JP5200437B2 - Optical sheet for surface light source, surface light source device and display device - Google Patents
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Description
本発明は、面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置に関し、更に詳しくは、単位プリズムを有する光学シートにおいて、その単位プリズムの頂部が面光源装置の構成部材に押し当たって生じる白点の発生を抑えた面光源用光学シート、その光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置に関する。 The present invention relates to an optical sheet for a surface light source, a surface light source device, and a display device. More specifically, in an optical sheet having a unit prism, a white spot generated when the top of the unit prism is pressed against a component of the surface light source device. The present invention relates to an optical sheet for a surface light source in which generation is suppressed, a surface light source device having the optical sheet, and a display device having the surface light source device.
近年の液晶表示装置等においては、低消費電力化、薄型及び軽量化の必要に応じて、液晶表示装置等を背面から照明するための面光源装置も薄型及び軽量化が要求されると共に、光源からの光を有効に利用して光源での低消費電力化が図られている。こうした液晶表示装置等に用いる面光源装置としては、エッジライト型の面光源装置と、直下型の面光源装置が知られている。 In recent liquid crystal display devices and the like, surface light source devices for illuminating the liquid crystal display devices and the like from the back are required to be thin and light as required for low power consumption, thin and light weight, and light sources The light from the light source is effectively used to reduce the power consumption of the light source. As a surface light source device used for such a liquid crystal display device, an edge light type surface light source device and a direct type surface light source device are known.
エッジライト型の面光源装置は、通常、透明なアクリル樹脂等の板状の導光体の一端面から光源光を入射し、その導光体の一方の面である出光面から液晶パネル等の背面に光を出射するようにしている。この面光源装置においては、導光体の出光面と反対側の面に光を反射する反射板や反射膜を設けて光利用効率を向上させている。一方、直下型の面光源装置は、光源を挟んだ態様で液晶パネルと反射板を配置してなるものであり、通常、光源光を反射板によって液晶パネルの背面に光を反射させて光利用効率を向上させている。 An edge-light type surface light source device usually enters light source light from one end face of a plate-like light guide made of transparent acrylic resin or the like, and a liquid crystal panel or the like from a light exit surface which is one side of the light guide. Light is emitted to the back surface. In this surface light source device, the light utilization efficiency is improved by providing a reflective plate or a reflective film that reflects light on the surface opposite to the light exit surface of the light guide. On the other hand, a direct type surface light source device has a liquid crystal panel and a reflector arranged with a light source sandwiched between them. Usually, the light source light is reflected on the back of the liquid crystal panel by the reflector and used as light. Improves efficiency.
上記のエッジライト型や直下型の面光源装置において、導光体の出光面には、単位プリズムを複数配列してなるプリズム部を有する光学シートが配置されている。光学シートとしては、例えば特許文献1,2に示すように、略三角断面又は略半円状断面であってその頂部に稜線(稜線部ともいう。)を有する単位プリズムをその稜線部と直交する方向に多数配列してなるプリズム部を有するものが提案されている。面光源装置は、単位プリズムの稜線部が拡散シート等のシート部材や導光体に押し当たる態様で構成されている。
しかしながら、前記の態様で構成された面光源装置において、単位プリズムの稜線部がシート部材や導光体に押し当たると、その稜線部の先端とシート部材や導光体との間に接触部分が生じ、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となる。この光学密着部では、光源の光が単位プリズムで屈折せずにそのまま素通りするため、周囲よりも輝度が増加する。通常、かかる光学密着部は稜線の全長にわたることはなく、部分的に断続した点状に発生するので、素通りした光は表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせる。こうした表示ムラは、その程度によっては観察者にとって目立つものとなり、表示装置の表示性能を低下させるという問題がある。 However, in the surface light source device configured in the above aspect, when the ridge line portion of the unit prism is pressed against the sheet member or the light guide, there is a contact portion between the tip of the ridge line portion and the sheet member or the light guide. The contact portion becomes a so-called “optical contact portion”. In this optical contact portion, the light from the light source passes through without being refracted by the unit prism, so that the luminance is increased more than the surroundings. Usually, such an optical contact portion does not extend over the entire length of the ridge line, but is generated in a partially intermittent dot shape, so that the light passing through causes display unevenness such as a white spot (white pattern) on the display surface of the display device. . Depending on the degree of such display unevenness, it becomes conspicuous for an observer, and there is a problem that the display performance of the display device is degraded.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを低減させて表示性能の低下を防ぐことができる面光源用光学シートを提供することにある。また、本発明の他の目的は、その面光源用光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to reduce display unevenness such as white spots (white patterns) on the display surface of a display device to prevent deterioration in display performance. An object of the present invention is to provide an optical sheet for a surface light source. Another object of the present invention is to provide a surface light source device having the surface light source optical sheet and a display device having the surface light source device.
上記課題を解決するための本発明に係る面光源用光学シートは、透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に設けられ、略三角断面で頂部に稜線を有する単位プリズムを該稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部と、を有する面光源用光学シートであって、前記単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部が、他の頂部よりも0.4〜10μmの範囲で高く形成されており、且つ前記単位プリズムの頂部が平坦で、該平坦幅Wが、100nm〜400nmの範囲であることを特徴とする。 An optical sheet for a surface light source according to the present invention for solving the above problems is a unit having a translucent substrate and a ridge line at the top with a substantially triangular cross section provided on one surface of the translucent substrate. An optical sheet for a surface light source having a plurality of prisms arranged in a direction orthogonal to the ridgeline, and the top of one unit prism in two to eight rows of the unit prisms It is characterized in that it is formed higher in the range of 0.4 to 10 μm than the top, the top of the unit prism is flat, and the flat width W is in the range of 100 nm to 400 nm.
この発明によれば、単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部を他の頂部よりも高く形成したので、単位プリズムの頂部が例えばシート部材や導光体に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点(白模様)等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となる。その結果、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。なお、単位プリズムの頂部を他の頂部よりも0.4〜10μmの範囲で高くすれば、2列〜8列に1つ設けた高い頂部は、一定周期で設けられたものであってもよいし、不規則に設けられたものであってもよく、いずれにしても白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となって表示ムラが目立たなくなる。 According to this invention, since the top of one unit prism is formed higher than the other tops in 2 to 8 rows of the unit prisms, the top of the unit prism hits the sheet member or the light guide, for example. Even when the contact portion is a so-called “optical contact portion” and a white spot (white pattern) or the like is generated on the display surface of the display device, the density of the white spots is 1/2 to 1/1 of the conventional density. 8 As a result, display unevenness based on white spots becomes inconspicuous, and deterioration in display performance can be prevented. In addition, if the top part of a unit prism is made higher in the range of 0.4-10 micrometers than another top part, the high top part provided in one in 2 rows-8 rows may be provided in a fixed period. However, it may be provided irregularly, and in any case, the density of white spots is 1/2 to 1/8 that of the prior art, and display unevenness becomes inconspicuous.
また、単位プリズムの頂部は前記の接触部分となって白点の原因となるが、この発明によれば、単位プリズムの頂部が平坦であって、その平坦幅Wを上記の範囲としたので、その範囲は通常用いられる光源の波長400nm〜830nmよりも小さい値になる。その結果、光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、白点の原因となる接触部分を素通りする光線は実質的に無くなるため、白点をより目立たなくすることができる。 Also, the top of the unit prism becomes the contact portion and causes white spots, but according to the present invention, the top of the unit prism is flat and the flat width W is in the above range. The range becomes a value smaller than the wavelength of 400 nm to 830 nm of a light source usually used. As a result, the light beam cannot substantially enter the flat portion having a width narrower than the wavelength. Therefore, since the light beam passing through the contact portion that causes the white spot is substantially eliminated, the white spot can be made less noticeable.
上記課題を解決するための本発明の第1態様に係る面光源装置は、透光性材料からなり、少なくとも1つの端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射する導光体と、前記導光体の少なくとも前記1つの端面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体の光放出面に設けられ、該光放出面から出射する光を透過する光学シートと、を有する面光源装置であって、前記光学シートが、上記本発明に係る面光源用光学シートであることを特徴とする。 A surface light source device according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problem is a light guide made of a light-transmitting material and emitting light introduced from at least one end surface from a light emission surface which is one surface. An optical sheet that is provided on a light emission surface of the light guide and transmits light emitted from the light emission surface; and a light source that causes light to enter inside from at least one end face of the light guide. It is a surface light source device which has this, Comprising: The said optical sheet is an optical sheet for surface light sources concerning the said invention, It is characterized by the above-mentioned.
上記課題を解決するための本発明の第2態様に係る面光源装置は、上記本発明に係る面光源用光学シートと、前記光学シートの背面側から光を照射する光源と、前記光源の前記光学シートと反対側に配置され、前記光源からの光を前記光学シート方向に反射する反射体と、を有することを特徴とする。 A surface light source device according to a second aspect of the present invention for solving the above-described problems includes an optical sheet for a surface light source according to the present invention, a light source that emits light from the back side of the optical sheet, and the light source of the light source. And a reflector that is disposed on the opposite side of the optical sheet and reflects light from the light source toward the optical sheet.
上記第1及び第2態様の発明によれば、上記本発明に係る光学シートを面光源用光学シートとして用いたので、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい面光源装置を提供できる。 According to the first and second aspects of the invention, since the optical sheet according to the present invention is used as an optical sheet for a surface light source, there is provided a surface light source device with good display performance in which display unevenness based on white spots is not noticeable. it can.
上記課題を解決するための本発明の表示装置は、平面状の透光性表示体と、該透光性表示体の背面に配置され、前記透光性表示体を背面から光照射する上記本発明に係る面光源装置と、を備えることを特徴とする。 The display device of the present invention for solving the above-described problems is a planar light-transmitting display body and the book that is disposed on the back surface of the light-transmitting display body and that irradiates light from the back surface. A surface light source device according to the invention.
この発明によれば、表示装置の光源として上記本発明に係る面光源装置を用いたので、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい液晶表示装置を提供できる。 According to this invention, since the surface light source device according to the present invention is used as the light source of the display device, it is possible to provide a liquid crystal display device with good display performance in which display unevenness based on white spots is not noticeable.
本発明の面光源用光学シートによれば、単位プリズムの頂部が例えば面光源装置を構成するシート部材や導光体に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点(白模様)等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となるので、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。さらに、2列〜8列に1つ設けた高い頂部は、一定周期で設けられたものであってもよいし、不規則に設けられたものであってもよく、いずれにしても白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となって表示ムラが目立たなくなる。 According to the optical sheet for a surface light source of the present invention, the top of the unit prism hits, for example, a sheet member or a light guide constituting the surface light source device, and the contact portion becomes a so-called “optical contact portion” of the display device. Even when white spots (white pattern) or the like are generated on the display surface, the generation density of the white spots is 1/2 to 1/8 of the conventional display, so that the display unevenness based on the white spots becomes inconspicuous, A decrease in display performance can be prevented. Further, the high top provided in one of the 2nd to 8th rows may be provided at a fixed period or may be provided irregularly, and in any case, a white spot The generation density becomes 1/2 to 1/8 of the conventional, and display unevenness becomes inconspicuous.
また、本発明の面光源用光学シートによれば、単位プリズムの頂部の平坦幅Wの範囲は通常用いられる光源の波長400nm〜830nmよりも短波長であるので、光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、白点の原因となる接触部分を素通りする光線は実質的に無くなるため、白点をより目立たなくすることができる。 Further, according to the optical sheet for surface light source of the present invention, the range of the flat width W at the top of the unit prism is shorter than the wavelength 400 nm to 830 nm of the light source that is usually used. It becomes substantially impossible to enter into the narrow flat part of the. Therefore, since the light beam passing through the contact portion that causes the white spot is substantially eliminated, the white spot can be made less noticeable.
したがって、本発明によれば、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせることがなく、安定で良好な表示性能を与える面光源用光学シートを提供できるので、特に最近の高品位の液晶表示装置用の面光源用光学シートとして好ましく用いることができる。また、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい面光源装置及びその面光源装置を備えた表示装置を提供できる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical sheet for a surface light source that does not cause display unevenness such as a white spot (white pattern) on the display surface of the display device and provides a stable and good display performance. It can be preferably used as an optical sheet for a surface light source for a recent high-quality liquid crystal display device. In addition, it is possible to provide a surface light source device with good display performance, in which display unevenness based on white spots is not conspicuous, and a display device including the surface light source device.
以下、本発明の面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置について、図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, an optical sheet for a surface light source, a surface light source device, and a display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
[面光源用光学シート]
先ず、面光源用光学シート(以下、単に「光学シート」ともいう。)について説明する。図1は、本発明の光学シートの一例を示す模式的な斜視図である。本発明の光学シート10は、図1に示すように、透光性基材12と、その透光性基材12の一方の面S1に設けられた多数の単位プリズム14からなるプリズム部16とを有している。このプリズム部16は、略三角断面で、頂部5に稜線を有する単位プリズム14を、その稜線と直交する方向に多数配列してなるものである。
[Optical sheet for surface light source]
First, an optical sheet for a surface light source (hereinafter also simply referred to as “optical sheet”) will be described. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the optical sheet of the present invention. As shown in FIG. 1, the
(透光性基材)
透光性基材12は、光学シート10の主要な構成部材であり、後で詳述するプリズム部16の基材として作用すると共に、光源からの光の多くをプリズム部16側に透過するように作用する。透光性基材12は、光透過性の基材であればよく、特に基材単体での透過率が85%以上のものが好ましく用いられる。なお、ここでいう透過率とは、株式会社村上色彩技術研究所製の光線透過率計(型式:HM−150)により測定した値である。透光性基材12の厚さは特に限定されないが、通常、ロール巻き可能な50〜500μmの範囲内である。
(Translucent substrate)
The
透光性基材12としては、樹脂、或いはガラスが用いられる。樹脂としては、例えば、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等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂等で構成された透明性基材を好ましく挙げることができる。また、ガラスからなる透光性基材12としては、例えば、ソーダ硝子、硼珪酸硝子等が用いられる。
As the
樹脂材料からなる透光性基材12は、単層の押出しにより、又は後述の光拡散層18とともに共押出しにより作製されることが好ましい。なお、透光性基材12はそれ以外の方法で作製されたものであってもよい。押出しで作製された透光性基材12又はその他の方法で作製された透光性基材12は、通常、延伸処理される。この延伸処理は、二軸延伸処理でも一軸延伸処理でもよいが、通常、二軸延伸処理が好ましく適用される。
The
(プリズム部)
プリズム部16は、透光性基材12の一方の面S1に設けられ、図1に示すように、略三角断面で頂部5に稜線を有する単位プリズム14を、その稜線と直交方向に且つその稜線が平行になるように、多数配列してなるプリズム群である。その単位プリズム14の周期は、透光性表示体用の面光源装置に要求される性能を満たすために、通常、12.5μm〜200μmの範囲で選択される。図2は、本発明の光学シートを構成する単位プリズムの実施形態を示す断面図であり、図3は、図2に示すプリズム部の頂部近傍の拡大断面図である。
(Prism part)
The
以下、プリズム部について説明する。 Hereinafter, the prism portion will be described.
図2に示す本発明に係るプリズム部16は、稜線と直交する方向に多数配列する単位プリズム14のうち2列〜8列に1つの単位プリズム14の頂部5が、他の頂部5’よりも高く形成されている。なお、他よりも高く形成する頂部5を9列以上離した場合には、通常用いられる材料(前記例示のもの)と周期(前記12.5〜200μmのもの)のプリズムの範囲において、光学シートが撓むことによって、低く引込んで形成した頂部5’が隣接する他の部材に接触してしまい、本発明の效果を奏さない場合がでてくる。また、その頂部5と他の頂部5’とをどの程度の差Hとするかは、高い頂部5のみが他の部材(シート部材や導光板等。以下同じ。)に押し当たり、かつ低い頂部5’は他の部材に押し当たらないか押し当たったとしても、白点を生じる光学密着部とならない程度に接触する程度の差Hであることが好ましい。
In the
高い頂部5と他の頂部5’との差Hは、具体的には、0.4μm〜10μmの範囲であることが好ましい。差Hをこの範囲内とすることにより、高い頂部5が他の部材に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点(白模様)等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となるので、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。なお、差Hが0.4μm未満では、光学シートが撓まなくても、エバネッセント波としてプリズム外に滲み出た光の電磁場が隣接する他の光学部材と結合して進入し透過して行くことになり、また、光学シートが少しでも撓んだ場合、高い頂部5が他の部材に押し当たるのと同時に低い頂部5’も他の部材に押し当たって光学密着した接触部分となり、いずれにしても白点(白模様)等の表示ムラが従来同様に生じるおそれがある。一方、差Hが10μmを超えても接触部分に基づいた表示ムラは発生しないが、白点防止效果は飽和するため、あえてここまで高度差Hをつける必然性がなくなる。且つ、元来、周期及び高さが12.5〜200μm程度の寸法の単位プリズムにおいて、その高さが10μm以上変化することになり、プリズム自体の光学的挙動も設計と異なってくることになるので、むしろ問題が生じることがある。
Specifically, the difference H between the
高い頂部5は、図2(A)に示すように2列周期で設けてもよいし、図2(B)に示すように4列周期で設けてもよいし、8列周期(図示しない)で設けてもよい。また、2列〜8列に1つ高い頂部5が設けられていれば、高い頂部5の間隔は、例えば2周期毎、5周期毎、8周期毎のように規則的であってもよいし、不規則な間隔で設けられたもの(平均で2〜8列に1つ高い頂部5が存在するもの。)であってもよい。いずれにしても白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となって表示ムラが目立たなくなる。
The
また、高い頂部5とそれ以外の低い頂部(5’,5”)との差Hが上記範囲内であれば、低い頂部(5’,5”)の高さは、図2(A)及び図2(B)に示すように一定であってもよいし、図2(C)に示すように一定でなくてもよい。図2(C)に示す例では、高い頂部5よりも差Hだけ高さが低い頂部5’と、さらにその頂部5’よりも差H’だけ低い頂部5”とが併存した態様を示している。このとき、低い頂部5’と、さらに低い頂部5”との差H’は特に限定されず、例えば0.4μm〜5μm程度であればよい。なお、本発明において、プリズム部16の頂部5から透光性基材12の表面までのプリズム部16の厚さ(高さh)は、通常一定であり、20〜100μm程度の範囲である。
If the difference H between the
次に、プリズム部の頂部の平坦部について説明する。 Next, the flat part at the top of the prism part will be described.
図3は、図2に示すプリズム部16の頂部近傍の拡大図である。一方向に延びる稜線と直交する方向に多数配列する単位プリズム14において、その単位プリズム14の頂部5が鋭角ではなく略平坦に形成されている。そして、その平坦な頂部5の平坦幅Wが100nm〜400nmの範囲になっている。前記範囲の平坦幅Wは、通常用いられる光源の波長400nm〜830nmよりも小さい値である。
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the top of the
こうした頂部5の平坦幅Wは用いられる光源の波長と同等以下の値であるので、その頂部5が他の部材に押し当たって接触部分となった場合、光源から発した光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、接触部分によって生じる白点が目立たなくなる。一方、頂部の平坦幅Wが用いられる光源の波長よりも大きな値であると、その頂部5が他の部材に押し当たった接触部分は、本来透過すべきでは無い光線を透過することになるため、白点の原因となって目立ち、表示ムラの原因となることがある。したがって、このプリズム部16においては、他の部材に押し当たって接触部分となる頂部5については、その平坦幅Wを用いられる光源の波長400nm〜830nmのいずれよりも小さい値とすることによって、表示ムラの原因となる白点を目立たなくすることができる。
Since the flat width W of the
このため、本発明に係るプリズム部16は、図2に示すように、2列〜8列に1つの単位プリズム14の頂部5が他の頂部5’よりも高く形成されているので、その頂部5は他の部材に押し当たって接触部分となり、全単位プリズムが同一高さの場合に比べて1/2〜1/8の白点は生じることになるが、その頂部5の平坦幅が使用している光源光の波長以下になっているため、従来の1/2〜1/8となった白点の発生密度をもさらに防止して目立たなくすることができるのでより効果的である。
For this reason, as shown in FIG. 2, the
こうした本発明に係るプリズム部16を図4及び図5の態様(頂部が導光体32と向き合っていない態様)で用いる場合には、図2(A)に示すように、その単位プリズム14の頂部5、5’(5”)の角度αは90°又は略90°(85°〜105°程度)であることが好ましい。さらに、通常、単位プリズム14,14間の谷部から延びる斜面と、透光性基材12の表面S1と平行な仮想線とで表される底角β,γは、通常、45°又は略45°であることが好ましいので、単位プリズム14は、通常は、頂部90°又は略90°の二等辺三角形からなる断面形態になっている。一方、本発明に係るプリズム部16を図6(A)(B)の態様(頂部が導光体32と向き合った態様)で用いる場合には、その単位プリズム14の頂部5、5’(5”)の角度αは40°〜70°の範囲であることが好ましい。さらに、上記同様の底角β,γは、70°〜55°の範囲であることが好ましく、単位プリズム14は、通常は、頂部40°〜70°の範囲の二等辺三角形からなる断面形態になっている。なお、配列された単位プリズム14は稜線と直交する方向に平行に配列され、そのピッチは、通常、例えば12.5μm〜200μm程度で形成されるが、特にその値は限定されない。
When such a
次に、プリズム部の構成材料とその形成方法について説明する。 Next, the constituent material of the prism portion and the method for forming it will be described.
プリズム部16は、硬化物が上記の樹脂物性を奏するように従来公知の化合物を配合した光学シート用の樹脂組成物で形成されたものである。そうした光学シート用樹脂組成物としては、各種のものを例示でき、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体、又は、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ブチル共重合体等の(メタ)アクリル酸エステルの共重合体(なお、ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。)、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等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルペンテン等熱可塑性樹脂、或いは、紫外線又は電子線等の電離放射線で架橋した電離放射線硬化性樹脂等の透明樹脂が用いられる。電離放射線硬化性樹脂としては、多官能のウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系オリゴマー、不飽和ポリエステルオリゴマー、エポキシ樹脂オリゴマー等のオリゴマー、或いはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等の単官能モノマー、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系多官能モノマー等から選択される1種又は2種以上の化合物が用いられる。電離放射線として、紫外線、又は可視光線等を用いる場合は、光開始剤を添加する。光開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、チオキサントン系、芳香族ヨードニウム塩等の公知の光開始剤が用いられる。
The
中でも、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、単官能モノマー、多官能モノマー、光開始剤等で構成される電離放射線硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。この電離放射線硬化型樹脂組成物の構成材料の配合割合は特に限定されないが、好ましくは、多官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー:5〜50重量部、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー:5〜50重量部、単官能モノマー:1〜60重量部、多官能モノマー:5〜30重量部、光開始剤:0.01〜10重量部である。多官能モノマー、或は多官能オリゴマーの1分子あたりの官能基数は、2〜8程度のものである。 Among these, an ionizing radiation curable resin composition composed of epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, monofunctional monomer, polyfunctional monomer, photoinitiator and the like is preferably used. The blending ratio of the constituent materials of the ionizing radiation curable resin composition is not particularly limited, but preferably, polyfunctional epoxy (meth) acrylate oligomer: 5 to 50 parts by weight, polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer: 5 to 50 Parts by weight, monofunctional monomer: 1-60 parts by weight, polyfunctional monomer: 5-30 parts by weight, photoinitiator: 0.01-10 parts by weight. The number of functional groups per molecule of the polyfunctional monomer or polyfunctional oligomer is about 2 to 8.
なお、樹脂組成物として、任意成分として前記の単官能モノマー、多官能モノマー以外の(メタ)アクリロイル基、ビニル基を含有する化合物(モノマー成分)を使用することもできる。また、光開始剤(光重合開始剤)としても、光学シート用の開始剤として一般に使用されているものを使用することができる。また、樹脂組成物には、前記の成分以外に必要に応じて、シリコーン、酸化防止剤、重合禁止剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、溶剤、非反応性アクリル樹脂、非反応性ウレタン樹脂、非反応性ポリエステル樹脂、顔料、染料、光拡散剤等も併用することができる。 In addition, as a resin composition, the compound (monomer component) containing (meth) acryloyl group and vinyl group other than the said monofunctional monomer and polyfunctional monomer as an arbitrary component can also be used. Moreover, what is generally used as an initiator for optical sheets can also be used as a photoinitiator (photopolymerization initiator). In addition to the above components, the resin composition may contain silicone, antioxidant, polymerization inhibitor, mold release agent, antistatic agent, ultraviolet absorber, light stabilizer, antifoaming agent, solvent, as necessary. Non-reactive acrylic resins, non-reactive urethane resins, non-reactive polyester resins, pigments, dyes, light diffusing agents, and the like can be used in combination.
プリズム部16の屈折率は1.555以上であることが好ましく、こうした屈折率となるように上記樹脂組成物が調整される。プリズム部16の屈折率の上限は特に限定されないが、コストの観点からは、1.600以下であることが好ましい。
The refractive index of the
プリズム部16は、上述の光学シート用樹脂組成物を用い、例えば、(1)公知の熱プレス法(特開昭56−157310号公報)、(2)紫外線硬化性の熱可塑性樹脂フィルムにロールエンボス版によって単位プリズム14の形状をエンボス加工した後に紫外線を照射してそのフィルムを硬化させる方法(特開昭61−156273号公報)、(3)単位プリズム14の形状を刻設した回転するロール凹版上に活性エネルギー線硬化型樹脂液を塗布し凹部に充填した後、樹脂液を介してロール凹版上にフィルム状の透光性基材12を被覆したまま紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射し硬化させ、その後それらをロール凹版から離型して、ロール凹版の単位プリズム14の形状をフィルム状の透光性基材12上に形成する方法(特開平3−223883号、米国特許第4576850号等)等を挙げることができる。
The
(その他の層)
光学シート10には、光拡散機能を付与することができる。光拡散機能の付与としては、例えば図1にその一例を示したように、透光性基材12の少なくとも一方の面に光拡散層18を設けたり、いわゆるマット処理を行ったりすることができる。こうした光拡散機能の付与は今までにも多くの提案がなされてきているのでここでは以下の説明にとどめ詳しくは説明しない。
(Other layers)
The
図1に例示した光拡散層18は、好ましく設けられる任意の層であって、光を拡散させる作用があればよく、一般的な光拡散シートに形成されているものである。例えば光拡散性微粒子が透光性樹脂中に分散した層を適用できる。この光拡散層18は、透光性基材12の他方の面S2に設けられていてもよいし、透光性基材12の一方の面S1とプリズム部16との間(図示しない)に設けられていてもよいし、その両方に設けられていてもよい。
The
光拡散層18を構成する透光性樹脂材料としては、上記の透光性基材12と同様の樹脂材料、例えばアクリル、ポリスチレン、ポリエステル、ビニル重合体等の透明な材料が用いられる。さらにその光拡散層18中には、光拡散性微粒子が均一に分散されている。光拡散性微粒子としては、一般的に光学シートに用いられる光拡散性の微粒子が用いられ、例えば、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)系ビーズ、ポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネート系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ、シリカ系ビーズ等が用いられる。
As the translucent resin material constituting the
光拡散層18は種々の方法で作製できる。例えば、光拡散性微粒子を透光性バインダー樹脂に分散させた塗料を、吹付け塗装、ロールコート等で塗工して形成してもよいし、光拡散性微粒子を分散させた樹脂材料を準備し、その樹脂材料を透光性基材12の押出材料とともに共押出しして形成してもよい。なお、光拡散層18の厚さは、通常、1〜20μmの範囲である。
The
また、図示しないが、マット処理は、例えば透光性基材12の他方の面S2上に光拡散層18を設ける代わりに、その面S2に所定の表面粗さを持たせて光拡散機能を付与したものである。その手段としては、表面をサンドブラスト等により機械的に荒らす方法や、粒子を含む凹凸層を形成すること等を例示できる。
Although not shown, the mat treatment has a light diffusion function by giving a predetermined surface roughness to the surface S2 instead of providing the
以上の第1及び第2態様に係るプリズム部16を有する光学シート10は、1枚構成で用いることもできるが、2方向(上下方向、左右方向)の光拡散角を制御するためには、プリズム部16を有する2枚の光学シート10をその稜線が交叉するように積層してもよい。交叉角としては、通常、15°程度〜90°(直交)である。この場合プリズム面の向きは、2枚とも同じ向きにするのが光の透過性が高く最も良好であるが、プリズム部16側が対向して向き合うように、或いはプリズム部側16が背中合わせに向くように構成してもよい。本発明では、上記のような光学シート10を用いるので、このように重ね合わせて一方の単位プリズム14の頂部5が他方の光学シートに押し当たって接触部分が生じた場合であっても、その接触部分に基づいて生じる白点を目立たなくし、又は白点の発生を防ぐことができる。
The
[面光源装置]
図4は、本発明の第1態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。本発明の第1態様に係る面光源装置30は、いわゆるエッジライト型の面光源装置であり、少なくとも1つの側端面32Aから導入された光を一方の面である光放出面32Bから出射する導光体32と、その導光体32の少なくとも前記1つの側端面32Aから内部に光を入射させる光源34と、導光体32の光放出面32Bに例えば接着層31を介して設けられ、その光放出面32Bから出射する光を透過する上記本発明に係る光学シート10とを有している。なお、図4においては光源34が1つの単燈型の面光源装置を示しているが、光源34が両端面にある2燈型の面光源装置(図示しない)であってもよい。
[Surface light source device]
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the surface light source device according to the first aspect of the present invention. The surface
導光体32は、透光性材料からなる板状体であって、図4において左側の側端面32Aから導入された光を、上側の光放出面32Bから出射するように構成されている。導光体32は、光学シート10の材料と同様の透光性材料で形成されるが、通常、アクリル又はポリカーボネート樹脂で形成される。導光体32の厚さは通常1〜10mm程度であり、その厚さは全範囲で一定であってもよいし、図4に示すように、光源34側の側端面32Aの位置で最も厚く、反対方向に徐々に薄くなるテーパ形状であってもよい。こうした導光体32は、光を広い面(光放出面32B)から出射させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されていることが好ましい。
The
光源34は、導光体32の少なくとも1つの側端面32Aから内部に光を入射させるものであり、導光体32の側端面32Aに沿って配置されている。光源34としては、図4に示すような線状の光源に限定されるものでなく、白熱電球、LED(発光ダイオード)等の点光源を側端面32Aに沿ってライン状に配置してもよい。また、小形の平面蛍光ランプを側端面32Aに沿って複数個配置するようにしてもよい。
The
導光体32の光放出面32Bには、上述した本発明に係る光学シート10が、例えば光拡散シートを介して設けられる。光学シート10は、そのプリズム部16の反対面が導光体32の光放出面32Bになるように設けられる。なお、光学シート10の詳細については既に説明したのでここでは省略する。
On the
反射体36は、図4に示すように、導光体32の光放出面32Bと反対側の面に設けられるとともに、左側の側端面32A以外の側端面に設けられ、これらの面から出射する光を反射して導光体32内に戻すためのものである。反射体36は、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。
As shown in FIG. 4, the
図5は、本発明の第2態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。本発明の第2態様に係る面光源装置40は、直下型の面光源装置であって、上記本発明に係る光学シート10と、光学シート10のプリズム部16側の反対面から光を照射する光源34と、光源34からみて光学シートの反対側に配置され、光源34からの光を光学シート10の方向に反射する凹面状の反射体44とを有している。なお、光学シート10の詳細については既に説明したのでここでは省略する。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a surface light source device according to the second aspect of the present invention. The surface
光源34からの光は、光学シート10側の光放出面42に向かって光学シート10を透過するものと、反射体44で反射した後に光放出面42に向かって光学シート10を透過するものがある。
The light from the
反射体44は、上記第1態様に係る面光源装置と同様、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。反射体44の形状は、光源34からの光を平行光線として均一に反射できるものであればよく、凹円弧状、放物面柱状、双曲線柱状、楕円柱状等の形状が選択される。
The
図6は、本発明の第1及び第2態様に係る面光源装置の他の例を示す透視断面図であり、(A)は第1態様に係るエッジライト型の面光源装置の他の一例を示し、(B)は第2態様に係る直下型の面光源装置の他の一例を示している。図6(A)に示す面光源装置30’は、上記の図4の面光源装置30とは光学シート10を構成するプリズム部16の向きが異なるものであり、そのプリズム部16が、光源34から光学シート10に向かって光が出射する側、すなわち導光体32の光放出面32B側に設けられている態様であってもよい。また、図6(B)に示す面光源装置40’は、上記の図5の面光源装置40とは光学シート10を構成するプリズム部16の向きが異なるものであり、光学シート10を構成するプリズム部16が、光源34から光学シート10に向かって光が出射する側、すなわち光学シート10側の光放出面42側に設けられている態様であってもよい。
FIG. 6 is a perspective sectional view showing another example of the surface light source device according to the first and second aspects of the present invention, and FIG. 6A is another example of the edge light type surface light source device according to the first aspect. (B) has shown another example of the direct type surface light source device which concerns on a 2nd aspect. The surface
図4〜図6に示す面光源装置においては、線状の光源や、一方向にライン状に配置した光源等を用いているが、その光源の延びる方向と、本発明に係る光学シート10が有する単位プリズムの稜線が延びる方向とは、通常は図4〜図6に示すように平行となるように配置するが、非平行に配置してもよい。非平行の場合とは、光源の延びる方向と単位プリズムの稜線が延びる方向とが直交するように配置した場合や、任意の角度に斜交するように配置した場合等が挙げられる。
In the surface light source device shown in FIGS. 4 to 6, a linear light source, a light source arranged in a line in one direction, or the like is used, but the extending direction of the light source and the
以上のように、本発明の面光源装置は既述の光学シート10を採用しているので、単位プリズム14の頂部5が導光体32,42に押し当たって接触部分となっても、白点等を目立たなくすることができ、表示ムラの低減を図ることができる。
As described above, since the surface light source device of the present invention employs the
[表示装置]
図7は、本発明の透光性表示装置としての代表例である液晶表示装置の例を示す概略斜視図である。図7に示す液晶表示装置50は、平面状の透光性表示体である液晶パネル52と、その液晶パネル52の背面に配置され、液晶パネル52を背面から光照射する上記本発明のエッジライト型の面光源装置30(図4参照)とを備えている。また、図8に示す液晶表示装置60も同様に、平面状の透光性表示体である液晶パネル62と、その液晶パネル62の背面に配置され、液晶パネル62を背面から光照射する上記本発明に係る直下型の面光源装置40(図5参照)とを備えている。液晶表示装置50,60は、バックライト面光源装置30,40を備えた透過型の液晶表示装置であり、液晶画面を形成する各画素を面光源装置30,40からの出射光によって裏側から照明するように構成されている。なお、面光源装置としては、図6(A)(B)に示す態様の面光源装置30’,40’を適用してもよい。
[Display device]
FIG. 7 is a schematic perspective view showing an example of a liquid crystal display device which is a representative example of the translucent display device of the present invention. A liquid
この液晶表示装置50,60は、本発明に係る面光源装置30,40を構成部材として有するが、その面光源装置30,40は、白点等を目立たなくして表示ムラの低減を図る光学シート10を備える。その結果、液晶表示装置50,60は、表示ムラを低減して良好な画像を形成することができる。
The liquid
次に、実施例と比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.
(実施例1)
透光性基材形成用の押出樹脂として屈折率1.56のポリエチレンテレフタレート(以下「PET」で表す。)樹脂を用い、押出後の厚さが180μmとなるように押出装置に投入して押出を行い、その後、得られたシートの長尺方向と幅方向に延伸装置で延伸処理して基材シート71を作製した。
Example 1
A polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as “PET”) resin having a refractive index of 1.56 is used as an extrusion resin for forming a translucent substrate, and the extruded material is put into an extrusion apparatus so that the thickness after extrusion is 180 μm. After that, the
こうして作製された基材シート71を、図9に示す製造装置70に投入してその表面にプリズム部16を形成する。先ず、上記のようにして得られた基材シート71の巻取りロール72を用意した。他方、金属円筒表面に三角形状の単位プリズムの賦形型76が形成された賦形ロール73を用意し、これを中心軸の回りに回転させつつ、Tダイ型ノズル74から紫外線硬化型樹脂液80を賦形ロール面に供給し、単位プリズムの賦形型76に充填した。次いで、基材シート71を巻取りロール72から賦形ロール73の回転周速度と同期する速度で巻出して、押圧ロール81で基材シート71をその賦形ロール73上に、前記樹脂液80を間に介して積層密着させ、そのままの状態で紫外線照射装置82,82からの紫外線を基材シート71側から照射し、その賦形型76内で樹脂液80を架橋硬化させると同時に基材シート71と接着させた。次いで、剥離ロール83を用いて走行する基材シート71を、それに接着したプリズム部16と共に剥離し、三角断面からなる単位プリズムが複数配列された図1に示す態様の光学シート10を得た。
The
実施例1の単位プリズムの形状は三角断面からなる形状であり、詳しくは、ピッチ50μmで、その断面が単位プリズムの頂角αが90°で底角βとγが45°の二等辺三角形で、稜線が互いに平行になるように隣接して配列された形状となるように形成した。さらに、図2(A)に示すように、単位プリズム14のうち4列に1つの単位プリズム14の頂部5を他の頂部5’よりも3μm高くなる厚さ(高さh)28μmのプリズム部16を形成した。こうした形態からなるプリズム部16は、前記の単位プリズムの形態に対応した賦形型を準備することによって得ることができる。なお、各頂部5,5’は、平坦幅Wを0.1μm(=100nm)の鋭角部とした。
The unit prism of Example 1 has a triangular cross section. Specifically, the unit prism is an isosceles triangle having a pitch of 50 μm and a vertical angle α of the unit prism of 90 ° and base angles β and γ of 45 °. The ridgelines are formed so as to be adjacent to each other so that the ridgelines are parallel to each other. Further, as shown in FIG. 2 (A), a prism portion having a thickness (height h) of 28 μm, in which the
(実施例2)
単位プリズム14のうち4列に1つの単位プリズム14の頂部5を他の頂部5’よりも3μm高くし、さらに、高い頂部5の平坦幅Wを0.2μmとした厚さ(高さh)26μmのプリズム部16を形成した他は、実施例1と同様にして、実施例2の光学シートを作製した。
(Example 2)
Thickness (height h) in which the
(実施例3)
単位プリズム14のうち2列に1つの単位プリズム14の頂部5を他の頂部5’よりも3μm高くし、さらに、高い頂部5の平坦幅Wを0.3μmとした厚さ(高さh)28μmのプリズム部16を形成した他は、実施例1と同様にして、実施例3の光学シートを作製した。
(Example 3)
Thickness (height h) where the
(実施例4〜9)
高い頂部の割合、高い頂部の高さ、及び高い頂部の平坦幅を表1に示したとおりにした他は、実施例1と同様にして、実施例4〜9の光学シートを作製した。
(Examples 4 to 9)
Optical sheets of Examples 4 to 9 were produced in the same manner as in Example 1 except that the ratio of the high top, the height of the high top, and the flat width of the high top were as shown in Table 1.
(比較例1〜5)
高い頂部の割合、高い頂部の高さ、及び高い頂部の平坦幅を表1に示したとおりにした他は、実施例1と同様にして、比較例1〜5の光学シートを作製した。
(Comparative Examples 1-5)
Optical sheets of Comparative Examples 1 to 5 were produced in the same manner as in Example 1, except that the ratio of the high top, the height of the high top, and the flat width of the high top were as shown in Table 1.
(評価)
実施例1〜9及び比較例1〜5の各光学シートについて、白点の有無について観察した。観察は、厚さ1.0mmのガラスを準備し、得られた光学シートの単位プリズム14の頂部5側を前記ガラス上に載せ、光学シートのPET基材側から直径1cmで重さ50gの透明円柱を荷重物として載せ、ガラスの下側から光源を照射した。このとき透明円柱による荷重領域に白点が生じるか否かを観察した。白点が目立たない場合を「○」とし、白点が目立つ場合を「×」とし、その中間程度を「△」として、表1にその結果を示した。
(Evaluation)
About each optical sheet of Examples 1-9 and Comparative Examples 1-5, the presence or absence of the white spot was observed. For observation, a glass having a thickness of 1.0 mm was prepared, the top 5 side of the
表1の結果より、単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部が他の頂部よりも0.4μm〜10μmの範囲で高く形成され、且つ、単位プリズムの頂部が平坦でその平坦幅Wが100nm〜400nmの範囲である実施例1〜9は、白点が目立たない良好な結果が得られた。一方、前記に該当しない比較例1〜5は、白点が目立っていた。 From the results in Table 1, the top of one unit prism is formed higher in the range of 0.4 μm to 10 μm than the other tops in 2 to 8 rows of unit prisms, and the top of the unit prism is flat. In Examples 1 to 9 in which the flat width W is in the range of 100 nm to 400 nm, good results with inconspicuous white spots were obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5 not corresponding to the above, white spots were conspicuous.
5,5’,5”…頂部
10…光学シート
12…透光性基材
14…単位プリズム
16…プリズム部
18…光拡散層
30,30’,40,40’…面光源装置
31…接着層
32…導光体
32A…側端面
32B…光放出面
34…光源
36,44…反射体
50,60…液晶表示装置
52,62…液晶パネル
S1…透光性基材の一方の面
S2…透光性基材の他方の面
H…高い頂部と他の頂部との差
W…単位プリズムの頂部の平坦幅
5, 5 ', 5 "...
Claims (4)
前記単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部が、他の頂部よりも0.4μm〜10μmの範囲で高く形成されており、且つ前記単位プリズムの頂部が平坦であって、該平坦幅Wが100nm〜400nmの範囲であることを特徴とする面光源用光学シート。 A translucent substrate, provided on one surface of the light transmitting substrate, have a ridge on the top with triangular cross-section, the unit prisms said top are formed at the same apex angle as the該稜line orthogonal An optical sheet for a surface light source having a plurality of prism portions arranged in a direction to perform,
Among the unit prisms, the top part of one unit prism in 2 to 8 rows is formed higher in the range of 0.4 μm to 10 μm than the other top part, and the top part of the unit prism is flat. The optical sheet for a surface light source, wherein the flat width W is in the range of 100 nm to 400 nm.
前記光学シートが、請求項1に記載の面光源用光学シートであることを特徴とする面光源装置。 A light guide made of a translucent material that emits light introduced from at least one end face from a light emitting face that is one side, and light is incident on the inside from at least one end face of the light guide A surface light source device comprising: a light source; and an optical sheet provided on a light emission surface of the light guide and transmitting light emitted from the light emission surface,
The surface light source device, wherein the optical sheet is the surface light source optical sheet according to claim 1.
前記光学シートの背面側から光を照射する光源と、
前記光源の前記光学シートと反対側に配置され、前記光源からの光を前記光学シート方向に反射する反射体と、を有することを特徴とする面光源装置。 An optical sheet for a surface light source according to claim 1,
A light source that emits light from the back side of the optical sheet;
A surface light source device comprising: a reflector disposed on a side opposite to the optical sheet of the light source and reflecting light from the light source toward the optical sheet.
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