[发明专利]光学片、背光装置及液晶显示装置

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2006年4月14日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-112388的主题，其全部内容结合于此以供参考。

技术领域

本发明涉及一种通常用作液晶显示装置的功能膜的透光性光学片、以及设置有该光学片的背光装置和液晶显示装置。

背景技术

与阴极射线管(CRT)相比，液晶显示(LCD)装置在减少功耗、缩小尺寸以及减薄厚度方面具有较大的优势，并且各种尺寸的液晶显示装置目前广泛应用于诸如移动电话和数字照相机的小型设备、乃至大型液晶电视机。

液晶显示装置分为透射型液晶显示装置和反射型液晶显示装置。特别地，透射型液晶显示装置具有由保持在一对透明基板之间的液晶层构成的液晶显示面板和作为照明光源的背光单元。背光单元可分为光源直接紧接于液晶显示板设置的直下式背光单元和侧边式背光单元。

在用于液晶显示装置的背光单元中，一般使用的是例如棱镜片或透镜片的聚光性光学片或膜(统称为“片”，除非另有特殊限定)，旨在将光源的发光方向对准至正面方向，从而改善正面亮度(frontluminance)。参见专利申请第2001-524225号的PCT国际中请的日文译文。

近年来，在液晶显示装置领域中，显示图像的质量呈现不断提高的趋势。对于改善图像质量来说，亮度的改善是必不可少的。因此，要求进一步改善以棱镜片为代表的聚光光学片的亮度特性。

近年，来在液晶TV领域中，屏幕尺寸具有不断加大的趋势，因此，这就要求增加以棱镜片为代表的聚光光学片的尺寸。然而，当屏幕尺寸增加到50英寸或更大时，厚度仅与通常使用的光学片一样的光学片将得不到必要的刚度或刚性，从而产生挠曲，并且难以进行适当处理。同样可以预料，光学片刚度的降低可能降低背光装置或液晶显示装置的组装操作性，并很可能由于背光源的发热而导致挠曲(波纹(waviness))，这可能会干扰聚光特性，并可能因此使图像质量劣化。

在考虑上述问题后进行了本发明，提供了能够进一步改善亮度特性并能够应对屏幕尺寸加大的光学片、背光装置以及液晶显示装置。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种聚光光学片，其具有连续排列在透光性基底的一个主表面上的多个凹凸部(irregularityportion)，其中，凹凸部的排列间距为110μm～330μm(端点包含在内)，并且凹凸部的表面粗糙度(Ra)为0.1μm或以下。

在本发明中，各个凹凸部可由具有三角形截面几何形状的棱镜元件、或者具有双曲面、抛物面或高阶非球面的柱面透镜元件构成。通过在将排列间距(在下文中，统称为“透镜间距”)调整为110μm～330μm(包括端点)、以及将凹凸部的表面粗糙度(Ra：算术平均粗糙度)调整为0.1μm以下的情况下配置这些棱镜元件或透镜元件，将可获得高亮度特性，并且，通过将该光学片应用于液晶显示装置或背光装置将获得高质量的显示图像。

本发明人的研究结果表明，透镜间距越大，就越能成功地改善亮度特性。在根据本发明实施例的光学片中，与不使用光学片的情况相比，小于110μm的透镜间距只会导致亮度提升率较小并且导致亮度特性不足。另一方面，超过一定程度的透镜间距会导致亮度提升比饱和，并且光学片的刚度降低变得更加明显。具体来说，超过330μm的透镜间距将大大降低亮度的提升率，且由于光学片刚度不足而降低了可处理性。这种趋势随着片尺寸的扩大而越加明显。

凹凸部的表面粗糙度大大影响发射光的准直特性，其中，正面亮度随着表面粗糙度的变大而降低。随着透镜顶点变得更加尖锐，这种趋势变得更加明显。通过将透镜表面的表面粗糙度(Ra)调整为0.1μm以下，以及更优选地，调整到0.05μm以下，可以更好地防止正面亮度降低。

构成凹凸部的透镜的几何形状可以是如上所述的棱镜的几何形状，或者可以是柱面透镜的几何形状。特别地，通过以预定几何形状构成透镜的端部(顶点)，在保持正面亮度为一定等级或以上的同时可以改善视角。

更具体地，假设透镜端部的弦宽为“a”，以及透镜间距为Lp，透镜被配置成满足a/Lp≤0.18的关系。通过将透镜端部的弦宽调整为透镜间距的18％以下，如上所述，在保持正面亮度为一定等级或以上的同时可以改善视角。

对于透镜具有棱镜几何形状的情况，本文中的“弦宽”是指，在宽度方向上连接分别由构成棱镜斜面的直线和构成端部曲面的曲线形成的交点的直线的长度，特别地，对于端部曲面是由球面组成的情况，“弦宽”是指两倍曲率半径。对于透镜具有柱面透镜几何形状的另一种情况，“弦宽”是指端部球面的曲率半径的两倍。