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公開番号2025013837
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-28
出願番号2024177494,2023032018
出願日2024-10-09,2021-11-11
発明の名称光学フィルム
出願人株式会社ツジデン
代理人個人
主分類G02B 5/04 20060101AFI20250121BHJP(光学)
要約【課題】直下型点光源バックライトユニットの光出射面における正面輝度と正面輝度のばらつき(均一性)を市場ニーズにマッチしたものとすることが期待できるフィルム要素またはシート要素を構成する光学フィルムを提供する。
【解決手段】直下型点光源バックライトユニットの光源と色変換シートの間に搭載する光学フィルムであって、点光源からの光が前記光学フィルムから出射する面側に凹凸面を構成し、前記光導波層(多孔質層を除く)は、光拡散用微粒子を含み、前記光取り出し層と前記光導波導入層との間の層を構成し、前記光導波導入層は、単一の三角プリズム層であり、該三角プリズム層の三角プリズムの頂角側が前記光源に向いており、該三角プリズムの頂角側の面が第2露出面を構成しており、前記光導波層(多孔質層を除く)の屈折率は、前記光取り出し層の屈折率及び前記光導波導入層の屈折率のいずれよりも小さくはないことを特徴とする光学フィルム。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直下型点光源バックライトユニットの光源と色変換シートの間に搭載する光学フィルムであって、
前記光学フィルムは、光入射側の光導波導入層と、光出射側の光取り出し層と、該光導波導入層と該光取り出し層の間の光導波層とが一体構造化されており、
前記光取り出し層は、前記点光源からの光が前記光学フィルムから出射する面側に第１露出面を有し、該第１露出面はランダムパターンの凹凸面を構成し、
前記光導波層(多孔質層を除く)は、光拡散用微粒子を含み、前記光取り出し層と前記光導波導入層との間の層を構成し、
前記光導波導入層は、単一の三角プリズム層であり、該三角プリズム層の三角プリズムの頂角側が前記光源に向いており、該三角プリズムの頂角側の面が第２露出面を構成しており、
前記光導波層(多孔質層を除く)の屈折率は、前記光取り出し層の屈折率及び前記光導波導入層の屈折率のいずれよりも小さくはない
ことを特徴とする光学フィルム。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
前記三角プリズム層に含まれるプリズムの長手方向に直交する断面における形状が二等辺三角形であり、その頂角が６５～１００度である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記プリズムの配列ピッチが、２０～１００μｍである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記光学フィルムの搭載の態様が、前記光学フィルムを、少なくとも２枚重ねて、それぞれ、前記三角プリズム層が光源側に面し、前記三角プリズム層のプリズムの長手方向が相互に直交するように配置されて搭載される
ことを特徴とする請求項１～３のうちいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項５】
請求項１～４のうちいずれか１項に記載の光学フィルムを搭載した直下型点光源バックライトユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の直下型点光源バックライトユニットを搭載した液晶表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、直下型点光源バックライトユニット、及び該該直下型点光源バックライトユニットを搭載した液晶装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な情報機器には液晶装置が広く利用されているが、その基本構造により、光源が、液晶装置に搭載された液晶パネルの背面側に配置される直下型と、液晶パネルの側面の近傍に配置されるエッジライト型に大別される。
【０００３】
ノートＰＣ、タブレット、カーナビ、スマートフォンなどの液晶装置においては、近年において、薄型化及び低コスト化の要求が益々増大しており、また、液晶装置の画質向上と、ＨＤＲ（High Dynamic Range：明るさの幅を広げる）対応が要求されるようになっている。ＨＤＲ対応の方法として、直下型バックライトにおいてＬＥＤの点灯、消灯、光量調整を個々のＬＥＤ毎に行うこと（ローカルディミング）によって、液晶を用いたシャッター機能に加えて、バックライトの光量を調整することが検討されている。ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の点光源を使う直下型とする場合、発光面における光量を増大させると同時に、発光面内輝度の均一性を上げることが要請されていると共に、部品点数の増大を回避することでの低コスト化の要請もある。
【０００４】
以上を要約すると、要するに、ノートＰＣ、タブレット、カーナビ、スマートフォンなどに対する近年の低コスト化、軽量化、薄型化、高輝度化、見栄え（表示画面の明るさのムラ低減）という多面的な社会ニーズに対応するためには、ＬＥＤを使った直下型バックライトユニットの機能において、従来にも増して、
１）簡便な製造方法の採用による製造コストの削減
２）部品点数、部材の種類の低減化、共通部品・部材の活用による製造コストの低減
３）部品自体の薄型化もさることながら、１部品多機能化による全体の薄型化
４）光出射面における輝度の均一化・最適化（輝度ムラの低減）
５）光出射面における正面輝度の高輝度化
等々、多面的な観点からの改良開発努力が要請されていると言うことである。なお、上記ファクターは相互に複雑に影響しあっているものもあり、特に、輝度の均一化（光出射面における正面輝度のムラの解消）の要請と、正面輝度の高輝度化（光出射面からの出射光量の増大）の要請とは、相互に相反する傾向を示すので、一方だけの向上を企図するのではなく、相互の絶妙なバランスを図ることが重要である。
【０００５】
従来技術における直下型点光源バックライトユニットの基本構成は概ね特許文献１に開示のとおりである。その構成は同文献の図１に示されている。その機能面に注目すると、要するに、１）ＬＥＤからの出射光を、２）光拡散機能を呈する光拡散板又は光拡散シートでもって一旦全方位に拡散させ（光導波とも言われる）、次に、そこで拡散されて出射面から出て来た光を、別途配置されたプリズムシートの積層体でもって集光（collimation）すると言う機能構成となっている。
【０００６】
直下型点光源バックライトユニットというキーワードでもって特許庁のオンラインデータベースで検索すると、このような基本的構成のバックライトユニットのうち直下型点光源バックライトユニットに対する上述の社会的・技術的要請に応えるべく、これまでに様々な提案が為されていることが判る。そのような提案の中でも、近年における改良は、主に、光出射面における輝度を維持又は向上させつつ、輝度のムラの低減に焦点を当てたものが注目されている。これらの提案は、大別すると、ＬＥＤ光源自体の改良（例えば、特許文献２）に注目したものと、ＬＥＤから出射した光の伝播方向を制御する（例えば、特許文献３）に注目したものとに分かれるが、後者の場合は、光拡散シート（光拡散フィルム）に入射する光量を削減することや光拡散シート（光拡散フィルム）の中に入射した光を出来るだけ拡散させるための拡散機能を増大させることに開発努力の焦点が当てられている。
【０００７】
ところで、近年の市場においては、液晶表示装置画面での色表示が従来よりも鮮明なものが求められており、その要請に応えるべく、直下型点光源バックライトユニットには、その発色源にＱＤフィルム（量子ドットフィルム）等の色変換フィルム（色変換シート）を使用したものがあり、液晶表示装置画面での色表示が従来よりも鮮明になるということもあって、近年一般化しつつある。このような直下型点光源バックライトユニットでは、ＬＥＤ点光源から発せされた青色光がＱＤフィルム等の色変換フィルムの中に含有されている粒子を励起して、ＲＧＢの三原色のうち、赤・緑（ＲＧ）色を発色させ、青（Ｂ）色は、青色LEDの光それ自体を利用するという原理が採用されている。このような直下型点光源バックライトユニットに点光源として使用される微小なＬＥＤパッケージは、青色発光ＬＥＤ素子を封止材で封止して形成したり、更にはその上をマイクロレンズでカバーしたりして構成されているが、そもそも青色光そのものをＱＤフィルム等の色変換フィルムに当てることが必要であり、その為に、この封止材の中には、一般的な白色点光源となるようなＬＥＤパッケージのＬＥＤ封止材に含有させる蛍光性微粒子が含まれていない。従って、出射される光は、比較的指向性が高く、その光束の幅も狭いものになっているという特徴がある。また、ＱＤフィルム等の色変換フィルムを搭載したこのような直下型点光源バックライトユニットの一般的な構成は、点光源として白色ＬＥＤ点光源のように、ＬＥＤパッケージの封止材の中に蛍光材を混合させてそのパッケージの上側に光拡散機能部材（単一フィルムの場合もあれば、複数のフィルムから構成される場合もある）を配置するのではなく、封止材の中に蛍光材を有しないＬＥＤパッケージで構成される点光源の光出射側の上に、本発明により改良する対象となる光拡散機能部材が配置され、更にその光出射面側の上にこのＱＤフィルム等の色変換フィルムが配置される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１３－０７３８７５号公報
特開２０１３－００４４０８号公報
国際公開第１１／０３０５９４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に開示の発明は、は上述のとおりＬＥＤ光源の改良に焦点が当てられており、高角度側に光ピークを有する点光源を用いた直下型点光源バックライトに関する発明であり、点光源として、光ピーク角度が±５０～８０°の特殊なＬＥＤを使用することが大前提となっており、製造コストの増大という負のファクターが問題とならざるを得ない。
【００１０】
また、同文献に引用されている特許文献３に開示の発明においては、光拡散フィルムの上面（光出射面）を、逆ピラミッド状の凹部を有するワッフル形状にすることで、光拡散フィルムの光拡散性能の向上に焦点が当てられているが、特許文献２には、それだけでは不十分であり、光源自体の光指向性を制御したＬＥＤ（光ピーク角度が±５０～８０°の特殊なＬＥＤ）を使用せざるを得ないことが指摘されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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