JP4473618B2 - 反射板およびこれを用いた面光源ユニット - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイのバックライト等の面光源ユニットに用いられる反射板およびこれを用いた面光源ユニットに関するものである。

液晶ディスプレイのバックライト等には面光源ユニットが広く利用されている。例えば、エッジライト型の面光源ユニットは、図４のように、導光板２０と、導光板２０の下面に配設された反射板１０と、導光板２０の上面に配設された拡散板３０と、導光板２０の側面に平行に配置された光源４０とから構成されている。面光源ユニット５０においては、光源４０から導光板２０に入射した光線は、導光板下面の図示しない反射ドットおよび反射板１０で反射されて導光板２０の上面から拡散板３０を介して拡散されて出射される。このようなエッジライト型の面光源ユニットでは、光源から発せられた光を効率よく透過させかつ明暗等のむらなく均一に出射させるために、高い反射率と拡散効率を備えた反射板を用いる必要がある。

エッジライト型の面光源ユニットに用いられる反射板としては、図５のような、基材シート１１０の上面にガラスビーズ等のビーズ１６０とバインダー１７０とからなるビーズ層１３０を積層した構造のものが知られており（例えば、特許文献１参照）、基材を単独で用いた反射板に比べて反射率や拡散効率が改善されるものである。しかし、上記従来技術にかかる反射板では、特にカラー液晶ディスプレイ等の面光源ユニットに応用する場合にあっては光量や輝度ムラの性能は未だ十分とはいえず、更に反射率および拡散効率の高い反射板の開発が望まれていた。
特開２００３−１０７２１６号公報

本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、反射率および拡散効率の高い面光源ユニット用反射板およびこれを用いた大光量かつ輝度ムラのない面光源ユニットを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）基材層と微細片材料を含有する微細片層の少なくとも２層が積層されてなり、前記微細片層は透過性球状体をさらに含有することを特徴とする面光源ユニット用反射板。

（２）前記微細片材料はラメ材またはパール材から選ばれる１種または２種以上である、（１）に記載の反射板。

（３）前記微細片材料はラメ材である、（２）に記載の反射板。

（４）前記微細片材料は白色である、（１）〜（３）のいずれか１つに記載の反射板。

（５）透過性球状体を含有する球状体層がさらに積層されてなる、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の反射板。

（６）前記基材層と前記微細片層と前記球状体層とがこの順序で積層されてなる、（５）に記載の反射板。

（７）前記微細片層に含有される透過性球状体は、合成樹脂ビーズであることを特徴とする、（１）〜（６）のいずれか１つに記載の反射板。

（８）（１）〜（７）のいずれか１つに記載の反射板を備えてなる、面光源ユニット。

（９）第２の基材層の両面に透過性球状体を含有する第２の球状体層が積層されてなる拡散板をさらに有する、（８）に記載の面光源ユニット。

（１０）前記反射板が導光板に隣接配置されており、前記反射板と前記導光板との間には間隙が設けられていることを特徴とする、（８）または（９）に記載の面光源ユニット。

（１１）前記反射板と前記導光板との間には間隙形成材を介して間隙が設けられていることを特徴とする、（１０）に記載の面光源ユニット。

本発明の面光源ユニット用反射板は、基材層上にラメ材等の微細片材料を含有する微細片層が積層されてなるので、極めて高い反射率および拡散効率を達成することができる。特に、基材層上に微細片層と球状体層の両方を有する構成とすることにより、微細片と球状体の形状、粒径および密度の相違に起因して異なる二種類の分散作用が働き、これらが組み合わされることにより、光線が反射板の微小片層および球状体層を通過する過程で微細かつ均一に拡散されるので、極めて高い拡散効率を実現することができるものである。したがって、これを利用した本発明の面光源ユニットは大光量であり、かつ輝度ムラがないので視認性のよい液晶ディスプレイ等を製造することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかる面光源ユニット用反射板１の構成を説明するための概略断面図である。図１に示すように、反射板１は、基材層１１と微細片層１２と球状体層１３とが順次積層されてなるものである。

基材層１１を構成する基材としては、ガラス、セラミック等の板状、シート状の無機材料や、合成樹脂等のシート状、フイルム状の有機材料を用いることができるが、形状の自由度及び成型が容易である点で合成樹脂シートあるいは合成樹脂フイルムが好適に用いられる。用いる合成樹脂としては、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が、中でもポリエチレンテレフタレートが耐熱性に優れるので好ましい。基材層１１には、反射性、隠蔽性を得るため、これらの合成樹脂に酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の白色顔料を練り込むか発砲させて成型した白色合成樹脂シートや、上記合成樹脂シートに銀やアルミニウム等の金属を蒸着させた金属蒸着合成樹脂シート等が用いられるが、良好な反射率を得るためには、白色合成樹脂シートが好適である。

微細片層１２は、微細片材料１４とバインダー１５とからなる。微細片材料１４は、直方体状、板状、鱗片状等の微細小片または微細薄片である。微細片材料１４の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート・ポリメチルメタクリレート積層フイルム末、ポリエチレンテレフタレート・ポリオレフィン積層フイルム末、エポキシ樹脂被覆アルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート、アルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート、ウレタン樹脂被覆アルミニウム蒸着ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂被覆アルミニウム末等のラメ材、または雲母チタン、ベンガラ被覆雲母、ベンガラ被覆雲母チタン、カーミン被覆雲母チタン、紺青被覆雲母チタン、酸化チタン被覆合成金雲母、ベンガラ・酸化チタン被覆合成金雲母、酸化チタン被覆ガラスフレーク、酸化チタン被覆アルミナフレーク、酸化チタン被覆シリカフレーク、酸化鉄・シリカ被覆アルミニウム、酸化鉄・シリカ被覆酸化鉄等のパール材等が挙げられ、これらの単独または２種以上を組み合わせて利用することができる。これらの中では、ラメ材が特に好ましく、高い反射率と拡散効率を達成することができる。さらに、微細片材料１４は、拡散効率等の観点から白色であることが好ましい。

また、バインダー１５としては、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。このバインダー１５中には、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、帯電防止剤等が配合されてもよい。このバインダー１５は、一般的には透明であるが、基材層１１と同様に反射性および隠蔽性を付与すべく、白色顔料や気泡を分散させてもよい。

球状体層１３は、透過性球状体１６とバインダー１７とからなる。透過性球状体１６は略球状または回転楕円体状の透過性材料である。透過性球状体１６の具体例としては、ガラスビーズ、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の無機ビーズ、またはポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、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、ポリメチルメタアクリレート、ポリアミド等のホモポリマーまたはこれらの樹脂と共重合可能なモノマーとのコポリマー等からなる合成樹脂ビーズが挙げられる。

バインダー１７は前記バインダー１６と同様の材料であって透過性のあるものを用いることができる。

反射板１は、フローコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、バーコーター、ダイコーター、コンマコーター等のコーティング方法、またはカレンダー法、押出法、キャスト法等の公知の積層方法を用いて、基材層１１に対して微細片層１２および球状体層１３を順次積層することにより製造されるが、特に、フローコーターによるコーティング方法が好適に用いられる。具体的には、バインダー１５に微細片材料１４を直接または必要により適当な溶媒とともに添加し混合分散して塗布液を調整し、これを基材シート上にフローコーターにより塗布して乾燥させる。ついで、バインダー１７に透過性球状体１６を直接または必要により適当な溶媒とともに添加し混合分散して塗布液を調整し、前工程で得られた基材シートの微細片層上にフローコーターにより塗布して乾燥させることにより、反射板１を得る。乾燥温度は通常１００℃前後で、乾燥時間は通常１分間前後である。

本発明の反射板では、球状体層１３を設けずに基材層１１と微小片層１２のみの構成としても、基材シートとビーズ層とからなる従来の反射板と同等の反射率、拡散効率等を得ることができる。さらに、本発明の反射板では、基材層１１上に微細片層１２と球状体層１３の両方を有する構成とすることにより、微細片１４と球状体１６の形状、粒径および密度の相違に起因して異なる二種類の分散作用が働き、これらが組み合わされることにより、光線が反射板１の微小片層１２および球状体層１３を通過する過程で微細かつ均一に拡散されるので、極めて高い拡散効率を実現することができるものである。

なお、反射板１は、基材層１１上に微細片層１２と球状体層１３とが必ずしもこの順序で積層されている必要はなく、基材層１１、球状体層１３および微細片層１２の順序で積層されていてもよい。また、微細片層１２または球状体層１３は１層ずつである必要はなく、一方または両方が複数層積層されていてもよい。さらに、微細片層１２と球状体層１３とを独立の層とせずに同一層（微細片材料１４と透過性球状体１６の両方を有する層）として形成するものであってもよい。

図２は、本発明の実施形態にかかる面光源ユニット６の構成を説明するための概略断面図である。図２に示すように、面高原ユニット６は、導光版２と、導光板２の下面に配設された反射板１と、導光板２の上面に配設された拡散板３と、導光板２の側面に設置された光源４とから構成されている。

導光板２は、光源の波長領域に応じて光源からの光を透過する板状の材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネートやポリカーボネート・ポリスチレン組成物等のポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂等の透明合成樹脂やガラス等の透明性材料が挙げられる。また、導光板２の厚さは、使用目的、導光板のサイズ、光源の大きさ等により適宜に決定することができる。導光板２の下面には、拡散作用を発揮させるため乳白色等のパターンを印刷したり、凸部または凹部のライン等を設けてもよい。

反射板１の構造等は上述したとおりである。反射板１は、反射板１の上面が導光板２の下面と密接するように配設されていてもよいが、反射板１の微細片層１２および球状体層１３による拡散効率を増強するために、反射板１と導光板２との間に適当な間隙形成材５を装入して、両者間に間隙を設けることが好ましい。間隙の厚さは、反射板１の微細片層１２および球状体層１３の厚さや導光板２の厚さ等により適宜決定する。

拡散板３は、導光板２の上面から出射される光を均一に広範囲に拡散できるものであれば、その構造、材料等は特に限定されるものではないが、好ましい例を示せば図３のとおりである。すなわち、図３に示すように、拡散板３は、基材層３１の上面および下面に、球状体３３とバインダー３４とからなる球状体層３２を積層した構造とすることができる。ここで、基材層３１および球状体層３３は、それぞれ反射板１の基材層１１および球状体層１３と同様の材料を用いることができる。

拡散板３は、光量の低下を防止するために、球状体層３３を基材層３１の上面のみに積層した構造としてもよい。しかし、本発明による反射板１を用いた面光源ユニット６は高光量を出射できるので、拡散板３において球状体層３３を基材層３１の両面に積層した構造としても十分に光量を保持することができ、これにより極めて広範囲に光を拡散することが可能となり、液晶ディスプレイ等において広い視野角を実現することができる。

光源４は、光源として利用可能なものであれば特に限定されるものではなく、蛍光灯、冷陰極管、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等を利用することができる。これらの中では、低消費電力、長寿命でメンテナンスが不要である点等でＬＥＤまたはＥＬが好ましい。また、面光源ユニット５では、光源４は導光板２の１側面のみに設けられているが、複数の側面または全部の側面に設けてもよい。

本発明によれば、反射率および拡散効率の高い面光源ユニット用反射板およびこれを用いた大光量かつ均一な輝度を有する面光源ユニットが得られる。従って、液晶ＴＶ、ＰＤＡ（携帯情報機器）、携帯電話機等の液晶ディスプレイや公告や案内等の看板用ディスプレイ等のバックライトとして好適に利用することができる。

本発明の面光源ユニット用反射板の構成を説明するための概略断面図である。 本発明の面光源ユニットの構成を説明するための概略断面図である。 本発明の面光源ユニットに用いる拡散板の構成を説明するための概略断面図である。 従来のエッジライト型面光源ユニットの構成を説明するための概略斜視図である。 従来の面光源ユニット用反射板の構成を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１ 反射板、
２ 導光板、
３ 拡散板、
４ 光源、
５ 間隙形成材、
６ 面光源ユニット、
１１ 基材層、
１２ 微細片層、
１３ 球状体層、
１４ 微細片材料、
１５，１７ バインダー、
１６ 球状体。

Claims (11)

1. 基材層と微細片材料を含有する微細片層の少なくとも２層が積層されてなり、前記微細片層は透過性球状体をさらに含有することを特徴とする面光源ユニット用反射板。
2. 前記微細片材料はラメ材またはパール材から選ばれる１種または２種以上である、請求項１に記載の反射板。
3. 前記微細片材料はラメ材である、請求項２に記載の反射板。
4. 前記微細片材料は白色である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射板。
5. 透過性球状体を含有する球状体層がさらに積層されてなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射板。
6. 前記基材層と前記微細片層と前記球状体層とがこの順序で積層されてなる、請求項５に記載の反射板。
7. 前記微細片層に含有される透過性球状体は、合成樹脂ビーズであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射板。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の反射板を備えてなる、面光源ユニット。
9. 第２の基材層の両面に透過性球状体を含有する第２の球状体層が積層されてなる拡散板をさらに有する、請求項８に記載の面光源ユニット。
10. 前記反射板が導光枝に隣接配置されており、前記反射板と前記導光板との間には間隙が設けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の面光源ユニット。
11. 前記反射板と前記導光板との間には間隙形成材を介して間隙が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の面光源ユニット。

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