JPH08286005A

JPH08286005A - レンズシートおよびバックライト

Info

Publication number: JPH08286005A
Application number: JP7092864A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kamata; 敏幸鎌田; Masao Hamada; 雅郎濱田; Hiroshi Fukushima; 洋福島
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズシート自体の屈折率を低下させること
なく、レンズシートの表面反射を抑止して、正面輝度を
向上させることができるレンズシートおよびバックライ
トを提供する。【構成】一方の面に多数のレンズ単位が平行に形成さ
れたレンズ面を有するレンズシートであって、該レンズ
シートの少なくとも入射面に低屈折率層が形成されてい
るレンズシートおよびそれを用いたバックライト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などに使
われるレンズシートおよびバックライトに関するもので
あり、さらに詳しくは、レンズシートの表面反射を抑止
して、正面輝度を向上させることができるレンズシート
およびバックライトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年カラー液晶表示装置を備えた携帯用
ノートパソコンや、カラー液晶パネルを使った携帯用液
晶ＴＶあるいはビデオ一体型液晶ＴＶなどのバッテリー
駆動製品において、液晶表示装置の消費電力がバッテリ
ー駆動時間を伸ばすための障害になっている。中でも、
液晶表示装置に使われているバックライトの消費電力の
割合は大きく、この消費電力をできる限り低く抑えるこ
とがバッテリー駆動時間を伸ばし、上記製品の実用価値
を高める上で重要な課題とされている。

【０００３】しかし、バックライトの消費電力を抑えこ
とによって、バックライトの輝度を低下させたのでは液
晶表示が見難くなり好ましくない。そこで、バックライ
トの輝度を犠牲にすることなく消費電力を抑えるため
に、バックライトの光学的な効率を改善することが望ま
れている。これを実現する手段として、片面にプリズム
列やレンチキュラー列等のレンズ単位を多数形成したレ
ンズシートを、導光体の出射面側に載置したバックライ
トが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなレンズシー
トは、バックライトからの出射光を屈折作用によって正
面方向に出射光を向けることによって、正面輝度を向上
させバックライトの光学的な効率を向上させるものであ
る。通常、レンズシートは、その成形性の良さからポリ
カーボネート系樹脂、アクリル系樹脂等の透明性に優れ
たプラスチック材料が一般的に使用されている。このた
め、バックライトからの出射光がレンズシートに入射す
る際に、レンズシートの入射面で４〜５％程度の光が反
射されてしまい、正面輝度の向上に寄与していない光と
なる。レンズシートにおける表面反射率Ｒは、レンズシ
ート材料の屈折率ｎｇと空気の屈折率ｎａによって次の
式（１）から導かれる。

【０００５】

【数１】Ｒ＝｛（ｎｇ−ｎａ）／（ｎｇ＋ｎａ）｝² ・・・（１）式（１）からも解るように、レンズシートを構成する材
料の屈折率ｎｇを低くすれば、レンズシートにおける表
面反射を小さくすることができる。しかし、レンズシー
ト材料の屈折率を低くすると、レンズシートの屈折作用
による正面輝度を向上させる効果自体は小さくなり、結
果として正面輝度を向上させることはできない。本発明
は、レンズシート自体の屈折率を低下させることなく、
レンズシートの表面反射を抑止して、正面輝度を向上さ
せることができるレンズシートおよびバックライトを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のレン
ズシートは、一方の面に多数のレンズ単位が平行に形成
されたレンズ面を有するレンズシートであって、該レン
ズシートの少なくとも入射面に低屈折率層が形成されて
いることを特徴とするものである。また、本発明のバッ
クライトは、導光体の出射面側に、一方の面に多数のレ
ンズ単位が平行に形成されたレンズ面を有し、少なくと
も入射面に低屈折率層が形成されているレンズシートを
載置したことを特徴とするものである。

【０００７】本発明のレンズシート２は、図１に示した
ように、透明シートの一方の面に多数のレンズ単位７が
平行に形成されてなるものである。形成されるレンズ形
状は、目的に応じて種々の形状のものが使用され、例え
ば、プリズム形状、レンチキュラーレンズ形状、波型形
状等が挙げられる。本発明においては、レンズシート２
の厚さは０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度、レンズ単位７のピッ
チは３０μｍ〜０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。
また、レンズシート２としてプリズムシートを使用する
場合には、プリズム頂角は８０〜１５０゜の範囲とする
ことが好ましい。

【０００８】また、本発明のレンズシート２は、図２〜
図３に示したように、少なくとも入射面に低屈折率層８
が形成されていることが重要である。レンズシート２に
低屈折率層８を形成する方法としては、例えば、溶剤に
低屈折率層を形成する低屈折剤を溶解させたものを塗布
・乾燥したり、低屈折率剤を真空蒸着法等によってレン
ズシートに直接、低屈折率層８を形成する方法等が挙げ
られる。低屈折率層８の屈折率は、レンズシートの屈折
率よりも低くすればよいが、好ましくは、１．４５以
下、さらに好ましくは１．４以下の範囲である。

【０００９】本発明において使用される低屈折率剤とし
ては、レンズシートを構成する材料より屈折率が低いも
のであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポ
リ（テトラヒドロフルフリルアクリレートフルオロエチ
レン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）（屈折率＝１．
３３８）、ポリ（テトラフルオロエチレン）（屈折率＝
１．３５〜１．３８）、ポリ（トリフルオロエチレンメ
タクリレート）（屈折率＝１．４３７）、ポリメタクリ
ル酸トリフルオロエチル（屈折率＝１．４１）、ポリメ
タクリル酸ヘキサフルオロ−２−プリオプロピル（屈折
率＝１．３８）、ポリメタクリル酸パーフルオロ−ｔ−
ブチル（屈折率＝１．３６）、ポリメタクリル酸パーフ
ルオロイソプロピル（屈折率＝１．３７）、トリフルオ
ロエチレン−ビニリデンフルオライト共重合体（屈折率
＝１．３５〜１．４１）、フッ化ビニリデン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体（屈折率＝１．３〜１．４
１）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（屈折率＝１．４
６）、ポリメチルペンテン（屈折率＝１．４７）等の高
分子化合物等が挙げられる。これら低屈折率剤は、単独
で使用することもできるし、２種以上を組合せて使用す
ることもできる。

【００１０】また、無機系の低屈折率剤を使用する場合
には、レンズシート材料の屈折率をｎｇ、低屈折率層の
屈折率をｎｃ、低屈折率層の厚さをｄとしたとき、特定
の波長λ（ｎｍ）の反射率がゼロになるためには、次の
式（２）および式（３）の条件を満足すればよく、この
条件近傍の低屈折率剤および膜厚を設定すればよい。

【００１１】

【数２】ｎｃ＝（ｎｇ）^1/2 ・・・（２）ｎｃ×ｄ＝λ／４・・・（３）無機系の低屈折率剤としては、例えば、ＭｇＦ₂ （屈折
率＝１．３８）、Ｎａ₃ＡｌＦ₆ 等の誘電体光学薄膜物
質等が使用できる。広範囲の波長の光線に対しての反射
防止効果を付与させるためには、誘電体光学薄膜物質の
種類、膜厚を変えて、２層または３層に低屈折率層を形
成させることが効果的である。

【００１２】本発明のレンズシート２は、可視光透過率
が高く、屈折率の比較的高い材料を用いて製造すること
が好ましく、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂、塩化ビニル系樹脂、活性エネルギー線硬化型
樹脂等が挙げられる。中でも、レンズシート２の耐擦傷
性、取扱い性、生産性等の観点から活性エネルギー線硬
化型樹脂が好ましい。本発明においては、レンズシート
２に、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、黄変
防止剤、ブルーイング剤、顔料、拡散剤等の添加剤を添
加することもできる。

【００１３】本発明のレンズシート２を製造する方法と
しては、押し出し成形、射出成形等の通常の成形方法が
使用できる。活性エネルギー線硬化型樹脂を用いてレン
ズシート２を製造する場合には、透明フィルムあるいは
シート等の透明基材１０上に、活性エネルギー線硬化型
樹脂によってレンズ部１０を形成する。まず、所定のレ
ンズパターンを形成したレンズ型に活性エネルギー線硬
化型樹脂液を注入し、透明基材９を重ね合わせる。次い
で、透明基材９を通して紫外線、電子線等の活性エネル
ギー線を照射し、活性エネルギー線硬化型樹脂液を重合
硬化して、レンズ型から剥離してレンズシート２を得
る。

【００１４】レンズシート２のレンズ部を構成する活性
エネルギー線硬化型樹脂としては、ビス（メタクロイル
チオフェニル）スルフォイド、２，４−ジブロモフェニ
ル（メタ）アクリレート、２，３，５−トリブロモフェ
ニル（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メ
タ）アクリロイルオキシフェニル）プロパン、２，２−
ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシフェニ
ル）プロパン、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイ
ルオキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−（メタ）アクリロイルペンタエトキシフェニル）
プロパン、２，２−ビズ（４−（メタ）アクリロイルオ
キシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシジエト
キシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−
ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシペンタエトキシ
−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３，５−
ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（メ
タ）アクリロイルオキシエトキシ−３−フェニルフェニ
ル）プロパン、ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシ
フェニル）スルフォン、ビス（４−（メタ）アクリロイ
ルオキシエトキシフェニル）スルフォン、ビス（４−
（メタ）アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル）
スルフォン、ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシエ
トキシ−３−フェニルフェニル）スルフォン、ビス（４
−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ−３，５−ジメ
チルフェニル）スルフォン、ビス（４−（メタ）アクリ
ロイルオキシフェニル）スルフィド、ビス（４−（メ
タ）アクリロイルオキシエトキシフェニル）スルフィ
ド、ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシペンタエト
キシフェニル）スルフィド、ビス（４−（メタ）アクリ
ロイルオキシエトキシ−３−フェニルフェニル）スルフ
ィド、ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ
−３，５−ジメチルフェニル）スルフィド、ジ（（メ
タ）アクリロイルオキシエトキシ）フォスフェート、ト
リ（（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）フォスフェ
ート等の多官能（メタ）アクリル化合物等が挙げられ
る。これらは、単独または２種以上を混合して使用する
こともできる。

【００１５】また、これら多官能（メタ）アクリル化合
物とともに、活性エネルギー線硬化型樹脂の屈折率を調
整するために、スチレン、ビニルトルエン、クロルスチ
レン、ジクロルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモス
チレン、ジビニルベンゼン、１−ビニルナフタレン、２
−ビニルナフタレン、Ｎ−ビニルピロリドン等のビニル
化合物、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メ
タ）アクリレート、ビフェニル（メタ）アクリレート、
等の（メタ）アクリル酸エステル類、ジアリルフタレー
ト、ジメタリルフタレート、ジアリルビフェニレート等
のアリル化合物、バリウム、鉛、アンチモン、チタン、
錫、亜鉛等の金属と（メタ）アクリル酸等との金属塩を
使用することもできる。これらは、単独または２種以上
を混合して使用することもできる。

【００１６】本発明において、活性エネルギー線硬化型
樹脂に使用される光ラジカル発生触媒としては、例え
ば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパ
ン−１−オン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン、メチルフェニルグリオキシレート、２，４，６−ト
リメチルベンゾイルフォスフィンオキサイド、ベンジル
ジメチルケタール等を挙げることができる。活性エネル
ギー線硬化型樹脂でレンズ部１０を形成したレンズシー
ト２において、使用される透明基材９の材質は、紫外
線、電子線等の活性エネルギー線を透過する材料であれ
ば特に限定されず、柔軟な硝子板等を使用することもで
きるが、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカ
ーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリル
イミド系樹脂等の透明樹脂が好ましい。

【００１７】本発明のバックライト１は、図１に示した
ように、導光体３の一方の端部に蛍光灯等の光源４を配
置し、導光体３の上に前述したような本発明のレンズシ
ート２を、レンズ単位７が光源４と平行となるように、
レンズ面を上向きに載置して構成される。また、本発明
のレンズシート２を複数枚使用して、そのレンズ単位７
が直交または平行するように複数枚積層して使用するこ
ともできる。さらに、導光体３には、通常、出射面上に
拡散シート６が載置され、出射面と反対側の面には、反
射フィルム等によって反射層５が形成される。

【００１８】本発明のバックライト１においては、図１
に示した構成に限定されるものではなく、使用目的等に
応じて種々の構成とすることができる。例えば、光源４
は導光体３の少なくとも１つの端部に配置させればよい
が、必要に応じて、複数個の光源４を配置することもで
きる。また、導光体３の出射面は拡散面あるいはレンズ
面に形成してもよいし、印刷等によって導光体３全体か
ら均一に光線が出射するような光量調整機構を施しても
よい。さらに、導光体３の形状は、シート状、断面楔
状、船型等の種々の形状のものを使用することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００２０】実施例１レンズピッチが５０μｍ、頂角９５゜のプリズムパター
ンを形成したＡ４サイズ程度の黄銅製のレンズ型に、以
下の組成からなる紫外線硬化型樹脂液を注入し、Ａ４サ
イズの厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレート製
フィルム（屈折率＝１．６）をレンズ型に重ね合わせた
後、約３００ｍｍ上方に配置した紫外線ランプ（８０Ｗ
／ｃｍの照射強度、６．４ＫＷ）を用いて、ポリエチレ
ンテレフタレート製フィルム側から３０秒間紫外線を照
射し、紫外線硬化型樹脂液を重合硬化させ、レンズ型か
ら剥離してプリズムシートを得た。得られたプリズムシ
ートのレンズ部の屈折率は１．６３であった。

【００２１】紫外線硬化型樹脂エチレンオキシド変性ビスフェノールＡジマタクリレー４７重量部ト（日立化成工業社製ファンクリルＦＡ−３２１Ｍ）ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ２５重量部アクリレート（日本化薬化学工業社製ＫＡＹＡＲＡＤＲ−６０４）フェノキシエチルアクリレート（大阪有機化学工業社製２８重量部ビスコート＃１９２）２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン− １．５重量部１−オン（メルク社製Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）得られたプリズムシートの基材フィルム側に、低屈折率
剤（旭硝子社製サイトップ）を流延コートし、乾燥させ
て屈折率１．３４の低屈折率層を形成した。低屈折率層
を形成したプリズムシートを、図１に示したように、バ
ックライトユニットととして構成し、バックライトユニ
ットの直上１ｍのところから、トプコン社製ＢＭ７型輝
度計を用いて輝度を測定した。その結果、プリズムシー
トを使用しない場合の輝度を１とした場合の輝度比が
１．５７であり、大幅な輝度の向上が認められた。

【００２２】比較例１実施例１と同一の材料を用い、同一の方法でプリズムシ
ートを得た。得られたプリズムシートを、図１に示した
ように、バックライトユニットととして構成し、バック
ライトユニットの直上１ｍのところから、トプコン社製
ＢＭ７型輝度計を用いて輝度を測定した。その結果、プ
リズムシートを使用しない場合の輝度を１とした場合の
輝度比は１．５２であった。以上、低屈折率層を形成し
た実施例１のプリスムシートを用いたバックライトにお
いては、低屈折率層を形成していない比較例１のプリズ
ムシートを用いたバックライトと比較して、その輝度の
向上が認められた。

【００２３】

【発明の効果】本発明のレンズシートは、レンズシート
の入射面に低屈折率層を形成することによって、レンズ
シート自体の屈折率を低下させることなく、レンズシー
トの表面反射を抑止して、正面輝度を向上させることが
できるレンズシートおよびバックライトを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバックライトの構成例を示すの斜視図
である。

【図２】本発明のレンズシートの一実施例の断面図であ
る。

【図３】本発明のレンズシートの一実施例の断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・バックライト２・・・レンズシート３・・・導光体４・・・光源５・・・反射層６・・・拡散シート７・・・レンズ単位８・・・低屈折率層９・・・透明基材１０・・・レンズ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の面に多数のレンズ単位が平行に形
成されたレンズ面を有するレンズシートであって、該レ
ンズシートの少なくとも入射面に低屈折率層が形成され
ていることを特徴とするレンズシート。
【請求項２】導光体の出射面側に、一方の面に多数の
レンズ単位が平行に形成されたレンズ面を有し、少なく
とも入射面に低屈折率層が形成されているレンズシート
を載置したことを特徴とするバックライト。