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
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Abstract
【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
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
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。
<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。
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。
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。
<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。
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。
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。
<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。
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。
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。
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。
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.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.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.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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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