JP5135539B2 - 拡散導光体およびバックライトユニット - Google Patents
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拡散導光体としては、例えば、特許文献1には、光透過性基材の少なくとも片面に錘状または半球状等の微細な突起体が複数形成されたものが記載されている。また、特許文献2には、光が出射する面に、線状または細い楕円形状のランダムスペックルの集合体からなる異方性拡散パターンが形成されたものが記載されている。
特許文献1に記載の拡散導光体では、拡散導光体を通る光を突起体にて屈折させながら出射させ、特許文献2に記載の拡散導光体では、拡散導光体を通る光を異方性拡散パターンにて屈折させながら出射させている。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、光源からの光を充分に異方性拡散させることができる拡散導光体およびバックライトユニットを提供することを目的とする。
[1] 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
ガラス転移温度がTg 1 である加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられたガラス転移温度がTg 2 (但し、Tg 2 −Tg 1 ≧10℃)である樹脂製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シート。
[2] 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
ガラス転移温度がTg 1 である加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられたガラス転移温度がTg 2 (但し、Tg 2 −Tg 1 ≧10℃)である樹脂製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シートであって、
前記加熱収縮性フィルムの片面に、表面が平滑な前記硬質層を設けて積層シートを形成する工程と、該積層シートを前記ガラス転移温度Tg 2 とガラス転移温度Tg 1 との間の温度に加熱して、前記加熱収縮性フィルムを収縮させる工程によって得られる凹凸パターン形成シート。
[3] 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられた金属製又は金属化合物製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シート。
[4] 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられた金属製又は金属化合物製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シートであって、
前記加熱収縮性フィルムの片面に、表面が平滑な前記硬質層を設けて積層シートを形成する工程と、該積層シートを加熱して、前記加熱収縮性フィルムを収縮させる工程によって得られる凹凸パターン形成シート。
[5] 前記凹凸パターン形成シートの基材の硬質層側にも前記硬質層の表面における凹凸パターンに追従した凹凸パターンが形成されている[1]〜[4]のいずれか一項に記載の拡散導光体。
[6] [1]〜[5]のいずれか一項に記載の拡散導光体と、該拡散導光体の、前記凹凸パターンが形成された面と反対側の面に対向して配設された反射板と、前記拡散導光体および前記反射板の間に配設された光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
[7] [1]〜[5]のいずれか一項に記載の拡散導光体と、該拡散導光体の、前記凹凸パターンが形成された面と反対側の面に対向して配設された反射板と、前記拡散導光体のいずれかの側面に隣接した光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
本発明の拡散導光体の一実施形態について説明する。
図1に、本実施形態の拡散導光体を示す。本実施形態の拡散導光体10は、蛇行した波状の凹凸パターン11が一方の面に形成された透明樹脂層12からなるものである。本実施形態における透明樹脂層12の他方の面(裏面)は凹凸パターンが形成されていない平滑な面である。
ここで、平均深さBとは、凹凸パターン11の底部11aの平均深さのことである。また、底部11aとは、凹凸パターン11の凹部の極小点であり、平均深さBは、拡散導光体10を長さ方向に沿って切断した断面(図2参照)を見た際の、拡散導光体10全体の面方向と平行な基準線L1から各凸部の頂部までの長さB1,B2,B3・・・の平均値(BAV)と、基準線L1から各凹部の底部までの長さb1,b2,b3・・・の平均値(bAV)との差(bAV−BAV)のことである。
平均深さBを測定する方法としては、原子間力顕微鏡により撮影した凹凸パターン11の断面の画像にて各底部11aの深さを測定し、それらの平均値を求める方法などが採られる。
配向度を求めるためには、まず、表面光学顕微鏡により凹凸パターンの上面を撮影し、その画像をグレースケールのファイル(例えば、tiff形式等)に変換する。グレースケールのファイルの画像(図3参照)では、白度が低いところ程、凹部の底部が深い(白度が高いところ程、凸部の頂部が高い)ことを表している。次いで、グレースケールのファイルの画像をフーリエ変換する。図4にフーリエ変換後の画像を示す。図4の画像の中心から両側に広がる白色部分は凹凸パターン11のピッチおよび向きの情報が含まれる。
次いで、図4の画像の中心から水平方向に補助線L2を引き、その補助線上の輝度をプロット(図5参照)する。図5のプロットの横軸はピッチを、縦軸は頻度を表し、頻度が最大となる値Xが凹凸パターン11の最頻ピッチを表す。
次いで、図4において、補助線L2と値Xの部分にて直交する補助線L3を引き、その補助線L3上の輝度をプロット(図6参照)する。ただし、図6の横軸は、各種の凹凸構造との比較を可能にするため、Xの値で割った数値とする。図6の横軸は、凹凸の形成方向(図3における上下方向)に対する傾きの程度を示す指標(配向性)を、縦軸は頻度を表す。図6のプロットにおけるピークの半値幅W1(頻度が最大値の半分になる高さでのピークの幅)が凹凸パターンの配向度を表す。半値幅W1が大きい程、蛇行して配向がばらついていることを表す。
また、配向度は1.0以下であることが好ましい。配向度が1.0を超えると、凹凸パターンの方向がある程度ランダムになるため、光拡散性は高くなるが、異方性が低くなる傾向にある。
配向度を0.3以上にするためには、例えば、後述する製造において、加熱収縮性フィルムと表面が平滑な硬質層とを適宜選択すればよい。
また、配向度が0.3以上の凹凸パターンが一表面に形成された金型を用いて透明樹脂を成形する方法を採用してもよい。この製造方法により得られた拡散導光体10は、1層の樹脂層から構成されたものとなる。
また、透明樹脂層12には、耐熱性、耐光性を向上させる目的で、光透過率等の光学特性を損なわない範囲内で、添加剤を含有することができる。添加剤としては、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、光拡散剤などが挙げられる。中でも、光安定剤を添加することが好ましく、その添加量は、透明樹脂100質量部に対して0.03〜2.0質量部であることが好ましい。光安定剤の添加量が0.03質量部以上であれば、その添加効果を充分に発揮できるが、2.0質量部を超えると、過剰量になり、不要なコストの上昇を招く傾向にある。
無機光拡散剤としては、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸アルミ化ナトリウム、珪酸亜鉛、ガラス、マイカ等が挙げられる。
有機光拡散剤としては、スチレン系重合粒子、アクリル系重合粒子、シロキサン系重合粒子、ポリアミド系重合粒子等が挙げられる。これらの光拡散剤はそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、これらの光拡散剤は、優れた光散乱特性を得るために、花弁状又は球晶状等の多孔質構造とすることもできる。
光拡散剤の含有量は、光透過性を損ないにくいことから、透明樹脂100質量部に対して10質量部以下であることが好ましい。
微細気泡の形成方法としては、透明樹脂層12に発泡剤を混入する方法(例えば、特開平5−212811号公報、特開平6−107842号公報に開示された方法)や、アクリル系発泡樹脂を発泡処理させて微細気泡を含有する方法(例えば、特開2004−2812号公報に開示された方法)などを適用できる。さらに微細気泡は、より均一な面照射が可能となる点では、特定の位置に不均一に発泡させる方法(例えば、特開2006−124499号公報に開示された方法)が好ましい。
なお、前記光拡散剤と微細発泡を併用することもできる。
透明樹脂層12は2層以上の樹脂層から構成されていてもよい。透明樹脂層12が2層以上の層から構成されている場合も、透明樹脂層12の厚さは0.02〜3.0mmであることが好ましい。
拡散導光体10を製造する方法の例について説明する。なお、以下の第2の製造方法と第3の製造方法が、本発明の導光体の製造方法である。
[第1の製造方法]
第1の製造方法は、加熱収縮性フィルムを用いて、拡散導光体10を製造する方法である。
すなわち、第1の製造方法は、加熱収縮性フィルムの片面に、表面が平滑な樹脂製の硬質層(以下、表面平滑硬質層という。)を設けて積層シートを形成する工程(以下、第1の工程という。)と、加熱収縮性フィルムを加熱収縮させて積層シートの少なくとも表面平滑硬質層を折り畳むように変形させる工程(以下、第2の工程という。)とを有して、凹凸パターン形成シートからなる拡散導光体10を製造する方法である。
ここで、表面平滑硬質層14は、JIS B0601に記載の中心線平均粗さ0.1μm以下の層である。
第1の工程にて、図7に示すように、加熱収縮性フィルム13の片面に表面平滑硬質層14を設けて積層シート10aを形成する方法としては、例えば、加熱収縮性フィルム13の片面に、第2の樹脂の溶液または分散液をスピンコーターやバーコーター等により塗工し、溶媒を乾燥させる方法、加熱収縮性フィルム13の片面に、あらかじめ作製した表面平滑硬質層14を積層する方法などが挙げられる。
加熱収縮性フィルム13の中でも、50〜70%収縮するものが好ましい。50〜70%収縮するシュリンクフィルムを用いれば、変形率を50%以上にでき、凹凸パターン11の最頻ピッチAが1μmを超え20μm以下、アスペクト比0.1以上の凹凸パターン形成シートを容易に製造できる。
ここで、変形率とは、(変形前の長さ−変形後の長さ)/(変形前の長さ)×100(%)のことである。あるいは、(変形した長さ)/(変形前の長さ)×100(%)のことである。
第2の樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂などを使用することができる。
また、蛇行した波状の凹凸パターン11をより容易に形成できることから、表面平滑硬質層14のヤング率を0.01〜300GPaにすることが好ましく、0.1〜10GPaにすることがより好ましい。
第2の工程にて、加熱収縮性フィルム13を熱収縮させることにより、表面平滑硬質層14に、収縮方向に対して垂直方向に波状の凹凸パターン11を形成させる。
加熱収縮性フィルム13を加熱収縮させる際の加熱方法としては、熱風、蒸気または熱水中に通す方法等が挙げられ、中でも、均一に収縮させることができることから、熱水に通す方法が好ましい。
第2の製造方法は、第1の製造方法で得た凹凸パターン形成シートを工程シート原版として、拡散導光体10を製造する方法である。
工程シート原版は、枚葉状であってもよいし、連続したシート状であるウェブ状であってもよい。
(a)工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、未硬化の電離放射線硬化性樹脂を塗工する工程と、電離放射線を照射して前記硬化性樹脂を硬化させた後、硬化した塗膜を工程シート原版から剥離する工程とを有する方法。ここで、電離放射線とは、通常、紫外線または電子線のことであるが、本発明では、可視光線、X線、イオン線等も含む。
(b)工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、未硬化の液状熱硬化性樹脂を塗工する工程と、加熱して前記液状熱硬化性樹脂を硬化させた後、硬化した塗膜を工程シート原版から剥離する工程とを有する方法。
(c)工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、シート状の透明熱可塑性樹脂を接触させる工程と、該シート状の透明熱可塑性樹脂を工程シート原版に押圧しながら加熱して軟化させた後、冷却する工程と、その冷却したシート状の透明熱可塑性樹脂を工程シート原版から剥離する工程とを有する方法。
(e)工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、めっき層(凹凸パターン転写用材料)を積層する工程と、そのめっき層を工程シート原版から剥離して、金属製の2次工程用成形物を作製する工程と、該2次工程用成形物の凹凸パターンと接していた側の面に、未硬化の液状熱硬化性樹脂を塗工する工程と、加熱により該樹脂を硬化させた後、硬化した塗膜を2次工程用成形物から剥離する工程とを有する方法。
(f)工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、めっき層(凹凸パターン転写用材料)を積層する工程と、そのめっき層を工程シート原版から剥離して、金属製の2次工程用成形物を作製する工程と、該2次工程用成形物の凹凸パターンと接していた側の面に、シート状の透明熱可塑性樹脂を接触させる工程と、該シート状の透明熱可塑性樹脂を2次工程用成形物に押圧しながら加熱して軟化させた後、冷却する工程と、その冷却したシート状の透明熱可塑性樹脂を2次工程用成形物から剥離する工程とを有する方法。
工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、未硬化の電離放射線硬化性樹脂を塗工するコーターとしては、Tダイコーター、ロールコーター、バーコーター等が挙げられる。
未硬化の電離放射線硬化性樹脂としては、エポキシアクリレート、エポキシ化油アクリレート、ウレタンアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ビニル/アクリレート、ポリエン/アクリレート、シリコンアクリレート、ポリブタジエン、ポリスチリルメチルメタクリレート等のプレポリマー、脂肪族アクリレート、脂環式アクリレート、芳香族アクリレート、水酸基含有アクリレート、アリル基含有アクリレート、グリシジル基含有アクリレート、カルボキシ基含有アクリレート、ハロゲン含有アクリレート等のモノマーの中から選ばれる1種類以上の成分を含有するものが挙げられる。未硬化の電離放射線硬化性樹脂は溶媒等で希釈することが好ましい。
また、未硬化の電離放射線硬化性樹脂には、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等を添加してもよい。
未硬化の電離放射線硬化性樹脂を紫外線により硬化する場合には、未硬化の電離放射線硬化性樹脂にアセトフェノン類、ベンゾフェノン類等の光重合開始剤を添加することが好ましい。
また、(b)の方法における硬化温度は、工程シート原版のガラス転移温度より低いことが好ましい。硬化温度が工程シート原版のガラス転移温度以上であると、硬化時に工程シート原版の凹凸パターンが変形するおそれがあるからである。
これらの透明熱可塑性樹脂は単層もしくは多層構造とすることもできる。例えば、PS層の両面にPMMA層を設けた3層構造の透明熱可塑性樹脂などを用いることができる。
さらに、前記透明熱可塑性樹脂の表面に、高屈折率の樹脂を設けたものを使用することもできる。高屈折率の樹脂としては、例えば、フルオレン系エポキシ化合物、フルオレン系アクリレート化合物、フルオレン系ポリエステル(OKP)、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)、ポリジフェニルシラン(PDPS)などが挙げられる。
また、(c)の方法における熱可塑性樹脂の加熱温度は、工程シート原版のガラス転移温度より低いことが好ましい。加熱温度が工程シート原版のガラス転移温度以上であると、加熱時に工程シート原版の凹凸パターンが変形するおそれがあるからである。
加熱後の冷却温度としては、凹凸パターンを高い精度で転写させることができることから、熱可塑性樹脂のガラス転移温度未満であることが好ましい。
第3の製造方法は、金属製または金属化合物製の層と樹脂製の層とを有する凹凸パターン形成シートを工程シート原版として、拡散導光体10を製造する方法である。
金属化合物としては、同様の理由から、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化銅、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化鉛、酸化ケイ素、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、硫化亜鉛、ガリウムヒ素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属化合物であることが好ましい。
第4の製造方法は、金型と該金型を加熱冷却する加熱冷却手段と該金型を加圧する加圧手段とを備える成形装置を用いて、未成形の透明熱可塑性樹脂から拡散導光体10を製造する方法である。第4の製造方法で使用する透明熱可塑性樹脂としては、第2の製造方法で用いたものと同様のものが挙げられる。
この製造方法では、金型として、拡散導光体10の出射面に接する面に蛇行した波状の凹凸パターンを形成したものを用いる。例えば、金型としては、第1の製造方法または第2の製造方法により得た凹凸パターン形成シートを一面に取り付けたもの、レーザー照射等により一面に蛇行した波状の凹凸パターンを形成したものを用いることができる。
上述した拡散導光体10は光の異方拡散性を有している。具体的には、拡散導光体10の凹凸パターン11が形成されていない側の面(裏面)側に光源を設けた場合には、光源から発した光は、裏面から拡散導光体10に入射し、拡散導光体10内を通って凹凸面に到達する。ここで、入射角が0度以上臨界角未満の角度で達した光は屈折しながら拡散導光体10の外に出射する。拡散導光体10内を通る光の方向は一方向ではないため、拡散導光体10の凹凸面と光の角度は一定ではないから、幅広い角度で光が屈折することになる。しかも凹凸は蛇行して配向がばらついているため、拡散の異方性が高くなっている。
なお、凹凸面に対して臨界角以上の角度で達した光は全反射して再び拡散導光体内を進行するが、その後、凹凸面に臨界角未満で達した際に出射する。また、入射角が0度の角度で達した光は屈折せずにそのまま拡散導光体の外に出射する。
また、前記微細な波状の凹凸は、光拡散用の凹凸パターンとは別に透明樹脂層の裏面に形成してもよい。例えば、微細な波状の凹凸パターンが形成されたフィルムを、透明樹脂層の裏面側に接着剤を介して貼付してもよい。
本発明の拡散導光体は、一端から他端に向かって厚さが漸次薄くなる楔形であってもよい。楔形の拡散導光体では、厚い方の側面に光源を配置する。
[第1の実施形態]
本発明のバックライトユニットの第1の実施形態について説明する。
図10に、本実施形態のバックライトユニットを示す。本実施形態のバックライトユニット1は、いわゆる直下型のものであり、拡散導光体10と、拡散導光体10の、凹凸パターンが形成された面(表面15)と反対側の面(裏面16)に対向して配設された反射板20と、拡散導光体10および反射板20の間に配設された複数の光源30,30・・・とを備えるものである。また、拡散導光体10の表面15側には、拡散フィルム40、プリズムシート50、輝度上昇フィルム60が順次積層されている。
反射板20としては、例えば、表面が鏡面状の金属板、あるいは、そのような金属板を備えた積層板などが挙げられる。
拡散フィルム40としては、例えば、透明な粒子を含有する樹脂フィルムなどが挙げられる。拡散フィルム40は拡散導光体より出射した光をさらに拡散させるものである。
プリズムシート50としては、例えば、片面に円錐状または角錐状の突起を規則的に多数有する樹脂シート(例えば、住友スリーエム社製商品名ビキュイティBEFIII)などが挙げられる。プリズムシート50は、拡散フィルム40より出射した光の進行方向を、面に対して垂直方向に揃えるためのものである。
輝度上昇フィルム60としては、例えば、光のプライマリー波(P波)のみを通し、セカンダリー(S波)を反射するシート(例えば、住友スリーエム社製商品名ビキュイティDBEF−D400)などが挙げられる。
本発明のバックライトユニットの第2の実施形態について説明する。
図11に、本実施形態のバックライトユニットを示す。本実施形態のバックライトユニット2は、いわゆるエッジライト型のものであり、拡散導光体10と、拡散導光体10の、凹凸パターンが形成された面(表面15)と反対側の面(裏面16)に対向して配設された反射板20と、拡散導光体10の一側面に配設された複数の光源30とを備えるものである。また、拡散導光体10の表面15側には、拡散フィルム40、プリズムシート50、輝度上昇フィルム60が順次積層されている。
本実施形態で用いられる拡散導光体10、反射板20、光源30、拡散フィルム40、プリズムシート50および輝度上昇フィルム60は第1の実施形態と同様である。
一軸方向に熱収縮する厚さ50μmでヤング率3GPaのポリエチレンテレフタレート製加熱収縮性フィルム(三菱樹脂株式会社製ヒシペットLX−60S、ガラス転移温度70℃)の片面に、トルエンに希釈したポリメチルメタクリレート(ポリマーソース株式会社製P4831−MMA、ガラス転移温度100℃)を厚さが200nmになるようにバーコーターにより塗工し、硬質層を形成して積層シートを得た。
次いで、その積層シートを80℃で1分間加熱することにより、加熱前の長さの40%に熱収縮させ(すなわち、変形率60%で変形させ)、硬質層が、収縮方向に対して直交方向に沿って周期的を有する波状の凹凸パターンを有する光拡散体を得た。
なお、ポリエチレンテレフタレート製加熱収縮性フィルムおよび該ポリメチルメタクリレートの80℃におけるヤング率はそれぞれ50MPa、1GPaであった。
トルエンに希釈したポリスチレン(ポリマーソース株式会社製PS、ガラス転移温度100℃)を塗工した以外は実施例1と同様にして光拡散体を得た。
なお、ポリエチレンテレフタレート製加熱収縮性フィルムおよび該ポリスチレンの80℃におけるヤング率はそれぞれ、50MPa、1GPaであった。
ポリスチレンの塗工厚さを1μmにした以外は実施例2と同様にして光拡散体を得た。
積層シートを70℃で1分間加熱することにより、加熱前の長さの90%に熱収縮させた(すなわち、変形率10%で変形させた)以外は実施例2と同様にして光拡散体を得た。
実施例1により得た光拡散体を工程シート原版として用いて、以下のようにして光拡散体を得た。
すなわち、実施例1により得た工程シート原版の凹凸パターンが形成された面にエポキシアクリレート系プレポリマー、2−エチルヘキシルアクリレートおよびベンゾフェノン系光重合開始剤を含む未硬化の紫外線硬化性樹脂組成物を塗工した。
次いで、未硬化の紫外線硬化性樹脂組成物の塗膜の工程シート原版と接していない面に、厚さ50μmのトリアセチルセルロースフィルムを重ね合わせ、押圧した。
次いで、トリアセチルセルロースフィルムの上から紫外線を照射し未硬化の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させ、その硬化物を工程シート原版から剥離することにより、光拡散体を得た。
実施例1により得た光拡散体を工程シート原版として用いて、以下のようにして光拡散体を得た。
すなわち、実施例1により得た工程シート原版の凹凸パターンが形成された面に、ニッケルめっきを施し、そのニッケルめっきを剥離することにより、厚さ200μmの2次工程シートを得た。この2次工程シートの凹凸パターンが形成された面にエポキシアクリレート系プレポリマー、2−エチルヘキシルアクリレートおよびベンゾフェノン系光重合開始剤を含む未硬化の紫外線硬化性樹脂組成物を塗工した。
次いで、未硬化の紫外線硬化性樹脂組成物の塗膜の2次工程シートと接していない面に厚さ50μmのトリアセチルセルロースフィルムを重ね合わせ、押圧した。
次いで、トリアセチルセルロースフィルムの上から紫外線を照射し未硬化の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させ、その硬化物を2次工程シートから剥離することにより、光拡散体を得た。
紫外線硬化性樹脂組成物の代わりに熱硬化性エポキシ樹脂を使用し、紫外線を照射する代わりに加熱により該熱硬化性樹脂を硬化させた以外は実施例6と同様にして光拡散体を得た。
実施例6と同様にして、厚さ200μmの2次工程シートを得た。この2次工程シートの凹凸パターンが形成された面に、厚さ50μmのポリアクリルアミドフィルムを重ね、加熱した。加熱により軟化したポリアクリルアミドフィルムと2次工程シート両側から押圧後、冷却・固化させ、2次工程シートから剥離することにより、光拡散体を得た。
ポリスチレンの塗工厚さを6μmにした以外は実施例2と同様にして光拡散体を得た。
ポリスチレンの塗工厚さを40nmにした以外は実施例2と同様にして光拡散体を得た。
三菱樹脂株式会社製ヒシペットLX−60Sの代わりに同ヒシペットLX−10S(ヤング率3GPa)を用いたこと、および、その積層シートを70℃で1分間加熱して、加熱前の長さの97%に収縮させた(すなわち、変形率3%に変形させた)以外は実施例1と同様にして、光拡散体を得た。
特許文献2に示される異方性拡散パターンの製造方法を用いて光拡散体を得た。
すなわち、レーザー光を拡散して透過する磨りガラスのような拡散板がはめ込まれた、幅1mm、長さ10cmのスリットを有する遮蔽板と、市販の感光性樹脂が100μmの厚さで塗布された感光性フィルム板を、互いの間隔が1mで、かつ板同士が平行になるように設置した。
次に、波長514nmのアルゴンレーザーを前記遮蔽板側から照射し、前記スリットを通り抜けてすりガラスにより拡散したアルゴンレーザー光により、感光性フィルム板上の感光性樹脂を露光した。
前記に示すような露光を繰り返し、感光性フィルム板全面の感光性樹脂を露光した。そして、露光された感光性フィルムを現像して、光拡散体を得た。
なお、比較例4におけるグレースケールファイル変換画像を図12に、グレースケールファイル画像のフーリエ変換画像を図13に示す。また、図13の画像の中心から水平方向に補助線L4を引き、その補助線上の輝度をプロットした図を図14に示す。さらに、図13において、補助線L4と値Yの部分にて直交する補助線L5を引き、その補助線L5上の輝度をプロットした図を図15に示す。
加熱収縮性フィルムの代わりに厚さ50μmでヤング率5GPaの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人株式会社製G2)を用いた以外は実施例1と同様にして、光拡散体を得ることを試みた。しかし、波状の凹凸パターンが形成されず、光拡散体が得られなかった。
一軸方向に熱収縮する厚さ50μmでヤング率3GPaのポリエチレンテレフタレート製加熱収縮性シュリンクフィルム(三菱樹脂株式会社製ヒシペットLX−10S、ガラス転移温度70℃)の片面に、ヤング率が2MPaのポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社KS847T、ガラス転移温度−120℃)と白金触媒(信越化学工業株式会社CAT−PL−50T)とをトルエンに希釈した分散液をスピンコート法により厚さが3nmになるように塗工し、硬質層を形成して積層シートを得た。
次いで、その積層シートを100℃で1分間加熱し、熱収縮させることにより、光拡散体を得ようとしたが、硬質層を折り畳むように変形させることができず、波状の凹凸パターンは形成されなかった。
実施例1〜8および比較例1〜4の光拡散体では、原子間力顕微鏡の画像にて凹凸パターンの深さを10箇所で測定し、それらを平均して平均深さを求めた。
また、凹凸パターンの配向度を以下のようにして求めた。
まず、表面光学顕微鏡により凹凸パターンの上面を撮影し、その画像をグレースケールのファイルに変換した(図3参照)。次いで、グレースケールのファイルの画像をフーリエ変換する。図4にフーリエ変換後の画像を示す。次いで、図4の画像の中心から水平方向に補助線L2を引き、その補助線上の輝度をプロット(図5参照)した。次いで、図5において、補助線L2と値Xの部分にて直交する補助線L3を引き、その補助線L3上の輝度をプロット(図6参照)する。そして、図6のプロットにおけるピークの半値幅W1より凹凸パターンの配向度を求めた。それらの値を表1に示す。
○:凹凸パターンの最頻ピッチが1μmを超え20μm以下、平均深さが最頻ピッチを100%とした際の10%以上、配向度が0.3〜1.0であり、光拡散体として適している。
△:凹凸パターンの最頻ピッチが1μm以下あるいは20μmを超えており、あるいは、平均深さが最頻ピッチを100%とした際の10%未満であり、あるいは配向度が0.3未満で光拡散体として必ずしも適していない。
×:凹凸パターンが形成できない
さらに、実施例1〜8の光拡散体は、凹凸パターンの最頻ピッチが1μmを超え20μm以下、底部の平均深さが前記最頻ピッチを100%とした際の10%以上になり、光拡散体として適したものであった。
また、実施例1で得た光拡散体を工程シートとして用いた実施例5〜8の製造方法によれば、光拡散体と同等の最頻ピッチおよび平均深さの凹凸パターンを有する光拡散体を簡便に製造できた。
また、樹脂層として2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた比較例5、および第1の樹脂より第2の樹脂のガラス転移温度が低い積層シートを用いた比較例6の製造方法では、表面平滑硬質層が折り畳むように変形しなかったため、凹凸パターンが形成しなかった。
10 拡散導光体
10a 積層シート
11 凹凸パターン
11a 底部
12 透明樹脂層
13 加熱収縮性フィルム
14 表面が平滑な樹脂製の硬質層(表面平滑硬質層)
15 表面
16 裏面
20 反射板
30 光源
40 拡散フィルム
50 プリズムシート
60 輝度上昇フィルム
Claims (7)
- 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
ガラス転移温度がTg 1 である加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられたガラス転移温度がTg 2 (但し、Tg 2 −Tg 1 ≧10℃)である樹脂製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シート。 - 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
ガラス転移温度がTg 1 である加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられたガラス転移温度がTg 2 (但し、Tg 2 −Tg 1 ≧10℃)である樹脂製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シートであって、
前記加熱収縮性フィルムの片面に、表面が平滑な前記硬質層を設けて積層シートを形成する工程と、該積層シートを前記ガラス転移温度Tg 2 とガラス転移温度Tg 1 との間の温度に加熱して、前記加熱収縮性フィルムを収縮させる工程によって得られる凹凸パターン形成シート。 - 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられた金属製又は金属化合物製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シート。 - 下記の凹凸パターン形成シートの凹凸パターンを転写してなる、蛇行した波状の凹凸パターンが片面に形成された透明樹脂層からなる拡散導光体であって、
凹凸パターンの最頻ピッチが1.0μmを超え20μm以下、最頻ピッチAに対する凹凸の平均深さBの比(B/A)が0.1〜3.0であることを特徴とする拡散導光体。
(凹凸パターン形成シート)
加熱収縮性フィルムが熱収縮した基材と、該基材の片面に設けられた金属製又は金属化合物製の硬質層とを備え、該硬質層の表面に一方向に沿った蛇行した波状の凹凸パターンが形成された凹凸パターン形成シートであって、
前記加熱収縮性フィルムの片面に、表面が平滑な前記硬質層を設けて積層シートを形成する工程と、該積層シートを加熱して、前記加熱収縮性フィルムを収縮させる工程によって得られる凹凸パターン形成シート。 - 前記凹凸パターン形成シートの基材の硬質層側にも前記硬質層の表面における凹凸パターンに追従した凹凸パターンが形成されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の拡散導光体。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の拡散導光体と、該拡散導光体の、前記凹凸パターンが形成された面と反対側の面に対向して配設された反射板と、前記拡散導光体および前記反射板の間に配設された光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の拡散導光体と、該拡散導光体の、前記凹凸パターンが形成された面と反対側の面に対向して配設された反射板と、前記拡散導光体のいずれかの側面に隣接した光源とを備えることを特徴とするバックライトユニット。
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