JP2002243920A - 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】 重ねて配設される導光板等への傷付きを防止
できるスティッキング防止層を備える光学シート及びこ
の光学シートを用いて傷付きによる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】 透明な基材層２と、基材層２の表面側に
形成された光学的機能層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とを備え、このスティッ
キング防止層４が、バインダー５中にビーズ６が分散
し、このビーズ６の下部が層状のバインダー５の裏面か
ら突出した構造の光学シート１であって、上記ビーズ６
の粒径が揃えられており、上記ビーズ６の突出比が１０
％以上５０％以下であることを特徴とするものである。

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５０は、一般的には図３（ａ）に
示すように、光源としての棒状のランプ５１と、このラ
ンプ５１に端部が沿うように配置される方形板状の導光
板５２と、この導光板５２の表面側に積層された複数枚
の光学シート５３とを装備している。この光学シート５
３は、光線のピーク方向を法線方向側へ屈折させる機
能、輝度分布を拡散・集光させる機能等の所定の光学的
機能を有するものであり、具体的には、導光板５２の表
面側に配設されるビーズ塗工タイプ等の光学シート５４
やプリズムタイプの光学シート５５などがある。

【０００３】このバックライトユニット５０の機能を説
明すると、まず、ランプ５１より導光板５２に入射した
光線は、導光板５２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５２表面
から出射される。導光板５２から出射した光線はビーズ
塗工タイプの光学シート５４に入射し、拡散・法線方向
側への屈折等の所定の光学的作用が奏され、光学シート
５４の表面より出射される。その後、光学シート５４か
ら出射された光線は、プリズムタイプの光学シート５５
に入射し、表面に形成されたプリズム部５５ａ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５１から出射された光線が、
光学シート５４によって拡散等され、また光学シート５
５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、光学シート５５の
表面側にさらにビーズ塗工タイプやプリズムタイプの光
学シートが配設されたバックライトユニットもある。

【０００５】上述の構造を有するバックライトユニット
５０において、特に導光板５２の表面側に配設される光
学シート５４は、図３（ｂ）に示すように基材層５６
と、基材層５６の表面に形成された光学的機能層５７と
を備えたものが一般的に用いられており、ビーズ塗工タ
イプ等の光学的機能層５７によって透過光線に対して集
光、拡散等の光学的諸機能が奏される。また、光学シー
ト５４の裏面が平滑では裏面側の導光板５２と密着して
干渉縞が生じてしまう不都合を防止するため、光学シー
ト５４の裏面には、合成樹脂からなるバインダー５９中
に合成樹脂、ガラス等からなるビーズ６０が分散し、こ
のビーズ６０の下部が層状のバインダー５９の裏面から
突出した構造のスティッキング防止層５８が積層されて
いる。このスティッキング防止層５８の突出したビーズ
６０の下部が導光板５２に当接し、光学シート５４の裏
面の全面が導光板５２に当接することがなく、その結
果、光学シート５４と導光板５２とのスティッキングが
防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の光学シート５４
のスティッキング防止層５８において、ビーズ６０の粒
径にばらつきがあり、バインダー５９の裏面からの突出
比にもばらつきがあることから、突出の大きいビーズ６
０の摩擦によって導光板５２の表面に傷が付くことがあ
る。スティッキング防止層５８のビーズ６０としては透
明性の高いアクリルビーズが好ましいが、このアクリル
ビーズは比較的硬質であるため、アクリルより軟質の材
料である非晶性オレフィン系樹脂製の導光板（例；日本
ゼオン（株）社製「ゼオノア導光板」）５２と組合わせ
ることは事実上不可能である。

【０００７】本発明はこれらの不都合に鑑みてなされた
ものであり、重ねた配設される導光板等への傷付きを防
止できるスティッキング防止層を備える光学シート及び
この光学シートを用いて傷付きによる輝度ムラの発生を
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。

【０００８】

【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、透明な基材層と、この基材層の表面
側に形成された光学的機能層と、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、このスティッキ
ング防止層が、バインダー中にビーズが分散し、このビ
ーズの下部が層状のバインダーの裏面から突出した構造
の光学シートであって、上記ビーズの粒径が揃えられて
おり、上記ビーズの突出比が１０％以上５０％以下であ
ることを特徴とする光学シートである。ここで「突出
比」とは、バインダーの裏面を基準としたビーズの突出
距離の粒径に対する比を意味する。

【０００９】当該光学シートによれば、ビーズの粒径が
揃えられていることから、バインダー裏面から突出した
ビーズの最下点がシート面に対して一定距離に位置しや
すくなる。そのため、当該光学シートを導光板表面に載
置したときに、当該光学シート裏面の全ビーズで導光板
表面に接し、その結果、荷重の作用する個所が多くの点
に分散し、応力の集中が生じない。従って、突出したビ
ーズによる傷付きを低減することができる。また、当該
光学シートは、ビーズの突出比を１０％以上５０％以下
にしていることから、スティッキング防止層の本質的機
能であるスティッキング防止性と上述の傷付き防止性と
を共に満たすことができる。

【００１０】また、上記スティッキング防止層におい
て、ビーズの突出部分にバインダーを被覆させ、バイン
ダーの裏面を滑らかに形成するとよい。このように、バ
インダーでビーズを被覆し、さらに当該光学シート裏面
におけるビーズの突出状態を滑らかにすることで、上記
傷付き防止性が促進される。なお、スティッキング防止
層による前出の傷付き防止性を得る観点からして、比較
的軟質または軟質のバインダーでビーズを被覆するのが
好ましい。

【００１１】さらに、当該光学シートのスティッキング
防止層に分散するビーズの８０％以上のビーズの粒径
を、分散する全ビーズの平均粒径の±１０％以内の粒径
にするとよい。スティッキング防止層のビーズとしては
一般的に合成樹脂ビーズが用いられており、当該光学シ
ート裏面からの突出距離の誤差がビーズ粒径の１０％以
下であれば、ビーズの弾力でカバーできるため、荷重作
用点の局所化を招くこともなく、上述の作用に対する弊
害にはならない。

【００１２】上記ビーズの密度としては、１個／ｍｍ²
以上１５００個／ｍｍ²以下が好ましい。ここで「ビー
ズの密度」とは、当該光学シートの単位面積当たりに配
設されるビーズの個数を意味する。ビーズの密度を上記
範囲とすることで、スティッキング防止作用を奏しつ
つ、上述の傷付き防止性を促進することができる。

【００１３】また、上記スティッキング防止層のバイン
ダー中に潤滑剤を含有するとよい。この手段によれば、
潤滑剤の潤滑性及びスリップ性により、上記傷付き防止
性をさらに促進することができる。

【００１４】上記潤滑剤としては有機ポリシロキサンが
好ましい。かかる有機ポリシロキサンは、スリップ性付
与作用が大きく、かつ、透明性やバインダーを構成する
合成樹脂中での安定性が高く、光学シートとしての光学
的機能を阻害せずに上記傷付き防止性を促進することが
できる。

【００１５】また上記有機ポリシロキサンとしては末端
及び／又は側鎖を変性した変性有機ポリシロキサンが好
ましい。かかる変性有機ポリシロキサンは、バインダー
のマトリックス樹脂との相溶性が高く、バインダー中に
均一に分散化できるため、上記傷付き防止性を光学シー
ト全面に均一に付与することができる。

【００１６】従って、ランプから発せられる光線を分散
させて表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニ
ットにおいて、上記本発明の光学シートを備えるとよ
い。当該バックライトユニットによれば、当該光学シー
トの上記傷付き防止性により導光板等の傷付きが防止さ
れ、傷付きによる輝度ムラの発生を防止することができ
る。また、当該光学シートの上記傷付き防止性によりバ
ックライトユニット組立時の取扱性が向上する。さら
に、当該バックライトユニットによれば、従来事実上使
用不可能であった比較的軟質材料の非晶性オレフィン系
樹脂製の導光板を用いることができる。

【００１７】

【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２は図１の
光学シートのスティッキング防止層におけるビーズ部分
を拡大した模式的断面図である。

【００１８】図１の光学シート１は、基材層２と、この
基材層２の表面に積層された光学的機能層３と、基材層
２の裏面に積層されたスティッキング防止層４とから構
成されている。

【００１９】基材層２は、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、耐候性塩化ビニルなどの合成樹脂
から形成されている。基材層２は光線を透過させる必要
があるので透明とされており、特に無色透明が好まし
い。基材層２の厚みは特には限定されないが、例えば５
０μｍ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、光学的機能層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。

【００２０】光学的機能層３は、透過光線に対して拡
散、集光、法線方向側への屈折等の所定の光学的機能を
奏するものであり、例えば、バインダー中にビーズが分
散したいわゆるビーズ塗工タイプ、プリズム部が多条に
形成されたプリズムタイプ、エンボスタイプなどがあ
る。とりわけ、当該光学シートにより均質な光拡散効果
を求める場合などには、バインダー内にビーズを分散さ
せてなるビーズ塗工タイプの光拡散シートなどが好適に
利用できる。なお、図では基材層２と光学的機能層３と
を別の層としているがこれらの２層が一体に成形されて
いる場合もある。

【００２１】スティッキング防止層４は、基材層２の裏
面に略一定厚で積層されたバインダー５と、ビーズ６の
下部がバインダー５の裏面から突出するようバインダー
５中に分散したビーズ６とから構成されている。

【００２２】当該スティッキング防止層４は、バインダ
ー５裏面からのビーズ６の突出距離が実質的に一定にな
るよう構成されており、裏面側に重ねられた導光板等と
の間に作用する応力を分散することで、異常に突出した
ビーズ６による導光板表面への傷付きを防止する。ま
た、ビーズ６の突出部分にバインダー５を被覆させ、光
学シート１の裏面を構成するスティッキング防止層４の
バインダー５裏面を滑らかに形成することで、上記傷付
き防止性を促進することができる。

【００２３】ビーズ６の突出比としては、１０％以上５
０％以下が好ましく、２０％以上４０％以下が特に好ま
しい。ここで、「ビーズ６の突出比」とは、図２に示す
ように、バインダー５の裏面（ビーズ６が存在しない領
域の裏面）からのビーズ６の突出距離Ｌのビーズ６の粒
径Ｄに対する比を意味する。これは、ビーズ６の突出比
が上記範囲より小さいと、裏面側に載置される導光板等
とのスティッキングを防止する効果を有効に奏すること
ができず、逆に、ビーズ６の突出比が上記範囲を超える
と、基材層２の裏面へのビーズ６の固定が不十分になっ
てビーズ６の欠落等を生じ、欠落したビーズ６による傷
付きが発生するおそれがあり、また突出量の大きいビー
ズにより導光板等への傷付きを招来するおそれがあるこ
とからである。

【００２４】バインダー５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、スティッキン
グ防止層に傷付きを防止機能を付与すべく、ビーズを被
覆するバインダーを形成するポリマーとして、比較的軟
質または軟質なバインダーを形成するポリマーを選択す
ることもできる。バインダー５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。バインダー５は光線
を透過させる必要があるので透明とされており、特に無
色透明が好ましい。

【００２５】また、バインダー５には潤滑剤を含有させ
るとよい。バインダー５中の潤滑剤によって潤滑性及び
スリップ性が発現し、上記傷付き防止性をさらに促進す
ることができる。なお、上記潤滑剤としては、特に限定
されるものではなく一般的に使用される潤滑剤を用いる
ことができるが、中でも有機ポリシロキサンが好まし
く、末端及び／又は側鎖を変性した変性有機ポリシロキ
サンが特に好ましい。有機ポリシロキサンは、潤滑性及
びスリップ性が大きく、かつ、透明性やバインダー５を
構成する合成樹脂中での安定性が高く、光学シート１と
しての光学的機能を阻害せずに上記傷付き防止性を促進
することができる。また変性有機ポリシロキサンは、マ
トリックス樹脂との相溶性が高く、バインダー５中に安
定して均一に分散でき、上記傷付き防止性を光学シート
１全面に均一に付与することができる。なお、変性有機
ポリシロキサンにおける変性の態様としては、アミノ変
性、エポキシ変性、カルボキシル変性、メタクリル変
性、フェノール変性、ポリエーテル変性、メチルスリチ
ル変性、アルキル変性、アルコキシ変性、フッ素変性等
がある。

【００２６】ビーズ６は略球形であり、樹脂ビーズ又は
ガラスビーズが用いられる。かかる樹脂ビーズの材質と
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。ビーズ６は光学シート１を透過す
る光線量を多くするため透明とするのが好ましく、特に
無色透明とするのが好ましい。

【００２７】ビーズ６の粒径は、６μｍ以上１２μｍ以
下が好ましい。これは、粒径が上記範囲未満であると、
ビーズ６をバインダー５の表面から突出させるよう塗工
することが困難になり、逆に、粒径が上記範囲を越える
と、バインダー５の裏面からの突出距離が相対的に大き
くなり、裏面側に載置される導光板等への傷付きを招来
するおそれがあることからである。

【００２８】ビーズ６の粒径のバラツキを小さくし、粒
度を揃える必要がある。具体的には、スティッキング防
止層４に分散するビーズ６の８０％以上のビーズの粒径
が、分散する全ビーズの平均粒径の±１０％以内の粒径
にするとよい（例えば、１００個のビーズを用い、それ
らの平均粒径が１０μｍである場合、その内の８０個以
上のビーズの粒径を９〜１１μｍに収める）。これは、
ビーズ６の粒径を実質的に一定にしなければ、上述のよ
うにバインダー５裏面からのビーズ６の突出距離を実質
的に一定になるよう構成することができなくなることか
らである。

【００２９】スティッキング防止層４におけるバインダ
ー５に対するビーズ６量（質量）は、１〜５重量％の
量、好ましくは、１〜３重量％の量とする。これは、ビ
ーズ６の質量比が上記範囲より小さいと、当該光学シー
ト１における面積当たりのビーズ６の個数が少なく、上
述の応力の分散による傷付き防止性を効果的に奏するこ
とができなくなり、逆に、ビーズ６の質量比が上記範囲
を超えると、ビーズ６が近接しすぎ、少しの突出距離差
でも大きな応力集中が生じ、上述の応力の分散による傷
付き防止性を効果的に奏することができなくなることか
らである。

【００３０】具体的なビーズ６の密度としては、１個／
ｍｍ²以上１５００個／ｍｍ²以下が好ましく、１００個
／ｍｍ²以上１０００個／ｍｍ²以下が特に好ましい。こ
れは、ビーズ６の密度が上記範囲より小さいと、スティ
ッキング防止性を有効に奏することができず、逆に、ビ
ーズ６の密度が上記範囲を超えると、隣り合うビーズ６
の間隔が小さくなり、少しの突出差でも傷付きが生じる
ため、上述の傷付き防止性を阻害してしまうことからで
ある。

【００３１】従って、図３（ａ）に示すようなバックラ
イトユニット５０に図１の光学シート１を使用すると、
当該光学シート１の傷付き防止性により導光板等の傷付
きが防止され、傷付きによる輝度ムラの発生がなく品質
が向上する。

【００３２】

【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、重ねた配設される導光板等への傷付きを防
止でき。また、当該光学シートを備えるバックライトユ
ニットによれば、導光板等の傷付きによる輝度ムラの発
生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る光学シートを示す
模式的断面図である。

【図２】 図１の光学シートにおけるスティッキング防
止層のビーズ部分を拡大した模式的断面図である。

【図３】 （ａ）は一般的なバックライトユニットを示
す模式的斜視図で、（ｂ）は一般的な光学シートを示す
模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 光学シート ２ 基材層 ３ 光学的機能層 ４ スティッキング防止層 ５ バインダー ６ ビーズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 AA01 AA07 AA26 2H091 FA23Z FA31Z FA37Z FA41Z FB02 FB12 FB13 FC18 FD06 LA02 LA18 4F100 AK25 AK42 AK52C AK52H AL06C AL06H AR00B AR00C AS00C AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C CA19C DD03C DD07C DE04C GB41 JA13C JK14 JN00B JN01A JN06C JN21 JN30C YY00C

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な基材層と、この基材層の表面側に
   形成された光学的機能層と、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、 このスティッキング防止層が、バインダー中にビーズが
   分散し、このビーズの下部が層状のバインダーの裏面か
   ら突出した構造の光学シートであって、 上記ビーズの粒径が揃えられており、 上記ビーズの突出比が１０％以上５０％以下であること
   を特徴とする光学シート。
2. 【請求項２】 上記スティッキング防止層において、ビ
   ーズの突出部分にバインダーが被覆し、バインダーの裏
   面が滑らかに形成されている請求項１に記載の光学シー
   ト。
3. 【請求項３】 上記スティッキング防止層に分散するビ
   ーズの８０％以上のビーズの粒径が、分散する全ビーズ
   の平均粒径の±１０％以内の粒径である請求項１又は請
   求項２に記載の光学シート。
4. 【請求項４】 上記ビーズの密度が１個／ｍｍ²以上１
   ５００個／ｍｍ²以下である請求項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】 上記スティッキング防止層のバインダー
   中に潤滑剤を含有する請求項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】 上記潤滑剤として有機ポリシロキサンが
   用いられる請求項５に記載の光学シート。
7. 【請求項７】 上記有機ポリシロキサンが、末端及び／
   又は側鎖を変性した変性有機ポリシロキサンである請求
   項６に記載の光学シート。
8. 【請求項８】 ランプから発せられる光線を分散させて
   表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニットに
   おいて、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の
   光学シートが備えられていることを特徴とする液晶表示
   装置用のバックライトユニット。