JP2007225686A - 光学シート、並びに光源装置及び表示装置 - Google Patents

光学シート、並びに光源装置及び表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを有してなり、光源の温度上昇に伴う輝度ムラを低減することができ、各シートの膨張率が異なる場合でも、効果的にひずみを逃がすことができる光学シート、並びに該光学シートを用いた光源装置及び表示装置の提供。
【解決手段】少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを有する光学シートである。該少なくとも2つのシートが、拡散シート、レンズシート、及び偏光反射シートから選択される態様、該点接着部を複数有し、かつ該点接着部と該点接着部との間に切り込みを有する態様などが好ましい。
【選択図】図5

Description

本発明は、平面ディスプレイ用光源として好適な拡散機能及び集光機能を有する光学シート、並びに該光学シートを用いた光源装置及び表示装置に関する。
平面ディスプレイは軽量であり、かつ厚みが薄いという特徴から大型画面化が容易である。それに伴って、広い面積での画質の均一性が求められ、より全面での輝度が高く、画面内でムラがないものが求められており、光源輝度を上げる集光機能を持つレンズシートと、ムラの低減を図れる拡散シートとが用いられてきた(特許文献1〜3参照)。
また最近、本発明者は、取り扱い性や光学機能をより高めるため、レンズシートと拡散シートとを複合した光学シートについて提案している。例えば、図1に示すように、下拡散シート12と、レンズシート14と、上拡散シート18とを、4辺の周縁部の線接着部20で接合したものがある。また、図2に示すように、下拡散シート12と、レンズシート14と、上拡散シート18とを、4辺の周縁部の短線の点接着部19で接合したものがある。また、図3に示すように、下拡散シート12と、レンズシート14と、上拡散シート18とを、1辺の周縁部の線接着部20で接合したものがある。また、図4に示すように、下拡散シート12と、レンズシート14と、上拡散シート18とを、4辺の周縁部の楕円状の点接着部19で接合したものがある。
しかし、これらの一体化した光学シートは、ディスプレイ光源部に用いると光源の温度上昇による、各シートの熱膨張率の差から、たわみ(しわ)が発生して、輝度ムラが生じるという問題があり、更なる改良、開発が望まれているのが現状である。
特開平7−230001号公報 特許第3123006号公報 特開平5−341132号公報
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを設けることによって、光源の温度上昇に伴う輝度ムラを低減することができ、各シートの膨張率が異なる場合でも、効果的にひずみを逃がすことができる光学シート、並びに該光学シートを用いた光源装置及び表示装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため本発明者が鋭意検討を重ねた結果、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に設けた切れ込みが、各シートの熱膨張による変形の力を効果的に逃がして、たわみ(しわ)が生じるのを防止できることを知見した。
本発明は、本発明者による前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを有することを特徴とする光学シートである。
<2> 少なくとも2つのシートが、拡散シート、レンズシート、及び偏光反射シートから選択される前記<1>に記載の光学シートである。
<3> 点接着部を複数有し、かつ該点接着部と該点接着部との間に切り込みを有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の光学シートである。
<4> 切り込みの形状が、カット線、V字状、U字状及び矩形状のいずれかである前記<1>から<3>のいずれかに記載の光学シートである。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の光学シートと、光源ユニットとを有することを特徴とする光源装置である。
<6> 前記<5>に記載の光源装置を用いたことを特徴とする表示装置である。
本発明によると、従来における前記問題を解決でき、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを設けることによって、光源の温度上昇に伴う輝度ムラを低減することができ、各シートの膨張率が異なる場合でも、効果的にひずみを逃がすことができる光学シート、並びに該光学シートを用いた光源装置及び表示装置を提供することができる。
(光学シート)
本発明の光学シートは、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
前記少なくとも2つのシートとしては、例えば拡散シート、レンズシート、偏光反射シートなどが挙げられる
前記光学シートは、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを有するものであれば、層構成、配置などについては特に制限はない。
前記点接着部は、複数個設けることができ、各シート同士を確実に一体化できれば、位置、大きさ、形状などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記点接着部の数は、前記光学シート全体において2つ以上が好ましい。
前記点接着部は、接着部が線状に連続しておらず、点接着部と点接着部との間に切り込みを設けることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該点接着部の形状としては、例えば、点線、短線、円、楕円、四角形、長方形、三角形、などが挙げられる。
前記点接着部としては、例えば、図2に示すように、下拡散シート12と、レンズシート14と、上拡散シート18とを、4辺の周縁部に短線からなる点接着部19で接合したものがある。また、図4に示すように、下拡散シート12と、レンズシート14と、上拡散シート18とを、4辺の周縁部に間隔をあけて、楕円状の点接着部19で接合したものがある。なお、図1に示すように、光学シート10の4辺の周縁部を線接着部20で接合した場合や図3に示すように、光学シート10の1辺の周縁部を線接着部20で接合した場合には、熱変形による力を逃がせる位置に切り込みを設けることができず、輝度ムラが生じてしまう。
ここで、前記点接着部における接合方法としては、少なくとも2つのシートを確実に接合して一体化できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、融着、接着、縫合などが挙げられる。これらの中でも、融着が特に好ましい。前記融着としては、例えば、接着部にカーボンブラック含有の感光発熱体を塗設し、その位置へのレーザー光照射により、熱的に溶融し接合する方法などが挙げられる。
前記切り込みは、前記点接着部の周辺に設けられる。ここで、前記点接着部の周辺とは、光学シートを熱処理した際における各シートの熱変形による力を逃がせる位置を意味し、点接着部と接していなければ点接着部に近接していても構わない。
前記切込みは、切り込みを入れることにより取り扱い時に各シートがバラバラにならない程度であれば大きさ、形状、数などは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記形状としては、カット線、V字状、U字状及び矩形状のいずれかが好ましい。前記大きさ及び数としては、前記点接着部の大きさ及び数に応じて適宜選定することができる。
前記切り込みとしては、例えば、図5に示すように、4辺の周縁部に間隔をあけて、楕円状の点接着部19を設けた場合には、楕円状の点接着部19と楕円状の点接着部19との間に直線状の切り込み21を形成する。この場合、切り込み21は、直線状に限られず、図6に示すように屈曲させて楕円状の接着部19を囲むように形成してもよく、また、図7に示すように、楕円状の接着部19と楕円状の接着部19との間に、V字状に形成してもよい。また、図8に示すように、楕円状の接着部19と楕円状の接着部19との間に、矩形状に形成してもよい。
また、切り込みを設ける頻度(数)についても、光学シートを熱処理した際に各シートの熱変形による力を逃がすことができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、図9に示すように、短線状の点接着部19と短線状の点接着部19との間のすべてに切り込み21を設けてもよく、図10に示すように、短線状の点接着部19と短線状の点接着部19との間を飛ばして、切り込み21を形成しても構わない。
なお、図11に示すように、光学シート10の一部を膨大させて膨出部30を形成し、この膨出部30内に点接着部19を設けて各シートを接合させた場合にも、光学シートを熱処理した際に各シートの熱変形によるたわみが発生することがあった。そこで、図12に示すように、膨出部30の形状を変更し、膨出部30と光学シート10との接触部分を狭く(細く)形成することにより、切り込みを設けなくても同様の効果を発揮し得、光学シートを熱処理した際に各シートの熱変形による力を逃がすことができる。なお、膨出部の形状、大きさなどは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記切り込みの形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、切断、成形、打ち抜き、溶解などが挙げられる。これらの中でも、カッターによる切断が特に好ましい。
本発明の光学シートは、上述したように、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを設けることによって、光源の温度上昇に伴う輝度ムラを低減することができ、各シートの膨張率が異なる場合でも、効果的にひずみを逃がすことができる。
前記光学シートを構成する少なくとも2つのシートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば拡散シート、レンズシート、偏光反射シート、などが挙げられる。これらの中でも、少なくとも1つのレンズシートと、少なくとも1つの拡散シートとの組み合わせが特に好ましい。
前記偏光反射シートとしては、例えばDBEF(3M社製)などが挙げられる。
以下、前記光学シートにおけるレンズシート及び拡散シートについて詳細に説明する。
<レンズシート>
前記レンズシートは、支持体と、該支持体の一方の面上に単位レンズ層を有し、更に必要に応じてバック層、中間層等のその他の層を有してなる。
前記レンズシートは、上述したように、一軸方向に形成された単位レンズ(凸状レンズ)が隣接して略全面に配列され、レンチキュラーレンズやプリズムシートが代表的であり、他に回折格子等も含まれる。例えば、ピッチ50μm、凹凸高さ25μm、凸部の頂角60〜120度、頂角丸みが0〜15μmのプリズム形状であることが好ましい。
前記レンズシートの材質及び製法としては、特に制限はなく、公知の各種態様が採り得るが、例えば、(1)ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、この樹脂材料の押し出し速度と略同速度で回転する転写ローラ(レンズシートの反転型が表面に形成されている)と、この転写ローラに対向配置され同速度で回転するニップローラ板とで挟圧し、転写ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写する樹脂シートの製造方法が採用できる。また、(2)ホットプレスにより、レンズシートの反転型が表面に形成されている転写型板(スタンパー)と樹脂板とを積層し、熱転写によりプレス成形する樹脂シートの製造方法が採用できる。
また、他の製造方法として、(3)拡散シートに使用されるのと同様の透明なフィルム(例えば、ポリエステル、セルロースアシレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィン等)の表面に、凹凸ローラ(レンズシートの反転型が表面に形成されている)表面の凹凸を転写形成する樹脂シートの製造方法が採用できる。
より具体的には、表面に接着剤と樹脂とが順次塗布されることにより、接着剤層と樹脂層(例えばUV硬化性樹脂)とが2層以上に形成されている透明なフィルムを連続走行させ、この透明なフィルムを回転する凹凸ローラに巻き掛け、樹脂層に凹凸ローラ表面の凹凸を転写し、透明なフィルムが凹凸ローラに巻き掛けられている状態で樹脂層を硬化させる(例えばUV照射する)凹凸状シートの製造方法が採用できる。なお、接着剤はなくてもよい。
このようなレンズシートの製造方法に使用される樹脂材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。該熱可塑性樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、MS樹脂、AS樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。
−支持体−
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、長方形状、正方形状、円状等が挙げられる。
前記支持体の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、単層、多層等が挙げられる。
前記支持体の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記支持体の平均厚みとしては、支持体として通常採用される範囲の厚みであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.02〜4.0mmが好ましい。ここで、前記支持体の平均厚みは、例えば、支持体を測定計で挟んで支持体の厚みを測定する膜厚計、光学的な干渉を利用して支持体の厚みを測定する非接触膜厚計等を使用することにより測定することができる。
前記支持体の材料としては、透明であり、ある程度の強度を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの中でも、柔軟性があり、軽量であることから、樹脂が好ましい。
前記樹脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、トリアセチルセルロール、部分エステル化セルロース、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等)、アクリル(PMMA)等が挙げられる。これらは、1種単独でもよいし、2種以上併用してもよい。
ここで、レンズシートの製造方法の一例について図面を参照して説明する。図14は、レンズシートの製造装置の一例を示す図である。この製造装置は、塗布手段82と、乾燥手段89と、エンボスローラ83と、樹脂硬化手段85とを備えている。
支持体(シート)Wとしては、幅500mm、厚さ100μmの透明なPET(ポリエチレンテレフタレート)のフィルムを使用した。
エンボスローラ83として、長さ(シートWの幅方向)が700mm、直径が300mmのS45C製で表面の材質をニッケルとしたローラを使用した。ローラ表面の略500mm幅の全周に、ダイヤモンドバイト(シングルポイント)を使用した切削加工により、ローラ軸方向のピッチが50μmの溝を形成した。溝の断面形状は、頂角が90度の三角形状で、溝の底部も平坦部分のない90度の三角形状である。即ち、溝幅は50μmであり、溝深さは約25μmである。この溝は、ローラの周方向に継ぎ目がないエンドレスとなるので、このエンボスローラ83により、シートWに断面が三角形のレンチキュラーレンズ(レンズシート)が形成できる。ローラの表面には、溝加工後にニッケルメッキを施した。
塗布手段82として、エクストルージョンタイプの塗布ヘッド82Cを用いたダイコータを使用している。
塗布液(樹脂液)として、上記レンズシートの組成の樹脂液を使用した。塗布液(樹脂液)の湿潤状態の厚さは有機溶剤乾燥後の膜厚が20μmになるように、塗布ヘッド82Cへの各塗布液Fの供給量を、供給装置82Bにより制御した。
乾燥手段89として熱風循環式の乾燥装置を用いた。熱風の温度は100℃とした。
ニップローラ84として、直径が200mmで、表面にゴム硬度が90°のシリコーンゴムの層を形成したローラを使用した。エンボスローラ83とニップローラ84とでシートWを押圧するニップ圧(実効のニップ圧)は、0.5Paとした。
樹脂硬化手段85として、メタルハライドランプを使用し、1000mJ/cmのエネルギーで照射を行った。
以上により、単位レンズが一軸方向に形成された単位レンズ列が隣接して略全面に配列されたレンズシートを作製することができる。
<上拡散シート及び下拡散シート>
前記上下拡散シートは、支持体と、該支持体の一方の面に粒子を含有する光拡散層を有してなり、更に必要に応じてバック層、中間層等のその他の層を有してなる。
なお、下拡散シートと上拡散シートとは光拡散層における粒子の平均粒径及び含有量の少なくともいずれかが異なる以外は同様の構成からなる。
−支持体−
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、長方形状、正方形状、円状等が挙げられる。
前記支持体の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層、多層等が挙げられる。
前記支持体の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記支持体の平均厚みとしては、支持体として通常採用される範囲の厚みであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.02〜4.0mmが好ましい。ここで、前記支持体の平均厚みは、例えば、支持体を測定計で挟んで支持体の厚みを測定する膜厚計、光学的な干渉を利用して支持体の厚みを測定する非接触膜厚計等を使用することにより測定することができる。
前記支持体の材料としては、透明であり、ある程度の強度を有するものであれば、特に制限はなく、例えば、樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの中でも、柔軟性があり、軽量であることから、樹脂が好ましい。
前記樹脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、トリアセチルセルロール、部分エステル化セルロース、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等)、アクリル(PMMA)等が挙げられる。これらは、1種単独でもよいし、2種以上併用してもよい。
−光拡散層−
前記光拡散層は、少なくとも樹脂、揮発性液体、及び粒子を含有する塗布液を、支持体上に塗布及び乾燥することにより形成される。
前記塗布液の成分としては、樹脂、揮発性液体、粒子、更に必要に応じてその他の成分が挙げられる。
前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばアクリル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等が挙げられる。
前記揮発性液体としては、例えばメチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、トルエン、水等が挙げられる。
前記粒子の形状としては、例えば球状、楕円球状、勾玉状等が挙げられる。
前記粒子平均粒径としては、乾燥後の塗布層の平均厚みよりも大きければよく、0.5〜50μmであることが好ましい。
前記粒子の平均粒径としては、例えば、動的光散乱法、レーザー回折法等を用いた測定装置により測定することができる。
前記粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機粒子、無機粒子等が挙げられる。
前記有機粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリメチルメタクリレート樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機粒子としては、架橋構造を有するものが好ましい。前記架橋構造を有する有機粒子としては、架橋構造を有するアクリル樹脂粒子等が好ましい。
前記無機粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばタルク、炭酸カルシウム、シリコン、アルミナ等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記粒子の添加量としては、前記樹脂100質量部に対して、1〜1000質量部が好ましく、25〜400質量部がより好ましい。前記添加量が1質量部未満であると、光拡散剤としての機能を果たせなくなることがあり、1000質量部を超えると、粒子が分散しにくくなることがある。
前記樹脂の屈折率と、前記粒子の屈折率との比の値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜調製することができるが、例えば、25℃で測定したD(n25)線の屈折率において、0.9〜1.1となることが好ましく、0.95〜1.05がより好ましい。
前記樹脂の屈折率と、前記粒子の屈折率との比の値が、0.9未満又は1.1を超えると、粒子、樹脂界面での反射光成分が大きくなり、光の透過率が低下することがある。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粒子沈降防止剤、フッ素系界面活性剤、散乱剤、増粘剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、硬化剤、架橋剤、光重合開始剤、モノマー等が挙げられる。
前記粒子沈降防止剤としては、例えば、脂肪酸アミド、酸化ポリエチレン、金属石鹸類、有機ベントナイト、水添ヒマシ油ワックスなどが挙げられる。これらは、1種単独でよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、脂肪酸アミド、酸化ポリエチレンがより好ましい。
前記散乱剤としては、上述した粒子と同様に、光拡散剤としての機能を果たすので、光拡散性を更に向上させることができる。
前記散乱剤の平均粒径としては、例えば、1〜5μmであることが好ましい。
前記散乱剤の平均粒径は、特に制限はなく、例えば、動的光散乱法、レーザー回折法等を用いた測定装置により測定することができる。
前記散乱剤の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、ジルコニア等が挙げられる。
前記散乱剤の前記塗布液中における添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記塗布液全量に対して、1〜20質量部が好ましい。
前記増粘剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アクリルアミドアミン塩等が挙げられる。
前記増粘剤の添加量としては、前記樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部が好ましい。
前記フッ素系界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ素系アニオン界面活性剤、フッ素系両性界面活性剤等が挙げられる。
前記フッ素系界面活性剤の添加量としては、前記樹脂100質量部に対して、0.001〜0.1質量部が好ましい。
前記塗布液の表面張力としては、40N/m以下が好ましく、30N/m以下がより好ましい。前記表面張力が40N/mを超えると、塗布層の面状が悪化する可能性がある。
前記塗布液の表面張力としては、例えば、自動表面張力計(協和界面科学株式会社製CBVP−A3により測定することができる。
前記塗布液の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、25℃において、10〜200mPa・sが好ましく、5〜150mPa・sがより好ましい。前記粘度が10mPa・s未満であると、粒子沈降性を維持することが困難になることがあり、200mPa・sを超えると、送液性、塗布性、面状等が悪化することがある。
前記塗布液の粘度は、例えば、東京計器株式会社製E型粘度計(ELD型)により測定することができる。
前記塗布液の固形分の濃度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記塗布液の全量100質量部に対して、10〜40質量部が好ましく、20〜30質量部がより好ましい。
−−塗布液の塗布及び乾燥方法−−
前記光拡散層の形成方法としては、特に制限はなく、例えば、前記支持体の上に前記塗布液を塗布した後、乾燥して形成する方法等が挙げられる。
前記光拡散層の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層、多層等が挙げられる。
前記塗布液を塗布する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーター、ロールコーター、バーコーター、カーテンコーター、グラビアコーター、押出しコーター等を用いる方法が挙げられる。これらの中でも、バーコーター、カーテンコーター、グラビアコーター、押出しコーターを用いる方法が好ましい。
前記塗布液の乾燥方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、温風乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥等を用いる方法が挙げられる。
前記乾燥を行う温度としては、例えば、90〜230℃が好ましく、100〜190℃がより好ましい。
前記乾燥を行う時間としては、例えば、10秒間〜25分間が好ましく、1〜12分間がより好ましい。
前記光拡散層を支持体の両面に設ける方法としては、例えば、支持体に塗布液を逐次に塗布する方法、支持体の両面に塗布液を同時に塗布する方法等が挙げられる。
前記光拡散層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、0.5〜50μmが好ましい。
−用途−
本発明の光学シートは、その利点により、携帯電話、パソコン用モニター、テレビ、液晶プロジェクタ等の液晶表示装置への利用が挙げられる。これらの中でも、液晶パソコン用モニター、液晶テレビ等に好適に使用することができる。
また、プロジェクタスクリーンや液晶以外の表示装置、広告等の照明光源、一般照明光源等にも好適に使用することができる。より具体的には、前記光学シートは、該液晶表示装置のバックライトとして使用されるエッジライト式面光源装置の導光板の上面に、好適に使用することができ、以下に説明する光源装置及び表示装置に特に好適に用いられる。
(光源装置及び表示装置)
本発明の光源装置は、本発明の前記光学シートと、光源ユニットとを有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
前記光源ユニットは、光源と、拡散板と、反射板とを有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
前記光源としては、発光ダイオード(LED)、冷陰極管、蛍光灯、等が挙げられる。
本発明の表示装置は、本発明の前記光源装置を用いたものであり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
前記表示装置としては、液晶表示装置、液晶プロジェクタ、などが好適に挙げられる。
前記液晶表示装置は、液晶セル、偏光フィルム、カラーフィルタ、反射防止フィルムなどからなる液晶ユニットを備えている。
ここで、図13は、本発明の光源装置及び該光源装置を用いた表示装置の一実施形態を示す概略図である。
この実施形態において、光源側から(下から)順に、下拡散シート12、レンズシート14、及び上拡散シート18を点接着して一体化した光学シート10を用いている。レンズシートは単位レンズを一方向に平行配置してなり、かつ該単位レンズの稜線方向が前記光学シートの長辺方向と平行になっている。
また、光学シート10の下方には、バックライトユニットが配置されている。バックライトユニットは拡散板36と光源38とを有してなる。拡散板36は乳白色であり、その直下に光源38が配置されている。39はライトボックス、40は液晶ユニット、41は反射フィルムである。
光源38から発せられた光は、ライトボックス39内及び拡散板36により拡散光となり拡散板の上面から入射し、該拡散板の上面から出射し、下拡散シート12を通過することにより拡散され、レンズシート14を通って出射し、上拡散シート18で拡散され、液晶ユニット40を背面(下面)から照明する。
本発明の光源装置及び表示装置は、少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを設けた光学シートを用いているので、光源の温度上昇に伴う輝度ムラを低減することができ、各シートの膨張率が異なる場合でも、効果的にひずみを逃がすことができるので、正面輝度が高いものである。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(比較例1)
<レンズシートの作製>
−樹脂液の調製−
下記組成を混合し、50℃に加熱して撹拌溶解し、樹脂液を調製した。得られた樹脂液のメチルエチルケトン(MEK)含有率は16.7質量%、液粘度は90mPa・sであった。
・EB3700(エベクリル3700、ダイセルUC株式会社製、ビスフェノールAタイプエポキシアクリレート、粘度:2200mPa・s/65℃)・・・35.0質量部
・BPE200(NKエステルBPE−200、新中村化学株式会社製、エチレンオキシド付加ビスフェノールAメタクリル酸エステル、粘度:590mPa・s/25℃)・・・35.0質量部
・BR−31(ニューフロンティアBR−31、第一工業製薬工業株式会社製、トリブロモフェノキシエチルアクリレート、常温で固体、融点50℃以上)・・・30.0質量部
・LR8893X(Lucirin LR8893X、BASF株式会社製、ラジカル発生剤、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルオスフィンオキシド)・・・2.0質量部
・MEK(メチルエチルケトン)・・・20.5質量部
次に、図14に示す構成のレンズシート製造装置を使用してレンズシートの製造を行った。
支持体(シート)Wとして、幅500mm、厚さ100μmの透明なPET(ポリエチレンテレフタレート)のフィルムを使用した。
エンボスローラ83として、長さ(シートWの幅方向)が700mm、直径が300mmのS45C製で表面の材質をニッケルとしたローラを使用した。ローラ表面の略500mm幅の全周に、ダイヤモンドバイト(シングルポイント)を使用した切削加工により、ローラ軸方向のピッチが50μmの溝を形成した。溝の断面形状は、頂角が90度の三角形状で、溝の底部も平坦部分のない90度の三角形状である。即ち、溝幅は50μmであり、溝深さは約25μmである。この溝は、ローラの周方向に継ぎ目がないエンドレスとなるので、このエンボスローラ83により、シートWに断面が三角形のレンチキュラーレンズ(レンズシート)が形成できる。ローラの表面には、溝加工後にニッケルメッキを施した。
塗布手段82として、エクストルージョンタイプの塗布ヘッド82Cを用いたダイコータを使用した。
塗布液(樹脂液)として、上記レンズシートの組成の樹脂液を使用した。塗布液(樹脂液)の湿潤状態の厚さは有機溶剤乾燥後の膜厚が20μmになるように、塗布ヘッド82Cへの各塗布液Fの供給量を、供給装置82Bにより制御した。
乾燥手段89として熱風循環式の乾燥装置を用いた。熱風の温度は100℃とした。
ニップローラ84として、直径が200mmで、表面にゴム硬度が90°のシリコーンゴムの層を形成したローラを使用した。エンボスローラ83とニップローラ84とでシートWを押圧するニップ圧(実効のニップ圧)は、0.5Paとした。
樹脂硬化手段85として、メタルハライドランプを使用し、1000mJ/cmのエネルギーで照射を行った。
以上により、凹凸パタ−ンが形成されたレンズシート(横35cm×縦35cm)を作製した。
得られたレンズシートの単位レンズは、頂角が90度、頂角丸みが0μm(丸みなし)であった。
<下拡散シートの作製>
下塗り層、バック層、光拡散層の順に、以下の方法により各層を形成することにより、下拡散シート(横35cm×縦35cm)を作製した。
得られた下拡散シートについて、スガ試験機株式会社製のヘイズメータ(型番:HZ−1、JIS 7105に準拠)で測定したヘイズは85%であった。
−下塗り層の形成−
厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体)の片面に、下記組成の下塗り層用塗布液を、ワイヤーバー(ワイヤーサイズ:#10)で塗布し、120℃で2分間乾燥させて、膜厚が1.5μmの下塗り層を得た。
・メタノール・・・4165g
・ジュリマーSP−50T(日本純薬株式会社製)・・・1495g
・シクロヘキサノン・・・339g
・ジュリマーMB−1X(有機粒子:ポリメチルメタクリレート架橋タイプ、重量平均粒子径6.2μmの球状超微粒子、日本純薬株式会社製)・・・1.85g
−バック層の形成−
前記支持体の、下塗り層を塗布した反対側の面に、下記組成のバック層用塗布液を、ワイヤーバー(ワイヤーサイズ:#10)で塗布し、120℃で2分間乾燥させて、膜厚が2.0μmのバック層を得た。
・メタノール・・・4171g
・ジュリマーSP−65T(日本純薬株式会社製)・・・1487g
・シクロヘキサノン・・・340g
・ジュリマーMB−1X(有機粒子:ポリメチルメタクリレート架橋タイプ、重量平均粒子径6.2μmの球状超微粒子、日本純薬株式会社製)・・・2.68g
−光拡散層の形成−
上記で作製した支持体の下塗り層側に、下記組成の光拡散層用塗布液を、ワイヤーバー(ワイヤーサイズ:#22)で塗布し、120℃で2分間乾燥させて、光拡散層を得た。
・シクロヘキサノン・・・20.84g
・ディスパロンPFA−230(固形分濃度20質量%、粒子沈降防止剤、脂肪酸アミド、楠本化成株式会社製)・・・0.74g
・アクリル樹脂(ダイヤナールBR−117、三菱レーヨン株式会社製、20質量%メチルエチルケトン溶液)・・・17.85g
・ジュリマーMB−20X(日本純薬株式会社製、有機粒子、ポリメチルメタクリレート架橋タイプ、重量平均粒子径18μmの球状超微粒子)・・・11.29g
・F780F(大日本インキ化学工業株式会社製、メチルエチルケトン30質量%溶液)・・・0.03g
<上拡散シートの作製>
上記の下拡散シートの光拡散層における光拡散粒子を日本純薬株式会社製のジュリマーMB−1X 1.5g及び綜研化学株式会社製のMX500 1.5gに変更した以外は、上記の下拡散シートと同一の条件及び同一のフローで上拡散シート(横35cm×縦35cm)を作製した。
得られた上拡散シートについて、スガ試験機株式会社製のヘイズメータ(型番:HZ−1、JIS 7105に準拠)で測定したヘイズは71%であった。
以上のようにして得られたレンズシート、上拡散シート、及び下拡散シートを使用して、図4に示すように、下から順に、下拡散シート12、レンズシート14、及び上拡散シート18が積層されてなる光学シート10を作製した。
ここで、光学シート10の作製方法は、各シートの楕円状の点接着部19にカーボンブラック含有の感光発熱体を塗設し、その位置へのレーザー光照射により、熱的に溶融させて接合する方法で行った。レーザーヘッドを含むレーザー光照射装置としては、半導体レーザー照射装置を使用した。なお、波長は808nmであり、出力は22Wであり、ビーム径0.6mmである。
(実施例1)
−光学シートの作製−
比較例1において、図5に示すように、楕円状の点接着部19と楕円状の点接着部19との間に線状の切り込み21をカッターを用いて設けた以外は、比較例1と同様にして、実施例1の光学シートを作製した。
<輝度ムラの評価>
得られた比較例1及び実施例1の光学シートについて、デジタルカメラ(Fine Pixs 3Pro、富士写真フイルム株式会社製)により測定した30度方向からの観察による熱処理前の二次元輝度データを図15に示す。この図15の結果から、熱処理前の初期においてはたわみがなく、輝度ムラの発生は認められないことが分かる。
次に、比較例1及び実施例1の光学シートに対し、85℃で100時間の熱試験を行ったところ、比較例1は図16に示すように、たわみによる輝度ムラが生じていることが認められた。これに対し、実施例1は、図5に示すように、楕円状の点接着部19と楕円状の点接着部19との間に切り込み21が設けられているので、85℃で100時間の熱試験を行った後でも、図17に示すように、図15の初期と同様に、たわみによる輝度ムラが生じないことが認められた。
−光源装置及び液晶表示装置の作製−
実開平5−4133号公報を参考にして、実施例1及び比較例1の光学シートを用い、図13に示すような光源装置(バックライトユニット)と、液晶ユニットを有する液晶表示装置を作製した。
本発明の光学シートは、少なくとも2つのシートを点接着により一体化した点接着部の周辺に切り込みを設けることによって、光源の温度上昇に伴う輝度ムラを低減することができ、各シートの膨張率が異なる場合でも、効果的にひずみを逃がすことができるので、例えば携帯電話、パソコン用モニター、テレビ、液晶プロジェクタなどに使われる液晶表示装置の平面ディスプレイ用光源として好適に使用することができる。
図1は、光学シートを一体化する際の線接着部の一例を示す図である。 図2は、光学シートを一体化する際の点接着部の一例を示す図である。 図3は、光学シートを一体化する際の線接着部の更に他の一例を示す概略図である。 図4は、光学シートを一体化する際の点接着部の更に他の一例を示す概略図である。 図5は、本発明の切り込みを有する光学シートの一例を示す図である。 図6は、点接着部の周辺に設けた切り込みの一例を示す部分拡大図である。 図7は、点接着部の周辺に設けた切り込みの他の一例を示す部分拡大図である。 図8は、点接着部の周辺に設けた切り込みの更に他の一例を示す部分拡大図である。 図9は、点接着部の周辺に設けた切り込みの更に他の一例を示す部分拡大図である。 図10は、点接着部の周辺に設けた切り込みの更に他の一例を示す部分拡大図である。 図11は、従来の膨出部を有する光学シートの一例を示す図である。 図12は、本発明の膨出部を有する光学シートの一例を示す図である。 図13は、本発明の光学シート及び光源装置を用いた表示装置の一例を示す概略図である。 図14は、実施例におけるレンズシートの製造方法を説明する図である。 図15は、実施例1及び比較例1における光学シートの熱処理前の初期の二次元輝度データ図である。 図16は、比較例1における光学シートの熱処理後の二次元輝度データ図である。 図17は、実施例1における光学シートの熱処理後の二次元輝度データ図である。
符号の説明
10 光学シート
12 下拡散シート
14 レンズシート
18 上拡散シート
19 点接着部
20 線接着部
21 切り込み
30 膨出部
36 拡散板
38 光源
39 ライトボックス
40 液晶ユニット
41 反射フィルム

Claims (6)

  1. 少なくとも2つのシートを点接着した点接着部の周辺に切り込みを有することを特徴とする光学シート。
  2. 少なくとも2つのシートが、拡散シート、レンズシート、及び偏光反射シートから選択される請求項1に記載の光学シート。
  3. 点接着部を複数有し、かつ該点接着部と該点接着部との間に切り込みを有する請求項1から2のいずれかに記載の光学シート。
  4. 切り込みの形状が、カット線、V字状、U字状及び矩形状のいずれかである請求項1から3のいずれかに記載の光学シート。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載の光学シートと、光源ユニットとを有することを特徴とする光源装置。
  6. 請求項5に記載の光源装置を用いたことを特徴とする表示装置。
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