JP2004094051A - 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】変角機能等の光学的機能が高い光学シート及び良好な正面輝度や視野角を有するバックライトユニットの提供を目的とするものである。
【解決手段】裏面から入射する透過光線を法線方向側に向ける光学シート1であって、複数の樹脂層(基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4)を備えており、層間界面を構成する樹脂層(プリズム層3)裏面に複数の凸条プリズム部5がストライプ状に形成され、この凸条プリズム部5の断面形状が山状多角形(等脚台形)とされていることを特徴とするものである。この山状多角形としては左右対称が好ましく、特に山状台形又は山状五角形が好ましい。上記複数の凸条プリズム部5は所定間隔を開けて並設するとよい。
【選択図】 図1
【解決手段】裏面から入射する透過光線を法線方向側に向ける光学シート1であって、複数の樹脂層(基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4)を備えており、層間界面を構成する樹脂層(プリズム層3)裏面に複数の凸条プリズム部5がストライプ状に形成され、この凸条プリズム部5の断面形状が山状多角形(等脚台形)とされていることを特徴とするものである。この山状多角形としては左右対称が好ましく、特に山状台形又は山状五角形が好ましい。上記複数の凸条プリズム部5は所定間隔を開けて並設するとよい。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折、拡散、集光、反射等の諸機能を有し、特に液晶表示装置のバックライトユニットに好適な光学シート、及び、これを用いたバックライトユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させる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、直下型等のバックライトユニットが装備されている。かかるエッジライト型のバックライトユニット90は、一般的には図11に示すように、光源としての棒状のランプ91と、このランプ91に端部が沿うように配置される方形板状の導光板92と、この導光板92の表面側に積層される複数枚の光学シート93とを装備している。この光学シート93は、屈折、拡散等の特定の光学的機能を有するものであり、具体的には(1)導光板92の表面側に配設され、主に光拡散機能を有する拡散性光学シート(いわゆる光拡散シート)94、(2)拡散性光学シート94の表面側に配設され、法線方向側への屈折機能を有する屈折性光学シート(いわゆるプリズムシート)95などが該当する。
【0003】
このバックライトユニット90の機能を説明すると、まず、ランプ91より導光板92に入射した光線は、導光板92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92表面から出射される。導光板92から出射した光線は拡散性光学シート94に入射し、拡散され、表面より出射される。その後、拡散性光学シート94から出射された光線は、屈折性光学シート95に入射し、表面に形成されたプリズム部95aによって、略真上方向にピークを示す分布の光線として出射される。このように、ランプ91から出射された光線が、光学シート93によって拡散され、略真上方向にピークを示すように屈折され、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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のバックライトユニット90において、導光板92表面から出射される光線は傾斜した比較的鋭いピークを有している。一方、拡散性光学シート94や屈折性光学シート95は単独では光拡散性や法線方向側への屈折性(変角性)などがあまり大きくない。そのため、上記従来のバックライトユニット90は、出射光線を法線方向側への屈折、視野角の修正等を図るべく、複数枚の光学シート93を備える必要がある。従って、上記従来のバックライトユニット90は、装備される複数枚の光学シート93により、厚さ、コスト、光線ロス等の増大を招来している。
【0005】
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、変角機能等の光学的機能が高い光学シート及び良好な正面輝度や視野角を有するバックライトユニットの提供を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた発明は、裏面から入射する透過光線を法線方向側に向ける光学シートであって、複数の樹脂層を備えており、層間界面を構成する樹脂層裏面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成され、この凸条プリズム部の断面形状が山状多角形とされていることを特徴とするものである。
【0007】
当該光学シートは、少なくとも一の樹脂層の裏面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成され、この凸条プリズム部が層間界面を構成している。この凸条プリズム部の断面形状が山状多角形とされていることから、当該光学シートは凸条プリズム部の側面によってシート面に対して所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有している。そのため、当該光学シートは、この傾斜したストライプ状の層間界面における屈折、反射等の作用により、裏面から入射する透過光線を法線方向側に効果的に向けることができる。換言すると、当該光学シートは高い変角機能を有している。また、変角機能を奏する樹脂層裏面の凸条プリズム部が層間界面を構成し、シート内部に埋め込まれているため、界面形状が経時的に維持され、上記変角機能の劣化が防止される。
【0008】
上記山状多角形としては左右対称が好ましい。このように凸条プリズム部の断面形状を左右対称とすることで、凸条プリズム部を有する樹脂層の形成が容易になり、凸条プリズム部の方向を基準として180°回転しても変角機能が同一となる。そのため、例えばエッジライト型のバックライトユニットへの組込において、当該光学シートの凸条プリズム部方向のみを考慮すればよく、作業性が向上する。
【0009】
上記山状多角形としては山状台形又は山状五角形が好ましい。このように凸条プリズム部の断面形状を山状台形又は山状五角形とすることで、所定角度傾斜した層間界面が比較的大きく形成され、上記変角機能が向上する。特に、上記山状五角形の場合、凸条プリズム部の側面に加えて先端部にも傾斜面を有するため、透過光線の屈折作用に寄与する層間界面が多くなる結果、変角機能がより高められる。
【0010】
上記複数の凸条プリズム部は所定間隔を開けて並設するとよい。このように複数の凸条プリズム部を間隔を開けて並設することで、比較的垂直な入射光線を凸条プリズム部間の間隔部分でそのまま透過し、比較的傾斜した入射光線を凸条プリズム部による傾斜界面で法線方向側へ屈折させて透過することができ、その結果、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0011】
上記所定間隔を凸条プリズム部幅(基底部幅)より小さいくするとよい。このように凸条プリズム部幅よりも凸条プリズム部間隔を小さくすることで、凸条プリズム部の間隔部分に傾斜光線が入射することに起因する迷光の発生を低減し、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0012】
上記複数の凸条プリズム部の間隔部分に断面V字状の凹条部を有するとよい。このように凸条プリズム部間の間隔部分に有する断面V字状の凹条部によって、凸条プリズム部間の間隔部分への入射光線のうち比較的垂直な入射光線をそのまま透過し、比較的傾斜した入射光線を反射して再利用に供することができ、その結果、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0013】
上記凸条プリズム部を有する樹脂層とこの樹脂層裏面に積層される樹脂層との屈折率を相違させるとよい。このように法線方向側への屈折に寄与する層間界面を構成する一対の樹脂層の屈折率を相違させることで、変角機能が高められ、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0014】
上記凸条プリズム部を有する樹脂層の屈折率よりこの樹脂層裏面に積層される樹脂層の屈折率を大きくするとよい。このように層間界面を構成する入射側の樹脂層の屈折率を出射側の樹脂層の屈折率より大きくすることで、より法線方向側への屈折が可能になり、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0015】
当該光学シートの最表面を実質的に平滑面とするとよい。このように最表面を平滑にすることで、当該光学シートに局部的な応力が作用することを低減し、変角機能に寄与する層間界面界の形状の経時的な変形、損耗等が防止され、上記変角機能の劣化が防止される。
【0016】
当該光学シートにおいて、最表面に複数の球状レンズ部を有するとよい。このように最表面に有する複数の球状レンズ部がレンズ的屈折作用を奏するため、当該光学シートは、上記変角機能に加えて、光拡散機能や集光機能を奏することができる。そのため、バックライトユニットに必要な光学シートの枚数を低減することができ、かつ視野角、品位、正面輝度等を高めることができる。
【0017】
また、最表面に複数の紡錘形状レンズ部をその中心軸を略同一方向に揃えて有してもよい。このように最表面に複数の紡錘形状レンズ部を有することで、当該光学シートは、紡錘形状レンズ部の中心軸と垂直方向の拡散作用が大きく、紡錘形状レンズ部の中心軸と平行方向の拡散作用が小さい異方性拡散機能を奏することができる。そのため、バックライトユニットの左右及び上下の視野角を個別に制御することができる。
【0018】
上記樹脂層は光拡散剤を含有するとよい。このように樹脂層内に含有する光拡散剤により、当該光学シートに良好な光拡散機能や集光機能を発現させることができ、バックライトユニットに必要な光学シートの低減や、品位、正面輝度等の向上を図ることができる。
【0019】
また、最表面に積層される光拡散層を備え、この光拡散層がバインダー中に光拡散剤を含有するとよい。このように光拡散層内に含有する光拡散剤によって良好な光拡散機能や集光機能を奏することができる。また、光拡散剤を最表面に積層される光拡散層に含有することで、樹脂層内部での散乱を防止し、複数の樹脂層による上記変角機能を阻害することが防止される。その結果、当該光学シートによれば、変角機能と光拡散機能とを共に高め、かつ、これらの各機能を個別に制御することができる。さらに、最表面である光拡散層表面には光拡散剤により微細なレンズ状の凹凸が略均一に形成され、このレンズ状の微細凹凸の界面での高いレンズ的屈折作用により光拡散機能や集光機能が格段に向上する。
【0020】
さらに、最裏面に積層されるスティッキング防止層を備え、このスティッキング防止層がバインダー中にビーズを分散含有するとよい。このようにバインダー中にビーズが分散含有するスティッキング防止層を備えることで、当該光学シートと重ねて配設される導光板やプリズムシートとのスティッキング(光学密着)が防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。
【0021】
従って、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、変角機能が高く、また光拡散機能等の光学的機能をも備える当該光学シートを備えると、光学シートの装備枚数が低減され、バックライトユニットの薄型化、輝度向上及びコスト低減が促進される。
【0022】
ここで、「山状多角形」とは、先端部方向ほど横幅が縮小している多角形を意味し、具体的には三角形、山状台形(基底の両頂角が鋭角の台形)、山状五角形(山状台形の先底から三角形が連続する形状の五角形)、山状六角形(山状台形の先底からさらに山状台形が連続する六角形)等が該当する。「球状レンズ部」とは、球の部分的形状の断面形状を有する凸部又は凹部を意味する。「紡錘形」とは、直径より軸方向の長さが大きい円柱の両端が漸進的細くなっている形状を意味し、中間部に円柱部分(周面軸方向の直線部分)を有する場合と有しない場合とを含む概念であり、例えば長軸を中心に回転した回転楕円体、円弧をその弦中心で回転した回転体なども含まれる。「紡錘形状レンズ部」とは、紡錘形の部分的形状の断面形状を有する凸部又は凹部を意味する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図1は本発明の一実施形態に係る光学シートを示す模式的断面図、図2は図1の光学シートを備えるエッジライト型バックライトユニットを示す模式的断面図、図3〜図10はそれぞれ図1の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的断面図である。
【0024】
図1の光学シート1は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層3と、基材層2及びプリズム層3間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4が上記樹脂層に相当する。
【0025】
基材層2は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。かかる基材層2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が挙げられる。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。
【0026】
基材層2の厚み(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2の厚みが上記範囲未満であると、中間埋込層4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ってしまう、取扱いが困難になる等の不都合が発生する。逆に、基材層2の厚みが上記範囲を超えると、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。
【0027】
プリズム層3は、基材層2と同様に、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。かかるプリズム層3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、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、凸条プリズム部5の成形性に優れる紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等の活性エネルギー線硬化型樹脂が特に好ましい。
【0028】
プリズム層3の裏面には複数の凸条プリズム部5がストライプ状に形成されている。この凸条プリズム部5の断面形状は左右対称の山状台形(基底よりも先底が短い等脚台形)とされている。従って、この凸条プリズム部5は、シート面に対して所定角度傾斜した一対の傾斜面6を有している。また、複数の凸条プリズム部5は、所定のピッチAで並設されており、所定間隔Bを開けて並設されている。この所定間隔Bは、凸条プリズム部5の幅(基底部幅)Cよりも大きくされている。
【0029】
この傾斜面6のシート面に対する傾斜角αとしては、特に限定されず、プリズム層3と中間埋込層4との屈折率差、入射光線の傾斜角等を考慮して出射光線が法線方向側へ屈折するよう適宜設計するとよい。一般的なエッジライト型バックライトユニットの場合、傾斜面6のシート面に対する傾斜角αの下限としては70°が好ましく、75°が特に好ましい。一方、上記傾斜角αの上限としては90°が好ましく、85°が特に好ましい。中でも、80°程度の傾斜角αが最も好ましい。
【0030】
中間埋込層4は、基材層2表面とプリズム層3裏面との間に密に充填されている。この中間埋込層4は、具体的には、基材層2とプリズム層3との間に層状に充填されてもよく、プリズム層3裏面の凸条プリズム部5間に形成される凹条部のみに充填されてもよい。つまり、中間埋込層4により基材層2とプリズム層3とが離間してもよく、プリズム層3の凸条プリズム部5と基材層2とが当接してもよい。この中間埋込層4は、基材層2と同様に、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。この中間埋込層4に用いられる合成樹脂としては、特に限定されず、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。
【0031】
なお、上記基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4には、上記の合成樹脂の他、例えばフィラー、可塑剤、安定化剤、劣化防止剤、分散剤等が配合されてもよい。
【0032】
当該光学シート1は、凸条プリズム部5の傾斜面6によってシート面に対して所定角度傾斜した層間界面(プリズム層3と中間埋込層4との層間界面)をストライプ状に有している。そのため、当該光学シート1は、この傾斜したストライプ状の層間界面における屈折、反射等の作用により裏面から入射する透過光線を効果的に法線方向側に向ける高い変角機能を有している。また、変角機能を奏する凸条プリズム部5が層間界面を構成し、シート内部に埋め込まれているため、界面形状が経時的に維持され、上記変角機能の劣化が防止される。さらに、当該光学シート1は、凸条プリズム部5間に所定間隔Bを有するため、比較的垂直な入射光線を間隔部分でそのまま透過し、比較的傾斜した入射光線を凸条プリズム部5による傾斜界面で法線方向側へ屈折、反射させて透過することができ、その結果、法線方向側の出射光線を増大させることができる。また、所定間隔Bが凸条プリズム部5の幅Cより小さくされているため、表面側に出射しない迷光の発生を低減し、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0033】
上記プリズム層3と中間埋込層4との屈折率を相違させるとよい。上述のように変角機能に寄与する層間界面を構成する両層3、4の屈折率を相違させることで、変角機能が高められ、法線方向側の出射光線を増大させることができる。好ましくは、裏面側の中間埋込層4の屈折率を表面側のプリズム層3の屈折率より大きくするとよい。このように層間界面を構成する入射側の中間埋込層4の屈折率を出射側のプリズム層3の屈折率より大きくすることで、入射光線に対偶する凸条プリズム部5の傾斜面6における屈折作用を主に奏させ、変角機能がより高められる。
【0034】
裏面側の中間埋込層4の屈折率n1と表面側のプリズム層3の屈折率n2との差(n1−n2)の下限としては0.05、特に0.08、さらに特に0.10が好ましい。一方、上記屈折率差の上限としては0.35、特に0.30、さらに特に0.20が好ましい。当該光学シート1は、上述のように傾斜した層間界面により変角機能を奏するため、このような比較的小さな屈折率差でも十分な変角機能が発揮される。そのため、プリズム層3及び中間埋込層4の形成材料として一般的な合成樹脂が用いられ、製造コストの低減化が促進される。
【0035】
当該光学シート1の製造方法としては、上記構造の積層体が形成できれば特に限定されるものではなく、種々の方法が採用される。特に、(1)基材層2とプリズム層3とを形成しておき、Tダイ法等により両層2、3間に中間埋込層4を構成する樹脂組成物を押出しつつ各層をラミネートする方法や、(2)基材層2の表面に中間埋込層4を紫外線硬化型樹脂等で形成し、紫外線硬化型樹脂等の塗工等により中間埋込層4の表面にプリズム層3を積層する方法が好適である。
【0036】
基材層2の形成方法としては、特に限定されるものではなく、上記形成材料に応じて好適な公知の方法が採用される。一般的には、(a)溶融合成樹脂をフィルム状に押し出すTダイ法、インフレーション法等の押出成形や、(b)Tダイから溶融合成樹脂をフィルム状に押し出した後、直交2方向に延伸する2軸延伸法、(c)溶剤で溶解した合成樹脂をステンレスベルト等の板状型に流し、溶剤を乾燥させるキャスティングなどによって製造される。
【0037】
上記(1)の製造方法におけるプリズム層3及び上記(2)製造方法における中間埋込層4の形成方法としては、ストライプ状の凸条を有する構造が形成できれば特に限定されるものではなく、具体的には、
(a)プリズム層3の裏面形状(又は中間埋込層4の表面形状)を反転させた形状を有するシート型に合成樹脂を積層し、そのシート型を剥がすことプリズム層3(又は中間埋込層4)を形成する方法、
(b)プリズム層3の裏面(又は中間埋込層4の表面)の反転形状を有する金型に溶融樹脂を注入する射出成型法、
(c)シート化された樹脂を再加熱して前記と同様の金型と金属板との間にはさんでプレスして形状を転写する方法、
(d)プリズム層3の裏面(又は中間埋込層4の表面)の反転形状を周面に有するロールと他のロールとのニップに溶融状態のシート状の樹脂を通し、上記形状を転写する押出しシート成形法、
(e)基材フィルムに紫外線硬化型樹脂を塗布して上記と同様の反転形状を有するロールに押さえ付けて未硬化の紫外線硬化型樹脂に形状を転写し、紫外線をあてて紫外線硬化型樹脂を硬化させる方法、
(f)紫外線硬化型樹脂の代わりに電子線硬化型樹脂を使用する方法
などがある。
【0038】
上記(2)の製造方法におけるプリズム層3の形成方法としては、例えば(a)中間埋込層4の表面に紫外線硬化型樹脂を塗工し、平滑ロールによる押さえ付け後、紫外線を照射して硬化させる方法や、(b)中間埋込層4の表面の熱硬化性樹脂を塗工し、熱硬化させる方法が好適に用いられる。
【0039】
図2に示すエッジライト型バックライトユニットは、導光板7と、この導光板7の対偶辺に配設される一対の線状ランプ8とを備えており、この導光板7の表面側に当該光学シート1が重ねて配設されている。ランプ8から発せられ、導光板7表面から出射される光線は法線方向に対して所定角度傾斜した比較的強いピークを有しているが、このように高い変角機能、光拡散機能等を有する単一の当該光学シート1によってより法線方向側へ向けることができる。従って、当該バックライトユニットによれば、従来必要であった複数枚の光学シート(プリズムシート等)の低減化が図られ、バックライトユニットの薄型化、輝度向上及びコスト低減が促進される。また、当該エッジライト型バックライトユニットは導光板7の対偶辺に一対のランプ8を備えているため、導光板7表面から出射される光線はランプ8と垂直方向を基準として左右対称に傾斜しているが、当該光学シート1は上述のように凸条プリズム部5の断面形状が左右対称とされ、左右対称に傾斜したストライプ状の層間界面を交互に有しているため、対偶する一対のランプ8から発せられる左右対称に傾斜した両光線を同様に法線方向側へ向けることができる。
【0040】
図3の光学シート11は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層12と、基材層2及びプリズム層12間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2と中間埋込層4とは上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。このプリズム層12は、材料や製法は上記光学シート1と同様であるが、裏面にストライプ状に形成される凸条プリズム部13の断面形状が光学シート1とは異なる。
【0041】
この凸条プリズム部13の断面形状は左右対称の山状五角形とされている。従って、凸条プリズム部13は、基底部側の第1傾斜面14と先端部側の第2傾斜面15とを有している。この第1傾斜面14のシート面に対する傾斜角αは上記光学シート1の傾斜面6と同様である。一方、第2傾斜面15の傾斜角βの下限としては35°、特に40°が好ましく、その傾斜角βの上限としては55°、特に50°が好ましい。中でも、45°程度の傾斜角βが最も好ましい。
【0042】
当該光学シート11によれば、凸条プリズム部13の先端部側にも断面V字状の第2傾斜面15を有し、この第2傾斜面15によってシート面に対して所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有しているため、傾斜した入射光線を効果的に法線方向側に透過し、変角機能がより高められる。
【0043】
図4の光学シート21は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層22と、基材層2及びプリズム層22間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、中間埋込層4及びプリズム層22裏面の凸条プリズム部5は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。また、プリズム層22の構成材料や製造方法は、上記光学シート1と同様である。
【0044】
当該光学シート21のプリズム層22は、凸条プリズム部5の間隔部分に断面V字状の凹条部23を有している。従って、当該光学シート21は、この凹条部23によって傾斜した層間界面が凸条プリズム部5間にも形成され、変角機能がさらに向上する。
【0045】
図5の光学シート31は、基材層32と、この基材層32の表面側に積層されるプリズム層3とを備えている。このプリズム層3は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。基材層32は、上記光学シート1の基材層2と中間埋込層4とが一体となった形状を有している。従って、当該光学シート31も、光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0046】
当該光学シート31の製造方法としては、上記構造の積層体が形成されれば特に限定されるものではなく、例えば基材層32及びプリズム層3のいずれか一方を光学シート1の上記(1)の製造方法におけるプリズム層3と同様の方法で形成し、他方の層を光学シート1の上記(2)の製造方法におけるプリズム層3と同様の方法で形成する方法が好適に用いられる。
【0047】
図6の光学シート41は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層42と、基材層2及びプリズム層42間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、中間埋込層4及びプリズム層42裏面の凸条プリズム部5は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート41も、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0048】
プリズム層42は、表面に複数の半球状凸レンズ部43を有している。この半球状凸レンズ部43は、プリズム層42表面に稠密充填構造で配設されている。当該光学シート41は、この半球状凸レンズ部43が透過光線に対してレンズ的屈折作用を奏するため、上記変角機能に加えて、光拡散機能や集光機能を奏することができる。また、当該光学シート41は、最表面の半球状凸レンズ部43にいよって光拡散機能を奏するため、上記変角機能を阻害することが防止される。その結果、当該光学シート41は、変角機能と光拡散機能とを共に高め、かつ、これらの各機能を個別に制御することができる。なお、上記半球状凸レンズ部43は、プリズム層42と一体成形されてもよいし、付加されてもよい。
【0049】
当該光学シート41の製造方法としては、上記構造の積層体が形成されれば特に限定されるものではなく、例えば光学シート1の上記(2)の製造方法が好適に用いられ、プリズム層42表面の反転形状を表面に有するロールによって紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂の塗工面を押さえ付けた後に、紫外線硬化又は熱硬化させるとよい。
【0050】
図7の光学シート51は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層52と、基材層2及びプリズム層52間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、中間埋込層4及びプリズム層52裏面の凸条プリズム部5は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート51も、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0051】
プリズム層52は、表面に複数の半割紡錘形状凸レンズ部53を有し、これらの半割紡錘形状凸レンズ部53の中心軸が略同一方向に揃えられている。当該光学シート51は、半割紡錘形状凸レンズ部53が透過光線に対してレンズ的屈折作用を奏するため、上記変角機能に加えて、光拡散機能を奏することができる。当該光学シート51の光拡散機能は、半割紡錘形状凸レンズ部53の中心軸と垂直方向の拡散作用が大きく、半割紡錘形状凸レンズ部53の中心軸と平行方向の拡散作用が小さい異方性を有している。そのため、バックライトユニットの左右及び上下の視野角を個別に制御することができる。
【0052】
図8の光学シート61は、基材層2と、この基材層2の表面に重ねて配設されるプリズム層3と、基材層2及びプリズム層3間に充填される中間埋込層4と、プリズム層3の表面に積層される光拡散層62とを備えている。この基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート61も、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0053】
光拡散層62は、バインダー63と、このバインダー63中に分散する光拡散剤64とを有している。このように光拡散層62に光拡散剤64を分散させることにより、この光拡散層62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64によって光拡散層62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屈折作用によって、当該光学シート61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。なお、光拡散層62の厚み(光拡散剤64を除いたバインダー63部分の厚みを意味する)は特には限定されないが、例えば10μm以上30μm以下程度とされている。また、バインダー63は光線を透過させる必要があるので透明とされており、特に無色透明が好ましい。
【0054】
光拡散剤64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、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、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、ポリアクリロニトリル、ポリアミド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。
【0055】
光拡散剤64の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光拡散性に優れる球状のビーズが好ましい。
【0056】
光拡散剤64の平均粒子径の下限としては1μm、特に2μm、さらに特に5μmが好ましく、光拡散剤64の平均粒子径の上限としては50μm、特に20μm、さらに特に15μmが好ましい。これは、光拡散剤64の平均粒子径が上記範囲未満であると、光拡散剤64によって形成される光拡散層62表面の凹凸が小さくなり、光学シートとして必要な光拡散性を満たさないおそれがあり、逆に、光拡散剤64の平均粒子径が上記範囲を越えると、光学シート61の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になることからである。
【0057】
光拡散剤64の配合量(バインダー63の形成材料であるポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては10部、特に20部、さらに特に50部が好ましく、この配合量の上限としては500部、特に300部、さらに特に200部が好ましい。これは、光拡散剤64の配合量が上記範囲未満であると、光拡散性が不十分となってしまい、一方、光拡散剤64の配合量が上記範囲を越えると光拡散剤64を固定する効果が低下することからである。
【0058】
バインダー63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63によって、プリズム層3の表面全面に光拡散剤64が略等密度に配置固定される。なお、バインダー63を形成するためのポリマー組成物は、基材ポリマー以外に、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。
【0059】
上記基材ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを1種又は2種以上混合して使用することができる。特に、上記基材ポリマーとしては、加工性が高く、塗工等の手段で容易に光拡散層62を形成することができるポリオールが好ましい。また、バインダー63に用いられる基材ポリマーは光線を透過させる必要があるので透明とされており、特に無色透明が好ましい。
【0060】
上記ポリオールとしては、例えば(a)水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールと、(b)水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、(メタ)アクリル単位等を有するアクリルポリオールとが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールを基材ポリマーとするバインダー63は耐候性が高く、光拡散層62の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。
【0061】
なお、上記ポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、1分子当たり2個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が10以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。
【0062】
上記基材ポリマーとしてはシクロアルキル基を有するポリオールが好ましい。このように、バインダー63を構成する基材ポリマー(ポリオール)中にシクロアルキル基を導入することで、バインダー63の撥水性、耐水性等の疎水性が高くなり、高温高湿条件下での当該光学シート61の耐撓み性、寸法安定性等が改善される。また、光拡散層62の硬度、耐候性、肉持感、耐溶剤性等の塗膜基本性能が向上する。さらに、後述する表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤との親和性及び微小無機充填剤の均一分散性がさらに良好になる。
【0063】
上記シクロアルキル基としては特に限定されず、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。
【0064】
上記シクロアルキル基を有するポリオールは、シクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体を共重合することで得られる。このシクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体とは、シクロアルキル基を分子内に少なくとも1つ有する重合性不飽和単量体である。この重合性不飽和単量体としては特に限定されず、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0065】
上述のように基材ポリマーとしてポリオールを用いる場合、上記ポリマー組成物中に硬化剤としてポリイソシアネート化合物を含有するとよい。このポリイソシアネート化合物は、ジイソシアネートを重合してなる2量体、3量体、4量体等の誘導体である。このポリイソシアネート化合物の配合によってポリマー組成物の硬化反応速度が大きくなるため、微小無機充填剤の分散安定性に寄与するカチオン系帯電防止剤をポリマー組成物中に含有しても、カチオン系帯電防止剤による硬化反応速度の低下を十分補うことができ、さらに生産性を高めることができる。
【0066】
上記ポリイソシアネート化合物としては、キシレンジイソシアネート誘導体又はこのキシレンジイソシアネート誘導体と脂肪族ジイソシアネート誘導体との混合物が好ましい。このキシレンジイソシアネート誘導体は、ポリマー組成物の反応速度向上効果が大きく、また芳香族ジイソシアネート誘導体の中では熱や紫外線による黄変及び劣化が比較的小さいため、当該光学シート61の光線透過率の経時的低下を低減することができる。一方、脂肪族ジイソシアネート誘導体は、芳香族ジイソシアネート誘導体に比べて反応速度向上効果が小さいが、紫外線等による黄変、劣化等が格段に小さいため、キシレンジイソシアネート誘導体と混合することで、反応速度向上効果と黄変等の防止効果とをバランスよく達成することができる。
【0067】
この脂肪族ジイソシアネート誘導体としてはイソホロンジイソシアネート誘導体及びヘキサメチレンジイソシアネート誘導体が好ましい。かかるイソホロンジイソシアネート誘導体及びヘキサメチレンジイソシアネート誘導体は、脂肪族ジイソシアネート誘導体の中では硬化反応速度の向上作用が比較的大きく、上述の生産性及び耐熱性を促進することができる。
【0068】
上記ジイソシアネートの誘導体の型式としては、TMPアダクト型、イソシアヌレート型又はビュレット型が好ましい。これらの型式の誘導体によれば、上述の硬化反応速度を効果的に増大することができる。
【0069】
上記ポリイソシアネート化合物の配合量(ポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては2部が好ましく、5部が特に好ましい。一方、硬化剤の上記配合量の上限としては20部が好ましく、15部が特に好ましい。このようにポリイソシアネート化合物の配合量を上記範囲とすることで、上述のポリマー組成物の硬化反応速度向上作用を効果的に奏することができる。
【0070】
また、上記ポリマー組成物中に微小無機充填剤を含有するとよい。バインダー63中への微小無機充填剤の分散含有により、光拡散層62ひいては当該光学シート61全体の耐熱性を高めることができ、その結果、バックライトユニットにおいてランプの熱や空気中の湿気に曝されても当該光学シート61の変形を格段に抑制することができる。
【0071】
この微小無機充填剤を構成する無機物としては、特に限定されるものではないが、無機酸化物が特に好ましい。この無機酸化物は、金属元素が主に酸素原子との結合を介して3次元のネットワークを構成した種々の含酸素金属化合物と定義される。また無機酸化物を構成する金属元素としては、たとえば、元素周期律表II〜VI族から選ばれる元素が好ましく、元素周期律表III〜V族から選ばれる元素がさらに好ましい。その中でも、Si、Al、Ti及びZrから選択される元素が特に好ましく、金属元素がSiであるコロイダルシリカが、微小無機充填剤として最も好ましい。また微小無機充填剤の形状は、球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状でよく、特に限定されない。
【0072】
微小無機充填剤の平均粒子径の下限としては、5nmが好ましく、10nmが特に好ましい。一方、微小無機充填剤の平均粒子径の上限としては50nmが好ましく、25nmが特に好ましい。これは、微小無機充填剤の平均粒子径が上記範囲未満では、微小無機充填剤の表面エネルギーが高くなり、凝集等が起こりやすくなるためであり、逆に、平均粒子径が上記範囲を超えると、短波長の影響で白濁し、光学シート61の透明性が低下するおそれがあることからである。
【0073】
微小無機充填剤(無機物成分のみ)の配合量(ポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては10部が好ましく、50部が特に好ましい。一方、微小無機充填剤の上記配合量の上限としては500部が好ましく、200部が特に好ましい。これは、微小無機充填剤の配合量が上記範囲未満であると、光学シート61の耐熱性を十分に発現することができなくなってしまうおそれがあり、逆に、配合量が上記範囲を越えると、ポリマー組成物中への配合が困難になり、光拡散層62の光線透過率が低下するおそれがあることからである。
【0074】
微小無機充填剤としては、その表面に有機ポリマーが固定されたものを用いるとよい。このように有機ポリマー固定微小無機充填剤を用いることで、バインダー63中での分散性やバインダー63との親和性の向上が図られる。この有機ポリマーについては、その分子量、形状、組成、官能基の有無等に関して特に限定はなく、任意の有機ポリマーを使用することができる。また有機ポリマーの形状については、直鎖状、分枝状、架橋構造等の任意の形状のものを使用することができる。
【0075】
かかる有機ポリマーを構成する具体的な樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびこれらの共重合体やアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基で一部変性した樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル−スチレン系樹脂、(メタ)アクリル−ポリエステル系樹脂等の(メタ)アクリル単位を含む有機ポリマーを必須成分とするものが被膜形成能を有し好適である。他方、上記ポリマー組成物の基材ポリマーと相溶性を有する樹脂が好ましく、従ってポリマー組成物に含まれる基材ポリマーと同じ組成であるものが最も好ましい。
【0076】
なお、微小無機充填剤は、微粒子内に有機ポリマーを包含していてもよい。このことにより、微小無機充填剤のコアである無機物に適度な軟度および靱性を付与することができる。
【0077】
上記有機ポリマーにはアルコキシ基を含有するものを用いるとよく、その含有量としては有機ポリマーを固定した微小無機充填剤1g当たり0.01mmol以上50mmol以下が好ましい。かかるアルコキシ基により、バインダー63を構成するマトリックス樹脂との親和性や、バインダー63中での分散性を向上させることができる。
【0078】
ここでいうアルコキシ基は、微粒子骨格を形成する金属元素に結合したRO基を示す。このRは置換されていてもよいアルキル基であり、微粒子中のRO基は同一であっても異なっていてもよい。Rの具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル等が挙げられる。微小無機充填剤を構成する金属と同一の金属アルコキシ基を用いるのが好ましく、微小無機充填剤がコロイダルシリカである場合には、シリコンを金属とするアルコキシ基を用いるのが好ましい。
【0079】
上記有機ポリマー固定微小無機充填剤中の有機ポリマーの含有率については、特に制限されるものではないが、微小無機充填剤を基準にして0.5質量%以上50質量%以下が好ましい。
【0080】
上述のように微小無機充填剤に固定する有機ポリマーとして水酸基を有するものを用い、バインダー63を構成するポリマー組成物中に水酸基と反応するような官能基を2個以上有する多官能イソシアネート化合物、メラミン化合物およびアミノプラスト樹脂から選ばれる少なくとも1種のものを含有するとよい。これにより、微小無機充填剤とバインダー63のマトリックス樹脂とが架橋構造で結合され、保存安定性、耐汚染性、可撓性、耐候性、保存安定性等が良好になり、さらに得られる被膜が光沢を有するものとなる。
【0081】
また、ポリマー組成物中に帯電防止剤を含有するとよい。この帯電防止剤としては、特に限定されるものではなく、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く、微小無機充填剤の分散状態の安定性を阻害しないカチオン系帯電防止剤が好ましい。また、このカチオン系帯電防止剤の中でも、上述の高疎水性のバインダー63に対する帯電防止性をより促進することができるアンモニウム塩及びベタインが特に好ましい。
【0082】
上記帯電防止剤の配合量(ポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては0.1部が好ましく、0.5部が特に好ましい。一方、帯電防止剤の上記配合量の上限としては10部が好ましく、5部が特に好ましい。これは、帯電防止剤の配合量が上記下限より小さいと、上述の帯電防止効果を十分発揮することができないおそれがあり、逆に、帯電防止剤の上記配合量が上記上限を超えると、帯電防止剤の配合による全光線透過率の低下や強度の低下等の不都合が生じるおそれがあることからである。
【0083】
当該光拡散層62の形成方法としては、例えば、(a)バインダー63を構成するポリマー組成物に光拡散剤64を混合することで光拡散層用塗工液を製造する工程と、(b)この塗工液をプリズム層3の表面に塗工することで光拡散層62を積層する工程とからなる。
【0084】
当該光学シート61は、光拡散層62内に含有する光拡散剤64によって良好な光拡散機能や集光機能を奏することができる。また、当該光学シート61は、最表面の光拡散層62によって光拡散機能を奏するため、上記変角機能を阻害することが防止され、かつ、これらの各機能を個別に制御することができる。
【0085】
図9の光学シート71は、基材層2と、この基材層2の表面に重ねて配設されるプリズム層3と、基材層2及びプリズム層3間に充填される中間埋込層4と、プリズム層3の表面に積層される光拡散層62と、基材層2の裏面に積層されるスティッキング防止層72とを備えている。この基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4は上記光学シート1と同様であり、光拡散層62は上記光学シート61と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート71は、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。また、光学シート71は、上記光学シート61と同様に、光拡散層62によって高い光拡散機能等を有している。
【0086】
スティッキング防止層72は、バインダー73と、このバインダー73中に分散するビーズ74とから構成されている。このバインダー73も、上記光拡散層62のバインダー63と同様のポリマー組成物を硬化(架橋硬化等)させることで形成される。また、ビーズ74の材料としては光拡散層62の光拡散剤64と同様のものが用いられる。なお、このスティッキング防止層72の厚み(ビーズ74を除いたバインダー73部分の厚み)は特には限定されないが、例えば1μm以上10μm以下程度とされている。
【0087】
このビーズ74の配合量は比較的少量とされ、ビーズ74は互いに離間してバインダー73中に分散し、ビーズ74の多くはその下端がバインダー73からごく少量突出している。そのため、この光学シート71を導光板と積層すると、突出したビーズ74の下端が導光板等の表面に当接し、光学シート71の裏面の全面が導光板等と当接することがない。これにより、光学シート71と導光板等とのスティッキングが防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。
【0088】
当該スティッキング防止層72の形成方法としては、例えば(a)バインダー73を構成するポリマー組成物にビーズ74を混合することでスティッキング防止層用塗工液を製造する工程と、(b)このスティッキング防止層用塗工液を基材層2の裏面に塗工することでスティッキング防止層72を積層する工程とを有する。
【0089】
図10の光学シート81は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層82と、基材層2及びプリズム層82間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2と中間埋込層4とは上記光学シート1と同様であり、プリズム層82裏面に有する凸条プリズム部13の形状は上記光学シート11と同様であり、凸条プリズム部13間に有する凹条部23は上記光学シート21と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート81は、凸条プリズム部13の第1傾斜面14、第2傾斜面15及び凹条部23の断面V字状の傾斜面により所定角度傾斜した複数の層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0090】
プリズム層82は、バインダー63中に光拡散剤64を含有している。このバインダー63及び光拡散剤64は、上記光学シート61と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。当該光学シート81は、プリズム層82中に有する光拡散剤64によって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64によってプリズム層82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屈折作用によって、当該光学シート81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。さらに、当該光学シート81は、上記光拡散機能等を奏する部分が変角機能を奏する層間界面(プリズム層82と中間埋込層4との層間界面)より表面側に存在するため、変角機能を阻害することが防止される。
【0091】
当該光学シート81の製造方法としては、上記構造の積層体が形成されれば特に限定されるものではないが、例えば基材層2の表面に中間埋込層4を紫外線硬化型樹脂等で形成し、その中間埋込層4の表面に上記光拡散層62の形成材料と同様の樹脂組成物を塗工することで製造するとよい。
【0092】
なお、本発明の光学シートは上記実施形態に限定されるものではなく、例えば凸条プリズム部を間隔を開けずに並設することも可能であり、凸条プリズム部幅よりも凸条プリズム部間の間隔を大きくすることも可能である。また、基材層又は中間埋込層に光拡散剤を含有することも可能であり、樹脂層に含有する光拡散剤によっても光拡散機能を発揮することができる。
【0093】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学シートによれば、変角機能等の光学的機能が格段に向上する。従って、当該光学シートを備えるバックライトユニットによれば、正面輝度や視野角を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光学シートを示す模式的断面図である。
【図2】図1の光学シートを備えるエッジライト型バックライトユニットを示す模式的断面図である。
【図3】図1の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図4】図1及び図3の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図5】図1、図3及び図4の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図6】図1、図3〜図5の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図7】図1、図3〜図6の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図8】図1、図3〜図7の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図9】図1、図3〜図8の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図10】図1、図3〜図9の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図11】一般的なエッジライト型バックライトユニットを示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
1 光学シート
2 基材層
3 プリズム層
4 中間埋込層
5 凸条プリズム部
6 傾斜面
7 導光板
8 ランプ
11 光学シート
12 プリズム層
13 凸条プリズム部
14 第1傾斜面
15 第2傾斜面
21 光学シート
22 プリズム層
23 凹条部
31 光学シート
32 基材層
41 光学シート
42 プリズム層
43 半球状凸レンズ部
51 光学シート
52 プリズム層
53 半割紡錘形状凸レンズ部
61 光学シート
62 光拡散層
63 バインダー
64 光拡散剤
71 光学シート
72 スティッキング防止層
73 バインダー
74 ビーズ
81 光学シート
82 プリズム層
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折、拡散、集光、反射等の諸機能を有し、特に液晶表示装置のバックライトユニットに好適な光学シート、及び、これを用いたバックライトユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させる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、直下型等のバックライトユニットが装備されている。かかるエッジライト型のバックライトユニット90は、一般的には図11に示すように、光源としての棒状のランプ91と、このランプ91に端部が沿うように配置される方形板状の導光板92と、この導光板92の表面側に積層される複数枚の光学シート93とを装備している。この光学シート93は、屈折、拡散等の特定の光学的機能を有するものであり、具体的には(1)導光板92の表面側に配設され、主に光拡散機能を有する拡散性光学シート(いわゆる光拡散シート)94、(2)拡散性光学シート94の表面側に配設され、法線方向側への屈折機能を有する屈折性光学シート(いわゆるプリズムシート)95などが該当する。
【0003】
このバックライトユニット90の機能を説明すると、まず、ランプ91より導光板92に入射した光線は、導光板92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92表面から出射される。導光板92から出射した光線は拡散性光学シート94に入射し、拡散され、表面より出射される。その後、拡散性光学シート94から出射された光線は、屈折性光学シート95に入射し、表面に形成されたプリズム部95aによって、略真上方向にピークを示す分布の光線として出射される。このように、ランプ91から出射された光線が、光学シート93によって拡散され、略真上方向にピークを示すように屈折され、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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のバックライトユニット90において、導光板92表面から出射される光線は傾斜した比較的鋭いピークを有している。一方、拡散性光学シート94や屈折性光学シート95は単独では光拡散性や法線方向側への屈折性(変角性)などがあまり大きくない。そのため、上記従来のバックライトユニット90は、出射光線を法線方向側への屈折、視野角の修正等を図るべく、複数枚の光学シート93を備える必要がある。従って、上記従来のバックライトユニット90は、装備される複数枚の光学シート93により、厚さ、コスト、光線ロス等の増大を招来している。
【0005】
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、変角機能等の光学的機能が高い光学シート及び良好な正面輝度や視野角を有するバックライトユニットの提供を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた発明は、裏面から入射する透過光線を法線方向側に向ける光学シートであって、複数の樹脂層を備えており、層間界面を構成する樹脂層裏面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成され、この凸条プリズム部の断面形状が山状多角形とされていることを特徴とするものである。
【0007】
当該光学シートは、少なくとも一の樹脂層の裏面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成され、この凸条プリズム部が層間界面を構成している。この凸条プリズム部の断面形状が山状多角形とされていることから、当該光学シートは凸条プリズム部の側面によってシート面に対して所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有している。そのため、当該光学シートは、この傾斜したストライプ状の層間界面における屈折、反射等の作用により、裏面から入射する透過光線を法線方向側に効果的に向けることができる。換言すると、当該光学シートは高い変角機能を有している。また、変角機能を奏する樹脂層裏面の凸条プリズム部が層間界面を構成し、シート内部に埋め込まれているため、界面形状が経時的に維持され、上記変角機能の劣化が防止される。
【0008】
上記山状多角形としては左右対称が好ましい。このように凸条プリズム部の断面形状を左右対称とすることで、凸条プリズム部を有する樹脂層の形成が容易になり、凸条プリズム部の方向を基準として180°回転しても変角機能が同一となる。そのため、例えばエッジライト型のバックライトユニットへの組込において、当該光学シートの凸条プリズム部方向のみを考慮すればよく、作業性が向上する。
【0009】
上記山状多角形としては山状台形又は山状五角形が好ましい。このように凸条プリズム部の断面形状を山状台形又は山状五角形とすることで、所定角度傾斜した層間界面が比較的大きく形成され、上記変角機能が向上する。特に、上記山状五角形の場合、凸条プリズム部の側面に加えて先端部にも傾斜面を有するため、透過光線の屈折作用に寄与する層間界面が多くなる結果、変角機能がより高められる。
【0010】
上記複数の凸条プリズム部は所定間隔を開けて並設するとよい。このように複数の凸条プリズム部を間隔を開けて並設することで、比較的垂直な入射光線を凸条プリズム部間の間隔部分でそのまま透過し、比較的傾斜した入射光線を凸条プリズム部による傾斜界面で法線方向側へ屈折させて透過することができ、その結果、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0011】
上記所定間隔を凸条プリズム部幅(基底部幅)より小さいくするとよい。このように凸条プリズム部幅よりも凸条プリズム部間隔を小さくすることで、凸条プリズム部の間隔部分に傾斜光線が入射することに起因する迷光の発生を低減し、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0012】
上記複数の凸条プリズム部の間隔部分に断面V字状の凹条部を有するとよい。このように凸条プリズム部間の間隔部分に有する断面V字状の凹条部によって、凸条プリズム部間の間隔部分への入射光線のうち比較的垂直な入射光線をそのまま透過し、比較的傾斜した入射光線を反射して再利用に供することができ、その結果、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0013】
上記凸条プリズム部を有する樹脂層とこの樹脂層裏面に積層される樹脂層との屈折率を相違させるとよい。このように法線方向側への屈折に寄与する層間界面を構成する一対の樹脂層の屈折率を相違させることで、変角機能が高められ、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0014】
上記凸条プリズム部を有する樹脂層の屈折率よりこの樹脂層裏面に積層される樹脂層の屈折率を大きくするとよい。このように層間界面を構成する入射側の樹脂層の屈折率を出射側の樹脂層の屈折率より大きくすることで、より法線方向側への屈折が可能になり、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0015】
当該光学シートの最表面を実質的に平滑面とするとよい。このように最表面を平滑にすることで、当該光学シートに局部的な応力が作用することを低減し、変角機能に寄与する層間界面界の形状の経時的な変形、損耗等が防止され、上記変角機能の劣化が防止される。
【0016】
当該光学シートにおいて、最表面に複数の球状レンズ部を有するとよい。このように最表面に有する複数の球状レンズ部がレンズ的屈折作用を奏するため、当該光学シートは、上記変角機能に加えて、光拡散機能や集光機能を奏することができる。そのため、バックライトユニットに必要な光学シートの枚数を低減することができ、かつ視野角、品位、正面輝度等を高めることができる。
【0017】
また、最表面に複数の紡錘形状レンズ部をその中心軸を略同一方向に揃えて有してもよい。このように最表面に複数の紡錘形状レンズ部を有することで、当該光学シートは、紡錘形状レンズ部の中心軸と垂直方向の拡散作用が大きく、紡錘形状レンズ部の中心軸と平行方向の拡散作用が小さい異方性拡散機能を奏することができる。そのため、バックライトユニットの左右及び上下の視野角を個別に制御することができる。
【0018】
上記樹脂層は光拡散剤を含有するとよい。このように樹脂層内に含有する光拡散剤により、当該光学シートに良好な光拡散機能や集光機能を発現させることができ、バックライトユニットに必要な光学シートの低減や、品位、正面輝度等の向上を図ることができる。
【0019】
また、最表面に積層される光拡散層を備え、この光拡散層がバインダー中に光拡散剤を含有するとよい。このように光拡散層内に含有する光拡散剤によって良好な光拡散機能や集光機能を奏することができる。また、光拡散剤を最表面に積層される光拡散層に含有することで、樹脂層内部での散乱を防止し、複数の樹脂層による上記変角機能を阻害することが防止される。その結果、当該光学シートによれば、変角機能と光拡散機能とを共に高め、かつ、これらの各機能を個別に制御することができる。さらに、最表面である光拡散層表面には光拡散剤により微細なレンズ状の凹凸が略均一に形成され、このレンズ状の微細凹凸の界面での高いレンズ的屈折作用により光拡散機能や集光機能が格段に向上する。
【0020】
さらに、最裏面に積層されるスティッキング防止層を備え、このスティッキング防止層がバインダー中にビーズを分散含有するとよい。このようにバインダー中にビーズが分散含有するスティッキング防止層を備えることで、当該光学シートと重ねて配設される導光板やプリズムシートとのスティッキング(光学密着)が防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。
【0021】
従って、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、変角機能が高く、また光拡散機能等の光学的機能をも備える当該光学シートを備えると、光学シートの装備枚数が低減され、バックライトユニットの薄型化、輝度向上及びコスト低減が促進される。
【0022】
ここで、「山状多角形」とは、先端部方向ほど横幅が縮小している多角形を意味し、具体的には三角形、山状台形(基底の両頂角が鋭角の台形)、山状五角形(山状台形の先底から三角形が連続する形状の五角形)、山状六角形(山状台形の先底からさらに山状台形が連続する六角形)等が該当する。「球状レンズ部」とは、球の部分的形状の断面形状を有する凸部又は凹部を意味する。「紡錘形」とは、直径より軸方向の長さが大きい円柱の両端が漸進的細くなっている形状を意味し、中間部に円柱部分(周面軸方向の直線部分)を有する場合と有しない場合とを含む概念であり、例えば長軸を中心に回転した回転楕円体、円弧をその弦中心で回転した回転体なども含まれる。「紡錘形状レンズ部」とは、紡錘形の部分的形状の断面形状を有する凸部又は凹部を意味する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図1は本発明の一実施形態に係る光学シートを示す模式的断面図、図2は図1の光学シートを備えるエッジライト型バックライトユニットを示す模式的断面図、図3〜図10はそれぞれ図1の光学シートとは異なる形態に係る光学シートを示す模式的断面図である。
【0024】
図1の光学シート1は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層3と、基材層2及びプリズム層3間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4が上記樹脂層に相当する。
【0025】
基材層2は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。かかる基材層2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が挙げられる。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。
【0026】
基材層2の厚み(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2の厚みが上記範囲未満であると、中間埋込層4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ってしまう、取扱いが困難になる等の不都合が発生する。逆に、基材層2の厚みが上記範囲を超えると、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。
【0027】
プリズム層3は、基材層2と同様に、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。かかるプリズム層3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、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。中でも、凸条プリズム部5の成形性に優れる紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等の活性エネルギー線硬化型樹脂が特に好ましい。
【0028】
プリズム層3の裏面には複数の凸条プリズム部5がストライプ状に形成されている。この凸条プリズム部5の断面形状は左右対称の山状台形(基底よりも先底が短い等脚台形)とされている。従って、この凸条プリズム部5は、シート面に対して所定角度傾斜した一対の傾斜面6を有している。また、複数の凸条プリズム部5は、所定のピッチAで並設されており、所定間隔Bを開けて並設されている。この所定間隔Bは、凸条プリズム部5の幅(基底部幅)Cよりも大きくされている。
【0029】
この傾斜面6のシート面に対する傾斜角αとしては、特に限定されず、プリズム層3と中間埋込層4との屈折率差、入射光線の傾斜角等を考慮して出射光線が法線方向側へ屈折するよう適宜設計するとよい。一般的なエッジライト型バックライトユニットの場合、傾斜面6のシート面に対する傾斜角αの下限としては70°が好ましく、75°が特に好ましい。一方、上記傾斜角αの上限としては90°が好ましく、85°が特に好ましい。中でも、80°程度の傾斜角αが最も好ましい。
【0030】
中間埋込層4は、基材層2表面とプリズム層3裏面との間に密に充填されている。この中間埋込層4は、具体的には、基材層2とプリズム層3との間に層状に充填されてもよく、プリズム層3裏面の凸条プリズム部5間に形成される凹条部のみに充填されてもよい。つまり、中間埋込層4により基材層2とプリズム層3とが離間してもよく、プリズム層3の凸条プリズム部5と基材層2とが当接してもよい。この中間埋込層4は、基材層2と同様に、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。この中間埋込層4に用いられる合成樹脂としては、特に限定されず、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂等が挙げられる。
【0031】
なお、上記基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4には、上記の合成樹脂の他、例えばフィラー、可塑剤、安定化剤、劣化防止剤、分散剤等が配合されてもよい。
【0032】
当該光学シート1は、凸条プリズム部5の傾斜面6によってシート面に対して所定角度傾斜した層間界面(プリズム層3と中間埋込層4との層間界面)をストライプ状に有している。そのため、当該光学シート1は、この傾斜したストライプ状の層間界面における屈折、反射等の作用により裏面から入射する透過光線を効果的に法線方向側に向ける高い変角機能を有している。また、変角機能を奏する凸条プリズム部5が層間界面を構成し、シート内部に埋め込まれているため、界面形状が経時的に維持され、上記変角機能の劣化が防止される。さらに、当該光学シート1は、凸条プリズム部5間に所定間隔Bを有するため、比較的垂直な入射光線を間隔部分でそのまま透過し、比較的傾斜した入射光線を凸条プリズム部5による傾斜界面で法線方向側へ屈折、反射させて透過することができ、その結果、法線方向側の出射光線を増大させることができる。また、所定間隔Bが凸条プリズム部5の幅Cより小さくされているため、表面側に出射しない迷光の発生を低減し、法線方向側の出射光線を増大させることができる。
【0033】
上記プリズム層3と中間埋込層4との屈折率を相違させるとよい。上述のように変角機能に寄与する層間界面を構成する両層3、4の屈折率を相違させることで、変角機能が高められ、法線方向側の出射光線を増大させることができる。好ましくは、裏面側の中間埋込層4の屈折率を表面側のプリズム層3の屈折率より大きくするとよい。このように層間界面を構成する入射側の中間埋込層4の屈折率を出射側のプリズム層3の屈折率より大きくすることで、入射光線に対偶する凸条プリズム部5の傾斜面6における屈折作用を主に奏させ、変角機能がより高められる。
【0034】
裏面側の中間埋込層4の屈折率n1と表面側のプリズム層3の屈折率n2との差(n1−n2)の下限としては0.05、特に0.08、さらに特に0.10が好ましい。一方、上記屈折率差の上限としては0.35、特に0.30、さらに特に0.20が好ましい。当該光学シート1は、上述のように傾斜した層間界面により変角機能を奏するため、このような比較的小さな屈折率差でも十分な変角機能が発揮される。そのため、プリズム層3及び中間埋込層4の形成材料として一般的な合成樹脂が用いられ、製造コストの低減化が促進される。
【0035】
当該光学シート1の製造方法としては、上記構造の積層体が形成できれば特に限定されるものではなく、種々の方法が採用される。特に、(1)基材層2とプリズム層3とを形成しておき、Tダイ法等により両層2、3間に中間埋込層4を構成する樹脂組成物を押出しつつ各層をラミネートする方法や、(2)基材層2の表面に中間埋込層4を紫外線硬化型樹脂等で形成し、紫外線硬化型樹脂等の塗工等により中間埋込層4の表面にプリズム層3を積層する方法が好適である。
【0036】
基材層2の形成方法としては、特に限定されるものではなく、上記形成材料に応じて好適な公知の方法が採用される。一般的には、(a)溶融合成樹脂をフィルム状に押し出すTダイ法、インフレーション法等の押出成形や、(b)Tダイから溶融合成樹脂をフィルム状に押し出した後、直交2方向に延伸する2軸延伸法、(c)溶剤で溶解した合成樹脂をステンレスベルト等の板状型に流し、溶剤を乾燥させるキャスティングなどによって製造される。
【0037】
上記(1)の製造方法におけるプリズム層3及び上記(2)製造方法における中間埋込層4の形成方法としては、ストライプ状の凸条を有する構造が形成できれば特に限定されるものではなく、具体的には、
(a)プリズム層3の裏面形状(又は中間埋込層4の表面形状)を反転させた形状を有するシート型に合成樹脂を積層し、そのシート型を剥がすことプリズム層3(又は中間埋込層4)を形成する方法、
(b)プリズム層3の裏面(又は中間埋込層4の表面)の反転形状を有する金型に溶融樹脂を注入する射出成型法、
(c)シート化された樹脂を再加熱して前記と同様の金型と金属板との間にはさんでプレスして形状を転写する方法、
(d)プリズム層3の裏面(又は中間埋込層4の表面)の反転形状を周面に有するロールと他のロールとのニップに溶融状態のシート状の樹脂を通し、上記形状を転写する押出しシート成形法、
(e)基材フィルムに紫外線硬化型樹脂を塗布して上記と同様の反転形状を有するロールに押さえ付けて未硬化の紫外線硬化型樹脂に形状を転写し、紫外線をあてて紫外線硬化型樹脂を硬化させる方法、
(f)紫外線硬化型樹脂の代わりに電子線硬化型樹脂を使用する方法
などがある。
【0038】
上記(2)の製造方法におけるプリズム層3の形成方法としては、例えば(a)中間埋込層4の表面に紫外線硬化型樹脂を塗工し、平滑ロールによる押さえ付け後、紫外線を照射して硬化させる方法や、(b)中間埋込層4の表面の熱硬化性樹脂を塗工し、熱硬化させる方法が好適に用いられる。
【0039】
図2に示すエッジライト型バックライトユニットは、導光板7と、この導光板7の対偶辺に配設される一対の線状ランプ8とを備えており、この導光板7の表面側に当該光学シート1が重ねて配設されている。ランプ8から発せられ、導光板7表面から出射される光線は法線方向に対して所定角度傾斜した比較的強いピークを有しているが、このように高い変角機能、光拡散機能等を有する単一の当該光学シート1によってより法線方向側へ向けることができる。従って、当該バックライトユニットによれば、従来必要であった複数枚の光学シート(プリズムシート等)の低減化が図られ、バックライトユニットの薄型化、輝度向上及びコスト低減が促進される。また、当該エッジライト型バックライトユニットは導光板7の対偶辺に一対のランプ8を備えているため、導光板7表面から出射される光線はランプ8と垂直方向を基準として左右対称に傾斜しているが、当該光学シート1は上述のように凸条プリズム部5の断面形状が左右対称とされ、左右対称に傾斜したストライプ状の層間界面を交互に有しているため、対偶する一対のランプ8から発せられる左右対称に傾斜した両光線を同様に法線方向側へ向けることができる。
【0040】
図3の光学シート11は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層12と、基材層2及びプリズム層12間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2と中間埋込層4とは上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。このプリズム層12は、材料や製法は上記光学シート1と同様であるが、裏面にストライプ状に形成される凸条プリズム部13の断面形状が光学シート1とは異なる。
【0041】
この凸条プリズム部13の断面形状は左右対称の山状五角形とされている。従って、凸条プリズム部13は、基底部側の第1傾斜面14と先端部側の第2傾斜面15とを有している。この第1傾斜面14のシート面に対する傾斜角αは上記光学シート1の傾斜面6と同様である。一方、第2傾斜面15の傾斜角βの下限としては35°、特に40°が好ましく、その傾斜角βの上限としては55°、特に50°が好ましい。中でも、45°程度の傾斜角βが最も好ましい。
【0042】
当該光学シート11によれば、凸条プリズム部13の先端部側にも断面V字状の第2傾斜面15を有し、この第2傾斜面15によってシート面に対して所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有しているため、傾斜した入射光線を効果的に法線方向側に透過し、変角機能がより高められる。
【0043】
図4の光学シート21は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層22と、基材層2及びプリズム層22間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、中間埋込層4及びプリズム層22裏面の凸条プリズム部5は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。また、プリズム層22の構成材料や製造方法は、上記光学シート1と同様である。
【0044】
当該光学シート21のプリズム層22は、凸条プリズム部5の間隔部分に断面V字状の凹条部23を有している。従って、当該光学シート21は、この凹条部23によって傾斜した層間界面が凸条プリズム部5間にも形成され、変角機能がさらに向上する。
【0045】
図5の光学シート31は、基材層32と、この基材層32の表面側に積層されるプリズム層3とを備えている。このプリズム層3は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。基材層32は、上記光学シート1の基材層2と中間埋込層4とが一体となった形状を有している。従って、当該光学シート31も、光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0046】
当該光学シート31の製造方法としては、上記構造の積層体が形成されれば特に限定されるものではなく、例えば基材層32及びプリズム層3のいずれか一方を光学シート1の上記(1)の製造方法におけるプリズム層3と同様の方法で形成し、他方の層を光学シート1の上記(2)の製造方法におけるプリズム層3と同様の方法で形成する方法が好適に用いられる。
【0047】
図6の光学シート41は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層42と、基材層2及びプリズム層42間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、中間埋込層4及びプリズム層42裏面の凸条プリズム部5は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート41も、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0048】
プリズム層42は、表面に複数の半球状凸レンズ部43を有している。この半球状凸レンズ部43は、プリズム層42表面に稠密充填構造で配設されている。当該光学シート41は、この半球状凸レンズ部43が透過光線に対してレンズ的屈折作用を奏するため、上記変角機能に加えて、光拡散機能や集光機能を奏することができる。また、当該光学シート41は、最表面の半球状凸レンズ部43にいよって光拡散機能を奏するため、上記変角機能を阻害することが防止される。その結果、当該光学シート41は、変角機能と光拡散機能とを共に高め、かつ、これらの各機能を個別に制御することができる。なお、上記半球状凸レンズ部43は、プリズム層42と一体成形されてもよいし、付加されてもよい。
【0049】
当該光学シート41の製造方法としては、上記構造の積層体が形成されれば特に限定されるものではなく、例えば光学シート1の上記(2)の製造方法が好適に用いられ、プリズム層42表面の反転形状を表面に有するロールによって紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂の塗工面を押さえ付けた後に、紫外線硬化又は熱硬化させるとよい。
【0050】
図7の光学シート51は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層52と、基材層2及びプリズム層52間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2、中間埋込層4及びプリズム層52裏面の凸条プリズム部5は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート51も、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0051】
プリズム層52は、表面に複数の半割紡錘形状凸レンズ部53を有し、これらの半割紡錘形状凸レンズ部53の中心軸が略同一方向に揃えられている。当該光学シート51は、半割紡錘形状凸レンズ部53が透過光線に対してレンズ的屈折作用を奏するため、上記変角機能に加えて、光拡散機能を奏することができる。当該光学シート51の光拡散機能は、半割紡錘形状凸レンズ部53の中心軸と垂直方向の拡散作用が大きく、半割紡錘形状凸レンズ部53の中心軸と平行方向の拡散作用が小さい異方性を有している。そのため、バックライトユニットの左右及び上下の視野角を個別に制御することができる。
【0052】
図8の光学シート61は、基材層2と、この基材層2の表面に重ねて配設されるプリズム層3と、基材層2及びプリズム層3間に充填される中間埋込層4と、プリズム層3の表面に積層される光拡散層62とを備えている。この基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4は、上記光学シート1と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート61も、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0053】
光拡散層62は、バインダー63と、このバインダー63中に分散する光拡散剤64とを有している。このように光拡散層62に光拡散剤64を分散させることにより、この光拡散層62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64によって光拡散層62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屈折作用によって、当該光学シート61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。なお、光拡散層62の厚み(光拡散剤64を除いたバインダー63部分の厚みを意味する)は特には限定されないが、例えば10μm以上30μm以下程度とされている。また、バインダー63は光線を透過させる必要があるので透明とされており、特に無色透明が好ましい。
【0054】
光拡散剤64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、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、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、ポリアクリロニトリル、ポリアミド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。
【0055】
光拡散剤64の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光拡散性に優れる球状のビーズが好ましい。
【0056】
光拡散剤64の平均粒子径の下限としては1μm、特に2μm、さらに特に5μmが好ましく、光拡散剤64の平均粒子径の上限としては50μm、特に20μm、さらに特に15μmが好ましい。これは、光拡散剤64の平均粒子径が上記範囲未満であると、光拡散剤64によって形成される光拡散層62表面の凹凸が小さくなり、光学シートとして必要な光拡散性を満たさないおそれがあり、逆に、光拡散剤64の平均粒子径が上記範囲を越えると、光学シート61の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になることからである。
【0057】
光拡散剤64の配合量(バインダー63の形成材料であるポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては10部、特に20部、さらに特に50部が好ましく、この配合量の上限としては500部、特に300部、さらに特に200部が好ましい。これは、光拡散剤64の配合量が上記範囲未満であると、光拡散性が不十分となってしまい、一方、光拡散剤64の配合量が上記範囲を越えると光拡散剤64を固定する効果が低下することからである。
【0058】
バインダー63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63によって、プリズム層3の表面全面に光拡散剤64が略等密度に配置固定される。なお、バインダー63を形成するためのポリマー組成物は、基材ポリマー以外に、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。
【0059】
上記基材ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、紫外線硬化型樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを1種又は2種以上混合して使用することができる。特に、上記基材ポリマーとしては、加工性が高く、塗工等の手段で容易に光拡散層62を形成することができるポリオールが好ましい。また、バインダー63に用いられる基材ポリマーは光線を透過させる必要があるので透明とされており、特に無色透明が好ましい。
【0060】
上記ポリオールとしては、例えば(a)水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールと、(b)水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、(メタ)アクリル単位等を有するアクリルポリオールとが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールを基材ポリマーとするバインダー63は耐候性が高く、光拡散層62の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。
【0061】
なお、上記ポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、1分子当たり2個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が10以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。
【0062】
上記基材ポリマーとしてはシクロアルキル基を有するポリオールが好ましい。このように、バインダー63を構成する基材ポリマー(ポリオール)中にシクロアルキル基を導入することで、バインダー63の撥水性、耐水性等の疎水性が高くなり、高温高湿条件下での当該光学シート61の耐撓み性、寸法安定性等が改善される。また、光拡散層62の硬度、耐候性、肉持感、耐溶剤性等の塗膜基本性能が向上する。さらに、後述する表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤との親和性及び微小無機充填剤の均一分散性がさらに良好になる。
【0063】
上記シクロアルキル基としては特に限定されず、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。
【0064】
上記シクロアルキル基を有するポリオールは、シクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体を共重合することで得られる。このシクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体とは、シクロアルキル基を分子内に少なくとも1つ有する重合性不飽和単量体である。この重合性不飽和単量体としては特に限定されず、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0065】
上述のように基材ポリマーとしてポリオールを用いる場合、上記ポリマー組成物中に硬化剤としてポリイソシアネート化合物を含有するとよい。このポリイソシアネート化合物は、ジイソシアネートを重合してなる2量体、3量体、4量体等の誘導体である。このポリイソシアネート化合物の配合によってポリマー組成物の硬化反応速度が大きくなるため、微小無機充填剤の分散安定性に寄与するカチオン系帯電防止剤をポリマー組成物中に含有しても、カチオン系帯電防止剤による硬化反応速度の低下を十分補うことができ、さらに生産性を高めることができる。
【0066】
上記ポリイソシアネート化合物としては、キシレンジイソシアネート誘導体又はこのキシレンジイソシアネート誘導体と脂肪族ジイソシアネート誘導体との混合物が好ましい。このキシレンジイソシアネート誘導体は、ポリマー組成物の反応速度向上効果が大きく、また芳香族ジイソシアネート誘導体の中では熱や紫外線による黄変及び劣化が比較的小さいため、当該光学シート61の光線透過率の経時的低下を低減することができる。一方、脂肪族ジイソシアネート誘導体は、芳香族ジイソシアネート誘導体に比べて反応速度向上効果が小さいが、紫外線等による黄変、劣化等が格段に小さいため、キシレンジイソシアネート誘導体と混合することで、反応速度向上効果と黄変等の防止効果とをバランスよく達成することができる。
【0067】
この脂肪族ジイソシアネート誘導体としてはイソホロンジイソシアネート誘導体及びヘキサメチレンジイソシアネート誘導体が好ましい。かかるイソホロンジイソシアネート誘導体及びヘキサメチレンジイソシアネート誘導体は、脂肪族ジイソシアネート誘導体の中では硬化反応速度の向上作用が比較的大きく、上述の生産性及び耐熱性を促進することができる。
【0068】
上記ジイソシアネートの誘導体の型式としては、TMPアダクト型、イソシアヌレート型又はビュレット型が好ましい。これらの型式の誘導体によれば、上述の硬化反応速度を効果的に増大することができる。
【0069】
上記ポリイソシアネート化合物の配合量(ポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては2部が好ましく、5部が特に好ましい。一方、硬化剤の上記配合量の上限としては20部が好ましく、15部が特に好ましい。このようにポリイソシアネート化合物の配合量を上記範囲とすることで、上述のポリマー組成物の硬化反応速度向上作用を効果的に奏することができる。
【0070】
また、上記ポリマー組成物中に微小無機充填剤を含有するとよい。バインダー63中への微小無機充填剤の分散含有により、光拡散層62ひいては当該光学シート61全体の耐熱性を高めることができ、その結果、バックライトユニットにおいてランプの熱や空気中の湿気に曝されても当該光学シート61の変形を格段に抑制することができる。
【0071】
この微小無機充填剤を構成する無機物としては、特に限定されるものではないが、無機酸化物が特に好ましい。この無機酸化物は、金属元素が主に酸素原子との結合を介して3次元のネットワークを構成した種々の含酸素金属化合物と定義される。また無機酸化物を構成する金属元素としては、たとえば、元素周期律表II〜VI族から選ばれる元素が好ましく、元素周期律表III〜V族から選ばれる元素がさらに好ましい。その中でも、Si、Al、Ti及びZrから選択される元素が特に好ましく、金属元素がSiであるコロイダルシリカが、微小無機充填剤として最も好ましい。また微小無機充填剤の形状は、球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状でよく、特に限定されない。
【0072】
微小無機充填剤の平均粒子径の下限としては、5nmが好ましく、10nmが特に好ましい。一方、微小無機充填剤の平均粒子径の上限としては50nmが好ましく、25nmが特に好ましい。これは、微小無機充填剤の平均粒子径が上記範囲未満では、微小無機充填剤の表面エネルギーが高くなり、凝集等が起こりやすくなるためであり、逆に、平均粒子径が上記範囲を超えると、短波長の影響で白濁し、光学シート61の透明性が低下するおそれがあることからである。
【0073】
微小無機充填剤(無機物成分のみ)の配合量(ポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては10部が好ましく、50部が特に好ましい。一方、微小無機充填剤の上記配合量の上限としては500部が好ましく、200部が特に好ましい。これは、微小無機充填剤の配合量が上記範囲未満であると、光学シート61の耐熱性を十分に発現することができなくなってしまうおそれがあり、逆に、配合量が上記範囲を越えると、ポリマー組成物中への配合が困難になり、光拡散層62の光線透過率が低下するおそれがあることからである。
【0074】
微小無機充填剤としては、その表面に有機ポリマーが固定されたものを用いるとよい。このように有機ポリマー固定微小無機充填剤を用いることで、バインダー63中での分散性やバインダー63との親和性の向上が図られる。この有機ポリマーについては、その分子量、形状、組成、官能基の有無等に関して特に限定はなく、任意の有機ポリマーを使用することができる。また有機ポリマーの形状については、直鎖状、分枝状、架橋構造等の任意の形状のものを使用することができる。
【0075】
かかる有機ポリマーを構成する具体的な樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびこれらの共重合体やアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基で一部変性した樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル−スチレン系樹脂、(メタ)アクリル−ポリエステル系樹脂等の(メタ)アクリル単位を含む有機ポリマーを必須成分とするものが被膜形成能を有し好適である。他方、上記ポリマー組成物の基材ポリマーと相溶性を有する樹脂が好ましく、従ってポリマー組成物に含まれる基材ポリマーと同じ組成であるものが最も好ましい。
【0076】
なお、微小無機充填剤は、微粒子内に有機ポリマーを包含していてもよい。このことにより、微小無機充填剤のコアである無機物に適度な軟度および靱性を付与することができる。
【0077】
上記有機ポリマーにはアルコキシ基を含有するものを用いるとよく、その含有量としては有機ポリマーを固定した微小無機充填剤1g当たり0.01mmol以上50mmol以下が好ましい。かかるアルコキシ基により、バインダー63を構成するマトリックス樹脂との親和性や、バインダー63中での分散性を向上させることができる。
【0078】
ここでいうアルコキシ基は、微粒子骨格を形成する金属元素に結合したRO基を示す。このRは置換されていてもよいアルキル基であり、微粒子中のRO基は同一であっても異なっていてもよい。Rの具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル等が挙げられる。微小無機充填剤を構成する金属と同一の金属アルコキシ基を用いるのが好ましく、微小無機充填剤がコロイダルシリカである場合には、シリコンを金属とするアルコキシ基を用いるのが好ましい。
【0079】
上記有機ポリマー固定微小無機充填剤中の有機ポリマーの含有率については、特に制限されるものではないが、微小無機充填剤を基準にして0.5質量%以上50質量%以下が好ましい。
【0080】
上述のように微小無機充填剤に固定する有機ポリマーとして水酸基を有するものを用い、バインダー63を構成するポリマー組成物中に水酸基と反応するような官能基を2個以上有する多官能イソシアネート化合物、メラミン化合物およびアミノプラスト樹脂から選ばれる少なくとも1種のものを含有するとよい。これにより、微小無機充填剤とバインダー63のマトリックス樹脂とが架橋構造で結合され、保存安定性、耐汚染性、可撓性、耐候性、保存安定性等が良好になり、さらに得られる被膜が光沢を有するものとなる。
【0081】
また、ポリマー組成物中に帯電防止剤を含有するとよい。この帯電防止剤としては、特に限定されるものではなく、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く、微小無機充填剤の分散状態の安定性を阻害しないカチオン系帯電防止剤が好ましい。また、このカチオン系帯電防止剤の中でも、上述の高疎水性のバインダー63に対する帯電防止性をより促進することができるアンモニウム塩及びベタインが特に好ましい。
【0082】
上記帯電防止剤の配合量(ポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては0.1部が好ましく、0.5部が特に好ましい。一方、帯電防止剤の上記配合量の上限としては10部が好ましく、5部が特に好ましい。これは、帯電防止剤の配合量が上記下限より小さいと、上述の帯電防止効果を十分発揮することができないおそれがあり、逆に、帯電防止剤の上記配合量が上記上限を超えると、帯電防止剤の配合による全光線透過率の低下や強度の低下等の不都合が生じるおそれがあることからである。
【0083】
当該光拡散層62の形成方法としては、例えば、(a)バインダー63を構成するポリマー組成物に光拡散剤64を混合することで光拡散層用塗工液を製造する工程と、(b)この塗工液をプリズム層3の表面に塗工することで光拡散層62を積層する工程とからなる。
【0084】
当該光学シート61は、光拡散層62内に含有する光拡散剤64によって良好な光拡散機能や集光機能を奏することができる。また、当該光学シート61は、最表面の光拡散層62によって光拡散機能を奏するため、上記変角機能を阻害することが防止され、かつ、これらの各機能を個別に制御することができる。
【0085】
図9の光学シート71は、基材層2と、この基材層2の表面に重ねて配設されるプリズム層3と、基材層2及びプリズム層3間に充填される中間埋込層4と、プリズム層3の表面に積層される光拡散層62と、基材層2の裏面に積層されるスティッキング防止層72とを備えている。この基材層2、プリズム層3及び中間埋込層4は上記光学シート1と同様であり、光拡散層62は上記光学シート61と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート71は、上記光学シート1と同様に、凸条プリズム部5により所定角度傾斜した層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。また、光学シート71は、上記光学シート61と同様に、光拡散層62によって高い光拡散機能等を有している。
【0086】
スティッキング防止層72は、バインダー73と、このバインダー73中に分散するビーズ74とから構成されている。このバインダー73も、上記光拡散層62のバインダー63と同様のポリマー組成物を硬化(架橋硬化等)させることで形成される。また、ビーズ74の材料としては光拡散層62の光拡散剤64と同様のものが用いられる。なお、このスティッキング防止層72の厚み(ビーズ74を除いたバインダー73部分の厚み)は特には限定されないが、例えば1μm以上10μm以下程度とされている。
【0087】
このビーズ74の配合量は比較的少量とされ、ビーズ74は互いに離間してバインダー73中に分散し、ビーズ74の多くはその下端がバインダー73からごく少量突出している。そのため、この光学シート71を導光板と積層すると、突出したビーズ74の下端が導光板等の表面に当接し、光学シート71の裏面の全面が導光板等と当接することがない。これにより、光学シート71と導光板等とのスティッキングが防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。
【0088】
当該スティッキング防止層72の形成方法としては、例えば(a)バインダー73を構成するポリマー組成物にビーズ74を混合することでスティッキング防止層用塗工液を製造する工程と、(b)このスティッキング防止層用塗工液を基材層2の裏面に塗工することでスティッキング防止層72を積層する工程とを有する。
【0089】
図10の光学シート81は、基材層2と、この基材層2の表面側に重ねて配設されるプリズム層82と、基材層2及びプリズム層82間に充填される中間埋込層4とを備えている。この基材層2と中間埋込層4とは上記光学シート1と同様であり、プリズム層82裏面に有する凸条プリズム部13の形状は上記光学シート11と同様であり、凸条プリズム部13間に有する凹条部23は上記光学シート21と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート81は、凸条プリズム部13の第1傾斜面14、第2傾斜面15及び凹条部23の断面V字状の傾斜面により所定角度傾斜した複数の層間界面をストライプ状に有し、この層間界面での屈折、反射作用による良好な変角機能を有している。
【0090】
プリズム層82は、バインダー63中に光拡散剤64を含有している。このバインダー63及び光拡散剤64は、上記光学シート61と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。当該光学シート81は、プリズム層82中に有する光拡散剤64によって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64によってプリズム層82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屈折作用によって、当該光学シート81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。さらに、当該光学シート81は、上記光拡散機能等を奏する部分が変角機能を奏する層間界面(プリズム層82と中間埋込層4との層間界面)より表面側に存在するため、変角機能を阻害することが防止される。
【0091】
当該光学シート81の製造方法としては、上記構造の積層体が形成されれば特に限定されるものではないが、例えば基材層2の表面に中間埋込層4を紫外線硬化型樹脂等で形成し、その中間埋込層4の表面に上記光拡散層62の形成材料と同様の樹脂組成物を塗工することで製造するとよい。
【0092】
なお、本発明の光学シートは上記実施形態に限定されるものではなく、例えば凸条プリズム部を間隔を開けずに並設することも可能であり、凸条プリズム部幅よりも凸条プリズム部間の間隔を大きくすることも可能である。また、基材層又は中間埋込層に光拡散剤を含有することも可能であり、樹脂層に含有する光拡散剤によっても光拡散機能を発揮することができる。
【0093】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学シートによれば、変角機能等の光学的機能が格段に向上する。従って、当該光学シートを備えるバックライトユニットによれば、正面輝度や視野角を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る光学シートを示す模式的断面図である。
【図2】図1の光学シートを備えるエッジライト型バックライトユニットを示す模式的断面図である。
【図3】図1の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図4】図1及び図3の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図5】図1、図3及び図4の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図6】図1、図3〜図5の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図7】図1、図3〜図6の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図8】図1、図3〜図7の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図9】図1、図3〜図8の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図10】図1、図3〜図9の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
【図11】一般的なエッジライト型バックライトユニットを示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
1 光学シート
2 基材層
3 プリズム層
4 中間埋込層
5 凸条プリズム部
6 傾斜面
7 導光板
8 ランプ
11 光学シート
12 プリズム層
13 凸条プリズム部
14 第1傾斜面
15 第2傾斜面
21 光学シート
22 プリズム層
23 凹条部
31 光学シート
32 基材層
41 光学シート
42 プリズム層
43 半球状凸レンズ部
51 光学シート
52 プリズム層
53 半割紡錘形状凸レンズ部
61 光学シート
62 光拡散層
63 バインダー
64 光拡散剤
71 光学シート
72 スティッキング防止層
73 バインダー
74 ビーズ
81 光学シート
82 プリズム層
Claims (16)
- 裏面から入射する透過光線を法線方向側に向ける光学シートであって、
複数の樹脂層を備えており、
層間界面を構成する樹脂層裏面に複数の凸条プリズム部がストライプ状に形成され、
この凸条プリズム部の断面形状が山状多角形とされていることを特徴とする光学シート。 - 上記山状多角形が左右対称である請求項1に記載の光学シート。
- 上記山状多角形が山状台形である請求項1又は請求項2に記載の光学シート。
- 上記山状多角形が山状五角形である請求項1又は請求項2に記載の光学シート。
- 上記複数の凸条プリズム部が所定間隔を開けて並設されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学シート。
- 上記所定間隔が凸条プリズム部幅より小さい請求項5に記載の光学シート。
- 上記複数の凸条プリズム部の間隔部分に断面V字状の凹条部を有する請求項5又は請求項6に記載の光学シート。
- 上記凸条プリズム部を有する樹脂層とこの樹脂層裏面に積層される樹脂層との屈折率が相違する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光学シート。
- 上記凸条プリズム部を有する樹脂層の屈折率よりこの樹脂層裏面に積層される樹脂層の屈折率が大きい請求項8に記載の光学シート。
- 最表面が実質的に平滑面とされている請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光学シート。
- 最表面に複数の球状レンズ部を有している請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光学シート。
- 最表面に複数の紡錘形状レンズ部を有し、これらの紡錘形状レンズ部の中心軸が略同一方向に揃えられている請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光学シート。
- 上記樹脂層が光拡散剤を含有している請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の光学シート。
- 最表面に積層される光拡散層を備え、この光拡散層がバインダー中に光拡散剤を含有する請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の光学シート。
- 最裏面に積層されるスティッキング防止層を備え、このスティッキング防止層がバインダー中にビーズを分散含有する請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の光学シート。
- 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のバックライトユニットにおいて、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の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。
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