JP2001297615A - 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光線ロスが低減できかつ液晶画面からの視認
性が低い輝線防止層を有する光学シート及びこの光学シ
ートを用いて輝度を向上できかつ輝度ムラの発生を防止
できるバックライトユニットの提供を目的とするもので
ある。 【解決手段】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
る輝線防止層５が輝線発生帯域に積層された光学シート
１であって、上記輝線防止層５が光拡散剤１１を分散し
た印刷インク１０を用い、かつ、ドットパターンを漸進
的に変化させたグラデーション印刷により形成し、上記
輝線防止層５のヘーズ値を１０％以上９０％以下とし、
上記グラデーション印刷の最小ドット１２径を１０μｍ
以上２００μｍ以下とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトユニットに組み込まれる光拡散シートやプリ
ズムシート等に好適な光学シート及びこれを用いたバッ
クライトユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶層を背面から照ら
して発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下
面側にバックライトユニットが装備されている。かかる
バックライトユニット２０は、一般的には図３に示すよ
うに、光源としての棒状のランプ２１と、ランプ２１に
端部が沿うように配置される方形板状の導光板２２と、
導光板２２の表面側に配設される光拡散シート２３と、
光拡散シート２３の表面側に配設されるプリズムシート
２４とを備えている。

【０００３】このバックライトユニット２０の機能を説
明すると、まず、ランプ２１より導光板２２に入射した
光線は、導光板２２裏面の反射ドット又は反射シート
（図示されず）及び各側面で反射され、導光板２２表面
から出射される。導光板２２から出射した光線は光拡散
シート２３に入射し、拡散され、光拡散シート２３表面
より出射される。その後、光拡散シート２３から出射さ
れた光線は、プリズムシート２４に入射し、プリズムシ
ート２４の表面に形成されたプリズム部２４ａによっ
て、略真上方向にピークを示す分布の光線として出射さ
れる。このように、ランプ２１から出射された光線が、
光拡散シート２３によって拡散され、またプリズムシー
ト２４によって略真上方向にピークを示すように屈折さ
れ、さらに上方の図示していない液晶層全面を照明する
ものである。

【０００４】また図示していないが、上述のプリズムシ
ート２４の集光特性を考慮し、プリズムシート２４の表
面側にさらに光拡散シートやプリズムシートを配設する
バックライトユニットもある。

【０００５】ところで、上述のバックライトユニット２
０は、構造上どうしてもランプ２１側の輝度が大きくな
り過ぎるため、ランプ２１に沿う外縁部やそれに対向す
る外縁部などの帯域に輝線（輝度が周囲より大きい線状
の部分）が発生する。そのため、光拡散シート２３の裏
面のうち上記輝線が現れる帯域に、光線の透過を低減す
る輝線防止層２５が積層され、全面にほぼ均一な輝度を
確保するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように光拡散シ
ート２３の裏面に積層される輝線防止層２５は、従来、
白、黒、グレー等の印刷インクを用い、スクリーン印刷
等の印刷によって形成されたものであり、輝線防止層２
５の境界をぼかすグラデーション印刷がなされることも
ある。

【０００７】このように印刷によって形成された輝線防
止層２５は光線を遮蔽するため、ランプ２１から発せら
れる光線のロスが増大する。また、今日の液晶パネルは
透過率が向上しており、輝線防止層２５の境界やグラデ
ーションパターンが見えてしまうおそれがある。

【０００８】本発明はこれらの不都合に鑑みてなされた
ものであり、光線ロスが低減できかつ液晶画面からの視
認性が低い輝線防止層を有する光学シート及びこの光学
シートを用いて輝度を向上できかつ輝度ムラの発生を防
止できるバックライトユニットの提供を目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた発明は、光拡散機能によって輝線の発生を防
止する輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シー
トであって、上記輝線防止層がドットパターンを漸進的
に変化させたグラデーション印刷により形成されたもの
であり、そのグラデーション印刷の最小ドット径が１０
μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とするもので
ある。ここで、「光学シート」とは、拡散、集光、屈折
などの光学的諸機能を有するシートを意味し、具体的に
は、光拡散シート、プリズムシート等が該当する。また
「輝線発生帯域」とは、バックライトユニットにおい
て、本発明の輝線防止層が積層されていない場合に輝線
が発生する帯域を意味する。さらに「光拡散機能」と
は、透過する光線を拡散させる機能を意味する。

【００１０】当該光学シートは、輝線防止層を透過する
光線を分散させることで、輝線防止層が積層された帯域
の輝度を減少させ、輝線の発生を防止するものである。
このように当該光学シートの輝線防止層は、上記従来の
輝線防止層のように光線を遮蔽するものでなく、透過す
る光線を分散させるものであるため、光線ロスを低減す
ることができ、かつ、当該輝線防止層が液晶画面から見
えてしまうことを低減できる。

【００１１】また、上記輝線防止層がドットパターンを
漸進的に変化させたグラデーション印刷により形成され
ていることから、輝線防止層の光拡散性を傾斜させ、輝
線防止層の境界線をぼかすことができる。そのため、輝
線防止層の液晶画面からの視認性をさらに低減させるこ
とができる。

【００１２】さらに、上記グラデーション印刷の最小ド
ット径を１０μｍ以上２００μｍ以下としていることか
ら、印刷容易性を確保しつつ、ドットパターンが液晶表
示画面で視認されることや輝線防止層の境界部分が暗く
線状に現れることを防止することができる。

【００１３】上記課題を解決するためになされた別の発
明は、光拡散機能によって輝線の発生を防止する輝線防
止層が輝線発生帯域に積層された光学シートであって、
上記輝線防止層が光拡散剤を分散した印刷インクによる
グラデーション印刷により形成されたものであり、上記
輝線防止層のヘーズ値が１０％以上９０％以下であるこ
とを特徴とするものである。ここで「ヘーズ値」とは、
ＪＩＳ−Ｋ−７１０５（プラスチックの光学的特性試験
方法）に規定する測定法Ａによって測定される雲価を意
味する。

【００１４】この光学シートによれば、印刷インク中に
分散する光拡散剤によって光拡散機能を発現させること
ができ、本発明の輝線防止層が有する上記特有の作用を
奏することができる。

【００１５】また、上記輝線防止層のヘーズ値を１０％
以上９０％以下にすることで、上述の輝線防止作用と、
光線ロスの低減作用及び輝線防止層の視認性の低減作用
とを共にバランスよく発揮させることができる。

【００１６】従って、光拡散機能によって輝線の発生を
防止する輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シ
ートであって、（ａ）上記輝線防止層が、光拡散剤を分
散した印刷インクを用い、かつ、ドットパターンを漸進
的に変化させたグラデーション印刷により形成し、
（ｂ）上記輝線防止層のヘーズ値を１０％以上９０％以
下とし、（ｃ）上記グラデーション印刷の最小ドット径
を１０μｍ以上２００μｍ以下とすることで、上述の作
用を全て発揮することができる。

【００１７】上記光学シートにおいて、上記印刷インク
に青系統の顔料を混合することができる。この手段のよ
うに顔料を混合することで、光線の透過率を制御するこ
とができ、その結果、輝線防止効果を制御することがで
きる。また、その顔料に青系統のものを使用すること
で、輝線防止層部分が黄色く発現してしまうことを防止
することができる。

【００１８】当該光学シートとしては、透明な基材層
と、この基材層の表面側に積層された光拡散層と、基材
層の裏面側に積層されたスティッキング防止層とを備え
た、つまり光拡散シートが好ましく、このスティッキン
グ防止層の裏面側に上記輝線防止層を積層するとよい。
一般的に光拡散シートの光拡散層の表面は凹凸があるた
め、比較的平らなスティッキング防止層外面に当該輝線
防止層を積層する方が、接着性が高く、綺麗なグラデー
ション印刷が可能になる。

【００１９】従って、（ａ）ランプと、（ｂ）このラン
プから発せられる光線を表面側に導く導光板と、（ｃ）
この導光板の表面側に配置されて光線を表面方向に均一
に導く光学シートとを備えた液晶表示装置用のバックラ
イトユニットにおいて、この光学シートに上記本発明の
光学シートを使用すると、光線ロスを少なくして輝線の
発生を防止でき、その結果、輝度の向上及び輝度ムラの
防止を図ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しつつ本発
明の実施の形態を詳説する。図１（ａ）は本発明の一実
施形態に係る光学シートを示す模式的断面図で、図１
（ｂ）は（ａ）の光学シートの模式的底面図である。

【００２１】図１の光学シート１は、透過する光線を拡
散させる光拡散シートであり、基材層２と、この基材層
２の表面側に積層された光拡散層３と、基材層２の裏面
側に積層されたスティッキング防止層４と、このスティ
ッキング防止層４の裏面側に積層された輝線防止層５と
から構成されている。

【００２２】この基材層２は、光線を透過させる必要が
あるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されて
いる。かかる基材層２に用いられる合成樹脂としては、
特に限定されるものではなく、例えば、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。基材層２の厚みは、特には限定されないが、例
えば１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは７５μｍ
以上２５０μｍ以下とされる。基材層２の厚みが上記範
囲未満であると、光拡散層３を形成する樹脂組成物を塗
工した際にカールが発生しやすくなってしまうことがあ
る。逆に、基材層２の厚みが上記範囲を超えると、液晶
表示装置の輝度が低下してしまうことがあり、またバッ
クライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の
薄型化の要求に反することにもなる。

【００２３】光拡散層３は、バインダー６及びバインダ
ー６中に分散するビーズ７から構成されている。このよ
うにビーズ７を分散させることにより、光拡散層３を裏
側から表側に透過する光線を均一に拡散させることがで
きる。またビーズ７は、その上端がバインダー６から突
出したものやバインダー６に埋設されているものを設け
ることで、光線をより良く拡散させることができる。か
かる光拡散層３の厚み（ビーズ７を除いたバインダー６
部分の厚みを意味する）は特には限定されないが、例え
ば１μｍ以上３０μｍ以下程度とされている。

【００２４】バインダー６に用いられるポリマーとして
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。またバインダー６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、分散剤等が配合されてもよい。

【００２５】ビーズ７は略球形であり、その材質として
は、例えばアクリル樹脂、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、ポリアミド
等が挙げられる。

【００２６】ビーズ７の粒径は、０．１μｍ以上１００
μｍ以下が好ましく、１μｍ以上５０μｍ以下が特に好
ましい。これはビーズ７の粒径が上記範囲未満である
と、光拡散効果が不十分となってしまい、逆に、粒径が
上記範囲を越えると、光拡散層３を形成する樹脂組成物
の塗工が困難となってしまうことからである。当該ビー
ズ７の粒径は、任意に抽出した１００個のビーズ７を顕
微鏡で拡大して粒子の直径を測定し、これを単純平均す
ることにより導出される。なお、ビーズ７が球形でない
場合は、任意の一方向におけるビーズ７の寸法とこれと
直交する方向におけるビーズ７の寸法とを平均した値と
する。

【００２７】光拡散層３のビーズ７の配合量は、バイン
ダー６中のポリマー分１００重量部に対して０．１重量
部以上５００重量部以下が好ましく、１０重量部以上３
００重量部以下が特に好ましい。これは、当該配合量が
上記範囲未満であると、光拡散効果が不十分となってし
まい、逆に、当該配合量が上記範囲を越えると、光拡散
層３を形成する樹脂組成物の塗工が困難となってしまう
ことからである。

【００２８】スティッキング防止層４は、バインダー８
とこのバインダー８中に分散するビーズ９とから構成さ
れ、バインダー８から突出したビーズ９によって導光板
（図３参照）とのスティッキングを防止するものであ
る。当該スティッキング防止層４のバインダー８及びビ
ーズ９も上記光拡散層３のバインダー６及びビーズ７と
同様である。

【００２９】なお、ビーズ９の配合量は比較的少量であ
り、そのためビーズ９は互いに離間してバインダー８中
に分散している。一方、スティッキング防止層４の厚み
（ビーズ９を除いたバインダー８部分の厚みを意味す
る）は特には限定されないが、例えば１μｍ以上１０μ
ｍ以下程度とされている。そのため、ビーズ９の多くは
その下端がバインダー８から突出し、導光板とのスティ
ッキングを防止する。

【００３０】輝線防止層５は、図１（ｂ）に示すよう
に、スティッキング防止層４の裏面のうち、輝線が発生
する帯域、例えばランプ側の外縁部等に積層されてい
る。この輝線防止層５は、印刷インク１０中に光拡散剤
１１が分散したものである。

【００３１】印刷インク１０は、印刷に使用可能なもの
であれば特に限定されるものではなく、例えば、蒸発乾
燥型インク、酸化重合型インク、加熱硬化型インク、２
液反応型インク、紫外線硬化型インク等が挙げられる。
中でも、グラデーション印刷に適している紫外線硬化型
インクが好ましい。なお、光線透過率の向上のために
は、印刷インク１０は透明（有色透明）とすることが好
ましく、特に無色透明が好ましい。

【００３２】光拡散剤１１は、光線を拡散させる性質を
有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別
される。無機フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミ
ニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、
マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いる
ことができる。有機フィラーとしては、アクリル、アク
リロニトリル、無黄変ウレタン、スチレンなどを用いる
ことができる。印刷インク１０による膨潤性の低さから
は無機フィラーが好ましく、有機フィラーの中ではウレ
タン系フィラーが好ましい。

【００３３】上記光拡散剤１１の形状は、特に限定され
るものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡
錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、光拡散
性を考慮するとビーズが好ましい。また光拡散剤１１の
粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２μｍ以
上２０μｍ以下が特に好ましい。光拡散剤１１の粒径が
上記範囲未満であると、光拡散効果が不十分となってし
まい、逆に、上記範囲を越えると、輝線防止層５を形成
する樹脂組成物の塗工が困難となってしまうことからで
ある。

【００３４】当該輝線防止層５における光拡散剤１１の
配合量は、印刷インク１０のポリマー分１００重量部に
対して１０重量部以上８０重量部以下が好ましく、２０
重量部以上６０重量部以下が特に好ましい。これは、当
該配合量が上記範囲未満であると、輝線防止効果が不十
分となってしまい、逆に、当該配合量が上記範囲を越え
ると、輝線防止層５を形成する樹脂組成物の塗工が困難
となってしまうことからである。

【００３５】当該光学シート１によれば、輝線防止層５
が存在する帯域は分散する光拡散剤１１によって拡散性
が向上し、その高い拡散性によってその帯域の輝度を低
減させることができ、その結果、輝線の発生を防止する
ことができる。従って、遮光印刷により形成される従来
の輝線防止層と異なり、輝線防止層による光線ロスを小
さくすることができる。また、当該輝線防止層５は輝度
の低下に拡散性を利用しているため、従来の印刷による
輝線防止層のような液晶画面から輝線防止層５が視認さ
れることを低減できる。

【００３６】輝線防止層５は、ドット径を一の縁部から
内方に漸進的に小さくしたドットパターンのグラデーシ
ョン印刷により形成される。かかるグラデーション印刷
によれば、輝線防止層５の光拡散性を傾斜させ、輝線防
止層５の境界線をぼかすことができる。そのため、輝線
防止層５の液晶画面からの視認性をさらに低減させるこ
とができる。

【００３７】上記輝線防止層５のうち最も内方側にある
最小ドット１２の径は、１０μｍ以上２００μｍ以下が
好ましく、５０μｍ以上１５０μｍ以下が特に好まし
い。これは、最小ドット１２の径が上記範囲より小さい
と、グラデーション印刷が技術的に困難になり、逆に、
上記範囲を超えると、ドット１２が液晶画面から見えて
しまい、さらに輝線防止層５の内方側の縁（境界部分）
が暗く線状に発現してしまうことからである。

【００３８】輝線防止層５のヘーズ値としては１０％以
上９０％以下が好ましく、１５％以上５０％以下が特に
好ましい。これは、輝線防止層５のヘーズ値が上記範囲
より小さいと、光拡散性が小さく、輝線の発生を防止し
きれなくなり、逆に、上記範囲を超えると、光拡散剤１
１の配合量を格段に多くする必要があり、その結果、グ
ラデーション印刷時に印刷用組成物の詰まり等が生じ、
良好な印刷が困難になることからである。

【００３９】上記印刷インク１０中に顔料を混合するこ
とによって、光線の透過率を制御することができ、その
結果、輝線防止効果を制御することができる。中でも、
青系統の顔料が好ましい。光拡散効果による輝線防止層
５はバックライト上では黄色く見える傾向があるが、上
述のように青系統の顔料を含有することで、その黄色味
を消すことができる。

【００４０】上記青系統の顔料の含有質量としては、印
刷インク１００部に対して、０．０５部以上１．０部以
下が好ましい。これは、当該青系統の顔料の含有質量が
上記範囲より小さいと、上記黄色く見えるのを消す効果
が小さく、逆に、上記範囲を超えると、青色が濃すぎ
て、ドット１２が液晶画面から見えてしまい、さらに輝
線防止層５の内方側の縁（境界部分）が暗く線状に発現
してしまうことからである。

【００４１】図２の光学シート１５は、基材層、光拡散
層、スティッキング防止層及び輝線防止層５から構成さ
れている点、及び、輝線防止層５がドットパターンのグ
ラデーション印刷により形成されている点で、上記図１
の光学シート１と同様であるが、輝線防止層５のドット
パターンが異なる。当該輝線防止層５のドットパターン
は、ドット径を一定とし、ドットの配設密度（単位面積
当たりの個数）を一の縁部から内方に漸進的に小さくな
るよう構成されており、その結果、輝線防止層５の光拡
散性を縁部から内方に漸進的に小さくなるよう傾斜させ
ている。

【００４２】なお、本発明の光学シートは上記実施形態
に限定されるものではなく、例えばプリズムシートの裏
面に当該輝線防止層を積層することも可能である。ま
た、当該輝線防止層は拡散性によって輝線の発生を防止
するため、グラデーション印刷でなくても液晶画面から
の視認性は低減される。さらに、ランプ直下型バックラ
イトユニットにおいては、線状のランプの上方に輝線発
生帯域が線状に形成されるが、この場合は輝線発生帯域
が形成されるランプの上方位置にグラデーション印刷に
よって輝線防止層を積層するとよい。またグラデーショ
ン印刷には、上述のようにドットパターンを漸進的に変
化させる方法の他、樹脂組成物の坪量を傾斜させる方法
や光拡散剤１１の配合量を傾斜させる方法などがある。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学シー
トによれば、輝線防止層による光線ロスを低減すること
ができ、かつ、輝線防止層が液晶画面から視認し難くな
る。従って、本発明の光学シートを用いたバックライト
ユニットは、輝度が向上され、かつ、輝度ムラの発生を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る光学シート
を示す模式的断面図で、（ｂ）は（ａ）の光学シートの
模式的底面図である。

【図２】図１の光学シートとは異なる形態の光学シート
を示す模式的底面図である。

【図３】一般的なバックライトユニットを示す模式的斜
視図である。

【符号の説明】

１ 光学シート ２ 基材層 ３ 光拡散層 ４ スティッキング防止層 ５ 輝線防止層 ６ バインダー ７ ビーズ ８ バインダー ９ ビーズ １０ 印刷インク １１ 光拡散剤 １２ 最小ドット １５ 光学シート

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
   る輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シートで
   あって、 上記輝線防止層がドットパターンを漸進的に変化させた
   グラデーション印刷により形成されたものであり、 上記グラデーション印刷の最小ドット径が１０μｍ以上
   ２００μｍ以下であることを特徴とする光学シート。
2. 【請求項２】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
   る輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シートで
   あって、 上記輝線防止層が光拡散剤を分散した印刷インクによる
   グラデーション印刷により形成されたものであり、 上記輝線防止層のヘーズ値が１０％以上９０％以下であ
   ることを特徴とする光学シート。
3. 【請求項３】 光拡散機能によって輝線の発生を防止す
   る輝線防止層が輝線発生帯域に積層された光学シートで
   あって、 上記輝線防止層が、光拡散剤を分散した印刷インクを用
   い、かつ、ドットパターンを漸進的に変化させたグラデ
   ーション印刷により形成されており、 上記輝線防止層のヘーズ値が１０％以上９０％以下であ
   り、 上記グラデーション印刷の最小ドット径が１０μｍ以上
   ２００μｍ以下であることを特徴とする光学シート。
4. 【請求項４】 上記印刷インクに青系統の顔料が混合さ
   れている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光学
   シート。
5. 【請求項５】 透明な基材層と、この基材層の表面側に
   積層された光拡散層と、基材層の裏面側に積層されたス
   ティッキング防止層とを備えており、 このスティッキング防止層の裏面側に上記輝線防止層が
   積層されている請求項１から請求項４のいずれか１項に
   記載の光学シート。
6. 【請求項６】 ランプと、このランプから発せられる光
   線を表面側に導く導光板と、この導光板の表面側に配置
   されて光線を表面方向に均一に導く請求項１から請求項
   ５のいずれか１項に記載の光学シートとを備えた液晶表
   示装置用のバックライトユニット。