JP2017116930A - バックライトユニット用光学シート及びバックライトユニット - Google Patents

バックライトユニット用光学シート及びバックライトユニット Download PDF

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Abstract

【課題】ホットスポットの発生を抑制することができるバックライトユニット用光学シートの提供を目的とする。
【解決手段】本発明のバックライトユニット用光学シートは、LED光源から出射される光線を表面側に導く液晶表示装置のバックライトユニット用光学シートであって、1又は複数の樹脂層を備え、これらの樹脂層のうち少なくも1つの樹脂層の表面側又は裏面側に特定方向に配向する複数の微細溝が形成されていることを特徴とする。上記複数の微細溝の平均配向方向と垂直方向における複数の微細溝の単位長さ当たりの平均存在個数としては、10本/mm以上10000本/mm以下が好ましい。上記樹脂層の複数の微細溝が形成される面における複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)としては、0.01μm以上5μm以下が好ましい。上記複数の微細溝が回折格子を構成するとよい。
【選択図】図2

Description

本発明は、バックライトユニット用光学シート及びバックライトユニットに関する。
液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を活かしてフラットパネルディスプレイとして多用され、その用途はテレビ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン等の携帯電話端末、タブレット端末等の携帯型情報端末など年々拡大している。
このような液晶表示装置は、液晶パネルを裏面側から照射するバックライト方式が普及し、エッジライト型(サイドライト型)、直下型等のバックライトユニットが装備されている。このような液晶表示装置に備えられるエッジライト型バックライトユニット101としては、一般的には図18に示すように、光源102と、この光源102に端部が沿うように配置される方形板状の導光シート103と、この導光シート103の表面側に重ねて配設される複数枚の光学シート104と、導光シート103の裏面側に配設される反射シート105とを備える。光学シート104としては、(1)導光シート103の表面側に重畳され、主に光拡散機能を有する下用光拡散シート106、(2)下用光拡散シート106の表面側に重畳され、法線方向側への屈折機能を有するプリズムシート107、(3)プリズムシート107の表面側に重畳され、光線をわずかに拡散することでプリズムシート107のプリズム部の形状等に起因する輝度ムラを抑制する上用光拡散シート108が用いられている(特開2005−77448号公報参照)。
特開2005−77448号公報
このようなバックライトユニット101に備えられる光源102としては、小型化及び省エネルギー化等の観点からLEDが普及しているが、LEDを用いたバックライトユニットにあっては、ホットスポット(ディスプレイ画面上において光源付近で輝度が局所的に高くなることで明暗部が発生する現象)が発生し、このホットスポットによって液晶表示装置の輝度ムラを招いている。この原因は明らかではないが、従来の光拡散シートは拡散を行うものの、指向性の高いLEDの光線を拡散した際に上記ホットスポットが発生しているものと考えられる。上述したホットスポットによる輝度ムラの発生は、バックライトユニットの薄型化、高輝度のLEDの採用、LEDの個数の減少、液晶表示装置の大画面化等によってより顕著となるおそれがある。
これらの不都合に鑑み、本発明者が鋭意検討したところ、バックライトユニット内の光学経路内に所定の複数の微細溝を配設することで、ホットスポットを抑制できることが判明した。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ホットスポットを抑制可能なバックライトユニット用光学シート及びバックライトユニットの提供を目的とするものである。
上記課題を解決するためになされた本発明に係るバックライトユニット用光学シートは、LED光源から出射される光線を表面側に導く液晶表示装置のバックライトユニット用光学シートであって、1又は複数の樹脂層を備え、これらの樹脂層のうち少なくも1つの樹脂層の表面側又は裏面側に特定方向に配向する複数の微細溝が形成されていることを特徴とする。
当該バックライトユニット用光学シートは、光源としてLEDを用いるバックライトユニットに用いた際に、ホットスポットの発生を抑制することができる。この原因については必ずしも明らかではないが、当該バックライトユニット用光学シートの樹脂層に特定方向に配向する複数の微細溝が形成されているので、複数の微細溝によって区画される領域を通過する光線が複数の微細溝の幅方向に伝搬され、指向性の高いLEDの光線であってもホットスポットの発生が抑制できるものと考えられる。
上記複数の微細溝の平均配向方向と垂直方向における複数の微細溝の単位長さ当たりの平均存在個数としては、10本/mm以上10000本/mm以下が好ましい。このように、上記複数の微細溝の平均配向方向と垂直方向における複数の微細溝の単位長さ当たりの平均存在個数が上記範囲内であることによって、複数の微細溝によって区画される領域を通過する光線が複数の微細溝の幅方向に十分に伝搬され、ホットスポットの発生をより確実に抑制することができる。
上記樹脂層の複数の微細溝が形成される面における上記複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)としては、0.01μm以上5μm以下が好ましい。このように、上記樹脂層の複数の微細溝が形成される面における上記複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)が上記範囲内であることによって、ホットスポットの発生を容易かつ確実に抑制し易い。
上記複数の微細溝が回折格子を構成するとよい。このように、上記複数の微細溝が回折格子を構成することによって、複数の微細溝によって区画される領域を通過する光線同士に一定の行路差が生じる回折現象が起こり、この回折現象によってホットスポットの発生を容易かつ確実に抑制し易い。
上記光学シートが、基材フィルムと、この基材フィルムの表面側に積層され、複数のビーズ及びそのバインダーを有する光拡散層と、上記基材フィルムの裏面側に積層される保護層とを備える光拡散シートであるとよい。このように、当該光学シートが光拡散シートであることによって、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
上記保護層の裏面側に上記複数の微細溝が形成されているとよい。このように、上記保護層の裏面側に上記複数の微細溝が形成されていることによって、当該バックライトユニット用光学シートをバックライトユニットに用いた際に保護層の裏面側に存在する空気層との屈折率差を利用して複数の微細溝によって区画される領域を通過する光線を複数の微細溝の幅方向に十分に伝搬し易い。
当該光学シートは、表面に凹凸形状を有する機能層を備えていてもよい。このように、表面に凹凸形状を有する機能層を備えることによって、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
1つの樹脂層が表面に複数の微細凹凸を有し、この樹脂層の複数の微細凹凸を有する面に上記複数の微細溝が形成されているとよい。このように、1つの樹脂層が表面に複数の微細凹凸を有し、この樹脂層の複数の微細凹凸を有する面に上記複数の微細溝が形成されていることで、複数の微細溝によって光線を複数の微細溝の幅方向に伝搬すると共に複数の微細凹凸によって光を拡散することができる。これにより、モアレ防止効果、色分解防止効果、視野角拡大効果等を向上することができる。
また、上記課題を解決するためになされた本発明に係る液晶表示装置のバックライトユニットは、端面側から入射した光線を表面側に導くライトガイドフィルム又はライトガイドプレートと、このライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの端面側に配設され、ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの端面に光線を出射する1又は複数のLED光源と、上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの表面側に重畳される当該光学シートとを備える。
当該液晶表示装置のバックライトユニットは、当該光学シートを備えるので、上述のようにホットスポットの発生を抑制することができる。
上記光学シートが上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの表面に直接重畳されているとよい。このように、上記光学シートが上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの表面に直接重畳されていることによって、ホットスポットの発生を十分に抑制することができる。
平面視で、上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートにおけるLED光源からの光線の平均方向を基準とする上記光学シートの複数の微細溝の平均配向方向としては、±45°以下が好ましい。このように、上記光学シートの複数の微細溝の平均配向方向が上記上限以下であることによって、ホットスポットの発生を容易かつ確実に抑制し易い。
なお、本発明において「表面側」とは液晶表示装置における視認者側を意味し、「裏面側」とはその逆を意味する。「特定方向」とは、特定の一方向を意味する。「樹脂層」とは、合成樹脂を主成分とする層をいう。また、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば含有量が50質量%以上の成分をいう。「回折格子」とは、入射光に対して回折を生じる構造をいう。「複数の微細溝の平均配向方向」とは、20個の微細溝を任意に抽出し、抽出した各微細溝の長手方向両端を通る直線の配向方向を平均した値をいう。また、「複数の微細溝の平均存在個数」とは、任意の10箇所における複数の微細溝の存在個数の平均値をいう。「算術平均粗さ(Ra)」とは、JIS−B0601:1994に準じ、カットオフλc0.8mm、評価長さ4mmの値をいう。「ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートにおけるLED光源からの光線の平均方向」とは、ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートにおけるLED光源から出射される光線の入射方向のうち、表面側から見て最大強度の光が発せられる方向をいう。
以上説明したように、本発明のバックライトユニット用光学シート及びバックライトユニットは、ホットスポットの発生を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係るバックライトユニットを示す模式的端面図である。 図1のバックライトユニットの光学シート、ライトガイドフィルム及び光源を示す模式的部分拡大図である。 図2の光学シートの模式的拡大裏面図である。 図2の光学シートのA−A線部分拡大端面図である。 図1のバックライトユニットにおけるホットスポットを示す模式的平面図である。 図1のバックライトユニットにおける輝度ムラ低減機能を説明するための模式的平面図である。 図2の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的端面図である。 図2及び図7の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的端面図である。 図2、図7及び図8の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的端面図である。 図2及び図7〜図9の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的端面図である。 図2及び図7〜図10の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的端面図である。 図2及び図7〜図11の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的端面図である。 図12の光学シートの模式的拡大裏面図である。 図2及び図7〜図12の光学シートとは異なる形態に係る光学シートの複数の微細溝を説明するための模式的拡大裏面図である。 本発明の他の実施形態に係る微細溝を示す模式的端面図である。 図15の微細溝とは異なる形態に係る微細溝を示す模式的端面図である。 図15及び図16の微細溝とは異なる形態に係る微細溝を示す模式的端面図である。 従来のエッジライト型バックライトユニットを示す模式的斜視図である。 No.1の基材フィルムの部分拡大平面写真である。 No.2の基材フィルムの部分拡大平面写真である。 No.3の基材フィルムの部分拡大平面写真である。 実施例1におけるNo.1の光拡散シートの側面写真である。 比較例におけるNo.4の光拡散シートの側面写真である。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
[第一実施形態]
[バックライトユニット]
図1の液晶表示装置のバックライトユニットは、エッジライト型バックライトユニットであって、1又は複数のLED光源2からの出射される光線を表面側に導く液晶表示装置のバックライトユニットである。当該バックライトユニットは、端面から入射した光線を表面側に導くライトガイドフィルム1と、ライトガイドフィルム1の端面側に配設され、ライトガイドフィルム1の端面に光線を出射する複数のLED光源2と、ライドガイドフィルム1の表面側に重畳される複数の光学シート3とを備える。上記複数の光学シート3としては、ライトガイドフィルム1の表面側に配設される光拡散シート(下用光拡散シート4)と、下用光拡散シート4の表面側に配設される第1プリズムシート5と、第1プリズムシート5の表面側に配設される第2プリズムシート6と、第2プリズムシート6の表面側に配設される光拡散シート(上用光拡散シート7)とを有する。また、当該バックライトユニットは、ライトガイドフィルム1の裏面側に配設される反射シート8をさらに備える。下用光拡散シート4は、裏面側から入射される光線を拡散させつつ法線方向側へ集光させる(集光拡散させる)。第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6は、裏面側から入射される光線を法線方向側に屈折させる。具体的には、第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6は、突条プリズム部の稜線方向が直交しており、下用光拡散シート4から入射された光線を第1プリズムシート5が稜線方向に対して垂直方向かつ法線方向側に屈折させ、さらに第1プリズムシート5から出射される光線を第2プリズムシート6が液晶表示素子の裏面に対して略垂直に進行するように屈折させる。上用光拡散シート7は、裏面側から入射される光線を若干程度拡散させて第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6の突条プリズム部の形状等に起因する輝度ムラを抑制する。反射シート8は、ライトガイドフィルム1の裏面側から出射される光線を表面側に反射させ、再度ライトガイドフィルム1に入射させる。
<下用光拡散シート>
図2に示すように、下用光拡散シート4は、ライトガイドフィルム1の表面に直接(他のシート等を介さず)重畳されている。下用光拡散シート4は、基材フィルム11と、基材フィルム11の表面側に積層され、複数のビーズ14及びそのバインダー15を有する光拡散層12と、基材フィルム11の裏面側に積層される保護層13とを備える。下用光拡散シート4は、基材フィルム11、基材フィルム11の表面に直接積層される光拡散層12及び基材フィルム11の裏面に直接積層される保護層13の3層から構成されている(基材フィルム11、光拡散層12及び保護層13以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート4は、平面視方形状に形成されている。下用光拡散シート4は、後述するように保護層13の裏面に複数の微細溝16が形成されており、本発明のバックライトユニット用光学シートとして構成されている。
(基材フィルム)
基材フィルム11は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。基材フィルム11は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成されている。基材フィルム11の主成分としては、特に限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等が挙げられる。中でも、透明性に優れ、強度が高いポリエチレンテレフタレートが好ましく、撓み性能が改善されたポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
基材フィルム11の平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、35μmがより好ましく、50μmがさらに好ましい。一方、基材フィルム11の平均厚さの上限としては、500μmが好ましく、250μmがより好ましく、188μmがさらに好ましい。基材フィルム11の平均厚さが上記下限に満たないと、光拡散層12を塗工によって形成した場合にカールを発生するおそれがある。また、基材フィルム11の平均厚さが上記下限に満たないと、撓みが生じ易くなるおそれがある。逆に、基材フィルム11の平均厚さが上記上限を超えると、液晶表示装置の輝度が低下するおそれがあると共に、液晶表示装置の薄型化の要請に沿えないおそれがある。なお、「平均厚さ」とは、任意の10点の厚さの平均値をいう。
(光拡散層)
光拡散層12は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。光拡散層12は、下用光拡散シート4の最表面を構成する。光拡散層12は、複数のビーズ14を略等密度で分散含有している。ビーズ14はバインダー15に囲まれている。光拡散層12は、複数のビーズ14を分散含有することによって、裏面側から表面側に透過する光を略均一に拡散させる。また、光拡散層12は、複数のビーズ14によって表面に微細凹凸が略均一に形成され、この微細凹凸の各凹部及び凸部がレンズ状に形成されている。光拡散層12は、かかる微細凹凸のレンズ的作用によって、優れた光拡散機能を発揮し、この光拡散機能に起因して透過光線を法線方向側へ屈折させる屈折機能及び透過光線を法線方向に巨視的に集光させる集光機能を有している。
ビーズ14は、光線を拡散させる性質を有する樹脂粒子である。ビーズ14の主成分としては、例えばアクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。中でも、透明性が高いアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレート(PMMA)が特に好ましい。
ビーズ14の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光拡散性に優れる球状が好ましい。
ビーズ14の平均粒子径の下限としては、1μmが好ましく、2μmがより好ましく、5μmがさらに好ましい。一方、ビーズ14の平均粒子径の上限としては、50μmが好ましく、20μmがより好ましく、15μmがさらに好ましい。ビーズ14の平均粒子径が上記下限に満たないと、光拡散層12の表面の凹凸が小さくなり、光拡散シートとして必要な光拡散性を満たさないおそれがある。逆に、ビーズ14の平均粒子径が上記上限を超えると、下用光拡散シート4の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になるおそれがある。
ビーズ14の配合量(バインダー15の形成材料であるポリマー組成物中のポリマー分100質量部に対する固形分換算の配合量)の下限としては、10質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、50質量部がさらに好ましい。一方、ビーズ14の配合量の上限としては、500質量部が好ましく、300質量部がより好ましく、200質量部がさらに好ましい。ビーズ14の配合量が上記下限に満たないと、光拡散性が不十分となるおそれがある。逆に、ビーズ14の配合量が上記上限を超えると、ビーズ14がバインダー15によって的確に固定されないおそれがある。
バインダー15は、基材ポリマーを含むポリマー組成物を硬化(架橋等)させることで形成される。ビーズ14は、バインダー15によって、基材フィルム11の表面全面に略等密度で配置固定される。なお、バインダー15を形成するためのポリマー組成物は、その他に例えば微小無機充填剤、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されていてもよい。
(保護層)
保護層13は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。保護層13の裏面には複数の微細溝16が形成されている。また、複数の微細溝16は、回折格子を構成することが好ましい。この微細溝16は、好ましくはヘアライン状に形成されている。当該下用光拡散シート4は、保護層13の裏面側に複数の微細溝16が形成されていることによって、当該下用光拡散シート4をバックライトユニットに用いた際に保護層13の裏面側に存在する空気層との屈折率差を利用して複数の微細溝16によって区画される領域を通過する光線を複数の微細溝の幅方向に十分に伝搬し易い。また、当該下用光拡散シート4は、保護層13の裏面側に複数の微細溝16が形成されているので、ライトガイドフィルム1の表面と保護層13の裏面とが部分的に当接する。そのため、当該下用光拡散シート4は、ライトガイドフィルム1とのスティッキングを防止することができる。さらに、当該下用光拡散シート4は、複数の微細溝16が回折格子を構成することによって、複数の微細溝16によって区画される領域を通過する光線同士に一定の行路差が生じる回折現象が起こり、この回折現象によってホットスポットの発生を容易かつ確実に抑制し易い。
図3に示すように、複数の微細溝16は、保護層13の裏面の全領域に亘って略均一に(略等密度で)形成されている。各微細溝16は、断面略U字状に構成されている(つまり、各微細溝16は断面三角形状に形成されていない)。各微細溝16が断面略U字状に構成されることで、光線の拡散方向が適度に調整されホットスポットの緩和効果を向上することができる。また、各微細溝16が断面略U字状に構成されることで、下用光拡散シート4の量産性を向上することができる。また、図2〜図4に示すように、複数の微細溝16は、長手方向が保護層13の裏面の一端と平行方向に沿っている。具体的には、複数の微細溝16は、長手方向が複数のLED光源2からの光線の平均方向に沿っている。さらに、各微細溝16の配向方向はランダムとされている(つまり、各微細溝16の配向方向は完全には一致していない)。このように、各微細溝16の配向方向がランダムとされることによって、複数の微細溝16に起因して液晶表示装置に虹ムラが生じることを抑制することができる。なお、複数の微細溝16は、光線の拡散方向を制御するうえでは各々独立して形成されていることが好ましいが、一部の微細溝16は交叉していてもよい。
平面視で、ライトガイドフィルム1におけるLED光源2からの光線の平均方向を基準とする複数の微細溝16の平均配向方向の上限としては、±45°が好ましく、±15°がより好ましく、±0°がさらに好ましい。上記平均配向方向が上記上限を超えると、複数のLED光源2の光線出射方向と垂直方向かつ水平方向に光線を伝搬し難くなるおそれがある。これに対し、当該バックライトユニットは、上記平均配向方向が上記上限以下であることによって、ホットスポットの発生を容易かつ確実に抑制し易い。
図3に示すように、複数の微細溝16は、平面視で細長状かつ略直線状に形成されている。また、各微細溝16の幅は、この微細溝16の長手方向に沿ってランダムに変化している。複数の微細溝16の長手方向の平均長さLの下限としては、平均幅Lに対して2倍以上が好ましく、3倍以上がより好ましい。一方、複数の微細溝16の長手方向の平均長さLの上限としては、特に限定されるものではなく保護層13の両端に亘って連続していてもよいが、例えば平均幅Lに対して10000倍以下が好ましく、5000倍以下がより好ましい。複数の微細溝16の長手方向の平均長さLが上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、複数の微細溝16の長手方向の平均長さLが上記上限を超えると、液晶表示装置の虹ムラの発生を抑制すべく複数の微細溝16をランダムな配向方向でかつ高密度に形成し難くなるおそれがある。なお、「複数の微細溝の長手方向の平均長さ」とは、任意に抽出した20個の微細溝の樹脂層の平均界面における長手方向長さの平均値をいう。
複数の微細溝16の平均幅Lの下限としては、10nmが好ましく、50nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。一方、複数の微細溝16の平均幅Lの上限としては、40μmが好ましく、30μmがより好ましく、20μmがさらに好ましく、10μmが特に好ましい。複数の微細溝16の平均幅Lが上記下限に満たないと、微細溝16の成形性が低下するおそれがある。逆に、複数の微細溝16の平均幅Lが上記上限を超えると、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。なお、各微細溝16の幅Lは、上記範囲内において長手方向に沿ってランダムに形成されていることが好ましい。各微細溝16の幅Lが上記範囲内においてランダムに形成されていることによって周期的なピッチを持つ他部材(プリズムシートや液晶セル)等との干渉によるモアレを防ぐことができると共に、色分解が規則的に発生するのを防止して虹ムラ等を防止することができる。なお、「複数の微細溝の平均幅」とは、任意に抽出した20個の微細溝の長手方向両端部分を除いた任意の点の樹脂層の平均界面における幅の平均値をいう。
複数の微細溝16の平均ピッチの下限としては、10nmが好ましく、50nmがより好ましく、100nmがさらに好ましい。一方、複数の微細溝16の平均ピッチの上限としては、40μmが好ましく、30μmがより好ましく、20μmがさらに好ましく、10μmが特に好ましい。複数の微細溝16の平均ピッチが上記下限に満たないと、複数の微細溝16の成形性が低下するおそれがある。逆に、複数の微細溝16の平均ピッチが上記上限を超えると、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。なお、「複数の微細溝の平均ピッチ」とは、複数の微細溝の平均配向方向と垂直方向における隣接する任意の10個の微細溝のピッチの平均値をいう。
複数の微細溝16のピッチの標準偏差の上限としては、10μmが好ましく、9μmがより好ましく、7μmがさらに好ましい。複数の微細溝16のピッチの標準偏差が上記上限を超えると、複数の微細溝16のピッチが不均一となり、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を均一に増加させることができないおそれがある。一方、複数の微細溝16のピッチの標準偏差の下限としては、複数の微細溝16を比較的ランダムな方向に配設し易い点から、例えば4μmとすることができる。なお、「複数の微細溝のピッチの標準偏差」とは、任意に抽出した20個の微細溝のピッチの標準偏差をいう。
また、複数の微細溝16の平均幅L及び平均ピッチは、いずれも上記範囲内に含まれることが好ましい。当該下用光拡散シート4は、複数の微細溝16の平均幅L及び平均ピッチがいずれも上記範囲内に含まれることによって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に容易かつ確実に増加することができる。
複数の微細溝16の平均配向方向と垂直方向における複数の微細溝16の単位長さ当たりの平均存在個数の下限としては、10本/mmが好ましく、50本/mmがより好ましく、100本/mmがさらに好ましい。一方、上記平均存在個数の上限としては、10000本/mmが好ましく、5000本/mmがより好ましく、1000本/mmがさらに好ましい。上記平均存在個数が上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、上記平均存在個数が上記上限を超えると、複数の微細溝16の成形性が低下するおそれがある。
複数の微細溝16の平均深さDの下限としては、10nmが好ましく、500nmがより好ましく、1μmがさらに好ましく、2μmが特に好ましい。一方、複数の微細溝16の平均深さDの上限としては、30μmが好ましく、10μmがより好ましく、5μmがさらに好ましく、3μmが特に好ましい。複数の微細溝16の平均深さDが上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、微細溝16の平均深さDが上記上限を超えると、保護層13の強度が低下するおそれがある。なお、「複数の微細溝の平均深さ」とは、任意に抽出した20個の微細溝の樹脂層の平均界面から底部までの深さの平均値をいう。
また、複数の微細溝16の深さの標準偏差の上限としては、4μmが好ましく、3μmがより好ましく、2.5μmがさらに好ましい。複数の微細溝16の深さの標準偏差が上記上限を超えると、複数の微細溝16の深さが不均一となり、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を均一に増加させることができないおそれがある。一方、複数の微細溝16の深さの標準偏差の下限としては、特に限定されるものではなく、例えば0.3μmとすることができる。なお、「複数の微細溝の深さの標準偏差」とは、任意に抽出した20個の微細溝の深さの標準偏差をいう。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)の下限としては、0.005μmが好ましく、0.05μmがより好ましく、0.1μmがさらに好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)の上限としては、1.5μmが好ましく、1.2μmがより好ましく、1μmがさらに好ましい。上記算術平均粗さ(Ra)が上記下限に満たないと、ホットスポットの発生抑制効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記算術平均粗さ(Ra)が上記上限を超えると、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量に対する複数の微細溝16の配向方向と平行方向に伝搬される光量が大きくなるおそれがある。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)の下限としては、0.01μmが好ましく、0.1μmがより好ましく、0.5μmがさらに好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)の上限としては、5μmが好ましく、2μmがより好ましく、1.7μmがさらに好ましく、1.5μmが特に好ましい。上記算術平均粗さ(Ra)が上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、上記算術平均粗さ(Ra)が上記上限を超えると、光線の出射角度を制御し難くなるおそれがある。
また、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)及び複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)は、共に上記範囲内に含まれることが好ましい。当該下用光拡散シート4は、複数の微細溝16の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)及び複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)が上記範囲内であることによって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加してホットスポットの発生を容易かつ確実に抑制し易い。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)と複数の微細溝16の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)との差の下限としては、0.5μmが好ましく、0.7μmがより好ましく、1μmがさらに好ましい。上記算術平均粗さ(Ra)の差が上記下限以上であることによって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を大きくして液晶表示装置の輝度ムラを容易かつ確実に低減し易い。一方、上記算術平均粗さ(Ra)の差の上限としては、例えば1.9μmとすることができる。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の最大高さ(Ry)の下限としては、0.1μmが好ましく、1μmが好ましく、1.5μmがより好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の最大高さ(Ry)の上限としては、3μmが好ましく、2.5μmがより好ましく、2μmがさらに好ましい。上記最大高さ(Ry)が上記下限に満たないと、ホットスポットの発生抑制効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記最大高さ(Ry)が上記上限を超えると、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量に対する複数の微細溝16の配向方向と平行方向に伝搬される光量が大きくなるおそれがある。なお、「最大高さ(Ry)」とは、JIS−B0601:1994に準じ、カットオフλc0.8mm、評価長さ4mmの値をいう。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の最大高さ(Ry)の下限としては、4μmが好ましく、5μmがより好ましく、6μmがさらに好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の最大高さ(Ry)の上限としては、12μmが好ましく、10μmがより好ましく、9μmがさらに好ましい。上記最大高さ(Ry)が上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、上記最大高さ(Ry)が上記上限を超えると、光線の出射角度を制御し難くなるおそれがある。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の最大高さ(Ry)と複数の微細溝16の配向方向と平行方向の最大高さ(Ry)との差の下限としては、4μmが好ましく、5μmがより好ましく、6μmがさらに好ましい。上記最大高さ(Ry)の差が上記下限以上であることによって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を大きくして液晶表示装置の輝度ムラを容易かつ確実に低減し易い。一方、上記最大高さ(Ry)の差の上限としては、例えば11μmとすることができる。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の十点平均粗さ(Rz)の下限としては、0.1μmが好ましく、0.5μmがより好ましく、1μmがさらに好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の十点平均粗さ(Rz)の上限としては、2.5μmが好ましく、2μmがより好ましく、1.5μmがさらに好ましい。上記十点平均粗さ(Rz)が上記下限に満たないと、ホットスポットの発生抑制効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記十点平均粗さ(Rz)が上記上限を超えると、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量に対する複数の微細溝16の配向方向と平行方向に伝搬される光量が大きくなるおそれがある。なお、「十点平均粗さ(Rz)」とは、JIS−B0601:1994に準じ、カットオフλc0.8mm、評価長さ4mmの値をいう。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の十点平均粗さ(Rz)の下限としては、4μmが好ましく、5μmがより好ましく、6μmがさらに好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の十点平均粗さ(Rz)の上限としては、10μmが好ましく、8μmがより好ましく、7μmがさらに好ましい。上記十点平均粗さ(Rz)が上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、上記十点平均粗さ(Rz)が上記上限を超えると、光線の出射角度を制御し難くなるおそれがある。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の十点平均粗さ(Rz)と複数の微細溝16の配向方向と平行方向の十点平均粗さ(Rz)との差の下限としては、3μmが好ましく、4μmがより好ましく、4.5μmがさらに好ましい。上記十点平均粗さ(Rz)の差が上記下限以上であることによって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を大きくして液晶表示装置の輝度ムラを容易かつ確実に低減し易い。一方、上記十点平均粗さ(Rz)の差の上限としては、例えば9μmとすることができる。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の二乗平均平方根傾斜(RΔq)の下限としては、0.05が好ましく、0.2がより好ましく、0.25がさらに好ましく、0.3が特に好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と平行方向の二乗平均平方根傾斜(RΔq)の上限としては、0.5が好ましく、0.45がより好ましく、0.4がさらに好ましい。上記二乗平均平方根傾斜(RΔq)が上記下限に満たないと、ホットスポットの発生抑制効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記二乗平均平方根傾斜(RΔq)が上記上限を超えると、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量に対する複数の微細溝16の配向方向と平行方向に伝搬される光量が大きくなるおそれがある。なお、「二乗平均平方根傾斜(RΔq)」とは、JIS−B0601:2001に準じた値をいう。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の二乗平均平方根傾斜(RΔq)の下限としては、0.5が好ましく、0.7がより好ましく、1がさらに好ましい。一方、保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の二乗平均平方根傾斜(RΔq)の上限としては、2.5が好ましく、2がより好ましく、1.8がさらに好ましい。上記二乗平均平方根傾斜(RΔq)が上記下限に満たないと、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を十分に増加させることができないおそれがある。逆に、上記二乗平均平方根傾斜(RΔq)が上記上限を超えると、光線の出射角度を制御し難くなるおそれがある。
保護層13の複数の微細溝16が形成される面(裏面)における複数の微細溝16の配向方向と垂直方向の二乗平均平方根傾斜(RΔq)と複数の微細溝16の配向方向と平行方向の二乗平均平方根傾斜(RΔq)との差の下限としては、0.5が好ましく、0.7がより好ましく、1がさらに好ましい。上記二乗平均平方根傾斜(RΔq)の差が上記下限以上であることによって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を大きくして液晶表示装置の輝度ムラを容易かつ確実に低減し易い。一方、上記二乗平均平方根傾斜(RΔq)の差の上限としては、例えば2.2とすることができる。
保護層13の主成分としては、例えばポリカーボネート、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−ウレタン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、当該下用光拡散シート4の裏面の強度を高め、この裏面の傷付きを防止し易いアクリル樹脂が好ましい。
保護層13の平均厚さの下限としては、1μmが好ましく、5μmがより好ましい。一方、保護層13の平均厚さの上限としては、50μmが好ましく、10μmがより好ましい。保護層13の平均厚さが上記下限に満たないと、当該下用光拡散シート4の裏面の傷付きを的確に防止できないおそれがある。逆に、保護層13の平均厚さが上記上限を超えると、液晶表示装置の輝度が低下するおそれがある。
保護層13の屈折率の下限としては、1.36が好ましく、1.4がより好ましく、1.43がさらに好ましい。一方、保護層23の屈折率の上限としては、1.7が好ましく、1.5がより好ましく、1.49がさらに好ましい。保護層13の屈折率が上記範囲内であることによって、保護層13と保護層13の裏面側に存在する空気層との屈折率差を利用して複数の微細溝16の幅方向に伝搬される光量を大きくして液晶表示装置の輝度ムラを容易かつ確実に低減し易い。
<プリズムシート>
第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6は、基材層と、この基材層の表面に積層される複数の突条プリズム部からなる突起列とを有する。上記基材層及び突条プリズム部は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分とする樹脂層である。第1プリズムシート5の複数の突条プリズム部の稜線方向と第2プリズムシート6の複数の突条プリズム部の稜線方向とは略直交している。
第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6の厚さ(基材層の裏面から突条プリズム部の頂点までの高さ)の下限としては、50μmが好ましく、100μmがより好ましい。一方、第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6の厚さの上限としては、200μmが好ましく、180μmがより好ましい。また、第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6における突条プリズム部のピッチの下限としては、30μmが好ましく、40μmがより好ましい。一方、第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6における突条プリズム部のピッチの上限としては、100μmが好ましく、60μmがより好ましい。また、突条プリズム部の頂角としては、85°以上95°以下が好ましい。第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6の屈折率の下限としては、1.5が好ましく、1.55がより好ましい。一方、第1プリズムシート5及び第2プリズムシート6の屈折率の上限としては、1.7が好ましい。なお、「プリズムシートの屈折率」とは、突条プリズム部の屈折率をいう。
<上用光拡散シート>
上用光拡散シート7は、基材フィルムと、基材フィルムの表面側に積層され、複数のビーズ及びそのバインダーを有する光拡散層と、基材フィルムの裏面側に積層される保護層とを備える。上用光拡散シート7は、基材フィルム、基材フィルムの表面に直接積層される光拡散層及び基材フィルムの裏面に直接積層される保護層の3層から構成されている(基材フィルム、光拡散層及び保護層以外の他の層を有していない)。上用光拡散シート7は、平面視方形状に形成されている。
上用光拡散シート7の基材フィルム、光拡散層及び保護層は、いずれも合成樹脂を主成分とする樹脂層である。上用光拡散シート7の基材フィルムは、下用光拡散シート4の基材フィルム11と同様の構成とすることができる。また、上用光拡散シート7の保護層は、複数の微細溝が形成されていないこと以外、下用光拡散シート4の保護層13と同様の構成とすることができる。一方、上用光拡散シート7の光拡散層は、下用光拡散シート4の光拡散層12と同様の高い光拡散性を必要とされないため、光拡散剤の配合量の下限としては、5質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、また上限としては、40質量部が好ましく、30質量部がより好ましい。
<ライトガイドフィルム>
ライトガイドフィルム1は、端面から入射される光線を表面から略均一に出射する。ライトガイドフィルム1は、平面視略方形状に形成されており、厚みが略均一の板状(非楔形状)に形成されている。ライトガイドフィルム1は、裏面に表面側に陥没する複数の凹部17を有している。また、ライトガイドフィルム1は、裏面にスティッキング防止部を有している。具体的には、ライトガイドフィルム1は、上記スティッキング防止部として、複数の凹部17の周囲に存在し、裏面側に突出する複数の隆起部18を有している。隆起部18は、凹部17に隣接して設けられ、隆起部18の内側面は凹部17の形成面と連続している。ライトガイドフィルム1は合成樹脂を主成分とする樹脂層である。
ライトガイドフィルム1の平均厚さの下限としては、100μmが好ましく、150μmがより好ましく、200μmがさらに好ましい。一方、ライトガイドフィルム1の平均厚さの上限としては、600μmが好ましく、580μmがより好ましく、550μmがさらに好ましい。ライトガイドフィルム1の平均厚さが上記下限に満たないと、ライトガイドフィルム1の強度が不十分となるおそれがあり、またLED光源2の光線をライトガイドフィルム1に十分に入射させることができないおそれがある。逆に、ライトガイドフィルム1の平均厚さが上記上限を超えると、当該バックライトユニットの薄型化の要望に沿えないおそれがある。
複数の凹部17は、入射光を表面側に散乱させる光散乱部として機能する。各凹部17は、平面視略円形状に形成されている。また、各凹部17は、表面側に向けて徐々に縮径するように形成されている。凹部17の形状としては、特に限定されるものではなく、半球状、半楕円体状、円錐状、円錐台形状等とすることが可能である。中でも、凹部17の形状としては、半球状又は半楕円体状が好ましい。凹部17が半球状又は半楕円体状であることによって、凹部17の成形性を向上することができると共に、凹部17に入射した光線を好適に散乱させることができる。
隆起部18は、ライトガイドフィルム1の裏面におけるライトガイドフィルム1の厚さ方向と垂直な面から連続して形成されている。詳細には、隆起部18は、ライトガイドフィルム1の裏面の平坦面から連続して形成されている。隆起部18は、凹部17を囲むように平面視略円環状に形成されている。ライトガイドフィルム1は、隆起部18が凹部17を囲むように平面視略円環状に形成されることによって、凹部17及び凹部17近辺がライトガイドフィルム1の裏面側に配設される反射シート8と密着するのを容易かつ確実に防止することができる。
ライトガイドフィルム1は、可撓性を有する。ライトガイドフィルム1は、可撓性を有することによって、裏面側に配設される反射シート8の傷付きを抑制することができる。ライトガイドフィルム1は、光線を透過させる必要があるため、透明、特に無色透明に構成されている。
ライトガイドフィルム1の主成分としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、ライトガイドフィルム1の主成分としては、ポリカーボネート又はアクリル樹脂が好ましい。ポリカーボネートは透明性に優れると共に屈折率が高いため、ライトガイドフィルム1が主成分としてポリカーボネートを含むことによって、ライトガイドフィルム1の表裏面において全反射が起こりやすく、光線を効率的に伝搬させることができる。また、ポリカーボネートは耐熱性を有するため、LED光源2の発熱による劣化等が生じ難い。さらに、ポリカーボネートはアクリル樹脂等に比べて吸水性が少ないため、寸法安定性が高い。従って、ライトガイドフィルム1は、ポリカーボネートを主成分として含むことによって経年劣化を抑止することができる。一方、アクリル樹脂は透明度が高いのでライトガイドフィルム1における光の損耗を少なくすることができる。
<LED光源>
複数のLED光源2は、ライトガイドフィルム1の端面に沿って配設されている。複数のLED光源2は、各々光線出射面がライトガイドフィルム1の端面に対向(又は当接)するよう配設されている。
<反射シート>
反射シート8は、合成樹脂を主成分とする樹脂層を有する。反射シート8は、ポリエステル等の基材樹脂にフィラーを分散含有させた白色樹脂層として構成されてもよく、ポリエステル等から形成される樹脂層の表面に、アルミニウム、銀等の金属を蒸着させることで正反射性が高められた鏡面シートとして構成されてもよい。
<輝度ムラ低減機能>
次に、図5及び図6を参照して、当該下用光拡散シート4及び当該バックライトユニットの輝度ムラ低減機能について説明する。まず、図5を参照して、複数のLED光源2から出射され、ライトガイドフィルム1に入射される光線の光量について説明する。複数のLED光源2から出射された光線は、ライトガイドフィルム1の複数のLED光源2と対向する端面(入射端面)から略垂直に入射され、この入射端面と対向する端面に向けて伝搬される。この際、複数のLED光源2から出射される光線は指向性が強いため、特にライトガイドフィルム1における光線入射部近傍には光量が極端に大きい領域Xが生じる。一方、複数のLED光源2は所定の間隔を開けて配設されているため、ライトガイドフィルム1における上記光線入射部近傍の間(隣接する領域Xの間)には光量の極端に小さい領域Yが発生する。
続いて、図6を参照して、当該下用光拡散シート4及び当該バックライトユニットの輝度ムラ低減機能について説明する。上述の領域Xからライトガイドフィルム1の表面側に出射される光線の多くは、複数のLED光源2の光線出射方向に沿った状態で当該下用光拡散シート4の保護層13の裏面に入射される。そして、当該下用光拡散シート4の保護層13の裏面に入射された光線は、複数のLED光源2の光線出射方向に沿う複数の微細溝16によって、複数の微細溝16の幅方向に伝搬されると考えられる。つまり、複数の微細溝16に入射した光線は、図6に示すように、平面視で領域Y方向に伝搬されると考えられる。これにより、平面視における領域Xの光量及び領域Yの光量が均一化され、液晶表示装置の輝度ムラが低減されると考えられる。
<利点>
当該バックライトユニット用光学シート(当該下用光拡散シート4)は、光源としてLEDを用いるバックライトユニットに用いた際に、ホットスポットの発生を抑制することができる。この原因については必ずしも明らかではないが、当該バックライトユニット用光学シートの樹脂層に特定方向に配向する複数の微細溝16が形成されているので、複数の微細溝16によって区画される領域を通過する光線が複数の微細溝16の幅方向に伝搬され、指向性の高いLEDの光線であってもホットスポットの発生が抑制できるものと考えられる。
また、当該バックライトユニット用光学シート(当該下用光拡散シート4)は、基材フィルム11と、この基材フィルム11の表面側に積層され、複数のビーズ14及びそのバインダー15を有する光拡散層12と、基材フィルム11の裏面側に積層される保護層13とを備えるので、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
当該バックライトユニットは、当該バックライトユニット用光学シート(当該下用光拡散シート4)を有することで、既述のようにホットスポットの発生を抑制することができる。
当該バックライトユニットは、当該光学シート(当該下用光拡散シート4)がライトガイドフィルム1の表面に直接重畳されているので、ホットスポットの発生を十分に抑制することができる。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート4の製造方法としては、基材フィルム11を構成するシート体を形成する工程(基材フィルム形成工程)と、このシート体の一方の面側に保護層13を積層する工程(保護層積層工程)と、このシート体の他方の面側に光拡散層12を積層する工程(光拡散層積層工程)とを備える。
(基材フィルム形成工程)
上記基材フィルム形成工程としては、特に限定されないが、例えば溶融した熱可塑性樹脂をTダイから押出成形し、続いてその押出成形体を層長手方向及び層幅方向に延伸してシート体を形成する方法が挙げられる。Tダイを用いた周知の押出成形法としては、例えばポリッシングロール法やチルロール法が挙げられる。また、上記押出成形体の延伸方法としては、例えば、チューブラーフィルム二軸延伸法やフラットフィルム二軸延伸法等が挙げられる。
(保護層積層工程)
上記保護層積層工程としては、例えば保護層形成材料を含む塗工液を上記基材フィルム形成工程で形成されたシート体の一方の面側に塗布した後、複数の微細溝16の反転形状を表面に有する金型を用い、上記塗工液を塗布して得られる塗膜の一方の面側に複数の微細溝16を転写する方法が挙げられる。上記塗工液を塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、例えばスピンコート法、スプレー法、スライドコート法、ディップ法、バーコート法、ロールコーター法、スクリーン印刷法等、種々の方法が挙げられる。また、上記金型としては、例えば金属ロールや金属板の表面に複数の微細溝16の反転形状が形成されたものを用いることができる。なお、上記保護層積層工程では、上記塗膜を必要に応じて乾燥してもよい。また、上記保護層積層工程では、上記塗膜の一方の面側に複数の微細溝16を転写した後、加熱、紫外線照射等によって塗膜を硬化させればよい。なお、上記基材フィルム形成工程及び保護層積層工程は、例えば共押出成形法によって同時に行うことも可能である。さらに、上記保護層積層工程では、基材フィルムの一方の面側に保護層形成材料を硬化したシート体を積層した後に、このシート体の一方の面にレーザー、ヤスリ等によって複数の微細溝16を形成してもよく、上記シート体にフォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて複数の微細溝16を形成してもよい。
(光拡散層積層工程)
上記光拡散層積層工程としては、例えば複数のビーズ14及びバインダー組成物を含む塗工液を上記シート体の他方の面側に塗布し、さらに塗布した塗工液を乾燥及び硬化させる方法が挙げられる。
なお、当該下用光拡散シートの製造方法は、上記光拡散層積層工程の前に、上記シート体の光拡散層を積層する側の面にコロナ放電処理、オゾン処理、低温プラズマ処理、グロー放電処理、酸化処理、プライマーコート処理、アンダーコート処理、アンカーコート処理等を施す表面処理工程をさらに備えていてもよい。
<利点>
当該下用光拡散シートの製造方法は、既述のようにホットスポットの発生を抑制できる当該下用光拡散シート4を容易かつ確実に製造することができる。
[第二実施形態]
<下用光拡散シート>
図7の下用光拡散シート24は、図1の下用光拡散シート4に代えて図1のエッジライト型バックライトユニットに用いられる。図7の下用光拡散シート24は、基材フィルム25と、基材フィルム25の表面側に積層され、複数のビーズ14及びそのバインダー15を有する光拡散層12と、基材フィルム25の裏面側に積層される保護層26とを備える。下用光拡散シート24は、基材フィルム25、基材フィルム25の表面に直接積層される光拡散層12及び基材フィルム25の裏面に直接積層される保護層26の3層から構成されている(基材フィルム25、光拡散層12及び保護層26以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート24は、平面視方形状に形成されている。なお、光拡散層12については、図1の下用光拡散シート4と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
(基材フィルム)
基材フィルム25は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。基材フィルム25は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成されている。基材フィルム25の主成分としては、特に限定されるものではなく、例えば図1の下用光拡散シート4の基材フィルム11の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、基材フィルム25の平均厚さとしては、図1の下用光拡散シート4の基材フィルム11と同様とすることができる。
基材フィルム25は、裏面に複数の微細溝27が形成されている。複数の微細溝27は、回折格子を構成することが好ましい。また、複数の微細溝27は、好ましくはヘアライン状に形成されている。
複数の微細溝27は、基材フィルム25の裏面の全領域に亘って略均一に(略等密度で)形成されている。各微細溝27は、断面略U字状に構成されている(つまり各微細溝27は断面三角形状に形成されていない)。また、複数の微細溝27は、長手方向が基材フィルム25の裏面の一端と平行方向に沿っている。具体的には、複数の微細溝27は、長手方向が複数のLED光源からの光線の平均方向に沿っている。さらに、各微細溝27の配向方向はランダムとされている。また、複数の微細溝27は、光線の拡散方向を制御するうえでは各々独立して形成されていることが好ましいが、一部の微細溝27は交叉していてもよい。なお、複数の微細溝27の平均配向方向、長手方向の平均長さ、平均幅、平均ピッチ、ピッチの標準偏差、単位長さ当たりの存在個数、平均深さ、及び深さの標準偏差としては、図1の下用光拡散シート4の複数の微細溝16と同様とすることができる。また、基材フィルム25の複数の微細溝27が形成される面(裏面)における複数の微細溝27の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)、二乗平均平方根傾斜(RΔq)及び複数の微細溝27の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)、二乗平均平方根傾斜(RΔq)としては、図1の下用光拡散シート4の保護層13の裏面と同様とすることができる。
基材フィルム25の屈折率の下限としては、1.51が好ましく、1.53がより好ましく、1.55がさらに好ましい。一方、基材フィルム25の屈折率の上限としては、1.7が好ましく、1.67がより好ましく、1.65がさらに好ましい。当該下用光拡散シート24は、基材フィルム25の屈折率及び基材フィルム25における複数の微細溝27が形成される面(裏面)に積層される他の層(保護層26)の屈折率差が大きい方が複数の微細溝27の幅方向に伝搬される光量を大きくし易い。この点に関し、基材フィルム25の屈折率が上記下限に満たないと、基材フィルム25及び保護層26の屈折率差が十分に大きくならず、複数の微細溝27の幅方向に伝搬される光量を十分に増加することができないおそれがある。逆に、基材フィルム25の屈折率が上記上限を超えると、基材フィルム25に使用できる樹脂が限定されるおそれがある。なお、「屈折率」とは、波長589.3nmの光(ナトリウムのD線)における屈折率をいい、一辺が70mm、厚さが2mmの平板状の試験片を用い、温度23℃で測定した試験回数3回の平均値を意味する。
基材フィルム25の屈折率及び基材フィルム25における複数の微細溝27が形成される面(裏面)に積層される他の層(保護層26)の屈折率の差の下限としては、0.01が好ましく、0.05がより好ましく、0.07がさらに好ましい。上記屈折率の差が上記下限に満たないと、複数の微細溝27の幅方向に伝搬される光量を十分に増加することができないおそれがある。一方、上記屈折率の差の上限としては、例えば0.15とすることができる。
(保護層)
保護層26は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。保護層26の主成分としては、図1の下用光拡散シート4の保護層26の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、保護層26の平均厚さとしては、図1の下用光拡散シート4の保護層13と同様とすることができる。
保護層26の屈折率の下限としては、1.36が好ましく、1.4がより好ましく、1.43がさらに好ましい。一方、保護層26の屈折率の上限としては、1.51が好ましく、1.5がより好ましく、1.49がさらに好ましい。保護層26の屈折率が上記下限に満たないと、保護層26に使用できる樹脂が限定されるおそれがある。逆に、保護層26の屈折率が上記上限を超えると、基材フィルム25及び保護層26の屈折率差が十分に大きくならず、複数の微細溝27の幅方向に伝搬される光量を十分に増加することができないおそれがある。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート24の製造方法としては、基材フィルム25を構成するシート体を形成する工程(基材フィルム形成工程)と、このシート体の一方の面側に保護層26を積層する工程(保護層積層工程)と、このシート体の他方の面側に光拡散層12を積層する工程(光拡散層積層工程)とを備える。なお、当該下用光拡散シート24の製造方法における光拡散層積層工程は、図1の下用光拡散シート4の光拡散層積層工程と同様のため、説明を省略する。
(基材フィルム形成工程)
上記基材フィルム形成工程としては、例えば溶融した熱可塑性樹脂をTダイから押出成形し、さらに複数の微細溝27の反転形状を表面に有する金型を用い、上記押出成形体の一方の面側に複数の微細溝27を転写する押出成形法が挙げられる。また、上記基材フィルム形成工程では、上記押出成形体を層長手方向及び層幅方向に延伸してもよい。Tダイを用いた周知の押出成形法としては、例えばポリッシングロール法やチルロール法が挙げられる。また、上記金型としては、例えば金属ロールや金属板の表面に複数の微細溝27の反転形状が形成されたものを用いることができる。さらに、上記押出成形体の延伸方法としては、例えばチューブラーフィルム二軸延伸法やフラットフィルム二軸延伸法等が挙げられる。なお、上記基材フィルム形成工程では、押出成形体を形成した後に、この押出成形体の一方の面にレーザー、ヤスリ、又はフォトリソグラフィ法及びエッチング法等によって複数の微細溝27を形成してもよい。
(保護層積層工程)
上記保護層積層工程としては、例えば保護層形成材料を含む塗工液を上記基材フィルム形成工程で形成されたシート体の一方の面側に塗布した後、乾燥、硬化させる塗工法が挙げられる。上記塗工液を塗布する方法としては、図1の下用光拡散シート4の保護層積層工程と同様の方法が挙げられる。
<利点>
当該下用光拡散シート24は、ホットスポットの発生を抑制することができる。また、当該下用光拡散シート34は、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
当該下用光拡散シートの製造方法は、ホットスポットの発生を抑制できる当該下用光拡散シート24を容易かつ確実に製造することができる。
[第三実施形態]
<下用光拡散シート>
図8の下用光拡散シート34は、図1及び図7の下用光拡散シート4,24に代えて図1のエッジライト型バックライトユニットに用いられる。図8の下用光拡散シート34は、基材フィルム35と、基材フィルム35の表面側に積層され、複数のビーズ38及びそのバインダー39を有する光拡散層36と、基材フィルム35の裏面側に積層される保護層37とを備える。下用光拡散シート34は、基材フィルム35、基材フィルム35の表面に直接積層される光拡散層36及び基材フィルム35の裏面に直接積層される保護層37の3層から構成されている(基材フィルム35、光拡散層36及び保護層37以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート34は、平面視方形状に形成されている。
(基材フィルム)
基材フィルム35は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。基材フィルム35は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成されている。基材フィルム35の主成分としては、特に限定されるものではなく、例えば図1の下用光拡散シート4の基材フィルム11の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、基材フィルム35の平均厚さとしては、図1の下用光拡散シート4の基材フィルム11と同様とすることができる。
基材フィルム35は、表面に複数の微細溝40が形成されている。複数の微細溝40は、回折格子を構成することが好ましい。複数の微細溝40の具体的構成としては、図7の下用光拡散シート24の複数の微細溝27と同様とすることができる。つまり、当該下用光拡散シート34の基材フィルム35の表面は、図7の下用光拡散シート24の裏面と同様に形成されている。
基材フィルム35の屈折率としては、図7の下用光拡散シート24の基材フィルム25と同様とすることができる。また、基材フィルム35の屈折率及び光拡散層36のバインダー39の屈折率の差としては、図7の下用光拡散シート24の基材フィルム25及び保護層26の屈折率の差と同様とすることができる。
(光拡散層)
光拡散層36は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。光拡散層36は、下用光拡散シート34の最表面を構成する。光拡散層36は、複数のビーズ38を略等密度で分散含有している。ビーズ38はバインダー39に囲まれている。光拡散層36は、複数のビーズ38を分散含有することによって、裏面側から表面側に透過する光を略均一に拡散させる。また、光拡散層36は、複数のビーズ38によって表面に微細凹凸が略均一に形成され、この微細凹凸の各凹部及び凸部がレンズ状に形成されている。光拡散層36は、かかる微細凹凸のレンズ的作用によって、優れた光拡散機能を発揮し、この光拡散機能に起因して透過光線を法線方向側へ屈折させる屈折機能及び透過光線を法線方向に巨視的に集光させる集光機能を有している。
ビーズ38の主成分としては、図1の下用光拡散シート4のビーズ14と同様のものを用いることができる。また、ビーズ38の形状、平均粒子径、配合量としては、図1の下用光拡散シート4と同様とすることができる。
バインダー39は、基材ポリマーを含むポリマー組成物を硬化(架橋等)させることで形成される。ビーズ38は、バインダー39によって、基材フィルム35の表面全面に略等密度で配置固定される。
バインダー39の屈折率の下限としては、1.36が好ましく、1.4がより好ましく、1.43がさらに好ましい。一方、バインダー39の屈折率の上限としては、1.7が好ましく、1.6が好ましく、1.55がより好ましく、1.49がさらに好ましい。バインダー39の屈折率が上記下限に満たないと、バインダー39に使用できる樹脂が限定されるおそれがある。逆に、バインダー39の屈折率が上記上限を超えると、基材フィルム25及びバインダー39の屈折率差が十分に大きくならず、複数の微細溝40の幅方向に伝搬される光量を十分に増加することができないおそれがある。
(保護層)
保護層37は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。保護層37の裏面は平坦面として形成されている。保護層37の主成分としては、図1の下用光拡散シート4の保護層13の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、保護層37の平均厚さとしては、図1の下用光拡散シート4の保護層13と同様とすることができる。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート34の製造方法としては、基材フィルム35を構成するシート体を形成する工程(基材フィルム形成工程)と、このシート体の一方の面側に保護層37を積層する工程(保護層積層工程)と、このシート体の他方の面側に光拡散層36を積層する工程(光拡散層積層工程)とを備える。当該下用光拡散シートの製造方法は、上記基材フィルム形成工程で押出成形体の他方の面側に複数の微細溝40を形成し、この押出成形体の一方の面には複数の微細溝40を形成しないこと以外、図7の下用光拡散シート24の製造方法と同様に行うことができる。
<利点>
当該下用光拡散シート34は、ホットスポットの発生を抑制することができる。また、当該下用光拡散シート34は、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
当該下用光拡散シートの製造方法は、ホットスポットの発生を抑制できる当該下用光拡散シート34を容易かつ確実に製造することができる。
[第四実施形態]
<下用光拡散シート>
図9の下用光拡散シート44は、図1、図7及び図8の下用光拡散シート4,24,34に代えて図1のエッジライト型バックライトユニットに用いられる。図9の下用光拡散シート44は、基材フィルム11と、基材フィルム11の表面側に積層され、複数のビーズ46及びそのバインダー47を有する光拡散層45と、基材フィルム11の裏面側に積層される保護層37とを備える。下用光拡散シート44は、基材フィルム11、基材フィルム11の表面に直接積層される光拡散層45及び基材フィルム11の裏面に直接積層される保護層37の3層から構成されている(基材フィルム11、光拡散層45及び保護層37以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート44は、平面視方形状に形成されている。なお、当該下用光拡散シート44の基材フィルム11は、図1の下用光拡散シート4の基材フィルム11と同様の構成を有し、当該下用光拡散シート44の保護層37は、図8の下用光拡散シート34の保護層37と同様の構成を有するため、同一符号を付して説明を省略する。
(光拡散層)
光拡散層45は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。光拡散層45は、下用光拡散シート44の最表面を構成する。光拡散層45は、複数のビーズ46を略等密度で分散含有している。ビーズ46はバインダー47に囲まれている。光拡散層45は、複数のビーズ46を分散含有することによって、裏面側から表面側に透過する光を略均一に拡散させる。また、光拡散層45は、複数のビーズ46によって表面に微細凹凸が略均一に形成され、この微細凹凸のレンズ的作用によって、優れた光拡散機能を発揮し、この光拡散機能に起因して透過光線を法線方向側へ屈折させる屈折機能及び透過光線を法線方向に巨視的に集光させる集光機能を有している。さらに、光拡散層45は、表面に複数の微細溝48が形成されている。つまり、当該下用光拡散シート44は、複数の微細凹凸を有する面に複数の微細溝48が形成されている。当該下用光拡散シート44は、複数の微細凹凸を有する面に複数の微細溝48が形成されていることで、複数の微細溝48によって光線を複数の微細溝48の幅方向に伝搬すると共に複数の微細凹凸によって光を拡散することができる。これにより、モアレ防止効果、色分解防止効果、視野角拡大効果等を向上することができる。複数の微細溝48は、回折格子を構成することが好ましい。複数の微細溝48の具体的構成としては、図1の下用光拡散シート4の複数の微細溝16と同様とすることができる。なお、上記「微細凹凸」とは、例えば算術平均粗さ(Ra)が1.0μm以上であることをいい、好ましくは1.5μm以上、さらに好ましくは2.0μm以上であることをいう。
ビーズ46の主成分としては、図1の下用光拡散シート4のビーズ14の主成分と同様とすることができる。また、ビーズ46の形状、平均粒子径、配合量としては、図1の下用光拡散シート4と同様とすることができる。さらに、バインダー47としては、図1の下用光拡散シート1のバインダー15と同様の基材ポリマーを含むポリマー組成物を硬化(架橋等)させることで形成することができる。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート44の製造方法としては、基材フィルム11を構成するシート体を形成する工程(基材フィルム形成工程)と、このシート体の一方の面側に保護層37を積層する工程(保護層積層工程)と、このシート体の他方の面側に光拡散層45を積層する工程(光拡散層積層工程)とを備える。なお、当該下用光拡散シート44の製造方法における基材フィルム形成工程は、図1の下用光拡散シート4の基材フィルム形成工程と同様であり、当該下用光拡散シート44の製造方法における保護層積層工程は、図7の下用光拡散シート24の保護層積層工程と同様のため、説明を省略する。
(光拡散層積層工程)
上記光拡散層積層工程としては、例えば複数のビーズ46及びバインダー組成物を含む塗工液を上記基材フィルム形成工程で形成されたシート体の他方の面側に塗布した後、複数の微細溝48の反転形状を表面に有する金型を用い、上記塗工液を塗布して得られる塗膜の一方の面側に複数の微細溝48を転写する方法が挙げられる。また、上記光拡散層積層工程では、複数の微細溝48の反転形状に加えて複数の微細凹凸形状を表面に有する金型を用いてもよい。上記光拡散層積層工程で、複数の微細凹凸形状を表面に有する金型を用いることによって、光拡散層45の表面に微細凹凸が形成され、かかる微細凹凸のレンズ的作用によって、優れた光拡散機能を発揮し、この光拡散機能に起因して透過光線を法線方向側へ屈折させる屈折機能及び透過光線を法線方向に巨視的に集光させる集光機能を向上することができる。上記塗工液を塗布する方法としては、図1の下用光拡散シート4の保護層積層工程と同様の方法が挙げられる。また、上記金型としては、図1の下用光拡散シート4の保護層積層工程と同様、例えば金属ロールや金属板の表面に複数の微細溝48の反転形状が形成されたものを用いることができる。なお、上記光拡散層積層工程では、上記塗膜を必要に応じて乾燥してもよい。また、上記光拡散層積層工程では、基材フィルムの他方の面側に塗布した塗工液を硬化した後に、この硬化した塗工液の他方の面にレーザー、ヤスリ等によって複数の微細溝48を形成してもよい。
<利点>
当該下用光拡散シート44は、ホットスポットの発生を抑制することができる。また、当該下用光拡散シート44は、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。さらに、当該バックライトユニットにあっては、一般に回折格子による回折効果はLED光源と回折格子との距離が大きくなる程顕著に表れる。そのため、当該下用光拡散シート44の最表面を構成する光拡散層9の表面に上記回折格子を形成する場合、液晶表示装置の輝度ムラをより確実に低減することができる。
当該下用光拡散シートの製造方法は、ホットスポットの発生を抑制できる当該下用光拡散シート44を容易かつ確実に製造することができる。
[第五実施形態]
<下用光拡散シート>
図10の下用光拡散シート54は、図1及び図7〜9の下用光拡散シート4,24,34,44に代えて図1のエッジライト型バックライトユニットに用いられる。図10の下用光拡散シート54は、基材フィルム35と、基材フィルム35の表面側に積層され、複数のビーズ38及びそのバインダー39を有する光拡散層36と、基材フィルム35の裏面側に積層される保護層13とを備える。下用光拡散シート54は、基材フィルム35、基材フィルム35の表面に直接積層される光拡散層36及び基材フィルム35の裏面に直接積層される保護層13の3層から構成されている(基材フィルム35、光拡散層36及び保護層13以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート54は、平面視方形状に形成されている。当該下用光拡散シート54の基材フィルム35及び光拡散層36は、図8の下用光拡散シート34の基材フィルム35及び光拡散層36と同様の構成を有し、当該下用光拡散シート54の保護層13は、図1の下用光拡散シート4の保護層13と同様の構成を有している。つまり、当該下用光拡散シート54は、複数の樹脂層に複数の微細溝が形成されており、具体的には基材フィルム35及び保護層13の2層に複数の微細溝が形成されている。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート54の製造方法としては、基材フィルム35を構成するシート体を形成する工程(基材フィルム形成工程)と、このシート体の一方の面側に保護層13を積層する工程(保護層積層工程)と、このシート体の他方の面側に光拡散層36を積層する工程(光拡散層積層工程)とを備える。当該下用光拡散シート54の製造方法における基材フィルム形成工程及び光拡散層積層工程は、図8の下用光拡散シート34の基材フィルム形成工程及び光拡散層積層工程と同様に行うことができる。また、当該下用光拡散シート54の製造方法における保護層積層工程は、図1の下用光拡散シート4の保護層積層工程と同様に行うことができる。
<利点>
当該下用光拡散シート54は、2層の樹脂層に複数の微細溝が形成されているので、ホットスポットの発生をより確実に抑制することができる。また、当該下用光拡散シート54は、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
[第六実施形態]
<下用光拡散シート>
図11の下用光拡散シート64は、図1及び図7〜10の下用光拡散シート4,24,34,44,54に代えて図1のエッジライト型バックライトユニットに用いられる。図11の下用光拡散シート64は、基材フィルム35と、基材フィルム35の表面側に積層され、複数のビーズ46及びそのバインダー47を有する光拡散層45と、基材フィルム35の裏面側に積層される保護層13とを備える。下用光拡散シート64は、基材フィルム35、基材フィルム35の表面に直接積層される光拡散層45及び基材フィルム35の裏面に直接積層される保護層13の3層から構成されている(基材フィルム35、光拡散層45及び保護層13以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート64は、平面視方形状に形成されている。当該下用光拡散シート64の基材フィルム35は、図8の下用光拡散シート34の基材フィルム35と同様の構成を有する。当該下用光拡散シート64の光拡散層45は、図9の下用光拡散シート44の光拡散層45と同様の構成を有する。さらに、当該下用光拡散シート64の保護層13は、図1の下用光拡散シート4の保護層13と同様の構成を有する。つまり、当該下用光拡散シート64は、複数の樹脂層に複数の微細溝が形成されており、具体的には基材フィルム35、光拡散層45及び保護層13の3層に複数の微細溝が形成されている。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート64の製造方法としては、基材フィルム35を構成するシート体を形成する工程(基材フィルム形成工程)と、このシート体の一方の面側に保護層13を積層する工程(保護層積層工程)と、このシート体の他方の面側に光拡散層45を積層する工程(光拡散層積層工程)とを備える。当該下用光拡散シート64の製造方法における基材フィルム形成工程は、図8の下用光拡散シート34の基材フィルム形成工程と同様に行うことができる。また、当該下用光拡散シート64の製造方法における保護層積層工程は、図1の下用光拡散シート4の保護層積層工程と同様に行うことができる。さらに、当該下用光拡散シート64の製造方法における光拡散層積層工程は、図9の下用光拡散シート44の光拡散層積層工程と同様に行うことができる。
<利点>
当該下用光拡散シート64は、3層の樹脂層に複数の微細溝が形成されているので、ホットスポットの発生をさらに確実に抑制することができる。また、当該下用光拡散シート64は、全面に亘って略均一化された光線を出射し易い。
[第七実施形態]
<下用光拡散シート>
図12及び図13の下用光拡散シート74は、図1及び図7〜11の下用光拡散シート4,24,34,44,54,64に代えて図1のエッジライト型バックライトユニットに用いられる。図12の下用光拡散シート74は、基材フィルム11と、基材フィルム11の表面側に積層され、複数のビーズ14及びそのバインダー15を有する光拡散層12と、基材フィルム11の裏面側に積層される保護層75とを備える。下用光拡散シート74は、基材フィルム11、基材フィルム11の表面に直接積層される光拡散層12及び基材フィルム11の裏面に直接積層される保護層75の3層から構成されている(基材フィルム11、光拡散層12及び保護層75以外の他の層を有していない)。下用光拡散シート74は、平面視方形状に形成されている。当該下用光拡散シート74の基材フィルム11及び光拡散層12は、図1の下用光拡散シート4の基材フィルム11及び光拡散層12と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
(保護層)
保護層75は、合成樹脂を主成分とする樹脂層である。保護層75の主成分としては、図1の下用光拡散シート4の保護層13の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、保護層75の平均厚さとしては、図1の下用光拡散シート4の保護層13と同様とすることができる。
保護層75は、裏面に複数の微細溝76が形成されている。また、保護層75は、裏面の一端から他端側にかけて一定の領域に複数の微細溝76が形成されている。具体的には、保護層75は、平面視で複数のLED光源と対向する端縁から他端側にかけて一定の領域に複数の微細溝76が形成されている。また、保護層75の裏面における複数の微細溝76が形成されていない領域は平坦面として構成されている。各微細溝76は、断面略U字状に構成されている(つまり各微細溝76は断面三角形状に形成されていない)。複数の微細溝76は、回折格子を構成することが好ましい。
保護層75の裏面の一端及び他端間の長さLに対する複数の微細溝76が形成される領域の一端及び他端間の長さLの比(L/L)の下限としては、0.15が好ましく、0.2がより好ましく、0.25がさらに好ましい。一方、上記長さ比(L/L)の上限としては、0.5が好ましく、0.45がより好ましく、0.4がさらに好ましい。上記長さ比(L/L)が上記下限に満たないと、ホットスポットの発生を全面的に抑制することが困難になるおそれがある。逆に、上記長さ比(L/L)が上記上限を超えると、ホットスポット以外の領域における光線を複数の微細溝76の幅方向に伝搬し易くなるおそれがある。
複数の微細溝76は、長手方向が保護層75の裏面の一端と平行方向に沿っている。具体的には、複数の微細溝76は、長手方向が複数のLED光源からの光線の平均方向に沿っている。さらに、各微細溝76の配向方向はランダムとされている。また、複数の微細溝76は、光線の拡散方向を制御するうえでは各々独立して形成されていることが好ましいが、一部の微細溝76は交叉していてもよい。なお、複数の微細溝76の平均配向方向、長手方向の平均長さ、平均幅、平均ピッチ、ピッチの標準偏差、単位長さ当たりの平均存在個数、平均深さ、及び深さの標準偏差としては、図1の下用光拡散シート4の複数の微細溝16と同様とすることができる。また、保護層75の複数の微細溝76が形成される面(裏面)における複数の微細溝76の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)、二乗平均平方根傾斜(RΔq)及び複数の微細溝27の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)、二乗平均平方根傾斜(RΔq)としては、図1の下用光拡散シート4の保護層13の裏面と同様とすることができる。
<下用光拡散シートの製造方法>
当該下用光拡散シート74の製造方法としては、例えば図1の下用光拡散シート4の製造方法と同様の方法が挙げられる。
<利点>
当該下用光拡散シート74は、保護層75の裏面の一端から他端側にかけて一定の領域に複数の微細溝76が形成されているので、ホットスポットの発生を抑制することができる。また、当該下用光拡散シート74は、保護層75の裏面の複数の微細溝76が形成されていない領域が平坦面であるので、ホットスポット以外における複数の微細溝76の幅方向に伝搬される光量の増加を抑えることができる。そのため、当該下用光拡散シート74は、全面に亘って略均一化された光線を容易かつ確実に出射し易い。
[その他の実施形態]
なお、本発明に係るバックライトユニット用光学シート及びバックライトユニットは、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば当該バックライトユニットは、上述のライトガイドフィルムに代えてライトガイドプレートを用いてもよい。また、当該バックライトユニット用光学シートは、下用光拡散シートである必要はなく、例えば図1に示すライトガイドフィルム、プリズムシート、上用光拡散シート又は反射シートであってもよく、ライトガイドプレートであってもよい。つまり、上述のライトガイドフィルム、プリズムシート、上用光拡散シート又は反射シートやライトガイドプレートの樹脂層の表面側又は裏面側に、特定方向に配向する複数の微細溝が形成されていてもよい。なお、例えば当該バックライトユニット用光学シートが上用光拡散シートでかつ複数の微細溝が回折格子を構成する場合、LED光源と回折格子との距離を大きくすることができるので、回折格子による回折効果を向上し易い。そのため、当該バックライトユニット用光学シートが上用光拡散シートである場合、液晶表示装置の輝度ムラをより確実に低減し易い。なお、当該バックライトユニット用光学シートが上用光拡散シートである場合、複数の微細溝が形成される部位及び複数の微細溝の構成としては、上述の下用光拡散シートと同様とすることができる。
当該バックライトユニット用光学シートは、プリズムシートを2枚貼り合わせたシート体の裏面に配設されることが好ましい。プリズムシートを2枚貼り合わせたシート体は、プリズムシート間に空気層が形成され難いため隠蔽性が低い。これに対し、当該バックライトユニット用光学シートが上記シート体の裏面に配設されたバックライトユニットは、当該光学シートが複数の微細溝の幅方向に伝搬される光量を増加することができるので、隠蔽効果を十分に向上することができる。
当該バックライトユニット用光学シートが光拡散シート(下用光拡散シート又は上用光拡散シート)である場合、光拡散層の裏面及び/又は保護層の表面に複数の微細溝が形成されてもよく、また複数の樹脂層の任意の表面及び/裏面に複数の微細溝が形成されてもよい。
当該バックライトユニット用光学シートの樹脂層の一定の領域に複数の微細溝が形成される場合、この領域は任意の樹脂層に形成することができる。例えば、当該バックライトユニット用光学シートが光拡散シートである場合、この複数の微細溝が形成される領域は、基材フィルムの表裏面、光拡散層の表裏面及び/又は保護層の表裏面のいずれに形成されてもよい。また、この複数の微細溝が形成される領域は、基材フィルム、光拡散層及び保護層のうちの2層又は3層に形成されてもよい。
上記複数の微細溝は、例えば図14に示すように配設されてもよい。図14の複数の微細溝86は、樹脂層の表面及び/又は裏面の複数のLED光源82と対向する端縁から他端側にかけて徐々に存在割合が少なくなっている。当該バックライトユニット用光学シートは、かかる構成によっても、ホットスポットの発生を抑制することができる。また、当該バックライトユニット用光学シートは、LED光源82と対向する端縁から他端側にかけて複数の微細溝86の存在割合が徐々に少なくなっているので、ホットスポット以外においては複数の微細溝86の幅方向に伝搬する光量を減少することができる。なお、複数の微細溝86の平均配向方向、長手方向の平均長さ、平均幅、平均ピッチ、ピッチの標準偏差、単位長さ当たりの平均存在個数、平均深さ、及び深さの標準偏差としては、図1の下用光拡散シート4の複数の微細溝16と同様とすることができる。また、樹脂層の複数の微細溝86が形成される面における複数の微細溝86の配向方向と平行方向の算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)、二乗平均平方根傾斜(RΔq)及び複数の微細溝27の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)、二乗平均平方根傾斜(RΔq)としては、図1の下用光拡散シート4の保護層13の裏面と同様とすることができる。
上記光拡散シートの構成は、上述の基材フィルム、光拡散層及び保護層の3層体に限定されるものではなく、例えば基材フィルム及び光拡散層の間や、基材フィルム及び保護層の間に他の層が積層されていてもよい。また、上記光拡散シートは、例えば上記保護層に代えて、樹脂マトリックス中に複数のビーズが分散されるスティッキング防止層を有していてもよく、このスティッキング防止層に複数の微細溝が形成されてもよい。さらに、上記光拡散層は、必ずしも保護層を有していなくてもよい。
上記光拡散シートの光拡散層は、ビーズ及びそのバインダーを有している必要はなく、例えば樹脂層の表面にエンボス加工が施された構成を採用することも可能である。また、このエンボス加工によって形成された微細凹凸を有する面に複数の微細溝が形成されてもよい。
当該バックライトユニット用光学シートは、表面に凹凸形状を有する機能層を有していてもよい。また、当該バックライトユニット用光学シートは、このような機能層を有する場合、この機能層が樹脂層として構成され、この機能層の表面又は裏面に複数の微細溝が形成されてもよく、またこの機能層に積層される他の層の表面又は裏面に複数の微細溝が形成されてもよい。なお、このような凹凸形状としては、例えばエンボス形状、プリズム形状、ウェーブ形状等が挙げられる。
また、上記複数の微細溝の具体的形状としては、上述の実施形態の形状に限定されるものではなく、例えば図15に示すような断面角U字状、図16に示すような断面三角形状、図17に示すようなスリット状に形成されていてもよい。
当該バックライトユニットは、複数のLED光源を有することが好ましいが、1つのLED光源のみを有していてもよい。また、当該バックライトユニットにおける光学シートの具体的種類は特に限定されるものではない。当該バックライトユニットは、ライトガイドフィルムの表面側に複数の光学シートを有することが好ましいが、1つの光学シートのみを有していてもよい。
当該バックライトユニットは、必ずしもエッジライト型バックライトユニットである必要はなく、直下型バックライトユニットであってもよい。
当該バックライトユニットは、パーソナルコンピュータや液晶テレビ等、比較的大型の表示装置や、スマートフォン等の携帯電話端末や、タブレット端末等の携帯型情報端末に用いることができる。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[No.1]
ポリエチレンテレフタレートを主成分とする基材フィルム形成用樹脂をTダイから押出成形し、さらに複数の微細溝の反転形状を表面に有する金型を用い、上記押出成形体の一方の面に複数の微細溝を転写することで平均厚さ75μmの基材フィルムを製造した。さらに、この基材フィルムの複数の微細溝が形成された面に、複数のビーズ及びバインダーを有する光拡散層を積層し、No.1の光拡散シートを得た。この光拡散シートの基材フィルムの屈折率とバインダーの屈折率との差は0.09であった。また、この光拡散シートの微細溝の平均幅は9.3μm、平均深さは2.8μm、平均ピッチは9.3μm、複数の微細溝のピッチの標準偏差は6.54μm、複数の微細溝の深さの標準偏差は1.13μm、複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)は1.34μmであった。なお、図19はNo.1の基材フィルムの部分拡大平面写真である。
[No.2]
No.1と同様の樹脂を用いて平均厚さ75μmのシート体を形成した。さらに、このシート体の一方の面にレーザーにて複数の微細溝を形成し、基材フィルムを製造した。さらに、この基材フィルムの複数の微細溝が形成された面に、No.1と同様の複数のビーズ及びバインダーを有する光拡散層を積層し、No.2の光拡散シートを得た。この光拡散シートの微細溝の平均幅は26.9μm、平均深さは6.44μm、平均ピッチは26.9μm、複数の微細溝のピッチの標準偏差は5.56μm、複数の微細溝の深さの標準偏差は2.38μm、複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)は0.92μmであった。なお、図20はNo.2の基材フィルムの部分拡大平面写真である。
[No.3]
No.1と同様の樹脂を用いて平均厚さ75μmのシート体を形成した。さらに、このシート体の一方の面にヤスリにて複数の微細溝を形成し、基材フィルムを製造した。さらに、この基材フィルムの複数の微細溝が形成された面に、No.1と同様の複数のビーズ及びバインダーを有する光拡散層を積層し、No.3の光拡散シートを得た。この光拡散シートの微細溝の平均幅は1.0μm、平均長さは30mm、平均深さは0.5μm、平均ピッチは18.84μm、複数の微細溝のピッチの標準偏差は8.29μm、複数の微細溝の深さの標準偏差は0.56μm、複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)は0.30μmであった。なお、図21はNo.3の基材フィルムの部分拡大平面写真である。
[No.4]
No.1と同様の樹脂を用いて平均厚さ75μmのシート体を形成した。さらに、このシート体の一方の面に切削バイトにて複数の微細溝を形成し、基材フィルムを製造した。さらに、この基材フィルムの複数の微細溝が形成された面に、No.1と同様の複数のビーズ及びバインダーを有する光拡散層を積層し、No.4の光拡散シートを得た。この光拡散シートの微細溝の平均幅は32.7μm、平均深さは28.1μm、平均ピッチは31.5μm、複数の微細溝のピッチの標準偏差は9.73μm、複数の微細溝の深さの標準偏差は0.89μm、複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)は4.30μmであった。
[No.5]
複数の微細溝を形成しない以外はNo.1と同様の方法でNo.5の光拡散シートを得た。
No.1〜No.5の光拡散シートの品質を表1に示す。
[実施例1〜5]
No.1の光拡散シートを、ライトガイドフィルムにおける複数のLED光源からの光線の平均方向を基準とする複数の微細溝の平均配向方向が表2の角度となるように、複数のLED光源を有する液晶表示装置のエッジライト型バックライトユニットのライトガイドフィルムの表面側に積層した。なお、図22は、実施例1におけるNo.1の光拡散シートの側面写真である。
[実施例6〜10]
No.2の光拡散シートを、ライトガイドフィルムにおける複数のLED光源からの光線の平均方向を基準とする複数の微細溝の平均配向方向が表2の角度となるように、複数のLED光源を有する液晶表示装置のエッジライト型バックライトユニットのライトガイドフィルムの表面側に積層した。
[実施例11〜15]
No.3の光拡散シートを、ライトガイドフィルムにおける複数のLED光源からの光線の平均方向を基準とする複数の微細溝の平均配向方向が表2の角度となるように、複数のLED光源を有する液晶表示装置のエッジライト型バックライトユニットのライトガイドフィルムの表面側に積層した。
[実施例16〜20]
No.4の光拡散シートを、ライトガイドフィルムにおける複数のLED光源からの光線の平均方向を基準とする複数の微細溝の平均配向方向が表2の角度となるように、複数のLED光源を有する液晶表示装置のエッジライト型バックライトユニットのライトガイドフィルムの表面側に積層した。
[比較例]
No.5の光拡散シートを複数のLED光源を有する液晶表示装置のエッジライト型バックライトユニットのライトガイドフィルムの表面側に積層した。なお、図23は、比較例におけるNo.5の光拡散シートの側面写真である。
<半値角>
実施例1〜20及び比較例について、ELDIM社製の「EzContrast」を用い、光拡散シートの正面輝度の半値角を測定した。この測定結果を表2に示す。
<輝度ムラ>
実施例1〜20及び比較例のバックライトユニットを液晶表示装置に組み込み、この液晶表示装置の画像を観察した。輝度ムラの有無を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
A:輝度ムラが全く確認されない。
B:注視すると平面視における光源の近傍に僅かに輝度ムラが確認される。
C:注視しない場合でも僅かに平面視における光源近傍で輝度ムラが確認される。
D:注視しなくても輝度ムラが確認される。
<評価結果>
表2に示すように、ライトガイドフィルムにおける複数のLED光源からの光線の平均方向を基準とする複数の微細溝の平均配向方向が45°以下の実施例1〜20は、比較例に比べてLED光源からの光線の垂直方向における輝度の半値角が大きくなり、これにより輝度ムラが抑制できることが分かった。また、複数の微細溝の平均配向方向は小さくなるほど、LED光源からの光線の垂直方向における輝度の半値角が大きくなり、輝度ムラを抑制し易いことが分かった。さらに、金型を用いて複数の微細溝を形成した実施例1〜5、レーザーによって複数の微細溝を形成した実施例6〜10、及び切削バイトによって複数の微細溝を形成した実施例16〜20は、ヤスリによって複数の微細溝を形成した実施例11〜15に比べて所望の微細溝が形成でき、これによりLED光源からの光線の垂直方向における輝度の半値角を大きくし、輝度ムラを抑制し易いことが分かった。加えて、図22,23に示すように、実施例1における光拡散シートによると比較例における光拡散シートよりもLED光源に起因するホットスポットの発生が抑制されていることが分かった。
以上のように、本発明のバックライトユニット用光学シート及びバックライトユニットは、ホットスポットを抑制することができるので、高品質な透過型液晶表示装置等、種々の液晶表示装置に好適に用いられる。
1 ライトガイドフィルム
2,82 LED光源
3 光学シート
4,24,34,44,54,64,74 下用光拡散シート
5 第1プリズムシート
6 第2プリズムシート
7 上用光拡散シート
8 反射シート
11,25,35 基材フィルム
12,36,45 光拡散層
13,26,37,75 保護層
14,38,46 ビーズ
15,39,47 バインダー
16,27,40,48,76,86 微細溝
17 凹部
18 隆起部
91〜94 ドット
101 エッジライト型バックライトユニット
102 光源
103 導光シート
104 光学シート
105 反射シート
106 下用光拡散シート
107 プリズムシート
108 上用光拡散シート

Claims (11)

  1. LED光源から出射される光線を表面側に導く液晶表示装置のバックライトユニット用光学シートであって、
    1又は複数の樹脂層を備え、
    これらの樹脂層のうち少なくも1つの樹脂層の表面側又は裏面側に特定方向に配向する複数の微細溝が形成されていることを特徴とするバックライトユニット用光学シート。
  2. 上記複数の微細溝の平均配向方向と垂直方向における複数の微細溝の単位長さ当たりの平均存在個数が10本/mm以上10000本/mm以下である請求項1に記載のバックライトユニット用光学シート。
  3. 上記樹脂層の複数の微細溝が形成される面における上記複数の微細溝の配向方向と垂直方向の算術平均粗さ(Ra)が0.01μm以上5μm以下である請求項1又は請求項2に記載のバックライトユニット用光学シート。
  4. 上記複数の微細溝が回折格子を構成する請求項1、請求項2又は請求項3に記載のバックライトユニット用光学シート。
  5. 上記光学シートが、
    基材フィルムと、
    この基材フィルムの表面側に積層され、複数のビーズ及びそのバインダーを有する光拡散層と、
    上記基材フィルムの裏面側に積層される保護層と
    を備える光拡散シートである請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のバックライトユニット用光学シート。
  6. 上記保護層の裏面側に上記複数の微細溝が形成されている請求項5に記載のバックライトユニット用光学シート。
  7. 表面に凹凸形状を有する機能層を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のバックライトユニット用光学シート。
  8. 1つの樹脂層が表面に複数の微細凹凸を有し、この樹脂層の複数の微細凹凸を有する面に上記複数の微細溝が形成されている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のバックライトユニット用光学シート。
  9. 端面側から入射した光線を表面側に導くライトガイドフィルム又はライトガイドプレートと、
    このライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの端面側に配設され、ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの端面に光線を出射する1又は複数のLED光源と、
    上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの表面側に重畳される請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の光学シートと
    を備える液晶表示装置のバックライトユニット。
  10. 上記光学シートが上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートの表面に直接重畳されている請求項9に記載の液晶表示装置のバックライトユニット。
  11. 平面視で、上記ライトガイドフィルム又はライトガイドプレートにおけるLED光源からの光線の平均方向を基準とする上記光学シートの複数の微細溝の平均配向方向が±45°以下である請求項9又は請求項10に記載のバックライトユニット。
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