JP5859224B2 - 光拡散シート、これを用いたバックライトユニット及び光拡散シートの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、光学シート、これを用いたバックライトユニット及び光学シートの製造方法に関する。
液晶表示装置は、テレビやパソコン等の画面の表示装置として広く用いられており、表示画面を直接見る直視型とスクリーンに映し出した映像を見る投射型とに大きく分類される。直視型の液晶表示装置にはバックライトの光を透過する透過型、バックライトを持たずに自然光や室内灯などの反射光を用いる反射型、及び明るい所では反射型、暗い所では透過型になる半透過型がある。一方、投影型の液晶表示装置には、スクリーンの前面に映像を投影するフロント型と、スクリーンの裏面に映像を投影するリア型とがある。
透過型の液晶表示装置は、液晶層を背面から照らすバックライト方式が普及し、液晶層の下面側にエッジライト型（サイドライト型）、直下型等のバックライトユニットが装備されている。このエッジライト型のバックライトユニット４０は、一般的には図７に示すように、光源としてのランプ４１と、このランプ４１に端部が沿うように配置される方形板状の導光板４２と、この導光板４２の表面側に重ねて配設される複数枚の光学シート４３とを装備している。光源としてのランプ４１としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）や冷陰極管等が使用されているが、小型化及び省エネルギー化の観点などから現在ではＬＥＤが普及しつつある。この光学シート４３は、透過光線に対して拡散、屈折等の光学的機能を有しており、（１）導光板４２の表面側に配設され、主に光拡散機能を有する光拡散シート４４、（２）光拡散シート４４の表面側に配設され、法線方向側への屈折機能を有するプリズムシート４５などが用いられている。
また図示していないが、上述の導光板４２の導光特性や光学シート４３の光学的機能などを考慮し、光拡散シートやプリズムシートなどの光学シート４３がさらに多く配設されるバックライトユニットもある。
このバックライトユニット４０の機能を説明すると、まず、ランプ４１より導光板４２に入射した光線は、導光板４２裏面の反射ドット又は反射シート（図示されず）及び各側面で反射され、導光板４２表面から出射される。導光板４２から出射した光線は光拡散シート４４に入射し、拡散され表面より出射される。その後、光拡散シート４４の表面から出射された光線は、プリズムシート４５に入射し、表面に形成された複数の突条のプリズム部によって法線方向側へ屈折され、表面より出射され、さらに上方の図示していない液晶層全面を照明するものである。
導光板４２の表面に重ねて配設される光拡散シート４４は、一般的には、図７（ｂ）に示すように、透明な合成樹脂製の基材層４６と、この基材層４６の表面に積層される光学層４７と、基材層４６の裏面に積層されるスティッキング防止層４８とを備えている。この光学層４７は、一般的にはバインダー４９中に樹脂ビーズ５０が分散した構造を有し、透過光線に対して光拡散機能等を奏するよう構成されている。また、スティッキング防止層４８は、バインダー５１中に少量のビーズ５２が離間して分散し、このビーズ５２の下部がバインダー５１の裏面から突出した構造を有している。このスティッキング防止層４８は、光拡散シート４４の裏面が他の光学シート等（導光板４２）の表面と密着、すなわちスティッキングして干渉縞が生じたり、製造工程でロール状に巻回して保存した際にブロッキング（付着）が生じたりするという不都合を防止している。
上記光拡散シート４４のスティッキング防止層４８に分散するビーズ５２としてはアクリルビーズ等が一般的に用いられており、このアクリルビーズは比較的硬質であることから、裏面に突出したビーズ５２によって当該光拡散シート４４の裏面側に重ねて配設される導光板４２等の表面に傷を付けてしまうことがある。この光拡散シートの傷付きは、液晶表示装置の輝度ムラを生じさせることとなる。
そこで、裏面側に重ねて配設される導光板、プリズムシート等の他の部材への傷付けを防止するために、傷付け防止層を裏面に設けた光学シート（特開２００４−８５６２６号公報等参照）が開発されている。
しかしながら、上記の傷付け防止層を設けた光学シートにおいても、スティッキングを防止するための微細なビーズが存在するため他の光学シート等への傷付けを十分に防止することができない。
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、重ねて配設される他の部材への傷付けやスティッキングなどを防止できる光学シート、及びこの光学シートを用いて、輝度ムラ、干渉縞の発生等を防止した高品質なバックライトユニットを提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために成された発明は、
光学的機能を有するシート本体と、
このシート本体の裏面側に突設される複数の繊維とを備える光学シートである。
光学的機能を有するシート本体と、
このシート本体の裏面側に突設される複数の繊維とを備える光学シートである。
当該光学シートは、複数の繊維がシート本体の裏面側に突設されているため、裏面側に重ねて配設される導光板、プリズムシート等の他の部材に対して、突設される複数の繊維で接触する。このように接触する複数の繊維は比較的軟質であるため、他の部材に接触しても傷を付ける可能性が低い。
また、当該光学シートは、裏面側に重ねて配設される導光板等の他の部材に対し、複数の繊維で接触するため、高いスティッキング防止性を有し、スティッキングによる干渉縞の発生を防止することができる。
上記シート本体と複数の繊維とが接着剤部を介して接合されているとよい。かかる接着剤部により、シート本体により強固に複数の繊維を接合させることができ、繊維の脱落を防止することができる。
上記接着剤部が、シート本体の裏面に全面的に積層されているとよい。このように接着剤部をシート本体の裏面に全面的に積層することにより、複数の繊維をシート本体の裏面の全面に亘って突設させることができ、上述の傷付け防止性、スティッキング防止性等を向上させることができる。
上記接着剤部が、シート本体の裏面に散点的に付設されているとよい。このように接着剤部をシート本体の裏面に散点的に付設することで、塗工される接着剤の量の低減やシート本体の裏面に積層される層の減少を図ることができ、上述の傷付け防止性、スティッキング防止性等を維持したまま、光線の透過率を向上させることができる。
上記接着剤部が、アクリルエマルジョン接着剤から形成されているとよい。アクリルエマルジョン接着剤は、シート本体への塗工が容易であり、着火危険性が低い。そのため、当該光学シートの加工性を向上させることができる。
上記複数の繊維が、静電植毛加工法によりシート本体の裏面側に突設されるとよい。かかる静電植毛加工方法は、シート本体の裏面側に対して所望の角度で複数の繊維を植毛することができ、さらに植毛する繊維の密度を容易に調整することができる。そのため、当該静電加工方法によれば、上述の傷付け防止性、スティッキング防止性等を向上させることができる。
上記繊維が透明な化学繊維であるとよい。このように透明な化学繊維とすることで、シート本体の光線透過性が維持され、当該光学シートの光線透過性の低減を防止することができる。
上記シート本体裏面の単位面積当たりの繊維の密度としては４０本／ｃｍ２以上５０００本／ｃｍ２以下が好ましい。このようにシート本体裏面の単位面積当たりの繊維の密度を上記範囲とすることで、上述の傷付け防止性、スティッキング防止性等を向上させつつ、光線透過性の低減を防止することができる。
上記繊維の平均径としては５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。また、平均長としては２０μｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。繊維の平均径及び平均長を上記範囲とすることで、上述の傷付け防止性、スティッキング防止性等を効果的に奏しつつ、当該光学シートの薄膜性を向上させることができる。
上記シート本体は、基材層と、この基材層の表面に形成される光学層とを備えることができる。このように、シート本体を基材層と光学層とに分離することで、光学的機能への影響を少なくしつつ、基材層への複数の繊維の突設を容易かつ確実に行うことができる。
また、上記課題を解決するために成された発明は、
ランプから発せられる光線を分散させて表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニットにおいて、
当該光学シートを備えていることを特徴とする液晶表示装置用のバックライトユニットである。
ランプから発せられる光線を分散させて表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニットにおいて、
当該光学シートを備えていることを特徴とする液晶表示装置用のバックライトユニットである。
当該バックライトユニットは、当該光学シートの他の部材への高い傷付け防止性により、他の部材の傷付きによる輝度ムラの発生を防止でき、液晶表示画面の高品質化が実現できると共に、製造、運搬、保存等の際の取扱いを容易にすることができる。また、当該バックライトユニットは、当該光学シートのスティッキング防止性により、裏面側に重ねて配設される他の部材とのスティッキングが防止され、密着による干渉縞等の発生を防止することができる。
また、上記課題を解決するために成された発明は、
基材層の表面に光学層を積層する光学層形成工程、
基材層の裏面に接着剤を塗工する接着剤塗工工程、
接着剤を塗工した面に複数の繊維を植毛する繊維植毛工程、
植毛後に接着剤を硬化させる接着剤硬化工程、及び
接着剤硬化後にシート本体から余剰繊維を除去する余剰繊維除去工程を有する光学シートの製造方法である。
基材層の表面に光学層を積層する光学層形成工程、
基材層の裏面に接着剤を塗工する接着剤塗工工程、
接着剤を塗工した面に複数の繊維を植毛する繊維植毛工程、
植毛後に接着剤を硬化させる接着剤硬化工程、及び
接着剤硬化後にシート本体から余剰繊維を除去する余剰繊維除去工程を有する光学シートの製造方法である。
当該光学シートの製造方法によれば、上記工程を有することで、光学シートの所望の面に複数の繊維を植毛することができ、また、この複数の繊維を接着剤によって強固に固着させることができる。従って、当該製造方法によって得られた光学シートは、他の部材への高い傷付け防止性及びスティッキング防止性を発揮することができる。
ここで、「接着剤部」とは、シート本体に塗工した接着剤が硬化したものを意味する。また、「光学層」とは、透過光線に対して所定の光学的機能を奏する層を意味する。
以上説明したように、本発明の光学シートは、裏面側に重ねて配設される光学シート等の表面に対する傷付け防止性、スティッキング防止性等に優れている。また、本発明のバックライトユニットは、光学シート、導光板等の傷付きによる輝度ムラや干渉縞の発生を防止することができる。さらに、本発明のバックライトユニットは、製造、運搬、保存等の際の取扱いが容易になる。
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳説する。
図１の光学シート１は、いわゆる光拡散シートであり、シート本体２と、このシート本体２の裏面側に突設される複数の繊維３とを備えている。シート本体２は、基材層４と、この基材層４の表面に積層される光学層５とから構成されている。
図１の光学シート１は、いわゆる光拡散シートであり、シート本体２と、このシート本体２の裏面側に突設される複数の繊維３とを備えている。シート本体２は、基材層４と、この基材層４の表面に積層される光学層５とから構成されている。
基材層４は、光線を透過させる必要があるので透明な合成樹脂又はガラスから形成されている。ここでいう透明には、無色透明に加え、有色透明、半透明が含まれるが、特に無色透明が好ましい。かかる基材層４に用いられる合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等を挙げることができる。中でも、透明性に優れ、強度が高いポリエチレンテレフタレートが好ましく、撓み性能が改善されたポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
基材層４が帯電防止剤を含有するとよい。帯電防止剤を含有することで、シート本体２に突設された複数の繊維３に生じる静電気により光学シート１が帯電することを防止することができる。この帯電防止剤としては特に限定されず、公知のものを使用することができ、例えば、アルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン系帯電防止剤、第四アンモニウム塩、イミダゾリン化合物等のカチオン系帯電防止剤、ポリエチレングリコール系、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアリン酸エステル、エタノールアミド類等のノニオン系帯電防止剤、ポリアクリル酸等の高分子系帯電防止剤などが用いられる。中でも、帯電防止効果が比較的大きいカチオン系帯電防止剤が好ましく、少量の添加で帯電防止効果が奏される。なお、上記帯電防止剤は、後述する繊維３の静電植毛加工工程において、繊維３が偏り無く突設されるように、基材層４中に適量が均一に分散含有される。
基材層４の平均厚みは、特には限定されないが、例えば１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは３５μｍ以上２５０μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以上１８８μｍ以下とされる。基材層４の厚みが上記範囲より小さいと、光学層５を形成するための樹脂組成物を塗工した際に、カールが発生しやすくなる、取扱いが困難になる等の不都合が発生する。逆に、基材層４の厚みが上記範囲より大きいと、液晶表示装置の輝度が低下してしまうことがあり、またバックライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の薄型化の要求に反することにもなる。
光学層５は、バインダー７と、このバインダー７中に略均一に配設される複数の光拡散剤８とを有している。この複数の光拡散剤８により、光学層５を裏側から表側に透過する光線を均一に拡散させることができる。また、光拡散剤８によって光学層５の表面に微細凹凸が略均一に形成され、この微細凹凸の各凹部及び凸部がレンズ状に形成されている。かかる微細凹凸のレンズ的作用によって、当該光学シート１は、優れた光拡散機能を発揮し、この光拡散機能に起因して透過光線を法線方向側へ屈折させる屈折機能及び透過光線を法線方向に巨視的に集光させる集光機能をも有している。
光拡散剤８は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては具体的には、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーの具体的な材料としては、例えば、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル等を用いることができる。中でも、透明性が高いアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が特に好ましい。
バインダー７は、基材ポリマーを含むポリマー組成物を硬化（架橋等）させることで形成される。このバインダー７によって、基材層４の表面全面に光拡散剤８が略等密度に配置固定される。なお、このバインダー７を形成するためのポリマー組成物は、その他に例えば、微小無機充填剤、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。
複数の繊維３は、シート本体２の裏面に積層される接着剤部６を介して突設されている。詳細には、複数の繊維３は、シート本体２の裏面に積層される接着剤部６に略均一に植設され、略垂直に突設されている。
接着剤部６は、シート本体２の裏面全面に塗工される接着剤により形成されている。この接着剤部６により、シート本体２の裏面の全面に亘って複数の繊維３を突設させることができる。また、繊維３の基部をより強固に接合することができ、繊維３の脱落を防止することができる。
接着剤部６を形成する接着剤としては、特に限定されるものではなく、水溶性型接着剤、溶剤型接着剤、紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。中でも、シートへの塗工が容易であり、着火危険性が低い水溶性型接着剤を用いることが好ましい。水溶性型接着剤として具体的には、例えば、アクリルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、エポキシエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョンなどの接着剤が挙げられるが、スプレー性や摩耗性の面から、特にアクリルエマルジョン接着剤が好ましい。また、溶剤型接着剤としては具体的には、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂などの接着剤が挙げられるが、耐熱性の面から、特にエポキシ樹脂が好ましい。さらに、光線の透過性を高める観点から透明のものが好ましく、無色透明が特に好ましい。また、環境面に配慮すれば揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を放出しにくい接着剤（低ＶＯＣ接着剤）が好ましい。なお、接着剤部６の厚みは特には限定されないが、硬化後で例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下とされている。
複数の繊維３の植毛方法としては、この複数の繊維３をシート本体２の裏面側に突設できれば特に限定されないが、静電植毛加工方法を利用するのが好ましい。静電植毛加工方法を用いれば、シート本体２の裏面に対して所望の角度で複数の繊維３を植毛して固着させることができ、また、植毛される繊維３の密度を容易に調整することができる。特に、シート本体２の裏面に対して略垂直に複数の繊維３を植毛して固着させるのがよい。略垂直に複数の繊維３を植毛することにより繊維３の基部を接合する接着剤が硬化する前に繊維３が倒れることを抑制することができる。なお、静電植毛加工方法としては、例えば、１つの電極に対し未硬化の接着剤部を有するシートを対電極となるようにセットし、これに直流高電圧を印加し、この電極間に供給した複数の繊維をクーロン力によって電気力線に沿って飛翔させ、シートの表面に繊維の基部を突き刺すことにより植毛を行う加工方法などが挙げられる。このような静電植毛加工方法としては、公知の静電植毛加工方法であれば特に制限されない。
繊維３としては、特に限定されるものではなく、天然繊維及び化学繊維を用いることができる。天然繊維としては、例えば、綿繊維、麻繊維などがあげられる。化学繊維としては、例えば、レーヨン繊維、ポリエステル系繊維、ポリオレフィン系繊維（ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維等）、ポリアミド系繊維（脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維等）、アクリル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリイミド系繊維、炭素系繊維、シリコーン系繊維、フッ素系繊維などが挙げられる。中でも、化学繊維はカールを有さない形状に成形することができ、静電植毛加工法に好適に用いることができる。特に、透明の化学繊維が光線の透過性を高める観点から好ましく、無色透明の化学繊維がさらに好ましい。
シート本体２の裏面の単位面積当たりの繊維３の密度の下限としては、４０本／ｃｍ２が好ましく、６０本／ｃｍ２がさらに好ましく、８０本／ｃｍ２が特に好ましい。一方、繊維３の密度の上限としては、５０００本／ｃｍ２が好ましく、４０００本／ｃｍ２がさらに好ましく、３０００本／ｃｍ２が特に好ましい。シート本体２の裏面の繊維３の密度が上記下限より小さいと、他の部材への傷付け防止機能及びスティッキング防止機能を十分に発揮することができなくなるおそれがある。また、繊維３の密度が一定以上ある場合には、シート本体２の裏面側に混入した外来の異物を複数の繊維３が形成する繊維層で捕捉して、この繊維層内に閉じこめることができる。このため、この面に重ねて配設される他の部材が外来の異物と接触しにくくなり、これにより他の部材の傷付きをさらに低減させることができる。逆に、この密度が上記上限より大きいと、光線透過性が低下するおそれがある。
繊維３の平均径の下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがさらに好ましく、２０μｍが特に好ましい。一方、繊維３の平均径の上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがさらに好ましく、３０μｍが特に好ましい。繊維３の平均径が上記下限より小さいと、上述の傷付け防止機能及びスティッキング防止機能を十分に発揮することができなくなるおそれがある。逆に、平均径が上記上限より大きいと、光線透過性が低下するおそれがある。
繊維３の平均長の下限としては、２０μｍが好ましく、４０μｍがさらに好ましく、８０μｍが特に好ましい。また、繊維３の平均長の上限としては２ｍｍが好ましく、１ｍｍがさらに好ましく、０．５ｍｍが特に好ましい。繊維３の平均長が上記下限より小さいと、上述の傷付け防止機能及びスティッキング防止機能を十分に発揮することができなくなるおそれがある。逆に、平均長が上記上限より大きいと、繊維３の材質、平均径等との関係で、当該光学シートを使用するバックライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の薄型化の要求に反することとなったり、繊維３が屈曲してスティッキング防止機能が得られず、かつ光線の透過性を低下させたりするおそれがある。
繊維３のアスペクト比は、２以上４０以下であることが好ましい。繊維３のアスペクト比が上記下限より小さいと、上述の静電植毛加工方法を好適に行えないおそれがある。逆に、繊維３のアスペクト比が上記上限より大きいと、繊維３が屈曲してスティッキング防止機能が得られず、かつ光線の透過性を低下させたりするおそれがある。なお、アスペクト比は、繊維の平均径に対する平均長の比である。
当該光学シート１の全光線透過率としては、２０％以上が好ましい。全光線透過率が上記範囲より小さいと、輝度低下が生じるおそれがある。
当該光学シート１のヘイズ値としては、５０％以上が好ましい。ヘイズ値が上記範囲より小さいと、拡散性能が不十分となり輝度ムラが生じるおそれがある。
なお、「全光線透過率」はＪＩＳ Ｋ７３６１に準拠して測定された値である。「ヘイズ値」は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して測定された値である。
当該光学シート１は、シート本体２の裏面に突設される複数の繊維３を有するため、重ねて保存・搬送する場合及び液晶表示装置を組立てる場合に、複数の繊維３が他の部材に接触する。この複数の繊維３が比較的軟質でかつ所定のコシを有するため、当該光学シート１の裏面方向に力が作用しても、かかる複数の繊維３が湾曲等の変形を起こしてその力を吸収し、裏面側に重ねて配設される他の部材に傷を付けることを防止できる。また、繊維３が接着剤部６から脱落して他の部材に接触した場合にも他の部材に傷を付ける可能性が低い。結果として、他の部材の傷付けの要因を格段に低減することができる。また、光学シート１と他の部材とのスティッキングも複数の繊維３が接触することによって防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。
なお、当該光学シート１は、バインダー７中に光拡散剤８を分散させた光学層５を基材層４に積層したシート本体２に代えて、エンボス加工により基材層４の表面に略均一に微細凹凸を形成することで光拡散機能を持たせたシート本体を用いることもできる。
＜光学シートの製造方法＞
当該光学シート１の製造方法は、特に限定されないが、例えば、図６（ａ）に示すように、（Ａ）基材層を構成するシート（以下基材シート４０という）を成形する基材シート成形工程と、（Ｂ）基材シート４０の表面に光学層５を積層する光学層形成工程と、（Ｃ）接着剤を基材シート４０の裏面に塗工する接着剤塗工工程と、（Ｄ）接着剤を塗工した基材シート４０の裏面に複数の繊維３を植毛する繊維植毛工程と、（Ｅ）植毛後に接着剤を硬化させ接着剤部６を形成する接着剤硬化工程と、（Ｆ）接着剤硬化後に基材シート４０から余剰繊維を除去する余剰繊維除去工程とを有する方法を挙げることができる。
当該光学シート１の製造方法は、特に限定されないが、例えば、図６（ａ）に示すように、（Ａ）基材層を構成するシート（以下基材シート４０という）を成形する基材シート成形工程と、（Ｂ）基材シート４０の表面に光学層５を積層する光学層形成工程と、（Ｃ）接着剤を基材シート４０の裏面に塗工する接着剤塗工工程と、（Ｄ）接着剤を塗工した基材シート４０の裏面に複数の繊維３を植毛する繊維植毛工程と、（Ｅ）植毛後に接着剤を硬化させ接着剤部６を形成する接着剤硬化工程と、（Ｆ）接着剤硬化後に基材シート４０から余剰繊維を除去する余剰繊維除去工程とを有する方法を挙げることができる。
工程（Ａ）は、溶融した熱可塑性樹脂をＴダイから押出成形し、続いてその押出成形体を層長手方向及び層幅方向に延伸させて基材シート４０を長尺状のシートに成形する工程である。Ｔダイを用いた周知の押出成形法としては、例えば、ポリッシングロール法やチルロール法を挙げることができる。なお、基材シート４０を延伸加工することもでき、周知のフィルム延伸方法としては、例えば、チューブラーフィルム二軸延伸法やフラットフィルム二軸延伸法等の方法を挙げることができる。
工程（Ｂ）は、バインダー７を構成するポリマー組成物に光拡散剤８を混合することで光学層用塗工液を製造し、この光学層用塗工液を基材シート４０の表面に塗工することによって光学層５を積層する工程である。光学層を積層する周知の方法としては、例えば、ロールコーター、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、グラビアコーター、フローコーター、スプレー、スクリーン印刷等を用いたコーティング法を挙げることができる。
工程（Ｃ）は、基材シート４０の裏面に接着剤を塗工する工程である。この工程における接着剤は未硬化の状態である。接着剤を塗工する手段としては周知の方法が使用でき、例えば、スプレーガンによる吹付け方法、ロールコーターによる塗布方法を挙げることができる。
工程（Ｄ）は、図６（ｂ）に示すように、平坦な状態の基材シート４０の表面（光学層を形成した面）側に電極３２を基材シート４０と向かい合うように配置し、基材シート４０と電極３２との間に直流高電圧を印加し、この間に発生するクーロン力によって繊維供給装置３１から複数の繊維３を基材シート４０に向けて落下させ、未硬化の接着剤に繊維３の基部を突き刺し、複数の繊維３を基材シート４０に突設された形に植毛する工程である。この工程で用いる植毛方法は、公知の静電植毛加工方法であれば特に制限されず、図６（ｂ）に示した複数の繊維３を基材シート４０の上方から投下するダウン法以外に、下方から複数の繊維を上昇させるアップ法、横方向から複数の繊維を飛翔させるサイド法のどれを用いてもよい。また、静電植毛加工法では電気力線の方向を操作することで複数の繊維の植毛方向を調整できるため、長尺状の基材シート４０が湾曲した状態で植毛してもよく、例えば、基材シート４０がロールに券架された状態で植毛してもよい。
工程（Ｅ）は、複数の繊維３の基部が突き刺された接着剤を硬化させて接着剤部６を形成する工程である。水溶性型接着剤又は溶剤型接着剤を用いる場合は乾燥処理により硬化させる。乾燥処理の手段としては周知の方法が使用でき、例えば、熱風式乾燥機による方法を挙げることができる。紫外線硬化型接着剤を用いる場合は紫外線照射により硬化させる。紫外線照射の手段としては周知の方法が使用でき、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、紫外線レーザなどを光源とする紫外線照射方法を挙げることができる。
工程（Ｆ）は、基材シート４０の裏面に固着されずにこの面に付着した余剰繊維を除去する工程である。余剰繊維を除去する手段としては周知の方法が使用でき、例えば、エアー吹付け、加振、ブラシ掛けなどの方法を挙げることができる。この工程（Ｆ）の実施後に長尺状の基材シート４０を切断することにより光学シートが形成される。
この製造方法によれば、基材シート４０の裏面に複数の繊維３を植毛することができ、また、この複数の繊維３を接着剤部６によって強固に固着させることができる。従って、当該製造方法によって得られた光学シートは、他の部材への高い傷付け防止性及びスティッキング防止性を発揮することができる。なお、基材シート４０の裏面に複数の繊維３を突設させた後に基材シート４０の表面に光学層５を積層してもよい。つまり、工程（Ａ）を実施した後に、工程（Ｃ）から（Ｆ）までを実施し、その後工程（Ｂ）を実施してもよい。また、工程（Ｂ）を実施する代わりに、基材シート４０自体に光学的機能を含有させる製造方法としてもよい。具体的には、例えば、工程（Ａ）においてエンボス加工によって基材シート４０に微細凹凸を形成して光学的機能を含有させる方法を挙げることができる。
本発明の液晶表示装置用のバックライトユニットは、方形の導光板と、導光板の長辺側端縁に沿って配設されるランプと、導光板表面に重ねて配設される光拡散シート、プリズムシート、マイクロレンズシート等の方形の光学シートとを備え、この導光板、光拡散シート、プリズムシート、マイクロレンズシート等として当該光学シートが用いられる。上述のように当該光学シートが他の部材への高い傷付け防止性、スティッキング防止性、全光線透過率、輝度等の均一性、経済性及び薄膜性を有するため、当該バックライトユニットは、ランプから発せられる光線の利用効率を格段に高め、今日社会的に要請されている高輝度化、高品質化、省エネルギー化及び薄型軽量化を促進することができる。
＜その他の実施形態＞
本発明の光学シートは、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下のような実施形態とすることもできる。
本発明の光学シートは、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下のような実施形態とすることもできる。
図２の光学シート１１は、いわゆる光拡散シートであり、シート本体２と、このシート本体２の裏面に突設される複数の繊維３とを備えている。シート本体２は、基材層４と、基材層４の表面に積層される光学層５とからなる。基材層４、光学層５、バインダー７、光拡散剤８、製造方法、接着剤及び繊維３の材料などは、上記図１の光学シート１と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。
複数の繊維３は、シート本体２の裏面に散点的に付設される複数の接着剤部１６を介して突設されている。接着剤部１６は接着剤を基材層４の裏面に散点的（島状）に付設したものである。
図２（ｂ）に示すように、接着剤部１６は基材層４の裏面に散点的に塗工されるため、図１の接着剤部６のように基材層４の裏面全体に塗工する場合に比べ塗工される接着剤の量を少量とすることができる。結果として、当該光学シート１１の透過性を上述の実施形態の光学シート１よりも高めることができる。複数の接着剤部１６は基材層４の裏面に略均等に形成される。複数の接着剤部１６の数及び面積、並びに複数の繊維３の接着剤部ごとの本数は、基材層４の裏面の単位面積当たりの繊維３の密度が上述した範囲となるように決められることが好ましい。これにより、上述した他の部材への傷付け防止機能及びスティッキング防止機能が発揮される。なお、図２（ａ）及び（ｂ）では、１つの接着剤部１６に固着される繊維３を複数本図示しているが１本とすることもできる。また、複数の繊維３の植毛方法は、図１の光学シート１と同様に、静電植毛加工法を用いることができる。
図３の光学シート１２は、いわゆる光拡散シートであり、シート本体２と、このシート本体２の裏面に突設される複数の繊維３とを備えている。シート本体２は、基材層４と、基材層４の表面に積層される帯電防止剤層１７と、光学層５とからなる。繊維３、基材層４、光学層５、接着剤部６、バインダー７、光拡散剤８、製造方法などは、上記図１の光学シート１と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。
帯電防止剤層１７は帯電防止剤を配合した合成樹脂から形成される。帯電防止剤は上述したように特に限定されず、公知のものを使用することができる。
帯電防止剤層１７により、シート本体２に突設された複数の繊維３に生じる静電気により光学シート１２が帯電することを、基材層４に帯電防止剤を含有させる場合よりもよりよく防止することができる。
図４の光学シート１３は、いわゆるプリズムシートであり、シート本体２と、このシート本体２の裏面に突設される複数の繊維３とを備えている。シート本体２は、基材層４と、基材層４の表面に積層されるプリズム層１８とからなる。繊維３、基材層４、接着剤部６、製造方法などは、上記図１の光学シート１と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。
プリズム層１８は、基材層４の表面に積層されるシート状部１９と、多数の三角柱から形成されるプリズム部２０とを備えており、プリズム部２０の三角柱は平行、等間隔かつ密に配設されている。プリズム層１８の形成材料としては合成樹脂が用いられる。製造方法としては、特に限定されず、基材層４とプリズム層１８とを一体成形してもよく、別々に成形して基材層４とプリズム層１８との間に積層した接着層を介して基材層４にプリズム層１８を積層してもよい。
当該光学シート１３は、プリズム層１８によって、強い正面輝度向上効果を有するとともに、バックライトユニット中での光のリサイクル効果を高め出射光の輝度ムラを抑えることができる。さらに、当該光学シート１３は、複数の繊維３によって他の部材への高い傷付け防止性及びスティッキング防止性を有している。
なお、光学シート１３は、プリズム部２０の稜線が蛇行する形態、プリズム部２０の三角柱の配置が等間隔ではない形態、プリズム部２０の稜線が高さ方向に湾曲する形態等とすることも可能である。
図５の光学シート１４は、いわゆるマイクロレンズシートであり、シート本体２と、このシート本体２の裏面に突設される複数の繊維３とを備えている。シート本体２は、基材層４と、基材層４の表面に積層されるマイクロレンズ面２１とからなる。繊維３、基材層４、接着剤部６、製造方法などは、上記図１の光学シート１と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。
マイクロレンズ面２１は、基材層４の表面に積層されるシート状部２２と、このシート状部２２の表面に形成されるマイクロレンズアレイ２３とを備えている。なお、このマイクロレンズ面２１は、シート状部２２を有さない、マイクロレンズアレイ２３のみの構成とすることもでき、この場合、基材層４の表面に直接マイクロレンズアレイ２３を形成してもよい。また、マイクロレンズ面２１と基材層４とを一体成形してもよい。
当該光学シート１４は、マイクロレンズアレイ２３によって高い集光、法線方向側への屈折、拡散等の光学的機能を有し、かつ、その光学的機能を容易かつ確実に制御することができる。そのため、当該光学シート１４は、例えばバックライトユニットのプリズムシートへの入射光線のピーク方向を法線方向側への屈折に最適な傾斜角に制御することができる。さらに、当該光学シート１４は、複数の繊維３によって他の部材への高い傷付け防止性及びスティッキング防止性を有している。
なお、上記「マイクロレンズ」とは、界面が部分球面状の微小レンズを意味し、例えば半球状凸レンズ、半球状凹レンズ等が該当する。
なお、本発明の光学シート及びバックライトユニットは上記実施形態に限定されるものではない。当該光学シートは上記光拡散シート、集光シート（プリズムシート、マイクロレンズシートなど）等に限定されず、例えば、その他の導光板、偏光シート、位相差シート、視野拡大シート、レンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシート等の光学シートにも適用することができる。特に、導光板と液晶表示素子の間に配設されるバックライトユニット用光学シートとして好適に用いられる。かかる位置に配設される光学シートは、他の部材への傷付け及びスティッキングによる干渉縞発生を防止することが要求される。そのため、他の部材への高い傷付け防止機能及びスティッキング防止機能を発揮することができる当該光学シートを好適に用いることができる。
また、当該光学シートは、基材層、光学層、帯電防止剤層に加えて、紫外線吸収剤層、トップコート層、易接着層等の他の層をシート本体に有してもよい。
また、上記の複数の繊維３の固着方法として、接着剤を用いず、基材層４に直接繊維３の基部を接合してもよい。例えば、基材層４を成形後、基材層４が完全に硬化する前に複数の繊維３を基材層４に植毛する方法などを用いることができる。
以上のように、本発明の光学シートは、液晶表示装置のバックライトユニットの構成要素として有用であり、特に透過型液晶表示装置に好適に用いることができる。
１ 光学シート
２ シート本体
３ 繊維
４ 基材層
５ 光学層
６ 接着剤部
７ バインダー
８ 光拡散剤
１１、１２、１３、１４ 光学シート
１６ 接着剤部
１７ 帯電防止剤層
１８ プリズム層
１９ シート状部
２０ プリズム部
２１ マイクロレンズ面
２２ シート状部
２３ マイクロレンズアレイ
３１ 繊維供給装置
３２ 電極
４０ 基材シート
２ シート本体
３ 繊維
４ 基材層
５ 光学層
６ 接着剤部
７ バインダー
８ 光拡散剤
１１、１２、１３、１４ 光学シート
１６ 接着剤部
１７ 帯電防止剤層
１８ プリズム層
１９ シート状部
２０ プリズム部
２１ マイクロレンズ面
２２ シート状部
２３ マイクロレンズアレイ
３１ 繊維供給装置
３２ 電極
４０ 基材シート
Claims (7)
- 光拡散機能を有するシート本体と、
このシート本体の裏面側に突設され、スティッキング防止機能を有する複数の繊維と
を備え、
上記シート本体と複数の繊維とが接着剤部を介して接合され、上記接着剤部がシート本体の裏面に散点的に付設され、
上記繊維の平均径が５μｍ以上５０μｍ以下、平均長が２０μｍ以上２ｍｍ以下であり、上記シート本体裏面の単位面積当たりの繊維の密度が４０本／ｃｍ２以上５０００本／ｃｍ２以下である光拡散シート。 - 上記接着剤部が、アクリルエマルジョン接着剤から形成されている請求項１に記載の光拡散シート。
- 上記繊維が、透明な化学繊維である請求項１又は請求項２に記載の光拡散シート。
- 上記シート本体が、基材層と、この基材層の表面に形成される光学層とを備える請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光拡散シート。
- ランプから発せられる光線を分散させて表面側に導く液晶表示装置用バックライトユニットであって、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光拡散シートを備えていることを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。 - 基材層の表面に光拡散機能を有する光学層を積層する光学層形成工程、
基材層の裏面に散点的に接着剤を塗工する接着剤塗工工程、
接着剤を塗工した面に複数の繊維を、上記シート本体裏面の単位面積当たりの繊維の密度が４０本／ｃｍ２以上５０００本／ｃｍ２以下となるよう植毛する繊維植毛工程、
植毛後に接着剤を硬化させる接着剤硬化工程、及び
接着剤硬化後にシート本体から余剰繊維を除去する余剰繊維除去工程
を有し、
上記繊維の平均径が５μｍ以上５０μｍ以下、平均長が２０μｍ以上２ｍｍ以下である
光拡散シートの製造方法。 - 請求項１又は請求項２に記載の光拡散シートの製造方法であって、
上記繊維が、静電植毛加工法によりシート本体の裏面側に突設される光拡散シートの製造方法。
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