JP2017223937A - バックライトユニット用プリズムシート及び液晶表示装置用バックライトユニット - Google Patents
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Abstract
Description
[バックライトユニット]
図1及び図2の液晶表示装置用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、光源としてLEDが用いられる液晶表示装置用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、一の端面から入射した光線を上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の一の端面に沿うように配設される複数のLED2と、ライトガイドフィルム1の上面側に配設され、一方の外面にプリズム列6を備える当該バックライトユニット用プリズムシートとを備える。当該バックライトユニット用プリズムシートは、プリズム列6を有する面を下方に向けて配設される逆プリズムシート3である。当該逆プリズムシート3は、ライトガイドフィルム1の上面に直接(他のシート等を介さず)重畳されている。また、複数のLED2が配設されるライトガイドフィルム1の上記一の端面は、当該逆プリズムシート3のプリズム列6と平行に位置している。さらに、当該バックライトユニットは、ライトガイドフィルム1の下面側に配設される反射シート4をさらに備える。
逆プリズムシート3は、ライトガイドフィルム1の上面側から出射された光線を鉛直方向側(逆プリズムシート3の法線方向側)に導く。逆プリズムシート3は、平面視略方形状に形成されている。逆プリズムシート3は、基材層5と、基材層5の下面に積層されるプリズム列6とを有する。逆プリズムシート3は、基材層5及び基材層5に直接積層されるプリズム列6から構成されている(つまり、基材層5及びプリズム列6は一体的に形成されており、基材層5及びプリズム列6以外に他の層を有していない)。プリズム列6は平行に配設される複数の突条プリズム部6aによって構成されている。また、図3及び図4に示すように、逆プリズムシート3は、表面(基材層5の上面)にプリズム列6の方向(稜線方向)と平面視で平行又は鋭角に交差する多数の微細線状溝7が形成されている。
基材層5の上面は、当該逆プリズムシート3の外面を構成している。多数の微細線状溝7は、当該逆プリズムシート3の一方の外面(上面)に形成されている。また、多数の微細線状溝7は、ヘアライン状に形成されている。当該逆プリズムシート3は、多数の微細線状溝7が外面に形成されていることによって、多数の微細線状溝7が形成される外面及びこの外面の外側に存在する空気層の屈折率差を利用して多数の微細線状溝7の形成領域に到達した光線を微細線状溝7の幅方向に十分に拡散し易い。
プリズム列6は、上述のように、平行に配設される複数の突条プリズム部6aによって構成されている。各突条プリズム部6aは三角柱状体であり、各々略同形状に形成されている。各突条プリズム列6aの断面形状としては、特に限定されないが、基材層5との積層面を底辺とする二等辺三角形が好ましい。
ライトガイドフィルム1は、一の端面から入射される光線を上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、下面に上面側に陥没する複数の凹部8を有する。また、ライトガイドフィルム1は、下面にスティッキング防止部を有する。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8の周囲に存在し、下面側に突出する複数の隆起部9を有する。隆起部9は、凹部8に隣接して設けられ、隆起部9の内側面は凹部8の形成面と連続している。
複数のLED2は、ライトガイドフィルム1の一の端面に沿って配設されている。複数のLED2は、各々光線出射面がライトガイドフィルム1の一の端面に対向(又は当接)するよう配設されている。
反射シート4は、合成樹脂を主成分とする樹脂層を有する。反射シート4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上面に、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を参照して、当該逆プリズムシート3及び当該バックライトユニットの視野角拡大機能について説明する。まず、図5(a)を参照して、逆プリズムシート124が多数の微細線状溝7を有しないエッジライト型バックライトユニット121における視野角特性について説明する。このエッジライト型バックライトユニット121にあっては、LED123から出射された比較的指向性の高い光線は、LED123と対向する端面からライトガイドフィルム122に入射され、さらにライトガイドフィルム122の上面から出射される。このライトガイドフィルム122の上面から出射された光線は、LED123出射方向に傾斜しつつ一定の広がりを有する。そして、このライトガイドフィルム122の上面から出射された光線は、逆プリズムシート124によってプリズム列126の方向と垂直方向の光線の広がりが鉛直方向に集約されるので、逆プリズムシート124から出射される光線は、プリズム列126の方向と垂直方向の光線の広がりが少なく、プリズム列126の方向と垂直方向の視野角が狭くなると考えられる。
当該逆プリズムシート3は、光源としてLED2を用いたバックライトユニットにおいて、所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列6の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる。
当該逆プリズムシート3の製造方法としては、基材層5及びプリズム列6を一体成形する方法と、基材層5及びプリズム列6を別個に形成する方法とが挙げられる。
(a)プリズム列6の反転形状を有する金型及び多数の微細線状溝7の反転形状を有する金型のキャビティ内に溶融樹脂を注入する射出成形法、
(b)シート化された樹脂を再加熱して上記同様の一対の金型間に挟んでプレスして形状を転写する熱プレス法、
(c)プリズム列6の反転形状を周囲に有するロール型、及び多数の微細線状溝7の反転形状を周囲に有するロール型とのニップに溶融状態の樹脂を通し、上記形状を転写する押出シート成形法
等が挙げられる。
(d)上記射出成形法、熱プレス法、押出シート成形法等によって、一方の面に多数の微細線状溝7が形成された基材層5を形成した後、この基材層5の他方の面に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布し、プリズム列6の反転形状を有するシート型、金型又はロール型に押さえつけて未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂に形状を転写し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法、
(e)プリズム列6の反転形状を有する金型又はロール型に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を充填塗布し、一方の面に多数の微細線状溝7が形成された基材層5の他方の面で押さえつけて均し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法
等が挙げられる。
当該逆プリズムシートの製造方法は、上述のように、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列6の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる当該逆プリズムシート3を容易かつ確実に製造することができる。
<逆プリズムシート>
図6の逆プリズムシート13は、図1の逆プリズムシート3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6の逆プリズムシート13は、平面視略方形状に形成されている。逆プリズムシート13は、基材層15と、基材層15の下面に積層されるプリズム列16とを有する。逆プリズムシート13は、基材層15及び基材層15に直接積層されるプリズム列16から構成されている(つまり、基材層15及びプリズム列16は一体的に形成されており、基材層15及びプリズム列16以外に他の層を有していない)。プリズム列16は、平行に配設される複数の突条プリズム部16aによって構成されている。また、逆プリズムシート13は、中間界面(基材層15及びプリズム列16の界面)にプリズム列16の方向と平面視で平行又は鋭角に交差する多数の微細線状溝17が形成されている。
図6に示すように、基材層15の下面(プリズム列16と接する側の面)には多数の微細線状溝17が形成されている。多数の微細線状溝17は、ヘアライン状に形成されている。また、多数の微細線状溝17は、回折格子を構成していてもよい。多数の微細線状溝17の具体的構成としては、図1の逆プリズムシート3の多数の微細線状溝7と同様とすることができる。つまり、当該逆プリズムシート13の基材層15の下面は、図1の逆プリズムシート3の基材層5の上面と同様に形成されている。
プリズム列16は、上述のように平行に配設される複数の突条プリズム部16aによって構成されている。各突条プリズム部16aは三角柱状体であり、各々略同形状に形成されている。各突条プリズム列16aの断面形状としては、特に限定されないが、基材層15との積層面を底辺とする二等辺三角形が好ましい。プリズム列16のピッチ及び各突条プリズム部16aの高さ、頂角、底角としては、図1の逆プリズムシート3と同様とすることができる。
当該逆プリズムシート13は、中間界面にプリズム列16の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状溝17が形成されているので、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列16の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる。また、当該逆プリズムシート13は、中間界面にプリズム列16の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状溝17が形成されていることで、プリズム列16によって屈折された光線をこのプリズム列16の方向と垂直方向に拡散することができるので、プリズム列16の方向と垂直方向の視野角を広げ易い。
当該逆プリズムシート13は、基材層15及びプリズム列16を別個に形成する方法によって製造される。当該逆プリズムシート13の製造方法としては、
(f)上述の当該逆プリズムシート3の製造方法と同様の射出成形法、熱プレス法、押出シート成形法等によって、一方の面に多数の微細線状溝17が形成された基材層15を形成した後、この基材層15の一方の面に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布し、プリズム列16の反転形状を有するシート型、金型又はロール型に押さえつけて未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂に形状を転写し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法、
(g)プリズム列16の反転形状を有する金型又はロール型に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を充填塗布し、一方の面に多数の微細線状溝17が形成された基材層15の一方の面で押さえつけて均し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法
等が挙げられる。
当該逆プリズムシートの製造方法は、上述のように、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列16の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる当該逆プリズムシート13を容易かつ確実に製造することができる。
<逆プリズムシート>
図7の逆プリズムシート23は、図1の逆プリズムシート3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の逆プリズムシート23は、平面視略方形状に形成されている。逆プリズムシート23は、基材層25と、基材層25の下面に積層されるプリズム列26とを有する。逆プリズムシート23は、基材層25及び基材層25に直接積層されるプリズム列26から構成されている(つまり、基材層25及びプリズム列26は一体的に形成されており、基材層25及びプリズム列26以外に他の層を有していない)。プリズム列26は、平行に配設される複数の突条プリズム部26aによって構成されている。また、逆プリズムシート23は、中間界面(基材層25及びプリズム列26の界面)にプリズム列26の方向と平面視で平行又は鋭角に交差する多数の微細線状溝27が形成されている。
基材層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。基材層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の逆プリズムシート3の基材層5の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、基材層25の平均厚さとしては、図1の逆プリズムシート3の基材層5と同様とすることができる。さらに、基材層25の屈折率としては、図6の逆プリズムシート13の基材層15と同様とすることができる。
プリズム列26は、上述のように平行に配設される複数の突条プリズム部26aによって構成されている。各突条プリズム部26aは三角柱状体であり、各々略同形状に形成されている。各突条プリズム列26aの断面形状としては、特に限定されないが、基材層25との積層面を底辺とする二等辺三角形が好ましい。プリズム列26のピッチ及び各突条プリズム部26aの高さ、頂角、底角としては、図1の逆プリズムシート3と同様とすることができる。
当該逆プリズムシート23は、中間界面にプリズム列26の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状溝27が形成されているので、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列26の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる。また、当該逆プリズムシート23は、中間界面にプリズム列26の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状溝27が形成されていることで、プリズム列26によって屈折された光線をこのプリズム列26の方向と垂直方向に拡散することができるので、プリズム列26の方向と垂直方向の視野角を広げ易い。
当該逆プリズムシート23は、基材層25及びプリズム列26を別個に形成する方法によって製造される。当該逆プリズムシート23の製造方法としては、
(h)射出成形法、熱プレス法、押出シート成形法等によって、一方の面に多数の微細線状溝27の反転形状が形成された基材層25を形成した後、この基材層25の一方の面に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布し、プリズム列26の反転形状を有するシート型、金型又はロール型に押さえつけて未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂に形状を転写し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法、
(i)プリズム列26の反転形状を有する金型又はロール型に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を充填塗布し、一方の面に多数の微細線状溝27の反転形状が形成された基材層25の一方の面で押さえつけて均し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法
等が挙げられる。
当該逆プリズムシートの製造方法は、上述のように、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列26の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる当該逆プリズムシート23を容易かつ確実に製造することができる。
<逆プリズムシート>
図8の逆プリズムシート33は、図1の逆プリズムシート3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の逆プリズムシート33は、平面視略方形状に形成されている。逆プリズムシート33は、基材層35と、基材層35の下面に積層されるプリズム列36とを有する。逆プリズムシート33は、基材層35及び基材層35に直接積層されるプリズム列36から構成されている(つまり、基材層35及びプリズム列36は一体的に形成されており、基材層35及びプリズム列36以外に他の層を有していない)。プリズム列36は、平行に配設される複数の突条プリズム部36aによって構成されている。また、逆プリズムシート33は、表面(プリズム列26の下面)にプリズム列36の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状溝37が形成されている。
基材層35は上面及び下面が平坦な略直方体状に形成されている。基材層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。基材層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の逆プリズムシート3の基材層5の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。また、基材層35の平均厚さとしては、図1の逆プリズムシート3の基材層5と同様とすることができる。
プリズム列36は、上述のように平行に配設される複数の突条プリズム部36aによって構成されている。各突条プリズム部36aは三角柱状体であり、各々略同形状に形成されている。各突条プリズム列36aの断面形状としては、特に限定されないが、基材層35との積層面を底辺とする二等辺三角形が好ましい。プリズム列36のピッチ及び各突条プリズム部36aの高さ、頂角、底角としては、図1の逆プリズムシート3と同様とすることができる。
当該逆プリズムシート33は、表面にプリズム列36の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状溝37が形成されているので、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列36の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる。
当該逆プリズムシート33は、例えばプリズム列36の反転形状に加え、多数の微細線状溝37の反転形状を有する金型、ロール型、シート型を用い、図1の逆プリズムシート3と同様の製造方法で製造することができる。
当該逆プリズムシートの製造方法は、上述のように、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列36の方向と垂直方向の視野角も十分確保することができる当該逆プリズムシート33を容易かつ確実に製造することができる。
<逆プリズムシート>
図9の逆プリズムシート43は、図1の逆プリズムシート3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の逆プリズムシート43は、平面視略方形状に形成されている。逆プリズムシート43は、基材層45と、基材層45の下面に積層されるプリズム列16とを有する。逆プリズムシート43は、基材層45及び基材層45に直接積層されるプリズム列16から構成されている(つまり、基材層45及びプリズム列16は一体的に形成されており、基材層45及びプリズム列16以外に他の層を有していない)。プリズム列16については、図6の逆プリズムシート13と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。当該逆プリズムシート43は、基材層45の上面に図1の逆プリズムシート3と同様の多数の微細線状溝47が形成され、かつプリズム列46の上面に図7の逆プリズムシート23と同様の多数の微細線状溝48が形成されている。基材層45の主成分としては、図1の逆プリズムシート3の基材層5の主成分と同様の合成樹脂が挙げられる。基材層45の平均厚さとしては、図1の逆プリズムシート3の基材層5と同様とすることができる。基材層45の屈折率、基材層45及びプリズム列46の屈折率差としては、図6の逆プリズムシート13と同様とすることができる。
当該逆プリズムシート43は、基材層45及びプリズム列16に各々多数の微細線状溝47,48が形成されているので、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列46の方向と垂直方向の視野角もより十分に確保することができる。
当該逆プリズムシート43は、基材層45及びプリズム列16を別個に形成する方法によって製造される。当該逆プリズムシート43の製造方法としては、
(j)射出成形法、熱プレス法、押出シート成形法等によって、一方の面に多数の微細線状溝48の反転形状が形成され、かつ他方の面に多数の微細線状溝47が形成された基材層45を形成した後、この基材層45の一方の面に活性エネルギー線硬化型樹脂を塗布し、プリズム列16の反転形状を有するシート型、金型又はロール型に押さえつけて未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂に形状を転写し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法、
(k)プリズム列16の反転形状を有する金型又はロール型に未硬化の活性エネルギー線硬化型樹脂を充填塗布し、一方の面に多数の微細線状溝48の反転形状が形成され、かつ他方の面に多数の微細線状溝47が形成された基材層45の一方の面で押さえつけて均し、活性エネルギー線を当てて活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化させる方法
等が挙げられる。
当該逆プリズムシートの製造方法は、上述のように、バックライトユニットの所望の正面方向の輝度を得ることができると共に、プリズム列46の方向と垂直方向の視野角もより十分に確保することができる当該逆プリズムシート43を容易かつ確実に製造することができる。
なお、本発明に係るバックライトユニット用プリズム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用プリズムシートは、逆プリズムシートであることが好ましいが、プリズム列を有する面を上方に向けて配設されたプリズムシートであってもよい。また、当該バックライトユニット用プリズムシートは、基材層及びプリズム列の2層構造であることが好ましいが、これらの層以外の他の層を有していてもよく、これら他の層の表面に多数の微細線状溝が形成されていてもよい。
(No.1〜No.3)
一の端面から入射した光線を上面側に導くライトガイドフィルムと、ライトガイドフィルムの上記一の端面に沿うように配設される複数のLEDと、ライトガイドフィルムの上面側に配設され、下面にプリズム列を備え、プリズム列が上記一の端面と平行に位置する本発明に係るバックライトユニット用プリズムシート(逆プリズムシート)と、ライトガイドフィルムの下面側に配設される反射シートとを備える図1のエッジライト型バックライトユニットを用意した。上記逆プリズムシートとしては、基材層及びこの基材層の下面に積層されるプリズム列から構成され、この基材層の上面にプリズム列の方向と平面視で平行な多数の微細線状溝を有するものを用いた。また、この逆プリズムシートとしては、プリズム列のピッチが38μm、プリズム列の凸状プリズム部の頂角が65°のものを用いた。No.1〜No.3の逆プリズムシートの基材層の平均厚さ、基材層及びプリズム列の屈折率差、微細線状溝の平均幅、平均深さ、平均ピッチ及び上記基材層の上面における微細線状溝の配向方向と垂直方向を基準とする算術平均粗さ(Ra)を表1に示す。
(No.4)
逆プリズムシートの基材層の上面に多数の微細線状溝が形成されていない以外はNo.1と同様の構成を有するエッジライト型バックライトユニットを用意した。
微細線状溝の平均幅、平均深さ、平均ピッチ及び基材層の上面における微細線状溝の配向方向と垂直方向を基準とする算術平均粗さ(Ra)を表1の通りとした以外はNo.1と同様の構成を有するエッジライト型バックライトユニットを用意した。
表2に示すように、No.1〜No.3のエッジライト型バックライトユニットは、微細線状溝の平均幅、平均深さ、平均ピッチ及び基材層の上面における微細線状溝の配向方向と垂直方向を基準とする算術平均粗さ(Ra)が適切に制御されることで、上面方向への優れた拡散性を有しており、視野角を十分に確保することができることが分かる。
2 LED
3,13,23,33,43 逆プリズムシート
4 反射シート
5,15,25,35,45 基材層
6,16,26,36 プリズム列
6a,16a,26a,36a 突条プリズム部
7,17,27,37,47,48 微細線状溝
8 凹部
9 隆起部
101,121 エッジライト型バックライトユニット
102 導光シート
103 LED
104 逆プリズムシート
122 ライトガイドフィルム
123 LED
124 逆プリズムシート
126 プリズム列
Claims (8)
- 一方の外面にプリズム列を備えるバックライトユニット用プリズムシートであって、
表面又は中間界面に上記プリズム列の方向と平行又は鋭角で交差する多数の微細線状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プリズムシート。 - 上記多数の微細線状溝の平均配向方向と垂直方向における多数の微細線状溝の単位長さ当たりの平均存在個数が30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プリズムシート。
- 上記多数の微細線状溝の長さ、幅又はピッチがランダムである請求項1又は請求項2に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
- 上記多数の微細線状溝が少なくとも一方の外面に形成されている請求項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プリズムシート。
- 上記多数の微細線状溝が形成される外面における多数の微細線状溝の平均配向方向と垂直方向を基準とする算術平均粗さ(Ra)が0.5μm以上10μm以下である請求項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プリズムシート。
- 上記多数の微細線状溝が中間界面に形成され、この中間界面の両側の層の屈折率差が0.01以上である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
- 上記多数の微細線状溝が回折格子を構成する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のバックライトユニット用プリズムシート。
- 一の端面から入射した光線を上面側に導くライトガイドフィルムと、
このライトガイドフィルムの一の端面に沿うよう配設される1又は複数のLEDと、
上記ライトガイドフィルムの上面側にそのプリズム列を有する面を下方に向けて配設されるプリズムシートと
を備える液晶表示装置用バックライトユニットであって、
上記プリズムシートとして請求項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プリズムシートが用いられ、
上記LEDが配設される一の端面が上記プリズムシートのプリズム列と平行に位置することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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