JP3727094B2 - 液晶ディスプレイ用バックライト - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイのバックライトに用いられる光拡散性シートとして、透明プラスチックフィルムの片面に、無機粒子もしくは樹脂粒子を分散した透明な樹脂溶液を塗布したものが使用されている。
【0003】
このような光拡散性シートに要求される性能としては、導光板の光拡散パターンが見えないこと、正面方向への輝度が高いこと、などがある。
【0004】
このような要求性能を満たすべく、光拡散性層に使用する樹脂や光拡散性粒子の種類や含有量を変更する改良が行われている。しかしながら、このような改良では正面方向への輝度の向上に限界があると考えられるため、プリズムシートを使用して周辺方向への光を正面方向へ向けることが考えられている。このようなプリズムシートは光拡散能を有しないため、使用に際しては、従来より使用されている光拡散性シートと重ね合わせることが行われている。
【0005】
しかし、従来より使用されている光拡散性シートを重ね合わせると、せっかくプリズムシートにより正面方向に向けた光が拡散されてしまい、結局従来から使用されている光拡散性シート単独と大差ないものとなってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの従来の問題点を克服し、従来の液晶ディスプレイ用バックライトに比べて正面方向への輝度が向上し、しかも光拡散性が十分な液晶ディスプレイ用バックライトを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する本発明の液晶ディスプレイ用バックライトは、導光板とランプとを有し、さらに導光板上に、バインダー樹脂及び樹脂粒子を含有する光拡散性層を透明支持体上に積層してなる光拡散性部材と、2枚のプリズムシートとを重ね合わせてなる光拡散性シートを、光拡散性部材の透明支持体が導光板と対向するように配置してなり、かつ前記光拡散性部材の光拡散性層に使用する樹脂粒子の含有量が、前記バインダー樹脂100重量部に対して40〜120重量部であることを特徴とするものである。
【0008】
また、前記光拡散性層に使用するバインダー樹脂がアクリル樹脂であることを特徴とし、前記樹脂粒子がアクリル樹脂粒子およびシリコーン樹脂粒子であることを特徴とするものである。
【0009】
さらに、前記アクリル樹脂粒子およびシリコーン樹脂粒子の含有量が、前記バインダー樹脂100重量部に対して、アクリル樹脂粒子10〜110重量部であり、かつシリコーン樹脂粒子10〜40重量部であることを特徴とするものである。
【0010】
さらなる態様としては、前記光拡散性シートにおいて、光出射面側から順に第一のプリズムシート、第二のプリズムシート、光拡散性部材となるように配置したことを特徴とするものである。
【0011】
また、第一のプリズムシートと第二のプリズムシートを、互いにその稜線が直交するように配置したことを特徴とするものである。また、前記光拡散性層の厚みが1〜30μmであることを特徴とするものである。
【0012】
尚、ここでいう光拡散性シートとは、狭義のシートのみならず広義の意味で用い、すなわち板状体、フィルム状体、積層体等をも含むものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光拡散性シートを図1を用いて詳述する。
【0014】
本発明の光拡散性シート4は、光拡散性部材3と2枚のプリズムシート1、2から構成される。
【0015】
次に、光拡散性部材3は、透明支持体31上に光拡散性層32を積層した構造を有する。
【0016】
光拡散性部材3に使用する透明支持体31としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、アセテート樹脂等のフィルム状、板状のものや、ガラス板等で、透過率の高いものが使用される。特に好ましいものとしては、耐候性、加工性等の点からポリエステルフィルムが挙げられる。
【0017】
光拡散性層32は、主としてバインダー樹脂及び樹脂粒子から構成される。
【0018】
光拡散性層32のバインダー樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン等の光学的透明性を有する樹脂が使用される。もっとも好ましい樹脂としては、耐候性に優れているアクリル樹脂、さらに好ましくはアクリルポリウレタン2液硬化タイプのものが挙げられ、顔料を多量に充填しても強靱な塗膜が得られるよう、架橋密度の高くなるようなOH価の大きいものを使用するとよい。
【0019】
樹脂粒子としては、2枚のプリズムシート1、2によって正面方向へ向ける光を極力減少させずに導光板の光拡散パターンを拡散させるようなものが必要である。
【0020】
このような樹脂粒子としては、アクリル樹脂粒子およびシリコーン樹脂粒子を混合使用することが好ましい。アクリル樹脂粒子の単独使用によって導光板のパターンを消すためには、非常に多量の粒子を含有させる必要があり、この結果正面方向への輝度が低下する。一方、シリコーン樹脂粒子の単独使用では、少量の添加で光拡散性は非常に向上するものであるが、少量の添加によっても正面方向への輝度が著しく低下する。しかし、両者を混合使用すると正面方向へ向ける光を減少させずに導光板の光拡散パターンを拡散させることが可能となるものである。
【0021】
光拡散性層32に使用する樹脂粒子全体の含有量としては、バインダー樹脂100重量部に対して40〜120重量部、更には45〜115重量部とすることが望ましい。このような範囲としたのは、樹脂粒子全体として40重量部より少なくなると、光拡散性が劣り、導光板の光拡散パターンが見えてしまうためである。また、樹脂粒子全体として120重量部より多くなると、アクリル樹脂粒子とシリコーン樹脂粒子の配合割合を調整することによっても正面方向への輝度を向上させることが困難となるためである。
【0022】
次に、光拡散性層32に使用するアクリル樹脂粒子の含有量としては、バインダー樹脂100重量部に対して10〜110重量部、更には15〜95重量部とすることが望ましい。このような範囲としたのは、アクリル樹脂粒子が10重量部より少なくなると、正面方向への輝度を低下させずに導光板の光拡散パターンを消すことが困難となるためである。また、アクリル樹脂が110重量部より多くなると正面方向への輝度が低下することになるためである。
【0023】
アクリル樹脂粒子としては、ポリメチルメタクリレートの真球状粒子を使用することが好ましく、さらに、耐熱性、耐溶剤性、熱安定性の点からジビニルベンゼン等で架橋されたものがより好ましい。
【0024】
アクリル樹脂粒子の粒径としては、1.0〜30.0μmが好ましい。粒径が1.0μmより小さい場合には、正面方向への輝度向上に寄与しにくくなる。一方、粒径が30.0μmよりも大きい場合には、正面方向への輝度を低下させずに導光板の光拡散パターンを消すことが困難となるためである。
【0025】
次に、光拡散性層32に使用するシリコーン樹脂粒子の含有量としては、バインダー樹脂100重量部に対して10〜40重量部、更には15〜35重量部とすることが望ましい。このような範囲としたのは、シリコーン樹脂粒子が10重量部より少なくなると、十分な光拡散性を得ることが困難となるためである。また、シリコーン樹脂が40重量部より多くなると正面方向への輝度が低下することになるためである。
【0026】
シリコーン樹脂粒子の粒径としては、0.5〜12.0μmが好ましい。粒径が0.5μmより小さい場合には、正面方向への輝度を低下させずに導光板の光拡散パターンを消すことが困難となるためである。粒径が12.0μmよりも大きい場合には、導光板のパターンを消すための十分な拡散性を得ることが困難となるためである。
【0027】
このような光拡散性部材3の製造方法としては、上記のバインダー樹脂および樹脂粒子を溶剤に分散または溶解させて、支持体上に塗布する方法が好ましく採用される。塗布方法としては、スプレー法、ディッピング法、ロールコーター法、カーテンフロー法、メイヤーバー法等の公知の方法が挙げられる。光拡散性層32の厚みは通常1〜30μm程度とする。光拡散性層32を設けた透明支持体31の裏側は、導光板等と密着しニュートンリングが発生するのを防ぐために、アンチニュートン処理のコーティングをすることが好ましい。
【0028】
次に、2枚のプリズムシート1、2であるが、本発明の光拡散性シート4には、種々の市販されているプリズムシートが使用でき、光透過率が高く、集光性の高いものが好ましい。2枚のプリズムシート、即ち第一のプリズムシート1、および第二のプリズムシート2は、同一のプリズムシートを使用してもよく、また、異なるプリズムシートを使用してもよい。
【0029】
本発明におけるプリズムシートとは、所定の頂角を有するプリズムシートのみならず、円形状、楕円形状などの種々の形状のシートを含むものである。特に好ましいプリズムシートとしては、楕円形状のプリズムシートやプリズム角度90゜〜100゜の頂角を有するプリズムシートが挙げられる。このようなプリズムシートとしては、商品名BEF90HP、BEFII90/50、100/31、BEF90(住友スリーエム社)、ダイヤアートH150、H210、P150、P210(三菱レイヨン社)、ポートグラムV7(大日本印刷社)、ルミスルー(住友化学工業社)、エスティナウェーブW518、W425(積水化学工業社)などが挙げられる。
【0030】
次に光拡散性部材3の配置であるが、図1に示すように、光出射面側から順に第一のプリズムシート1、第二のプリズムシート2、光拡散性部材3となるように配置することが好ましい。このような配置にすることによって、正面方向へ向ける光を減少させずに導光板の光拡散パターンを拡散して見えなくすることが可能となるものである。さらに、プリズムシート1、2のプリズム面および光拡散性部材3の光拡散性層32の面は光出射方向に向いていることが好ましい。このような向きで配置することによって、正面方向へ向ける光を減少させずに導光板の光拡散パターンを拡散して見えなくすることが可能となるものである。
【0031】
また、2枚のプリズムシート1、2は、図2に示すように、互いにその稜線が直交するように配置することが好ましい。このように配置することによって、光の集光方向を上下方向および左右方向の2方向に制御することが可能となり、正面方向への輝度をより高めることができるものである。
【0032】
さらに、図には示さないが、プリズムシートのうち最外層となる第一のプリズムシートの表面に、若干の光拡散性を有するシートを配置することも可能である。このようなシートを配置することによって、プリズムシート表面の傷防止、プリズムシート表面のギラツキ防止、プリズムによって集光しすぎた光を拡散させて視野角を拡げたりすること等が可能となる。
【0033】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明する。なお、本実施例及び比較例における「%」、「部」は、特にことわりのない限り重量基準である。
【0034】
[実施例1〜6]および[比較例1〜7]
ポリエステルフィルム(ルミラーT60 100μm:東レ社)の片面に、下記の処方に表1の樹脂粒子を加えた光拡散性層用塗布液を乾燥膜厚12μmとなるように塗布して光拡散性部材を得た。
【0035】
・アクリルポリオール(固形分50%) 162部
(アクリディックA-807:大日本インキ化学工業社)
・イソシアネート(固形分60%) 32部
(タケネートD110N:武田薬品工業社)
・メチルエチルケトン 215部
・酢酸ブチル 215部
【0036】
【表1】
【0037】
なお、樹脂粒子としては、アクリル樹脂粒子(MX−1000、平均粒子径10.0μm:綜研化学社)、シリコーン樹脂粒子(トスパール130、平均粒子径3.0μm:東芝シリコーン社)を使用した。
【0038】
この光拡散性部材と第一のプリズムシート(BEF90HP:住友スリーエム社)を、光拡散性部材の光拡散性層の面とプリズムシートのプリズム面の反対面とが対向するように重ね合わせた。さらに、この第一のプリズムシートのプリズム面と第二のプリズムシート(BEF90HP:住友スリーエム社)のプリズム面の反対面とが対向するように重ね合わて光拡散性シートを作製した。2枚のプリズムシートは、それぞれの稜線が直交するように配置した。
【0039】
以上の実施例1〜6および比較例1〜7の光拡散性シートを、5.5インチ液晶用バックライトユニット(ランプ2灯、5mm厚の導光板)に光拡散性部材の透明支持体が導光板と対向するように組み込んで、実施例1〜6および比較例1〜7の液晶ディスプレイ用バックライトを作製し、正面方向の輝度を測定した。また、光拡散性シートを設けずに同様に測定を行った。これらの結果を合わせて表2に示す。また、正面から見た輝度について目視評価を行った結果も表2に示す。輝度についての目視評価は、正面方向から見てかなり明るく感じたものを「○」、明るく感じたものを「△」、暗く感じたものを「×」とした。なお、表中「なし」とあるのは光拡散性シートを設けずに行った測定結果を示している。
【0040】
さらに、拡散性について目視評価を行った結果もあわせて表2に示す。拡散性の評価については、導光板の光拡散パターンがまったく視認できなかったものを「○」、若干視認できたものを「△」、はっきり視認できたものを「×」とした。
【0041】
【表2】
【0042】
表2からも明らかなように、実施例1〜6の光拡散性シートを用いたものは正面方向の輝度が非常に高く、光拡散性も良好であった。
【0043】
比較例1では、アクリル樹脂粒子のみ含有し、シリコーン樹脂粒子を含有していないため、輝度は高かったが、導光板の光拡散パターンがはっきりと見えてしまっていた。
【0044】
比較例2では、シリコーン樹脂粒子の量がバインダー樹脂100重量部に対して5重量部であるため、輝度は高かったが、導光板の光拡散パターンが若干見えてしまっていた。
【0045】
比較例3では、シリコーン樹脂粒子の量がバインダー樹脂100重量部に対して45重量部であるため、光拡散性は良好であったが、正面輝度が実施例1などに比べて若干低かった。
【0046】
比較例4および5では、アクリル樹脂粒子の量がバインダー樹脂100重量部に対して0重量部および5重量部であるため、正面輝度が実施例1などに比べて若干低く、また導光板の光拡散パターンもはっきりと見えてしまっていた。
【0047】
比較例6では、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子のそれぞれの量は15重量部および20重量部と適性範囲内であったが、樹脂粒子の全量がバインダー樹脂100重量部に対して35重量部と少なかったため、輝度は高かったが、導光板の光拡散パターンが若干見えぎみであった。
【0048】
比較例7では、アクリル樹脂粒子の含有量が120重量部と適性範囲を超えており、また樹脂粒子全体量も140重量部と適性範囲を超えているため、光拡散性は良好であったが、正面輝度が実施例1などに比べて若干低かった。
【0049】
[実施例7]
実施例1のプリズムシート(BEF90HP:住友スリーエム社)の2枚とも、プリズムシート(ダイヤアートH150:三菱レイヨン社)に変更した以外は実施例1と同様にして光拡散性シートを作製した。
【0050】
[実施例8]
実施例1の光拡散性部材のアクリル樹脂粒子をテクポリマーMBX−8(平均粒子径8.0μm、積水化成品工業社)、シリコーン樹脂粒子をトスパール145(平均粒子径4.5μm、東芝シリコーン社)に変更した以外は実施例1と同様にして光拡散性シートを作製した。
【0051】
実施例7および8の光拡散性シートを実施例1〜6等と同様に評価を行ったところ、正面輝度、光拡散性ともに良好であった。結果を表3に示す。
【0052】
[比較例8]
市販の光拡散性シート(ライトアップSH:きもと社)のみでプリズムシートを積層しないものを光拡散性シートとして用いた。
【0053】
[比較例9]
市販の光拡散性シート(ライトアップSH:きもと社)を光拡散性部材として用い、その他は実施例1と同様にしてプリズムシートを重ね合わせたものを光拡散性シートとして用いた。
【0054】
[比較例10]
実施例1のプリズムシートを2枚重ね合わせただけで、光拡散性部材を重ね合わせなかったものを光拡散性シートとして用いた。
【0055】
比較例8〜10の光拡散性シートを実施例1〜6等と同様に評価を行った。結果を表3に示す。
【0056】
比較例8、9については、光拡散性は良好であったが、正面輝度がかなり低かった。
【0057】
比較例10については、光拡散性部材を使用していないため、光拡散性はほとんどなく、正面輝度についても実施例1などに比べると若干暗かった。この比較例から、本発明の光拡散性部材を配置することによって、光拡散性を付与できるのみならず、プリズムシートで正面方向へ向けた光を更に正面方向へ向けることができることがわかった。
【0058】
【表3】
【0059】
【発明の効果】
本発明の液晶ディスプレイ用バックライトによれば、従来困難とされていたプリズムシートを用いた光拡散性シートの高輝度化と高光拡散性を可能とできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光拡散性シートの一実施例を模式的に表した断面図。
【図2】本発明のプリズムシートの配置を説明するための模式図。
【符号の説明】
1・・・第一のプリズムシート
2・・・第二のプリズムシート
3・・・光拡散性部材
31・・透明支持体
32・・光拡散性層
Claims (7)
- 導光板とランプとを有し、さらに導光板上に、バインダー樹脂及び樹脂粒子を含有する光拡散性層を透明支持体上に積層してなる光拡散性部材と、2枚のプリズムシートとを重ね合わせてなる光拡散性シートを、光拡散性部材の透明支持体が導光板と対向するように配置してなり、かつ前記光拡散性部材の光拡散性層に使用する樹脂粒子の含有量が、前記バインダー樹脂100重量部に対して40〜120重量部であることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
- 請求項1記載の光拡散性層に使用するバインダー樹脂がアクリル樹脂であることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
- 請求項1記載の光拡散性層に使用する樹脂粒子がアクリル樹脂粒子およびシリコーン樹脂粒子であることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
- 請求項3記載のアクリル樹脂粒子およびシリコーン樹脂粒子の含有量が、前記バインダー樹脂100重量部に対して、アクリル樹脂粒子10〜110重量部であり、かつシリコーン樹脂粒子10〜40重量部であることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
- 請求項1記載の光拡散性シートにおいて、光出射面側から順に第一のプリズムシート、第二のプリズムシート、光拡散性部材となるように配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
- 請求項1記載の2枚のプリズムシートを、互いにその稜線が直交するように配置したことを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
- 請求項1記載の光拡散性層の厚みが1〜30μmであることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
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