JP2011090195A - 拡散レンズシート積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプイメージを好適に解消でき、且つ正面輝度が高く、薄型化、軽量化に好適な拡散レンズシート積層体を提供する。
【解決手段】拡散シートとレンズシートとが積層された拡散レンズシート積層体であって、前記拡散シートが拡散剤を含有するシートからなるとともに、ＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法で測定したヘイズ率が７５％以上で、全光線透過率が４９％以上であることを特徴とする拡散レンズシート積層体である。
【選択図】なし

Description

本発明は、バックライトから発せられた光を均一化する拡散シートと、正面輝度を上昇させるレンズシートを積層させた拡散レンズシート積層体に係り、薄くて軽量な拡散レンズシート積層体に関する。

従来より、直下型バックライトにおいて、バックライト内の光源の形状や位置（ランプイメージ）が視認できないようにするとともに、バックライトから出射される光を均一化するために、例えば、透明な基材層と、この基材層の表面側に積層される光拡散層とを備え、この光拡散層がバインダー中に光拡散剤を有する光拡散シートであって、上記基材層の表面側に光拡散層が積層されていない非積層部を有していることを特徴とする光拡散シート（特許文献１）が使用されている。

一方、近年はディスプレイの薄型化、軽量化の要求が強く、その部品であるバックライトについても薄型化や軽量化が求められる。
しかしながら、特許文献１の拡散シートは、透明な基材層と、この基材層の表面側に積層される光拡散層とからなり、この光拡散層は光拡散剤がバインダーにより基材層に付着されてなる構造であるから、基材層は光の拡散には一切寄与しないにもかかわらず光拡散剤を付着させる際の損傷を防ぐため一定以上の分厚さが必要である一方、付着させる光拡散剤の量はそれほど多くできないので、分厚い割に拡散性能は必ずしも十分とは云い難い。従って、十分な拡散性能を得るには拡散板を使用した上で、更に１〜３枚の拡散シートを使用する必要があり、これがバックライトの薄型化、軽量化の妨げになっていた。

特開２００５−１４８３２８号公報

本発明はかかる実情に鑑み、上記の従来技術の問題点を解消し、薄く軽量で、ヘイズと全光線透過率が共に高く、拡散板を用いなくともランプイメージを解消することができる拡散レンズシート積層体を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたもので、本発明の請求項１は、拡散シートとレンズシート（以下、総称して光学シートという）とが積層された拡散レンズシート積層体であって、前記拡散シートが拡散剤を含有するシートからなるとともに、ＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法で測定したヘイズ率が７５％以上で、全光線透過率が４９％以上であることを特徴とする拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項２は、拡散シートに含有される拡散剤の量が１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項３は、光学シートが少なくとも３枚積層されると共に、これらの光学シートのうちの外側の２枚がそれらの周縁部で接着されて袋状とされ、前記袋状とされた光学シートの中に他の光学シートが挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項４は、レンズシートが拡散剤を含有するとともに、複数枚使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項５は、拡散剤含有レンズシートが拡散剤含有マイクロレンズシート及び拡散剤含有プリズムシートからなり、拡散シート、拡散剤含有マイクロレンズシート、拡散剤含有プリズムシートの順で積層されていることを特徴とする請求項４に記載の拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項６は、拡散剤含有レンズシートが拡散剤含有マイクロレンズシート及び拡散剤含有プリズムシートからなり、拡散シート、拡散剤含有プリズムシート、拡散剤含有マイクロレンズシートの順で積層されていることを特徴とする請求項４に記載の拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項７は、拡散シートが複数枚使用されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の拡散レンズシート積層体を内容とする。

本発明の請求項８は、請求項１〜７のいずれかに記載の拡散レンズシート積層体を光源に設置する際に、該拡散レンズシート積層体の拡散シート側を光源側に向けるとともに、レンズシート側を出光側に向けることを特徴とする拡散レンズシート積層体の使用方法を内容とする。

本発明の拡散レンズシート積層体によれば、拡散シートとして拡散剤を含有するシートを用いたので、光の拡散に寄与しない基板層がなく、その分だけ薄型化、軽量化を図ることができる。また拡散シートの厚さや拡散剤の量を十分大きくすることができるので、拡散板が無くとも十分にランプイメージを解消することができる。
拡散シートに含有される拡散剤の量を１〜１０重量％とすれば、ランプイメージは十分解消されるとともに、正面輝度も上昇させることができる。
光学シートのうちの外側の２枚をそれらの周縁部で接着して袋状とし、この袋状とされた光学シートの中に他の光学シートを挿入すれば、光学シート間を接着剤等で接着する必要がなく、挿入した光学シートについては留め金やクリップ等に係合させるための係合部も不用になるので、正面輝度が高く、取り扱い性に優れた拡散レンズシート積層体が安価に得られる。
レンズシートとして拡散剤含有のものを複数枚設ければ、ランプイメージは一層好適に解消される。この際、拡散剤含有レンズシートとして拡散剤含有マイクロレンズシート及び拡散剤含有プリズムシートを用い、拡散シート、拡散剤含有マイクロレンズシート、拡散剤含有プリズムシートの順で、又は拡散シート、拡散剤含有プリズムシート、拡散剤含有マイクロレンズシートの順で積層すれば、ランプイメージの解消のみならず、正面輝度が著しく上昇する。
また、拡散シートを複数枚使用すれば、ランプイメージの解消のみならず、正面輝度が著しく上昇する。

本発明における拡散レンズシート積層体は、拡散シートとレンズシートとが積層されており、前記拡散シートが、拡散剤を含有するシートからなるとともに、ＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法で測定したヘイズ率が７５％以上で、全光線透過率が４９％以上であることを特徴とする。

本発明の拡散レンズシート積層体で用いる拡散シートは、バックライトにおける光源の位置を見えなくするために、ＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法で測定したヘイズ率が７５％以上、好ましくは８５％以上であり、必要な光量を確保するために全光線透過率が４９％以上、好ましくは５５％以上のものが使用される。なお、ヘイズ率及び全光線透過率の上限は本発明の原理上は特に限定されないが、現存する拡散シートにおけるヘイズ率の上限は９３％程度、全光線透過率の上限は９７％程度である。
このような拡散シートは１枚だけ用いることもできるが、複数枚使用してもよい。

また、拡散シートは拡散剤を含有する他は特に制限されず、透明な樹脂に適量、好ましくは１〜１０重量％、更に好ましくは３〜７重量％の拡散剤を配合したものが例示できる。また、拡散剤を配合した樹脂を１軸又は２軸延伸したシートを用いることもできる。
拡散シートの厚さは、通常３０〜５００μｍ程度とされるが、本発明における薄型化、軽量化の観点から５０〜２５０μｍ程度が好ましく、５０〜２００μｍ程度がより好ましい。
本発明における拡散シートとして、市販の合成紙、例えば株式会社ユポ・コーポレーション製の合成紙「ユポ（登録商標）」を使用することができる。

透明な樹脂としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリアリレート、ポリイミド等が挙げられる。更に熱可塑性樹脂以外に、熱による伸び、撓みが小さい紫外線硬化性の樹脂を用いることもできる。

拡散剤としては、架橋ポリアクリレート、シリコン樹脂等の有機粒子や、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒子が挙げられ、サイズは例えば球状の場合で直径２〜２０μｍ程度である。これらは単独で、又は必要に応じ、２種以上組み合わせて用いられる。

本発明の拡散レンズシート積層体において、レンズシートとしては、透明な樹脂からなり、その一面に集光機能を有する立体模様（以下、レンズ模様という）が設けられたレンズ面を有するものが使用される。また、透明な樹脂には適量の拡散剤を配合するのが好ましい。

このレンズシートに用いる透明樹脂及び拡散剤としては、それぞれ上記した拡散シートで用いられるものと同様のものが用いられる。
また、レンズシートに拡散剤を配合する場合、レンズシートのヘイズが７５〜９３程度になる量の拡散剤を配合するのが好ましい。但し、レンズシートはその法線と平行に入射した光を所定の角度に曲げてしまうため、ＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法で直接ヘイズ率を測定することができない。そこで本発明では、該レンズシートと同一の材料からなり、該レンズシートからレンズ模様やその他の凹凸を除いた厚さであって両面が平坦なシートについてＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法でヘイズ率を測定し、これをレンズシートのヘイズ率とする。

レンズ面に設けられるレンズ模様としては集光機能を有する他は特に限定されず、例えば使用可能なレンズ模様としては、断面が３角形で底辺を隣接した多数の３角柱を頂稜が略平行になるように配列したプリズムアレイ；断面が半円状又は半楕円状で底辺を隣接した多数の半円柱又は半楕円柱を略平行になるように配列した凸状のレンチキュラーレンズアレイ；ピラミッド型４角錐状物、キュービックコーナー様３角錐状物、半球状物から選択される立体形状が平面に配列された模様等が挙げられる。

レンズ面の反対面（以下、裏面という）の形状については集光機能を過度に妨げない他は特に限定されないが、凹凸のない平面、多数の円柱状、半球状等の突起が凸設された凹凸面、断面が矩形、半円等の線状突起が多数列設された凹凸面が例示できる。

レンズシートの厚さ（レンズ面を含む）も特には限定されず、通常のレンズシートと同様の厚さとすることができ、具体的には、通常３０〜５００μｍ程度とされ、薄型化、軽量化の観点からは５０〜４００μｍ程度が好ましく、５０〜２００μｍ程度がより好ましい。

なお、拡散剤含有のレンズシートを使用した場合、拡散シート及び当該レンズシートに含まれる拡散剤により拡散した光は１つのレンズによっては十分集光できないことがあるので、これを補うため、２枚以上の拡散剤含有レンズシートを用いたほうが好ましい。
拡散剤含有レンズシートを２枚以上用いる場合のレンズ模様の組み合せは特に限定されないが、正面輝度上昇の効果が高いマイクロレンズシートと、光を左右方向には拡散させず上下方向には集光するプリズムシートを組み合わせるのが好ましい。
より詳しくは、拡散シート、拡散剤含有マイクロレンズシート、拡散剤含有プリズムシートの順で、又は拡散シート、拡散剤含有プリズムシート、拡散剤含有マイクロレンズシートの順で積層し、拡散シート側を光源側に向けて、レンズシート側を出光側に向ければ、単にランプイメージを解消するだけでなく、正面輝度も好適に上昇する。

本発明において、上記拡散シートとレンズシートは積層されて、１個の拡散レンズシート積層体として使用される。
積層方法は特に限定されないが、接着剤を全面に塗布して接着すると正面輝度が低下する傾向があるので、接着剤をドット状に印刷する等、部分的に接着するか、接着せずに単に重ねるだけのほうが好ましい。更に好ましくは、少なくとも３枚の光学シートを積層する場合に、これらの光学シートのうちの外側の２枚をそれらの周縁部で接着して袋状とし、この袋状とされた光学シートの中に残りの光学シートを挿入すれば、正面輝度が高まると共に、各光学シートがバラバラにならず１個のシート積層体として使用することができ、装着性や取り扱い性が向上する。

上記のような拡散レンズシート積層体を光源に設置する際、拡散シートのヘイズやレンズ模様の形状にもよるが、該拡散レンズシート積層体の拡散シート側を光源側に向けるとともに、レンズシート側を出光側に向けるのが好ましい。レンズシート側を光源側に向けて設置すると、レンズシートで集光した光を拡散シートで単に拡散することになり、レンズシートによる集光効果が一部相殺されるためである。

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜５、比較例１
拡散シートとして、株式会社ユポ・コーポレーション製の半透明紙（商品名：ＴＰＲＡ６０、厚さ６０μｍ）を２枚重ねて用い、レンズシートとして五洋紙工株式会社製の拡散剤含有プリズムシート（商品名：ＬＭＡＳ II、厚さ３００μｍ）及び下記の製法で製造したマイクロレンズシートを用い、下記表１の順に積層して実施例１〜５の拡散レンズシート積層体及び比較例１の拡散シート積層体を作成した。得られた拡散レンズシート積層体及び拡散シート積層体について、下記の方法で正面輝度を測定すると共に、下記の基準でランプイメージの解消の有無、ギラツキの有無について評価した。結果は表１に示す。
なお、本実施例で使用する拡散シート、従来の代表的な拡散シートであるＢＳ−７０２（恵和株式会社製）、及びレンズシートのヘイズ率と全光線透過率については下記の方法で測定し、厚さも測定した。結果は表２に示す。

（マイクロレンズシートの製造方法）
拡散剤含有ポリカーボネートの透明樹脂「Ｘ−０３９８」（帝人化成株式会社製）を溶融押出の樹脂温度２９５℃でダイスよりシート状に押し出し、押出されたシート状溶融樹脂を金属ロールとゴムロールの間で冷却しつつ狭圧する方法でマイクロレンズシートを製造した。
なお、金属ロールの表面には、半径が７５μｍで半球型のレンズが最密充填構造状に配列されたマイクロレンズ構造の雌型が予め刻設されている。
得られたマイクロレンズシートの厚みは３００μｍであった。

（正面輝度の測定）
バックライトの構成：
線状の陰極線管１４本を横方向に等間隔に列設した縦４００ｍｍ×横７０５ｍｍの３２インチテレビ用のバックライトを点灯し、このバックライトキャビティ内の線状光源の下に光反射板を配置した。
このバックライトに実施例１〜５で得られた拡散レンズシート積層体、比較例１で得られた拡散シート積層体を設置し、設置した面の上方５００ｍｍの距離に輝度計ミノルタＣＡ−１５００（コニカ・ミノルタ株式会社製）を設置し、これにより、測定面積４．８ｃｍ² として、設置した試験片の中心点の輝度を測定した。

（ランプイメージの解消の評価）
バックライト上に載置された、実施例１〜５で得られた拡散レンズシート積層体、比較例１で得られた拡散シート積層体を設置し、バックライト内の陰極線管の位置の判別の可否を目視で観察した。その評価は以下の基準で行った。
○：陰極線管の位置は全く判別できなかった。
△：陰極線管の位置は判別できたが、使用には差し支えない程度であった。
×：陰極線管の位置がはっきり判別できた。

（ギラツキ）
光源から反射、屈折等により直接各方向からの観察者の目に入るギラツキ感を下記の基準により目視判定した。
○：ギラツキが見えず、穏やかな出射状況である。
△：ギラツキが見えるが、液晶パネルを透過した後は見えなくなる。
×：ギラツキが見え、液晶パネルを透過した後も見える場合がある。

（ヘイズ率及び全光線透過率の測定）
ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠した測定装置であるスガ試験機株式会社製「ＴＭダブルビーム方式 自動ヘーズコンピューター ＨＺ−２」を用いてシングル法にて、ヘイズ率と全光線透過率を測定した。測定光源としてはＣ光を用いた。
但し、プリズムレンズシート「ＬＭＡＳ II」については当該シートからレンズ部を除いた厚さの、両面が平坦なシートを作成し、この平坦なシートについてヘイズ率と全光線透過率を測定した。

叙上のとおり、本発明に係る拡散レンズシート積層体は、拡散シートが拡散剤を含有するシートからなるとともに、ヘイズ率及び全光線透過率が所定の値以上としたことにより、薄く且つ軽量で、ランプイメージを解消できるとともに正面輝度が高いという特徴を有する。また、本発明に係る拡散レンズシート積層体によれば、拡散板の使用を省略することもできる。
かくして、本発明に係る拡散レンズシート積層体は、薄型化や軽量化が望まれるバックライトやディスプレイのための拡散レンズシート積層体として頗る有用である。

Claims (8)

1. 拡散シートとレンズシート（以下、総称して光学シートという）とが積層された拡散レンズシート積層体であって、
   前記拡散シートが拡散剤を含有するシートからなるとともに、ＪＩＳ Ｋ７１０５のシングル法で測定したヘイズ率が７５％以上で、全光線透過率が４９％以上であることを特徴とする拡散レンズシート積層体。
2. 拡散シートに含有される拡散剤の量が１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の拡散レンズシート積層体。
3. 光学シートが少なくとも３枚積層されると共に、これらの光学シートのうちの外側の２枚がそれらの周縁部で接着されて袋状とされ、前記袋状とされた光学シートの中に他の光学シートが挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡散レンズシート積層体。
4. レンズシートが拡散剤を含有するとともに、複数枚使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の拡散レンズシート積層体。
5. 拡散剤含有レンズシートが拡散剤含有マイクロレンズシート及び拡散剤含有プリズムシートからなり、拡散シート、拡散剤含有マイクロレンズシート、拡散剤含有プリズムシートの順で積層されていることを特徴とする請求項４に記載の拡散レンズシート積層体。
6. 拡散剤含有レンズシートが拡散剤含有マイクロレンズシート及び拡散剤含有プリズムシートからなり、拡散シート、拡散剤含有プリズムシート、拡散剤含有マイクロレンズシートの順で積層されていることを特徴とする請求項４に記載の拡散レンズシート積層体。
7. 拡散シートが複数枚使用されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の拡散レンズシート積層体。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の拡散レンズシート積層体を光源に設置する際に、該拡散レンズシート積層体の拡散シート側を光源側に向けるとともに、レンズシート側を出光側に向けることを特徴とする拡散レンズシート積層体の使用方法。