(57)【要約】      （修正有）【課題】内部に有機拡散剤を混入して濁度を上げた内部拡散フィルムを基材として使用し、基材上に、屈折率が異なる２つ以上の樹脂粒子を混合して塗布することによって、光の屈折、散乱を最大化し、拡散機能を向上させ、輝線の遮蔽力を一層向上させた光拡散シートの提供。【解決手段】バックライトユニット用光拡散シートにおいて、基材として、ヘイズ４０〜９５％、透過率５０〜９５％の光特性を有する内部拡散フィルム(２)と、前記内部拡散フィルム(２)上の少なくとも一面に形成された光拡散層として、バインダー樹脂(４)と屈折率が相互異なる２つ以上の透明な樹脂粒子(３a、３ｂ、３ｃ)により塗布された光拡散層(５)と、を含む。【選択図】図１
2008233842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトユニット用光拡散シートにおいて,
基材として、ヘイズ４０〜９５％、透過率５０〜９５％の光特性を有する内部拡散フィルム(２)と、
前記内部拡散フィルム(２)上の少なくとも一面に形成された光拡散層として、バインダー樹脂(４)と屈折率が相互異なる２つ以上の透明な樹脂粒子(３a、３ｂ、３ｃ)により塗布された光拡散層(５)と、を含むことを特徴とする、バックライトユニット用光拡散シート。
【請求項２】
前記透明な樹脂粒子は、粒径分布が平均粒径の±２０％内に８０％以上存在する単分散粒子と、前記単分散粒子よりも小さい平均粒径を有する粒子とが１種以上混用された粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
【請求項３】
前記単分散粒子の最大平均粒径は、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
【請求項４】
前記最大の単分散粒子よりも小さい平均粒径を有する粒子は、２種であり、これらの粒子の最大平均粒径はそれぞれ、３μｍ〜７μｍ、１μｍ〜３μｍであることを特徴とする、請求項２または３に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＤのバックライトユニットに使用されるバックライトユニット用光拡散シートに関し、さらに詳しくは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(ＴＦＴ−ＬＣＤ)または超ねじれネマティック液晶ディスプレイ(ＳＴＮ−ＬＣＤ)に使用される光拡散シートであって、基材の内部に有機拡散剤が添加されている内部拡散フィルムを使用し、屈折率が異なる２つ以上の樹脂粒子を混合して塗布することによって、拡散機能を向上させ、高い遮蔽力を有する優れた光拡散シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＣＤバックライト用光拡散シートは、小型のカーナビゲーション、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、ポータブルテレビ、カムコーダーなどや、中・大型のノート・パンコン、デスクトップ用モニターなどで使用される、導光板の一断面に線形ランプが設置されることを特徴とするＷＥＤＧＥ型バックライトユニット、及び一つ以上のランプが設置、使用されるＳＩＤＥ型バックライトユニットにおいて、導光板から発せられた不均一な光を、バックライトユニットの前面方向を中心とする均一な光に切り替える機能を行い、ＴＶや一部大型モニターで使用される直下型、即ちバックライトの後面に多数の冷陰極蛍光ランプまたは平面ランプが設置される場合においても、線形に視認される光を拡散して、均一な前面方向中心分布の面光源化の機能を行い、光の分布中心を前面方向に切り替える役割から、正面方向の輝度を増加させる效果をもたらす。
【０００３】
このようなＬＣＤバックライト用光拡散シートの機能において、遮蔽機能と拡散機能を行い、輝度を向上させるために、透明な樹脂フィルムの上に、透明な有機樹脂粒子または無機樹脂粒子を、透明な樹脂バインダーとして塗布する方法が開発されてきた(日本国特開平７−１７４９０９号公報、韓国特許公開第２０００−００２７８６２号公報、韓国特許公開１９９８−００２０４３０号公報)。
【０００４】
ところが、前記のような従来の技術は、透明な樹脂フィルムの上に樹脂粒子を塗布しているため、薄型化しつつあるバックライトに求められる輝線の遮蔽性能を満足していない。
【特許文献１】特開平７−１７４９０９号公報
【特許文献２】韓国特許公開第２０００−００２７８６２号公報
【特許文献３】韓国特許公開１９９８−００２０４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出したものであって、本発明は、従来の透明樹脂フィルムの代わりに、内部に有機拡散剤を混入して濁度を上げた内部拡散フィルムを基材として使用し、前記基材上に、屈折率が異なる２つ以上の樹脂粒子を混合して塗布することによって、光の屈折、散乱を最大化し、拡散機能を向上させ、輝線の遮蔽力を一層向上させた光拡散シートを提供することにその目的がある。
【０００６】
本発明の前記ならびにその他の目的と利点は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための本発明によるバックライトユニット用光拡散シートは、基材として、ヘイズ４０〜９５％、透過率５０〜９５％の光特性を有する内部拡散フィルムと、前記内部拡散フィルム上の少なくとも一面に形成された光拡散層として、バインダー樹脂と屈折率が相互異なる２つ以上の透明な樹脂粒子により塗布された光拡散層と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
望ましくは、前記透明な樹脂粒子は、粒径分布が平均粒径の±２０％内に８０％以上存在する単分散粒子と、前記単分散粒子よりも小さい平均粒径を有する粒子とが１種以上混用された粒子であることを特徴とする。
【０００９】
より望ましくは、前記単分散粒子の最大平均粒径は、１０μｍ〜５０μｍであり、前記最大の単分散粒子よりも小さい平均粒径を有する粒子は、２種であり、これらの粒子の最大平均粒径はそれぞれ、３μｍ〜７μｍ、１μｍ〜３μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述したように、本発明による光拡散シートによると、基材内部に有機拡散剤が添加されている内部拡散フィルムを使用し、屈折率が異なる２つ以上の樹脂粒子を混合して塗布することによって、拡散機能を向上させ、高い遮蔽力を有する優れた光拡散シートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき、さらに詳しく説明するが、これらの実施形態は本発明の具体例を示すためのものであって、本発明の範囲がこれらの実施形態に限定されないことは、当業界における通常の知識を有する者にとって自明であろう。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態による内部拡散フィルムを用いたバックライトユニット用光拡散シートの端面図であり、図２は、図１の平面図である。
【００１３】
図１に示されているように、内部拡散フィルム２は、有機拡散剤１と透明基材フィルム１’とから構成される。
【００１４】
前記内部拡散フィルム２において、透明基材フィルム１’は、熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレートなどと、これらを主成分とする共重合体、またはこれらの樹脂の混合物などのポリエステル系樹脂が望ましく、また、有機拡散剤１は、熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどと、これらを主成分とする共重合体、またはこれらの樹脂の混合物などのポリオレフイン系樹脂などが望ましい。
【００１５】
ここで、透明基材フィルム１’としては、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが最も望ましい。この２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、機械的強度、耐熱性、透明性及び平坦性などに優れていることは主旨であり、このフィルムを基材のフィルムとして使用することによって、光拡散シートにおいても、その性能が発揮できるという長所がある。
【００１６】
一方、光拡散剤による内部光拡散層の形成において、光学的機能は、光拡散剤の屈折率あるいは光拡散剤により形成されるレンズの形状または屈曲の形状によって決められるが、塗布層に形成される屈折率が異なる光拡散剤の種類が多いほど、光拡散剤のレンズの形状または屈曲の形状が多いほど、内部拡散フィルムの遮蔽機能と拡散機能が大きくなる。
【００１７】
また、表面レンズの形状の面積を大きくするために、平均粒径７μｍ以上の大きな粒子を使用することが望ましく、さらには１０μｍ以上５０μｍ以下の平均粒径を有する、粒径分布が平均粒径の±２０％内に８０％存在する粒子(以下、“単分散粒子”と言う)を使用することが望ましい。このような粒径分布は、粒度分布測定器のＬＳ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＳＩＺＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ(コールター社製)により、光の散乱を用いて粒径を測定する方法が利用される。特に、後面に複数のランプを並べて発光量を大きくし、テレビ用に使用する直下型ＬＡＭＰ方式によるバックライトユニットにおいては、拡散機能の極大化による輝度向上とランプの輝線を消す役割において、内部光拡散剤による屈折、散乱なくストレートに通過された光が輝線を作り、光の質を落とす。
【００１８】
したがって、本発明では、基材フィルムの内部に有機拡散剤を添加した内部拡散フィルムを使用して、拡散性を極大化し、表面レンズの形状を成す粒子の屈折率を２つ以上混合すると共に、表面レンズの形状の面積を大きくすることによって、拡散機能及び遮蔽力を高くし、それによる輝度上昇の效果を得るために、表面の透明な球形有機粒子３ａの最大平均粒径は、大きいほど有利であり、７μｍ以上、更には１０μｍ以上５０μｍ以下の単分散粒子であることが望ましい。５０μｍ以上の平均粒径の粒子を使用する場合には、湿式塗布が難しく、塗布液の分散も困難であるため、５０μ以下にすることが望ましい。また、遮蔽機能の最大化のために表面に塗布する樹脂粒子は、最大平均粒径の粒子よりも小さい２種以上の粒子３ｂ、３ｃを混用することが望ましい。
【００１９】
望ましい実施形態において、前記小さい２種の粒子の最大平均粒径はそれぞれ、３μｍないし７μｍ、１μｍないし３μｍであることが望ましい。
【００２０】
光拡散層５に使用される光拡散剤としては、球形の透明粒子が好適であり、透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、シリコン粒子などの有機粒子と、合成シリカ、ガラスビーズ、ダイヤモンドなどの無機粒子を使用しても良く、これらの光拡散剤を単独あるいは２種以上混合して使用しても良い。
【００２１】
光拡散フィルムの光拡散層５に使用されるバインダー(binder)樹脂は、透明で、ポリメタクリル酸メチルまたはメタクリル酸エステル共重合体などのアクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ビニール系、ポリエステル系、ポリアミド系などの樹脂の中から、単独または２種以上を混合して使用しても良い。この透明なバインダー樹脂の屈折率は、プラスチック基材(透明基材フィルム１’)の屈折率との差が０.２２以下であり、且つ透明基材フィルム１’の屈折率よりも小さい値であることが望ましい。バインダー樹脂の屈折率が透明基材フィルム１’の屈折率より大きいと、透明樹脂層から光拡散層へ向かう光の進行方向において、光拡散層と透明基材フィルム１’との境界面で、光の透過よりは反射が多くなり、光透過率が低下する。また、屈折率の差が０.２２以上であると、光拡散層５と透明基材フィルム１’との境界面で、光の屈折及び散乱が多くなり、高い輝度が得られる光拡散フィルムの製造が難しくなる。
【００２２】
透明な基材フィルムに、前記光拡散剤と有機樹脂バインダーとを溶剤に希釈し塗布する方法としては、ナイフ塗布法、グラビア転移塗布法、リバースロール塗布法などの通常の湿式塗布法を使用することができる。
【００２３】
この時、塗布の厚さは、最大平均粒径を有する粒子の１５０％を超えないようにすると、均一な塗布表面の望ましい效果が得られる。
【００２４】
塗布の厚さが、最大平均粒径を有する粒子の１５０％を越えると、単位面積当たりの粒子量の過剰により、輝度が低下するおそれがある。
【００２５】
このような内部拡散フィルムの一面に形成された光拡散層の裏面には、スリップ性を付与し、裁断及び組立作業時のスクラッチの発生を抑制するために硬度を上げ、異物の混入を防止するために帯電防止機能のある塗布層を形成することもできる。
【実施例】
【００２６】
(実施例１)
内部拡散フィルム(東レ(株)製：ＱＥ３１-１２５μｍ、Ｈａｚｅ：９２、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：９０)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂(愛敬化学製:Ａ−８１１、以下同じ)：１８.２重量％
−硬化剤(愛敬化学製：ＤＮ９８０Ｓ、以下同じ)：１.８重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４９、単分散平均粒径１５μｍ)１８.１重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４８、多分散平均粒径１５μｍ)：２.５重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.５９、単分散平均粒径５μｍ)：２.５重量％
−メチルエチルケトン：２８.３重量％
−トルエン：２８.３重量％
−湿潤分散剤：０.３重量％
【００２７】
(実施例２)
内部拡散フィルム(東レ(株)製：ＱＥ３２−１２５μｍ、Ｈａｚｅ：４０、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：９２)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂：１８.２重量％
−硬化剤：１.８重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４９、単分散平均粒径１５μｍ)：２.５重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４８、多分散平均粒径１５μｍ)：１８.１重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.５９、単分散平均粒径５μｍ)：２.５重量％
−メチルエチルケトン：２８.３重量％
−トルエン：２８.３重量％
−湿潤分散剤：０.３重量％
【００２８】
(実施例３)
内部拡散フィルム(東レ(株)製：ＰＹ−２−１１０μｍ、Ｈａｚｅ：８５、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：９０)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂：１８.２重量％
−硬化剤：１.８重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４９、単分散平均粒径１５μｍ)：１８.１重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４８、多分散平均粒径１５μｍ)：２.５重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.５９、単分散平均粒径５μｍ)：２.５重量％
−メチルエチルケトン：２８.３重量％
−トルエン：２８.３重量％
−湿潤分散剤：０.３重量％
【００２９】
(実施例４)
内部拡散フィルム(東レ(株)製：ＰＹ−３-１１０μｍ、Ｈａｚｅ:９３、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ：６８)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂：１８.２重量％
−硬化剤：１.８重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４９、単分散平均粒径１５μｍ)：２.５重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４８、単分散平均粒径１５μｍ)：１８.１重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.５９、単分散平均粒径５μｍ)：２.５重量％
−メチルエチルケトン：２８.３重量％
−トルエン：２８.３重量％
−湿潤分散剤：０.３重量％
【００３０】
(実施例５)
内部拡散フィルム(東レ(株)製：ＰＹ−４−１１０μｍ、Ｈａｚｅ:９３、Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ:５７)の一面に、下記の組成を有する塗布液をマイクログラビアを用いて光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂：１８.２重量％
−硬化剤：１.８重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４９、単分散平均粒径１５μｍ)：２.５重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.４８、単分散平均粒径１５μｍ)：１８.１重量％
−合成樹脂粒子(屈折率：１.５９、単分散平均粒径５μｍ)：２.５重量％
−メチルエチルケトン：２８.３重量％
−トルエン：２８.３重量％
−湿潤分散剤：０.３重量％
【００３１】
(比較例１)
実施形態１と同様の内部拡散フィルムに、屈折率が約１.４９程度の同様の単分散粒子(ＰＭＭＡ)を塗布し、光拡散シートを製造した。
【００３２】
(比較例２)
実施形態２と同様の内部拡散フィルムに、屈折率が約１.４９程度の同様の粒子(ＰＭＭＡ)を塗布し、光拡散シートを製造した。
【００３３】
(比較例３)
実施例３と同様の内部拡散フィルムに、屈折率が約１.４９程度の同様の粒子(ＰＭＭＡ)を塗布し、光拡散シートを製造した。
【００３４】
(比較例４)
実施例４と同様の内部拡散フィルムに、屈折率が約１.４９程度の同様の粒子(ＰＭＭＡ)を塗布し、光拡散シートを製造した。
【００３５】
(比較例５)
実施例５と同様の内部拡散フィルムに、屈折率が約１.４９程度の同様の粒子(ＰＭＭＡ)を塗布し、光拡散シートを製造した。
【００３６】
(実験例)
実験例１：ヘイズ(ＨＡＺＥ)の評価
実施例１ないし５及び比較例１ないし５から製造された光拡散シートのヘイズ(ＨＡＺＥ)を評価する実験を行った。ＡＳＴＭ  Ｄ−１００３に基づいて測定し、測定機器は、日本電色工業株式会社製のモデル１０００を用いた。
【００３７】
実験例２：遮蔽力の評価
実施例１ないし５及び比較例１ないし５から製造された光拡散シートの遮蔽力を評価する実験を行った。トプコン社製のＢＭ−７装備を用いてバックライト組立上の正面輝度を等間隔３０Ｐｏｉｎｔで測定し、式１のように定義し、数値化した。
【００３８】
【数１】
2008233842.tif 000003
【００３９】
【表１】
2008233842.tif 000004
【００４０】
前記表１より、実施例１ないし５のように、内部に有機拡散剤を添加した内部拡散フィルムに屈折率が異なる２つ以上の樹脂粒子を塗布して製作した光拡散シートは、比較例１ないし５のように、同様の基材に屈折率が同様の２つ以上の粒子を塗布して製作した光拡散シートに比べて、優れた遮蔽力を有することが分かる。
【００４１】
従って、本発明によるバックライトユニット用光拡散シートは、バックライトユニットへの装着時に求められる高い遮蔽性能を有するスリムなＢＬＵの製造などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態による内部拡散フィルムを用いたバックライトユニット用光拡散シートの端面図である。
【図２】図１の平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：有機拡散剤
１'：透明基材フィルム
２：内部拡散フィルム
３ａ：単分散樹脂粒子
３ｂ、３ｃ：樹脂粒子
４：バインダー樹脂
５：光拡散層
【図１】
2008233842.tif 000005
【図２】
2008233842.tif 000006