JP5323811B2 - 光制御フィルム、これを用いたバックライト装置および凹凸パターン形成用型の作製方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の光制御フィルムは、好ましくは凸部が略同一形状であることを特徴とするものである。
前述したように、本発明の光制御層の凹凸状パターンは、それを構成する凸部が、互いの円形底面が重なることなく且つ他の1以上の凸部の円形底面と接するように配置されている。ただし複数の凸部のうち、互いに接する2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置された凸部の割合は50〜92%である。
こうして配置した円の最終的な充填率は、設定された面積に対する、黒に塗りつぶされた面積の割合を算出することにより、求めることができる。
特に凸部のアスペクト比(凸部の高さ/円形底面の直径)は、より高い正面輝度を確保する観点から、0.40〜0.70とすることが好ましく、0.50〜0.60とすることがより好ましい。
前述した凸部の配置方法においては、特定点の集合Bを選択する割合を調整することにより充填率を調整することができる。
[実施例1]
微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型aを用い、金型aに光制御層形成液としてアクリルモノマー 50部(メタクリル酸メチル:和光純薬社)、多官能性アクリルモノマー 45部(NKエステルA-TMPT-3EO:新中村化学工業社)、光重合開始剤 5部(イルガキュア184:チバ・ジャパン社)の混合液を充填し、その上に支持体として厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(コスモシャインA4100:東洋紡績社)を密着させた。その後、光制御層に対し高圧水銀灯により紫外線を600mJ/cm2照射して光制御層を硬化させ、金型aから剥離することで、支持体上に厚み50μmの光制御層が形成された実施例1の光制御フィルムを作製した。
実施例1で用いた金型aは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、80%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.60とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が89%となるように設計した。
実施例1で用いた金型aに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型bを用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2の光制御フィルムを作製した。なお、実施例2で用いた金型bは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、73%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.45とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が72%となるように設計した。本実施例で設計した凹凸パターンの凸部配置を図7に示す。
実施例1で用いた金型aに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型cを用いた以外は実施例1と同様にして、実施例3の光制御フィルムを作製した。なお実施例3で用いた金型cは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、70%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.50とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が57%となるように設計した。
微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型dを用い、金型dに実施例1と同様の光制御層形成液を充填した。その後、光制御層に対し高圧水銀灯により紫外線を600mJ/cm2照射して光制御層を硬化させ、金型dから剥離することで、厚み70μmの光制御層からなる実施例4の光制御フィルムを作製した。なお、実施例4で用いた金型dは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、75%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.35とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が79%となるように設計した。
実施例4で用いた金型dに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型eを用いた以外は実施例4と同様にして、実施例5の光制御フィルムを作製した。なお、実施例5で用いた金型eは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、69%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.55とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が51%となるように設計した。
支持体として厚み188μmのポリエチレンナフタレートフィルム(テオネックスQ51:帝人デュポンフィルム社)上に、射出成形機を用いて厚み35μmの光制御層を賦形転写し、支持体上に光制御層が形成されてなる光制御フィルムを、シリンダー温度280度、金型温度85度の条件下で作製した。光制御層は、高分子樹脂としてポリカーボネート樹脂(パンライトL-1225:帝人化成社)のペレットを用いて構成した。型は、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型fを用いた。なお、実施例6で用いた金型fは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、76%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.50とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が83%となるように設計した。
実施例6で用いた金型fに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型gを用いた以外は実施例6と同様にして、実施例7の光制御フィルムを作製した。なお、実施例7で用いた金型gは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、72%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.65とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が68%となるように設計した。
実施例6で用いた金型fに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型hを用いた以外は実施例6と同様にして、実施例8の光制御フィルムを作製した。なお、実施例8で用いた金型hは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、81%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.60とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が90%となるように設計した。
射出成形機を用いて、厚み30μmの光制御層からなる光制御フィルムを、シリンダー温度280度、金型温度85度の条件下で作製した。光制御層は、高分子樹脂としてポリカーボネート樹脂(パンライトL-1225:帝人化成社)のペレットを用いて構成した。型は、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型iを用いた。なお、実施例9で用いた金型iは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、78%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.75とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が87%となるように設計した。
実施例9で用いた金型iに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型jを用いた以外は実施例9と同様にして、実施例10の光制御フィルムを作製した。なお、実施例10で用いた金型jは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部を、本発明の凸部の配置方法にしたがって、83%の充填率で充填した凹凸パターンを設計し、金型材料表面に、この凹凸パターンの凸部と相補形の凹部を形成することにより作製したものである。凹凸パターンにおいて、凸部の形状は図4(c)に示すような山型であってアスペクト比は0.50とし、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が92%となるように設計した。
実施例1で用いた金型aに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型kを用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1の光制御フィルムを作製した。なお、比較例1で用いた金型kは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部であって、略同一形状でアスペクト比が0.50の凸部が、互いに重なり合うことなく最密充填(充填率:91%)された凹凸状パターンを賦形転写できるように設計したものである。金型kは、凸部が最密充填されるように設計したものであるため、金型kにより作製された光制御フィルムの光制御層表面には、凹凸状パターンの凸部のすべてが、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されていた。
実施例1で用いた金型aに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型lを用いた以外は実施例1と同様にして、比較例2の光制御フィルムを作製した。なお、比較例2で用いた金型lは、略同一直径50μmの円形底面を持ち、アスペクト比が0.60の略同一形状の凸部を、乱数を用いて円形底面が重なり合うことなくランダムに配置した凹凸状パターンを設計し、この凹凸パターンを賦形転写できるように作製したものである。この金型により作製された凹凸パターンでは、凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合は、0.1%以下であった。また、凸部の円形底面の充填率は54%であった。
実施例6で用いた金型fに換えて、微細穴開け加工技術により形成された特定の凹凸形状を賦形転写することができる金型mを用いた以外は実施例6と同様にして、比較例3の光制御フィルムを作製した。なお、比較例3で用いた金型mは、略同一直径50μmの円形底面を持つ凸部であって、略同一形状でアスペクト比が0.50の凸部が、本発明の凸部の配置方法にしたがって、63%の充填率で充填された凹凸状パターンを賦形転写できるように設計した。
次に、実施例1〜10及び比較例1〜3の光制御フィルムを導光板上に設置して構成した15インチのエッジライト型バックライト装置(冷陰極管上下各1灯)を作製し、実施例1〜10及び比較例1〜3のバックライト装置とした。
(1)正面輝度
実施例1〜10及び比較例1〜3の光制御フィルムを用いたエッジライト型バックライト装置の光出射面中心の正面輝度を測定した。光制御フィルムの向きは、凹凸状パターンを有する面が光出射面となるようにした。測定結果を表1に示す(単位は「cd/m2」)。なお、光制御フィルムを用いない状態でのエッジライト型バックライト装置の正面輝度は、1000cd/m2であった。
暗室にて、実施例1〜10及び比較例1〜3の光制御フィルムを用いた液晶ディスプレイを全白表示で点灯し、正面および斜め方向からの目視によるモアレの発生状況を観察した。モアレがまったく発生しなかったものを「◎」、モアレが若干発生したものの目視ではほとんど確認できない程度であったものを「○」、モアレが若干発生したが視認性に影響を及ぼさない程度であったものを「△」、モアレが発生し視認性に大きく影響を及ぼしたものを「×」として評価した。評価結果を表1に示す。
140、150・・・バックライト装置
141、151・・・導光板或いは拡散板
142、152・・・光源
143、153・・・光制御フィルム
Claims (12)
- 略同一直径の円形底面を持つ凸部を配置した凹凸状パターンを表面に備えた光制御層を有する光制御フィルムであって、
前記凹凸状パターンは、1からn(nは2以上の整数)番目までの凸部を順次配置したときに、n番目の凸部の円形底面が、1番目から(n−1)番目までのすべての凸部の円形底面と重なることなく、1番目から(n−1)番目までのいずれかの凸部の円形底面と接するように配置されてなるものであり、
前記凸部のうち、接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が50%以上90%未満であることを特徴とする光制御フィルム。 - 前記凸部のうち、その底面が2以上の凸部の円形底面と接するように配置された凸部の割合が80%以上100%以下であることを特徴とする請求項1記載の光制御フィルム。
- 前記凸部は、略同一形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光制御フィルム。
- 前記凹凸状パターンにおける前記凸部の円形底面の充填率が、70〜82%であることを特徴とする請求項1から3何れか1項記載の光制御フィルム。
- 前記凸部のアスペクト比が、0.40〜0.70であることを特徴とする請求項1から4何れか1項記載の光制御フィルム。
- 前記光制御層は、高分子樹脂により構成されてなることを特徴とする請求項1から5何れか1項記載の光制御フィルム。
- 表面に凹凸状パターンを備えた光制御層を有する光制御フィルムであって、前記凹凸状パターンは、略同一直径の円形底面を持つ複数の第1の凸部と前記第1の凸部より直径の小さい円形底面を持つ第2の凸部を配置してなり、
前記複数の第1の凸部は、互いの円形底面が重なることなく且つ他の1以上の第1の凸部の円形底面と接するように配置されてなり、
前記複数の第1の凸部のうち、底面が接した2つの凸部のいずれの円形底面にも接するように配置されてなる凸部の割合が50%以上90%未満であることを特徴とする光制御フィルム。 - 表面に、略同一直径の円形底面を持つ複数の凸部を配置した凹凸状パターンを備えた光制御層を有する光制御フィルムであって、
前記凹凸状パターンは、1からn(nは2以上の整数)番目までの凸部を順次配置したときに、n番目の凸部の円形底面が、1番目から(n−1)番目までのすべての凸部の円形底面と重なることなく、1番目から(n−1)番目までのいずれかの凸部の円形底面と接するように配置されてなるものであり、
前記複数の凸部のうち、その底面が2以上の凸部の円形底面と接するように配置された凸部の割合が80%以上100%未満であることを特徴とする光制御フィルム。 - 略同一直径の円形底面を持つ凸部を配置した凹凸状パターンを表面に備えた光制御層を有し、前記凸部の雌型となる凹部が形成された型を用いて作成してなる光制御フィルムであって、
前記型は、型の表面に、略同一直径の円形底面を持つ複数の凸部の底面となる円を配置し、配置された円の内側に、前記凸部の雌型となる凹部を形成したものであり、前記複数の円は、1からn(nは2以上の整数)番目までの円を順次配置するステップを、他の円と重ならずに円を配置することが可能な隙間が前記型の表面になくなるまで行い、その際、n番目に配置される円が、1番目から(n−1)番目までのすべての円と重なることなく、1番目から(n−1)番目までのいずれかの円と接するように配置するとともに、接した2つの円のいずれにも接する位置に配置される円の割合を50〜92%に制御することにより配置されたものである
ことを特徴とする光制御フィルム。 - 略同一直径の円形底面を持つ複数の第1の凸部と前記第1の凸部より直径の小さい円形底面を持つ第2の凸部を配置した凹凸状パターンを表面に備えた光制御層を有し、前記第1及び第2の凸部の雌型となる凹部が形成された型を用いて作成してなる光制御フィルムであって、
前記型は、型の表面に、前記第1及び第2の凸部の底面となる複数の円を配置し、配置された円の内側に、前記第1及び第2の凸部の雌型となる凹部を形成したものであり、前記第1の底面となる複数の円は、1からn(nは2以上の整数)番目までの円を順次配置するステップを、他の円と重ならずに円を配置することが可能な隙間が前記型の表面になくなるまで行い、その際、n番目に配置される円が、1番目から(n−1)番目までのすべての円と重なることなく、1番目から(n−1)番目までのいずれかの円と接するように配置するとともに、接した2つの円のいずれにも接する位置に配置される円の割合を50〜92%に制御することにより配置されたものであり、前記第2の凸部の底面となる円は、前記第1の凸部の底面となる円と円の隙間に配置されたものであることを特徴とする光制御フィルム。 - 光源と、前記光源から入射した光を、光入射面とは異なる面から出射する板状光学部材と、前記板状光学部材に近接して配置される光制御フィルムとを備えたバックライト装置において、前記光制御フィルムとして、請求項1から10何れか1項記載の光制御フィルムを用いたことを特徴とするバックライト装置。
- 表面に凹凸状パターンを備えた光制御層を有する光制御フィルムの前記凹凸パターン形成用型を作製する方法であって、
型の表面に、略同一直径の円形底面を持つ複数の凸部の底面となる円を配置するステップと、
配置された円の内側に、前記凸部の雌型となる凹部を形成するステップとを有し、
前記円を配置するステップでは、1からn(nは2以上の整数)番目までの円を順次配置するステップを、他の円と重ならずに円を配置することが可能な隙間が前記型の表面になくなるまで行い、その際、n番目に配置される円が、1番目から(n−1)番目までのすべての円と重なることなく、1番目から(n−1)番目までのいずれかの円と接するように配置するとともに、接した2つの円のいずれにも接する位置に配置される円の割合を50〜92%に制御することを特徴とする型の作製方法。
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