JP2009025774A - レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置 - Google Patents

レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2009025774A
JP2009025774A JP2007191802A JP2007191802A JP2009025774A JP 2009025774 A JP2009025774 A JP 2009025774A JP 2007191802 A JP2007191802 A JP 2007191802A JP 2007191802 A JP2007191802 A JP 2007191802A JP 2009025774 A JP2009025774 A JP 2009025774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
particles
light
sheet
lens sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007191802A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5157294B2 (ja
Inventor
Toshiya Sato
隼也 佐藤
Tsutomu Yoshida
勉 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2007191802A priority Critical patent/JP5157294B2/ja
Publication of JP2009025774A publication Critical patent/JP2009025774A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5157294B2 publication Critical patent/JP5157294B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

【課題】
レンズシート中に粒子を添加することで、拡散シートが不要で、さらにレンズ形状を変えることなく出射光の配光分布を変化させることが可能な光学シート及びこの光学シートを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
レンズシート中にフィラーを添加することで、拡散シートを使用しなくても、所望の輝度や配光範囲、均一性などを達成することが可能であり、さらに部材数削減に伴う薄型化、小型化が可能である。また、レンズシートと拡散板を固定要素を介して一体化することにより、組み立て工程の簡素化が図れ、薄型で、十分な強度を保持したまま、所望の輝度や配光範囲、均一性などを達成できる。さらには、レンズ部に粒子を添加することによりモアレが発生しにくく、また粒子の拡散性により輝度の均一性の得られる光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置である。
【選択図】 図11

Description

本発明は、画素単位での透過/非透過のレンズシートおよびディスプレイ用光学シート、あるいは透明状態/散乱状態に応じて表示パターンが規定される表示素子が配置された液晶パネルを、背面側から照明するバックライトユニット、ディスプレイ装置に関する。
近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用した液晶表示装置は、主としてOA分野のカラーノートPC (パーソナルコンピュータ) を中心に商品化されている。
このような液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側 (観察者側) に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する方式、いわゆる、バックライト方式が採用されている。
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットとしては、大別して冷陰極管 (CCFL) 等の光源ランプを、光透過性に優れたアクリル樹脂等からなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」 (いわゆる、エッジライト方式) と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載された液晶表示装置としては、例えば、図19に示すものが一般に知られている。
これは、上部に偏光板71、73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に、略長方形板状のPMMA (ポリメチルメタクリレート) やアクリル等の透明な基材からなる導光板79が設置されており、該導光板の上面 (光射出側) に拡散フィルム (拡散層) 78が設けられている。
さらに、この導光板79の下面に、導光板79に導入された光を効率よく上記液晶パネル72方向に均一となるように散乱して反射されるための散乱反射パターン部が印刷などによって設けられる (図示せず) と共に、散乱反射パターン部下方に反射フィルム (反射層) 77が設けられている。
また、上記導光板79には、側端部に光源ランプ76が取り付けられており、さらに、光源ランプ76の光を効率よく導光板79中に入射させるべく、光源ランプ76の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター81が設けられている。上記散乱反射パターン部は、白色である二酸化チタン (TiO) 粉末を透明な接着剤等の溶液に混合した混合物を、所定パターン、例えばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであり、導光板79内に入射した光に指向性を付与し、光射出面側へと導くようになっており、高輝度化を図るための工夫である。
さらに、最近では、光利用効率をアップして高輝度化を図るべく、図20に示すように、拡散フィルム78と液晶パネル72との間に、光集光機能を備えたプリズムフィルム (プリズム層) 74、75を設けることが提案されている。このプリズムフィルム74、75は互いに直行して配置されており、導光板79の光射出面から射出され、拡散フィルム78で拡散された光を、高効率で液晶パネル72の有効表示エリアに集光させるものである。
しかしながら、図19に例示した装置では、視野角の制御は、拡散フィルム78の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
さらに、図20に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、上述のようにプリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
一方、直下型方式は、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの表示装置が用いられている。
直下型方式の液晶表示装置としては、図21に例示する装置が一般的に知られている。これにおいては、上部に偏光板71、73に挟まれた液晶パネル72が設けられ、その下面側に、蛍光管等からなる光源51から射出され、拡散フィルム82のような光学シートで拡散された光を、高効率で液晶パネル71の有効表示エリアに集光させるものである。光源51からの光を効率よく照明光として利用するために、光源51の背面には、リフレター52が配置されている。
しかしながら、図21に例示する装置でも、視野角の制御は、拡散フィルム82の拡散性のみに委ねられており、その制御は難しく、ディスプレイの正面方向の中心部は明るく、周辺部に行くほど暗くなる特性は避けられない。そのため、液晶画面を横から見たときの輝度の低下が大きく、光の利用効率の低下を招いていた。
そのため一つの解決方法として、図23に示すように従来より拡散フィルム70の上に図22に示す米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム (Brightness Enhancement Film:BEF) を配置し、さらにその上に光拡散フィルム84を配置する方法が採用されている。ここでBEFとは、透明部材上に断面三角形状の単位プリズムが一方向に周期的に配列されたフィルムである。
このプリズムは光の波長に比較して大きいサイズ (ピッチ) である。BEFは、“軸外 (off−axis) ”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上 (on−axis) ”に方向転換 (redirect) または“リサイクル (recycle) ”する。
ディスプレイの使用時 (観察時) に、BEFは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここでいう「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。
プリズムの反復的アレイ構造が1方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能であり、水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように、2枚のシートを重ねて組み合わせて用いられる。
BEFの採用により、ディスプレイ設計者が電力消費を低減しながら所望の軸上輝度を達成することができるようになった。
BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献1乃至3に例示されるように多数のものが知られている。
特公平1−37801号公報 特開平6−102506号公報 特表平10−506500号公報 上記のようなBEFを輝度制御部材として用いた光学シートでは、屈折作用によって、光源からの光が、最終的には、制御された角度でフィルムより出射されることによって、視聴者の視覚方向の光の強度を高めるように制御することができる。
しかしながら、同時に視聴者の視覚方向に進むことなく横方向に無駄に出射する、想定外の光線が存在する。このため、図24に示すように、BEFを用いた光学シートから出射される光強度分布は、視聴者の視覚方向、すなわち視覚方向Fに対する角度が0° (軸上方向にあたる) における光強度が最も高められるものの、正面より±90°近辺に小さな光強度ピークが生じ、即ち、横方向から無駄に出射される光 (サイドローブ) が増えてしまうという問題がある。
また、軸上輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなり、視域が極端に限定されるため、ピーク幅を適度に拡げるために、図23に示すプリズムシートとは別部材の光拡散フィルム300を新たに併用する必要があり、部材数の増加を伴ってしまうという問題がある。
上述のように、この光学シートは、光の利用効率の向上だけでなく、光源のムラの除去、ディスプレイの視域の確保など様々な機能が求められており、一般的には複数枚の光学シートを重ね合わせることによって構成されている。しかしながら、光学シートの構成枚数が多いと、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、また光学シートの間のゴミの影響を受け、小型化や薄型化の妨げになるなどの問題がある。
ところで、またこのような液晶表示装置では、軽量、低消費電力、高輝度、薄型化であることが市場ニーズとして強く要請されており、それに伴い、液晶表示装置に搭載されるバックライトユニットも、軽量、低消費電力、高輝度であることが要求されている。
特に、最近、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。
しかしながら、上述したように従来の装置では、高輝度、低消費電力の要請に充分に応えられているとは言いがたく、ユーザからは、低価格、高輝度、高表示品位で、かつ低消費電力の液晶表示装置を実現できる光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置の開発が待ち望まれている。
本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、レンズシート中に粒子を添加することで、拡散シートが不要で、さらにレンズ形状を変えることなく出射光の配光分布を変化させることが可能な光学シート及びこの光学シートを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置を提供し、部材数を少なくすることにより薄型化、小型化を図ると共に、サイドローブ、光漏れの低減することによる輝度向上を図ることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
すなわち、請求項1の発明は、
少なくとも、レンズ部の出射面側に多数の単位レンズが並列して形成されたレンズ部を有するレンズシートにおいて、
前記レンズ支持部もしくはレンズ部の少なくとも一方に微細粒子を含むことを特徴とするレンズシートである。
請求項2の発明は、前記レンズ部の単位レンズ形状は、凸シリンドリカル、三角プリズム、マイクロレンズであることを特徴とする請求項1記載のレンズシートである。
請求項3の発明は、前記レンズ部における前記単位レンズのレンズピッチPは、10μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項2記載のレンズシートである。
請求項4の発明は、前記レンズに含まれる微細粒子を第1の粒子としたときに、前記第1の粒子の平均粒径をφp、レンズピッチをPとしたとき、
0.01≦φp かつ(φp/P)≦0.5
の関係を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のレンズシートである。
請求項5の発明は、前記レンズ支持部に含まれる微粒子を第2の粒子としたときに、前記第1の粒子及び前記第2の粒子の屈折率nP、透明樹脂の屈折率nhの間に、
0.01≦|nP−nh|≦1.1
の関係を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のレンズシートである。
請求項6の発明は、前記第1の粒子および前記第2の粒子の粒径は、0.1μm以上150μm以下であることを特徴とするレンズシートである。
請求項7の発明は、前記第1の粒子および前記第2の粒子の添加率は、0.1重量%以上40重量%以下であることを特徴とするレンズシートである。
請求項8の発明は、前記レンズ支持部の前記レンズ部と接した前記層における光拡散性がその他の前期層の拡散性よりも強いことを特徴とするレンズシートである。
請求項9の発明は、前記第1の粒子および前記第2の粒子は、不定形状のものを含むことを特徴とするレンズシートである。
請求項10の発明は、前記レンズシートにおける光入射面側に、多角柱、円柱、多角錐台、円錐台形状の凹凸パターンを有することを特徴とするレンズシートである。
請求項11の発明は、前記レンズシートは、押出し成型、射出成型、プレス成型などの溶融成型法、もしくはUVあるいは放射線などのキュアリング法により成型されることを特徴とするレンズシートである。
請求項12の発明は、前記レンズシートと光散乱部材とを積層したことを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項13前記光散乱部材の表面が微細な凹凸形状からなることを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項14の発明は、前記光散乱部材の表面に微粒子層があることを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項15の発明は、前記レンズシートの前記光入射面と、前記散乱部材の前記空隙を一以上の前記固定要素で前記光散乱部材と一体化していることを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項16の発明は、前記固定要素が接着剤を含有することを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項17の発明は、前記固定要素が粘着剤を含有することを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項18の発明は、前記固定要素が微粒子を含有することを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項19の発明は、前記固定要素が凹凸状のリブを介して一体化することを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項20の発明は、前記固定要素が光反射表面を有することを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項21の発明は、請求項12記載のディスプレイ用光学シートと光源を備え、前記ディスプレイ用光学シートの前記光散乱部材側に光源を配置することを特徴とするバックライトユニットである。
請求項22の発明は、前記バックライトユニットと、前記バックライトに含まれる前記レンズシートの光出射面側に液晶パネルを備えることを特徴とするディスプレイ装置である。
請求項23の発明は、前記バックライト装置及び前記ディスプレイ装置に用いる光源が、冷陰極蛍光ランプであることを特徴とするディスプレイ装置である。
請求項24の発明は、前記光源がLEDにより構成されることを特徴とするディスプレイ装置である。
請求項25の発明は、前記光源がELにより構成されることを特徴とするディスプレイ装置である。
請求項26の発明は、前記光源が半導体レーザーにより構成されることを特徴とするディスプレイ装置である。
上述したように、本発明に係る光学シートは、図23に示す拡散シート300を使用しなくても、所望の輝度や配光範囲、均一性などを達成することが可能である為、部材数削減に伴う薄型化、小型化が可能である。また、レンズシートと拡散板を固定要素を介して一体化することにより、組み立て工程の簡素化が図れ、薄型で、十分な強度を保持したまま、所望の輝度や配光範囲、均一性などを達成できる。さらには、レンズ部に粒子を添加することによりモアレが発生しにくく、また粒子の拡散性により輝度の均一性の得られる光学シート、バックライトユニット、ディスプレイ装置を提供することができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図15は、本発明の実施の形態に係るレンズシート、光学シートおよび光学シートを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置の一例を示す側面図である。
以下光散乱部材について説明する。
この光学シート39は、入射面100から入射した光Hを、出射面101側に散乱する光散乱部材1を備えている。
光散乱部材1は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散された粒子から構成されている。
光散乱部材1に使用される透明樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等を使用することができる。
ここで、ポリカーボネート、ポリスチレン、メチルスチレン樹脂及びシクロオレフィンポリマーの線膨張係数は、それぞれ6.7×10−5(/℃)、7×10−5(/℃)、7×10−5(/℃)及び6〜7×10−5(/℃)である。
一方、レンズシート4が、例えばPETを含む場合、PETの線膨張係数は2.7×10−5(/℃)であり、光散乱部材1の線膨張係数の方が大きい。従って、光学シート39が熱を受け、変形する場合には、光散乱部材1側に反りが発生する。その場合には、レンズシート4の線膨張係数が小さいことを考慮し、光散乱部材1の線膨張係数を、7.0×10−5(/℃)以下とすることも可能であり、その場合上述の変形を防止することが可能である。
なお、レンズシート4を押出し法で成型し、材料としてポリカーボネートを用いて作成する場合は、線膨張係数が上述の光散乱部材1とほぼ同等であるため反りは発生しない。
また、前記透明樹脂中に分散される粒子としては、無機酸化物からなる粒子又は樹脂からなる粒子が使用できる。例えば、無機酸化物からなる粒子としてはシリカやアルミナ等からなる粒子を挙げることができる。また、樹脂からなる粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン−ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子等を挙げることができる。これら粒子は、2種類以上を混合して使用してもよい。
ここで、光散乱部材1は、透明樹脂とこの透明樹脂の中に分散される粒子とを具備して構成されており、これら透明樹脂の屈折率と粒子の屈折率は、十分な光拡散特性を得るために異なる必要がある。透明樹脂の屈折率と粒子の屈折率の差は0.02以上であることが望ましい。また、光散乱特性上その屈折率差は0.5以下でよい。
光散乱部材1に含まれる前記粒子の平均粒径は0.1〜100μmであることが望ましい。好ましくは1.0〜50μmである。前記粒子の粒径が0.1μm以下であると入射光が可視光を散乱することにより出射光が色味を帯び、前期粒子の粒径が100μm以上になると出射光輝度分布の半値角が小さくなり十分な光拡散性能を得られないためである。または、光散乱部材1は透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造とし、透明樹脂と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。
そして、これら透明樹脂中に粒子を分散して、押出し成型することにより、板状の光散乱部材1を製造することができる。その厚みは、1〜5mmであることが望ましい。
1mm未満の場合、光散乱部材1は薄くコシがないのでたわむという欠点がある。一方5mmを越えると、光源41からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。
さらにまた、光散乱部材1の表面に微細な凹凸を具備することにより、光拡散性を有していても良い。この場合、光散乱部材1は当該分野でよく知られた押し出し法、キャスト法、または押し出し法とキャスト法を併用した方法で作成される。
具体例を図1示す。図1(a)は、光散乱部材1の一方の面に微細な凹凸を作製したものであり、また図1(b)および図1(c)は、両面に微細な凹凸をつけたものの一例を示したものである。ここで、図1(b)は、光散乱部材1の両面の微細な凹凸の配置方向が平行であり、また図1(c)は、光散乱部材1の両面の微細な凹凸の配置方向が直交している。
ここで、微細な凹凸の種類としては、凸状シリンドリカル形状のもの、レンズ形状のもの、三角プリズム形状が挙げられるが、これらに限らず、光散乱部材1の光拡散機能が微細の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであれば上記の形状に限らない。
さらにまた、光散乱部材1の表面に微細な凹凸を形成することは、上述の光拡散機能にとどまらず、後述する空隙200を確保することも可能となる。
すなわち、光散乱部材1の光出射面101とレンズシート4の光入射面102を接合する際に光散乱部材1の光出射面101に形成された微細な凹凸により空隙200を確保することが可能となる。この場合、微細な凹凸として、例えばリブやマイクロレンズ、三角プリズムが挙げられるが、これに限らず、空隙200を確保することが出来る凹凸の形状であれば良い。
更に図1(d)は、レンズシート4の入射面側の表面に微粒子層2を付けたものである。またこの微粒子層2については、例えば、ビーズ、スペーサー等を含有する透明インキが挙げられるが、微粒子層2の厚さ、微粒子の種類、大きさに限定はなく、レンズシート4の光拡散機能が微粒子層2を付与する前と比較して向上するものであればよい。
尚、上述のように光散乱部材1を透明樹脂に空気を含む微細な空洞で作成する場合、あらかじめ透明樹脂中に含有された発泡剤を発泡させて作成しても良い。また、透明樹脂が相溶しない樹脂を含有し、少なくとも一軸方向に延伸する方法でも作成することができる。
この光学シート39は、光散乱部材1の出射面101側とレンズシート4の入射面102の間に設けられ、光散乱部材1とレンズシート4の空隙200を保持しながら固定する固定要素3を有している。
固定要素3として、光散乱部材1によって散乱した光を透過する複数のリブ、接着剤層または粘着剤層、または光散乱部材1によって散乱した光を光散乱部材1側に反射する複数の反射表面を有するもしくは反射材を含むリブ、反射材を含有した接着剤層または粘着剤層が挙げられる。しかし固定要素3はこれらの手法によって形成されるものに限定されるものではなく、溶着する方法、固定具を用いる方法、エキシマを照射し常温接合する方法によっても形成される。
ここで固定要素3は、光散乱部材1の出射面101及びレンズシート4の入射面102を全て覆うものではない。
すなわちこれにより、図15の光散乱部材1とレンズシート4の間に、空隙200を備えることができる。このような空隙200により透過する光を集光してレンズシート4に導くことが可能となる。空隙200は、例えば、空気や窒素等の気体からなる。
まず、固定要素3として、接着剤層または粘着剤層を用いる場合について述べる。接着剤層または粘着剤層を付ける位置は、光散乱部材1とレンズシート4の表示領域外(ディスプレイ装置にレンズシート4が組み込まれた場合に画像表示に使用される以外の領域をいう)を少なくとも部分的に接合する。しかし場合によっては、ディスプレイの画像表示品位(例えば、固定要素3がディスプレイから視認される等)に影響がなければ、接着剤層または粘着剤層が表示領域内にあっても良い。
一例として、接着剤層または粘着剤層を付ける位置を図2(a)から図2(e)に示す。
図2(a)は、光散乱部材1の周辺全体に接着剤層または粘着剤層を配置する場合を示したものである。図2(b)及び図2(c)は、光散乱部材1のそれぞれ向かい合う一組の両端の辺のみを接着剤層または粘着剤層を配置する場合を示したものである。図2(D)は、光散乱部材1の4つの角部に接着剤層または粘着剤層を配置する場合を示したものである。図2(e)は、光散乱部材1の周辺全体に、点状に接着剤層または粘着剤層を配置する場合を示したものである。ここで、先ほどの図2(b)及び図2(c)の場合においても、必要に応じて、接着剤層または粘着剤層を点状に塗工してもよい。
尚、後述する、リブや白箔に接着剤層または粘着剤層を使用する場合、接着剤層または粘着剤層はリブや光反射部のみにあっても良いし、光散乱部材1の全面に形成されていても構わない。
接着剤層または粘着剤層としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の接着剤層または粘着剤層が挙げられる。いずれの場合も高温のバックライト内で使用されるため、100℃で貯蔵弾性率G’が 1.0E+04 Pa以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中に光散乱部材1とレンズシート4がずれる場合があり望ましくない。また安定に空隙200を確保するために、接着剤層または粘着剤層の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。
また接着剤層または粘着剤層は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。
さらに、表示領域内に接着剤層または粘着剤層を使用する場合、その接着剤層または粘着剤層の使用に伴う光の吸収は1%以内でなければならない。1%を超えると光学シート39から射出する積算光量が減少し、レンズシート4の形状によらず軸上輝度が低下するなどの影響が出るため好ましくない。
接着剤層または粘着剤層を配置する方法として、コンマコーター等の各種塗工装置、印刷方式、ディスペンサーやスプレーを用いる方法、または筆等を用いた手作業による塗工であってもよい。
固定要素3として、リブを用いることができる。このリブを用いる方法により、きわめて安定に空隙200を、一定の厚みで均一に固定することができるので表示品位(光学密着によるムラ、ニュートンリング)などの外観特性を向上することもできる。
ここで一般にリブは、一定の形状に成形された透明樹脂がストライプ状に配置されたものを示す。
リブは、レンズシート4の入射面102側に成型してもよいし、光散乱部材1の出射面101側に成型してもよい。図3(a)は、レンズシート4の入射面102側に前記リブを成型したものであり、図3(b)は光拡散部材1の出射面101側に前記リブを成型したものである。
しかし本発明で用いるリブとしては、上述のストライプ状のものに限らず、図4に示すものであってもよい。
すなわち、図4(a)は、光散乱部材1の表面にレンチキュラー形状を作製したものであり、図4(b)は光散乱部材1の表面に円柱形状を作製したものであり、さらに図4(c)は光散乱部材1の表面に球状形状を作製したものである。
ここでリブの形状は、上述した形状に限らず、一方向に延在したレンチキュラー形状や三角柱形状、台形形状、プリズム形状などの構造や多角錐、円錐(又は多角台錐、円錐台など)や多角柱、円柱などの柱状、直方体や球状(又は半球状)、楕円体などの構造であってもよい。
またリブの作製方法によっては、リブの高さが一定であれば側面の形状は不特定の形状であってもよい。これらのリブで空隙200を確保する場合、上記の1種類のリブ構造を全体に使用しても、複数種類のリブ構造を組み合わせて使用してもよい。またこれらのリブの配列はストライプ状や点線等の周期的なものでもランダムでもよく、設計に応じて適宜選択される。
また、一つのリブ(場合によっては一群のリブ)の光散乱部材1の出射面101への接地サイズは、光学シート39の上面からリブムラの視認性を低下させるために、一方向に延在したレンチキュラー形状や台形形状、プリズム形状などの構造に関してはレンズシート4に接合した部分の接地部分の線が50μm以下であることが好ましい。また円錐(又は多角台錐、円錐台など)や多角柱、円柱などの柱状、直方体や球状(又は半球状)、楕円体などの構造の接地部分の面積が2500μm以下にすることが好ましい。
更にリブムラの視認性を低下させるために線を3μm、面積900μm以下にすることがより好ましい。
リブ材料の透明樹脂として、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、メチルスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいは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等のオリゴマー又はアクリレート系等からなる放射線硬化性樹脂などの透明樹脂が一般的に用いられるが上記の材料以外にもリブの特性を出せる樹脂等も使用することができる。また透明樹脂中には、無機、有機粒子や気泡などを含有して、拡散や着色など他の効果を併せ持たせてもよい。
また透明樹脂中に分散させる粒子として、シリカやアルミナ、酸化チタンやガラスビーズなどの無機物や各種樹脂ビーズ等の有機物などを使用することができる。また透明リブに分散させる各種粒子はリブ表面に反射特性を持たせるなど、局所的に配置させたりすることもできる。また樹脂中に気泡などを分散させて粒子の代わりに用いることもできる。これらの透明樹脂中に分散させる粒子や気泡は、使用する用途に応じて、複数種類を組み合わせて使用したり、あえて使用しなくてもよい。
リブの高さとしては光学シート39の歪みによる光学密着を防ぐためにレンズシート4と光散乱部材1間の空隙200を200nm以上保つ必要がある。また空隙200の厚さが2mmを超えると、リブの視認性が上がり、ムラの原因になるばかりでなく、有効利用できない大きな射出角度の光線(光モレ)が生じるため好ましくない。
リブの出射面101の接地面積は、接着強度の低下や正面輝度の低下を妨げるために光散乱部材1の出射面101若しくはレンズシートの入射面102と接するリブの総接地面積を光散乱部材1の出射面101若しくはレンズシートの入射面102の面積に対して0.01%以上60%以下にすることが望ましい。更に、輝度低下を最小限に抑えるためにリブの光散乱部材1の出射面101への設置面積は1%以上20%以下にすることがより好ましい。0.01%未満では、接着強度が低下して剥がれが発生し、60%を超えると正面輝度が低下する。
ここで、リブを用いる場合は、上述のような表示領域外に上述の接着剤層または粘着剤層の配置の場合と同様、図14(a)から図14(d)に示すような設置位置に限定する必要はなく、レンズシート4の入射面102若しくは光散乱部材1の光出射面101の全面に設置できる。
また、一つのリブ(場合によっては一群のリブ)の光散乱部材1の出射面101への接地サイズは、光学シート39の上面からリブムラの視認性を低下させるために、一方向に延在したレンチキュラー形状や台形形状、プリズム形状などの構造に関してはレンズシート4に接合した部分の接地部分の線が50μm以下であることが好ましい。また円錐(又は多角台錐、円錐台など)や多角柱、円柱などの柱状、直方体や球状(又は半球状)、楕円体などの構造の接地部分の面積が2500μm以下にすることが好ましい。
更にリブムラの視認性を低下させるために線を3μm、面積900μm以下にすることがより好ましい。
リブの硬さに関してはバックライト使用中の高温下でレンズシート4と光散乱部材1の間に生じる熱、吸水などによる伸縮ならびに反りによる剥離を抑えることができるように、適度な柔軟性を有することが好ましい。
そして、これらの透明樹脂や粒子等を利用して、レンズシート4の光入射面102、もしくは光散乱部材1の出射面101にリブ単独で形成する。または、一括して放射線硬化成形や押出し成形、熱プレス成形など種々の方法を用いてリブ形状を作製することができる。
また貼り合わせをする場合、リブの片面又は両面に粘着剤層や接着剤層を使用してレンズシート4と光散乱部材1の間を一定の空隙200を有するように一体化することができる。更に他のリブ成形方法として、予め、粘着剤層又は接着剤層にリブを分散させておき、各種印刷法で塗工することで粘着または接着性を有したリブを一括して作製でき、更に散在させることができるため同様に、一定の空隙を有するように一体化することができる。
次に、固定要素3として、複数の反射表面を有するリブもしくは、反射材を含有した接着剤層、反射材を含有した粘着剤を用いる場合について述べる。
反射材を含有した接着剤層または粘着剤層は、金属粒子または高屈折率粒子を上述の接着剤層または粘着剤層に分散させたものを光散乱部材1に塗工することにより作成することができる。
また、反射表面を有するリブの場合は、リブを形成する透明樹脂の中に金属粒子または高屈折率粒子を練り混ぜて作成することができる。またリブの表面に光反射性の高い銀やアルミウム、ニッケル等の金属を蒸着やスパッタ等の乾式成膜によっても作成できる。
さらにまたは、透明なリブの表面に高屈折率粒子を分散混合してなるインキ、もしくは、高屈折率粒子を分散混合してなる接着剤層または粘着剤層を塗布することによっても作成できる。尚、上記以外に反射性を有する固定要素3の作成方法として、金属粒子または高屈折率粒子をバインダーに練りこんだものを印刷などの転写で形成、あるいは白箔や金属箔のラミネートによっても形成できる。
ここで、高屈折率粒子としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、クレー、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、シリカおよびシリコーンなどが挙げられる。金属粒子または金属箔としては、例えば、アルミニウムや銀が挙げられる。これらの高屈折率粒子、金属粒子または金属箔は1種類を使用しても良いし、複数種類を混ぜて使用しても良い。
さらに光反射の機能を有する固定要素3による光の吸収は1%以内でなければならない。1%を超えると光学シート39から射出する積算光量が減少し、レンズシート4の形状によらず軸上輝度が低下する。
上述の反射機能を有する固定要素3の場合、その反射率は70%以上必要であり、よりこの好ましくは80%以上である。70%より低い場合、透過光が増えすぎるため、輝度の低い視野で明部として視認される場合がある。80%以上であれば、輝度の低い視野でも視認されない。
また反射機能を有する固定要素3の配置は、上述の反射機能がないリブの場合と同じである。
固定要素3として、溶着の手法を用いる場合、例えば、熱や超音波やレーザーを使用する方法が挙げられる。これらの方法は加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。
固定要素3として、固定具を用いる場合、固定具としては、例えば樹脂や金属の止め具、ホチキス、テープなどが挙げられる。
樹脂や金属の止め具はバックライトユニットの筺体と一体化されていても構わない。これらの方法は溶着よりもさらに加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。
固定要素3として、エキシマを照射し常温接合する方法を用いる場合、178nmのエキシマUVを接合する2つの素材の片方、もしくは両方に照射したのち、2つの素材をラミネートする。ラミネート時に熱をかけても良いし、ラミネート後に熱をかけても良い。
またレンズシート4は、固定要素を介さず光拡散部材と積層されているだけでもよい。
以下レンズシート4について説明する。
図5(a)は、レンズシート4の構成例を示す斜視図である。このレンズシート4は、出射面103に多数の凸シリンドリカル形状の単位レンズが並列して形成されたレンズシート4であり、透明樹脂から構成されるレンズシート4中に粒子を分散させて構成されている。
また、レンズシート4は、少なくともレンズ部5とレンズ支持部6から構成され、かつレンズ部5に含まれる第1の粒子7、レンズ支持部6に含まれる第2の粒子8から構成されている。
ここでレンズシート4は、レンズ部5とレンズ支持部6とで透明樹脂の種類が同じでも異なっていてもよい。さらに、第1の粒子7、第2の粒子8の材質、添加量が同一であっても異なっていてもよく、その組み合わせは自由である。構成例の一例を図6に示す。図6(a)は、レンズ部5、レンズ支持部6共に同じ粒子、透明樹脂からなり、図6(b)は、レンズ部5およびレンズ部6が異なる大きさまたは種類の粒子、透明樹脂から構成されている。また、図6(c)および図6(d)は、レンズ部5もしくはレンズ支持部6のどちらか一方が透明樹脂層からなり、他方が粒子を有する、もしくは前記透明樹脂とは異なる透明樹脂から構成される。また、レンズシート4が少なくとも一つ以上の樹脂層から構成されるとき、その樹脂層界面は均一でも不均一であってもよい。
上述のレンズシート4は、図15より、光源41から光散乱部材1及び空隙(空気層)200を伝達してきた光を入射する入射面102から入射し、さらにその光を出射面から光学利得が1以上の光Kとして出射するものである。
ここで光学利得とは、光学的な拡散部材の拡散性を示す指標の一つであり、完全拡散する拡散体の輝度を1として、その光の輝度との比で表される。測定する拡散部材の拡散性が方向によって偏っている場合、方向ごとの光学利得を出すことで、その拡散部材の拡散特性を示すことが出来る。
また、完全拡散とは、吸収が0で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が1以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。
図7は光学シュミレーション(RayTracingシミュレーション)によるレンズの説明図である。図7(a)は通常の単位レンズシートの一つの単位レンズから正面方向(0度)に出る光線を示す。これよりレンズの全面から光線が出ることが分かる。
図7(b)に示しているのは図7(a)と同じ単位レンズシートの単位レンズの正面方向ではなく垂直斜め方向近辺(60度〜90度)に出る光を示す。これより図7(b)の斜め方向の光はレンズの頂点付近302からしか出ないことが分かる。
すなわち、レンズシートから出る全体の輝度分布において光のロスになるサイドローブと呼ばれる部分はレンズシートの各単位レンズの頂点付近から出射される光である。
従って、サイドローブを低減させる方法の一例として、単位レンズ中にレンズを構成する透明樹脂とは屈折率の異なる粒子を添加する方法が挙げられる。単位レンズ中に屈折率の異なる粒子を添加することにより、入射光はレンズ部5内で拡散され、レンズ頂点付近302から出射する光も拡散されることにより、サイドローブが低減された出射光分布を得ることが出来る。この考えを具現化するレンズシートの構造が本発明に係るレンズシート4である。
また、上述の場合はレンズ部5に第1の粒子7を添加する場合であったが、レンズ支持部6に第2の粒子8を添加した場合や、レンズ部5に第1の粒子7を添加し,かつレンズ支持部6に第2の粒子8を添加した場合でも、レンズ部5に第1の粒子7を添加する場合と同程度な光学特性が得られた。
レンズシート4の厚みに関しては、製造プロセス或は要求されるレンズシート4の物理特性等により決められ、レンズ支持部6の厚さTは、50um以下だとシワが出てしまうので、50μm<Tである必要がある。
さらにまた使用するバックライトユニットやディスプレイ装置のサイズによりそのレンズ支持部6の厚みは変化する。例えば、対角37インチサイズ以上のディスプレイ装置ではレンズ支持部6の厚さTは0.5mmから3mmが望ましい。
レンズ部5は、透明樹脂と透明樹脂の中に分散された第1の粒子7とを具備して構成されており、透明樹脂の屈折率と第1の粒子7の屈折率が異なるものである必要がある。さらに、レンズ部5は、少なくとも一つ以上の層から構成される。
レンズ部5は、レンズ部5内で、透明樹脂の種類が同じでも異なっていてもよい。さらに、第1の粒子7の材質、添加量が同一であっても異なっていてもよく、その組み合わせは自由である。また、前記レンズ部5が少なくとも一つ以上の樹脂層から構成されるとき、その樹脂層界面は均一でも不均一であってもよい。構成例を図8に示す。図8(a)は、第1の粒子7を含まない透明樹脂のみからなるレンズ部5を示す。図8(b)は、レンズ部5全体に第1の粒子7を分散させた場合を示す。図8(c)は、第1の粒子7をレンズ部5のレンズ頂点付近のみに分散させた場合示す。図8(d)は、第1の粒子7をレンズ部5のレンズ底辺部付近のみに分散させた場合を示す。図8(e)は、第1の粒子7をレンズ部5のレンズ部表面付近のみに分散させた場合を示す。
レンズ支持部6は、透明樹脂と透明樹脂の中に分散された第2の粒子8とを具備して構成されており、透明樹脂の屈折率と第2の粒子8の屈折率が異なるものである必要がある。さらに、レンズ支持部6は、少なくとも一つ以上の層から構成される。
レンズ支持部6は、レンズ支持部6内の各層において、透明樹脂の種類が同じでも異なっていてもよい。さらに、第2の粒子8の材質、添加量が同一であっても異なっていてもよく、その組み合わせは自由である。また、レンズ支持部6が少なくとも一つ以上の樹脂層から構成されるとき、その樹脂層界面は均一でも不均一であってもよい。レンズ支持部6内の各々の層を構成する要素として、透明樹脂のみからなる層、透明樹脂と少なくとも一種類以上の第2の粒子8を混合した層、少なくとも一種類以上の第2の粒子8を混合した層、レンズ支持部6層内で第2の粒子8の分散濃度を変化させた層、屈折率の異なる層が積層された層などが考えられ、この組み合わせは自由である。
組み合わせの一例を図9および図10に示す。図9は、レンズ支持部6内の各層を構成する透明樹脂層の組み合わせを示したものであり、図10はレンズ支持部6内の各層を構成する第2の粒子8の組み合わせを示したものである。図9(a)は、レンズ支持部6内の樹脂層が、一種類の透明樹脂層から構成される場合を示す。 図9(b)は、二種類以上の透明樹脂層を混合してなる場合を示す。図9(c)は、二種類以上の透明樹脂層が多層構成された場合を示す。また、 図10(a)は、レンズ支持部6内の樹脂層が、第2の粒子8を含まない場合を示す。 図10(b)は、一種類の第2の粒子8からなる場合を示す。図10(c)は、二種類以上の第2の粒子8を混合してなる場合を示す。図10(d)は、二種類以上の第2の粒子8が分散された層が多層構成であるものを示す。図10(e)は、二種類以上の第2の粒子8が分散された層が多層構成であり、かつ透明樹脂層を含むものを示す。図10(f)は、少なくとも一種類以上の第2の粒子8を含有し、かつレンズ支持部6内で第2の粒子8の含有量が異なる層から多層構成されているものを示す。例えば、図9(c)の樹脂層に図10(b)粒子を組み合わせるように、図9と図10の組み合わせは自由である。
レンズシート4を形成する透明樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET、ポリプロピレン等が挙げられ、透明樹脂は二種類以上を混合してもよく、その組み合わせの別は問わない。
レンズ部5およびレンズ支持部6の組み合わせの一例を図11に示す。
図11(a)は、レンズ部5は透明樹脂から構成され、レンズ支持部6は第2の粒子8の含有量が異なる層から多層構成されている場合である。図11(b)は、レンズ部5が透明樹脂から構成され、レンズ支持部6が一種類以上の第2の粒子8から構成され、かつ多層構成である場合である。図11(a)、図11(b)を比較すると、レンズ支持部6の光入射面103から光が入射した場合、図11(a)の構成では、レンズ支持部6の光入射面103から入射した光は、拡散されることなくレンズ部5付近まで進行したのち第2の粒子8により拡散される。一方、図11(b)の構成では、第2の粒子8がレンズ支持部6の光入射面103付近に多く分散しているので、レンズ支持部6の入射面103から入射した光は、入射直後に拡散され、レンズ部5へと進行する。その進行に伴い、増々入射光は拡散してしまう。このときレンズ部5に入射する光の拡散性は、図11(a)の構成の方が低くなる。したがって、レンズ部5から出射される光強度は図11(a)の方が高くなる。
図11(a)および図11(b)のように、第2の粒子8の分散状態によりレンズシート4から出射される光Kの光強度分布は異なるため、用途に応じた使い分けが必要である。
また、図11(c)は、レンズ部5は透明樹脂から構成され、レンズ支持部6は第2の粒子8の含有量が異なる層から多層構成され、かつレンズシート4における光入射面側103に凹凸形状を有する場合である。この構成では、レンズシート4に第2の粒子8を分散させることにより、レンズシート4が透明樹脂層から構成された場合と比較してリブの視認性が低下するとともにモアレも減少する。
また、図11(d)は、レンズ部5、レンズ支持部6ともに粒子が分散している場合である。
第1の粒子および第2の粒子としては、結晶性シリカ、無定形シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、アルミナ粉末などの無機化合物からなる粒子、又はアクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン―ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン―テトラフルオロエチレン共重合体)等の含フッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂などからなる粒子、中空粒子などが挙げられる。また、これらの粒子は球形状でも定形状でも不定形状でもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。
不定形粒子の粒径は、不定形粒子の最長軸と最短軸の平均とする。
透明樹脂には、各種添加剤を必要に応じて単独でまたは組み合わせて使用してもよい。
この場合、添加剤としては、特に限定されるものではないが、酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外吸収剤などの安定剤、滑剤または可塑剤などの樹脂改質剤、軟質重合体、アルコール性化合物などの白濁防止剤、帯電防止剤、難燃剤などが挙げられ、少なくとも可塑剤または酸化防止剤が添加されていることが好ましい。
また、これらの添加剤の配合量は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択される。
レンズシート4における第1の粒子7および第2の粒子8の屈折率をnP、透明樹脂の屈折率をnhとすると、粒子の屈折率と透明樹脂の屈折率差は、0.01≦|nP−nh|≦1.1の関係を有することが望ましい。粒子の屈折率と透明樹脂の屈折率の差は0.01未満であると十分な光散乱性能が得られず、その屈折率差が1.1を超えると光透過性能が低下する。
また、レンズシート4は、透明樹脂中に空気を含む微細な空洞を有した構造もしくは粒子を添加することにより、透明樹脂と空気の屈折率差で拡散性能を得ても良い。
レンズ部5におけるレンズピッチPは、10μm以上300μm以下であることが望ましい。レンズピッチPが10μm未満であると金型切削が困難であり、光学特性を満足する十分なレンズ成型精度が得られず、300μmを超えるとレンズ高さが高くなり薄型化が困難、泡噛みなどの成型上の不都合を生じる。
さらに、レンズ部5における第1の粒子7の粒径は、粒子の平均粒径をφp、レンズピッチをPとすると、0.01≦φpかつ(φp/P)≦0.50の関係を有することが望ましい。第1の粒子7の粒径φpが0.01未満であると、透過光が可視光を散乱することにより色味を帯び、また、レンズピッチに対する第1の粒子7の粒径φp/Pが0.50を超えるとレンズシート4の成型性が悪化し表示品位が低下する。
レンズシート4における第1の粒子7および第2の粒子8の粒径φpは、0.1μm以上150μm以下であることが望ましい。粒子粒径が0.1μm未満であると出射光が可視光を散乱することにより色味を帯び、150μmを超えるとレンズシート4内に含有される粒子濃度が大きくなりすぎるため、成形性が悪化し表示品位が低下する。
さらに、第1の粒子7および第2の粒子8の添加率は、透明樹脂に対し0.1重量%以上50重量%以下であることが望ましい。添加率が0.1重量%未満であると十分な光散乱性能が得られず、50重量%を超えると成型性の低下および強度の低下、半値角が大きくなるなどの不都合が発生する。
さらにまた、第1の粒子7および第2の粒子8は、光の利用効率を高めるために、第1の粒子7および第2の粒子8の光の吸収が少ない方が好ましい。第1の粒子7、第2の粒子8の光の吸収が大きいと光学シート39から射出する積算光量が減少し、レンズシート4の形状によらず正面輝度が低下する。
ここで、図5におけるレンズシート4は、凸シリンドリカル形状であるが、単位レンズ形状はこれに限らず、シリンドリカルレンズの断面が凸形状、円形状、多角形状であり、なおかつ正面視したときのパターンが直線形状、同心円状、蛇行形状、放物線状、また、単位レンズが二次元的に配列されたレンズシートにおいては、多角錐状のマイクロプリズム、半球状のレンズを並べたマイクロレンズ、円錐台、角錐台など、また、左右の変が非対称であってもよく、辺が直線であっても曲線であってもよい三角プリズム形状、またこれら複数のレンズを組み合わせたものであってもよい。
また、レンズピッチPは一つの単位レンズの高さの最も低くなる左右の谷部(点である)同士を直線で結んだときの距離をいう。また、レンズシート4の隣り合う各々の単位レンズ同士は接していなければならない。
すなわち、単位レンズ同士が離れており、上述の谷部が平坦な直線になっているとそこから出射される光は光の制御がされていない(光学利得がほぼ0)の拡散光が生じるためである。
また上述のレンズシート4において、各々のレンズの谷部及び頂部の端部が丸みを帯びていいてもよい。
特に、図12に示すように、レンズシート4がシリンドリカルレンズである場合には、レンズシート4の単位レンズの凹凸の谷部からの垂線と単位レンズの接線がなす角度はα(15°<α)である必要がある。その理由は、互いに隣接するレンズシート4の単位レンズの境界(谷部)のなす角度2αが30°未満であると、成形後の離型性が低下したり、又は、成形を繰り返すうちに金型先端が曲がってしまい成形品離型ができなくなったり、金型取扱時に金型先端の損傷を生じ、生産上好ましくない。
また、レンズシート4は、単位レンズのレンズピッチがランダムであってもよい。これは、レンズシート4をディスプレイに組み込んだ時に、パネルの横或は縦セル構造とのモアレを低減させる為に一つの方法になる。
さらにまた、レンズシート4の表面に微細な凹凸を具備することにより、光拡散性を有していても良い。この場合、レンズシート4は当該分野でよく知られた押し出し法、キャスト法、または押し出し法とキャスト法を併用した方法で作成される。具体例として、図13(a)、図13(b)に示すように、レンズシート4の入射面103側に微細な凹凸を作製したものである。ここで、微細な凹凸の種類としては、凸状シリンドリカル形状、同心円状のシリンドリカル形状、蛇行状のシリンドリカル形状、放物線状、多角錐プリズム形状、半球状のレンズを並べたマイクロレンズ、円錐台、角錐台などが挙げられるが、これらに限らず、レンズシート4の入射面側103の微細な凹凸形状に起因する光拡散機能が、微細の凹凸が付与される前に比較して向上する凹凸形状のものであれば上記の形状に限らない。
更に図13(c)は、レンズシート4の入射面側103の表面に微粒子層2を付けたものである。またこの微粒子層2については、例えば、ビーズ、スペーサー等を含有する透明インキが挙げられるが、微粒子層2の厚さ、微粒子の種類、大きさに限定はなく、レンズシート4の光拡散機能が微粒子層2を付与する前と比較して向上するものであればよい。
一般にディスプレイは周期的な画素構造をもつものが多く、さらに図13よりレンズシートも周期的な構造を持つ。そのため、それぞれの周期構造同士のモアレ、3つ以上の周期構造で発生する2次モアレなどの高次のモアレが生じ見た目を損なう欠点が生じる。
そこで、レンズシート4の光出射面102に形成された単位レンズと光入射面103に形成された凹凸構造の配列が直交している場合に限らず、レンズシート4の光出射面102に形成された単位レンズの長手方向L1と光入射面103に形成された凹凸構造の長手方向L2がなす角βだけずれていてもよい。
ここで、βは45°<β<135°(β∈90°±45°)に設定することが好ましい。これにより、ディスプレイの周期的な画素構造の横或は縦の構造との間で生じるモアレを防止することができる。
また、レンズシート4は、レンズシート4の入射面103側の表面にリブを形成することにより、空隙200を確保することも可能となる。すなわち、光散乱部材1の光出射面101とレンズシート4の光入射面103を接合する際に、レンズシート4の光入射面103に形成されたリブにより空隙200を確保することが可能となる。
リブとして、例えば、図14(a)は、レンズシート4の光入射面103にレンチキュラー形状を作製したもの、また図14(b)はレンズシート4の光入射面103に円柱形状を作製したもの、さらにまた図14(c)はレンズシート4の光入射面103に球状形状を作製したものである。ここで凹凸形状は、上述した形状に限らず、一方向に延在したレンチキュラー形状や台形形状、プリズム形状などの構造や多角錐、円錐(又は多角台錐、円錐台など)や多角柱、円柱などの柱状、直方体や球状(又は半球状)、楕円体などの構造であってもよい。またリブの作製方法によっては、リブの高さが一定であれば側面の形状は不特定の形状であってもよい。これらのリブで空隙200を確保する場合、上記の1種類のリブ構造を全体に使用しても、複数種類のリブ構造を組み合わせて使用してもよい。またこれらのリブの配列はストライプ状や点線等の周期的なものでもランダムでもよく、設計に応じて適宜選択される。
レンズシート4の成型法は、特に限定されるものはないが、熱可塑性樹脂を用いた溶融成型法、UVや放射線硬化型の樹脂(UVや放射線で硬化する材料を含む樹脂であれば特に種類は限定しない)を用いたUVもしくは放射線キュアリング法が挙げられる。溶融成型法としては、プレス成型、押し出し成型、射出成型などが挙げられるが、成形性および生産性の観点から押出し成型が好ましい。
この場合において、レンズシート4は、レンズ部5とレンズ支持部6を同一の材料からなる一つの基材から構成しても良いし、それぞれ別の材料の別の基材から作製してもよい。
この場合においては、レンズ部5とレンズ支持部6を押出し成形で同時に作製することが好ましい。
さらにまた、レンズ支持部6を押し出し成形法で作製し、レンズ部5をUV成形で作製してもよく、その組み合わせの別は問わない。
レンズシート4の作製法として、予め過熱された樹脂基材を冷却ロールで形をつけることでレンズ形状を形成、もしくは、逆に常温の樹脂基材を、加熱ロールによって、レンズ形状を形成する押出し法により成型してもよいし、樹脂基材上に紫外線硬化樹脂など電離線硬化性の樹脂を形成しながら固めることによって作成するUVキュアリング法を用いても良い。
本発明レンズシート4は、拡散シートを使用しなくても、BEFと拡散シートの組み合わせと同等な光学特性を得ることが出来る。
また光学シートから出射される光の正面輝度分布をより広くしたい(視野角を広げる)場合には、光学シート39の上に拡散シートを併用して用いても良い。
本発明の実施の形態に係るバックライトユニットは、ランプハウス43内に収納されたシリンダー形状の複数の光源41と、各光源41からの光Hを、偏光板31、33に挟まれた液晶パネル35に供給する光学シート39を備えてなる。なお、図中45は、複数の光源41の背面側に配置された光反射板である。
また、本発明の実施の形態に係るディスプレイ装置は、前述の光源41と光学シート39とさらにその上に液晶パネル32を含んだ装置である。この場合は、ディスプレイ装置は液晶表示装置を示すが、これに限らず、上述の光学シート39を含んだ、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等画像を光を利用して表示する表示装置であればその種類は問わない。
光学シート39は、バックライトの輝度向上に用いる用途以外にも、LCD、ELやPDPなどディスプレイの視野角コントロールフィルムや、コントラスト向上フィルム、太陽電池用の光制御フィルム、投射スクリーンなどに用いることができる。
光学シート39は、光源が、冷陰極蛍光ランプの場合はもちろん、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているLED、EL(図17)、半導体レーザー等を用いたディスプレイ装置にも用いることができる。
ここで、ディスプレイ装置の光源としてLEDを用いる場合、図18(a)に示すように、赤色、緑色、青色のLEDのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射するものや、図18(b)に示すように拡散板等を用いた赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射することができるものにも使用できる。
またバックライトユニットにおいては、ますます薄型化が進んでおり、それに従い光源と光学シートの距離も短くなっているが、本願発明の光学シート39を使用すれば直下型や図16に示すサイドエッジ型のバックライトユニットにおいても、光源ランプ同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
さらにディスプレイ装置もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート39のサイズも大きくなっていくが、本願発明の光学シート39は薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置にも十分に使用できる。
(実施例1)
図25は、本発明のレンズシート4から出射される垂直方向の輝度分布を比較したものである。この評価に使用したレンズシート4の構成を以下に示す。
透明PET基材上に、レンズシート4のパターンを形成させるUV硬化性アクリル系樹脂を塗布し、レンズシート4の形状に切削したシリンダー金型を使用して紫外線硬化型樹脂が塗布されたフィルムを搬送しながらUV光を透明PET側から露光することにより、UV硬化型樹脂を硬化させた。硬化後、透明PETフィルムから金型を剥離することにより、レンズシート4を作製した。
この方法により作製されたレンズシート4の構成は以下のものである。
構成1および構成2に使用される材料は、屈折率1.50のUV硬化性アクリル系樹脂に、屈折率1.59、粒径2μmのスチレン粒子を0、1、10、30、40、50重量%添加したものである。
このときレンズ形状は、構成1が、ピッチ140μm凸シリンドリカル形状、構成2がピッチ30μm頂角90°の三角プリズムである。
構成1において、レンズ部に第1の粒子7を添加していないものはサイドローブが顕著に現れ(図25(a))、透明樹脂に対する第1の粒子7の添加量を1重量%(図25(b))、10重量%(図25(c))、30重量%(図25(d))、40重量%(図25(e))と変化させることにより、出射光輝度分布形状は変化し、第1の粒子7の添加量が増加する毎にサイドローブが低減され、最大傾斜角が緩やかになり、視野角が広くなった。また、第1の粒子7の添加量が50重量%を超えるとレンズ成型は出来なかった。
また、構成2において、同様の材料でレンズ形状を頂角90°の三角プリズムと変えても同様の効果が得られた。
(実施例2)
レンズシート4の形状に切削した第1金型ロールと、レンズシート4の光入射面側103を形成するための第2金型ロールとを用意し、第1金型ロールと第2金型ロールを押出し機に近接して配置した。熱可塑性ポリカーボネート樹脂シートを溶融し、上記押出し機により成型し、当該シートが冷却、硬化する前に上記第1金型ロールと第2金型ロールとによって成形して、レンチキュラーレンズを得た。
この方法により作製されたレンズシート4は、以下の構成のものである。
構成3および構成4に使用される材料は、屈折率1.59の熱可塑性ポリカーボネート樹脂に屈折率1.49、粒径2μmのスチレン粒子を0、1、10、30、40重量%添加したものである。
このときレンズ形状は、構成3が、ピッチ140μm凸シリンドリカル形状、構成4がピッチ30μm頂角90°の三角プリズムである。
構成3において作製したレンズシート4は、実施例1から得られた結果と同様な傾向が得られた。すなわち、レンズシート4に第1の粒子7を添加することにより、第1の粒子7を添加しなかったものと比較すると射光輝度分布形状は変化し、第1の粒子7の添加量が増加する毎にサイドローブが低減され、最大傾斜角が緩やかになり、視野角が広くなった。また、頂角90°の三角プリズムでも同様の効果が得られた。
(実施例3)
凸シリンドリカル形状に切削した第1金型ロールと、レンズシート4の光入射面側103を形成するためのパターン形成されていない第2金型ロールとを用意し、第1金型ロールと第2金型ロールを押出し機に近接して配置した。屈折率1.50の熱可塑性アクリル樹脂シートを溶融し、上記押出し機により成型し、当該シートが冷却、硬化する前に上記第1金型ロールと第2金型ロールとによって成形した。
この方法により作製された結果を表1および表2に示す。
ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチルいずれの第1の粒子7においても、レンズピッチに対する第1の粒子7の粒径φp/Pが0.5を超えると成型性が低下し、表示品位が悪化した。また、粒径φpが0.01未満の第1の粒子7および第2の粒子8を含有するレンズシート4は、色味を帯び、ディスプレイ装置に使用するのは困難であった。
また、第1の粒子7および第2の粒子8の添加量が0.1重量%未満であると光散乱性能が得られず、40重量%を超えるとレンズシートの成型性が低下し十分な強度をもったレンズシートを得られなかった。これより、レンズシートの成型性と拡散性を考慮して、第1の粒子7と第2の粒子8の添加量は、0.1%以上40%以下が好ましい。
屈折率の高い酸化チタンを添加した場合は、少量添加することにより高い拡散性能が得られたが、屈折率の低いフッ素系の樹脂に添加すると、第1の粒子7および第2の粒子8の屈折率nPと透明樹脂nhの屈折率差|nP−nh|が1.01より大きくなるため、散乱光が増加し十分な輝度を得られなかった。
さらに、不定形粒子を添加した場合も球形粒子を添加したときと同様な結果が得られた。
(実施例4)
レンズシート4の形状に切削した第1金型ロールと、レンズシート4の光入射面側103を形成するための第2金型ロールとを用意し、第1金型ロールと第2金型ロールを押出し機に近接して配置した。熱可塑性の樹脂シートを上記押出し機により成型し、当該シートが冷却し硬化する前に上記第1金型ロールと第2金型ロールとによって成形して、レンチキュラーレンズ部材を得た。
この方法により作製されたレンズシート4は、以下の構成のものである。
構成5は、レンズ部に屈折率1.59の熱可塑性ポリカーボネート、レンズ支持部に粒径2μm、屈折率1.49のポリメタクリル酸メチル粒子を屈折率1.59の熱可塑性ポリカーボネート樹脂に10重量%混合したものを、第1金型形状に凸シリンドリカル形状、第2金型形状にパターン付与のない金型を用いて作製した。
構成6は、屈折率1.59の熱可塑性ポリカーボネートに、レンズ支持部に粒径2μmと30μmの屈折率1.49のポリメタクリル酸メチル粒子を屈折率1.59の熱可塑性ポリカーボネート樹脂に対し10重量%混合したものを、第1金型形状に凸シリンドリカル形状、第2金型形状にパターン付与のない金型を用いて作製した。
構成7は、屈折率1.59の熱可塑ポリカーボネート樹脂に、レンズ部では屈折率1.49粒径2μmのポリメタクリル酸メチル粒子を10重量%混合し、レンズ支持部で粒径2μmと30μmのポリメタクリル酸メチル粒子(屈折率1.49)を10重量%混合したものを、第1金型形状に凸シリンドリカル形状、第2金型形状にパターン付与のない金型を用いて作製した。
構成8は、屈折率1.59の熱可塑ポリカーボネート樹脂に、レンズ部では粒径10μm、17μmのポリメタクリル酸メチル粒子(屈折率1.49)を10重量%混合し、レンズ支持部には粒径2μm、30μmのポリメタクリル酸メチル粒子(屈折率1.49)を10重量%混合したものを、第1金型形状に凸シリンドリカル形状、第2金型形状にリブ形状の金型を用いて作製した。
構成5、6、7、8から得られたレンズシート4は、いずれも実施例1と同様な傾向が得られた。また、構成8に関しては、透明樹脂のみからなるレンズシートにリブを形成した場合よりも、リブの視認性が低下した。
(レンズ形状、リブや凹凸形状を有した光拡散層)
(実施例5)
表面の凹凸を具えた光拡散層の成形方式は以下の4種類がある。
今回は、市販のMS板、拡散剤を用いる場合は市販のシリカと樹脂フィラーを混合したものを使用した。また、市販の光拡散層は同じく厚さ2mmのMS板材を使用した。
1.板材押出時に直接成形した。すなわち、押出機の一号冷却ロール或いは二號冷却ロールの表面を加工して冷却ロール表面に凹凸の型を加工した。板材押出時に、冷却ロール表面の型により板材に凹凸形状を転写して作製した。
2.モールド型を使用して成形した。アクリルモノマーを使用し平板ガラス型間でブロック重合させ、アクリル板材の製品を得ることは周知の技術である。但し実施例では平板型の表面形態を改変し、凹凸形状を金属平板型に加工し、並びに光拡散層のモールディングを行ない、凹凸形状を光拡散層に転写した。
3.あらかじめ準備した市販の光拡散層に熱プレスで成型した。凹凸形状を金属上に成形して型とし、市販の光拡散層に熱プレスで金型を押し当てることにより成型した。
4.透明の樹脂を使用して光拡散層上に成形した。凹凸形状を金属上に成形して型とし、樹脂を市販の光拡散層の上に塗布し、更に均一に型を被覆させ、樹脂硬化後に型より取り出し製品を得た。樹脂はアクリル、エポキシ樹脂、ポリウレタン或いは透明熱硬化型樹脂或いは紫外線硬化型樹脂のいずれかを使用できる。
今回作成したレンズアレイはピッチ50um、頂角90°のプリズムレンズアレイで、リブ形状は一方向に延在してなる台形形状でリブ幅が60μm、高さが100μm、レンズピッチ600μmのものを使用した。
(光学シート・バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法)
(実施例6)
700mm×900mmの片面にレンズ形状、反対面にリブ形状を付与した光散乱部材1の端部5mmにロールコーターで主成分がアクリル系樹脂の接着剤を塗布(塗布量は5g/m2)し、レンズシート4をラミネートし、80℃、50%の乾燥炉に30分置き接着剤を硬化させて作成した。リブ形状があるため、接着剤が端部5mmをはみ出すことはなかった。
上記のように作成した光学シート39を80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。
その結果光散乱部材1とレンズシート4は剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シート39を冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、サンプルに剥がれは発生しなかった。
(光学シート・バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法)
(実施例7)
700mm×900mmの片面にレンズ形状を付与した光拡散層の端面5mmの範囲内に両面テープ(3M製)を貼り、リブ形状を付与したレンズシート4をラミネートした。
上記のように作成したサンプルを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果光拡散層とレンズシート4は剥がれなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成したサンプルと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(光学シート・バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法)
(実施例8)
接着剤に微粒子を混ぜ込んだ場合、
市販のUV硬化性接着剤に粒子径15umのポリスチレンフィラーを20%添加し、ロールコーターで片面にレンズ形状を付与した光拡散層に厚さ30um塗布した。タックが残っている状態まで一度UVで硬化させた。その後リブ形状を付与したレンズシート4をラミネートし、再度UVを照射し完全に接着剤を硬化させて作成した。
上記のように作成したサンプルを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果光散乱層1とレンズシート4は剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成したサンプルと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、光学シート39に剥がれは発生しなかった。
(光学シート・バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法)
(実施例9)
あらかじめ大きいサイズ(1000mm×1000mm)で作成したレンズシートと光散乱層1を重ね、間に浮きがないように軽く除電ブラシで押さえ、炭酸ガスレーザー断裁機で500mm×500mmのサイズに断裁した。この際、断裁カスが発生しサンプルに付着するため、ダクトの吸引力を強める工夫をした。
上記のように作成したサンプルを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果光散乱層1とレンズシート4は剥がれなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成したサンプルと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(光学シート・バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法)
(実施例10)
あらかじめ光散乱層1とレンズシート4に穴を開けておき、金属の針金でレンズシートと光拡散層を軽く固定した。この際、穴の直径は針金の直径よりも十分に大きくした、
また、輸送による振動状態を試験するために、作成したサンプルと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、光学シート39に剥がれは発生しなかった。
本発明の実施の形態に係る光散乱部材斜視図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的固定要素の配置を示す説明図である 本発明の実施の形態に係る例示的固定要素の配置を示す説明図である 本発明の実施の形態に係る例示的固定要素の配置を示す説明図である (a)本発明の実施の形態に係るレンズシート斜視図を示す説明図である。(b)本発明の実施の形態に係るレンズシート側面図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズシートの側面図を示す説明図である。 (a)従来技術によるシリンドリカルレンズの光学シュミレーション結果を示す説明図である。(b)従来技術によるシリンドリカルレンズの光学シュミレーション結果を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズ部側面図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズ支持部側面図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズ支持部側面図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズ支持部側面図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズ部側面図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズシート斜視図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的レンズシート斜視図を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 (a)本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。(b)本発明の実施の形態に係る例示的ディスプレイ装置を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術による液晶表示装置の構成例を示す説明図である。 従来技術によるBEFの斜視図を示す説明図である。 従来技術による液晶表示用光学シートの構成例を示す説明図である。 BEFを用いた光学シートから出射される光強度分布を示す説明図である。 本発明のレンズシート4から出射される光強度分布を示す説明図である。
符号の説明
H、K光、T…レンズ支持部厚さ、α…レンズアレイの単位レンズの凹凸の谷部からの垂線と単位レンズの接線がなす角度、β…レンズシートの出射面に形成された単位レンズと光入射面に形成された凹凸構造のなす角、L…視認面(ディスプレイ表示面)1…光拡散部材、2…微粒子層、3…固定要素、4…レンズシート、5…レンズ部、6…レンズ支持部、7…第1の粒子、8…第2の粒子、31、33、71、73…偏光板、32、72…液晶パネル、35…液晶層、39…光学シート、41、51、76…光源、43…ランプハウス、45…光反射板、47、79…導光板、49…EL光源、51、53…LED光源、70、78、82、84…拡散フィルム、74、75…プリズム、77…反射フィルム、100…光散乱部材の光入射面、101…光散乱部材の光出射面、102…レンズシートの光入射面、103…レンズシートの光出射面、200…空隙、300…拡散シート、302…単位レンズの頂点付近

Claims (26)

  1. 少なくとも、レンズ支持部の出射面側に多数の単位レンズが並列して形成されたレンズ部を有するレンズシートにおいて、
    前記レンズ支持部もしくはレンズ部の少なくとも一方に微細粒子を含むことを特徴とするレンズシート。
  2. 前記レンズ部の単位レンズ形状は、凸シリンドリカル、三角プリズム、マイクロレンズであることを特徴とする請求項1記載のレンズシート。
  3. 前記レンズ部における前記単位レンズのレンズピッチPは、10μm以上300μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項2記載のレンズシート。
  4. 前記レンズに含まれる前記微細粒子を第1の粒子としたときに、前記第1の粒子の平均粒径をφp、レンズピッチをPとしたとき、
    0.01≦φp かつ(φp/P)≦0.5
    の関係を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のレンズシート。
  5. 前記レンズ支持部に含まれる前記微細粒子を第2の粒子としたときに、前記第1の粒子及び前記第2の粒子の屈折率nP、透明樹脂の屈折率nhの間に、
    0.01≦|nP−nh|≦1.1
    の関係を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のレンズシート。
  6. 前記第1の粒子および前記第2の粒子の粒径は、0.1μm以上150μm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載のレンズシート。
  7. 前記第1の粒子および前記第2の粒子の添加率は、0.1重量%以上40重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6記載のレンズシート。
  8. 前記レンズ支持部の前記レンズ部と接した前記層における光拡散性がその他の前記層よりも強いことを特徴とする請求項1乃至請求項7記載のレンズシート。
  9. 前記第1の粒子および前記第2の粒子は、不定形状のものを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項8記載のレンズシート。
  10. 前記レンズシートにおける光入射面側に、多角柱、円柱、多角錐台、円錐台形状の凹凸パターンを有することを特徴とする請求項1乃至請求項9記載のレンズシート。
  11. 前記レンズシートは、押出し成型、射出成型、プレス成型などの溶融成型法、もしくはUVあるいは放射線などのキュアリング法により成型されることを特徴とする請求項1乃至請求項10記載のレンズシート。
  12. 前記レンズシートと光散乱部材とを積層したことを特徴とする請求項1乃至請求項11記載のディスプレイ用光学シート。
  13. 前記光散乱部材の表面が微細な凹凸形状からなることを特徴とする請求項12記載のディスプレイ用光学シート。
  14. 前記光散乱部材の表面に微粒子層があることを特徴とする請求項12記載のディスプレイ用光学シート。
  15. 前記レンズシートの前記光入射面と、前記散乱部材の前記空隙を一以上の前記固定要素で前記光散乱部材と一体化していることを特徴とする請求項12記載のディスプレイ用光学シート。
  16. 前記固定要素が接着剤を含有することを特徴とする請求項12または請求項15記載のディスプレイ用光学シート。
  17. 前記固定要素が粘着剤を含有することを特徴とする請求項12または請求項15記載のディスプレイ用光学シート。
  18. 前記固定要素が微粒子を含有することを特徴とする請求項16または請求項17記載のディスプレイ用光学シート。
  19. 前記固定要素が凹凸状のリブを介して一体化することを特徴とする請求項12または請求項15記載のディスプレイ用光学シート。
  20. 前記固定要素が光反射表面を有することを特徴とする請求項12または請求項15記載のディスプレイ用光学シート。
  21. 請求項12記載のディスプレイ用光学シートと光源を備え、前記ディスプレイ用光学シートの前記光散乱部材側に光源を配置することを特徴とするバックライトユニット。
  22. 前記バックライトユニットと、前記バックライトに含まれる前記レンズシートの光出射面側に液晶パネルを備えることを特徴とするディスプレイ装置。
  23. 前記バックライト装置及び前記ディスプレイ装置に用いる光源が、冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項21記載のディスプレイ装置。
  24. 前記光源がLEDにより構成されることを特徴とする請求項21記載のディスプレイ装置。
  25. 前記光源がELにより構成されることを特徴とする請求項21記載のディスプレイ装置。
  26. 前記光源が半導体レーザーにより構成されることを特徴とする請求項21記載のディスプレイ装置。
JP2007191802A 2007-07-24 2007-07-24 レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置 Expired - Fee Related JP5157294B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007191802A JP5157294B2 (ja) 2007-07-24 2007-07-24 レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007191802A JP5157294B2 (ja) 2007-07-24 2007-07-24 レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009025774A true JP2009025774A (ja) 2009-02-05
JP5157294B2 JP5157294B2 (ja) 2013-03-06

Family

ID=40397591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007191802A Expired - Fee Related JP5157294B2 (ja) 2007-07-24 2007-07-24 レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5157294B2 (ja)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010250037A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Toppan Printing Co Ltd 光学部品、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2010256431A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Toppan Printing Co Ltd 積層樹脂シートとそれを用いたバックライトユニットおよびディスプレイ装置
JP2010276939A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Toppan Printing Co Ltd 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2011033643A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Toppan Printing Co Ltd 光路変更シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2011169928A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Toppan Printing Co Ltd 光学シート及びこれを備えたバックライトユニット並びにディスプレイ装置
JP2012230364A (ja) * 2011-04-12 2012-11-22 Keiwa Inc 光拡散シート、光学ユニット、バックライトユニット及び液晶表示装置
JP2012247559A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Toppan Printing Co Ltd 光学シート及びその製造方法、光学シートを用いたel素子及びそれを備えた照明装置
WO2013080794A1 (ja) 2011-11-29 2013-06-06 三菱レイヨン株式会社 光学フィルム、面発光体及び光学フィルムの製造方法
JP2013250413A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Toppan Printing Co Ltd 光学シートおよびその製造方法、光学シートを用いたel素子およびそのel素子を備えた照明装置
WO2014189035A1 (ja) 2013-05-23 2014-11-27 三菱レイヨン株式会社 光学フィルム、光学フィルムの製造方法及び面発光体
US9541681B2 (en) 2010-05-26 2017-01-10 Konica Minolta Holdings, Inc. Light extraction sheet, organic electroluminescence element and illumination device
TWI596813B (zh) * 2012-08-22 2017-08-21 3M新設資產公司 發光裝置、主動式矩陣有機發光二極體裝置及影像顯示裝置
KR101851124B1 (ko) 2016-10-13 2018-04-24 주식회사 상보 스파클링 현상을 개선하는 광학시트 조립체용 베이스 필름
WO2018131584A1 (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 シャープ株式会社 採光装置
KR20190034143A (ko) * 2016-08-05 2019-04-01 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 파장 변환 부재 및 그 제조 방법
WO2019097930A1 (ja) * 2017-11-16 2019-05-23 日東電工株式会社 光学部材
WO2019132367A1 (ko) * 2017-12-29 2019-07-04 주식회사 엘엠에스 차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛
US10345647B2 (en) 2015-07-30 2019-07-09 Nichia Corporation Surface light source device and transmission display device
KR20210090164A (ko) 2018-11-15 2021-07-19 닛토덴코 가부시키가이샤 편광자 보호 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
KR20220084269A (ko) 2019-10-24 2022-06-21 닛토덴코 가부시키가이샤 광확산 필름 및 광확산 필름을 구비하는 편광판
KR20220084268A (ko) 2019-10-24 2022-06-21 닛토덴코 가부시키가이샤 부형 필름 및 부형 필름을 구비하는 광학 적층체

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101859303B1 (ko) * 2013-06-12 2018-06-28 미쯔비시 케미컬 주식회사 El용 광 취출 필름, el용 광 취출 필름의 제조 방법 및 면 발광체

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005527864A (ja) * 2002-05-28 2005-09-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多機能光学アセンブリ
JP2006337753A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光拡散偏向シート及びその製造方法
WO2007049515A1 (ja) * 2005-10-26 2007-05-03 Asahi Kasei Chemicals Corporation 光透過性樹脂板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005527864A (ja) * 2002-05-28 2005-09-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多機能光学アセンブリ
JP2006337753A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光拡散偏向シート及びその製造方法
WO2007049515A1 (ja) * 2005-10-26 2007-05-03 Asahi Kasei Chemicals Corporation 光透過性樹脂板

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010250037A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Toppan Printing Co Ltd 光学部品、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2010256431A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Toppan Printing Co Ltd 積層樹脂シートとそれを用いたバックライトユニットおよびディスプレイ装置
JP2010276939A (ja) * 2009-05-29 2010-12-09 Toppan Printing Co Ltd 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2011033643A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Toppan Printing Co Ltd 光路変更シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2011169928A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Toppan Printing Co Ltd 光学シート及びこれを備えたバックライトユニット並びにディスプレイ装置
US9541681B2 (en) 2010-05-26 2017-01-10 Konica Minolta Holdings, Inc. Light extraction sheet, organic electroluminescence element and illumination device
JP2012230364A (ja) * 2011-04-12 2012-11-22 Keiwa Inc 光拡散シート、光学ユニット、バックライトユニット及び液晶表示装置
JP2012247559A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Toppan Printing Co Ltd 光学シート及びその製造方法、光学シートを用いたel素子及びそれを備えた照明装置
EP2787374A4 (en) * 2011-11-29 2016-04-27 Mitsubishi Rayon Co OPTICAL FILM, SURFACE LIGHT EMITTING BODY, AND METHOD FOR PRODUCING OPTICAL FILM
WO2013080794A1 (ja) 2011-11-29 2013-06-06 三菱レイヨン株式会社 光学フィルム、面発光体及び光学フィルムの製造方法
JP2013250413A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Toppan Printing Co Ltd 光学シートおよびその製造方法、光学シートを用いたel素子およびそのel素子を備えた照明装置
TWI596813B (zh) * 2012-08-22 2017-08-21 3M新設資產公司 發光裝置、主動式矩陣有機發光二極體裝置及影像顯示裝置
WO2014189035A1 (ja) 2013-05-23 2014-11-27 三菱レイヨン株式会社 光学フィルム、光学フィルムの製造方法及び面発光体
KR20160010598A (ko) 2013-05-23 2016-01-27 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 광학 필름, 광학 필름의 제조 방법 및 면발광체
US10466537B2 (en) 2015-07-30 2019-11-05 Nichia Corporation Surface light source device and transmission display device
US10345647B2 (en) 2015-07-30 2019-07-09 Nichia Corporation Surface light source device and transmission display device
KR20190034143A (ko) * 2016-08-05 2019-04-01 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 파장 변환 부재 및 그 제조 방법
US11180409B2 (en) 2016-08-05 2021-11-23 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Wavelength conversion member and production method therefor
KR102318702B1 (ko) * 2016-08-05 2021-10-27 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 파장 변환 부재 및 그 제조 방법
KR101851124B1 (ko) 2016-10-13 2018-04-24 주식회사 상보 스파클링 현상을 개선하는 광학시트 조립체용 베이스 필름
WO2018131584A1 (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 シャープ株式会社 採光装置
CN111356944A (zh) * 2017-11-16 2020-06-30 日东电工株式会社 光学构件
US11112640B2 (en) 2017-11-16 2021-09-07 Nitto Denko Corporation Optical member
JP2019090970A (ja) * 2017-11-16 2019-06-13 日東電工株式会社 光学部材
WO2019097930A1 (ja) * 2017-11-16 2019-05-23 日東電工株式会社 光学部材
JP6993187B2 (ja) 2017-11-16 2022-01-13 日東電工株式会社 光学部材
KR102062668B1 (ko) * 2017-12-29 2020-01-06 주식회사 엘엠에스 차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛
WO2019132367A1 (ko) * 2017-12-29 2019-07-04 주식회사 엘엠에스 차폐 성능이 향상된 확산시트 및 이를 구비한 백라이트 유닛
KR20210090164A (ko) 2018-11-15 2021-07-19 닛토덴코 가부시키가이샤 편광자 보호 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
KR20220084269A (ko) 2019-10-24 2022-06-21 닛토덴코 가부시키가이샤 광확산 필름 및 광확산 필름을 구비하는 편광판
KR20220084268A (ko) 2019-10-24 2022-06-21 닛토덴코 가부시키가이샤 부형 필름 및 부형 필름을 구비하는 광학 적층체

Also Published As

Publication number Publication date
JP5157294B2 (ja) 2013-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5157294B2 (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP5018371B2 (ja) 光学シート、バックライトユニット及び表示装置
JP4946678B2 (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP5246160B2 (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP5217370B2 (ja) レンズシートを用いたディスプレイ装置
JP2009150981A (ja) 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP5364998B2 (ja) 両面レンズシート、ディスプレイ用光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP2009258621A (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライト・ユニット、ディスプレイ装置
JP2009086208A (ja) 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2009204781A (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライト・ユニット、ディスプレイ装置
JP2009053623A (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライト・ユニット、ディスプレイ装置
JP2010164657A (ja) 光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2009048152A (ja) 光学シートおよび光学シートを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP5217363B2 (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置
JP5228785B2 (ja) マイクロレンズシート、及びそれを用いたバックライトユニット・ディスプレイ装置
JP2009063905A (ja) 光学シートとそれを用いるバックライトユニットおよびディスプレイ
JP2010078980A (ja) 光制御スタック及びそれを用いたバックライトユニット、表示装置
JP5098520B2 (ja) 光拡散板、ディスプレイ用バックライトユニット、表示装置
JP2010044270A (ja) 光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
JP5304029B2 (ja) レンズ保護フィルム、偏光板、および液晶表示装置
JP2010192246A (ja) 光拡散板、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置
JP5509532B2 (ja) 光学部材及びバックライトユニット並びにディスプレイ装置
JP4978717B2 (ja) レンズシート、ディスプレイ用光学シート及びそれを用いたバックライトユニット、エッジライト方式の導光板、ディスプレイ装置
JP2010251053A (ja) 光均一素子及びそれを用いたバックライトユニット及びディスプレイ装置
JP2010160438A (ja) レンズシート、バックライトユニット及びディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100625

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120828

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121005

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5157294

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees