JP2016095380A - Light-diffusive member and backlight unit having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等のバックライトユニットに用いられる光拡散性部材に関する。 The present invention relates to a light diffusing member used in a backlight unit such as a liquid crystal display device.
バックライトユニットは、パソコン、タブレット端末、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、ナビゲーション装置、ゲーム機器などのカラー液晶表示装置に広く使われている。バックライトユニットは、光源を表示面の直下に配置し、拡散板を介して表示面側に光を出射するようにした直下型と、光源を表示装置の表示面と平行に配置された導光板の側面に配置し、導光板から光を出射するようにしたエッジライト型がある。いずれの場合にも、光源からの光を均一にするための光拡散性シートや、正面輝度を高めるためのプリズムシートが、拡散板或いは導光板の光出射面に配置される。 The backlight unit is widely used in color liquid crystal display devices such as personal computers, tablet terminals, mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), navigation devices, and game machines. The backlight unit includes a direct type in which a light source is arranged directly below the display surface and emits light to the display surface side through a diffusion plate, and a light guide plate in which the light source is arranged in parallel with the display surface of the display device There is an edge light type which is arranged on the side surface and emits light from the light guide plate. In either case, a light diffusing sheet for making the light from the light source uniform and a prism sheet for increasing the front luminance are arranged on the light emitting surface of the diffusing plate or the light guide plate.
近年、タブレット端末や携帯電話等の分野では、より高精細な映像が視認可能になり、液晶表示装置に備えられる液晶セルの画素がますます小さくなる傾向にある。画素が小さくなるに従い光源からの透過率が低下し、正面輝度も低下する。 In recent years, in the fields of tablet terminals, mobile phones, and the like, higher-definition images can be visually recognized, and the pixels of liquid crystal cells provided in liquid crystal display devices tend to become smaller. As the pixels become smaller, the transmittance from the light source decreases and the front luminance also decreases.
正面輝度の低下を改善するために、プリズムシートとして高屈折率の高い材料を用いるなどの提案もなされている。プリズムシートと組み合わせて用いる光拡散性シートについても、このような高屈折率材料に適した光拡散性シートの研究がなされている。例えば、特許文献1には、透明シートの両面に光拡散層を設けて光拡散性を高めるとともに高輝度化を図った光拡散シートが開示されている。
In order to improve the decrease in front luminance, proposals have been made such as using a material having a high refractive index as the prism sheet. As for the light diffusive sheet used in combination with the prism sheet, research on a light diffusive sheet suitable for such a high refractive index material has been conducted. For example,
また、エッジライト型のバックライトユニットでは、光拡散性シートは導光板に密着した状態で用いられるため、導光板へのスティッキングを防止したり、光拡散性シートが導光板に接触することによって導光板に発生する傷を防止するために、光拡散性シートの導光板に接する面に、スティッキング防止層或いはバックコート層を設けることが提案されている(特許文献2、3等)。
Further, in the edge light type backlight unit, the light diffusive sheet is used in close contact with the light guide plate, so that sticking to the light guide plate is prevented or the light diffusive sheet is guided by contacting the light guide plate. In order to prevent scratches generated on the light plate, it has been proposed to provide a sticking prevention layer or a backcoat layer on the surface of the light diffusive sheet that contacts the light guide plate (
特許文献1等に記載される両面に光拡散層を設けた光拡散シートは、光拡散層を片面のみに設けた光拡散シートに比べ、トレードオフの関係にある輝度の向上と光拡散性(ヘーズ)の向上を改善するものであるが、導光板への傷付き防止という点は考慮されておらず、課題が残る。
The light diffusing sheet provided with the light diffusing layer on both sides described in
一方、特許文献2、3等に記載される技術では、光拡散層の反対側に設けられる層は光学特性に影響を与えない程度の粒子を含むものであり、光拡散性の向上には寄与しない。
On the other hand, in the techniques described in
さらに本発明者らの検討によれば、光拡散層が導光板を傷付ける原因は大きく分けて二つあり、一つは密着時の加圧によって生じる加圧傷、他の一つは両者がすれ合う時に生じる摩耗傷である。特許文献2に記載される弾性のあるシリコーン粒子を用いたバックコート層は加圧傷に効果があると考えられるが、摩耗傷の抑制には満足する効果は得られていない。
Further, according to the study by the present inventors, the light diffusing layer can damage the light guide plate roughly in two. One is a pressure flaw caused by pressurization at the time of close contact, and the other is a scratch. It is a wear scar that occurs when fitting. Although the back coat layer using the elastic silicone particles described in
本発明は、光透過性(輝度)と光拡散性(ヘーズ)の両者の向上を図りつつ、導光板の傷の発生、特に加圧傷と摩耗傷の両者を抑制することを課題とする。 It is an object of the present invention to suppress the occurrence of scratches on the light guide plate, particularly both pressure scratches and wear scratches, while improving both light transmittance (luminance) and light diffusibility (haze).
上記課題を解決するため、本発明者らは、光拡散性シートの両面に光拡散性を持つ層を配置するとともに、これらの層に含まれる光拡散材の種類、含有量及び両面のバランス等について鋭意研究をした結果、両面の層において光拡散材の含有量を異ならせるとともに、裏面(道光板に対面する面)側の層に含まれる光拡散材としてナイロン粒子を用いることにより、導光板の加圧傷と摩耗傷の両者の発生を抑制できること、さらに両面の光拡散層に含有せしめる光拡散材の粒子径をそれぞれ特定の範囲にすることにより、高い輝度を保ちながらヘーズを高めることができること、を見出し、本発明に至ったものである。 In order to solve the above problems, the present inventors have arranged a layer having light diffusibility on both sides of the light diffusive sheet, and the type, content and balance of both sides of the light diffusing material contained in these layers. As a result of diligent research on the light guide plate, the content of the light diffusing material is made different between the layers on both sides, and nylon particles are used as the light diffusing material contained in the layer on the back surface (the surface facing the light guide plate). It is possible to suppress the occurrence of both pressure flaws and wear flaws, and to increase the haze while maintaining high luminance by making the particle size of the light diffusing material contained in the light diffusing layers on both sides into a specific range, respectively. The present inventors have found out what can be done and have arrived at the present invention.
すなわち本発明の光拡散性部材は、支持体の一方の面に第一の層を有し、前記支持体の他方の面に第二の層を有する光拡散性部材であって、前記第一及び第二の層は、バインダー樹脂と、光拡散性粒子とを含み、前記第一の層は、前記バインダー樹脂100重量部に対し前記光拡散性粒子を50重量部以上、150重量部以下含み、前記第二の層は、前記光拡散性粒子として、ナイロン粒子を前記バインダー樹脂100重量部に対し20重量部以上、40重量部以下含むことを特徴とする。 That is, the light diffusing member of the present invention is a light diffusing member having a first layer on one side of a support and a second layer on the other side of the support, And the second layer contains a binder resin and light diffusing particles, and the first layer contains 50 parts by weight or more and 150 parts by weight or less of the light diffusing particles with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The second layer contains nylon particles as the light diffusing particles in an amount of 20 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
また本発明のバックライトユニットは、導光板と、前記導光板の上に置かれる光拡散性部材と、前記光拡散性部材の上に置かれるプリズムシートとを備え、前記光拡散性部材は、本発明の光拡散性部材であって、前記第二の層が前記導光板に接するように配置されることを特徴とする。 The backlight unit of the present invention includes a light guide plate, a light diffusing member placed on the light guide plate, and a prism sheet placed on the light diffusing member, The light diffusing member of the present invention is characterized in that the second layer is disposed so as to be in contact with the light guide plate.
なお本発明の光拡散性部材は、厚みの薄いシート状の材料であり、厚みが1mmを超える光拡散板とは異なる範疇の材料である。 The light diffusing member of the present invention is a sheet-like material having a small thickness, and is a material in a category different from that of a light diffusing plate having a thickness exceeding 1 mm.
本発明の光拡散性部材によれば、光拡散性を有する層を両面に配置したことにより、光入射側にある光拡散層で拡散された光を光出射側にある光拡散層でさらに拡散することができ、光拡散機能を高めることができる。また高い光拡散性が得られるため、両光拡散層を合わせた光拡散層全体の厚みを薄くすることができ、光拡散層を透過する光量の低下を減らすことができ、バックライトユニット等に用いた時の輝度を向上することができる。 According to the light diffusing member of the present invention, the light diffusing layers are arranged on both sides, so that the light diffused by the light diffusing layer on the light incident side is further diffused by the light diffusing layer on the light emitting side. The light diffusion function can be enhanced. In addition, since high light diffusibility can be obtained, the total thickness of the light diffusing layer including both light diffusing layers can be reduced, and the reduction in the amount of light transmitted through the light diffusing layer can be reduced. The luminance when used can be improved.
また本発明の光拡散性部材によれば、バックライトユニットに組み込んだときに導光板と接触する側の層(第二の層)が所定量のナイロン粒子を含むことにより、ナイロン粒子が持つ耐摩耗傷性に加えて加圧傷防止性を付与することができる。 Further, according to the light diffusing member of the present invention, when the layer (second layer) on the side in contact with the light guide plate when incorporated in the backlight unit contains a predetermined amount of nylon particles, the nylon particles have a resistance to resistance. In addition to wear and scratch resistance, pressure scratch resistance can be imparted.
従来、傷つき防止性を付与するためのバックコート層にナイロン粒子を加える例はあるが、通常バックコート層に添加される量では摩耗傷防止効果は得られるものの加圧傷防止効果は得られない。一方、弾性のあるシリコーン粒子は加圧傷防止効果があると考えられ、摩耗傷防止と加圧傷防止をともに図るためには、ナイロン粒子とシリコーン粒子を併用することが考えられる。しかしシリコーン粒子は添加する粒子の量が多い場合、層から脱落しやすい。本発明では、ナイロン粒子を比較的多く用いることによって、予期しない加圧傷防止効果が得られ、且つ層からの脱落もなく、さらに光透過性を阻害することなく光拡散性の向上に寄与できる。 Conventionally, there is an example in which nylon particles are added to a backcoat layer for imparting scratch resistance. However, an amount added to the backcoat layer usually provides an abrasion scratch prevention effect, but a pressure scratch prevention effect cannot be obtained. . On the other hand, elastic silicone particles are considered to have an effect of preventing pressure flaws, and in order to prevent wear flaws and pressure flaws, it is conceivable to use nylon particles and silicone particles in combination. However, silicone particles easily fall off the layer when the amount of added particles is large. In the present invention, by using a relatively large amount of nylon particles, an unexpected pressure flaw prevention effect can be obtained, and there is no dropout from the layer, and it can contribute to an improvement in light diffusivity without impairing light transmittance. .
以下、本発明の光拡散性部材の実施形態を説明する。
本発明の光拡散性部材は、図1に模式的に示すように、支持体20と、支持体10を挟んで両側に設けられる第一の層(以下、第1光拡散層という)21及び第二の層(以下、第2光拡散層)22とを有している。第1光拡散層21及び第2光拡散層22は、それぞれ、バインダー樹脂と光拡散性粒子とを含む。以下の説明において、適宜、第1光拡散層21と第2光拡散層22をまとめて光拡散層と総称する。
Hereinafter, embodiments of the light diffusing member of the present invention will be described.
As schematically shown in FIG. 1, the light diffusing member of the present invention includes a
支持体20は、光学的透明性の高いプラスチックフィルムであれば特に制限されることなく使用することができる。例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブ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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニル、ノルボルネン化合物等が使用できる。このうち、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエチレンテレフタレートフィルムが、機械的強度や寸法安定性に優れる点で好ましい。
The
支持体20は、光拡散層21、22との接着性を向上させるために、表面にコロナ放電処理を施したり、易接着層を設けることができる。易接着層は、支持体20の材料と光拡散層21、22を構成するバインダー樹脂との接着性を高める材料であり、例えば支持体20がポリエチレンテレフタレートフィルムであって光拡散層のバインダー樹脂がアクリル系樹脂の場合、ポリウレタンなどが用いられる。なお、支持体の厚みは、通常10〜400μm程度であることが好ましい。
The
第1光拡散層21と第2光拡散層22を構成するバインダー樹脂の材料は共通しているため、まとめて説明する。
Since the materials of the binder resin constituting the first
バインダー樹脂は、支持体と同様に光学的透明性の高い高分子材料からなる。公知の電離放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等のいずれも使用することができる。 The binder resin is made of a polymer material having high optical transparency like the support. Any of known ionizing radiation curable resins, thermosetting resins, thermoplastic resins and the like can be used.
電離放射線硬化性樹脂としては、電離放射線(紫外線または電子線)の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより3次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリフルオロアルキルアクリレート、シリコーンアクリレート等が使用できる。さらにこれらのアクリル系プレポリマーは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性を向上させ光拡散層の硬度をより向上させるために、光重合性モノマーを加えることが好ましい。 As the ionizing radiation curable resin, a photopolymerizable prepolymer that can be crosslinked and cured by irradiation with ionizing radiation (ultraviolet ray or electron beam) can be used. An acrylic prepolymer having at least one acryloyl group and having a three-dimensional network structure by crosslinking and curing is particularly preferably used. As the acrylic prepolymer, urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, melamine acrylate, polyfluoroalkyl acrylate, silicone acrylate and the like can be used. Furthermore, these acrylic prepolymers can be used alone, but it is preferable to add a photopolymerizable monomer in order to improve the cross-linking curability and further improve the hardness of the light diffusion layer.
光重合性モノマーとしては、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等の2官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能アクリルモノマー等の1種若しくは2種以上が使用される。 As photopolymerizable monomers, monofunctional acrylic monomers such as 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, butoxyethyl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, diethylene glycol One kind of bifunctional acrylic monomer such as diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hydroxypivalate ester neopentyl glycol diacrylate, etc., or polyfunctional acrylic monomer such as dipentaerythritol hexaacrylate, trimethylpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate or the like Two or more are used.
上述した光重合性プレポリマー及び光重合性モノマーの他、紫外線照射によって硬化させる場合には、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を用いることが好ましい。 In addition to the above-described photopolymerizable prepolymer and photopolymerizable monomer, it is preferable to use additives such as a photopolymerization initiator and a photopolymerization accelerator when curing by ultraviolet irradiation.
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, benzoin, benzylmethyl ketal, benzoylbenzoate, α-acyloxime ester, thioxanthone and the like.
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合障害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等が挙げられる。 Further, the photopolymerization accelerator is capable of reducing the polymerization obstacle due to air at the time of curing and increasing the curing speed. For example, p-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester, p-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, etc. Can be mentioned.
熱硬化性樹脂としては、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、フラン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、グアナミン系樹脂、ケトン系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。これらは単独でも使用可能であるが、架橋性、架橋硬化塗膜の硬度をより向上させるためには、硬化剤を加えることが望ましい。 Thermosetting resins include silicone resins, phenolic resins, urea resins, melamine resins, furan resins, unsaturated polyester resins, epoxy resins, diallyl phthalate resins, guanamine resins, ketone resins, Examples include amino alkyd resins, urethane resins, acrylic resins, and polycarbonate resins. These can be used alone, but it is desirable to add a curing agent in order to further improve the crosslinkability and the hardness of the crosslinked cured coating film.
硬化剤としては、ポリイソシアネート、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、カルボン酸などの化合物を、適合する樹脂に合わせて適宜使用することができる。 As the curing agent, a compound such as polyisocyanate, amino resin, epoxy resin, or carboxylic acid can be appropriately used in accordance with a suitable resin.
熱可塑性樹脂としては、ABS樹脂、ノルボルネン樹脂、シリコーン系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、スルフォン系樹脂、イミド系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン系樹脂、ゴム系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。 As thermoplastic resins, ABS resin, norbornene resin, silicone resin, nylon resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, modified polyphenylene ether resin, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, sulfone resin, imide resin, fluorine resin Resin, styrene resin, acrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, polyester resin, urethane resin, nylon resin, rubber resin, polyvinyl ether, polyvinyl Examples include alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl pyrrolidone, and polyethylene glycol.
なお、これら熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂のうち、光拡散層とした際の塗膜強度や、良好な透明性が得られる観点から、アクリル系樹脂の熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。また、これら熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂は、それぞれ熱硬化性樹脂どうし或いは熱可塑性樹脂どうしを複数種組み合わせた複合樹脂として用いることもできる。 Of these thermosetting resins or thermoplastic resins, acrylic resin thermosetting resins or thermoplastic resins are used from the viewpoint of obtaining coating strength when the light diffusing layer is used and good transparency. It is preferable. Moreover, these thermosetting resins or thermoplastic resins can also be used as thermosetting resins or composite resins in which a plurality of types of thermoplastic resins are combined.
バインダー樹脂は、第1光拡散層21と第2光拡散層22とで、同じでも異なっていてもよい。但し、後述する光拡散性部材に発生しうる「反り」を考慮して材料を選択することが好ましい。
The binder resin may be the same or different between the first
第1光拡散層21に含まれる光拡散性粒子としては、一般に光拡散材として用いられる有機粒子や無機粒子を用いることができるが、透明性や光学的性質に優れる有機粒子が好適である。有機粒子として、具体的には、ポリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、メラミンやベンゾグアナミンなどのアミノ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素樹脂などの合成樹脂粒子が挙げられる。これら合成樹脂粒子は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
As the light diffusing particles contained in the first
第1光拡散層21は、本発明の光拡散性部材をバックライトユニットに用いた場合、好適には光出射側となる層であり、良好な光出射特性が得られる表面形状とヘーズを有することが好ましい。表面形状は、具体的には、平均表面粗さRaで0.2〜1.0μmであることが好ましい。またヘーズは、第2光拡散層を設けた状態で85〜95%となるように調整されていることが好ましい。
When the light diffusing member of the present invention is used in a backlight unit, the first
このような光学特性を得るために、第1光拡散層21に含まれる光拡散性粒子の平均粒子径は、層の厚みにもよるが、好ましくは1〜5μm、より好ましくは2〜4μmである。
In order to obtain such optical characteristics, the average particle diameter of the light diffusing particles contained in the first
また第1光拡散層21における光拡散性粒子の含有量(phr:per hundred resin)は、バインダー樹脂100重量部に対し50重量部以上が好ましく、70重量部以上がより好ましい。またバインダー樹脂100重量部に対し150重量部以下が好ましく、120重量部以下がより好ましい。光拡散粒子の含有量を50重量部以上とすることにより、光拡散性が得られ、150重量部以下とすることにより、輝度の低下を防止できる。なおここでいうバインダー樹脂100重量部は、樹脂成分と硬化剤成分とを合わせた量である(以下、バインダー樹脂を基準とする含有量については同様である)。
Further, the content of light diffusing particles (phr: per hindered resin) in the first
第1光拡散層21の厚みは、好ましくは2〜7μm、より好ましくは3〜6μmである。光拡散層の厚みは、粒子が存在する部分の厚みである(以下、同じ)。
The thickness of the first
第2光拡散層22は、本発明の光拡散性部材に光拡散性(第1光拡散層21の光拡散性を補う性質)を付与するとともに、この層の表面が他の部材例えば導光板に接触したときに、他の部材を傷つけることを防止する層である。
このような機能を持たせるために、第2光拡散層22の光拡散性粒子として、ナイロン粒子を用いる。ナイロン粒子としては、真球状粒子が得やすいナイロン12の微粒子が好ましい。具体的には、アミランSP−500(平均粒子径5μm、東レ社)、アミランSP−10(平均粒子径10μm、東レ社)、ガンツパールGPA−550(平均粒子径4.0〜6.0μm、アイカ工業社)、MW−330(平均粒子径5〜8μm、住化エンビロサイエンス社)、MSP−100(平均粒子径5μm、ダイセルエボニック社)などが挙げられる。
The second
In order to have such a function, nylon particles are used as the light diffusing particles of the second
また第2光拡散層22に含有されるナイロン粒子の平均粒子径は、第1光拡散層21に含まれる光拡散性粒子より大きいことが好ましい。具体的には、層の厚みにもよるが、好ましくは2〜10μm、より好ましくは4〜8μmである。第2光拡散層22の光拡散性粒子として、上記粒子径範囲のナイロン粒子を用いることにより、光拡散性を付与しつつ、高い傷防止効果が得られる。
The average particle diameter of the nylon particles contained in the second
第2光拡散層22におけるナイロン粒子の含有量(phr)は、バインダー樹脂100重量部に対し20重量部以上が好ましく、30重量部以上がより好ましい。またバインダー樹脂100重量部に対し60重量部以下が好ましく、40重量部以下がより好ましい。ナイロン粒子の含有量を20重量部以上とすることにより、摩耗傷防止効果に加えて加圧傷防止効果が得られる。また60重量部以下とすることにより、光透過性が維持され、ヘーズが高くなりすぎるのを防止できる。
The nylon particle content (phr) in the second
第2光拡散層22の厚みは、好ましくは2〜10μm、より好ましくは4〜8μmである。また第1光拡散層21と第2光拡散層22との合計の厚みは、好ましくは10μm以上、14μm以下である。
The thickness of the second
上述したように本発明の光拡散性部材は、両面に設ける光拡散層の構成が異なる。一般に支持体の両面に層を配置した場合、層の厚みが不均等であると、支持体に反りが発生しやすいが、本発明の光拡散性部材では、第1光拡散層21の厚みと第2光拡散層22の厚みが異なっていても、第1光拡散層21に含まれる樹脂の種類や光拡散性粒子の種類や含有量を異ならせることで、両者の剛性をほぼ等しくすることができ、光拡散性部材に反りが発生するのを防止することができる。
As described above, the light diffusing member of the present invention is different in the structure of the light diffusing layer provided on both sides. In general, when the layers are arranged on both sides of the support, if the thickness of the layers is uneven, the support is likely to warp, but in the light diffusing member of the present invention, the thickness of the first
なお光拡散層中には、上述したバインダー樹脂や粒子の他、レベリング剤・消泡剤などの界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を添加してもよい。 In addition to the binder resin and particles described above, additives such as surfactants such as leveling agents and antifoaming agents, antioxidants, and ultraviolet absorbers may be added to the light diffusion layer.
本発明の光拡散性部材は、主として、上述した支持体10、第1光拡散層21及び第2光拡散層22から構成されるものであるが、必要に応じて、層と層との間或いは第1光拡散層又は第2光拡散層22の表面に、これら層の機能を阻害しない範囲で、別の層を設けることが可能である。例えば第2光拡散層22の表面に、帯電防止層(AS)層を設けてもよい。また支持体10の両面にハードコート(HC)層を設けてもよい。
The light diffusing member of the present invention is mainly composed of the
本発明の光拡散性部材の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、次のような方法で製造することができる。 Although the manufacturing method of the light diffusable member of this invention is not specifically limited, For example, it can manufacture by the following methods.
支持体の両面に、必要に応じて易接着処理等を施した後、それぞれバインダー樹脂と光拡散性粒子と適当な溶剤を含む第1光拡散層用塗工液及び第2光拡散層用塗工液を塗工、乾燥する。バインダー樹脂が熱硬化性樹脂の場合には加熱し、また電離放射線硬化型樹脂の場合には、UV、電子線等の放射線を照射し、層を硬化させる。その後、必要に応じて第2光拡散層の表面にAS剤を塗布しAS層を形成する。 After applying an easy adhesion treatment or the like to both surfaces of the support as necessary, the first light diffusion layer coating solution and the second light diffusion layer coating solution each containing a binder resin, light diffusing particles, and an appropriate solvent are provided. Apply and dry the working solution. When the binder resin is a thermosetting resin, it is heated, and when it is an ionizing radiation curable resin, the layer is cured by irradiation with radiation such as UV or electron beam. Thereafter, an AS agent is applied to the surface of the second light diffusion layer as necessary to form an AS layer.
本発明の光拡散性部材によれば、両面に光拡散層を設けることにより、光拡散層の厚みを増加することなく、光拡散性を高めることができる。またバックライト装置に組み込んだ時に、比較的高い輝度を実現できる。また本発明の光拡散性部材によれば、導光板と接する側の光拡散層の光拡散性粒子としてナイロン粒子を用いることにより 光拡散性部材に起因する導光板の傷、特に摩耗傷や加圧傷の発生を防止できる。
本発明の光拡散性部材は、バックライトユニットに好適に用いることができ、特に光拡散性部材とプリズムシートとを組み合わせた高精細表示装置のバックライトユニットに好適である。
According to the light diffusing member of the present invention, by providing the light diffusing layer on both surfaces, the light diffusing property can be enhanced without increasing the thickness of the light diffusing layer. Further, when incorporated in a backlight device, a relatively high luminance can be realized. Further, according to the light diffusing member of the present invention, by using nylon particles as the light diffusing particles of the light diffusing layer on the side in contact with the light guide plate, scratches on the light guide plate caused by the light diffusive member, particularly abrasion scratches and damages. Can prevent the occurrence of pressure wounds.
The light diffusing member of the present invention can be suitably used for a backlight unit, and is particularly suitable for a backlight unit of a high-definition display device in which a light diffusing member and a prism sheet are combined.
次に本発明のバックライトユニットについて説明する。 Next, the backlight unit of the present invention will be described.
本発明のバックライトユニットは、上述した本発明の光拡散性部材を用いたことを特徴とするものであり、図2に示すように、主な要素として、導光板1と、導光板1の上に置かれる光拡散性部材2と、光拡散性部材の上に置かれるプリズムシート3、3を備える。導光板1の少なくとも一つの側面に、光源5が配置される。光源5は、主として冷陰極管、LED光源等が使用される。光源の形状としては点状、線状、L字状のもの等が挙げられる。
The backlight unit of the present invention is characterized by using the above-described light diffusing member of the present invention. As shown in FIG. 2, as the main elements, the
なお図2では、光拡散性部材2を1枚、プリズムシート3を2枚、用いる場合を示しているが、これらの数は図示するものに限定されない。
2 shows a case where one
導光板1は、光源が配置される側面を光入射面とし、これと略直交する一方の面を光出射面とするように成形された略平板状からなるものであり、主としてポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートや非晶質オレフィン系樹脂などの高透明な樹脂から選ばれるマトリックス樹脂からなる。必要に応じてマトリックス樹脂と屈折率の異なる樹脂粒子が添加されていてもよい。導光板の各面は、一様な平面ではなく複雑な表面形状をしているものでも、ドットパターンなどの拡散印刷が設けられているものでもよい。
The
プリズムシート3は、一方の面に、断面が略三角形状の構造列が複数並列して構成されたものであり、好ましくは屈折率が1.60を超えるものを用いる。この屈折率は、従来のプリズムシートの屈折率(1.50〜1.60)より高く、導光板からの光を効率よく正面方向に立ち上げることができる。プリズムシート3を2枚用いる場合には、これらプリズムシートの構造列の方向が交差するように配置する。
The
プリズムシート3の略三角形状の構造列の頂角は、80〜105°の範囲内であることが好ましい。略三角形状の構造列の形状は、ピークが先鋭な形状であっても、構造列の先端部に若干のRを持たせたものであっても構わない。また構造列のピーク間のピッチは、10〜40μmの範囲内であることが好ましい。また、構造列のピーク高さは、5〜20μmの範囲内であることが好ましい。
The apex angle of the substantially triangular structure row of the
プリズムシート3は、略三角形状の構造列が形成された樹脂層単層からなるものでもよいし、構造列が形成された樹脂層を平坦な支持体上に積層したものであってもよい。支持体としては、光学的透明性の高いプラスチックフィルムを用いることができる。本発明の光拡散性部材の支持体と同様のものを用いることができるが挙げられるが、これらの中でも、延伸加工、特に二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムが機械的強度、寸法安定性に優れているために好適に使用される。このような支持体はプラズマ処理、コロナ放電処理、遠紫外線照射処理、下引き易接着層の形成等の易接着処理が施されたものを用いることが好ましい。
The
本発明のバックライトユニットは、導光板1の上に光拡散性部材2及びプリズムシート3を順次重ねたものをユニットし、光源が取り付けられた表示装置のシャーシ内に、光源と導光板1の側面が一致するようにセットして用いられる。この際、光拡散性部材2は、第2光拡散層(バインダーとナイロン粒子を含む層)が導光板1側となるように配置する。またバックライトユニットとシャーシ底面との間には、必要に応じて、反射板などが設けられる。またバックライトの上側には、必要に応じて、電磁波シールドフィルム等が備えられる。
The backlight unit of the present invention is a unit in which a
本発明のバックライトユニットは、導光板1と接する面に特定の層(第2光拡散層)が形成された光拡散性部材2を用いたことにより、組み立て時に導光板1と光拡散性部材2の間に圧力が加えられたり、横方向の力が加えられたりしても、導光板1に傷(加圧傷や摩耗傷)が発生しにくい。また光拡散性部材が光透過性と光拡散性に優れているため、高屈折率プリズムシートの高い正面輝度を損なうことなくプリズムシートのパターンを隠すことができ、高輝度、高精細の表示装置等を得ることができる。
The backlight unit of the present invention uses the
以下、本発明の実施例を説明する。以下の実施例において、特に断らない限り「%」、「部」は重量基準とする。 Examples of the present invention will be described below. In the following examples, “%” and “parts” are based on weight unless otherwise specified.
1.光拡散性部材の作製
<実施例1>
透明プラスチック支持体(ルミラーT60:東レ社、厚み25μm)の片面に、下記処方の第1光拡散層用塗布液を塗布・乾燥し、厚み4μmの第1光拡散層を形成した。次に、支持体の、第1光拡散層を形成した面と反対側の面に、下記処方の第2光拡散層用塗布液を塗布・乾燥し、厚み7μmの第2光拡散層を形成し、実施例1の光拡散性部材を作製した。
1. Production of Light Diffusing Member <Example 1>
A first light diffusion layer having a thickness of 4 μm was formed on one side of a transparent plastic support (Lumirror T60: Toray Industries Inc., thickness 25 μm) by applying and drying a coating solution for the first light diffusion layer having the following formulation. Next, the second light diffusing layer having a thickness of 7 μm is formed by applying and drying a coating solution for the second light diffusing layer having the following formulation on the surface of the support opposite to the surface on which the first light diffusing layer is formed. Thus, the light diffusing member of Example 1 was produced.
<第1光拡散層用塗布液>
・アクリル系樹脂 10部
(アクリディックA807:大日本インキ化学工業社、固形分50%)
・ポリメチルメタクリレート粒子 5.6部(90phr)
(真球状粒子、平均粒子径2μm)
・イソシアネート硬化剤 2部
(タケネートD110N:三井化学ポリウレタン社、固形分60%)
・溶剤 32部
<First light diffusion layer coating solution>
・
-Polymethyl methacrylate particles 5.6 parts (90 phr)
(Spherical particles,
・
・ Solvent 32 parts
<第2光拡散層用塗布液>
・アクリル系樹脂 10部
(アクリディックA807:大日本インキ化学工業社、固形分50%)
・ナイロン粒子 1.9部(30phr)
(真球状粒子、平均粒子径5μm)
・イソシアネート硬化剤 2部
(タケネートD110N:三井化学ポリウレタン社、固形分60%)
・溶剤 20部
<Coating liquid for second light diffusion layer>
・
-Nylon particles 1.9 parts (30 phr)
(Spherical particles,
・
・ Solvent 20 parts
<実施例2、3>
実施例1の第2拡散層用塗布液におけるナイロン粒子の含有量を、それぞれ、20phr、40phrに変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2、3の光拡散性部材を作製した。
<Examples 2 and 3>
The light diffusing members of Examples 2 and 3 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the nylon particle content in the coating solution for the second diffusion layer of Example 1 was changed to 20 phr and 40 phr, respectively. did.
<比較例1、2>
実施例1の第2光拡散層用塗布液におけるナイロン粒子の含有量を、それぞれ、10phr、60phrに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1、2の光拡散性部材を作製した。
<Comparative Examples 1 and 2>
The light diffusing members of Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the nylon particle content in the second light diffusion layer coating solution of Example 1 was changed to 10 phr and 60 phr, respectively. Produced.
<比較例3>
実施例1と同じ透明プラスチック支持体の片面に、実施例1の第1光拡散層用塗布液と同じ光拡散層用塗布液を塗布・乾燥し、厚み4μmの光拡散層を形成し、比較例3の光拡散性部材を作製した。
<Comparative Example 3>
The same light diffusion layer coating solution as that of Example 1 was applied and dried on one side of the same transparent plastic support as in Example 1 to form a light diffusion layer having a thickness of 4 μm. The light diffusing member of Example 3 was produced.
<比較例4、5>
実施例1の第1光拡散層用塗布液における光拡散材(ポリメチルメタクリレート粒子)の含有量を、それぞれ、40phr、160phrに変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例4、5の光拡散性部材を作製した。
<Comparative Examples 4 and 5>
Comparative Example 4, except that the content of the light diffusing material (polymethyl methacrylate particles) in the first light diffusing layer coating liquid of Example 1 was changed to 40 phr and 160 phr, respectively. 5 light diffusing members were produced.
<比較例6>
実施例1の第2光拡散層のナイロン粒子をシリコーン粒子(トスパール145、平均粒子径4.5μm:モメンティブパフォーマンス社)に変えた以外は実施例1と同様にして、比較例6の光拡散性部材を作製した。
<Comparative Example 6>
The light diffusibility of Comparative Example 6 was the same as Example 1 except that the nylon particles of the second light diffusing layer of Example 1 were changed to silicone particles (Tospearl 145, average particle size 4.5 μm: Momentive Performance). A member was prepared.
2.評価
実施例1〜3及び比較例1〜6の光拡散性部材について、以下の項目を評価した。結果を表1に示す。
2. Evaluation The following items were evaluated for the light diffusing members of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6. The results are shown in Table 1.
<光拡散性>
光拡散性の指標として、JIS K7105:2000に基づきヘーズを測定した。
<Light diffusion>
As an index of light diffusivity, haze was measured based on JIS K7105: 2000.
<摩耗傷>
摩耗試験機(NUS−ISO−1、スガ試験機)を用いて、JIS H−8682−1に準拠して、荷重重さ300g/cm2、往復回数15回で、光拡散性部材とポリカーボネート板(厚み:1.0mm)との摩耗試験を行い、ポリカーボネート板表面の傷の発生を目視で観察した。摩耗傷が薄く見えるが、バックライト装置に組み込んだときに、傷が確認できないものを「○」、摩耗傷があり、バックライト装置に組み込んだときに、傷が確認できるものを「×」とした。
<Abrasion scratches>
Using a wear tester (NUS-ISO-1, Suga tester), in accordance with JIS H-8682-1, with a load weight of 300 g / cm 2 and 15 reciprocations, a light diffusing member and a polycarbonate plate A wear test (thickness: 1.0 mm) was performed, and the occurrence of scratches on the polycarbonate plate surface was visually observed. Wear scratches appear to be thin, but “○” indicates that scratches cannot be confirmed when incorporated into a backlight device, and “×” indicates that there are wear scratches that can be confirmed when incorporated into a backlight device. did.
<加圧傷>
表面性試験機(HEIDON−14、新東科学)を用い、光拡散性部材の第2光拡散層とポリカーボネート板(厚み:1.0mm)とが接触するように重ね、光拡散性部材側から荷重をかけ、カーボネート板表面の傷の発生を目視で観察した。なお荷重面積は1cm2、荷重時間は10秒とし、荷重重さを500g/cm2、1000g/cm2、1500g/cm2と変化させた。
荷重1500g/cm2で加圧傷が確認できないものを「○」、1000g/cm2では加圧傷が確認できないが、1500g/cm2で確認できたものを「△」、500g/cm2で加圧傷が確認できるものを「×」とした。
<Pressure wound>
Using a surface property tester (HEIDON-14, Shinto Kagaku), stack the light diffusing member so that the second light diffusing layer and the polycarbonate plate (thickness: 1.0 mm) are in contact with each other, from the light diffusing member side. A load was applied, and the occurrence of scratches on the carbonate plate surface was visually observed. The load area was 1 cm 2 , the load time was 10 seconds, and the load weight was changed to 500 g / cm 2 , 1000 g / cm 2 , and 1500 g / cm 2 .
“○” indicates that no pressure flaw can be confirmed at a load of 1500 g / cm 2 , while “1000” / 500 2 indicates that no flaw can be confirmed at 1000 g / cm 2 , while “Δ” indicates that the pressure flaw can be confirmed at 500 g / cm 2 . The thing which can confirm a pressurization damage | wound was set as "x".
<輝度及び光源ムラ>
実施例1〜3及び比較例1〜6の光拡散性部材を、それぞれ、バックライト装置(スマートフォン用)に組み込んだときの輝度を測定し、実施例1の輝度を100としたときの相対輝度を求めた。いずれの光拡散性部材も第1光拡散層(比較例3では光拡散層)が導光板と対面するように配置した。さらに、光拡散性部材を組み込んだ上記と同じバックライト装置において、光源ムラを目視で確認した。光源ムラが確認できないものを「○」、光源ムラがわずかに確認できるものを「△」、光源ムラが顕著なものを「×」とした。
<Brightness and light source unevenness>
The luminance when the light diffusing members of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 were each incorporated in a backlight device (for a smartphone) was measured, and the relative luminance when the luminance of Example 1 was 100 was measured. Asked. All the light diffusing members were arranged so that the first light diffusing layer (the light diffusing layer in Comparative Example 3) faced the light guide plate. Furthermore, in the same backlight apparatus incorporating the light diffusing member as described above, the light source unevenness was visually confirmed. “◯” indicates that the light source unevenness cannot be confirmed, “Δ” indicates that the light source unevenness is slightly confirmed, and “×” indicates that the light source unevenness is significant.
表1に示す結果からわかるように、第2光拡散層のナイロン粒子含有量が20〜40phrの実施例1〜3では、いずれも目に見える摩耗傷及び加圧傷の発生はなく、しかも高い光拡散性と光透過性が得られることが確認された。 As can be seen from the results shown in Table 1, in Examples 1 to 3 in which the nylon particle content of the second light diffusion layer is 20 to 40 phr, there are no visible wear scratches and pressure scratches, and they are high. It was confirmed that light diffusibility and light transmittance were obtained.
比較例1の光拡散性部材は、ナイロン粒子含有量が10phrと少ないため、摩耗傷の発生は抑制できたが、目視できる加圧傷が発生した。比較例2の光拡散性部材は、ナイロン粒子含有量が60phrで摩耗傷及び加圧傷ともに発生を抑制することができたが、全体としてのヘーズが高くなり、高屈折率プリズムシートと組み合わせる光拡散性部材としては満足する特性が得られなかった。 Since the light diffusing member of Comparative Example 1 had a nylon particle content as low as 10 phr, the generation of wear flaws could be suppressed, but visible pressure flaws occurred. The light diffusing member of Comparative Example 2 had a nylon particle content of 60 phr and was able to suppress both wear and pressure flaws. However, the haze as a whole increased and light combined with the high refractive index prism sheet. As a diffusive member, satisfactory characteristics were not obtained.
比較例3の光拡散性部材は、片面のみに実施例1と同組成の光拡散層を形成したものであり、傷(摩耗傷)防止効果が得られなかったのに加え、全体としてのヘーズが低く、高屈折率プリズムシートと組み合わせる光拡散性部材としては満足する特性が得られなかった。 The light diffusing member of Comparative Example 3 is obtained by forming a light diffusing layer having the same composition as that of Example 1 on only one side, and the effect of preventing scratches (abrasion scratches) was not obtained. Therefore, satisfactory characteristics were not obtained as a light diffusing member combined with a high refractive index prism sheet.
比較例4の光拡散性部材を用いた場合、高い輝度が得られたものの、ヘーズが低く光源もムラが目立つものであった。比較例5の光拡散性部材を用いた場合は、ヘーズが高く光源ムラは防止できたが、輝度が低かった。 When the light diffusing member of Comparative Example 4 was used, high brightness was obtained, but the haze was low and the light source was conspicuous. When the light diffusing member of Comparative Example 5 was used, haze was high and light source unevenness could be prevented, but the luminance was low.
比較例6の光拡散性部材は、輝度や光源ムラについては、実施例のものと同等の性能であったが、カーボネート板と接触させた方の層がナイロン粒子ではなくシリコーン粒子を含むものであり、加圧傷を抑制する効果は得られたが目視できる摩耗傷が発生した。 The light diffusing member of Comparative Example 6 had the same performance as that of the Example in terms of luminance and light source unevenness, but the layer in contact with the carbonate plate contained silicone particles instead of nylon particles. Yes, the effect of suppressing the pressure flaw was obtained, but a visible wear flaw occurred.
本発明によれば、バックライトユニット用光拡散性部材として高屈折率プリズムシートと併用することにより、高正面輝度で且つ導光板の傷による画質の劣化のない高精細な液晶表示装置等を提供することができる。 According to the present invention, by using together with a high refractive index prism sheet as a light diffusing member for a backlight unit, a high-definition liquid crystal display device having high front luminance and no deterioration in image quality due to scratches on the light guide plate is provided. can do.
1・・・導光板
2・・・光拡散性部材
3・・・プリズムシート
5・・・光源
20・・・支持体
21・・・第一の層(第1光拡散層)
22・・・第二の層(第2光拡散層)
DESCRIPTION OF
22 ... Second layer (second light diffusion layer)
Claims (6)
前記第一及び第二の層は、バインダー樹脂と、光拡散性粒子とを含み、
前記第一の層は、前記バインダー樹脂100重量部に対し前記光拡散性粒子を50重量部以上、150重量部以下含み、前記第二の層は、前記光拡散性粒子として、ナイロン粒子を前記バインダー樹脂100重量部に対し20重量部以上、40重量部以下含むことを特徴とする光拡散性部材。 A light diffusing member having a first layer on one side of the support and a second layer on the other side of the support,
The first and second layers include a binder resin and light diffusing particles,
The first layer includes 50 parts by weight or more and 150 parts by weight or less of the light diffusing particles with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and the second layer includes nylon particles as the light diffusing particles. A light diffusing member comprising 20 parts by weight or more and 40 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the binder resin.
前記第一の層に含まれる光拡散性粒子の平均粒子径は、前記第二の層に含まれるナイロン粒子の平均粒子径より小さいことを特徴とする光拡散性部材。 The light diffusing member according to claim 1,
The light diffusing member, wherein an average particle diameter of the light diffusing particles contained in the first layer is smaller than an average particle diameter of the nylon particles contained in the second layer.
前記第二の層に含まれるナイロン粒子の平均粒子径(体積平均粒子径)が4μm以上、6μm以下であることを特徴とする光拡散性部材。 The light diffusing member according to claim 2,
The light diffusing member, wherein an average particle size (volume average particle size) of nylon particles contained in the second layer is 4 μm or more and 6 μm or less.
前記第二の層の厚みは、前記第一の層の厚みより厚いことを特徴とする光拡散性部材。 The light diffusing member according to any one of claims 1 to 3,
The light diffusing member, wherein the thickness of the second layer is thicker than the thickness of the first layer.
前記光拡散性部材は、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の光拡散性部材であって、前記第二の層が前記導光板に接するように配置されることを特徴とするバックライトユニット。 A backlight unit comprising a light guide plate, a light diffusing member placed on the light guide plate, and a prism sheet placed on the light diffusing member,
5. The light diffusing member according to claim 1, wherein the light diffusing member is disposed so that the second layer is in contact with the light guide plate. Light unit.
前記プリズムシートは、屈折率1.6以上の材料からなる高屈折率プリズムシートであることを特徴とするバックライトユニット。
The backlight unit according to claim 5,
The backlight unit, wherein the prism sheet is a high refractive index prism sheet made of a material having a refractive index of 1.6 or more.
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