JP2000321403A

JP2000321403A - 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット

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Publication number: JP2000321403A
Application number: JP11125865A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Masaki; 均正木
Original assignee: Keiwa Inc
Current assignee: Keiwa Inc
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-06
Also published as: JP3262764B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光軸方向を調整する必要がなく、輝度が高く
てムラのない光拡散シート及びこれを用いたバックライ
トユニットを提供すること。【解決手段】基材層４と、この基材層４の表側面に形
成された上側ビーズ層６と、基材層４の下側に形成され
た下側ビーズ層８とから、光拡散シート２が構成されて
いる。基材層４には、非結晶性合成樹脂が主成分として
用いられている。光拡散シート２は光軸を有さない。上
側ビーズ層６によって光拡散シート２の上側面が非平滑
とされており、下側ビーズ層８によって光拡散シート２
の下側面が非平滑とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトユニットに用いられる光拡散シート及びこれ
を用いたバックライトユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に組み込まれるバックライ
トユニットとして、裏側から表側（すなわち画面側）に
向かって、導光板、光拡散シート、プリズムシート及び
光コントロールシートが積層されたものが従来用いられ
ている。このバックライトユニットでは、まず、導光板
の端部に設けられた蛍光管より発せられた光線が、導光
板内に導かれる。次に、この光線は導光板裏側の反射ド
ット又は反射シート及び導光板側面で反射され、表側の
光拡散シートに導かれる。そして、光線は光拡散シート
を通過する際に拡散され、さらに表側のプリズムシート
に送られる。光線は、プリズムシートによってその分布
中心が画面とほぼ垂直となるように向きを変えられ、さ
らに表側の光コントロールシートに送られる。この光コ
ントロールシートは特定方向の光軸を有する透明な合成
樹脂シートにより構成されており、ｐ偏光を透過させ、
ｓ偏光は反射させて再帰させる。反射されたｓ偏光は導
光板や光拡散シートなどによりｐ偏光及びｓ偏光に変換
され、再び光コントロールシートに送られる。これによ
り、透過すれば光コントロールシート表側の偏向膜で吸
収されるｓ偏光をも使用し、結果として液晶表示装置の
輝度が高められる。光コントロールシートを通過した光
線は、バックライトユニットの表側に設けられた液晶部
へと送られる。

【０００３】液晶部の裏側面には、偏向膜が設けられて
いる。この偏向膜の裏側面は平滑である。また、前述の
光コントロールシートの表側面も平滑である。従って、
バックライトユニットと偏向膜とを重ね合わせると、光
コントロールシートの表側面と偏向膜の裏側面とが部分
的に密着してしまう、いわゆるスティッキングが生ずる
ことがある。スティッキング部分では光線が漏れ出し、
液晶表示装置の画面全体としては輝度のムラが生じてし
まう。

【０００４】かかる光コントロールシートと偏向膜との
スティッキングを防止する目的で、光コントロールシー
トの表側に表面及び裏面が非平滑のシートが配設される
ことがある。このシートは、ある程度光線を拡散させる
ので、光コントロールシートに起因する液晶表示装置の
色ムラを防止する役割をも果たす。なお、このシートの
材料としては、バックライトユニットで生ずる熱によっ
ても伸縮しにくいという点で、例えば２軸延伸されたポ
リエチレンテレフタレート等の耐熱性の合成樹脂シート
が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ポリエチレンテレフタ
レートは結晶性の合成樹脂であるので、これから得られ
たスティッキング防止用のシートは光軸を有するものと
なり、特に延伸された場合はこの傾向が顕著となる。一
方、光コントロールシートも光軸を有するので、スティ
ッキング防止用のシートの光軸が光コントロールシート
の光軸に対してずれると、光線の通過が妨げられてバッ
クライトユニットから液晶部へと送られる光線の量が低
下してしまう。従って、液晶表示装置の輝度が低下した
り、輝度ムラが生じたりしてしまう。

【０００６】輝度ムラ等を抑えるには、両者の光軸を一
致させるか、又は直交させる必要がある。上記スティッ
キング防止用のシートは合成樹脂シート原反から裁断さ
れるが、光軸が特定方向となるようにシートを裁断する
作業は慎重を要し、バックライトユニットの生産性を低
下させるという問題がある。また、製造された原反はロ
ットによって光軸方向が異なっており、しかも、ロット
相互間のみならず、同一ロット内でも部位によって光軸
方向がばらついているので、如何に慎重に裁断を行って
も、スティッキング防止用のシートの光軸と光コントロ
ールシートの光軸とを完全に一致等させることができな
いという問題がある。

【０００７】本発明はこれらの問題に鑑みてなされたも
のであり、光軸方向を調整する必要がなく、輝度が高く
てムラのないスティッキング防止用の光拡散シート及び
これを用いたバックライトユニットを提供することを目
的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた発明は、シート面が非平滑であり、非結晶
性合成樹脂を主成分とする基材層を備え、光コントロー
ルシートとこの光コントロールシートの表側面に位置す
る偏向膜との間に配設される光拡散シートである。ここ
で「シート面」とはシートの表面及び裏面を意味する。

【０００９】本発明に係る上記光拡散シートは、その基
材層が非結晶性合成樹脂を主成分としているため、ほと
んど光軸を有さない。従って、光拡散シートの製造に裁
断方向の制約を受けることがない。また、当該光拡散シ
ートをバックライトユニットに用い、光コントロールシ
ートと偏向膜との間に配設すると、両者のスティッキン
グを防止でき、その結果、液晶表示装置の輝度のムラが
防止され、しかも輝度を高めることができる。

【００１０】当該光拡散シートにおいて、基材層の材質
としては、ある程度の耐熱性を有するポリカーボネート
が好ましい。

【００１１】また当該光拡散シートにおいて、上記シー
ト面を非平滑にする手段として、樹脂ビーズを樹脂バイ
ンダー中に分散させたビーズ層を基材層に積層する方法
やエンボス加工により基材層に凹凸を形成する方法があ
る。かかる手段により光拡散シートの両面が非平滑とな
るので、光コントロールシートと偏向膜とのスティッキ
ングが防止される。また、非平滑のシート面によってあ
る程度透過する光線を拡散させる作用があるので、光コ
ントロールシートに起因する液晶表示装置の色ムラを防
止する役割も果たす。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明を
詳説する。図１は本発明の一実施形態に係る光拡散シー
トを示す模式的断面図で、図２は図１の光拡散シートを
用いたバックライトユニットを液晶部の偏向膜と共に示
す概略構成図で、図３の（ａ）、（ｂ）及び図４は図１
の光拡散シートとは異なる形態の光拡散シートを示す模
式的断面図である。

【００１３】図１の光拡散シート２は、基材層４と、基
材層４の表側面に形成された上側ビーズ層６と、基材層
４の下側に形成された下側ビーズ層８とを備えている。
この基材層４には、非結晶性合成樹脂が主成分として用
いられている。このため、延伸されない場合はもちろ
ん、多少延伸された場合でも、分子の配向がほとんど起
こらない。従って、この光拡散シート２は光軸を有さな
い。用いられる非結晶性合成樹脂としては、例えばポリ
カーボネート、アクリル、ポリスチレン等が挙げられ
る。なかでも、比較的耐熱性に優れるという理由より、
ポリカーボネートを用いるのが好ましい。

【００１４】基材層４の厚みは、特には限定されない
が、例えば５０μｍ以上５００μｍ以下、１００μｍ以
上２５０μｍ以下が特に好ましい。厚みが上記範囲未満
であると、光拡散シート２の耐熱性が低下して、バック
ライトユニットで生じる熱によって撓みが発生してしま
うことがある。逆に、厚みが上記範囲を超えると、バッ
クライトユニットが厚くなりすぎてコンパクト化の要請
に反することとなってしまうことがある。

【００１５】上側ビーズ層６は、樹脂バインダー１０と
この樹脂バインダー１０中に分散した樹脂ビーズ１２と
から構成されている。上側ビーズ層６により、光拡散シ
ート２の上側面が非平滑とされる。この光拡散シート２
では、上側ビーズ層６は光拡散シート２の上側面を非平
滑とすれば足りるので、樹脂ビーズ１２同士は互いに離
間して配置されているが、樹脂ビーズ１２の配合量を増
やして樹脂ビーズ１２同士が接するように、上側ビーズ
層６が構成されてもよい。

【００１６】樹脂バインダー１０に用いられる合成樹脂
としては、例えばアクリル系樹脂、ポリウレタン、ポリ
エステル、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミ
ドイミド等が挙げられる。樹脂バインダー１０中には、
上記の合成樹脂の他、例えば可塑剤、安定化剤、劣化防
止剤、分散剤、帯電防止剤等が配合されてもよい。樹脂
バインダー１０は光線を透過させる必要があるので透明
とされており、特に無色透明が好ましい。

【００１７】樹脂ビーズ１２は略球形であり、その材質
としては、例えばアクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル等が挙
げられる。樹脂ビーズ１２は光拡散シート２を透過する
光線量を多くするため透明とするのが好ましく、特に無
色透明とするのが好ましい。

【００１８】樹脂ビーズ１２の平均粒子直径は、０．１
μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１μｍ以上２５μｍ
以下が特に好ましい。樹脂ビーズ１２の平均粒子直径が
上記範囲未満であると、光拡散シート２の表側面の粗度
が低くなってスティッキング防止効果が不十分となって
しまうことがある。逆に、平均粒子直径が上記範囲を越
えると、上側ビーズ層６を形成する樹脂組成物の塗工が
困難となってしまうことがある。

【００１９】上側ビーズ層６の厚み（樹脂ビーズ１２を
除いた樹脂バインダー１０部分の厚み）は、０．１μｍ
以上５０μｍ以下が好ましい。上側ビーズ層６の厚みが
上記範囲未満であると、干渉模様が発生してしまうこと
がある。逆に上側ビーズ層６の厚みが上記範囲を超える
と、基材層４がカールしてしまうことがある。

【００２０】上側ビーズ層６は、樹脂ビーズ１２の先端
が樹脂バインダー１０から突出するように構成されてい
る。これにより、偏向膜とのスティッキングが防止され
る。本発明では、このように実用上のバックライトユニ
ットにおいてスティッキングを防止できるようなシート
表面の状態を「非平滑」と称している。

【００２１】上側ビーズ層６は、樹脂バインダー１０を
形成する液状樹脂中に樹脂ビーズ１２が配合されたもの
を、ロールコート法等の既知のコート法により基材層４
上に塗工し、硬化させることにより形成される。樹脂ビ
ーズ１２の配合量は、樹脂バインダー１０中の合成樹脂
１００重量部に対して０．１重量部以上５００重量部以
下が好ましく、０．５重量部以上３００重量部以下が特
に好ましい。配合量が上記範囲未満であると、光拡散シ
ート２の表側面の粗度が低くなってスティッキング防止
効果が不十分となってしまうことがある。逆に、配合量
が上記範囲を越えると、上側ビーズ層６の拡散性能が高
くなりすぎ、輝度低下が起こる。

【００２２】下側ビーズ層８は、樹脂バインダー１０と
この樹脂バインダー１０中に分散した樹脂ビーズ１２と
から構成されている。下側ビーズ層８により、光拡散シ
ート２の下側面が非平滑とされ、光コントロールシート
とのスティッキングが防止される。下側ビーズ層８の構
成は、上側ビーズ層６の構成とほぼ同等である。

【００２３】図２は、図１の光拡散シート２が用いられ
たバックライトユニットが、液晶部の偏向膜１４ととも
に示された模式的平面図である。図２における上側が表
側（すなわち液晶表示装置の画面側）であり、下側が裏
側である。このバックライトユニットは、裏側から表側
に向かって導光板１６、光拡散シート１８、第一プリズ
ムシート２０、第二プリズムシート２２、光コントロー
ルシート２４及び光拡散シート２が順次積層されてい
る。導光板１６の一端には、蛍光管２６が設けられてい
る。なお、図示されていないが、偏向膜１４の表側には
液晶部の他の部材である表示画素、液晶ポリマー層、カ
ラーフィルター等が設けられている。

【００２４】蛍光管２６から発せられた光線は導光板１
６に送られ、導光板１６の底面に設けられた反射シート
又は反射ドット（図示されず）によって反射されて表側
の光拡散シート１８へ導かれる。光拡散シート１８は、
基材シート２８の表側面に樹脂ビーズが樹脂バインダー
に分散された拡散層３０を備えている。この拡散層３０
により、光拡散シート１８を通過する光線が拡散され、
表側へ均一な光線が送られる。基材シート２８の裏側面
には樹脂ビーズが樹脂バインダーに分散された非平滑層
３２が形成されている。この非平滑層３２により、導光
板１６と光拡散シート１８とのスティッキングが防止さ
れる。このような光拡散シート１８は、例えば実開平５
−７３６０２号公報等に開示されている。なお、バック
ライトユニットにおいて光拡散シート１８が省略される
場合や、例えばエンボス加工シート等の、光拡散シート
１８と同等の機能を有する他のシートと置換される場合
がある。

【００２５】光拡散シート１８を通過した光線は第一プ
リズムシート２０に導かれ、さらに第二プリズムシート
２２に送られる。第一プリズムシート２０及び第二プリ
ズムシート２２は、表側面に三角柱状のプリズム３４が
多数個形成された合成樹脂シートである。第一プリズム
シート２０及び第二プリズムシート２２により、光線は
その分布中心が画面とほぼ垂直となるように向きを変え
られる。第一プリズムシート２０と第二プリズムシート
２２とは、それぞれのプリズム３４の長手方向が一致す
るように配置されることもあるし、直交又は略直交する
ように配置されることもある。このバックライトユニッ
トには２枚のプリズムシートが設けられているが、設け
られるプリズムシートが１枚のみの場合があり、また、
全く設けられない場合もある。

【００２６】第二プリズムシート２２を通過した光線
は、さらに表側の光コントロールシート２４に送られ
る。この光線のうち、ｐ偏光が光コントロールシート２
４を透過し、ｓ偏光は光コントロールシート２４によっ
て反射される。反射されたｓ偏光は、第一プリズムシー
ト２０、第二プリズムシート２２、光拡散シート１８及
び導光板１６でさらに反射を繰り返し、ｐ偏光とｓ偏光
とに変換され、再び光コントロールシート２４に送られ
る。これを繰り返すことにより、液晶表示装置の輝度が
高められる。なお、光コントロールシート２４の表側面
及び裏側面は平滑又は略平滑である。

【００２７】光コントロールシート２４を通過した光線
は、光拡散シート２を通過し、偏向膜１４へと送られ
る。光拡散シート２の表側面及び裏側面は前述のように
非平滑であるので、裏側面が平滑である偏向膜１４及び
表側面が平滑又は略平滑である光コントロールシート２
４とのスティッキングが防止される。上側ビーズ層６及
び下側ビーズ層８には樹脂ビーズ１２が配合されている
ので、ここで光線がある程度拡散される。従って、より
均一な光線を表側に送ることができ、液晶表示装置の画
面の色ムラやギラツキを防止することができる。

【００２８】この光拡散シート２は、前述のように光軸
を有さない。従って、光軸を有する光コントロールシー
ト２４から送られた光線の通過が妨げられることがな
く、バックライトユニットから液晶部へと送られる光線
の量が低下してしまうことがない。よって、液晶表示装
置の輝度の低下や輝度ムラが生じない。

【００２９】図３（ａ）の光拡散シート３６は、基材層
３８の表面に上側ビーズ層６が積層され、上側ビーズ層
６が樹脂バインダー１０とこの樹脂バインダー１０中に
分散した樹脂ビーズ１２とから構成されている点で、上
記図１の光拡散シート２と同様であるため、同一番号を
付して説明を省略する。当該光拡散シート３６は、基材
層３８の裏面４０にエンボス加工によって凹凸が形成さ
れている点で上記光拡散シート２とは異なる。当該光拡
散シート３６も、表面は上側ビーズ層６によって非平滑
であり、裏面はエンボス加工によって非平滑である。従
って、上記光拡散シート２と同様に、光コントロールシ
ートと偏向膜とのスティッキングが防止でき、かつ、液
晶表示装置の色ムラを防止できる。

【００３０】図３（ｂ）の光拡散シート４２は、基材層
４４の裏面に下側ビーズ層８が積層されている点で、上
記光拡散シート２と同様であるため、同一番号を付して
説明を省略する。当該光拡散シート４２は、基材層４４
の表面４６にエンボス加工によって凹凸が形成されてい
る。これによって光拡散シート４２も非平滑性が獲得で
き、上記光拡散シート３６と同様に、光コントロールシ
ートと偏向膜とのスティッキングを防止し、かつ、液晶
表示装置の色ムラを防止している。

【００３１】図４の光拡散シート４８は、基材層５０の
表面５２及び裏面５４双方にエンボス加工で凹凸が形成
され、その結果、スティッキングの防止と液晶表示装置
の色ムラの防止を獲得している。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光軸方向を調整する必要がなく、輝度が高くてムラのな
いものを容易に得ることができる光拡散シート及びこれ
を用いたバックライトユニットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る光拡散シートを示す
模式的断面図である。

【図２】図１の光拡散シートを用いたバックライトユニ
ットを液晶部の偏向膜とともに示す概略構成図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施
形態に係る光拡散シートを示す模式的断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る光拡散シートを示
す模式的断面図である。

【符号の説明】

２、３６、４２、４８・・・光拡散シート４、３８、４４、５０・・・基材層６・・・上側ビーズ層８・・・下側ビーズ層１０・・・樹脂バインダー１２・・・樹脂ビーズ１４・・・偏向膜１６・・・導光板１８・・・光拡散シート２０・・・第一プリズムシート２２・・・第二プリズムシート２４・・・光コントロールシート２６・・・蛍光管２８・・・基材シート３０・・・拡散層３２・・・非平滑層３４・・・プリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 BA02 BA03 BA12 BA20 2H049 BA02 BA43 BA47 BB02 BB63 BC22 2H091 FA08Z FA21Z FA23Z FA31X FA31Z FA41Z FA42Z FB02 FB12 FC14 FD06 LA16 LA18 2K009 DD11 EE00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート面が非平滑であり、非結晶性合成樹脂を主成分とする基材層を備え、光コントロールシートとこの光コントロールシートの表
側面に位置する偏向膜との間に配設される光拡散シー
ト。
【請求項２】上記基材層がポリカーボネートを主成分
としている請求項１に記載の光拡散シート。
【請求項３】上記シート面を非平滑にする手段とし
て、樹脂ビーズを樹脂バインダー中に分散させたビーズ
層が基材層に積層されている請求項１又は請求項２に記
載の光拡散シート。
【請求項４】上記シート面を非平滑にする手段とし
て、エンボス加工により基材層に凹凸が形成されている
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光拡散シー
ト。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれか１項に
記載の光拡散シートを備えたバックライトユニット。