(57)【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、
基材フィルムと、
該基材フィルムの少なくとも一面にバインダー樹脂及び粒子を含む塗布液で塗布された光拡散層と、
該光拡散層上に該光拡散層のバインダー樹脂と互いに異なる屈折率を有したバインダー樹脂を１種以上混合して塗布された薄膜層と
を含み、
前記薄膜層を形成する前記バインダー樹脂の屈折率は、１．３０〜１．８０であり、前記光拡散層のバインダー樹脂の屈折率より大きく、
前記薄膜層の厚さは、０．１〜０．２μｍであることを特徴とする、バックライトユニット用光拡散シート。
【請求項２】
前記光拡散層の粒子は、平均粒径が３μｍ〜５０μｍである粒子であって、単独の最大粒径の粒子又は最大平均粒径を有した粒子より小さな平均粒径を有した粒子が１種以上混合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】
前記基材フィルムは、透明なポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの内部に有機拡散剤を含み、４０〜９５％のヘイズ及び５０〜９５％の透過率を有する内部拡散フィルム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】
前記バックライトユニット用光拡散シートは、１０〜９５％のヘイズ及び５０〜９５％の透過率を有す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５】
前記光拡散層及び薄膜層の厚さは、前記光拡散層の最大平均粒径を有した粒子の平均粒径の１５０％以下であることを特徴とする、 請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のバックライトユニット用光拡散シート。
【請求項６】
バックライトユニット用光学シートにおいて、
当該光学シートの最上位層に互いに異なる屈折率を有した第１バインダー樹脂及び第２バインダー樹脂を順に塗布したものであり、
前記第２バインダー樹脂の屈折率は１．３０〜１．８０であって、前記第１バインダー樹脂の屈折率よりも大きく、
前記２バインダー樹脂で形成される層の厚さは０．１〜０．２μｍであることを特徴とする、バックライトユニット用光学シート。
【請求項７】
前記第１バインダー樹脂と 前記第２バインダー樹脂とは、互いに異なる屈折率を有する、請求項６に記載のバックライトユニット用光学シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトユニット用光拡散シートに関し、さらに詳細には、光の屈折及び回折特性を最大化して輝度及び隠蔽特性を向上させたバックライトユニット用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、カーナビゲーション、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、携帯用ＴＶ、ビデオカメラなどの小型用、中大型のノート型パソコンＰＣ、デスクトップ用モニタなどで用いられる、導光板の片方断面に線形ランプが設置されることを特徴とするエッジ（ＥＤＧＥ）型バックライトユニット及び一つ以上のランプが設置、使用されるサイド（ＳＩＤＥ）型バックライトユニットにおいて、導光板から出射した不均一な光源を、バックライトユニットの前面方向を中心にした均一な光に転換する機能を果たす。また、ＴＶや一部大型化したモニタにおいて用いられる直下型、すなわちバックライトの後面に複数の冷陰極蛍光ランプ又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させて、均一な前方向中心分布の面光源化を行う機能を果たし、光の分布中心を前面方向に転換する機能により、正面方向の輝度を増加させるという効果が生じる。
【０００３】
かかるＬＣＤバックライト用光拡散シートの機能において、隠蔽機能と拡散機能とを行い、輝度を向上させるために、透明なプラスチックフィルムの上に透明な有機樹脂粒子又は無機粒子を透明な樹脂バインダーで塗布する方式が開発されてきた（下記の特許文献１〜３を参照）。
【０００４】
しかしながら、以上のような従来の技術は、高効率のバックライトに求められる輝度及び隠蔽機能に対する性能を満たしていないのが現状である。
【特許文献１】日本特許公開公報特開平７−１７４９０９
【特許文献２】韓国公開公報第２０００−００２７８６２号
【特許文献３】韓国公開公報第１９９８−００２０４３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光の屈折及び回折特性を最大化して、輝度及び隠蔽特性を著しく向上させることができるバックライトユニット用光拡散シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、基材フィルムと、該基材フィルムの少なくとも一面にバインダー樹脂及び粒子を含む塗布液で塗布された光拡散層と、該光拡散層上に該光拡散層のバインダー樹脂と互いに異なる屈折率を有したバインダー樹脂を１種以上混合して塗布された薄膜層と、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により達成される。
【０００７】
ここで、前記薄膜層を形成する前記バインダー樹脂の屈折率は、１．３０〜１．８０であり、前記光拡散層のバインダー樹脂の屈折率より大きいことを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記光拡散層の粒子は、平均粒径が３μｍ〜５０μｍである粒子であって、単独の最大粒径の粒子又は最大平均粒径を有した粒子より小さな平均粒径を有した粒子が１種以上混合された粒子であることを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記基材フィルムは、透明なポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの内部に有機拡散剤を含み、４０〜９５％のヘイズ及び５０〜９５％の透過率を有する内部拡散フィルムであることを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、前記バックライトユニット用光拡散シートは、１０〜９５％のヘイズ及び５０〜９５％の透過率を有することを特徴とする。
【００１１】
また、好ましくは、前記薄膜層の厚さは、０．１〜３μｍであることを特徴とする。
【００１２】
また、好ましくは、前記光拡散層及び薄膜層の厚さは、前記光拡散層の最大平均粒径を有した粒子の平均粒径の１５０％以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、上記の目的は、シートの最上位層に互いに異なる屈折率を有した第１バインダー樹脂及び第２バインダー樹脂を順に塗布したことを特徴とするバックライトユニット用光学シートにより達成される。
【００１４】
好ましくは、第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂とは、互いに異なる屈折率を有する。
【００１５】
さらに好ましくは、前記第２バインダー樹脂の屈折率は、１．３０〜１．８０であって、前記第１バインダー樹脂の屈折率よりさらに大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光の屈折及び回折特性を最大化して、輝度及び隠蔽特性を著しく向上させることができる等の効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。これらの実施例は、単に本発明をより具体的に説明するために例示的に提示したものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例により制限されないということは、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る。
【００１８】
本発明は、ＬＣＤのバックライトユニットに用いられる光拡散シートであって、さらに具体的には、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）又は超ねじれネマチック液晶ディスプレイ（ＳＴＮ−ＬＣＤ）に用いられる光拡散シートであって、ディスプレイの鮮明な画像を得るために、側面又は後面に位置した冷陰極蛍光ランプから照射される線形光からの光を通過させつつ、均一な面光を誘導し、高い輝度及び鮮明な光画像を得ることができる光拡散シートに関するものである。
【００１９】
本発明によれば、高輝度の光拡散シートを実現するために、透明基材フィルム上の少なくとも一面に光拡散層を実現することにおいて、３μｍ〜５０μｍの平均粒径を有した粒子を使用することが好ましい。高い輝度特性を得るためには、平均粒径の大きな粒子を均一に全面に塗布させることが良く、また、粒子の球状が最大限外部に突出するようにコーティングすることが好ましい。しかしながら、５０μｍ超過の平均粒径を有した粒子を使用した場合には、ウェット塗布が難しく、塗布液の分散にも難しさがあるため、５０μｍ以下にすることが良い。また、拡散機能及び隠蔽力を上げるためには、単独の最大粒径の粒子又は最大平均粒径を有した粒子より小さな平均粒径を有した粒子が１種以上混合された粒子であることが効果的である。
【００２０】
また、前記基材フィルムは、透明なポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの内部に有機拡散剤を含み、４０〜９５％のヘイズ及び５０〜９５％の透過率を有する内部拡散フィルムが好ましい。
【００２１】
また、光拡散剤には、球状透明粒子が適しており、透明粒子には、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、ダイアモンドなどの無機粒子が使用されることができ、これら光拡散剤を単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００２２】
また、光拡散フィルムの光拡散層に使用されるバインダー樹脂は、透明であるべきで、ポリメタクリル酸メチル又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うち、単独又は２種以上を混合して使用することができる。
【００２３】
また、本発明に係るバックライトユニット用光拡散シートの薄膜層のバインダー樹脂は、前記光拡散層に使用されるバインダー樹脂と同じバインダー樹脂を使用しても良く、互いに異なるバインダー樹脂を使用しても良い。
【００２４】
本発明の技術的特徴により、上記の通りに形成された光拡散層の上に、光拡散層に使用されるバインダー樹脂と屈折率の異なる、好ましくは、屈折率の高い透明バインダー樹脂を薄膜コーティングすることによって、下にある光拡散層から上がってきた光の方向を、屈折率差を利用してもう一度屈折させることによって、正面に向ける光の量を上げて、より高い輝度性能を発揮することができ、不要な方向に透過される光を反射させて、效率的にリサイクルすることにより、輝度のみならず、光効率とランプ隠蔽機能の高い光拡散シートを製造することができる。
【００２５】
ここで、前記薄膜層を形成する前記バインダー樹脂の屈折率は、１．３０〜１．８０であることを特徴とするが、前記範囲外の屈折率を有したバインダー樹脂は、製造することが技術的に難しいためである。
【００２６】
本発明に係る光拡散層が実現された光拡散シートは、ヘイズ１０〜９５％、透過率５０〜９５％の基本的な特性を有し、前記光拡散層上に互いに異なる屈折率を有したバインダー樹脂を使用して薄膜のコーティング層を実現した最終高輝度の光拡散シートの物性も、ヘイズ１０〜９５％、透過率５０〜９５％の特性を有するという点に特徴がある。
【００２７】
前記光拡散シートを製造する方式には、ナイフ塗布方式、グラビア転移塗布方式、リバースロール塗布方式などの通常のウェット塗布方式及びその他蒸着方式等の多様な塗布方式が適用されうる。
【００２８】
このとき、光拡散層と薄膜層の厚さ（塗布厚度）は、最大平均粒径を有した粒子の平均粒径の１５０％を超えないようにして、均一な塗布表面という好ましい効果が得られる。塗布厚度が最大平均粒径を有した粒子の平均粒径の１５０％を超えると、単位面積当たり粒子量の過剰及びレンズ形状の効果低下による輝度低下を引き起こす恐れがあるためである。
【００２９】
本発明に係る光拡散シートの好ましい実施例において、光拡散層上に形成される薄膜層は、０．１〜３μｍに形成されることを特徴とする。０．１μｍ未満にはコーティングし難く、３μｍを超過する場合には、光拡散層の表面に形成されている粒子がバインダーに埋もれてしまうおそれがあるから、光拡散層の表面が平坦になって光拡散シートに求められる特性を有することができないためである。
【００３０】
このような光拡散シートと一面に形成された光拡散層の異面には、スリップ性を与え、裁断及び組立作業時に発生するスクラッチを抑制するための硬度を上げ、異物の混入を防止するための帯電防止機能のある塗布層を形成することができる。
【００３１】
本発明により製造された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に装着された時に従来の光拡散シートより輝度が向上する。
【００３２】
また、本発明に係るバックライトユニット用光学シートは、シートの最上位層に互いに異なる屈折率を有した第１バインダー樹脂及び第２バインダー樹脂を順に塗布したことを特徴とするが、前記第１バインダー樹脂より第２バインダー樹脂がより上の層（外層）を形成することが好ましい。また、好ましくは、第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂とは、互いに異なる屈折率を有する。さらに好ましくは、前記第２バインダー樹脂の屈折率は、１．３０〜１．８０で、前記第１バインダー樹脂の屈折率よりより大きなものである。
【００３３】
このようなバックライトユニット用光学シートは、前述のバックライトユニット用光拡散シートの技術的特徴をすべて含むものであって、光拡散シートの他にバックライトに使用されるその他のシートを適用対象とするものである。よって、本発明に係るバックライトユニット用光学シートは、前述のバックライトユニット用光拡散シートに適用された技術的特徴を同様に含むので、以下では省略することとする。
【実施例】
【００３４】
下記の実施例及び参考例において使用された光拡散層の形成されたフィルム、すなわち１００μｍの基材フィルムにバインダー樹脂と粒子とを含む塗布液で塗布された光拡散層を有したフィルムは、すべて同じ塗布液（光拡散層のバインダー樹脂の屈折率；１．４９）を使用してヘイズ８８％、透過率７８％の試料を製造して共通に使用しており（Ｓｔａｎｄａｒｄ）、製造された試料の上部に各々のバインダー樹脂（屈折率差）に応じる試料を製作した。また、塗布量（光拡散層と薄膜層とから構成されるコーティング層の厚さ）に応じる評価を行うために、同じバインダー樹脂を使用して塗布量に応じる試料を製造して評価した。
【００３５】
〔実施例１〕
光拡散層の形成された拡散フィルムに、下記の組成を有した塗布液をマイクログラビアで塗布して薄膜層を形成した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂１（屈折率：１．５２）        ：３０重量％
−溶媒                                        ：６９重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００３６】
〔実施例２〕
光拡散層の形成された拡散フィルムに、下記の組成を有した塗布液をマイクログラビアで塗布して薄膜層を形成した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂２（屈折率：１．５４）          ：３０重量％
−溶媒                                        ：６９重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００３７】
〔実施例３〕
光拡散層の形成された拡散フィルムに、下記の組成を有した塗布液をマイクログラビアで塗布して薄膜層を形成した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂３（屈折率：１．５８）          ：３０重量％
−溶媒                                        ：６９重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００３８】
〔実施例４〕
光拡散層の形成された拡散フィルムに、下記の組成を有した塗布液をマイクログラビアで塗布して薄膜層を形成した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂４（屈折率：１．６４）           ：３０重量％
−溶媒                                        ：６９重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００３９】
〔実施例５〕
実施例１と同じバインダー樹脂量を調節することにより塗布厚を調節した光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂１（屈折率：１．５２）        ：４５重量％
−溶媒                                        ：５４重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００４０】
〔実施例６〕
実施例１と同じバインダー樹脂量を調節することにより塗布厚を調節した光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂１（屈折率：１．５２）        ：５５重量％
−溶媒                                        ：４４重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００４１】
〔参考例７〕
実施例１と同じバインダー樹脂量を調節することにより塗布厚を調節した光拡散シートを製造した。
塗布液の組成
−バインダー樹脂１（屈折率：１．５２）        ：６０重量％
−溶媒                                        ：３９重量％
−硬化剤及び添加剤                            ：１重量％
【００４２】
〔実験例〕
前記実施例及び参考例によって製造された光拡散シートを、下記の方法を使用して物性を測定した。
１．ヘイズ（ＨＡＺＥ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１００３に基づいて測定し、測定機器は、日本電色工業社製のモデル１０００を利用した。
２．輝度は、トプコン社製のＢＭ−７Ａ測定機器を使用して、バックライト組立上の正面輝度値を測定して比較した。
３．遮蔽力は、トプコン社製のＢＭ−７Ａ測定機器を使用用して、バックライト組立上の正面輝度を等間隔３０ポイント（Ｐｏｉｎｔ）を測定して、下記の式１のように定義して数値化した。
【数１】
0005045626.tif 000002
【００４３】
前記実験例に基づいて測定した値を、以下の表１に表した。ここで、「厚度」は、基材フィルム、光拡散層及び薄膜層の総厚を表す。
【表１】
0005045626.tif 000003
【００４４】
前記表１から分かるように、実施例１〜４においてバインダー樹脂の屈折率が高いほど、輝度及び遮蔽性能が向上することを確認することができる。また、実施例５〜６，参考例７から確認できるように、バインダー樹脂の塗布量を高める場合、輝度及び遮蔽性能が落ちる現象を確認することができる。
【００４５】
以上で説明したように、本発明に係る光拡散シートによると、光拡散層の形成された光拡散フィルムの上に光拡散層のバインダー樹脂の屈折率よりより高い屈折率を有したバインダー樹脂を薄膜コーティングすることによって、輝度及び遮蔽性能がより高まることが分かる。