JP2008026867A - バックライトユニット用光拡散シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＬＣＤのバックライトユニットに使用されるバックライトユニット用光拡散シートに関する。
【解決手段】側面または後面に位置する冷陰極蛍光ランプの輝線を効果的に遮蔽するために、基材フィルムとして、ヘイズ４０〜９５％、透過率５０〜９５％の内部拡散フィルムを使用することを特徴とし、前記内部拡散機能付きの基材フィルムの一面または両面に、透明な樹脂粒子とバインダー樹脂とを塗布したバックライトユニット用光拡散シートであって、これをバックライトユニットに装着した時、遮蔽性能が抜群に向上するので、高い遮蔽性能が求められるスリムＢＬＵの製造などに有用な効果がある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＣＤのバックライトユニットに使用されるバックライトユニット用光拡散シートに関し、さらに詳しくは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(ＴＦＴ−ＬＣＤ)または超ねじれネマティック液晶ディスプレイ(ＳＴＮ−ＬＣＤ)に使用される光拡散シートであって、ディスプレイの側面または後面に位置する冷陰極蛍光ランプから照射される線形光を通過して均一な面光を誘導し、鮮やかな光画像が得られるバックライトユニット用光拡散シートに関するものである。

一般に、ＬＣＤバックライト用光拡散シートは、小型のカーナビゲーション、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ポータブルテレビ、カムコーダーなどや、中・大型のノート・パンコン、デスクトップ用モニターなどで使用される、導光板の一断面に線形ランプが設置されることを特徴とするＷＥＤＧＥ型バックライトユニット、及び一つ以上のランプが設置、使用されるＳＩＤＥ型バックライトユニットにおいて、導光板から発せられた不均一な光を、バックライトユニットの前面方向を中心とする均一な光に切り替える機能を行い、ＴＶや一部大型モニターで使用される直下型、即ちバックライトの後面に多数の冷陰極蛍光ランプまたは平面ランプが設置される場合においても、線形に視認される光を拡散して、均一な前面方向中心分布の面光源化の機能を行い、光の分布中心を前面方向に切り替える役割から、正面方向の輝度を増加させる效果をもたらす。

このようなＬＣＤバックライト用光拡散シートの機能において、遮蔽機能と拡散機能を行い、輝度を向上させるために、透明な樹脂フィルムの上に、透明な有機樹脂粒子または無機樹脂粒子を、透明な樹脂バインダーとして塗布する方法が開発されてきた(日本国特開平７−１７４９０９号公報、韓国特許公開第２０００−００２７８６２号公報、韓国特許公開１９９８−００２０４３０号公報)。

ところが、前記のような従来の技術は、透明な樹脂フィルムの上に樹脂粒子を塗布しているため、薄型化しつつあるバックライトに求められる輝線の遮蔽性能を満足していない。
特開平７−１７４９０９号公報 韓国特許公開第２０００−００２７８６２号公報 韓国特許公開１９９８−００２０４３０号公報

本発明は、前記のような問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、従来の透明樹脂フィルムの代わりに、内部に有機拡散剤を混入して濁度を上げた内部拡散フィルムを基材として使用することで、光の屈折、散乱性を最大化し、拡散機能を向上させて、輝線の遮蔽力を抜群に向上させたバックライトユニット用光拡散シートを提供することである。

本発明の前記ならびにその他の目的と利点は、本明細書の実施形態及び添付図面から明らかになるだろう。

前記の目的を達成するための本発明によるバックライトユニット用光拡散シートは、透明基材フィルム内に有機拡散剤が分布された内部拡散フィルムとして、ヘイズ４０〜９５％、透過率５０〜９５％の光特性を有する内部拡散フィルムと、前記内部拡散フィルム上の少なくとも一面に、バインダー樹脂と透明な樹脂粒子により塗布された光拡散層と、を含むことを特徴とする。

望ましくは、前記透明な樹脂粒子は、粒径分布が平均粒径の±２０％内に８０％以上存在する単分散粒子と、前記単分散粒子よりも小さな平均粒径を有する粒子とが１種以上混用された粒子であることを特徴とする。

より望ましくは、前記小さな平均粒径を有する粒子は、２種以上の粒子であって、それぞれ最大平均粒径が３μｍ〜７μｍ、１μｍ〜３μｍであることを特徴とする。

さらに望ましくは、前記単分散粒子の最大平均粒径は、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする。

さらにまた望ましくは、前記バインダー樹脂の屈折率と前記透明基材フィルムの屈折率との差は、０.２２以下であり、前記バインダー樹脂の屈折率は、前記透明基材フィルムの屈折率よりも小さいことを特徴とする。

上述したように、本発明による光拡散シートによると、基材内部に有機拡散剤が添加された内部拡散フィルムを使用することによって、光の屈折、散乱性を最大化し、拡散機能を向上させて、高い輝線遮蔽力を有するなどの優れた光拡散シートを提供することができる効果がある。

従って、本発明による光拡散シートは、高い遮蔽性能が求められるスリムＢＬＵの製造などに有用である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき、さらに詳しく説明するが、これらの実施形態は本発明の具体例を示すためのものであって、本発明の範囲がこれらの実施形態に限定されないことは、当業界における通常の知識を有する者にとって自明であろう。

図１は、本発明の一実施形態による内部拡散フィルムを用いたバックライトユニット用光拡散シートの端面図であり、図２は、図１の平面図である。

図１に示されているように、内部拡散フィルム２は、有機拡散剤１と透明基材フィルム１’とから構成される。有機拡散剤(１)による内部光拡散層の形成において、光学的な機能は、有機拡散剤(１)により形成されたレンズの形状または屈曲の形状によって決められるが、有機拡散剤(１)のレンズの形状または屈曲の形状が多いほど、内部拡散フィルムの遮蔽機能と拡散機能が向上する。

前記内部拡散フィルム２において、透明基材フィルム１’は、熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレートなどと、これらを主成分とする共重合体、またはこれらの樹脂の混合物などのポリエステル系樹脂が望ましく、また、有機拡散剤１は、熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどと、これらを主成分とする共重合体、またはこれらの樹脂の混合物などのポリオレフイン系樹脂などが望ましい。

ここで、透明基材フィルム１’としては、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが最も望ましい。この２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、機械的強度、耐熱性、透明性及び平坦性などに優れていることは主旨であり、このフィルムを基材のフィルムとして使用することによって、光拡散シートにおいても、その性能が発揮できるという長所がある。

一方、内部拡散フィルムの一面に形成された光拡散層(５)では、表面レンズの形状の面積を大きくするために、平均粒径７ミクロン以上の大きな粒子を使用することが望ましく、さらには１０ミクロン以上５０ミクロン以下の平均粒径を有する、粒径分布が平均粒径の±２０％内に８０％存在する粒子(以下、“単分散粒子”という)を使用することが望ましい。

このような粒径分布は、粒度分布測定器のＬＳ ＰＡＲＴＩＣＬＥＳＩＺＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ(コールター社製)により、光の散乱を用いて粒径を測定する方法を利用することができる。特に、後面に複数のランプを並べて発光量を大きくし、テレビ用に使用する直下型ＬＡＭＰ方式によるバックライトユニットにおいては、拡散機能の極大化による輝度の向上とランプの輝線を消す役割において、内部光拡散剤による屈折、散乱なくストレートに通過された光が輝線を作り、光の質を落とす。

従って、基材フィルムの内部に有機拡散剤を添加した内部拡散フィルムの使用により、拡散性を極大化し、表面レンズの形状の面積を大きくすることによって、拡散機能及び遮蔽力を上げ、それによる輝度上昇の效果を得るために、表面の透明な球形有機粒子３ａの最大平均粒径は、大きいほど有利であり、７ミクロン以上、更には１０ミクロン以上５０ミクロン以下の単分散粒子であることが望ましい。５０ミクロン以上の平均粒径の粒子を使用する場合には、湿式塗布が難しく、塗布液の分散も困難であるため、５０ミクロン以下にすることが望ましい。また、遮蔽機能の最大化のために表面に塗布する樹脂粒子は、最大平均粒径の粒子よりも小さな１種以上の粒子(３ｂまたは３ｃ)、望ましくは、２種以上の粒子(３ｂ、３ｃ)を混用することが望ましい。

望ましい実施形態において、前記小さな２種の粒子の最大平均粒径はそれぞれ、３μｍないし７μｍ、１μｍないし３μｍであることが望ましい。

光拡散層５に使用される光拡散剤としては、球形の透明粒子が好適であり、透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、シリコン粒子などの有機粒子と、合成シリカ、ガラスビーズ、ダイヤモンドなどの無機粒子を使用しても良く、これらの光拡散剤を単独あるいは２種以上混合して使用しても良い。

光拡散フィルムの光拡散層(５)に使用されるバインダー樹脂は、透明でなければならず、ポリメタクリル酸メチルまたはメタクリル酸エステル共重合体などのアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ビニル系、ポリエステル系、ポリアミド系などの樹脂の中から単独または２種以上を混合して使用しても良い。この透明なバインダー樹脂の屈折率は、透明基材フィルム１’の屈性率との差が０.２２以下であり、且つ透明基材フィルム１’の屈折率よりも小さな値でなければならない。バインダー樹脂の屈折率が透明基材フィルム１’の屈折率より大きいと、透明樹脂層から光拡散層へ向かう光の進行方向において、光拡散層と透明基材フィルム１’との境界面で、光の透過よりは反射が多くなり、光透過率が低下する。また、屈折率の差が０.２２以上であると、光拡散層５と透明基材フィルム１’との境界面で、光の屈折及び散乱が多くなり、高い輝度が得られる光拡散フィルムの製造が難しくなる。

透明な基材フィルムに前記光拡散剤と有機樹脂バインダーとを溶剤に希釈し塗布する方法としては、ナイフ塗布法、グラビア転移塗布法、リバースロール塗布法などの通常の湿式塗布法を使用することができる。

この時、塗布の厚さは、最大平均粒径を有する粒子の１５０％を超えないようにすると、均一な塗布表面の望ましい效果が得られる。

塗布の厚さが、最大平均粒径を有する粒子の１５０％を越えると、単位面積当たりの粒子量の過剰により、輝度が低下するおそれがある。

このような内部拡散フィルムの一面に形成された光拡散層の裏面には、スリップ性を付与し、裁断及び組立作業時のスクラッチの発生を抑制するために硬度を上げ、異物の混入を防止するために帯電防止機能のある塗布層を形成することもできる。

以下、本発明に関る実施例及び比較例を示す。下記の実施例及び比較例の塗布液の組成において、各構成成分の重量を示す重量部は、総塗布液組成物を１００重量部に基準した時の重量部である。

（実施例１）
内部拡散フィルム(東レ(株)製 ＱＥ３１−１２５μｍ、Ｈａｚｅ：９２、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：９０)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂(愛敬化学製:Ａ−８１１)：１８.２重量部
−硬化剤(愛敬化学製：ＤＮ９８０Ｓ)：１.８重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−１５００ 単分散平均粒径１５μｍ)：１８.１重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−５００ 単分散平均粒径５μｍ)：５.０重量部
−メチルエチルケトン：２８.３重量部
−トルエン：２８.３重量部

(実施例２)
内部拡散フィルム(東レ(株)製 ＱＥ３２−１２５μｍ、Ｈａｚｅ：４０、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：９２)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂(愛敬化学製:Ａ−８１１)：１８.２重量部
−硬化剤：(愛敬化学製：ＤＮ９８０Ｓ)１.８重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−１５００ 単分散平均粒径１５μｍ)：１８.１重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−５００ 単分散平均粒径５μｍ)：５.０重量部
−メチルエチルケトン：２８.３重量部
−トルエン：２８.３重量部

(実施例３)
内部拡散フィルム(東レ(株)製 ＰＹ−２−１１０μｍ、Ｈａｚｅ：８５、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：９０)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂(愛敬化学製:Ａ−８１１)：２４.５重量部
−硬化剤(愛敬化学製：ＤＮ９８０Ｓ)：２.５重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−１５００Ｈ 単分散平均粒径１５μｍ)：１４.０重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−５００ 単分散平均粒径５μｍ)：５.９重量部
−メチルエチルケトン：２９.３重量部
−トルエン：２９.３重量部

(実施例４)
内部拡散フィルム(東レ(株)製 ＰＹ−３−１１０μｍ、Ｈａｚｅ：９３、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：６８)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂(愛敬化学製:Ａ−８１１)：２４.５重量部
−硬化剤(愛敬化学製：ＤＮ９８０Ｓ)：２.５重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−１５００Ｈ 単分散平均粒径１５μｍ)：１４.０重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−５００ 単分散平均粒径５μｍ)：５.９重量部
−メチルエチルケトン：２９.３重量部
−トルエン：２９.３重量部

(実施例５)
内部拡散フィルム(東レ(株)製 ＰＹ−４−１１０μｍ、Ｈａｚｅ:９３、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：５７)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂(愛敬化学製:Ａ−８１１)：２４.５重量部
−硬化剤(愛敬化学製：ＤＮ９８０Ｓ)：２.５重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−１５００Ｈ 単分散平均粒径１５μｍ)：１４.０重量部
−合成樹脂粒子(綜研化学株式会社製：ＭＸ−５００ 単分散平均粒径５μｍ)：５.９重量部
−メチルエチルケトン：２９.３重量部
−トルエン：２９.３重量部

(比較例１)
実施例１と同様の塗布液を、内部拡散フィルムではなく、透明樹脂フィルム(東レセハン(株)製 ＸＵ４２、１８８μｍ)の一面に、マイクログラビアを用いて塗布し、光拡散シートを製造した。

（比較例２）
実施例３と同様の塗布液を、内部拡散フィルムではなく、透明樹脂フィルム(東レセハン(株)製 ＸＵ４２、１８８μｍ)の一面に、マイクログラビアを用いて塗布し、光拡散シートを製造した。

(実験例)
実験例１：ヘイズ(ＨＡＺＥ)の評価
実施例１から５及び比較例１、２によって製造された光拡散シートのヘイズ(ＨＡＺＥ)を評価する実験を行った。ＡＳＴＭ Ｄ−１００３に基づいて測定し、測定機器は、日本電色工業株式会社製モデル１０００を用いた。

実験例２：遮蔽力の評価
実施例１から５及び比較例１、２によって製造された光拡散シートの遮蔽力を評価する実験を行った。トプコン社製ＢＭ−７装備を用いてバックライト組立上の正面輝度を等間隔３０Ｐｏｉｎｔに測定し、式１のように定義し、数値化した。

前記表１より、実施例１から５のように、内部に有機拡散剤を添加した内部拡散フィルムを基材として制作した光拡散シートは、比較例１、２のように、透明樹脂フィルムを記載として制作した光拡散シートと比べ、優れた遮蔽力を有することが分かる。また、実施例１から５のように、内部へイズが高く、透過率の低い内部拡散フィルムが、優れた遮蔽力を具現できることが分かる。

上述した実施形態は、本発明を具体的に示すためのものであり、本発明の権利範囲を制限するものではない。また、本発明の単なる変形ないし変更は、全て本発明の範囲内にあるものと考えられることを理解するであろう。

本発明の一実施形態による内部拡散フィルムを用いたバックライトユニット用光拡散シートの端面図である。 図１の平面図である。

符号の説明

１：有機拡散剤
１'：透明基材フィルム
２：内部拡散フィルム
３ａ：単分散樹脂粒子
３ｂ、３ｃ：樹脂粒子
４：バインダー樹脂
５：光拡散層

Claims (5)

1. バックライトユニット用光拡散シートにおいて、
   透明基材フィルム(１’)内に有機拡散剤(１)が分布された内部拡散フィルム(２)として、ヘイズ４０〜９５％、透過率５０〜９５％の光特性を有する内部拡散フィルム(２)と、
   前記内部拡散フィルム(２)上の少なくとも一面に、バインダー樹脂(４)と透明な樹脂粒子(３ａ、３ｂ、３ｃ)により塗布された光拡散層(５)と、を含むことを特徴とする、バックライトユニット用光拡散シート。
2. 前記透明な樹脂粒子は、粒径分布が平均粒径の±２０％内に８０％以上存在する単分散粒子と、前記単分散粒子よりも小さな平均粒径を有する粒子とが１種以上混用された粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
3. 前記小さな平均粒径を有する粒子は、２種以上の粒子であって、それぞれ最大平均粒径が３μｍ〜７μｍ、１μｍ〜３μｍであることを特徴とする、請求項２に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
4. 前記単分散粒子の最大平均粒径は、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
5. 前記バインダー樹脂(４)の屈折率と前記透明基材フィルム(１’)の屈折率との差は、０.２２以下であり、
   前記バインダー樹脂(４)の屈折率は、前記透明基材フィルム(１’)の屈折率よりも小さいことを特徴とする、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のバックライトユニット用光拡散シート。

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