JP2005293940A - 導光板及びそれを用いたバックライト - Google Patents
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Abstract
【課題】転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、バックライトなどに好適に用いられる導光板及びそれを用いたバックライトを提供する。
【解決手段】脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍの凸部を複数個有する導光板、及び該導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなるバックライトである。
【選択図】図１
【解決手段】脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍの凸部を複数個有する導光板、及び該導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなるバックライトである。
【選択図】図１
Description
本発明は、導光板及びそれを用いたバックライトに関する。さらに詳しくは、本発明は、光出射面に凸状ドットパターンを有し、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、液晶表示装置のバックライトなどに好適に用いられる導光板、及び該導光板を備えてなるバックライトに関するものである。
パーソナルコンピュータ、薄型テレビジョン、カーナビゲーションシステムなどの表示画面に、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、液晶表示パネルとバックライトとを備えている。液晶表示装置のバックライトとしては、管状光源を導光板のエッジ部に設置するエッジライト型バックライトと、管状光源を光拡散板を介して表示画面の直下に設置する直下型バックライトが一般的に用いられている。エッジライト型バックライトは、透明なメタクリル樹脂などの成形品で作られた導光板のエッジ部の光入射面に、冷陰極管などの光源を配置する方式であり、薄型のバックライトを実現することができる。冷陰極管などの線状の光源から発せられる光を、均一な面状の光としてバックライトから効率的に出射させるために、導光板の反射面側には反射シートが積層され、出射面側には、下側プリズムシートと上側プリズムシートの２枚のプリズムシートがプリズムの方向が直交するように積層され、その上に光拡散シートが積層される場合が多い。導光板と下側プリズムシートの間に、さらに光拡散シートが積層される場合もある。
均一な面状の光を得るために、導光板の光反射面及び光出射面についても、梨地、プリズム面、突起又は窪みを有する面、ドット印刷面などのさまざまな形状が検討されている。例えば、輝線や暗線の出現を防止し、明るく均一な出射光を得ることのできる導光板として、光出射面又は光反射面に、半径５〜５０μｍ、高さ若しくは深さ５〜５０μｍ、曲率半径１０〜１００μｍである円弧状凸型若しくは円弧状凹型、又は、最大投射長１０〜１００μｍ、高さ若しくは深さ５〜５０μｍである三角柱、四角柱及び円柱の凸型若しくは凹型である光制御部を有し、光出射面又は光反射面に、入射端面部に向かって稜線を斜めに切り取ったプリズム部を有する導光板が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、前記特許文献１に記載されている導光板は、素材としてポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートなどが用いられており、脂環式構造を有する樹脂は用いられていない。また、転写率が不十分であって、場所によるバラツキが大きく、かつ輝度が低いなどの問題があった。
特開２００２−１３３９３０号公報（第５頁）
均一な面状の光を得るために、導光板の光反射面及び光出射面についても、梨地、プリズム面、突起又は窪みを有する面、ドット印刷面などのさまざまな形状が検討されている。例えば、輝線や暗線の出現を防止し、明るく均一な出射光を得ることのできる導光板として、光出射面又は光反射面に、半径５〜５０μｍ、高さ若しくは深さ５〜５０μｍ、曲率半径１０〜１００μｍである円弧状凸型若しくは円弧状凹型、又は、最大投射長１０〜１００μｍ、高さ若しくは深さ５〜５０μｍである三角柱、四角柱及び円柱の凸型若しくは凹型である光制御部を有し、光出射面又は光反射面に、入射端面部に向かって稜線を斜めに切り取ったプリズム部を有する導光板が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、前記特許文献１に記載されている導光板は、素材としてポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートなどが用いられており、脂環式構造を有する樹脂は用いられていない。また、転写率が不十分であって、場所によるバラツキが大きく、かつ輝度が低いなどの問題があった。
本発明は、このような事情のもとで、光出射面に凸状ドットパターンを有し、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、液晶表示装置のバックライトなどに好適に用いられる導光板、及び該導光板を備えてなるバックライトを提供することを目的としてなされたものである。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる導光板において、光出射面に特定の形状を有する凸部を複数個設け、ドットパターンを形成することにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍの凸部を複数個有することを特徴とする導光板、
（２）光出射面に有する凸部の底直径が、１０〜５０μｍであり、かつ高さが５〜３０μｍである上記(１)項に記載の導光板、
（３）光出射面に有する凸部が曲面を有する上記(１)又は(２)項に記載の導光板、
（４）光出射面に有する凸部の形状が、半球状である上記(３)項に記載の導光板、
（５）光出射面に有する複数個の凸部の底面積の合計が、該光出射面の全面積の５〜５０％である上記(１)ないし(４)項のいずれかに記載の導光板、
（６）光反射面が、表面の算術平均粗さＲａが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面である上記(１)ないし(５)項のいずれかに記載の導光板、及び
（７）上記(１)ないし(６)項のいずれかに記載の導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなることを特徴とするバックライト、
を提供するものである。
すなわち、本発明は、
（１）脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍの凸部を複数個有することを特徴とする導光板、
（２）光出射面に有する凸部の底直径が、１０〜５０μｍであり、かつ高さが５〜３０μｍである上記(１)項に記載の導光板、
（３）光出射面に有する凸部が曲面を有する上記(１)又は(２)項に記載の導光板、
（４）光出射面に有する凸部の形状が、半球状である上記(３)項に記載の導光板、
（５）光出射面に有する複数個の凸部の底面積の合計が、該光出射面の全面積の５〜５０％である上記(１)ないし(４)項のいずれかに記載の導光板、
（６）光反射面が、表面の算術平均粗さＲａが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面である上記(１)ないし(５)項のいずれかに記載の導光板、及び
（７）上記(１)ないし(６)項のいずれかに記載の導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなることを特徴とするバックライト、
を提供するものである。
本発明によれば、光出射面に凸状ドットパターンを有し、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、液晶表示装置のバックライトなどに好適に用いられる導光板、及び該導光板を備えてなるバックライトを提供することができる。
本発明の導光板は、脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍである凸部を複数個有する導光板である。
図１は、本発明の導光板の一態様の模式的斜視図である。本態様の導光板は、一側面が光入射面１であり、下面が光反射面２であり、上面が光出射面３である。光入射面と対向する側面は、光入射面よりも厚さが小さく、他の二つの側面４は台形となり、導光板全体はくさび形の形状をなしている。本態様の導光板は、光反射面が単位プリズムが密接して並んだプリズム面５であり、光出射面に、多数の半球状の凸部６を有する。
本発明において、光出射面に設けられる凸部は、底直径が１〜５０μｍであり、高さが０.５〜３０μｍである。該凸部の底直径及び高さが上記の範囲にあれば、良好な輝度を維持することができると共に、高い転写率が得られ、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、金型の製作が容易である。該凸部は、底直径が１０〜５０μｍで、高さが５〜３０μｍの範囲にあるものが、より金型の製作が容易なために好ましく、特に底直径が１５〜５０μｍで、高さが７〜３０μｍの範囲にあるものが好ましい。
なお、本発明における底直径とは、底部が円形の場合は円の直径を、長円形状の場合は長径を指す。また、底部が多角形状の場合は、各頂点が接するようにして作成された円の直径又は長円の長径を指す。
図１は、本発明の導光板の一態様の模式的斜視図である。本態様の導光板は、一側面が光入射面１であり、下面が光反射面２であり、上面が光出射面３である。光入射面と対向する側面は、光入射面よりも厚さが小さく、他の二つの側面４は台形となり、導光板全体はくさび形の形状をなしている。本態様の導光板は、光反射面が単位プリズムが密接して並んだプリズム面５であり、光出射面に、多数の半球状の凸部６を有する。
本発明において、光出射面に設けられる凸部は、底直径が１〜５０μｍであり、高さが０.５〜３０μｍである。該凸部の底直径及び高さが上記の範囲にあれば、良好な輝度を維持することができると共に、高い転写率が得られ、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、金型の製作が容易である。該凸部は、底直径が１０〜５０μｍで、高さが５〜３０μｍの範囲にあるものが、より金型の製作が容易なために好ましく、特に底直径が１５〜５０μｍで、高さが７〜３０μｍの範囲にあるものが好ましい。
なお、本発明における底直径とは、底部が円形の場合は円の直径を、長円形状の場合は長径を指す。また、底部が多角形状の場合は、各頂点が接するようにして作成された円の直径又は長円の長径を指す。
本発明において、光出射面に設ける凸部の形状に特に制限はなく、本発明に係る成形材料の成形により形成し得る形状である限り、任意の形状とすることができる。本発明の導光板の製造方法は特に限定されないが、射出成形が好適に用いられる。図２は、凸部の形状を例示する断面図及び平面図である。本図において、(１)は半球状凸部であり、(２)は半球より小さい部分球面を有する凸部であり、(３)は半球より大きい部分球面を有する凸部である。(３)のような形状の凸部であっても、弾性限界内の変形によって型抜きが可能である限り、用いることができる。(４)は半回転楕円体状凸部であり、(５)は直円錐状凸部であり、(６)は正三角錐状凸部であり、(７)は正四角錐状凸部であり、(８)は正四角柱状凸部であり、(９)は正四角錐台状凸部である。
本発明の導光板においては、光出射面の凸部の底面積の合計が、光出射面の全面積の５〜５０％であることが好ましい。該凸部の底面積の合計が上記の範囲にあれば、十分に高い輝度が得られる。この凸部の底面積の合計は、１０〜３０％であることがより好ましい。
また、凸部の配列に特に制限はなく、種々の形態をとることができる。例えば正方格子や千鳥格子などが挙げられる。一方、凸部の密度についても特に制限はないが、光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高いことが好ましい。さらに、凸部を連続的に変化させるだけでなく、導光板の領域を二つ以上の複数の領域に分割して、それぞれに最適な密度をつけることも行われる。
本発明の導光板においては、光反射面が、表面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面であることが好ましく、表面の算術平均粗さＲaが０.０５μｍ以下の平面又はプリズム面であることがより好ましい。該Ｒａが０.１μｍ以下であれば、良好な輝度を得ることができる。プリズム面の形状に特に制限はなく、例えば、底面の幅１〜１００μｍ、頂角３０〜１００度の単位プリズムを密接して並べた形状とすることができる。また、単位プリズムの方向にも特に制限はなく、例えば、光入射面と略垂直な方向とすることができ、あるいは、光入射面と平行な方向とすることもできる。
本発明の導光板の短手方向の長さは、特に限定されないが、好ましくは１００ｍｍ以上、さらに好ましくは１５０ｍｍ以上、特に好ましくは２００ｍｍ以上である。大型の導光板ほど光路長が長くなり、輝度を向上させることが一般に難かしいので、本発明の輝度向上効果が大きな役割を果たすからである。
本発明の導光板においては、光出射面の凸部の底面積の合計が、光出射面の全面積の５〜５０％であることが好ましい。該凸部の底面積の合計が上記の範囲にあれば、十分に高い輝度が得られる。この凸部の底面積の合計は、１０〜３０％であることがより好ましい。
また、凸部の配列に特に制限はなく、種々の形態をとることができる。例えば正方格子や千鳥格子などが挙げられる。一方、凸部の密度についても特に制限はないが、光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高いことが好ましい。さらに、凸部を連続的に変化させるだけでなく、導光板の領域を二つ以上の複数の領域に分割して、それぞれに最適な密度をつけることも行われる。
本発明の導光板においては、光反射面が、表面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面であることが好ましく、表面の算術平均粗さＲaが０.０５μｍ以下の平面又はプリズム面であることがより好ましい。該Ｒａが０.１μｍ以下であれば、良好な輝度を得ることができる。プリズム面の形状に特に制限はなく、例えば、底面の幅１〜１００μｍ、頂角３０〜１００度の単位プリズムを密接して並べた形状とすることができる。また、単位プリズムの方向にも特に制限はなく、例えば、光入射面と略垂直な方向とすることができ、あるいは、光入射面と平行な方向とすることもできる。
本発明の導光板の短手方向の長さは、特に限定されないが、好ましくは１００ｍｍ以上、さらに好ましくは１５０ｍｍ以上、特に好ましくは２００ｍｍ以上である。大型の導光板ほど光路長が長くなり、輝度を向上させることが一般に難かしいので、本発明の輝度向上効果が大きな役割を果たすからである。
本発明の導光板においては、成形材料として、脂環式構造を有する樹脂を含む材料が用いられる。脂環式構造を有する樹脂は、透明性に優れると共に、溶融樹脂の流動性が良好であるので、低い射出圧力で金型のキャビティを充填することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、導光板に反りを生ずることがなく、比重が小さいので導光板を軽量化することができる。また、脂環式構造を有する樹脂は、ウエルドラインが発生しにくい。さらに、溶融樹脂は、温度による粘度変化率が小さいので、形成される導光板は、場所による転写率のバラツキが小さい。
脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、５〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。
脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、５〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。
本発明において用いる成形材料には、成形時における酸化劣化や熱劣化を防止するために、酸化防止剤を添加することができる。また、成形品の耐光性などを向上させるために、耐光安定剤を添加することができる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組みあわせて用いることができる。これらの中で、フェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０.０１〜２重量部であることが好ましく、０.０２〜１重量部であることがより好ましい。
耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）、ベンゾエート系耐光安定剤などを挙げることができる。これらの耐光安定剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好適に用いることができる。耐光安定剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０.０１〜２重量部であることが好ましく、０.０２〜１重量部であることがより好ましく、０.０５〜０.５重量部であることがさらに好ましい。
該成形材料には、必要に応じて、さらに他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤；滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤；染料、顔料などの着色剤；帯電防止剤、光拡散剤などを挙げることができる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組みあわせて用いることができる。これらの中で、フェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０.０１〜２重量部であることが好ましく、０.０２〜１重量部であることがより好ましい。
耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）、ベンゾエート系耐光安定剤などを挙げることができる。これらの耐光安定剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好適に用いることができる。耐光安定剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０.０１〜２重量部であることが好ましく、０.０２〜１重量部であることがより好ましく、０.０５〜０.５重量部であることがさらに好ましい。
該成形材料には、必要に応じて、さらに他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤；滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤；染料、顔料などの着色剤；帯電防止剤、光拡散剤などを挙げることができる。
本発明のバックライトは、本発明の導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなるバックライトである。図３は、本発明のバックライトの一態様の説明図である。本態様のバックライトは、導光板７の光入射面に冷陰極管８が取り付けられ、冷陰極管が反射板９で覆われている。導光板の光反射面に反射シート１０が積層され、光出射面に下向きプリズムシート１１と光拡散シート１２がこの順に積載されている。導光板の光反射面がプリズム面であるときは、光反射面の単位プリズムの方向と、下向きプリズムシートの単位プリズムの方向が、平行でないことが好ましい。本発明の導光板は、光出射面から出射する光の輝度が高く、高品質の画像表示を得ることができる。
本発明に用いる反射シートとしては、例えば、白色顔料を含む塗料を塗布した樹脂シート、白色顔料を練り込んだ樹脂シートなどを挙げることができる。白色顔料としては、例えば、鉛白、亜鉛華、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸鉛、リトポン、硫化亜鉛、チタン酸鉛、酸化ジルコニウム、バライト、炭酸バリウム、白亜、炭酸カルシウム、石膏、炭酸マグネシウム、アルミナ、クレー、滑石粉、珪藻土などを挙げることができる。シートを構成する樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエーテルスルホン、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどを挙げることができる。
本発明に用いるプリズムシートとしては、例えば、透明基材シートの一方の面に、三角柱状、蒲鉾状、波状、台形状などの単位プリズムや、凹レンズ状、凸レンズ状などの単位レンズを形成し、他方の面が平面であるシートなどを挙げることができる。単位プリズム又は単位レンズの繰り返しピッチは、１〜１００μｍであることが好ましい。単位プリズムが三角柱状であるとき、その頂角は、３０〜１００度であることが好ましい。透明基材シートを構成する材料は、屈折率が１.４〜１.６であることが好ましい。このような材料としては、例えば、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などのポリエステル樹脂、ボリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどのノモルボルネン系単量体からなる樹脂、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などからなる電離放射線硬化性樹脂、これらのカルボン酸変性物、ガラス、透明セラミックスなどを挙げることができる。
本発明に用いる光拡散シートとしては、例えば、アクリル樹脂やガラスなどのビーズを、アクリル樹脂、ポリウレタンなどの合成樹脂バインダーに分散した分散液を、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの基材フィルムに塗工した光拡散シートや、合成樹脂製のシートの成形時に、エンボス加工を施すことにより、表面に凹凸を形成した光拡散シートなどを挙げることができる。
なお、本発明の導光板は、特開平１１−２８８６１１号公報に記載されている広発光エリアを確保したタンデム型面光源装置の導光板ユニットとしても使用することができる。
本発明に用いる反射シートとしては、例えば、白色顔料を含む塗料を塗布した樹脂シート、白色顔料を練り込んだ樹脂シートなどを挙げることができる。白色顔料としては、例えば、鉛白、亜鉛華、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸鉛、リトポン、硫化亜鉛、チタン酸鉛、酸化ジルコニウム、バライト、炭酸バリウム、白亜、炭酸カルシウム、石膏、炭酸マグネシウム、アルミナ、クレー、滑石粉、珪藻土などを挙げることができる。シートを構成する樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエーテルスルホン、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどを挙げることができる。
本発明に用いるプリズムシートとしては、例えば、透明基材シートの一方の面に、三角柱状、蒲鉾状、波状、台形状などの単位プリズムや、凹レンズ状、凸レンズ状などの単位レンズを形成し、他方の面が平面であるシートなどを挙げることができる。単位プリズム又は単位レンズの繰り返しピッチは、１〜１００μｍであることが好ましい。単位プリズムが三角柱状であるとき、その頂角は、３０〜１００度であることが好ましい。透明基材シートを構成する材料は、屈折率が１.４〜１.６であることが好ましい。このような材料としては、例えば、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などのポリエステル樹脂、ボリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどのノモルボルネン系単量体からなる樹脂、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などからなる電離放射線硬化性樹脂、これらのカルボン酸変性物、ガラス、透明セラミックスなどを挙げることができる。
本発明に用いる光拡散シートとしては、例えば、アクリル樹脂やガラスなどのビーズを、アクリル樹脂、ポリウレタンなどの合成樹脂バインダーに分散した分散液を、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの基材フィルムに塗工した光拡散シートや、合成樹脂製のシートの成形時に、エンボス加工を施すことにより、表面に凹凸を形成した光拡散シートなどを挙げることができる。
なお、本発明の導光板は、特開平１１−２８８６１１号公報に記載されている広発光エリアを確保したタンデム型面光源装置の導光板ユニットとしても使用することができる。
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、導光板の転写率は下記の方法で求めた。
＜導光板の転写率＞
導光板のドット高さｈ1を超深度顕微鏡［(株)キーエンス製「ＶＫ−９５００］にて測定し、金型のドット部分の深さｈ0との比から、次式により求めた。
転写率(％)＝(ｈ1／ｈ0)×１００
実施例１
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
導光板の寸法は、縦２３０ｍｍ、横３０６ｍｍであって、横３０６ｍｍ側の光入射面となる側面の厚さ２.０ｍｍ、光入射面と対向する側面の厚さ０.６ｍｍであり、他の２側面は台形である。
金型は、光入射面側にファンゲートを設け、光反射面は、光入射面と略垂直方向に、底面の幅３０μｍ、高さ１５μｍ、頂角９０度の単位プリズムが密接して存在するプリズム面とし、その表面の算術平均粗さＲaは０.０１μｍとした。光出射面には、直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した。
なお、半球状凸部は、正方格子配列とし、密度が光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高くなるように配置した。すなわち、光出射面を、光入射面に平行に１０等分に分割し、光入射面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が１０.６６％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設けると共に、光入射面と対向する側面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が２１.３３％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設け、その他の領域の正方格子配列の半球状凸部の密度を直線的に変化させた。
射出成形機［(株)日本製鋼所、Ｊ３５０ＥＬIII４６０ＨＡ、型締力３,４４０ｋＮ］を用い、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度８０℃、射出１秒、射出後５０ＭＰａの保圧を７秒加え、その後冷却２７秒、取り出し５秒、合計４０秒の成形サイクルで、導光板を射出成形した。この導光板の転写率は９５％であった。
次いで、得られた導光板の光反射面に反射シート［東レ(株)、Ｅ６０Ｌ］を積層し、光出射面に下向きプリズムシート［三菱レイヨン(株)、Ｄ１１７ＴＦ］と拡散シート［(株)ツジデン、Ｄ１１７ＴＦ］を積層し、光入射面に冷陰極蛍光ランプ［ハリソン東芝ライティング(株)、ＭＢＶＭ１６Ｊ］を取り付け、冷陰極蛍光ランプを内面が白色の反射板で覆ってバックライトを作製した。
冷陰極蛍光ランプに点灯して１時間後に、表示画面の輝度を二次元色分布測定装置［ミノルタ(株)、ＣＡ−１５００Ｗ］を用いて測定した。平均輝度は、２,８５０ｃｄ／ｍ2であった。結果を第１表に示す。
実施例２
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径１０μｍ、高さ５μｍ、底面積７８.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,８４０ｃｄ／ｍ2、転写率は９６％であった。結果を第１表に示す。
実施例３
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,７７０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
実施例４
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が３１,４００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の４５％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。
なお、半球状凸部は、正方格子配列とし、密度が光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高くなるように配置した。すなわち、光出射面を、光入射面に平行に１０等分に分割し、光入射面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が４０.００％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設けると共に、光入射面と対向する側面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が５０.００％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設け、その他の領域の正方格子配列の半球状凸部の密度を直線的に変化させた。
平均輝度は、２,６４０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
比較例１
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,４８０ｃｄ／ｍ2、転写率は８６％であった。結果を第１表に示す。
比較例２
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径１０μｍ、高さ５μｍ、底面積７８.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,３９０ｃｄ／ｍ2、転写率は８７％であった。結果を第１表に示す。
なお、導光板の転写率は下記の方法で求めた。
＜導光板の転写率＞
導光板のドット高さｈ1を超深度顕微鏡［(株)キーエンス製「ＶＫ−９５００］にて測定し、金型のドット部分の深さｈ0との比から、次式により求めた。
転写率(％)＝(ｈ1／ｈ0)×１００
実施例１
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
導光板の寸法は、縦２３０ｍｍ、横３０６ｍｍであって、横３０６ｍｍ側の光入射面となる側面の厚さ２.０ｍｍ、光入射面と対向する側面の厚さ０.６ｍｍであり、他の２側面は台形である。
金型は、光入射面側にファンゲートを設け、光反射面は、光入射面と略垂直方向に、底面の幅３０μｍ、高さ１５μｍ、頂角９０度の単位プリズムが密接して存在するプリズム面とし、その表面の算術平均粗さＲaは０.０１μｍとした。光出射面には、直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した。
なお、半球状凸部は、正方格子配列とし、密度が光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高くなるように配置した。すなわち、光出射面を、光入射面に平行に１０等分に分割し、光入射面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が１０.６６％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設けると共に、光入射面と対向する側面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が２１.３３％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設け、その他の領域の正方格子配列の半球状凸部の密度を直線的に変化させた。
射出成形機［(株)日本製鋼所、Ｊ３５０ＥＬIII４６０ＨＡ、型締力３,４４０ｋＮ］を用い、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度８０℃、射出１秒、射出後５０ＭＰａの保圧を７秒加え、その後冷却２７秒、取り出し５秒、合計４０秒の成形サイクルで、導光板を射出成形した。この導光板の転写率は９５％であった。
次いで、得られた導光板の光反射面に反射シート［東レ(株)、Ｅ６０Ｌ］を積層し、光出射面に下向きプリズムシート［三菱レイヨン(株)、Ｄ１１７ＴＦ］と拡散シート［(株)ツジデン、Ｄ１１７ＴＦ］を積層し、光入射面に冷陰極蛍光ランプ［ハリソン東芝ライティング(株)、ＭＢＶＭ１６Ｊ］を取り付け、冷陰極蛍光ランプを内面が白色の反射板で覆ってバックライトを作製した。
冷陰極蛍光ランプに点灯して１時間後に、表示画面の輝度を二次元色分布測定装置［ミノルタ(株)、ＣＡ−１５００Ｗ］を用いて測定した。平均輝度は、２,８５０ｃｄ／ｍ2であった。結果を第１表に示す。
実施例２
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径１０μｍ、高さ５μｍ、底面積７８.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,８４０ｃｄ／ｍ2、転写率は９６％であった。結果を第１表に示す。
実施例３
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,７７０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
実施例４
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が３１,４００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の４５％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。
なお、半球状凸部は、正方格子配列とし、密度が光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高くなるように配置した。すなわち、光出射面を、光入射面に平行に１０等分に分割し、光入射面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が４０.００％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設けると共に、光入射面と対向する側面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が５０.００％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設け、その他の領域の正方格子配列の半球状凸部の密度を直線的に変化させた。
平均輝度は、２,６４０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
比較例１
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,４８０ｃｄ／ｍ2、転写率は８６％であった。結果を第１表に示す。
比較例２
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径１０μｍ、高さ５μｍ、底面積７８.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,３９０ｃｄ／ｍ2、転写率は８７％であった。結果を第１表に示す。
比較例３
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が３１,４００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の４５％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例４と同様であった。
平均輝度は、２,３２０ｃｄ／ｍ2、転写率は８９％であった。結果を第１表に示す。
実施例５
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、底面の直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の直円錐状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,６１０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
比較例４
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、底面の直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の直円錐状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,４５０ｃｄ／ｍ2、転写率は８６％であった。結果を第１表に示す。
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が３１,４００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の４５％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例４と同様であった。
平均輝度は、２,３２０ｃｄ／ｍ2、転写率は８９％であった。結果を第１表に示す。
実施例５
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、底面の直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の直円錐状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,６１０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
比較例４
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、底面の直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の直円錐状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,４５０ｃｄ／ｍ2、転写率は８６％であった。結果を第１表に示す。
第１表から明らかなように、脂環式構造を有する樹脂を用いて得られた本発明の導光板（実施例１〜５）は、メタクリル樹脂を用いて得られた導光板（比較例１〜４）に比べて、転写率が良好で、平均輝度が高い。
本発明の導光板は、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高いバックライトを構成することができ、液晶表示装置において、高品質の画像表示を得ることができる。
１ 光入射面
２ 光反射面
３ 光出射面
４ 側面
５ プリズム面
６ 半球状の凸部
７ 導光板
８ 冷陰極管
９ 反射板
１０ 反射シート
１１ プリズムシート
１２ 光拡散シート
２ 光反射面
３ 光出射面
４ 側面
５ プリズム面
６ 半球状の凸部
７ 導光板
８ 冷陰極管
９ 反射板
１０ 反射シート
１１ プリズムシート
１２ 光拡散シート
Claims (7)
- 脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍの凸部を複数個有することを特徴とする導光板。
- 光出射面に有する凸部の底直径が、１０〜５０μｍであり、かつ高さが５〜３０μｍである請求項１に記載の導光板。
- 光出射面に有する凸部が曲面を有する請求項１又は２に記載の導光板。
- 光出射面に有する凸部の形状が、半球状である請求項３に記載の導光板。
- 光出射面に有する複数個の凸部の底面積の合計が、該光出射面の全面積の５〜５０％である請求項１ないし４のいずれかに記載の導光板。
- 光反射面が、表面の算術平均粗さＲａが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面である請求項１ないし５のいずれかに記載の導光板。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載の導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなることを特徴とするバックライト。
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060821 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090713 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100309 |