JP2003107211A - 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
晶表示装置の厚み、重量及び光線ロスを低減することが
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】 透明な基材層2と光学的機能を有する光
学層3とを備えており、さらに導電性高分子を含有する
導電性高分子層4を備えている光学シート1である。上
記導電性高分子としてポリアニリン、ポリアセチレン、
ポリピロール、ポリジアセチレン、ポリエチレンオキサ
イド、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ
ヘプタジエン、ポリジプロパギルアミン、ポリチエニレ
ンメチン及びこれらの誘導体からなる群より選択される
1種又は2種以上のものを用いるとよい。上記導電性高
分子層における導電性高分子の含有量としては50質量
%以上が好ましい。
Description
折、反射等の所定の光学的機能を有し、特に液晶表示装
置のバックライトユニット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(a)に
示すように、光源としての棒状のランプ21と、このラ
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、この導光板22の表面側に積層された複数枚
の光学シート23とを装備している。この光学シート2
3はそれぞれ、屈折、拡散等の特定の光学的機能を有す
るものであり、具体的には、導光板22の表面側に配設
される光拡散シート24、光拡散シート24の表面側に
配設されるプリズムシート25などが該当する。
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24に入射し、拡散され、光拡散シート24表面
より出射される。その後、光拡散シート24から出射さ
れた光線は、プリズムシート25に入射し、プリズムシ
ート25の表面に形成されたプリズム部25a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24によって拡散され、またプリズムシー
ト25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25などの集光特性を考慮し、光拡散シートやプリ
ズムシートなどの光学シート23をさらに配設したバッ
クライトユニットもある。
3(b)に示すように、透明な合成樹脂製の基材層26
と、この基材層26の表面に積層されかつ光拡散性を有
する光学層27とを備えるものが用いられており、この
光学層27はバインダー28中に樹脂ビーズ、ガラスビ
ーズ等の光拡散剤29が分散した構造を有している。ま
た、プリズムシート25としては、図3(a)に示すよ
うに、透明な合成樹脂製の基材層と、この基材層の表面
にストライプ状に突設された三角柱状のプリズム部(光
学層に相当する)25aとを一体又は別体に有するもの
が用いられている。つまり、バックライトユニット20
の光学シート23は、所定の光学的機能を奏するよう構
成されたものであり、光学的機能以外の機能を意図的に
付加したいわゆる複合機能化は進んでいない。
トユニット20が組み込まれた液晶表示装置は、ランプ
21やインバーターなどから電磁波が出ており、この電
磁波によって液晶表示画面にぶれやちらつきなどが発生
したり、ノイズとして他の計器類に誤作動を生じさせる
それがある。かかる不都合を防止するため、従来、液晶
表示装置にITO蒸着フィルムを装備したり、銅板や金
箔、銀箔、銅箔等のテープを配設することで、電磁波を
遮蔽している。しかし、これらの電磁波遮蔽手段では、
光学的機能部材以外の部材を付加するため、液晶表示装
置の厚み及び重量の増加を招来し、ひいては光線ロスの
増加のおそれがある。
ものであり、電磁波の遮蔽が可能な光学シート、及び、
液晶表示装置の厚み、重量及び光線ロスを低減すること
が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、透明な基材層と光学的機能を有する
光学層とを備えており、さらに導電性高分子を含有する
導電性高分子層を備えている光学シートである。
れず、有色透明、半透明等を含む概念である。「基材
層」とは光学シートとしての強度、形状等を保持するた
めの層である。「光学層」とは、拡散、屈折等の所定の
光学的機能を奏する層、例えば光拡散シートの光拡散
層、プリズムシートのプリズム部が形成されている層な
どを意味し、両層が明確に区別されず、一体に成形され
ている場合も含む概念である。
所定の光学的機能を奏することに加え、導電性高分子層
が有する導電性によってランプ等から発生する電磁波を
遮蔽することができる。そのため、電磁波による液晶表
示画面のぶれ・ちらつきや、他の計器類に対する誤作動
等の影響を防止することができる。また、上記電磁波遮
蔽作用を奏する導電性高分子層に含まれる導電性高分子
は透明性が比較的良好であることから、導電性高分子層
による光線透過率の低下は比較的小さく、上記光学的機
能に対する弊害が小さい。
ポリアセチレン、ポリピロール、ポリジアセチレン、ポ
リエチレンオキサイド、ポリフェニレンビニレン、ポリ
チオフェン、ポリヘプタジエン、ポリジプロパギルアミ
ン、ポリチエニレンメチン及びこれらの誘導体からなる
群より選択される1種又は2種以上のものを用いるとよ
い。これらの導電性高分子は、積層(成膜)が容易であ
り、加えて取扱性、安定性、耐久性、透明性等が良好で
あるため、当該光学シートに導電性を付与する材料とし
て好ましい。
の含有量としては50質量%以上が好ましい。このよう
に、導電性高分子の含有量を50質量%以上とすること
で、上記電磁波遮蔽作用を効果的に奏することができ
る。
(光学シートの外面側)に積層するとよい。このよう
に、光学シートの外面に導電性高分子層を積層すること
で、上記電磁波の遮蔽作用を効果的に奏することができ
る。
又は裏面に積層してもよい。通常、基材層の表面及び裏
面は平滑であるため、かかる基材層に対して導電性高分
子層を積層するのが製造上最も容易である。そのため、
当該手段によれば、導電性高分子層を均一厚さに形成す
ることや所定の厚さに制御することが容易であり、その
結果、上記電磁波遮蔽作用が促進される。
中に分散する光拡散剤とを有する、ビーズ塗工タイプの
光拡散シートに上記導電性高分子層を積層するとよい。
かかる光拡散シートの場合、透過光線を均一に拡散させ
ることを本質的機能とすることから、導電性高分子層の
積層によって多少透明性が低下しても、光拡散性の面か
らは弊害が少ない。
をストライプ状に有するプリズムシートに上記導電性高
分子層を積層してもよい。プリズムシートは通常バック
ライトユニットの表面側に配設されるため、この手段の
ようにプリズムシートに上記導電性高分子層を積層する
ことで、液晶パネルに最も近いところで電磁波を遮蔽す
ることが可能であり、液晶表示画面のぶれやちらつきを
効果的に抑えることができる。
が分散するスティッキング防止層をさらに備えるとよ
い。かかるスティッキング防止層によって、当該光学シ
ートと重ねて配設される導光板等とのスティッキングが
防止され、スティッキングによって液晶表示画面に生じ
る干渉模様や輝度ムラが抑えられる。
させて表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニ
ットにおいて、上記光学シートを備えると、従来の液晶
表示装置に使用されているITO蒸着フィルム等を省略
することができ、液晶表示装置の薄型化、軽量化及び輝
度向上を促進することができる。
明の実施の形態を詳説する。図1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2は図1の
光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断
面図である。
シートであり、基材層2と、この基材層2の表面に積層
される光学層(光拡散層)3と、基材層2の裏面に積層
された導電性高分子層4とを備えている。
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。中でも、耐熱性が高い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、ポリカーボネートが
好ましい。
定されないが、例えば10μm以上500μm以下、好
ましくは35μm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、光学層3を形成する
ための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、取扱いが困難になる等の不都合が発生す
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。
ダー5中に分散する光拡散剤6とから構成されている。
このように分散した光拡散剤6により、この光学層3を
裏側から表側に透過する光線を略均一に拡散させること
ができる。また、光拡散剤6の上端をバインダー5から
突出させることで、光線をより良く拡散させることがで
きる。なお、光学層3の厚み(光拡散剤6を除いたバイ
ンダー5部分の厚み)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5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。バインダー5
に用いられる合成樹脂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。
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、具体的には、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。有機フィラーの具体的な材料
としては、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、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、ポリアミド等を用いることができる。
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、中でも光拡
散性に優れる球状のビーズが好ましい。
m、特に5μm、さらに8μmが好ましく、光拡散剤6
の粒子径の上限としては35μm、特に30μm、さら
に25μmが好ましい。これは、光拡散剤6の粒子径が
上記範囲未満であると、光拡散剤6によって形成される
光学層3表面の凹凸が小さくなり、光拡散シートとして
必要な光拡散性を満たさないおそれがあり、逆に、光拡
散剤6の平均粒子径が上記範囲を越えると、光学シート
1の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になること
からである。
リマー分100部に対する配合量)の下限としては0.
1部、特に5部、さらに10部が好ましく、光拡散剤6
の配合量の上限としては500部、特に300部、さら
に250部が好ましい。これは、光拡散剤6の配合量が
上記範囲未満であると、光拡散性が不十分となってしま
い、一方、光拡散剤6の配合量が上記範囲を越えると光
拡散剤6を固定する効果が低下することからである。な
お、耐熱性、寸法安定性等の向上のために、基材層2中
又は光学層3のバインダー5中にコロイダルシリカ、コ
ロイダル酸化アルミニウム、コロイダル炭酸カルシウ
ム、スメクタイト、マイカ、酸化チタン、酸化ジルコ
ン、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、タ
ルク、アルミナ、硫酸バリウム、アスベストなどの無機
超微粒子を分散含有させてもよい。
として含有している。この導電性高分子としては、特に
限定されるものではなく、例えば(1)トランス−ポリ
アセチレン、シス−ポリアセチレン、ポリフェニルアセ
チレン、ポリフェニルクロロアセチレン、ポリ(1,6
−ヘプタジイン)、ポリ(1,4−ジアセチレン)等の
脂肪族共役系高分子、(2)ポリ(p−フェニレン)、
ポリ(m−フェニレン)、ポリナフタレン、ポリアント
ラセン、ポリビレン、ポリアズレン、ポリフルオレン等
の芳香族共役系高分子、(3)ポリピロール、ポリフラ
ン、ポリチオフェン、ポリセレノフェン、ポリテルロフ
ェン、ポリイソチアナフテン、ポリジチエノチオフェ
ン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリ(3−チオ
フェン−β−エタンスルホン酸)、ポリ(N−アルキル
ピロール)、ポリ(3−アルキルピロール)、ポリ
(3,4−ジアルキルピロール)、ポリ(2,2’−チ
エニルピロール)、ポリ(p−フェニレン−2,5−ピ
ラジン)、ポリカルバゾール等の複素環式共役系高分
子、(4)ポリ(p−フェニレンオキシド)、ポリ(p
−フェニレンスルフィド)、ポリ(p−フェニレンセレ
ニド)、ポリ(ビニレンスルフィド)、ポリアニリン、
ポリ(ジベンゾチオフェンスルフィド)等の含ヘテロ原
子共役系高分子、(5)ポリ(p−フェニレンビニレ
ン)、ポリ(p−フェニレンキシリデン)、ポリ(チエ
ニレンビニレン)、ポリ(フリレンビニレン)、ポリ
(1,4−ナフタレンビニレン)、ポリ(2,6−ナフ
タレンビニレン)等の混合型共役系高分子、(6)ポリ
アセン、ポリアセナセン、ポリペリナフタレン、ポリペ
ロアントラセン、ポリシアノアセチレン(ポリピリジノ
ピリジン)、ポリシアノジエン、ポリジシアノアセチレ
ン等の複鎖型共役系高分子、(7)ポリ(p−フェニレ
ン−1,3,5−オキサジアゾール)等のネットワーク
状共役系高分子、(8)その他、ポリ(N−ビニルカル
バゾール)、金属フタロシアニン系高分子などが挙げら
れる。中でも、透明性、取扱性、耐久性等に優れ、導電
性も高いポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロー
ル、ポリジアセチレン、ポリエチレンオキサイド、ポリ
フェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリヘプタジエ
ン、ポリジプロパギルアミン、ポリチエニレンメチン及
びこれらの誘導体が好ましく、これらの導電性高分子を
1種又は2種以上混合して使用することができる。な
お、これらの導電性高分子には種々のドナー又はアクセ
プタが添加され、導電性が高められている。
含有量としては、50質量%以上が好ましく、特に70
質量%以上、さらに90質量%以上が好ましい。これ
は、導電性高分子の含有量が上記範囲より小さいと、当
該光学シート1に付与される導電性が小さく、ひいては
上記電磁波遮蔽作用が小さくなってしまうことからであ
る。
積層量(単位面積当たりの導電性高分子のみの質量)の
下限としては0.1g/m2が好ましく、1g/m2が
特に好ましい。一方、上記導電性高分子の積層量の上限
としては30g/m2が好ましく、10g/m2が特に
好ましい。これは、導電性高分子の積層量が上記下限よ
り小さいと、導電性ひいては電磁波遮蔽作用が小さく、
逆に、導電性高分子の積層量が上記上限を超えると、導
電性高分子層4によって光線の透過率が低下してしまう
ことからである。
の他に、導電性高分子との相溶性が高く、かつ、透明性
が高い他の合成樹脂を含有してもよい。かかる透明合成
樹脂の含有によって導電性高分子層4の光線透過率の低
下を抑制することができる。その他、安定化剤、劣化防
止剤等が配合されてもよい。
に限定されるものではなく、導電性高分子の層状加工に
好適な公知の方法、例えば塗工等が採用される。
て説明する。当該光学シート1の製造方法は、(a)導
電性高分子を含有する樹脂組成物を塗工すること等の手
段で基材層2の裏面に導電性高分子層4を積層する工程
と、(b)バインダー5を構成する樹脂組成物に光拡散
剤6を混合することで光学層用塗工液を製造する工程
と、(c)この光学層用塗工液を基材層2の表面に塗工
することで光学層3を積層する工程とを有する。
って光拡散効果を奏し、導電性高分子層4によりランプ
等から発生する電磁波を遮蔽することができる。そのた
め、電磁波の漏洩による不都合、つまり液晶表示画面の
ちらつきや他の計器類の誤作動等を防止することができ
る。
の基材層2の表側に積層された光学層3と、基材層2の
裏面に積層された導電性高分子層4と、この導電性高分
子層4の裏面に積層されたスティッキング防止層12と
から構成されている。この基材層2、光学層3及び導電
性高分子層4は、図1の光学シート1と同様であるた
め、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光
学シート1も、光学層3によって光拡散効果を奏し、導
電性高分子層4によってランプ等から発生する電磁波を
遮蔽することができる。
13と、このバインダー13中に分散するビーズ14と
から構成されている。バインダー13としては光学層3
のバインダー5と同様のものが用いられ、ビーズ14と
しては光学層3の光拡散剤6と同様のものが用いられ
る。このスティッキング防止層12の厚み(ビーズ14
を除いたバインダー13部分の厚み)は特には限定され
ないが、例えば1μm以上10μm以下程度とされてい
る。
いるので、ビーズ14は互いに離間してバインダー13
中に分散している。そして、ビーズ14の多くはその下
端がバインダー13からごく少量突出している。そのた
め、この光学シート11を導光板と積層すると、突出し
たビーズ14の下端が導光板等の表面に当接し、光学シ
ート11の裏面の全面が導光板等と当接することがな
い。これにより、光学シート11と導光板等とのスティ
ッキングが防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが
抑えられる。
る。当該光学シート11の製造方法は、(a)導電性高
分子を含有する樹脂組成物を塗工すること等の手段で基
材層2の裏面に導電性高分子層4を積層する工程と、
(b)バインダー5を構成する樹脂組成物に光拡散剤6
を混合することで光学層用塗工液を製造する工程と、
(c)この光学層用塗工液を基材層2の表面に塗工する
ことで光学層3を積層する工程と、(d)バインダー1
3を構成する樹脂組成物にビーズ14を混合することで
スティッキング防止層用塗工液を製造する工程と、
(e)このスティッキング防止層用塗工液を導電性高分
子層4の裏面に塗工することでスティッキング防止層1
2を積層する工程とを有する。
1、導光板22、及び、光拡散シート24及びプリズム
シート25を含む光学シート23などから構成され、ラ
ンプ21から発せられる光線を分散させて表面側に導く
液晶表示装置用のバックライトユニット20において、
光拡散シート24として上記光学シート1、11を用い
ると、当該光学シート1、11によって電磁波が遮蔽さ
れるため、従来の液晶表示装置に使用されているITO
蒸着フィルム等を省略することができ、液晶表示装置の
薄型化、軽量化及び輝度向上を促進することができる。
に限定されるものではなく、例えば導電性高分子層4
は、基材層2の表面に積層することも可能であり、基材
層2の表面及び裏面の双方に積層することも可能であ
る。また、導電性高分子層4は、光学層3の表面又はス
ティッキング防止層12の裏面に積層することも可能で
ある。いずれの手段でも電磁波の遮蔽作用を奏する。一
方、導電性高分子層4はプリズムシートの裏面又は表面
(つまりプリズム面)に積層してもよく、同様に電磁波
の遮蔽作用を奏し、同様にバックライトユニットから電
磁波防止のためのITO蒸着フィルム等を省略すること
ができる。
トによれば、光学層によって所定の光学的機能を奏する
ことに加え、導電性高分子層によってランプ等から発生
する電磁波を遮蔽することができ、その結果、電磁波の
漏洩による不都合、つまり液晶表示画面のちらつきや他
の計器類の誤作動等を防止することができる。
トユニットによれば、当該光学シートが有する電磁波の
遮蔽効果により、従来の液晶表示装置に使用されている
ITO蒸着フィルム等を省略することができ、その結
果、液晶表示装置の薄型化、軽量化及び輝度向上を促進
することができる。
式的断面図である。
を示す模式的断面図である。
ユニットを示す模式的斜視図、(b)は一般的な光拡散
シートを示す模式的断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 透明な基材層と光学的機能を有する光学
層とを備えており、さらに導電性高分子を含有する導電
性高分子層を備えている光学シート。 - 【請求項2】 上記導電性高分子として、ポリアニリ
ン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリジアセチレ
ン、ポリエチレンオキサイド、ポリフェニレンビニレ
ン、ポリチオフェン、ポリヘプタジエン、ポリジプロパ
ギルアミン、ポリチエニレンメチン及びこれらの誘導体
からなる群より選択される1種又は2種以上のものが用
いられている請求項1に記載の光学シート。 - 【請求項3】 上記導電性高分子層における導電性高分
子の含有量が50質量%以上である請求項1又は請求項
2に記載の光学シート。 - 【請求項4】 上記導電性高分子層が表面側又は裏面側
に積層されている請求項1、請求項2又は請求項3に記
載の光学シート。 - 【請求項5】 上記導電性高分子層が基材層の表面又は
裏面に積層されている請求項1、請求項2又は請求項3
に記載の光学シート。 - 【請求項6】 上記光学層が、バインダーと、このバイ
ンダー中に分散する光拡散剤とを有する請求項1から請
求項5のいずれか1項に記載の光学シート。 - 【請求項7】 上記光学層が、三角柱状のプリズム部を
ストライプ状に有する請求項1から請求項5のいずれか
1項に記載の光学シート。 - 【請求項8】 バインダー中にビーズが分散するスティ
ッキング防止層をさらに備えている請求項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】 ランプから発せられる光線を分散させて
表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニットに
おいて、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の
光学シートを備えていることを特徴とする液晶表示装置
用のバックライトユニット。
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