JP2007534026A - ディスプレイ用の光学製品 - Google Patents
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Abstract
光学シートが、接着剤層(18a、18b、18c)上に積層された光学フィルム(12a、12b、12c)から構成される。接着剤層の周縁は、光学フィルムの周縁から内側にずれている。多数の光学フィルムを互いに上に積み重ねて、効率的に光学ディスプレイに組立てられる光学シートセット(10)を形成することができる。光学シートセット(10)は、ダストおよび粒子を集めるか、ディスプレイの他の部品に転写する傾向がある露出した接着剤を有さない。
Description
本発明は、光学フィルムに関する。特に、本発明は、接着剤を光学フィルムに接合することによって形成された光学シートに関する。
光学ディスプレイの表面に対して垂直な方向または「軸上」に、光学ディスプレイを出る光の量を増加させるために、光学フィルムが使用される。軸上光の量を増加させることは、所望の量の軸上輝度を発生させるために必要なエネルギーの量を低減する。これは、ラップトップコンピュータ、計算器、デジタル腕時計、携帯電話、およびパーソナルデジタルアシスタントに使用されるようなバッテリ式光源を使用する光学ディスプレイに特に重要である。
この問題に対処するために、3Mブランド輝度向上フィルム(Brightness Enhancement Film)が使用される。このフィルムは、「軸外」から光を集め、この光を、軸上に、見る人の方に再方向づけるか「リサイクルする」。使用において、この素材は、軸外輝度を犠牲にして、軸上輝度を増加させる。
ディスプレイを出る軸上光の量を増加させるために、「転向(turning)」フィルムも使用される。転向フィルムは、通常、楔形光ガイドと組合せて使用される。出力表面に対して照角、通常30°未満で光ガイドを出る光線が、実質的に軸上に方向づけられるように内部反射される。転向フィルムの代表的な実施形態が、米国特許第RE38,243号明細書および米国特許第4,984,144号明細書に記載されている。
ディスプレイを出る軸上光を増加させるために使用される別のフィルムが、3Mカンパニー(3M Company)からのDBEFなどの多層ポリマーフィルムである。このフィルムは、各々が約150nmの厚さを有する約700から800のポリマー層から形成され、広い帯域幅にわたって高反射性をもたらす。代表的な実施形態が、米国特許第6,613,421号明細書に記載されている。
上述されたフィルムとともに、ディフューザタイプフィルムなどの他のフィルムが、光学ディスプレイに広く使用される。多数のフィルムが、液晶ディスプレイ(LCD)の光学光ガイドと液晶パネルとの間に配列され、各フィルムを個別に挿入することは困難かつ非効率である。これは、小さいディスプレイに特にあてはまる。
さらに、これらのフィルムは、脆く、容易に損傷される構造化表面を有し、フィルムがディスプレイに組立てられるまで保護されなければならない。ディスプレイの組立て前の引っ掻きまたは他の損傷を防止するために、保護カバーまたはプレマスク(pre−mask)がフィルムに積層されて、構造化表面を保護する。プレマスクを配置し、次に、プレマスクを各フィルムから取外すことが、ディスプレイの製造における加えられた工程であり、これは、組立てに必要なコストおよび時間を増加させる。
本発明は、光学シート、および光学シートを製造する方法である。光学シートは、接着剤層上に積層された光学フィルムを含む。接着剤層の周縁は、光学フィルムの周縁から内側にずれており(inset)、接着剤は、露出して、ダストおよび粒子を集めることも、光学ディスプレイの他のフィルムまたは構成要素に転写することもない。
図1は、本発明による光学シートセットを示す。図1は、ディスプレイでの使用のための光学シートセット10の正面図である。示されているように、光学シートセット10は、3つの光学シート12a、12b、および12cを含み、ライナ14によって支持される。光学シート12aは、光学フィルム16aと、接着剤層18aとを含み、光学シート12bは、光学フィルム16bと、接着剤層18bとを含み、光学シート12cは、光学フィルム16cと、接着剤層18cとを含む。接着剤層18aは、ライナ14上に積層され、光学フィルム16a、16b、および16cは、接着剤層18bおよび18cと交互に積層される。
使用において、光学シートセット10は、ライナ14から取外され、光学光ガイドと液晶パネルとの間で、LCDなどの光学ディスプレイに組立てられる。光学ディスプレイ内への設置前に光学フィルムをともに積層することは、各フィルムを個別に挿入することを回避することによって、光学ディスプレイの組立てと関連する時間およびコストを減少させる。光学シートセット10の、光学ディスプレイ内への設置は、また、自動化組立てラインを使用して行うことができる。光学シートセット10は、また、フィルム間の砕片の量を低減し、かつフィルムへの損傷を低減することができる。
3つの光学フィルムを有する光学シートセット10が示されているが、光学フィルムの数は、それが使用されるディスプレイによって変わる。光学フィルムのいくつかまたはすべてが、再び、光学ディスプレイによって、同じタイプであることができる。本発明に使用することができる光学フィルムのタイプの例としては、光方向づけフィルム、転向フィルム、多層ポリマーフィルム、ディフューザタイプフィルムなどが挙げられる。さらに、接着剤層18aの存在は任意である。
図2は、簡単にするため2つの光学フィルムのみを有する光学シートセット10の側断面図である。光学シートセット10は、フィルム16aおよび接着剤層18aを有する光学シート12aと、フィルム16bおよび接着剤層18bを有する光学シート12bとを含む。図2は、フィルム16bの端縁と接着剤層18bの端縁との間の距離として示されている距離dτ1およびdτ2を含む。距離dτ1およびdτ2は、任意の光学シートについての対応する距離を表す。フィルム16aおよび16bの端縁間の距離であるシフト長さSも示されている。シフト長さSも、任意の対の隣接したフィルムの間の対応するシフト長さを表す。
光学シート12aおよび12bは、最初、以下で説明されるプロセスにおいて個別に製造される。いったん製造されると、光学シート12bは光学シート12a上に積層され、これは、フィルム16bの端縁をフィルム16aの端縁とを整列させることを必要とする。図2に示されているように、整列のプロセスは不完全であり、しばしば、光学シートがいくらかの距離だけ位置ずれにされる。位置ずれはシフト長さSとしてここで示されている。しかし、本発明は、光学シート間の位置ずれがない場合でさえ有利である。
接着剤層が光学フィルムの端縁までずっと適用された場合、光学シートの積み重ねの間のいかなる位置ずれも、端縁に沿った露出した接着剤をもたらす。露出した接着剤は2つの問題を提示する。第1に、ダストおよび粒子が露出した接着剤上に集まり、第2に、露出した接着剤は、ディスプレイの他の光学フィルムまたは部品に容易に転写され、これは、見ることを妨げることがある。
本発明は、光学フィルムの端縁から接着剤層の外縁を後退させることによって、これらの問題を回避する。図2において、接着剤層18bの端縁は、光学フィルム16bの端縁から距離dτ1およびdτ2だけ後退している。距離dτ1およびdτ2は、好ましくは約0.1mmから約1.0mm、最も好ましくは約0.1mmから約0.5mmである。しかし、効果的であるために、距離dτ1およびdτ2は、シフト長さSより長くなければならない。
図3は、光学シート12aの上面図である。光学シート12aは、構造化表面20および周縁22を有する光学フィルム16aを含む。光学フィルム16は、また、長手方向の端縁24と、横端縁26と、長手方向の端縁28と、横端縁30とを含む。光学シート12aは、外周縁32および内周縁34を有する接着剤層18aをさらに含む。接着剤層18aは、また、外縁36oおよび内縁36iを有するフレームサイド36と、外縁38oおよび内縁38iを有するフレームサイド38と、外縁40oおよび内縁40iを有するフレームサイド40と、外縁42oおよび内縁42iを有するフレームサイド42とを有して示されている。図3は、さらに、距離dτ1、dτ2、dl1、およびdl2を示す。距離dτ1は、外縁42oが横端縁30から内側にずれた(inset)距離であり、距離dτ2は、外縁38oが横端縁26から内側にずれた距離である。距離dl1は、外縁40oが長手方向の端縁28から内側にずれた距離であり、距離dl2は、外縁36oが長手方向の端縁24から内側にずれた距離である。
接着剤層18aは、光学フィルム16aの見る領域を妨げないように、フレーム形式の形状を有する。しかし、接着剤層18aが、フレームサイド36、38、40、および42のすべてを含むことは必要ではない。接着剤層18aは、フレームサイド36、38、40、および42の1つ以上または部分の任意の組合せを含み、効果的であることができる。実際に、接着剤層18aのための特定の形状要件はない。さらに、接着剤層18aは、フィルム16aの構造化表面20に積層される。構造化表面20は、光を方向づけるためのプリズム要素のアレイを収容する。プリズム要素は、脆く、通常プレマスクを加えることによる、光学フィルムの、光学ディスプレイ内への設置前の保護を必要とする。しかし、光学シート12aがライナ14または別の光学シートに積層される場合、構造化表面20は保護され、これは、保護カバーまたはプレマスクを構造化表面20に適用することを回避する。この利点は、製造プロセスにおけるさらなる時間およびコスト節約をもたらす。接着剤層18aは、また、好ましい場合、構造化表面20と反対側の、フィルム16aの滑らかな表面に適用することができる。
距離dτ1およびdτ2の限界および好ましい範囲は、図2を参照して説明した。それらの限界および好ましい範囲は、また、距離dl1およびdl2に適用できる。距離dτ1、dτ2、dl1、およびdl2は、光学シートごとに等しくても等しくなくてもよい。たとえば、距離dτ1は、距離dτ2に等しくても等しくなくてもよいし、距離dl1は、距離dl2に等しくても等しくなくてもよい。したがって、距離dτ1、dτ2、dl1、およびdl2は、シフト長さSより長くなければならないが、すべて、互いに異なることができる。
本発明は、また、光学フィルム16aおよび接着剤層18aの周縁の点から説明することができる。再び、図3を参照すると、接着剤層18aの外周縁32は、光学フィルム16aの周縁22から内側にずれている(inset)。接着剤層18aの内周縁34は、周縁22および32から内側にずれている。再び、周縁22と外周縁32との間の距離は、変わることができるが、シフト長さSより長くなければならない。
図4は、光学シート44の代替実施形態の上面図である。光学シート44は、光学フィルム46と、接着剤層48とを含む。図4は、さらに、距離dτ1、dτ2、dl1、およびdl2を示し、これらは、上で説明されたものと同一の限界および好ましい範囲を有する。
ここで、接着剤層48は、フレーム形式の形状を有さない。この実施形態は、光学ディスプレイを見ることを妨げない接着剤とともに使用することができるだけである。
図5aから図5eは、本発明を製造する方法を示す。図5aは、ライナに接合された接着剤素材50を示す上面図である。接着剤素材50は、好ましくは、しかし必然的ではなく、プラスチック接着剤であり、たとえば、ライナ上に積層された両面テープ、ライナ上にコーティングされた液体接着剤、または接着剤をライナに接合するいくつかの形態のいずれかであることができる。
図5bは、ライナ14に積層された接着剤層18aの形成の上面図である。接着剤素材50は、キスカットされ、余分な素材は剥離される。接着剤層18aを形成するために、いくつかの異なったキスカット方法のいずれかを行うことができる。たとえば、外周縁および内周縁を形成するためのカットを同時にまたは別々に行うことができる。あるいは、接着剤層18aをライナ14に直接適用することができる。図5bは、また、多数の接着剤層18aを同時に製造することができることを示す。
図5bの線5c−5cを通る側断面図が、図5cに示されている。ここで、光学フィルム素材52が接着剤層18aに積層されて、中間素材54を形成する。あるいは、接着剤層18aを、ライナ14に適用する前に光学フィルム素材52に適用することができる。
図5dは、光学フィルム素材52を通るダイカット56の位置を示す側断面図である。示されているように、ダイカット56は、接着剤層18aの端縁を越える距離でなされる。
図5eは、光学フィルム素材52をダイカット56でカットし、余分な素材を剥離して、光学フィルム16aを形成した結果を示す別の側断面図である。光学フィルム16aは接着剤層18aに積層されて、光学シート12aをもたらす。これらはライナ14に積層される。あるいは、接着剤層18aを光学フィルム16aに直接適用することができる。
その後、光学シート12aを、ともに、または光学シート12bおよび12cなどの他の光学シートに積層して、光学シートセット10を形成することができる。図5fは、3つの光学シートを積み重ねることによる光学シートセット10の形成を示す側面図である。光学シート12aは、底層を形成し、ライナ14との接触を維持する。光学シート12bは、そのライナ14から取外され、光学シート12aの上に積み重ねられる。次に、光学シート12cは、そのライナ14から取外され、光学シート12bの上に積み重ねられる。
上述したように、本発明の重要な利点は、ディスプレイに有害である露出した接着剤の回避である。次の実施例は、本発明の効果を示す。
3つの光学シートから形成された光学シートセットを、本発明の方法によって製造した。下および真中の光学シートは、3Mカンパニー(3M Company)による薄いBEF(Thin−BEF)を含み、上の光学シートは、3MカンパニーによるDBEFを含んだ。住友スリーエム(Sumitomo 3M)#4040または#4037などの両面テープが、接着剤層を形成した。各フィルムは40mm×50mmであった。接着剤層はフレーム形式の形状を有し、1mmのストリップがフィルムの周りを延在した。各接着剤層の外周縁は、フィルムの周縁から約0.5mmの距離だけ後退させられた。
光学シートセットを室条件(23℃、50%の相対湿度)に曝した。7日後、端縁の外観をチェックした。端縁におけるダストまたは粒子蓄積はなかった。
次に、光学シートセットをガラスプレート間に位置決めし、500gのおもりを上に配置した。サンプルを65℃および95%の相対湿度で保管した。3日後、ガラスプレートをチェックした。ガラスプレートに転写された接着剤はなかった。
比較例
接着剤層がフィルムの端縁から後退しない以外は前の実施例と同一である第2の光学シートセットを製造した。代わりに、接着剤層の外周縁を各フィルムの周縁と整列させた。
接着剤層がフィルムの端縁から後退しない以外は前の実施例と同一である第2の光学シートセットを製造した。代わりに、接着剤層の外周縁を各フィルムの周縁と整列させた。
この光学シートセットを、前の実施例について説明されたのと同一の条件に曝した。しかし、ここで、ダストおよび粒子が端縁上の露出した接着剤に付着し、接着剤がガラスプレートに転写し、光学シートはガラスプレートに接着した。
これらの実施例によって示された利点に加えて、本発明は、効率的に多数の光学フィルムを光学ディスプレイに組立てる方法を提供する。プレマスクがもはや必要ではなく、多数のフィルムを同時に設置することができる。これは、光学ディスプレイを製造することと関連する時間およびコストを低減し、これは、製造業者には望ましい。
本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に変更を行うことができることを認めるであろう。
Claims (49)
- 光学製品を製造する方法であって、
接着剤素材を切断して、第1の長さおよび第1の幅を有する接着剤層を形成することと、
光学フィルム素材の表面を前記接着剤層に接合して、中間素材を形成することと、
本質的に前記中間素材の光学フィルム素材のみを切断して、前記接着剤層と前記第1の長さよりも大きい第2の長さおよび前記第1の幅よりも大きい第2の幅を有する光学フィルムとを含む光学シートを形成することと、
を含む方法。 - 前記接着剤層を囲む余分な接着剤素材を剥離することと、
前記光学フィルムを囲む余分な光学フィルム素材を剥離することと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 複数の光学シートが同時に作製される、請求項1に記載の方法。
- 前記接着剤素材をライナ上に層状に重ねることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記接着剤層がフレーム形式の形状を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記接着剤層がフレーム形式の形状の一部を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記光学フィルム素材の表面が構造化表面である、請求項1に記載の方法。
- 複数の光学シートを作製することと、
前記複数の光学シートを積み重ねて、光学シートセットを形成することと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記光学シートセットが複数の形式の光学フィルムで形成される、請求項8に記載の方法。
- 光学製品を製造する方法であって、
接着剤素材を切断して、第1の周縁を備えたフレーム形式の形状を有する接着剤層を形成することと、
光学フィルム素材を前記接着剤層に積層することと、
前記光学フィルム素材を切断して、前記接着剤層および光学フィルムを含むとともに該光学フィルムが第2の周縁を有する光学シートを、前記接着剤層の前記第1の周縁が該光学フィルムの該第2の周縁から内側にずれるように形成することと、
を含む方法。 - 前記接着剤素材が両面テープである、請求項10に記載の方法。
- 前記光学フィルム素材が構造化表面を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記内側へのずれが約0.1mmから約1.0mmの距離である、請求項10に記載の方法。
- 前記内側へのずれが約0.1mmから約0.5mmの距離である、請求項10に記載の方法。
- 前記接着剤素材をライナ上に層状に重ねることをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 複数の光学シートを作製することと、
前記複数の光学シートを積み重ねて、光学シートセットを形成することと、
をさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記光学フィルムが、複数の異なる形式の光学フィルムから選択される、請求項16に記載の方法。
- 光学製品を製造する方法であって、
接着剤層をライナに添設することと、
光学フィルム素材の表面を前記接着剤層に接合することと、
本質的に前記光学フィルム素材のみを切断して、前記接着剤層と少なくとも1つの端縁を有する光学フィルムとを含む光学シートを形成することとを含み、
前記接着剤層が、前記光学フィルムの前記少なくとも1つの端縁から内側にずれるようにする、
方法。 - 前記光学フィルムを囲む余分な光学フィルム素材を剥離することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 複数の光学シートを作製することと、
前記複数の光学シートを積み重ねて、光学シートセットを形成することと、
をさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 前記内側へのずれが、互いに隣接した光学シートの間の位置ずれのシフト長さよりも大きい距離である、請求項20に記載の方法。
- 前記内側へのずれが少なくとも0.1mmの距離である、請求項20に記載の方法。
- 光学シートを製造する方法であって、
少なくとも1つの端縁を有する光学フィルムに接着剤層を添設することを含み、
前記接着剤層が、前記光学フィルムの少なくとも1つの端縁から内側にずれるようにする、
方法。 - 前記内側へのずれが少なくとも0.1mmの距離である、請求項23に記載の方法。
- 光学シートであって、
複数の端縁並びに第1の長さおよび第1の幅を有する接着剤層と、
複数の端縁並びに前記第1の長さよりも大きい第2の長さおよび前記第1の幅よりも大きい第2の幅を有して、前記接着剤層に接触する光学フィルムと
を具備し、
前記接着剤層の前記複数の端縁が前記光学フィルムの前記複数の端縁から後退している、
光学シート。 - 前記接着剤層がフレーム形式の形状を有する、請求項25に記載の光学シート。
- 前記接着剤層がフレーム形式の形状の一部を有する、請求項25に記載の光学シート。
- 前記第1の長さと前記第2の長さとの間の距離、および前記第1の幅と前記第2の幅との間の距離が、約0.1mmから約1.0mmである、請求項25に記載の光学シート。
- 前記第1の長さと前記第2の長さとの間の距離、および前記第1の幅と前記第2の幅との間の距離が、約0.1mmから約0.5mmである、請求項25に記載の光学シート。
- 前記光学フィルムが、光方向付けフィルム、転向フィルム、ディフューザ形式フィルムおよび多層光学フィルムからなる群から選択される、請求項25に記載の光学シート。
- 前記接着剤層が両面テープである、請求項25に記載の光学シート。
- 光学シートであって、
外周縁を有する光学フィルムと、
前記光学フィルムの下に積み重ねられるとともに、前記光学フィルムの前記外周縁から内側にずれた外周縁を有する接着剤層と、
を具備する光学シート。 - 前記光学フィルムが構造化表面を有する、請求項32に記載の光学シート。
- 前記接着剤層が前記光学フィルムの前記構造化表面に接触する、請求項33に記載の光学シート。
- 前記接着剤層の下に積み重ねられたライナをさらに具備する、請求項32に記載の光学シート。
- 光学シートセットであって、
外周縁を有する複数の光学フィルムと、
複数の接着剤層であって、前記光学フィルムの前記外周縁から内側にずれた外周縁を有するとともに、該接着剤層の該外周縁から内側にずれた内周縁を有する複数の接着剤層と、
を具備し、
前記複数の光学フィルムと前記複数の接着剤層とが交互に積み重ねられている、
光学シートセット。 - 前記光学フィルムが構造化表面を有する、請求項36に記載の光学シートセット。
- 各光学フィルムが、光方向付けフィルム、転向フィルム、ディフューザ形式フィルムおよび多層光学フィルムからなる群から選択される、請求項37に記載の光学シートセット。
- 1つの接着剤層が、1つの光学フィルムの構造化表面に接触する、請求項37に記載の光学シートセット。
- 前記複数の光学フィルムおよび前記複数の接着剤層の下に積み重ねられたライナをさらに具備する、請求項36に記載の光学シートセット。
- 複数の積み重ねられた光学シートを具備する光学シートセットであって、各光学シートが、接着剤層と該接着剤層を完全に被覆する光学フィルムとを有し、該光学フィルムが少なくとも1つの端縁を有し、該接着剤層が、該光学フィルムの少なくとも1つの端縁から後退している、光学シートセット。
- 各光学フィルムが、光方向付けフィルム、転向フィルム、ディフューザ形式フィルムおよび多層光学フィルムからなる群から選択される、請求項41に記載の光学シートセット。
- 前記後退が約0.1mmから約1.0mmの距離である、請求項41に記載の光学シートセット。
- 前記後退が約0.1mmから約0.5mmの距離である、請求項41に記載の光学シートセット。
- 前記後退が、互いに隣接する光学シートの間の位置ずれのシフト長さよりも大きい距離である、請求項41に記載の光学シートセット。
- 光学フィルムおよび接着剤層を含む複数の光学シートによって形成され、それら光学シートは、各接着剤層の外縁が、隣接する光学フィルムの外縁から後退するように積み重ねられている、
光学シートセット。 - 前記接着剤層がフレーム形式の形状を有する、請求項46に記載の光学シートセット。
- 前記接着剤層がフレーム形式の形状の一部を有する、請求項46に記載の光学シートセット。
- 各接着剤層の前記外縁が、隣接する各光学フィルムの外縁から、互いに隣接する光学シートの間の位置ずれのシフト長さよりも大きい距離だけ後退している、請求項46に記載の光学シートセット。
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