JP2011018014A - 拡散シートおよびその製造方法、バックライトならびに液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】拡散シートは、第1の主面および第2の主面を有する基材と、基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体とを備える。構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有する。構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下である。構造体の充填率は、60%以上80%以下である。
【選択図】図1
Description
第1の主面および第2の主面を有する基材と、
基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.85を超え1.50以下であり、
構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シートである。
第1の主面および第2の主面を有する基材と、
基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下であり、
構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シートである。
1個または複数個の光源と、
1枚または複数枚の拡散シートと
を備え、
拡散シートは、
第1の主面および第2の主面を有する基材と、
基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.85を超え1.50以下であり、
構造体の充填率は、60%以上80%以下であるバックライトである。
1個または複数個の光源と、
複数枚の拡散シートと
を備え、
複数枚の拡散シートが、少なくとも1枚の拡散シートを含み、
拡散シートが、
第1の主面および第2の主面を有する基材と、
基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下であり、
構造体の充填率は、60%以上80%以下であるバックライトである。
原盤作製用基材の表面上に形成されたレジスト層に対して、ランダムな露光パターンを形成する工程と、
ランダムな露光パターンが形成されたレジスト層を現像し、ランダムパターンの開口部をレジスト層に形成する工程と、
開口部が形成されたレジスト層をマスクとして、原盤作製用基材をエッチングし、凹部を有する原盤を作製する工程と、
原盤の凹部を基材の第1の主面または第2の主面に対して形状転写し、凸状の構造体を有する拡散シートを作製する工程と
を備え、
構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.85を超え1.50以下であり、
構造体の面積充填率は、60%以上80%以下である拡散シートの製造方法である。
原盤作製用基材の表面上に形成されたレジスト層に対して、ランダムな露光パターンを形成する工程と、
ランダムな露光パターンが形成されたレジスト層を現像し、ランダムパターンの開口部をレジスト層に形成する工程と、
開口部が形成されたレジスト層をマスクとして、原盤作製用基材をエッチングし、凹部を有する原盤を作製する工程と、
原盤の凹部を基材の第1の主面または第2の主面に対して形状転写し、凸状の構造体を有する拡散シートを作製する工程と
を備え、
構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下であり、
構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シートの製造方法である。
1.第1の実施形態(拡散シートの例)
2.第2の実施形態(液晶表示装置に拡散シートを適用した例)
[1.1.拡散シートの構成]
図1Aは、この発明の第1の実施形態による拡散シートの一部を拡大して示す斜視図である。図1Bは、この発明の第1の実施形態による拡散シートの一部を拡大して示す平面図である。図1A、図1Bに示すように、拡散シート1は、両主面(第1の主面および第2の主面)を有する基材11と、この基材11の両主面のうちの一方に形成された凸状の構造体12とを備える。この拡散シート1では、構造体12の界面にて拡散や集光などの機能が付与されるようになっている。
基材11としては、例えば、透明性を有するシートなどを用いることができる。ここで、シートにはフィルムも含まれるものと定義する。基材11の材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエステル(TPEE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、アラミド、ポリエチレン(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン(PP)、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。基材11が、必要に応じて、フィラー、可塑剤、安定化剤、劣化防止剤、分散剤、難燃剤、紫外線吸収剤などをさらに含むようにしてもよい。基材11の厚さは、生産性の観点から38〜100μmであることが好ましいが、この範囲に特に限定されるものではない。
基材11の一主面には、凸状の構造体12がランダム(不規則)に形成されている。構造体12は、基材11の一主面に一体成形されていることが好ましい。すなわち、拡散シート1が、単層構造を有していることが好ましい。このような構造を採用することで、多層構造の拡散シートとは異なり界面反射がないため、輝度を向上できる。また、拡散シート1を構成する樹脂をリサイクルして用いることもできる。このように構造体12と基材11とを一体成形する場合、構造体12と基材11とが同一の熱可塑性樹脂を含んでいることが好ましい。
次に、図3A〜図3Fを参照しながら、この発明の第1の実施形態による拡散シートの製造方法の一例について説明する。
まず、被加工体である原盤作製用基材21の表面上に、レジスト層22を形成する(図3A参照)。被加工体である原盤作製用基材21の形状としては、例えば、板状、シート状、フィルム状、ブロック状、円柱状、円筒状、円環状などが挙げられる。レジスト層22の材料としては、例えば、無機レジストおよび有機レジストのいずれも用いることができる。なお、原盤作製用基材21が円柱状または円筒状を有する場合には、それらの外周面にレジスト層22を形成することが好ましい。
次に、例えば、レーザ光などの光L1をレジスト層22に照射することにより、露光部22aをランダムにレジスト層22に形成する(図3B参照)。レジスト層22に形成される露光部22aの形状としては、例えば、円形状またはほぼ円形状を挙げることができる。このような形状の露光部を形成する場合、その露光部22aの大きさは、後述する形状転写工程にて用いられる転写方法の種類に応じて選択することが好ましい。例えば、転写方法として溶融押出成形法を用いる場合、露光部の底面の平均直径Dは、50μm以上100μm以下であることが好ましい。転写方法としてラミネート転写成形法を用いる場合、構造体12の底面の平均直径Dは、20μm以上50μm以下であることが好ましい。
次に、露光部22aが形成されたレジスト層22を現像する。これにより、露光部22aに応じた開口部22bがレジスト層22に形成される(図3C参照)。なお、図3Cでは、レジストとしてポジ型レジストを用い、露光部に開口部22bを形成する例が示されているが、レジストはこの例に限定されるものではない。すなわち、レジストとしてネガ型レジストを用い、露光部を残すようにしてもよい。
次に、開口部22bが形成されたレジスト層22をマスクとして、原盤作製用基材21の表面をエッチングする。これにより、同一深さ、またはほぼ同一深さの凹部21aが、原盤作製用基材21の表面に形成される(図3D参照)。エッチングとしては、例えば、ドライエッチングおよびウエットエッチングのいずも用いることができるが、設備が簡易である点からすと、ウエットエッチングを用いることが好ましい。また、エッチングとしては、例えば、等方性エッチングおよび異方性エッチングのいずれも用いることができ、所望とする構造体12の形状に応じて適宜選択することが好ましい。
次に、アッシングなどにより、原盤作製用基材表面に形成されたレジスト層22を剥離する(図3E参照)。これにより、構造体12の反転形状である凹部21aを有する原盤23が得られる。
次に、必要に応じて、原盤23の凹凸面にメッキ処理を施し、ニッケルメッキなどのメッキ層を形成するようにしてもよい。
次に、例えば、溶融押出成形装置、またはラミネート転写成形装置などの成形装置に、作製した原盤23を取り付ける。次に、原盤23の凹部21aの形状を基材11の一主面に形状転写する(図3F参照)。これにより、基材11の一主面に凸状の構造体12が形成される。なお、溶融押出成形装置、およびラミネート転写成形装置の構成の詳細については後述する。
以上により、目的とする拡散シート1が得られる。
(成形装置の第1の例)
図4Aは、溶融押出成形装置の一構成例を示す模式図である。図4Aに示すように、この溶融押出成形装置は、押出機31、Tダイ32、成形ロール33、弾性ロール34および冷却ロール35を備える。ここで、成形ロール33が上述の原盤23の一例である。
まず、樹脂材料を押出機31により溶融してTダイ32に順次供給し、Tダイ32からシートを連続的に吐出させる。次に、Tダイ32から吐出されたシートを成形ロール33と弾性ロール34とによりニップする。これにより、樹脂材料に対して成形ロール33の凹凸形状が転写される。次に、成形ロール33と冷却ロール35とにより基材11をニップしてばたつきを抑えながら、冷却ロール35により成形ロール33から基材11を剥離する。
以上により、目的とする拡散シート1を得ることができる。
図4Bは、ラミネート転写成形装置の一構成例を示す模式図である。このラミネート転写成形装置40は、加熱ロール41と冷却ロール42とによって回転するエンボスベルト43と、加熱ロール41および冷却ロール42に対向して配置された2つの押圧ロール44によって回転する平坦ベルト45とを備えている。そして、表面に複数の凹部43A有するエンボスベルト43と、立体形状のない平坦ベルト45との間隙に、形状付与前の基材11を挿入可能になっている。ここで、エンボスベルト43が上述の原盤23の一例である。
まず、エンボスベルト43および平坦ベルト45を回転させて、加熱ロール41の側から両者の間隙に形状付与前の基材11を挿入する。これにより、加熱ロール41の熱により基材11の一主面が一瞬だけ溶融し、基材11の一主面に凹部43Aが形状転写される。その後、冷却ロール42によって、凹部43Aが形状転写された基材11の表面が冷却され、表面形状が固定される。すなわち、基材11の一主面に複数の構造体12が形成される。
以上により、目的とする拡散シート1を得ることができる。
[液晶表示装置の構成]
(第1の構成例)
図5Aは、この発明の第2の実施形態による液晶表示装置の第1の構成例を示す模式図である。図5Aに示すように、この液晶表示装置は、光を出射するバックライト6と、バックライト6から出射された光を時間的空間的に変調して画像を表示する液晶パネル7とを備える。
以下、液晶表示装置を構成するバックライト6、および液晶パネル7について順次説明する。
バックライト6としては、例えば、直下型バックライト、エッジ型バックライト、平面光源型バックライトを用いることができる。なお、図5Aでは、バックライト6が直下型バックライトである場合が例示されている。バックライト6は、例えば、反射シート4、光源5、拡散板3、2枚の拡散シート1、およびレンズシート2を備える。反射シート4は、液晶表示装置の表示面とは反対の側となる背面側に配置される。光源5と液晶パネル7との間に、拡散板3、拡散シート1、レンズシート2、および拡散シート1が、光源5から液晶パネル7に向かってこの順序で配置されている。
液晶パネル7としては、例えば、ツイステッドネマチック(Twisted Nematic:TN)モード、スーパーツイステッドネマチック(Super Twisted Nematic:STN)モード、垂直配向(Vertically Aligned:VA)モード、水平配列(In-Plane Switching:IPS)モード、光学補償ベンド配向(Optically Compensated Birefringence:OCB)モード、強誘電性(Ferroelectric Liquid Crystal:FLC)モード、高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal:PDLC)モード、相転移型ゲスト・ホスト(Phase Change Guest Host:PCGH)モードなどの表示モードのものを用いることができる。
図5Bは、この発明の第2の実施形態による液晶表示装置の第2の構成例を示す模式図である。図5Bに示すように、バックライト6が、拡散板3、および3枚の拡散シート1を備える。これらの拡散板3、3枚の拡散シート1が、光源5から液晶パネル7に向かってこの順序で配置されている。
この第2の構成例において、上記以外のことは、第1の構成例と同様である。
図5Cは、この発明の第2の実施形態による液晶表示装置の第3の構成例を示す模式図である。図5Cに示すように、バックライト6が、拡散板3、レンズシート2、および拡散シート1を備える。これらの拡散板3、レンズシート2、および拡散シート1が、光源5から液晶パネル7に向かってこの順序で配置されている。
この第3の構成例において、上記以外のことは、第1の構成例と同様である。
まず、構造体が形成された拡散シートの表面を、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)を用いて上方から、それぞれ125倍(例えば図7A)、10000倍(例えば図7B)で撮影した。次に、撮影したSEM写真から無作為に10個の構造体(凸部)を選び出し、それぞれの直径を測定した。次に、測定値を単純に平均(算術平均)して構造体の平均直径D(=(D1+D2+・・・+D10)/10)を求めた。
図6は、構造体の高さのばらつきを説明するための模式図である。まず、構造体12が形成された拡散シートをその主面に対して垂直に切り出し、その断面をSEMにより1000倍で撮影した(例えば図7C)。次に、撮影したSEM写真から無作為に、頂点が撮影されている10個の構造体(凸部)12を選び出し、それぞれの構造体12の高さを測定した。なお、構造体12の高さは、構造体底面から構造体頂点までの垂直方向の距離とした。ここで、構造体底面は、構造体間の平坦部を含む平面で構造体12を切断したときの切断面を意味する。次に、測定値を単純に平均(算術平均)して構造体12の平均高さh(=(h1+h2+・・・+h10)/10)を求めた。次に、この平均高さhと、上述した10個の構造体12のそれぞれの高さとの差分の平均値であるΔhを、以下の式により求めた。
Δh=(│h−h1│+│h−h2│+・・・+│h−h10│)/10
次に、上述のようにして求めた平均高さh、および差分の平均値Δhを用いて、上述した10個の構造体12のばらつきを以下の式により求めた。
K=(Δh/h)×100[%]
まず、上述の「構造体の平均直径」の算出方法で説明したようにして、構造体の平均直径Dを求め、この平均直径Dの半分の値を構造体の平均半径r(=D/2)とした。次に、上述の「高さのばらつき」の算出方法で説明したようにして、構造体の平均高さhを求めた。次に、上述のようにしても求めた平均半径r、および平均高さhを用いて、構造体12のアスペクト比h/rを求めた。
まず、構造体が形成された拡散シートをその主面に対して垂直に切り出し、その断面をSEMにより1000倍(例えば図7C)で撮影した。次に、撮影したSEM写真から無作為に、拡散シートの面内方向から構造体の輪郭を確認できる10個の構造体(凸部)を選び出した。そして、構造体の輪郭線と構造体間の平坦部の輪郭線との交点近傍において、両者の接線がなす角度を測定し、各構造体の側面角度とした。次に、測定値を単純に平均(算術平均)して構造体の平均側面角度θ(=(θ1+θ2+・・・+θ10)/10)を求めた。
まず、構造体が形成された拡散シートをその主面に対して垂直に切り出し、その断面をSEMにより1000倍(例えば図7C)で撮影した。次に、撮影したSEM写真から無作為に、拡散シートの面内方向から輪郭を確認できる10個の構造体(凸部)を選び出し、側面角度θが85度以上90度以下の範囲となる構造体の高さをそれぞれ測定し、各構造体の基底部の長さとした。但し、側面角度θは、拡散シートの面内方向から構造体およびその構造体間の平坦部を見た場合において、構造体の輪郭線と、構造体間の平坦部の輪郭線との接線がなす角である。次に、測定値を単純に平均(算術平均)して構造体の基底部の平均長さl(=(l1+l2+・・・+l10)/10)を求めた。
SEM写真(例えば図7A)において、単位面積当たりに、構造体が占める面積の比率(%)を充填率と定義した。
まず、熱伝導性に優れた金属からなる円筒状の原盤作製用基材を準備した。次に、円筒状の原盤作製用基材の外周面にレジスト層を形成した。次に、直径70μmの円形状のランダムパターンをコンピュータにより生成した。次に、この生成パターンに基づき、原盤作製用基材の外周面に形成されたレジスト層をレーザ光により露光した後、露光したレジスト層を現像した。これにより、上記生成パターンに応じた開口部がレジスト層に形成された。次に、開口部が形成されたレジスト層をマスクとして、原盤作製用基材の外周面をウエットエッチングした。これにより、部分球面形状を有する構造体が外周面にランダムに形成されたロール原盤が得られた。次に、このロール原盤を成形装置に取り付けた後、溶融押出法によりポリカーボネートシート(PCシート)を成形するとともに、このPCシートの表面に対してロール原盤の凹凸を形状転写した。これにより、部分球面形状の構造体を有する帯状の拡散シートが得られた。
まず、熱伝導性に優れた金属からなる円環状の原盤作製用基材を準備した。次に、直径50μmの円形状のランダムパターンをコンピュータにより生成する以外は、実施例1と同様にして、円環状の原盤を得た。次に、この円環状の原盤をエンボスベルトとして成形装置に取り付けた後、ラミネート転写成形法により、PCシートの表面に対してエンボスベルトの凹凸を形状転写した。これにより、部分球面形状の構造体を有する帯状の拡散シートが得られた。
アスペクト比を変更した点以外は、実施例1と同様にして拡散シートを得た。
球径、アスペクト比、充填率を変更した点以外は、実施例2と同様にして拡散シートを得た。
まず、板状基材に接着剤を塗布した後、球形ビーズを散布し、原盤を作製した。次に、この原盤の複製原盤を以下のようにして作製した。電鋳により原盤の凹凸面上に金属メッキ層を形成した後、原盤から金属メッキ層を剥離した。これにより、原盤の凹凸面の反転形状を有する複製原盤が得られた。
まず、紫外線硬化樹脂に球形ビーズを分散して、樹脂組成物を調製した。次に、この樹脂組成物をPCシートの一主面に塗布し、紫外線を照射し、樹脂組成物を硬化させた。これにより、部分球面形状の構造体を有する拡散シートが得られた。
底面平均直径、アスペクト比、充填率を変化させた点以外は実施例2と同様にして拡散シートを得た。
上述のようにして得られた実施例1〜5、比較例1〜6の拡散シートの凹凸面をSEMにより撮影した。そして、撮影したSEM写真に基づき、構造体形状、構造体の平均直径、高さのばらつき、アスペクト比、および充填率などを評価した。その結果を表1に示す。また、図7A〜図7Cに、実施例1の拡散シートのSEM写真を示す。図8A〜図8Cに、実施例2の拡散シートのSEM写真を示す。図9A〜図9Bに、比較例1の拡散シートのSEM写真を示す。図10A、図10Bに、比較例2のSEM写真を示す。
図11Aは、輝度率の測定方法を説明するための模式図である。上述のようにして得られた実施例1、2、比較例1、2の拡散シートの裏面(凹凸面とは反対側の面)から光Laを入射させて、拡散シートの輝度率を測定した。この輝度率の測定は、拡散シート裏面の垂線を基準にして0度から80度まで10度毎に光の入射角度θsを変更させて行った。測定装置としては、変角分光側色システム(株式会社村上色彩技術研究所製、商品名:GCMS−4)を用いた。その結果を図12A〜図13Bに示す。
図11Bは、輝度と視野角の測定方法を説明するための模式図である。上述のようにして得られた実施例1、比較例1の拡散シートの輝度・視野角特性を以下のようにして評価した。光源5、反射膜4、拡散板3からなるバックライトユニットの上に評価する拡散シート1を3枚重ね(図11B参照)、この中心部を輝度測定器(ELDIM製、商品名:EZContrast XL88)にて測定して輝度・視野角特性を評価した。その結果を図14に示す。
上述のようにして得られた実施例1、3〜5、比較例1、2の拡散シートのヘイズ・透過率を、ヘーズ・透過率計(株式会社村上色彩技術研究所製、商品名:HM−150)を用いて測定した。実施例1、3〜5、比較例1、2のヘイズと透過率の測定結果を図15に示す。
上述のようにして得られた実施例1、4、5、および比較例1の拡散シートを、それぞれ光源、反射膜、導光体(図示せず)からなるバックライトユニットの上に一枚おき、輝度計(TOPCON製、商品名BM−7)により輝度を測定した。それらの測定結果を図16に示す。但し、実施例1、4、5の輝度は、比較例1の輝度を基準とする相対輝度で示した。
図17Aは、輝度の測定方法を説明するための模式図である。上述のようにして得られた実施例1、5、および比較例1、3〜6の拡散シート1を拡散板3上に配置したときの輝度を以下のようにして評価した。上述のようにして得られた実施例1、5、および比較例1、3〜6の拡散シート1を、それぞれ光源、反射膜、導光体(図示せず)からなるバックライトユニットの上に一枚おき、輝度計(TOPCON製、商品名BM−7)により輝度を測定した。それらの測定結果を図17Cに示す。但し、実施例1、5、および比較例3〜6の輝度は、比較例1の輝度を基準とする相対輝度で示した。
図17Bは、モアレ発生の評価方法を説明するための模式図である。上述のようにして得られた実施例1、5、および比較例3〜6の拡散シート1を拡散板3上に、3枚配置したときのモアレ発生の有無を以下のようにして評価した。上述のようにして得られた実施例1、5、および比較例3〜6の拡散シート1を、それぞれ光源、反射膜、導光体(図示せず)からなるバックライトユニットの上に3枚置き、光源点灯状態で目視評価した。その結果を表2に示す。
実施例1、2では、リソグラフィおよびエッチングにより原盤を作製しているので、構造体高さのばらつきKを10%以下にすることができる。これに対して、比較例1では、散布したビーズの複製電鋳により原盤を作製しているので、構造体高さのばらつきが10%を超えてしまう。また、比較例2では、ビーズ塗布により拡散シートを作製しているので、構造体高さのばらつきが10%を超えてしまう。
ばらつきが10%以下である実施例1、2では、ばらつきが10%を超える比較例1、2よりも、0度〜80度までの広角度の範囲で高い輝度率が得られる(図12)。また、輝度に関しては、実施例1では、比較例1よりも、広角度の範囲で高い輝度が得られる(図14)。
下記構成の構造体が一主面に形成された拡散シートの相対輝度を、シミュレーションによりを求めた。具体的には、充填率D=0.68とし、高さばらつきKを0〜20%の範囲で変化させてシミュレーションにより相対輝度(比較例1の輝度を1とした場合の輝度)を求めた。その結果を図18に示す。
全体構造:1層構造、PCシート
配列:ハニカム状規則配列
構造体形状:部分球面形状
高さばらつき:0〜20%
充填率D=0.72とする以外は試験例1〜5と同様にして相対輝度を求めた。その結果を図18に示す。
充填率D=0.76とする以外は試験例1〜5と同様にして相対輝度を求めた。その結果を図18に示す。
充填率を規定の60%以上80%未満とした場合、高さばらつきが大きくなるに従って相対輝度の低下は大きくなっていく。輝度は、ばらつきに対し直線的に低下する傾向が見られることから、ばらつき10%以上における輝度の低下は、バックライトにおける特性を損なうことが想定される。
下記構成の構造体が一主面に形成された拡散シートの相対輝度を、シミュレーションにより求めた。その結果を図19に示す。
全体構造:1層構造、PCシート
配列:ハニカム状規則配列
構造体形状:部分球面形状
高さばらつき:0%
アスペクト比h/r:0.80、0.85、0.90、0.95、1.05、1.10、1.15、1.20、1.40、1.70、2.00
充填率:68%
また、本発明者らが実験より得た知見によれば、構造体のアスペクト比を1.50以下にすることで、構造体の転写性を向上することができる。
以上により、構造体のアスペクト比を0.85を超え1.50以下にすることが好ましい。
下記構成の構造体が一主面に形成された拡散シートの相対輝度を、シミュレーションにより求めた。その結果を図20に示す。
全体構造:1層構造、PCシート
配列:ハニカム状規則配列
構造体形状:部分球面状
高さばらつき:0%
アスペクト比:1
平均側面角度:40度〜85度の範囲で5度ずつ変化させた。
充填率:68%
また、本発明者らが実験より得た知見によれば、構造体の平均側面角度θを90°以下にすることで、構造体の離型性を向上することができる。
以上により、構造体の平均側面角度シートを65°以上90°以下にすることが好ましい。
下記構成の構造体が一主面に形成された拡散シートの相対輝度(比較例1の拡散シートの輝度を1とした場合の輝度)を、シミュレーションにより求めた。その結果を表3、および図21Aに示す。
全体構造:1層構造、PCシート
配列:ハニカム状規則配列
構造体形状:部分球面形状
高さばらつき:0%
アスペクト比h/r:0.50〜2.00
充填率:68%
下記構成の構造体が一主面に形成された拡散シートを2枚重ねたときの相対輝度(比較例1の拡散シートを2枚重ねたときの輝度を1とした場合の輝度)を、シミュレーションにより求めた。その結果を表4、および図21Bに示す。
全体構造:1層構造、PCシート
配列:ハニカム状規則配列
構造体形状:部分球面形状
高さばらつき:0%
アスペクト比h/r:0.50〜2.00
充填率:68%
下記構成の構造体が一主面に形成された拡散シートを3枚重ねたときの相対輝度(比較例1の拡散シートを3枚重ねたときの輝度を1とした場合の輝度)を、シミュレーションにより求めた。その結果を表5、および図21Cに示す。
全体構造:1層構造、PCシート
配列:ハニカム状規則配列
構造体形状:部分球面形状
高さばらつき:0%
アスペクト比h/r:0.50〜2.00
充填率:68%
拡散シートの枚数が1枚である場合、アスペクト比h/rが0.85以上であると、比較例1の拡散シートと同様またはそれ以上の輝度が得られる。
拡散シートの枚数が2枚である場合、アスペクト比h/rが0.80以上であると、比較例1の拡散シート以上の輝度が得られる。
拡散シートの枚数が3枚である場合、アスペクト比h/rが0.5を超えると、比較例1の拡散シートとぼほ同等またはそれ以上の輝度が得られる。
また、本発明者らが実験より得た知見によれば、構造体のアスペクト比を1.50以下にすることで、構造体の転写性を向上することができる。
また、拡散シートを2枚重ねて使用する場合には、アスペクト比h/rが0.80を超え1.50以下であることが好ましい。
また、拡散シートを3枚重ねて使用する場合には、アスペクト比h/rが0.50を超え1.50以下であることが好ましい。
球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を表6に示す値に変更した点以外は、実施例1と同様にして拡散シートを作製した。
まず、実施例6−1と同様の拡散シートを2枚作製した。次に、作製した2枚の拡散シートをバックライトユニットの上に載置した点以外は、実施例6−1と同様にして輝度を測定した。その結果を相対輝度として図22に示す。
まず、実施例6−1と同様の拡散シートを3枚作製した。次に、作製した3枚の拡散シートをバックライトユニットの上に載置した点以外は、実施例6−1と同様にして輝度を測定した。その結果を相対輝度として図22に示す。
比較例1と全て同様にして拡散シートを1枚作製した。次に、作製した1枚の拡散シートをバックライトユニットの上に載置した点以外は、実施例6−1と同様にして輝度を測定した。その結果を相対輝度として図22に示す。
まず、比較例7−1と同様の拡散シートを2枚作製した。次に、作製した2枚の拡散シートをバックライトユニットの上に載置した点以外は、比較例7−1と同様にして輝度を測定した。その結果を相対輝度として図22に示す。
まず、比較例7−1と同様の拡散シートを3枚作製した。次に、作製した3枚の拡散シートをバックライトユニットの上に載置した点以外は、比較例7−1と同様にして輝度を測定した。その結果を基準となる相対輝度「1」として図22に示す。
比較例7−1〜7−3の拡散シートでは、拡散シートを1枚使用したときの輝度は、実施例6−1〜6−3の拡散シートに比して高いが、拡散シートを3枚以上使用したときには輝度の上昇は殆ど望めなくなる。これは、光源から放射された光が拡散シートを透過する毎に、拡散シートに入射する光の入射角度が立ち上がり、リサイクル効率が低下するためである。これに対して、実施例6−1〜6−3の拡散シートでは、拡散シートの枚数に比例して輝度が上昇しており、拡散シートを3枚以上使用したときにも輝度の上昇が望める。また、光源ムラ(例えば冷陰極蛍光管の管ムラ)を低減する観点からすると、アスペクト比は0.5以上であることが好ましい。
図23Aは、実施例7−1のバックライトの構成を示す模式図である。
まず、球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を表7に示す値に変更した点以外は、実施例1と同様にして第1の拡散シートDS1、第2の拡散シートDS2、第3の拡散シートDS3を作製した。
光源の側から見て最も手前側となる拡散シートDS1の球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を、表7に示す値に変更した点以外は、実施例7−1と同様にして輝度を測定した。その結果を図23Bに示す。
光源の側から見て最も手前側となる拡散シートDS1の球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を、表7に示す値に変更した点以外は、実施例7−1と同様にして輝度を測定した。その結果を図23Bに示す。
図23Aは、実施例8−1のバックライトの構成を示す模式図である。
まず、球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を表7に示す値に変更した点以外は、実施例7−1と同様にして第1の拡散シートDS1、第2の拡散シートDS2、第3の拡散シートDS3を作製した。
光源の側から見て2番目となる拡散シートDS2の球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を、表7に示す値に変更した点以外は、実施例8−1と同様にして輝度を測定した。その結果を図23Bに示す。
光源の側から見て2番目となる拡散シートDS2の球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を、表7に示す値に変更した点以外は、実施例8−1と同様にして輝度を測定した。その結果を図23Bに示す。
図23Aは、実施例8−1のバックライトの構成を示す模式図である。
まず、球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を表7に示す値に変更した点以外は、実施例7−1と同様にして第1の拡散シートDS1、第2の拡散シートDS2、第3の拡散シートDS3を作製した。
光源の側から見て最も奥側となる拡散シートDS3の球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を、表7に示す値に変更した点以外は、実施例9−1と同様にして輝度を測定した。その結果を図23Bに示す。
光源の側から見て最も奥側となる拡散シートDS3の球径、高さばらつき、アスペクト比、および充填率を、表7に示す値に変更した点以外は、実施例9−1と同様にして輝度を測定した。その結果を図23Bに示す。
光源の側から見て最も奥側となる拡散シートDS3のアスペクト比h/rを変化させた場合に、輝度変化の上昇率が最も大きい。具体的には、拡散シートDS3のアスペクト比h/rを0.64から0.83に変えることで、輝度を5.5%程度上昇させることができる。
以上により、複数枚の拡散シートを使用する場合、光源から最も遠い拡散シートのアスペクト比h/rを大きくすることで、輝度を効率的に上昇させることができる。
2 レンズシート
3 拡散板
4 反射シート
5 光源
6 バックライト
7 液晶パネル
11 基材
12 構造体
Claims (16)
- 第1の主面および第2の主面を有する基材と、
上記基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
上記構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
上記構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.85を超え1.50以下であり、
上記構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シート。 - 第1の主面および第2の主面を有する基材と、
上記基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
上記構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
上記構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下であり、
上記構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シート。 - 上記構造体の平均高さに対する上記構造体の高さのばらつきは、10%以下である請求項1または2記載の拡散シート。
- 上記構造体は、部分球面状を有する請求項1または2記載の拡散シート。
- 上記構造体は、円形状の底面を有し、
上記円形状の底面の平均直径が、50μm以上100μm以下である請求項4記載の拡散シート。 - 上記構造体は、円形状の底面を有し、
上記円形状の底面の平均直径が、20μm以上50μm以下である請求項4記載の拡散シート。 - 上記構造体は、
部分球面状を有する本体部と、
上記本体部の底面から上記基材に向かって延在された基底部と
を備える請求項1または2記載の拡散シート。 - 上記基底部の平均長さlは、0<l≦20μmである請求項7記載の拡散シート。
- 上記基材の第1の主面または第2の主面との境界近傍における上記構造体の平均側面角度は、65度以上90度以下である請求項1または2記載の拡散シート。
- 上記構造体と上記基体とは一体成形されており、
上記構造体と上記基体とが同一の熱可塑性樹脂を含んでいる請求項1または2記載の拡散シート。 - 1個または複数個の光源と、
1枚または複数枚の拡散シートと
を備え、
上記拡散シートは、
第1の主面および第2の主面を有する基材と、
上記基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
上記構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
上記構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.85を超え1.50以下であり、
上記構造体の充填率は、60%以上80%以下であるバックライト。 - 1個または複数個の光源と、
複数枚の光学シートと
を備え、
上記複数枚の光学シートが、少なくとも1枚の拡散シートを含み、
上記拡散シートが、
第1の主面および第2の主面を有する基材と、
上記基材の第1の主面または第2の主面にランダムに形成された凸状の構造体と
を備え、
上記構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
上記構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下であり、
上記構造体の充填率は、60%以上80%以下であるバックライト。 - 上記3枚上の拡散シートのうち、上記光源から最も遠くに配置された拡散シートのアスペクト比が、上記3枚以上の拡散シートのうちで最も大きい請求項12記載のバックライト。
- 請求項11〜13のいずれか1項に記載のバックライトを備える液晶表示装置。
- 原盤作製用基材の表面上に形成されたレジスト層に対して、ランダムな露光パターンを形成する工程と、
上記ランダムな露光パターンが形成されたレジスト層を現像し、ランダムパターンの開口部を上記レジスト層に形成する工程と、
上記開口部が形成されたレジスト層をマスクとして、上記原盤作製用基材をエッチングし、凹部を有する原盤を作製する工程と、
上記原盤の凹部を基材の第1の主面または第2の主面に対して形状転写し、凸状の構造体を有する拡散シートを作製する工程と
を備え、
上記構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
上記構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.85を超え1.50以下であり、
上記構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シートの製造方法。 - 原盤作製用基材の表面上に形成されたレジスト層に対して、ランダムな露光パターンを形成する工程と、
上記ランダムな露光パターンが形成されたレジスト層を現像し、ランダムパターンの開口部を上記レジスト層に形成する工程と、
上記開口部が形成されたレジスト層をマスクとして、上記原盤作製用基材をエッチングし、凹部を有する原盤を作製する工程と、
上記原盤の凹部を基材の第1の主面または第2の主面に対して形状転写し、凸状の構造体を有する拡散シートを作製する工程と
を備え、
上記構造体は、同一高さ、またはほぼ同一の高さを有し、
上記構造体のアスペクト比h/r(r:構造体の平均半径、h:構造体の平均高さ)は、0.50を超え1.50以下であり、
上記構造体の充填率は、60%以上80%以下である拡散シートの製造方法。
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