JP5515543B2 - Optical sheet manufacturing apparatus and optical sheet manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光管、LED、EL等の光源を有する液晶バックライト装置や照明装置に搭載され照明光路制御に用いられる光学シート、並びに、バックライトユニット、ディスプレイ装置に関するものである。特に、フラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置における照明光路制御に使用される光学シートの製造装置の改良に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal backlight device having a light source such as a fluorescent tube, LED, EL, or the like, an optical sheet mounted on a lighting device and used for illumination light path control, a backlight unit, and a display device. In particular, the present invention relates to an improvement in an optical sheet manufacturing apparatus used for illumination optical path control in an image display apparatus typified by a flat panel display.
近年、TFT型液晶パネルやSTN型液晶パネルを使用したディスプレイ装置は、例えば、OA分野でカラーノートPC(パーソナルコンピュータ)を中心に商品化されている。
このようなディスプレイ装置においては、液晶パネルの背面側に光源を配置し、この光源からの光で液晶パネルを照明する、いわゆるバックライト方式が採用されている。
In recent years, display devices using TFT-type liquid crystal panels and STN-type liquid crystal panels have been commercialized mainly in color notebook PCs (personal computers) in the OA field, for example.
Such a display device employs a so-called backlight system in which a light source is arranged on the back side of the liquid crystal panel and the liquid crystal panel is illuminated with light from the light source.
この種のバックライト方式に採用されているバックライトユニットを大別すると、冷陰極管(CCFL)等の光源ランプを光透過性に優れたアクリル樹脂などからなる平板状の導光板内で多重反射させる「導光板ライトガイド方式」(いわゆるエッジライト方式)と、導光板を用いない「直下型方式」とがある。 The backlight units used in this type of backlight system can be broadly divided into multiple light sources such as cold cathode fluorescent lamps (CCFL) within a flat light guide plate made of acrylic resin with excellent light transmission. There are a “light guide plate light guide method” (so-called edge light method) and a “direct type method” that does not use a light guide plate.
導光板ライトガイド方式のバックライトユニットが搭載されたディスプレイ装置としては、例えば図7に示すものが一般に知られている。
このディスプレイ装置は、偏光板130、132に挟まれた液晶パネル131を備え、その背面側に略長方形板状のPMMA(ポリメチルメタクリレート)やアクリル等の透明な基材からなる導光板134が設置されており、該導光板134の上面(光出射側)と背面側の偏光板132との間に拡散フィルム(拡散層)133が設けられている。
As a display device on which a light guide plate light guide type backlight unit is mounted, for example, the one shown in FIG. 7 is generally known.
This display device includes a
また、この導光板134の背面側には、導光板134に導入された光を液晶パネル131方向に均一となるように散乱して反射させるための散乱反射パターン部(図示省略)が印刷等されることによって設けられており、該散乱反射パターン部のさらに背面側には、反射フィルム(反射層)137が設けられている。
Also, on the back side of the
さらに、導光板134の一側端部には、光源ランプ136が取り付けられており、該光源ランプ136の光を効率よく導光板134中に入射させるために光源ランプ136の背面側を覆うようにして高反射率のランプリフレクター135が設けられている。なお、上記散乱反射パターン部は、白色の二酸化チタン(TiO2)粉末を透明な接着剤などに混合した混合物を、所定パターンたとえばドットパターンにて印刷し乾燥、形成したものであって、導光板134内に入射した光に指向性を付与して光出射面側へと導くようになっており、これによって高輝度化が図られている。
Further, a
また、最近では、光利用効率を向上させて高輝度化を図るために、拡散フィルム133と液晶パネル131との間に、集光機能を備えたプリズムフィルム(プリズム層)138、139を設けることが提案されている。このプリズムフィルム138、139は導光板134の光出射面から出射され、拡散フィルム133で拡散された光を、高効率で液晶パネル131の有効表示エリアに集光させるものである。
Recently, prism films (prism layers) 138 and 139 having a light condensing function are provided between the
一方、直下型方式のバックライトユニットは、導光板の利用が困難な大型の液晶TVなどの表示装置に用いられており、このバックライトユニットを用いた一例として、例えば図8に示すようなディスプレイ装置が一般的に知られている。 On the other hand, the direct type backlight unit is used in a display device such as a large liquid crystal TV in which it is difficult to use a light guide plate. As an example using this backlight unit, for example, a display as shown in FIG. Devices are generally known.
このディスプレイ装置においては、偏光板130、132に挟まれた液晶パネル131が設けられるとともに、その背面側に蛍光管等からなる光源136が設けられている。そして、光源136から出射された光が、拡散フィルム133で拡散させられ、高効率で液晶パネル131の有効表示エリアに集光させられるようになっている。また、光源136からの光を効率よく照明光として利用するために、光源136の背面にはリフレクター139が配置されている。
In this display device, a
このような直下型方式のバックライトユニットを搭載したディスプレイ装置においては、光源イメージ(ランプイメージ)がディスプレイ画面において視認されるのを防止して輝度ムラの発生を防止すべく、光散乱粒子が配合された樹脂板が光源からの出射光を拡散させる光拡散板として設けられている。 In a display device equipped with such a direct type backlight unit, light scattering particles are blended to prevent the occurrence of uneven brightness by preventing the light source image (lamp image) from being seen on the display screen. The formed resin plate is provided as a light diffusion plate for diffusing light emitted from the light source.
この光拡散板においては、光を透過させつつ該光を散乱させてランプイメージが視認されるのを防ぐといった高透過・高拡散機能が要求されており、この機能を満たすべく、光散乱微粒子の種類や粒径、配合量を変えた試行錯誤が行われている。この点、樹脂に配合する光散乱粒子として真球状粒子を使用して一層にある濃度で均一に分散させた光拡散板の場合、視野角を広げるような光拡散特性となることが確認されている。そのため、ランプイメージが明るい部分のみが広がった状態で視認されることとなるため、広く明るい部分と狭く暗い部分とのストライプ状の輝度ムラが生じてしまう。
よって、この輝度ムラを抑制するには、明暗の差が視認されにくくなるように光透過性を落とす必要が生じるため、結果として正面輝度が不十分になってしまうという問題があった。
This light diffusing plate is required to have a high transmission and high diffusion function of preventing the lamp image from being visually recognized by diffusing the light while transmitting the light. Trial and error is performed by changing the type, particle size, and blending amount. In this regard, in the case of a light diffusing plate uniformly dispersed at a certain concentration by using spherical particles as light scattering particles to be blended with the resin, it has been confirmed that the light diffusing characteristic widens the viewing angle. Yes. Therefore, since the lamp image is visually recognized in a state where only the bright part is spread, stripe-like luminance unevenness occurs between the wide bright part and the narrow dark part.
Therefore, in order to suppress this luminance unevenness, it is necessary to reduce the light transmittance so that the difference between light and dark becomes difficult to be visually recognized. As a result, there is a problem that the front luminance becomes insufficient.
さらに、図8に示す液晶ディスプレイ装置においては、視野角の制御は拡散フィルム133の拡散性のみに委ねられているため、その制御は困難であり、液晶表示画面の正面方向の中心部は明るく、周辺部に向かうほど暗くなる特性を避けることはできない。そのため、液晶表示画面を横から見たときの輝度の低下が大きくなり、光の利用効率の低下を招いていた。
Further, in the liquid crystal display device shown in FIG. 8, since the control of the viewing angle is entrusted only to the diffusibility of the
そこで、このような問題を解決する一つの方法として、米国3M社の登録商標である輝度強調フィルム(Brightness EnhancementFilm:BEF)をバックライト用照明光源136の上方に位置して配置され、さらに、BEFの上方である光出射面側に(図示しない)光拡散フィルムを配置して正面輝度を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照)。BEFは、透明基材の上面に、断面が三角形状の単位プリズムが一方向に一定のピッチで配列されたフィルムである。この単位プリズムは光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)である。BEFは、“軸外(off−axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on−axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”する。
Therefore, as one method for solving such a problem, a brightness enhancement film (BEF), which is a registered trademark of 3M USA, is disposed above the backlight
ディスプレイ装置の使用時(観察時)に、BEFは、軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここで言う「軸上」とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向側である。なお、このBEFを単独で用いた場合、単位プリズムの反復的アレイ構造は1方向のみに並列された状態となるため、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能となる。よって、水平及び垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、一般的には、2枚のシートを組み合わせ、単位プリズム群の並列方向が互いに略直交するように重ねて用いられる。 When using the display device (when observing), the BEF increases the on-axis brightness by reducing the off-axis brightness. Here, “on-axis” is a direction that coincides with the visual direction of the viewer, and is generally on the normal direction side with respect to the display screen. When this BEF is used alone, the repetitive array structure of unit prisms is arranged in only one direction, so that only the direction change or recycling in the parallel direction is possible. Therefore, in order to control the luminance of the display light in the horizontal and vertical directions, generally, two sheets are combined and used so that the parallel directions of the unit prism groups are substantially orthogonal to each other.
しかし、上述のように光拡散板とともにBEFを用いた場合、視聴者の視覚方向の光の強度を高めて正面輝度を向上させることができるものの、屈折作用による光成分が視聴者の視覚方向に進むことなくサイドローブ光として横方向に無駄に出射されてしまうという問題がある。 However, when the BEF is used together with the light diffusing plate as described above, the front luminance can be improved by increasing the light intensity in the viewer's visual direction, but the light component due to refraction acts in the viewer's visual direction. There is a problem that the side lobe light is unnecessarily emitted in the lateral direction without traveling.
このためBEFから出射される輝度分布は、視聴者の視覚方向に対する角度0°における正面輝度が最も高められている一方で、正面より±90°近辺に小さな光強度ピークが生じてしまい効率よく集光を行うことができないという問題があった。 For this reason, the luminance distribution emitted from the BEF has the highest front luminance at an angle of 0 ° with respect to the visual direction of the viewer, while a small light intensity peak occurs in the vicinity of ± 90 ° from the front, and the luminance distribution is efficiently collected. There was a problem that light could not be performed.
また、正面方向の輝度のみが過度に向上すると、輝度分布の曲線のピーク幅が著しく狭くなって視域が極端に限定されてしまう。そのため、ピーク幅を適度に拡げるためにBEF(プリズムシート)とは別部材の光拡散フィルムを新たに設ける必要があり、部品点数が増加してしまう。よって、材料コストの増加に繋がるだけでなく、ディスプレイの組立て時の作業が煩雑になり、好ましくない。 In addition, when only the luminance in the front direction is excessively improved, the peak width of the curve of the luminance distribution becomes extremely narrow, and the viewing area is extremely limited. Therefore, in order to increase the peak width appropriately, it is necessary to newly provide a light diffusion film which is a separate member from BEF (prism sheet), which increases the number of parts. Therefore, not only does it lead to an increase in material cost, but the operation for assembling the display becomes complicated, which is not preferable.
そこで、最近では特許文献6のようにコストダウンを目的として、上記の、拡散機能を持つ光学制御要素、集光機能を持つ光学制御要素、剛性のある光透過性基材の機能を一体化し、部品点数を減らす発明もなされている。このように機能を集約することにより、製造工程簡略化、コストダウン、薄型化が実現できる。
Therefore, recently, for the purpose of cost reduction as in
上記のように、従来においては、拡散や集光等それぞれの機能を持った樹脂シートを積層または粘着層を介しての一体化することにより、輝度向上や輝度ムラの解消といった所望の条件を満たした樹脂板や樹脂シートが作成されていた。 As described above, conventionally, resin sheets having respective functions such as diffusion and light collection are laminated or integrated via an adhesive layer to satisfy desired conditions such as improvement of luminance and elimination of luminance unevenness. Resin plates and resin sheets were created.
しかしながら、近年の液晶TVの更なる薄型化やコストダウンを目的とした部材点数の低減の要請により、種々の機能を集約した樹脂板や樹脂シートを更に薄くかつ安価に一体成形する必要が生じてきている。
一体成形する手法としては、ダイから成形ロールに入るまでの間(エアギャップ)の距離を短く設定した装置による押し出し成形法や射出成形法等のインジェクション法により拡散板や拡散シートを成形する方法が挙げられるが、この場合、成形時の残留応力によって成形品に反りや撓み等の変形もしくは損壊が生じてしまうという問題がある。
However, due to the recent demand for reducing the number of components for the purpose of further thinning and cost reduction of liquid crystal TVs, it has become necessary to integrally form resin plates and resin sheets with various functions thinner and cheaper. ing.
As a method of integrally molding, there is a method of molding a diffusion plate or a diffusion sheet by an injection method such as an extrusion molding method or an injection molding method using an apparatus in which the distance from the die to the molding roll (air gap) is set short. In this case, there is a problem that deformation or damage such as warpage or deflection occurs in the molded product due to residual stress at the time of molding.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、成形品に反りや撓みによる変形や損壊が生じることのない光学シート製造装置及び方法、並びに、当該光学シート製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such problems, an optical sheet manufacturing apparatus and method without deformation or damage is caused by the warpage and deflection of the molded article, as well as to provide the optical sheet manufacturing how For the purpose.
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光学シート製造装置は、両面に微細凹凸形状を有して照明光路制御に用いられる光学シートを、押出成形によって連続的に製造する光学シート製造装置であって、加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出して吐出する押出ダイと、該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形部とを備え、前記押出ダイと前記凹凸成形部との間に、前記押出ダイから押し出された前記シート状の樹脂が所定時間かけて通過する内部応力緩和区間が設けられるとともに、該内部応力緩和区間を加熱する加熱設備が設けられたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention is an optical sheet manufacturing apparatus that continuously manufactures an optical sheet that has fine irregularities on both sides and is used for illumination optical path control by extrusion molding. An extrusion die that extrudes the discharged resin into a sheet shape and discharges, and an uneven forming portion that forms the fine uneven shape on both sides by sandwiching the sheet-shaped resin, and between the extrusion die and the uneven forming portion An internal stress relaxation section through which the sheet-like resin extruded from the extrusion die passes for a predetermined time is provided, and a heating facility for heating the internal stress relaxation section is provided.
このような特徴の光学シート製造装置によれば、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂が内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。
即ち、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂は、加熱設備によって加熱された内部応力緩和を所定時間かけて移動する。これによって、シート状の樹脂は固化することなく溶融した状態で所定時間放置されることになるため、内部に残留した応力を緩和させることができる。したがって、製造される光学シートに残留応力が生じてしまうのを回避することができる。
According to the optical sheet manufacturing apparatus having such characteristics, it is possible to prevent the sheet-like resin discharged from the extrusion die from solidifying in a state having an internal stress.
That is, the sheet-like resin discharged from the extrusion die moves through the internal stress relaxation heated by the heating equipment over a predetermined time. As a result, the sheet-like resin is left in a molten state without being solidified for a predetermined time, so that the stress remaining inside can be relieved. Accordingly, it is possible to avoid the occurrence of residual stress in the manufactured optical sheet.
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間が直線状をなしていることを特徴としている。 The optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that the internal stress relaxation section is linear.
ここで、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂が、例えば搬送ロールの外周面に保持された状態で曲面状をなして搬送される構成とした場合、該シート状の樹脂を円弧状に屈曲させることになるため、樹脂内部に新たな応力が生じて、製造された光学シート内部に応力が残ってしまう。
この点、本発明においては、押出ダイから吐出されたシート状の樹脂は、直線状をなす内部応力緩和区間を通過するため、当該シート状の樹脂が屈曲させられることはなく、内部応力が新たに生じてしまうことはない。
Here, when the sheet-shaped resin discharged from the extrusion die is configured to be conveyed in a curved shape while being held on the outer peripheral surface of the conveyance roll, for example, the sheet-shaped resin is bent in an arc shape. Therefore, a new stress is generated in the resin, and the stress remains in the manufactured optical sheet.
In this regard, in the present invention, since the sheet-like resin discharged from the extrusion die passes through the linear internal stress relaxation section, the sheet-like resin is not bent, and the internal stress is renewed. It will never happen.
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の前端と後端との間の長さが、3cm以上254cm以下の範囲に設定されていることが好ましい。 Furthermore, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the length between the front end and the rear end of the internal stress relaxation section is preferably set in a range of 3 cm or more and 254 cm or less.
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間が傾斜して配置されていることを特徴としている。 Moreover, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the internal stress relaxation section is arranged to be inclined.
このような特徴の光学シート製造装置によれば、内部応力緩和区間を通過中のシート状の樹脂には、当該内部応力緩和区間の傾斜方向下方側に向かって樹脂自体による圧力が作用することになる。即ち、シート状の樹脂の延在方向に沿って均一な圧をかけることができるため、該シート状の樹脂における内部応力を除去することが可能となる。 According to the optical sheet manufacturing apparatus having such characteristics, the pressure of the resin itself acts on the sheet-like resin passing through the internal stress relaxation section toward the lower side in the inclination direction of the internal stress relaxation section. Become. That is, since a uniform pressure can be applied along the extending direction of the sheet-like resin, internal stress in the sheet-like resin can be removed.
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の傾斜が、水平面に対して傾斜角度45°以下の上り勾配又は下り勾配とされていることが好ましい。 Furthermore, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, it is preferable that the inclination of the internal stress relaxation section is an upward gradient or a downward gradient with an inclination angle of 45 ° or less with respect to the horizontal plane.
内部応力緩和区間の傾斜角度が45°を超える場合、シート状の樹脂に対して、該シート状の延在方向に沿った過剰な圧がかかり、新たに内部応力を生じさせてしまう。また、シート状の樹脂が滑り落ちて折り重なってしまうおそれがある。
この点、内部応力緩和区間の傾斜角度を45°以下とすることにより、上記不都合を是正することができる。
When the inclination angle of the internal stress relaxation section exceeds 45 °, an excessive pressure is applied to the sheet-like resin along the extending direction of the sheet-like, and new internal stress is generated. Further, the sheet-shaped resin may slide down and be folded over.
In this regard, the inconvenience can be corrected by setting the inclination angle of the internal stress relaxation section to 45 ° or less.
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の前端と後端とにおける前記シート状の樹脂の温度差が5℃以内となるように、前記加熱設備が前記内部応力緩和区間を加熱することが好ましい。 Moreover, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the heating equipment is configured to reduce the internal stress so that a temperature difference of the sheet-like resin between a front end and a rear end of the internal stress relaxation section is within 5 ° C. It is preferable to heat the section.
このような特徴の光学シート製造装置によれば、内部応力緩和区間においてシート状の樹脂を固化させることなく確実に内部応力を緩和させることができる。
また、内部応力緩和区間前後の温度差が5℃を超過した場合、樹脂Wの溶融粘度が大きく変化してしまい、温度が高いことで粘度が下がり、成形する前に樹脂が漏れ出したり、温度が低いことで粘度が下がり内部応力を留めたまま低温固化してしまうという問題が生じてしまうが、当該問題を回避することができる。
According to the optical sheet manufacturing apparatus having such characteristics, the internal stress can be reliably relaxed without solidifying the sheet-like resin in the internal stress relaxation zone.
Also, if the temperature difference before and after the internal stress relaxation section exceeds 5 ° C, the melt viscosity of the resin W will change greatly, the viscosity will decrease due to the high temperature, the resin will leak before molding, Is low, the viscosity is lowered, and the problem of solidifying at a low temperature while keeping the internal stress occurs, but this problem can be avoided.
さら、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記内部応力緩和区間の後端と前記凹凸成形部との配置間隔が10cm以内に設定されていることを特徴としている。 Furthermore, the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that an arrangement interval between the rear end of the internal stress relaxation section and the concavo-convex molded portion is set within 10 cm.
このような特徴の光学シート製造装置によれば、内部応力緩和区間を通過したシート状の樹脂を、固化させることなく凹凸成形部に到達させることができる。これにより、シート状の樹脂の両面に確実に微細凹凸形状を成形することが可能となる。 According to the optical sheet manufacturing apparatus having such a feature, the sheet-shaped resin that has passed through the internal stress relaxation section can reach the concavo-convex molded portion without solidifying. Thereby, it becomes possible to shape | mold a fine uneven | corrugated shape reliably on both surfaces of a sheet-like resin.
また、本発明に係る光学シート製造装置は、前記光学シートの一方の面の前記微細凹凸形状の逆形状をなす第1型形状を有する第1版と、前記光学シートの他方の面の前記微細凹凸形状と逆形状をなす第2型形状を有する第2版とを備え、前記凹凸成形部において前記第1版と前記第2版とによって前記シート状の樹脂を挟圧することにより、該シート状の樹脂の両面に前記微細凹凸形状を転写することを特徴としている。 Moreover, the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention includes a first plate having a first mold shape that is opposite to the fine unevenness shape of one surface of the optical sheet, and the fine surface of the other surface of the optical sheet. A second plate having a second mold shape opposite to the concavo-convex shape, and the sheet-like resin is sandwiched between the first plate and the second plate in the concavo-convex molding portion, thereby forming the sheet shape The fine concavo-convex shape is transferred onto both surfaces of the resin.
これにより、シート状の樹脂の両面に確実に微細凹凸形状を成形することができる。 Thereby, a fine uneven | corrugated shape can be shape | molded reliably on both surfaces of a sheet-like resin.
また、本発明の光学シート製造装置においては、前記第1版が、ベルト表面に前記第1型形状を有するベルト状をなすとともに、前記ベルト表面に前記シート状の樹脂が吐出されて前記内部応力緩和区間及び凹凸成形部を通過移動し、前記第2版が、ロール表面に前記第2型形状を有するロール状をなすとともに、前記凹凸成形部に配置されていることを特徴としている。 In the optical sheet manufacturing apparatus of the present invention, the first plate forms a belt shape having the first mold shape on a belt surface, and the sheet-like resin is discharged onto the belt surface to cause the internal stress. The second plate is moved to move through the relaxation section and the concavo-convex molded portion, and the second plate forms a roll shape having the second mold shape on the roll surface, and is arranged in the concavo-convex molded portion.
このような特徴の光学シート製造装置によれば、押出ダイから押し出されたシート状の樹脂は第1版のベルト表面に吐出され、該第1版が内部応力緩和区間を通過移動することによりシート状の樹脂の内部応力が緩和される。そして、第1版は内部応力緩和区間を通過後、凹凸成形部に到達し、この際、当該凹凸成形部において、第1版のベルト表面のシート状の樹脂が第2版のロール表面と接触することにより、当該シート状の樹脂が第1版と第2版とによって挟圧される。これによって、シート状の樹脂の両面に微細凹凸形状を確実に転写することができる。 According to the optical sheet manufacturing apparatus having the above characteristics, the sheet-like resin extruded from the extrusion die is discharged onto the belt surface of the first plate, and the first plate moves through the internal stress relaxation section to move the sheet. The internal stress of the resin is relieved. Then, after passing through the internal stress relaxation section, the first plate reaches the concave-convex molded portion, and in this case, the sheet-like resin on the belt surface of the first plate contacts the roll surface of the second plate. By doing so, the sheet-like resin is sandwiched between the first plate and the second plate. As a result, the fine uneven shape can be reliably transferred to both surfaces of the sheet-like resin.
さらに、本発明の光学シート製造装置においては、前記第1版の前記ベルト表面が、前記シート状の樹脂が吐出される時前に加熱されていることが好ましい。 Furthermore, in the optical sheet manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the belt surface of the first plate is heated before the sheet-like resin is discharged.
このような特徴の光学シート製造装置によれば、第1版ベルトのベルト表面にシート状の樹脂が吐出された際に、該シート状の樹脂の熱がベルト表面に奪われて樹脂が固化してしまうのを防止することができる。 According to the optical sheet manufacturing apparatus having such characteristics, when the sheet-like resin is discharged onto the belt surface of the first plate belt, the heat of the sheet-like resin is taken away by the belt surface and the resin is solidified. Can be prevented.
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第1型形状及び第2型形状の少なくとも一方が、十点平均粗さRzを50μm以上200μm以下、算術平均粗さRaを3.0μm以上1000μm以下の範囲に設定されていることが好ましい。 In the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, at least one of the first mold shape and the second mold shape has a 10-point average roughness Rz of 50 μm to 200 μm and an arithmetic average roughness Ra of 3.0 μm or more. It is preferable that it is set in the range of 1000 μm or less.
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前前記第1型形状及び第2型形状の少なくとも一方が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が40〜70°、プリズム間隔が20〜200μmの範囲内に設定されているものであってもよい。 Furthermore, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, at least one of the first mold shape and the second mold shape has a prism shape inverse shape, and the prism apex angle of the inverse shape is 40 to 70 °, The prism interval may be set within a range of 20 to 200 μm.
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第1型形状及び第2型形状の少なくとも一方が、多角錘形状、円錐形状、多角台錘形状、円台錐形状、多角柱形状、円柱形状、直方体形状、半球体形状、楕円体形状、シリンドリカル形状のいずれかの形状、又はこれらを任意に組み合わせた形状の逆形状をなしている In the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, at least one of the first mold shape and the second mold shape is a polygonal pyramid shape, a conical shape, a polygonal frustum shape, a truncated cone shape, a polygonal columnar shape, a cylinder. Shape, rectangular parallelepiped shape, hemispherical shape, ellipsoidal shape, cylindrical shape, or the reverse shape of any combination of these shapes
さらに、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第1型形状及び第2型形状の少なくとも一方が、規則的に配列されていることが好ましい。 Furthermore, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, it is preferable that at least one of the first mold shape and the second mold shape is regularly arranged.
また、本発明に係る光学シート製造装置においては、前記第1型形状及び第2型形状の少なくとも一方が、不均一に配列されていてもよい。 Moreover, in the optical sheet manufacturing apparatus according to the present invention, at least one of the first mold shape and the second mold shape may be non-uniformly arranged.
本発明に係る光学シート製造方法は、両面に微細凹凸形状を有して照明光路制御に用いられる光学シートを、押出成形によって連続的に製造する光学シート製造方法であって、加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出す押出工程と、該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形工程とを備え、前記押出工程と前記凹凸成形工程との間に、前記押出工程により押し出された前記シート状の樹脂を、所定時間かけて直線状に移動させる内部応力緩和工程が設けられ、該内部応力緩和工程と同時に、前記シート状の樹脂を前記加熱溶融時と略同一温度に加熱する加熱工程が設けられたことを特徴としている。 An optical sheet manufacturing method according to the present invention is an optical sheet manufacturing method for continuously manufacturing an optical sheet having fine irregularities on both sides and used for illumination optical path control by extrusion, and is heat-melted resin An extrusion process for extruding the sheet-like resin, and an uneven forming process for forming the fine uneven shape on both sides by sandwiching the sheet-like resin, and between the extrusion process and the uneven forming process, by the extrusion process An internal stress relaxation step for moving the extruded sheet-like resin linearly over a predetermined time is provided, and at the same time as the internal stress relaxation step, the sheet-like resin is brought to substantially the same temperature as during the heating and melting. A heating step for heating is provided.
このような特徴の光学シート製造方法によれば、押出工程により押し出されたシート状の樹脂が内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。
即ち、シート状の樹脂は、加熱された内部応力緩和を所定時間かけて移動する。これによって、シート状の樹脂は固化することなく溶融した状態で所定時間放置されることになるため、内部に残留した応力を緩和することができる。したがって、製造される光学シートに残留応力が生じてしまうのを回避することができる。
According to the optical sheet manufacturing method having such characteristics, it is possible to prevent the sheet-like resin extruded by the extrusion process from solidifying in a state having internal stress.
In other words, the sheet-like resin moves over the heated internal stress relaxation over a predetermined time. As a result, the sheet-like resin is allowed to stand for a predetermined time in a molten state without solidifying, so that the stress remaining inside can be relieved. Accordingly, it is possible to avoid the occurrence of residual stress in the manufactured optical sheet.
本発明の光学シート製造装置、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置、並びに光学シート製造方法によれば、溶融状態のシート状の樹脂が内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。したがって、成形品である光学シートに反りや撓みによる変形や損壊が生じることを回避することが可能となる。 According to the optical sheet manufacturing apparatus, the optical sheet, the backlight unit, the display device, and the optical sheet manufacturing method of the present invention, it is possible to prevent the molten sheet-like resin from solidifying in a state having internal stress. it can. Therefore, it is possible to avoid the deformation and breakage due to warping or bending of the optical sheet which is a molded product.
以下、本発明に係る光学シート製造装置、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置、並びに光学シート製造方法の実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an optical sheet manufacturing apparatus, an optical sheet, a backlight unit and a display device, and an optical sheet manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(光学シート製造装置、光学シート製造方法)
まず、実施形態に係る光学シート製造装置及び光学シート製造方法について説明する。本実施形態に係る光学シート製造装置1は、両面に微細凹凸形状101、102を備えた光学シート100を押出成形によって製造する際に使用される。
(Optical sheet manufacturing apparatus, optical sheet manufacturing method)
First, an optical sheet manufacturing apparatus and an optical sheet manufacturing method according to the embodiment will be described. The optical
図1に示すように、光学シート製造装置1は、押出ダイ10と、ガイドロール23によって駆動される第1版ベルト(第1版)20と、凹凸成形部30に配置された第2版ロール(第2版)31及び押圧ロール33と、凹凸成形部30の下流側に配置された搬送ロール40とを備えている。さらに、押出ダイ10と凹凸成形部30との間には、内部応力緩和区間50が設けられ、該内部応力緩和区間50には外部加温設備(加熱設備)51が設けられている。
As shown in FIG. 1, the optical
押出ダイ10は、樹脂Wを加熱溶融して押し出す押出機11と、該押出機11から押し出された樹脂Wをシート状に成形して下方に向かって吐出するフィードブロックダイやマニホールドダイ等の積層型のダイ12とから構成されている。これによって、光学シート100の材料となる樹脂が押出機11によって加熱溶融されるとともに、該樹脂がダイ12を介して押し出されることによって、シート状をなす樹脂Wが下方に向かって吐出されることになる。
なお、本実施形態においては、樹脂Wは例えば260℃の温度にて押出機11内で加熱溶融されるが、この溶融温度は240〜280℃の範囲に設定されていることが好ましい。
The extrusion die 10 is a stack of an
In the present embodiment, the resin W is heated and melted in the
第1版ベルト20は、ループ状をなす帯状のベルトであって、該帯状の一方側の面であるベルト表面20aには、光学シート100の一方側の面に形成される微細凹凸形状101の逆形状をなす型形状21が形成されている。
The
この第1版ベルト20は、そのベルト表面20aをループ状の外側に向けるようにして、該ループ状の内側に配置された計3つのガイドロール23(23a,23b,23c)によって支持されている。
The
これらガイドロール23は、それぞれ円筒状をなしてその外周面に第1版ベルト20のベルト裏面20b(ベルト表面20aの裏面)が巻き掛けられるとともに、互いに平行な中心軸回りにそれぞれ駆動可能とされている。
Each of these guide rolls 23 has a cylindrical shape, and a belt back
このような3つのガイドロール23のうち第1のガイドロール23aは、ダイ12の下方側における水平方向一方側(図1における左側)に配置されている。なお、この第1のガイドロール23aはダイ12の直下に近接した位置に配置されている。
また、第2のガイドロール23bは、第1のガイドロール23aの下方側、かつ、上記水平方向一方側の反対側の水平方向他方側(図2における右側)に所定距離離間した箇所に配置されている。
さらに、第3のガイドロール23cは、第2のガイドロール23bと同じ水平高さにおける水平方向一方側に配置されている。なお、この第3のガイドロール23cは、第1のガイドロール23aから見て、下方側かつ水平方向他方側に配置されている。
Of these three guide rolls 23, the
Further, the
Further, the
上記のような配置関係の第1〜第3のガイドロール23に第1版ベルト20が巻き掛けられることによって、第1のガイドロール23aと第2のガイドロール23bとの間には、第1版ベルト20の一部が傾斜して配置される傾斜区間が形成される。本実施形態においては、この傾斜区間は、水平面に対する傾斜角度45°以下の下り勾配とされている。なお、傾斜区間が水平面に対する傾斜角度45°以下の上り勾配とされていてもよい。
When the
また、上記第1〜第3のガイドロール23が紙面時計回りに回転駆動することにより、第1版ベルト20がガイドロール23の回転駆動に沿って駆動することになる。これにより、上記傾斜区間においては、傾斜の上方から下方に向かって進行するようにして第1版ベルト20が移動することになる。
Further, when the first to third guide rolls 23 are driven to rotate clockwise in the drawing, the
このような第1版ベルト20の傾斜区間における上端付近の直上にはダイ12が位置している。したがって、傾斜区間を進行する第1版ベルト20には、そのベルト表面20aにダイ12からシート状の樹脂Wが連続的に吐出され、該樹脂Wがベルト表面20aに載置された状態で第1版ベルト20の移動とともに移送されることになる。
The
この第1版ベルト20の型形状21は、例えば、十点平均粗さRzを50μm以上200μm以下、算術平均粗さRaを3.0μm以上1000μm以下の範囲に設定した型凹凸形状をなしていることが好ましい。
また、型形状21が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が40〜70°、プリズム間隔が20〜200μmの範囲内に設定されているものであってもよい。
The
Further, the
さらに、型形状21は、紙面奥行き方向に延設されたシリンドリカルレンズアレイ形状、プリズムレンズアレイ形状、マイクロレンズアレイ形状のいずれかの逆形状なしていてもよいし、これらを複合してなるレンズアレイ形状の逆形状なしていてもよい。
さらに、レンズアレイ形状の逆形状以外にも、略同一又は非対称をなす多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱などの柱状、又は、直方体、球状、半球状、楕円体が少なくとも1種類以上、ストライプ状や点状に規則的又は不規則に配列されて成型される凹凸形状の逆形状をなしていてもよい。
Furthermore, the
Furthermore, in addition to the reverse shape of the lens array shape, columnar shapes such as polygonal cones, cones, polygonal truncated cones, circular truncated cones, polygonal columns, and cylinders that are substantially the same or asymmetrical, or rectangular parallelepipeds, spheres, hemispheres, ellipsoids However, at least one kind may be formed in the reverse shape of the concave-convex shape that is formed by being arranged regularly or irregularly in stripes or dots.
第1版ベルト20に型形状21を作成する方法としては、透光性基材上にUVや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、予めコロナ処理や易接着処理して、この処理面にUV樹脂を塗布し、その後、UV樹脂に所望のレンズ形状の金型を押し当て、UVを照射し硬化させることで成形してもよい。
As a method of creating the
本実施形態における第1版ベルト20の材料としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)等、当該分野でよく知られている透明基材を使用できる。
また、型形状を成形するUV樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているUV硬化性樹脂を使用できる。
熱可塑性樹脂としては、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂))、MS(メタクリル酸スチレン共重合体)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)等、当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。
As a material of the
Moreover, as UV resin which shape | molds a mold shape, UV curable resin well known in the said fields, such as an acryl type and an epoxy type, can be used.
Thermoplastic resins include PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PMMA (polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate, acrylic resin)), MS (styrene methacrylate copolymer), AS (acrylonitrile styrene copolymer). A thermoplastic resin well known in the art can be used.
As the thermosetting resin, a thermosetting resin well known in the art such as a phenol resin or a melamine resin can be used.
または、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体等の汎用プラスチックの他、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、POM(ポリオキシメチル)、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニルサルフィド)等の当該分野でよく知られているエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチックを用いて、周知の押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって第1版ベルト20を一体成形してもよい。
Or, besides general-purpose plastics such as PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), acrylonitrile styrene copolymer, PBT (polybutylene terephthalate), POM (poly Oxymethyl), PA (polyamide), PPS (polyphenylsulfide) and other well-known engineering plastics and super engineering plastics are used to make known extrusion molding, injection molding, or hot pressing. The
凹凸成形部30は、上記第1版ベルト20が形成する傾斜区間、即ち、第1のガイドロール23aと第2のガイドロール23bの間に配置されており、より詳細には、上記傾斜区間における中央よりも下方側の位置、即ち、第2のガイドロール寄りの位置に配設されている。
The concavo-convex forming
この凹凸成形部30に配置された第2版ロール31は、円筒状をなして上記ガイドロール23と平行な中心軸回りに回転駆動可能とされた部材であって、該第2版ロール31の外周面であるロール表面31aには、光学シート100の他方側の面に形成される微細凹凸形状102の逆形状をなす型形状32が形成されている。
The
このような第2版ロール31は、そのロール表面31aが凹凸成形部30における第1版ベルト20のベルト表面20aに対向するようにして、ロール表面31aとベルト表面20aとを一定間隔を空けた状態で設置されている。
Such a
この第2版ロール31の型形状32は、例えば、十点平均粗さRzを50μm以上200μm以下、算術平均粗さRaを3.0μm以上1000μm以下の範囲に設定した型凹凸形状をなしていることが好ましい。
また、型形状32が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が40〜70°、プリズム間隔が20〜200μmの範囲内に設定されているものであってもよい。
The
Further, the
さらに、型形状32は、紙面奥行き方向に延設されたシリンドリカルレンズアレイ形状、プリズムレンズアレイ形状、マイクロレンズアレイ形状のいずれかの逆形状なしていてもよいし、これらを複合してなるレンズアレイ形状の逆形状なしていてもよい。
さらに、レンズアレイ形状の逆形状以外にも、略同一又は非対称をなす多角錐、円錐、多角台錐、円台錐、多角柱、円柱などの柱状、又は、直方体、球状、半球状、楕円体が少なくとも1種類以上、ストライプ状や点状に規則的又は不規則に配列されて成型された凹凸形状の逆形状をなしていてもよい。
Further, the
Furthermore, in addition to the reverse shape of the lens array shape, columnar shapes such as polygonal cones, cones, polygonal truncated cones, circular truncated cones, polygonal columns, and cylinders that are substantially the same or asymmetrical, or rectangular parallelepipeds, spheres, hemispheres, ellipsoids However, at least one kind may be formed in a reverse shape of the uneven shape formed by being arranged regularly or irregularly in stripes or dots.
第2版ロール31に型形状32を作成する方法としては、透光性基材上にUVや放射線硬化樹脂を用いて成形されるとしてもよいし、予めコロナ処理や易接着処理して、この処理面にUV樹脂を塗布し、その後、UV樹脂に所望のレンズ形状の金型を押し当て、UVを照射し硬化させることで成形してもよい。
As a method of creating the
本実施形態における第2版ロール31の材料としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)等、当該分野でよく知られている透明基材を使用できる。
また、型形状を成形するUV樹脂としては、アクリル系やエポシキ系等の当該分野でよく知られているUV硬化性樹脂を使用できる。
熱可塑性樹脂としては、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル(ポリメチルメタクリレート、アクリル樹脂))、MS(メタクリル酸スチレン共重合体)、AS(アクリロニトリルスチレン共重合体)等、当該分野でよく知られている熱可塑性樹脂を使用できる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂等の当該分野でよく知られている熱硬化性樹脂を使用できる。
As a material of the
Moreover, as UV resin which shape | molds a mold shape, UV curable resin well known in the said fields, such as an acryl type and an epoxy type, can be used.
Thermoplastic resins include PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PMMA (polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate, acrylic resin)), MS (styrene methacrylate copolymer), AS (acrylonitrile styrene copolymer). A thermoplastic resin well known in the art can be used.
As the thermosetting resin, a thermosetting resin well known in the art such as a phenol resin or a melamine resin can be used.
または、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体等の汎用プラスチックの他、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、POM(ポリオキシメチル)、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニルサルフィド)等の当該分野でよく知られているエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチックを用いて、周知の押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって第2版ロール31を一体成形もしてもよい。
Or, besides general-purpose plastics such as PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer), acrylonitrile styrene copolymer, PBT (polybutylene terephthalate), POM (poly Oxymethyl), PA (polyamide), PPS (polyphenylsulfide) and other well-known engineering plastics and super engineering plastics are used to make known extrusion molding, injection molding, or hot pressing. The
また、押圧ロール33は、円筒状をなして上記第2版ロール31の中心軸線と平行な中心軸線回りに回転可能な部材であって、第2版ロール31と第1版ベルト20との対向箇所における第1版ベルト20のベルト裏面20b側に設置されている。この押圧ロール33は、第1版ベルト20のベルト裏面20bを押圧可能とされており、これにより、第1版ベルト20と第2版ロール31との間隔を適宜変更できるように構成されている。
The pressing roll 33 is a member that is cylindrical and is rotatable around a central axis parallel to the central axis of the
このような構成とすることにより、第1版ベルト20のベルト表面20a上に載置されたシート状の樹脂Wは、凹凸成形部30において第1版ベルト20と第2版ロール31とによって挟圧される。これによって、シート状の樹脂Wの両面に、第1版ベルト20の型形状21及び第2版ロール31の型形状32による微細凹凸形状101,102が転写される。
With such a configuration, the sheet-like resin W placed on the belt surface 20 a of the
搬送ロール40は、円筒状をなしてガイドロール23と平行な中心軸回りに回転可能な部材であって、第2のガイドロール23bのさらに水平方向他方側に配置されている。この搬送ロール40は、第1版ベルト20の移動により傾斜区間を移送されて凹凸成形部30において微細凹凸形状101,102が形成されたシート状の樹脂Wを、次工程へと搬送する役割を有している。
The
そして、押出ダイ10と凹凸成形部30との間、即ち、上記傾斜区間における該傾斜区間上端付近と凹凸成形部30との間には、内部応力緩和区間50が配設されている。
この内部応力緩和区間50は、上記傾斜区間に沿って直線状をなしており、したがって、内部応力緩和区間50は傾斜区間同様、水平面に対して傾斜角度45°以下の下り勾配とされた状態で配置されている。
An internal
The internal
また、本実施形態においては、この内部応力緩和区間50の前端(シート状の樹脂Wが進入する第1のガイドロール23a側の端部)と後端(シート状の樹脂Wが進出する凹凸成形部30側の端部)との間の長さが、3cm以上254cm以下の範囲に設定されていることが好ましい。応力緩和の観点からは応力緩和区間が長い方が好ましいが、応力緩和区間が254cmを超える場合には、これ以上の内部応力緩和効果は期待できず、電力の無駄な消費となるからである。
Further, in the present embodiment, the front end (end on the
さらに、内部応力緩和区間50の後端と凹凸成形部30(第1版ベルト20と第2版ロールとによってシート状の樹脂Wを挟圧する箇所)との配置間隔が10cm以内に設定されていることが好ましい。
Furthermore, the arrangement interval between the rear end of the internal
このような内部応力緩和区間50が設けられたことにより、押出ダイ10から吐出されたシート状の樹脂Wは、第1版ベルト20の移動速度に応じて所定時間かけて内部応力緩和区間50を通過した後に、凹凸成形部30に導入される。
By providing such an internal
さらに、本実施形態においては、上記内部応力緩和区間50を加熱する外部加温設備51が設けられている。外部加温設備51は、内部応力緩和区間50全域を周囲から囲む筒状の筐体51aを備えており、図2に示すように、筐体51a内部には、コイル状をなす電熱線51bが配設されている。この電熱線に通電することにより、外部加温設備51の内側に位置する内部応力緩和区間50をその周囲から加熱することができるようになっている。
Furthermore, in this embodiment, the
また、この外部加温設備51は、内部応力緩和区間50の前端と後端とにおけるシート状の樹脂Wの温度差が5℃以内となるような出力で、当該内部応力緩和区間50を加熱するように構成されていることが好ましい。
なお、外部加温設備51は、内部応力緩和区間50における第1版ベルト20を、樹脂Wの加熱溶融時と略等しい温度、即ち本実施形態においては約260℃で熱する構成としてもよい。
Further, the
The
なお、外部加温設備51としては、上記加熱方法の他、熱した油を循環させる方法や電流を流し磁界を生じさせることによる加熱方法等様々な方法を用いることができる。
In addition to the heating method described above, various methods such as a method of circulating heated oil and a heating method of generating a magnetic field by applying a current can be used as the
以上のような構成の光学シート製造装置1による光学シート製造方法について図3を用いて説明する。
まず、ステップS1として、押出ダイ10における押出機11において光学シート100の材料となる樹脂Wを加熱溶融する。
次に、ステップS2として押出ダイ10から加熱溶融した樹脂Wを押し出して、ダイ12を通過させることで該樹脂Wをシート状に成形する。
The optical sheet manufacturing method by the optical
First, as step S <b> 1, the resin W that is the material of the
Next, as step S <b> 2, the resin W heated and melted is extruded from the extrusion die 10 and is passed through the die 12 to form the resin W into a sheet shape.
このようにシート状に成形された樹脂Wは、ダイ12の下方に位置する第1版ベルト20の傾斜区間におけるベルト表面20aに吐出される。
そして、このシート状の樹脂Wを、第1版ベルト20の移動とともに傾斜区間を下方に向かって移送させて、ステップS3として内部応力緩和区間50を通過させる。この内部応力緩和区間50は外部加温設備51によって加熱されているため、シート状の樹脂Wは、加熱溶融時とほぼ等しい温度で加熱されながら内部応力緩和区間50を通過する。
The resin W thus formed into a sheet shape is discharged onto the belt surface 20 a in the inclined section of the
Then, the sheet-like resin W is moved downward along the inclined section along with the movement of the
このように内部応力緩和区間50を通過したシート状の樹脂Wは、ステップS4として凹凸成形部30において、その両面に微細凹凸形状101、102が転写される。
即ち、凹凸成形部30においてシート状の樹脂Wの両面が第1版ベルト20及び第2版ロール31に挟圧されることにより、シート状の樹脂Wの一方側の面には第1版ベルト20の型形状21による微細凹凸形状101が形成され、シート状の樹脂Wの他方側の面には第2版ロール31の型形状32による微細凹凸形状102が形成される。
As described above, the sheet-like resin W that has passed through the internal
That is, both sides of the sheet-like resin W are sandwiched between the
第1版ベルト20と第2版ロール31とにシート状の樹脂Wが挟圧される際の圧力は、線圧0.1〜30kgf/cmの範囲に設定されることが望ましく、この範囲を逸脱した場合、所望の微細凹凸形状101,102を得ることができない。
The pressure when the sheet-like resin W is sandwiched between the
そして、このように微細凹凸形状101,102が形成されたシート状の樹脂Wは、ステップS5として、搬送ロール40によって次工程へと搬送される。
And the sheet-like resin W in which the fine uneven | corrugated shape 101,102 was formed in this way is conveyed by the
次に、上述した本実施形態の光学シート製造装置1及び光学シート製造方法の作用効果を、以下説明する比較例と対比して説明する。
Next, the effects of the optical
図4に比較例の光学シート製造装置60の概略構成を示す。
この光学シート製造装置60は、樹脂Wを加熱溶融して押し出す押出機61と、該押出機61から押し出された樹脂Wをシート状に成形して下方に吐出するダイ62と、ダイ62の下方においてエアギャップを介して水平方向に対向配置された第1ロール63及び第2ロール64と、該第2ロール64側の側方に配置された第3ロール65及び第4ロール66と、第4ロール66の側方において水平方向に配列された4つの搬送ロール67及び上下一対の搬送ロール68とを備えている。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the optical sheet manufacturing apparatus 60 of the comparative example.
The optical sheet manufacturing apparatus 60 includes an extruder 61 that melts and extrudes the resin W, extrudes the resin W extruded from the extruder 61 into a sheet shape, and discharges the resin W downward. , The first roll 63 and the second roll 64 that are disposed opposite to each other in the horizontal direction through the air gap, the third roll 65 and the fourth roll 66 that are disposed on the side of the second roll 64, and the fourth Four transport rolls 67 and a pair of upper and lower transport rolls 68 arranged in the horizontal direction on the side of the roll 66 are provided.
このような光学シート製造装置60においては、次のような押出成形工程が行なわれる。即ち、ダイ62により押出機11によって溶融された樹脂Wは下方に向かってシート状に吐出され、第1ロール63と第2ロール64とのエアギャップに送られる、この際、シート状の樹脂Wは、第1ロール63によって第2ロール64に押し付けられる。
In such an optical sheet manufacturing apparatus 60, the following extrusion process is performed. That is, the resin W melted by the
これによって、シート状の樹脂Wは第2ロール64に密着して保持され、第2ロール64の外周面に沿った曲面状に屈曲させられる。
この第2ロール64を通過した樹脂は空冷とアニーリングを目的として第3ロール65及び第4ロール66に送られる。ここでもシート状の樹脂Wは第3ロール65及び第4ロール66に沿った曲面状に屈曲させられる。そして、第4ロール66を経たシート状の樹脂Wは、搬送ロール67,68によって搬送されて、押出成形工程が終了する。
As a result, the sheet-like resin W is held in close contact with the second roll 64 and bent into a curved shape along the outer peripheral surface of the second roll 64.
The resin that has passed through the second roll 64 is sent to the third roll 65 and the fourth roll 66 for the purpose of air cooling and annealing. Again, the sheet-like resin W is bent into a curved shape along the third roll 65 and the fourth roll 66. And the sheet-like resin W which passed through the 4th roll 66 is conveyed by the conveyance rolls 67 and 68, and an extrusion molding process is complete | finished.
このような比較例の光学シート製造装置60で光学シートを製造する場合、ダイ62から吐出されたシート状の樹脂Wのアニーリング効果が不十分となるため、内部応力が抜け切れず、成形後の製品に反りや撓みが生じてしまうという欠点がある。即ち、吐出されたシート状の樹脂Wの内部応力が緩和する前に樹脂Wが冷却されてしまうため、成形品に内部応力が残留してしまう。 When an optical sheet is manufactured by the optical sheet manufacturing apparatus 60 of such a comparative example, since the annealing effect of the sheet-like resin W discharged from the die 62 becomes insufficient, the internal stress cannot be removed, and the molded sheet There is a drawback that the product is warped or bent. That is, since the resin W is cooled before the internal stress of the discharged sheet-like resin W is relaxed, the internal stress remains in the molded product.
これに対して本実施形態の光学シート製造装置1によれば、押出ダイ10から吐出されたシート状の樹脂Wが内部応力を有した状態で固化することを防止することができる。
即ち、押出ダイ10から吐出されたシート状の樹脂Wは、外部加温設備51によって加熱された内部応力緩和区間50を所定時間かけて移動する。これによって、シート状の樹脂Wは固化することなく溶融した状態で所定時間放置されてアニーリング効果を得ることになるため、内部に残留した応力を緩和することができる。よって、製造される光学シート100に残留応力が生じてしまうのを回避することができる。これにより、成形品である光学シート100に反りや撓みによる変形や損壊が生じることを回避することが可能となる。
On the other hand, according to the optical
That is, the sheet-like resin W discharged from the extrusion die 10 moves in the internal
なお、内部応力緩和区間50を設けることにより、樹脂W内部の静電気や空気が抜けやすく、製品内部に静電気や空気によるディンプルが発生しにくいという利点もある。
By providing the internal
また、本実施形態の光学シート製造装置1においては、押出ダイ10から吐出されたシート状の樹脂Wは、直線状をなす内部応力緩和区間50を通過するため、当該シート状の樹脂Wが屈曲させられることはなく、樹脂W内に新たに内部応力が生じてしまうことはない。
Further, in the optical
さらに、内部応力緩和区間50が傾斜して配置されているため、当該内部応力緩和区間50を通過中のシート状の樹脂Wには、当該内部応力緩和区間50の傾斜方向下方側に向かって樹脂Wの自重による圧力が作用することになる。即ち、シート状の樹脂Wの延在方向に沿って均等な圧をかけることができるため、該シート状の樹脂Wにおける内部応力を除去することが可能となる。
Further, since the internal
ここで、内部応力緩和区間50の傾斜角度が45°を超える場合、シート状の樹脂Wに対して、該シート状の延在方向に沿った過剰な圧がかかり、新たな内部応力を発生させてしまう。また、シート状の樹脂Wが滑り落ちて折り重なってしまうおそれがある。
この点、本実施形態においては、内部応力緩和区間50の傾斜が、傾斜角度45°以下とされているため、上記不都合を是正することができる。
Here, when the inclination angle of the internal
In this regard, in the present embodiment, since the inclination of the internal
また、内部応力緩和区間50の前端と後端とにおけるシート状の樹脂Wの温度差が5℃以内となるように外部加温設備51が内部応力緩和区間50を加熱するため、当該内部応力緩和区間50においてシート状の樹脂Wが固化することなく確実に内部応力を緩和させることができる。
また、内部応力緩和区間50前後の温度差が5℃を超過した場合、樹脂Wの溶融粘度が大きく変化してしまい、温度が高いことで粘度が下がり、第1版ベルト20から漏れ出したり、温度が低いことで粘度が下がり内部応力を留めたまま低温固化してしまうという問題が生じてしまうが、当該問題を回避することができる。
Further, since the
In addition, when the temperature difference before and after the internal
さらに、内部応力緩和区間50の後端と凹凸成形部30との配置間隔が10cm以内に設定されているため、内部応力緩和区間50を通過したシート状の樹脂Wを、固化させることなく凹凸成形部30に到達させることができる。これにより、シート状の樹脂Wの両面に確実に微細凹凸形状101、102を成形することが可能となる。
Furthermore, since the arrangement | positioning space | interval of the rear end of the internal
また、本実施形態においては、押出ダイ10から押し出されたシート状の樹脂Wは第1版ベルト20のベルト表面20aに吐出され、該第1版ベルト20が内部応力緩和区間50を通過移動することによりシート状の樹脂Wの内部応力が緩和される。そして、第1版ベルト20は内部応力緩和区間50を通過後、凹凸成形部30に到達し、この際、当該凹凸成形部30において、第1版ベルト20のベルト表面20aのシート状の樹脂Wが第2版ロール31のロール表面31aと接触することにより、当該シート状の樹脂Wが第1版ベルト20と第2版ロール31とによって挟圧される。これによって、シート状の樹脂Wの両面に微細凹凸形状101、102を確実に転写することができる。
Further, in the present embodiment, the sheet-like resin W extruded from the extrusion die 10 is discharged onto the belt surface 20a of the
なお、吐出された樹脂Wと第1版ベルト20及び第2版ロール31との接触に時間差が生じることにより製品表裏の賦形を合わせこむことが可能となる。
In addition, when the time difference arises in the contact with the discharged resin W, the
さらに、第1版ベルト20がループ状をなしているため、内部応力緩和区間50を通過して加熱された該第1版ベルト20は、高温状態のまま移動することになる。即ち、第1版ベルト20は、シート状の樹脂Wが吐出される時前に加熱されているため、第1版ベルト20のベルト表面20aにシート状の樹脂Wが吐出された際に、該シート状の樹脂Wの熱がベルト表面20aに奪われて樹脂Wが固化してしまうのを防止することができる。
また、第1版ベルト20に樹脂Wが吐出される以前にブロアやヒーター等の熱風をあてて加熱したり、熱媒体と接触させることによっても同様の効果を得ることができる。さらに、第1版ベルト20に追従する加熱されたガイドロールを設置し、第1版ベルト20とともに搬送する方法によっても同様の効果を得ることができる。
Further, since the
Further, the same effect can be obtained by applying a hot air such as a blower or a heater before the resin W is discharged onto the
なお、シート状の樹脂Wが内部応力緩和区間を通過する時間は、30秒〜3分の範囲に設定されていることが好ましい。この時間は、ガイドロール23の送り速度を変更することにより容易に調整することが可能である。通過時間を上記範囲に設定することにより、シート状の樹脂Wの内部応力を確実に緩和させながらも、生産性を確保することができる。
The time for the sheet-like resin W to pass through the internal stress relaxation section is preferably set in the range of 30 seconds to 3 minutes. This time can be easily adjusted by changing the feed speed of the
(光学シート)
次に本実施形態の光学シート100について説明する。この光学シート100は、上述した光学シート製造装置1及び光学シート製造方法により成形されたものである。
図5に示すように、光学シート100は、光源を一方の面側から入射した光の光路を制御して他方の面側から射出するものであって、一方の面と他方の面との両面に微細凹凸形状101,102を備えている。また、光学シート100は、単層であってもよく、複数層が積層された積層構造体であってもよい。
(Optical sheet)
Next, the
As shown in FIG. 5, the
光学シート100の両面に微細凹凸形状101,102を備えていることにより、光を表面散乱させることができるため、輝度向上やランプイメージの低減等の効果を得ることができる。また、他の部材と接触させた際に微細凹凸形状101,102により空隙を得ることができるため、例えば、光学シート100と拡散シートとの密着によるニュートンリング等の光学的影響を防ぐことが可能となる。
By providing the fine concavo-
この光学シート100の一方の面及び他方の面の少なくとも一方の微細凹凸形状101,102は、十点平均粗さRzを50μm以上200μm以下、算術平均粗さRaを3.0μm以上1000μm以下の範囲に設定されていることが好ましい。
また、微細凹凸形状101,102が、プリズム形状の逆形状をなし、該逆形状のプリズム頂角が40〜70°、プリズム間隔が20〜200μmの範囲内に設定されているものであってもよい。
さらに、微細凹凸形状101,102が、多角錘形状、円錐形状、多角台錘形状、円台錐形状、多角柱形状、円柱形状、直方体形状、半球体形状、楕円体形状、シリンドリカル形状のいずれかの形状、又はこれらを任意に組み合わせた形状の逆形状をなしているものであってもよい。
また、これら微細凹凸形状101,102は規則的に配列されていてもよいし、不均一に配列されていてもよい。
いずれにしろ、微細凹凸形状101,102当該光学シート100を製造する光学シート製造装置1の第1版ベルト20及び第2版ロール31の型形状21,32に依存する。
The
Further, even if the fine
Furthermore, the fine
Moreover, these fine uneven | corrugated shape 101,102 may be arranged regularly, and may be arranged unevenly.
In any case, the fine
光学シート100に使用される樹脂Wは、透明樹脂や色付きの樹脂あるいは不透明な樹脂であっても良く、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリプロピレン、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の等の汎用プラスチックの他、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、POM(ポリオキシメチル)、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニルサルフィド)等の当該分野でよく知られているエンジニアプラスチックや、スーパーエンジニアプラスチックを使用できる。
The resin W used in the
このような樹脂に分散混入される光散乱粒子103としては、真球形状もしくは不定型形状粒子が用いられる。
また、この光散乱粒子103と樹脂Wとの屈折率差の値は0.02以上に設定されている。当該範囲内ならば光拡散性を得ることができ、視野角分布の調整を適切に行うことが可能となる。
As the
The value of the difference in refractive index between the
さらに、光散乱粒子103の平均粒径は0.5〜12μmの範囲に設定されている。光散乱粒子103の平均粒径が0.5μm未満又は12μmを超える場合には光拡散性が充分でなく、視野角分布の調整を行うことができないので好ましくない。この点、光散乱粒子103の平均粒径が0.5〜12μmの範囲内ならば、十分な光散乱性を得ることができる。
なお、この光散乱粒子103の平均粒径は、2〜6μm以下であることがより好ましい。
Furthermore, the average particle diameter of the
The average particle diameter of the
この光学シート100においては、各樹脂W内における光散乱粒子の混合量が0.1〜30重量%の範囲においては、ある程度の光拡散性を維持しながらも非常に高い光透過性を有することで、表裏の微細凹凸形状101,102により光を損失することなく伝搬することができる。そのため、ある程度の光透過性を維持しながらも非常に高い光拡散性により光を均一化することでランプイメージの低減しつつ正面輝度を向上させる効果を得ることが可能となる。
The
光散乱粒子103の材料としては、無機微粒子または有機微粒子からなる粒子が用いられる。この例としては、アクリル系粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子およびその架橋体、メラミン―ホルマリン縮合物の粒子、ポリウレタン系粒子、ポリエステル系粒子、シリコーン系粒子、フッ素系粒子、これらの共重合体、スメクタイト、カオリナイト、タルクなどの粘土化合物粒子、シリカ、酸化チタン、アルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化ストロンチウムなどの無機酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウム、硫酸バリウム、硝酸バリウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸ストロンチウム、塩化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、ガラス粒子などの無機微粒子、硫化亜鉛金属粒子、アルミニウムや銀等の金属粒子を挙げることができる。これらの高屈折率透明粒子、金属粒子は1種類を使用しても良いし、複数種類を混ぜて使用しても良い。
As the material of the
なお、光散乱粒子103の代わりに空気を含む微細な空洞を作成する場合、あらかじめ主となる材質中に含有された発泡剤を発泡させて作成しても良い。
In addition, when creating a fine cavity containing air instead of the
一体型の光学シート100に求められる機能としては、光源からの光を拡散する機能、拡散させた光を所望の配光分布に調光する機能がある。これらの機能はそれぞれ異なる層に付与される場合もあるし、複数の部材に重複して付与される場合もある。さらに、一体型の光学シート100には、自立状態でしわが発生しないような剛性も求められる。この剛性は一体型の光学シート100が複数の層から構成されている場合、特定の層に付与しても良いし、各層に付与しても良い。また、個々の層の剛性が不足していても、一体型の光学シート100として剛性を有していれば良い。
The functions required of the integrated
光学シート100は、シート状やプレート状あるいは板状をなすものであっても良く、総厚みが200μm以上3000μm以下であることが望ましい。総厚みが200μm以下の場合には、薄くコシがないため撓みやシワが生じるという問題がある。一方、総厚みが3000μm以上では光学シート100を透過する光源からの光量が少なくなるため、実用性に乏しいという問題がある。
The
以上のような光学シート100は、この光学シート100のみを用いたバックライトに使用することが好ましい。なお。所望の光学性能や外観が得られない場合、拡散シートを併用しても良い。即ち、光学シート100は単体で用いてもよいし、拡散板や集光フィルム、拡散フィルム等と少なくとも1つ以上と組み合わせて用いてもよい。
また、光源が線状ではない場合、光学シート100の少なくとも一部に穴をあけ、光源からの光を覆い隠すことがないようにしてもよい。
The
Further, when the light source is not linear, a hole may be made in at least a part of the
また、光学シート100は、光源側に配置される少なくも一層又は表面凹凸形状に紫外線吸収剤が添加されたものであってもよい。これにより、光源から照射される紫外線による光学シート100の自体の劣化を抑制することができ長寿命化を図ることができる。さらには、光学シート100の光射出面に対向して配置されたレンズシートや拡散フィルム、集光シート等の紫外線による劣化を抑制することができる。
この紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2’− ヒ泥記し−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、2−ヒドロキシ−4− メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、4−t−ブチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸エステル系化合物、2−エトキシ−2’−エチルオキザリックアシッドビスアニリドなどのオキザリックアシッドアニリド系化合物、エチル−2− シアノ−3,3− ジフェニルアクリレートなどのシアノアクリレート系等を用いることができる。
In addition, the
Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole compounds such as 2- (2′-Hydrogen-5′-methylphenyl) benzotriazole, benzophenone compounds such as 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 4- Salicylic acid ester compounds such as t-butylphenyl salicylate, oxalic acid anilide compounds such as 2-ethoxy-2′-ethyl oxalic acid bisanilide, ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, etc. A cyanoacrylate or the like can be used.
なお、上記のように表裏の微細凹凸形状101、102と拡散シートとの間に空隙(空気層)が形成されることにより、当該空隙による拡散効果を得ることも可能である。 In addition, it is also possible to acquire the diffusion effect by the said space | gap by forming a space | gap (air layer) between the fine uneven | corrugated shape 101,102 of the front and back, and a diffusion sheet as mentioned above.
(バックライトユニット、ディスプレイ装置)
次に、本実施形態のバックライトユニット及びディスプレイ装置について説明する。
図6に示すように、実施形態に係るディスプレイ装置110は、上方に光を照射するバックライトユニット111の光の射出側に、画像表示素子112を重ねて設けることで構成される液晶ディスプレイ装置であり、画像表示素子112から観察者側に向けて画像信号によって表示制御された表示光を出射することで画像を表示するものである。
(Backlight unit, display device)
Next, the backlight unit and display device of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, the
画像表示素子112は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、画像品位の高い画像を表示させることができる。
The
この画像表示素子112としては、本実施形態においては、液晶表示素子が用いられている。液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
As the
この画像表示素子112としての液晶パネルは、例えば矩形格子状に形成された複数の画素領域ごとに、画像信号に応じて光の透過状態を制御する液晶セル(表示素子又はパネル)の背面側及び観察者側に、光の偏光方向を制御する偏光板が積層されることで構成されている。また、液晶セルは、一対のガラス基板と、それらの間に挟持された液晶層とを含んで構成されている。
The liquid crystal panel as the
なお、画像表示素子112は、本実施形態においてはいわゆる透過型表示パネルであるが、半透過型表示パネルであってもよい。あるいは、液晶セルを含んだ液晶パネルとしての画像表示素子112に代えて、他の表示パネル、例えば、光透過性の着色パターンによって静止画像を表示する表示パネルを使用してもよい。
The
バックライトユニット111は、画像表示素子112の表示画面と略同一の面積の発光面を備えた発光装置であって、光源部113の光の出射方向側に、光学シート100、レンズシート114、拡散シート115、BEF等の集光シート116、拡散シート117がこの順で積層されることで構成されている。
なお、拡散シート117に代えて、偏光分離シートを採用してもよい。
The
Instead of the
光源部113は、複数の光源113aが配置される背面側及び側面側がランプハウス113bで囲われることで構成された直下型方式が採用されている。
光源113aとしては、冷陰極蛍光ランプの他、近年、ディスプレイ用光源として注目を浴びているLED、EL、半導体レーザー等を用いることができる。
The
As the
なお、光源113aとしてLEDを用いる場合、赤色、緑色、青色のLEDのアレイを使用し、導光板等で赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射するものや、拡散機能をもつ光学制御要素を用いて赤色、緑色、青色のLEDのアレイからの光を混ぜ合わせ白色光として均一に出射することができるものも使用できる。
When an LED is used as the
このような光源部113の正面側に積層される光学シート100と光源113aとの距離は20mm以下に設定されていることが好ましい。また、光学シート100と画像表示素子112との距離は、40mm以下に設定されていることが好ましい。これ以上の距離の場合にはバックライトユニット111が厚くなり薄型のディスプレイ装置110を作成することができなくなってしまう。
It is preferable that the distance between the
なお、バックライトユニット111においては、ますます薄型化が進んでおり、それに従って光源113aと光学シート100の距離も短くなっているが、上記実施形態の光学シート100を使用すれば、直下型やサイドエッジ型のバックライトユニットにおいても、光源113a同士の間に暗い箇所生じる等視認性の影響はなく十分に使用することができる。
Note that the
さらにディスプレイ装置110もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート100のサイズも大きくなっていくが、上記実施形態の光学シート100は一体型であるため薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置110にも十分に使用できる。
Furthermore, the size of the
次に、上記構成からなるバックライトユニット111及びディスプレイ装置110の作用について説明する。
光源113aから出射された光は、直接的に光学シート100に入射し、又はランプハウス113bでの反射を介して光学シート100に入射する。そして、光学シート100に入射した光は、当該光学シート100の一方の面(入射面)の微細凹凸形状101によって屈折し、光学シート100内部で散乱を繰り返しながら適宜の角度範囲に広がり角を有する拡散光として伝播され、光学シート100の他方の面(射出面)の微細凹凸形状102によって屈折されて出射させられる。
Next, operations of the
The light emitted from the
このように光学シート100を通過した光は、レンズシート114、拡散シート115、BEF等の集光シート116、拡散シート117を通過し、最終的に画像表示素子112を通過することにより、画像表示として観察者に視認される。
The light passing through the
このように拡散及び屈折による作用を受けて、伝搬する光に光路差が生じることで、光源113a直上から離間した位置にも光を到達させることができる。即ち、明所を大きく広げることで、ランプイメージを低減させることが可能となる。
また、このように光学シート100のみで高い拡散機能が得られるため、別途、拡散フィルム等を設ける必要はなくとも十分な効果を得ることができる。したがって、部品点数を削減して製造コストを低下させることが可能となる。
In this way, the effect of the diffusion and refraction causes an optical path difference in the propagating light, so that the light can reach a position separated from immediately above the
In addition, since a high diffusion function can be obtained only by the
さらに、光学シート100は、正面方向(観察者側)に集光機能を有する微細凹凸形状101,102を備えているため、当該微細凹凸形状101,102による集光機能を得ることができる。したがって、ランプイメージを低減させながら非常に高い正面輝度を得ることが可能となる。
Furthermore, since the
なお、光学シート100は、単層構造であってもよいし多層構造であってもよく、微細凹凸形状101,102のいずれが光源部113側に配置されてもよい。
Note that the
また、光学シート100の正面側に光拡散フィルムが配置されていてもよい。これにより、光学シート100の作用に加えて光拡散フィルムによる集光機能を得ることができることから、ランプイメージを低減させながら高い正面輝度を得ることが可能となる。
A light diffusion film may be disposed on the front side of the
さらに、光学シート100は、それ自体を薄く形成した場合であっても強度を高く維持することができ、また、ディスプレイ装置110の画像表示品位を優れたものとすることができるため、大型のディスプレイに用いるのが好適である。
Furthermore, since the
なお、光学シート100は、光源部113からの光の輝度を向上させるために用いる用途以外にも、ディスプレイ装置110の視野角をコントロールするためやコントラストを向上させるために利用することも可能である。
さらに、例えば、投射スクリーンで投射された光の輝度を向上させるためや、太陽電池用の光制御を行う用途にも利用することも可能である。また、光学シート100は、照明光源からの光を均一に拡散、集光させることができるため、照明カバーや看板あるいは、建材等に利用することも可能である。
The
Furthermore, for example, it is also possible to improve the brightness of the light projected on the projection screen or to use for controlling the light for solar cells. Moreover, since the
このような光学シート100を用いた本実施形態のバックライトユニット111によれば、光拡散性と光透過性に関する光学特性が最適化されるとともに、正面方向の輝度が向上された光を液晶パネルに入射させることが可能となる。
そのため、ディスプレイ装置110においては、高輝度かつランプイメージが低減された画像を表示することができる。
また、ランプイメージ低減効果及び輝度が高いため、光源部113の光源113aの数を減らすことができるため、バックライトユニット111及びディスプレイ装置110の省エネ化を図ることが可能となる。
According to the
Therefore, the
In addition, since the lamp image reduction effect and the luminance are high, the number of
実施形態に係る光学シート100を作製し、その物性の評価を行った。以下、作製した光学シート100の具体的構成、試験方法及び試験結果について説明する。
The
(第1版の作成方法)
基材となるPET(ポリエチレンテレフタレート)シートにUV硬化性樹脂を塗工し、所望の凸形状の金型を押し当てながらUVを照射し、凹状シリンドリカル形状をなすピッチ50μmの型形状を有する第1版ベルト20を作製した。
(How to create the first version)
A UV curable resin is applied to a PET (polyethylene terephthalate) sheet as a base material, UV is irradiated while pressing a desired convex mold, and a first mold having a concave cylindrical shape with a pitch of 50 μm is formed. A
(外部加温設備の設置)
幅1200mm、高さ30mm、流れ方向長さ1200mmの空隙内部に、第1版ベルト20と樹脂Wが通過できるようにその周囲を厚み3mmのステンレス板で覆い、電熱線を設置して外部加温設備51を構成した。
(Installation of external heating equipment)
Cover the inside with a 3 mm thick stainless steel plate so that the
(第2版の作成方法)
金属ロールの表面にピッチ75μmの凹状形状の型形状を切削し、表面にクロム鍍金処理を施すことで第2版ロール31を作製した。
(How to create the second edition)
A
(樹脂積層体の作成)
ポリカーボネート樹脂(PC)とポリメタクリル酸メチル樹脂フィラーを0.5wt%、0wt%、25wt%混合させた樹脂を260℃で溶融させ、共押し出しにより押出ダイ10のダイ12からシート状に吐出させた。
吐出させた樹脂をあらかじめ260℃まで加熱しておいた第1版ベルト20で受け、空隙内部を260℃に温めた1200mmの内部応力緩和区間50を2m/分の速度で移送した
内部応力緩和区間50通過後、線圧を0.95kgf/cmとして、第1版ベルト20と第2版ロール31とによって樹脂Wを挟み込むように狭圧し、シート状の樹脂Wの両面に微細凹凸形状101,102を賦形した。
(Create a resin laminate)
A resin in which a polycarbonate resin (PC) and a polymethyl methacrylate resin filler were mixed at 0.5 wt%, 0 wt%, and 25 wt% was melted at 260 ° C. and discharged from the
The internal stress relaxation zone where the discharged resin is received by the
(撓みの確認)
作成した光学シート100を37型のサイズにカット後、平面に平置きして設置面から四角および四辺中央の浮き量を測定した。
(Verification of deflection)
The prepared
(バックライトユニット・液晶表示装置の作製方法)
作成した光学シート100を37型のサイズにカットし、表面凹凸形状を冷陰極管と対向し、シリンドリカルレンズアレイであれば光源と平行になるように、バックライトユニット111に配置した。
(Manufacturing method of backlight unit and liquid crystal display device)
The produced
(応力緩和区間の有無による製品の撓み評価)
応力緩和区間を設けずに成形した光学シートと比較した結果を表1に示す。なお、表1における撓み量は、図9に示すように、光学シートを水平面上に載置した場合における該水平面からの外周縁部の距離を示しており、(1)〜(8)は、測定箇所を示している。
この結果から応力緩和区間を設けることにより、製品の撓みの発生を抑制できることが判明した。
(Evaluation of product deflection with or without stress relaxation zone)
Table 1 shows the result of comparison with an optical sheet molded without providing a stress relaxation section. In addition, as shown in FIG. 9, the amount of bending in Table 1 indicates the distance of the outer peripheral edge from the horizontal plane when the optical sheet is placed on the horizontal plane, and (1) to (8) are The measurement location is shown.
From this result, it has been found that the occurrence of bending of the product can be suppressed by providing the stress relaxation section.
(バックライトユニット、ディスプレイ装置の拡散性評価)
拡散性能評価は、市販の拡散板との比較により行った。評価結果を表2に示す。
実施例に係る光学シート100においては、市販の拡散板を1とした場合の積算光量が0.8、拡散効果が正面3.0、斜め3.5となり、従来の拡散板と比較して十分な拡散性を得ることができた。しかしながら、全光線透過率が低く、表示画像が著しく暗かった。一方で、市販品に比べ大幅な膜圧削減が可能となり、光源間の輝度ムラが大幅に低減され、光干渉によるモアレの発生も抑制された。
(Diffusion evaluation of backlight unit and display device)
The diffusion performance was evaluated by comparison with a commercially available diffusion plate. The evaluation results are shown in Table 2.
In the
1 光学シート製造装置
10 押出ダイ
11 押出機
12 ダイ
20 第1版ベルト
20a ベルト表面
20b ベルト裏面
21 型形状
23 ガイドロール
23a 第1のガイドロール
23b 第2のガイドロール
23c 第3のガイドロール
30 凹凸成形部
31 第2版ロール
31a ロール表面
32 型形状
33 押圧ロール
40 搬送ロール
50 内部応力緩和区間
51 外部加温設備(加熱設備)
60 光学シート製造装置
61 押出機
62 ダイ
63 第1ロール
64 第2ロール
65 第3ロール
66 第4ロール
67 搬送ロール
68 搬送ロール
100 光学シート
101 微細凹凸形状
102 微細凹凸形状
103 光散乱粒子
110 ディスプレイ装置
111 バックライトユニット
112 画像表示素子
113 光源部
113a 光源
113b ランプハウス
114 レンズシート
115 拡散シート
116 集光シート
117 拡散シート
DESCRIPTION OF
60 Optical sheet manufacturing apparatus 61 Extruder 62 Die 63 1st roll 64 2nd roll 65 3rd roll 66 4th roll 67 Transport roll 68
Claims (16)
加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出して吐出する押出ダイと、
該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形部とを備え、
前記押出ダイと前記凹凸成形部との間に、前記押出ダイから押し出された前記シート状の樹脂が所定時間かけて通過する内部応力緩和区間が設けられるとともに、該内部応力緩和区間を加熱する加熱設備が設けられたことを特徴とする光学シート製造装置。 An optical sheet manufacturing apparatus for continuously manufacturing an optical sheet having fine uneven shapes on both sides and used for illumination optical path control by extrusion molding,
An extrusion die for extruding and discharging the heat-melted resin into a sheet,
An uneven forming part for forming the fine uneven shape on both sides by sandwiching the sheet-like resin,
An internal stress relaxation section through which the sheet-like resin extruded from the extrusion die passes for a predetermined time is provided between the extrusion die and the concavo-convex molded portion, and heating for heating the internal stress relaxation section An optical sheet manufacturing apparatus provided with equipment.
前記光学シートの他方の面の前記微細凹凸形状と逆形状をなす第2型形状を有する第2版とを備え、
前記凹凸成形部において前記第1版と前記第2版とによって前記シート状を樹脂を挟圧することにより、該シート状の樹脂の両面に前記微細凹凸形状を転写することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。 A first plate having a first mold shape that is opposite to the fine irregularities on one surface of the optical sheet;
A second plate having a second mold shape opposite to the fine irregularities on the other surface of the optical sheet;
2. The fine concavo-convex shape is transferred to both surfaces of the sheet-like resin by sandwiching the resin between the first plate and the second plate in the concavo-convex molded portion. The optical sheet manufacturing apparatus as described in any one of 7 to 7.
前記第2版が、ロール表面に前記第2型形状を有するロール状をなすとともに、前記凹凸成形部に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光学シート製造装置。 The first plate forms a belt shape having the first mold shape on the belt surface, and the sheet-like resin is discharged onto the belt surface to move through the internal stress relaxation section and the concavo-convex molded portion,
The optical sheet manufacturing apparatus according to claim 8, wherein the second plate has a roll shape having the second mold shape on a roll surface, and is disposed in the concave-convex forming portion.
十点平均粗さRzを50μm以上200μm以下、算術平均粗さRaを3.0μm以上1000μm以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。 At least one of the first mold shape and the second mold shape is
11. The optical according to claim 8, wherein the ten-point average roughness Rz is set in a range of 50 μm to 200 μm, and the arithmetic average roughness Ra is set in a range of 3.0 μm to 1000 μm. Sheet manufacturing equipment.
プリズム形状の逆形状をなし、
該逆形状のプリズム頂角が40〜70°、プリズム間隔が20〜200μmの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。 At least one of the first mold shape and the second mold shape is
The reverse of the prism shape,
The optical sheet manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the inverted prism apex angle is set in a range of 40 to 70 ° and a prism interval is set in a range of 20 to 200 µm.
多角錘形状、円錐形状、多角台錘形状、円台錐形状、多角柱形状、円柱形状、直方体形状、半球体形状、楕円体形状、シリンドリカル形状のいずれかの形状、又はこれらを任意に組み合わせた形状の逆形状をなしていることを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の光学シート製造装置。 At least one of the first mold shape and the second mold shape is
Polygonal pyramid shape, conical shape, polygonal pyramid shape, circular truncated cone shape, polygonal columnar shape, cylindrical shape, rectangular parallelepiped shape, hemispherical shape, ellipsoidal shape, cylindrical shape, or any combination thereof The optical sheet manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the optical sheet manufacturing apparatus has an inverse shape.
加熱溶融させた樹脂をシート状に押し出す押出工程と、
該シート状の樹脂を挟み込んで両面に前記微細凹凸形状を成形する凹凸成形工程とを備え、
前記押出工程と前記凹凸成形工程との間に、前記押出工程により押し出された前記シ
ート状の樹脂を、所定時間かけて直線状に移動させる内部応力緩和工程が設けられ、
該内部応力緩和工程と同時に、前記シート状の樹脂を前記加熱溶融時と略同一温度に加熱する加熱工程が設けられたことを特徴とする光学シート製造方法。 An optical sheet manufacturing method for continuously manufacturing an optical sheet having fine uneven shapes on both sides and used for illumination optical path control by extrusion molding,
An extrusion process for extruding the heat-melted resin into a sheet,
An uneven forming step of forming the fine uneven shape on both sides by sandwiching the sheet-like resin,
Between the extruding step and the concavo-convex forming step, an internal stress relaxation step is provided for moving the sheet-like resin extruded by the extruding step linearly over a predetermined time,
An optical sheet manufacturing method comprising a heating step of heating the sheet-like resin to substantially the same temperature as that during the heating and melting simultaneously with the internal stress relaxation step.
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