导光系统的光源驱动之后,自上方(正面方向)通过目视观察出射光的颜色,并按照以下的基准进行评价。

○:光源的颜色适当地转换为所需的颜色

×:光源的颜色几乎为其原本的状态

[表1]

亮度 均匀性 出射光的颜色
实施例1 168
实施例2 145
比较例1 113 ×
比较例2 100 × ×

<评价>

由表1明确知道,根据本发明的实施例,能够实现与比较例相比亮度明显更高的导光系统。进而,可知,实施例的导光系统的出射光的均匀性及颜色亦优异。此外,确认到,实施例的导光系统即便使导光板的厚度变薄,亦可维持上述优异的特性,故而亦可设为能够弯折的构成。

产业上的可利用性

本发明的光学构件及导光系统可适合地用于液晶显示装置。使用此种光学构件的液晶显示装置可用于便携型信息终端(PDA)、移动电话、钟表、数码相机、便携型游戏机等便携装置、个人电脑显示器、笔记本电脑、复印机等OA机器、摄录像机、液晶电视、微波炉等家庭用电气设备、后部监视器、汽车导航系统用显示器、汽车音响等车载用机器、商业商店用信息用显示器等展示机器、监视用监视器等警备机器、护理用显示器、医疗用显示器等护理、医疗机器等各种用途。

符号说明

10 导光板

20 波长转换层

31 第1反射板

32 第2反射板

100 光学构件

101 光学构件

200 光源

300 导光系统

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