JP2008112591A - バックライトユニット - Google Patents

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【課題】集光機能を低下することなく光拡散機能を向上すると共に、線状光源ムラを低減することができるバックライトユニットの提供。
【解決手段】複数の線状光源と、少なくとも一方の表面に複数のプリズム体を有するプリズム構造が形成された光学機能性シートとを備えるバックライトユニットであって、光学機能性シートにおける輝度の分布を表した輝度分布図において、(Hn−1+H)/(A−An−1)の値が略一定となるように、線状光源と光学機能性シートとの距離dが選定されることを特徴とするバックライトユニットである。
【選択図】図3A

Description

本発明は、液晶表示装置等のディスプレイ、表示装置、照明装置などに使用され、線状光源と、集光機能と光拡散機能との双方を具備する光学機能性シートとを備えるバックライトユニットに関する。
近年、液晶表示素子や有機EL等のディスプレイなどの用途に、導光板等の光源からの光を正面方向に光を集光するレンズフィルムや、拡散させる拡散シート等が用いられている。
例えば、図13に示すような、テレビなどで用いられる直下型バックライトでは、導光板等の光源92からの出射光は、集光フィルム(光学機能性シート)91に入射し、入射光の一部は光学機能性シート91で屈折透過して出射の角度が変わり正面方向に出射し、残りが反射して光源92の方向に戻される。光学機能性シート91からの反射光は、光源92、拡散板93、拡散シート94などの表面で反射され、再び集光フィルムに入射する。
このような構成により、光源の出射光の輝度分布は広く分散しており、正面の輝度は低くなる特性を有しているため、光学機能性シート91によって光源からの光を正面方向の輝度が高くなるように指向特性を改善している。
バックライトユニットに用いられる光学機能性シート91の光拡散機能を向上するために、線状光源のピッチ周期に合わせてプリズム構造の表面形状を変化させたものがある。ここで、光学機能性シート91の光拡散機能が向上すると集光機能が低下するので、光拡散機能と集光機能とを両立するために、プリズム構造の頂部(頂角)を若干調整したり、プリズム構造の形状を部分的に変えたりしていた。
具体的には、光学機能性シートの微細プリズム構造の形状や線状光源の配列ピッチを変化させることにより、線状光源ムラを低減しているが(例えば、特許文献1参照)、この場合、正面輝度が低下したり、線状光源の配列ピッチごとに金型を随時作る必要が生じたり、位置合わせが必須となるという問題がある。
また、線状光源の配列ピッチ周期に基づいてプリズム構造の形状を変化させることにより、線状光源ムラを防止しているが(例えば、特許文献2参照)、この場合、正面輝度が低下する、位置合わせが必須となるという問題がある。
また、プリズム構造の頂角を40〜80°に設定して、線状光源の直下位置から出射した光を拡散させて線状光源ムラを取り除き、プリズム構造の頂角が小さくなることによるサイドローブの増大に対してプリズム構造の頂点を曲面とする(頂点にRを設ける)ことで対応しているが(例えば、特許文献3参照)、位置合わせは不要であるものの集光機能が低下するという問題がある。ここで集光シートは光をディスプレイ正面に集めることを目的としているが形状によっては正面(0°)以外にも斜め(約70°)方向にも輝度のピークが出る現象をサイドローブと言う。
また、光拡散板表面にV溝が形成されたプリズムを成型し、線状光源ピッチと、光拡散板及び線状光源間の距離とにより、高い拡散性を得ることができるプリズム構造の頂角を算出しているが(例えば、特許文献4参照)、集光機能は低下するという問題がある。また、V溝が形成されたプリズムを線状光源に対して60°以下回転させて(プリズム構造の断面頂角を大きくして)拡散性を向上しているが、これでは輝度の角度分布が変化するため正面以外からは線光源ムラが余計に目立ってしまう、回転が大きくなるにつれ製品の得率が低下する問題がある。
特開平6−308485号公報 特開2002−352611号公報 特開2006−140124号公報 特開2006−195276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、集光機能を低下、サイドローブの発生、生産性の低下等を発生させることなく光拡散機能を向上すると共に、線状光源ムラを低減することができるバックライトユニットを提供することを目的とする。
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> 複数の線状光源と、少なくとも一方の表面に複数のプリズム体を有するプリズム構造が形成された光学機能性シートとを備えるバックライトユニットであって、前記光学機能性シートにおける輝度の分布を表した輝度分布図において、前記光学機能性シートにおけるバックライトユニット中央部の最大輝度をBmax、最低輝度をBminとし、前記複数の線状光源から発現した複数の虚像のうちの第1の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをHとし、前記第1の虚像に隣接する第2の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをHとし、・・・第n−2の虚像に隣接する第n−1の虚像のピーク位置をAn−1、ピーク高さをHn−1とし、前記第n−1の虚像に隣接する第nの虚像のピーク位置をA、ピーク高さをHとした場合、(Hn−1+H)/(A−An−1)の値が略一定となるように、前記線状光源と前記光学機能性シートとの距離dが選定されることを特徴とするバックライトユニットである。
但し、前記虚像とはピーク高さHがH≧0.3×(Bmax−Bmin)の条件を満たすピークを指し、前記輝度分布図は、前記バックライトユニットが拡散シート及び拡散板を備えない場合の光学機能性シートにおける輝度の分布を示したものである。
該<1>においては、(Hn−1+H)/(A−An−1)の値が略一定となるように、前記線状光源と前記光学機能性シートとの距離dが選定されるので、集光機能を低下することなく光拡散機能を向上すると共に、線状光源ムラを低減することができる。
<2> 複数の線状光源から発現した複数の虚像のうちの1つの虚像のピーク高さと前記1つの虚像と隣接する虚像のピーク高さとの和と、前記隣接する虚像のピーク位置間隔との比が略等しい前記<1>に記載のバックライトユニットである。
<3> 複数の線状光源と、少なくとも一方の表面に複数のプリズム体を有するプリズム構造が形成された光学機能性シートとを備えるバックライトユニットにおいて、前記複数の線状光源から発現した前記光学機能性シートにおける虚像の輝度が略等しく、前記光学機能性シートにおける隣接する虚像間の距離が略等間隔となるように、前記線状光源と前記光学機能性シートとの距離dが選定されることを特徴とするバックライトユニットである。
該<3>においては、複数の線状光源から発現した光学機能性シートにおける虚像の輝度が略等しく、光学機能性シートにおける隣接する虚像間の距離が略等間隔となるように、線状光源と光学機能性シートとの距離dが選定されるので、集光機能を低下することなく光拡散機能を向上すると共に、線状光源ムラを低減することができる。
<4> 複数の線状光源のうちの第1の線状光源から前記第1の線状光源に隣接する第2の線状光源までの領域を領域R、前記第2の線状光源から前記第2の線状光源に隣接する第3の線状光源までの領域を領域R、・・・第n−1の線状光源から前記第nの線状光源に隣接する第nの線状光源までの領域を領域Rn−1、第nの線状光源から前記第nの線状光源に隣接する第n+1の線状光源までの領域を領域Rとしたときに、領域R内の光学機能性シートにおける輝度の平均値で、前記領域R内の光学機能性シートにおける輝度の標準偏差を除した値が0.540以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載のバックライトユニットである。
<5> 線状光源と光学機能性シートとの距離dは、前記光学機能性シートの屈折率n、プリズム体における線状光源から出射される光の出射面の斜面角度θ、及び前記線状光源のピッチpに基づいて、下記式(1)により算出される前記<1>から<4>のいずれかに記載のバックライトユニットである。
d=(f(p)−27.9n−0.473θ+65.7)/0.557±5mm
・・・(1)
但し、f(p)は、複数の線状光源のうちの1つの線状光源を含み、且つ前記光学機能性シートと直交する平面と前記光学機能性シートを含む平面との交線と、前記1つの線状光源から発現した光学機能性シートにおける虚像のうち、前記交線上の虚像を除く最も前記交線に近い虚像との距離を示し、前記ピッチpの関数である。
<6> プリズム体が、互いに対向する2つの第1の出射面と、互いに対向する2つの第2の出射面とを有し、前記2つの第1の出射面の面積の和が前記第2の出射面の1つの面積と略等しい略四角錐形状であり、前記プリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対して平行であるときに、f(p)が略p/3又は略2p/3である前記<1>から<5>のいずれかに記載のバックライトユニットである。
<7> プリズム体にV溝が形成された光学機能性シートが1枚配置され、前記プリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対して平行であるときに、f(p)が略p/4又は略3p/4である前記<1>から<5>のいずれかに記載のバックライトユニットである。
<8> プリズム体は正四角錐形状であり、前記プリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対してX°傾斜しているときに、f(p)が略p/(8×sinX°)又は略p/(5×sinX°)である前記<1>から<5>のいずれかに記載のバックライトユニットである。
<9> プリズム体にV溝が形成された光学機能性シートが直交して2枚配置され、
光学機能性シートの一方のプリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対してX°傾斜しているときに、f(p)が略p/(8×sinX°+8×cosX°)又は略p/(6.5×sinX°+6.5×cosX°)である前記<1>から<5>のいずれかに記載のバックライトユニットである。
本発明によると、従来における前記問題を解決でき、集光機能を低下、サイドローブの発生、生産性の低下等発生させることなく光拡散機能を向上すると共に、線状光源ムラを低減することができるバックライトユニットを提供することができる。また、バックライトユニットを液晶表示装置に用いた場合に、液晶画素とのモアレを防止することができる。
(バックライトユニット)
本発明のバックライトユニットは、線状光源と、光学機能性シートと、その他の部材とを備える。
<線状光源>
線状光源として、冷陰極管、熱陰極管、線状に配列したLED、LEDと導光体の組合せ等を使用することができる。このとき冷陰極管又は熱陰極管は直線状以外にも、平行な2本の管が一つの略半円でつながれ一本になったUに似た形状のもの、平行な3本の管が二つの略半円でつながれ一本になったNに似た形状のもの、又は平行な4本の管が三つの略半円でつながれ一本になったWに似た形状のものを使用することができる。
線状光源は輝度均一性の点からは冷陰極管が好ましく、発光効率の点からは線状に配列した、LEDと導光体の組合せが好ましい。
<光学機能性シート>
図1は、本発明の光学機能性シートの部分的な構成を示す斜視図である。図1に示すように、本発明の光学機能性シート1は、後述するプリズム体4が形成される基材3を少なくとも含み、必要に応じて、基材3を支持する支持体2を有する。ここで、支持体2及び基材3は単一の樹脂によって形成されてもよい。
基材3は、バックライト等の光源から発せられた光が支持体2を介して入射する入射面3b(以下、基準面3bということもある。)と、該入射面3bの反対側に、所定方向に集光するための複数のプリズム体4が略全面に形成されたプリズム体形成面3aとを有する。
このような光学機能性シート1の形態としては、例えば、プリズムシートやレンチキュラーレンズが代表的であり、これら以外に回折格子等も含まれる。
なお、本発明の光学機能性シート1は、更に必要に応じて光拡散層、バック層、中間層等のその他の層を有してもよい。
<<支持体>>
支持体2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。
支持体2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。
支持体2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。
支持体(シート)2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、樹脂フィルム、紙(レジンコーティッド紙、合成紙、等)、金属箔(アルミニウムウェブ等)等を使用できる。樹脂フィルの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等の公知のものが使用できる。これらのうち、特に、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、ポリオレフィンが好ましく使用できる。
支持体2の幅としては、0.1〜3mが一般的に採用され、支持体2の長さとしては、1,000〜100,000mが一般的に採用され、支持体2の厚さとしては、1〜300μmのものが一般的に採用される。ただし、これら以外のサイズの適用も妨げられるものではない。
支持体2の厚みは、例えば、支持体2を測定計で挟んで支持体2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2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。
これらの支持体2は、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行っておいてもよい。支持体2の表面粗さRaは、カットオフ値0.25mmにおいて3〜10nmが好ましい。
また、支持体2には、あらかじめ接着層等の下地層を設け乾燥硬化させたもの、裏面に他の機能層があらかじめ形成されたもの等を用いてもよい。同様に、支持体2として1層構成のもののみならず、2層以上の構成のものも採用できる。
また、支持体2のヘイズは、50%以下であり、40%以下が好ましく、30%以下がより好ましく、20%以下が更に好ましい。前記ヘイズが50%を超えると、集光効率が著しく低下することがある。
ここで、前記「ヘイズ」とは、曇り度合いの値を指し、例えば、JIS 7105に準拠したヘイズメータ(型番:HZ−1、スガ試験機(株)製)等の測定装置により評価される値である。
<<光学機能性シートの製造装置及び製造方法>>
前記光学機能性シートの製造に用いられる製造装置及び製造方法としては、微細な凹凸形状を形成できるものであれば特に制限はないが、例えば、図2に示される構成の製造装置20を用いた方法が好適に用いられる。
製造装置20は、シート供給手段21、塗布手段22、乾燥手段29、凹凸ロールであるエンボスロール23、ニップロール24、樹脂硬化手段25、剥離ロール26、保護フィルム供給手段27、及びシート巻取り手段28から構成されている。
シート供給手段21は、シートを送り出すもので、シートが巻回された送り出しロール等より構成される。
塗布手段22は、シートの表面に放射線硬化樹脂を塗布する装置であり、放射線硬化樹脂を供給する供給源22Aと、供給装置(ポンプ)22Bと、塗布ヘッド22Cと、塗布の際にシートを巻き掛けて支持する支持ローラ22Dと、放射線硬化樹脂供給源22Aを塗布ヘッド22Cに供給するための配管より構成される。なお、図4では、塗布ヘッドとして、エクストリュージョン型のダイコータの塗布ヘッドを用いている。
乾燥手段29としては、例えば、図2に示すトンネル状の乾燥装置のように、シートに塗布された塗布液を均一に乾燥させることができるものであれば、公知の各種方式のものを適宜選択して用いることができる。具体的には、ヒータによる輻射加熱方式のもの、熱風循環方式のもの、遠赤外線方式のもの、真空方式のもの等が挙げられる。
エンボスロール23は、シートの表面に、ロール表面の凹凸を転写形成できるような、凹凸パターンの精度、機械的強度、真円度等を有することが求められる。このようなエンボスロール23としては、例えば金属製のロールが好ましい。
エンボスロール23の外周面には、規則的な微細凹凸パターンが形成されている。このような規則的な微細凹凸パターンは、製品としてのエンボスシート表面の微細凹凸パターンを反転した形状であることが求められる。
製品としてのエンボスシートとしては、例えば、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ等の微細凹凸パターンが二次元配列されたレンズ;例えばフライアイレンズ等の微細凹凸パターンが三次元配列されたレンズ;円錐、角錐等の微細な錐体をXY方向に敷きつめた平板レンズなどが対象となり、エンボスロール23の外周面の規則的な微細凹凸パターンは、これらのレンズに対応させる。
エンボスロール23の外周面の規則的な微細凹凸パターンの形成方法としては、例えば、エンボスロール23の表面をダイヤモンドバイト(シングルポイント)で切削加工する方法;エンボスロール23の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工等で直接凹凸を形成する方法などが挙げられる。また、薄い金属製の板状体の表面に、フォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この板状体をロールの周囲に巻き付け固定し、エンボスロール23とする方法も挙げられる。更にその他にも、金属より加工しやすい素材の表面に、フォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この形状の反転型を電鋳等により形成して薄い金属製の板状体を作製し、この板状体をロールの周囲に巻き付け固定し、エンボスロール23とする方法も挙げられる。特に、反転型を電鋳等により形成する場合には、1つの原版(マザー)より複数の同一形状の板状体が得られるという特徴がある。
エンボスロール23の表面には、離型処理を施すことが好ましい。このように、エンボスロール23の表面に離型処理を施すことにより、微細凹凸パターンの形状が良好に維持できる。
前記離型処理としては、公知の各種方法を、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フッ素樹脂によるコーティング処理が挙げられる。なお、エンボスロール23には駆動手段が設けられていることが好ましい。また、エンボスロール23は、図示の矢印ように、反時計方向(CCW)に回転する。
ニップロール24は、エンボスロール23と対になってシートを押圧しながらロール成形加工するもので、所定の機械的強度、真円度等を有することが求められる。ニップロール24表面の縦弾性係数(ヤング率)は、小さ過ぎるとロール成形加工が不十分となり、大き過ぎるとゴミ等の異物の巻き込みに敏感に反応し欠点を生じやすいことより、適宜の値とすることが好ましい。なお、ニップロール24には駆動手段が設けられていることが好ましい。また、ニップロール24は、図示の矢印ように、時計方向(CW)に回転する。
エンボスロール23とニップロール24との間には、所定の押圧力を付与するべく、エンボスロール23及びニップロール24のいずれかに加圧手段を設けることが好ましい。同様に、エンボスロール23とニップロール24との隙間(クリアランス)や圧力を正確に制御できるような微調整手段を、エンボスロール23及びニップロール24のいずれかに設けることが好ましい。
樹脂硬化手段25は、ニップロール24の下流側においてエンボスロール23に対向して設けられる放射線照射手段である。この樹脂硬化手段25は、放射線照射によってシートを透過して樹脂層を硬化させるもので、樹脂の硬化特性に応じた放射線を照射でき、シートの搬送速度に応じた量の放射線を照射できることが好ましい。樹脂硬化手段25としては、例えば、シートの幅と略同一長さの円柱状照射ランプが挙げられる。この円柱状照射ランプは、複数本平行に設けてもよいし、この円柱状ランプの背面に反射板を更に設けてもよい。
剥離ロール26は、エンボスロール23と対になってエンボスロール23からシートを剥離させるもので、所定の機械的強度、真円度等を有することが求められる。
具体的には、剥離箇所において、エンボスロール23の周面上に巻き掛けられたシートを回転するエンボスロール23と剥離ロール26とで挟みながら、シートをエンボスロール23から剥離させて剥離ロール26に巻き掛ける。この動作を確実にすべく、剥離ロール26には駆動手段が設けられていることが好ましい。なお、剥離ロール26は時計方向(CW)に回転する。
また、剥離ロール26には、硬化により樹脂等の温度が上昇するような場合には、剥離時にシートを冷却させて剥離を確実にすべく、冷却手段を設けてもよい。
なお、図示は省略したが、エンボスロール23の押圧箇所(9時の位置)から剥離箇所(3時の位置)までの間に複数のバックアップロールを対向して設け、この複数のバックアップロールとエンボスロール23とでシートを押圧しながら硬化処理を行ってもよい。
シート巻き取り手段28は、剥離後のシートを収納するもので、シートを巻き取る、巻き取りロール等より構成される。このシート巻き取り手段28により、隣接して設けられる保護フィルム供給手段27より供給される保護フィルムがシートの表面に供給され、両フィルムが重なった状態で、シート巻き取り手段28に収納される。
更に、製造装置20においては、塗布手段22とエンボスロール23との間、剥離ロール26とシート巻き取り手段28との間等に、シートの搬送路を形成するガイドローラ等を設けてもよく、その他、必要に応じてシートWの搬送中の弛みを吸収すべく、テンションローラ等を設けてもよい。
次に、製造装置20の作用について説明する。シート供給手段21より、一定速度でシートを送り出す。シートは塗布手段22へ送り込まれ、シートの表面に樹脂が塗布される。塗布後は、乾燥手段29により、塗布液中の溶剤分が蒸発される。次いで、シートはエンボスロール23とニップロール24とからなる成形手段へ送り込まれる。これにより、連続走行するシートを、エンボスロール23の9時の位置において、回転するエンボスロール23とニップロール24とで押圧しながらロール成形加工がなされる。すなわち、シートを、回転するエンボスロール23に巻き掛け、樹脂層にエンボスロール23表面の凹凸を転写する。
次いで、シートがエンボスロール23に巻き掛けられている状態で、樹脂硬化手段25によりシートを透過して樹脂層に放射線照射を行い、樹脂層を硬化させる。その後、エンボスロール23の3時の位置において、シートを剥離ロール26に巻き掛けることによりエンボスロール23から剥離する。
なお、図2には示していないが、シートを剥離した後、硬化を更に促進させるため、再度放射線照射を行ってもよい。
剥離されたシートは、シート巻き取り手段28に搬送され、保護フィルム供給手段27より供給される保護フィルムがシートの表面に供給され、両フィルムが重なった状態でシート巻き取り手段28の巻き取りロールにより巻き取られ、収納される。
このように、シート表面に樹脂層が厚みむらなく形成され、更に、エンボスロールによる型押しも安定かつ均一になされる。これにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で製造することができる。
また、上述の製造装置20の例では、ロール状のエンボスロール23を使用する態様びついて説明したが、エンドレスベルト等のベルトの表面に凹凸パターン(エンボス形状)が形成されたものを使用してもよい。このようなベルトであっても、円柱状のロールと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。
<<光学機能性シートの材質>>
前記光学機能性シートとして用いられるシートの材質としては、例えば、樹脂フィルム、紙(レジンコーティッド紙、合成紙、等)、金属箔(アルミニウムウェブ等)等が挙げられる。
前記樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等が挙げられる。これらのうち、特に、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、ポリオレフィンが好適に用いられる。
前記シートは、幅0. 1〜3m、長さ1,000〜100,000m、厚さ1〜300μmのものがそれぞれ一般的に採用される。ただし、これ以外のサイズの適用も妨げられるものではない。
前記シートは、予め、コロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行っておいてもよい。前記シートの表面粗さRaは、カットオフ値0.25mmにおいて3〜10nmが好ましい。
また、前記シートには、予め接着層等の下地層を設けて乾燥硬化させたもの、裏面に他の機能層が予め形成されたもの、等を用いてもよい。同様に、前記シートとして、1層構成のもののみならず、2層以上の構成のものを用いてもよい。また、前記シートは、光が透過できるような透明体、反透明体であることが好ましい。
前記樹脂層に用いられる樹脂としては、例えば、(メタ)アクロイル基、ビニル基、エポキシ基等の反応性基含有化合物と、紫外線等の放射線照射にて該反応性基含有化合物を反応させうる、ラジカル、カチオン等の活性種を発生する化合物とを含有するものが挙げられる。
特に硬化の速さからは、(メタ)アクロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマー)と、光によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤との組み合わせが好ましい。中でも、(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクロイル基含有化合物が好ましい。この(メタ)アクロイル基含有化合物としては、(メタ)アクロイル基が1個又は2個以上含有した化合物を用いることができる。また、上記のアクロイル基、ビニル基等の不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマー)は、必要に応じて、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
前記(メタ)アクロイル基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクロイル基含有化合物を1個だけ含有する単官能モノマーとして、イソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
また、芳香環を有する単官能モノマーとして、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−2−メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−(2−フェニルフェニル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキシドを反応させたp−クミルフェノールの(メタ)アクリレート、2−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,6−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
このような、芳香環を有する単官能モノマーの市販品としては、例えば、アロニックスM113、M110、M101、M102、M5700、TO−1317(以上、東亞合成(株)製)、ビスコート#192、#193、#220、3BM(以上、大阪有機化学工業(株)製)、NKエステルAMP−10G、AMP−20G(以上、新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレートPO−A、P−200A、エポキシエステルM−600A、ライトエステルPO(以上、共栄社化学(株)製)、ニューフロンティアPHE、CEA、PHE−2、BR−30、BR−31、BR−31M、BR−32(以上、第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を分子中に2つ有する不飽和モノマーとしては、例えば、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート等のアルキルジオールジアクリレート;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等のポリアルキレングリコールジアクリレート;ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンメタノールジアクリレートなどが挙げられる。
ビスフェノール骨格をもつ不飽和モノマーとしては、例えば、エチレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、エチレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
このような構造を有する不飽和モノマーの市販品としては、例えば、ビスコート#700、#540(以上、大阪有機化学工業(株)製)、アロニックスM−208、M−210(以上、東亞合成(株)製)、NKエステルBPE−100、BPE−200、BPE−500、A−BPE−4(以上、新中村化学(株)製)、ライトエステルBP−4EA、BP−4PA、エポキシエステル3002M、3002A、3000M、3000A(以上、共栄社化学(株)製)、KAYARAD R−551、R−712(以上、日本化薬(株)製)、BPE−4、BPE−10、BR−42M(以上、第一工業製薬(株)製)、リポキシVR−77、VR−60、VR−90、SP−1506、SP−1506、SP−1507、SP−1509、SP−1563(以上、昭和高分子(株)製)、ネオポールV779、ネオポールV779MA(日本ユピカ(株)製)等が挙げられる。
3官能以上の(メタ)アクリレート不飽和モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパンリト(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の3価以上の多価アルコールの(メタ)アクリレートが挙げられる。
前記3官能以上の(メタ)アクリレート不飽和モノマー市販品としては、例えば、アロニックスM305、M309、M310、M315、M320、M350、M360、M408(以上、東亞合成(株)製、ビスコート#295、#300、#360、GPT、3PA、#400(以上、大阪有機化学工業(株)製)、NKエステルTMPT、A−TMPT、A−TMM−3、A−TMM−3L、A−TMMT(以上、新中村化学(株)製)、ライトアクリレートTMP−A、TMP−6EO−3A、PE−3A、PE−4A、DPE−6A(以上、共栄社化学(株)製、KAYARAD PET−30、GPO−303、TMPTA、TPA−320、DPHA、D−310、DPCA−20、DPCA−60(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
前記(メタ)アクロイル基含有化合物には、粘度を適度に保つ観点から。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを更に配合してもよい。前記ウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチルグリコール等のポリエーテルポリオール;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸、ヘキサヒドロ(無水)フタル酸等の二塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のジオールとの反応によって得られるポリエステルポリオール;ポリε−カプロラクトン変性ポリオール;ポリメチルバレロラクトン変性ポリオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルキルポリオール;エチレンオキシド付加ビスフェノールA、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA等のビスフェノールA骨格アルキレンオキシド変性ポリオール;エチレンオキシド付加ビスフェノールF、プロピレンオキシド付加ビスフェノールF等のビスフェノールF骨格アルキレンオキシド変性ポリオール、又はそれらの混合物とトリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートから製造されるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーなどが挙げられる。
前記ウレタン(メタ)アクリレートの市販品のモノマーとしては、例えば、アロニックスM120、M−150、M−156、M−215、M−220、M−225、M−240、M−245、M−270(以上、東亞合成(株)製)、AIB、TBA、LA、LTA、STA、ビスコート#155、IBXA、ビスコート#158、#190、#150、#320、HEA、HPA、ビスコート#2000、#2100、DMA、ビスコート#195、#230、#260、#215、#335HP、#310HP、#310HG、#312(以上、大阪有機化学工業(株)製)、ライトアクリレートIAA、L−A、S−A、BO−A、EC−A、MTG−A、DMP−A、THF−A、IB−XA、HOA、HOP−A、HOA−MPL、HOA−MPE、ライトアクリレート3EG−A、4EG−A、9EG−A、NP−A、1,6HX−A、DCP−A(以上、共栄社化学(株)製)、KAYARADTC−110S、HDDA、NPGDA、TPGDA、PEG400DA、MANDA、HX−220、HX−620(以上、日本化薬(株)製)、FA−511A、512A、513A(以上、日立化成(株)製)、VP(BASF製)、ACMO、DMAA、DMAPAA(以上、興人(株)製)等が挙げられる。
前記ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、(a)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート、(b)有機ポリイソシアネート、及び(c)ポリオールの反応物として得られるものであるが、(a)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートと(b)有機ポリイソシアネートとを反応させた後、次いで(c)ポリオールを反応させた反応物であることが好ましい。
前記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルォスフィンオキシドなどが挙げられる。
前記光ラジカル重合開始剤の市販品としては、例えば、Irgacure184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI11850、CG24−61、Darocurl116、1173(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、LucirinLR8728、8893X(以上BASF社製)、ユベクリルP36(UCB社製)、KIP150(ランベルティ社製)等が挙げられる。これらの中で、液状で溶解しやすく、高感度という観点からは、LucirinLR8893Xが好ましい。
前記光ラジカル重合開始剤の配合量は、樹脂を構成する全組成物中、0.01〜10質量%が好ましく、0.5〜7質量%がより好ましい。前記配合量が、10質量%を超えると、組成物の硬化特性、硬化物の力学特性及び光学特性、並びに取り扱い性が低下することがあり、0.01質量%未満であると、硬化速度が低下することがある。
前記樹脂を構成する組成物には、更に光増感剤を配合することができる。該光増感剤としては、例えば、トリエチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、エタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等が挙げられる。
前記光増感剤の市販品としては、例えば、ユベクリルP102、103、104、105(以上、UCB社製)等が挙げられる。
更に、上記成分以外にも、各種添加剤として、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、溶媒、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、離型剤等を必要に応じて配合することができる。
前記酸化防止剤としては、例えば、Irganox1010、1035、1076、1222(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、Antigen P、3C、FR、GA−80(住友化学工業(株)製)等が挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、Tinuvin P、234、320、326、327、328、329、213(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、Seesorb102、103、110、501、202、712、704(以上、シプロ化成(株)製)等が挙げられる。
前記光安定剤としては、例えば、Tinuvin 292、144、622LD(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、サノールLS770(三共(株)製)、Sumisorb TM−061(住友化学工業(株)製)等が挙げられる。
前記シランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、市販品として、SH6062、6030(以上、東レ・ダウ コーニング・シリコーン(株)製)、KBE903、603、403(以上、信越化学工業(株)製)等が挙げられる。
前記塗面改良剤としては、例えば、ジメチルシロキサンポリエーテル等のシリコーン添加剤や、非イオン性フルオロ界面活性剤が挙げられる。
前記シリコーン添加剤の市販品としてはDC−57、DC−190(以上、ダウ コーニング社製)、SH−28PA、SH−29PA、SH−30PA、SH−190(以上、東レ・ダウ コーニング・シリコーン(株)製)、KF351、KF352、KF353、KF354(以上、信越化学工業(株)製)、L−700、L−7002、L−7500、FK−024−90(以上、日本ユニカー(株)製)、非イオン性フルオロ界面活性剤の市販品としてはFC−430、FC−171(以上、3M(株)製)、メガファックF−176、F−177、R−08(以上、大日本インキ(株)製)等が挙げられる。
前記離型剤としては、例えば、プライサーフA208F(第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
前記樹脂の、樹脂液粘度調整のために用いられる有機溶剤としては、前記樹脂液と混合した時に、析出物、相分離、白濁などの不均一がなく混合できるものであれば特に制限はなく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、2−メトキシエタノ−ル、シクロヘキサノ−ル、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、トルエンなどが挙げられる。これらは、必要に応じ、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
前記有機溶剤を添加した場合は、製品の製造工程中にて、有機溶剤を乾燥及び蒸発する工程が必要になるが、蒸発残りの溶剤が大量に製品に残留した場合、製品の機械物性が劣化したり、製品として使用中に有機溶剤が蒸発、拡散し、悪臭や健康に悪影響を及ぼす懸念がある。このため、前記有機溶剤としては、高沸点のものは残留溶剤量が多くなり好ましくない。一方、沸点が低すぎる場合は、激しく蒸発するため、面状が荒れたり、乾燥時の気化熱により組成物表面に結露水が付着して、この跡が面状欠陥になったり、蒸気濃度が高くなり引火等の危険が増す。
したがって、有機溶剤の沸点は、50〜150℃が好ましく、70〜120℃がより好ましい。具体的には、前記有機溶剤としては、素材の溶解性や、沸点の観点から、メチルエチルケトン(bp.79.6℃)、1−プロパノ−ル(bp.97.2℃)などが好ましい。
前記樹脂液に添加される有機溶剤の添加量は、溶剤の種類や、溶剤添加前の樹脂液の粘度にもよるが、十分に塗布性が改善されるためには、通常10〜40質量%であり、15〜30質量%が好ましい。前記添加量が10質量%未満であると、粘度低減の効果や塗布量を上げた効果が小さく塗布性が十分に改良されないことがある。一方、前記添加量が40質量を超えると、粘度が低すぎてシートの上で液が流動してムラが発生したり、シートの裏面に液が回るなどの問題が発生することがある。また、乾燥工程にて十分に乾燥しきれず、製品中に有機溶剤が多量に残留してしまい、製品機能の劣化や、製品使用中に揮発して悪臭を発生したり、健康への悪影響を及ぼす懸念が生じる。
前記樹脂液は、前記各成分を常法により混合して製造することができ、必要に応じて加熱溶解により製造できる。
このようにして調製される前記樹脂液の粘度は、通常10〜50,000mPa・s/25℃であるが、基材やエンボスロ−ルに樹脂液を供給する場合は、粘度が高すぎると、均一に組成物を供給するのが難しくなり、レンズを製造する際、塗布むらやうねり、気泡の混入が生じたりするため、目的とするレンズ厚を得るのが難しくなり、レンズとしての性能を十分に発揮できない。特に、ラインスピ−ドを高速化したときにその傾向が顕著になる。したがって、この場合は、液粘度は低い方がよく、10〜100mPa・sが好ましく、10〜50mPa・sがより好ましい。このような低い粘度は、前記有機溶剤を適当量添加することにより調整が可能である。また、塗布液の保温設定により、粘度を調整することも可能である。
一方、溶剤蒸発後の粘度が低すぎると、エンボスロ−ルで型押しする際、レンズ厚のコントロールが難しく、一定厚の均一なレンズを形成できない場合がある。したがって、この場合は、液粘度は高い方がよく、100〜3,000mPa・sが好ましい。
前記有機溶剤を混合している場合は、樹脂液の供給からエンボスロ−ルで型押しするまでの工程間に、有機溶剤を加熱乾燥などにより蒸発させる工程を設けることにより、樹脂液供給時は、低粘度で均一に液供給ができ、エンボスロ−ルで型押しする際は、有機溶剤を乾燥させより高粘度化させた樹脂液で均一に型押しすることが可能になる。
前記樹脂液を、放射線によって硬化させることにより得られる硬化物は、25℃での屈折率が、1.55以上が好ましく、1.56以上がより好ましい。前記屈折率が1.55未満であると、光学機能性シートを形成した場合、十分な正面輝度を確保することができないことがある。
<その他の部材>
バックライトユニットは、必要に応じてその他の部材を備えていてもよい。その他の部材としては、例えば、反射板、拡散板、及び拡散シート等が挙げられる(図11、図12)。
ここで、拡散板や拡散シート等の拡散機能部材の面上にプリズム体を形成してもよい。これにより、光学機能性シートと拡散機能部材とを一体化することができ、もって、製造コストを低減することができる。なお、プリズム体は、拡散機能部材の線状光源側の面及び線状光源と反対側の面のいずれの面に形成されていてもよい。
<線状光源と光学機能性シートとの配置関係>
図3Aは、図1の光学機能性シートと線状光源との配置関係を説明する図である。
図3Aのような光学機能性シート1と線状光源30との配置関係において、f(p)は、複数の線状光源のうちの1つの線状光源(例えば、線状光源30A)を含み、且つ光学機能性シート1と直交する平面と光学機能性シート1を含む平面との交線40(複数の線状光源のうちの1つの線状光源(例えば、線状光源30A)の光学機能性シート1への投影線40)と、1つの線状光源(例えば、線状光源30A)から発現した光学機能性シート1における虚像のうち、交線40上の虚像を除く最も交線40に近い虚像(例えば、虚像32A)との距離を示す。このf(p)は、下記式(1)のように、光学機能性シート1の屈折率n、プリズム体4における出射面31の斜面角度(断面角度)θ、線状光源30と光学機能性シート1との距離d(線状光源30の中心から光学機能性シート1のプリズム体4(微細形状)底辺部までの距離)、及び光学機能性シート1と観察点との距離Dによってほぼ決定される。但し、d=0〜30mm、n=1.5〜1.7、θ=40°〜50°、D=250mm以下の条件以外では、f(p)に±1mm以上の誤差が発生する。

f(p)≒0.557d+27.9n+0.473θ−65.7 ・・・(1)
ここで、線状光源30から発現した光学機能性シート1における虚像32とは、図14に示すような、観察点から光学機能性シート1を通じて線状光源30を見た場合の、線状光源30の実際位置とは異なる位置に発現する像のことである。
よって、線状光源30のピッチpに応じて最適な虚像分布(線状光源30から発現した光学機能性シート1における虚像32の明るさ(輝度)が略等しい場合は、隣接する虚像間の距離が略等間隔)になるような距離dを選定し、拡散性を高めることができる。ここで、斜面角度(断面角度)θは、プリズム体4の形状断面の角度であるため、光学機能性シート1を回転させることにより、集光性能に影響を与えることなく拡散度を調整することもできる。
また、複数の線状光源30から発現した光学機能性シート1における虚像32の明るさ(輝度)が一定でない場合、虚像32の明るさ(輝度)によって隣接する虚像32との距離を適宜変更することが望ましい。具体的には、図3Bに示すように、光学機能性シート1におけるバックライトユニット中央部の最大輝度をBmax、最低輝度をBminとし、複数の線状光源30から発現した光学機能性シート1における複数の虚像32のうちの第1の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをH(ピーク輝度B−最低輝度Bmin)とし、第1の虚像に隣接する第2の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをH(ピーク輝度B−最低輝度Bmin)とし、第2の虚像に隣接する第3の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをH(ピーク輝度B−最低輝度Bmin)とし、第3の虚像に隣接する第4の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをH(ピーク輝度B−最低輝度Bmin)とし、第4の虚像に隣接する第5の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをH(ピーク輝度B−最低輝度Bmin)とした場合、(H+H)/(A−A)、(H+H)/(A−A)、(H+H)/(A−A)、及び(H+H)/(A−A)の値が略一定となるように、線状光源30と光学機能性シート1との距離dが選定される。
但し、虚像32とはピーク高さHがH≧0.3×(Bmax−Bmin)の条件を満たすピークを指し、図3Bの輝度分布図は、バックライトユニットが拡散シート及び拡散板を備えない場合の光学機能性シートにおける輝度の分布を示したものである。
図3Bに示された値に基づいて計算した結果を以下に示す。
(H+H)/(A−A)=(300+300)/6=100
(H+H)/(A−A)=(300+100)/4=100
(H+H)/(A−A)=(100+100)/2=100
(H+H)/(A−A)=(100+300)/4=100
ここで、(H+H)/(A−A)、(H+H)/(A−A)、(H+H)/(A−A)、及び(H+H)/(A−A)の値(=100)はできるだけ小さい値であることが好ましい。
なお、バックライトユニット端ではシェーディングの影響によりピークの位置及び輝度が不明瞭となるため、バックライトユニット中央部において、隣接する虚像(第n−1の虚像及び第nの虚像)のピーク高さの和(Hn−1+H)と、隣接する虚像のピーク位置間隔(A−An−1)との比を略等しくすることとした。
なお、図3Bにおいては、輝度波形の極小値が全て一定値(最低輝度Bmin)であるため、ピーク高さHを(ピーク輝度B−最低輝度Bmin)として算出しているが、図3Cのように、輝度波形の極小値が異なる場合は、ピーク高さHを(ピーク輝度B−輝度B)として算出する。但し、直線R(ピークの始点となる極小値Pとピークの終点となる極小値Qとを結んだ直線)と直線S(ピーク位置を通る垂線)との交点Tの輝度をBとする。
以下、バックライト中央部について説明する。
図3Dに示すように、複数の線状光源の本数がn(偶数)本であって、最左端の線状光源を第1線状光源、第1線状光源に隣接する線状光源を第2線状光源、・・・第(n−2)線状光源に隣接する線状光源を第(n−1)線状光源、第(n−1)線状光源に隣接する線状光源を第n線状光源とした場合に、第(n/2−1)線状光源、第(n/2)線状光源、及び第(n/2+1)線状光源の3本の線状光源を含む領域をバックライト中央部とする。例えば、図3Eに示すように、線状光源が8本の場合は、第3線状光源、第4線状光源、第5線状光源をバックライト中央部とする。
また、図3Fに示すように、複数の線状光源の本数がn(奇数)本であって、最左端の線状光源を第1線状光源、第1線状光源に隣接する線状光源を第2線状光源、・・・第(n−2)線状光源に隣接する線状光源を第(n−1)線状光源、第(n−1)線状光源に隣接する線状光源を第n線状光源とした場合に、第((n+1)/2−1)線状光源、第((n+1)/2)線状光源、及び第((n+1)/2+1)線状光源の3本の線状光源を含む領域をバックライト中央部とする。例えば、図3Gに示すように、線状光源が7本の場合は、第3線状光源、第4線状光源、第5線状光源をバックライト中央部とする。
プリズム体4の出射面の数と同数の虚像が発現する(但し、虚像が重なる場合を除く)。よって、単層の場合、拡散性能を向上させるためには、V溝が形成されたプリズム体4よりも四角錐形状のプリズム体4が好ましい。
例えば、プリズム体4が、図4に示すような、互いに対向する2つの第1の出射面4b,4cと、互いに対向する2つの第2の出射面4a,4dとを有し、2つの第1の出射面4b,4cの面積S4b,S4cの和S4b+S4cが第2の出射面4a,4dの1つの面積S4a,S4dと等しく、凹型又は凸型の底面縦横比ARが1.5の略四角錐である場合、プリズム体4の配列方向と線状光源30の配向方向とが平行(傾斜角0°)となるように配置して、各プリズム体4から、1つの線状光源(例えば、線状光源30A)から虚像を3つ発現させ、さらに光学機能性シート1と線状光源30との距離dを最適化するのが好ましい。これにより、さらに高い拡散性を得ることができる。この条件では、f(p)=p/3(図5)、又は、f(p)=2×p/3(図6)となるように、式(1)のd,n,θを決定することで線状光源30の輝度ムラを最も低減することができる。なお、底面縦横比ARは、1.5に限定されるものではなく、1<AR≦5の範囲にあればよい。ただし、AR1.5であれば1つの線状光源に対して明るさの等しい3つの虚像が発生するため虚像の間隔を略等間隔にすることでムラを低減できるが、AR1.5以外では虚像の明るさ(輝度)が不均一になるため必ずしも虚像を略等間隔にすることが最適とは限らない。
また、例えば、プリズム体4が、図7に示すような、底面縦横比ARが1.0の凹型又は凸型の正四角錐である場合、プリズム体4の配列方向と線状光源30との傾斜角が18.4°(=tan−1(1/3))となるように配置して(図8)、1つの線状光源(例えば、線状光源30A)から虚像を4つ発現させ、さらに光学機能性シート1と線状光源30との距離dを最適化するのが好ましい。この条件では、f(p)=p/(8×sin18.4°)となるように、式(1)のd,n,θを決定することで線状光源30の輝度ムラを最も低減することができる。なお、底面縦横比ARは、1.0に限定されるものではなく、1≦AR≦5の範囲にあればよい。ただしARが1.0であれば1つの線状光源に対して明るさの等しい4つの虚像が発生するため虚像の間隔を略等間隔にすることでムラを低減できるが、ARが1.0以外では虚像の明るさ(輝度)が不均一になるため必ずしも虚像を略等間隔にすることが最適とは限らない。
また、例えば、光学機能性シート1として、凹型又は凸型のV溝が形成されたプリズムシートBEFII(住友スリーエム株式会社製)(図9)を用いた場合、プリズム体4の配列方向(V溝形成方向)と線状光源30とが平行(傾斜角0°)となるように配置して、1つの線状光源(例えば、線状光源30A)から虚像を2つ発現させ、さらに、光学機能性シート1と線状光源30との距離dを最適化するのが好ましい。この条件では、f(p)=p/4、又は、f(p)=3×p/4となるように、式(1)のd,n,θを決定することで線状光源30の輝度ムラを最も低減することができる。
また、例えば、光学機能性シート1として凹型又は凸型のV溝が形成されたプリズムシートBEFII(住友スリーエム株式会社製)を2枚用い、2枚のプリズム体4の稜線が直交するように配置し、プリズムシートBEFIIの一方(例えば、線状光源30側のプリズムシートBEFII)のプリズム体4の配列方向と線状光源30との傾斜角が26.6°(=tan−1(1/2))となるように配置して、1つの線状光源(例えば、線状光源30A)から虚像を4つ発現させ、さらに光学機能性シート1と線状光源30との距離dを最適化してもよい。これにより、より高い集光性及び拡散性を得ることができ、正面輝度を向上することができる。この条件では、f(p)=p/(8×(sin26.6°+cos26.6°))、又は、f(p)=p/(6.5×(sin26.6°+cos26.6°))となるように、式(1)のd,n,θを決定することで線状光源30の輝度ムラを最も低減することができる。
また、生産性や拡散性を向上させるために、プリズム体4の頂点部を平面又は球状にしたり、プリズム体4の斜面角度(基準面3bに対する出射面のなす角度)θを小さくしてもよい。但し、集光性を考慮すると、斜面角度θは40〜50°、好ましくは44〜46°が好ましい。集光性を低下させてでも生産性や拡散性を向上させる必要がある場合にはサイドローブを抑制するためにも斜面角度θは45°以下が好ましい。
なお、プリズム体4における出射面の数が奇数のとき、対向する出射面となす角(頂角)が90°にならず、集光性が低下してしまうので、好ましくない。
また、プリズム体4が正六角錐である場合は、均等間隔で虚像を発生させることはできないが虚像を6つ発生させることが可能なため同様のムラ消し効果が期待できる。
また、プリズム体4が正七角錐以上では隙間なくプリズム体を配置することができないので、製造することが困難となる。
また、光源が線状光源でなく点状光源である場合は、点状光源を結んだ仮想線方向を線状光源の配向方向とする。
また、光学機能性シート1の全体又は一部に拡散粒子を混入させることで、集光機能及び光拡散機能を向上することができる。
また、光学機能性シート1の中央から端に向かうにつれ、若干斜面角度θを小さくする(例えば、中央は約47°、端は約43°)ことでさらに拡散性を高めることができる。また、光学機能性シート1の中央から離れるに従い、線状光源30のピッチを若干広くすることによっても、拡散性を高めることができる。
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。
(実施例1)
ポリカーボネート樹脂(三菱化学株式会社製、屈折率1.59)からなる200μm厚のシートを押出成型にて製膜した後、200℃×2MPa×10minの条件下で長短比1.5(底幅50μm×75μm、高さ25μm)の凸型略四角錐を有する金型により熱プレス加工することで、凹型略四角錐が転写された光学機能性シート(図4)を得た(斜面角度θを45°)。得られた光学機能性シートと、並列配列された複数本の線状光源としての冷陰極管と、冷陰極管からの光を反射する反射板(ライトボックス)とを一組とし、光学機能性シートにおけるプリズム体(正四角錐)の配列方向と冷陰極管の配向方向との角度が平行(0°)となるように光学機能性シートを配置したバックライトユニットを作製した。ここで、冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを13.5mmとし、光学機能性シートと観察点(後述する色彩輝度計)との距離Dを350mmとし、冷陰極管の配列ピッチpを23mmとした状態で冷陰極管を点灯し、冷陰極管と垂直方向上で等間隔に、光学機能性シートにおける輝度を色彩輝度計(トプコン株式会社製、BM−7FAST)を用いて測定し、線状光源直上から隣の線状光源直上までの線状光源1ピッチ間での輝度平均値と輝度の標準偏差とを得ると共に、下記評価基準により輝度ムラ評価を行った。
輝度ムラ値:輝度標準偏差/輝度平均値
<輝度ムラ評価基準>
◎:輝度ムラなし
○:やや輝度ムラあり
△:輝度ムラあり
×:輝度ムラ大
その結果、輝度平均値は9,240cdであり、輝度標準偏差は3,220cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.348であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
なお、実際のディスプレイでは拡散板、拡散シート等でさらに拡散度を高めているが、本実施例では、輝度ムラを強調して、輝度ムラ低減の効果を確認しやすくするため、拡散板、拡散シート等は使用していない。
(実施例2)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを28.5mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,310cdであり、輝度標準偏差は3,240cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.348であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
(比較例1)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを5.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,180cdであり、輝度標準偏差は5,020cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.547であり、輝度ムラ評価は×であった(表1)。
(実施例3)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを11.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,370cdであり、輝度標準偏差は3,530cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.377であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例4)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを16.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,100cdであり、輝度標準偏差は3,470cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.381であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
(比較例2)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを21.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,150cdであり、輝度標準偏差は5,560cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.608であり、輝度ムラ評価は×であった(表1)。
(実施例5)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを26.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,220cdであり、輝度標準偏差は3,470cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.376であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
(実施例6)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを31.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,160cdであり、輝度標準偏差は3,530cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.385であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(比較例3)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを45.0mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,150cdであり、輝度標準偏差は8,380cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.916であり、輝度ムラ評価は×であった(表1)。
なお、上述した実施例1〜6、比較例1〜3の条件で、f(p)=p/3、又は、f(p)=2×p/3となるように、式(1)を用いてdの最適値を算出すると、dは13.9mm又は27.6mmとなり、8.9〜18.9mm及び22.6〜32.6mmの範囲では、良好な輝度標準偏差/輝度平均値(0.540以下)が得られ、輝度ムラ評価についても○又は△であった。
(実施例7)
凹型略四角錐が転写された光学機能性シート(図4)の代わりに、V溝が形成されたプリズムシートBEFII(住友スリーエム株式会社製)(図9)を用い、冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを9.8mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,130cdであり、輝度標準偏差は4,920cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.486であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例8)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを32.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,430cdであり、輝度標準偏差は4,825cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.463であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例9)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを5.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,090cdであり、輝度標準偏差は5,438cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.539であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例10)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを8.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,320cdであり、輝度標準偏差は5,016cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.486であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例11)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを12.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,500cdであり、輝度標準偏差は4,959cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.472であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(比較例4)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを21.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,250cdであり、輝度標準偏差は8,744cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.853であり、輝度ムラ評価は×であった(表1)。
(実施例12)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを30.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,210cdであり、輝度標準偏差は4,911cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.481であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例13)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを34.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,370cdであり、輝度標準偏差は4,889cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.471であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(比較例5)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを45.0mmとした以外は実施例7と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は10,210cdであり、輝度標準偏差は8,382cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.821であり、輝度ムラ評価は×であった(表1)。
上述した実施例7〜13、比較例4,5の条件で、f(p)=p/4、又は、f(p)=3×p/4となるように、式(1)を用いてdの最適値を算出すると、dは10.4mm又は31.1mmとなり、5.4〜15.4mm及び26.1〜36.1mmの範囲では、良好な輝度標準偏差/輝度平均値(0.540以下)が得られ、輝度ムラ評価についても○又は△であった。
(実施例14)
凹型略四角錐が転写された光学機能性シート(図4)の代わりに、凹型正四角錐が転写された光学機能性シートを用い、この光学機能性シートにおけるプリズム体(略四角錐)の配列方向と冷陰極管の配向方向との角度が18.4°となるように光学機能性シートを配置し(図8)、冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを16.3mmとした以外は実施例1と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,410cdであり、輝度標準偏差は2,430cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.258であり、輝度ムラ評価は◎であった(表1)。
(実施例15)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを27.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,190cdであり、輝度標準偏差は2,834cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.308であり、輝度ムラ評価は◎であった(表1)。
(比較例6)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを5.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,180cdであり、輝度標準偏差は5,456cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.594であり、輝度ムラ評価は×であった(表1)。
(実施例16)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを14.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,050cdであり、輝度標準偏差は2,766cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.306であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
(実施例17)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを18.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,260cdであり、輝度標準偏差は2,590cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.280であり、輝度ムラ評価は◎であった(表1)。
(実施例18)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを22.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,560cdであり、輝度標準偏差は4,000cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.418であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
(実施例19)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを25.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,440cdであり、輝度標準偏差は2,898cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.307であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
(実施例20)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを29.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,640cdであり、輝度標準偏差は2,910cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.302であり、輝度ムラ評価は○であった(表1)。
(実施例21)
冷陰極管と光学機能性シートとの距離dを34.0mmとした以外は実施例14と同様にバックライトユニットを作製し、輝度を測定した。その結果、輝度平均値は9,090cdであり、輝度標準偏差は4,894cdであり、輝度標準偏差/輝度平均値は0.538であり、輝度ムラ評価は△であった(表1)。
上述した実施例14〜21、比較例6の条件で、f(p)=p/(8×sin18.4°)、又は、f(p)=p/(5×sin18.4°)となるように、式(1)を用いてdの最適値を算出すると、dは16.4mm又は26.3mmとなり、11.4〜21.4mm及び21.3〜31.3mmの範囲では、良好な輝度標準偏差/輝度平均値(0.540以下)が得られ、輝度ムラ評価についても◎、○、又は△であった。
また、プリズム体4の形状が、底面縦横比ARが1.5の略四角錐形状(図4)、V溝が形成された形状(図9)、底面縦横比ARが1.0の正四角錐形状(図8)である場合における、線状光源と光学機能性シートとの距離dと輝度の標準偏差(輝度ムラ)との関係グラフ(ムラ評価のシミュレーション計算結果)を図10に示す。この関係グラフの縦軸としての輝度の標準偏差の最適値(標準偏差の極小値)から500以下の範囲であれば十分効果があると考えられ、((式(1)から求められるdの最適値)±5mm)を、dの許容範囲とした。但し、一般的な反射板を考慮すると、虚像の数が増加するため、dの許容範囲の下限を3mm小さく((式(1)から求められるdの最適値)−8mm)することが好ましく、また、一般的な拡散板や拡散シートを考慮するとdの許容範囲の上限を3mm大きく((式(1)から求められるdの最適値)+8mm)することが好ましい。
本発明のバックライトユニットは、集光機能の低下、サイドローブの発生、生産性の低下等を発生させることなく光拡散機能を向上すると共に、線状光源ムラを低減することができるので、液晶表示装置、有機EL等の様々なディスプレイ、表示装置、照明装置などにおいて、光の出射効率、出射特性を調整するために好適に用いることができる。
なお、バックライトにおける光学機能性シートの頂角を170°程度にし、金属を蒸着することで光学機能性シートを反射板とすることもできる。これにより、輝度ムラの低減、反射光の利用効率の向上、モアレの防止を図ることができる。
図1は、本発明のバックライトユニットにおける光学機能性シートの構成を示す斜視図である。 図2は、図1の光学機能性シートの製造方法に用いられる製造装置の構成を示すブロック図である。 図3Aは、図1の光学機能性シートと線状光源との配置関係を説明する図である。 図3Bは、図3Aにおける線状光源から発現した光学機能性シートにおける虚像の明るさ(輝度)が一定でない場合に、虚像の明るさ(輝度)によって隣接する虚像との距離を適宜変更することを説明する図である。 図3Cは、ピーク高さを説明する図である。 図3Dは、複数の線状光源の本数がn(偶数)本である場合のバックライトユニット中央部を説明する図である。 図3Eは、複数の線状光源の本数が8本である場合のバックライトユニット中央部を説明する図である。 図3Fは、複数の線状光源の本数がn(奇数)本である場合のバックライトユニット中央部を説明する図である。 図3Gは、複数の線状光源の本数が7本である場合のバックライトユニット中央部を説明する図である。 図4は、図1におけるプリズム体の形状が凹型の長短比1.5の略四角錐である光学機能性シートを示す平面図である。 図5は、f(p)をp/3とした場合の、図4の光学機能性シートにおける虚像の発生位置を説明する図である。 図6は、f(p)を2p/3とした場合の、図4の光学機能性シートにおける虚像の発生位置を説明する図である。 図7は、図1におけるプリズム体の形状が凹型の正四角錐である光学機能性シートを示す平面図である。 図8は、図1におけるプリズム体の形状が凹型の正四角錐であり、プリズム体の配列方向が線状光源の配列方向に対して18.4°傾斜している光学機能性シートを示す平面図である。 図9は、図1におけるプリズム体の形状がV溝が形成された形状である光学機能性シートを示す斜視図である。 図10は、ムラ評価のシミュレーション計算結果を示すグラフである。 図11は、反射板を有するバックライトユニットを示す図である。 図12は、拡散板及び拡散シートを有するバックライトユニットを示す図である。 図13は、従来の直下型バックライトユニットの一例を示す概略断面図である。
符号の説明
1 光学機能性シート
2 支持体
3 基材
4 プリズム体
30 線状光源
31 斜面
32 虚像
40 交線

Claims (9)

  1. 複数の線状光源と、少なくとも一方の表面に複数のプリズム体を有するプリズム構造が形成された光学機能性シートとを備えるバックライトユニットであって、前記光学機能性シートにおける輝度の分布を表した輝度分布図において、前記光学機能性シートにおけるバックライトユニット中央部の最大輝度をBmax、最低輝度をBminとし、前記複数の線状光源から発現した複数の虚像のうちの第1の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをHとし、前記第1の虚像に隣接する第2の虚像のピーク位置をA、ピーク高さをHとし、・・・第n−2の虚像に隣接する第n−1の虚像のピーク位置をAn−1、ピーク高さをHn−1とし、前記第n−1の虚像に隣接する第nの虚像のピーク位置をA、ピーク高さをHとした場合、(Hn−1+H)/(A−An−1)の値が略一定となるように、前記線状光源と前記光学機能性シートとの距離dが選定されることを特徴とするバックライトユニット。
    但し、前記虚像とはピーク高さHがH≧0.3×(Bmax−Bmin)の条件を満たすピークを指し、前記輝度分布図は、前記バックライトユニットが拡散シート及び拡散板を備えない場合の光学機能性シートにおける輝度の分布を示したものである。
  2. 複数の線状光源から発現した複数の虚像のうちの1つの虚像のピーク高さと前記1つの虚像と隣接する虚像のピーク高さとの和と、前記隣接する虚像のピーク位置間隔との比が略等しい請求項1に記載のバックライトユニット。
  3. 複数の線状光源と、少なくとも一方の表面に複数のプリズム体を有するプリズム構造が形成された光学機能性シートとを備えるバックライトユニットにおいて、前記複数の線状光源から発現した前記光学機能性シートにおける虚像の輝度が略等しく、前記光学機能性シートにおける隣接する虚像間の距離が略等間隔となるように、前記線状光源と前記光学機能性シートとの距離dが選定されることを特徴とするバックライトユニット。
  4. 複数の線状光源のうちの第1の線状光源から前記第1の線状光源に隣接する第2の線状光源までの領域を領域R、前記第2の線状光源から前記第2の線状光源に隣接する第3の線状光源までの領域を領域R、・・・第n−1の線状光源から前記第nの線状光源に隣接する第nの線状光源までの領域を領域Rn−1、第nの線状光源から前記第nの線状光源に隣接する第n+1の線状光源までの領域を領域Rとしたときに、領域R内の光学機能性シートにおける輝度の平均値で、前記領域R内の光学機能性シートにおける輝度の標準偏差を除した値が0.540以下である請求項1から3のいずれかに記載のバックライトユニット。
  5. 線状光源と光学機能性シートとの距離dは、前記光学機能性シートの屈折率n、プリズム体における線状光源から出射される光の出射面の斜面角度θ、及び前記線状光源のピッチpに基づいて、下記式(1)により算出される請求項1から4のいずれかに記載のバックライトユニット。
    d=(f(p)−27.9n−0.473θ+65.7)/0.557±5mm
    ・・・(1)
    但し、f(p)は、複数の線状光源のうちの1つの線状光源を含み、且つ前記光学機能性シートと直交する平面と前記光学機能性シートを含む平面との交線と、前記1つの線状光源から発現した光学機能性シートにおける虚像のうち、前記交線上の虚像を除く最も前記交線に近い虚像との距離を示し、前記ピッチpの関数である。
  6. プリズム体が、互いに対向する2つの第1の出射面と、互いに対向する2つの第2の出射面とを有し、前記2つの第1の出射面の面積の和が前記第2の出射面の1つの面積と略等しい略四角錐形状であり、前記プリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対して平行であるときに、f(p)が略p/3又は略2p/3である請求項1から5のいずれかに記載のバックライトユニット。
  7. プリズム体にV溝が形成された光学機能性シートが1枚配置され、前記プリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対して平行であるときに、f(p)が略p/4又は略3p/4である請求項1から5のいずれかに記載のバックライトユニット。
  8. プリズム体は正四角錐形状であり、前記プリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対してX°傾斜しているときに、f(p)が略p/(8×sinX°)又は略p/(5×sinX°)である請求項1から5のいずれかに記載のバックライトユニット。
  9. プリズム体にV溝が形成された光学機能性シートが直交して2枚配置され、光学機能性シートの一方のプリズム体の配列方向が線状光源の配向方向に対してX°傾斜しているときに、f(p)が略p/(8×sinX°+8×cosX°)又は略p/(6.5×sinX°+6.5×cosX°)である請求項1から5のいずれかに記載のバックライトユニット。
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