光学機能部材
【課題】曲げた状態で使用する場合にも、出射面全体からの出射光の均一性に優れる光学機能部材を提供すること。
【解決手段】本発明の光学機能部材10は、光透過性材料からなる導光層11と、導光層11の第1の面11a側に設けられた反射シート12と、導光層11の第1の面11aとは反対の第2の面11b側に設けられた反射部材15とを有し、反射シート12は、厚さ方向に形成された複数の貫通孔13を有しており、これら貫通孔13の側面14にも反射性能を有している。
【解決手段】本発明の光学機能部材10は、光透過性材料からなる導光層11と、導光層11の第1の面11a側に設けられた反射シート12と、導光層11の第1の面11aとは反対の第2の面11b側に設けられた反射部材15とを有し、反射シート12は、厚さ方向に形成された複数の貫通孔13を有しており、これら貫通孔13の側面14にも反射性能を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ディスプレイ等のバックライトユニットや、照明装置に用いられる面光源装置において、照明光路制御に使用される光学機能部材に関する。
【背景技術】
【0002】
LCD用バックライトや照明装置においては、エッジ部に設けられた光源と、光源からの光を面発光に変える平板状の導光部材(導光板又は導光フィルムともいう)とを有する面光源装置が用いられている。面光源装置としては、光源からの光を導光部材の平板面から均一に且つ効率よく面発光させるために、レンズシートや光拡散シートを備えたものが知られている。通常は、レンズシートや光拡散シートを導光部材上に重ねて載置され、これにより、導光部材に入射した光をシートと垂直な方向に転向させている。
【0003】
近年では、上記レンズシートや光拡散シートなどの光学部品の数を減らすために、或いは、面光源装置を薄型化するために、導光部材に光転向機能を付加した構成が考案されている。
【0004】
例えば、特許文献1には、図11(a)に示すように、発光ダイオードを有する光源50と、導光体51と、支持フィルム53上に複数のレンズ54がアレイ状に形成されたレンズシート52と、反射膜56とを備えた面光源装置が開示されている。特許文献1では、各レンズ54の平坦な頂部54aを導光体51に貼り付けることで、導光体51とレンズシート52とが一体化されている。このような構成では、図11(b)に示すように、導光体51の側面から入射した光は、導光体51の上面と下面との間で空気との屈折率差による全反射を繰り返しながら伝搬し、レンズ54を介して上向きに転向される。
【0005】
また、特許文献2では、図12に示すように、光源60と、導光体61と、基材層63表面に接着剤層66を介して接着された複数のマイクロプリズム64からなるレンズシート62とを有するバックライト装置が開示されている。このような構成においても、図示のように、導光体61の側面から入射した光は、導光体61と空気との屈折率差による全反射を繰り返しながら伝搬し、マイクロプリズム64を介して上向きに転向される。
【0006】
平板状の導光部材とレンズシートとを一体化する方法としては、例えば、特許文献1に記載されているように、フィルム状の導光部材(以下、導光フィルムという)を用いて、導光フィルムのロールとレンズシートのロールとを連続的に送り出し、両者を貼り合わせた後に巻き取るという、ロール・ツー・ロールプロセスで作成することが試みられている。
【特許文献1】特許第3826145号公報
【特許文献2】米国特許第5,396,350号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のような導光部材に光転向機能を付加した光学機能部材においては、導光部材として、透明樹脂フィルムなどの柔軟で薄くて軽い材料を用いることで屈曲可能に構成されたものが知られている。このような光学機能部材は、自由に曲げることができるので、面光源装置及びそれを備える液晶表示装置の設計自由度を高めることができる。
【0008】
しかしながら、屈曲可能な光学機能部材を曲げた状態で使用する場合には、平坦な状態で使用する場合に比べ、空気に対する屈折率差をより大きいものにする必要があるが、一般にはそのような導光フィルムを得ることができず、図13に示すように、導光フィルム51内を伝搬される光が導光フィルム51と空気との界面から必要でない方向に出射してしまい、出射面全体から均一に光が出射することができず、面全体からの出射光の均一性が著しく悪化する。
【0009】
そこで、本発明の目的は、曲げた状態で使用する場合にも、出射面全体からの出射光の均一性に優れる光学機能部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第1の態様は、光透過性材料からなる導光層と、厚さ方向に貫通孔が形成され、該貫通孔の側面にも反射性能を有する、前記導光層の第1の面側に設けられた反射シートと、前記導光層の第1の面とは反対の第2の面側に設けられた反射部材とを有することを特徴とする光学機能部材である。
【0011】
本発明の第2の態様は、前記第1の態様にかかる光学機能部材において、前記導光層、前記反射シート、及び前記反射部材の合計の厚さが、700μm以下であることを特徴とする。
【0012】
本発明の第3の態様は、前記第1又は第2の態様にかかる光学機能部材において、前記貫通孔の側面は、前記導光層の前記第1の面に向かって該貫通穴の断面積が小さくなるような傾斜面を有することを特徴とする。
【0013】
本発明の第4の態様は、前記第1から第3のいずれかの態様にかかる光学機能部材において、前記反射シートは、両面反射シートであることを特徴とする。
【0014】
本発明の第5の態様は、前記第1から第4のいずれかの態様にかかる光学機能部材において、前記貫通孔の側面は、拡散反射性能を有することを特徴とする。
【0015】
本発明の第6の態様は、前記第1から第5のいずれかの態様にかかる光学機能部材において、前記導光層と前記反射シートとの間に、透明粘接着剤層が介在することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明の光学機能部材によれば、光学機能部材を曲げた状態で使用する場合においても、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることができる。すなわち、従来の光学機能部材においては、導光層内に入射した光が、導光層と空気との屈折率差による全反射を利用して伝搬され、レンズ等を介して出射されるのに対し、本発明の光学機能部材においては、導光層内に入射した光が、導光層の第1の面側に設けられた反射シートと第2の面側に設けられた反射部材との間で高反射率で反射しながら伝搬され、反射シートに形成された貫通孔に入射した光が、反射性能を有する貫通孔の側面で反射して出射される。このため、光学機能部材を曲げた状態で使用する場合においても、導光層から必要でない部分へ出射することがなく、出射光のムラを防止し、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる光学機能部材10を示す断面図である。光学機能部材10は、光透過性材料からなる導光層11と、導光層11の第1の面11a側に設けられた反射シート12と、導光層11の第1の面11aとは反対の第2の面11b側に設けられた反射部材15とを有している。反射シート12は、厚さ方向に形成された複数の貫通孔13を有しており、これら貫通孔13の側面14も反射性能を有している。
以下、各構成部材について詳細に説明する。
【0018】
<導光層>
導光層11は、図1に示すように、光源に面して配置される光入射面11cから遠ざかるに従って厚みが減少するテーパー部と、平板状の導光本体部とを有している。このような構成によれば、光入射面11cが広いので、光源からの光を効率よく入射することができるとともに、面光源装置の薄型化に寄与することができる。
【0019】
導光層11の構成材料としては、自由に曲げることができる光透過性材料を用いることができ、例えば、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレートなどの透明樹脂フィルムが挙げられる。
【0020】
導光層11の厚さは、特に限定されず、例えば400μm以下の薄い導光層を採用することができるが、100μmよりも薄いものが屈曲性に優れるため好ましい。
また、屈曲性および薄型軽量化の観点からは、導光層11、反射シート12、及び反射部材15の合計の厚さが700μm以下であることが好ましい。
【0021】
<反射シート>
反射シート12は、図1に示すように、厚さ方向に形成された複数の貫通孔13を有している。貫通孔13は、上述のように、その側面にも反射性能を有している。
このような貫通孔13の側面にも反射性能を有する反射シート12としては、
(1)多数の微細気泡を有する樹脂シートに打ち抜き加工を施すことにより形成され、シートの表裏面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を有するもの、
(2)打ち抜き加工を施された樹脂シートを、微細発泡処理することにより形成され、シートの表裏面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を有するもの、
(3)金属板に打ち抜き加工を施すことにより、シートの表裏面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を付与したもの、
(4)打ち抜き加工が施された樹脂シートに銀などの金属を蒸着あるいはスパッタリングすることにより金属膜を形成し、樹脂シートの片面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を付与したもの
などを例示することができる。
【0022】
これらのうち、上記(1)及び(2)の反射シートを用いる場合には、貫通孔13の側面14に拡散反射性能を付与することができるので、面発光の輝度ムラの低減に効果的である。また、上記(1)〜(3)の反射シートは、いずれも両面反射シートであることから、太陽光や室内光の外光が反射シート12の上面で反射することで輝度を上げることに効果的である。また、外光反射効果で十分な輝度が得られる際には、導光層へ光導入する光源への投入電力量を減らす、あるいは止めることもできるため省エネにも効果的である。
特に両面反射シートは白色であることが好ましい。
【0023】
反射シート12の厚さは、特に限定されないが、屈曲性の観点からは、50〜690μm程度であることが好ましく、また、上述のように、導光層11、反射シート12、及び反射部材15の合計の厚さが700μm以下であることが好ましい。
【0024】
最終的に出てくる光を本光学機能部材から垂直な方向の光として、正面輝度を上げるためには厚さ方向に貫通していればよく、垂直であっても、斜めに傾いていてもよい。さらに正面輝度を上げるためには、貫通孔13の側面14は、導光層11の第1の面11aに向かって貫通孔13の断面積が小さくなるような傾斜面であることが好ましい。側面14の傾斜角度、すなわち、導光層11の第1の面11aと垂直な線に対する傾斜角θは、特に限定されないが、20°〜40°程度であることが好ましい。このように貫通孔13の側面14が傾斜面を有することで、導光層11から出る光が貫通孔13の側面14で反射させて本光学機能部材に垂直な光へと転向できる。
【0025】
貫通孔13の導光層11側の孔径については特に限定されず、例えば10〜100μm程度であることが好ましい。また、貫通孔13の平均ピッチについても特に限定されず、例えば30〜200μm程度であることが好ましい。特に貫通孔の形状は円形に限定されず楕円形や矩形でもよく、またひとつの形状ではなく、複数の形状の組み合わせでも良い。
【0026】
反射シート12を導光層11に貼り合わせる方法としては、導光層11の第1の面11a上に透明粘着剤層を設け、この粘着剤層を介して、両者を貼り合わせる方法を採用することができる。粘着剤層としては、例えば、熱、あるいは紫外線等の放射線を照射することにより硬化する刺激硬化型粘着剤を好適に使用することができる。
【0027】
<反射部材>
反射部材15としては、一般的な反射フィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに酸化チタン等のフィラー、気泡などを内填した白色PETフィルムや、PET等の樹脂フィルムに銀などの金属を蒸着あるいはスパッタリングすることにより金属反射膜を形成した反射フィルムなどを使用することができる。PET等の樹脂フィルムに金属反射膜を形成した場合には、樹脂フィルムを導光層として機能させ、金属反射膜を反射部材として機能させることができる。
【0028】
なお、導光層11、反射シート12、及び反射部材15の合計の厚さは、700μm以下であることが好ましい。
【0029】
上記構成の光学機能部材10を曲げた状態で使用する場合、図2に示すように、導光層11内に入射した光は、導光層11の第1の面11a側に設けられた反射シート12と第2の面11b側に設けられた反射部材15との間で高反射率で反射しながら伝搬され、反射シート12に形成された貫通孔13に入射した光が、反射性能を有する貫通孔13の側面14で反射して出射される。
【0030】
従来の光学機能部材においては、導光層内に入射した光が、導光層と空気との屈折率差による全反射を利用して伝搬されるのに対し、本発明の光学機能部材においては、反射シート12と反射部材15との間で高反射率で反射しながら伝搬されるので、光学機能部材10を曲げた状態で使用する場合においても、導光層から必要でない部分へ出射することがない。また、光学機能部材10を曲げた状態では、導光層11の樹脂は曲率に合わせて伸縮し、樹脂の密度が増減するので、導光層11内での光の相対的な進行位置は、平坦な状態で使用する場合と比べて殆ど変化しない。さらに、貫通孔13においては、反射シート12の曲率に合わせて外部側の孔径は、導光層11側の孔径よりも大きくなるので、貫通孔13に入射した光が側面14で反射して外部へ出射される光の出射面(第1の面)11aの垂線に対する出射角度及び光の量は、平坦な状態と曲げた状態とでほとんど変化しない。これらの結果、光学機能部材10を曲げた状態で使用する場合でも、出射光のムラを防止し、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることができる。
【0031】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0032】
(実施例1)
以下のようにして、図3に示す実施例1の光学機能部材20を形成した。
導光層11として厚さ50μmの透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用い、このPETフィルムの片面に銀を蒸着して、反射部材15としての厚さ1μmの反射層を形成した。次いで、PETフィルムのもう一方の面に熱硬化型透明粘着剤層16を10μmの厚みで塗工し、その上に、貫通孔13が形成された厚さ500μmの反射シート12を貼りあわせた。その後、熱硬化型粘着層を硬化させて、長さ40mmの実施例1の光学機能部材20を完成させた。反射シート13は、多数の微細気泡を有する樹脂シートに打ち抜き加工を施すことにより形成され、シートの表裏面だけでなく、打ち抜き孔の側面に反射性能を有するものである。貫通孔13の粘着剤層16側の孔径は50μm、貫通孔13の側面14の傾斜角度θ1は、導光層11の第1の面11aの垂線に対して35度であり、貫通孔13の平均ピッチは約200μmである。
【0033】
実施例1の光学機能部材20のエッジから、LEDを用いて光を入れたときの、出光面11aの正面輝度の長さ方向分布を、図3に示すような平坦な状態と、図4に示すような曲率半径100mmで曲げた状態とでそれぞれ測定した。結果を図5及び図6に示す。
【0034】
(比較例1)
以下のようにして、図7に示す比較例1の光学機能部材30を形成した。
導光層11として厚さ50μmの透明PETフィルムを用い、このPETフィルムの片面に銀を蒸着して、反射部材15としての厚さ1μmの反射層を形成した。次いで、PETフィルムのもう一方の面に熱硬化型透明粘着剤層16を10μmの厚みで塗工し、その上に、厚さ200μmのレンズシート31を貼り合わせた。その後、熱硬化型粘着層を硬化させて、長さ40mmの比較例1の光学機能部材30を完成させた。レンズシート31は、厚さ150μmの透明PET基材32上に高さ50μmの単位レンズ33が複数形成されたものである。単位レンズ33の幅は、粘着剤層側で50μm、レンズ側壁の傾斜角度θ2は、導光層11の第1の面11aの垂線に対して35度であり、レンズの平均ピッチは約100μmである。
【0035】
比較例1の光学機能部材30のエッジから、LEDを用いて光を入れたときの、出光面11aの正面輝度の長さ方向分布を、図7に示すような平坦な状態と、図8に示すような曲率半径100mmで曲げた状態とでそれぞれ測定した。結果を図9及び図10に示す。
【0036】
図5,6,9,10の結果から明らかなように、本発明の光学機能部材においては、曲げた状態で用いる場合でも、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることできた。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の一実施形態にかかる光学機能部材を示す断面図である。
【図2】図1に示す光学機能部材の曲げた状態を示す断面図である。
【図3】実施例1の光学機能部材を示す断面図である。
【図4】図3に示す光学機能部材の曲げた状態を示す断面図である。
【図5】平坦な状態の実施例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図6】曲げた状態の実施例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図7】比較例1の光学機能部材を示す断面図である。
【図8】図7に示す光学機能部材の曲げた状態を示す断面図である。
【図9】平坦な状態の比較例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図10】曲げた状態の比較例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図11】従来の光学機能部材の例を示す断面図である。
【図12】従来の光学機能部材の他の例を示す断面図である。
【図13】従来の光学機能部材の不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
【0038】
10 光学機能部材
11 導光層
11a 第1の面
11b 第2の面
12 反射シート
13 貫通孔
14 貫通孔の側面
15 反射部材
16 粘着剤層
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ディスプレイ等のバックライトユニットや、照明装置に用いられる面光源装置において、照明光路制御に使用される光学機能部材に関する。
【背景技術】
【0002】
LCD用バックライトや照明装置においては、エッジ部に設けられた光源と、光源からの光を面発光に変える平板状の導光部材(導光板又は導光フィルムともいう)とを有する面光源装置が用いられている。面光源装置としては、光源からの光を導光部材の平板面から均一に且つ効率よく面発光させるために、レンズシートや光拡散シートを備えたものが知られている。通常は、レンズシートや光拡散シートを導光部材上に重ねて載置され、これにより、導光部材に入射した光をシートと垂直な方向に転向させている。
【0003】
近年では、上記レンズシートや光拡散シートなどの光学部品の数を減らすために、或いは、面光源装置を薄型化するために、導光部材に光転向機能を付加した構成が考案されている。
【0004】
例えば、特許文献1には、図11(a)に示すように、発光ダイオードを有する光源50と、導光体51と、支持フィルム53上に複数のレンズ54がアレイ状に形成されたレンズシート52と、反射膜56とを備えた面光源装置が開示されている。特許文献1では、各レンズ54の平坦な頂部54aを導光体51に貼り付けることで、導光体51とレンズシート52とが一体化されている。このような構成では、図11(b)に示すように、導光体51の側面から入射した光は、導光体51の上面と下面との間で空気との屈折率差による全反射を繰り返しながら伝搬し、レンズ54を介して上向きに転向される。
【0005】
また、特許文献2では、図12に示すように、光源60と、導光体61と、基材層63表面に接着剤層66を介して接着された複数のマイクロプリズム64からなるレンズシート62とを有するバックライト装置が開示されている。このような構成においても、図示のように、導光体61の側面から入射した光は、導光体61と空気との屈折率差による全反射を繰り返しながら伝搬し、マイクロプリズム64を介して上向きに転向される。
【0006】
平板状の導光部材とレンズシートとを一体化する方法としては、例えば、特許文献1に記載されているように、フィルム状の導光部材(以下、導光フィルムという)を用いて、導光フィルムのロールとレンズシートのロールとを連続的に送り出し、両者を貼り合わせた後に巻き取るという、ロール・ツー・ロールプロセスで作成することが試みられている。
【特許文献1】特許第3826145号公報
【特許文献2】米国特許第5,396,350号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のような導光部材に光転向機能を付加した光学機能部材においては、導光部材として、透明樹脂フィルムなどの柔軟で薄くて軽い材料を用いることで屈曲可能に構成されたものが知られている。このような光学機能部材は、自由に曲げることができるので、面光源装置及びそれを備える液晶表示装置の設計自由度を高めることができる。
【0008】
しかしながら、屈曲可能な光学機能部材を曲げた状態で使用する場合には、平坦な状態で使用する場合に比べ、空気に対する屈折率差をより大きいものにする必要があるが、一般にはそのような導光フィルムを得ることができず、図13に示すように、導光フィルム51内を伝搬される光が導光フィルム51と空気との界面から必要でない方向に出射してしまい、出射面全体から均一に光が出射することができず、面全体からの出射光の均一性が著しく悪化する。
【0009】
そこで、本発明の目的は、曲げた状態で使用する場合にも、出射面全体からの出射光の均一性に優れる光学機能部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第1の態様は、光透過性材料からなる導光層と、厚さ方向に貫通孔が形成され、該貫通孔の側面にも反射性能を有する、前記導光層の第1の面側に設けられた反射シートと、前記導光層の第1の面とは反対の第2の面側に設けられた反射部材とを有することを特徴とする光学機能部材である。
【0011】
本発明の第2の態様は、前記第1の態様にかかる光学機能部材において、前記導光層、前記反射シート、及び前記反射部材の合計の厚さが、700μm以下であることを特徴とする。
【0012】
本発明の第3の態様は、前記第1又は第2の態様にかかる光学機能部材において、前記貫通孔の側面は、前記導光層の前記第1の面に向かって該貫通穴の断面積が小さくなるような傾斜面を有することを特徴とする。
【0013】
本発明の第4の態様は、前記第1から第3のいずれかの態様にかかる光学機能部材において、前記反射シートは、両面反射シートであることを特徴とする。
【0014】
本発明の第5の態様は、前記第1から第4のいずれかの態様にかかる光学機能部材において、前記貫通孔の側面は、拡散反射性能を有することを特徴とする。
【0015】
本発明の第6の態様は、前記第1から第5のいずれかの態様にかかる光学機能部材において、前記導光層と前記反射シートとの間に、透明粘接着剤層が介在することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明の光学機能部材によれば、光学機能部材を曲げた状態で使用する場合においても、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることができる。すなわち、従来の光学機能部材においては、導光層内に入射した光が、導光層と空気との屈折率差による全反射を利用して伝搬され、レンズ等を介して出射されるのに対し、本発明の光学機能部材においては、導光層内に入射した光が、導光層の第1の面側に設けられた反射シートと第2の面側に設けられた反射部材との間で高反射率で反射しながら伝搬され、反射シートに形成された貫通孔に入射した光が、反射性能を有する貫通孔の側面で反射して出射される。このため、光学機能部材を曲げた状態で使用する場合においても、導光層から必要でない部分へ出射することがなく、出射光のムラを防止し、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる光学機能部材10を示す断面図である。光学機能部材10は、光透過性材料からなる導光層11と、導光層11の第1の面11a側に設けられた反射シート12と、導光層11の第1の面11aとは反対の第2の面11b側に設けられた反射部材15とを有している。反射シート12は、厚さ方向に形成された複数の貫通孔13を有しており、これら貫通孔13の側面14も反射性能を有している。
以下、各構成部材について詳細に説明する。
【0018】
<導光層>
導光層11は、図1に示すように、光源に面して配置される光入射面11cから遠ざかるに従って厚みが減少するテーパー部と、平板状の導光本体部とを有している。このような構成によれば、光入射面11cが広いので、光源からの光を効率よく入射することができるとともに、面光源装置の薄型化に寄与することができる。
【0019】
導光層11の構成材料としては、自由に曲げることができる光透過性材料を用いることができ、例えば、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレートなどの透明樹脂フィルムが挙げられる。
【0020】
導光層11の厚さは、特に限定されず、例えば400μm以下の薄い導光層を採用することができるが、100μmよりも薄いものが屈曲性に優れるため好ましい。
また、屈曲性および薄型軽量化の観点からは、導光層11、反射シート12、及び反射部材15の合計の厚さが700μm以下であることが好ましい。
【0021】
<反射シート>
反射シート12は、図1に示すように、厚さ方向に形成された複数の貫通孔13を有している。貫通孔13は、上述のように、その側面にも反射性能を有している。
このような貫通孔13の側面にも反射性能を有する反射シート12としては、
(1)多数の微細気泡を有する樹脂シートに打ち抜き加工を施すことにより形成され、シートの表裏面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を有するもの、
(2)打ち抜き加工を施された樹脂シートを、微細発泡処理することにより形成され、シートの表裏面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を有するもの、
(3)金属板に打ち抜き加工を施すことにより、シートの表裏面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を付与したもの、
(4)打ち抜き加工が施された樹脂シートに銀などの金属を蒸着あるいはスパッタリングすることにより金属膜を形成し、樹脂シートの片面及び打ち抜き孔の側面に反射性能を付与したもの
などを例示することができる。
【0022】
これらのうち、上記(1)及び(2)の反射シートを用いる場合には、貫通孔13の側面14に拡散反射性能を付与することができるので、面発光の輝度ムラの低減に効果的である。また、上記(1)〜(3)の反射シートは、いずれも両面反射シートであることから、太陽光や室内光の外光が反射シート12の上面で反射することで輝度を上げることに効果的である。また、外光反射効果で十分な輝度が得られる際には、導光層へ光導入する光源への投入電力量を減らす、あるいは止めることもできるため省エネにも効果的である。
特に両面反射シートは白色であることが好ましい。
【0023】
反射シート12の厚さは、特に限定されないが、屈曲性の観点からは、50〜690μm程度であることが好ましく、また、上述のように、導光層11、反射シート12、及び反射部材15の合計の厚さが700μm以下であることが好ましい。
【0024】
最終的に出てくる光を本光学機能部材から垂直な方向の光として、正面輝度を上げるためには厚さ方向に貫通していればよく、垂直であっても、斜めに傾いていてもよい。さらに正面輝度を上げるためには、貫通孔13の側面14は、導光層11の第1の面11aに向かって貫通孔13の断面積が小さくなるような傾斜面であることが好ましい。側面14の傾斜角度、すなわち、導光層11の第1の面11aと垂直な線に対する傾斜角θは、特に限定されないが、20°〜40°程度であることが好ましい。このように貫通孔13の側面14が傾斜面を有することで、導光層11から出る光が貫通孔13の側面14で反射させて本光学機能部材に垂直な光へと転向できる。
【0025】
貫通孔13の導光層11側の孔径については特に限定されず、例えば10〜100μm程度であることが好ましい。また、貫通孔13の平均ピッチについても特に限定されず、例えば30〜200μm程度であることが好ましい。特に貫通孔の形状は円形に限定されず楕円形や矩形でもよく、またひとつの形状ではなく、複数の形状の組み合わせでも良い。
【0026】
反射シート12を導光層11に貼り合わせる方法としては、導光層11の第1の面11a上に透明粘着剤層を設け、この粘着剤層を介して、両者を貼り合わせる方法を採用することができる。粘着剤層としては、例えば、熱、あるいは紫外線等の放射線を照射することにより硬化する刺激硬化型粘着剤を好適に使用することができる。
【0027】
<反射部材>
反射部材15としては、一般的な反射フィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに酸化チタン等のフィラー、気泡などを内填した白色PETフィルムや、PET等の樹脂フィルムに銀などの金属を蒸着あるいはスパッタリングすることにより金属反射膜を形成した反射フィルムなどを使用することができる。PET等の樹脂フィルムに金属反射膜を形成した場合には、樹脂フィルムを導光層として機能させ、金属反射膜を反射部材として機能させることができる。
【0028】
なお、導光層11、反射シート12、及び反射部材15の合計の厚さは、700μm以下であることが好ましい。
【0029】
上記構成の光学機能部材10を曲げた状態で使用する場合、図2に示すように、導光層11内に入射した光は、導光層11の第1の面11a側に設けられた反射シート12と第2の面11b側に設けられた反射部材15との間で高反射率で反射しながら伝搬され、反射シート12に形成された貫通孔13に入射した光が、反射性能を有する貫通孔13の側面14で反射して出射される。
【0030】
従来の光学機能部材においては、導光層内に入射した光が、導光層と空気との屈折率差による全反射を利用して伝搬されるのに対し、本発明の光学機能部材においては、反射シート12と反射部材15との間で高反射率で反射しながら伝搬されるので、光学機能部材10を曲げた状態で使用する場合においても、導光層から必要でない部分へ出射することがない。また、光学機能部材10を曲げた状態では、導光層11の樹脂は曲率に合わせて伸縮し、樹脂の密度が増減するので、導光層11内での光の相対的な進行位置は、平坦な状態で使用する場合と比べて殆ど変化しない。さらに、貫通孔13においては、反射シート12の曲率に合わせて外部側の孔径は、導光層11側の孔径よりも大きくなるので、貫通孔13に入射した光が側面14で反射して外部へ出射される光の出射面(第1の面)11aの垂線に対する出射角度及び光の量は、平坦な状態と曲げた状態とでほとんど変化しない。これらの結果、光学機能部材10を曲げた状態で使用する場合でも、出射光のムラを防止し、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることができる。
【0031】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0032】
(実施例1)
以下のようにして、図3に示す実施例1の光学機能部材20を形成した。
導光層11として厚さ50μmの透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用い、このPETフィルムの片面に銀を蒸着して、反射部材15としての厚さ1μmの反射層を形成した。次いで、PETフィルムのもう一方の面に熱硬化型透明粘着剤層16を10μmの厚みで塗工し、その上に、貫通孔13が形成された厚さ500μmの反射シート12を貼りあわせた。その後、熱硬化型粘着層を硬化させて、長さ40mmの実施例1の光学機能部材20を完成させた。反射シート13は、多数の微細気泡を有する樹脂シートに打ち抜き加工を施すことにより形成され、シートの表裏面だけでなく、打ち抜き孔の側面に反射性能を有するものである。貫通孔13の粘着剤層16側の孔径は50μm、貫通孔13の側面14の傾斜角度θ1は、導光層11の第1の面11aの垂線に対して35度であり、貫通孔13の平均ピッチは約200μmである。
【0033】
実施例1の光学機能部材20のエッジから、LEDを用いて光を入れたときの、出光面11aの正面輝度の長さ方向分布を、図3に示すような平坦な状態と、図4に示すような曲率半径100mmで曲げた状態とでそれぞれ測定した。結果を図5及び図6に示す。
【0034】
(比較例1)
以下のようにして、図7に示す比較例1の光学機能部材30を形成した。
導光層11として厚さ50μmの透明PETフィルムを用い、このPETフィルムの片面に銀を蒸着して、反射部材15としての厚さ1μmの反射層を形成した。次いで、PETフィルムのもう一方の面に熱硬化型透明粘着剤層16を10μmの厚みで塗工し、その上に、厚さ200μmのレンズシート31を貼り合わせた。その後、熱硬化型粘着層を硬化させて、長さ40mmの比較例1の光学機能部材30を完成させた。レンズシート31は、厚さ150μmの透明PET基材32上に高さ50μmの単位レンズ33が複数形成されたものである。単位レンズ33の幅は、粘着剤層側で50μm、レンズ側壁の傾斜角度θ2は、導光層11の第1の面11aの垂線に対して35度であり、レンズの平均ピッチは約100μmである。
【0035】
比較例1の光学機能部材30のエッジから、LEDを用いて光を入れたときの、出光面11aの正面輝度の長さ方向分布を、図7に示すような平坦な状態と、図8に示すような曲率半径100mmで曲げた状態とでそれぞれ測定した。結果を図9及び図10に示す。
【0036】
図5,6,9,10の結果から明らかなように、本発明の光学機能部材においては、曲げた状態で用いる場合でも、平坦な状態で使用する場合と同程度の正面輝度及び輝度分布を得ることできた。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の一実施形態にかかる光学機能部材を示す断面図である。
【図2】図1に示す光学機能部材の曲げた状態を示す断面図である。
【図3】実施例1の光学機能部材を示す断面図である。
【図4】図3に示す光学機能部材の曲げた状態を示す断面図である。
【図5】平坦な状態の実施例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図6】曲げた状態の実施例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図7】比較例1の光学機能部材を示す断面図である。
【図8】図7に示す光学機能部材の曲げた状態を示す断面図である。
【図9】平坦な状態の比較例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図10】曲げた状態の比較例1の光学機能部材について、長さ方向の正面輝度分布を示すグラフである。
【図11】従来の光学機能部材の例を示す断面図である。
【図12】従来の光学機能部材の他の例を示す断面図である。
【図13】従来の光学機能部材の不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
【0038】
10 光学機能部材
11 導光層
11a 第1の面
11b 第2の面
12 反射シート
13 貫通孔
14 貫通孔の側面
15 反射部材
16 粘着剤層
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光透過性材料からなる導光層と、
厚さ方向に貫通孔が形成され、該貫通孔の側面にも反射性能を有する、前記導光層の第1の面側に設けられた反射シートと、
前記導光層の第1の面とは反対の第2の面側に設けられた反射部材と
を有することを特徴とする光学機能部材。
【請求項2】
前記導光層、前記反射シート、及び前記反射部材の合計の厚さが、700μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の光学機能部材。
【請求項3】
前記貫通孔の側面は、前記導光層の前記第1の面に向かって該貫通穴の断面積が小さくなるような傾斜面を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学機能部材。
【請求項4】
前記反射シートは、両面反射シートであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光学機能部材。
【請求項5】
前記貫通孔の側面は、拡散反射性能を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学機能部材。
【請求項6】
前記導光層と前記反射シートとの間に、透明粘接着剤層が介在することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学機能部材。
【請求項1】
光透過性材料からなる導光層と、
厚さ方向に貫通孔が形成され、該貫通孔の側面にも反射性能を有する、前記導光層の第1の面側に設けられた反射シートと、
前記導光層の第1の面とは反対の第2の面側に設けられた反射部材と
を有することを特徴とする光学機能部材。
【請求項2】
前記導光層、前記反射シート、及び前記反射部材の合計の厚さが、700μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の光学機能部材。
【請求項3】
前記貫通孔の側面は、前記導光層の前記第1の面に向かって該貫通穴の断面積が小さくなるような傾斜面を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学機能部材。
【請求項4】
前記反射シートは、両面反射シートであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光学機能部材。
【請求項5】
前記貫通孔の側面は、拡散反射性能を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学機能部材。
【請求項6】
前記導光層と前記反射シートとの間に、透明粘接着剤層が介在することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学機能部材。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2010−15833(P2010−15833A)
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−175003(P2008−175003)
【出願日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年1月21日(2010.1.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【Fターム(参考)】
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