JP3790571B2 - 光拡散性シートおよびそれを用いた液晶ディスプレイ用バックライトユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明器具、電飾看板、背面投射スクリーン、液晶ディスプレイ等に用いられる光拡散性シートに関する。
【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、従来の光拡散性シー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光拡散性シー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光拡散性シートは、透明支持体上に光拡散性層を一層有してなる光拡散性部材であって、前記光拡散性層が透明性樹脂及びポリメチルメタクリレートの真球状粒子を含有してなり、前記真球状粒子の含有量が、前記透明性樹脂１００重量部に対して１００〜２２０重量部であり、前記透明性樹脂としてアクリル樹脂を含有する光拡散性部材と、プリズムシートとの二つの部材を重ね合わせてなるものである。さらに、前記光拡散性部材の光拡散性層の面と前記プリズムシートとを対向するように重ね合わせてなるものである。
【０００８】
さらに、前記光拡散性層に使用する真球状粒子の含有量が、前記透明性樹脂１００重量部に対して１００〜２２０重量部であるものである。
【０００９】
また、前記透明性樹脂がアクリル樹脂であり、さらにはウレタン架橋したアクリル樹脂であるものである。
【００１０】
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、フィルム状体等をも含むものである。
【００１１】
【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。
【００１２】
本発明の光拡散性シート５は、光拡散性部材３とプリズムシート４から構成される。
【００１３】
光拡散性部材３に使用する透明支持体１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。
【００１４】
光拡散性層２の透明性樹脂としては、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。
【００１５】
真球状粒子としては、ポリメチルメタクリレートの真球状粒子を使用する。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好ましい。
【００１６】
ポリメチルメタクリレート真球状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、輝度が低くなる。一方、粒径が３０．０μｍよりも大きい場合には、導光板に印刷されているパターンを隠すレベルの光拡散性が得られない。
【００１７】
透明性樹脂と真球状粒子の割合としては、透明性樹脂１００重量部に対して、ポリメチルメタクリレート真球状粒子１００〜２２０重量部が好ましい。ポリメチルメタクリレート真球状粒子が１００重量部より少ない場合には、ポリメチルメタクリレート真球状粒子が緻密に配列しないため、光の拡散効果が悪くなる。一方、２２０重量部より多い場合には、光拡散性が強くなりすぎて集光性が悪くなり、また、塗膜の接着強度が悪くなり塗膜としての耐久性の維持も困難となる。
【００１８】
このような光拡散性部材の製造方法としては、上記の透明性樹脂および真球状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。光拡散層の厚みは通常１〜３０μｍ程度とする。光拡散性層を設けた支持体の裏側は、導光板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。
【００１９】
次に、プリズムシート４であるが、本発明の光拡散性シートには、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。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。
【００２０】
なお、図１は、導光板（図示せず）の光出斜面側に光拡散性部材３がくるような場合の光拡散性部材３とプリズムシート４の重ね方の一例を示したものであるが、本発明はこの重ね方に限定されることはなく、必要に応じて光拡散性部材３とプリズムシート４の位置を入れ替えることなどは適宜行うことができる。
【００２１】
本発明の光拡散性シート５は、このような構成を有することにより、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。
【００２２】
【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。
【００２３】
［実施例１］
ポリエステルフィルム（ルミラーＴ６０ １００μｍ：東レ社）の片面に、下記の処方の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。
【００２４】

【００２５】
この光拡散性部材とプリズムシート（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て光拡散性シートを作製した。
【００２６】
［実施例２］
実施例１の光拡散性層用塗布液の真球状粒子を７重量部とした以外は実施例１と同様にして光拡散性シートを作製した（透明性樹脂に対する真球状粒子１１３重量部）。
【００２７】
［実施例３］
実施例１の光拡散性層用塗布液の真球状粒子を１３重量部とした以外は実施例１と同様にして光拡散性シートを作製した（透明性樹脂に対する真球状粒子２１０重量部）。
【００２８】
［実施例４］
実施例１のプリズムシート（ＢＥＦ９０ＨＰ：住友スリーエム社）をプリズムシート（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。
【００２９】
［比較例１］
プリズムシート（ＢＥＦ９０ＨＰ：住友スリーエム社）のみで光拡散性部材を設けないものを光拡散性シートとして用いた。
【００３０】
［比較例２］
市販の高輝度タイプの光拡散性シート（ライトアップ１００ＳＨ：きもと社）を光拡散性シートとして用いた。
【００３１】
［比較例３］
実施例１の光拡散性部材を市販の高輝度タイプの光拡散性シート（ライトアップ１００ＳＨ：きもと社）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得た。
【００３２】
［比較例４］
実施例１の光拡散性層用塗布液の真球状粒子を５重量部とした以外は実施例１と同様にして光拡散性シートを作製した（透明性樹脂に対する真球状粒子８１重量部）。
【００３３】
［比較例５］
実施例１の光拡散性層用塗布液の真球状粒子を１４重量部とした以外は実施例１と同様にして光拡散性シートを作製した（透明性樹脂に対する真球状粒子２２６重量部）。
【００３４】
以上の実施例１〜４および比較例１〜５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）に組み込んで、ランプの水平方向について正面方向を０゜として、１０゜毎に８０゜ないし−８０゜まで輝度を測定した。測定結果を表１に示す。また、光拡散性シートを設けずに測定した結果についても合わせて表１に示す。これらの測定結果を視覚的に評価すべく、図２および図３を作成した。なお、図２、図３において縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ²）、横軸は正面方向からの角度を表している。
【００３５】
また、拡散性について目視評価を行った結果もあわせて表１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視認できたものを「×」、視認できなかったものを「○」とした。
【００３６】
【表１】

【００３７】
表１、図２及び図３からも明らかなように、実施例１〜４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。
【００３８】
比較例１では、プリズムシートを使用しているために正面方向の輝度は比較的高かったが、光拡散能を有しないために導光板のパターンがはっきりと見えてしまった。
【００３９】
比較例２では、プリズムシートを使用しない従来から使用されている高輝度タイプ光拡散性シートを使用したものであるが、図３から明らかなように実施例１の光拡散性シートと比べて輝度が非常に劣るものであった。
【００４０】
比較例３では、従来から使用されている高輝度タイプ光拡散性シートとプリズムシートを組み合わせたものであるが、高輝度タイプ光拡散性シート単独の場合に比べると正面方向の輝度が向上してはいるが、実施例１の光拡散性シートに比べると劣るものであった。
【００４１】
比較例４は、実施例１の光拡散性シートと同様の構成を有するものであるが、透明性樹脂１００重量部に対する真球状粒子の量を８１重量部としているため、正面方向の輝度が実施例１の光拡散性シートに比べて若干劣っており、また、光拡散性も弱く導光板のパターンが見えてしまっていた。
【００４２】
比較例５は、実施例１の光拡散性シートと同様の構成を有するものであるが、透明性樹脂１００重量部に対する真球状粒子の量を２２６重量部としているため、正面方向の輝度が実施例１の光拡散性シートに比べて若干劣っており、また、透明性樹脂に対する真球状粒子の量が多いために光拡散性層の塗膜強度が劣り、光拡散性層表面に傷が付きやすかった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の光拡散性シートによれば、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示す断面図。
【図２】本発明の実施例における光拡散性シートの光出斜面の各角度における輝度測定の結果を表した図。
【図３】本発明の比較例における光拡散性シートの光出斜面の各角度における輝度測定の結果を表した図。
【符号の説明】
１・・・透明支持体
２・・・光拡散性層
３・・・光拡散性部材
４・・・プリズムシート
５・・・光拡散性シート

Claims (3)

1. 透明支持体上に光拡散性層を一層有してなる光拡散性部材であって、前記光拡散性層が透明性樹脂及びポリメチルメタクリレートの真球状粒子を含有してなり、前記真球状粒子の含有量が、前記透明性樹脂１００重量部に対して１００〜２２０重量部であり、前記透明性樹脂としてアクリル樹脂を含有する光拡散性部材と、プリズムシートとの二つの部材を重ね合わせたことを特徴とする光拡散性シート。
2. 前記光拡散性部材の光拡散性層の面と前記プリズムシートとを対向するように重ね合わせたことを特徴とする請求項１記載の光拡散性シート。
3. 導光板とランプとを有してなり、前記導光板上に、請求項１または２記載の光拡散性シートを、前記導光板の光出射面側に光拡散性部材が位置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ユニット。

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