(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材層と、バインダー中に光拡散剤が分散する光拡散層と、バインダー中にビーズが分散する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バインダー中に導電性フィラーを含有し、
上記スティッキング防止層において、上記ビーズが互いに離間してバインダー中に分散され、
上記導電性フィラーとして粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の超微粒導電性フィラーが用いられ、この超微粒導電性フィラーのバインダー１００部に対する配合量が固形分換算で４００部以上１０００部以下である光拡散シート。
【請求項２】
上記超微粒導電性フィラーとして、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ２及びＭｇＦ２からなる群より選択される１種又は２種以上のものが用いられている請求項１に記載の光拡散シート。
【請求項３】
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又は請求項２に記載の光拡散シートを備え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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過光線を拡散させる機能を有し、特に液晶表示装置のバックライトユニットに好適な光拡散シート、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（ａ）に示すように、光源としての棒状のランプ２１と、このランプ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、この導光板２２の表面側に積層された複数枚の光学シート２３とを装備している。この光学シート２３はそれぞれ、屈折、拡散等の特定の光学的機能を有するものであり、具体的には、導光板２２の表面側に配設される光拡散シート２４、光拡散シート２４の表面側に配設されるプリズムシート２５などが該当する。
【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２４に入射し、拡散され、光拡散シート２４表面より出射される。その後、光拡散シート２４から出射された光線は、プリズムシート２５に入射し、プリズムシート２５の表面に形成されたプリズム部２５ａ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２４によって拡散され、またプリズムシート２５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２５などの集光特性を考慮し、光拡散シートやプリズムシートなどの光学シート２３をさらに配設したバックライトユニットもある。
【０００５】
光拡散シート２４としては、一般的には図３（ｂ）に示すように、透明な合成樹脂製の基材層２６と、この基材層２６の表面に積層された光拡散層２７とを備えており、この光拡散層２７はバインダー２８中に樹脂ビーズ、ガラスビーズ等の光拡散剤２９が分散した構造を有している。このように光拡散シート２４は、光拡散性を奏するよう構成されたものであり、光拡散性以外の機能を意図的に付加したいわゆる複合化は現在あまり進んでいない。
【０００６】
なお、光拡散シート２４において、バインダー２８中に無機フィラー等を配合したものがあるが、この無機フィラーの配合は耐熱性を高めるものであり、光拡散性以外の機能を意図的に付加しようとするものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方、上記バックライトユニット２０が組み込まれた液晶表示装置は、ランプ２１やインバーターなどから電磁波が出ており、この電磁波によって液晶表示画面にぶれやちらつきなどが発生したり、ノイズとして他の計器類に誤作動を生じさせるそれがある。かかる不都合を防止するため、従来、液晶表示装置にＩＴＯ蒸着フィルムを装備したり、銅板や金箔、銀箔、銅箔等のテープを配設することで、電磁波を遮蔽している。しかし、これらの電磁波遮蔽手段では、光学的機能部材以外の部材を付加するため、液晶表示装置の厚み及び重量の増加を招来し、ひいては光線ロスの増加のおそれがある。
【０００８】
他方、光拡散シート２４は静電気を帯びやすく、静電気が帯電すると、ゴミを吸い寄せたり、プリズムシート２５等との重ね合わせが困難になる等の不都合が発生するため、光拡散シート２４のバインダー２８中に界面活性剤系の帯電防止剤を添加したり、光拡散シート２４の表面に帯電防止剤を吹き付けたりすることが行われている。かかる帯電防止剤の配合によって光拡散シート２４に導電性が付与されるが、（ａ）導電性があまり大きくなく、電磁波を遮蔽するには不十分であること、（ｂ）界面活性剤がバインダー２８中に容易に混合しないため、バインダー２８中に均一に分散させ、均一な帯電防止効果を発現させることが困難であること、（ｃ）帯電防止剤のブリードアウトにより効果を発現しているため、帯電防止効果が温度・湿度等の環境に左右され、持続性がなく、さらに洗浄により帯電防止効果が失われること、（ｄ）帯電防止剤のブリードアウトにより表面に滑りがあり、作業時に汚れによる不良が発生する等の不都合がある。
【０００９】
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、電磁波の遮蔽が可能な光拡散シート、及び、液晶表示装置の厚み、重量及び光線ロスを低減することが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。
【００１０】
【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、バインダー中に光拡散剤が分散する光拡散層とを備えており、この光拡散層のバインダー中に導電性フィラーを含有する光拡散シートである。
【００１１】
また、透明な基材層と、バインダー中にビーズが分散する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バインダー中に導電性フィラーを含有する光拡散シートである。
【００１２】
さらに、透明な基材層と、バインダー中に光拡散剤が分散する光拡散層と、バインダー中にビーズが分散するスティッキング防止層とを備えており、この光拡散層及びスティッキング防止層のバインダー中に導電性フィラーを含有する光拡散シートである。
【００１３】
当該光拡散シートによれば、光拡散層又はスティッキング防止層のバインダー中に含有する導電性フィラーによって導電性が発現され、ランプ等から発生する電磁波を遮蔽することができる。そのため、電磁波による液晶表示画面のぶれ・ちらつき、他の計器類に対する誤作動等の影響を防止することができる。また、導電性フィラーはバインダー中に比較的均一に混合することができるため、電磁波の遮蔽作用のバラツキを低減できる。さらに、導電性フィラーにより電磁波の遮蔽作用を奏するため、電磁波の遮蔽作用の経時的な劣化がなく、半永久的に電磁波の遮蔽作用を発揮することができる。また、洗浄しても電磁波の遮蔽作用が低下することがなく、帯電防止剤のようなブリードアウトによる汚染や作業性の低下を招来することがない。
【００１４】
上記導電性フィラーとして粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ未満の超微粒導電性フィラーを用い、この超微粒導電性フィラーのバインダー１００部に対する配合量を固形分換算で４００部以上１０００部以下とするとよい。このように超微粒導電性フィラーを４００部以上１０００部以下配合することで、各導電性フィラーの接触点が増大し、良好な導電性を発揮することができる。また、用いられる導電性フィラーの粒子径が可視光の波長の半分以下のオーダーであることから、光線の透過を遮蔽することが防止され、透明性を維持することができる。
【００１５】
一方、上記導電性フィラーとして粒子径が０．１μｍ以上１５０μｍ以下の微粒導電性フィラーを用い、この微粒導電性フィラーのバインダー１００部に対する配合量を固形分換算で５０部以上４００部未満としてもよい。このように粒子径が０．１μｍ以上１５０μｍ以下の微粒導電性フィラーを用いると、配合量が比較的少量でよく、５０部以上４００部未満配合することで良好な導電性を発揮することができる。
【００１６】
上記超微粒導電性フィラーとして、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、ＡＴＯ（酸化アンチモン・スズ）、ＳｎＯ２及びＭｇＦ２からなる群より選択される１種又は２種以上のものを用いることができる。これらの物質は導電性が比較的高いため、光拡散シートに対して導電性を付与する物質として好適である。
【００１７】
一方、上記微粒導電性フィラーとして、ＩＴＯ、ＡＴＯ、針状酸化チタン、針状酸化スズ、酸化コバルト、酸化亜鉛を用いることができる。これらの物質は導電性が高く、かつ、光線を遮蔽する程度が小さいため、導電性付与のために比較的粒子径の大きい微粒導電性フィラーを用いても、光線透過率の低下が低減され、光拡散シートに対して導電性を付与する物質として好適である。
【００１８】
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、上記本発明の光拡散シートを備えると、従来の液晶表示装置に使用されているＩＴＯ蒸着フィルム等を省略することができ、液晶表示装置の薄型化、軽量化及び輝度向上を促進することができる。
【００１９】
【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拡散シートを示す模式的断面図で、図２は図１の光拡散シートとは異なる形態の光拡散シートを示す模式的断面図である。
【００２０】
図１の光拡散シート１は、基材層２と、この基材層２の表面に積層された光拡散層３とから構成されている。
【００２１】
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。
【００２２】
基材層２の厚み（平均厚み）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３５μｍ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を形成するための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、取扱いが困難になる等の不都合が発生する。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４と、このバインダー４中に分散する光拡散剤５とから構成されている。このように分散した光拡散剤５により、この光拡散層３を裏側から表側に透過する光線を略均一に拡散させることができる。また、光拡散剤５の上端をバインダー４から突出させることで、光線をより良く拡散させることができる。なお、光拡散層３の厚み（光拡散剤５を除いたバインダー４部分の厚み）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４に用いられる合成樹脂としては、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４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。バインダー４に用いられる合成樹脂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】
バインダー４中に導電性フィラーが配合されている。この導電性フィラーを隣接する程度含有することで当該光拡散シート１は高い導電性を有する。従って、導電性フィラーのバインダー４に対する配合量は導電性フィラーの粒子径に反比例する関係にあり、つまり導電性フィラーの粒子径が小さいほど多く配合する必要があり、逆に、導電性フィラーの粒子径が大きいほど少ない配合量でよい。
【００２６】
粒子径がナノオーダーの超微粒導電性フィラーを用いた場合、１００部のバインダー４に対する導電性フィラーの配合量（固形分換算）の下限としては、４００部が好ましく、４５０部が特に好ましい。一方、この配合量の上限としては、１０００部が好ましく、８００部が特に好ましい。これは、超微粒導電性フィラーの配合量が上記下限より小さいと、導電性フィラーの接触点が少なく、光拡散シート１に十分な導電性が発現しないためであり、逆に、超微粒導電性フィラーの配合量が上記上限を超えると、バインダー４に対する混合が困難になり、また光線透過率が低減するためである。
【００２７】
この超微粒導電性フィラーの平均粒子径としては５ｎｍ以上１００ｎｍ未満が好ましく、５０ｎｍ以下が特に好ましい。このように、超微粒導電性フィラーの平均粒子径を可視光の波長以下の１００ｎｍ未満とすることで光線透過率の低下が防止され、５０ｎｍ以下とすることで短波長の影響を受けて光拡散シート１が青白く濁ってしまうのを防ぐことができる。一方、超微粒導電性フィラーの平均粒子径を５ｎｍ以上とすることで、超微粒導電性フィラーの製造及びバインダー４に対する混合の困難性を低減することができる。なお、粒子径がナノオーダーの超微粒導電性フィラーを使用した場合には前述のように光線透過率の低下を招かないため、導電性フィラーの素材自体の透明性が低いものを用いることができる。
【００２８】
この超微粒導電性フィラーとしては、導電性を有する微粒子であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、導電性酸化チタンなどを用いることができ、これらを１種又は２種以上混合して用いることができる。中でも、透過光線を遮蔽する程度が比較的小さい（つまり透明性が高い）ＩＴＯ及びＡＴＯが好ましい。
【００２９】
一方、粒子径がミクロンオーダーの微粒導電性フィラーを用いた場合、１００部のバインダー４に対する導電性フィラーの配合量（固形分換算）の下限としては、５０部が好ましく、２００部が特に好ましい。一方、この配合量の上限としては、４００部が好ましく、３５０部が特に好ましい。これは、微粒導電性フィラーの配合量が上記下限より小さいと、導電性フィラーの接触点が少なく、光拡散シート１に十分な導電性が発現しないためであり、逆に、超微粒導電性フィラーの配合量が上記上限を超えると、光線透過率が低減するためである。なお、かかるミクロンオーダーの微粒導電性フィラーを用いる場合、光線透過率の低下を防止するために、ある程度透明性を有する材料を使用する必要がある。
【００３０】
この微粒導電性フィラーの平均粒子径としては、０．１μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上１００μｍ以下が特に好ましい。これは、微粒導電性フィラーの平均粒子径が上記上限を超えると、導電性フィラーの接触点数が少なくなり、導電性が低下してしまうことからであり、一方、透明性のあるＩＴＯ等の材料を平均粒子径が上記下限より小さく加工することが困難であることからである。
【００３１】
この微粒導電性フィラーとしては、導電性及びある程度の透明性を有する微粒子であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＩＴＯ、ＡＴＯ、導電性酸化チタンなどを用いることができ、これらを１種又は２種以上混合して用いることができる。
【００３２】
光拡散剤５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、具体的には、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。有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、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、ポリアミド等を用いることができる。
【００３３】
光拡散剤５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、中でも光拡散性に優れる球状のビーズが好ましい。
【００３４】
光拡散剤５の粒子径の下限としては３μｍ、特に５μｍ、さらに８μｍが好ましく、光拡散剤５の粒子径の上限としては３５μｍ、特に３０μｍ、さらに２５μｍが好ましい。これは、光拡散剤５の粒子径が上記範囲未満であると、光拡散剤５によって形成される光拡散層３表面の凹凸が小さくなり、光拡散シートとして必要な光拡散性を満たさないおそれがあり、逆に、光拡散剤５の平均粒子径が上記範囲を越えると、光拡散シート１の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になることからである。
【００３５】
光拡散剤５の配合量（バインダー４中のポリマー分１００部に対する配合量）の下限としては０．１部、特に５部、さらに１０部が好ましく、光拡散剤５の配合量の上限としては５００部、特に３００部、さらに２５０部が好ましい。これは、光拡散剤５の配合量が上記範囲未満であると、光拡散性が不十分となってしまい、一方、光拡散剤５の配合量が上記範囲を越えると光拡散剤５を固定する効果が低下することからである。
【００３６】
次に、当該光拡散シート１の製造方法について説明する。当該光拡散シート１の製造方法は、（ａ）バインダー４を構成する樹脂組成物に光拡散剤５及び導電性フィラーを混合することで光拡散層用塗工液を製造する工程と、（ｂ）この光拡散層用塗工液を基材層２の表面に塗工することで光拡散層３を積層する工程とを有する。
【００３７】
当該光拡散シート１によれば、光拡散層３によって透過する光線を拡散させる効果を奏し、バインダー４に含有する導電性フィラーによってランプ等から発生する電磁波を遮蔽することができる。そのため、電磁波の漏洩による不都合、つまり液晶表示画面のちらつきや他の計器類の誤作動等を防止することができる。
【００３８】
図２の光拡散シート１１は、基材層２と、この基材層２の表側に積層された光拡散層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１２とから構成されている。この基材層２及び光拡散層３は、図１に示された実施形態のものと同じであるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光拡散シート１１も、光拡散層３によって光拡散効果を奏し、バインダー４中に含有する導電性フィラーによってランプ等から発生する電磁波を遮蔽することができる。
【００３９】
スティッキング防止層１２は、バインダー１３と、このバインダー１３中に分散するビーズ１４とから構成されている。バインダー１３としては光拡散層３のバインダー４と同様のものが用いられ、ビーズ１４としては光拡散層３の光拡散剤５と同様のものが用いられる。このスティッキング防止層１２の厚み（ビーズ１４を除いたバインダー１３部分の厚み）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。
【００４０】
このバインダー１３中にも導電性フィラーが配合されている。この導電性フィラーの内容、導電性フィラーの粒子径及び導電性フィラーのバインダー１３に対する配合量は、上記図１の光拡散シート１に配合される導電性フィラーと同様である。このようにスティッキング防止層１２のバインダー１３中に含有する導電性フィラーによって、さらに大きな導電性が発揮され、さらに大きな電磁波の遮蔽効果を奏することができる。
【００４１】
このビーズ１４の配合量は比較的少量とされ、ビーズ１４は互いに離間してバインダー１３中に分散し、ビーズ１４の多くはその下端がバインダー１３からごく少量突出している。そのため、この光拡散シート１１を導光板と積層すると、突出したビーズ１４の下端が導光板等の表面に当接し、光拡散シート１１の裏面の全面が導光板等と当接することがない。これにより、光拡散シート１１と導光板等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。
【００４２】
次に、光拡散シート１１の製造方法を説明する。当該光拡散シート１１の製造方法は、（ａ）バインダー４を構成する樹脂組成物に光拡散剤５及び導電性フィラーを混合することで光拡散層用塗工液を製造する工程と、（ｂ）この光拡散層用塗工液を基材層２の表面に塗工することで光拡散層３を積層する工程と、（ｃ）バインダー１３を構成する樹脂組成物にビーズ１４及び導電性フィラーを混合することでスティッキング防止層用塗工液を製造する工程と、（ｄ）このスティッキング防止層用塗工液を基材層２の裏面に塗工することでスティッキング防止層１２を積層する工程とを有する。
【００４３】
従って、図３（ａ）に示すようなランプ２１、導光板２２、光拡散シート２４及びプリズムシート２５を備え、ランプ２１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２０において、光拡散シート２４として上記光拡散シート１、１１を用いると、当該光拡散シート１、１１によって電磁波が遮蔽されるため、従来の液晶表示装置に使用されているＩＴＯ蒸着フィルム等を省略することができ、液晶表示装置の薄型化、軽量化及び輝度向上を促進することができる。
【００４４】
なお、本発明の光拡散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、スティッキング防止層１２のバインダー１３中にのみ導電性フィラーを含有するものも可能であり、同様に電磁波の遮蔽効果が奏される。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光拡散シートによれば、光拡散層によって光拡散機能を奏することに加え、バインダー中に含有する導電性フィラーによってランプ等から発生する電磁波を遮蔽することができ、その結果、電磁波の漏洩による不都合、つまり液晶表示画面のちらつきや他の計器類の誤作動等を防止することができる。
【００４６】
また、当該光拡散シートを備えたバックライトユニットによれば、当該光拡散シートが有する電磁波の遮蔽効果によって、従来の液晶表示装置に使用されているＩＴＯ蒸着フィルム等を省略することができ、その結果、液晶表示装置の薄型化、軽量化及び輝度向上を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光拡散シートを示す模式的断面図である。
【図２】図１とは異なる形態の光拡散シートを示す模式的断面図である。
【図３】（ａ）は一般的なエッジライト型バックライトユニットを示す模式的斜視図、（ｂ）は一般的な光拡散シートを示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１  光拡散シート
２  基材層
３  光拡散層
４  バインダー
５  光拡散剤
１１  光拡散シート
１２  スティッキング防止層
１３  バインダー
１４  ビーズ
【図１】
0004907808.tif 000002
【図２】
0004907808.tif 000003
【図３】
0004907808.tif 000004