JP2013037164A - 拡散シート、バックライト、液晶表示装置および拡散シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本技術の一実施形態に係る拡散シートは、第1の主面および第2の主面を有する透光性の基材と、前記第1の主面上にランダムに形成された凸形状を有する複数の構造体と、前記第1の主面上の前記構造体間に形成され、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部とを具備する。
【選択図】図1
Description
上記基材は、第1の主面および第2の主面を有する。
上記構造体は、上記第1の主面上にランダムに形成された凸形状を有する。
上記平坦部は、上記第1の主面上の上記構造体間に形成され、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する。
上記拡散シートは、透光性の基材と、複数の構造体と、平坦部とを有する。上記基材は、第1の主面および第2の主面を有する。上記構造体は、上記第1の主面上にランダムに形成された凸形状を有する。上記平坦部は、上記第1の主面上の上記構造体間に形成され、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する。
上記光源は、上記第2の主面側に配置される。
上記拡散シートは、透光性の基材と、複数の構造体と、平坦部とを有する。上記基材は、第1の主面および第2の主面を有する。上記構造体は、上記第1の主面上にランダムに形成された凸形状を有する。上記平坦部は、上記第1の主面上の上記構造体間に形成され、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する。
上記光源は、上記第2の主面側に配置される。
上記液晶パネルは、上記第1の主面側に配置される。
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することで、ランダムパターンの開口部が上記レジスト層に形成される。
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することで、上記開口部に対応して形成された凹部と、上記レジスト層で被覆された平坦部とを有する原盤が作製される。
0.9μm以上の表面粗度(Ra)となるように上記平坦部は粗面化される。
上記原盤の凹部およびその粗面化された平坦部の形状を透光性の基材の主面に転写することで、凸状の複数の構造体と各構造体間の粗面化された平坦部とを有する拡散シートが作製される。
[拡散シートの構成]
図1(A)は本技術の一実施形態に係る拡散シートの要部の概略斜視図、図1(B)は上記拡散シートの要部の概略平面図である。本実施形態の拡散シート1は、主面11a(第1の主面)および主面11b(第2の主面)を有する基材11と、この基材11の一方の主面11aに形成された凸状の構造体12と、主面11a上の構造体12間に形成された平坦部13とを有する。
基材11の主面11aに形成された各構造体12は、同一のまたはほぼ同一の形状を有する。本実施形態において、構造体12は、部分球面形状を有する。部分球面形状とは、球形の一部を切り出した形状である。部分球面形状としては、後述する製造工程における構造体の離型性を考慮すると、半球より小さいものが好ましい。また、部分球面形状には、ほぼ部分球面形状も含まれる。ここで、ほぼ部分球面形状とは、部分球面形状の場合に比して輝度などの光学特性の大幅な低下を招かない範囲において、部分球面形状を若干歪ませた形状である。
平坦部13は、基材11の主面11a上の、個々の構造体12の間に形成されている。平坦部13は、各構造体12の底面と同一の平面上に、個々の構造体12の周囲を囲むように形成されている。
基材11の裏面側の主面11bは、平坦な面に形成される。この場合、主面11bは平滑面でもよいが、適度に粗面化されることで、摩擦による主面11bの傷つきを抑制することができ、外観上の欠陥を低減することができる。また、主面11bの粗面化により、主面11bにおける光の拡散機能が高まることから、拡散シート1単独でのヘイズ値が上昇し、輝度ムラの低減に貢献することができる。
次に、図3(A)〜(F)を参照しながら、拡散シート1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3(A)参照)。被加工体である原盤作製用基材21は、例えば金属材料で形成される。原盤作製用基材21の表面にはあらかじめ、銅めっきなどのめっき処理が施されていてもよい。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を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が形成される。
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3(B)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される。例えば、転写方法として溶融押出成形法が用いられる場合、露光部の底面の平均直径Dは、例えば50μm以上100μm以下である。転写方法としてラミネート転写成形法が用いられる場合、露光部の底面の平均直径Dは、例えば20μm以上50μm以下である。
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3(C)参照)。なお、図3(C)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3(D)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ェットエッチングのいずれをも用いることができるが、設備が簡易である点からすると、ウェ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を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できる。
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3(E)参照)。これにより、構造体12の反転形状である凹部21aと、レジスト層22で被覆されていた平坦部21bとを含む凹凸面を有する原盤23が得られる。
次に、必要に応じて、原盤23の凹凸面にめっき処理を施し、ニッケルめっき、ニッケル−リンめっき、クロムめっきなどのめっき層を形成する。本実施形態では、原盤23の凹凸面にクロムめっきが施される。
次に、原盤23の平坦部21bを粗面化する。本実施形態では、原盤23の平坦部21bをブラスト処理することで、平坦部21bを粗面化する(図3(F)参照)。すなわち、図3(F)に示すように、原盤23にブラスト粒子B1を高速で吹き付けることで、平坦部21bの表面を粗くする。ブラスト粒子にはガラス粒子が用いられるが、これに限られず、金属粒子や樹脂粒子などが用いられてもよい。
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および平坦部21bの形状を基材11の一主面に形状転写する(図3(G)参照)。
以上のようにして、図1に示したように、基材11の主面11a上に、凸状の複数の構造体12と、これら構造体12の間の所定の表面粗度を有する平坦部13とが形成された拡散シート1が製造される。
(成形装置の第1の例)
図4(A)は、溶融押出成形装置の一構成例を示す模式図である。図4(A)に示すように、この溶融押出成形装置30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4(B)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を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5(A)は、本技術の第2の実施形態に係る液晶表示装置の第1の構成例を示す模式図である。図5(A)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5(A)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(Ferro-electric 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5(B)は、本技術の第2の実施形態に係る液晶表示装置の第2の構成例を示す模式図である。図5(B)に示すように、バックライト6は、拡散板3および3枚の拡散シート1を備える。これら拡散板3、3枚の拡散シート1は、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の構成例を同様である。
図5(C)は、本技術の第2の実施形態に係る液晶表示装置の第3の構成例を示す模式図である。図5(C)に示すように、バックライト6は、拡散板3、レンズシート2および拡散シート1を備える。これら拡散板3、レンズシート2および拡散シート1は、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。
(1)第1の主面および第2の主面を有する透光性の基材と、
前記第1の主面上にランダムに形成された凸形状を有する複数の構造体と、
前記第1の主面上の前記構造体間に形成され、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部と
を具備する拡散シート。
(2)前記(1)に記載の拡散シートであって、
前記第2の主面は、0.5μm以下の表面粗度(Ra)を有する
拡散シート。
(3)前記(1)又は(2)に記載の拡散シートであって、
前記構造体は、部分球面形状を有する
拡散シート。
(4)前記(1)から(3)のいずれか一項に記載の拡散シートであって、
前記第1の主面に対する前記構造体の充填率は、60%以上80%以下である
拡散シート。
(5)第1の主面および第2の主面を有する光透過性の基材と、前記第1の主面にランダムに形成された複数の凸状の構造体と、前記第1の主面上の前記構造体間に形成された、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部とを有する拡散シートと、
前記第2の主面側に配置された光源と
を具備するバックライト。
(6)第1の主面および第2の主面を有する光透過性の基材と、前記第1の主面にランダムに形成された複数の凸状の構造体と、前記第1の主面上の前記構造体間に形成された、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部とを有する拡散シートと、
前記第2の主面側に配置された光源と、
前記第1の主面側に配置された液晶パネルと
を具備する液晶表示装置。
(7)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し、
前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することで、ランダムパターンの開口部を前記レジスト層に形成し、
前記開口部が形成されたレジスト層をマスクとして前記原盤作製用基材をエッチングすることで、前記開口部に対応して形成された凹部と、前記レジスト層で被覆された平坦部とを有する原盤を作製し、
0.9μm以上の表面粗度(Ra)となるように前記平坦部を粗面化し、
前記原盤の凹部およびその粗面化された平坦部の形状を透光性の基材の主面に転写することで、凸状の複数の構造体と各構造体間の粗面化された平坦部とを有する拡散シートを作製する
拡散シートの製造方法。
(8)前記(7)に記載の拡散シートの製造方法であって、
前記原盤の平坦部を粗面化する工程では、前記平坦部へブラスト粒子を照射するブラスト処理が用いられる
拡散シートの製造方法。
(9)前記(8)に記載の拡散シートの製造方法であって、
前記ブラスト処理では、前記凹部の開口径よりも大きな粒子径を有するブラスト粒子が用いられる
拡散シートの製造方法。
(10)前記(7)〜(9)のいずれか一項に記載の拡散シートの製造方法であって、
前記凹部の形成後、前記平坦部を粗面化する前に、前記凹部および前記平坦部をクロムめっきで被覆する工程をさらに有する
拡散シートの製造方法。
11…基材
11a、11b…主面
12…構造体
13…平坦部
21…原盤作製用基材
21a…凹部
21b…平坦部
22…レジスト層
22a…露光部
22b…開口部
23…原盤
30…溶融押出成形装置
40…ラミネート転写成形装置
Claims (10)
- 第1の主面および第2の主面を有する透光性の基材と、
前記第1の主面上にランダムに形成された凸形状を有する複数の構造体と、
前記第1の主面上の前記構造体間に形成され、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部と
を具備する拡散シート。 - 請求項1に記載の拡散シートであって、
前記第2の主面は、0.5μm以下の表面粗度(Ra)を有する
拡散シート。 - 請求項1に記載の拡散シートであって、
前記構造体は、部分球面形状を有する
拡散シート。 - 請求項1に記載の拡散シートであって、
前記第1の主面に対する前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の主面を有する光透過性の基材と、前記第1の主面にランダムに形成された複数の凸状の構造体と、前記第1の主面上の前記構造体間に形成された、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部とを有する拡散シートと、
前記第2の主面側に配置された光源と
を具備するバックライト。 - 第1の主面および第2の主面を有する光透過性の基材と、前記第1の主面にランダムに形成された複数の凸状の構造体と、前記第1の主面上の前記構造体間に形成された、0.9μm以上の表面粗度(Ra)を有する平坦部とを有する拡散シートと、
前記第2の主面側に配置された光源と、
前記第1の主面側に配置された液晶パネルと
を具備する液晶表示装置。 - 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し、
前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することで、ランダムパターンの開口部を前記レジスト層に形成し、
前記開口部が形成されたレジスト層をマスクとして前記原盤作製用基材をエッチングすることで、前記開口部に対応して形成された凹部と、前記レジスト層で被覆された平坦部とを有する原盤を作製し、
0.9μm以上の表面粗度(Ra)となるように前記平坦部を粗面化し、
前記原盤の凹部およびその粗面化された平坦部の形状を透光性の基材の主面に転写することで、凸状の複数の構造体と各構造体間の粗面化された平坦部とを有する拡散シートを作製する
拡散シートの製造方法。 - 請求項7に記載の拡散シートの製造方法であって、
前記原盤の平坦部を粗面化する工程では、前記平坦部へブラスト粒子を照射するブラスト処理が用いられる
拡散シートの製造方法。 - 請求項8に記載の拡散シートの製造方法であって、
前記ブラスト処理では、前記凹部の開口径よりも大きな粒子径を有するブラスト粒子が用いられる
拡散シートの製造方法。 - 請求項9に記載の拡散シートの製造方法であって、
前記凹部の形成後、前記平坦部を粗面化する前に、前記凹部および前記平坦部をクロムめっきで被覆する工程をさらに有する
拡散シートの製造方法。
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