JP2002022909A - 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット - Google Patents
光学シート及びこれを用いたバックライトユニットInfo
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Abstract
性が低い輝線防止層を有する光学シート及びこの光学シ
ートを用いて輝度を向上できかつ輝度ムラの発生を防止
できるバックライトユニットの提供を目的とするもので
ある。 【解決手段】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
る輝線防止層5が輝線発生帯域に積層された光学シート
1であって、上記輝線防止層5がその境界線に向かって
ドットパターンを漸減させたグラデーション印刷により
形成されたものであり、上記グラデーション印刷のドッ
トパターン及びドット径又はドット形状がランダムに形
成されていることを特徴とするものである。
Description
ックライトユニットに組み込まれる光拡散シートやプリ
ズムシート等に好適な光学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。
して発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下
面側にバックライトユニットが装備されている。かかる
バックライトユニット20は、一般的には図3に示すよ
うに、光源としての棒状のランプ21と、ランプ21に
端部が沿うように配置される方形板状の導光板22と、
導光板22の表面側に配設される光拡散シート23と、
光拡散シート23の表面側に配設されるプリズムシート
24とを備えている。
明すると、まず、ランプ21より導光板22に入射した
光線は、導光板22裏面の反射ドット又は反射シート
(図示されず)及び各側面で反射され、導光板22表面
から出射される。導光板22から出射した光線は光拡散
シート23に入射し、拡散され、光拡散シート23表面
より出射される。その後、光拡散シート23から出射さ
れた光線は、プリズムシート24に入射し、プリズムシ
ート24の表面に形成されたプリズム部24aによっ
て、略真上方向にピークを示す分布の光線として出射さ
れる。このように、ランプ21から出射された光線が、
光拡散シート23によって拡散され、またプリズムシー
ト24によって略真上方向にピークを示すように屈折さ
れ、さらに上方の図示していない液晶層全面を照明する
ものである。
ート24の集光特性を考慮し、プリズムシート24の表
面側にさらに光拡散シートやプリズムシートを配設する
バックライトユニットもある。
0は、構造上どうしてもランプ21側の輝度が大きくな
り過ぎるため、ランプ21に沿う外縁部やそれに対向す
る外縁部などの帯域に輝線(輝度が周囲より大きい線状
の部分)が発生する。そのため、光拡散シート23の裏
面のうち上記輝線が現れる帯域に、光線の透過を低減す
る輝線防止層25が積層され、全面にほぼ均一な輝度を
確保するようにしている。
ート23の裏面に積層される輝線防止層25は、従来、
白、黒、グレー等の印刷インクを用い、スクリーン印刷
等の印刷によって形成されたものであり、輝線防止層2
5の境界をぼかすグラデーション印刷がなされることも
ある。
止層25は光線を遮蔽するため、輝線防止層25の境界
やグラデーションパターンが見えてしまうおそれがあ
る。
ものであり、液晶画面からの視認性が低い輝線防止層を
有する光学シート及びこの光学シートを用いて輝度を向
上できかつ輝度ムラの発生を防止できるバックライトユ
ニットの提供を目的とするものである。
になされた発明は、光拡散機能によって輝線の発生を防
止する輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シー
トであって、上記輝線防止層がその境界線をぼかすよう
にドットパターンを漸進的に変化させたグラデーション
印刷により形成されたものであり、上記グラデーション
印刷のドットパターンがランダムに形成されていること
を特徴とするものである。
光、屈折などの光学的諸機能を有するシートを意味し、
具体的には、光拡散シート、プリズムシート等が該当す
る。また「輝線発生帯域」とは、バックライトユニット
において、本発明の輝線防止層が積層されていない場合
に輝線が発生する帯域を意味する。さらに「光拡散機
能」とは、透過する光線を拡散させる機能を意味する。
また「その境界線」とは、光学シートにおいて、輝線防
止層が積層された領域と輝線防止層が積層されていない
領域との境界線を意味する。
光線を分散させることで、輝線防止層が積層された帯域
の輝度を減少させ、輝線の発生を防止するものである。
このように当該光学シートの輝線防止層は、上記従来の
輝線防止層のように光線を遮蔽するものでなく、透過す
る光線を分散させるものであるため、光線ロスを低減す
ることができ、かつ、当該輝線防止層が液晶画面から見
えてしまうことを低減できる。
ってドットパターンを漸進的に変化させたグラデーショ
ン印刷により形成されていることから、輝線防止層の光
拡散性を傾斜させ、輝線防止層の境界線をぼかすことが
できる。そのため、輝線防止層の液晶画面からの視認性
をさらに低減させることができる。
パターンをランダムに形成することで、ドットパターン
が液晶表示画面で視認されることや輝線防止層の境界部
分が線状に現れることを防止する作用を格段に高めるこ
とができる。
明は、光拡散機能によって輝線の発生を防止する輝線防
止層が輝線発生帯域に積層された光学シートであって、
上記輝線防止層がその境界線をぼかすようにドットパタ
ーンを漸進的に変化させたグラデーション印刷により形
成されたものであり、上記グラデーション印刷のドット
径又はドット形状がランダムに形成されていることを特
徴とするものである。当該光学シートのように、グラデ
ーション印刷のドット径又はドット形状をランダムに形
成することでも、上記作用を同様に奏することができ
る。
印刷インクを用いるとよい。このように粘度の高い印刷
インクを用いると、印刷インクの表面張力が大きく、付
着後に広がり難いので、ドットの径が小さくなり、かか
る径の小さいことによって液晶画面上では一つ一つのド
ット自体が目だたなくなる。また、インクの粘度が高い
ことで、該インクによる印刷を行うための版の穴をイン
クが通過しにくくなり、ドットの径又はドット形状が不
安定になり、ドット径又はドット形状が結果的にランダ
ムになる。そのため、上記ランダムパターンを容易に形
成することができ、上述のドットパターン及び輝線防止
層の境界線の視認防止作用を促進させることができる。
かかる観点から、上記印刷インクの具体的な粘度として
は、30[Pa・s]以上90[Pa・s]以下が好適
である。
ては、バインダー中に光拡散剤を分散したものを用いる
ことができる。この手段によれば、印刷インク中に分散
する光拡散剤によって光拡散機能を発現させることがで
き、本発明の輝線防止層が有する上記特有の作用を奏す
ることができる。
以上90%以下にすることで、上述の輝線防止作用と、
光線ロスの低減作用及び輝線防止層の視認性の低減作用
とを共にバランスよく発揮させることができる。ここで
「ヘーズ値」とは、JIS−K−7105(プラスチッ
クの光学的特性試験方法)に規定する測定法Aによって
測定される雲価を意味する。
系統の顔料を混合するとよい。この手段のように顔料を
混合することで、光線の透過率を制御することができ、
その結果、輝線防止効果を制御することができる。ま
た、その顔料に青系統のものを使用することで、輝線防
止層部分が黄色く発現してしまうことを防止することが
できる。
と、この基材層の表面側に積層された光拡散層と、基材
層の裏面側に積層されたスティッキング防止層とを備え
た、つまり光拡散シートが好ましく、このスティッキン
グ防止層の裏面側に上記輝線防止層を積層するとよい。
一般的に光拡散シートの光拡散層の表面は凹凸があるた
め、比較的平らなスティッキング防止層外面に当該輝線
防止層を積層する方が、接着性が高く、綺麗なグラデー
ション印刷が可能になる。
プから発せられる光線を表面側に導く導光板と、(c)
この導光板の表面側に配置されて光線を表面方向に均一
に導く光学シートとを備えた液晶表示装置用のバックラ
イトユニットにおいて、この光学シートに上記本発明の
光学シートを使用すると、光線ロスを少なくして輝線の
発生を防止でき、その結果、輝度の向上及び輝度ムラの
防止を図ることができる。
明の実施の形態を詳説する。図1(a)は本発明の一実
施形態に係る光学シートを示す模式的断面図で、図1
(b)は(a)の光学シートの模式的底面図である。
散させる光拡散シートであり、基材層2と、この基材層
2の表面側に積層された光拡散層3と、基材層2の裏面
側に積層されたスティッキング防止層4と、このスティ
ッキング防止層4の裏面側に積層された輝線防止層5と
から構成されている。
あるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されて
いる。かかる基材層2に用いられる合成樹脂としては、
特に限定されるものではなく、例えば、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、アクリル樹
脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィ
ン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等が挙げ
られる。基材層2の厚みは、特には限定されないが、例
えば10μm以上500μm以下、好ましくは75μm
以上250μm以下とされる。基材層2の厚みが上記範
囲未満であると、光拡散層3を形成する樹脂組成物を塗
工した際にカールが発生しやすくなってしまうことがあ
る。逆に、基材層2の厚みが上記範囲を超えると、液晶
表示装置の輝度が低下してしまうことがあり、またバッ
クライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の
薄型化の要求に反することにもなる。
ー6中に分散するビーズ7から構成されている。このよ
うにビーズ7を分散させることにより、光拡散層3を裏
側から表側に透過する光線を均一に拡散させることがで
きる。またビーズ7は、その上端がバインダー6から突
出したものやバインダー6に埋設されているものを設け
ることで、光線をより良く拡散させることができる。か
かる光拡散層3の厚み(ビーズ7を除いたバインダー6
部分の厚みを意味する)は特には限定されないが、例え
ば1μm以上30μm以下程度とされている。
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、エポキシ樹脂等が挙げられる。またバインダー6に
は、上記のポリマーの他、例えば可塑剤、安定化剤、劣
化防止剤、分散剤等が配合されてもよい。
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、ポリアミド
等が挙げられる。
μm以下が好ましく、1μm以上50μm以下が特に好
ましい。これはビーズ7の粒径が上記範囲未満である
と、光拡散効果が不十分となってしまい、逆に、粒径が
上記範囲を越えると、光拡散層3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からである。当該ビー
ズ7の粒径は、任意に抽出した100個のビーズ7を顕
微鏡で拡大して粒子の直径を測定し、これを単純平均す
ることにより導出される。なお、ビーズ7が球形でない
場合は、任意の一方向におけるビーズ7の寸法とこれと
直交する方向におけるビーズ7の寸法とを平均した値と
する。
ダー6中のポリマー分100部に対して0.1部以上5
00部以下が好ましく、10部以上300部以下が特に
好ましい。これは、当該配合量が上記範囲未満である
と、光拡散効果が不十分となってしまい、逆に、当該配
合量が上記範囲を越えると、光拡散層3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からである。こ
こで、「部」で示す数値は質量を基準とした比を意味す
る。
とこのバインダー8中に分散するビーズ9とから構成さ
れ、バインダー8から突出したビーズ9によって導光板
(図3参照)とのスティッキングを防止するものであ
る。当該スティッキング防止層4のバインダー8及びビ
ーズ9も上記光拡散層3のバインダー6及びビーズ7と
同様である。
り、そのためビーズ9は互いに離間してバインダー8中
に分散している。一方、スティッキング防止層4の厚み
(ビーズ9を除いたバインダー8部分の厚みを意味す
る)は特には限定されないが、例えば1μm以上10μ
m以下程度とされている。そのため、ビーズ9の多くは
その下端がバインダー8から突出し、導光板とのスティ
ッキングを防止する。
に、スティッキング防止層4の裏面のうち、輝線が発生
する帯域、例えばランプ側の外縁部等に積層されてい
る。
であれば特に限定されるものではなく、例えば、蒸発乾
燥型インク、酸化重合型インク、加熱硬化型インク、2
液反応型インク、紫外線硬化型インク等が挙げられる。
中でも、グラデーション印刷に適している紫外線硬化型
インクが好ましい。
ましい。このように粘度の高い印刷インク10によれ
ば、表面張力が大きく、吐出された印刷インク10が垂
れ難いので、後述するドットの径が小さくなり、かかる
径の小さいことによって液晶画面上では一つ一つのドッ
ト自体が目だたなくなる。また、インクの粘度が高いこ
とで、該インクによる印刷を行うための版の穴をインク
が通過しにくくなり、ドットの径又はドット形状が不安
定になり、ドット径又はドット形状が結果的にランダム
になる。
30[Pa・s]以上90[Pa・s]以下が好適であ
る。これは、印刷インク10の粘度が上記範囲を超える
と、印刷が困難になり、逆に、上記範囲より小さいと、
ドット12の径が大きくなり、また、ドット径やドット
の形状をランダムにできなくなるからである。
線透過率を向上させる観点から透明(有色透明)とする
のが好ましく、特に無色透明とするのが好ましい。ま
た、以上の輝線防止層5について、印刷インク10中に
光拡散剤を分散することによって形成することができ
る。
粘度である30[Pa・s]以上90[Pa・s]とす
るにあたり、BL型粘度計を用い、測定インク温度を2
6[°C]として粘度の測定を行うことができる。この
粘度の測定に用いることができる粘度計の例として、
(株)トキメック社製のBL型粘度計を挙げることができ
る。
有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別
される。無機フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミ
ニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、
マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いる
ことができる。有機フィラーとしては、アクリル、アク
リロニトリル、無黄変ウレタン、スチレンなどを用いる
ことができる。印刷インク10による膨潤性の低さから
は無機フィラーが好ましく、有機フィラーの中ではウレ
タン系フィラーが好ましい。
るものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡
錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、光拡散
性を考慮するとビーズが好ましい。また光拡散剤11の
粒径は、1μm以上50μm以下が好ましく、2μm以
上20μm以下が特に好ましい。光拡散剤11の粒径が
上記範囲未満であると、光拡散効果が不十分となってし
まい、逆に、上記範囲を越えると、輝線防止層5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からで
ある。
配合量は、印刷インク10のポリマー分100部に対し
て10部以上80部以下が好ましく、20部以上60部
以下が特に好ましい。これは、当該配合量が上記範囲未
満であると、輝線防止効果が不十分となってしまい、逆
に、当該配合量が上記範囲を越えると、輝線防止層5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か
らである。
が存在する帯域は分散する光拡散剤11によって拡散性
が向上し、その高い拡散性によってその帯域の輝度を低
減させることができ、その結果、輝線の発生を防止する
ことができる。従って、遮光印刷により形成される従来
の輝線防止層と異なり、輝線防止層による光線ロスを小
さくすることができる。また、当該輝線防止層5は輝度
の低下に拡散性を利用しているため、従来の印刷による
輝線防止層のような液晶画面から輝線防止層5が視認さ
れることを低減できる。
いたドット印刷により形成されており、所定の径の複数
のドット12からなる。このドット12の配設パターン
は、配設密度を一の縁部から内方に漸進的に小さくし、
グラデーションを形成するよう構成されており、その結
果、輝線防止層5の光拡散性を輝線防止層5の存在領域
と不存在領域との境界線に向かって漸減させ、輝線防止
層5の境界線をぼかすことができる。そのため、輝線防
止層5の液晶画面からの視認性をさらに低減させること
ができる。また、当該輝線防止層5におけるドットパタ
ーンは、ランダムに形成されているため、規則的にグラ
デーションを付けたドットパターンの場合よりも輝線防
止層5の境界線をぼかす効果が大きくなる。
0μm以上200μm以下が好ましく、50μm以上1
50μm以下が特に好ましい。これは、ドット12の径
が上記範囲より小さいと、グラデーション印刷が技術的
に困難になり、逆に、上記範囲を超えると、ドット12
が液晶画面から見えてしまい、さらに輝線防止層5の内
方側の縁(境界部分)が暗く線状に発現してしまうこと
からである。
上90%以下が好ましく、15%以上50%以下が特に
好ましい。これは、輝線防止層5のヘーズ値が上記範囲
より小さいと、光拡散性が小さく、輝線の発生を防止し
きれなくなり、逆に、上記範囲を超えると、光拡散剤1
1の配合量を格段に多くする必要があり、その結果、グ
ラデーション印刷時に印刷用組成物の詰まり等が生じ、
良好な印刷が困難になることからである。
とによって、光線の透過率を制御することができ、その
結果、輝線防止効果を制御することができる。中でも、
青系統の顔料が好ましい。光拡散効果による輝線防止層
5はバックライト上では黄色く見える傾向があるが、上
述のように青系統の顔料を含有することで、その黄色味
を消すことができる。
刷インク100部に対して、0.02部以上2.0部以
下が好ましい。これは、当該青系統の顔料の含有質量が
上記範囲より小さいと、上記黄色く見えるのを消す効果
が小さく、逆に、上記範囲を超えると、青色が濃すぎ
て、ドット12が液晶画面から見えてしまい、さらに輝
線防止層5の内方側の縁(境界部分)が暗く線状に発現
してしまうことからである。
層、スティッキング防止層及び輝線防止層5から構成さ
れている点、及び、輝線防止層5がドットパターンのグ
ラデーション印刷により形成されている点で、上記図1
の光学シート1と同様であるが、輝線防止層5のドット
パターンが異なる。当該輝線防止層5のドットパターン
は、配設パターンがランダムであることに加えて、ドッ
ト径又はドット形状をもランダムとしている。そのた
め、上述の輝線防止層5の境界線をぼかす効果及びドッ
ト12の視認を防止する効果を促進させることができ
る。
に限定されるものではなく、例えばプリズムシートの裏
面に当該輝線防止層を積層することも可能である。ま
た、当該輝線防止層は拡散性によって輝線の発生を防止
するため、グラデーション印刷でなくても液晶画面から
の視認性は低減される。さらに、ランプ直下型バックラ
イトユニットにおいては、線状のランプの上方に輝線発
生帯域が線状に形成されるが、この場合は輝線発生帯域
が形成されるランプの上方位置にグラデーション印刷に
よって輝線防止層を積層するとよい。またグラデーショ
ン印刷には、上述のようにドットパターンを漸進的に変
化させる方法の他、樹脂組成物の坪量を傾斜させる方法
や光拡散剤11の配合量を傾斜させる方法などがある。
トによれば、輝線防止層による光線ロスを低減すること
ができ、かつ、輝線防止層が液晶画面から視認し難くな
る。従って、本発明の光学シートを用いたバックライト
ユニットは、輝度が向上され、かつ、輝度ムラの発生を
防止できる。
を示す模式的断面図で、(b)は(a)の光学シートの
模式的底面図である。
を示す模式的底面図である。
視図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
る輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シートで
あって、 上記輝線防止層がその境界線をぼかすようにドットパタ
ーンを漸進的に変化させたグラデーション印刷により形
成されたものであり、 上記グラデーション印刷のドットパターンがランダムに
形成されていることを特徴とする光学シート。 - 【請求項2】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
る輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シートで
あって、 上記輝線防止層がその境界線をぼかすようにドットパタ
ーンを漸進的に変化させたグラデーション印刷により形
成されたものであり、 上記グラデーション印刷のドット径又はドット形状がラ
ンダムに形成されていることを特徴とする光学シート。 - 【請求項3】 上記グラデーション印刷に粘度の高い印
刷インクが用いられている請求項1又は請求項2に記載
の光学シート。 - 【請求項4】 上記印刷インクの粘度が30[Pa・
s]以上90[Pa・s]以下である請求項3に記載の
光学シート。 - 【請求項5】 上記グラデーション印刷に用いる印刷イ
ンクがバインダー中に光拡散剤を分散したものである請
求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学シー
ト。 - 【請求項6】 上記輝線防止層のヘーズ値が10%以上
90%以下である請求項1から請求項5のいずれか1項
に記載の光学シート。 - 【請求項7】 上記グラデーション印刷に用いる印刷イ
ンクに青系統の顔料が混合されている請求項1から請求
項6のいずれか1項に記載の光学シート。 - 【請求項8】 透明な基材層と、この基材層の表面側に
積層された光拡散層と、基材層の裏面側に積層されたス
ティッキング防止層とを備えており、 このスティッキング防止層の裏面側に上記輝線防止層が
積層されている請求項1から請求項7のいずれか1項に
記載の光学シート。 - 【請求項9】 ランプと、このランプから発せられる光
線を表面側に導く導光板と、この導光板の表面側に配置
されて光線を表面方向に均一に導く請求項1から請求項
8のいずれか1項に記載の光学シートとを備えた液晶表
示装置用のバックライトユニット。
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