JP2010085425A - Lens sheet, planar light source device, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置、該液晶表示装置のバックライトとして使用される面光源装置、及び該面光源装置を構成するレンズシートに関するものである。特に、本発明は、液晶表示装置の画像表示におけるレンズシートのレンズ列の表面構造欠陥の視認性を低減したり導光体の光出射面またはその反対側の裏面に形成したマット構造やレンズ列配列構造等の表面構造の欠陥の視認性を低減することを企図した、レンズシート、面光源装置及び液晶表示装置に係るものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device, a surface light source device used as a backlight of the liquid crystal display device, and a lens sheet constituting the surface light source device. In particular, the present invention reduces the visibility of surface structure defects in the lens array of the lens sheet in the image display of a liquid crystal display device, or a mat structure or lens array formed on the light exit surface of the light guide or the back surface on the opposite side. The present invention relates to a lens sheet, a surface light source device, and a liquid crystal display device that are intended to reduce the visibility of defects in a surface structure such as an array structure.
近年、カラー液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン、デスクトップパソコンのモニター、携帯用テレビあるいはビデオ一体型テレビ等の画像表示手段として種々の分野で広く使用されてきている。この液晶表示装置で使用される液晶表示素子(液晶パネル)は、それ自体で発光するものではなく、光シャッターの役割を果たすものである。かくして、液晶表示装置の画像表示性能の向上のためには、液晶パネルの背後にバックライトと呼ばれる面光源装置を配置して、該面光源装置から発せられる光により液晶パネルを背面から照明することが、一般的に行われている。 In recent years, color liquid crystal display devices have been widely used in various fields as image display means for portable notebook personal computers, desktop personal computer monitors, portable televisions or video integrated televisions. The liquid crystal display element (liquid crystal panel) used in this liquid crystal display device does not emit light by itself, but serves as an optical shutter. Thus, in order to improve the image display performance of the liquid crystal display device, a surface light source device called a backlight is arranged behind the liquid crystal panel, and the liquid crystal panel is illuminated from the back by the light emitted from the surface light source device. Is generally done.
このようなバックライトは、一次光源としての蛍光管、導光体、反射シート、及び光偏向素子としてのプリズムシート等から構成される。このうち、プリズムシートは、導光体の光出射面上に配置され、バックライトの光学的な効率を改善して輝度を向上させるためのものであり、例えば、透光性シートの一方の表面に頂角60°〜100°の断面二等辺三角形状のプリズム列をピッチ30〜50μmで並列配置してなるレンズシートである。 Such a backlight includes a fluorescent tube as a primary light source, a light guide, a reflection sheet, a prism sheet as a light deflection element, and the like. Among these, the prism sheet is disposed on the light emitting surface of the light guide, and is for improving the optical efficiency of the backlight to improve the brightness. For example, one surface of the translucent sheet Is a lens sheet in which prism rows having an isosceles triangular cross section with apex angles of 60 ° to 100 ° are arranged in parallel at a pitch of 30 to 50 μm.
プリズムシートとしては、特開平6−324205号公報(特許文献1)、特開平10−160914号公報(特許文献2)及び特開2000−353413号公報(特許文献3)に記載されているように、光拡散シートまたは光拡散フィルムの機能を持たせるべく、プリズム列を形成した面と反対側の面に光拡散機能を有する表面構造を形成することが提案されている。特許文献1のプリズムシートでは、光拡散機能を有し高さが光源光の波長以上で100μm以下の突起群を形成することで、面光源装置の輝度向上及び輝度ばらつきの低減をはかっている。特許文献2のプリズムシートでは、コーティングタイプ、エンボスタイプまたはサンドブラストタイプの光拡散層を形成することで、面光源装置の輝度向上及び視野角拡大をはかっている。特許文献3のプリズムシートでは、透明ビーズなどの光拡散性微粒子層を塗布することで、面光源装置の輝度向上及び視野角拡大をはかっている。
As the prism sheet, as described in JP-A-6-324205 (Patent Document 1), JP-A-10-160914 (Patent Document 2) and JP-A 2000-353413 (Patent Document 3). In order to provide a function of a light diffusion sheet or a light diffusion film, it has been proposed to form a surface structure having a light diffusion function on the surface opposite to the surface on which the prism rows are formed. In the prism sheet of Patent Document 1, a projection group having a light diffusing function and a height not less than the wavelength of the light source light and not more than 100 μm is formed to improve the luminance of the surface light source device and reduce the luminance variation. In the prism sheet of
一方、特開2005−316450号公報(特許文献4)、特開2006−154838号公報(特許文献5)及び特開平11−326608号公報(特許文献6)には、透明基材上に、透光性樹脂中に樹脂微粒子及びそれとは平均粒子径の異なるシリカ微粒子を含有させた防眩層を形成してなる防眩性フィルムが記載されている。
特許文献1〜3に記載されるように、プリズムシートの光拡散機能を有する表面構造の機能の1つとして、それぞれの突起によって光を拡散させ、所望のヘイズ(Haze)を発現させることにより、目的とする面光源輝度の調整を行うことが挙げられる。 As described in Patent Documents 1 to 3, as one of the functions of the surface structure having the light diffusing function of the prism sheet, by diffusing light by each protrusion, and expressing a desired haze (Haze), The target surface light source luminance is adjusted.
しかるに、以上の従来技術においては、面光源装置の輝度向上を目指して、表面構造を形成する塗膜への微粒子の添加量を減少させると、プリズム列の表面構造欠陥が視認されやすくなったり、導光体の光出射面またはその反対側の裏面に形成したマット構造やレンズ列配列構造等の表面構造欠陥が視認されやすくなったりして、いわゆる欠陥隠蔽性が低下する。すなわち、面光源装置の輝度向上と欠陥隠蔽性の向上とを両立させることが困難であった。欠陥隠蔽は、とくに一次光源として高輝度の光源が使用される場合に重要性が増大する。 However, in the above prior art, if the amount of fine particles added to the coating film forming the surface structure is decreased with the aim of improving the luminance of the surface light source device, the surface structure defect of the prism row becomes easy to be visually recognized. A surface structure defect such as a mat structure or a lens array arrangement structure formed on the light emitting surface of the light guide or the back surface on the opposite side thereof is likely to be visually recognized, and so-called defect concealment is reduced. That is, it has been difficult to achieve both improvement in luminance of the surface light source device and improvement in defect concealment. Defect concealment increases in importance especially when a high brightness light source is used as the primary light source.
また、特許文献4〜6には、上記欠陥隠蔽性の改良という技術的課題に関する示唆はない。
In addition,
そこで、本発明は、面光源装置の輝度の向上と欠陥隠蔽性の向上との双方を両立させることが可能なレンズシートを提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、そのようなレンズシートを有する面光源装置を提供することである。また、本発明の更なる目的は、以上のような面光源装置を有する液晶表示装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lens sheet that can achieve both improvement in luminance of a surface light source device and improvement in defect concealment. Another object of the present invention is to provide a surface light source device having such a lens sheet. A further object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having the above surface light source device.
本発明によれば、上記の課題のうちの何れかを解決するものとして、
第1面及び第2面を持つシート状透光性部材の前記第1面の側に複数のレンズ列が並列に形成されており、
前記シート状透光性部材は、透光性基材と該透光性基材の一方の面の側に配置された光拡散層とを含んでなり、該光拡散層の表面が前記シート状透光性部材の第2面を形成しており、
前記光拡散層は、透光性樹脂中に平均粒子径1nm〜100nmの第1透光性光拡散材及び平均粒子径1μm〜15μmの第2透光性光拡散材を含有してなるものであることを特徴とするレンズシート、
が提供される。
According to the present invention, as a solution to any of the above problems,
A plurality of lens rows are formed in parallel on the first surface side of the sheet-like translucent member having the first surface and the second surface,
The sheet-like translucent member includes a translucent base material and a light diffusion layer disposed on one side of the translucent base material, and the surface of the light diffusion layer is the sheet-like shape. Forming a second surface of the translucent member;
The light diffusing layer contains a first light transmissive light diffusing material having an average particle diameter of 1 nm to 100 nm and a second light transmissive light diffusing material having an average particle diameter of 1 μm to 15 μm in the light transmissive resin. A lens sheet,
Is provided.
本発明の一態様においては、前記透光性樹脂はアクリル系樹脂であり、前記第1透光性光拡散材はシリカ微粒子であり、前記第2透光性光拡散材は樹脂微粒子である。本発明の一態様においては、前記光拡散層の前記透光性基材の側とは反対側の面は、前記第1透光性光拡散材の少なくとも一部及び第2透光性光拡散材の少なくとも一部に基づき形成された凹凸形状面とされている。本発明の一態様においては、前記光拡散層は、ヘイズが30%以下で、視認限界ラインペア周期が70μm以上である。本発明の一態様においては、前記シート状透光性部材は、前記透光性基材の他方の面の側に配置された透光性レンズ列形成層を含んでなり、該透光性レンズ列形成層に前記複数のレンズ列が形成されており、前記透光性レンズ列形成層の前記透光性基材の側とは反対側の面が前記シート状透光性部材の第1面を形成している。本発明の一態様においては、前記レンズ列はプリズム列である。 In one aspect of the present invention, the translucent resin is an acrylic resin, the first translucent light diffusing material is silica fine particles, and the second translucent light diffusing material is resin fine particles. In one aspect of the present invention, the surface of the light diffusing layer opposite to the side of the light transmissive substrate has at least a part of the first light transmissive light diffusing material and a second light transmissive light diffusion. It is an uneven surface formed based on at least a part of the material. In one aspect of the present invention, the light diffusion layer has a haze of 30% or less and a visibility limit line pair period of 70 μm or more. In one aspect of the present invention, the sheet-like translucent member includes a translucent lens array forming layer disposed on the other surface side of the translucent substrate, and the translucent lens The plurality of lens rows are formed in the row forming layer, and the surface of the translucent lens row forming layer opposite to the side of the translucent substrate is the first surface of the sheet-like translucent member. Is forming. In one aspect of the present invention, the lens array is a prism array.
また、本発明によれば、上記の課題のうちの何れかを解決するものとして、
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、該導光体からの出射光が入光されるように配置された上記のレンズシートとを含んでなり、
前記導光体は前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と導光された光が出射する光出射面とを備えており、前記一次光源は前記導光体の光入射端面に隣接して配置されており、前記レンズシートは前記シート状透光性部材の第1面が前記導光体の光出射面に対向するようにして配置されていることを特徴とする面光源装置、
が提供される。
Moreover, according to the present invention, as a solution to any of the above problems,
Including a primary light source, a light guide that is guided and emitted by light emitted from the primary light source, and the lens sheet that is arranged so that the emitted light from the light guide is received. Become
The light guide includes a light incident end surface on which light emitted from the primary light source is incident and a light output surface from which the guided light is emitted, and the primary light source is adjacent to the light incident end surface of the light guide. A surface light source device, wherein the lens sheet is disposed such that a first surface of the sheet-like translucent member faces a light emitting surface of the light guide.
Is provided.
更に、本発明によれば、上記の課題のうちの何れかを解決するものとして、
上記の面光源装置と該面光源装置の前記レンズシートのシート状透光性部材の第2面から出光する光が入射するように配置された液晶パネルとからなり、
該液晶パネルは前記レンズシートのシート状透光性部材の第2面から出光する光が入射する入射面とその反対側の観察面とを備えていることを特徴とする液晶表示装置、
が提供される。
Furthermore, according to the present invention, as a solution to any of the above problems,
The surface light source device and a liquid crystal panel arranged so that light emitted from the second surface of the sheet-like translucent member of the lens sheet of the surface light source device is incident,
The liquid crystal panel includes an incident surface on which light emitted from the second surface of the sheet-like translucent member of the lens sheet is incident and an observation surface on the opposite side thereof,
Is provided.
以上のような本発明によれば、面光源装置の輝度の向上と欠陥隠蔽性の向上との双方を両立させることが可能なレンズシートが提供される。また、本発明によれば、そのようなレンズシートを有する面光源装置が提供され、更に、以上のような面光源装置を有する液晶表示装置が提供される。 According to the present invention as described above, there is provided a lens sheet capable of achieving both improvement in luminance of the surface light source device and improvement in defect concealment. The present invention also provides a surface light source device having such a lens sheet, and further provides a liquid crystal display device having the above surface light source device.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明によるレンズシートの一実施形態たるプリズムシート、及び該プリズムシートを用いた本発明による面光源装置の一実施形態、及び該面光源装置を用いた本発明による液晶表示装置の一実施形態を示す模式的斜視図であり、図2はその模式的部分断面図である。本実施形態においては、面光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射端面31とし、これと略直交する一つの表面を光出射面33とする導光体3と、この導光体3の光入射端面31に対向して配置され光源リフレクタ2で覆われた線状の一次光源1と、導光体3の光出射面上に配置された光偏向素子としてのプリズムシート4と、導光体3の光出射面33とは反対側の裏面34に対向して配置された光反射素子5とを含んで構成されている。また、本実施形態においては、液晶表示装置は、面光源装置とそのプリズムシート4の出光面42上に配置された液晶パネル(液晶表示素子)8とを含んでなる。
FIG. 1 shows a prism sheet as an embodiment of a lens sheet according to the present invention, an embodiment of a surface light source device according to the present invention using the prism sheet, and a liquid crystal display device according to the present invention using the surface light source device. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an embodiment, and FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view thereof. In the present embodiment, the surface light source device includes a
導光体3は、XY面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。導光体3は4つの側端面を有しており、そのうちYZ面と平行な1対の側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射端面31とする。光入射端面31は一次光源1と対向して配置されており、一次光源1から発せられた光は光入射端面31に入射し導光体3内へと導入される。本発明においては、例えば、光入射端面31とは反対側の側端面32等の他の側端面にも光源を対向配置してもよい。
The
導光体3の光入射端面31に略直交した2つの主面は、それぞれXY面と略平行に位置しており、いずれか一方の面(図では上面)が光出射面33となる。この光出射面33に粗面やレンズ列からなる指向性光出射機構を付与することによって、光入射端面31から入射した光を導光体3中を導光させながら光出射面33から光入射端面31および光出射面33に直交する面(XZ面)内において指向性のある光を出射させる。このXZ面内分布における出射光光度分布のピークの方向(ピーク光)が光出射面33となす角度をαとする。角度αは例えば10〜40度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば10〜40度である。
Two main surfaces that are substantially orthogonal to the light
導光体3の2つの主面の少なくとも一方に形成する粗面やレンズ列は、ISO4287/1−1984による平均傾斜角θaが0.5〜15度の範囲のものとすることが、光出射面33内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θaは、さらに好ましくは1〜12度の範囲であり、より好ましくは1.5〜11度の範囲である。この平均傾斜角θaは、導光体3の厚さ(d)と入射光が伝搬する方向の長さ(L)との比(L/d)によって最適範囲が設定されることが好ましい。すなわち、導光体3としてL/dが20〜200程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θaを0.5〜7.5度とすることが好ましく、さらに好ましくは1〜5度の範囲であり、より好ましくは1.5〜4度の範囲である。また、導光体3としてL/dが20以下程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θaを7〜12度とすることが好ましく、さらに好ましくは8〜11度の範囲である。
The rough surface and lens array formed on at least one of the two main surfaces of the
導光体3に形成される粗面の平均傾斜角θaは、ISO4287/1−1984に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をxとして、得られた傾斜関数f(x)から次の式(1)および式(2)
Δa=(1/L)∫0 L|(d/dx)f(x)|dx ・・・ (1)
θa=tan−1(Δa) ・・・ (2)
を用いて求めることができる。ここで、Lは測定長さであり、Δaは平均傾斜角θaの正接である。
The average inclination angle θa of the rough surface formed on the
Δa = (1 / L) ∫ 0 L | (d / dx) f (x) | dx (1)
θa = tan −1 (Δa) (2)
Can be obtained using Here, L is the measurement length, and Δa is the tangent of the average inclination angle θa.
さらに、導光体3としては、その光出射率が0.5〜5%の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは1〜3%の範囲である。光出射率を0.5%以上とすることにより、導光体3から出射する光量が多くなり十分な輝度が得られる傾向にある。また、光出射率を5%以下とすることにより、一次光源1の近傍での多量の光の出射が防止され、光出射面33内でのX方向における出射光の減衰が小さくなり、光出射面33での輝度の均斉度が向上する傾向にある。このように導光体3の光出射率を0.5〜5%とすることにより、光出射面から出射する光の出射光光度分布(XZ面内)におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し50〜80度の範囲にあり、光入射端面と光出射面との双方に垂直なXZ面内における出射光光度分布の半値全幅が10〜40度であるような指向性の高い出射特性の光を導光体3から出射させることができ、その出射方向をプリズムシート4で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。
Further, the
本発明において、導光体3からの光出射率は次のように定義される。光出射面33の光入射端面31側の端縁での出射光の光強度(I0)と光入射端面31側の端縁から距離Lの位置での出射光強度(I)との関係は、導光体3の厚さ(Z方向寸法)をdとすると、次の式(3)
I=I0(α/100)[1−(α/100)]L/d ・・・ (3)
のような関係を満足する。ここで、定数αが光出射率であり、光出射面33における光入射端面31と直交するX方向での単位長さ(導光体厚さdに相当する長さ)当たりの導光体3から光が出射する割合(百分率:%)である。この光出射率αは、縦軸に光出射面23からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に(L/d)をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。
In the present invention, the light emission rate from the
I = I 0 (α / 100) [1- (α / 100)] L / d (3)
Satisfying such a relationship. Here, the constant α is the light output rate, and the
なお、本発明では、上記のようにして光出射面33に光出射機構を形成する代わりに或いはこれと併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混入分散することで指向性光出射機構を付与してもよい。
In the present invention, instead of forming the light emitting mechanism on the
また、指向性光出射機構が付与されていない主面である裏面34は、導光体3からの出射光の一次光源1と平行な面(YZ面)での指向性を制御するために、光入射端面31を横切る方向に、より具体的には光入射端面31に対して略垂直の方向(X方向)に、延びる多数のプリズム列を配列したプリズム列形成面とされている。この導光体3の裏面34のプリズム列は、配列ピッチをたとえば10〜100μmの範囲、好ましくは30〜60μmの範囲とすることができる。また、この導光体3の裏面34のプリズム列は、頂角をたとえば85〜110度の範囲とすることができる。これは、頂角をこの範囲とすることによって導光体3からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、頂角はより好ましくは90〜100度の範囲である。
Moreover, in order to control the directivity in the surface (YZ surface) parallel to the primary light source 1 of the emitted light from the
導光体3としては、図1に示したような形状に限定されるものではなく、光入射端面の方が厚いくさび状等の種々の形状のものが使用できる。
The
導光体3は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、アクリル系樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが80重量%以上であるものが好ましい。導光体3の粗面等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能(メタ)アクリル化合物、ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル類、アリル化合物、(メタ)アクリル酸の金属塩等を使用することができる。尚、(メタ)アクリルとは、アクリルとメタクリルとの総称である。
The
プリズムシート4は、導光体3の光出射面33上に配置されている。プリズムシート4はシート状透光性部材からなり、その2つの主面である第1面41及び第2面42は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてXY面と平行に位置する。一方の主面である第1面41(導光体3の光出射面33に対向して位置する主面)が入光面とされており、他方の主面42が出光面とされている。入光面41は、複数のY方向に延在するプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。出光面42は、多数の微細な凹凸が形成されている面すなわち凹凸形状面とされている。
The
図3に、プリズムシート4及び導光体3の模式的部分拡大断面図を示す。プリズムシート4は、両面が平坦且つ互いに平行なシート状の透光性基材43と、該透光性基材43の下面の側に配置された(具体的には接合された)透光性レンズ列形成層たる透光性プリズム列形成層44と、透光性基材43の上面の側に配置された(具体的には接合された)光拡散層45とからなる。これらの透光性基材43、プリズム列形成層44及び光拡散層45が、シート状透光性部材を構成している。プリズム列形成層44の下面にプリズム列411が形成されており、この下面が入光面41を形成する。また、光拡散層45の上面が出光面42を形成する。入光面41がシート状透光性部材の第1面に該当し、出光面42がシート状透光性部材の第2面に該当する。尚、透光性基材43の下面と透光性プリズム列形成層44との間には接合性を高めるための層等の適宜の透光性を有する層を介在させてもよい。同様に、透光性基材43の上面と光拡散層45との間には接合性を高めるための層等の適宜の透光性を有する層を介在させてもよい。
In FIG. 3, the typical partial expanded sectional view of the
透光性基材43の材料は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線を透過するものが好ましく、このようなものとして、柔軟な硝子板等を使用することもできるが、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ジアセチルセルロース及びトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン及びアクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン及びエチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂、ナイロン及び芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等の透明樹脂シートやフィルムが好ましい。透光性基材43の厚さは、強度や取り扱い性等の作業性などの点から、例えば10〜500μmが好ましく、20〜400μmがより好ましく、30〜300μmが特に好ましい。なお、透光性基材43には、活性エネルギー線硬化樹脂からなるプリズム列形成層44と透光性基材43との密着性を向上させるために、その表面にアンカーコート処理等の密着性向上処理を施したものが好ましい。
The material of the
プリズム列形成層44の上面は、平坦面とされており、上記透光性基材43の下面と接合されている。プリズム列形成層44の下面即ち入光面41は、プリズム列形成面とされており、Y方向に延在する複数のプリズム列411が互いに平行に配列されている。プリズム列形成層44の厚さは例えば10〜500μmである。プリズム列411の配列ピッチPは例えば10μm〜500μmである。
The upper surface of the prism
プリズム列411は、2つのプリズム面411a,411bを有する。これらのプリズム面は光学的に十分に平滑な面(鏡面)とされていてもよいし、或いは粗面とされていてもよい。本発明においては、プリズムシートによる所望の光学特性を維持する点から、プリズム面は鏡面とすることが好ましい。プリズム列411の頂角θは40〜150゜の範囲内とすることが好ましい。一般的に、液晶表示装置のバックライトでは、プリズムシートをプリズム列形成面が液晶パネルに対向するように配置する場合には、プリズム列の頂角θは80〜100゜程度の範囲であり、好ましくは85〜95゜の範囲である。一方、上記実施形態のようにプリズムシート4をプリズム列形成面が導光体3に対向するように配置する場合には、プリズム列411の頂角θは40〜75゜程度の範囲であり、好ましくは45〜70゜の範囲である。
The
プリズム列形成層44は、例えば活性エネルギー線硬化樹脂からなり、面光源装置の輝度を向上させる等の点から、高い屈折率を有するものが好ましく、具体的には、その屈折率が1.55以上、さらに好ましくは1.6以上である。プリズム列形成層44を形成する活性エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化させたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。このような硬化樹脂に使用される活性エネルギー線硬化性組成物としては、取扱い性や硬化性等の点で、多価アクリレートおよび/または多価メタクリレート(以下、多価(メタ)アクリレートと記載)、モノアクリレートおよび/またはモノメタクリレート(以下、モノ(メタ)アクリレートと記載)、および活性エネルギー線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。代表的な多価(メタ)アクリレートとしては、ポリオールポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上の混合物として使用される。また、モノ(メタ)アクリレートとしては、モノアルコールのモノ(メタ)アクリル酸エステル、ポリオールのモノ(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
The prism
一方、光拡散層45は、透光性樹脂451中に、平均粒子径1nm〜100nmの多数の第1透光性光拡散材(光拡散粒子)452及び平均粒子径1μm〜15μmの多数の第2透光性光拡散材(光拡散粒子)452’を含有してなる。光拡散層45の上面は、多数の微細な凹凸が形成されている面すなわち凹凸形状面に形成されている。この微細な凹凸は、第1透光性光拡散材452の少なくとも一部及び第2透光性光拡散材452’の少なくとも一部に基づき形成される。すなわち、層をなす透光性樹脂451の表面からは、少なくとも一部の第1透光性光拡散材452の部分及び少なくとも一部の第2透光性光拡散材452’の部分が突出している。尚、ここで、光拡散材452,452’の突出とは、必ずしも光拡散材自体が外気に露出することを要せず、図示されているように、光拡散材の突出部が透光性樹脂451の皮膜(光拡散材と外気との間に存在する膜状部分)で覆われていてもよい。
On the other hand, the
光拡散層45の形成方法は特に制限されず、適宜な方式を採用することができる。例えば、透光性樹脂を溶剤に溶解し、これに第1及び第2の透光性光拡散材452,452’を必要量添加してドープ(塗料)を作製する。このドープを透光性基材43の表面に塗工し乾燥させることで、表面に第1及び第2の透光性光拡散材452,452’による凹凸を形成する。凹凸の形状は、ドープ中の透光性樹脂の含有量及びドープの塗工量、さらには第1及び第2の透光性光拡散材452,452’の平均粒子径等によって容易に調整が可能である。必要な輝度及び隠蔽性を得るために、凹凸の形状を適宜調整することができる。なお、形成される凹凸の形状は、第1及び第2の透光性光拡散材452,452’の形状に由来して決まり、例えば、球形光拡散材を使用した場合は、微細な凹及び凸レンズの集合体のような形状になる。なお、凹凸の高さが高すぎると、光拡散層45の表面の一部において、透光性基材43の表面に対しなす角度が該透光性基材からの入射光の臨界角を超えるようになりやすい。この場合には、光拡散層45の出射面の一部で光が全反射して損失光となり、面光源装置の輝度を低下させることになる。このため、光拡散層45の凹凸の高さは、以上のような全反射を生起させる表面の急峻な傾斜が生じないような高さにすることが好ましい。
The formation method in particular of the light-
ドープの作製に使用される溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール、エタノール等の一般的な溶剤を挙げることができる。ドープの塗工方法としては、グラビアコートやリップコート、コンマコーターなどを用いた塗工方法を挙げることができる。 Examples of the solvent used for preparing the dope include general solvents such as toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, isopropyl alcohol, and ethanol. Examples of the dope coating method include a coating method using a gravure coat, a lip coat, or a comma coater.
透光性樹脂451としては、第1及び第2の透光性光拡散材452,452’の分散が可能で、充分な強度を有する透明性のある樹脂であれば特に制限なく使用可能である。このような透光性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂(電離放射線硬化樹脂)等が挙げられ、これらのうちから透光性基材43や光拡散材452との密着性等を考慮して適宜選択するのが好ましい。光透過率の高いアクリル系樹脂の使用が特に好ましい。
The
アクリル系樹脂としては、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、アクリル酸等の重合体が好ましい。特に、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートを単量体単位として含むアクリルポリオールをトルエンやメチルエチルケトン等の溶剤に溶解し、イソシアネート、イソシアヌレート等のオリゴマー化したイソシアネートまたはメラミン等の架橋剤と混合して塗工し、硬化させて得られるアクリル樹脂が、強度、透光性基材への密着性の点で好ましい。 As the acrylic resin, polymers such as hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl methacrylate and 2-hydroxyethyl acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and acrylic acid are preferable. In particular, acrylic polyol containing hydroxyalkyl (meth) acrylate as a monomer unit is dissolved in a solvent such as toluene or methyl ethyl ketone, and mixed with an oligomerized isocyanate such as isocyanate or isocyanurate, or a crosslinking agent such as melamine. An acrylic resin obtained by curing is preferable in terms of strength and adhesion to a translucent substrate.
また、透光性樹脂451としては、耐熱性の観点から、ガラス転移点Tgが60℃以上であるものが好ましい。
Moreover, as
なお、透光性樹脂451には、レベリング剤、チクソトロピー剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等を添加、含有させることが出来る。中でも、レベリング剤を含有させることによって、光拡散材の凝集を抑制することが出来ると共に第1及び第2の透光性光拡散材452,452’による凹凸を容易に形成することが出来る。
Note that the light-transmitting
第1透光性光拡散材452としては、シリカ、アルミナ、ガラスなどの無機系微粒子などを適宜選択して使用することができる。
As the first light transmissive
第2透光性光拡散材452’としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミンなどの架橋有機微粒子や、シリコーン系微粒子などを適宜選択して使用することができる。特に、アクリル系架橋微粒子は耐薬品性に優れることからドープへ添加した後の膨潤の発生が無い為、光学特性が経時的に変化しにくく、また耐熱性に優れるため、特に好ましく使用することが出来る。
As the second light transmissive
第1及び第2の透光性光拡散材452,452’としては、球形、不定形や扁平形状等、形状を問わず使用することができる。
The first and second translucent
第1透光性光拡散材452と第2透光性光拡散材452’とを併用することで、輝度向上及び隠蔽性向上の双方の実現が容易になる。ここで、隠蔽性の指標としては、後述の実施例に記載の「視認限界ラインペア周期」の値が挙げられる。視認限界ラインペア周期値が高いことは隠蔽性が高いことを意味し、視認限界ラインペア周期値が低いことは隠蔽性が低いことを意味する。
By using the first light transmissive
輝度を一層高いものとするためには、光拡散層45のヘイズを30%以下とすることが好ましい。また、隠蔽性を一層高いものとするためには、光拡散層45の視認限界ラインペア周期を70μm以上とすることが好ましい。
In order to further increase the luminance, the haze of the
第1透光性光拡散材452の平均粒子径は、1nm〜100nmであり、好ましくは10nm〜80nmであり、更に好ましくは15nm〜50nmである。第2透光性光拡散材452’の平均粒子径は、1μm〜15μmであり、好ましくは1.5μm〜10μmであり、更に好ましくは2μm〜9μmである。
The average particle diameter of the first light transmissive
光拡散層45における第2透光性光拡散材452’の含有量は、透光性樹脂100重量部に対して、1重量部以上30重量部以下が好ましく、2重量部以上20重量部以下がより好ましく、4重量部以上18重量部以下がとくに好ましい。第2透光性光拡散材452’の含有量が透光性樹脂100重量部に対して30重量部を超えると、ドープ中での粒子の拡散が困難になったり、光の拡散能が高くなり過ぎ輝度が低下したりするおそれがある。また、第2透光性光拡散材452’の含有量が少なすぎると、十分な欠陥隠蔽性が得られなくなるおそれがある。
The content of the second light transmissive
第1透光性光拡散材452は、塗工液内部で複数個が会合して凝集し、二次粒子を453形成することがある。この凝集は、第1透光性光拡散材452と透光性樹脂451及び溶剤とのSP値(溶解度パラメーター)の違いによる親和性の違いや第1透光性光拡散材452の表面電位、また塗工時のドープの粘度や、レベリング時間(塗工から乾燥までの時間)の長さやレベリング剤の有無等によって変化する。図4に平面図を示すように、複数個の第1透光性光拡散材452が凝集して形成される二次粒子453の平面形状は、一般に円形ではない。そこで、二次粒子453の大きさを長径Dにより代表させる。二次粒子453の大きさDは、たとえば、0.5μm以上10μm以下である。
A plurality of the first light transmissive
以上の実施形態では、光拡散層45を透光性樹脂451と第1及び第2の透光性光拡散材452,452’とを含むドープの塗布により形成しており、第1及び第2の透光性光拡散材452,452’の添加量によって光拡散層45のヘーズを容易に調整可能であり、面光源装置の輝度や視野角等の性能を容易に調整することができ、好適である。
In the above embodiment, the
以上、プリズムシート4が透光性基材43とは別個にプリズム列形成層44を有するものとして説明したが、本発明においては、透光性基材43とプリズム列形成層44とを共通の部材からなるものとすることができる。即ち、透光性基材43の表面にプリズム列を形成することができる。この場合、透光性基材43は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、アクリル系樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなアクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが80重量%以上であるものが好ましい。
As described above, the
図3には、プリズムシート4によるXZ面内での光偏向の様子が模式的に示されている。この図では、XZ面内での導光体3からのピーク光(出射光分布のピークに対応する光)の進行方向の一例が示されている。導光体3の光出射面33から角度αで斜めに出射されるピーク光の大部分は、プリズム列411の第1のプリズム面411aへ入射し第2のプリズム面411bによりほぼ内面全反射されてほぼ出光面42の法線の方向に進行し、光拡散層45の主として凹凸形状面により拡散されて出射する。また、YZ面内では、上記のような導光体裏面34のプリズム列の作用もあって、広範囲の領域において出光面42の法線の方向の輝度の十分な向上を図ることができる。
FIG. 3 schematically shows how light is deflected in the XZ plane by the
尚、プリズムシート4のプリズム列411のプリズム面411a,411bの形状は、単一平面に限られず、例えば断面凸多角形状または凸曲面形状とすることができ、これにより、一層の高輝度化や狭視野化を図ることができる。
Note that the shape of the
プリズムシート4においては、所望のプリズム列形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や面光源装置の使用時におけるプリズム列頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に頂部平坦部あるいは頂部曲面部を形成してもよい。この場合、頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は、3μm以下とすることが、面光源装置としての輝度の低下やスティッキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は2μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下である。
In the
以上のようなプリズム列の形成は、プリズム列411を有するプリズム列形成面からなる入光面41を転写形成する形状転写面を有する型部材を用いて、合成樹脂シートの表面に対する賦形を行うことで、実現することができる。
The formation of the prism rows as described above is performed on the surface of the synthetic resin sheet by using a mold member having a shape transfer surface for transferring and forming the
図5は、プリズムシートにおけるプリズム列の形成の実施形態を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an embodiment of forming a prism row in the prism sheet.
図5中、符号7は、入光面41を転写形成する形状転写面を円筒状外周面に形成してなる型部材(ロール型)である。このロール型7は、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属からなるものとすることができる。図6は、ロール型7の模式的斜視図である。円筒状ロール16の外周面には形状転写面18が形成されている。図7は、ロール型7の変形例を示す模式的分解斜視図である。この変形例においては、円筒状ロール16の外周面に薄板状の型部材15を巻き付けて固定している。この薄板状型部材15は、外側の面に形状転写面が形成されている。
In FIG. 5,
図5に示されているように、ロール型7には、その外周面即ち形状転写面に沿って透光性基材9(43)が供給されており、ロール型7と透光性基材9との間に活性エネルギー線硬化性組成物10が樹脂タンク12からノズル13を経て連続的に供給される。透光性基材9の外側には、供給された活性エネルギー線硬化性組成物10の厚さを均一にさせるためのニップロール28が設置されている。ニップロール28としては、金属製ロール、ゴム製ロール等が使用される。また、活性エネルギー線硬化性組成物10の厚さを均一にさせるためには、ニップロール28の真円度、表面粗さ等について高い精度で加工されたものが好ましく、ゴム製ロールの場合にはゴム硬度が60度以上の高い硬度のものが好ましい。このニップロール28は、活性エネルギー線硬化性組成物10の厚さを正確に調整することが必要であり、圧力機構11によって操作されるようになっている。この圧力機構11としては、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、各種ネジ機構等が使用できるが、機構の簡便さ等の観点から空気圧シリンダーが好ましい。空気圧は、圧力調整弁等によって制御される。
As shown in FIG. 5, the
ロール型7と透光性基材9との間に供給される活性エネルギー線硬化性組成物10は、得られるプリズム部の厚さを一定にするために一定の粘度に保持することが好ましい。粘度範囲は、一般的には、20〜3000mPa・Sの範囲の粘度とすることが好ましく、さらに好ましくは100〜1000mPa・Sの範囲である。活性エネルギー線硬化性組成物10の粘度を20mPa・S以上とすることにより、プリズム部の厚さを一定にするためにニップ圧を極めて低く設定したり成形スピードを極端に速くしたりする必要がなくなる。ニップ圧を極めて低くすると、圧力機構11の安定作動ができなくなる傾向にあり、プリズム部の厚さが一定しなくなる。また、成形スピードを極端に速くすると、活性エネルギー線の照射量が不足し活性エネルギー線硬化性組成物の硬化が不十分となる傾向にある。一方、活性エネルギー線硬化性組成物10の粘度を3000mPa・S以下とすることにより、ロール型の形状転写面構造の細部まで十分に硬化性組成物10を行き渡らせることができ、レンズ形状の精確な転写が困難となったり気泡の混入による欠陥が発生しやすくなったり成形速度の極端な低下による生産性の悪化をもたらしたりすることがなくなる。このため、活性エネルギー線硬化性組成物10の粘度を一定に保持させるためには、硬化性組成物10の温度制御が行えるように、樹脂タンク12の外部や内部にシーズヒーター、温水ジャケット等の熱源設備を設置しておくことが好ましい。
The active energy ray-
活性エネルギー線硬化性組成物10をロール型7と透光性基材9との間に供給した後、活性エネルギー線硬化性組成物10がロール型7と透光性基材9との間に挟まれた状態で、活性エネルギー線照射装置14から活性エネルギー線を透光性基材9を通して照射して、活性エネルギー線硬化性組成物10を重合硬化し、ロール型7に形成された形状転写面の転写を行う。活性エネルギー線照射装置14としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等が使用される。活性エネルギー線の照射量としては、200〜600nmの波長の積算エネルギーが0.1〜50J/cm2となる程度とすることが好ましい。また、活性エネルギー線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。次いで、透光性基材9(43)と活性エネルギー線硬化樹脂で形成されたプリズム列形成層(44)とからなるプリズムシートをロール型7から離型する。
After supplying the active energy ray-
図1に戻って、一次光源1はY方向に延在する線状の光源であり、該一次光源1としては例えば蛍光ランプや冷陰極管や発光ダイオード(LED)アレイを用いることができる。この場合、一次光源1は、図1に示したように、導光体3の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。
Returning to FIG. 1, the primary light source 1 is a linear light source extending in the Y direction. As the primary light source 1, for example, a fluorescent lamp, a cold cathode tube, or a light emitting diode (LED) array can be used. In this case, as shown in FIG. 1, the primary light source 1 is not only installed to face one side end face of the
光源リフレクタ2は一次光源1の光をロスを少なく導光体3へ導くものである。その材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、光源リフレクタ2は、プリズムシート4を避けて、光反射素子5の端縁部外面から一次光源1の外面を経て導光体3の光出射面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ2は、光反射素子5の端縁部外面から一次光源1の外面を経てプリズムシート4の出光面端縁部へと巻きつけることも可能である。このような光源リフレクタ2と同様な反射部材を、導光体3の光入射端面31以外の側端面に付することも可能である。
The
光反射素子5としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。本発明においては、光反射素子5として反射シートに代えて、導光体3の裏面34に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。
As the
以上のような一次光源1、光源リフレクタ2、導光体3、プリズムシート4及び光反射素子5を含んでなる面光源装置の発光面(プリズムシート4の出光面42)上に透過型の液晶パネル(液晶表示素子)8を配置することにより、本発明の面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、上方から観察者により観察される。
A transmissive liquid crystal is formed on the light emitting surface (the
面光源装置のプリズムシート4の出光面42から出光する光は、液晶パネル8の入射面81に入射し、画像情報信号に応じた変調を受けて、観察面82から出射する。
Light emitted from the
本実施形態においては、プリズムシート4の特に光拡散層45が上記のような特徴を持つので、面光源装置の輝度の向上と欠陥隠蔽性の向上との双方を実現することが出来る。
In the present embodiment, since the
以上の実施形態ではレンズ列を有するレンズシートとしてプリズム列を有するプリズムシートが使用されているが、本発明においては、それ以外のレンズ列たとえばレンチキュラーレンズ列を有するレンチキュラーレンズ等を使用することも可能である。 In the above embodiment, a prism sheet having a prism array is used as a lens sheet having a lens array. However, in the present invention, other lens arrays such as a lenticular lens having a lenticular lens array can be used. It is.
以上の実施形態においては、プリズムシートの光拡散層45が光拡散機能を発揮するので、その上に別個の光拡散シートを配置していない。但し、本発明においては、別個の光拡散シートを併用することにより、液晶表示装置における光拡散性を更に向上させるようにしてもよい。併用される別個の光拡散シートは、プリズムシートの第2面から出射する光が入射するようにプリズムシートと液晶パネルとの間に配置される。
In the above embodiment, since the
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[実施例1]
以下のようにして、図1〜図3に関し説明したプリズムシート及び面光源装置を作製した。
[Example 1]
The prism sheet and the surface light source device described with reference to FIGS. 1 to 3 were produced as follows.
(透光性基材の用意)
透光性基材として、厚さ188μmのPETフィルム(三菱樹脂社製、商品名T910E)を使用した。
(Preparation of translucent substrate)
As the translucent base material, a PET film having a thickness of 188 μm (trade name T910E, manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) was used.
(塗工液の調製)
光拡散層を構成する透光性樹脂として屈折率1.51のアクリル系樹脂を使用し、トルエンとブタノールとの混合溶媒(混合比率はトルエン60wt%)にアクリル系樹脂の濃度が40wt%になるよう溶解させて、溶液を作製した。光硬化開始剤として、チバガイギー社製商品名「イルガキュア184」を使用した。第1透光性光拡散材として、屈折率1.47で平均粒子径25〜35nmのシリカ微粒子を使用し、第2透光性光拡散材として、屈折率1.545で平均粒子径5.0μmのアクリル系樹脂微粒子(積水化成品工業社製、商品名XX−95B)を使用した。これらを、透光性樹脂100重量部に対する添加量が、それぞれ、イルガキュア184は2.5重量部、第1透光性光拡散材は8.6重量部、第2透光性光拡散材は2.0重量部となるように、前記溶液に添加し、攪拌混合して第1及び第2の光拡散材が含有された塗工液を調製した。
(Preparation of coating solution)
An acrylic resin having a refractive index of 1.51 is used as the translucent resin constituting the light diffusion layer, and the concentration of the acrylic resin is 40 wt% in a mixed solvent of toluene and butanol (mixing ratio is 60 wt% toluene). So that a solution was prepared. As a photocuring initiator, trade name “Irgacure 184” manufactured by Ciba-Geigy Corporation was used. As the first light transmissive light diffusing material, silica fine particles having a refractive index of 1.47 and an average particle diameter of 25 to 35 nm are used, and as the second light transmissive light diffusing material, an average particle diameter of 5.45 is used. 0 μm acrylic resin fine particles (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name XX-95B) were used. These are added in an amount of 100 parts by weight of the translucent resin, respectively, 2.5 parts by weight for Irgacure 184, 8.6 parts by weight for the first translucent light diffusing material, and for the second translucent light diffusing material. It added to the said solution so that it might become 2.0 weight part, and it stirred and mixed and the coating liquid containing the 1st and 2nd light-diffusion material was prepared.
(塗工)
リバースグラビアコート法を用いて、前記塗工液を前記PETフィルム上に溶剤乾燥後の平均厚みが3μmになるように塗工し、乾燥させ、紫外線照射により重合硬化させ、PETフィルムの片面に、第1及び第2の透光性光拡散材に基づく凹凸を持ち即ち凹凸形状面を有する光拡散層を形成した。得られた光拡散層の外観は、スジなどの塗工斑がなく非常に良好なものであった。図8に、光拡散層の表面の光学顕微鏡写真を示す。
(Coating)
Using the reverse gravure coating method, the coating liquid is applied on the PET film so that the average thickness after solvent drying is 3 μm, dried, polymerized and cured by ultraviolet irradiation, and on one side of the PET film, A light diffusing layer having irregularities based on the first and second translucent light diffusing materials, that is, having an irregular shape surface was formed. The appearance of the obtained light diffusion layer was very good with no coating spots such as streaks. FIG. 8 shows an optical micrograph of the surface of the light diffusion layer.
(ヘイズ測定)
得られた光拡散層付き透光性シートについて、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所製、商品名HM−150)を用い、光拡散層が受光側に向くように取り付けて、ヘイズ(JIS K 7136)Hazeを測定した。その結果、ヘイズは16.0%であった。
(Haze measurement)
About the obtained translucent sheet | seat with a light-diffusion layer, it attached so that a light-diffusion layer might face a light-receiving side using a haze meter (Murakami Color Research Laboratory make, brand name HM-150), and haze (JIS K7136). ) Haze was measured. As a result, the haze was 16.0%.
(視認限界ラインペア周期測定)
14.1インチサイズの全反射型プリズムシート(三菱レイヨン社製、商品名S268YK)を使用し出射光ピークが出射面法線方向(0°±5°)であり且つ出射光分布の半値全幅が17°である指向性面光源装置を使用して、光拡散層の視認限界ラインペア周期を測定した。
(Visibility limit line pair period measurement)
14.1 inch size total reflection type prism sheet (product name: S268YK, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is used, the emission light peak is in the normal direction of the emission surface (0 ° ± 5 °), and the full width at half maximum of the emission light distribution is Using a directional surface light source device of 17 °, the visibility limit line pair period of the light diffusion layer was measured.
指向性面光源装置(14.1インチ、全反射型プリズムシート(三菱レイヨン社製、商品名S268YK)を利用した面光源装置、半値全幅17°、出射光ピーク角度0°(法線方向)±5°)上に、MTF測定用チャート(エドモンド・オプティクス社製、解像力ターゲットポジ、厚さ1.5mm)を、縞模様が形成されている面を指向性面光源装置に向けて、載置した。その上に、透光性基材がMTF測定用チャートに向くようにして光拡散層付き透光性シートを載置した。 Directional surface light source device (14.1 inches, surface light source device using total reflection type prism sheet (trade name S268YK, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), full width at half maximum of 17 °, peak angle of emitted light 0 ° (normal direction) ± The MTF measurement chart (manufactured by Edmund Optics, resolution target positive, thickness 1.5 mm) was placed on the directional surface light source device with the surface on which the stripe pattern was formed. . A light transmissive sheet with a light diffusing layer was placed thereon so that the light transmissive substrate faced the chart for MTF measurement.
指向性面光源装置を点灯し、光拡散層付き透光性シートを通してMTF測定用チャートの縞模様を目視で観察し、識別可能な最小ラインペア周期(ピッチ)lpの値を視認限界とした。測定の結果、視認限界ラインペア周期は85.1μmであった。 The directional surface light source device was turned on, and the striped pattern of the MTF measurement chart was visually observed through a light transmissive sheet with a light diffusion layer, and the value of the minimum line pair period (pitch) lp that could be identified was set as the visibility limit. As a result of the measurement, the visibility limit line pair cycle was 85.1 μm.
(プリズム列形成用ロール型の作製)
厚さ1.0mm,400mm×690mmのJIS黄銅3種の薄板の表面に、プリズム列形成面の形状に対応した形状の形状転写面を形成して、型部材を得た。ここで、目的とするプリズム列形成面の形状は、ピッチP=50μm、頂角θ=65゜のプリズム列が多数並列して配置されたものであった。次いで、直径220mm、長さ450mmのステンレス製の円筒状ロールを用意し、その外周面上に型部材を巻き付け、ネジで固定し、ロール型を得た。
(Production of roll type for prism array formation)
A shape transfer surface corresponding to the shape of the prism array forming surface was formed on the surface of three types of JIS brass thin plates having a thickness of 1.0 mm and 400 mm × 690 mm to obtain a mold member. Here, the shape of the target prism array forming surface was such that a large number of prism arrays having a pitch P = 50 μm and an apex angle θ = 65 ° were arranged in parallel. Next, a stainless steel cylindrical roll having a diameter of 220 mm and a length of 450 mm was prepared, and a mold member was wound around the outer peripheral surface and fixed with a screw to obtain a roll mold.
(プリズム列の賦形)
得られたロール型とゴムロールとの間に前記光拡散層付きの透光性基材をロール型に沿って供給し、ゴムロールに接続した空気圧シリンダーにより、ゴムロールとロール型との間で透光性基材をニップした。
(Shaping the prism row)
The translucent substrate with the light diffusion layer is supplied along the roll mold between the obtained roll mold and the rubber roll, and the pneumatic cylinder connected to the rubber roll transmits light between the rubber roll and the roll mold. The substrate was nipped.
一方、以下の紫外線硬化性組成物
フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業社製ビスコート#192):50重量部
ビスフェノールA−ジエポキシ−アクリレート(共栄社油脂化学工業社製エポキシエステル3000A):50重量部
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(チバガイギー社製ダロキュア1173):1.5重量部
を、粘度300mPa・S/25℃に調整した。
On the other hand, the following ultraviolet-curable composition phenoxyethyl acrylate (Osaka Organic Chemical Co., Ltd. biscoat # 192): 50 parts by weight Bisphenol A-diepoxy-acrylate (Kyoeisha Yushi Chemical Co., Ltd. epoxy ester 3000A): 50 parts by weight 2- Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (Darocur 1173 manufactured by Ciba-Geigy Corporation): 1.5 parts by weight were adjusted to a viscosity of 300 mPa · S / 25 ° C.
この紫外線硬化性組成物を、ゴムロールによりロール型へとニップされている透光性基材の前記光拡散層の付与された面とは反対側の面に供給した。ロール型を回転させながら、紫外線硬化性組成物がロール型と透光性基材との間に挟まれた状態で、紫外線照射装置から紫外線を照射し、紫外線硬化性組成物を重合硬化させロール型の形状転写面のプリズム列パターンを転写させた。その後、ロール型より離型し、プリズムシートを得た。 This ultraviolet curable composition was supplied to the surface on the opposite side to the surface to which the light-diffusing layer was provided of the translucent base material niped by a rubber roll into a roll mold. While rotating the roll mold, in a state where the ultraviolet curable composition is sandwiched between the roll mold and the translucent substrate, ultraviolet rays are irradiated from an ultraviolet irradiation device to polymerize and cure the ultraviolet curable composition. The prism row pattern on the shape transfer surface of the mold was transferred. Then, it released from the roll type | mold and obtained the prism sheet.
(面光源装置の作製)
以上のようにして得られたプリズムシートを、14.1W(ワイド)サイズに切り出し、これを冷陰極管を側面に配置した14.1W(ワイド)サイズのアクリル樹脂製導光体の光出射面上に、図1及び図2に示されているように、プリズム列形成面が下向きとなるように載置し、他の側面および裏面を反射シートで覆い、面光源装置を得た。
(Production of surface light source device)
The prism sheet obtained as described above was cut into a 14.1 W (wide) size, and the light emitting surface of a 14.1 W (wide) size acrylic resin light guide with a cold cathode tube arranged on the side surface. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, it was placed so that the prism array forming surface faced downward, and the other side surface and the back surface were covered with a reflection sheet to obtain a surface light source device.
(輝度測定)
得られた面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、輝度計(トプコン社製、商品名BM−7)を用いてピーク輝度を測定した。その結果、ピーク輝度は2684Cd/m2であった。
(Brightness measurement)
In the obtained surface light source device, the cold cathode tube was turned on, and the peak luminance was measured using a luminance meter (trade name BM-7, manufactured by Topcon Corporation). As a result, the peak luminance was 2684 Cd / m 2 .
以上の実施例1に関する透光性光拡散材の各数値及び各特性の測定値をそれぞれ以下の表1及び表2に示す。輝度及び隠蔽性の双方が優れている。尚、表2において、ピーク輝度については、後述の比較例1のものを100%とする相対値も記載されている。 The numerical values of the translucent light diffusing material and the measured values of the characteristics related to Example 1 are shown in Tables 1 and 2 below. Both brightness and concealment are excellent. In Table 2, the peak luminance is also described as a relative value with 100% of Comparative Example 1 described later as 100%.
表1及び表2では、実施例をEx.と略記し、比較例をCom.Ex.と略記している。 In Tables 1 and 2, Examples are given in Ex. And a comparative example Com. Ex. It is abbreviated.
[実施例2]
第2透光性光拡散材を、透光性樹脂100重量部に対する添加量が2.5重量部となるように、溶液に添加することを除いて、実施例1と同様の工程を実行した。
[Example 2]
The same process as in Example 1 was performed except that the second light transmissive light diffusing material was added to the solution so that the addition amount with respect to 100 parts by weight of the light transmissive resin was 2.5 parts by weight. .
本実施例2に関する透光性光拡散材の各数値及び各特性の測定値をそれぞれ以下の表1及び表2に示す。輝度及び隠蔽性の双方が優れている。 Tables 1 and 2 below show the numerical values and measured values of the respective characteristics of the translucent light diffusing material in Example 2. Both brightness and concealment are excellent.
[実施例3]
第2透光性光拡散材として、屈折率1.560で平均粒子径4.0μmのアクリル系樹脂微粒子(積水化成品工業社製、商品名XX−101B)を使用し、これを、透光性樹脂100重量部に対する添加量が3.0重量部となるように、溶液に添加することを除いて、実施例1と同様の工程を実行した。
[Example 3]
As the second light transmissive light diffusing material, acrylic resin fine particles (product name XX-101B, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) having a refractive index of 1.560 and an average particle size of 4.0 μm are used. The process similar to Example 1 was performed except adding to a solution so that the addition amount with respect to 100 weight part of conductive resin might be 3.0 weight part.
本実施例3に関する透光性光拡散材の各数値及び各特性の測定値をそれぞれ以下の表1及び表2に示す。輝度及び隠蔽性の双方が優れている。 Tables 1 and 2 below show the numerical values and measured values of the respective characteristics of the translucent light diffusing material in Example 3. Both brightness and concealment are excellent.
[実施例4]
第2透光性光拡散材として、実施例1で用いたものに加えて更に、屈折率1.540で平均粒子径2.5μmのアクリル系樹脂微粒子(積水化成品工業社製、商品名XX−102B)を使用し、これらを、透光性樹脂100重量部に対する添加量が何れも1.7重量部となるように、溶液に添加することを除いて、実施例1と同様の工程を実行した。
[Example 4]
As the second light transmissive light diffusing material, in addition to those used in Example 1, acrylic resin fine particles having a refractive index of 1.540 and an average particle diameter of 2.5 μm (product name XX, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) -102B), and the same steps as in Example 1 except that these are added to the solution so that the addition amount to 100 parts by weight of the translucent resin is 1.7 parts by weight. Executed.
本実施例4に関する透光性光拡散材の各数値及び各特性の測定値をそれぞれ以下の表1及び表2に示す。輝度及び隠蔽性の双方が優れている。 Tables 1 and 2 below show the numerical values and the measured values of the respective characteristics of the translucent light diffusing material in Example 4. Both brightness and concealment are excellent.
[比較例1]
(塗工液の調製)
光拡散層を構成する透光性樹脂として屈折率1.49のアクリル系樹脂(三菱レイヨン社製、商品名TF−8)を使用し、MEK(メチルエチルケトン)とトルエンとの混合溶媒(混合比率はトルエン/MEK=60/40wt%)にTF−8の濃度が35wt%になるよう溶解させて、溶液を作製した。第1の第2透光性光拡散材として、屈折率1.49で平均粒子径4.5〜5.5μmのアクリル系樹脂微粒子(積水化成品工業社製、商品名SSX−105)を使用し、第2の第2透光性光拡散材として、屈折率1.49で平均粒子径7.0〜9.0μmのアクリル系樹脂微粒子(積水化成品工業社製、商品名SSX−108)を使用した。これらを、透光性樹脂100重量部に対する添加量が、それぞれ、第1の第2透光性光拡散材は23.1重量部、第2の第2透光性光拡散材は9.9重量部となるように、前記溶液に添加し、攪拌混合して第1及び第2の第2光拡散材が含有された塗工液を調製した。
[Comparative Example 1]
(Preparation of coating solution)
An acrylic resin having a refractive index of 1.49 (product name: TF-8, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is used as the translucent resin constituting the light diffusion layer, and a mixed solvent of MEK (methyl ethyl ketone) and toluene (mixing ratio is Toluene / MEK = 60/40 wt%) was dissolved so that the concentration of TF-8 was 35 wt% to prepare a solution. Acrylic resin fine particles (product name SSX-105, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) having a refractive index of 1.49 and an average particle diameter of 4.5 to 5.5 μm are used as the first second light transmissive light diffusing material. As the second second translucent light diffusing material, acrylic resin fine particles having a refractive index of 1.49 and an average particle diameter of 7.0 to 9.0 μm (trade name SSX-108, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) It was used. These are added in an amount of 23.1 parts by weight for the first second translucent light diffusing material and 9.9 for the second second translucent light diffusing material, respectively, with respect to 100 parts by weight of the translucent resin. It added to the said solution so that it might become a weight part, and it stirred and mixed and prepared the coating liquid containing the 1st and 2nd 2nd light-diffusion material.
(塗工)
リバースグラビアコート法を用いて、前記塗工液を実施例1で使用したPETフィルム上に溶剤乾燥後の平均厚みが6μmになるように塗工し、乾燥させた。これにより、PETフィルムの片面に、第1及び第2の第2透光性光拡散材に基づく凹凸を持ち即ち凹凸形状面を有する光拡散層を形成した。
(Coating)
Using the reverse gravure coating method, the coating solution was applied onto the PET film used in Example 1 so that the average thickness after solvent drying was 6 μm, and dried. As a result, a light diffusion layer having irregularities based on the first and second second light transmissive light diffusing materials, that is, having an irregular shape surface, was formed on one surface of the PET film.
その後、実施例1と同様の工程を実行した。 Then, the process similar to Example 1 was performed.
本比較例1に関する透光性光拡散材の各数値及び各特性の測定値をそれぞれ以下の表1及び表2に示す。輝度が不十分である。 The numerical values of the translucent light diffusing material and the measured values of the characteristics of the comparative example 1 are shown in the following Table 1 and Table 2, respectively. Insufficient brightness.
[比較例2]
第2透光性光拡散材を使用しないことを除いて、実施例1と同様の工程を実行した。
[Comparative Example 2]
The same process as in Example 1 was performed except that the second light transmissive light diffusing material was not used.
本比較例2に関する透光性光拡散材の各数値及び各特性の測定値をそれぞれ以下の表1及び表2に示す。隠蔽性が不十分である。 Tables 1 and 2 below show the numerical values and the measured values of the respective characteristics of the translucent light diffusing material relating to Comparative Example 2. Concealment is insufficient.
1 一次光源
2 光源リフレクタ
3 導光体
31 光入射端面
32 側端面
33 光出射面
34 裏面
4 プリズムシート
41 入光面
411 プリズム列
411a,411b プリズム面
42 出光面
43 透光性基材
44 プリズム列形成層
45 光拡散層
451 透光性樹脂
452 第1透光性光拡散材
452’ 第2透光性光拡散材
453 二次粒子
5 光反射素子
7 型部材(ロール型)
8 液晶パネル
81 入射面
82 観察面
9 透光性基材
10 活性エネルギー線硬化性組成物
11 圧力機構
12 樹脂タンク
13 ノズル
14 活性エネルギー線照射装置
15 薄板状型部材
16 円筒状ロール
18 形状転写面
28 ニップロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8
Claims (8)
前記シート状透光性部材は、透光性基材と該透光性基材の一方の面の側に配置された光拡散層とを含んでなり、該光拡散層の表面が前記シート状透光性部材の第2面を形成しており、
前記光拡散層は、透光性樹脂中に平均粒子径1nm〜100nmの第1透光性光拡散材及び平均粒子径1μm〜15μmの第2透光性光拡散材を含有してなるものであることを特徴とするレンズシート。 A plurality of lens rows are formed in parallel on the first surface side of the sheet-like translucent member having the first surface and the second surface,
The sheet-like translucent member includes a translucent base material and a light diffusion layer disposed on one side of the translucent base material, and the surface of the light diffusion layer is the sheet-like shape. Forming a second surface of the translucent member;
The light diffusing layer contains a first light transmissive light diffusing material having an average particle diameter of 1 nm to 100 nm and a second light transmissive light diffusing material having an average particle diameter of 1 μm to 15 μm in the light transmissive resin. There is a lens sheet.
前記導光体は前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と導光された光が出射する光出射面とを備えており、前記一次光源は前記導光体の光入射端面に隣接して配置されており、前記レンズシートは前記シート状透光性部材の第1面が前記導光体の光出射面に対向するようにして配置されていることを特徴とする面光源装置。 The primary light source, a light guide that is guided by the light emitted from the primary light source, guided and emitted, and the light emitted from the light guide are arranged to be incident. Comprising the lens sheet according to one item,
The light guide includes a light incident end surface on which light emitted from the primary light source is incident and a light output surface from which the guided light is emitted, and the primary light source is adjacent to the light incident end surface of the light guide. The surface light source device is characterized in that the lens sheet is arranged such that a first surface of the sheet-like translucent member faces a light emitting surface of the light guide.
該液晶パネルは前記レンズシートのシート状透光性部材の第2面から出光する光が入射する入射面とその反対側の観察面とを備えていることを特徴とする液晶表示装置。 The surface light source device according to claim 7 and a liquid crystal panel arranged so that light emitted from the second surface of the sheet-like translucent member of the lens sheet of the surface light source device is incident,
The liquid crystal panel includes an incident surface on which light emitted from the second surface of the sheet-like translucent member of the lens sheet is incident and an observation surface on the opposite side.
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