专利名称：层叠板及显示屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及层叠板及使用层叠板的显示屏，特别涉及用于背投型显 示装置等显示装置的层叠板及显示屏。
背景技术：
一直以来，作为将来自图像投射装置的图像光从背面扩大投射到屏 幕上来观看图像的装置，有背投型投影电视。作为图像投射装置，有 CRT式的图像投射装置，近年也使用液晶(LCD: Liquid Crystal Display) 或微镜器件(DMD: Digital Micro Mirror Device)等的微细显示。
背投型投影屏具有重叠菲涅耳透镜片和柱镜片的两个镜片的结构。 而且，也有在观看侧设置前面板的情况。如果在两个透镜片之间有间 隙，则会产生图像才莫糊等的问题，需将它们无间隙贴合。再者，如果 -波重叠的透镜板整体上不是平面，则会产生图像畸变等问题，必须在 整体上保持平面。另外，在屏幕用的透镜片中，即使不是严格的平面， 也是在光源侧稍有凸起为好。这是因为，坤皮重叠的透镜片即使在观看 侧凸起且用手指按压屏幕时会凹下去，但一旦凹下后，凹下的原状即 使再按压也不会改变。
于是，需要寻求这样的技术将重叠的透镜片贴合，同时保持两个 透镜板整体上为平面或在光源侧稍微凸起。例如，在专利文献l中， 公开了预先附加翘曲使菲涅耳透镜在出射面凸起，使柱镜在入射面凸起来组合并使其贴合的方法。另外，专利文献2揭示了将三个板片 全部在同一方向上成型为凸起的翘曲形状，再重叠并贴合的方法。
通常，背投型屏幕使用通过共挤出成型或贴合产生的复层板。在这 样的复层板中，存在着发生由层间的线膨胀系数差异或层间的吸水性 差异引起的双金属翘曲问题。对于这样的课题，专利文献3提出使用 观看侧的吸水性比图像侧吸水性小的复层板设置成具有在吸湿时向图 像侧翘曲的结构的方法。
在专利文献3中，吸湿率差的理想值在0.1%以上，不管怎样大也 没有问题。在这种情况下，实际上如果过大，则会发生极端翘曲的问 题。另外，作为具有理想吸湿率的材料，例示了 「丙烯、聚苯乙烯J 等，但对于翘曲变化重要的杨氏模量或延伸率、厚度等未作记载，缺 乏具体性。
再者，专利文献4公开了将贴合后的柱镜片和菲涅耳透镜片的线膨 胀系数差Aa设在5.5xlO-s(厂C)以下的技术。在该技术中，还在最前面 层叠线膨胀系数为3xlO-s(厂C)以下的材料。从而，抑制双金属翘曲变 化，并控制翘曲发生的方向，使其在图像光源侧凸起。另外，在该专 利文献4中，也没有对于翘曲变化重要的杨氏模量的记载，缺乏具体 性。
如此，迄今开发了降低各板相对于温度变化的翘曲变化的技术。另 一方面，在近年的显示屏中，为了多功能化等的目的，往往用不同材 料做成复层结构。在复层板中，在有线膨胀系数差异存在的情况下， 由于温度变化等原因而如双金属片那样发生翘曲。
在设于液晶显示屏背部的背光中，插入用以防止亮度不均的扩散板 以及将通过扩散板的光进行聚光的透镜片等。透镜片由用各种不同的
6材料构成的基材片层、透镜层重叠而形成，或将多个光扩散板粘贴而 形成。在液晶显示装置中，除了周围温度变化之外，还有来自设于其 内部的光源的发热等，存在由多层构成的透镜片上发生片翘曲的问题。
为了抑制板片的翘曲，考虑了减小各层的线膨胀系数的差异或将任
意一层做成极具刚性等的方法。专利文献5公开了被层叠的板用各自 不同的材料来构成，或粘贴多个光扩散板来构成。但是，由于板材自 身的多功能化，板材的制造上的问题等，不一定都能适当地设定各层 的热膨胀系数、杨氏模量、厚度，也有不能釆用传统技术的情况。
如此，在传统的屏用透镜片中，存在难以降低因温度变化引起的翘曲的问题。
本发明是鉴于此课题而作的发明，其目的在于提供能够可靠降低因 温度变化引起翘曲的层叠板及显示屏。
本发明的层叠板是将多个屏片(screen sheets)重叠而成的层叠板， 设有包含线膨胀系数互不相同的2层以上的复层板A;上述复层板 A以外的任意一个板B，至少在从10。C至30。C的温度范围内满足式 (*1)、式(*2)、 (*3)，且在重叠全部的板时，符合以下的(i )和(ii)中的 任意一项的层叠板。
|A^|>0
—2S^^《10mm... (*2)
《=五A & & (*3)
(i )观看侧板在图像光源侧凸起，且图像光源侧板在观看侧凸起。 (ii)观看侧板与图像光源侧板都在图像光源侧凸起，观看侧板的曲 率比图像光源侧板的曲率大。
式中，A^:复层板A的翘曲&对于上述温度变化的变化率(mm/。C) 在重叠全部的板且无框架地固定四边时，作为板整体 的翘曲(mm: +为图〗象光源侧凸起方向)
复层板A的翘曲(mm:十为图像光源侧凸起方向) 板B的翘曲(mm:十为图像光源侧凸起方向) 复层板A的杨氏模量(Pa) ￡B:板B的杨氏模量(Pa) G:复层板A的厚度(mm) 板B的厚度(mm)
最好，上述复层板A是柱镜片，上述板B是菲涅耳透镜片。
8本发明的层叠板是将多个屏片层叠而成的层叠板，设有包含线膨 胀系数互不相同的2层以上的复层板A;作为上述板A以外的复层板 的、包含线膨胀系数互不相同的2层以上的复层板B;至少在从10。C 至30。C的温度范围内，满足式(*4)、式(*5)、式(*6)、式(*7),而且在 将全部的板重叠时符合以下的(i )和(ii)中任意一项的层叠板。
K|>0 ... (*4)
Kl>0 ... (*5)
—2S^^《10/wm... (*6)
X _五A & f *7、
五,3+五Z3 …、〃
,4 t"石,S
(i )观看侧板在图像光源侧凸起，且图像光源侧板在观看侧凸起。 (ii)观看侧板与图像光源侧板都在图像光源侧凸起，观看侧板的曲 率比图像光源侧板的曲率大。
式中，A^:复层板A的翘曲^对于上述温度变化的变化率(mmTC) A&:复层板B的翘曲&对于上述温度变化的变化率(mm/。C) 在重叠全部的片且无框架地固定四边时，作为板整体的翘 曲(mm:十为图像光源侧凸起方向)
复层板A的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向) 复层板B的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向) 复层板A的杨氏模量(Pa) 复层板B的杨氏才莫量(Pa) 复层板A的厚度(mm) 复层板B的厚度(mm)
最好，上述复层板A是柱镜片，上述复层板B是菲涅耳透镜片。
本发明的显示屏^:设有上述层叠板的屏。
依据本发明，可提供能够可靠地降低因温度变化引起的翘曲的显示 屏用的层叠板及显示屏。
图l是说明本发明的层叠板的原理的示意图。
图2A是说明本发明的层叠板的示意图。
图2B是说明本发明的层叠板的示意图。
图3A是说明本发明的层叠板的示意图。
图3B是说明本发明的层叠板的示意图。
图4是说明本发明的层叠板的原理的示意图。
图5是说明本发明的层叠板的原理的示意图。
图6是说明本发明的层叠板的原理的示意图。
图7是表示本发明的背投型屏的一个结构例的透视图。
图8是说明本实施例的层叠板的表。
图9A是说明本实施例的层叠板的表。
图9B^j兌明本实施例的层叠々反的表。
图IO是说明本实施例的层叠板的表。
图IIA是说明本实施例的层叠板的表。
图IIB是说明本实施例的层叠板的表。
标记说明
l...背投型屏，ll...菲涅耳透镜片，lll...基材，112...菲涅耳透镜， 12...柱镜片，121...基材，122...柱镜，123...遮光图案，13...前面板
具体实施方式
下面，参照附图就实施本发明的最佳方式进行说明。 本发明的显示屏是将两个以上的非一体化板件组合而成的屏，其中至少1个板是复层板。在这样的显示屏中，通过适当设计材料构成及 厚度构成来降低因温度变化引起的板整体的翘曲变化。
首先，就本发明的层叠板的概略结构进行说明。
本发明的层叠板是将多个屏片层叠而成的层叠板，设有包含线膨 胀系数互不相同的2层以上的复层板A;以及复层板A以外的任意一 个板B。
再者，在本发明的层叠板中，观看侧板在图像光源侧凸起，且图像 光源侧板在观看侧凸起。另外，在本发明的层叠板中，观看侧板与图 像光源侧板都在图像光源侧凸起，观看侧板的曲率比图像光源侧板的 曲率大。在这样的层叠板中，可防止板A、板B之间产生间隙，并可 防止在屏间产生浮置。
还有，在本发明的层叠板中，至少在从l(TC至30。C的温度范围内 满足式(l)、式(2)、式(3)。 Kl>0…(1) —2S^^《10ww... (2)
式中，A^:复层板A的翘曲^对于上述温度变化的变化率(mm/。C) 在将全部片重叠且无框架地固定四边时，作为板整体的翘 曲(mm: +为图4象光源侧凸起方向)
复层板A的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向) 板B的翘曲(mm:十为图像光源侧凸起方向) 复层板A的杨氏模量(Pa) ￡B:板B的杨氏模量(Pa) G:复层板A的厚度(mm) ^板B的厚度(mm)〖0025]
本发明的层叠板满足式(l)，因此包含翘曲变化的板。在这一点上，本发明的层叠板与减小翘曲变化的传统技术有大的差异。再者，本发明的层叠板由于满足式(2)，作为屏整体可以大致为平面或在销应变不明显的程度上在光源侧稍有凸起。还有，本发明的层叠板满足式(3)，因此考虑到各板的杨氏才莫量、厚度、翘曲，作为板整体可以减小翘曲量。
另一方面，在本发明的层叠板中，可以将上述的板B做成与板A同样的复层板。这时，至少在从10。C至30。C的温度范围内满足式(4)、式(5)、式(6)、式(7)。
KI〉o ... (4)
网>0…(5)
-2《(^s《10wm... (6)
式中，A^:复层板A的翘曲^对于上述温度变化的变化率(mmTC)A&:复层板B的翘曲&对于上述温度变化的变化率(mmA:)在将全部的板重叠且无框地固定四边时，作为板整体的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向)
复层板A的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向)复层板B的翘曲(mm:十为图像光源侧凸起方向)复层板A的杨氏模量(Pa)￡B:复层板B的杨氏模量(Pa)G:复层板A的厚度(mm)G:复层板B的厚度(mm)再者，在本发明中，复层板A的杨氏模量、复层板B的杨氏模量,是将复层板各层的厚度和各层的杨氏模量相加平均后的值。
即使是在这样的情况下，上述的板B也可得到与非复层板时同样 的效果。具体而言，由于本发明的层叠板满足式(4)、式(5)，因此包含 翘曲变化的板。在这一点上，本发明的层叠板与可减小翘曲变化的传 统技术有大的差异。
再者，本发明的层叠板满足式(6),因此，作为屏整体大致是平面 或在销应变不明显的程度上在光源侧稍有凸起。本发明的层叠板满足 式(7),因此可考虑到各板的杨氏模量、厚度、翘曲量，将相对于温度 变化的翘曲变化抵消。于是，即使因温度变化使各板的翘曲发生变化， 作为板整体也能够减小翘曲变化。
接着，就本发明的层叠板进行更详细的说明。
通常，在用于背投型屏的菲涅耳透镜片或柱镜片上，以使短边轴弯 曲的形式附加翘曲。这是因为，使长边轴弯曲比使短边轴弯曲缺乏刚 性，另外，短边长边都加以翘曲的球面翘曲又缺乏测量时的稳定性。 这样的短边轴附加翘曲的屏内包含的力可以用材料力学的梁模型求
具体而言，两端支持梁的挠曲由式(8)表示。该两端支持梁的挠曲 示于图1。
血3 ￡/z 式中，
3:翘曲(=挠曲)[醒] X:距梁中央部的距离[mm] F:加在屏上的力[kgf] E:弹性才莫量[kg^附附2] /z:截面次级矩[mm4]
将式(8)积分，得到
血 ￡/z
("c)…(9)
再积分，则得到
必 F
血 ￡7Z
乂 z 乂
.(io)
,32 、 ,X C，X 、
、6 2 2 3乂
(H)
式中，Cl， c2， c3是积分常数，是由屏尺寸、负荷分布决定的常 数。如果汇总式(ll)右边括号内并设为C，则由式(12)可知F与5是正 比关系。
尸(12)
由于矩形截面时有/z =&3/12,式(12)可以变换成式(13)。
F二上五&…(13) 12c 、 z
特别是，在背投型屏中，通常使柱镜片和菲涅耳透镜片相互按压而 贴合。通过使这些透镜片一体化，各自的翘曲相互抵消，作为屏成为 近似于平面体。另外，本计算也适用于前面板与柱镜片的压合。
通常，若设两个板为板A、板B，则将它们贴合时的合成力SF用 式(14)表示。
式中，SF:板A、板B的合力
板A的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向) 板B的翘曲(mm:十为图像光源侧凸起方向) 板A的杨氏模量(Pa)￡B:板B的杨氏模量(Pa)
板A的厚度(— ~:板B的厚度(mm) 这里，本发明人注意到，即使包含发生双金属翘曲变化的复层板， 要满足下述(i)(ii)中的任一条件，就可以将多个板看作l个，作为 重叠的板整体，处于翘曲值的容许范围内。
(i )观看侧板在图像光源侧凸起，且图像光源侧板在观看侧凸起。 (ii)观看侧板与图像光源侧板都在图像光源侧凸起，观看侧板的曲 率比图像光源侧板的曲率大。
若将式(14)写成式(15)的右边那样，则可表示将多个板看作1个时 的翘曲量。因而，从式(15)求出将多个板看作1个时的翘曲量，用式(16) 表示。
这里，^B是将全部的板重叠且无框架地固定四边时，作为板整体
的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向)。 〖0035]
传统的板片按照刚性板片制作，或为复层时则尽可能使它们的线膨 胀系数一致。与此相比，在本发明的层叠板中，尽管包含产生例如双 金属翘曲变化的板片，但由于满足以下条件(i )、 (ii)，作为重合后的 板整体，可以大致保持平坦。这时的条件(i)、 (ii)根据从各板片的杨 氏模量、厚度、翘曲量导出的式(8)求出。
而且，在本发明的层叠板中，即使由于温度变化或湿度变化等种种 环境变化而使多个板的翘曲变化时，也可以减少组合后的板整体的翘 曲变化。
15有可相互抵消由环境变化产生的翘曲
变化的结构。具体而言，由于做成式(14)中的SF不变化的结构，不会 产生屏的翘曲变动。即，通过设计成接近于^尸=0的层结构、初始翘 曲量，可以做成式(17)中的A5F小的结构，据此，可以将屏的翘曲变化 量抑制在容许范围内，不产生图像劣化。 A^-A^A^ +￡^3A^...(17) 这里，ASF:相对于温度变化的板A、板B的合力变化 式中，A^:板A的翘曲&对于上述温度变化的变化率(mm/。C: +
为在图像光源侧凸起方向)，
A&:板B的翘曲^对于上述温度变化的变化率(mmTC: +为在图
像光源侧凸起方向)，
板A的杨氏模量(Pa)
￡s:板B的杨氏模量(Pa)
":板A的厚度(mm) 板B的厚度(mm)
关于因温度产生的A^、 A&的计算方法将在后面叙述。另外，板 A、板B的杨氏^t量、厚度是作为柱镜整体的平均值。再者，所谓本 发明的组合后的板整体的翘曲量，是仅将层叠板的整个周边部分固定 时的值。
再就本发明的层叠板更详细地进行说明。这里，就抵消两个板即板 A和板B的翘曲进行定量说明。
首先，考虑板处于恒温条件下(以下为初始条件)的情况。在将板A、 板B重叠时，由于板A、板B自身的翘曲，如果将压合屏面的合力设 为F，则可由式(18)表示。这里，将板A的挠曲曲率设为^，其刚性 模量设为IV另外，将板B的挠曲曲率设为&,其刚性模量设为^。 根据材料力学知，各板的刚性才莫量正比于弹性冲莫量E和板厚t的3次 方。
16在式(18)中，当满足F-0时，组合后板A、板B的翘曲就成为平面。 如上所述，通常在背投型屏中最好入射面为平坦面或稍许在图像光源 侧凹进。因此，如果板A配置在入射面侧，则也可不是F二0，而可设 成稍负的数值。
式(18)是板A、板B处于恒温条件下的情况，对此，考虑因温度变 化发生曲率变化的情况。为了贴合后的屏整体的曲率不从初始状态的 翘曲发生变化，两者的压紧力互为相等即可。关于曲率变化的计算方 法将在后面叙述。而且，因温度变化导致的压合力的变化量AF可用式
(n)计算。
如以上那样，在本发明的层叠板中，对于复层结构的板，由于因温 度变化产生的双金属现象，即使板片的曲率6变化时，相互压合的力 也被抵消。于是，可以实现板整体的翘曲不变化的层叠板。
如此，依据本发明的设计方法，通过调整板材的线膨胀系数a、厚 度、杨氏模量中的任意一个或多个，可以提供作为板整体翘曲变化被 抑制的层叠板。因此，可以提高板材的选择自由度。另外，为了调整 线膨胀系数a、杨氏模量，对于例如丙烯树脂(PMMA)或甲基苯乙烯共 聚合体(MS)树脂有弹性体改性(elastomermodification)的方法等。
下面，就本发明的层叠板进行具体说明。
这里，就两个板重叠的层叠板进行说明，而三板以上重叠的层叠板 的情况也同样适用本发明。另外，还就温度变化进行说明，而对于由 吸湿、吸水等的各种环境变化产生的翘曲变化也同样适用本发明。
在图3A的示意图中，表示各板都在出射侧缩进的情况。这时，翘 曲的入射侧板可以任意地在出射侧缩进，而翘曲的出射侧板仅少量地 在出射侧缩进。为此，出射侧板由刚性较好的板构成。
在图3B的示意图中，示出各板的翘曲都在入射侧变化的情况。这 时，翘曲的入射侧板仅可少量在入射侧变化，而翘曲的出射侧板可以 任意地在入射侧变化。为此，入射侧板由刚性较好的板构成。
以下就上面使用的因温度产生的Ae(A^,A^)、温度变化来计算曲 率变化的方法进行说明(详见特开2005-49846号公才艮)。
首先，求出由于热应力而在2层的层叠板上产生的应力及弯矩。再 者，为了说明，取图4所示的座标系，按Y轴方向的顺序，设置第1 层(材料l)、第2层(材料2)板。
由于热应力而在复层体上产生的应力及弯矩由式(19)、式(20)所示 的联立方程给出。
<formula>formula see original document page 18</formula> ...(19)<formula>formula see original document page 18</formula>20)
这里，F:因热膨胀而在复层体上产生的单位宽度应力(N/mm) M:因热膨胀而在复层体上产生的单位宽度弯矩(Nmm/mm) 层叠板粘贴后的曲率(l/mm) 层叠板的第i层(i^， 2...n)的板厚(mm)y:将层叠板一侧的面设为0时从一侧的面向另一侧的面的厚度 方向3巨离(mm)
E(y):层叠板的y处的弹性模量
e(y):层叠板的y处的材料在粘贴前的自由延伸(无量纲)
e0:弹性才莫量，层叠板的)M)(mm)处的贴合后的延伸(无量纲)
a(y):层叠板的y处的材料的线膨胀系数(l厂C)
而且，由于E(y)及e(y)—般由材料决定，距基准面(y-0)的厚度方向 的距离y在第i层时设为五(y):&， <y)= '。
将第i层的线膨胀系数设为",，则因温度差M:而产生的自由延伸e,
成为
e,or,xA^…(24)
将相对于温度的曲率变化率设为s，则由于s:^/A^，s根据式(23)、 式(24)而由式(25)表示为
c = - 6早2 fe - "2) x ,,2+ /2) …(25)
另外，相对于温度的曲率变化率e数值越小，表示由温度变化产生
19的翘曲越小。因而，理想的是￡ = 0,这时，理论上完全不因温度而产 生翘曲。但是，由于/。 /2、 ￡]、 ￡2都是正的常数，仅在c^ ="2时为￡ = 0。 由于a,、 ^由各种材料决定，由于由不同材料构成时^^^2不成立， s二0也不成立。因而，需改变板厚、弹性才莫量、线膨胀系数，以尽可 能减小e。
由于弹性才莫量、线膨胀系数的变更通常伴随材料的变更而改变，在 光学设计在某种程度上确定了材料时，难以使弹性模量、线膨胀系数 有大的改变。在为了薄型化而决定了层的厚度时，可通过加大层的厚 度比来减小曲率变化率s。
如此，可根据式(22)求出由温度产生的A6、曲率变化。另外，通过 组配层叠板的各层的线膨胀系数、厚度、弹性模量的参数，可以减小 曲率折射率e。通过设计各层的线膨胀系数、厚度、弹性冲莫量而减小 该曲率变化率s，可以减小翘曲。即使对线膨胀系数、厚度、弹性模 量的任意一项有限制时，也可通过综合设计线膨胀系数、厚度、弹性
模量的值来减小翘曲。
作为优选例，上述的层叠板可适用于背投型屏。用图7就本发明的 背投型屏的结构进行说明。图7是表示本发明的背投型屏的一个结构 例的透视图。如图7所示，背投型屏1设有菲涅耳透镜11、柱镜12、 前面板13。从图像光的投射侧向图像光的出射侧，依次配置菲涅耳透 镜片11、柱4免片12、前面板13。
菲涅耳透镜片11是一例具有将入射光在观看者方向聚光的功能的 光学板。菲涅耳透镜片11在基材111的一面上设有菲涅耳透镜112， 菲涅耳透镜112由前端锐利的锯齿状的菲涅耳透镜构成，在图像光的 出射侧形成凹凸。该菲涅耳透镜片ll相当于上述说明过的层叠板的板 B，具体而言，具有由基材lll、菲涅耳透镜112形成的二层结构。
柱镜片12是一例具有使来自菲涅耳透镜片的出射光在水平方向及 垂直方向扩散的功能的光学板。柱镜片12在基材121的一面上具有柱 镜122,柱镜122由半圆筒状的凸状柱镜构成。该柱镜122在图像光 的投射侧形成凹凸。因而，柱镜片12的柱镜122面对于菲涅耳透镜片 11的菲涅耳透镜112。
将光遮断的遮光图案123并行设置在与柱镜122的透镜面相反一侧 的平坦面上，形成不通过图像光的非聚光区域。
前面板13具有使出射光扩散并保护屏前面的功能。该前面板13通 过光学用途的贴合剂或粘接剂层叠在该遮光图像123的面上。换言之， 前面板13与柱镜片12通过贴合而具有一体结构。将该柱镜片12与前 面板13做成一体结构后的板相当于上文说明过的层叠板的板A,由柱 镜片12、前面板13构成的二层结构。
实施例
在本实施例中，将柱镜片用作板A,将菲涅耳透镜片用作板B，重 叠这些透镜片。这里，将板A配置在观看侧，将板B配置在图像光源 侧。另外，在本实施例中，实施成图2所示的相互的透镜片彼此相向 而翘曲的情况。
实施例1
板A是柱镜片，是将MS系树脂挤压成型的柱镜和将与它不同的MS系树脂挤压成型的前面板用极薄的粘接剂粘贴后的板。被配置在 观看侧的板A的初始状态的翘曲在20。C的条件下是1.9mm。
板B是菲涅耳透镜片，是在MS系树脂基板的一面上用尿烷系紫外 线固化树脂形成菲涅耳透镜的板。被配置在图像光源侧板B的初始状 态的翘曲在20。C的条件下是-14.5mm。
这里，在翘曲变化中，"+"是在图像光源侧凸起，"-"是在观 看侧凸起的方向。另外，将板A的前面板侧配置在观看侧，将板B的 菲涅耳透镜面配置在观看侧。
在图8的表中，示出各板A、板B的层构成、材料、物理性质的详 细情况。再者，板A是出射侧，板B^射侧。另外，第l层是出射 侧，第2层^射侧。图中^皮称为柱镜者，是柱镜片的意思。同样，F 基板意指菲涅耳透镜片的基板，2P透镜层意指紫外线固化树脂制透镜 层。而且，图9A、 B中示出板A、板B在-10。C 50。C的范围内温度 变化时的计算例。
如图9A、 B所示，如果从低温向高温变化，则板A显示其翘曲在 图像光源侧凸起方向加大的变化。与此相对，板B显示其翘曲在观看 侧凸起方向增大的变化。
如此，在本实施例1中，两个板A、板B的厚度彼此相差2倍以上， 各层间的弹性才莫量相差最大2倍，各层间的线膨胀系数也不同。但是， 作为板整体，由于两个板因翘曲而彼此压紧的力为反向且力的大小基 本相等，重叠时在-10。C 50。C的范围内的翘曲成为几乎为0的状态。
实施例2
在实施例2中，板A是与实施例1构成相同而材料组成、层厚不 同的柱镜片，初始状态的翘曲在20。C的条件下是23.4mm。
板B是与实施例1相同的菲涅耳透镜片，初始状态的翘曲在20°C的条件下是-3.0mm。
图8的表中，示出了各板A、板B的层构成、材料、物理性质的详 细情况。再者，在图9A、 B中，示出了板A、板B在-10。C 5(TC的 范围内温度变化后的计算例。
如图9A、 B所示，与实施例l一样，从低温向高温变化，板A的 翘曲在图像光源侧凸起方向增力口、板B的翘曲在观看侧凸起方向增力口。
如此，在本实施例2中也与实施例1 一样，2板A、板B的厚度彼 此相差约2倍，各层间的弹性模量相差最大2倍，各层间的线膨胀系 数也不同。但是，由于作为板整体，因翘曲导致的两个板彼此压紧的 力方向相反，且力的大小基本相同，重叠时在-l(TC 5(TC的范围内的 翘曲成为几乎是0的状态。
实施例3
在本实施例3中，板A是与实施例1、 2不同的柱镜片，其中，在 聚对苯二甲酸乙二酯(以下称为PET)制的片的一面上，用极薄的粘接 剂将用尿烷系紫外线固化树脂形成柱镜后的片的PET片表面与用与其 不同的MS系树脂挤压成型的前面板粘贴而成。另外，在本实施例3 中，由于用板A的尿烷紫外线固化树脂形成的柱镜层极薄、弹性才莫量 也较小，故忽略。板A的初始状态的翘曲在20。C的条件下是ll.lmm。
板B与实施例1不同，在入射面侧是设有紫外线固化树脂制透镜层 的菲涅耳透镜片，在20。C的条件下是-2.1mm。
在本实施例3中，与实施例l、 2—样，将板A的前面板侧配置在 观看侧，与实施例1、 2不同的是，板B的菲涅耳透镜面配置在显示装 置的光源侧。
在图8的表中，示出了各板A、板B的层构成、材料、物理性质的详细情况。再者，在图9A、 B中，示出了板A、板B在-10。C 50。C 的范围内温度变化后的计算例。
如图9A、 B所示，与实施例l、 2不同，如果从低温向高温变化， 则板A的翘曲显示从图像光源侧凸起方向变平坦的变化。另一方面， 板B的翘曲示出从观看侧凸起方向变平坦的变化。
如此，在本实施例3中，两个板的厚度彼此相差约1.8倍，各层的 线膨胀系数也相差最大约2.7倍，各层间的弹性才莫量也不同。但是， 作为板整体，由于因翘曲而产生的两个板彼此压紧的力的方向相反、 大小基本相同，重叠时在-10。C 50。C的范围内的翘曲成为几乎为0 的状态。
实施例4
在本实施例4中，板A是与实施例1构成相同而材料组成、层厚 不同的柱镜片，初始状态的翘曲在20。C的条件下是12.5mm。
在板B的与实施例1构成相同而材料组成、厚度不同的菲涅耳透镜 的MS系树脂基板的另一面上，用极薄的粘接剂粘贴了 PET片。板B 的翘曲在20。C的条件下是-21.5mm。再者，在本实施例4中，由于用 板B的尿烷系紫外线固化树脂形成的菲涅耳透镜层极薄，弹性模量也 较小，故忽略。
在图8的表中，示出了各板A、板B的层构成、材料、物理性质的 详细情况。在图9A、 B中，示出了将板A、板B在-10。C 50。C的范 围内温度变化时的计算例。
如图9A、 B所示，与实施例1 一样，从低温向高温变化变化时， 板A的翘曲显示在图像光源侧凸起方向变大的行为，板B的翘曲显示 在观看侧凸起方向变大的行为。
24如此，在本实施例4中，两个板的厚度彼此不同，各层的线膨胀系 数相差最大约2.7倍，各层间的弹性才莫量相差最大1.7倍。但是，作为 板整体，两个板因翘曲而彼此压紧的力方向相反，且力的大小基本相 同，因此，重叠时在-10。C 50。C的范围内的翘曲成为几乎为0的状态。
由以上实施例1 4所示可知，在本发明的层叠板中，包含因温度变 化而翘曲发生改变的板材，尽管看起来是厚度、材料物理性质不平衡 的结构，但整体上却可以抑制翘曲变化。
下面，再就实施例5 7进行说明。在实施例5及6中，与实施例 1 4不同，将背光单元用的扩散板与透镜片贴合在一起。板A配置在 出射侧(液晶屏侧)，板B配置在入射侧(背光单元侧)。与实施例1至6 不同，在实施例7中将三板重叠。从入射侧向出射侧，依次配置板C、 板B、板A。
另外，在图IO中，示出实施例5至7中各板的条件。图IO表中的 2P透镜层意指紫外线固化树脂制的透镜层。同样，2P棱镜层意指紫外 线固化树脂制的棱镜层。第l层是出射側，第2层n射侧。
另外，图IIA、图11B中，示出了表示相对于-10。C 50。C的范围 的温度变化的实施例5至7的各板的翘曲特性的变化的模拟结果。图 ll(a)的单位是mm。图11B所示的翘曲程度的数值为正(+)时，表示板 片在入射侧(背光侧)凸起而翘曲。图11 (b)所示的翘曲程度的数值为 负(-)时，表示在出射侧凸起而翘曲。再者，两个板的合成翘曲量根 据下式(26)算出。另外，三板的合成翘曲量根据式(27)算出。
…(27)
实施例5
在实施例5中，板A是棱镜片。板A通过在PET(Poly Ethylene Terephthalate)膜上形成棱镜层(由尿烷系紫外线固化树脂构成的层)而 形成。板A的初始状态的翘曲在2(TC的条件下是286mm。
板B是扩散板。板B具有MS系树脂制基板和在该基板上形成的 柱镜(由尿烷系紫外线固化树脂构成的层)等。板B的初始状态的翘曲 在20。C的条件下是-1.6mm。
然后，以上述的板A作为出射侧，上述的板B作为入射侧，将它
们重叠。
如图IIA， IIB所示，如果周围的温度(环境温度)从低温向高温变 化，则板A从在出射侧凸状翘曲的状态变成平坦的状态。对此，板B 从在出射侧凸状翘曲的状态变成平坦的状态。
如图10所示，在本实施例5中，板A的厚度是板B的5倍以上。 另外，构成各板的各层的弹性模量也不同。还有，构成各板的层之间 的线膨胀系数也相差最大3倍以上。如此，各板即使设定在不平衡的 条件上，周围温度在-10。C +50。C的范围内，被层叠的板A及板B在 整体上也不会发生问题严重的翘曲。其原因是，在周围温度-1(TC +50。C的范围内的预定温度时，板A上产生的对板B的按压力与 板B上产生的对板A的按压力基本上设定为相等。如此，周围温度在 - 10°C +50°C的范围内，被层叠的板A及板B上产生的翘曲成为近似 于O(零)的值，可以制作实质上平坦的板构件
实施例6
与实施例5 —样，在实施例6中板A是棱镜片。板A通过在PET(PolyEthylene Terephthalate)膜上形成棱镜层(由尿烷系紫外线固化树脂构成 的层)而形成。板A的初始状态的翘曲在20°C的条件下是216mm。
板B是透镜片。板B具有PET膜和在该PET膜上形成的柱镜(由尿 烷系紫外线固化树脂构成的层(但材料与板A的棱镜层不同))。板B的 初始状态的翘曲在20。C的条件下是-495mm。然后，以上述的板A为 出射侧、上述的板B为入射侧进行重叠。
如图11A、 B所示，如果周围温度(环境温度)从低温向高温变化， 板A从在入射侧凸状翘曲的状态变成平坦的状态。另一方面，板B从 在出射侧凸状翘曲的状态变成平坦的状态。
如图IO所示，在本实施例6中，板B的厚度是板A的1.2倍以上。 另外，构成各板的各层的弹性才莫量也相差最大1.8倍以上，还有，构 成各板的层之间的线膨胀系数也相差最大5倍以上。如此，即使各板 被设定在不平衡的条件下，周围温度在-10。C +50。C的范围内，被层 叠的板A及板B在整体上不会发生问题严重的翘曲。原因是，周围温 度在-10。C^+5(TC的范围内的预定温度时，板A上产生的对板B的按 压力与板B上产生的对板A的按压力实质上设定为相等。如此，周围 温度在-10。O+50。C的范围内，被层叠的板A及板B上产生的翘曲成 为近似于O(零)的值，能够制作实质上平坦的板构件。
实施例7
板A及板B是棱镜片。板A及板B通过在PET(Poly Ethylene Terephthalate)膜上形成棱镜层(由尿烷系紫外线固化树脂构成的层)而 形成。再者，板A的棱镜层与板B的棱镜层由不同的材料构成。板A 的初始状态的翘曲在2(TC的条件下是197mm,板B的初始状态的翘曲 在20°C的条件下是87mm。
27板C是扩散板。板C具有PET膜；被形成在该PET膜上的柱镜(由 尿烷系紫外线固化树脂构成的层(但是，其材料与板A、板B的棱镜层 不同))。板C的初始状态的翘曲在20。C的条件下是-10.4mm。然后， 将上述的板A至板C重叠。
如图IO所示，在本实施例7中，A、 B、板C的厚度不一样，特别 是，板C的厚度是板B的3.5倍以上。另外，构成各板的各层的弹性 才莫量也相差最大1.8倍以上。还有，构成各板的层之间的线膨胀系数 也相差最大3.5倍以上。如此，尽管各板设定在不平衡的条件上，周 围温度在-10°C +50°C的范围内，被层叠的板A至板C在整体上也不 会发生问题严重的翘曲。原因是，周围的温度在-10。C +50。C的范围 内的预定温度时，在板A及板B上产生的对板C的按压力和在板C 上产生的对板A及板B的按压力设定为实质上相等。如此，周围的温 度在-1(TC+50。C的范围内，^皮层叠的板A至板C上产生的翘曲成为 近似于O(零)的值，能够制作实质上平坦的板构件
产业上的利用领域
本发明可以利用于层叠板或显示屏。
权利要求
1. 一种由多个屏片重叠而成的层叠板，其中设有包含线膨胀系数互不相同的2层以上的复层板A；以及所述复层板A以外的任意一个板B，其中，至少在从10℃至30℃的温度范围内满足式(*1)、式(*2)、式(*3)，且在将全部的板重叠时，符合以下(i)和(ii)中任一项，|ΔθA|>0...(*1)-2≤δAB≤10mm…(*2)(i)观看侧板在图像光源侧凸起，且图像光源侧板在观看侧凸起，(ii)观看侧板与图像光源侧板都在图像光源侧凸起，而观看侧板的曲率比图像光源侧板的曲率大，式中，ΔθA复层板A的翘曲δA对于所述温度变化的变化率(mm/℃)；δAB在重叠全部的板且无框架地固定四边时，作为板整体的翘曲(mm+为图像光源侧凸起方向)；δA复层板A的翘曲(mm+为图像光源侧凸起方向)；δB板B的翘曲(mm+为图像光源侧凸起方向)；EA复层板A的杨氏模量(Pa)；EB板B的杨氏模量(Pa)；tA复层板A的厚度(mm)；tB板B的厚度(mm)。
2.如权利要求1所述的层叠板，其特征在于 所述复层板A是柱镜片，所述板B是菲涅耳透镜片。
3. —种由多个屏片层叠而成的层叠板，其中设有 包含线膨胀系数互不相同的2层以上的复层板A;以及 作为所述板A以外的另 一复层板的、包含线膨胀系数互不相同的 2层以上的复层板B，其中，在至少从1(TC至30。C的温度范围内，满足式(*4)、式(*5)、 式(*6)、式(*7)，且在全部的板重叠时符合以下(i)和(ii)中任一项，1碼1>0…(*4) lA&lx) ... (*5) —2《<^s《10/w… (*6As(*7)(i )观看侧板在图像光源侧凸起，且图像光源侧板在观看侧凸起， (ii)观看侧板与图像光源侧板都在图像光源侧凸起，而观看侧板 的曲率比图像光源侧板的曲率大，式中，复层板A的翘曲 对于所述温度变化的变化率 (mm/。C);复层板B的翘曲&对于所述温度变化的变化率(mm/。C); ^s:在重叠全部的板且无框架地固定四边时，作为板整体的翘 曲(mm: +为图像光源侧凸起方向)；复层板A的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向)； 复层板B的翘曲(mm: +为图像光源侧凸起方向)； A:复层板A的杨氏模量(Pa);复层板B的杨氏模量(Pa); ~:复层板A的厚度(mm); 复层板B的厚度(mm)。
4. 如权利要求3所述的层叠板，其特征在于 所述复层板A是柱镜片，所述复层板B是菲涅耳透镜片。
5. —种设有权利要求1至4中任一项所述的层叠板的显示屏。
全文摘要
本发明旨在提供能够可靠地降低因温度变化而翘曲的显示屏用的层叠板及显示屏。设有包含线膨胀系数互不相同的2层以上的复层板A和上述复层板A以外的任意一个板B，至少在从10℃至30℃的温度范围内满足下述的式(*1)、式(*2)、式(*3)，且在全部的板重叠时符合以下的(i)和(ii)中的任意一项。|Δθ<sub>A</sub>|＞0...(*1)，Δθ<sub>A</sub>相对于翘曲δ<sub>A</sub>的上述温度变化的变化率(mm/℃)；-2≤δ<sub>AB</sub>≤10mm...(*2)，δ<sub>AB</sub>作为板整体的翘曲(mm)；δ<sub>AB</sub>＝(E<sub>A</sub>t<sub>A</sub><sup>3</sup>δ<sub>A</sub>+E<sub>B</sub>t<sub>B</sub><sup>3</sup>δ<sub>B</sub>)/(E<sub>A</sub>t<sub>A</sub><sup>3</sup>+E<sub>B</sub>t<sub>B</sub><sup>3</sup>)...(*3)，δ翘曲(mm)，E杨氏模量(Pa)，t厚度(mm)，(i)观看侧板在图像光源侧凸起，且图像光源侧板在观看侧凸起；(ii)观看侧板和图像光源侧板都在图像光源侧凸起，而观看侧板的曲率比图像光源侧板的曲率大。
文档编号G03B21/62GK101484852SQ200780025289
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年7月7日
发明者岩川隆一 申请人:可乐丽股份有限公司