図面 (/)

技術 面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 石井忠道小池周佐藤保小島弘山下力也山田一樹小岩光政井上益辻敬太
出願日 2007年7月18日 (13年4ヶ月経過) 出願番号 2007-187438
公開日 2009年2月5日 (11年9ヶ月経過) 公開番号 2009-026554
状態 特許登録済
技術分野 液晶4(光学部材との組合せ) 面状発光モジュール 液晶4(光学部材との組合せ) レンズ以外の光学要素 照明装置の配光に係わる部品細部及び防護
主要キーワード 略半円状断面 荷重物 荷重領域 テーパ形 ダイ型 光学的挙動 吹付け塗装 金属円筒
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年2月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを低減させて表示性能の低下を防ぐことができる面光源用光学シートを提供する。

解決手段

透光性基材12と、透光性基材12の一方の面上に設けられ、略三角断面で頂部5に稜線を有する単位プリズム14をその稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部16とを有する面光源用光学シートであって、単位プリズム14のうち2列〜8列に1つの単位プリズム14の頂部5が、他の頂部5’よりも0.4μm〜10μmの範囲で高く形成し、且つ単位プリズム14の頂部5の平坦幅Wを100nm〜400nmの範囲で形成することによって、上記課題を解決した。

概要

背景

近年の液晶表示装置等においては、低消費電力化薄型及び軽量化の必要に応じて、液晶表示装置等を背面から照明するための面光源装置も薄型及び軽量化が要求されると共に、光源からの光を有効に利用して光源での低消費電力化が図られている。こうした液晶表示装置等に用いる面光源装置としては、エッジライト型の面光源装置と、直下型の面光源装置が知られている。

エッジライト型の面光源装置は、通常、透明なアクリル樹脂等の板状の導光体の一端面から光源光入射し、その導光体の一方の面である出光面から液晶パネル等の背面に光を出射するようにしている。この面光源装置においては、導光体の出光面と反対側の面に光を反射する反射板反射膜を設けて光利用効率を向上させている。一方、直下型の面光源装置は、光源を挟んだ態様で液晶パネルと反射板を配置してなるものであり、通常、光源光を反射板によって液晶パネルの背面に光を反射させて光利用効率を向上させている。

上記のエッジライト型や直下型の面光源装置において、導光体の出光面には、単位プリズムを複数配列してなるプリズム部を有する光学シートが配置されている。光学シートとしては、例えば特許文献1,2に示すように、略三角断面又は略半円状断面であってその頂部に稜線(稜線部ともいう。)を有する単位プリズムをその稜線部と直交する方向に多数配列してなるプリズム部を有するものが提案されている。面光源装置は、単位プリズムの稜線部が拡散シート等のシート部材や導光体に押し当たる態様で構成されている。
特開平6−118246号公報
特開平7−234305号公報

概要

表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを低減させて表示性能の低下を防ぐことができる面光源用光学シートを提供する。透光性基材12と、透光性基材12の一方の面上に設けられ、略三角断面で頂部5に稜線を有する単位プリズム14をその稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部16とを有する面光源用光学シートであって、単位プリズム14のうち2列〜8列に1つの単位プリズム14の頂部5が、他の頂部5’よりも0.4μm〜10μmの範囲で高く形成し、且つ単位プリズム14の頂部5の平坦幅Wを100nm〜400nmの範囲で形成することによって、上記課題を解決した。

目的

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを低減させて表示性能の低下を防ぐことができる面光源用光学シートを提供することにある。また、本発明の他の目的は、その面光源用光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に設けられ、略三角断面で頂部に稜線を有する単位プリズムを該稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部と、を有する面光源用光学シートであって、前記単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部が、他の頂部よりも0.4〜10μmの範囲で高く形成されており、且つ前記単位プリズムの頂部が平坦であって、該平坦幅Wが100nm〜400nmの範囲であることを特徴とする面光源用光学シート。

請求項2

透光性材料からなり、少なくとも1つの端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射する導光体と、前記導光体の少なくとも前記1つの端面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体の光放出面に設けられ、該光放出面から出射する光を透過する光学シートと、を有する面光源装置であって、前記光学シートが、請求項1に記載の面光源用光学シートであることを特徴とする面光源装置。

請求項3

請求項1に記載の面光源用光学シートと、前記光学シートの背面側から光を照射する光源と、前記光源の前記光学シートと反対側に配置され、前記光源からの光を前記光学シート方向に反射する反射体と、を有することを特徴とする面光源装置。

請求項4

平面状の透光性表示体と、該透光性表示体の背面に配置され、前記透光性表示体を背面から光照射する請求項2又は3に記載の面光源装置と、を備えることを特徴とする表示装置

技術分野

0001

本発明は、面光源用光学シート面光源装置及び表示装置に関し、更に詳しくは、単位プリズムを有する光学シートにおいて、その単位プリズムの頂部が面光源装置の構成部材に押し当たって生じる白点の発生を抑えた面光源用光学シート、その光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置に関する。

背景技術

0002

近年の液晶表示装置等においては、低消費電力化薄型及び軽量化の必要に応じて、液晶表示装置等を背面から照明するための面光源装置も薄型及び軽量化が要求されると共に、光源からの光を有効に利用して光源での低消費電力化が図られている。こうした液晶表示装置等に用いる面光源装置としては、エッジライト型の面光源装置と、直下型の面光源装置が知られている。

0003

エッジライト型の面光源装置は、通常、透明なアクリル樹脂等の板状の導光体の一端面から光源光入射し、その導光体の一方の面である出光面から液晶パネル等の背面に光を出射するようにしている。この面光源装置においては、導光体の出光面と反対側の面に光を反射する反射板反射膜を設けて光利用効率を向上させている。一方、直下型の面光源装置は、光源を挟んだ態様で液晶パネルと反射板を配置してなるものであり、通常、光源光を反射板によって液晶パネルの背面に光を反射させて光利用効率を向上させている。

0004

上記のエッジライト型や直下型の面光源装置において、導光体の出光面には、単位プリズムを複数配列してなるプリズム部を有する光学シートが配置されている。光学シートとしては、例えば特許文献1,2に示すように、略三角断面又は略半円状断面であってその頂部に稜線(稜線部ともいう。)を有する単位プリズムをその稜線部と直交する方向に多数配列してなるプリズム部を有するものが提案されている。面光源装置は、単位プリズムの稜線部が拡散シート等のシート部材や導光体に押し当たる態様で構成されている。
特開平6−118246号公報
特開平7−234305号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、前記の態様で構成された面光源装置において、単位プリズムの稜線部がシート部材や導光体に押し当たると、その稜線部の先端とシート部材や導光体との間に接触部分が生じ、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となる。この光学密着部では、光源の光が単位プリズムで屈折せずにそのまま素通りするため、周囲よりも輝度が増加する。通常、かかる光学密着部は稜線の全長にわたることはなく、部分的に断続した点状に発生するので、素通りした光は表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせる。こうした表示ムラは、その程度によっては観察者にとって目立つものとなり、表示装置の表示性能を低下させるという問題がある。

0006

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを低減させて表示性能の低下を防ぐことができる面光源用光学シートを提供することにある。また、本発明の他の目的は、その面光源用光学シートを有する面光源装置、及びその面光源装置を有する表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するための本発明に係る面光源用光学シートは、透光性基材と、該透光性基材の一方の面上に設けられ、略三角断面で頂部に稜線を有する単位プリズムを該稜線と直交する方向に多数配列してなるプリズム部と、を有する面光源用光学シートであって、前記単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部が、他の頂部よりも0.4〜10μmの範囲で高く形成されており、且つ前記単位プリズムの頂部が平坦で、該平坦幅Wが、100nm〜400nmの範囲であることを特徴とする。

0008

この発明によれば、単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部を他の頂部よりも高く形成したので、単位プリズムの頂部が例えばシート部材や導光体に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点(白模様)等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となる。その結果、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。なお、単位プリズムの頂部を他の頂部よりも0.4〜10μmの範囲で高くすれば、2列〜8列に1つ設けた高い頂部は、一定周期で設けられたものであってもよいし、不規則に設けられたものであってもよく、いずれにしても白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となって表示ムラが目立たなくなる。

0009

また、単位プリズムの頂部は前記の接触部分となって白点の原因となるが、この発明によれば、単位プリズムの頂部が平坦であって、その平坦幅Wを上記の範囲としたので、その範囲は通常用いられる光源の波長400nm〜830nmよりも小さい値になる。その結果、光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、白点の原因となる接触部分を素通りする光線は実質的に無くなるため、白点をより目立たなくすることができる。

0010

上記課題を解決するための本発明の第1態様に係る面光源装置は、透光性材料からなり、少なくとも1つの端面から導入された光を一方の面である光放出面から出射する導光体と、前記導光体の少なくとも前記1つの端面から内部に光を入射させる光源と、前記導光体の光放出面に設けられ、該光放出面から出射する光を透過する光学シートと、を有する面光源装置であって、前記光学シートが、上記本発明に係る面光源用光学シートであることを特徴とする。

0011

上記課題を解決するための本発明の第2態様に係る面光源装置は、上記本発明に係る面光源用光学シートと、前記光学シートの背面側から光を照射する光源と、前記光源の前記光学シートと反対側に配置され、前記光源からの光を前記光学シート方向に反射する反射体と、を有することを特徴とする。

0012

上記第1及び第2態様の発明によれば、上記本発明に係る光学シートを面光源用光学シートとして用いたので、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい面光源装置を提供できる。

0013

上記課題を解決するための本発明の表示装置は、平面状の透光性表示体と、該透光性表示体の背面に配置され、前記透光性表示体を背面から光照射する上記本発明に係る面光源装置と、を備えることを特徴とする。

0014

この発明によれば、表示装置の光源として上記本発明に係る面光源装置を用いたので、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい液晶表示装置を提供できる。

発明の効果

0015

本発明の面光源用光学シートによれば、単位プリズムの頂部が例えば面光源装置を構成するシート部材や導光体に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点(白模様)等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となるので、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。さらに、2列〜8列に1つ設けた高い頂部は、一定周期で設けられたものであってもよいし、不規則に設けられたものであってもよく、いずれにしても白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となって表示ムラが目立たなくなる。

0016

また、本発明の面光源用光学シートによれば、単位プリズムの頂部の平坦幅Wの範囲は通常用いられる光源の波長400nm〜830nmよりも短波長であるので、光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、白点の原因となる接触部分を素通りする光線は実質的に無くなるため、白点をより目立たなくすることができる。

0017

したがって、本発明によれば、表示装置の表示面に白点(白模様)等の表示ムラを生じさせることがなく、安定で良好な表示性能を与える面光源用光学シートを提供できるので、特に最近の高品位液晶表示装置用の面光源用光学シートとして好ましく用いることができる。また、白点に基づく表示ムラが目立たない、表示性能のよい面光源装置及びその面光源装置を備えた表示装置を提供できる。

発明を実施するための最良の形態

0018

以下、本発明の面光源用光学シート、面光源装置及び表示装置について、図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

0019

[面光源用光学シート]
先ず、面光源用光学シート(以下、単に「光学シート」ともいう。)について説明する。図1は、本発明の光学シートの一例を示す模式的な斜視図である。本発明の光学シート10は、図1に示すように、透光性基材12と、その透光性基材12の一方の面S1に設けられた多数の単位プリズム14からなるプリズム部16とを有している。このプリズム部16は、略三角断面で、頂部5に稜線を有する単位プリズム14を、その稜線と直交する方向に多数配列してなるものである。

0020

(透光性基材)
透光性基材12は、光学シート10の主要な構成部材であり、後で詳述するプリズム部16の基材として作用すると共に、光源からの光の多くをプリズム部16側に透過するように作用する。透光性基材12は、光透過性の基材であればよく、特に基材単体での透過率が85%以上のものが好ましく用いられる。なお、ここでいう透過率とは、株式会社色彩技術研究所製の光線透過率計(型式:HM−150)により測定した値である。透光性基材12の厚さは特に限定されないが、通常、ロール巻き可能な50〜500μmの範囲内である。

0021

透光性基材12としては、樹脂、或いはガラスが用いられる。樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレートポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂ポリスチレン樹脂ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂等で構成された透明性基材を好ましく挙げることができる。また、ガラスからなる透光性基材12としては、例えば、ソーダ硝子、硼珪酸硝子等が用いられる。

0022

樹脂材料からなる透光性基材12は、単層押出しにより、又は後述の光拡散層18とともに共押出しにより作製されることが好ましい。なお、透光性基材12はそれ以外の方法で作製されたものであってもよい。押出しで作製された透光性基材12又はその他の方法で作製された透光性基材12は、通常、延伸処理される。この延伸処理は、二軸延伸処理でも一軸延伸処理でもよいが、通常、二軸延伸処理が好ましく適用される。

0023

(プリズム部)
プリズム部16は、透光性基材12の一方の面S1に設けられ、図1に示すように、略三角断面で頂部5に稜線を有する単位プリズム14を、その稜線と直交方向に且つその稜線が平行になるように、多数配列してなるプリズム群である。その単位プリズム14の周期は、透光性表示体用の面光源装置に要求される性能を満たすために、通常、12.5μm〜200μmの範囲で選択される。図2は、本発明の光学シートを構成する単位プリズムの実施形態を示す断面図であり、図3は、図2に示すプリズム部の頂部近傍の拡大断面図である。

0024

以下、プリズム部について説明する。

0025

図2に示す本発明に係るプリズム部16は、稜線と直交する方向に多数配列する単位プリズム14のうち2列〜8列に1つの単位プリズム14の頂部5が、他の頂部5’よりも高く形成されている。なお、他よりも高く形成する頂部5を9列以上離した場合には、通常用いられる材料(前記例示のもの)と周期(前記12.5〜200μmのもの)のプリズムの範囲において、光学シートが撓むことによって、低く引込んで形成した頂部5’が隣接する他の部材に接触してしまい、本発明の效果を奏さない場合がでてくる。また、その頂部5と他の頂部5’とをどの程度の差Hとするかは、高い頂部5のみが他の部材(シート部材や導光板等。以下同じ。)に押し当たり、かつ低い頂部5’は他の部材に押し当たらないか押し当たったとしても、白点を生じる光学密着部とならない程度に接触する程度の差Hであることが好ましい。

0026

高い頂部5と他の頂部5’との差Hは、具体的には、0.4μm〜10μmの範囲であることが好ましい。差Hをこの範囲内とすることにより、高い頂部5が他の部材に押し当たり、その接触部分がいわゆる「光学密着部」となって表示装置の表示面に白点(白模様)等を生じさせた場合であっても、その白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となるので、白点に基づく表示ムラが目立たなくなり、表示性能の低下を防ぐことができる。なお、差Hが0.4μm未満では、光学シートが撓まなくても、エバネッセント波としてプリズム外に滲み出た光の電磁場が隣接する他の光学部材と結合して進入し透過して行くことになり、また、光学シートが少しでも撓んだ場合、高い頂部5が他の部材に押し当たるのと同時に低い頂部5’も他の部材に押し当たって光学密着した接触部分となり、いずれにしても白点(白模様)等の表示ムラが従来同様に生じるおそれがある。一方、差Hが10μmを超えても接触部分に基づいた表示ムラは発生しないが、白点防止效果は飽和するため、あえてここまで高度差Hをつける必然性がなくなる。且つ、元来、周期及び高さが12.5〜200μm程度の寸法の単位プリズムにおいて、その高さが10μm以上変化することになり、プリズム自体の光学的挙動も設計と異なってくることになるので、むしろ問題が生じることがある。

0027

高い頂部5は、図2(A)に示すように2列周期で設けてもよいし、図2(B)に示すように4列周期で設けてもよいし、8列周期(図示しない)で設けてもよい。また、2列〜8列に1つ高い頂部5が設けられていれば、高い頂部5の間隔は、例えば2周期毎、5周期毎、8周期毎のように規則的であってもよいし、不規則な間隔で設けられたもの(平均で2〜8列に1つ高い頂部5が存在するもの。)であってもよい。いずれにしても白点の発生密度が従来の1/2〜1/8となって表示ムラが目立たなくなる。

0028

また、高い頂部5とそれ以外の低い頂部(5’,5”)との差Hが上記範囲内であれば、低い頂部(5’,5”)の高さは、図2(A)及び図2(B)に示すように一定であってもよいし、図2(C)に示すように一定でなくてもよい。図2(C)に示す例では、高い頂部5よりも差Hだけ高さが低い頂部5’と、さらにその頂部5’よりも差H’だけ低い頂部5”とが併存した態様を示している。このとき、低い頂部5’と、さらに低い頂部5”との差H’は特に限定されず、例えば0.4μm〜5μm程度であればよい。なお、本発明において、プリズム部16の頂部5から透光性基材12の表面までのプリズム部16の厚さ(高さh)は、通常一定であり、20〜100μm程度の範囲である。

0029

次に、プリズム部の頂部の平坦部について説明する。

0030

図3は、図2に示すプリズム部16の頂部近傍の拡大図である。一方向に延びる稜線と直交する方向に多数配列する単位プリズム14において、その単位プリズム14の頂部5が鋭角ではなく略平坦に形成されている。そして、その平坦な頂部5の平坦幅Wが100nm〜400nmの範囲になっている。前記範囲の平坦幅Wは、通常用いられる光源の波長400nm〜830nmよりも小さい値である。

0031

こうした頂部5の平坦幅Wは用いられる光源の波長と同等以下の値であるので、その頂部5が他の部材に押し当たって接触部分となった場合、光源から発した光線は、その波長よりも幅の狭い平坦部内に、実質的に進入不能となる。よって、接触部分によって生じる白点が目立たなくなる。一方、頂部の平坦幅Wが用いられる光源の波長よりも大きな値であると、その頂部5が他の部材に押し当たった接触部分は、本来透過すべきでは無い光線を透過することになるため、白点の原因となって目立ち、表示ムラの原因となることがある。したがって、このプリズム部16においては、他の部材に押し当たって接触部分となる頂部5については、その平坦幅Wを用いられる光源の波長400nm〜830nmのいずれよりも小さい値とすることによって、表示ムラの原因となる白点を目立たなくすることができる。

0032

このため、本発明に係るプリズム部16は、図2に示すように、2列〜8列に1つの単位プリズム14の頂部5が他の頂部5’よりも高く形成されているので、その頂部5は他の部材に押し当たって接触部分となり、全単位プリズムが同一高さの場合に比べて1/2〜1/8の白点は生じることになるが、その頂部5の平坦幅が使用している光源光の波長以下になっているため、従来の1/2〜1/8となった白点の発生密度をもさらに防止して目立たなくすることができるのでより効果的である。

0033

こうした本発明に係るプリズム部16を図4及び図5の態様(頂部が導光体32と向き合っていない態様)で用いる場合には、図2(A)に示すように、その単位プリズム14の頂部5、5’(5”)の角度αは90°又は略90°(85°〜105°程度)であることが好ましい。さらに、通常、単位プリズム14,14間の谷部から延びる斜面と、透光性基材12の表面S1と平行な仮想線とで表される底角β,γは、通常、45°又は略45°であることが好ましいので、単位プリズム14は、通常は、頂部90°又は略90°の二等辺三角形からなる断面形態になっている。一方、本発明に係るプリズム部16を図6(A)(B)の態様(頂部が導光体32と向き合った態様)で用いる場合には、その単位プリズム14の頂部5、5’(5”)の角度αは40°〜70°の範囲であることが好ましい。さらに、上記同様の底角β,γは、70°〜55°の範囲であることが好ましく、単位プリズム14は、通常は、頂部40°〜70°の範囲の二等辺三角形からなる断面形態になっている。なお、配列された単位プリズム14は稜線と直交する方向に平行に配列され、そのピッチは、通常、例えば12.5μm〜200μm程度で形成されるが、特にその値は限定されない。

0034

次に、プリズム部の構成材料とその形成方法について説明する。

0035

プリズム部16は、硬化物が上記の樹脂物性を奏するように従来公知の化合物を配合した光学シート用の樹脂組成物で形成されたものである。そうした光学シート用樹脂組成物としては、各種のものを例示でき、例えば、ポリメタアクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸エステル単独重合体、又は、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ブチル共重合体等の(メタ)アクリル酸エステルの共重合体(なお、ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルポリカーボネートポリスチレンポリメチルペンテン等熱可塑性樹脂、或いは、紫外線又は電子線等の電離放射線架橋した電離放射線硬化性樹脂等の透明樹脂が用いられる。電離放射線硬化性樹脂としては、多官能ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系オリゴマー不飽和ポリエステルオリゴマーエポキシ樹脂オリゴマー等のオリゴマー、或いはメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等の単官能モノマーヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系多官能モノマー等から選択される1種又は2種以上の化合物が用いられる。電離放射線として、紫外線、又は可視光線等を用いる場合は、光開始剤を添加する。光開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、チオキサントン系、芳香族ヨードニウム塩等の公知の光開始剤が用いられる。

0036

中でも、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、単官能モノマー、多官能モノマー、光開始剤等で構成される電離放射線硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。この電離放射線硬化型樹脂組成物の構成材料の配合割合は特に限定されないが、好ましくは、多官能エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー:5〜50重量部、多官能ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー:5〜50重量部、単官能モノマー:1〜60重量部、多官能モノマー:5〜30重量部、光開始剤:0.01〜10重量部である。多官能モノマー、或は多官能オリゴマーの1分子あたりの官能基数は、2〜8程度のものである。

0037

なお、樹脂組成物として、任意成分として前記の単官能モノマー、多官能モノマー以外の(メタ)アクリロイル基ビニル基を含有する化合物(モノマー成分)を使用することもできる。また、光開始剤(光重合開始剤)としても、光学シート用の開始剤として一般に使用されているものを使用することができる。また、樹脂組成物には、前記の成分以外に必要に応じて、シリコーン酸化防止剤重合禁止剤離型剤帯電防止剤紫外線吸収剤光安定剤消泡剤溶剤非反応性アクリル樹脂非反応性ウレタン樹脂、非反応性ポリエステル樹脂、顔料染料光拡散剤等も併用することができる。

0038

プリズム部16の屈折率は1.555以上であることが好ましく、こうした屈折率となるように上記樹脂組成物が調整される。プリズム部16の屈折率の上限は特に限定されないが、コストの観点からは、1.600以下であることが好ましい。

0039

プリズム部16は、上述の光学シート用樹脂組成物を用い、例えば、(1)公知の熱プレス法(特開昭56−157310号公報)、(2)紫外線硬化性熱可塑性樹脂フィルムロールエンボス版によって単位プリズム14の形状をエンボス加工した後に紫外線を照射してそのフィルム硬化させる方法(特開昭61−156273号公報)、(3)単位プリズム14の形状を刻設した回転するロール凹版上に活性エネルギー線硬化型樹脂液を塗布し凹部に充填した後、樹脂液を介してロール凹版上にフィルム状の透光性基材12を被覆したまま紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射し硬化させ、その後それらをロール凹版から離型して、ロール凹版の単位プリズム14の形状をフィルム状の透光性基材12上に形成する方法(特開平3−223883号、米国特許第4576850号等)等を挙げることができる。

0040

(その他の層)
光学シート10には、光拡散機能を付与することができる。光拡散機能の付与としては、例えば図1にその一例を示したように、透光性基材12の少なくとも一方の面に光拡散層18を設けたり、いわゆるマット処理を行ったりすることができる。こうした光拡散機能の付与は今までにも多くの提案がなされてきているのでここでは以下の説明にとどめ詳しくは説明しない。

0041

図1に例示した光拡散層18は、好ましく設けられる任意の層であって、光を拡散させる作用があればよく、一般的な光拡散シートに形成されているものである。例えば光拡散性微粒子透光性樹脂中に分散した層を適用できる。この光拡散層18は、透光性基材12の他方の面S2に設けられていてもよいし、透光性基材12の一方の面S1とプリズム部16との間(図示しない)に設けられていてもよいし、その両方に設けられていてもよい。

0042

光拡散層18を構成する透光性樹脂材料としては、上記の透光性基材12と同様の樹脂材料、例えばアクリル、ポリスチレン、ポリエステル、ビニル重合体等の透明な材料が用いられる。さらにその光拡散層18中には、光拡散性微粒子が均一に分散されている。光拡散性微粒子としては、一般的に光学シートに用いられる光拡散性微粒子が用いられ、例えば、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)系ビーズポリメタクリル酸ブチル系ビーズ、ポリカーボネート系ビーズ、ポリウレタン系ビーズ、炭酸カルシウム系ビーズ、シリカ系ビーズ等が用いられる。

0043

光拡散層18は種々の方法で作製できる。例えば、光拡散性微粒子を透光性バインダー樹脂に分散させた塗料を、吹付け塗装、ロールコート等で塗工して形成してもよいし、光拡散性微粒子を分散させた樹脂材料を準備し、その樹脂材料を透光性基材12の押出材料とともに共押出しして形成してもよい。なお、光拡散層18の厚さは、通常、1〜20μmの範囲である。

0044

また、図示しないが、マット処理は、例えば透光性基材12の他方の面S2上に光拡散層18を設ける代わりに、その面S2に所定の表面粗さを持たせて光拡散機能を付与したものである。その手段としては、表面をサンドブラスト等により機械的に荒らす方法や、粒子を含む凹凸層を形成すること等を例示できる。

0045

以上の第1及び第2態様に係るプリズム部16を有する光学シート10は、1枚構成で用いることもできるが、2方向(上下方向、左右方向)の光拡散角を制御するためには、プリズム部16を有する2枚の光学シート10をその稜線が交叉するように積層してもよい。交叉角としては、通常、15°程度〜90°(直交)である。この場合プリズム面の向きは、2枚とも同じ向きにするのが光の透過性が高く最も良好であるが、プリズム部16側が対向して向き合うように、或いはプリズム部側16が背中合わせに向くように構成してもよい。本発明では、上記のような光学シート10を用いるので、このように重ね合わせて一方の単位プリズム14の頂部5が他方の光学シートに押し当たって接触部分が生じた場合であっても、その接触部分に基づいて生じる白点を目立たなくし、又は白点の発生を防ぐことができる。

0046

[面光源装置]
図4は、本発明の第1態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。本発明の第1態様に係る面光源装置30は、いわゆるエッジライト型の面光源装置であり、少なくとも1つの側端面32Aから導入された光を一方の面である光放出面32Bから出射する導光体32と、その導光体32の少なくとも前記1つの側端面32Aから内部に光を入射させる光源34と、導光体32の光放出面32Bに例えば接着層31を介して設けられ、その光放出面32Bから出射する光を透過する上記本発明に係る光学シート10とを有している。なお、図4においては光源34が1つの単型の面光源装置を示しているが、光源34が両端面にある2燈型の面光源装置(図示しない)であってもよい。

0047

導光体32は、透光性材料からなる板状体であって、図4において左側の側端面32Aから導入された光を、上側の光放出面32Bから出射するように構成されている。導光体32は、光学シート10の材料と同様の透光性材料で形成されるが、通常、アクリル又はポリカーボネート樹脂で形成される。導光体32の厚さは通常1〜10mm程度であり、その厚さは全範囲で一定であってもよいし、図4に示すように、光源34側の側端面32Aの位置で最も厚く、反対方向に徐々に薄くなるテーパ形状であってもよい。こうした導光体32は、光を広い面(光放出面32B)から出射させるために、その内部又は表面に光散乱機能が付加されていることが好ましい。

0048

光源34は、導光体32の少なくとも1つの側端面32Aから内部に光を入射させるものであり、導光体32の側端面32Aに沿って配置されている。光源34としては、図4に示すような線状の光源に限定されるものでなく、白熱電球LED(発光ダイオード)等の点光源を側端面32Aに沿ってライン状に配置してもよい。また、小形平面蛍光ランプを側端面32Aに沿って複数個配置するようにしてもよい。

0049

導光体32の光放出面32Bには、上述した本発明に係る光学シート10が、例えば光拡散シートを介して設けられる。光学シート10は、そのプリズム部16の反対面が導光体32の光放出面32Bになるように設けられる。なお、光学シート10の詳細については既に説明したのでここでは省略する。

0050

反射体36は、図4に示すように、導光体32の光放出面32Bと反対側の面に設けられるとともに、左側の側端面32A以外の側端面に設けられ、これらの面から出射する光を反射して導光体32内に戻すためのものである。反射体36は、薄い金属板アルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。

0051

図5は、本発明の第2態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。本発明の第2態様に係る面光源装置40は、直下型の面光源装置であって、上記本発明に係る光学シート10と、光学シート10のプリズム部16側の反対面から光を照射する光源34と、光源34からみて光学シートの反対側に配置され、光源34からの光を光学シート10の方向に反射する凹面状の反射体44とを有している。なお、光学シート10の詳細については既に説明したのでここでは省略する。

0052

光源34からの光は、光学シート10側の光放出面42に向かって光学シート10を透過するものと、反射体44で反射した後に光放出面42に向かって光学シート10を透過するものがある。

0053

反射体44は、上記第1態様に係る面光源装置と同様、薄い金属板にアルミニウム等を蒸着したもの、又は、白色の発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。反射体44の形状は、光源34からの光を平行光線として均一に反射できるものであればよく、凹円弧状、放物面柱状、双曲線柱状、楕円柱状等の形状が選択される。

0054

図6は、本発明の第1及び第2態様に係る面光源装置の他の例を示す透視断面図であり、(A)は第1態様に係るエッジライト型の面光源装置の他の一例を示し、(B)は第2態様に係る直下型の面光源装置の他の一例を示している。図6(A)に示す面光源装置30’は、上記の図4の面光源装置30とは光学シート10を構成するプリズム部16の向きが異なるものであり、そのプリズム部16が、光源34から光学シート10に向かって光が出射する側、すなわち導光体32の光放出面32B側に設けられている態様であってもよい。また、図6(B)に示す面光源装置40’は、上記の図5の面光源装置40とは光学シート10を構成するプリズム部16の向きが異なるものであり、光学シート10を構成するプリズム部16が、光源34から光学シート10に向かって光が出射する側、すなわち光学シート10側の光放出面42側に設けられている態様であってもよい。

0055

図4図6に示す面光源装置においては、線状の光源や、一方向にライン状に配置した光源等を用いているが、その光源の延びる方向と、本発明に係る光学シート10が有する単位プリズムの稜線が延びる方向とは、通常は図4図6に示すように平行となるように配置するが、非平行に配置してもよい。非平行の場合とは、光源の延びる方向と単位プリズムの稜線が延びる方向とが直交するように配置した場合や、任意の角度に斜交するように配置した場合等が挙げられる。

0056

以上のように、本発明の面光源装置は既述の光学シート10を採用しているので、単位プリズム14の頂部5が導光体32,42に押し当たって接触部分となっても、白点等を目立たなくすることができ、表示ムラの低減を図ることができる。

0057

[表示装置]
図7は、本発明の透光性表示装置としての代表例である液晶表示装置の例を示す概略斜視図である。図7に示す液晶表示装置50は、平面状の透光性表示体である液晶パネル52と、その液晶パネル52の背面に配置され、液晶パネル52を背面から光照射する上記本発明のエッジライト型の面光源装置30(図4参照)とを備えている。また、図8に示す液晶表示装置60も同様に、平面状の透光性表示体である液晶パネル62と、その液晶パネル62の背面に配置され、液晶パネル62を背面から光照射する上記本発明に係る直下型の面光源装置40(図5参照)とを備えている。液晶表示装置50,60は、バックライト面光源装置30,40を備えた透過型の液晶表示装置であり、液晶画面を形成する各画素を面光源装置30,40からの出射光によって裏側から照明するように構成されている。なお、面光源装置としては、図6(A)(B)に示す態様の面光源装置30’,40’を適用してもよい。

0058

この液晶表示装置50,60は、本発明に係る面光源装置30,40を構成部材として有するが、その面光源装置30,40は、白点等を目立たなくして表示ムラの低減を図る光学シート10を備える。その結果、液晶表示装置50,60は、表示ムラを低減して良好な画像を形成することができる。

0059

次に、実施例と比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。

0060

(実施例1)
透光性基材形成用の押出樹脂として屈折率1.56のポリエチレンテレフタレート(以下「PET」で表す。)樹脂を用い、押出後の厚さが180μmとなるように押出装置投入して押出を行い、その後、得られたシート長尺方向と幅方向延伸装置で延伸処理して基材シート71を作製した。

0061

こうして作製された基材シート71を、図9に示す製造装置70に投入してその表面にプリズム部16を形成する。先ず、上記のようにして得られた基材シート71の巻取りロール72を用意した。他方、金属円筒表面に三角形状の単位プリズムの賦形型76が形成された賦形ロール73を用意し、これを中心軸の回りに回転させつつ、Tダイ型ノズル74から紫外線硬化型樹脂液80を賦形ロール面に供給し、単位プリズムの賦形型76に充填した。次いで、基材シート71を巻取りロール72から賦形ロール73の回転周速度と同期する速度で巻出して、押圧ロール81で基材シート71をその賦形ロール73上に、前記樹脂液80を間に介して積層密着させ、そのままの状態で紫外線照射装置82,82からの紫外線を基材シート71側から照射し、その賦形型76内で樹脂液80を架橋硬化させると同時に基材シート71と接着させた。次いで、剥離ロール83を用いて走行する基材シート71を、それに接着したプリズム部16と共に剥離し、三角断面からなる単位プリズムが複数配列された図1に示す態様の光学シート10を得た。

0062

実施例1の単位プリズムの形状は三角断面からなる形状であり、詳しくは、ピッチ50μmで、その断面が単位プリズムの頂角αが90°で底角βとγが45°の二等辺三角形で、稜線が互いに平行になるように隣接して配列された形状となるように形成した。さらに、図2(A)に示すように、単位プリズム14のうち4列に1つの単位プリズム14の頂部5を他の頂部5’よりも3μm高くなる厚さ(高さh)28μmのプリズム部16を形成した。こうした形態からなるプリズム部16は、前記の単位プリズムの形態に対応した賦形型を準備することによって得ることができる。なお、各頂部5,5’は、平坦幅Wを0.1μm(=100nm)の鋭角部とした。

0063

(実施例2)
単位プリズム14のうち4列に1つの単位プリズム14の頂部5を他の頂部5’よりも3μm高くし、さらに、高い頂部5の平坦幅Wを0.2μmとした厚さ(高さh)26μmのプリズム部16を形成した他は、実施例1と同様にして、実施例2の光学シートを作製した。

0064

(実施例3)
単位プリズム14のうち2列に1つの単位プリズム14の頂部5を他の頂部5’よりも3μm高くし、さらに、高い頂部5の平坦幅Wを0.3μmとした厚さ(高さh)28μmのプリズム部16を形成した他は、実施例1と同様にして、実施例3の光学シートを作製した。

0065

(実施例4〜9)
高い頂部の割合、高い頂部の高さ、及び高い頂部の平坦幅を表1に示したとおりにした他は、実施例1と同様にして、実施例4〜9の光学シートを作製した。

0066

(比較例1〜5)
高い頂部の割合、高い頂部の高さ、及び高い頂部の平坦幅を表1に示したとおりにした他は、実施例1と同様にして、比較例1〜5の光学シートを作製した。

0067

(評価)
実施例1〜9及び比較例1〜5の各光学シートについて、白点の有無について観察した。観察は、厚さ1.0mmのガラスを準備し、得られた光学シートの単位プリズム14の頂部5側を前記ガラス上に載せ、光学シートのPET基材側から直径1cmで重さ50gの透明円柱荷重物として載せ、ガラスの下側から光源を照射した。このとき透明円柱による荷重領域に白点が生じるか否かを観察した。白点が目立たない場合を「○」とし、白点が目立つ場合を「×」とし、その中間程度を「△」として、表1にその結果を示した。

0068

表1の結果より、単位プリズムのうち2列〜8列に1つの単位プリズムの頂部が他の頂部よりも0.4μm〜10μmの範囲で高く形成され、且つ、単位プリズムの頂部が平坦でその平坦幅Wが100nm〜400nmの範囲である実施例1〜9は、白点が目立たない良好な結果が得られた。一方、前記に該当しない比較例1〜5は、白点が目立っていた。

0069

図面の簡単な説明

0070

本発明の光学シートの一例を示す模式的な斜視図である。
本発明の光学シートを構成する単位プリズムの実施形態を示す断面図である。
図2に示すプリズム部の頂部近傍の拡大断面図である。
本発明の第1態様に係る面光源装置の一例を示す斜視図である。
本発明の第2態様に係る面光源装置の他の一例を示す斜視図である。
本発明の第1及び第2態様に係る面光源装置の他の一例を示す透視断面図であり、(A)は図4に示す面光源装置の他の一例を示し、(B)は図5に示す面光源装置の他の一例を示す。
本発明の表示装置としての液晶表示装置の一例を示す概略斜視図である。
本発明の表示装置としての液晶表示装置の他の一例を示す概略斜視図である。
シート状の透光性基材上にプリズム部を形成するための製造装置の一例を示す模式的な構成図である。

符号の説明

0071

5,5’,5”…頂部
10…光学シート
12…透光性基材
14…単位プリズム
16…プリズム部
18…光拡散層
30,30’,40,40’…面光源装置
31…接着層
32…導光体
32A…側端面
32B…光放出面
34…光源
36,44…反射体
50,60…液晶表示装置
52,62…液晶パネル
S1…透光性基材の一方の面
S2…透光性基材の他方の面
H…高い頂部と他の頂部との差
W…単位プリズムの頂部の平坦幅

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ