JP5129528B2 - 光学シートの積層体 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用バックライト等といった発光部材の表面に装着する光学シートの積層体に関し、更に詳しくは、従来より簡易な工程で低コストに製造でき、発光部材への取り付けの容易な、特に、大型の発光部材に適した光学シートの積層体に関する。

近年、液晶表示装置が多方面に用いられるようになって、それぞれの用途に応じて多様な性能が求められている。ＯＡ機器、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー等では、軽量化、薄型化、高精彩化、省電力化の要求が強く、更に、液晶表示装置にあっては、広視野化、広画面化、高輝度化の要求が強くなっている。

これらの要求に応ずるために、バックライトなどの発光部材から発せられる光を用途に応じて拡散したり、逆に光の指向性を変更、即ち不要な方向の光を方向変換して観察者の正面に集光するために、光学機能を有するフイルムやシート（以下、総称して光学シートという）を使用するのが一般化している。
なお、小型の発光部材に光学シートを設置するには、単に発光部材の上に光学シートを載置して、周囲をクリップなどで押さえれば済むが、大型の発光部材の表面に光学シートを装着するには、発光部材には光学シートを取り付けるための係合部材を設けた上で、光学シートにはこの係合部材と係合する係合部を設け、これらを係合させる方法が一般に採用されている。

また、通常は１枚の光学シートで所望の光学機能を得ることができないため、複数枚の光学シートを重ねて使用している。但し、複数枚の光学シートを一枚づつ発光部材に取り付けると、工数が増えてコストアップにつながるため、近年では特許文献１、特許文献２に示されるように、複数枚のシートを重ねた積層体の使用が提案されている。
なお、特許文献１の積層体は、２種類以上の光学シートを所定の順序に積層した製品サイズの積層体が包装部材中に包装され、前記包装部材が前記積層体と密着するように前記包装材料を減圧した状態で封止されることを特徴とするディスプレイ用光学シートの包装体であり、特許文献２の積層体は、二枚以上の光学シートが静電気力により接着され、積層されて成ることを特徴とするディスプレイ用光学シートである。

しかしながら、特許文献１のように光学シートを別の素材で包装して積層体とする場合、光学シートに設けられた係合部もろとも包装されてしまうため、発光部材に設けられた係合部材と係合させることができなくなり、別途係合部を設ける必要があり、生産性が低下する。その上、発光部材から発せられた光が包装用素材層と光学シート層の間で一部反射してしまうため、光の透過率の低下が避けられない。

また、特許文献２のように静電気で光学シートを接着した場合、大型の発光部材に取り付けるような広い光学シートを接着するには接着力が不足する場合もある。その上、大型の発光部材に取り付ける場合には、積層された全ての光学シートに係合部を設ける必要があるが、係合部の形状は取り付ける発光部材の種類ごとに異なるため、所定の形状に切り抜くための高価な金型が多種類必要であり、コスト高になる。また、光学シートは係合部の形状に切り抜くときに、割れや欠けが生じる場合が多いため、切り抜き工程における歩留まりが悪くなり、さらなるコスト高を招く。更にまた、複数枚の光学シートをそれぞれ発光部材に取り付けることになるため作業性が大巾に低下する。
特開２００７−７６６６６号公報 特開２００７−７８８８０号公報

本発明はかかる実情に鑑み、従来技術の問題点を解消し、大型の液晶テレビ等に用いる大型の発光部材であっても、一回の取り付けで全ての光学シートを取り付けることができ、しかも安価な光学シートの積層体を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたもので、本発明の請求項１は、１枚の表面層用光学シートと、１枚の裏面層用光学シートと、１枚以上の中間層用光学シートからなる光学シートの積層体であって、表面層用光学シート及び裏面層用光学シートの周縁部には該光学シートの積層体が取り付けられる発光部材の係合部材と係合可能な係合部が、光学シートから係合部を含んだ形状のシートを打ち抜くことにより形成されているとともに、表面層用光学シートと裏面層用光学シートは周縁部で互いに接着されており、表面層用光学シート及び裏面層用光学シートの間に中間層用光学シートが挿入されていることを特徴とする光学シートの積層体を内容とする。

本発明の請求項２は、表面層用光学シートと裏面層用光学シートは挿入される中間層用光学シートの厚みに略等しい厚さの両面接着テープ又は接着剤層により接着されていることを特徴とする請求項１記載の光学シートの積層体を内容とする。

本発明の請求項３は、表面層用光学シートと裏面層用光学シートが気密的に接着されるとともに、これらの光学シートの間が減圧されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートの積層体を内容とする。

本発明の請求項４は、各光学シートの間が接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートの積層体を内容とする。

本発明の請求項５は、接着剤が球状接着剤である請求項４に記載の光学シートの積層体を内容とする。

本発明の請求項６は、積層される光学シートが静電気により接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートの積層体を内容とする。

本発明の光学シートの積層体（以下、単に「積層体」と称することがある）によれば、表面層用光学シートと裏面層用光学シートに、発光部材の係合部材と係合可能な係合部が設けられているので取り付けが容易且つ確実で、特に、大型の発光部材の表面に装着するのに適した大型の積層体とすることができる。
また、表面層用光学シートと裏面層用光学シートは、その周縁部で接着されて袋構造とされており、この袋構造のなかに中間層用光学シートが挿入されているので、この中間層用光学シートには係合部を設ける必要がない。そのため、中間層用光学シートは単なる長方形などの単純な形状とすることができるため、切り抜き用の金型の数も少なくて済み、歩留まりもよくなり、コストが低くなる。
さらに、包装素材のような余分な層が不要のため、光の透過率も良い。

表面層用光学シートと裏面層用光学シートの接着を中間層用光学シートの厚みに略等しい厚さの両面接着テープ又は接着剤層により行えば、接着部分と袋構造部分の間に段差を生じず、この部分で撓みが生じないので、表面層用光学シートと裏面層用光学シートは袋構造部分の全体に渡って平面状に保たれ、光学シートの性能を損なわない。

表面層用光学シートと裏面層用光学シートを気密的に接着して、これらの光学シートの間を減圧すれば、中間層用光学シートが空気圧で圧着されて剥がれにくくなるばかりでなく、袋構造内で中間層用光学シートが揺れることによる画面の揺らぎが抑えられる。

各光学シートの間を接着剤で部分的に接着すれば、各光学シートは周縁部だけでなく面全体においても部分的に接着されることになるので、強度が増し、耐用期間が延長される。また、光学シートが部分的に接着されているので、各光学シートの熱膨脹や熱収縮の違いに起因する歪が吸収され、該歪による表示ムラの発生が防止される。接着剤として球状接着剤を使用すれば一層効果的である。また、積層される光学シートが静電気により接着している場合も、接着剤を使用した場合と同様に、強度、耐用期間が改善されるとともに、熱膨脹や熱収縮が生じた場合は、各光学シートが滑動して歪みが吸収されるため、表示ムラが防止される。

本発明における光学シートの積層体を、図１及び図２に基づいて説明すれば、１枚の表面層用光学シート２と、１枚の裏面層用光学シート３と、１枚以上（図２では３枚）の中間層用光学シート４（４ａ、４ｂ、４ｃ）からなる光学シートの積層体１であって、表面層用光学シート２及び裏面層用光学シート３の周縁部には係合部６が設けられているとともに、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３は周縁部で接着剤又は両面接着テープ５等で互いに接着されており、表面層用光学シート２及び裏面層用光学シート３の間に中間層用光学シート４が挿入されていることを特徴とする。

本発明において光学シートとは、光学的機能を備える各種シートの総称であり、代表的なものとして、拡散シート、偏光板（偏光フィルム）、各種レンズシート（レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ（蛇の目レンズ）、プリズムシート等）がある。これらの光学シートはそれぞれ必要に応じて表面層用２、裏面層用３、中間層用４のいずれにも用いることができる。

表面層用光学シート２及び裏面層用光学シート３の周縁部には係合部６が設けられている。この係合部６は、発光部材に取り付けられた係合部材（図示せず）に係合するもので、これにより積層体１は発光部材の表面に容易且つ確実に装着される。係合部６を設ける方法は特に限定されないが、通常は専用の打ち抜き刃を用いて、大きな光学シートから係合部６を含んだ形状のシートを打ち抜くことにより形成される。
また、中間層用光学シート４には係合部など余分な構造が不要なので、直線状の裁断刃を用い、所定の大きさに裁断することにより形成される。
なお、表面層用光学シート２及び裏面層用光学シート３を製造するために使用する専用の打ち抜き刃は高価であるばかりでなく、形状が比較的複雑なので、これで所定の形状の光学シートを打ち抜くと、端部で割れや欠けなどが生じやすく、歩留まりが悪い。これに対し、中間層用光学シート４を製造するための裁断刃はほぼ直線状の単純な形状であり、これにより光学シートを裁断しても割れや欠けなどが生じにくく、歩留まりがよい。
本発明においては、歩留まりが悪く高価な専用の打ち抜き刃の使用を最小限にし、中間層用光学シート４を歩留まりが良く安価な裁断刃を使用して作製できるため、全体としてコストが低減される。

上記の表面層用光学シート２及び裏面層用光学シート３は周縁部で互いに接着されている。これにより、中間層用光学シート４を挿入可能な袋構造が形成される。
これら表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３は２辺または３辺で接着された、開放状の袋構造（筒状を含む）とされてもよいし、４辺全てで接着された密封状の袋構造としてもよく、コストや求められる性能のバランスを考慮した適当な構造を採用することができる。

表面層用光学シート２及び裏面層用光学シート３の接着方法は特に限定されず、接着剤（粘着剤を含む）や両面接着テープ等の接着部材を用いてもよいし、溶着による接着を適用してもよい。積層体を構成する光学シートを溶着させる手段としては、超音波による加熱や、レーザ光の照射による加熱等が採用できる。
なお、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３を接着する周縁部の厚さと、中間層用光学シート４が挿入されているの中央部の厚さが異なれば、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３の周縁部では接着時に歪みが生じる場合がある。従って、周縁部の接着に使用する両面接着テープ又は接着剤層５の厚さを中間層用光学シート４の厚さと略等しくすることにより、前記周縁部の厚さと中央部の厚さは略等しくするほうが好ましい。なお、ここでいう中間層用光学シート４の厚さとは、上記した袋構造に２枚以上挿入される場合には、それぞれの中間層用光学シート４ａ、４ｂ、４ｃの厚さの合計をいい、後述するようにこれらの中間層用光学シート４ａ、４ｂ、４ｃを接着剤で接着する場合には、この接着剤層の厚さも含む。

本発明の積層体１においては、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３を気密的に接着するとともに、これらの光学シート２、３の間を減圧することもできる。これにより、それぞれの光学シート２、３、４は空気圧により圧着されて剥がれにくくなるばかりでなく、発光部材から発せられる熱により袋構造内の空気が膨張しても、表面層用光学シート２が膨らみにくく、中間層用光学シート４が袋構造の中で揺動しにくくなるので、画面の揺らぎも生じにくい。他方、光学シート２、３、４に熱膨脹や熱収縮が生じた場合には、各光学シートが互いに滑動して歪みが吸収されるため、熱膨脹や熱収縮に起因する表示ムラが防止される。

なお、袋構造内の具体的な気圧は特に限定されないが、好ましくは２３℃で真空度０．５ｈＰａ以上５００ｈＰａ以下、更に好ましくは２ｈＰａ以上４００ｈＰａ以下である。５００ｈＰａを超えると内部の空気が熱膨張して表面層用光学シート２が膨れ、画面が揺らいでしまう場合があり、０．５ｈＰａ未満では各光学シート２、３、４が強固に圧着されるため、各光学シート２、３、４の熱膨張率の差により積層体１に歪みが生じる場合がある。

また、各光学シート２、３、４の間を接着剤（粘着剤を含む）により接着してもよい。これにより、それぞれの光学シート２、３、４は接着されて剥がれにくくなり、強度や耐用期間が改善されるばかりでなく、中間層用光学シート４が袋構造の中で揺動しにくくなるため、画面の揺らぎも生じにくくなる。
なお、接着剤は各光学シート２、３、４は、部分的に接着することが好ましい。より好ましくは直径５μｍ〜２０μｍ程度の球状接着剤を使用する。このようにすると、例え各光学シート２、３、４の熱膨張や熱収縮が生じたとしても、各光学シート２、３、４が微小な横滑りして熱膨張や熱収縮による歪が吸収されるため、該歪による表示ムラが防止される。尚、部分的な接着とは、光学シートの有効面積に対して好ましくは約２０％以下、より好ましくは約１０〜５％の面積が接着されていることを指す。

さらに、積層される光学シート２、３、４のうち、少なくとも１枚を帯電させ静電気により接着することもできる。これにより、それぞれの光学シート２、３、４は静電気による吸着力により接着され、強度や耐用期間が改善されるばかりでなく、熱膨脹や熱収縮が生じた場合には各光学シートが滑動して歪みが吸収されるため、表示ムラが防止される。この場合、万一、静電気による接着力（吸着力）が低下したとしても、袋構造からなる積層体であるので、一部の光学シートが離脱したりすることはない。

帯電させる方法については特に限定されず、例えば電極式の帯電印加装置等を用いて帯電することができる。なお、帯電電圧についても特に限定されないが、好ましくは３ＫＶ以上５０ＫＶ以下、更に好ましくは１０ＫＶ以上３０ＫＶ以下である。５０ＫＶを超えると光学シート２、３、４を接着させるだけでなく、空気中の埃も吸着してしまう場合があり、３ＫＶ未満では光学シート２、３、４を接着させる吸着力が弱く、中間層用光学シート４が袋構造のなかで揺動する場合がある。

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
実施例１に係る光学シートの積層体１を図１〜図３に示す。この実施例において表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３の上辺及び下辺にはそれぞれ４個づつ結合部６が設けられており、これを発光部材の係合部材と係合させることにより、発光部材の表面に積層体１を装着できるようになっている。
この表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３はその周縁部で左右及び下側の辺が両面接着テープ５により接着されており、上側が開放された袋構造が形成されて、その中には中間層用光学シート４（４ａ、４ｂ、４ｃ）が３枚挿入されている。
また、図３に示すとおり、両面接着テープ５の厚さは中間層用光学シートを３枚重ねた厚さと略等しいため、積層体１の周縁部の厚さと中央部の厚さは略等しく、従って、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３はその周縁部で撓まない。

なお、この積層体１は、先ず袋構造を形成させてからその中に中間層用光学シート４を挿入することもできるし、先ず各光学シート２、３、４を所定の順に積層してから表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３を接着することもできる。さらに、一旦、積層体１を完成させてから、発光部材の仕様変更にあわせて中間層用光学シート４を入れ替えることも可能であり、非常に自由度の高い積層体１である。
また、中間層用光学シート４の熱膨張率は光学シート２、３とは異なるが、これらは接着されておらず、熱膨張や熱収縮を受けても横滑りするため、積層体１は撓まず、表示ムラが生じることはない。

この実施例において使用した表面層用光学シート２はＰＥＴベース製上拡散フィルム（商品名：オパルスＰＢＳ−０７２、製造元：恵和株式会社）を所定の形状に打ち抜いたものであり、裏面層用光学シート３はポリカーボネート製拡散板（商品名：パンライトシートＰＣ−９３９１（６５ＨＬＷ）、製造元：帝人化成株式会社）を所定の形状に打ち抜いたものであり、中間層用光学シート４のうち４ａは、ポリカーボネート製プリズムシート（商品名：ＧＴＬ６０００（ＴＤ目）、製造元：五洋紙工株式会社）、４ｂはポリカーボネート製プリズムシート（商品名：ＧＴＬ６０００（ＭＤ目）、製造元：五洋紙工株式会社）、４ｃはＰＥＴベース製下拡散フィルム（商品名：オパルスＢＳ−７０２、製造元：恵和株式会社）を裁断機（商品名：サーボクランク式ＮＣ連続型抜機１２１５Ｅ、製造元：坂本造機株式会社）で所定の大きさに裁断したものであり、裁断の際の歩留まりはいずれのフィルム、シートもほぼ１００％であった。

実施例２
実施例２の積層体１は、図４に示したように、係合部６の位置及び形状を変更し、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３を周縁部の４辺で気密的に接着しているが、その他の点は実施例１と同様である。なお中間層用光学シート４については、実施例１と同じものが使用されており、新たな打ち抜き刃などが必要ないので、安価に製造できる。

実施例３
実施例３の積層体１は、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３の間を４００ｈＰａに減圧したことを除き、実施例２と同様である。この実施例では大気圧により各光学シート２、３、４が圧着されているので、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３の間（袋構造の内部）で中間層用光学シート４が揺動することがなく、画面の揺らぎがない。また、例えば、発光部材により熱せられても、空気の熱膨張による表面層用光学シート２は膨らまず、また、各シートは滑動するため熱膨張率の差に基づく撓みも発生しないので、表示ムラも生じない。

実施例４
実施例４の積層体１は、図５で示したように、各光学シート２、３、４の間を平均粒径１０μｍで球形の接着剤（商品名：スプレーのり５５、製造元：住友スリーエム株式会社）で接着した以外は実施例２と同様である。この実施例では各光学シート２、３、４が接着剤で接着されているので、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３の間（袋構造の内部）で中間層用光学シート４が揺動することがなく、画面の揺らぎがない。また、熱膨張率の差に基づく撓みや収縮は各シートの微小な横滑りにより吸収されるので表示ムラも発生しない。

実施例５
実施例４の積層体１は、２枚目の中間層用光学シート４ｂを帯電電圧２０ＫＶになるよう帯電させた以外は実施例２と同様である。この実施例では各光学シート２、３、４が静電気による吸着力で接着されているので、表面層用光学シート２と裏面層用光学シート３の間（袋構造の内部）で中間層用光学シート４が揺動することがなく、画面の揺らぎがない。また、熱膨張率の差に基づく撓みや収縮も各フィルムが滑動することにより吸収されるので、表示ムラも発生しない。

叙上のとおり、本発明に係る光学シートの積層体は、表面層用光学シートと裏面層用光学シートが周縁部で互いに接着され、その間に中間層用光学シートが挿入されているため、中間層用光学シートの形状は積層体の形状に関わらず同一とすることができ、コストを下げることができる。また、一回の取り付けで複数の光学シートからなる積層体を簡単且つ確実に取り付けできるため、特に大画面の液晶表示装置のバックライトの表面等に装着する光学シートの積層体として頗る有用である。

本発明に係る実施例１の光学シートの積層体の平面図である。 実施例１の光学シートの積層体の分解斜視図である。 実施例１の光学シートの積層体の断面概略図である。 本発明に係る実施例２の光学シートの積層体の平面図である。 実施例４の光学シートの積層体の断面概略図である。

符号の説明

１ 光学シートの積層体
２ 表面層用光学シート
３ 裏面層用光学シート
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 中間層用光学シート
５ 両面接着テープ又は接着剤
６ 係合部
７ 球状粘着剤

Claims (6)

1. １枚の表面層用光学シートと、１枚の裏面層用光学シートと、１枚以上の中間層用光学シートからなる光学シートの積層体であって、
   表面層用光学シート及び裏面層用光学シートの周縁部には該光学シートの積層体が取り付けられる発光部材の係合部材と係合可能な係合部が、光学シートから係合部を含んだ形状のシートを打ち抜くことにより形成されているとともに、表面層用光学シートと裏面層用光学シートは周縁部で互いに接着されており、
   表面層用光学シート及び裏面層用光学シートの間に中間層用光学シートが挿入されていることを特徴とする光学シートの積層体。
2. 表面層用光学シートと裏面層用光学シートは挿入される中間層用光学シートの厚みに略等しい厚さの両面接着テープ又は接着剤層により接着されていることを特徴とする請求項１記載の光学シートの積層体。
3. 表面層用光学シートと裏面層用光学シートが気密的に接着されるとともに、これらの光学シートの間が減圧されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートの積層体。
4. 各光学シートの間が接着剤により部分的に接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートの積層体。
5. 接着剤が球状接着剤である請求項４に記載の光学シートの積層体。
6. 積層される光学シートが静電気により接着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学シートの積層体。

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