JP2007033598A - 光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学シートにおけるマイクロレンズの形成個所に考慮され、大判の光学シートを効率よく使用し、切断時における切断不具合等を低減することができる光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法を提供する。
【解決手段】 光学シート１は、光透過性を有するシート２と、シート２上に配置された形成エリア６内に形成されたマイクロレンズ５と、形成エリア６の境界線に沿って形成され、マイクロレンズ５が形成されていない隙間路７とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法に関する。

従来、シート上にマイクロレンズが形成された光学シートを鋏、カッタ、レーザ等を用いて切断し、所望する切断サイズの光学シートを切り出す方法が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−１５５１０１号公報（７頁）

しかしながら、シートのほぼ全面に形成されたマイクロレンズを有する大判の光学シートから所望する光学シートの大きさに切断するとき、シートの切断とともにマイクロレンズも切断されるので、切断されたマイクロレンズがカッタ等の刃に付着して切断刃の目詰まりが起こって切断不具合が発生したり、切断されたマイクロレンズの一部が剥がれたり飛散等を起こし、シート等に付着して汚れの原因となった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、光学シートにおけるマイクロレンズの形成個所に考慮され、大判の光学シートを効率よく使用し、切断時における切断不具合等を低減することができる光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の光学シートでは、光透過性を有するシートと、シート上に配置された形成エリア内に形成されたマイクロレンズと、形成エリアの境界線に沿って形成され、マイクロレンズが形成されていない隙間路とを有することを要旨とする。

これによれば、光学シートには、マイクロレンズが形成された形成エリアと、形成エリアの境界線に沿って形成された隙間路が設けられている。該隙間路は、マイクロレンズが形成されていないエリアであり、ほぼ平坦化されたエリアである。従って、隙間路を切断路として光学シートを切断することにより、例えば、切断刃の目詰まりを低減させ、また、マイクロレンズの剥がれや飛散が抑えられ、切断時における不具合を低減させることができる。

本発明の光学シートは、シート内に異なる大きさの形成エリアが設けられてもよい。

これによれば、シート内に異なる大きさの形成エリアが設けられ、一シート内から所望する大きさに対応した大きさの複数の光学シートが形成されるので、光学シートを有効に使用することができる。

本発明の光学シートの隙間路は、シートの対向する二対の辺のうち、少なくとも一対の辺に対して、垂直方向に該両辺を直線で結ぶように配置されてもよい。

これによれば、隙間路は、シートの対向する辺の少なくとも一対の辺に対して、垂直に延びるように直線状に配置されるので、容易に切断作業を行うことができる。

本発明の光学シートは、上記の光学シートの形成エリアが、隙間路に従って切断されて形成されたことを要旨とする。

これによれば、形成エリアは、隙間路に従って切断されるので、マイクロレンズの剥がれ等による不具合が抑えられた光学シートを提供することができる。

本発明は、光源と、光源から発せられる光を拡散させる拡散板を備えたバックライトユニットであって、拡散板として、上記の光学シートを用いたことを要旨とする。

これによれば、隙間路に従って切断されて、マイクロレンズの剥がれ等が抑えられた光学シートを用いることにより、信頼性の高いバッククライトユニットを提供することができる。

本発明の電気光学装置は、上記のバックライトユニットを備えたことを要旨とする。

これによれば、信頼性の高い電気光学装置を提供することができる。

本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を搭載したことを要旨とする。

これによれば、信頼性の高い電子機器を提供することができる。

本発明の光学シートの製造方法では、光透過性を有するシート上に、隙間路を挟んで配置された形成エリアにマイクロレンズの材料となる液状のレンズ材料を吐出するレンズ材吐出工程と、レンズ材料を硬化して、マイクロレンズを形成するレンズ材硬化工程とを有することを要旨とする。

これによれば、シートに配置された形成エリアにレンズ材料が吐出（レンズ材吐出工程）され、その後、レンズ材料は硬化（レンズ材硬化工程）されて、マイクロレンズが形成される。形成エリア間は、隙間路が設けられており、該隙間路は、マイクレンズは形成されないエリアであり、ほぼ平坦化されたエリアである。従って、隙間路を切断路として光学シートを切断することにより、切断刃の目詰まりを低減させ、また、マイクロレンズの剥がれや飛散が抑えられ、切断時における不具合を低減させることができる。

本発明の光学シートの製造方法は、レンズ材吐出工程の前に、シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有してもよい。

これによれば、シート上に吐出されたレンズ材料は、撥液効果によりシート面に対する接触角が大きくなり、略半球状のマイクロレンズを形成することができる。

本発明の光学シートは、上記の光学シートの製造方法により製造されたことを要旨とする。

これによれば、切断時におけるマイクロレンズの散飛等の不具合を抑えた信頼性の高い光学シートを提供することができる。

本発明の光学シートの製造方法は、光透過性を有するシート上に、隙間路を挟んで配置された形成エリアにマイクロレンズの材料となる液状のレンズ材料を吐出するレンズ材吐出工程と、レンズ材料を硬化して、マイクロレンズを形成するレンズ材硬化工程と、隙間路に沿って、シートを切断する切断工程とを有することを要旨とする。

これによれば、シートに配置された形成エリアにレンズ材料が吐出（レンズ材吐出工程）され、その後、レンズ材料は硬化（レンズ材硬化工程）されて、マイクロレンズが形成される。形成エリア間は、隙間路が設けられており、該隙間路は、マイクレンズは形成されないエリアであり、ほぼ平坦化されたエリアである。そして、隙間路に沿ってシートが切断される（切断工程）。従って、マイクロレンズが形成されていない隙間路に沿って切断するので、マイクロレンズの剥がれを低減させ、刃等への目詰まりの低減や、マイクロレンズの飛散の低減により他のシート部分の汚れを抑えることができる。

本発明の光学シートの製造方法において、レンズ材吐出工程の前に、シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有してもよい。

これによれば、シート上に吐出されたレンズ材料は、撥液効果によりシート面に対する接触角が大きくなり、略半球状のマイクロレンズを形成することができる。

本発明の光学シートは、上記の光学シートの製造方法により製造されたことを要旨とする。

これによれば、隙間路に沿って切断されるので、マイクロレンズ等の剥がれ等が少ない光学シートを提供することができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。

[光学シートの構成]
まず、光学シートの構成について説明する。図１は、光学シートの構成を示し、図１（ａ）は、大判の光学シートの平面図であり、同図（ｂ）は、大判の光学シートを所望する切断サイズに切断した個片の光学シートの平面図である。

図１（ａ）において、光学シート１は、光透過性を有するシート２と、シート２上に配置された複数の形成エリア６内に形成されたマイクロレンズ５と、形成エリア６の境界線に沿って形成された隙間路７とで構成されている。光学シート１は、形成エリア６の周縁部を隙間路７で区画した複数の光学シート１ａから構成される大判の光学シート１である。

シート２は、光透過性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ガラス、石英、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。

マイクロレンズ５は、シート２上に略半球状を成して形成されている。また、形成エリア６に複数形成されたマイクロレンズ５は、略均一の間隔で形成されている。

隙間路７が形成されているエリアには、マイクロレンズ５は形成しておらず、ほぼ平坦化されている。また、隙間路７は、シート２の対向する２対の辺に対して、それぞれが垂直方向に対を成す両辺を直線で結ぶように配置されている。

隙間路７は、光学シート１を所望する光学シートのサイズに切断するための切断ラインとして使用することができ、隙間路７に従って切断することにより、図１（ｂ）に示すように、個片の光学シート１ａを切り出すことができる。

マイクロレンズ５は、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。

紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリゴマーおよびモノマーのうち少なくとも１種と光重合開始剤を含んだものからなる。

紫外線硬化型アクリル系樹脂では、プレポリマーまたはオリゴマーとして、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。

モノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、カルビトトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボリニルアクリレート、ジンクロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアクリレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが挙げられる。

光重合開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、α，α−ジクロ−４−フェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１、２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどのオキシム類、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高いという利点を有している。

ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステル等を挙げることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得られたポリイミド系樹脂は可視光領域において、８０％以上の透過率を有し、屈折率が１．７〜１．９と高いため、大きなレンズ効果が得られる。

[バックライトユニットの構成]
次に、バックライトユニットの構成について説明する。図２は、バックライトユニットの構成を示す断面図である。

図２において、バックライトユニット４０は、光源４２と、光源４２の直近に配置された導光板４１と、導光板４１に面して配置された反射板４３と、反射板４３が配置された導光板４１の面の反対面に配置された光学シート１ａで構成されている。光源４２は、照明装置であり、例えば、冷陰極蛍光管等が用いられる。光源４２から照射された光は導光板４１の面全体に広げられ、光学シート１ａに照射される。照射された光は、光学シート１ａのマイクロレンズ５を通して拡散される。

また、導光板４１には、反射ドット（図示せず）が形成されている。光源４２からの光線は、導光板４１の中を全反射しながら進んでいくうちに、反射ドットに当たって向きを変え、全反射角よりも小さくなった成分の光が導光板４１から照射されるようになっている。反射ドットの配列は、光の反射が均一になるように、光源４２から離れるにしたがって、密になるように配置されている。光学シート１ａは、導光板４１の反射ドットを拡散により見えにくくする機能も備えている。反射板４３は、光源４２から導光板に入射した光が反射ドットのところで漏れ出した光を導光板４１へ反射させて光の利用効率を上げている。

導光板４１は、表面が略平坦化され、光を透過させる透明性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ガラス、石英、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。

[電気光学装置の構成]
次に、電気光学装置の構成について説明する。図３は、電気光学装置としての液晶表示装置の構成を示す断面図である。

図３において、液晶表示装置５０は、光を照射するバックライトユニット４０と、バックライトユニット４０から照射された光を受けて表示する液晶表示部５１とで構成されている。

液晶表示部５１は、下側基板部６０がバックライトユニット４０の光学シート１ａの近傍に設置され、下側基板部６０と対向するように上側基板部７０を有している。下側基板部６０と上側基板部７０はシール材５２によって規定された間隔が保持され、該間隔内には液晶材５３が封入されている。

下側基板部６０は、下側透明基板６１と、下側透明基板６１の上面に形成された表示電極６２と、表示電極６２の上面に形成された配向膜６３を有している。また、下側透明基板６１に対して表示電極６２の反対面に偏光板６４が配置されている。

上側基板部７０は、上側透明基板７１と、下側透明基板６１に対向する方向であって、上側透明基板７１の面に形成されたブラックマトリクス７２と、ブラックマトリクス７２によって区画された領域には、色要素としてのカラーフィルタ７３ａ（Ｒ），７３ｂ（Ｇ），７３ｃ（Ｂ）が形成され、画素エリア７８を構成している。さらに、ブラックマトリクス７２およびカラーフィルタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃの上面に形成された保護膜７４と、保護膜７４の上面に形成された共通電極７５と、共通電極７５の上面に形成された配向膜７６を有している。また、上側透明基板７１のカラーフィルタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃの反対面には偏光板７７が配置されている。

下側基板部６０と上側基板部７０は、シール材５２の接着力によって接着され、シール材５２の高さによって規定された両基板部６０，７０の間には液晶材５３が封入されている。

バックライトユニット４０の光学シート１ａは、形成エリア６が液晶表示部５１の画素エリアとほぼ同じ大きさであり、シート２の面に対して垂直な方向から見た平面視において、形成エリア６と画素エリア７８が重なり合うように配置されている。

[電子機器の構成]
次に、電子機器の構成について説明する。図４は、電子機器としてのノート型パソコンの構成を示す斜視図であり、図４において、ノート型パソコン８０の表示部として液晶表示装置５０が搭載されている。

[光学シートの製造方法]
次に、光学シートの製造方法について説明する。まず、製造方法に用いる吐出ヘッドについて説明する。図５は、吐出ヘッドの構成を示し、図５（ａ）は、一部破断した斜視図であり、同図（ｂ）は、要部断面図である。

図５（ａ）において、吐出ヘッド１１０は、振動板１１４と、ノズルプレート１１５を備えている。振動板１１４とノズルプレート１１５との間には、液溜まり１１６が配置され、孔１１８を介して供給される機能液が常に充填されるようになっている。また、振動板１１４と、ノズルプレート１１５との間には、複数の隔壁１１２が位置している。そして、振動板１１４と、ノズルプレート１１５と、一対の隔壁１１２とによって囲まれた部分がキャビティ１１１である。キャビティ１１１は、ノズル１２０に対応して設けられているため、キャビティ１１１の数とノズル１２０の数とは同じである。キャビティ１１１には、一対の隔壁１１２間に位置する供給口１１７を介して、液溜まり１１６から機能液が供給される。

図５（ｂ）に示すように、振動板１１４上には、それぞれのキャビティ１１１に対応して振動子１１３が取り付けられている。振動子１１３は、ピエゾ素子１１３ｃと、ピエゾ素子１１３ｃを挟む一対の電極１１３ａ、１１３ｂを有する。この一対の電極１１３ａ、１１３ｂに駆動電圧を与えることで、対応するノズル１２０から機能液が液滴１２１となって吐出される。ノズル１２０の周辺部には、液滴１２１の飛行曲がりやノズル１２０の孔詰まり等を防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥機能液層１１９が設けられている。なお、機能液を吐出させるために、振動子１１３の代わりに電気熱変換素子を用いてもよく、電気熱変換素子による材料液の熱膨張を利用して、材料液を吐出することができる。

次に、光学シートの製造方法について説明する。図６（ａ）〜（ｄ）は、光学シートの製造方法を示す工程図である。

図６（ａ）の撥液処理工程では、シート２の表面に撥液処理を施す。撥液処理は、ＣＦ₄プラズマ等で処理される。

図６（ｂ）のレンズ材吐出工程では、吐出ヘッド１１０からシート２に向けて、マイクロレンズの材料となる液状のレンズ材料４の液滴１２１を吐出し、シート２上に液状のレンズ材料４を付着させる。吐出は、形成エリア６内に行い、液状のレンズ材料４が隣接するレンズ材料４に接しない程度に吐出位置、吐出量や吐出速度を制御して行われる。なお、本実施形態において、レンズ材料４は、紫外線硬化樹脂を用いた。

図６（ｃ）のレンズ材硬化工程では、レンズ材料４を硬化させてマイクロレンズ５形成する。また、マイクロレンズ５が形成された形成エリアの境界線には、マイクロレンズ５が形成されていない隙間路７が形成される。硬化は、紫外線照射装置１６０によりレンズ材料４に紫外線を照射することにより行われる。

上記、図６（ａ）〜（ｃ）の工程を経ることにより、大判の光学シート１が製造される。

図６（ｄ）の切断工程では、隙間路７に沿って、光学シート１を切断して、光学シート１ａを形成する。光学シート１は、表面が略平坦化されたステージ１７０等の上に載置され、切断刃等を有する切断機１８０によって切断される。光学シート１ａの隙間路７は、液晶表示装置５０に組み付けたとき枠の部分に相当するため、マイクロレンズ５の機能性に影響を来たさないエリアとなる。

上記、図６（ｄ）の工程を経て、所望する個片の光学シート１ａが切り出される。

従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。

（１）形成エリア６の境界線にマイクロレンズ５が形成されていない隙間路７を設け、隙間路７に従って光学シート１を切断することにより、切断時に、切断刃の目詰まりを抑え、マイクロレンズ５の剥がれや散飛等の不具合を低減させることができる。

（２）液滴吐出法では、シート２上に撥液処理を施しており、シート２とマイクロレンズ５の密着性が金型成型に比べ相対的に弱いが、隙間路７を設け、隙間路７に沿って切断するので、応力の伝播が弱まり、密着性を確保することができる。

（３）隙間路７は、シート２の対向する二対の辺のうち、少なくとも一対の辺に対して、垂直方向に該両辺を直線で結ぶように配置されているので、容易に切断作業を行うことができる。

（４）形成エリア６は、液晶表示部５１の画素エリア７８の大きさとほぼ等しい大きさに形成され、画素エリアをはみ出す光学シート１ａの周縁部には隙間路７を形成することにより、隙間路７の全面にマイクロレンズ５を形成する場合に比べ、マイクロレンズ５の材料量を削減することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。

（変形例１）本実施形態では、光学シート１を同じ大きさの形成エリア６を複数構成したが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、光学シート１内に大きさが異なる形成エリアを複数構成してもよい。この場合、一対の２辺を垂直に結ぶ隙間路７に沿って切断した後、さらに各個片に切断する。このようにすれば、任意の所望する光学シート１ａ〜１ｄ（形成エリア６ａ〜６ｄ）を容易に形成することができる。

（変形例２）本実施形態では、光学シート１の周縁部に地の隙間部を設けたが、これに限定されず、該隙間部は無くてもよい。このようにすれば、さらに、光学シート１を有効に使用することができる。

光学シートの構成を示し、（ａ）は、大判の光学シートの平面図、（ｂ）は、個片の光学シートの平面図。 バックライトユニットの構成を示す断面図。 電気光学装置としての液晶表示装置の構成を示す断面図。 電子機器としてのノート型パソコンの構成を示す斜視図。 吐出ヘッドの構成を示し、（ａ）は、一部破断した斜視図、（ｂ）は、要部断面図。 光学シートの製造方法を示す工程図。 変形例１における光学シートの構成を示す平面図。

符号の説明

１，１ａ〜１ｄ…光学シート、２…シート、４…レンズ材料、５…マイクロレンズ、６，６ａ〜６ｄ…形成エリア、７…隙間路、４０…バックライトユニット、４１…導光板、４２…光源、４３…反射板、５０…電気光学装置としての液晶表示装置、５１…液晶表示部、７８…画素エリア、８０…電子機器としてのノート型パソコン、１１０…吐出ヘッド、１６０…紫外線照射装置、１８０…切断機。

Claims (13)

1. 光透過性を有するシートと、
   前記シート上に配置された形成エリア内に形成されたマイクロレンズと、
   前記形成エリアの境界線に沿って形成され、前記マイクロレンズが形成されていない隙間路と、を有することを特徴とする光学シート。
2. 請求項１に記載の光学シートにおいて、
   前記シート内に異なる大きさの前記形成エリアが設けられたことを特徴とする光学シート。
3. 請求項１または２に記載の光学シートにおいて、
   前記隙間路は、前記シートの対向する二対の辺のうち、少なくとも一対の辺に対して、垂直方向に該両辺を直線で結ぶように配置されたことを特徴とする光学シート。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シートの前記形成エリアが、前記隙間路に従って切断されて形成されたことを特徴とする光学シート。
5. 光源と、光源から発せられる光を拡散させる拡散板を備えたバックライトユニットであって、
   前記拡散板として、請求項４に記載の光学シートを用いたことを特徴とするバックライトユニット。
6. 請求項５に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴とする電気光学装置。
7. 請求項６に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
8. 光透過性を有するシート上に、隙間路を挟んで配置された形成エリアにマイクロレンズの材料となる液状のレンズ材料を吐出するレンズ材吐出工程と、
   前記レンズ材料を硬化して、マイクロレンズを形成するレンズ材硬化工程と、を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
9. 請求項８に記載の光学シートの製造方法において、
   前記レンズ材吐出工程の前に、前記シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
10. 請求項８または９に記載の光学シートの製造方法により製造されたことを特徴とする光学シート。
11. 光透過性を有するシート上に、隙間路を挟んで配置された形成エリアにマイクロレンズの材料となる液状のレンズ材料を吐出するレンズ材吐出工程と、
    前記レンズ材料を硬化して、マイクロレンズを形成するレンズ材硬化工程と、
    前記隙間路に沿って、前記シートを切断する切断工程と、を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
12. 請求項１１に記載の光学シートの製造方法において、
    前記レンズ材吐出工程の前に、前記シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
13. 請求項１１または１２に記載の光学シートの製造方法により製造されたことを特徴とする光学シート。
    

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