JP3130740U

JP3130740U - 光拡散シート

Info

Publication number: JP3130740U
Application number: JP2007000367U
Authority: JP
Inventors: 宗奇林
Original assignee: 伸昌光電材料股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2017-01-26
Also published as: TW200728868A

Abstract

【課題】単位体積あたりの光拡散粒子の堆積密度を向上し、光線の屈折、反射回数を増加する光拡散シートを提供する。
【解決手段】本考案に係る光拡散シートは、透明基板と、前記透明基板の一方の面に配置され、バインダーと複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子とを有し、前記複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子が前記バインダーに分散されている光拡散層と、を備える。
【選択図】図４

Description

本考案は、光拡散シートに関し、特にバックライトユニットに用いられる光拡散シートに関する。

電子科学技術の進展に伴い、特に日常生活の中で携帯式の電子製品が普及し、軽量化、薄型化、小型化、低消費電力の表示装置に対する要請がますます強くなる。そのうち、液晶表示装置（Liquid Crystal Display, LCD）は、消費電力が低く、発熱量が少なく、重量が軽く、そして輻射がないなどの利点があるから、従来のCRTディスプレイ（Cathode Ray Tube Display, CRT Display）の代わりに、様々な電子製品に適用されるようになった。

液晶表示装置は、一般的には、液晶パネルと、バックライトユニットとを備える。液晶パネルは、両基板と、上記両基板の間に挟持された液晶層とを有する。バックライトユニットは、光源からの光線を液晶パネルの背面に均一に分布させる。

図１に示すように、従来の直下型バックライトユニット１は、少なくとも一つの光源１１と、バック板１２と、光拡散板（Diffusing Plate）１３と、光拡散シート（Diffusing Film）１４とを有する。

光源１１は、一定間隔離隔するようにバック板１２に配置される。ここで、光源１１は、例えば、複数の冷陰極ランプから構成される。光拡散板１３は、光源１１上に配置される。光拡散シート１４は、光拡散板１３と重ねて、光拡散板１３と同様に、バックライトユニット１の光源１１を均一化し、線光源の輝度ムラを低減するために用いられる。なお、光拡散板１３は、光拡散シート１４より、比較的に厚く（約２〜３mmである）形成され、支持機能も兼有する。

図２に示すように、従来の光拡散シート１４は、透明基板１４１と、光拡散層（Diffusing Layer）１４２と、スティッキング防止層１４３と、を備える。そのうち、光拡散層１４２は、透明基板１４１の一方の面に形成され、スティッキング防止層１４３は、透明基板１４１の他方の面に配置される。スティッキング防止層１４３は、入射光の反射率を低減し、下部材料との粘着を防ぐことにより、光利用率を増加させる。

光拡散層１４２は、複数の球状光拡散粒子（Spherical Scattering Particles, Ｓ）を含有し、バインダー１４４によって、光拡散粒子Ｓとバインダー１４４とを透明基板１４１上に配置し、光拡散層１４２を形成する。光拡散シート１４は、光拡散層１４２中のバインダー１４４と充填された光拡散粒子Ｓとの間の屈折率の差によって光拡散効果が得られる。光拡散粒子Ｓは、光拡散層１４２の間に分散され、光線が光拡散層１４２を通過すると、絶えずに屈折率の異なる光拡散粒子Ｓとバインダー１４４を通過し、このとき、光線が同時に屈折、反射、散乱現象が生じ、光線を均一に拡散させることができる。

ここで、光線をさらに均一に拡散させるため、光拡散粒子Ｓの堆積密度を高め、光の屈折回数を増加させる。しかし、図３に示すように、従来技術の光拡散粒子Ｓが通常に球状で、かつ、同じ粒径を有するため、堆積密度を効果的に向上することができない。なお、粒径が同様でかつ非規則的に堆積される場合に、光拡散粒子のルースな堆積の体積分率（volume fraction）は０.５６〜０.６２５であり、光拡散粒子の緊密な堆積の体積分率は０.６１０〜０.６６７である。

本考案は、上記問題を鑑みてなされたものであり、単位体積の光拡散粒子の堆積密度を向上し、光線の屈折、反射回数を増加する光拡散シートを提供することを目的とする。

本考案に係わる光拡散シートは、透明基板と、前記透明基板の一方の面に配置され、バインダーと複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子と、を有し、前記複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子が前記バインダーに混合される前記光拡散層と、を備える。

前記非球状光拡散粒子は、研磨を行った光拡散粒子であることが好ましく、非球状光拡散粒子の粒径は、前記球状光拡散粒子の粒径以下であることが好ましい。

本考案の光拡散シートによれば、光拡散層が複数の球状光拡散粒子及び複数の非球状光拡散粒子を有するため、従来の技術と比べ、球状光拡散粒子と非球状光拡散粒子の堆積を利用し、単位体積の堆積密度を向上することができるため、光の屈折回数を増加することができ、さらに、より優れる光拡散効果を得ることができる。

以下、図面を参照しながら、本考案の好適な実施例における光拡散シート及びその製造方法について説明する。

まず、図４〜図７を参照して、本考案の好適な実施例における光拡散シートを説明する。

図４に示すように、光拡散シート２０は、透明基板２１と光拡散層２２とを備える。

一般的に、透明基板２１の厚みは、特には限定されないが、例えば、約２５〜３００μmで、しかも、高光透過率と高機械強度を有する。透明基板２１は、その材質が例えばポリカーボネート（polycarbonate, PC）、ポリスチレン（polystyrene）、ポリエステル（polyester）、ポリオレフィン（polyolefin）、ポリエーテル（polyether）、ポリエーテルエステル（polyether-ester）、ポリメチルメタクリレート（polymethacrylate）、ポリ過フッ素化エチレンプロピレン（Polyperfluorinated ethylene propylene, PEP）などである。

光拡散層２２は、透明基板２１の一方の面に配置され、バインダー２２１と、複数の球状光拡散粒子２２２と、複数の非球状光拡散粒子２２３とを有する。

バインダー２２１は、例えば、ウレタン（urethane）樹脂、ビニルアセテート（vinyl acetate）樹脂、エポキシ(epoxy)樹脂、アミン(amine resin)樹脂、アクリル(acryl resin)樹脂やポリエステル(polyester resin)樹脂などの有機ポリマー材料から構成される。

なお、バインダー２２１と球状光拡散粒子２２２及び非球状光拡散粒子２２３は、異なる屈折率を有し、光線が光拡散層２２に進入してから、バインダー２２１と球状光拡散粒子２２２と非球状光拡散粒子２２３との間で屈折するため、屈折率を高めることができる。

複数の球状光拡散粒子２２２と複数の非球状光拡散粒子２２３は、バインダー２２１に混合される。なお、球状光拡散粒子２２２の材質は、例えば、有機ポリマーまたは無機材料であり、例えば、ポリメチルメタクリレート（polymethyl methacrylate, PMMA）、二酸化シリコン（SiO_２）、シリコーン(silicone)樹脂などである。非球状光拡散粒子２２３の材質は、例えば、有機ポリマーまたは無機材料であり、例えば、ポリメチルメタクリレート（polymethyl methacrylate, PMMA）、二酸化チタニウム（TiO_２）、酸化マグネシウム（MgO_２）、二酸化シリコン（SiO_２）、シリコーン(silicone) 樹脂などである。本実施例において、球状光拡散粒子２２２と非球状光拡散粒子２２３は、同じ材質を有するが、もちろん、必要に応じて、異なる材質を有することもできる。また、球状光拡散粒子２２２の粒径は、約１〜５０μmである。

図５は、本考案の実施例における非球状光拡散粒子２２３を示す走査型電子顕微鏡写真である。図５から明らかに分かるように、本実施例の非球状光拡散粒子２２３は、不規則な形状を呈する。なお、非球状光拡散粒子２２３は、例えば、球状光拡散粒子２２２を研磨（grinding）することによって得ることができるが、この方法に限らない。このため、非球状光拡散粒子２２３の投影面の形状は、円形に限らず、研磨後の光拡散粒子が、例えば、紡錘形、楕円形、のこぎり歯状、波浪状、多角形や他の不規則な形状を呈する。

本実施例において、非球状光拡散粒子２２３の粒径は、球状光拡散粒子の粒径より小さいまたはそれに等しい。図６は、本考案の実施例における非球状光拡散粒子の粒径を示す分布図である。図６に示すように、非球状光拡散粒子２２３の粒径分布は、２つの顕著なピークを有する双峰分布(bimodal)である。即ち、非球状光拡散粒子２２３の粒径は、２つの粒径を有する。一方、単位体積の堆積密度を高めるために、非球状光拡散粒子２２３の平均粒径が一般に球状光拡散粒子２２２より小さいため、非球状光拡散粒子２２３ができるだけ球状光拡散粒子２２２の隙間に充填することができる。

光線が光拡散層２２を通過する際に、バインダー２２１と球状光拡散粒子２２２及び非球状光拡散粒子２２３の屈折率が異なるため、光線が通過する際に屈折、反射、散乱現象が生じ、入射光を拡散させることができる。

図７に示すように、本実施例において、光拡散シート２０は、さらに、透明基板２１の他方の面に配置されたスティッキング防止層（anti- sticking layer）２３とを備える。ここで、スティッキング防止層２３は、光透過率を高めるために用いられ、光線がスティッキング防止層２３が設けられた一側から光拡散シート２０に進入するため、反射された光線を低減し、光利用率を増加することができる。

表１は、本実施例の光拡散シート２０を、JIS K７１０５に準じ、ヘイズ（Haze）測定を行った際の結果である。

表１の結果から分かるように、本実施例の光拡散シート２０のヘイズ値は、其他の業者の光拡散シートのヘイズ値より大きい。すなわち、本実施例の光拡散シート２０は、光拡散層２２に球状光拡散粒子２２２と非球状光拡散粒子２２３が混在するため、優れた光散乱効果と光拡散効果を得ることができる。

以下、図７から図９を参照して、本考案の好適な実施例における光拡散シートの製造方法を説明する。

図８に示すように、光拡散シートの製造方法は、複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子とをバインダーを有する溶液に混合することにより、混合液を形成するステップＳ２０と、混合液を透明基板の一方の面に塗布するステップＳ４０と、を含む。

図９に示すように、本実施例において、光拡散シートの製造方法は、ステップＳ２０の前に、さらに、球状光拡散粒子を研磨することにより、非球状光拡散粒子を形成するステップＳ１０とを含む。ステップＳ１０では、球状光拡散粒子に研磨工程を行い、例えば、酸化アルミニウム粒子または酸化ジルコニウム粒子によって粒子研磨パッドで球状光拡散粒子を研磨することで、球状光拡散粒子の粒径と形状を変更し、さらに一部の粒子を破損させる。研磨された非球状光拡散粒子の表面は、比較的に平滑ではなく、凹みまたは割れ目が形成しやすいため、光線の屈折回数を増加することができる。

ステップＳ２０では、まず、バインダー２２１を溶剤に均一に溶解してから、複数の球状光拡散粒子２２２と複数の非球状光拡散粒子２２３とをバインダー２２１を有する溶液に混合することにより、混合液を形成する。
また、球状光拡散粒子２２２と非球状光拡散粒子２２３は、その形状、効果と特徴は、上述した球状光拡散粒子と非球状光拡散粒子と同様なので、その説明を省略する。

そして、ステップＳ４０では、混合液を透明基板２１の一方の面に塗布し、光拡散層２２を形成する。

その後、図９を参照すると、本実施例において、光拡散シートの製造方法は、さらに、混合液の溶剤を除去するステップＳ５０とを含む。ステップＳ５０では、例えば、自然蒸発法、加熱法、ベーキング方法などの方法によって、混合液中の溶剤をある程度または完全に除去し、光拡散層２２を形成する。

本実施例において、光拡散シートの製造方法は、さらに、スティッキング防止層溶液を透明基板の他方の面に塗布するステップＳ６０と、を含む。ステップＳ６０では、スティッキング防止層材料を有する溶液を透明基板２１の他方の面に塗布する。

本実施例において、光拡散シートの製造方法は、さらに、スティッキング防止層溶液の溶剤を除去するステップＳ７０を含む。ステップＳ７０では、例えば、自然蒸発法、加熱法、ベーキング方法などの方法によって、スティッキング防止層溶液中の溶剤をある程度または完全に除去し、スティッキング防止層２３を形成する。

以上、本考案の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本考案に含まれる。

従来のバックライトユニットを示す図である。従来の光拡散シートを示す部分断面図である。従来の均一な円形を呈する光拡散粒子Ｓを示す電子顕微鏡写真である。本考案の実施例における光拡散シートを示す部分断面図である。本考案の実施例における非球状光拡散粒子を示す走査型電子顕微鏡写真である。本考案の実施例における非球状光拡散粒子の粒径を示す分布図である。本考案の実施例における光拡散シートがさらにスティッキング防止層とを備える態様を示す部分断面図である。本考案の実施例における光拡散シートの製造方法を示すフロー図である。本考案の実施例における光拡散シートの製造方法を示す他のフロー図である。

符号の説明

１バックライトユニット
１１光源
１２バック板
１３光拡散板
１４光拡散シート
１４１透明基板
１４２光拡散層
１４３スティッキング防止層
１４４バインダー
２０光拡散シート
２１透明基板
２２光拡散層
２２１バインダー
２２２球状光拡散粒子
２２３非球状光拡散粒子
２３スティッキング防止層
Ｓ光拡散粒子

Claims

透明基板と、
前記透明基板の一方の面に配置され、バインダーと複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子と、を有し、前記複数の球状光拡散粒子と複数の非球状光拡散粒子が前記バインダーに分散されている光拡散層とを備えることを特徴とする、光拡散シート。
前記球状光拡散粒子が、有機ポリマーまたは無機材料から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光拡散シート。
前記球状光拡散粒子の材料が、ポリメチルメタクリレート、二酸化シリコン、シリコーン樹脂からなるグループから選ばれたものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の光拡散シート。
前記非球状光拡散粒子が、研磨を行った光拡散粒子であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散シート。
前記非球状光拡散粒子の形状が、紡錘形、楕円形、のこぎり歯状、波浪状、多角形からなるグループから選ばれたものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
前記非球状光拡散粒子の粒径が、前記球状光拡散粒子の粒径より小さいまたはそれに等しい、あるいは、前記球状光拡散粒子より小さい双峰分布の粒子を含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光拡散シート。
前記非球状光拡散粒子の粒径が、前記球状光拡散粒子より小さい双峰分布の粒子を含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光拡散シート。
前記非球状光拡散粒子が、有機ポリマーまたは無機材料から構成される、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光拡散シート。
前記非球状光拡散粒子の材料が、ポリメチルメタクリレート、二酸化チタニウム、酸化マグネシウム、二酸化シリコン、シリコーン樹脂からなるグループから選ばれたものであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光拡散シート。
前記透明基板の他方の面に配置されるスティッキング防止層とをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光拡散シート。