JP2009150981A - 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレイの輝度ムラが少ない光学シート及びこれを用いたバックライトユニット、並びにこれらを用いたディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】片面又は両面に調光機能を有する調光機能シート8と光源6からの光を拡散する光伝達層9とを備え、調光機能シート8は光伝達層9と対向する側の面に粘着層10を有し、光伝達層9は調光機能シート8と対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材11を有し、調光機能シート8と光伝達層9とは粘着層10とスペーサー部材11の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層10の表面とスペーサー部材11の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする光学シート3。
【選択図】図1
【解決手段】片面又は両面に調光機能を有する調光機能シート8と光源6からの光を拡散する光伝達層9とを備え、調光機能シート8は光伝達層9と対向する側の面に粘着層10を有し、光伝達層9は調光機能シート8と対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材11を有し、調光機能シート8と光伝達層9とは粘着層10とスペーサー部材11の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層10の表面とスペーサー部材11の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする光学シート3。
【選択図】図1
Description
本発明は、主に液晶表示素子を用いたディスプレイ用バックライトユニットにおいて照明光路制御に使用される光学シートの改良に関するものであり、また、前記シートを搭載したバックライトユニットおよびディスプレイ装置に関するものである。
近年、液晶パネルを使用した液晶表示装置(LCD)がノート型パソコンやパソコン用ディスプレイ、情報端末機器等の画像表示手段、大型画面テレビ等の情報家電の画像表示手段、さらには携帯電話や個人用携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistance)の画像表示手段等として様々な分野で利用されてきている。
液晶表示装置に代表されるディスプレイ装置では、提供される情報を認識するのに必要な光源を内蔵しているタイプの普及が著しい。このような液晶表示装置では液晶パネルの背面側に光源を配設して、この光源からの光を液晶パネルに照射する光源装置としていわゆるバックライトユニットが採用されている。
ここで、通常使用される光源は線状もしくは点状であることから、そのまま照射すると輝度分布に大きなムラが生じる。こうした輝度ムラは、ディスプレイに提供される情報を認識する際に大きな妨げとなる。また、光源で消費する電力は、電池式装置全体で消費する電力の相当部分を占めるため、所定の輝度を提供するのに必要な総電力を低減することが望まれていた。
これらの問題を解決するためにディスプレイのバックライトユニットには光源からの輝度分布を拡散し均一にする光学シートが使用されている。
このようなバックライトユニットに搭載される光学シートとして米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム(BRIGHTNESS Enhancement Film:BEF)が広く使用されている。輝度強調フィルムは、シート状部材上に断面三角形状の屋根型の単位プリズムが一方向に配列されたフィルムである。輝度強調フィルムをディスプレイ装置に使用した場合、“軸外(off―axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on―axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”することによってディスプレイ画面に対する法線方向の輝度を増大させることができる。
また通常、光学シートには光拡散部材が備えられており、これによって光源部から表示画面側に出射される光を拡散させて該光源の配置による輝度ムラを解消することができるようになっている。さらに、このような光学シートには剛性を有する光透過性基材が備えられており、これによって光学シートにおける剛性を確保するとともにしわやたるみによる表示画像のムラが抑制されている。
以上のような、集光機能、光拡散機能及び剛性を備えた光学シートとして、特許文献1には、レンズシートと拡散板とを反射機能を有するスペーサー部材を介して、粘着層で空隙を確保しつつ一体接合した液晶表示装置用光学シートが開示されている。このように各機能を集約した構成とすることによって、製造工程の簡略化や光学シート自体の薄型化を促進することができるとされている。
ところで、表示領域内で一体接合された光学シートでは、図8(a)に示すように、ディスプレイ観察者側からスペーサー部材111と粘着層110との非接触領域120と、スペーサー部材111と粘着層110との接触領域121との出射光の配光分布が異なるためにディスプレイの輝度ムラと視認されてしまう問題がある。このため、接触領域121の面積の分布をディスプレイの面全体で一様にしたりすることによって、個々の領域を認識がむずかしくなるような工夫が施されている。
特開2006−106197号公報
しかしながら、特許文献1で開示されている光学シートは、図8(b)に示すように、製造時、輸送時、保管時およびディスプレイ使用時に外部から圧力が加わると圧力が加わった部分のみ局所的にスペーサー部材111と粘着層110との接触領域21の面積が変化してしまい、観察者にディスプレイの輝度ムラとして認識されてしまうという問題があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ディスプレイの輝度ムラが少ない光学シート及びこれを用いたバックライトユニット、並びにこれらを用いたディスプレイ装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の光学シートは、画像表示に用いられる光学シートであって、片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、調光機能シートは光伝達層と対向する側の面に粘着層を有し、光伝達層は調光機能シートと対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、調光機能シートと光伝達層とは粘着層とスペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層の表面とスペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする。
本発明の光学シートは、画像表示に用いられる光学シートであって、片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、調光機能シートは光伝達層と対向する側の面に粘着層を有し、光伝達層は調光機能シートと対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、調光機能シートと光伝達層とは粘着層とスペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層の表面とスペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする。
また、本発明の光学シートは、画像表示に用いられる光学シートであって、片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、調光機能シートは光伝達層と対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、光伝達層は調光機能シートと対向する側の面に粘着層を有し、調光機能シートと光伝達層とは粘着層とスペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層の表面とスペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする。
また、本発明の光学シートは、画像表示に用いられる光学シートであって、片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、調光機能シート及び光伝達層は互いに対向する側の面にそれぞれ粘着層を有し、粘着層同士の間に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、調光機能シートと光伝達層とは粘着層とスペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層の表面とスペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする。
また、本発明の光学シートは、画像表示に用いられる光学シートであって、片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、調光機能シート及び光伝達層は互いに対向する側の面にそれぞれ少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、スペーサー部材同士の間に粘着層を有し、調光機能シートと光伝達層とは粘着層とスペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、粘着層の表面とスペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする。
本発明は、粘着層の表面とスペーサー部材の側面とのなす角αを20〜85°の範囲と規定することにより、光学シートに外部から圧力が加わった場合でも、スペーサー部材と粘着層との接触領域の面積が変化しにくくすることができる。
本発明のスペーサー部材は、光学シートの厚さ方向の幅が10μm以上250μm以下の範囲であると共に、多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱、直方体、球体、半球体、楕円体、これらを複合した形状のいずれかの形状を有することが好ましい。
また、スペーサー部材は、光学シートの厚さ方向の幅が10μm以上250μm以下の範囲であると共に、断面形状が多角形、半円形、これらを複合した形状のいずれかである凸条形状を有するリブ部材であることが好ましい。
さらに、スペーサー部材は、調光機能シート又は光伝達層と一体に形成されることが好ましい。
更にまた、スペーサー部材は、単体で成型されると共に、粘着層を介して調光機能シート又は光伝達層と一体接合されることが好ましい。
また、スペーサー部材は、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことが好ましい。
また、スペーサー部材は、光学シートの厚さ方向の幅が10μm以上250μm以下の範囲であると共に、断面形状が多角形、半円形、これらを複合した形状のいずれかである凸条形状を有するリブ部材であることが好ましい。
さらに、スペーサー部材は、調光機能シート又は光伝達層と一体に形成されることが好ましい。
更にまた、スペーサー部材は、単体で成型されると共に、粘着層を介して調光機能シート又は光伝達層と一体接合されることが好ましい。
また、スペーサー部材は、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことが好ましい。
本発明は、上記スペーサー部材を用いることにより、光学シートに外部から圧力が加わってスペーサー部材と粘着層との接触領域の面積が変化した場合であっても、当該接触領域の面積をすみやかに復元することができる。
本発明の粘着層は、100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×104Pa以上1.0×108以下の範囲であることが好ましい。また、厚さが2μm以上15μm以下の範囲であることが好ましく、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことが好ましい。
本発明の光学シートは、調光機能シート及び光伝達層のいずれか一方又は両方に屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことが好ましい。
また、調光機能シート及び光伝達層のいずれか一方又は両方の片面もしくは両面に、高さ5μm以上のプリズムレンズアレイ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、これらを複合した形状のレンズアレイのいずれかの形状が形成されていることが好ましい。
また、調光機能シート及び光伝達層のいずれか一方又は両方の片面もしくは両面に、高さ5μm以上のプリズムレンズアレイ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、これらを複合した形状のレンズアレイのいずれかの形状が形成されていることが好ましい。
本発明のバックライトユニットは、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、少なくとも1枚以上の光学シートを備えるバックライトユニットであって、光学シートが前述の光学シートであることを特徴とする。
また、本発明のバックライトユニットは、表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、複数の光学シートを備えるバックライトユニットであって、光学シートの少なくとも1以上が前述の光学シートであることを特徴とする。
また、光源は、冷陰極管もしくはLEDもしくは半導体レーザーであることが好ましい。
また、光源は、冷陰極管もしくはLEDもしくは半導体レーザーであることが好ましい。
本発明のディスプレイ装置は、画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子と、光源と、バックライトユニットを備えるディスプレイ装置であって、バックライトユニットが前述のバックライトユニットであることを特徴とする。
以上のように、本発明によって、ディスプレイの輝度ムラが少ない光学シート及びこれを用いたバックライトユニット、並びにこれらを用いたディスプレイ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。また、本実施形態に係る光学シートについては、それを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置とともに説明する。尚、以下の図は本実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の寸法関係とは異なる場合がある。
図1は、本実施形態によるディスプレイ装置の概略構成を示す断面模式図である。
本実施形態によるディスプレイ装置1は、図1に示すように光源部2、光学シート3及び液晶表示部4がこの順に積層され、液晶表示部4から図示上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、例えば平面矩形状の画像を表示するものである。また、光源部2と光学シート3とでバックライトユニット5を構成している。以下では、このような配置に基づいて、図1の上方向を単に表示画面側または出射側、下方向を単に背面側または入射側と称する。
本実施形態によるディスプレイ装置1は、図1に示すように光源部2、光学シート3及び液晶表示部4がこの順に積層され、液晶表示部4から図示上側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで、例えば平面矩形状の画像を表示するものである。また、光源部2と光学シート3とでバックライトユニット5を構成している。以下では、このような配置に基づいて、図1の上方向を単に表示画面側または出射側、下方向を単に背面側または入射側と称する。
図1において、光源部2は、紙面奥行き方向に延びるライン状の発光部が図示左右方向に一定のピッチで離間して配置された複数の光源6と、これら光源6を背面側から覆って表示画面側に開口する反射板7とで構成される直下型方式を採用している。
光源6としては、白色光を出射する機能を有する冷陰極管などを用いるが、複数のLED素子を紙面奥行き方向に沿うライン状に配列したLED光源や、冷陰極蛍光ランプ、ELシート、半導体等などを採用してもよい。
なお、この光源部2は、光学シート3の背面側に白色光を出射できればこのような構成に限定されず、周知のいかなる構成の光源を採用してもよい。例えば、導光面の側面にライン状光源を配置したエッジライト式の面光源等などを採用してもよい。
光学シート3は、光源部2から表示画面側に出射される光の一部を集光して、表示画面側に透過させ、他の光を光源部2側に反射して該光源部2に再入射させるものであり、図1に示すように、液晶表示部4側に位置する調光機能シート8と光源部2側に位置する光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とが接合することにより一体化されて構成されている。
なお、一体型の光学シート3に求められる機能として、光源6からの光を拡散する機能及び、拡散させた光を所望の配光分布に調光する機能がある。これらの機能はそれぞれ異なる層に付与される場合もあるし、複数の部材に重複して付与される場合もある。さらに、一体型の光学シート3は、自立状態でしわが発生しないような剛性を有することが求められる。剛性は一体型の光学シート3中の特定の層に付与しても良いし、複数の層に付与しても良い。また、個々の層の剛性が不足していても、一体型の光学シート3として剛性を有していれば良い。
調光機能シート8は、例えばレンズシートや拡散シート等の屈折率差を利用したものである。調光機能シート8には、少なくともシート部材の片面もしくは両面に、プリズムレンズアレイ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、これらを複合した形状のレンズアレイのいずれかの形状が形成されているものを用いることができる。また、レンズアレイ以外にも略同一または非対称の多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱、直方体、球体、半球体、楕円体、これらを複合した形状のいずれかの形状が少なくとも1種類以上、ストライプ状もしくは点状、もしくは不規則に配列されて成型されてなるものを形成してもよい。また、調光機能シート8には、レンズアレイが形成された1以上のシート部材を重ね合わせて用いてもよい。
これらの形状の形成方法としては、シート部材にあらかじめコロナ処理や易接着処理し、処理面にUV樹脂を塗布する。その後、UV樹脂に所望のレンズ形状の金型を押し当て、UVを照射し硬化させる。または熱可塑性樹脂を押し出し法や射出成型、熱プレスにて成型する。もしくは熱硬化性樹脂を用いて成型する。
シート部材としてはPET(ポリエチレンテレフタレート)、ガラス、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)など当該分野でよく知られている透明基材を使用できる。
一方、UV樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているUV硬化性樹脂を使用できる。
一方、熱可塑性樹脂としては、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂))、MS(メタクリル酸メチルスチレン共重合体)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)など当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。
一方、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。
一方、UV樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているUV硬化性樹脂を使用できる。
一方、熱可塑性樹脂としては、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂))、MS(メタクリル酸メチルスチレン共重合体)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)など当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。
一方、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。
また、他の形成方法として、シート部材上に球状の有機粒子や無機粒子を塗布し、作成することもできる。
球状の有機粒子や無機粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子;PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子;シリカおよびシリコン樹脂粒子等を挙げることができる。これら透明粒子は、材質や粒径が異なるものを2種類以上混合して使用してもよい。
調光機能シート8は、シート部材の屈折率とは異なる有機粒子や無機粒子を含有し、拡散機能やムラ消し機能を付与しても良い。
有機粒子や無機粒子を含有させる方法としては、前述のUV樹脂にあらかじめ混入して形成しても良い。または、前述の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に混ぜ、押し出し法で形成しても良い。押し出し法で形成する場合には有機粒子や無機粒子を含む層と含まない層とを多層で押し出し形成してもよい。または、あらかじめ形成した調光機能シート8に有機粒子や無機粒子を含む樹脂をシート状に成型したものを接合しても良い。
なお、有機粒子や無機粒子としては、球状の有機粒子や無機粒子として前述したものと同じものを用いることができる。
なお、有機粒子や無機粒子としては、球状の有機粒子や無機粒子として前述したものと同じものを用いることができる。
また、前述した球状の有機粒子や無機粒子に加えて、拡散や隠蔽などの効果を併せ持つ高屈折率透明粒子、金属粒子を1種類又は複数種類混ぜて使用しても良い。これらの高屈折率透明粒子及び金属粒子として、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、クレー、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛金属粒子、アルミニウム、銀等を例示することができる。
また、あらかじめ作成した調光機能シート8に有機粒子や無機粒子を含む樹脂を塗工して形成してもよい。有機粒子や無機粒子を含む樹脂としては、アクリル、ウレタン、EVAなど当該分野でよく知られているUV樹脂を用いることができる。
本実施形態では、調光機能シート8の厚さは特に限定されるものではない。一体型の光学シート3は、前述のように光学シート3全体として剛性を有していれば良い。したがって、調光機能シート8は、薄いシートであっても良いし、十分な剛性を有しているシートであっても良い。また、調光機能シート8に剛性を持たせるため、前述した方法で形成した調光機能シート8に、板材等を貼り合わせて補強しても良い。
光伝達層9には、例えば拡散板を用いることができる。
拡散板は、透明樹脂とその透明樹脂の中に分散された透明粒子とを備えて構成されており、これらの透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率とが異なることを要する。そして、透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率との差は、0.02以上であることが望ましい。前述の屈折率の差が0.02未満であると、十分な光散乱性能が得られないために好ましくない。また、屈折率の差は、0.5以下であればよい。
拡散板は、透明樹脂とその透明樹脂の中に分散された透明粒子とを備えて構成されており、これらの透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率とが異なることを要する。そして、透明樹脂の屈折率と透明粒子の屈折率との差は、0.02以上であることが望ましい。前述の屈折率の差が0.02未満であると、十分な光散乱性能が得られないために好ましくない。また、屈折率の差は、0.5以下であればよい。
拡散板は、入射した光を散乱させながら透過させる必要がある。このため、拡散板の透明樹脂中に分散された透明粒子の平均粒径は、0.5〜30.0μmの範囲であることが好ましく、1.0〜20.0μmの範囲であることがより好ましい。
また、拡散板は、透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造となっているため、透明樹脂と空気との屈折率の差によって光散乱性能を得ても良い。
また、拡散板は、透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造となっているため、透明樹脂と空気との屈折率の差によって光散乱性能を得ても良い。
透明樹脂には、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)等を適用することができる。
透明粒子には、無機酸化物からなる透明粒子、又は樹脂からなる透明粒子を適用することができる。例えば、無機酸化物からなる透明粒子として、シリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。一方、樹脂からなる透明粒子として、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体;メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子、シリコン樹脂粒子等を挙げることができる。これらの透明粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。
拡散版は、前述の透明樹脂中に前述の透明粒子を分散して、押出し成型することにより形成することができる。
また、拡散板の厚さは、1〜5mmの範囲であることが好ましい。拡散板の厚さが1mm未満であると、薄すぎてこしがなくなるためにたわむという問題が生じるため好ましくない。一方、拡散板の厚さが5mmを越えると、光源6からの光の透過率が悪化するという問題が生じるため好ましくない。これに対して、拡散板の厚さが上述の範囲であると、拡散板がたわむことがなく、光源6からの光の透過率を適正な値に維持できるため好ましい。
また、拡散板の厚さは、1〜5mmの範囲であることが好ましい。拡散板の厚さが1mm未満であると、薄すぎてこしがなくなるためにたわむという問題が生じるため好ましくない。一方、拡散板の厚さが5mmを越えると、光源6からの光の透過率が悪化するという問題が生じるため好ましくない。これに対して、拡散板の厚さが上述の範囲であると、拡散板がたわむことがなく、光源6からの光の透過率を適正な値に維持できるため好ましい。
また、拡散板は、表面に微細な凹凸を備えていて、その微細な凹凸によって光拡散性能を有していても良い。この場合、拡散板は、当該分野でよく知られた押し出し法、キャスト法、または押し出し法とキャスト法とを併用した方法で形成される。具体例として、図2に示すように、図2(a)は、拡散板の一方の面に微細な凹凸を作製したものであり、また図2(b)、(c)は拡散板の両面に微細な凹凸をつけたものの一例を示したものである。ここで、微細な凹凸の種類としては、凸状シリンドリカル形状のもの、レンズ形状のもの、三角プリズム形状が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、拡散板の光拡散機能が微細の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであればよい。また、拡散板の表面に微細な凹凸を形成することにより、上述の光拡散機能を付与することにとどまらず、空気層12を確保することもできる。
更に図2(d)は、拡散板の両面の表面に微粒子層を付けたものであり、この微粒子層は両面に限らず片面に付けたものでもよい。また、この微粒子層は、例えば、ビーズ、スペーサー部材等を含有する透明インキを例示することができるが、微粒子層の厚さ、微粒子の種類、大きさは、特に限定されるものではなく、拡散板の光拡散機能が微粒子層を付与する前と比較して向上するものであればよい。
光伝達層9は、この他にも前述した調光機能シート8と同様の部材を使用しても良い。また、微細な空洞を有した熱可塑性樹脂シートを使用しても良い。
粘着層10は、調光機能シート8と光伝達層9とをスペーサー部材11を介して一体に接合するために用いられる。粘着層10には、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコン系の接粘着材を使用することができる。
粘着層10の貯蔵弾性率G’は、いずれの場合も高温のバックライトユニット5内で使用されるため、100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×104Pa以上1.0×108以下の範囲であることが望ましい。100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×104Pa未満であると、高温状態での使用中において調光機能シート8と光伝達層9とがずれてしまう可能性があるため好ましくない。一方、100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×108を超えると、粘着性が弱く接着機能を有しないため好ましくない。
粘着層10の厚さは、2μm以上15μm以下の範囲であることが望ましい。粘着層10の厚さが2μm未満であると、接着機能が発現せず、安定した製造が困難となるため好ましくない。一方、15μmを超えると外部圧力に対する変形が大きくなることによりディスプレイの輝度ムラが発生しやすく、スペーサー部材11との接着が強固になることにより元の形状に戻りづらくなるため好ましくない。
また、粘着層10には、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子などの透明粒子等を混ぜて使用しても良い。さらに、粘着層10は、両面テープ状のものであっても良いし、単層のものであってもよい。更にまた、粘着層10には、あらかじめシート状に加工したものを用いても良いし、シート部材に直接塗布しても良い。また、粘着層10と隣接する面には、あらかじめコロナ処理を施しても良い。なお、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子などの透明粒子については前述した通りである。
粘着層10を塗布する方法として、コンマコーター等の各種塗工装置、印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方法、または筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。
スペーサー部材11は、図1に示すように、光伝達層9から粘着層10側に向けて、光伝達層9の表面に突出するように設けられており、スペーサー部材11の先端と粘着層10とを接合させることで調光機能シート8と光伝達層9との間に空気層12を一定の厚さで均一に形成することができる。これにより、スペーサー部材11すなわち肋材は、一体型の光学シート3に剛性を付与すると共に、光学密着、ムラ、ニュートンリング等の外観特性を向上させることができる。
スペーサー部材11は、調光機能シート8や光伝達層9とは別個に成形されたものであっても一体成形されたものであってもよい。また、スペーサー部材の材質としては、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、メチルスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などを用いることができるが、これ以外であってもスペーサー部材の特性を出せる樹脂等も使用することができる。また、このような材質中に無機、有機粒子や気泡などを含有させて、拡散や着色等の他の効果を併せ持たせたものであってもよい。なお、調光機能シート8や光伝達層9と一体成形する場合であっても、スペーサー部材11のみをこれらとは異なる他の材質で構成してもよい。
また、スペーサー部材11の材質中に分散させる無機、有機粒子として、シリカやアルミナ、酸化チタンやカーボンブラック、ガラスビーズなどの無機物や各種樹脂ビーズ等の有機物などを使用することができる。また透明スペーサー部材に分散させる各種粒子はスペーサー部材表面に反射特性を持たせるなど、局所的に配置させたりすることもできる。また樹脂中に気泡などを分散させて粒子の代わりに用いることもできる。これらの主となる材質中に分散させる粒子や気泡は、使用する用途に応じて、複数種類を組み合わせて適宜使用することができる。
スペーサー部材11の形状は、図3の(a)〜(g)に例示するように、略同一または非対称の多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱、直方体、球体、半球体、楕円体、又は、図3の(m)〜(r)に例示するように、これらを複合した形状のいずれかの形状から任意に選択することができる。
また、スペーサー部材11は、図3の(h)〜(j)に例示するように、その断面形状が多角形、半円形、又は、図3の(k)に例示するように、これらを複合した形状のいずれかである凸条形状を有するリブ部材を用いることができる。
さらに、スペーサー部材11は、図3の(a)〜(g)及び(m)〜(r)に例示した形状のスペーサー部材を1方向以上に配置して構成される肋材、すなわちリブ状部材を用いることができる。
また、スペーサー部材11は、図3の(h)〜(j)に例示するように、その断面形状が多角形、半円形、又は、図3の(k)に例示するように、これらを複合した形状のいずれかである凸条形状を有するリブ部材を用いることができる。
さらに、スペーサー部材11は、図3の(a)〜(g)及び(m)〜(r)に例示した形状のスペーサー部材を1方向以上に配置して構成される肋材、すなわちリブ状部材を用いることができる。
スペーサー部材11の二次元配列は、図4に示すように、ストライプ状((a)〜(c))、点状(図4(i))、格子状(図4(d),(e))とすることができる。また、スペーサー部材11の二次元配列は、規則的(例えば、図4(g),(h))でも良いし、規則的でなくても良い(例えば、図4(f),(i))。
空気層12は、調光機能シート8が屈折率差を利用するため、調光機能シート8への入射光を低屈折率層から入射させるために設けられている。この空気層12を確保し、調光機能シート8と光伝達層9とを一体接合するため、スペーサー部材11と粘着層10とが用いられている。このような一体接合箇所は一体型の光学シート3中に複数層設けられていても良い。
以上のような調光機能シート8と光伝達層9とを、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで少なくとも部分的に空気層12を確保しつつ接合させる。一体型の光学シート3の接合方法には、粘着層10にスペーサー部材11の先端を埋め込む、またはスペーサー部材11の面全体もしくは一部を粘着層10と接することで接合させる方法を用いる。以下に、少なくとも部分的に空気層12を介して接合する方法を説明する。
上述の接合方法は、以下の三つの方法を例示することができる。
一つ目の方法は、シート部材の表示領域外(ディスプレイ装置1に光学シート3が組み込まれた場合に画像表示に使用される以外の領域をいう)のみ固定する方法である。この接合方法には、光学性能は求められない。
二つ目の方法は、表示領域内を固定する方法である。この接合方法には、光学性能や外観を低下させすぎないことが要求される。
三つ目の方法は、上記二つの方法を併用する方法である。いずれも密着を防止し、空気層12を確保するため、スペーサー部材11に代表される凹凸構造が使用される。
一つ目の方法は、シート部材の表示領域外(ディスプレイ装置1に光学シート3が組み込まれた場合に画像表示に使用される以外の領域をいう)のみ固定する方法である。この接合方法には、光学性能は求められない。
二つ目の方法は、表示領域内を固定する方法である。この接合方法には、光学性能や外観を低下させすぎないことが要求される。
三つ目の方法は、上記二つの方法を併用する方法である。いずれも密着を防止し、空気層12を確保するため、スペーサー部材11に代表される凹凸構造が使用される。
一体型の光学シート3は、少なくとも部分的に表示領域内を固定する。図5(a)〜(d)は、いずれも本発明の光学シート3の構成例を示している。
図5(a)は、図1に適用されている光学シート3を示している。調光機能シート8には、光伝達層9と対向する側に粘着層10が設けられており、光伝達層9には、調光機能シート8と対向する側にスペーサー部材11が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
一方、図5(b)に示すような光学シート32には、調光機能シート8の光伝達層9と対向する側にスペーサー部材11が設けられており、光伝達層9の調光機能シート8と対向する側に粘着層10が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
一方、図5(c)に示すような光学シート33には、調光機能シート8及び光伝達層9の互いに対向する側に粘着層10が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
一方、図5(d)に示すような光学シート34には、調光機能シート8及び光伝達層9の互いに対向する側にスペーサー部材11が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
以上の図5(a)〜(d)に示すように、スペーサー部材11は、調光機能シート8と光伝達層9のいずれか一方、もしくは両方と一体成型されていても良い。また、スペーサー部材11はいずれの層から独立しても良い。
図5(a)は、図1に適用されている光学シート3を示している。調光機能シート8には、光伝達層9と対向する側に粘着層10が設けられており、光伝達層9には、調光機能シート8と対向する側にスペーサー部材11が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
一方、図5(b)に示すような光学シート32には、調光機能シート8の光伝達層9と対向する側にスペーサー部材11が設けられており、光伝達層9の調光機能シート8と対向する側に粘着層10が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
一方、図5(c)に示すような光学シート33には、調光機能シート8及び光伝達層9の互いに対向する側に粘着層10が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
一方、図5(d)に示すような光学シート34には、調光機能シート8及び光伝達層9の互いに対向する側にスペーサー部材11が設けられている。そして、光学シート3は、調光機能シート8と光伝達層9とが、粘着層10とスペーサー部材11の先端とを接合させることで部分的に空気層12を確保しつつ接合(一体化)されている。
以上の図5(a)〜(d)に示すように、スペーサー部材11は、調光機能シート8と光伝達層9のいずれか一方、もしくは両方と一体成型されていても良い。また、スペーサー部材11はいずれの層から独立しても良い。
図6は、光学シート3の調光機能シート8と光伝達層9との接合部分を拡大した構成例を示している。図6(a)から図6(c)に示すように、スペーサー部材11は、調光機能シート8と光伝達層9とのいずれか一方、もしくは両方と一体に成型されていても良い。また、粘着層10は、シート部材の面全体に接しても良いし、図6(d)や図6(f)のように調光機能シート8又は光伝達層9の一部に接していても良い。また、スペーサー部材11は、図6(e)や図6(f)のように粘着層10に浸入していてもよい。
図7は、本発明が解決しようとする課題の説明図を示す。表示領域内で一体接合した場合、ディスプレイ観察者側からスペーサー部材11の先端と粘着層10との非接触領域20と、スペーサー部材11の先端と粘着層10との接触領域21とは出射光の配光分布が異なるため、視認される。そこで、接触領域21の面積の分布をディスプレイの面積の分布をディスプレイの面全体で一様にしたりすることで、個々の領域を認識できなくする工夫を施す。しかし、一体型光学シート3の製造工程、輸送、保管工程およびディスプレイ使用時に外部から圧力が加わると、圧力が加わった部分にのみ局所的にスペーサー部材11と接着層10との接触領域21の面積が増加し、ディスプレイの輝度ムラとして認識されてしまう。本発明は粘着層10の表面10aとスペーサー部材11の側面11aとのなす各αを規定することにより、外部圧力に対し接触領域21の面積が変化しにくく、面積が変化した場合でも接触領域21の面積がすみやかに復元するスペーサー部材11の形状を提供する。
すなわち、図7に示すように、粘着層10の表面10aとスペーサー部材11の側面11aとのなす角αが、粘着層10の厚さ方向の最大の長さをXとしたとき、粘着層10に接合しているシート部材の面から厚さ方向にX〜X+10μmの範囲内において、粘着層10の表面10aとスペーサー部材11の側面11aとのなす角αが20〜85°の範囲となるようにスペーサー部材11の形状を付与する。
前記角度αが85°を越えると金型を用いてのスペーサー部材11の製造が困難となるため好ましくない。一方、前記角度αが20°未満であると一体型の光学シート3の圧力に対して輝度ムラが発生してしまい、復元しないため好ましくない。
前記角度αが85°を越えると金型を用いてのスペーサー部材11の製造が困難となるため好ましくない。一方、前記角度αが20°未満であると一体型の光学シート3の圧力に対して輝度ムラが発生してしまい、復元しないため好ましくない。
粘着層10が接する、もしくは圧力で接する可能性のある部分のスペーサー部材11の面の角度αを急峻にすることで、粘着層10とスペーサー部材11とが密着しにくくしている。密着しにくくするために、スペーサー部材11に離形処理する方法も考えられるが、スペーサー部材11に局所的に処理を施すことは難しく、かつ全体に施すと一体化の強度が損なわれるため、現実的ではない。
前述したスペーサー部材11の形状は、より好ましくは、圧力に対し、スペーサー部材11の先端と粘着層10との接触領域21の面積が変化しにくいことが好ましい。具体的には、スペーサー部材11の形状は、その縦断面が三角形よりも四角形や台形であって、粘着層10との接触面が広く、そして鋭くない形状が望ましい。
スペーサー部材11の、光学シート3の厚さ方向の幅(すなわちスペーサー部材11の高さ)は、可視光の波長(400〜800nm)以上、250μm以下が望ましい。前記幅が可視光の波長未満では、空気層12の屈折効果が得られないため好ましくない。一方、前記幅が250μmを超えるとスペーサー部材11の視認性が上がり、輝度ムラの原因になり、またサイドから光漏れが起こりやすくなるため好ましくない。さらに、前記幅が10μm以上であることが好ましい。10μm未満の場合には、外部衝撃によってスペーサー部材11が粘着層10に埋まってしまい、視認性を悪化させてしまうために好ましくない。
また、スペーサー部材11の先端と粘着層10との接触領域21は、画像表示時の視認性を低下させる。このため、スペーサー部材11が一方向に延在したレンチキュラー形状、台形形状、プリズム形状などの構造に関しては、接触領域21の線幅が100μm以下であることが好ましい。また、スペーサー部材11が円錐(又は多角台錐、円錐台など)や多角柱、円柱などの柱状、直方体や球状(又は半球状)、楕円体などの構造の場合には、接触領域21の面積が2500μm2以下とすることが好ましい。更に視認性を向上させるためには、前記線幅を50μm、前記面積を1500μm2以下にすることがより好ましい。
光学シート3の面全体に対する接触領域21の面積は、接着強度の低下や正面輝度の低下を妨げるために0.01%以上60%以下にすることが望ましい。
スペーサー部材11が調光機能シート8や光伝達層9と一体成型されている場合には、前述した調光機能シート8や光伝達層9と同様の方法で製造することができる。また、スペーサー部材11は離間していても良いため、図3(l)のようにレンズアレイや凹凸形状と併用して配列することもできる。
スペーサー部材11の形成には、スペーサー部材11の主材料である熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂又はUV硬化性樹脂に前述した屈折率の異なる有機粒子や無機粒子、拡散や隠蔽などの効果を併せ持つ粒子を混ぜても良い。また、スペーサー部材11の表面に高屈折率透明粒子を分散混合してなるインキや光反射性の高い銀やアルミウム、ニッケル等の金属を蒸着やスパッタ等の乾式成膜行っても良い。
スペーサー部材11がいずれの部材とも一体成型されていない場合、あらかじめ作成したスペーサー部材11を、粘着層10上に分散配置しても良い。
また、予め粘着層10にスペーサー部材11を分散させておき、各種印刷法で塗工することで粘着性を有したスペーサー部材を一度に作製でき、更に散在させることができるため同様に、一定の空隙を有するように一体化することができる。このときに使用するスペーサー部材11は、前述した有機粒子や無機粒子などを使用しても良い。
液晶表示部4は、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する表示素子またはパネル4aと、この表示素子またはパネル4aに入射する光の偏光方向を制御する偏光板4b及び出射する光の偏光方向を制御する偏光板4cとから構成される。
以上のように作成した一体型の光学シートをバックライト5に組み込み使用する
バックライトユニット5は、図1に示すように、光源6が配置されたランプハウス7に、一体の光学シート3が配置されている。構成によっては、一体型の光学シート3の液晶表示部4側に、さらに拡散シートや反射型偏光分離シート17を設けることもある。
バックライトユニット5は、図1に示すように、光源6が配置されたランプハウス7に、一体の光学シート3が配置されている。構成によっては、一体型の光学シート3の液晶表示部4側に、さらに拡散シートや反射型偏光分離シート17を設けることもある。
一体型の光学シート3もしくはこれらの構成を少なくとも1つ以上含む光学シート群は、光源が、冷陰極蛍光ランプの場合はもちろん、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているLED、EL、半導体レーザー等を用いたディスプレイ装置にも用いることができる。
ここで、ディスプレイ装置1の光源6としてLEDを用いる場合、赤色、緑色、青色のLEDのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射するものや、拡散機能をもつ光学制御要素を用いて赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射することができるものにも使用できる。
またバックライトユニット5においては、ますます薄型化が進んでおり、それに従い光源6と光学シート3との距離も短くなっているが、本実施形態の光学シート3もしくは光学シート群を使用すれば直下型やサイドエッジ型のバックライトユニット5においても、光源ランプ6同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
さらにディスプレイ装置1もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート3もしくは光学シート群のサイズも大きくなっていくが、本実施形態の光学シート3もしくは光学シート群は一体型であるため薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置1にも十分に使用できる。
さらにディスプレイ装置1もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート3もしくは光学シート群のサイズも大きくなっていくが、本実施形態の光学シート3もしくは光学シート群は一体型であるため薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置1にも十分に使用できる。
以上説明したように、本実施形態の光学シート3は、液晶表示装置用光学シートとして調光機能シート8と光伝達層9とを一体化したもののうちスペーサー部材11と粘着層10との角度を規定することにより、空気層12を確保するとともに、外部圧力に対し粘着層10とスペーサー部材11との接触領域21の大きさを変化しにくくさせることができる。
また、本実施形態のスペーサー部材11の形状により、前記接触面積21が変化した場合でも接触領域21の面積をすみやかに復元させることができる。
また、これらの特性を利用することで、従来よりも輝度ムラが発生しにくい光学シート3を提供することができる。
また、本実施形態の光学シート3を用いることで、ディスプレイの輝度ムラが発生しにくいバックライトユニット5を提供することができる。
また、本実施形態の光学シート3及びバックライトユニット5を用いることで、ディスプレイの輝度ムラが発生しにくいディスプレイ装置1を提供することができる。
また、本実施形態のスペーサー部材11の形状により、前記接触面積21が変化した場合でも接触領域21の面積をすみやかに復元させることができる。
また、これらの特性を利用することで、従来よりも輝度ムラが発生しにくい光学シート3を提供することができる。
また、本実施形態の光学シート3を用いることで、ディスプレイの輝度ムラが発生しにくいバックライトユニット5を提供することができる。
また、本実施形態の光学シート3及びバックライトユニット5を用いることで、ディスプレイの輝度ムラが発生しにくいディスプレイ装置1を提供することができる。
以上のように、本実施形態の光学シート3及びバックライトユニット5、並びにディスプレイ装置1によって、外部からの圧力によって粘着剤10とスペーサー部材11との接着面積21が変化しても、経時により接着面積21が復元するディスプレイの輝度ムラの少ない光学シート及びこれを用いたバックライトユニット、並びにこれらを用いたディスプレイ装置を提供することができる。
以下に、本発明の光学シートの具体的な実施例を挙げ、本発明の効果をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
前述の図5(d)に示した光学シート34と同一の構成を有する光学シートを、以下の方法により製造して、それぞれ試験例1〜10とした。
(調光機能シートの形成方法)
調光機能シートは、幅方向にピッチ50μm、高さ方向に25μm、頂角90°のシリンドリカルプリズムアレイを伴ったシートを、透明樹脂を用いて押し出し成型により厚さ240μmに成型したものを用いた。
この際、透明樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用すると共に、屈折率の異なるポリカーボネート粒子を添加し、シートの濁度(ヘイズ)が40%になるように調整した。なお、ヘイズとは全透過光中の散乱光(つまり非直進光)の割合である。
調光機能シートは、幅方向にピッチ50μm、高さ方向に25μm、頂角90°のシリンドリカルプリズムアレイを伴ったシートを、透明樹脂を用いて押し出し成型により厚さ240μmに成型したものを用いた。
この際、透明樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用すると共に、屈折率の異なるポリカーボネート粒子を添加し、シートの濁度(ヘイズ)が40%になるように調整した。なお、ヘイズとは全透過光中の散乱光(つまり非直進光)の割合である。
(スペーサー部材つき調光機能シートの形成方法)
続いて、上述した調光機能シートのシリンドカルプリズムアレイが形成された面と反対側の面に、スペーサー部材を熱プレスにより厚さ240μmに成型した。
ここで、スペーサー部材は、表1の試験例1〜10に示した形状を作成した。
また、プレス処理は、圧力1トン、温度150℃の条件で5分間処理を行った。なお、圧力が均一にかかるように型とプレス機との間にシリコンをはさんでプレス処理を行い、プレス処理後は除冷した。
続いて、上述した調光機能シートのシリンドカルプリズムアレイが形成された面と反対側の面に、スペーサー部材を熱プレスにより厚さ240μmに成型した。
ここで、スペーサー部材は、表1の試験例1〜10に示した形状を作成した。
また、プレス処理は、圧力1トン、温度150℃の条件で5分間処理を行った。なお、圧力が均一にかかるように型とプレス機との間にシリコンをはさんでプレス処理を行い、プレス処理後は除冷した。
(スペーサー部材つき光導電層の形成方法)
光導電層には、拡散板を用いた。拡散板は、市販されている厚さ2mmのMS(メタクリル酸メチルスチレン共重合体)拡散板を(濁度:99%、全光線透過率(Tt):60%)を使用した。
続いて、上述の拡散板に熱プレス処理を施して所望のスペーサー部材を成型した。
ここで、スペーサー部材は、表1の試験例1〜10に示した形状を作成した。
また、プレス処理は、圧力1トン、温度150℃の条件で5分間処理を行った。なお、圧力が均一にかかるように型とプレス機との間にシリコンをはさんでプレス処理を行い、プレス処理後は除冷した。
光導電層には、拡散板を用いた。拡散板は、市販されている厚さ2mmのMS(メタクリル酸メチルスチレン共重合体)拡散板を(濁度:99%、全光線透過率(Tt):60%)を使用した。
続いて、上述の拡散板に熱プレス処理を施して所望のスペーサー部材を成型した。
ここで、スペーサー部材は、表1の試験例1〜10に示した形状を作成した。
また、プレス処理は、圧力1トン、温度150℃の条件で5分間処理を行った。なお、圧力が均一にかかるように型とプレス機との間にシリコンをはさんでプレス処理を行い、プレス処理後は除冷した。
(粘着層の形成方法)
粘着層は、100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×104Pa以上の粘着層をあらかじめ厚さ10μm、又は20μmの単層粘着シート状に塗工したものを使用した。
また、粘着層には屈折率の異なるメタクリル酸エステル共重合粒子を添加し、粘着層の濁度(ヘイズ)が約17%程度になるように調整した。
粘着層は、100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×104Pa以上の粘着層をあらかじめ厚さ10μm、又は20μmの単層粘着シート状に塗工したものを使用した。
また、粘着層には屈折率の異なるメタクリル酸エステル共重合粒子を添加し、粘着層の濁度(ヘイズ)が約17%程度になるように調整した。
(光学シートの製造方法)
上述のスペーサー部材つき調光機能シートと、上述のスペーサー部材つき光伝達層とを、上述の粘着層でラミネート処理して一体化した。
また、ラミネート処理は、圧力0.4MPa、温度25℃のラミネート条件を用いた。
以上のようにして、表1に示す試験例1〜10の光学シートを製造した。
上述のスペーサー部材つき調光機能シートと、上述のスペーサー部材つき光伝達層とを、上述の粘着層でラミネート処理して一体化した。
また、ラミネート処理は、圧力0.4MPa、温度25℃のラミネート条件を用いた。
以上のようにして、表1に示す試験例1〜10の光学シートを製造した。
(光学シートの加圧処理方法)
上述した試験例1〜10の光学シートに対して、圧力:2MPa、ラミネート速度:0.5m/min、加圧時間:15secの条件で加圧処理を実施して、光学シートの輝度ムラの発生の如何を評価した。評価は加圧処理後の光学シートを液晶テレビにセットして、目視にて輝度ムラを確認した。結果を表1に示す。
上述した試験例1〜10の光学シートに対して、圧力:2MPa、ラミネート速度:0.5m/min、加圧時間:15secの条件で加圧処理を実施して、光学シートの輝度ムラの発生の如何を評価した。評価は加圧処理後の光学シートを液晶テレビにセットして、目視にて輝度ムラを確認した。結果を表1に示す。
(光学シートの評価結果)
粘着層の厚さが20μmの試験例2,4,6,8,10では、加圧処理後にスペーサー部材の形状によらずムラが発生した。そして、その縦断面形状が台形であるシリンドリカルのスペーサー部材(試験例8)を除き、その後元の形状に戻ることは無かった。
また、粘着層の厚さが10μmの試験例1,3,5,7,9では、スペーサー部材の縦断面形状によりムラ発生に違いが確認された。粘着層の表面とスペーサー部材の側面との角度αが大きいものほど加圧に対して発生したムラが視認しづらいと共に、加圧後の戻りも早い傾向が確認された。特に頂角が150°の試験例6においては、空気層が完全になくなり、復元性がなかった。また、スペーサー部材が射出成形等によって調光機能シートと一体に形成されていても上記の傾向に変化はなかった。
粘着層の厚さが20μmの試験例2,4,6,8,10では、加圧処理後にスペーサー部材の形状によらずムラが発生した。そして、その縦断面形状が台形であるシリンドリカルのスペーサー部材(試験例8)を除き、その後元の形状に戻ることは無かった。
また、粘着層の厚さが10μmの試験例1,3,5,7,9では、スペーサー部材の縦断面形状によりムラ発生に違いが確認された。粘着層の表面とスペーサー部材の側面との角度αが大きいものほど加圧に対して発生したムラが視認しづらいと共に、加圧後の戻りも早い傾向が確認された。特に頂角が150°の試験例6においては、空気層が完全になくなり、復元性がなかった。また、スペーサー部材が射出成形等によって調光機能シートと一体に形成されていても上記の傾向に変化はなかった。
以上より、スペーサー部材の側面と粘着層の表面との接着角度が25〜80°の範囲に存在することにより、外部からの圧力に対し、粘着層とスペーサー部材との接着面積を変化しにくくさせ、さらに粘着剤とスペーサー部材の接着面積が変化しても、経時により接着面積を復元させムラの少ない光学シートを提供することができる。
1・・・ディスプレイ装置、2・・・光源部、3,32,33,34・・・光学シート、4・・・液晶表示部、5・・・バックライトユニット、6・・・光源、7・・・反射板、8・・・調光機能シート、9・・・光伝達層、10・・・粘着層、10a・・・粘着層の表面、11・・・スペーサー部材、11a・・・スペーサー部材の側面、12・・・空気層、13・・・拡散シート(反射型偏向分離シート)、20・・・スペーサー部材と粘着層との非接触領域、21・・・スペーサー部材と粘着層との接触領域
Claims (18)
- 画像表示に用いられる光学シートであって、
片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、
前記調光機能シートは前記光伝達層と対向する側の面に粘着層を有し、
前記光伝達層は前記調光機能シートと対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、
前記調光機能シートと前記光伝達層とは前記粘着層と前記スペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、前記粘着層の表面と前記スペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする光学シート。 - 画像表示に用いられる光学シートであって、
片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、
前記調光機能シートは前記光伝達層と対向する側の面に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、
前記光伝達層は前記調光機能シートと対向する側の面に粘着層を有し、
前記調光機能シートと前記光伝達層とは前記粘着層と前記スペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、前記粘着層の表面と前記スペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする光学シート。 - 画像表示に用いられる光学シートであって、
片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、
前記調光機能シート及び前記光伝達層は互いに対向する側の面にそれぞれ粘着層を有し、
前記粘着層同士の間に少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、
前記調光機能シートと前記光伝達層とは前記粘着層と前記スペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、前記粘着層の表面と前記スペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする光学シート。 - 画像表示に用いられる光学シートであって、
片面又は両面に調光機能を有する調光機能シートと光源からの光を拡散する光伝達層とを備え、
前記調光機能シート及び前記光伝達層は互いに対向する側の面にそれぞれ少なくとも1つ以上のスペーサー部材を有し、
前記スペーサー部材同士の間に粘着層を有し、
前記調光機能シートと前記光伝達層とは前記粘着層と前記スペーサー部材の先端とが接合させることにより一体化されると共に、前記粘着層の表面と前記スペーサー部材の側面とのなす角αが20〜85°の範囲であることを特徴とする光学シート。 - 前記スペーサー部材は、前記光学シートの厚さ方向の幅が10μm以上250μm以下の範囲であると共に、
多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱、直方体、球体、半球体、楕円体、これらを複合した形状のいずれかの形状を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学シート。 - 前記スペーサー部材は、前記光学シートの厚さ方向の幅が10μm以上250μm以下の範囲であると共に、
断面形状が多角形、半円形、これらを複合した形状のいずれかである凸条形状を有するリブ部材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学シート。 - 前記スペーサー部材は、前記調光機能シート又は前記光伝達層と一体に形成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記リスペーサー部材は、単体で成型されると共に、前記粘着層を介して前記調光機能シート又は前記光伝達層と一体接合されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記スペーサー部材は、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記粘着層は、100℃における貯蔵弾性率G’が1.0×104Pa以上1.0×108以下の範囲であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記粘着層は、厚さが2μm以上15μm以下の範囲であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記粘着層は、屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記調光機能シート及び前記光伝達層のいずれか一方又は両方に屈折率の異なる有機粒子や無機粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の光学シート。
- 前記調光機能シート及び前記光伝達層のいずれか一方又は両方の片面もしくは両面に、高さ5μm以上のプリズムレンズアレイ、マイクロレンズアレイ、シリンドリカルレンズアレイ、これらを複合した形状のレンズアレイのいずれかの形状が形成されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の光学シート。
- 表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、少なくとも1枚以上の光学シートを備えるバックライトユニットであって、
前記光学シートが請求項1乃至14のいずれか一項に記載の光学シートであることを特徴とするバックライトユニット。 - 表示画像を規定する画像表示素子の背面に、光源と、複数の光学シートを備えるバックライトユニットであって、
前記光学シートの少なくとも1以上が請求項1乃至15のいずれか一項に記載の光学シートであることを特徴とするバックライトユニット。 - 前記光源が冷陰極管もしくはLEDもしくは半導体レーザーであることを特徴とする請求項15又は16に記載のバックライトユニット。
- 画素単位での透過/遮光に応じて表示画像を規定する液晶表示素子からなる画像表示素子と、光源と、バックライトユニットを備えるディスプレイ装置であって、
前記バックライトユニットが請求項15乃至17のいずれか一項に記載のバックライトユニットであることを特徴とするディスプレイ装置。
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|---|---|---|---|
| JP2007327188A JP2009150981A (ja) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置 |
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