JP2003149643A - 液晶表示用フロントライト - Google Patents
液晶表示用フロントライトInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 輝度等の性能を損なうことなく、保護機能、
反射防止機能、ペンタッチ入力機能等の機能を有するフ
ロントライトを提供する。 【解決手段】 一方の面に鋸歯状に形成されたプリズム
アレイ構造を有し、他方の面より光を出射することので
きる導光部材と、該導光部材の少なくとも一つの端面に
配備される光源とを含む液晶表示用フロントライトにお
いて、該プリズムアレイ構造の面に、屈折率が１．３０
以下のシリカエアロゲル層を介して、該プリズムアレイ
の保護機能、反射防止機能、及びタッチパネル機能の少
なくとも一つの機能を有する機能性透明部材を、該機能
性面を外側にして被覆してなることを特徴とする。
反射防止機能、ペンタッチ入力機能等の機能を有するフ
ロントライトを提供する。 【解決手段】 一方の面に鋸歯状に形成されたプリズム
アレイ構造を有し、他方の面より光を出射することので
きる導光部材と、該導光部材の少なくとも一つの端面に
配備される光源とを含む液晶表示用フロントライトにお
いて、該プリズムアレイ構造の面に、屈折率が１．３０
以下のシリカエアロゲル層を介して、該プリズムアレイ
の保護機能、反射防止機能、及びタッチパネル機能の少
なくとも一つの機能を有する機能性透明部材を、該機能
性面を外側にして被覆してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置の補助光源のためのフロントライトに関し、更に詳し
くは、手に触れたり、ペンタッチ入力する等の場合に適
した、液晶表示装置の表示用表層部に好適なフロントラ
イトに関する。
置の補助光源のためのフロントライトに関し、更に詳し
くは、手に触れたり、ペンタッチ入力する等の場合に適
した、液晶表示装置の表示用表層部に好適なフロントラ
イトに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、薄型軽量且つ低消費電力である携
帯情報機器の表示装置として、液晶を用いた各種の反射
型液晶表示装置が開発されている。この反射型液晶表示
装置は、基本的には外光を得ることができる明るい照明
の下での使用が前提であるが、暗い場所でも使用ができ
るように試みられている。反射型液晶表示装置は反射層
を有しているために従来のバックライトが使用できず、
表示面の前方から補助光源を用いたフロントライト型の
照明装置が必要になる。
帯情報機器の表示装置として、液晶を用いた各種の反射
型液晶表示装置が開発されている。この反射型液晶表示
装置は、基本的には外光を得ることができる明るい照明
の下での使用が前提であるが、暗い場所でも使用ができ
るように試みられている。反射型液晶表示装置は反射層
を有しているために従来のバックライトが使用できず、
表示面の前方から補助光源を用いたフロントライト型の
照明装置が必要になる。
【０００３】このフロントライトは、光が均一に液晶表
示面を照らすようにするために、導光板の一端面に近接
した光源より入射させた光を導光板と空気との界面で全
反射を繰り返しながら光源から離れる方向に伝搬させる
ことができる面光源から成り立っている。この伝搬中
に、導光板に配備されたプリズム状の傾斜面で反射、屈
折させて、これとは反射側の平面に出射させる、鋸歯状
のプリズムアレイ構造を有する導光板を含むフロントラ
イトユニットが提案されている（特許第２９２５５３０
号等）。
示面を照らすようにするために、導光板の一端面に近接
した光源より入射させた光を導光板と空気との界面で全
反射を繰り返しながら光源から離れる方向に伝搬させる
ことができる面光源から成り立っている。この伝搬中
に、導光板に配備されたプリズム状の傾斜面で反射、屈
折させて、これとは反射側の平面に出射させる、鋸歯状
のプリズムアレイ構造を有する導光板を含むフロントラ
イトユニットが提案されている（特許第２９２５５３０
号等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】鋸歯状のプリズムアレ
イ構造を有する部材が反射型液晶のフロントライトとし
て広く用いられるようになると、鋸歯状のプリズムアレ
イ構造が液晶ディスプレイ装置の最外層に位置するよう
に設けられるために、電子機器の使用者が手に触れる機
会が多く、また場合によっては、ペンタッチ入力機構等
も備えられるので、これらの際の擦傷等から防護する必
要がある。具体的には、プリズムアレイ構造面の更に最
外層に、保護機能、ペンタッチ入力機能、反射防止機能
等を有する層を設けなければならない。しかしながら、
これらの機能を有する層を設けた場合には、プリズムア
レイ構造面との間に空隙の存在が避けられず、従って、
この空隙内への塵埃の舞い込み、最外層の撓み、及びこ
れらによるプリズムアレイの擦傷が生じる。
イ構造を有する部材が反射型液晶のフロントライトとし
て広く用いられるようになると、鋸歯状のプリズムアレ
イ構造が液晶ディスプレイ装置の最外層に位置するよう
に設けられるために、電子機器の使用者が手に触れる機
会が多く、また場合によっては、ペンタッチ入力機構等
も備えられるので、これらの際の擦傷等から防護する必
要がある。具体的には、プリズムアレイ構造面の更に最
外層に、保護機能、ペンタッチ入力機能、反射防止機能
等を有する層を設けなければならない。しかしながら、
これらの機能を有する層を設けた場合には、プリズムア
レイ構造面との間に空隙の存在が避けられず、従って、
この空隙内への塵埃の舞い込み、最外層の撓み、及びこ
れらによるプリズムアレイの擦傷が生じる。
【０００５】本発明はかかる課題を、液晶ディスプレイ
の最外層として必要な各種の機能を有する層とプリズム
アレイ構造面とを一体化することにより解決することを
目的とする。
の最外層として必要な各種の機能を有する層とプリズム
アレイ構造面とを一体化することにより解決することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の請求項１は、一方の面に鋸歯状に形成された
プリズムアレイ構造を有し、他方の面より光を出射する
ことのできる導光部材と、該導光部材の少なくとも一つ
の端面に配備される光源とを含む液晶表示用フロントラ
イトにおいて、該プリズムアレイ構造の面に、屈折率が
１．３０以下のシリカエアロゲル層を介して、該プリズ
ムアレイの保護機能、反射防止機能、及びタッチパネル
機能の少なくとも一つの機能を有する機能性透明部材
を、該機能性面を外側にして被覆してなることを特徴と
する液晶表示用フロントライトを内容とする。
の本発明の請求項１は、一方の面に鋸歯状に形成された
プリズムアレイ構造を有し、他方の面より光を出射する
ことのできる導光部材と、該導光部材の少なくとも一つ
の端面に配備される光源とを含む液晶表示用フロントラ
イトにおいて、該プリズムアレイ構造の面に、屈折率が
１．３０以下のシリカエアロゲル層を介して、該プリズ
ムアレイの保護機能、反射防止機能、及びタッチパネル
機能の少なくとも一つの機能を有する機能性透明部材
を、該機能性面を外側にして被覆してなることを特徴と
する液晶表示用フロントライトを内容とする。
【０００７】本発明の請求項２は、導光部材が粘着剤又
は接着剤により積層されてなる請求項１記載の液晶表示
用フロントライトを内容とする。を内容とする。
は接着剤により積層されてなる請求項１記載の液晶表示
用フロントライトを内容とする。を内容とする。
【０００８】本発明の請求項３は、屈折率が１．３０以
下のシリカエアロゲルが、超臨界乾燥により作製された
層である請求項１又は２記載の液晶表示用フロントライ
トを内容とする。
下のシリカエアロゲルが、超臨界乾燥により作製された
層である請求項１又は２記載の液晶表示用フロントライ
トを内容とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において用いられる、一方
の面に鋸歯状に形成されたプリズムアレイ構造を有し、
他方の面より光を出射することの出来る導光部材のプリ
ズムアレイ構造は、断面が三角形の多数連なった形状か
ら成り、三角形の形状は、各種の頂角の二等辺三角形、
これを傾かせた不等辺三角形、大小の大きさが入り交じ
った三角形等の連なった形状であり、これらの三角形の
長稜や底稜が互いにほぼ平行をなした面を構成してい
る。一方、光を出射することのできる他方の面、即ち、
プリズムアレイ構造の反対側は実質的に平面からなる。
の面に鋸歯状に形成されたプリズムアレイ構造を有し、
他方の面より光を出射することの出来る導光部材のプリ
ズムアレイ構造は、断面が三角形の多数連なった形状か
ら成り、三角形の形状は、各種の頂角の二等辺三角形、
これを傾かせた不等辺三角形、大小の大きさが入り交じ
った三角形等の連なった形状であり、これらの三角形の
長稜や底稜が互いにほぼ平行をなした面を構成してい
る。一方、光を出射することのできる他方の面、即ち、
プリズムアレイ構造の反対側は実質的に平面からなる。
【００１０】このような導光部材は、硝子、プラスチッ
ク等の透明な光学用材料により製造される。特にプラス
チックは加工性が良く量産性に優れるとともに、軽量で
強度に優れている点で好適である。透明なプラスチック
としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系重
合体、ポリスチレン等のスチレン重合体、ポリプロピレ
ン、ポリ４−メチルペンテン−１、非晶質環状ポリオレ
フィン等のオレフィン重合体、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート等のポリエステル類、ポリカーボネート等のカ
ーボネート重合体、ポリエーテルサルホン、ポリアミド
等を挙げることができる。更に、熱や光、特に紫外線で
硬化し得る硬化型の合成樹脂も単独でまたは基材フィル
ム等と複合して使用される。
ク等の透明な光学用材料により製造される。特にプラス
チックは加工性が良く量産性に優れるとともに、軽量で
強度に優れている点で好適である。透明なプラスチック
としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系重
合体、ポリスチレン等のスチレン重合体、ポリプロピレ
ン、ポリ４−メチルペンテン−１、非晶質環状ポリオレ
フィン等のオレフィン重合体、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート等のポリエステル類、ポリカーボネート等のカ
ーボネート重合体、ポリエーテルサルホン、ポリアミド
等を挙げることができる。更に、熱や光、特に紫外線で
硬化し得る硬化型の合成樹脂も単独でまたは基材フィル
ム等と複合して使用される。
【００１１】一方の面に鋸歯状に形成されたプリズムア
レイ構造を有し、他方の面より光を出射することのでき
る導光部材は、前記材料を使用して、図１の（Ａ）に示
したように、プリズムアレイ構造部材１ａと導光体部材
１ｂとが一体成形された導光部材１でも良く、また、プ
リズムアレイ構造部材（シート又はフィルム）１ａと前
記材料からなる導光体部材１ｂとを積層した導光部材１
でも良い。プリズムアレイ構造部材１ａと導光体部材１
ｂとを別体として製作し、これらを積層する場合は、プ
リズムアレイ構造部材１ａを成形歪の発生しない押出成
形により連続して製造したものが使用でき、また干渉縞
を防止するためにプリズムアレイ構造部材１ａの稜線を
液晶セル方向とずらせる場合において方向角を自由に設
定できる、等の利点がある。
レイ構造を有し、他方の面より光を出射することのでき
る導光部材は、前記材料を使用して、図１の（Ａ）に示
したように、プリズムアレイ構造部材１ａと導光体部材
１ｂとが一体成形された導光部材１でも良く、また、プ
リズムアレイ構造部材（シート又はフィルム）１ａと前
記材料からなる導光体部材１ｂとを積層した導光部材１
でも良い。プリズムアレイ構造部材１ａと導光体部材１
ｂとを別体として製作し、これらを積層する場合は、プ
リズムアレイ構造部材１ａを成形歪の発生しない押出成
形により連続して製造したものが使用でき、また干渉縞
を防止するためにプリズムアレイ構造部材１ａの稜線を
液晶セル方向とずらせる場合において方向角を自由に設
定できる、等の利点がある。
【００１２】この積層の態様には、図１（Ｂ）に示す如
く、プリズムアレイ構造部材１ａの裏面を導光体部材１
ｂと積層する場合と、図１の（Ｘ）、（Ｙ）に示す如
く、プリズムアレイ構造部材１ａの該構造面を導光体部
材１ｂと積層する場合とが考えられる。積層に接着剤や
粘着剤５を使用する必要のある場合は、前者のプリズム
アレイ構造部材１ａの裏面を積層する場合では、接着剤
や粘着剤５に大きな制約はないが、好ましくはプリズム
アレイ構造部材１ａと導光体部材１ｂが同質または近い
屈折率の場合、接着剤または粘着剤５もこれに近い屈折
率が好ましい。一方、プリズムアレイ構造部材１ａと導
光体部材とが異質で屈折率が異なる場合には、その中間
が好ましい。このような接着剤、粘着剤としては、例え
ば光学的に透明で、１．４６〜１．５４の範囲の屈折率
を有する市販の各種アクリル系粘着剤が好適である。更
に、後者のプリズムアレイ構造部材１ａの構造面を積層
する場合には、シリカエアロゲル層２を介して行う必要
があり、後述する如く、屈折率１．３０以下のシリカエ
アロゲルを使用しなければならない。
く、プリズムアレイ構造部材１ａの裏面を導光体部材１
ｂと積層する場合と、図１の（Ｘ）、（Ｙ）に示す如
く、プリズムアレイ構造部材１ａの該構造面を導光体部
材１ｂと積層する場合とが考えられる。積層に接着剤や
粘着剤５を使用する必要のある場合は、前者のプリズム
アレイ構造部材１ａの裏面を積層する場合では、接着剤
や粘着剤５に大きな制約はないが、好ましくはプリズム
アレイ構造部材１ａと導光体部材１ｂが同質または近い
屈折率の場合、接着剤または粘着剤５もこれに近い屈折
率が好ましい。一方、プリズムアレイ構造部材１ａと導
光体部材とが異質で屈折率が異なる場合には、その中間
が好ましい。このような接着剤、粘着剤としては、例え
ば光学的に透明で、１．４６〜１．５４の範囲の屈折率
を有する市販の各種アクリル系粘着剤が好適である。更
に、後者のプリズムアレイ構造部材１ａの構造面を積層
する場合には、シリカエアロゲル層２を介して行う必要
があり、後述する如く、屈折率１．３０以下のシリカエ
アロゲルを使用しなければならない。
【００１３】導光体部材１は、一方の面のプリズムアレ
イ構造面とその他方の面の出射面とは平行であっても良
いが、光源３の端面から遠ざかるにつれて肉薄になって
いる楔型も使用される。
イ構造面とその他方の面の出射面とは平行であっても良
いが、光源３の端面から遠ざかるにつれて肉薄になって
いる楔型も使用される。
【００１４】プリズムアレイ構造部材１ａのプリズムア
レイ構造面と、該プリズムアレイの保護、反射防止、タ
ッチパネルの機能の少なくとも一つの機能を有する機能
性透明部材４とを該透明部材の機能性面４ａを外側にし
て被覆するには、屈折率が１．３０以下のシリカエアロ
ゲルの層を介して行うことが必要である。
レイ構造面と、該プリズムアレイの保護、反射防止、タ
ッチパネルの機能の少なくとも一つの機能を有する機能
性透明部材４とを該透明部材の機能性面４ａを外側にし
て被覆するには、屈折率が１．３０以下のシリカエアロ
ゲルの層を介して行うことが必要である。
【００１５】シリカエアロゲルは、所謂ゾルゲル法によ
りアルコキシシランのアルコール溶液を加水分解・重合
して得られる。アルコキシシランのアルコール溶液に水
及び触媒を加えると反応が進行し、水酸化物の微粒子が
溶解したゾルを形成して、適当な粘性を呈する。この溶
液をプリズムアレイの構造面に塗布し適度に反応を進行
せしめた後、機能性透明部材と積層し、または積層せず
に必要に応じて更に反応を進め、適切な程度の反応後に
超臨界状態の乾燥に移す。場合によっては、初めから超
臨界乾燥に移してもよい。この方法によりプリズムアレ
イ構造面と機能性透明部材との積層（被覆）物またはシ
リカエアロゲル被覆プリズムアレイ構造部材を作成す
る。
りアルコキシシランのアルコール溶液を加水分解・重合
して得られる。アルコキシシランのアルコール溶液に水
及び触媒を加えると反応が進行し、水酸化物の微粒子が
溶解したゾルを形成して、適当な粘性を呈する。この溶
液をプリズムアレイの構造面に塗布し適度に反応を進行
せしめた後、機能性透明部材と積層し、または積層せず
に必要に応じて更に反応を進め、適切な程度の反応後に
超臨界状態の乾燥に移す。場合によっては、初めから超
臨界乾燥に移してもよい。この方法によりプリズムアレ
イ構造面と機能性透明部材との積層（被覆）物またはシ
リカエアロゲル被覆プリズムアレイ構造部材を作成す
る。
【００１６】超臨界乾燥は二酸化炭素が用いられること
が多く、７３気圧以上、３０℃以上の条件で徐々に乾燥
して得られる。この方法では臨界張力によるゲルの収縮
はなく、湿潤ゲルと同体積のゲルが得られるので、低屈
折率の均一な接合層が得られる。反応速度や収縮量の調
節は、使用するアルコキシシランの有機残基の選択、調
合、触媒、他の金属アルコキシドの混合等によって可能
である。
が多く、７３気圧以上、３０℃以上の条件で徐々に乾燥
して得られる。この方法では臨界張力によるゲルの収縮
はなく、湿潤ゲルと同体積のゲルが得られるので、低屈
折率の均一な接合層が得られる。反応速度や収縮量の調
節は、使用するアルコキシシランの有機残基の選択、調
合、触媒、他の金属アルコキシドの混合等によって可能
である。
【００１７】被覆される機能性透明部材の機能には、該
プリズムアレイの保護機能としては、硬質のものにあっ
てはガラス板または擦傷防止処理したシート状合成樹脂
類が用いられる。
プリズムアレイの保護機能としては、硬質のものにあっ
てはガラス板または擦傷防止処理したシート状合成樹脂
類が用いられる。
【００１８】保護機能は主として擦傷防止機能で、ハー
ドコートまたはトップコートと呼ばれる傷のつき難い塗
膜を表面に施すことにより得られる。合成樹脂の塗膜を
用いる例としては、架橋構造を持つ塗膜を利用すること
が多く、架橋可能なアクリル系単量体を紫外線硬化によ
り作られることが多い。また、保護機能は透光性基材に
単独で付与されるよりは、後述の反射防止機能やタッチ
パネル機能とともに付与されることが多い。
ドコートまたはトップコートと呼ばれる傷のつき難い塗
膜を表面に施すことにより得られる。合成樹脂の塗膜を
用いる例としては、架橋構造を持つ塗膜を利用すること
が多く、架橋可能なアクリル系単量体を紫外線硬化によ
り作られることが多い。また、保護機能は透光性基材に
単独で付与されるよりは、後述の反射防止機能やタッチ
パネル機能とともに付与されることが多い。
【００１９】反射防止機能は、透光性基材表面に低屈折
率物質を塗工して反射率を抑制した簡便な反射防止膜状
層、又は高屈折率膜状層と低屈折率膜状層とを交互に積
層して光の干渉によって反射を防ぐ多層膜状層により得
られる。前者は前出の低屈折率物質の塗工による方法
や、酸化亜鉛、酸化ケイ素、フッ化マグネシウムの蒸着
により製造される。後者はＳｉＯ2 とＴｉＯ2 、更にＴ
ａ2 Ｏ5 やＴｉＮを加えた組み合わせ等による多層のス
パッタリングや蒸着による多層のコーティングの方法で
反射防止機能膜状層が得られる。
率物質を塗工して反射率を抑制した簡便な反射防止膜状
層、又は高屈折率膜状層と低屈折率膜状層とを交互に積
層して光の干渉によって反射を防ぐ多層膜状層により得
られる。前者は前出の低屈折率物質の塗工による方法
や、酸化亜鉛、酸化ケイ素、フッ化マグネシウムの蒸着
により製造される。後者はＳｉＯ2 とＴｉＯ2 、更にＴ
ａ2 Ｏ5 やＴｉＮを加えた組み合わせ等による多層のス
パッタリングや蒸着による多層のコーティングの方法で
反射防止機能膜状層が得られる。
【００２０】タッチパネル機能は、原理的には２枚の透
明導電性膜の間にスペーサーを設けてタッチすることに
よって導電性または電気容量の変化を読み取る機構によ
るものである。従って、透光性基材の上にＩＴＯ等の透
明導電膜が蒸着またはスパッタリングで設けられる。こ
の一対の透明導電層が導光体またはプリズムアレイ構造
面に積層される。
明導電性膜の間にスペーサーを設けてタッチすることに
よって導電性または電気容量の変化を読み取る機構によ
るものである。従って、透光性基材の上にＩＴＯ等の透
明導電膜が蒸着またはスパッタリングで設けられる。こ
の一対の透明導電層が導光体またはプリズムアレイ構造
面に積層される。
【００２１】これらの機能は透明部材の表面に単独で持
たせる場合もあるが、複合して持たせる場合もある。例
えば、擦傷防止機能を持たせた上に反射防止機能を持た
せる場合や、擦傷防止機能とタッチパネル機能を組み合
わせて持たせる場合、反射防止機能とタッチパネル機能
を組み合わせて持たせる場合、または３種の機能をすべ
て組み合わせて持たせる場合もある。
たせる場合もあるが、複合して持たせる場合もある。例
えば、擦傷防止機能を持たせた上に反射防止機能を持た
せる場合や、擦傷防止機能とタッチパネル機能を組み合
わせて持たせる場合、反射防止機能とタッチパネル機能
を組み合わせて持たせる場合、または３種の機能をすべ
て組み合わせて持たせる場合もある。
【００２２】プリズムアレイ構造部材１ａのプリズムア
レイ構造面の積層に用いられるシリカエアロゲルは、屈
折率が１．３０以下でなければならない。しかし、好ま
しい屈折率は、端面に設置される光源からの導光の仕方
によって大きく２つに分けられる。１つは主たる光線が
プリズムアレイ構造部材の下方から入射してくる図１の
（Ａ）及び（Ｂ）の場合と、他の１つはプリズムアレイ
構造部材の上方、即ち、プリズムアレイ構造面の上方か
ら入射してくる図１の（Ｘ）及び（Ｙ）の場合である。
レイ構造面の積層に用いられるシリカエアロゲルは、屈
折率が１．３０以下でなければならない。しかし、好ま
しい屈折率は、端面に設置される光源からの導光の仕方
によって大きく２つに分けられる。１つは主たる光線が
プリズムアレイ構造部材の下方から入射してくる図１の
（Ａ）及び（Ｂ）の場合と、他の１つはプリズムアレイ
構造部材の上方、即ち、プリズムアレイ構造面の上方か
ら入射してくる図１の（Ｘ）及び（Ｙ）の場合である。
【００２３】フロントライトに用いられるプリズムアレ
イ構造部材１ａのプリズム構造の機能は、プリズムの傾
斜面を利用した光の屈折と反射、特に全反射の機能によ
り光を導き出すことである。全反射は２つの光学層の屈
折率の差により決まる臨界面により、その角度範囲が決
まる。この臨界角は屈折率の差が大きい程小さく、多く
の方向角の光を反射することができる。
イ構造部材１ａのプリズム構造の機能は、プリズムの傾
斜面を利用した光の屈折と反射、特に全反射の機能によ
り光を導き出すことである。全反射は２つの光学層の屈
折率の差により決まる臨界面により、その角度範囲が決
まる。この臨界角は屈折率の差が大きい程小さく、多く
の方向角の光を反射することができる。
【００２４】図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光
線が主としてプリズムアレイ構造部材１ａの下方から入
射してくる場合には、シリカエアロゲル層２の屈折率
は、プリズムの全反射の範囲が広くなる可能な限りの低
い屈折率が好ましい。しかし、製造上の限界があるの
で、実用的には１．０３程度が限度である。
線が主としてプリズムアレイ構造部材１ａの下方から入
射してくる場合には、シリカエアロゲル層２の屈折率
は、プリズムの全反射の範囲が広くなる可能な限りの低
い屈折率が好ましい。しかし、製造上の限界があるの
で、実用的には１．０３程度が限度である。
【００２５】一方、図１の（Ｘ）及び（Ｙ）に示すよう
に、光線が主としてプリズムアレイ構造部材１ａのプリ
ズムアレイ構造面の上方から入射してくる場合には、上
方の導光体部材１ｂよりプリズムアレイ面に光を導くこ
とと、プリズムによる屈折、反射させることが必要とな
る。前者にはシリカエアロゲル層２の屈折率は導光体部
材１ｂの屈折率に近い方が良く、後者には可能な限り低
い屈折率が望まれる。従って、シリカエアロゲル層２の
屈折率は、これらの中間の１．３０以下でなければなら
ない。好ましくは１．３０〜１．２０である。
に、光線が主としてプリズムアレイ構造部材１ａのプリ
ズムアレイ構造面の上方から入射してくる場合には、上
方の導光体部材１ｂよりプリズムアレイ面に光を導くこ
とと、プリズムによる屈折、反射させることが必要とな
る。前者にはシリカエアロゲル層２の屈折率は導光体部
材１ｂの屈折率に近い方が良く、後者には可能な限り低
い屈折率が望まれる。従って、シリカエアロゲル層２の
屈折率は、これらの中間の１．３０以下でなければなら
ない。好ましくは１．３０〜１．２０である。
【００２６】シリカエアロゲル層２の厚さは任意である
が、好ましくは２０〜２００μｍの厚さである。２０μ
ｍ未満ではプリズム部への充填が不十分になる場合があ
り、一方、２００μｍを越えると光透過性を害する場合
がある。塗布は、プリズムアレイ構造部材１のプリズム
アレイ構造面か、または機能性透明部材４の裏面に通常
の塗工方法によりなされ、または他の面を積層された
後、プレスローラー等により圧着することによりなされ
る。機能性透明部材４で被覆されたプリズムアレイ構造
物または積層物は、超臨界乾燥される。
が、好ましくは２０〜２００μｍの厚さである。２０μ
ｍ未満ではプリズム部への充填が不十分になる場合があ
り、一方、２００μｍを越えると光透過性を害する場合
がある。塗布は、プリズムアレイ構造部材１のプリズム
アレイ構造面か、または機能性透明部材４の裏面に通常
の塗工方法によりなされ、または他の面を積層された
後、プレスローラー等により圧着することによりなされ
る。機能性透明部材４で被覆されたプリズムアレイ構造
物または積層物は、超臨界乾燥される。
【００２７】シリカエアロゲル層２と接する機能性透明
部材４の面は、接着力や接合固定力を高めるためにまた
は作業性の上から粘着剤や接着剤等を使用して積層して
も良い。しかし、プリズムアレイ構造部材１のプリズム
アレイ構造面には粘着剤や接着剤を使用することはでき
ない。尚、シリカエアロゲルは疎水化処理が施され、長
期にわたり透明性を保持するものが好適であるのはいう
までもないことである。
部材４の面は、接着力や接合固定力を高めるためにまた
は作業性の上から粘着剤や接着剤等を使用して積層して
も良い。しかし、プリズムアレイ構造部材１のプリズム
アレイ構造面には粘着剤や接着剤を使用することはでき
ない。尚、シリカエアロゲルは疎水化処理が施され、長
期にわたり透明性を保持するものが好適であるのはいう
までもないことである。
【００２８】プリズムアレイ構造部材１ａと積層される
機能性透明部材４との厚さには制約がなく、各種の厚さ
を組み合わすことができる。液晶表示用フロントライト
は、近年薄肉さが要望されることが多い。従って、導光
に必要な厚さは、通常、光源の厚さと同程度に設計され
る。この値は０．８〜１．５mm程度の範囲である。本発
明に用いられる導光部材１は、これに積層される機能性
透明部材４の厚さが加わる。機能性透明部材４は、通
常、０．３〜３mm程度である。図１の（Ｘ）及び（Ｙ）
の如く、プリズムアレイ構造部材１ａのプリズム構造面
側に比較的厚さを有する機能性透明部材４を積層する場
合は、この透明部材４を導光体部材１ｂとしても適用で
きるので、この透明部材４の表面に直接機能性を持たせ
て機能性透明部材に代えることができる。
機能性透明部材４との厚さには制約がなく、各種の厚さ
を組み合わすことができる。液晶表示用フロントライト
は、近年薄肉さが要望されることが多い。従って、導光
に必要な厚さは、通常、光源の厚さと同程度に設計され
る。この値は０．８〜１．５mm程度の範囲である。本発
明に用いられる導光部材１は、これに積層される機能性
透明部材４の厚さが加わる。機能性透明部材４は、通
常、０．３〜３mm程度である。図１の（Ｘ）及び（Ｙ）
の如く、プリズムアレイ構造部材１ａのプリズム構造面
側に比較的厚さを有する機能性透明部材４を積層する場
合は、この透明部材４を導光体部材１ｂとしても適用で
きるので、この透明部材４の表面に直接機能性を持たせ
て機能性透明部材に代えることができる。
【００２９】導光部材１の少なくとも一つの端面に設置
される光源３は、線状の光源が好ましい。より好ましい
光源としては線状の冷陰極管や線状導光体を用いたＬＥ
Ｄ光源である。プリズムアレイ構造面の反対面に光は出
射されるので、出射面を液晶表示面の側に設置して、フ
ロントライトとして使用される。以上の如くして、表示
面の最外面に、保護機能、反射防止機能、タッチパネル
機能等の機能を有するフロントライトが提供される。
される光源３は、線状の光源が好ましい。より好ましい
光源としては線状の冷陰極管や線状導光体を用いたＬＥ
Ｄ光源である。プリズムアレイ構造面の反対面に光は出
射されるので、出射面を液晶表示面の側に設置して、フ
ロントライトとして使用される。以上の如くして、表示
面の最外面に、保護機能、反射防止機能、タッチパネル
機能等の機能を有するフロントライトが提供される。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例を示して本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに制限さ
れるものではない。
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに制限さ
れるものではない。
【００３１】実施例１
図２に示す如く、プリズムアレイの断面が一方の底角Ａ
が４４°、他の底角Ｂが２．５°の不等辺三角形であ
り、その底辺Ｐが２０９μｍの周期で隣接した構造を一
面に有する厚さ２００μｍの環状ポリオレフィン樹脂
「アートン（ＪＳＲ株式会社製）」からなるプリズムア
レイ構造部材（シート）１ａを製作した。この環状ポリ
オレフィン樹脂の屈折率は１．５１７であった。
が４４°、他の底角Ｂが２．５°の不等辺三角形であ
り、その底辺Ｐが２０９μｍの周期で隣接した構造を一
面に有する厚さ２００μｍの環状ポリオレフィン樹脂
「アートン（ＪＳＲ株式会社製）」からなるプリズムア
レイ構造部材（シート）１ａを製作した。この環状ポリ
オレフィン樹脂の屈折率は１．５１７であった。
【００３２】次に、図３に示す如く、プリズムアレイ構
造部材１ａのプリズムアレイ構造面に、テトラエチルシ
リケートのエタノール溶液に酸性触媒とアルコール脱離
分解量の９８．５モル％の水分を加えたゾルを５０μｍ
の厚さに塗布して、二酸化炭素の下で７４気圧、３２℃
の状態で超臨界乾燥を１０時間実施して、シリカエアロ
ゲル層２で被覆されたプリズムアレイ構造部材（シー
ト）１ａを得た。シリカエアロゲル層２の屈折率は１．
０６を示した。
造部材１ａのプリズムアレイ構造面に、テトラエチルシ
リケートのエタノール溶液に酸性触媒とアルコール脱離
分解量の９８．５モル％の水分を加えたゾルを５０μｍ
の厚さに塗布して、二酸化炭素の下で７４気圧、３２℃
の状態で超臨界乾燥を１０時間実施して、シリカエアロ
ゲル層２で被覆されたプリズムアレイ構造部材（シー
ト）１ａを得た。シリカエアロゲル層２の屈折率は１．
０６を示した。
【００３３】図３の如く、シリカエアロゲル層２を被覆
したプリズムアレイ構造部材１ａの裏面と、厚さ０．８
mmのアクリル樹脂板からなる導光体部材１ｂ（三菱レイ
ヨン株式会社製 ＡＲ−Ｃ 屈折率１．４９０）を、粘
着剤「ｐｏｌ−Ａ（ポラテクノ株式会社製 屈折率１．
５１２、厚さ２５μｍ）」５により積層して、シリカエ
アロゲル層２で被覆されたプリズムアレイ構造面を有す
る導光部材１を製作した。
したプリズムアレイ構造部材１ａの裏面と、厚さ０．８
mmのアクリル樹脂板からなる導光体部材１ｂ（三菱レイ
ヨン株式会社製 ＡＲ−Ｃ 屈折率１．４９０）を、粘
着剤「ｐｏｌ−Ａ（ポラテクノ株式会社製 屈折率１．
５１２、厚さ２５μｍ）」５により積層して、シリカエ
アロゲル層２で被覆されたプリズムアレイ構造面を有す
る導光部材１を製作した。
【００３４】一方、機能性透明部材４としては、図３に
示す如く、反射防止フィルム「アークトップ−ＵＲ（旭
硝子株式会社製 ＡＣＲＴＯＰ−ＵＲ）」６を保護板と
して用いた。該反射防止フィルム６は、フッ素低屈折反
射防止層６ａ（サイトップ反射防止層）を０．１μｍ塗
工処理した２００μｍのエラスチックフィルム６ｂの裏
面にアクリル系（屈折率１．４７２、厚さ２５μｍ）粘
着剤層６ｃが設けられたものである。
示す如く、反射防止フィルム「アークトップ−ＵＲ（旭
硝子株式会社製 ＡＣＲＴＯＰ−ＵＲ）」６を保護板と
して用いた。該反射防止フィルム６は、フッ素低屈折反
射防止層６ａ（サイトップ反射防止層）を０．１μｍ塗
工処理した２００μｍのエラスチックフィルム６ｂの裏
面にアクリル系（屈折率１．４７２、厚さ２５μｍ）粘
着剤層６ｃが設けられたものである。
【００３５】図３に示す如く、機能性透明部材４の反射
防止フィルム６の裏面の粘着剤層６ｃとシリカエアロゲ
ル層２の面をロールにより圧着して積層し、反射防止機
能を有する透明部材４を被覆してなる導光部材１を得
た。得られた反射防止機能導光部材１の端面に、線状導
光体を備えたＬＥＤ線光源３を設置してフロントライト
を得た。
防止フィルム６の裏面の粘着剤層６ｃとシリカエアロゲ
ル層２の面をロールにより圧着して積層し、反射防止機
能を有する透明部材４を被覆してなる導光部材１を得
た。得られた反射防止機能導光部材１の端面に、線状導
光体を備えたＬＥＤ線光源３を設置してフロントライト
を得た。
【００３６】得られたフロントライトは、導光体部材１
ｂより入射した光は、高屈折率側の粘着剤層５を経てプ
リズムアレイ構造部材１ａへ接合界面の表面反射を除い
て全反射することなく入射可能である。プリズムアレイ
構造部材１ａ内の光は粘着剤層５及び導光体部材１ｂの
屈折率が低いので全反射を起こす。この臨界角は、プリ
ズムアレイ構造部材１ａ（アートン）１と導光体部材１
ｂ（アクリル）との屈折率差で約８２°を示す。一方、
プリズムアレイ構造部材１ａのプリズムアレイ構造面は
シリカエアロゲル層２で覆われているので４１．４°の
臨界角を示し、これより大きな入射角は全反射する。こ
の場合、２．５°の底角Ｂをなす斜面では、一回の反射
で５°水平方向に傾きを変える。入射角８２°（水平角
では８°）前後の光は、前記斜面で傾きを変えながらプ
リズムアレイ構造部材１ａに留まることになる。水平に
近い光は、底角Ａの４４°の傾斜面ではほぼ垂直に近い
角度に反射して、プリズムアレイ構造部材１ａのプリズ
ムアレイ構造面の反対側に出射される。この様子を図３
に矢印で示した。この様にして、シリカエアロゲル層２
はプリズムアレイ構造部材１ａのプリズム構造面の機能
を保護するとともに、反射防止機能を有する機能性透明
部材４との積層一体化を可能とする。
ｂより入射した光は、高屈折率側の粘着剤層５を経てプ
リズムアレイ構造部材１ａへ接合界面の表面反射を除い
て全反射することなく入射可能である。プリズムアレイ
構造部材１ａ内の光は粘着剤層５及び導光体部材１ｂの
屈折率が低いので全反射を起こす。この臨界角は、プリ
ズムアレイ構造部材１ａ（アートン）１と導光体部材１
ｂ（アクリル）との屈折率差で約８２°を示す。一方、
プリズムアレイ構造部材１ａのプリズムアレイ構造面は
シリカエアロゲル層２で覆われているので４１．４°の
臨界角を示し、これより大きな入射角は全反射する。こ
の場合、２．５°の底角Ｂをなす斜面では、一回の反射
で５°水平方向に傾きを変える。入射角８２°（水平角
では８°）前後の光は、前記斜面で傾きを変えながらプ
リズムアレイ構造部材１ａに留まることになる。水平に
近い光は、底角Ａの４４°の傾斜面ではほぼ垂直に近い
角度に反射して、プリズムアレイ構造部材１ａのプリズ
ムアレイ構造面の反対側に出射される。この様子を図３
に矢印で示した。この様にして、シリカエアロゲル層２
はプリズムアレイ構造部材１ａのプリズム構造面の機能
を保護するとともに、反射防止機能を有する機能性透明
部材４との積層一体化を可能とする。
【００３７】得られたフロントライトを用いて、反射型
液晶表示装置を作製した。即ち、プリズムアレイ構造部
材１ａのプリズムアレイ構造面の反対面、即ち、導光体
部材１ｂ面を反射型液晶表示面に向けて液晶表示装置と
し、ＬＥＤを点灯し、表示面に垂直な方向の３５０mmに
輝度計を設置して、液晶表示装置を白表示の電源ＯＦＦ
の状態で測定した。結果を表１に示す。
液晶表示装置を作製した。即ち、プリズムアレイ構造部
材１ａのプリズムアレイ構造面の反対面、即ち、導光体
部材１ｂ面を反射型液晶表示面に向けて液晶表示装置と
し、ＬＥＤを点灯し、表示面に垂直な方向の３５０mmに
輝度計を設置して、液晶表示装置を白表示の電源ＯＦＦ
の状態で測定した。結果を表１に示す。
【００３８】比較例１
シリカエアロゲル２を使用しないで、実施例１に使用し
たサイトップ反射防止層をその裏面に塗工したアクリル
系粘着剤（屈折率１．４７２、厚さ２５μｍ）で機能性
透明部材４（反射防止フィルム６）を直接被覆した導光
部材を用いた他は、実施例１と同様にして反射型液晶表
示装置を作製し、性能を評価した。結果を表１に示す。
たサイトップ反射防止層をその裏面に塗工したアクリル
系粘着剤（屈折率１．４７２、厚さ２５μｍ）で機能性
透明部材４（反射防止フィルム６）を直接被覆した導光
部材を用いた他は、実施例１と同様にして反射型液晶表
示装置を作製し、性能を評価した。結果を表１に示す。
【００３９】比較例２
機能性透明部材４（反射防止フィルム６）を被覆しなか
った導光部材を用いた他は、実施例１と同様にして反射
型液晶表示装置を作製し、性能を評価した。結果を表１
に示す。
った導光部材を用いた他は、実施例１と同様にして反射
型液晶表示装置を作製し、性能を評価した。結果を表１
に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】上記表１から明かなように、本発明の実施
例１では、機能性透明部材４（反射防止フィルム６）を
被覆しない比較例２と殆ど同じ優れた性能を示すととも
に、反射防止機能を備え、且つ汚れやごみの侵入を防止
し、更にプリズムアレイの保護機能を備えたフロントラ
イトが得られた。
例１では、機能性透明部材４（反射防止フィルム６）を
被覆しない比較例２と殆ど同じ優れた性能を示すととも
に、反射防止機能を備え、且つ汚れやごみの侵入を防止
し、更にプリズムアレイの保護機能を備えたフロントラ
イトが得られた。
【００４２】実施例２
図４に示す断面図の不等辺三角形（底角Ｃ＝６５°、底
角Ｄ＝５°）のプリズムアレイ構造を一面に有する厚さ
２００μｍのポリカーボネート「パンライトＬ１２２
５」（帝人化成株式会社製）からなるプリズムアレイ構
造部材１ａを作製した。この屈折率は１．５８２であっ
た。
角Ｄ＝５°）のプリズムアレイ構造を一面に有する厚さ
２００μｍのポリカーボネート「パンライトＬ１２２
５」（帝人化成株式会社製）からなるプリズムアレイ構
造部材１ａを作製した。この屈折率は１．５８２であっ
た。
【００４３】次に、図５に示す如く、実施例１と同一の
反射防止フィルム６の粘着剤面６ｃと実施例１と同一の
アクリル樹脂板からなる導光体部材１ｂを積層した。
反射防止フィルム６の粘着剤面６ｃと実施例１と同一の
アクリル樹脂板からなる導光体部材１ｂを積層した。
【００４４】次に、プリズムアレイ構造部材１ａのプリ
ズムアレイ１構造面に、テトラエチルシリケートのアル
コール溶液を実施例１と同様の方法にて調合し、ゲル化
反応度を調節した後、超臨界乾燥によって屈折率１．２
８のシリカエアロゲル層２の５０μｍの被膜が得られ
た。これを図５の構成の如く、実施例１と同じ粘着剤５
により積層して反射防止機能を有する導光部材１を得
た。
ズムアレイ１構造面に、テトラエチルシリケートのアル
コール溶液を実施例１と同様の方法にて調合し、ゲル化
反応度を調節した後、超臨界乾燥によって屈折率１．２
８のシリカエアロゲル層２の５０μｍの被膜が得られ
た。これを図５の構成の如く、実施例１と同じ粘着剤５
により積層して反射防止機能を有する導光部材１を得
た。
【００４５】得られた反射防止機能導光部材１の端面
に、線状導光体を備えたＬＥＤ線光源３を設置してフロ
ントライトを得た。得られたフロントライトは、光源３
から導光体部材１ｂに入射し導光する光のうち、例え
ば、シリカエアロゲル層２と導光体部材１ｂの界面に対
して入射角約５０°の光はシリカエアロゲル層２では出
射光６４°となり、傾斜角Ｄの５°のプリズム面では入
射光５９°で入射し、この面で出射光４５°に屈折して
傾斜角Ｃの６５°の面で再び反射してプリズムアレイ構
造の反対面の出射面に垂直に出射することができる。こ
の様子を図５の矢印で示した。このフロントライトを用
いて、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、実
施例１と同様にして輝度を測定したところ、１２．８cd
／m2の値を示し、反射防止機能と保護機能を備えた、優
れたフロントライトが得られた。
に、線状導光体を備えたＬＥＤ線光源３を設置してフロ
ントライトを得た。得られたフロントライトは、光源３
から導光体部材１ｂに入射し導光する光のうち、例え
ば、シリカエアロゲル層２と導光体部材１ｂの界面に対
して入射角約５０°の光はシリカエアロゲル層２では出
射光６４°となり、傾斜角Ｄの５°のプリズム面では入
射光５９°で入射し、この面で出射光４５°に屈折して
傾斜角Ｃの６５°の面で再び反射してプリズムアレイ構
造の反対面の出射面に垂直に出射することができる。こ
の様子を図５の矢印で示した。このフロントライトを用
いて、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製し、実
施例１と同様にして輝度を測定したところ、１２．８cd
／m2の値を示し、反射防止機能と保護機能を備えた、優
れたフロントライトが得られた。
【００４６】
【発明の効果】叙上のとおり、本発明によれば、輝度等
の性能を損なうことなく、保護機能、反射防止機能、ペ
ンタッチ入力機能等の機能を有するフロントライトが提
供される。
の性能を損なうことなく、保護機能、反射防止機能、ペ
ンタッチ入力機能等の機能を有するフロントライトが提
供される。
【図１】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｘ）、（Ｙ）は、それぞ
れ本発明の実施態様を示す概略図である。
れ本発明の実施態様を示す概略図である。
【図２】実施例１で用いたプリズムアレイ構造を示す。
【図３】実施例１のフロントライトを示す概略図であ
る。
る。
【図４】実施例２で用いたプリズムアレイ構造を示す。
【図５】実施例２のフロントライトを示す概略図であ
る。
る。
１ 導光部材
１ａ プリズムアレイ構造部材
１ｂ 導光体部材
２ シリカエアロゲル層
３ 光源
４ 機能性透明部材
４ａ 機能性面
５ 接着剤（粘着剤）
６ 反射防止フィルム
６ａ フッ素低屈折反射防止層
６ｂ エラスチックフィルム
６ｃ 粘着剤層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35
(72)発明者 安本 泰三
大阪府大阪市住之江区安立４丁目13番18号
五洋紙工株式会社内
Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06
2H089 HA18 TA06 TA11 TA20
2H091 FA21X FA23X FA29X FA37X
FD06 FD14 GA17
5C094 AA10 AA11 BA43
5G435 AA03 BB12 BB16 EE22 FF02
FF08 FF12 GG03 GG43
Claims (3)
- 【請求項１】 一方の面に鋸歯状に形成されたプリズム
アレイ構造を有し、他方の面より光を出射することので
きる導光部材と、該導光部材の少なくとも一つの端面に
配備される光源とを含む液晶表示用フロントライトにお
いて、該プリズムアレイ構造の面に、屈折率が１．３０
以下のシリカエアロゲル層を介して、該プリズムアレイ
の保護機能、反射防止機能、及びタッチパネル機能の少
なくとも一つの機能を有する機能性透明部材を、該機能
性面を外側にして被覆してなることを特徴とする液晶表
示用フロントライト。 - 【請求項２】 導光部材が粘着剤又は接着剤により積層
されてなる請求項１記載の液晶表示用フロントライト。 - 【請求項３】 屈折率が１．３０以下のシリカエアロゲ
ル層が、超臨界乾燥により作製された層である請求項１
又は２記載の液晶表示用フロントライト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351952A JP2003149643A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 液晶表示用フロントライト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351952A JP2003149643A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 液晶表示用フロントライト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149643A true JP2003149643A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19164192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351952A Withdrawn JP2003149643A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 液晶表示用フロントライト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003149643A (ja) |
Cited By (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050300A1 (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-02 | Zeon Corporation | 液晶表示装置 |
| KR100694516B1 (ko) | 2005-06-16 | 2007-03-13 | 하이쎌(주) | 백라이팅 모듈 |
| KR100813255B1 (ko) * | 2006-06-02 | 2008-03-13 | 삼성전자주식회사 | 고출력 도광판 및 이를 채용한 백라이트 유닛 |
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