JP5009837B2 - バックライト用シート - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置、看板などのバックライト用シートに関する。

液晶表示装置のバックライトとして、例えば背面光源と拡散シートから構成された直下型の面光源が知られている。

液晶表示装置では観察者正面の明るさが重要であるため、拡散シートの正面（出射面側）に輝度向上のためのレンズシートが併せて使用されることがある。その一例として、特許文献１に開示されたレンズシートを利用する方法が知られている。

表示装置の視野角については、一般に水平方向が垂直方向より広いことが要求される。そのため、レンズの長手方向を水平方向に配列して垂直方向の視野角について正面方向へ集光することで、正面方向から観察すると明るく、水平方向の視野角が広い特性としている。

その他の輝度向上のためのレンズシートとしては、特許文献２に開示されているように、片面にレンチキュラーレンズ、反対面のレンズの非集光部に反射ストライプ層を設けたレンズシートが知られている。

また、これらのレンズシートは、特許文献３に開示されているように、更に輝度を向上する目的や左右と上下の視野角を別々に制御する目的で複数用いられたり、更に別の光学シートと重ねて使用されたりする場合がある。

このように複数のレンズシートを使用したり、レンズシートの出射側に更に光学シートを使用した場合、バックライトを組み立てる際の取り扱いが煩雑であるという問題があった。また、バックライト或いは液晶表示装置を輸送する際の振動でシートが互いに擦れ合って傷付き、明るさむらが生じる、という問題があった。

そこで、レンズシート同士、或いはレンズシートと他の光学シートとを貼り合わせることが考えられる。しかし、レンズシートはその入射面で光が屈折する効果を利用して正面へ集光しているため、単純に貼り合わせるとその効果を発揮することができない。

そこで、特許文献４に開示されているように、シート相互間に空隙部を形成するべく、レンズシートのレンズ頂部と光学シートの入射面とが貼り合わされたバックライト用シートが知られている。
特開昭６２−１４４１０２号公報 特開２００５−２２１６１９号公報 特開平９−１９７１０９号公報 特開２００８−３２３３号公報

特許文献４のバックライト用シートは、貼り合わせ部分のプリズム機能が失われるという問題がある。

本発明は、シートの取り扱いが容易であり、高い輝度向上効果を発揮するバックライト用シートを提供することを目的とする。

本発明に係るバックライト用シートは、
レンズシートの一方の面にレンズが並列に配置されており、
前記レンズシートのレンズ側に配置された光学シートと、前記レンズシートのレンズ頂部とは反射層を介して貼り合わされている。このような構成により、光の透過率及び正面への集光作用が高く、高い輝度向上効果を発揮する。しかも、レンズシートと光学シートとが貼り合わされているため、バックライトを組み立てる際の取り扱いが容易である。また、シートが互いに擦れ合って傷付き、明るさむらが生じる、という問題を解決することができる。

上述のレンズシートはレンズ頂部に平坦部を有することが好ましい。このような構成により、反射層の幅のバラツキが小さくなり、耐久性や外観品位に優れる。

上述の反射層のレンズシートの面積に対して占める比率は、３％以上５０％以下であることが好ましい。

上述のレンズシートの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

上述の光学シートは、拡散シート若しくはレンズシート若しくは偏光シートの単層、又はそれらを組み合わせた複数層のシートである。

本発明によれば、シートの取り扱いが容易であり、高い輝度向上効果を発揮するバックライト用シートを提供することができる。

本発明に係るバックライト用シートの実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

このバックライト用シート１は、図１に示すように、光源２の背面に反射板３を備え、光源２の正面に拡散シート４を備えたバックライト用のシートとして好適に採用され、レンズシート６と光学シート７とを備えている。

レンズシート６は、押出成形法や紫外線硬化性樹脂を用いた転写法などの公知の方法によって製造されるプリズムシートであって、レンズシート６の出射面側にレンズ（プリズム）８が並列に配置されている。

レンズ８の断面形状としては、三角プリズム形状の他、放物線、双曲線、折れ線形状でも良いし、これらの形状のレンズを組み合わせても良いが、レンズ８の頂部に平坦部９を有することが好ましい。後述する反射層１０の幅のバラツキが小さくなり、耐久性や外観品位に優れる。

レンズシート６の厚みについては特に制限されないが、シートの取り扱いを考慮すると０．２ｍｍ以上が好ましい。一方で０．５ｍｍより厚くなるとバックライトの薄型、軽量化に反するため好ましくない。

ちなみに、レンズシート６のレンズ面にはモアレ防止などのため、正面方向の輝度向上に悪影響を及ぼさない程度の拡散層を設けても良い。また、視野角特性を調整するために、微細な表面凹凸を設けても良い。レンズシート６の入射面には傷付き防止や拡散性を調節するために、別のレンズ列や遮光パターンを設けても良い。

レンズシート６のレンズ側に光学シート７が配置されている。光学シート７としては、拡散シート若しくはレンズシート若しくは偏光シートの単層、又はそれらを組み合わせた複数層のシートを用いることができる。このとき、２枚のレンズシートのレンズ長手方向を一致させて貼り合わせると、より正面へ集光することができる。レンズ長手方向を交差させて貼ると、水平垂直方向それぞれの拡散特性を調節できる。

レンズシート６のレンズ頂部と光学レンズ７の入射面側とは、図２に示すように、接着層を兼ねた反射層１０を介して貼り合わされている。

接着層が反射性能を備えない場合、接着層へ入射した光は前記貼り合わせ部分で屈折しない（図２中の二点鎖線）。そのため、貼り合わせ部分の面積割合分だけ集光性能が発揮できない。

一方、本発明のバックライト用シート１は接着層が反射性能を備えているため、接着層（反射層１０）へ入射した光は光源２側へ反射される。その後、拡散シート４及び反射板３で反射され、再びレンズシート６へ入射し、正面方向へ集光、出射される。

上記構成のバックライト用シート１は貼り合せ部分で屈折しないで出射する光がないため、光の透過率及び正面への集光作用が高く、高い輝度向上効果を発揮する。ちなみに、本明細書では、このように光が反射層１０で反射され、その後レンズシート６（の非貼り合わせ部分）へ入射して集光作用を発揮することを、光の再利用と呼ぶ。

しかも、レンズシート６と光学シート７とが貼り合わされているため、バックライトを組み立てる際の取り扱いが容易である。また、シートが互いに擦れ合って傷付き、明るさむらが生じる、という問題を解決することができる。

反射層１０は鏡面反射であっても良いし、拡散反射であっても良い。反射層１０としては例えば金属蒸着層を用いることができる。また、樹脂等のバインダーと酸化チタン等の一般の白色顔料等からなる白色転写層、白色インクなどを用いても良い。バインダーとしては、熱硬化性樹脂、溶剤乾燥型接着剤、紫外線硬化性樹脂などを使用できる。

本実施形態では、反射層１０が接着層を兼ねているが、接着層と反射層を別々に設けても良い。例えば、レンズ頂部のみに反射層１０を設け、接着する光学シート７の入射面側の全面に透明の接着層を設けても良い。なお、本明細書では粘着を接着と同義に扱う。

反射層１０のレンズシート６の面積に対して占める比率は、３％以上５０％以下の範囲が好ましい。５０％より大きいと、反射層１０と拡散シート４及び反射板３との間で反射、拡散を繰り返す割合が多くなるが、反射や拡散の効率は１００％ではないため、光の利用効率が低下する恐れがある。３％より小さいと、接着面積が小さすぎ、シートが剥がれやすくなるなど、耐久性に問題が生じる恐れがある。反射層１０のレンズシート６の面積に対して占める比率は、５％以上４０％以下の範囲がより好ましく、さらに７％以上３０％以下の範囲がより好ましい。

なお、本実施形態は、出射側にレンズを有するレンズシートにおいて、反射層１０を介してレンズの頂部に光学シートを貼り合わせたが、この限りでない。すなわち、入射側にレンズを有するレンズシートにおいて、反射層を介してレンズの頂部に光学シートを貼り合わせても良い。

本発明に係るバックライト用シート１の実施例を、図３に基づいて説明する。なお、光学シート７及び反射層１０の一部は説明のために省略されている。

観察者側から、光学シート７を成す拡散シート、レンズシート６の順に配置されている。レンズシート６はポリカーボネート樹脂を使用して押出成形法で製造した。樹脂中にはスチレン系光拡散剤（平均粒径８μｍ）が０．３％混合されている。レンズシート６の出射面にレンズ（プリズム）８が並列に配置されている。入射面側は平坦であるが、表面にはＲａ＝約０．１μｍの微細な凹凸が設けられている。レンズ８の頂角は９０度（π／２ｒａｄ）であり、またレンズ頂部には３０μｍの平坦部９が設けられている。レンズ８のピッチは１５０μｍ、シート厚みは２５０μｍである。

光学シート７は１００μｍ厚みのポリエステル製フィルムの片面に、光拡散剤を混合したウレタン系紫外線硬化性樹脂層による微細凹凸が形成されたものである。

レンズシート６と光学シート７とは、レンズシート６のレンズ頂部にウレタン系紫外線硬化性樹脂に酸化チタン製の光拡散剤を含有した反射層１０をロール印刷によって約１０μｍの厚みで塗布し、レンズシート６と光学シート７とを積層後、紫外線を照射して貼り合わされている（接着層面積比率＝２０％）。

このように複数のシートを貼り合わせたことにより、バックライトの組立が簡単になる。また反射層１０で光を再利用できるため、正面方向の輝度を高めることができる。

本発明に係るバックライト用シートを用いたバックライトを概略的に示した側面図である。 実施形態のバックライト用シートを拡大して示した側面図である。 実施例のバックライト用シートを概略的に示した側面図である。

符号の説明

１ バックライト用シート
２ 光源
３ 反射板
４ 拡散シート
６ レンズシート
７ 光学シート
８ レンズ
９ 平坦部

Claims (5)

1. レンズシートの一方の面にレンズが並列に配置されており、
   前記レンズシートのレンズ側に配置された光学シートと、前記レンズシートのレンズ頂部と、は接着層を兼ねた反射層を介して貼り合わされ、
   前記光学シートは、前記反射層に直接に貼り付けられたバックライト用シート。
2. 前記レンズシートはレンズ頂部に平坦部を有することを特徴とする、請求項１に記載のバックライト用シート。
3. 前記反射層の前記レンズシートの面積に対して占める比率は、３％以上５０％以下であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のバックライト用シート。
4. 前記レンズシートの厚さは、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバックライト用シート。
5. 光学シートは、拡散シート若しくはレンズシート若しくは偏光シートの単層、又はそれらを組み合わせた複数層のシートであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライト用シート。

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