JP2010176879A - バックライトユニット及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】輝度が高く、構造が単純で、画像の品質が良好で、且つ耐久性が高い液晶表示装置及びかかる液晶表示装置を与えうるバックライトユニットを提供する。
【解決手段】光源を支持し、前記光源からの光を出光させる開口と、前記開口の周辺に延長する周辺部とを有する光源支持体と、前記開口を覆って設けられる複合光学部材と、枠部材と、前記枠部材に設けられた光学部材支持部材とを備えるバックライトユニットであって、前記光学部材支持部材は、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面と前記光源支持部材の前記周辺部との隙間において前記複合光学部材を挟持するよう配置され、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面は、算術平均粗さが0.5〜20μmの表面凹凸を有する、バックライトユニット;ならびにそれを備える液晶表示装置。
【選択図】 図1
【解決手段】光源を支持し、前記光源からの光を出光させる開口と、前記開口の周辺に延長する周辺部とを有する光源支持体と、前記開口を覆って設けられる複合光学部材と、枠部材と、前記枠部材に設けられた光学部材支持部材とを備えるバックライトユニットであって、前記光学部材支持部材は、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面と前記光源支持部材の前記周辺部との隙間において前記複合光学部材を挟持するよう配置され、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面は、算術平均粗さが0.5〜20μmの表面凹凸を有する、バックライトユニット;ならびにそれを備える液晶表示装置。
【選択図】 図1
Description
本発明は、バックライトユニット及び液晶表示装置に関する。
従来、液晶表示装置においては、バックライトユニットの光源と液晶パネルとの間に、導光板、拡散シート及びプリズムシートなどの光学部材を設けることが知られている。かかる装置では、通常、これらの光学部材を、液晶パネルおよび光源の一方又は両方から離隔して設けることが求められる。また、これらの光学部材は、製造後に装置内でシワ、たわみなどを起こさないよう、挟持位置からずれないよう固定することが求められる。かかる光学部材の装置内への固定は、バックライトユニットの周辺部と、枠部材からバックライトユニット周辺部に向かって突出した支持部材とで、光学部材を挟持することによって達成しうることが知られている(特許文献1)。
液晶表示装置においては、薄型化、軽量化及び製造工程の簡略化のため、装置の性能を維持しながら部品の点数を削減することが求められている。しかしながら、液晶パネルと光源との間に導光板、拡散シート及びプリズムシートなどの光学部材を別個に固定しようとすると、液晶表示装置の枠部分の部材の構造が複雑になってしまう。一方これらを積み重ねたものをまとめて挟持しようとすると、ずれの防止のため、強い荷重により多数の層をまとめて把持しなければならず、その結果光学部材に負荷をかけ破断をもたらすおそれが生じ、その結果装置の耐久性が損なわれる恐れがある。このような破断は、液晶表示装置の表示面を大型化する場合に特に発生しやすくなる。
また、液晶表示装置においては、液晶パネルに供給する光の偏光を所望のものとし輝度を向上させるため、さらなる追加の光学部材として偏光分離フィルムを設けることが求められる場合がある。このような多数の光学部材を設けると、装置の複雑化及び/又は耐久性の低下といった不所望な現象が、さらに発生し易くなる。
したがって本発明の目的は、輝度が高く、構造が単純で、画像の品質が良好で、且つ耐久性が高い液晶表示装置及びかかる液晶表示装置を与えうるバックライトユニットを提供することにある。
本発明者は上記課題を解決するため検討した結果、光源からの光を拡散させる光拡散板と、所望の偏光を透過させる偏光分離層とを所定の態様で一体化し、さらにこれらを所定の支持部材で挟持する、所定の態様のバックライトユニットを構成することにより、当該課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明によれば、下記〔1〕〜〔6〕が提供される。
即ち、本発明によれば、下記〔1〕〜〔6〕が提供される。
〔1〕 光源と、
前記光源を支持し、前記光源からの光を出光させる開口と、前記開口の周辺に延長する周辺部とを有する光源支持体と、
前記開口を覆って設けられ、光拡散板、及び偏光積層体を有する複合光学部材と、
前記光源支持体の前記周辺部に直接又は他の部材を介して締結された枠部材と、
前記枠部材から、前記光源支持体の前記周辺部に向かって突出して、前記枠部材に設けられた光学部材支持部材と
を備えるバックライトユニットであって、
前記光学部材支持部材は、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面と前記光源支持部材の前記周辺部との隙間において前記複合光学部材を挟持するよう配置され、
前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面は、算術平均粗さが0.5〜20μmの表面凹凸を有する、バックライトユニット。
〔2〕 前記複合光学部材が4辺を有する矩形の板状の形状であり、
前記光学部材支持部材が、前記4辺のうち、少なくとも対向する2辺において、それぞれの前記辺より内側であり前記開口より外側の領域で前記複合光学部材を挟持するよう配置される、〔1〕に記載のバックライトユニット。
〔3〕 前記複合光学部材と前記光学部材支持部材との界面に発生する最大主応力が0.2〜5MPaの範囲にある、〔1〕又は〔2〕に記載のバックライトユニット。
〔4〕 前記光学部材支持部材が、前記枠部材と同一樹脂で一体成形することにより、前記枠部材に設けられた、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
〔5〕 前記複合光学部材において、前記光拡散板と前記偏光積層体とが、それらの界面に部分的に空隙を有する態様で固定されている、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
〔6〕 〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のバックライトユニットと、前記枠部材に固定された液晶パネルとを備える液晶表示装置。
前記光源を支持し、前記光源からの光を出光させる開口と、前記開口の周辺に延長する周辺部とを有する光源支持体と、
前記開口を覆って設けられ、光拡散板、及び偏光積層体を有する複合光学部材と、
前記光源支持体の前記周辺部に直接又は他の部材を介して締結された枠部材と、
前記枠部材から、前記光源支持体の前記周辺部に向かって突出して、前記枠部材に設けられた光学部材支持部材と
を備えるバックライトユニットであって、
前記光学部材支持部材は、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面と前記光源支持部材の前記周辺部との隙間において前記複合光学部材を挟持するよう配置され、
前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面は、算術平均粗さが0.5〜20μmの表面凹凸を有する、バックライトユニット。
〔2〕 前記複合光学部材が4辺を有する矩形の板状の形状であり、
前記光学部材支持部材が、前記4辺のうち、少なくとも対向する2辺において、それぞれの前記辺より内側であり前記開口より外側の領域で前記複合光学部材を挟持するよう配置される、〔1〕に記載のバックライトユニット。
〔3〕 前記複合光学部材と前記光学部材支持部材との界面に発生する最大主応力が0.2〜5MPaの範囲にある、〔1〕又は〔2〕に記載のバックライトユニット。
〔4〕 前記光学部材支持部材が、前記枠部材と同一樹脂で一体成形することにより、前記枠部材に設けられた、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
〔5〕 前記複合光学部材において、前記光拡散板と前記偏光積層体とが、それらの界面に部分的に空隙を有する態様で固定されている、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
〔6〕 〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のバックライトユニットと、前記枠部材に固定された液晶パネルとを備える液晶表示装置。
本発明のバックライトユニットを有する本発明の液晶表示装置は、一体化された複合光学部材を有することにより、それを支持する部材を単純な構造とすることができる上に、かかる光学部材により高い輝度を得ることができ、且つ複合光学部材の破断、反り及びずれなどの不具合が少なく、画像の品質が良好であり耐久性が高い。
本発明のバックライトユニットは、光源と、前記光源を支持し、前記光源からの光を出光させる開口と、前記開口の周辺に延長する周辺部とを有する光源支持体と、前記開口を覆って設けられ、光拡散板、及び偏光積層体を有する複合光学部材と、前記光源支持体の前記周辺部に直接又は他の部材を介して締結された枠部材と、前記枠部材から、前記光源支持体の前記周辺部に向かって突出して、前記枠部材に設けられた光学部材支持部材とを備える。また、本発明の液晶表示装置は、前記本発明のバックライトユニットと、その枠部材に固定された液晶パネルとを備える。
図1は、本発明のバックライトユニットを備える、本発明の液晶表示装置の一実施形態の一部分を概略的に示す縦断面図である。なお、本明細書においては、別に断らない限り「上」及び「下」方向とは、バックライトユニット又は液晶表示装置を、その光出射面又は表示面が水平に上側となるよう載置した状態における「上」及び「下」方向を意味し、これらは縦断面図である図1の図面内における上方向及び下方向と一致する。
図1の例において、液晶表示装置1は、光源としての線状光源3、及び線状光源3を支持する光源支持体としてのバックライト筐体2を有し、バックライト筐体2は、底板部2Bと、底板部2Bの周囲に設けられ線状光源3を支持する側板部2Sと、側板部2Sの周囲にさらに設けられた周辺部2Fとを有し、周辺部2Fの内側(図1においては、周辺部2Fよりも左側)の領域が、光源支持体たるバックライト筐体の開口となる。液晶表示装置1はさらに、前記周辺部2Fの上に載置された複合光学部材4を有し、複合光学部材4は、線状光源3に面する下側の光拡散板120、及びその上の偏光積層体110を有する。
液晶表示装置1はさらに、ボルト6を介しバックライト筐体周辺部2Fに締結された枠部材7を有する。ボルト6は、枠部材7に設けられたボルト穴7H及び筐体周辺部2Fに設けられたボルト穴2Hを貫通し、適当なナット等の螺合部材(不図示)と螺合することにより、周辺部2Fと枠部材7とを締結する。または、ボルト穴2Hを、ボルト6と螺合するねじ穴として、このねじ穴にボルト6を螺合することにより締結を行ってもよい。枠部材7はまた、バックライト筐体2の底板部2Bを支持する、任意の構成要素である下側枠部材8によっても支持される。下側枠部材8は、装置の機械的強度の確保、遮光及び配線等の任意構成要素の収容のために設けることができる。
枠部材7の、複合光学部材4に対向する面7L上には、光学部材支持部材5が、筐体周辺部2Fに向かって突出して設けられている。この例では、光学部材支持部材5は、枠部材7と別の部材として作製され、その上側の面5Uが、枠部材の面7Lに面し、これらの面が、任意の接着層(不図示)を介して貼付されるか、又はこれらの面が接した状態で任意の螺子等の締結部材(不図示)を介して両部材が締結される。しかしながら本発明はこれに限られず、枠部材7と光学部材支持部材5とを、共通の材料で一体に成形することにより、枠部材7に光学部材支持部材5を設けることもできる。
枠部材7は、その内側(図1においては枠部材7よりも左側)に開口を有し、この開口は通常、開口周辺部の光量が中央部より大きく下回らないようにするため、バックライト筐体2の開口よりも内側に配置される。枠部材7の開口には、液晶パネル9が直接もしくは他の部材を介して固定される。例えば、液晶パネル9は枠部材7に貼付されるかもしくは適当な部材により締結されることにより固定される。これにより、バックライトユニット及び液晶パネルを含む液晶表示装置が構成される。
本発明においては、光学部材支持部材は、光学部材支持部材の複合光学部材に対向する面と光源支持部材の周辺部との隙間において複合光学部材を挟持するよう配置される。図1の例では、光学部材支持部材5の、複合光学部材4に対向する面5Lは、光源支持部材である筐体2の周辺部2Fの上面2Uとの隙間を形成している。ボルト6により枠部材7と筐体2とが締結されることにより、面5Lと上面2Uとが、これらの間の隙間を閉じるよう付勢され、その間に載置された複合光学部材4を挟持する。
本発明においては、光学部材支持部材の複合光学部材に対向する面は、算術平均粗さが0.5〜20μmの表面凹凸を有する。算術平均粗さの測定は、JIS B0601−2001に準拠して行い、光学部材支持部材の任意の5点での測定値の平均値を算術平均粗さとする。図1に示す例では、光学部材支持部材5の面5Lが、このような表面凹凸を有する。このような表面凹凸を有することにより、複合光学部材の破断、反り及びずれなどの不具合の発生を防止することができる。
図2は、図1に示す本発明のバックライトユニットの例における、光学部材支持部材5とその他の構成要素との位置関係の一例を概略的に示す上面図である。図2においては、図示のため、光学部材支持部材5、複合光学部材4、バックライト筐体周辺部2F及び線状光源3のみが示される。
図2において、複合光学部材4は、バックライト筐体周辺部2Fにより規定される開口(図中破線2Aで示される。)の全体を覆って周辺部2F上に載置され、それにより、複合光学部材4は、線状光源3から直接又はバックライト筐体2内面で反射してから開口2Aへ出光する光のすべてをフィルタリングする。図2において複合光学部材は4辺4A〜4Dを有する矩形の板状の形状であり、これら4辺のそれぞれにおいて、辺より内側であって開口2Aより外側の領域に、光学部材支持部材5が配置される。図1を参照して示した光学部材支持部材5の面5Lの幅(図2において矢印11A〜11Dで示される)は、3mm〜20mmであることが、複合光学部材の破断を避けながら反り及びずれなどの不具合の発生を防止するために好ましい。
3.0mm未満であると、複合部材との接触面積が不足する可能性があるため好ましくない。一方、20.0mmより大きいと、開口部2A周辺部の幅が必然的に大きくなり、表示面の大きさに対する表示装置全体の相対的な大きさが大きくなるので、表示装置の省スペース化の観点から好ましくない。
光学部材支持部材5の厚みは1mm〜10mmが好ましく、さらに好ましくは2.0mm〜7.0mmである。厚みが1mm未満では、支持部材として機能しない可能性があり、10mmより厚いと表示装置の奥行きが必然的に厚くなるので、表示装置の省スペース化の観点から好ましくない。
3.0mm未満であると、複合部材との接触面積が不足する可能性があるため好ましくない。一方、20.0mmより大きいと、開口部2A周辺部の幅が必然的に大きくなり、表示面の大きさに対する表示装置全体の相対的な大きさが大きくなるので、表示装置の省スペース化の観点から好ましくない。
光学部材支持部材5の厚みは1mm〜10mmが好ましく、さらに好ましくは2.0mm〜7.0mmである。厚みが1mm未満では、支持部材として機能しない可能性があり、10mmより厚いと表示装置の奥行きが必然的に厚くなるので、表示装置の省スペース化の観点から好ましくない。
・ バックライトユニット及び液晶表示装置の使用において、線状光源3を点灯することにより線状光源3から出射する光は、直接又は筐体2において反射された後、複合光学部材4の下側の光拡散板120に入射する。光が光拡散板による拡散を受けることにより、表示面内における、光源からの距離による輝度ムラが低減される。拡散された光は続いて複合光学部材4の上側の偏光積層体110に入射する。偏光積層体110は、入射光のうち、液晶パネル9により利用される偏光のみを出射し、その他の光を反射するよう構成される。例えば、偏光積層体110は円偏光分離素子と1/4λ板とを有することができ、それにより、所定の円偏光のみが円偏光分離素子を透過し、1/4λ板により直線偏光に変換され、液晶パネル9に入射し、液晶表示装置の表示のための光として利用される。偏光積層体110により反射された光は、下向きに出射し、バックライト筐体2内などの構成要素により反射された後再び偏光積層体110に入射する。再度入射した光の少なくとも一部は、反射により偏光状態が変化し偏光積層体を透過する。このような作用により、線状光源3からの光が均等に且つ効率的に表示面に供給される。
図2に示す例においては、光学部材支持部材5は、複合光学部材4の4辺4A〜4Dの全てに対応するよう設けられたが、本発明はこれに限られず、装置の簡素化、軽量化等の利点を得るため、4辺を有する矩形の複合光学部材の一部の辺のみに対応した光学部材支持部材を有していてもよい。ただし、4辺のうち、少なくとも対向する2辺において対応する光学部材支持部材を有することが好ましい。さらにこの場合、長辺の対及び短辺の対のうち、少なくとも長辺の対において対応する複合光学部材を有することが、複合光学部材の破断、反り及びずれなどの不具合の発生を効率的に防止する観点から好ましい。
例えば、図3に示すように、4辺4A〜4Dのうち、対向する長辺4A及び4Bのみにおいて、対応する光学部材支持部材5A及び5Bを設けることができる。または、図4に示すように、辺4A及び4Bに対応する光学部材支持部材5A及び5Bに加え、短辺4C及び4Dの一方である4Cにおいて対応する光学部材支持部材5Cを設けてもよい。
また、図2に示す例においては、光学部材支持部材5は、一体の部材が4辺全体にわたる構造を有するものとしたが、本発明はこれに限られず、製造の容易さの観点から、4辺それぞれに対応する部材を2以上の部材に分けてもよい。例えば、図5に示すとおり、辺4A〜4Dのぞれぞれに対応する光学部材支持部材5A〜5Dを独立に設けてもよい。独立に設ける場合、各部材の境界部分の隙間はできるだけ小さくすることが好ましい。
本発明において、複合光学部材と光学部材支持部材との界面に発生する最大主応力は、好ましくは0.2〜5MPaの範囲である。本発明のバックライトユニットでは、このような応力において複合光学部材を挟持した状態であっても、複合光学部材の反り及びずれを、液晶表示装置の使用において表示品位の低下等の不具合を起こさない範囲に低減することができる。
図1の例では、それぞれの辺における光学部材支持部材5の長手方向に垂直な断面の形は、図1で図示される通り矩形の形状を有するが、本発明のバックライトユニットにおける光学部材支持部材の形状はこれに限定されず、種々の形状を取ることができる。ただし、いずれの場合も、複合光学部材に対向する面内の任意の箇所での光学部材支持部材5と複合光学部材間の距離が0.5μm〜70μmの範囲内であることが好ましい。
例えば、光学部材支持部材として、それぞれの辺における長手方向に垂直な断面の形状が、図6に示されるような六角形の形状であってもよい。図6に示される例における光学部材支持部材5Hは、下面5HLが複合光学部材4(図1参照)に対向する面となり、上で述べた所定の算術平均粗さを有する。一方、下面5HLに平行な上面5HUが、枠部材の面7Lに接するよう、光学部材支持部材5Hを枠部材7に設けることができる。
また例えば、光学部材支持部材として、それぞれの辺における長手方向に垂直な断面の形状が、図7に示されるような矩形でない四角形の形状であってもよい。図7に示される例における光学部材支持部材5Jは、下面5JLが複合光学部材4に対向する面となり、上で述べた所定の算術平均粗さを有する。光学部材支持部材5Jの上面5JUは下面5JLとは非平行な面である。一方、この例における枠部材7Aの面7ALは、光学部材支持部材5Jの上面5JUに適合した傾斜を有している。この面7ALと、光学部材支持部材5Jの上面5JUとが接するよう、光学部材支持部材5Jを枠部材7Aに設けることにより、下面5JLを、複合光学部材4と平行に対向させることができる。
(各構成要素)
続いて、本発明のバックライトユニットで用いられる各構成要素の具体例を順次説明する。
続いて、本発明のバックライトユニットで用いられる各構成要素の具体例を順次説明する。
(光源及び光源支持体)
前記光源としては、冷陰極管、熱陰極管等の線状光源、発光ダイオード(LED)等の点状光源等を用いることができる。
前記光源としては、冷陰極管、熱陰極管等の線状光源、発光ダイオード(LED)等の点状光源等を用いることができる。
前記光源支持体は、液晶表示装置内において光源を支持するものであり、前記空隙内の光源からの光を出光させる開口を有し、さらに、前記開口の周辺に延長する周辺部を有する。光源支持体は、通常は筐状の形状を有し、内側に反射板を有し、上面に開口を有するバックライト筐体である。
前記光源支持体により規定される前記光源の配置は、特に限定されないが、例えばバックライト筐体内に線状光源を配置する場合、線状光源を互いに平行に、且つ筐体の内側底面に平行に、内側底面から所定の距離をもって配置することが好ましい。バックライト筐体は、必ずしも直方体の形状である必要はなく、例えば側面の延長方向が、底面に対して垂直な方向から傾いていてもよく、また、筐体の内側底面に、光源からの光を均等に上面開口へ反射させるため、線状光源の中間に配置される凹凸を有していてもよい。
(複合光学部材)
前記複合光学部材は、前記開口を覆って設けられる光学部材であり、光拡散板及び偏光積層体を有する。
ここで、光拡散板とは、前記開口から出光する前記光源からの光を拡散させる層である。光拡散板としては、例えば、拡散剤を含有するか、表面に凹凸を有するか、又はこれら両方を備える、樹脂製の層を用いることができる。
前記複合光学部材は、前記開口を覆って設けられる光学部材であり、光拡散板及び偏光積層体を有する。
ここで、光拡散板とは、前記開口から出光する前記光源からの光を拡散させる層である。光拡散板としては、例えば、拡散剤を含有するか、表面に凹凸を有するか、又はこれら両方を備える、樹脂製の層を用いることができる。
(光拡散板)
複合光学部材に含まれる光拡散板は、好ましくは、その主面の少なくとも一方の有効領域内に、凹凸構造を有する凹凸領域を有する。
複合光学部材に含まれる光拡散板は、好ましくは、その主面の少なくとも一方の有効領域内に、凹凸構造を有する凹凸領域を有する。
ここで主面とは、平板状の拡散板の表面及び裏面であり、その一方が、拡散板へ光が入射する光入射面となり、他方が光拡散板から光が出射する光出射面となる。また、有効領域とは、かかる主面のうち、光の入射及び出射にかかわる領域である。即ち、有効領域内に凹凸構造を有するとは、光の入射及び出射に関わらない周辺領域のみに凹凸構造が設けられているのではなく、少なくとも、主面において、表示装置の表示にかかわる光が入射及び出射する領域において凹凸構造が設けられていることを意味する。有効領域は、その一部のみに凹凸領域を有していてもよいが、好ましくはその全面に凹凸領域を有する。
光拡散板は内部に空洞を有したものでも良く、空洞を有することで光拡散板の軽量化を図ることができる。かかる空洞の形状は、任意の形状とすることができるが、たとえば、光拡散板をその厚さ方向に平行な面で切断した断面から見た場合の形状として、円、四角、三角、多角形等の形状とすることができる。
光拡散板の厚さは、0.4〜7mmの範囲とすることが、光学的性質並びに適度な強度及び重量の発現の観点から好ましい。
光拡散板の主面内の、凹凸構造を設けた領域の凹凸の高さは、特に限定されないが、かかる領域における算術平均粗さの最大値Ra(max)(主面内の様々な方向に沿って測定した算術平均粗さRaのうちの最大値)として、1μm〜50μmであることが好ましい。凹凸の深さをかかる範囲内とすることにより、後述する接触部分面積率を、容易に適切な範囲とすることができ好ましい。
光拡散板上の凹凸構造としては、具体的には例えば、下記凹凸構造(i)〜(iii)を挙げることができる:
凹凸構造(i):複数の線状プリズム又はレンチキュラーレンズを、その長手方向が主面に平行な方向に、互いに平行に延長するよう設けた構造。
凹凸構造(ii):角錐を隣接して敷き詰めた構造。
凹凸構造(iii):各種の形状の粒子を平面上に分布させた構造。
凹凸構造(i):複数の線状プリズム又はレンチキュラーレンズを、その長手方向が主面に平行な方向に、互いに平行に延長するよう設けた構造。
凹凸構造(ii):角錐を隣接して敷き詰めた構造。
凹凸構造(iii):各種の形状の粒子を平面上に分布させた構造。
凹凸構造(i)の線状プリズム又はレンチキュラーレンズの断面の形状は、(i-1)三角形、五角形、七角形、台形等の多角形;(i-2)半円形、円弧状等の円の一部の形状、楕円の一部の形状、放物線の形状、及びその他レンチキュラーレンズとして用いうる各種の曲面を与える、曲線を含む断面形状;又は(i-3)前記形状(i-1)の一部分と前記形状(i-2)の一部分とを組み合わせた形状とすることができる。
断面形状(i-1)を有する凹凸構造(i)の一例としては例えば、図9に示す光拡散板120の面上の、複数の断面三角形状の線状プリズム171が平行に延長してなるプリズム条列170を挙げることができる。この例において、線状プリズム171の頂角θ171は、40〜170°の範囲とすることができ、線状プリズム171のピッチP171は、20〜700μmの範囲とすることができ、また線状プリズムの高さH171は5〜650μmの範囲とすることができる。このような範囲において、良好な輝度及び輝度均斉度を得ることができ、且つ接触部分面積率を適切な範囲とすることができる。
断面形状(i-2)を有する凹凸構造(i)の一例としては例えば、図12に示す光拡散板820の面上の、複数の断面半円形状のレンチキュラーレンズ181が平行に延長してなる構造180を挙げることができる。この例において、レンチキュラーレンズの断面を形成する曲線としては、円弧状、楕円弧状、放物線弧状としてもよい。レンチキュラーレンズ181の高さH181は、5〜100μmの範囲とすることができ、レンチキュラーレンズ181のピッチP181は20〜700μmの範囲とすることができる。このような範囲において、良好な輝度及び輝度均斉度を得ることができ、且つ接触部分面積率を適切な範囲とすることができる。
断面形状(i-3)を有する凹凸構造(i)の一例としては例えば、図13に示す光拡散板1020の面上の、三角形と円弧状の形状とを組み合わせた断面形状を有する線状プリズム201が平行に延長してなる構造200を挙げることができる。この例において、線状プリズム201の断面形状は、図14に示す通り、三角形を構成する斜辺の一部である辺Sにより構成される部分62と、当該三角形の頂部を円弧状の形状に置き換える曲線Cにより構成される部分61とからなる。ここで曲線Cの長さは、2本の辺S及び曲線Cの合計の40%以上の長さとすることができる。
凹凸構造(ii)の角錐は、三角錐、四角錐等とすることができる。凹凸構造(ii)の一例としては例えば、図15に示す光拡散板920の面上の、複数の正四角錘191が、各々の底辺を隣接する四角錘と共有する態様で配列された構造を挙げることができる。この例において、正四角錘の底辺の長さP191は20〜700μmの範囲とすることができ、正四角錐の頂点を通り底辺の一辺に平行で光拡散板の主面に垂直な断面における正四角錐の頂角は、40〜170°の範囲とすることができる。このような範囲において、良好な輝度及び輝度均斉度を得ることができ、且つ接触部分面積率を適切な範囲とすることができる。
凹凸構造(i)を有する光拡散板及び凹凸構造(ii)を有する光拡散板は、凹凸構造部分及びその他の部分を同一の材料から一体に成形して得ることができる。
この場合の光拡散板の材質は、ガラス、混合しにくい2種以上の樹脂の混合物、透明樹脂に光拡散剤を分散させたもの、および1種類の透明樹脂等を用いることができる。これらの中で、軽量であること、成形が容易であることから樹脂が好ましく、輝度向上が容易である点からは1種類の透明樹脂が好ましく、全光線透過率とヘーズの調整が容易である点からは透明樹脂に光拡散剤を分散させたものが好ましい。
また、光拡散板の材質は板全体に均一である必要はなく、不均一であってもよい。例えば、光拡散板の厚み方向で光入射面に近い部分を構成する材料と光出射面に近い部分を構成する材料とが異なっていてもよい。または例えば、光拡散板の厚み方向で光入射面に近い部分を構成する材料と光出射面に近い部分を構成する材料とが異なり、さらにそれらの境界部分が明瞭なものではなく、境界部分において当該異なる材料が混合し、これらの材料の濃度が勾配を形成したものであってもよい。
また、光拡散板の材質は板全体に均一である必要はなく、不均一であってもよい。例えば、光拡散板の厚み方向で光入射面に近い部分を構成する材料と光出射面に近い部分を構成する材料とが異なっていてもよい。または例えば、光拡散板の厚み方向で光入射面に近い部分を構成する材料と光出射面に近い部分を構成する材料とが異なり、さらにそれらの境界部分が明瞭なものではなく、境界部分において当該異なる材料が混合し、これらの材料の濃度が勾配を形成したものであってもよい。
透明樹脂としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル単量体を10%以上含有する芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、および脂環式構造を有する樹脂等の吸水率が0.25%以下である樹脂が、吸湿による変形が少ないので、反りの少ない大型の光拡散板を得ることができる点で好ましい。
前記光拡散剤は、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とに大別できる。無機フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、およびこれらの混合物を挙げることができる。有機フィラーとしては、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、およびベンゾグアナミン樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、有機フィラーとしては、ポリスチレン樹脂、ポリシロキサン樹脂、およびこれらの架橋物からなる微粒子が、高分散性、高耐熱性、成形時の着色(黄変)がない点で好ましく、これらの中でも、より耐熱性に優れる点でポリシロキサン樹脂の架橋物からなる微粒子がより好ましい。
前記光拡散剤の形状としては、例えば、球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、および繊維状などを挙げることができ、これらの中でも、光の拡散方向を等方的にできる点で球状が好ましい。前記光拡散剤は、透明樹脂内に均一に分散された状態で使用される。
透明樹脂に分散させる光拡散剤の割合は、光拡散板の厚みや、線状光源の間隔などに応じて適宜選択できるが、通常は、分散物の全光線透過率が60%〜98%となるように光拡散剤の含有量を調整することが好ましく、65%〜95%となるように光拡散剤の含有量を調整することがより好ましい。全光線透過率を上記好適な範囲とすることにより、輝度および輝度均斉度をより向上させることができる。
なお、全光線透過率とは、JIS K7361-1に基づいて、両面平滑な2mm厚みの板で測定した値であり、ヘーズとはJIS K7136により両面平滑な2mm厚みの板で測定した値である。
凹凸構造(i)又は(ii)を有する光拡散板の成形方法は、特に限定されず、射出成形、押出成形、キュスティング型を用いたキャスト法などの任意の成形方法をとることができる。より具体的には、前記凹凸構造に対応した形状を有するスタンパを含む型を調製し、これを用いて射出成形を行なうことにより、効率的に製造を行なうことができる。
一方、凹凸構造(iii)を有する光拡散板は、ポリマー及び/又は重合性モノマーと所望の形状の透光性粒子とを含有する混合物(以下「凹凸構造用混合物」という。)を、平滑な表面を有する基板上に展開して凹凸構造用混合物の層を得、前記混合物の層を硬化させて得ることができる。
ここで、透光性粒子の形状は、例えば球、球に近似した曲面からなる形状、多面体、曲面及び平面からなる形状等の形状とすることができる。球に近似した曲面からなる形状としては、楕円球等の形状を挙げることができる。また多面体としては、角柱、角錐、その他の多面体(例えば、正八面体、正十二面体、正二十面体等の正多面体、切頂二十面体等の半正多面体、及びこれらに近い形状)を挙げることができる。また曲面及び平面からなる形状としては、円錐、楕円錐、円柱、楕円柱等の形状を挙げることができる。
凹凸構造用混合物に用いる透光性粒子の材質は、例えば有機材料としては、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン樹脂、ポリアクニロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂を挙げることができる。無機系材料としては、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケートを挙げることができる。またこれらの混合物も使用することができる。
凹凸構造用混合物に用いる粒子の寸法は、平均粒子径として10〜100μmの範囲であることが、所望の寸法の凹凸構造を得る観点から好ましい。ここで、平均粒子径とは、透光性粒子を蒸留水に3重量パーセントで分散し、レーザー回折散乱法により体積基準にて粒度分布を測定し、算出した個数平均粒子径である。
凹凸構造用混合物において、透光性粒子の含有割合は、ポリマー、重合性モノマー、及び透光性粒子の合計に対して2〜60重量%とすることができる。
凹凸構造用混合物に用いる粒子の寸法は、平均粒子径として10〜100μmの範囲であることが、所望の寸法の凹凸構造を得る観点から好ましい。ここで、平均粒子径とは、透光性粒子を蒸留水に3重量パーセントで分散し、レーザー回折散乱法により体積基準にて粒度分布を測定し、算出した個数平均粒子径である。
凹凸構造用混合物において、透光性粒子の含有割合は、ポリマー、重合性モノマー、及び透光性粒子の合計に対して2〜60重量%とすることができる。
凹凸構造用混合物に用いるポリマーとしては、例えばアクリル系重合体および共重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタンを用いることができる。好ましい樹脂は、耐光性に優れているアクリル系重合体である。凹凸構造用混合物は、必要に応じてトルエン、キシレン、酢酸エチルなどの溶剤を含有することができる。
凹凸構造用混合物に用いる重合性モノマーとしては、(メタ)アクリロイル基を有する単官能又は多官能のモノマーを用いることができる。
(メタ)アクリロイル基を有する単官能のモノマーとしては、エチレンオキサイド変性フェノールの(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノールの(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノールの(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノールの(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
(メタ)アクリロイル基を有する多官能のモノマーとしては、エチレンオオキサイド変性ネオペンチルグリコールのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性水添ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとしては、この他に、単官能又は多官能のポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレートなどが挙げられる。これらの重合性モノマーは1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリロイル基を有する単官能のモノマーとしては、エチレンオキサイド変性フェノールの(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノールの(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノールの(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノールの(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
(メタ)アクリロイル基を有する多官能のモノマーとしては、エチレンオオキサイド変性ネオペンチルグリコールのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性水添ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
(メタ)アクリロイル基を有するモノマーとしては、この他に、単官能又は多官能のポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリオールアクリレートなどが挙げられる。これらの重合性モノマーは1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合性モノマーを用いる場合には、任意に光重合開始剤や光増感剤を用いることができる。
光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュラニウムモノサルファイド、チオキサントン類などが挙げられる。また光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィンなどが挙げられる。
光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュラニウムモノサルファイド、チオキサントン類などが挙げられる。また光増感剤としてn−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−n−ブチルホスフィンなどが挙げられる。
凹凸構造用混合物には、さらに架橋剤を混合してもよい。
上記架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシアネートなどの多官能イソシアネート架橋剤を用いることができる。
架橋剤の配合量は、凹凸構造用混合物中のポリマー及び/又は重合性モノマー100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部である。0.1重量部より少ないとポリマーの架橋の効果が発現せず、耐候性試験での発泡や剥離が目立つことがあり好ましくない。20重量部より多いと、ポリマーの硬化が進みすぎて基板との密着性が低下することがあり好ましくない。
上記架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリレンジイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシアネートなどの多官能イソシアネート架橋剤を用いることができる。
架橋剤の配合量は、凹凸構造用混合物中のポリマー及び/又は重合性モノマー100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部である。0.1重量部より少ないとポリマーの架橋の効果が発現せず、耐候性試験での発泡や剥離が目立つことがあり好ましくない。20重量部より多いと、ポリマーの硬化が進みすぎて基板との密着性が低下することがあり好ましくない。
一方、凹凸構造(iii)を有する光拡散板の製造に用いる基板の材料は、上記凹凸構造(i)又は(ii)を有する光拡散板の材料と同様のものとすることができ、所望の型を用いて平滑な表面を有する基板に成形することができる。
上記のもの等の凹凸構造用混合物を、基板の表面に塗布するなどして展開して凹凸構造用混合物の層を得、この層を乾燥、加熱、エネルギー線照射等の工程により硬化させることにより、凹凸構造(iii)を有する光拡散板を得ることができる。
凹凸構造用混合物を基板の表面に塗布する方法としては、スプレー法、ディッピング法、スピンコート法などの、枚葉状の基板状に液体を塗布する際に用いられる公知の塗工方法を挙げることができる。
凹凸構造用混合物を基板の表面に塗布する方法としては、スプレー法、ディッピング法、スピンコート法などの、枚葉状の基板状に液体を塗布する際に用いられる公知の塗工方法を挙げることができる。
基板に前記凹凸構造用混合物を塗布する際の塗膜の厚さを、透光性粒子の直径より薄いものとすることにより、塗膜の面上から透光性粒子の形状の一部を突出させ、所望の凹凸構造を得ることができる。透光性粒子が突出した部分以外の塗膜の厚さは、透光性粒子の直径の6〜50%とすることが好ましい。
透光性粒子間のピッチは、10〜100μmの範囲にあることが好ましい。かかるピッチは、隣接する粒子の端部と端部の最短距離5点の平均を求め、これを必要に応じて凹凸領域中の複数の観察視野において行い平均を求めることによって求めることができる。
(偏光積層体)
本発明において、偏光積層体は、反射性偏光子のみからなるか、又は反射性偏光子とその他の層とが積層されてなる構成要素とすることができる。反射性偏光子以外の層は任意に設けうる層である。説明の便宜上、本発明においては反射性偏光子のみからなり複数層の積層構造を有しないものも偏光「積層体」に含まれる。
本発明において、偏光積層体は、反射性偏光子のみからなるか、又は反射性偏光子とその他の層とが積層されてなる構成要素とすることができる。反射性偏光子以外の層は任意に設けうる層である。説明の便宜上、本発明においては反射性偏光子のみからなり複数層の積層構造を有しないものも偏光「積層体」に含まれる。
(反射性偏光子)
反射性偏光子は、それに入射した光の一部の偏光を透過させ、残りの偏光の少なくとも一部を反射する性質を有する。
反射性偏光子には、ある円偏光を透過させ残りの光を反射させる円偏光分離素子、及びある直線偏光を透過させ残りの光を反射させる直線偏光分離素子が含まれる。
反射性偏光子は、それに入射した光の一部の偏光を透過させ、残りの偏光の少なくとも一部を反射する性質を有する。
反射性偏光子には、ある円偏光を透過させ残りの光を反射させる円偏光分離素子、及びある直線偏光を透過させ残りの光を反射させる直線偏光分離素子が含まれる。
(円偏光分離素子:コレステリック樹脂層)
代表的な円偏光分離素子としては、コレステリック樹脂層が挙げられる。コレステリック樹脂層は、樹脂層形成用基材上にコレステリック液晶組成物の塗膜を設け、塗膜を硬化させてなる、コレステリック規則性を有する層である。
コレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、分子が一定方向に配列している平面を進むに従って分子軸の角度がずれて(ねじれて)いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造は光学的にカイラルな構造となる。
代表的な円偏光分離素子としては、コレステリック樹脂層が挙げられる。コレステリック樹脂層は、樹脂層形成用基材上にコレステリック液晶組成物の塗膜を設け、塗膜を硬化させてなる、コレステリック規則性を有する層である。
コレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるという具合に、分子が一定方向に配列している平面を進むに従って分子軸の角度がずれて(ねじれて)いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造は光学的にカイラルな構造となる。
本発明においては、この円偏光分離機能を可視光の全波長領域にわたって発揮するコレステリック樹脂層を備えることが好ましい。例えば、青色(波長410〜470nm)、緑色(波長520〜580nm)、赤色(波長600〜660)nmのいずれの波長域の光についても円偏光分離機能を有するコレステリック樹脂層であることが好ましい。
本発明に用いるコレステリック樹脂層は、重合性液晶性化合物を含むコレステリック液晶組成物を、後述する硬化の処理において重合して得ることができる。かかる層は、液晶性化合物の分子配向を呈したまま硬化した非液晶性の樹脂層となる。なお、ここで便宜上液晶組成物と称する材料は、2以上の物質の混合物のみならず、単一の物質からなる材料をも包含する。
前記コレステリック液晶組成物(X)は、下記一般式(1)で表される化合物と、重合性液晶性化合物としての特定の棒状液晶性化合物とを含有する。これら各成分について順次説明する。
R1X−A1X−B−A2X−R2X (1)
R1X−A1X−B−A2X−R2X (1)
一般式(1)において、R1X及びR2Xはそれぞれ独立して炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、(メタ)アクリル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、アミノ基、及びシアノ基からなる群より選択される基である。ここで、(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの意味である。
また、R1X及びR2Xの少なくとも一方は反応性基であることが好ましい。R1X及び/又はR2Xとして反応性基を有することにより、前記一般式(1)で表される化合物が硬化時に液晶層中に固定され、より強固な膜を形成することができる。ここで反応性基とは、カルボキシル基、(メタ)アクリル基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基、及びアミノ基を挙げることができる。
一般式(1)において、A1X及びA2Xはそれぞれ独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニル基、4,4’−ビフェニレン基、4,4’−ビシクロヘキシレン基、及び2,6−ナフチレン基からなる群より選択される基を表す。前記1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニル基、4,4’−ビフェニレン基、4,4’−ビシクロヘキシレン基、及び2,6−ナフチレン基は、置換されていないか若しくはハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数1〜10個のアルキル基、ハロゲン化アルキル基で1つ以上置換されていてもよい。A1X及びA2Xのそれぞれにおいて、2以上の置換基が存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
A1X及びA2Xとして特に好ましいものとしては、1,4−フェニレン基、4,4’−ビフェニレン基、及び2,6−ナフチレン基からなる群より選択される基が挙げられる。これらの芳香環骨格は脂環式骨格と比較して比較的剛直であり、後述する棒状液晶性化合物のメソゲンとの親和性が高く、配向均一能がより高くなる。
一般式(1)において、Bは単結合、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−CH=N−N=CH−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−からなる群より選択される。
Bとして特に好ましいものとしては、単結合、−OCO−及び−CH=N−N=CH−が挙げられる。
一般式(1)の化合物は、液晶性を有していても有していなくともよい。また、コレステリック液晶組成物(X)は、一般式(1)の化合物として、複数の光学異性体の混合物を含有することが好ましい。例えば、複数種類のエナンチオマー及び/又はジアステレオマーの混合物を含有することができる。一般式(1)の化合物の少なくとも一種は、その融点が、50℃〜150℃の範囲内であることが好ましい。
前記コレステリック液晶組成物(X)は、好ましくは、1分子中に少なくとも2つ以上の反応性基を有する棒状液晶性化合物を含有する。
前記棒状液晶性化合物としては、式(2)で表される化合物を挙げることができる。
R3X−C3X−D3X−C5X−M−C6X−D4X−C4X−R4X 式(2)
(式中、R3X及びR4Xは反応性基であり、それぞれ独立して(メタ)アクリル基、(チオ)エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ(チオ)シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。D3X及びD4Xは単結合、炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。C3X〜C6Xは単結合、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−CH=N−N=CH−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−からなる群より選択される基を表す。Mはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された2〜4個の骨格を、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−CH=N−N=CH−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−等の結合基によって結合されて形成される。
本発明において、該棒状液晶性化合物は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、一般式(2)において、メソゲン基Mを中心として、R3X−C3X−D3X−C5X−と−C6X−D4X−C4X−R4Xが異なる構造のことをいう。該棒状液晶性化合物として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。
前記棒状液晶性化合物としては、式(2)で表される化合物を挙げることができる。
R3X−C3X−D3X−C5X−M−C6X−D4X−C4X−R4X 式(2)
(式中、R3X及びR4Xは反応性基であり、それぞれ独立して(メタ)アクリル基、(チオ)エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ(チオ)シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。D3X及びD4Xは単結合、炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。C3X〜C6Xは単結合、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−CH=N−N=CH−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−からなる群より選択される基を表す。Mはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された2〜4個の骨格を、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−CH=N−N=CH−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−等の結合基によって結合されて形成される。
本発明において、該棒状液晶性化合物は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、一般式(2)において、メソゲン基Mを中心として、R3X−C3X−D3X−C5X−と−C6X−D4X−C4X−R4Xが異なる構造のことをいう。該棒状液晶性化合物として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。
本発明において、前記棒状液晶性化合物は、1分子中に少なくとも2つ以上の反応性基を有するものとすることができる。前記反応性基としては、具体的にはエポキシ基、チオエポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、フマレート基、シンナモイル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、オキサゾリン基、メルカプト基、ビニル基、アリル基、メタクリル基、及びアクリル基が挙げられる。
前記コレステリック液晶組成物(X)において、(前記一般式(1)の化合物の合計重量)/(棒状液晶性化合物の合計重量)の重量比は0.05〜1であることが好ましく、0.1〜0.65であることがより好ましく、0.15〜0.45であることがさらに好ましい。前記重量比が0.05より少ないと配向均一性が不十分となる場合があり、また逆に1より多いと配向均一性が低下したり、液晶相の安定性が低下したり、液晶組成物としてのΔnが低下して所望する光学的性能(例えば、円偏光分離特性)が得られない場合があり好ましくない。なお、合計重量とは、1種を用いた場合にはその重量を、1種以上用いた場合には合計の重量を示す。
本発明において、コレステリック液晶組成物は、任意にカイラル剤を含有することができる。具体的なカイラル剤の例としては、カイラル基が2価であるイソソルビド骨格を有する下記(C6)及び(C7)で示される化合物を使用することができる。また、市販のカイラル剤として、例えばBASF社パリオカラーのLC756を入手できる。
前記カイラル剤は、所望する光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。前記カイラル剤の含有割合は、前記コレステリック液晶組成物中、通常1〜60重量%である。
本発明において、コレステリック液晶組成物は、必要に応じてさらに他の任意成分を含有することができる。当該他の任意成分としては、溶媒、光重合開始剤、界面活性剤、架橋剤、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を挙げることができる。これらの任意成分は、所望する光学的性能を低下させない範囲で添加できる。
本発明におけるコレステリック液晶組成物の製造方法は、特に限定されず、上記各成分を混合することにより製造することができる。
(コレステリック樹脂層の形成方法)
前記コレステリック液晶組成物を、基材層上に直接又は配向膜を介して塗布して塗膜を得、次いで1回以上の、光照射及び/又は加温処理により当該塗膜を硬化することにより、コレステリック樹脂層を得ることができる。
前記コレステリック液晶組成物を、基材層上に直接又は配向膜を介して塗布して塗膜を得、次いで1回以上の、光照射及び/又は加温処理により当該塗膜を硬化することにより、コレステリック樹脂層を得ることができる。
より具体的には下記(M1)〜(M3)の方法で、偏光積層体にコレステリック樹脂層を設けることができる。
(M1)前記基材層として、1/4λ板等の、偏光積層体の他の構成要素である層を用い、その上に直接コレステリック樹脂層を設けることができる。例えば、1/4λ板を基材層とし、この上にコレステリック樹脂層を形成することにより、1/4λ板とコレステリック樹脂層の積層構造を得ることができる。
(M2)前記基材層として、偏光積層体中に存在しても本発明の効果を損ねない光透過性の樹脂等の基材層を用い、この上にコレステリック樹脂層を形成し、さらに基材層ごと、粘着層等を介して他の層に粘着させ、偏光積層体に設けてもよい。
(M3)前記基材層として任意の基材を用い、この上にコレステリック樹脂層を形成し、他の層に転写し基材層を剥離して偏光積層体に設けてもよい。
(M1)前記基材層として、1/4λ板等の、偏光積層体の他の構成要素である層を用い、その上に直接コレステリック樹脂層を設けることができる。例えば、1/4λ板を基材層とし、この上にコレステリック樹脂層を形成することにより、1/4λ板とコレステリック樹脂層の積層構造を得ることができる。
(M2)前記基材層として、偏光積層体中に存在しても本発明の効果を損ねない光透過性の樹脂等の基材層を用い、この上にコレステリック樹脂層を形成し、さらに基材層ごと、粘着層等を介して他の層に粘着させ、偏光積層体に設けてもよい。
(M3)前記基材層として任意の基材を用い、この上にコレステリック樹脂層を形成し、他の層に転写し基材層を剥離して偏光積層体に設けてもよい。
前記方法(M2)及び(M3)において用いる基材としては、透明樹脂基材を好ましく用いることができる。前記透明樹脂基材は、特に限定されず1mm厚で全光透過率80%以上の基材を使用することができる。脂環式オレフィンポリマー又は鎖状オレフィンポリマーが好ましく、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性などの観点から、脂環式オレフィンポリマーが特に好ましい。
前記方法(M1)〜(M3)の場合のいずれにおいても、前記基材層の上に、必要に応じて配向膜を設けることができる。配向膜を設けることにより、その上に塗布されたコレステリック液晶組成物を所望の方向に配向させることができる。配向膜は、基材表面上に、必要に応じてコロナ放電処理等を施した後、配向膜の材料を水又は溶剤に溶解させた溶液等を、リバースグラビアコーティング、ダイレクトグラビアコーティング、ダイコーティング、バーコーティング等の公知の方法を用いて塗布し、乾燥させ、その後乾燥塗膜にラビング処理を施すことにより形成することができる。前記配向膜の材料としては、耐久性等の観点からは変性ポリアミドが好ましい。一方、前記方法(M3)における転写の容易さという観点からは、ポリビニルアルコールが特に好ましい。
前記変性ポリアミドとしては、芳香族ポリアミド又は脂肪族ポリアミドに変性を加えたものを挙げることができ、脂肪族ポリアミドに変性を加えたものが好ましい。
前記変性ポリアミドとしては、芳香族ポリアミド又は脂肪族ポリアミドに変性を加えたものを挙げることができ、脂肪族ポリアミドに変性を加えたものが好ましい。
前記塗布により得られた塗膜を硬化する前に、必要に応じて、配向処理を施すことができる。配向処理は、例えば塗膜を50〜150℃で0.5〜10分間加温することにより行うことができる。当該配向処理を施すことにより、塗膜中のコレステリック液晶相を呈しうる物質を良好に配向させることができる。
前記硬化の工程は、1回以上の光照射、加温処理又はこれらの組み合わせにより行うことができる。加温条件は、具体的には例えば、温度40〜200℃、好ましくは50〜200℃、さらに好ましくは50〜140℃、時間は1秒〜3分、好ましくは5〜120秒とすることができる。本発明において光照射に用いる光とは、可視光のみならず紫外線及びその他の電磁波をも含む。光照射は、具体的には例えば波長200〜500nmの光を0.01秒〜3分照射することにより行うことができる。
また、上で述べた広帯域化のための処理として、例えば0.01〜50mJ/cm2の微弱な紫外線照射と加温とを複数回交互に繰り返し、反射帯域の広い円偏光分離シートとすることもできる。上記の微弱な紫外線照射等による反射帯域の拡張を行った後に、50〜10,000mJ/cm2といった比較的強い紫外線を照射し、液晶性化合物を完全に重合させ、コレステリック樹脂層とすることができる。上記の反射帯域の拡張及び強い紫外線の照射は、空気下で行ってもよく、又はその工程の一部又は全部を、酸素濃度を制御した雰囲気(例えば、窒素雰囲気下)中で行うこともできる。
本発明において、コレステリック樹脂層の乾燥膜厚は10μm以下であることが好ましく、より好ましくは2〜7μm、さらにより好ましくは3〜6μmとすることができる。膜厚を10μm以下とすることにより、斜め方向から観察した際の色相の変化を低減することができ、一方2μm以上とすることにより、十分な反射率を得ることができる。なお、前記乾燥膜厚は、コレステリック樹脂層が2以上の層である場合は、各層の膜厚の合計を、コレステリック樹脂層が1層である場合にはその膜厚をさす。
前記方法(M3)における転写は、樹脂層形成用基材又は配向膜上に形成したコレステリック樹脂層を、転写対象の層上に転写することにより行なうことができる。かかる転写は、転写対象の層とコレステリック樹脂層とが、粘着層を介して貼付されるように行なうことができる。転写対象の層は、具体的には例えば1/4λ板とすることができる。
粘着層は、転写に先立ち、転写対象の層及びコレステリック樹脂層の両側の向き合う面のうち、どちらか一方又は両方に予め設けることができる。
コレステリック樹脂層を、樹脂層形成用基材上の配向膜上に形成した場合、コレステリック樹脂層のみを転写してもよいが、コレステリック樹脂層および配向膜を共に転写してもよい。剥離の容易さ及びコレステリック樹脂層の配向不良発生防止の観点からは、コレステリック樹脂層及び配向膜を共に転写することが好ましい。
粘着層は、転写に先立ち、転写対象の層及びコレステリック樹脂層の両側の向き合う面のうち、どちらか一方又は両方に予め設けることができる。
コレステリック樹脂層を、樹脂層形成用基材上の配向膜上に形成した場合、コレステリック樹脂層のみを転写してもよいが、コレステリック樹脂層および配向膜を共に転写してもよい。剥離の容易さ及びコレステリック樹脂層の配向不良発生防止の観点からは、コレステリック樹脂層及び配向膜を共に転写することが好ましい。
(直線偏光分離素子)
本発明において、偏光分離素子が有しうる直線偏光分離素子としては、多層フィルム反射偏光子、拡散反射偏光子、ワイヤグリッド偏光子が挙げられる。多層フィルム反射偏光子としては、3M社製Vikuiti DBEF、DBEFDが挙げられる。拡散反射偏光子の例としては、DRPFが挙げられる。ワイヤグリッド偏光子としては、Moxtek社製 Proflux偏光子が挙げられる。
本発明において、偏光分離素子が有しうる直線偏光分離素子としては、多層フィルム反射偏光子、拡散反射偏光子、ワイヤグリッド偏光子が挙げられる。多層フィルム反射偏光子としては、3M社製Vikuiti DBEF、DBEFDが挙げられる。拡散反射偏光子の例としては、DRPFが挙げられる。ワイヤグリッド偏光子としては、Moxtek社製 Proflux偏光子が挙げられる。
(その他の層)
本発明において、偏光積層体は、反射性偏光子に加えて、任意にその他の層を有することができる。かかるその他の層としては、1/4λ板、偏光積層体の各層及び偏光積層体と光拡散板とを粘着させるための粘着層、並びに偏光積層体に防汚性、傷つき防止性等の機能を付与する保護フィルムを挙げることができる。
本発明において、偏光積層体は、反射性偏光子に加えて、任意にその他の層を有することができる。かかるその他の層としては、1/4λ板、偏光積層体の各層及び偏光積層体と光拡散板とを粘着させるための粘着層、並びに偏光積層体に防汚性、傷つき防止性等の機能を付与する保護フィルムを挙げることができる。
(1/4λ板)
偏光積層体が反射性偏光子として上に述べた円偏光分離素子を有する場合、これと組み合わせて、1/4λ板をさらに有することが好ましい。
本発明に用いる1/4λ板としては、フィルム状のポリマーを延伸してなる延伸フィルムを用いることができる。好ましい例として、スチレン系樹脂層を含む樹脂フィルムを延伸してなる1/4λ板を挙げることができ、より好ましくは、以下に述べる光学異方性素子を挙げることができる。
偏光積層体が反射性偏光子として上に述べた円偏光分離素子を有する場合、これと組み合わせて、1/4λ板をさらに有することが好ましい。
本発明に用いる1/4λ板としては、フィルム状のポリマーを延伸してなる延伸フィルムを用いることができる。好ましい例として、スチレン系樹脂層を含む樹脂フィルムを延伸してなる1/4λ板を挙げることができ、より好ましくは、以下に述べる光学異方性素子を挙げることができる。
本発明において、1/4λ板は、その正面方向のリターデーションRe(以下、「Re」と略記することがある。)を透過光の略1/4波長とすることができる。ここで、透過光の波長範囲は、複合光学部材に求められる所望の範囲とすることができ、具体的には例えば400nm〜700nmである。また、正面方向のリターデーションReが透過光の略1/4波長であるとは、Re値が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の1/4の値から±65nm、好ましくは±30nm、より好ましくは±10nmの範囲であることをいう。このようなリターデーション値を有することにより、偏光変換機能、即ち円偏光を直線偏光に変換する機能を発現することができる。
また、1/4λ板は、厚み方向のリターデーションRth(以下、「Rth」と略記することがある。)が0nm未満であることが望ましい。厚み方向のリターデーションRthの値は、透過光の波長範囲の中心値において、好ましくは−30nm〜−1000nm、より好ましくは−50nm〜−300nmとすることができる。このようなRe値及びRthを有する光学異方性素子を採用することにより、輝度を向上させ輝度ムラを低減させながら、出射光の色ムラをも低減させることができる。
ここで、前記正面方向のリターデーションReは、式I:Re=(nx−ny)×d(式中、nxは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、nyは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であってnxに直交する方向の屈折率を表し、dは膜厚を表す。)で表される値であり、厚み方向のリターデーションRthは、式II:Rth={(nx+ny)/2−nz}×d(式中、nxは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、nyは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であってnxに直交する方向の屈折率であり、nzは厚み方向の屈折率を表し、dは膜厚を表す。)で表される値である。
なお、前記正面方向のリターデーションRe及び厚み方向のリターデーションRthは、市販の位相差測定装置を用いて、光学異方性素子を長手方向及び幅方向に100mm間隔(長手方向又は横方向の長さが200mmに満たない場合は、その方向へは等間隔に3点指定する)で、全面にわたり、格子点状に測定を行い、その平均値とする。
ここで、前記正面方向のリターデーションReは、式I:Re=(nx−ny)×d(式中、nxは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、nyは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であってnxに直交する方向の屈折率を表し、dは膜厚を表す。)で表される値であり、厚み方向のリターデーションRthは、式II:Rth={(nx+ny)/2−nz}×d(式中、nxは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、nyは厚み方向に垂直な方向(面内方向)であってnxに直交する方向の屈折率であり、nzは厚み方向の屈折率を表し、dは膜厚を表す。)で表される値である。
なお、前記正面方向のリターデーションRe及び厚み方向のリターデーションRthは、市販の位相差測定装置を用いて、光学異方性素子を長手方向及び幅方向に100mm間隔(長手方向又は横方向の長さが200mmに満たない場合は、その方向へは等間隔に3点指定する)で、全面にわたり、格子点状に測定を行い、その平均値とする。
1/4λ板を構成する光学異方性素子の材質は、特に限定されないが、スチレン系樹脂からなる層を有するものを好ましく用いることができる。ここでスチレン系樹脂とは、スチレン構造を繰り返し単位の一部又は全部として有するポリマー樹脂であり、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体を好適に用いることができる。
光学異方性素子に用いるスチレン系樹脂の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンの重量平均分子量(Mw)で、通常10,000〜300,000、好ましくは15,000〜250,000、より好ましくは20,000〜200,000である。
前記光学異方性素子は、好ましくは、前記スチレン系樹脂からなる層と、他の熱可塑性樹脂を含む層との積層構造を有する。当該積層構造を有することにより、スチレン系樹脂による光学的特性と、他の熱可塑性樹脂による機械的強度とを兼ね備えた素子とすることができる。他の熱可塑性樹脂としては、脂環式構造を有する樹脂やメタクリル樹脂を好適に用いることができる。
脂環式オレフィンポリマーは、主鎖及び/または側鎖にシクロアルカン構造又はシクロアルケン構造を有する非晶性のオレフィンポリマーである。
メタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルを主成分とする重合体であり、メタクリル酸エステルの単独重合体や、メタクリル酸エステルとその他の単量体との共重合体が挙げられる、メタクリル酸エステルとしては、通常、メタクリル酸アルキルが用いられる。共重合体とする場合は、メタクリル酸エステルと共重合するその他の単量体としては、アクリル酸エステルや、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物などが用いられる。
本発明に用いる光学異方性素子の好ましい具体的態様として、ポリスチレン樹脂からなるフィルム(a層)の両面に、他の熱可塑性樹脂からなるフィルム(b層)を積層してなる複層フィルムを延伸してなる延伸複層フィルムを挙げることができる。以下、この具体的態様について説明する。
前記a層を構成するポリスチレン樹脂しては、上記「スチレン系樹脂」と同様のものを用いることができる。
a層の材料である前記ポリスチレン樹脂及びb層の材料である前記他の熱可塑性樹脂を積層して、複層フィルムに成形する方法は、特に限定されないが、共押出Tダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法、ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法、及びコーティング成形方法などの公知の方法が適宜利用され得る。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。押出し温度は、使用する前記ポリスチレン樹脂、及び前記他の熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択され得る。
複層フィルムは、前記a層の両面に、前記b層を積層してなる。a層とb層の間には、粘着層を設けることができるが、a層とb層とを直接に積層させる(つまり、b層/a層/b層の3層構成の積層体とする)ことが好ましい。また、複層フィルムにおいて、前記a層及びその両面に積層されたb層の厚みは特に制限はないが、好ましくはそれぞれ10〜300μm及び10〜400μmとすることができる。
前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムを延伸してなる。当該延伸は、好ましくは一軸延伸又は斜め延伸により行うことができ、さらに好ましくはテンターによる一軸延伸又は斜め延伸により行うことができる。
光学異方性素子の厚みは、好ましくは50〜1000μm、より好ましくは50〜600μmである。
本発明において、1/4λ板は、それ自体が光学補償層としての機能をも有するものであってもよいが、1/4λ板に加え、別途光学補償層を有していてもよい。かかる光学補償層としては、上に述べた光学異方性素子と同様のものを用いることができるほか、基板上に液晶分子をホメオトロピック配向させて硬化させたホメオトロピック液晶配向フィルム(特許3992969号)、基板上に液晶分子をネマチックハイブリッド配向させた状態を硬化したネマチックハイブリッド液晶配向フィルム(特開2000−66192号公報)を用いることができる。
(粘着層)
本発明に用いる粘着層は、粘着性を発現するポリマー(以下において単に「主ポリマー」という場合がある。)を含む粘着性組成物を積層させ、必要に応じて硬化させてなる層とすることができる。
本発明に用いる粘着層は、粘着性を発現するポリマー(以下において単に「主ポリマー」という場合がある。)を含む粘着性組成物を積層させ、必要に応じて硬化させてなる層とすることができる。
前記主ポリマーとしては、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系を使用することができる。
主ポリマーの分子量範囲は、重量平均分子量で、10,000〜1,000,000であることが好ましく、50,000〜500,000であることがより好ましい。重量平均分子量が10,000より低いと、粘着層の白化が起こりやすいため好ましくない。また、重量平均分子量が1,000,000より大きいとゲル化しやすく、かつ粘着層液粘度が高く取り扱いにくいため好ましくない。
前記粘着性組成物は、必要に応じて、拡散剤を含有することができる。当該拡散剤としての材料は特に限定されず、無機、および有機の拡散剤を適宜選択して用いることができる。
無機拡散剤としては、ガラス、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート等からなるもの;有機拡散剤としては、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、またはこれらの架橋物等からなるものが挙げられる。
拡散剤の形状としては、特に限定されず、球状、楕円体状、立方体状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられるが、中でも光の拡散方向を等方的にできる点で球状、もしくは球状に近い楕円体状が好ましい。
拡散剤の大きさは、好ましくは直径0.2μm〜50μm、より好ましくは0.5μm〜10μmである。尚、本発明において、粒子の直径は、完全な球状ではない場合は、同一体積の球の直径で代用される。針状のような一方向に著しく寸法の異なるフィラーの場合は、その方向に垂直な断面の断面積と同一面積の円の直径で代用する。
拡散剤の屈折率は、粘着性組成物の基材として用いる主ポリマーの屈折率と異なることが好ましく、屈折率差が0.05以上0.15以下であることが好ましい。屈折率差が0.05未満の場合、光拡散効果が不十分となり、また屈折率差が0.15を超えると、光拡散効果は向上するが、斜め入射光の拡散粘着層への透過率が低下し、全体として暗くなるため好ましくない。
拡散剤は、単独の素材、大きさ、屈折率等の性質ものを用いてもよく、また、2種類以上の拡散剤を混合して用いても良い。また、拡散剤として2種類以上の素材からなるものを用いてもよい。
粘着性組成物におけるフィラーの含有量は、主ポリマー100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
無機拡散剤としては、ガラス、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート等からなるもの;有機拡散剤としては、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、またはこれらの架橋物等からなるものが挙げられる。
拡散剤の形状としては、特に限定されず、球状、楕円体状、立方体状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられるが、中でも光の拡散方向を等方的にできる点で球状、もしくは球状に近い楕円体状が好ましい。
拡散剤の大きさは、好ましくは直径0.2μm〜50μm、より好ましくは0.5μm〜10μmである。尚、本発明において、粒子の直径は、完全な球状ではない場合は、同一体積の球の直径で代用される。針状のような一方向に著しく寸法の異なるフィラーの場合は、その方向に垂直な断面の断面積と同一面積の円の直径で代用する。
拡散剤の屈折率は、粘着性組成物の基材として用いる主ポリマーの屈折率と異なることが好ましく、屈折率差が0.05以上0.15以下であることが好ましい。屈折率差が0.05未満の場合、光拡散効果が不十分となり、また屈折率差が0.15を超えると、光拡散効果は向上するが、斜め入射光の拡散粘着層への透過率が低下し、全体として暗くなるため好ましくない。
拡散剤は、単独の素材、大きさ、屈折率等の性質ものを用いてもよく、また、2種類以上の拡散剤を混合して用いても良い。また、拡散剤として2種類以上の素材からなるものを用いてもよい。
粘着性組成物におけるフィラーの含有量は、主ポリマー100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部である。
前記粘着性組成物には、主ポリマーの種類に応じて、さらに他の配合剤を配合することができる。他の配合剤としては、粘着付与剤、架橋剤又は硬化剤、酸化防止剤、消泡剤、安定剤が挙げられる。
本発明において、粘着層の膜厚は5〜30μmであり、好ましくは10〜25μmである。膜厚が5μm以上とすることにより接着強度を確保することができ、一方膜厚が30μm以下とすることにより、透過率などの光学性能を維持することができる。
本発明において、1/4λ板とコレステリック樹脂層との間に粘着層を設ける方法は特に限定されないが、好ましくは、上に述べた塗膜の転写方法のとおり、貼付界面に粘着層を設けることが好ましい。
(光拡散板と偏光積層体との関係)
複合光学部材においては、光拡散板と偏光積層体とが、それらの界面に部分的に空隙を有する態様で固定されていることが好ましい。
より具体的には、前記有効領域の一部又は全部である凹凸領域において、光拡散板の凹凸構造の凸部上の接触部分を介して接触しており、前記接触部分が占める面積(以下、かかる面積を「接触部分面積」という。)の、凹凸領域の全面積に対する比率(以下、かかる比率を「接触部分面積率」という。)が10〜60%であることが好ましい。
本発明において、接触部分面積は、光拡散板と偏光積層体とが接している部分の界面の面積ではなく、光拡散板と偏光積層体とが接触している部分を、光拡散板の主面の法線方向から観察した際の面積である。したがって、例えば凸部が偏光積層体にある深さをもって埋没している場合は、接触部分面積は、光拡散板と偏光積層体とが接している部分の界面の面積より狭くなる。
凹凸構造が偏光積層体に所定の接触部分面積率で接触していることにより非接触部分が、空気層を介して偏光積層体と離隔することとなる。この接触部分面積率を10〜60%の範囲とすることにより、偏光積層体の変形を防止することができ、且つ、空気層を介在させることで反射性偏光子の光学性能を良好に発現することができる。
複合光学部材においては、光拡散板と偏光積層体とが、それらの界面に部分的に空隙を有する態様で固定されていることが好ましい。
より具体的には、前記有効領域の一部又は全部である凹凸領域において、光拡散板の凹凸構造の凸部上の接触部分を介して接触しており、前記接触部分が占める面積(以下、かかる面積を「接触部分面積」という。)の、凹凸領域の全面積に対する比率(以下、かかる比率を「接触部分面積率」という。)が10〜60%であることが好ましい。
本発明において、接触部分面積は、光拡散板と偏光積層体とが接している部分の界面の面積ではなく、光拡散板と偏光積層体とが接触している部分を、光拡散板の主面の法線方向から観察した際の面積である。したがって、例えば凸部が偏光積層体にある深さをもって埋没している場合は、接触部分面積は、光拡散板と偏光積層体とが接している部分の界面の面積より狭くなる。
凹凸構造が偏光積層体に所定の接触部分面積率で接触していることにより非接触部分が、空気層を介して偏光積層体と離隔することとなる。この接触部分面積率を10〜60%の範囲とすることにより、偏光積層体の変形を防止することができ、且つ、空気層を介在させることで反射性偏光子の光学性能を良好に発現することができる。
複合光学部材におけるこのような接触部分面積率の測定は、凹凸領域中の全ての接触部分面積を測定し、これに基づき(接触部分面積/凹凸領域の面積)×100(%)の計算で得ることができるが、必ずしも全ての接触部分面積を測定する必要は無く、例えば、凹凸領域中の所定面積の視野を観察し、接触部分面積を、かかる観察視野中の全ての接触部分の面積の和を求め、(接触部分面積/観察視野面積)×100(%)の値を求め、これを必要に応じて凹凸領域中の複数の観察視野において行い平均を求めることによっても、接触部分面積率を得ることができる。この際、一つの観察視野は、凹凸構造の大きさに比べて十分広い範囲、例えば凹凸構造のピッチの5倍以上の長さの辺を有する四角形を含みうる範囲とすることが好ましい。
このような、光拡散板と偏光積層体との関係を、図8に示す例を参照して説明する。
図8は、複合光学部材の一例を概略的に示す縦断面図である。図8において、複合光学部材4は、光拡散板120及び偏光積層体110を有する。
偏光積層体110は、1/4λ板114及び反射性偏光子112を有し、さらに、1/4λ板114及び反射性偏光子112を粘着させるための粘着層であって拡散剤を含有する拡散粘着層113、及び偏光積層体を光拡散板に粘着させるための粘着層111を有している。
光拡散板120は、平滑な光入射面120A及び凹凸構造を有する光出射面120Bを有し、本例における凹凸構造は、図9に示す断面三角形状の線状プリズム171が平行に延長してなるプリズム条列170である。図8に示す例においては、光拡散板120はその一方の面全面に凹凸構造が設けられ、したがって全面が凹凸領域となっている。
図8は、複合光学部材の一例を概略的に示す縦断面図である。図8において、複合光学部材4は、光拡散板120及び偏光積層体110を有する。
偏光積層体110は、1/4λ板114及び反射性偏光子112を有し、さらに、1/4λ板114及び反射性偏光子112を粘着させるための粘着層であって拡散剤を含有する拡散粘着層113、及び偏光積層体を光拡散板に粘着させるための粘着層111を有している。
光拡散板120は、平滑な光入射面120A及び凹凸構造を有する光出射面120Bを有し、本例における凹凸構造は、図9に示す断面三角形状の線状プリズム171が平行に延長してなるプリズム条列170である。図8に示す例においては、光拡散板120はその一方の面全面に凹凸構造が設けられ、したがって全面が凹凸領域となっている。
図16に示すように、本例においては、凹凸構造は谷部120V及び頂部120Tを有し、頂部120Tは、粘着層111に埋没し、その結果矢印120S1で示される範囲が接触部分を形成している。従って、主面の法線方向から所定面積(例えば580μm×460μmといった面積)の視野を観察し、かかる観察視野中の全ての接触部分120S1の面積の和を求めて接触部分面積とし、(接触部分面積/観察視野面積)×100(%)の値を求め、これを必要に応じて凹凸領域中の複数の観察視野において行い平均を求めることによって、本例における接触部分面積率を求めることができる。
図10は、複合光学部材の別の一例を概略的に示す縦断面図である。図10において、複合光学部材4Xは、図8の例と同様の偏光積層体110と、図8の例とは異なる光拡散板320とを有する。
光拡散板320は、上に述べた凹凸構造(iii)を有する光拡散板である。光拡散板320において、基板321の上には、ポリマー322及び透光性粒子323により、透光性粒子323の構造に基づく凹凸構造が設けられている。図17に示す通り、凹凸構造は頂部320Tと谷部320Vを有し、頂部320Tが粘着層111に埋没し、その結果矢印320S1で示される範囲が接触部分を形成している。従って、主面の法線方向から所定面積の視野を観察し、かかる観察視野中の全ての接触部分320S1の面積の和を求めて接触部分面積とし、(接触部分面積/観察視野面積)×100(%)の値を求め、これを必要に応じて凹凸領域中の複数の観察視野において行い平均を求めることによって、本例における接触部分面積率を求めることができる。
光拡散板320は、上に述べた凹凸構造(iii)を有する光拡散板である。光拡散板320において、基板321の上には、ポリマー322及び透光性粒子323により、透光性粒子323の構造に基づく凹凸構造が設けられている。図17に示す通り、凹凸構造は頂部320Tと谷部320Vを有し、頂部320Tが粘着層111に埋没し、その結果矢印320S1で示される範囲が接触部分を形成している。従って、主面の法線方向から所定面積の視野を観察し、かかる観察視野中の全ての接触部分320S1の面積の和を求めて接触部分面積とし、(接触部分面積/観察視野面積)×100(%)の値を求め、これを必要に応じて凹凸領域中の複数の観察視野において行い平均を求めることによって、本例における接触部分面積率を求めることができる。
(光学部材支持部材)
光学部材支持部材を構成する材料としては、熱可塑性エラストマーあるいは熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性エラストマーは、常温では加硫ゴムと同様の性質を有し、弾性を有する特徴があり、高温では通常の熱可塑性樹脂と同じく、既存の成形機を使用して成形可能な高分子材料であり、分子中に弾性を有するゴム成分、すなわちソフトセグメントと、塑性変形を防止するための分子拘束成分、すなわちハードセグメントの両成分を有している。前記ソフトセグメントとハードセグメントとを、その種類、分子量、配列などにより組み合わせた、各種の熱可塑性エラストマーが実用化されている。
好適な熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントがポリスチレン、ソフトセグメントがポリブタジエン又は水素添加ポリブタジエン、ポリイソプレンなどで構成されているスチレン系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがポリオレフィン、ソフトセグメントがエチレン−プロピレン系ゴムなどで構成されているオレフィン系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがジイソシアネートと短鎖グリコールからなるポリマー鎖、ソフトセグメントがジイソシアネートとポリオールからなるポリマー鎖などで構成されているウレタン系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがガラス転移温度−70℃以下の非晶性ポリエーテルなどで構成されているポリエステル系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがナイロン系ポリアミド、ソフトセグメントがポリエステル又はポリオールなどで構成されているポリアミド系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがフッ素樹脂、ソフトセグメントがフッ素ゴムなどで構成されているフッ素系熱可塑性エラストマー;その他塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、シリコンゴムなどを用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、α−メチルスチレン系ABS樹脂、フェニルマレイミド系ABS樹脂、アクリロニトリル−アクリレート−スチレン樹脂、塩素化ポリエチレン−アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン樹脂、ポリフェノールAポリカーボネート樹脂を用いることができる。
これら材料は、1種のみを単独で使用してもよいし、成形加工性、機械物性の向上を目的として2種類以上を混合して使用してもよい。
また、迷光による輝度ムラを抑制することを目的として、上記熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂にカーボンブラックや顔料等を混合したり、機械強度を向上させることを目的としてガラス繊維等を混合させることもできる。
光学部材支持部材を構成するエラストマーは、その引っ張り弾性率が、1〜3000MPaであることが好ましく、20〜2000MPaであることがさらに好ましい。この引っ張り弾性率が1MPa未満だと支持部材としての機能が発揮されにくく、3000MPaより大きい樹脂は靱性が不足し脆くなり破壊しやすくなるため好ましくない。
これらの中で、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂、熱可塑性樹脂としては、ビスフェノールAポリカーボネート樹脂を好適に用いることができる。
光学部材支持部材の表面を規定の表面粗さに粗面化する方法としては、下記の種々の方法を挙げることができる。
光学部材支持部材を、枠部材と別の部材として成形する場合には、少なくとも一面が規定の表面粗さを有するシート状成形物を調製し、必要に応じてかかるシート状成形物を所望の寸法に切断することにより、規定の表面粗さを有する光学部材支持部材を得ることができる。
かかる規定の表面粗さを有するシート状成形物を調製する方法としては、幅手の上下面のうち少なくとも一面を規定の表面粗さに加工したダイスを用いて、光学部材支持部材の材料をシート状に押し出し成形する方法を挙げることができる。
また、光学部材支持部材の材料をシート状に押し出し成形した後、その少なくとも一面をロールエンボス処理あるいは平面エンボス処理することで規定の表面粗さに粗面化することによっても、規定の表面粗さを有するシート状成形物を得ることができる。かかるエンボス処理は、光学部材支持部材を構成する材料の良溶媒であらかじめ表面を膨潤させてから施してもよい。
その他、押し出し成形したシート状成形物表面をケイ砂や重曹でサンドブラスト処理し粗面化する方法、ヘアライン加工にて粗面化する方法、切削加工にて粗面化する方法などの方法によっても、規定の表面粗さを有するシート状成形物を得ることができる。
光学部材支持部材を、枠部材と同一材料から一体に構成する場合には、射出成形により、光学部材支持部材と枠部材とが一体となった成形品を得ることができる。具体的には、射出成形金型の、光学部材支持部材の粗面に対応する表面を、サンドブラスト処理や切削加工にて規定の表面粗さに粗面化し、該金型を用いて樹脂を射出成形することで、規定の表面粗さを有する光学部材支持部材と枠部材とが一体化した成形品を作製することができる。
光学部材支持部材を構成する材料としては、熱可塑性エラストマーあるいは熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性エラストマーは、常温では加硫ゴムと同様の性質を有し、弾性を有する特徴があり、高温では通常の熱可塑性樹脂と同じく、既存の成形機を使用して成形可能な高分子材料であり、分子中に弾性を有するゴム成分、すなわちソフトセグメントと、塑性変形を防止するための分子拘束成分、すなわちハードセグメントの両成分を有している。前記ソフトセグメントとハードセグメントとを、その種類、分子量、配列などにより組み合わせた、各種の熱可塑性エラストマーが実用化されている。
好適な熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントがポリスチレン、ソフトセグメントがポリブタジエン又は水素添加ポリブタジエン、ポリイソプレンなどで構成されているスチレン系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがポリオレフィン、ソフトセグメントがエチレン−プロピレン系ゴムなどで構成されているオレフィン系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがジイソシアネートと短鎖グリコールからなるポリマー鎖、ソフトセグメントがジイソシアネートとポリオールからなるポリマー鎖などで構成されているウレタン系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがガラス転移温度−70℃以下の非晶性ポリエーテルなどで構成されているポリエステル系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがナイロン系ポリアミド、ソフトセグメントがポリエステル又はポリオールなどで構成されているポリアミド系熱可塑性エラストマー;ハードセグメントがフッ素樹脂、ソフトセグメントがフッ素ゴムなどで構成されているフッ素系熱可塑性エラストマー;その他塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、シリコンゴムなどを用いることができる。
熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、α−メチルスチレン系ABS樹脂、フェニルマレイミド系ABS樹脂、アクリロニトリル−アクリレート−スチレン樹脂、塩素化ポリエチレン−アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン樹脂、ポリフェノールAポリカーボネート樹脂を用いることができる。
これら材料は、1種のみを単独で使用してもよいし、成形加工性、機械物性の向上を目的として2種類以上を混合して使用してもよい。
また、迷光による輝度ムラを抑制することを目的として、上記熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂にカーボンブラックや顔料等を混合したり、機械強度を向上させることを目的としてガラス繊維等を混合させることもできる。
光学部材支持部材を構成するエラストマーは、その引っ張り弾性率が、1〜3000MPaであることが好ましく、20〜2000MPaであることがさらに好ましい。この引っ張り弾性率が1MPa未満だと支持部材としての機能が発揮されにくく、3000MPaより大きい樹脂は靱性が不足し脆くなり破壊しやすくなるため好ましくない。
これらの中で、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン樹脂、スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂、熱可塑性樹脂としては、ビスフェノールAポリカーボネート樹脂を好適に用いることができる。
光学部材支持部材の表面を規定の表面粗さに粗面化する方法としては、下記の種々の方法を挙げることができる。
光学部材支持部材を、枠部材と別の部材として成形する場合には、少なくとも一面が規定の表面粗さを有するシート状成形物を調製し、必要に応じてかかるシート状成形物を所望の寸法に切断することにより、規定の表面粗さを有する光学部材支持部材を得ることができる。
かかる規定の表面粗さを有するシート状成形物を調製する方法としては、幅手の上下面のうち少なくとも一面を規定の表面粗さに加工したダイスを用いて、光学部材支持部材の材料をシート状に押し出し成形する方法を挙げることができる。
また、光学部材支持部材の材料をシート状に押し出し成形した後、その少なくとも一面をロールエンボス処理あるいは平面エンボス処理することで規定の表面粗さに粗面化することによっても、規定の表面粗さを有するシート状成形物を得ることができる。かかるエンボス処理は、光学部材支持部材を構成する材料の良溶媒であらかじめ表面を膨潤させてから施してもよい。
その他、押し出し成形したシート状成形物表面をケイ砂や重曹でサンドブラスト処理し粗面化する方法、ヘアライン加工にて粗面化する方法、切削加工にて粗面化する方法などの方法によっても、規定の表面粗さを有するシート状成形物を得ることができる。
光学部材支持部材を、枠部材と同一材料から一体に構成する場合には、射出成形により、光学部材支持部材と枠部材とが一体となった成形品を得ることができる。具体的には、射出成形金型の、光学部材支持部材の粗面に対応する表面を、サンドブラスト処理や切削加工にて規定の表面粗さに粗面化し、該金型を用いて樹脂を射出成形することで、規定の表面粗さを有する光学部材支持部材と枠部材とが一体化した成形品を作製することができる。
(枠部材)
枠部材は、光学部材支持部材と同一の材料から一体に構成することができ、又は光学部材支持部材と別に成形した後に一体化することもできる。光学部材支持部材と同一の材料から構成する場合は、その材料としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、α−メチルスチレン系ABS樹脂、フェニルマレイミド系ABS樹脂、アクリロニトリル−アクリレート−スチレン樹脂、塩素化ポリエチレン−アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン樹脂、ビスフェノールAポリカーボネート樹脂を用いることができる。また、反射光による輝度ムラを抑制することを目的として、上記熱可塑性樹脂にカーボンブラックや顔料等を混合したり、機械強度を向上させることを目的としてガラス繊維等を混合することもできる。
また、枠部材を光学部材支持部材と別に成形する場合、その材料としては、上記熱可塑性樹脂に加えて、SUSやアルミニウムといった金属材料を挙げることができる。
枠部材は、光学部材支持部材と同一の材料から一体に構成することができ、又は光学部材支持部材と別に成形した後に一体化することもできる。光学部材支持部材と同一の材料から構成する場合は、その材料としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、α−メチルスチレン系ABS樹脂、フェニルマレイミド系ABS樹脂、アクリロニトリル−アクリレート−スチレン樹脂、塩素化ポリエチレン−アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン樹脂、ビスフェノールAポリカーボネート樹脂を用いることができる。また、反射光による輝度ムラを抑制することを目的として、上記熱可塑性樹脂にカーボンブラックや顔料等を混合したり、機械強度を向上させることを目的としてガラス繊維等を混合することもできる。
また、枠部材を光学部材支持部材と別に成形する場合、その材料としては、上記熱可塑性樹脂に加えて、SUSやアルミニウムといった金属材料を挙げることができる。
(枠部材と光学部材支持部材の一体化方法)
枠部材と光学部材支持部材を別の部材として成形した後に一体化させる場合、かかる一体化の方法としては、図1で既存の枠部材7の光学部材支持部材5との境界部分5Uに両面テープあるいは粘着剤を用いて光学部材支持部材5を固定する方法が挙げられる。
枠部材と光学部材支持部材を同一材料から作製する方法としては、金型に光学部材支持部材の形状に相当する溝を加工し、射出成形にて一体的に成形する方法が挙げられる。
枠部材と光学部材支持部材を別の部材として成形した後に一体化させる場合、かかる一体化の方法としては、図1で既存の枠部材7の光学部材支持部材5との境界部分5Uに両面テープあるいは粘着剤を用いて光学部材支持部材5を固定する方法が挙げられる。
枠部材と光学部材支持部材を同一材料から作製する方法としては、金型に光学部材支持部材の形状に相当する溝を加工し、射出成形にて一体的に成形する方法が挙げられる。
(液晶パネル)
本発明の液晶表示装置における液晶パネルは、例えばツイステッドネマチック(TN)モード、スーパーツイステッドネマチック(STN)モード、ハイブリッドアラインメントネマチック(HAN)モード、バーティカルアラインメント(VA)モード、マルチドメインバーティカルアラインメント(MVA)モード、インプレーンスイッチング(IPS)モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス(OCB)モードなどの表示モードによるものとすることができる。
本発明の液晶表示装置における液晶パネルは、例えばツイステッドネマチック(TN)モード、スーパーツイステッドネマチック(STN)モード、ハイブリッドアラインメントネマチック(HAN)モード、バーティカルアラインメント(VA)モード、マルチドメインバーティカルアラインメント(MVA)モード、インプレーンスイッチング(IPS)モード、オプティカリーコンペンセイテッドバイリフジエンス(OCB)モードなどの表示モードによるものとすることができる。
(用途)
本発明のバックライトユニットを有する本発明の液晶表示装置の用途は、特に限定されず、テレビ、パーソナルコンピューター、及びその他の各種の電子機器の表示装置として用いることができる。特に、テレビ等、大画面の表示装置において、従来のものより良好な耐久性を発揮することができ好ましい。
本発明のバックライトユニットを有する本発明の液晶表示装置の用途は、特に限定されず、テレビ、パーソナルコンピューター、及びその他の各種の電子機器の表示装置として用いることができる。特に、テレビ等、大画面の表示装置において、従来のものより良好な耐久性を発揮することができ好ましい。
本発明は、前記実施形態の例示には限定されず、本願の特許請求の範囲及びその均等の範囲内での変更を施すことができる。また、本発明のバックライトユニット及び液晶表示装置は、バックライトユニット及び液晶表示装置を構成するための、任意の構成要素をさらに含むことができる。
以下、実施例に基づき、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。以下において、成分の量比に関する「部」及び「%」は、別に断らない限り重量部又は重量%を表す。
<製造例1>
図8に概略的に示す構成を有する、光拡散板120と、偏光積層体110とを有する複合光学部材4を作製した。
図8に概略的に示す構成を有する、光拡散板120と、偏光積層体110とを有する複合光学部材4を作製した。
(P1−1:光拡散板120の作製)
(P1−1−1:光拡散板用ペレットA)
脂環式構造を有する樹脂(日本ゼオン社製、ゼオノア1060R、吸水率0.01%)99.7部と、平均粒径2μmのポリシロキサン重合体の架橋物からなる微粒子0.3部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して光拡散板用ペレットAを製造した。この光拡散板用ペレットAを原料として、射出成形機(型締め力1000kN)を用いて、両面が平滑な厚み2mmで100mm×50mmの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘーズを、JIS K7361−1とJIS K7136とに基づいて、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。試験板は、全光線透過率は85%であり、ヘーズは99%であった。
(P1−1−1:光拡散板用ペレットA)
脂環式構造を有する樹脂(日本ゼオン社製、ゼオノア1060R、吸水率0.01%)99.7部と、平均粒径2μmのポリシロキサン重合体の架橋物からなる微粒子0.3部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して光拡散板用ペレットAを製造した。この光拡散板用ペレットAを原料として、射出成形機(型締め力1000kN)を用いて、両面が平滑な厚み2mmで100mm×50mmの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘーズを、JIS K7361−1とJIS K7136とに基づいて、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。試験板は、全光線透過率は85%であり、ヘーズは99%であった。
(P1−1−2:光拡散板の成形)
所定形状の金型部品を射出成形機(型締め力4,410kN)に装着し、上記(P1−1−1)で得られた光拡散板用ペレットAを原料として、シリンダー温度280度、金型温度85度の条件下で射出成形を行い、光拡散板120を成形した。得られた光拡散板は、厚み2mm、950mm×550mmの長方形状の平板状であり、その一方の面には、図9に概略的に示される、頂角100°、ピッチ70μmの三角プリズムが略平行に複数並んだ凹凸構造の所定のパターンが形成され、当該面の算術平均粗さの最大値Ra(max)は7.3μmであった。光拡散板の他方の面は、略平滑な面(Ra(max)0.35μm)とした。この光拡散板の全光線透過率を測定したところ、60.0%であった。
所定形状の金型部品を射出成形機(型締め力4,410kN)に装着し、上記(P1−1−1)で得られた光拡散板用ペレットAを原料として、シリンダー温度280度、金型温度85度の条件下で射出成形を行い、光拡散板120を成形した。得られた光拡散板は、厚み2mm、950mm×550mmの長方形状の平板状であり、その一方の面には、図9に概略的に示される、頂角100°、ピッチ70μmの三角プリズムが略平行に複数並んだ凹凸構造の所定のパターンが形成され、当該面の算術平均粗さの最大値Ra(max)は7.3μmであった。光拡散板の他方の面は、略平滑な面(Ra(max)0.35μm)とした。この光拡散板の全光線透過率を測定したところ、60.0%であった。
(P1−2:偏光積層体110の作製)
(P1−2−1:基材−反射性偏光子積層体の作製)
シート状基材(商品名「ゼオノアZF14−100」、日本ゼオン株式会社製)の片面に、濡れ指数が56mN/mになるようにコロナ放電処理を施した。このコロナ放電処理面に、ポリビニールアルコール(商品名「ポバールPVA203」、株式会社クラレ製)を#2バーコーターにて塗布し、120℃で5分間乾燥し、膜厚0.2μmの乾膜を作製した。該乾膜を一方向にラビング処理することで、配向膜を有する基材を得た。
(P1−2−1:基材−反射性偏光子積層体の作製)
シート状基材(商品名「ゼオノアZF14−100」、日本ゼオン株式会社製)の片面に、濡れ指数が56mN/mになるようにコロナ放電処理を施した。このコロナ放電処理面に、ポリビニールアルコール(商品名「ポバールPVA203」、株式会社クラレ製)を#2バーコーターにて塗布し、120℃で5分間乾燥し、膜厚0.2μmの乾膜を作製した。該乾膜を一方向にラビング処理することで、配向膜を有する基材を得た。
棒状液晶化合物(下記式(B5)で表される化合物 29.1部、下記式(A2)で表される化合物 7.28部、光重合開始剤(チバスペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名「IRG907」)1.20部、カイラル剤(BASF社製、商品名「LC756」)2.22部、界面活性剤KH40(セイミケミカル製)0.04部、及び2−ブタノン(溶媒)60.00部を混合し、コレステリック液晶組成物を調製した。
このコレステリック液晶組成物を、上記で調製した配向膜を有する透明樹脂基材の配向膜を有する面にダイコーターにて塗布した。塗膜を100℃で5分間配向処理し、当該塗膜に対して0.1〜45mJ/cm2の微弱な紫外線の照射処理と、それに続く100℃で1分間の加温処理からなるプロセスを2回繰り返した後、窒素雰囲気下で800mJ/cm2の紫外線を照射して、乾燥膜厚5.3μmのコレステリック樹脂層112を形成し、基材−配向膜−コレステリック樹脂層112の層構成を有する、基材−反射性偏光子積層体を得た。
(P1−2−2:1/4λ板の作製)
メタクリル酸メチル97.8%とアクリル酸メチル2.2%とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
特公昭55−27576号公報の実施例3に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形3層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は0.19μmであり、外層をも含めた粒径は0.22μmであった。
上記樹脂ペレット70部と、上記ゴム粒子30部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物A(ガラス転移温度105℃)を得た。
上記メタクリル酸エステル重合体組成物A(b層)、及びスチレン無水マレイン酸共重合体(ガラス転移温度130℃)(a層)を温度280℃で共押出成形することにより、b層−a層−b層の三層構造で、各層が45−70−45(μm)の平均厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度128℃、延伸倍率1.4倍、延伸速度10m/分でテンター一軸延伸し、延伸複層フィルムである1/4λ板114を得た。さらにこの1/4λ板114の片面を、濡れ指数が56dyne/cmになるようにコロナ放電処理を施した。
得られた1/4λ板114の波長550nmにおけるレターデーション値は、厚み方向のレターデーションRthは−118nm、面内方向のレターデーションReは140nmであった。
メタクリル酸メチル97.8%とアクリル酸メチル2.2%とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
特公昭55−27576号公報の実施例3に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形3層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は0.19μmであり、外層をも含めた粒径は0.22μmであった。
上記樹脂ペレット70部と、上記ゴム粒子30部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物A(ガラス転移温度105℃)を得た。
上記メタクリル酸エステル重合体組成物A(b層)、及びスチレン無水マレイン酸共重合体(ガラス転移温度130℃)(a層)を温度280℃で共押出成形することにより、b層−a層−b層の三層構造で、各層が45−70−45(μm)の平均厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度128℃、延伸倍率1.4倍、延伸速度10m/分でテンター一軸延伸し、延伸複層フィルムである1/4λ板114を得た。さらにこの1/4λ板114の片面を、濡れ指数が56dyne/cmになるようにコロナ放電処理を施した。
得られた1/4λ板114の波長550nmにおけるレターデーション値は、厚み方向のレターデーションRthは−118nm、面内方向のレターデーションReは140nmであった。
(P1−2−3:拡散粘着層の作製)
ポリエチレンテレフタレートセパレータ(商品名「PET50AL」、リンテック(株)社製)に、ベース樹脂(商品名「SKダイン2094」、綜研化学株式会社製、アクリル酸エステル共重合体、固形分率25%、溶媒:酢酸エチル/2−ブタノン=93/7))400部、多官能エポキシ架橋剤(商品名「E−AX」、綜研化学株式会社製)1.1部及び微粉体(商品名「ケミスノーMX300」、綜研化学株式会社製)4.3部からなる組成を有する粘着性組成物を、ダイコーターを用いて塗布し、100℃にて2分乾燥し、膜厚20μmの粘着層を形成し、セパレータ−拡散粘着層113の層構成を有する積層体(L3)を得た。
ポリエチレンテレフタレートセパレータ(商品名「PET50AL」、リンテック(株)社製)に、ベース樹脂(商品名「SKダイン2094」、綜研化学株式会社製、アクリル酸エステル共重合体、固形分率25%、溶媒:酢酸エチル/2−ブタノン=93/7))400部、多官能エポキシ架橋剤(商品名「E−AX」、綜研化学株式会社製)1.1部及び微粉体(商品名「ケミスノーMX300」、綜研化学株式会社製)4.3部からなる組成を有する粘着性組成物を、ダイコーターを用いて塗布し、100℃にて2分乾燥し、膜厚20μmの粘着層を形成し、セパレータ−拡散粘着層113の層構成を有する積層体(L3)を得た。
(P1−2−4:粘着層の作製)
一方、上記(P1−2−3)で用いたものと同一のセパレータに、ベース樹脂(商品名「SKダイン2094」)400部と架橋剤(商品名「E−AX」、綜研化学株式会社製、多官能エポキシ架橋剤)1.1部との混合物を、ダイコーターを用いて塗布し、100℃にて2分乾燥し、セパレータ−膜厚10μmの粘着層111の層構成を有する積層体(L4)を得た。
一方、上記(P1−2−3)で用いたものと同一のセパレータに、ベース樹脂(商品名「SKダイン2094」)400部と架橋剤(商品名「E−AX」、綜研化学株式会社製、多官能エポキシ架橋剤)1.1部との混合物を、ダイコーターを用いて塗布し、100℃にて2分乾燥し、セパレータ−膜厚10μmの粘着層111の層構成を有する積層体(L4)を得た。
(P1−2−5:偏光積層体)
上記(P1−2−2)で得た1/4λ板114のコロナ放電処理面と、上記(P1−2−3)で得た積層体(L3)の拡散粘着層側の面とを貼り合わせ、1/4λ板114−拡散粘着層113−セパレータの層構成を有する積層体(L51)を得た。
上記(P1−2−2)で得た1/4λ板114のコロナ放電処理面と、上記(P1−2−3)で得た積層体(L3)の拡散粘着層側の面とを貼り合わせ、1/4λ板114−拡散粘着層113−セパレータの層構成を有する積層体(L51)を得た。
上記(P1−2−1)で得た基材−反射性偏光子積層体のコレステリック樹脂層112の表面に、濡れ指数60mN/mになるようにコロナ放電処理を施した。積層体(L51)のセパレータを拡散粘着層113から剥離し、露出した拡散粘着層113と、上記基材−反射性偏光子積層体のコロナ放電処理面とを貼り合わせ、1/4λ板114−拡散粘着層113−コレステリック樹脂層112−配向膜−基材の層構成を有する積層体(L52)を得た。
続いて、積層体(L52)から、基材を剥離し、1/4λ板114−拡散粘着層113−コレステリック樹脂層112の層構成を有する積層体(L53)を得た。
続いて、積層体(L53)のコレステリック樹脂層の面と、上記(P1−2−4)で得た積層体(L4)の粘着層側の面とを貼り合わせ、1/4λ板114−拡散粘着層113−コレステリック樹脂層112−粘着層111−セパレータの層構成を有する積層体(L54)を得た。
(P1−3:複合光学部材)
上記(P1−2−5)で得た積層体(L54)から、セパレーターを剥離した。露出した粘着層側の面と、上記(P1−1)で得た光拡散板120の凹凸構造を有する面とを、圧力を加えて貼り合わせ、図8に示す光拡散板120及び偏光積層体110を有する光学部材4を得た。偏光積層体110は、1/4λ板114−拡散粘着層113−コレステリック樹脂層112−粘着層111の層構成を有していた。光学部材の接触部分面積率は、24.6%であった。光学部材の接触部分面積の測定は、顕微鏡(倍率200倍)にて透過観察を行い、580μm×460μm視野内で行った。測定は光学部材4の面内で5点行い、各点で算出した接触部分面積率の平均値を光学部材の接触部分面積率として算出した。
上記(P1−2−5)で得た積層体(L54)から、セパレーターを剥離した。露出した粘着層側の面と、上記(P1−1)で得た光拡散板120の凹凸構造を有する面とを、圧力を加えて貼り合わせ、図8に示す光拡散板120及び偏光積層体110を有する光学部材4を得た。偏光積層体110は、1/4λ板114−拡散粘着層113−コレステリック樹脂層112−粘着層111の層構成を有していた。光学部材の接触部分面積率は、24.6%であった。光学部材の接触部分面積の測定は、顕微鏡(倍率200倍)にて透過観察を行い、580μm×460μm視野内で行った。測定は光学部材4の面内で5点行い、各点で算出した接触部分面積率の平均値を光学部材の接触部分面積率として算出した。
<製造例2:実施例6のための複合光学部材>
図18に概略的に示す構成を有する、光拡散板321と、偏光積層体110とを有する光学部材4Xを作製した。
図18に概略的に示す構成を有する、光拡散板321と、偏光積層体110とを有する光学部材4Xを作製した。
金型部品の形状を変更し、光拡散板の両面を平滑な面とした他は、製造例1の工程(P1−1)と同様に操作し、平滑な板材321を得た。この光拡散板の全光線透過率を測定したところ、65.0%であった。
光拡散板120に代えて上記で得た光拡散板321を用いた他は、製造例1と同様に操作し、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、97.6%であった。
<製造例3:実施例7のための複合光学部材>
直線偏光分離素子であるVikuiti DBEF(商品名、3M社製、全光線透過率60,0%)に、(P1−2−4)で得られた積層体(L4)の粘着層側の面を貼り合わせ、積層体を得た。この積層体を、製造例1の工程(P1−2−5)で得たコレステリック樹脂層を有する偏光積層体(L54)に代えて用いた他は、製造例1と同様に操作し(なお工程(P1−2)のうち(P1−2−1)〜(P1−2−3)、(P1−2−5)の工程は行わなわなかった。)、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、24.6%であった。
直線偏光分離素子であるVikuiti DBEF(商品名、3M社製、全光線透過率60,0%)に、(P1−2−4)で得られた積層体(L4)の粘着層側の面を貼り合わせ、積層体を得た。この積層体を、製造例1の工程(P1−2−5)で得たコレステリック樹脂層を有する偏光積層体(L54)に代えて用いた他は、製造例1と同様に操作し(なお工程(P1−2)のうち(P1−2−1)〜(P1−2−3)、(P1−2−5)の工程は行わなわなかった。)、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、24.6%であった。
<製造例4:比較例2のための複合光学部材>
工程(P1−3)において、貼付の圧力を変更した他は、製造例1と同様に操作し、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、30.75%であった。
工程(P1−3)において、貼付の圧力を変更した他は、製造例1と同様に操作し、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、30.75%であった。
<製造例5:比較例3のための複合光学部材>
工程(P1−3)において、貼付の圧力を変更した他は、製造例1と同様に操作し、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、30.14%であった。
工程(P1−3)において、貼付の圧力を変更した他は、製造例1と同様に操作し、複合光学部材を作製した。得られた複合光学部材の接触部分面積率を測定したところ、30.14%であった。
<実施例1>
(1−1:光学部材支持部材)
スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体樹脂(商品名「タフテックH1053」、旭化成ケミカルズ社製、引っ張り弾性率30.0MPa(JIS K7113−1995)を厚み2.6mmのシート状に押し出し成形し、シート状成形物の一方の表面を平板エンボス処理にて算術平均粗さ1.0μm(JIS B0601−2001)の粗面とした。シート状成形物から、長さ935mm×幅5.0mm×厚み2.6mmの四角柱形状の部材を2本切り出し、これを光学部材支持部材とした。光学部材支持部材の935mm×5.0mmの面のうち一面に、上記粗面が位置していた。
算術平均粗さの測定は、超深度顕微鏡(KEYENCE社製、VK9500)にて行った。幅手方向で5点測定し、5点測定値の平均値を算術平均粗さとした。
(1−1:光学部材支持部材)
スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体樹脂(商品名「タフテックH1053」、旭化成ケミカルズ社製、引っ張り弾性率30.0MPa(JIS K7113−1995)を厚み2.6mmのシート状に押し出し成形し、シート状成形物の一方の表面を平板エンボス処理にて算術平均粗さ1.0μm(JIS B0601−2001)の粗面とした。シート状成形物から、長さ935mm×幅5.0mm×厚み2.6mmの四角柱形状の部材を2本切り出し、これを光学部材支持部材とした。光学部材支持部材の935mm×5.0mmの面のうち一面に、上記粗面が位置していた。
算術平均粗さの測定は、超深度顕微鏡(KEYENCE社製、VK9500)にて行った。幅手方向で5点測定し、5点測定値の平均値を算術平均粗さとした。
(1−2:光学部材支持部材−枠部材の調製)
市販の液晶テレビ(シャープ株式会社製、商品名「LC42RX1W」)から、液晶パネル及び液晶パネルが取り付けられた枠部材、ならびに液晶パネルとバックライト筐体との間に設けられていた全ての光学部材(拡散シート及び輝度向上シート)を取り外した。枠部材に取り付けられていたパッキンを剥離し、代わりに上記(1−1)で得た光学部材支持部材を、厚み60μmの両面テープを介して貼付し、液晶パネルと光学部材支持部材と枠部材とが一体となった部品を調製した。光学部材支持部材は、粗面が下側(すなわち液晶表示装置を組み立てた際に光学部材に接する側)となるよう貼付した。光学部材支持部材の配置は、図3に概略的に示すように、枠部材の長辺側2箇所に1本ずつ設ける配置とした。
市販の液晶テレビ(シャープ株式会社製、商品名「LC42RX1W」)から、液晶パネル及び液晶パネルが取り付けられた枠部材、ならびに液晶パネルとバックライト筐体との間に設けられていた全ての光学部材(拡散シート及び輝度向上シート)を取り外した。枠部材に取り付けられていたパッキンを剥離し、代わりに上記(1−1)で得た光学部材支持部材を、厚み60μmの両面テープを介して貼付し、液晶パネルと光学部材支持部材と枠部材とが一体となった部品を調製した。光学部材支持部材は、粗面が下側(すなわち液晶表示装置を組み立てた際に光学部材に接する側)となるよう貼付した。光学部材支持部材の配置は、図3に概略的に示すように、枠部材の長辺側2箇所に1本ずつ設ける配置とした。
(1−3:液晶表示装置の組み立て)
バックライト筐体の枠部上に、取り外した光学部材の代わりに製造例1で得た複合光学部材を載置し、その上から、上記(1−2)で得た部品を取り付け、液晶表示装置を組み立てた。得られた液晶表示装置は、図1に概略的に示すような周辺部の構造を有していた。
バックライト筐体の枠部上に、取り外した光学部材の代わりに製造例1で得た複合光学部材を載置し、その上から、上記(1−2)で得た部品を取り付け、液晶表示装置を組み立てた。得られた液晶表示装置は、図1に概略的に示すような周辺部の構造を有していた。
(1−4:評価)
(評価1:光学部材支持部材と複合部材間に発生する最大主応力)
圧力測定フィルム「プレスケール」(商品名、超極低圧用及び超低圧用、富士フィルム株式会社製)を測定に使用した。(1−2)で得た部品の枠部材の長辺側2箇所に設けた光学部材支持部材の、当該長辺方向の両端と中央部における、複合光学部材に対向する面(図1の5L部分に相当する面)に、プレスケールの2枚のシートのうち1枚を50mm×50mmサイズで厚さ60μmの両面テープにて固定した。一方、複合光学部材の、前記光学部材支持部材に対向する表面(図1の複合光学部材4の、光学部材支持部材の面5Lに接する面に相当する箇所)に上記と同サイズにてもう一枚のシートを50mm×50mmサイズで厚さ60μmの両面テープにて固定し、(1−3)と同様に液晶表示装置を組みたてた。
22℃58%RH環境下、液晶表示装置を縦置き状態で30分保持した。その後液晶表示装置を分解し、着色したプレスケールを取り出し、専用濃度計FPD−305E(富士フィルム株式会社製)を用いて、最大主応力を測定した。
測定した最大主応力6点の平均値を最大主応力とした。
(評価1:光学部材支持部材と複合部材間に発生する最大主応力)
圧力測定フィルム「プレスケール」(商品名、超極低圧用及び超低圧用、富士フィルム株式会社製)を測定に使用した。(1−2)で得た部品の枠部材の長辺側2箇所に設けた光学部材支持部材の、当該長辺方向の両端と中央部における、複合光学部材に対向する面(図1の5L部分に相当する面)に、プレスケールの2枚のシートのうち1枚を50mm×50mmサイズで厚さ60μmの両面テープにて固定した。一方、複合光学部材の、前記光学部材支持部材に対向する表面(図1の複合光学部材4の、光学部材支持部材の面5Lに接する面に相当する箇所)に上記と同サイズにてもう一枚のシートを50mm×50mmサイズで厚さ60μmの両面テープにて固定し、(1−3)と同様に液晶表示装置を組みたてた。
22℃58%RH環境下、液晶表示装置を縦置き状態で30分保持した。その後液晶表示装置を分解し、着色したプレスケールを取り出し、専用濃度計FPD−305E(富士フィルム株式会社製)を用いて、最大主応力を測定した。
測定した最大主応力6点の平均値を最大主応力とした。
(評価2:正面輝度向上率)
得られた液晶表示装置から液晶パネルを外し、液晶パネルの代わりに吸収型偏光板(サンリッツ社製 HCL2−5618)を設置し、バックライトを点灯させて、視野角測定装置(autronic-Melchers社製Conoscope)を用いて正面輝度を測定した。対照として、製造例1で得た複合光学部材の代わりに、偏光積層体を有しない光拡散板(製造例1の(P1−1)で得たもの)のみを設けた他は同様に作製した装置について正面輝度を測定し、対照の装置の輝度に対する、光学部材を有する装置の正面輝度の相対値を求めた。結果を表1に示す。
得られた液晶表示装置から液晶パネルを外し、液晶パネルの代わりに吸収型偏光板(サンリッツ社製 HCL2−5618)を設置し、バックライトを点灯させて、視野角測定装置(autronic-Melchers社製Conoscope)を用いて正面輝度を測定した。対照として、製造例1で得た複合光学部材の代わりに、偏光積層体を有しない光拡散板(製造例1の(P1−1)で得たもの)のみを設けた他は同様に作製した装置について正面輝度を測定し、対照の装置の輝度に対する、光学部材を有する装置の正面輝度の相対値を求めた。結果を表1に示す。
(評価3:耐久性試験(高温高湿))
また、得られた液晶表示装置を、65℃、相対湿度95%の状態で100時間放置し、放置後の液晶表示装置を白表示にて表示面を観察し、表示面の色むらの有無を判定した。また、複合光学部材のシワの有無を併せて観察した。結果を表1に示す。
また、得られた液晶表示装置を、65℃、相対湿度95%の状態で100時間放置し、放置後の液晶表示装置を白表示にて表示面を観察し、表示面の色むらの有無を判定した。また、複合光学部材のシワの有無を併せて観察した。結果を表1に示す。
<実施例2>
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを0.8μmとした点、及びシート状成形物から切り出す部材の形状を、図6に示す六角形の断面を有する六角柱形状とした他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。光学部材支持部材として切り出した部材の寸法は、長さ935mm×幅(最も広い部分、図6中の矢印H2で示される長さ)7.0mm×厚み2.6mmとし、上面5HU及び粗面である下面5HLの幅(図6中の矢印H1で示される長さ)は5.0mmとした。
結果を表1に示す。
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを0.8μmとした点、及びシート状成形物から切り出す部材の形状を、図6に示す六角形の断面を有する六角柱形状とした他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。光学部材支持部材として切り出した部材の寸法は、長さ935mm×幅(最も広い部分、図6中の矢印H2で示される長さ)7.0mm×厚み2.6mmとし、上面5HU及び粗面である下面5HLの幅(図6中の矢印H1で示される長さ)は5.0mmとした。
結果を表1に示す。
<実施例3>
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを1.5μmとした点、長さ935mm×幅5.0mm×厚み2.6mmの四角柱形状の長辺用の部材に加えて長さ535mm×幅4.0mm×厚み2.6mmの長方形である四角柱形状の短辺用の部材1本を光学部材支持部材として切り出した点、及び工程(1−2)において、光学部材支持部材の配置を、図4に概略的に示すように、枠部材の長辺側2箇所に長辺用の部材を1本ずつ配置したのに加え、短辺用の部材1本を短辺側1箇所に設ける配置とした点の他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを1.5μmとした点、長さ935mm×幅5.0mm×厚み2.6mmの四角柱形状の長辺用の部材に加えて長さ535mm×幅4.0mm×厚み2.6mmの長方形である四角柱形状の短辺用の部材1本を光学部材支持部材として切り出した点、及び工程(1−2)において、光学部材支持部材の配置を、図4に概略的に示すように、枠部材の長辺側2箇所に長辺用の部材を1本ずつ配置したのに加え、短辺用の部材1本を短辺側1箇所に設ける配置とした点の他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。
<実施例4>
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを7.5μmとした他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを7.5μmとした他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。
<実施例5>
所定の形状を有し、且つ粗面に対応する面に切削にて算術平均粗さ6.0μmの粗面を設けた金型を、射出成形機(型締め力4,410kN)に装着し、ポリカーボネート樹脂(商品名「レキサンLS」、日本GEプラスチック社製、引っ張り弾性率1700MPa)を樹脂温度310℃、金型温度100℃にて射出成形し、光学部材支持部材と枠部材とが一体となった成形品を成形した。得られた成形品は、実施例1の工程(1−2)で用いた光学部材支持部材及び枠部材が一体となった状態のものと同様の構造を有していた。ただし、粗面の算術平均粗さは5.0μmであった。
実施例1の工程(1−2)において、光学部材支持部材及び枠部材の代わりに、上記成形品を用いた他は、実施例1の工程(1−2)〜(1−4)と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。
所定の形状を有し、且つ粗面に対応する面に切削にて算術平均粗さ6.0μmの粗面を設けた金型を、射出成形機(型締め力4,410kN)に装着し、ポリカーボネート樹脂(商品名「レキサンLS」、日本GEプラスチック社製、引っ張り弾性率1700MPa)を樹脂温度310℃、金型温度100℃にて射出成形し、光学部材支持部材と枠部材とが一体となった成形品を成形した。得られた成形品は、実施例1の工程(1−2)で用いた光学部材支持部材及び枠部材が一体となった状態のものと同様の構造を有していた。ただし、粗面の算術平均粗さは5.0μmであった。
実施例1の工程(1−2)において、光学部材支持部材及び枠部材の代わりに、上記成形品を用いた他は、実施例1の工程(1−2)〜(1−4)と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。
<実施例6>
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを0.8μmとした点、及び工程(1−3)において、複合光学部材として製造例1で得たものに代えて製造例2で得たものを用いた点の他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。実施例1〜4、実施例7と比較して、輝度向上率の低下が見られた。
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを0.8μmとした点、及び工程(1−3)において、複合光学部材として製造例1で得たものに代えて製造例2で得たものを用いた点の他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表1に示す。実施例1〜4、実施例7と比較して、輝度向上率の低下が見られた。
<実施例7>
工程(1−3)において、複合光学部材として製造例1で得たものに代えて製造例3で得たものを用いた他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。
工程(1−3)において、複合光学部材として製造例1で得たものに代えて製造例3で得たものを用いた他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。
<比較例1>
支持部材を設けなかった他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。複合光学部材の反りを抑制できなかったことに起因する色むらが発生した。
支持部材を設けなかった他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。複合光学部材の反りを抑制できなかったことに起因する色むらが発生した。
<比較例2>
下記の点を変更した他は、実施例5と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。
光学部材支持部材及び枠部材が一体となった成形品の製造において、金型の形状を変更し、実施例5で製造したものとは光学部材支持部材の形状が異なる成形品を得た。得られた成形品は、光学部材支持部材として、図11の光学部材支持部材5Kに示す、断面が二等辺三角形の三角柱状の形状を有する部分を備えていた。光学部材支持部材の寸法は、長さ935mmであり、長さ方向に垂直な断面は、底辺幅5.0mm×高さ2.6mm二等辺三角形状であった。
工程(1−3)において、製造例1で得た複合光学部材に代えて製造例4で得た複合光学部材を用いた。
評価結果を表2に示す。支持部材と複合光学部材との接触面積が極端に小さいことにより、集中応力が発生し、複合部材表面のウネリが発生し色むらが発生した。
下記の点を変更した他は、実施例5と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。
光学部材支持部材及び枠部材が一体となった成形品の製造において、金型の形状を変更し、実施例5で製造したものとは光学部材支持部材の形状が異なる成形品を得た。得られた成形品は、光学部材支持部材として、図11の光学部材支持部材5Kに示す、断面が二等辺三角形の三角柱状の形状を有する部分を備えていた。光学部材支持部材の寸法は、長さ935mmであり、長さ方向に垂直な断面は、底辺幅5.0mm×高さ2.6mm二等辺三角形状であった。
工程(1−3)において、製造例1で得た複合光学部材に代えて製造例4で得た複合光学部材を用いた。
評価結果を表2に示す。支持部材と複合光学部材との接触面積が極端に小さいことにより、集中応力が発生し、複合部材表面のウネリが発生し色むらが発生した。
<比較例3>
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを0.2μmとした点、及び工程(1−3)において、複合光学部材として製造例1で得たものに代えて製造例5で得たものを用いた点の他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。支持部材表面粗さが小さいことにより、支持部材と複合光学部材との接触面が局在化し、反り抑制力の部分的なばらつきが発生し、その結果色むらが発生した。
工程(1−1)において、粗面の算術平均粗さを0.2μmとした点、及び工程(1−3)において、複合光学部材として製造例1で得たものに代えて製造例5で得たものを用いた点の他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。支持部材表面粗さが小さいことにより、支持部材と複合光学部材との接触面が局在化し、反り抑制力の部分的なばらつきが発生し、その結果色むらが発生した。
<比較例4>
工程(1−1)において、粗面の表面凹凸の算術平均粗さを21.0μmとした他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。支持部材表面粗さが大きいことにより、支持部材と複合光学部材との接触面が局在化し、反り抑制力の部分的なばらつきが発生し、その結果色むらが発生した。
工程(1−1)において、粗面の表面凹凸の算術平均粗さを21.0μmとした他は、実施例1と同様に操作し、液晶表示装置を組み立てて評価した。結果を表2に示す。支持部材表面粗さが大きいことにより、支持部材と複合光学部材との接触面が局在化し、反り抑制力の部分的なばらつきが発生し、その結果色むらが発生した。
表1及び表2の結果から、本発明の要件を満たす実施例1〜実施例7の液晶表示装置は、比較例の液晶表示装置と同等の高い輝度及び単純な構造を有しながら、且つ色むら、シワの発生が無く、画像の品質が良好であることが分かる。
1 液晶表示装置
2 バックライト筐体(光源支持体)
2A バックライト筐体開口
2B バックライト筐体底板部
2S バックライト筐体側板部
2F バックライト筐体周辺部
2H ボルト穴
3 線状光源
4、4X 複合光学部材
5 光学部材支持部材
6 ボルト
7 枠部材
7H ボルト穴
8 下側枠部材
9 液晶パネル
110 偏光積層体
111 粘着層
112 反射偏光子
113 拡散粘着層
114 1/4λ板
120、320、820、920 光拡散板
120A、320A 光入射面
120B、320B 光出射面
321 基板
322 ポリマー
323 透光性粒子
2 バックライト筐体(光源支持体)
2A バックライト筐体開口
2B バックライト筐体底板部
2S バックライト筐体側板部
2F バックライト筐体周辺部
2H ボルト穴
3 線状光源
4、4X 複合光学部材
5 光学部材支持部材
6 ボルト
7 枠部材
7H ボルト穴
8 下側枠部材
9 液晶パネル
110 偏光積層体
111 粘着層
112 反射偏光子
113 拡散粘着層
114 1/4λ板
120、320、820、920 光拡散板
120A、320A 光入射面
120B、320B 光出射面
321 基板
322 ポリマー
323 透光性粒子
Claims (6)
- 光源と、
前記光源を支持し、前記光源からの光を出光させる開口と、前記開口の周辺に延長する周辺部とを有する光源支持体と、
前記開口を覆って設けられ、光拡散板、及び偏光積層体を有する複合光学部材と、
前記光源支持体の前記周辺部に直接又は他の部材を介して締結された枠部材と、
前記枠部材から、前記光源支持体の前記周辺部に向かって突出して、前記枠部材に設けられた光学部材支持部材と
を備えるバックライトユニットであって、
前記光学部材支持部材は、前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面と前記光源支持部材の前記周辺部との隙間において前記複合光学部材を挟持するよう配置され、
前記光学部材支持部材の前記複合光学部材に対向する面は、算術平均粗さが0.5〜20μmの表面凹凸を有する、バックライトユニット。 - 前記複合光学部材が4辺を有する矩形の板状の形状であり、
前記光学部材支持部材が、前記4辺のうち、少なくとも対向する2辺において、それぞれの前記辺より内側であり前記開口より外側の領域で前記複合光学部材を挟持するよう配置される、請求項1に記載のバックライトユニット。 - 前記複合光学部材と前記光学部材支持部材との界面に発生する最大主応力が0.2〜5MPaの範囲にある、請求項1又は2に記載のバックライトユニット。
- 前記光学部材支持部材が、前記枠部材と同一樹脂で一体成形することにより、前記枠部材に設けられた、請求項1〜3のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
- 前記複合光学部材において、前記光拡散板と前記偏光積層体とが、それらの界面に部分的に空隙を有する態様で固定されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のバックライトユニット。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のバックライトユニットと、前記枠部材に固定された液晶パネルとを備える液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009015408A JP2010176879A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | バックライトユニット及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009015408A JP2010176879A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | バックライトユニット及び液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010176879A true JP2010176879A (ja) | 2010-08-12 |
Family
ID=42707632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009015408A Pending JP2010176879A (ja) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | バックライトユニット及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010176879A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010181610A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光学部品、及びそれを用いた画像表示装置 |
JPWO2021220738A1 (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-04 |
-
2009
- 2009-01-27 JP JP2009015408A patent/JP2010176879A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010181610A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光学部品、及びそれを用いた画像表示装置 |
JPWO2021220738A1 (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-04 | ||
WO2021220738A1 (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-04 | 京セラ株式会社 | 液晶表示装置 |
JP7385020B2 (ja) | 2020-04-28 | 2023-11-21 | 京セラ株式会社 | 液晶表示装置 |
US12019334B2 (en) | 2020-04-28 | 2024-06-25 | Kyocera Corporation | Liquid crystal display device |
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