(57)【特許請求の範囲】
【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エッジライト型バックライトユニットにおけるランプに沿う外縁部若しくはそれに対向する外縁部、又はランプ直下型バックライトユニットにおけるランプの上方部に積層された光学シートであって、
上記輝線防止層が、光学シート上の輝線防止層が積層された領域と輝線防止層が積層されていない領域との境界線をぼかすように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ドットパターンがランダムに形成されており、
上記グラデーション印刷に用いる印刷インクがバインダー中に光拡散剤を分散したものであることを特徴とする光学シート。
【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エッジライト型バックライトユニットにおけるランプに沿う外縁部若しくはそれに対向する外縁部、又はランプ直下型バックライトユニットにおけるランプの上方部に積層された光学シートであって、
上記輝線防止層が、光学シート上の輝線防止層が積層された領域と輝線防止層が積層されていない領域との境界線をぼかすように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ドット径又はドット形状がランダムに形成されており、
上記グラデーション印刷に用いる印刷インクがバインダー中に光拡散剤を分散したものであることを特徴とする光学シート。
【請求項３】
上記グラデーション印刷に粘度の高い印刷インクが用いられている請求項１又は請求項２に記載の光学シート。
【請求項４】
上記印刷インクの粘度が３０［Ｐａ・ｓ］以上９０［Ｐａ・ｓ］以下である請求項３に記載の光学シート。
【請求項５】
上記輝線防止層のヘーズ値が１０％以上９０％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項６】
上記グラデーション印刷に用いる印刷インクに青系統の顔料が混合されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項７】
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６のいずれか１項に記載の光学シート。
【請求項８】
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７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。
【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２０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２５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、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、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、上記輝線防止層がその境界線をぼかすように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ドットパターンがランダムに形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
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。また「その境界線」とは、光学シートにおいて、輝線防止層が積層された領域と輝線防止層が積層されていない領域との境界線を意味する。
【００１１】
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。
【００１２】
また、上記輝線防止層がその境界線に向かって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。
【００１３】
さらに、上記グラデーション印刷のドットパターンをランダムに形成することで、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線状に現れることを防止する作用を格段に高めることができる。
【００１４】
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、上記輝線防止層がその境界線をぼかすように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ドット径又はドット形状がランダムに形成されていることを特徴とするものである。当該光学シートのように、グラデーション印刷のドット径又はドット形状をランダムに形成することでも、上記作用を同様に奏することができる。
【００１５】
上記グラデーション印刷には、粘度の高い印刷インクを用いるとよい。このように粘度の高い印刷インクを用いると、印刷インクの表面張力が大きく、付着後に広がり難いので、ドットの径が小さくなり、かかる径の小さいことによって液晶画面上では一つ一つのドット自体が目だたなくなる。また、インクの粘度が高いことで、該インクによる印刷を行うための版の穴をインクが通過しにくくなり、ドットの径又はドット形状が不安定になり、ドット径又はドット形状が結果的にランダムになる。そのため、上記ランダムパターンを容易に形成することができ、上述のドットパターン及び輝線防止層の境界線の視認防止作用を促進させることができる。かかる観点から、上記印刷インクの具体的な粘度としては、３０［Ｐａ・ｓ］以上９０［Ｐａ・ｓ］以下が好適である。
【００１６】
上記グラデーション印刷の印刷インクとしては、バインダー中に光拡散剤を分散したものを用いることができる。この手段によれば、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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
上記グラデーション印刷の印刷インクに青系統の顔料を混合するとよい。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
【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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
ビーズ７の粒径は、０．１μｍ以上１００μｍ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。
【００２８】
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部に対して０．１部以上５００部以下が好ましく、１０部以上３００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。ここで、「部」で示す数値は質量を基準とした比を意味する。
【００２９】
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。
【００３０】
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１０μｍ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
上記印刷インク１０は粘度の高いものが好ましい。このように粘度の高い印刷インク１０によれば、表面張力が大きく、吐出された印刷インク１０が垂れ難いので、後述するドットの径が小さくなり、かかる径の小さいことによって液晶画面上では一つ一つのドット自体が目だたなくなる。また、インクの粘度が高いことで、該インクによる印刷を行うための版の穴をインクが通過しにくくなり、ドットの径又はドット形状が不安定になり、ドット径又はドット形状が結果的にランダムになる。
【００３４】
具体的な印刷インク１０の粘度としては、３０［Ｐａ・ｓ］以上９０［Ｐａ・ｓ］以下が好適である。これは、印刷インク１０の粘度が上記範囲を超えると、印刷が困難になり、逆に、上記範囲より小さいと、ドット１２の径が大きくなり、また、ドット径やドットの形状をランダムにできなくなるからである。
【００３５】
なお、以上の印刷インク１０について、光線透過率を向上させる観点から透明（有色透明）とするのが好ましく、特に無色透明とするのが好ましい。また、以上の輝線防止層５について、印刷インク１０中に光拡散剤を分散することによって形成することができる。
【００３６】
ここで、以上の印刷インク１０を好ましい粘度である３０［Ｐａ・ｓ］以上９０［Ｐａ・ｓ］とするにあたり、ＢＬ型粘度計を用い、測定インク温度を２６［°Ｃ］として粘度の測定を行うことができる。この粘度の測定に用いることができる粘度計の例として、(株)トキメック社製のＢＬ型粘度計を挙げることができる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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部に対して１０部以上８０部以下が好ましく、２０部以上６０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。
【００４０】
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。
【００４１】
輝線防止層５は、上記印刷インク１０を用いたドット印刷により形成されており、所定の径の複数のドット１２からなる。このドット１２の配設パターンは、配設密度を一の縁部から内方に漸進的に小さくし、グラデーションを形成するよう構成されており、その結果、輝線防止層５の光拡散性を輝線防止層５の存在領域と不存在領域との境界線に向かって漸減させ、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。また、当該輝線防止層５におけるドットパターンは、ランダムに形成されているため、規則的にグラデーションを付けたドットパターンの場合よりも輝線防止層５の境界線をぼかす効果が大きくなる。
【００４２】
上記輝線防止層５のドット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、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。
【００４３】
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１１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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、０．０２部以上２．０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。
【００４６】
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、配設パターンがランダムであることに加えて、ドット径又はドット形状をもランダムとしている。そのため、上述の輝線防止層５の境界線をぼかす効果及びドット１２の視認を防止する効果を促進させることができる。
【００４７】
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。
【００４８】
【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
【図１】
0004473420.tif 000002
【図２】
0004473420.tif 000003
【図３】
0004473420.tif 000004