JP6203513B2 - ライトガイドフィルム、バックライトユニット、携帯型コンピュータ及びライトガイドフィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
端面から入射した光線を表面側に出射する超薄型液晶表示装置のバックライトユニット用ライトガイドフィルムであって、
鉛筆硬度がHB以上の硬質層を備え、
この硬質層が、ポリカーボネート系樹脂を主成分とし、少なくとも片面が露出しており、
全体の平均厚さが100μm以上600μm以下であることを特徴とする。
ポリカーボネート系樹脂を主成分とする鉛筆硬度2B以下の軟質層を形成する軟質層形成用組成物と、ポリカーボネート系樹脂を主成分とする鉛筆硬度HB以上の硬質層を形成する硬質層形成用組成物とを共押出する共押出工程を備え、
上記共押出工程が、上記共押出によって得られるライトガイドフィルム全体の平均厚みを100μm以上600μm以下とし、且つ上記硬質層形成用組成物により形成される硬質層の平均厚みを2μm以上100μm以下とするように、上記軟質層形成用組成物及び上記硬質層形成用組成物の押出量を調節することを含むライトガイドフィルムの製造方法である。
〈ラップトップコンピュータ1〉
図1のラップトップコンピュータ1は、操作部2と、この操作部2に回動可能(開閉可能)に連結された液晶表示部3とを有している。当該ラップトップコンピュータ1は、筐体(ラップトップコンピュータ1の構成部分を全体的に収容するケーシング)の厚み(最厚部(液晶表示部3の閉塞時))が21mm以下であり、いわゆるウルトラブック(登録商標)と呼ばれるものである(以下「超薄型コンピュータ1」ということがある)。
バックライトユニット11は、図2に示すように、ライトガイドフィルム12と、このライトガイドフィルム12と天板6との間に介在する反射シート13と、ライトガイドフィルム12の端面に光を照射する光源14と、ライトガイドフィルム12の表面に配置された光学シート15とを有している。
ライトガイドフィルム12は、端面から入射する光線を表面から略均一に出射する。ライトガイドフィルム12は、図示するように、軟質層16と、軟質層16の裏面に積層された裏面側硬質層17と、軟質層16の表面に積層された表面側硬質層18とで構成された三層構造体からなる。裏面側硬質層17の裏面には、後で詳述する拡散パターン19が形成されている。表面側硬質層18の表面には、後で詳述する波状の微細変調構造20が形成されている。ライトガイドフィルム12は、平面視略方形状に形成されており、厚みが略均一の板状(非楔状)に形成されている。
反射シート13は、ライトガイドフィルム12と天板6との間に配設されている。反射シート13は、ライトガイドフィルム12の裏面側から出射された光線を表面側に反射させる。反射シート13としては、ポリエステル系樹脂等の基材樹脂にフィラーを分散含有させた白色シートや、ポリエステル系樹脂等から形成されるフィルムの表面に、アルミニウム、銀等の金属を蒸着させることで正反射性が高められた鏡面シート等が挙げられる。なかでも、反射シート13としては、反射光が拡散反射成分を含まない鏡面シートが好ましい。
天板6は、金属製の板材から形成され、具体的にはアルミニウム合金製の板材から形成されている。ここで、この板材の厚みは、500μm以上1200μm以下であることが好ましく、700μm以上900μm以下であることがより好ましい。また、天板6は、上記板材の周囲が表面側に湾曲して形成され、この湾曲した部位がリブとして機能して天板6としての十分な強度を有している。なお、このリブの湾曲部位以外の部分(中央部分)は、平坦面とされているが、幾何学模様等のパターンをエンボス加工することも可能である。
光源14は、液晶表示部用ケーシング5に内蔵されており、照射面が上記ライトガイドフィルム12の軟質層16の端面に対向(又は当接)するよう配設されている。光源14としては、種々のものを用いることが可能であり、例えば発光ダイオード(LED)を用いることが可能である。具体的には、この光源14として、複数の発光ダイオードが軟質層16の端面に沿って配設されたものを使用できる。
光学シート15は、ライトガイドフィルム12の表面側に配設された特定の光学機能を有するシートである。光学シート15は、例えば、光拡散機能を有する光拡散シートや拡散光を法線方向側への屈折させるプリズムシートであり、それらの単体又は積層体であってもよく、液晶パネル4の裏面と一体に構成されていてもよい。
次に、図3を参照して、ライトガイドフィルム12の製造方法について説明する。ライトガイドフィルム12の製造方法は、軟質層16を形成する軟質層形成用組成物、裏面側硬質層17を形成する裏面側硬質層形成用組成物、及び表面側硬質層18形成する表面側硬質層形成用組成物をそれぞれ調製する第一工程と、第一工程においてそれぞれ調製された軟質層形成用組成物、裏面側硬質層形成用組成物及び表面側硬質層形成用組成物を同時に溶融状態で押し出す共押出成形法によって、軟質層16、裏面側硬質層17及び表面側硬質層18を一体のシート状に形成する第二工程(共押出工程)と、上記第二工程において形成された表面側硬質層18に対してレーザーを照射することで裏面側硬質層17に拡散パターン19を形成する第三工程とを含む。
当該超薄型コンピュータ1のバックライトユニット11は、ライトガイドフィルム12が軟質層16の裏面及び表面に高い表面硬度を有するポリカーボネート系樹脂を主成分とする裏面側硬質層17及び表面側硬質層18を有している。このため、当該超薄型コンピュータ1の携帯時等においてライトガイドフィルム12が反射シート13又は光学シート15と擦れ合っても、ライトガイドフィルム12の表裏面の裏面側硬質層17及び表面側硬質層18は容易に傷が付かない。つまり、ライトガイドフィルム12は、輝度ムラを生じさせるような傷が付きにくく、液晶パネル4の輝度の均一性を維持する。特に、波状の微細変調構造20が硬度の高い表面側硬質層18により形成されているため、ライトガイドフィルム12が光学シート15と擦れ合っても微細変調構造20に傷が付かないので、ライトガイドフィルム12の好適な光線出射特性を維持できる。
〈バックライトユニット31〉
図4の超薄型液晶バックライトユニット31は、図2のバックライトユニット11に換えて、筐体の厚みが21mm以下であるラップトップコンピュータの液晶表示部のエッジライト型の超薄型液晶バックライトユニットとして用いられる。
ライトガイドフィルム32は、端面から入射する光線を表面から略均一に出射する。ライトガイドフィルム32は、ポリカーボネート系樹脂を主成分とする鉛筆硬度が2B以下の軟質層33と、軟質層33の表面に積層された表面側硬質層18とで構成された二層構造体からなる。軟質層33の裏面には、拡散パターン34が形成されている。表面側硬質層18は、図2のライトガイドフィルム12と同様のため、同一番号を付して説明を省略する。また、軟質層33を形成する軟質層形成用組成物についても、図2のライトガイドフィルム12の軟質層16を形成する軟質層形成用組成物と同様であるため、詳細な説明を省略する。
当該ライトガイドフィルム32は、拡散パターン34が共押出工程において形成される。共押出工程は、第一実施形態と同じ共押出機21を用い、押圧ロール28を拡散パターン34が表面に転写された反転型として形成しておくことによって行われる。つまり、共押出工程において、軟質層形成用組成物が硬化する前に、押圧ロール28の表面に転写された反転型を軟質層33に転写することで、軟質層33の裏面に拡散パターン34を形成することができる。
また、当該超薄型コンピュータ1のバックライトユニット31は、ライトガイドフィルム32の裏面に軟質層33が露出しているが、ライトガイドフィルム32の裏面の傷は、ライトガイドフィルム32の表面の傷に比べて液晶パネル4の輝度ムラに対する影響が小さい。このため、本実施形態の構成は、従来のライトガイドフィルムに対して最小限のコスト増で輝度ムラを抑制する一定以上の効果を実現することができる。
〈バックライトユニット41〉
バックライトユニット41は、ライトガイドフィルム42と、ライトガイドフィルム42が直接その表面上に配置される液晶表示部用ケーシングの天板43と、ライトガイドフィルム42の端面に光を照射する光源14と、ライトガイドフィルム42の表面に配設される光学シート15とを有している。光源14及び光学シート15は、図2のバックライトユニット11及び図4のバックライトユニット31と同様のため、同一番号を付して説明を省略する。
ライトガイドフィルム42は、端面から入射する光線を表面から略均一に出射する。ライトガイドフィルム42は、軟質層44と、軟質層44の裏面に積層された裏面側硬質層45と、軟質層44の表面に積層された表面側硬質層46とで構成された三層構造体からなる。裏面側硬質層45の裏面には波状の微細変調構造47が形成されており、表面側硬質層46の表面には拡散パターン48が形成されている。
バックライトユニット41は、ライトガイドフィルム42が天板43の表面に積層されているので、当該ライトガイドフィルム42の裏面側から出射した光は、天板43表面で反射され再度当該ライトガイドフィルム42に入射する。よって、当該バックライトユニット41は、従来のような反射シートを用いていないため、薄型化が図られる。
なお、本発明のライトガイドフィルム、超薄型液晶バックライトユニット及び携帯型コンピュータは、上述の態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施できる。よって、上述の各実施形態の構成は、他の実施形態の構成又は公知の均等な構成によって置換され得る。例えば、当該ライトガイドフィルムは、ポリカーボネート系樹脂を主成分とする鉛筆硬度がHB以上の硬質層のみからなる単層のシートであってもよい。また、ライトガイドフィルムが当該ライトガイドフィルムの表面に配置される光学シートと擦れ合うおそれがない場合等には、軟質層の表面側の硬質層を省略し、反射シートに当接する裏面側にのみ硬質層を形成してもよい。また、硬質層に拡散パターンを形成する場合にも押出工程に型押して拡散パターンを形成してもよく、軟質層に拡散パターンを形成する場合にも軟質層形成用組成物に配合した発色剤をレーザー照射によって発色させて拡散パターンを形成してもよい。上記型押しは、押圧ロールを反転型とする他、押し出されたフィルム体を挟み込む別の反転型を設けてもよい。また、当該ライトガイドフィルムの微細変調構造は、稜線方向が光源から光線が入射するライトガイドフィルムの端面とほぼ並行であってもよい。
2…操作部
3…液晶表示部
4…液晶パネル
5…液晶表示部用ケーシング
6,43…天板
7…表面支持部材
8…ヒンジ部
9…操作部用ケーシング
11,31,41…超薄型液晶バックライトユニット
12,32,42…ライトガイドフィルム
13…反射シート
14…光源
15…光学シート
16,33,44…軟質層
17,45…裏面側硬質層
18,46…表面側硬質層
19,34,48…拡散パターン
20,47…微細変調構造
21…共押出機
22,23,24…押出機
25…分配ブロック
26…マルチマニホールドダイ
27,28…押圧ロール
Claims (9)
- 端面から入射した光線を表面側に出射する超薄型液晶表示装置のバックライトユニット用ライトガイドフィルムであって、
鉛筆硬度がHB以上の硬質層と、
上記硬質層に積層される軟質層と
を備え、
上記硬質層の上記軟質層側とは逆側の面が露出面であり、
上記硬質層が、
ポリカーボネート系樹脂を主成分とし、
上記露出面に単一の波状の微細変調構造を有し、
上記微細変調構造における稜線間隔が1mm以上500mm以下であり、
上記微細変調構造における複数の谷線が通る近似仮想面を基準とする稜線の平均高さが5μm以上40μm以下であり、
全体の平均厚さが100μm以上600μm以下であることを特徴とするライトガイドフィルム。 - 上記軟質層の主成分が透明な樹脂であり、
上記軟質層の鉛筆硬度が2B以下であり、
上記硬質層の平均厚さが2μm以上100μm以下である請求項1に記載のライトガイドフィルム。 - 上記軟質層の透明な樹脂がポリカーボネート系樹脂である請求項2に記載のライトガイドフィルム。
- 上記硬質層及び上記軟質層が共押出成形法により一体成形されている請求項1、請求項2又は請求項3に記載のライトガイドフィルム。
- 上記軟質層の上記硬質層側とは逆側の面に積層される別の硬質層をさらに備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のライトガイドフィルム。
- 表面に上記微細変調構造を有し、
裏面に拡散パターンを有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のライトガイドフィルム。 - 反射シートと、
この反射シートの表面に積層された請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のライトガイドフィルムと、
上記ライトガイドフィルムの端面に光を照射する光源と
を備える超薄型液晶表示装置用のバックライトユニット。 - 請求項7に記載のバックライトユニットを液晶表示部に備える携帯型コンピュータ。
- 端面から入射した光線を表面側に出射する超薄型液晶表示装置のバックライトユニット用ライトガイドフィルムの製造方法であって、
ポリカーボネート系樹脂を主成分とする鉛筆硬度2B以下の軟質層を形成する軟質層形成用組成物と、ポリカーボネート系樹脂を主成分とする鉛筆硬度HB以上の硬質層を形成する硬質層形成用組成物とを共押出する共押出工程を備え、
上記共押出工程が、上記共押出によって得られるライトガイドフィルム全体の平均厚みを100μm以上600μm以下とし、且つ上記硬質層形成用組成物により形成される硬質層の平均厚みを2μm以上100μm以下とし、上記硬質層の上記軟質層側とは逆側の面を露出面とし、上記露出面を単一の波状の微細変調構造とし、上記微細変調構造における稜線間隔を1mm以上500mm以下とし、上記微細変調構造における複数の谷線が通る近似仮想面を基準とする稜線の平均高さを5μm以上40μm以下とするように、上記軟質層形成用組成物及び上記硬質層形成用組成物の押出量を調節することを含むライトガイドフィルムの製造方法。
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