JP4946678B2 - レンズシート、ディスプレイ用光学シートおよびそれを用いたバックライトユニット、ディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
さらに、図20に例示したプリズムフィルムを用いる装置では、プリズムフィルムの枚数が2枚必要であるため、フィルムの吸収による光量の低下が大きいだけでなく、部材数の増加によりコストが上昇する原因にもなっていた。
このプリズムは光の波長に比較して大きいサイズ(ピッチ)である。BEFは、“軸外(off−axis)”からの光を集光し、この光を視聴者に向けて“軸上(on−axis)”に方向転換(redirect)または“リサイクル(recycle)”する。
プリズムの反復的アレイ構造が1方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルのみが可能であり、水平および垂直方向での表示光の輝度制御を行なうために、プリズム群の並列方向が互いに略直交するように、2枚のシートを重ねて組み合わせて用いられる。
BEFに代表されるプリズムの反復的アレイ構造を有する輝度制御部材をディスプレイに採用する旨が開示されている特許文献としては、特許文献1乃至3に例示されるように多数のものが知られている。
この様な光強度ピークを有する輝度分布は望ましくはなく、±90°近辺での光強度ピークのない滑らかな輝度分布の方が望ましい。
特に、最近、目覚しい発展をみるカラー液晶表示装置においては、液晶パネルのパネル透過率がモノクロ対応の液晶パネルに比べ格段に低く、そのため、バックライトユニットの輝度向上を図ることが、装置自体の低消費電力を得るために必須となっている。
すなわち請求項1の発明は、基材上に形成された第1のレンズアレイと、前記第1のレンズアレイの各々の上に形成された第2のレンズアレイを具備することを特徴とするレンズシートである。
請求項2の発明は、前記第1のレンズアレイがレンチキュラーレンズ群であり、かつ、第2のレンズアレイが三角プリズム群であることを特徴とする請求項1に記載のレンズシートである。
請求項3の発明は、前記第2の三角プリズム群の頂角が70°±30°の範囲に規定されることを特徴とする請求項2記載のレンズシートである。
請求項4の発明は、前記第1のレンズアレイのレンチキュラーレンズの長手方向と、第2のレンズアレイの三角プリズムの長手方向が0°±β(0°<β<30°)で交差することを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項5の発明は、前記第1のレンズアレイの各々のレンズアレイのレンズピッチをP1、レンズ端部の角度をα、各々のレンズアレイの頂部の幅をWとしたときに
0.2<W/P1<0.8
15°<α
なる関係が成立することを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項6の発明は、前記第2のレンズアレイの各々のレンズピッチP2が不規則なランダムピッチであることを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項7の発明は、前記第1のレンズアレイの各々のレンズの谷部付近と頂点付近が丸みを帯びていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項8の発明は、前記第2のレンズアレイの各々のレンズの谷部付近と頂点付近が丸みを帯びていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項9の発明は、前記第1のレンズアレイのレンズピッチP1が不規則なランダムピッチであり、かつ前記レンズ高さH及びが、一定であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項10の発明は、前記第2のレンズアレイが表面拡散を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項11の発明は、前記第1のレンズアレイのレンズピッチP1が不規則なランダムピッチであり、かつ前記レンズ高さH及び前記レンズアレイの頂部の幅Wが一定であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項12の発明は、前記第1のレンズアレイのレンズピッチP1が不規則なランダムピッチであり、かつ前記レンズ高さHが一定であり、前記レンズアレイの頂部の幅Wが不規則であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のレンズシートである。
請求項13の発明は、請求項1乃至12のレンズシートと光拡散層を間隙を保って一体化したことを特徴とするディスプレイ用光学シートである。
請求項14の発明は、前記光拡散層の表面が微細な凹凸形状からなることを特徴とする請求項13記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項15の発明は、前記光拡散層の表面に微粒子層があることを特徴とする請求項13記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項16の発明は、前記光拡散層の線膨張係数が7.0×10−5(cm/cm/℃)以下であることを特徴とする求項13記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項17の発明は、前記間隙が空気を含むことを特徴とする請求項13記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項18の発明は、前記レンズシートの前記第1のレンズアレイ及び前記第2のレンズアレイが形成された面の裏面と、前記拡散板の間隙を一以上の固定要素で前記光拡散層と一体化していることを特徴とする請求項13記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項19の発明は、前記固定要素が接着剤を有することを特徴とする請求項18記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項20の発明は、前記固定要素が粘着剤を有することを特徴とする請求項18記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項21の発明は、前記固定要素が前記接着剤若しくは前記粘着剤の場合に、前記接着剤及び粘着剤が微粒子を含有することを特徴とする請求項18または請求項20記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項22の発明は、前記固定要素がリブを有することを特徴とする請求項18記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項23の発明は、前記固定要素が反射表面を有することを特徴とする請求項18記載のディスプレイ用光学シートである。
請求項24の発明は、請求項18に記載のディスプレイ用光学シートと
前記ディスプレイ用光学シートの裏面に液晶パネルを前記液晶パネルの非視認面側から光を照射する光源を備えることを特徴とするバックライトユニットである。
請求項25の発明は、前記バックライトユニットと、
前記バックライトの前記光学シートの光出射面側に前記液晶パネルを備えることを特徴とするディスプレイ装置である。
請求項26の発明は、前記バックライト装置及び前記ディスプレイ装置はそれぞれ光源を有しており、かつ前記光源が冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする請求項25記載のディスプレイ装置である。
請求項27の発明は、前記光源がLEDであることを特徴とする請求項26記載のディスプレイ装置である。
請求項28の発明は、前記光源がELであることを特徴とする請求項26記載のディスプレイ装置である。
請求項29の発明は、前記光源が半導体レーザーであることを特徴とする請求項26記載のディスプレイ装置である。
図15は、本発明の実施の形態に係るバックライトユニット及びディスプレイ装置の一例を示す側面図である。
まず本発明の実施の形態に係るバックライトユニットは、ランプハウス43内に収納されたシリンダー形状の複数の光源41と、各光源41からの光Hを、偏光板31,33に挟まれた液晶パネル35に供給する光学シート39を備えてなる。なお、図中45は、複数の光源41の背面側に配置された光反射板である。
また、本発明の実施の形態に係るディスプレイ装置は、前述の光源41と光学シート39とさらにその上に液晶パネル32を含んだ装置である。この場合は、ディスプレイ装置は液晶表示装置を示すが、これに限らず、上述の光学シート39を含んだ、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等画像を光を利用して表示する表示装置であればその種類は問わない。
ここで第2のレンズアレイ5の単位レンズの数は、第1のレンズアレイ3と同じか、それ以上である。
ここで、レンズシート1のシリンドリカルレンズの長手方向をX(以下、水平方向という。)、また前記水平方向Xと直交する方向をVとする。
第1のレンズアレイ3と第2のレンズアレイ5は互いにレンズアレイの配列が平行している。
また、完全拡散とは、吸収が0で、かつ、どの方向にも一定の強度をもつとする理想的な拡散体のことを示す。つまり、光学利得が1以上であるということは、その測定する方向に光を集める効果を持つことを示し、その値が大きいほど集光効果が強いことを示す。
図2(b)に示しているのは図2(a)と同じレンチキュラーレンズシートの単位レンズの正面方向ではなく垂直斜め方向近辺(60度〜90度)に出る光を示す。これより図2(b)の斜め方向の光はレンズの頂点付近302からしか出ないことが分かる。
すなわち、レンズシートから出る全体の輝度分布において光のロスになるサイドローブと呼ばれる部分はレンズシートの各単位レンズの頂点付近から出射される光である。
従って、このロスになる光を出来るだけ正面方向から出射させる一つの方法として、前記単位レンズの頂点付近に、例えば別のレンズアレイを付与ことにより上述の光のロスをレンズの正面から出射させることが可能になる。この考えを具現化するレンズシートの構造が本発明に係るレンズシート1である。
(数式1)
0.2<W/P1<0.8
図4(c)は、第1のレンズアレイ3に対する第2のレンズアレイ5の面積率(W/P1)を変化させたときの正面輝度の値を示したものである。
第2のレンズアレイ5の面積率が40%近傍で最も正面輝度が高くなることが分かる。
例えば、紫外線硬化樹脂プロセスにより第1のレンズアレイ3及び第の2レンズアレイ5を作った場合、その支持基材フィルムの基材厚さTは、50um以下だとシワが出てしまうので、50μm<Tである必要がある。
さらにまた使用するバックライトユニットやディスプレイ装置のサイズによりその基材厚みは変化する。例えば、対角37インチサイズ以上のディスプレイ装置では基材厚さTは0.05mmから3mmが望ましい。
・レンズ入射面は、図15のレンズシート1の光入射面102であり、拡散板からの射出分布はLambertian(均等拡散)と想定した。
(レンチキュラーレンズ形状)
レンズ形状 球面
ピッチP1 0.15mm
R(曲率) 0.08mm
H 0.05mm
(レンズ 形状)
第1のレンズアレイ形状 球面
第1のレンズアレイピッチ 0.15mm
第1のレンズアレイR 0.08mm
第1のレンズアレイH 0.04um
第2のレンズアレイ形状 プリズム(プリズム角度70度)
また図3(b)は、本発明の光学シート39の水平方向の輝度分布と通常のレンチキュラーレンズシートの輝度分布の比較を示したものである。
図3(a)及び図3(b)より、本発明のレンズシート1の正面輝度は通常のレンチキュラーレンズシートより高い正面輝度を得ることが分かる。
その理由は、第1のレンズアレイ3において、サイドローブとなる斜めへの出射光が集中する頂点近傍に第2のレンズアレイ5が形成されることで、より正面方向へ出射光が制御されるためである。
正面輝度の値とサイドローブが発生するかしないかは、第2のレンズアレイ5の頂角を変化させることで調整することができる。
図4(a)、(b)は第2のレンズアレイ5の頂角を変えたときの正面輝度と垂直(V)と水平(X)半値角を示している。レンズ頂角が90度から小さくなるにつれ、正面輝度が下がり、垂直・水平半値角も小さくなっていることが分かる。しかし第2のレンズアレイ5のレンズ頂角が90度に近づくと第2のレンズアレイ5によるサイドローブが発生してしまうため、単純に正面輝度の高いレンズ頂角を選択することは出来ない。
そこで第1のレンズアレイ3と第2のレンズアレイ5は互いにレンズアレイの配列が並行している場合に限らず、図5(a)及び図5(b)に示すように、第1のレンズアレイ3と第2のレンズアレイ5は互いにレンズアレイの配列がβの角度だけずらすことによりモアレを防止することができる。
ここで、βは30度以下に設定することが好ましい。これにより、ディスプレイの周期的な画素構造の横或は縦の構造との間で生じるモアレを防止することができる。
すなわち、単位レンズ同士が離れており、上述の谷部が平坦な直線になっているとそこから出射される光は光の制御がされていない(光学利得がほぼ0)の拡散光が生じるためである。
また上述の第1レンズアレイ3において、各々のレンズの谷部及び頂部の端部が丸みを帯びていいてもよい。
その理由は、互いに隣接する第1のレンズアレイ3の単位レンズの境界(谷部)のなす角度2αが30°未満であると、成形後の離型性が低下したり、又は、成形を繰り返すうちに金型先端が曲がってしまい成形品離型ができなくなったり、金型取扱時に金型先端を損傷したりして、金型寿命が短くなることが多いためである。
この光学シート39は、入射面100から入射した光Hを、非入射面101側に散乱する光散乱層25を備えている。
しかしながら、本発明の実施の形態では、レンズシート1の線膨張係数が小さいことを考慮し、光拡散層25の線膨張係数を、7.0×10−5(cm/cm/℃)以下とすることにより上述の変形を防止することが可能である。
なお、レンズシート1を押出しの方法で材料としてポリカーボネートを用いて作成する場合は、線膨張係数が他の透明樹脂とほぼ同等であるためそりは発生しない。
1mm未満の場合、光散乱層25は薄くこしがないのでたわむという欠点がある。一方5mmを越えると、光源41からの光の透過率が悪くなるという欠点がある。
さらにまた、光散乱層25の表面に微細な凹凸を形成することは、上述の光拡散機能にとどまらず、後述する間隙200を確保することも可能となる。
すなわち、光拡散層25の光出射面101とレンズシート1の光入射面102を接合する際に光拡散層25の光出射面101に形成された微細な凹凸により空隙200を確保することが可能となる。この場合、微細な凹凸として、例えば微細な凹凸の形状はリブやマイクロレンズが挙げられるが、これに限らず、空隙200を確保することが出来る凹凸の形状であれば良い。
すなわちこれにより、図15(a)の光拡散層25とレンズシート1の間に設けられ、光拡散層25によって散乱した光を非散乱層側であるレンズシート1に透過するからなる空隙200を備えることができる。このような空隙200を透過する光を集光してレンズシート1に導くことが可能となる。空隙200は、例えば、空気や窒素等の気体からなる。
図14(a)は、光拡散層25の周辺全体に接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。
図14(b)及び図14(c)は、光拡散層25のそれぞれ向かい合う一組の両端の辺のみを接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。
図14(c)は、光拡散層25の4つの角部に接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。
図14(d)は、光拡散層25の周辺全体に、点状に接・粘着剤層を塗る場合を示したものである。ここで、先ほどの図14(b)及び図14(c)の場合においても、必要に応じて、接・粘着剤層を点状に塗工してもよい。
尚、後述する、リブや白箔に粘・接着剤を使用する場合、粘・接着剤層はリブや光反射部のみにあっても良いし、光拡散層25の全面に形成されていても構わない。
また粘接着剤は両面テープ状のものでも良いし、単層のものでもよい。
更に視認性を向上させるために前記線幅を3μm、面積900μm2以下にすることがより好ましい。
リブの高さに関しては全体的に均一にリブが配置されていることが好ましいがレンズシート1基材の剛性や熱、吸水などによる伸縮に合わせ、適度な高さの変動を有していてもよい。
また、反射表面を有するリブの場合は、リブを形成する透明樹脂の中に金属粒子または高屈折率透明粒子を練り混ぜて作成することができる。またリブの表面に光反射性の高い銀やアルミウム、ニッケル等の金属を蒸着やスパッタ等の乾式成膜によっても作成できる。
上述の反射機能を有する固定要素39の場合、その反射率は70%以上必要であり、よりこの好ましくは80%以上である。70%より低い場合、透過光が増えすぎるため、輝度の低い視野で明部として視認される場合がある。80%以上であれば、輝度の低い視野でも視認されない。
樹脂や金属の止め具はバックライトの筺体と一体化されていても構わない。これらの方法は溶着よりもさらに加工法が容易であり、表示領域外の接合に適している。
さらにディスプレイ装置もますます大型化の一途をたどっており、それに伴い光学シート39のサイズも大きくなっていくが、本願発明の光学シート39は薄くて強度が強く、さらに表示品位も優れているためこういった大型ディスプレイ装置にも十分に使用できる。
図18(b)は、本願発明にかかる光学シート39をディスプレイの光源としてLED光源53を用いた場合の実施例を示している。
(実施例1)
熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を約300℃に加熱し、ロールに沿わせ延伸しながら厚さ0.3mmのフィルムを成形した後に、第1のレンズアレイ3の形状が切削されたシリンダー金型を使用し、加熱されたフィルムを加圧しながら冷却(シリンダー金型自体は80℃)し、第1のレンズアレイ3の形状が成形されたフィルムが完全に硬化する前に、続いて第2のレンズアレイ5の形状が切削されたシリンダー金型で加圧しながら冷却する(第2のレンズアレイ5の形状が切削されたシリンダー金型の温度は水冷式のロールで10℃)ことで更に熱可塑性樹脂の粘性を低下させ完全に硬化させた。この方法により、作製されたレンズシート1は、第1のレンズアレイがレンズピッチが140μmのレンチキュラーレンズ群であり、さらにそのレンチキュラーレンズの長手方向に配置されている第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μmの三角プリズム形状を有するレンズシート1の形状を成形した。
このように冷却ロールに第1のレンズアレイ3と第2のレンズアレイ5のレンズ形状を有する金型ロールを作製することで、ロールtoロール(フィルム送り速度1m/min)による押し出し成形で1度にレンズシート1を作製することが可能であった。
また、このように作製されたレンズシート1をイージーコントラスト(視野角測定装置)で測定したところ、図3のレンズシートの場合とほぼ同じ形状の視野角を得ることができた。
(実施例2)
熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を約300℃に加熱し、ロールに沿わせ延伸しながらフィルムを成形した後に、レンズシート1の形状に切削したシリンダー金型を使用して加熱されたフィルムを加圧しながら冷却(レンズシート1の形状に切削したシリンダー金型は水冷式のロールで80℃に設定した。)することで熱可塑性樹脂の粘性を低下させ、レンズシート1の形状を維持した状態で硬化させた。この方法により、作製されたレンズシート1は、第1のレンズアレイのレンズピッチが140μmのレンチキュラーレンズ群であり、さらにそのレンチキュラーレンズの長手方向に配置されている第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μmの三角プリズム形状を有するレンズシート1の形状を成形した。
このように一つのレンズ金型ロールでロールtoロール(フィルム送り速度1.5m/min)による押し出し成形で1度にレンズシート1を作製することが可能であった。
このように作製されたレンズシート1は、実施例1のレンズシートとほぼ同一のものが作製できた。
また、このように作製されたレンズシート1をイージーコントラスト(視野角測定装置)で測定したところ、図3のレンズシートの場合とほぼ同じ形状の視野角を得ることができた。
(実施例3)
光学用2軸延伸易接着PETフィルム(膜厚125μm)上に、レンズシート1のパターンを形成させるウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂(日本化薬社製ウレタンアクリレート樹脂(屈折率1.51))を塗布し、レンズシート1の形状に切削したシリンダー金型を使用して紫外線硬化型樹脂が塗布されたフィルムを搬送しながらUV光をPETフィルム側から露光することにより、紫外線硬化型樹脂が硬化した。硬化後、PETフィルムから金型を離型することにより、第1のレンズアレイのレンズピッチが140μmのレンチキュラーレンズ群であり、さらにそのレンチキュラーレンズの長手方向に配置されている第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μmの三角プリズム形状を有するレンズシート1の形状を成形できた。
また、このように作製されたレンズシート1をイージーコントラスト(視野角測定装置)で測定したところ、図3のレンズシートの場合とほぼ同じ形状の視野角を得ることができた。
(実施例4)
熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を約300℃に加熱し、ロールに沿わせ延伸しながら厚さ0.3mmのフィルムを成形した後に、第1のレンズアレイ3の形状が切削されたシリンダー金型を使用し、加熱されたフィルムを加圧しながら冷却(シリンダー金型自体は常温25℃)し、第1のレンズアレイ3の形状が成形されたフィルムが完全に硬化する前に、続いて第2のレンズアレイ5の形状が切削されたシリンダー金型で加圧しながら冷却する(第2のレンズアレイ5の形状が切削されたシリンダー金型の温度は水冷式のロールで80℃)ことで更に熱可塑性樹脂の粘性を低下させ完全に硬化させた。この方法において、
第2のレンズアレイ5の形状が切削されたシリンダー金型を2種類(第2のレンズアレイの形状は同一だが、上述の図5(b)に示す、βが10°と40°のもの)用いてレンズシート1を2種類作製した。
作製したレンズシート1は第1のレンズアレイのレンズピッチが140μmのレンチキュラーレンズ群であり、第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μmの三角プリズム形状(βが10°)と、第1のレンズアレイのレンズピッチが140μmのレンチキュラーレンズ群であり、第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μmの三角プリズム形状(βが40°)である。
次にこれらの2種類のレンズシート1を300um〜600umの様々なセルピッチの液晶パネルを用意し、レンズシートをパネルに組み込み、パネルから10cmはなれたところでモアレが視認できるか目視確認を行った。
その結果、βが10°レンズシート1ではモアレは発生しなかったが、βが40°レンズシート1ではモアレは発生した。
(実施例5)
前述の実施例2の作製方法でレンズシートを以下の3種類作製した。
・ 第1のレンズアレイ(レンズピッチP1が100μm、Wが10μmのレンチキュラーレンズ群)であり、第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μm、頂角が70度の三角プリズム形状と、
・ 第1のレンズアレイ(レンズピッチP1が100μm、Wが50μmのレンチキュラーレンズ群)第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μm、頂角70度の三角プリズム形状と、
・ 第1のレンズアレイ(レンズピッチP1が100μm、Wが85μmのレンチキュラーレンズ群)第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μm、頂角70度の三角プリズム形状と、
・ 第1のレンズアレイ(レンズピッチP1が100μm、Wが50μmのレンチキュラーレンズ群)第2のレンズアレイ5が、レンズピッチが20μm、頂角30度の三角プリズム形状である。
これら1から4のレンズシート1をイージーコントラスト(視野角測定装置)で測定したところ、2のレンズシート1は図3のレンズシートの場合とほぼ同じ形状の視野角を得ることができた。しかし、1のレンズシート1では、サイドロープが発生してしまい、また3,4のレンズシート1では、正面輝度が低下してしまいいずれの場合もディスプレイ装置に使用することは困難であった。
(実施例6)
表面の凹凸を具えた光拡散層25の成形方式は以下の4種類がある。
今回は、光拡散層25の樹脂は新日鐵化学のMS600を使用、拡散剤はシリカと市販の樹脂フィラーを混合したものを使用した。
1.板材押出時に直接成形した。すなわち、押出機の一号冷却ロール或いは二號冷却ロールの表面を加工して冷却ロール表面に凹凸の型を加工した。板材押出時に、冷却ロール表面の型により板材に凹凸形状を転写して作製した。
2.モールド型を使用して成形した。アクリルモノマーを使用し平板ガラス型間でブロック重合させ、アクリル板材の製品を得ることは周知の技術である。但し実施例では平板型の表面形態を改変し、凹凸形状を金属平板型に加工し、並びに拡散板のモールディングを行ない、凹凸形状を拡散板材製品に転写した。
3.あらかじめ準備した市販の拡散板に熱プレスで成型した。凹凸形状を金属上に成形して型とし、市販の拡散板に熱プレスで金型を押し当てることにより成型した。
4.透明の樹脂を使用して拡散板上に成形した。凹凸形状を金属上に成形して型とし、樹脂を市販の拡散板の上に塗布し、更に均一に型を被覆させ、樹脂硬化後に型より取り出し製品を得た。樹脂はアクリル、エポキシ樹脂、ポリウレタン或いは透明熱硬化型樹脂或いは紫外線硬化型樹脂のいずれかを使用できる。今回はDM A60に市販のアクリル樹脂を使用した。
(実施例7)
まず、市販の拡散板に樹脂フィラーを混合した粘接着剤を塗布した。市販のUV硬化性接着剤に粒子径15umのポリスチレンフィラーを20%添加し、ロールコーターで厚さ15um塗布した。その後、UVランプで硬化させて表面の凹凸形状を得た。
(実施例8)
延伸白色PPフィルム(東セロ、厚さ30um)、もしくは延伸白色PETフィルム(東洋紡厚さ50um)と市販の透明MS板を粘着剤で貼り合わせて作成した。これにより空気からなる光拡散粒子をもった光拡散層25を作製した。
(実施例9)
熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を加熱し、ロールに沿わせ延伸しながらフィルムを成形した後に、リブ形状に切削したシリンダー金型を使用し、加熱されたフィルムを加圧しながら冷却することで熱可塑性樹脂の粘性を低下させ、リブ形状を維持した状態で硬化させた。硬化後、ポリカーボネートフィルムから金型を離型することにより、幅が60μm、高さが100μmのリブを作製した。
(実施例10)
2軸延伸易接着PETフィルム(膜厚125μm)上に、リブ形状を形成させるウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂(日本化薬社製ウレタンアクリレート樹脂(屈折率1.51))を塗布し、リブ形状に切削したシリンダー金型を使用し、フィルムを搬送しながらUV光をPETフィルム側から露光することにより、紫外線硬化型樹脂が硬化した。硬化後、PETフィルムから金型を離型することにより、幅が60μm、高さが100μmのリブを作製した。
(実施例11)
反射材料である酸化チタン(デュポン社製)を樹脂に対し重量比で20%分散させた熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を加熱し、ロールに沿わせ延伸しながらフィルムを成形した後に、リブ形状に切削したシリンダー金型を使用し、加熱されたフィルムを加圧しながら冷却することで熱可塑性樹脂の粘性を低下させ、リブ形状を維持した状態で硬化させた。硬化後、ポリカーボネートフィルムから金型を離型することにより、幅が60μm、高さが100μmの反射性を有するリブを作製した。
(実施例12)
2軸延伸易接着PETフィルム(膜厚125μm)上に、リブ形状を形成させるため、反射材料である酸化チタン(デュポン社製)を重量比で20%分散させたウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化型樹脂(日本化薬社製ウレタンアクリレート樹脂(屈折率1.51))を塗布し、リブ形状に切削したシリンダー金型を使用してフィルムを搬送しながらUV光をPETフィルム側から露光することにより、紫外線硬化型樹脂が硬化した。硬化後、PETフィルムから金型を離型することにより、リブ幅が60μm、高さが100μm、ピッチ間隔600μmの反射性を有するリブを作製した。
(実施例13)
また実施例9で作製した透明リブ上に光反射機能を有する転写箔(クルツ社製)を加圧、加熱しながら転写することで透明リブ上に反射表面を有するリブ形状を作製した。
(実施例14)
700mm×900mmの拡散板(帝人化成 65HLW(ポリカーボネート))の端部5mmにロールコーターで主成分がアクリル系樹脂の接着剤を塗布(塗布量は5g/m2)し、レンズシートをラミネーターでラミし、80℃、50%の乾燥炉に30分置き接着剤を硬化させて作成した。
上記のように作成したレンズシートを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。
その結果拡散板とレンズシートは剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。
また、輸送による振動状態を試験するために、上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(実施例15)
拡散板(帝人化成 65HLW(ポリカーボネート))の端面5mmの範囲内に両面テープ(3M製)を貼り、レンズシートをラミネートした。
上記のように作成したレンズシートを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果拡散板とレンズシートは剥がれなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。
また、輸送による振動状態を試験するために、上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(実施例16)
レンズシートとしてPETのものと熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を押し出し法で作製したものを用意した。
次に各々のレンズシートにあらかじめ5g/m2で塗工した粘着剤シートをラミネートし、その後レンズシートと拡散板(帝人化成 (メチルスチレン樹脂) 線膨張係数が7.0×10−5(cm/cm/℃))をラミネートした。
その後、常温から80℃の環境に投入し、温度変化によるレンズシートの反りを確認した。反りの測定はレンズシートを平らな台にレンズシートのレンズ側を上にして置き、4角の台からの距離を測定した。初期はいずれも0mmだった。
80℃投入直後から、レンズシートがPETのものは反りが発生し、拡散板側に凸反りになった。4角の反り量は10から15mmだった。一方、押し出しシートの場合は0mmのままだった。
上記試験はバックライト点灯時に高温になる状況を再現したものだが、いずれのサンプルもレンズシート側が凸になることはなく、液晶パネルに組み込んでも点灯時にパネルを押して表示画像に異常をきたすことはないと考えられる。
(実施例17)
次にレンズシートは上記の2種類で、拡散板として線膨張係数が7.2×10−5(cm/cm/℃)のものを使用して実施例19と同様の実験をした。
その結果、レンズシートがPETのものは反りが発生し、拡散板側に凸反りになった。4角の反り量は18から40mmだった。一方、押し出しシートの場合は約5mmだった。
そこで次に輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートを液晶表示装置に組み込み、振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートがPETのものでは、端部に剥がれは発生した。
(実施例18)
接着剤に微粒子を混ぜ込んだ場合
・市販のUV硬化性接着剤に粒子径15umのポリスチレンフィラーを20%添加し、ロールコーターで拡散板(帝人化成 65HLW(ポリカーボネート))に厚さ30um塗布した。タックが残っている状態まで一度UVで硬化させた。その後レンズシートをラミネートし、再度UVを照射し完全に接着剤を硬化させて作成した。
上記のように作成したレンズシートを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果拡散板とレンズシートは剥がれなかった。
その結果拡散板とレンズシートは剥がれず、接着剤からも気泡が発生しなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。
また、輸送による振動状態を試験するために、上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(実施例19)
熱可塑性樹脂であるポリカーボネート樹脂を実施例1と同じ押し出しの方法で作製したレンズシートに172nmのエキシマUV(岩崎電気)を30秒照射し、その後表面にレンズピッチが140μm、レンズ高さが60μmのレンチキュラーレンズが形成された厚さ1mmのポリカーボネートの拡散板と80℃のラミロールでラミネートした。
上記のように作成したレンズシートを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果拡散板とレンズシートは剥がれなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。
また、輸送による振動状態を試験するために、上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(実施例20)
あらかじめ大きいサイズ(1000mm×1000mm)で作成したレンズシートと拡散板を重ね、間に浮きがないように軽く除電ブラシで押さえ、炭酸ガスレーザー断裁機で500mm×500mmのサイズにレーザー断裁した。レーザー照射により切断された端部5mm程度はレンズシートの色が多少黄色く変色した。
そこで、予めレンズシートと拡散板の表面に保護フィルムとして25μmの易接着PETフィルムをラミネートしておき同様にレーザー断裁を行い保護フィルムを剥がしたところレンズシートと拡散板に変色はなかった。
上記のように作成したレンズシートを80℃に24時間入れた。この条件はバックライト点灯時の温度を想定している。その結果拡散板とレンズシートは剥がれなかった。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。
また、輸送による振動状態を試験するために、上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
(実施例21)
あらかじめレンズシートと拡散板に穴を開けておき、金属の針金でレンズシートと拡散板を固定した。
また、輸送による振動状態を試験するために、作成した光学シートと冷陰極ランプが入ったランプハウスを筐体に組み込みバックライトユニットを作製し、更にバックライトユニットの上に液晶パネルを設置しバックライトユニットと液晶パネルの周辺をとめ具で固定し筐体に入れて液晶表示装置を作製した。
また、輸送による振動状態を試験するために、上述のように作製された液晶ディスプレイ装置を振動数を5から50Hz、加速度を1.0GとしZ方向に70分、X方向に20分、Y方向に20分試験した。その結果、レンズシートに剥がれは発生しなかった。
Claims (2)
- 基材上に形成された第1のレンズアレイと、前記第1のレンズアレイの各々の上に形成された第2のレンズアレイを具備するレンズシートであって
前記第1のレンズアレイがレンチキュラーレンズ群であり、かつ、第2のレンズアレイが三角プリズム群であり、
前記第1のレンズアレイのレンチキュラーレンズの長手方向と、第2のレンズアレイの三角プリズムの長手方向が0°±β(0°<β<30°)で交差することを特徴とするレンズシート。 - 前記第1のレンズアレイの各々のレンズアレイのレンズピッチをP1、レンズ端部の角度をα、各々のレンズアレイの頂部の幅をWとしたときに
0.2<W/P1<0.8
15°<α
なる関係が成立することを特徴とする請求項1に記載のレンズシート。
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