JP6816845B2 - 異方性拡散板、バックライトユニット、液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
(1) 入射面から入射された入射光を出射面から拡散された出射光として出射させる際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とが異なる異方性拡散板であって、
樹脂基材と、該樹脂基材の前記出射面側に積層され、放射線の照射により硬化する硬化型樹脂層とを有し、
前記硬化型樹脂層は、その前記出射面側の表面に前記前後方向に沿った凹凸パターンを備え、前記硬化型樹脂層を構成する樹脂の破断伸びが5%以上であり、
前記樹脂基材は、加熱により収縮可能な熱収縮性を示し、前記左右方向に収縮し、かつ、前記前後方向に延伸されており、
前記入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させ、前記出射光の前記左右方向の拡散光分布と前記前後方向の拡散光分布とを輝度計で評価し、
前記入射光の光軸が通る中心における中心輝度値に対して半分の輝度値となる半分輝度値を示す位置の前記中心からの距離の2倍を半値長さとし、前記左右方向の半値長さをMD[mm]、前記前後方向の半値長さをTD[mm]としたとき、比率(MD/TD)は、1.4以上10.0未満の異方性拡散を示す領域を有し、かつ、前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率は、70%以上99%以下であることを特徴とする異方性拡散板。
前記発光基板は、ベース基板と、該ベース基板の前記異方性拡散板に対向する側の面に格子状に配列された複数の発光ダイオードとを有することを特徴とするバックライトユニット。
(13) 上記(12)に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
図1は、本発明の液晶表示装置の実施形態を示す縦断面図、図2は、図1に示す液晶表示装置が備える異方性拡散板の実施形態を示す斜視図、図3は、図2に示す異方性拡散板のA部を拡大して示す部分拡大縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図2、図3中のX方向を「左右方向」、Y方向を「前後方向」、Z方向を「上下方向」と言う。また、使用する図面(図1〜図3および以下で示す図を含む)は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
この樹脂組成物は、紫外線の照射により硬化する材料であれば、特に限定されないが、主として(メタ)アクリレートモノマーを含んでいることが好ましい。これにより、(メタ)アクリレートモノマーが有する(メタ)アクリロイル基同士が結合して、(メタ)アクリレートモノマーによるネットワークが形成され、その結果、樹脂組成物が硬化された硬化型樹脂層50が形成される。
さらに、樹脂組成物には、上述した(メタ)アクリレートモノマー以外に、その他の材料が含まれていてもよい。
なお、樹脂組成物は、さらに、紫外線吸収剤を含むことにより、樹脂組成物から得られる硬化型樹脂層50の耐候性がより優れる。
また、樹脂組成物は、さらに、光重合開始剤を含むことにより、樹脂組成物を紫外線照射による光重合により硬化させることで得られる硬化型樹脂層50の硬化度がより優れる。そのため、より優れた強度を有する硬化型樹脂層50を得ることができる。
さらに、表面調整剤は、樹脂組成物で構成される塗膜の樹脂基材40への濡れ性や均一性、表面の平滑性および硬化した塗膜の表面スリップ性の向上を目的として添加される。例えば、フッ素系、変性シリコーン系、アクリル系の調整剤を使用することができる。中でも、フッ素系および変性シリコーン系のうちの少なくとも一方の調整剤を含んでいることが好ましい。これらの調整剤は、ポリエーテル変性体、アルキル変性体、ポリエステル変性体から構成されている化合物が好ましく、特にポリエーテル変性体から構成されている化合物がより好ましい。
また、硬化型樹脂層50には、発光素子32からの光(入射光)が、異方性拡散板10を透過して液晶パネル20に、出射光として出射される際に、この出射光を等方的に拡散させる光拡散剤が含まれていてもよい。これにより、出射光が出射する左右方向の半値長さMDの大きさ、および前後方向の半値長さTDの大きさの微調整を図ることができる。
[1]まず、X方向(左右方向)に延伸された樹脂基材40を用意する。すなわち、加熱によりX方向に収縮可能な熱収縮性を示す樹脂基材40を用意する。
以上のような工程を経ることで、異方性拡散板10を製造することができる。
次に、上述した液晶表示装置100を備える電子機器(本発明の電子機器)として、自動車の表示パネルに適用した場合を一例に説明する。
(実施例1)
<1>ポリカーボネート樹脂(三菱瓦斯化学工業社製、「ユーピロンE−2000−N」)がTダイで押出された樹脂板を加熱ロール間で延伸した後に、冷却固化した厚さ0.3mmの平板状をなすポリカーボネート基板を樹脂基材40として用意した。
硬化型樹脂層50を形成するためコート層の厚みを2μmとした以外は、前記実施例1と同様にして実施例2の異方性拡散板10を得た。
硬化型樹脂層50を形成するためコート層の厚みを2μmとし、2軸延伸装置を用いたX方向の収縮率を33%、Y方向の延伸率を18%とした以外は、前記実施例1と同様にして実施例3の異方性拡散板10を得た。
硬化型樹脂層50を形成するための樹脂組成物の混合体(主成分)として、ウレタンアクリレート(新中村化学工業社製、「U−200PA」):80質量部、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業社製、「A−BPE−4」):20質量部を調製して、混合体(主成分)を得たこと以外は、前記実施例1と同様にして実施例4の異方性拡散板10を得た。なお、硬化型樹脂層を形成する樹脂層組成物の破断伸びは49.9%であった。
硬化型樹脂層50を形成するための樹脂組成物の混合体(主成分)として、ウレタンアクリレート(新中村化学工業社製、「U−200PA」):40質量部、ポリプロピレングリコールジアクリレート(新中村化学工業社製、「APG−700」):40質量部、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業社製、「A−BPE−4」):20質量部を調製して、混合体(主成分)を得たこと、また、硬化型樹脂層50を形成するためコート層の厚みを2μmとした以外は、前記実施例1と同様にして実施例5の異方性拡散板10を得た。なお、硬化型樹脂層を形成する樹脂層組成物の破断伸びは11.0%であった。
硬化型樹脂層50を形成するための樹脂組成物の混合体100質量部に対して、添加物として、平均粒径2.5μmの球状シリカ拡散材(日本触媒社製、「シーホスターKE-P P250」):20質量部を添加したこと以外は、前記実施例1と同様にして実施例6の異方性拡散板10を得た。なお、硬化型樹脂層を形成する樹脂層組成物の破断伸びは7.6%であった。
硬化型樹脂層50を形成するための樹脂組成物の混合体100質量部に対して、添加物として、平均粒径2.5μmの球状シリカ拡散材(日本触媒社製、シーホスターKE-P P250):20質量部を添加し、硬化型樹脂層を形成するためコート層の厚みを3μmとした以外は、前記実施例5と同様にして異方性拡散板10を得た。なお、硬化型樹脂層を形成する樹脂層組成物の破断伸びは10.0%であった。
樹脂基材40を形成するために用意したポリカーボネート樹脂100質量部に対して、添加物として、平均粒径2.0μmのポリシロキサン系球状拡散材(モメンティブ社製、TSR9000):0.5質量部を添加したこと以外は、前記実施例1と同様にして実施例8の異方性拡散板10を得た。
硬化型樹脂層50を形成するための樹脂組成物の混合体(主成分)として、トリアクリロキシエチルイソシアヌレート(新中村化学工業社製、「A−9300」):90質量部、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業社製、「A−BPE−4」):10質量部を調製して、混合体(主成分)を得たこと以外は、前記実施例1と同様にして比較例2の異方性拡散板10を得た。なお、硬化型樹脂層50には多数のクラックが発生し、硬化型樹脂層50の部分的な剥離破壊も生じていた。また、硬化型樹脂層を形成する樹脂層組成物の破断伸びは1.2%であった。
硬化型樹脂層50を形成するための樹脂組成物の混合体100質量部に対して、添加物として、平均粒径2.5μmの球状シリカ拡散材(日本触媒社製、シーホスターKE-P P250):35質量部を添加したこと以外は、前記実施例1と同様にして樹脂基材40上に、出射面51が平坦面で構成される硬化型樹脂層50を作製した後に、X方向の収縮とY方向の延伸を行わないことで、等方性の比較例1の拡散板を得た。
各実施例および各比較例の異方性拡散板10を、以下の方法で評価した。
各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、出射面51の凹凸パターンが形成されている領域に対応する、入射面41に対して垂直に3mmΦの大きさの入射光を光源から入射させた。そして、このときに出射面51から出射される、出射光のY方向(前後方向)の光度分布と、出射光のX方向(左右方向)の光度分布とを輝度計測装置(HI-LAND社製、「RISA-COLOR/ONE」)を用いて測定した。
各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、ヘーズメーター(村上色彩技術研究所製、「HR−100」)を使用して、その厚み方向の全光線透過率をASTM D1003に従い測定した。
まず、各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、面発光光源30が備えるランプボックス31に、その開口部を塞ぐようにして、固定することでバックライトユニットを作製した。
B:2000cd/m2以上 2200cd/m2未満である。
C:1800cd/m2以上 2000cd/m2未満である。
まず、各実施例および各比較例の異方性拡散板10について、それぞれ、面発光光源30が備えるランプボックス31に、その開口部を塞ぐようにして、固定することでバックライトユニットを作製した。
出射光が均一に出射しており、輝度ムラは認められない。
B:異方性拡散板10において、LEDの点在性が若干生じているが、
出射光がほぼ均一に出射していると言え、明らかな輝度ムラは認められない。
C:異方性拡散板10において、LEDの点在性及びサンプル構造欠陥起因の
輝度濃淡が若干生じており、出射光がほぼ均一に出射しているとは言えず、
軽度の輝度ムラが認められるが、実用上問題はない。
D:異方性拡散板10において、LEDの点在性が明らかに生じ、
出射光が均一に出射しているとは言えず、顕著な輝度ムラが認められる。
Claims (13)
- 入射面から入射された入射光を出射面から拡散された出射光として出射させる際に、左右方向の光拡散能と前後方向の光拡散能とが異なる異方性拡散板であって、
樹脂基材と、該樹脂基材の前記出射面側に積層され、放射線の照射により硬化する硬化型樹脂層とを有し、
前記硬化型樹脂層は、その前記出射面側の表面に前記前後方向に沿った凹凸パターンを備え、前記硬化型樹脂層を構成する樹脂の破断伸びが5%以上であり、
前記樹脂基材は、加熱により収縮可能な熱収縮性を示し、前記左右方向に収縮し、かつ、前記前後方向に延伸されており、
前記入射面に対して垂直に3mmΦの大きさの前記入射光を光源から入射させ、前記出射光の前記左右方向の拡散光分布と前記前後方向の拡散光分布とを輝度計で評価し、
前記入射光の光軸が通る中心における中心輝度値に対して半分の輝度値となる半分輝度値を示す位置の前記中心からの距離の2倍を半値長さとし、前記左右方向の半値長さをMD[mm]、前記前後方向の半値長さをTD[mm]としたとき、比率(MD/TD)は、1.4以上10.0未満の異方性拡散を示す領域を有し、かつ、前記3mmΦの大きさの前記入射光に対する前記出射光の全光線透過率は、70%以上99%以下であることを特徴とする異方性拡散板。 - 前記樹脂基材は、前記前後方向に対する伸び率が2%以上40%以下である請求項1に記載の異方性拡散板。
- 前記凹凸パターンは、その幅の平均値である平均ピッチをP[μm]とし、その深さの平均値である平均深さをD[μm]としたとき、そのアスペクト比D/Pが0.2以上3.0以下である請求項1または2に記載の異方性拡散板。
- 前記樹脂基材は、ポリカーボネート系樹脂を主材料として構成される請求項1ないし3のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 前記樹脂基材は、光拡散剤を含む請求項1ないし4のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 前記硬化型樹脂層は、紫外線の照射により硬化するUV硬化型の層である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 前記硬化型樹脂層は、光拡散剤を含む請求項1ないし6のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 前記入射面に、当該異方性拡散板の屈折率より低い低屈折率層が形成されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 前記入射面に、誘電体多層膜が形成されている請求項1ないし8のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 当該異方性拡散板は、その光学的位相差が200nm以下である請求項1ないし9のいずれか1項に記載の異方性拡散板。
- 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の異方性拡散板と、該異方性拡散板に対向配置された発光基板とを備え、
前記発光基板は、ベース基板と、該ベース基板の前記異方性拡散板に対向する側の面に格子状に配列された複数の発光ダイオードとを有することを特徴とするバックライトユニット。 - 請求項11に記載のバックライトユニットと、該バックライトユニットの前記異方性拡散板側に対向配置された液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
- 請求項12に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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