JP3154981B2 - 光拡散シートの製造方法 - Google Patents

光拡散シートの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトユニットに用いられる光拡散シートの製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示装置に組み込まれるバッ
クライトユニットとして、光線発生源としてのランプ
と、このランプの側方に配置されてランプから発せられ
る光線を表側方向に導く導光板と、その導光板の表側に
積層された光拡散シートとを備えたものが用いられてい
る。
【0003】この光拡散シートの製造方法としては、 (a)基材シートの表面に、ビーズを分散させたバイン
ダーを塗工する方法が提案されている(例えば実開平5
−73602号公報等参照)。この製造方法によれば、
バインダー中にビーズを分散させた光拡散層とその裏面
に積層された基材シートとからなる光拡散シートが製造
される。上記基材シートの材料としては例えばポリエチ
レンテレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネート
などの合成樹脂が用いられ、ビーズの材料としてはアク
リルなどの樹脂やガラスが用いられ、バインダーの材料
としてはアクリル、ウレタンなどの合成樹脂組成物が用
いられる。
【0004】(b)その他の製造方法として、合成樹脂
製のシート成形時にエンボス加工を施すことによって、
表面に凹凸を形成する方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光拡散シー
トの製造方法にあっては以下に示す不都合があった。す
なわち、 (1)上記(b)のエンボス加工による製造方法は、金
型またはロールなどによる成型が必要で、設備が大規模
なものとなる。
【0006】(2)また(b)のエンボス加工による製
造方法では、光の拡散作用を発揮する表面の凹凸を球状
に形成するのが困難であるため、光の拡散に偏りが生じ
やすい。またエンボス加工によれば、加工対象の合成樹
脂地の光の透過性が劣化するおそれがある。
【0007】(3)上記(a)の製造方法には、バイン
ダー中にビーズを分散させる工程、バインダーの塗布工
程および乾燥工程などの多くの工程が必要であり、手間
と時間を要する。
【0008】本発明はこれらの不都合に鑑みてなされた
ものであり、製造工程が少なく、かつ、球形ビーズを用
いずに光の均一な拡散を可能とする光拡散シートの製造
が可能な光拡散シートの製造方法の提供を目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた光拡散シートの製造方法に係る発明は、 a)透明な基材シートの表面に未硬化段階の透明な樹脂
を積層する積層工程と、 b)表面の複数個所をレンズ状に湾曲させ、かつ、表面
に離型処理が施されたシート状の光拡散シート型を用
い、この光拡散シート型の表面に積層した樹脂を押し付
ける転写工程と、 c)前記樹脂を硬化させる硬化工程と、 d)前記樹脂から前記光拡散シート型を剥がす離型工程
とを含むものである。
【0010】この手段によれば、比較的簡易な方法およ
び少ない工程によって、上述の表面に複数のレンズ部が
一体に形成された光拡散シートを製造することができ
る。つまり、従来の上記(b)のエンボス加工による製
造方法のような金型またはロールを必要とせず、かつ、
上記(a)の製造方法のような樹脂ビーズまたはガラス
ビーズを使用せずに、同様の光拡散性を獲得できる。
【0011】前記光拡散シート型として、シート状の基
材と、この基材の表面に分散させた球状のビーズと、前
記基材とビーズとを連結するバインダーとを有するもの
を用いるとよい。この手段によれば、上記(a)の従来
の製造方法によって製造された光拡散シート、つまりバ
インダー中にビーズを分散させた光拡散層とその裏面に
積層された基材シートとからなる従来の光拡散シートと
同様のものを、光拡散シートの成型型に使用することが
できる。また、前記ビーズの平均粒子直径を調整するこ
とによって、光の拡散性を飛躍的に向上させることがで
きる。
【0012】また前記樹脂として紫外線硬化樹脂を用
い、前記硬化工程として紫外線の照射を用いることがで
きる。この手段によれば、紫外線硬化樹脂の紫外線の照
射による硬化という簡易かつ確実な方法で、光拡散シー
トの表面にレンズ部を形成することができる。
【0013】上記本発明の光拡散シートの製造方法によ
れば、表面がレンズ状に湾曲した複数のレンズ部を一体
に有する光拡散シートが製造できる。かかる光拡散シー
トによれば、表面に形成された複数のレンズ部によっ
て、透過する光を光拡散シート全体に均一に分散するこ
とができる。また、光の分散に供するレンズ部を一体に
装備し、従来の光拡散シートのようにビーズを用いない
ことから、部品点数を減少でき、その結果、製造の効率
化を図ることができる。さらに、レンズ部が一体形成で
あるため、光拡散シート自体の強度の向上が促進でき、
製品寿命を向上させることができる。かかるレンズ部を
球状の凹部にすると、光の拡散の均一性をいっそう向上
させることができる。
【0014】従って、ランプと、このランプの側方に配
置されてランプから発せられる光線を表側方向に導く導
光板と、この導光板の表側に配置される光拡散シートと
を備えた液晶表示装置用のバックライトユニットにおい
て、本発明の製造方法によって製造された光拡散シート
を用いると、液晶表示装置の輝度ムラを抑えることがで
きる。
【0015】
【発明の実施の形態】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。図1(b)は本発明の一実
施形態に係る光拡散シートの製造方法を説明する部分断
面図で、図1(a)は当該製造方法で製造された光拡散
シートを示す部分断面図で、図2は図1(a)の光拡散
シートを用いたバックライトユニットの構成を説明する
模式的断面図である。なお図1においては、光拡散シー
ト1が上下反転しているため、光拡散シート1の表面は
図1の光拡散シートの下方の面を指し、逆に裏面は上方
の面を指す。
【0016】図1(a)の光拡散シート1は、基材シー
ト2と、この基材シート2の表面に積層された光拡散層
3とから構成される。この基材シート2は、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
等の合成樹脂から形成されている。また基材シート2は
光線を透過させる必要があるので透明とされており、特
に無色透明が好ましい。さらに基材シート2の厚みは特
には限定されないが、例えば50マイクロメーター以上
250マイクロメーター以下とされる。これは、基材シ
ート2の厚みが上記範囲未満であると、光拡散層3を形
成する樹脂組成物を塗工した際にカールが発生しやすく
なってしまうことがあり、逆に、基材シート2の厚みが
上記範囲を超えると、液晶表示装置の輝度が低下してし
まい、またバックライトユニット5の厚みが大きくなっ
て液晶表示装置の薄型化の要求に反することからであ
る。
【0017】光拡散層3は、紫外線硬化樹脂を材料と
し、表面に球面状の凹部4が多数形成されている。かか
る光拡散層3表面の凹部4が凹レンズと同様の作用を発
揮し、光拡散層3を裏側から表側に透過する光線を光拡
散シート1前面に均一に拡散させることができる。光拡
散層3の平均的な厚みは特には限定されないが、例えば
10マイクロメーター以上30マイクロメーター以下程
度とされている。また、当該光拡散層3に用いられる紫
外線硬化樹脂としては、特に限定されるものではなく、
例えばa)エポキシアクリレート、ウレタンアクリレー
ト、メラミンアクリレートなどのラジカル重合系樹脂、
b)光付加重合型のポリチオール・ポリエン系樹脂、
c)光カチオン重合型樹脂等が挙げられる。なお、光拡
散層3も、光線を透過させる必要があるので透明であ
り、特に無色透明が好ましい。
【0018】この光拡散シート1では、基材シート2の
裏面は平滑面とされているが、裏面に例えばエンボス加
工等を施し、光拡散性能やスティッキング防止性能を向
上させても良い。
【0019】図1(a)の光拡散シート1が組み込まれ
たバックライトユニット5は、図2に示すように、光線
発生源としてのランプ6と、このランプ6の側方に配置
されてランプ6から発せられる光線を表側方向に導く導
光板7と、その導光板7の表側に積層された光拡散シー
ト1とを備えている。なお、図2では説明の便宜上導光
板7と光拡散シート1とが離間して表されているが、実
際は導光板7の表側面と光拡散シート1の裏側面とは当
接している。
【0020】このバックライトユニット5における光線
8の軌跡を説明する。まず光線8はランプ6から発せら
れ、導光板7の内部に導かれる。次に、導光板7内の光
線8は導光板7裏側の反射ドット又は反射シート(図示
されず)で反射され、上方の光拡散シート1に放射され
る。上方へ放射された光線8は光拡散シート1表面に形
成された凹部4を通過し、このとき凹部4がレンズのよ
うに作用し、入射個所毎に種々の方向に屈折する。その
ため、光線8は光拡散シート1全体に均一に拡散され
る。従って、バックライトユニット5において、光拡散
シート1全体に均一に拡散された光は、さらに上方の偏
向膜(図示されず)等に等密度に送られ、液晶表示装置
の画面の輝度ムラを抑えることができる。
【0021】次に、図1(a)の光拡散シート1の製造
方法について説明する。当該製造方法は、順に積層工
程、転写工程、硬化工程および離型工程からなる。この
積層工程は、上述の基材シート2の表面に未硬化段階の
紫外線硬化樹脂を積層して樹脂層3を形成する工程であ
る。転写工程は、図1(b)に示すように、積層工程で
得られた基材シート2表面の樹脂層3を光拡散シート型
9の表面に押し付け、光拡散シート型9の表面形状を樹
脂層3に転写する工程である。硬化工程は、転写工程で
光拡散シート型9に樹脂層3を押し付けた状態で、紫外
線を照射し、樹脂層3を硬化させる工程である。最後の
離型工程は、硬化後の樹脂層3から光拡散シート型9を
剥がす工程である。以上の製造工程を経ることで、上述
の光拡散シート1が製造できる。
【0022】上記製造方法で使用する光拡散シート型9
は、シート状の基材10と、この基材10の表面に分散
させた球状のビーズ11と、基材10上にビーズ11を
連結するバインダー12とからなる。そのため、光拡散
シート型9は、ビーズ11によって表面の複数個所が球
状に湾曲している。かかる球状に突起が転写されて、上
述のように樹脂層3の表面には球状の凹部4が複数形成
される。また光拡散シート型9は、表面に離型処理が施
され、離型工程での樹脂層3の剥がし作業を容易にして
いる。
【0023】かかる光拡散シート型9は、上述した従来
の光拡散シートの製造方法(a)と同様の方法で製造で
きる。つまり、基材10の表面に、ビーズ11を分散さ
せたバインダー12を塗工する方法によって製造でき
る。この基材10の材料としては、上記基材シート1と
同様に、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエス
テル、ポリカーボネートなどの合成樹脂が用いられる。
またビーズ11の材料としては、従来の光拡散シートに
用いるビーズと同様に、アクリルなどの樹脂やガラスが
用いられる。バインダー12も、従来の光拡散シートに
用いるバインダーと同様に、アクリル、ウレタンなどが
用いられる。
【0024】本発明は上記実施形態には限定されず、例
えば、樹脂層3の材料は、可視光硬化樹脂などの紫外線
硬化樹脂以外の光硬化樹脂や熱可塑性樹脂なども使用可
能である。ただし、これらの樹脂の種類によって、硬化
工程における硬化手段が異なる。また、光拡散シート型
も、表面にレンズ状に湾曲した複数の凹凸があればよ
く、例えば当該実施形態の光拡散シート1を光拡散シー
ト型に使用すれば、球状の凸部を有する光拡散シートが
製造できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光拡散シ
ートの製造方法によれば、 (1)従来のエンボス加工による製造方法のような金型
やロールを必要としないため、製造効率を向上させるこ
とができる。また従来のビーズを用いた製造方法のよう
な樹脂ビーズやガラスビーズなどを用いずに、光拡散性
が高い光拡散シートを製造することができる。
【0026】(2)光硬化性樹脂を用い、従来のビーズ
を用いた1枚の光拡散シートの表面形状を転写すること
で、かかる従来の光拡散シートと同程度の光拡散性を有
する光拡散シートを多数製造することができる。
【0027】(3)使用する紫外線硬化樹脂の屈折率を
変化させたり、転写する光拡散シート型の表面形状を任
意に調整することによって、従来にない光学性能の光拡
散シートが製造できる。
【0028】従って、かかる光拡散性に優れた光拡散シ
ートを用いてバックライトユニットを製作すると、液晶
表示装置の画面の輝度ムラが低減されたバックライトユ
ニットにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(b)は本発明の一実施形態に係る光拡散シー
トの製造方法を説明する部分断面図で、(a)は(b)
の光拡散シートの製造方法で製造された光拡散シートを
示す部分断面図である。
【図2】図1(a)の光拡散シートを用いたバックライ
トユニットの構成を説明する模式的断面図である。
【符号の説明】
1 光拡散シート 2 基材シート 3 光拡散層 4 凹部 5 バックライトユニット 6 ランプ 7 導光板 8 光線 9 光拡散シート型 10 基材 11 ビーズ 12 バインダー
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/02 G02F 1/13357

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な基材シートの表面に未硬化段階の
    透明な樹脂を積層する積層工程、 表面の複数個所をレンズ状に湾曲させ、かつ、表面に離
    型処理が施されたシート状の光拡散シート型を用い、こ
    の光拡散シート型の表面に積層した樹脂を押し付ける転
    写工程、 前記樹脂を硬化させる硬化工程及び前記樹脂から前記光
    拡散シート型を剥がす離型工程を含む光拡散シートの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記光拡散シート型は、シート状の基材
    と、この基材の表面に分散させた球状のビーズと、前記
    基材とビーズとを連結するバインダーとを有するもので
    ある請求項1に記載の光拡散シートの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記樹脂として紫外線硬化樹脂を用い、 前記硬化工程として紫外線の照射を用いる請求項1又は
    請求項2に記載の光拡散シートの製造方法。
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