(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板の裏面側に配設され、光線の放散を低減するバックライトユニット用の反射シートであって、
白色合成樹脂製の基材シート層と、この基材シート層の裏面側に積層される高隠蔽層とを備えており、
この高隠蔽層の明度Ｌ＊が９５以上であり、
上記高隠蔽層が、平均粒子直径１００ｎｍ以上３０μｍ以下の白色顔料を含有する塗料を塗工することで形成されており、
上記白色顔料が酸化チタンであり、
上記塗料の固形分に対する白色顔料としての酸化チタンの配合量が７０質量％以上９５質量％以下であり、
上記塗料の塗工量が、固形分換算で、１ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする反射シート。
【請求項２】
上記基材シート層の表面側に光拡散層が積層されている請求項１に記載の反射シート。
【請求項３】
上記光拡散層が、バインダーと、このバインダー中に分散する光拡散剤とを有する請求項２に記載の反射シート。
【請求項４】
上記光拡散剤として軟質ウレタンビーズが用いられている請求項３に記載の反射シート。
【請求項５】
上記光拡散層が、基材ポリマーと、この基材ポリマー中に分散する気泡とを有する請求項２に記載の反射シート。
【請求項６】
線状のランプと、このランプに沿うように配設され、ランプから発せられる光線を表面側へ導く導光板と、この導光板の表面側に配設され、前記導光板から出射した光線を略均一に拡散しかつ法線方向側に屈折させる光学シートと、上記導光板の裏面側に配設される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の反射シートとを装備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、光線の放散を低減するバックライトユニット用の反射シート、及びこの反射シート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、液晶層の下面側にエッジライト型、直下型等のバックライトユニットが装備されている。かかるエッジライト型の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、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２３と、この導光板２３の表面側に積層された複数枚の光学シート２２と、導光板２３の裏面側に積層された反射シート２６とを装備している。この光学シート２２は、それぞれ、屈折、拡散等の特定の光学的性質を有するものであり、具体的には、導光板２３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２３に入射した光線は、導光板２３裏面の反射ドット（図示していない）及び各側面で反射され、導光板２３表面から出射される。導光板２３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、略法線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によって略法線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】
一方、液晶画面がぎらつかない程度に導光板２３裏面から放散される光線を表面側に反射させて輝度の向上を図ること（反射性）、バックライトユニット２０の裏面側に配設される装置、フレーム等が視認されることを防止すること（隠蔽性）を目的として、導光板２３の裏面側には反射シート２６が配設されている。かかる反射シート２６としては、従来、（ａ）合成樹脂製のシート中に酸化チタンなどの白色顔料が分散したもの、（ｂ）合成樹脂製のシート中に光を散乱させるためのボイド（気泡）が分散したもの、（ｃ）シート表面がマット状に形成されたものなどが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の反射シート２６にあっては、隠蔽性があまり高くないため、バックライトユニット２０を支持するフレーム等の部分で反射率が高くなり、輝度ムラが生じるおそれがある。
【０００６】
このような不都合を防止すべく、輝度ムラの原因の上記フレーム等の部分に反射率を低減する印刷を施したり、反射シート２６の裏面に隠蔽性を向上させるための印刷を施す必要があり、かかる印刷の分だけ製造工程が複雑になる。
【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、反射性及び隠蔽性が高い反射シート及びかかる反射シートを用いて光線のロスの低減による輝度の向上及び輝度ムラの防止を図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。
【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、光線の放散を低減するバックライトユニット用の反射シートであって、白色合成樹脂製の基材シート層と、この基材シート層の裏面側に積層される高隠蔽層とを備えており、この高隠蔽層の明度Ｌ＊が９５以上であり、上記高隠蔽層が、白色顔料を含有する塗料を塗工することで形成されており、上記塗料の固形分に対する白色顔料の配合量が７０質量％以上９５質量％以下であり、上記塗料の塗工量が、固形分換算で、１ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下であり、上記白色顔料が酸化チタンであることを特徴とするものである。ここで、「白色合成樹脂」とは、白色顔料の配合や微小気泡の分散などによって白色を呈する合成樹脂を意味する。また「明度Ｌ＊」とは、ＪＩＳ−Ｚ８７２９で規定される数値である。
【０００９】
当該反射シートによれば、白色合成樹脂製の基材シート層によって従来の反射シートと同様の反射性及び隠蔽性を奏することができ、さらに基材シート層の裏面側に積層される９５以上の明度Ｌ＊の高隠蔽層によって反射性及び隠蔽性を格段に向上させることができる。
【００１０】
当該反射シートの高隠蔽層は、白色顔料を含有する塗料を塗工することで形成される。このように白色顔料を含有する塗料を塗工することで、白色顔料が高密度に充填された９５以上の明度Ｌ＊の高隠蔽層が基材シート層の裏面側に積層され、かかる高隠蔽層によって上記反射性及び隠蔽性を効果的に奏することができる。
【００１１】
上記塗料の固形分に対する白色顔料の配合量としては７０質量％以上９５質量％以下である。白色顔料の配合量を上記範囲とすることで、高隠蔽層の明度Ｌ＊を９５以上に高めることができ、上記反射性及び隠蔽性の向上を促進させることができる。
【００１２】
上記塗料の塗工量としては、固形分換算で、１ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下である。上記塗料の塗工量を上記範囲とすることで、高隠蔽層の明度Ｌ＊を９５以上に高めることができ、上記反射性及び隠蔽性の向上を効果的に奏することができる。
【００１３】
上記白色顔料としては酸化チタンを用いる。酸化チタンは上記隠蔽性向上作用が最も優れており、耐久性、耐候性等の向上作用も高いので当該反射シートの寿命を延ばすことができる。
【００１４】
また、当該反射シートにおいて、上記基材シート層の表面側に光拡散層を積層するとよい。この手段によれば、基材シート層の表面側に積層された光拡散層の光拡散作用によって当該反射シートで反射される光線が拡散され、上記隠蔽性をさらに高めることができる。
【００１５】
この光拡散層としては、バインダーと、このバインダー中に分散する光拡散剤とを有するものが好適である。この手段によれば、バインダー中に分散する光拡散剤により高い光拡散性を奏するため、上記反射性及び隠蔽性を高める作用が大きい。
【００１６】
また、光拡散層としては、基材ポリマーと、この基材ポリマー中に分散する気泡とを有するものも好適である。この手段によれば、基材ポリマー中に分散する気泡の界面での反射、屈折により高い光拡散性を奏するため、上記反射性及び隠蔽性を高めることができる。
【００１７】
上記光拡散剤として軟質ウレタンビーズを用いることができる。この手段によれば、当該反射シートの表面に配設され、突出する軟質ウレタンビーズが導光板の裏面に当接するため、導光板の裏面、特に当該裏面に形成される凹凸等に対する傷付きを低減することができる。
【００１８】
従って、（ａ）線状のランプと、（ｂ）このランプに沿うように配設され、ランプから発せられる光線を表面側へ導く導光板と、（ｃ）この導光板の表面側に配設され、前記導光板から出射した光線を略均一に拡散しかつ法線方向側に屈折させる光学シートと、（ｄ）上記導光板の裏面側に配設される上記本発明の反射シートとを装備する液晶表示装置用のバックライトユニットは、当該反射シートが高い反射性及び隠蔽性を奏することから、裏面側から放散する光線ロスが低減でき、輝度を向上させることができる。また、従来のバックライトユニットのようにフレーム等への印刷を施さなくても、輝度ムラの発生を防止することができる。
【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反射シートを示す模式的断面図で、図２は図１の反射シートとは異なる形態の反射シートを示す模式的断面図である。
【００２０】
図１の反射シート１は、基材シート層２と、この基材シート層２の裏面に積層される高隠蔽層３とを備えている。
【００２１】
この基材シート層２は、白色合成樹脂から形成されている。この白色合成樹脂は、上述のように白色顔料や微小気泡を分散含有する合成樹脂である。この基材シート層２に使用可能な合成樹脂としては、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。中でも、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレートが好ましい。なお、含有する白色顔料としては、従来の反射シートと同様であり、具体的には後述する高隠蔽層３に用いる白色顔料が用いられる。また、分散含有する気泡に関しても、従来の反射シートと同様である。
【００２２】
この基材シート層２の厚みは、特には限定されないが、例えば５０μｍ以上２５０μｍ以下とされる。基材シート層２の厚みが上記範囲未満であると、高隠蔽層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、基材シート層２の厚みが上記範囲を超えると、バックライトユニットの厚みが大きくなり液晶表示装置の薄型化の要求に反することになる。
【００２３】
高隠蔽層３は、上記隠蔽性を奏することができれば特に限定されるものではないが、具体的には、上記基材シート層２の裏面に白色顔料４を含有する塗料５を塗工することで形成される。なお、この高隠蔽層３に用いられる塗料としては、特に限定されるものではなく、一般的なものが用いられる。
【００２４】
高隠蔽層３の明度Ｌ＊（つまり、当該反射シート１の裏面の明度Ｌ＊）は、９５以上とされ、９７以上が特に好ましい。高隠蔽層３の明度Ｌ＊を上記範囲とすることで、バックライトユニットの品質の低下（ぎらつき等）を招来することなく、上記反射性及び隠蔽性が高められる。
【００２５】
この白色顔料４としては、特に限定されるものではなく、例えば、酸化チタン（チタン白）、酸化亜鉛（亜鉛華）、炭酸鉛（鉛白）、硫酸バリウム、炭酸カルシウム（白亜）などが挙げられる。中でも、隠蔽性向上効果が大きい酸化チタンが好ましい。
【００２６】
上記塗料５の固形分に対する白色顔料４の配合量の下限としては、７０質量％が好ましく、８０質量％が特に好ましい。一方、上記配合量の上限としては、９５質量％が好ましく、９０質量％以下が特に好ましい。これは、白色顔料４の配合量が上記下限より小さいと、高隠蔽層３による上記反射性及び隠蔽性の向上効果が小さくなり、逆に、白色顔料４の配合量が上記上限を超えると、塗料５の塗工が困難になることからである。
【００２７】
塗料５の塗工量（固形分換算）の下限としては、１ｇ／ｍ２、特に５ｇ／ｍ２、さらに１０ｇ／ｍ２が好ましい。一方、上記塗工量（固形分換算）の上限としては、５０ｇ／ｍ２、特に４５ｇ／ｍ２、さらに４０ｇ／ｍ２が好ましい。これは、塗料５の塗工量が上記下限より小さいと、高隠蔽層３による上記反射性及び隠蔽性の向上効果が小さくなり、逆に、塗料５の塗工量が上記上限を超えると、高隠蔽層３の厚さが増大し、バックライトユニットの薄型化の要請に反すること、及び、高隠蔽層３の強度の低下を招来することからである。
【００２８】
白色顔料４の粒径（平均粒子直径）は、１００ｎｍ以上３０μｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。これは、白色顔料４の粒径が上記範囲より小さいと、上記隠蔽性を効果的に奏することが困難になり、逆に、白色顔料４の粒径が上記範囲を超えると、塗料５中に均一に分散することが困難になり、また当該反射シート１の裏面が粗くなってしまうことからである。
【００２９】
当該反射シート１の製造方法としては、基本的には、白色顔料４を配合することで塗料５を調整する工程と、この塗料５を基材シート層２の裏面に塗工する工程とからなる。
【００３０】
当該反射シート１によれば、白色合成樹脂製の基材シート層２によって従来の反射シートと同様の反射性と隠蔽性とを奏することができ、さらに基材シート層２の裏面の高隠蔽層３によって反射性及び隠蔽性を格段に向上させることができる。また、当該反射シート１は、高隠蔽層３を基材シート層２の裏面側に備えるため、高隠蔽層３で表面側へ反射された光線は白色顔料等を含む基材シート層２を透過するため、かかる基材シート層２によって反射光が分散、遮蔽され、反射性を高めることに起因する液晶画面のぎらつきが防止され、かつ、隠蔽性が向上する。
【００３１】
図２の反射シート１１は、上記図１の反射シート１と同様に、基材シート層２と、この基材シート層２の裏面に積層される高隠蔽層３とを備えている。この基材シート層２及び高隠蔽層３については、同一番号を付して説明を省略する。当該反射シート１１は、さらに基材シート層２の表面に積層される光拡散層１２を備えている。
【００３２】
この光拡散層１２は、光拡散性を奏するものであれば特に限定されないが、具体的には図２に示すように、バインダー１３と、このバインダー１３中に分散する光拡散剤１４とを有するものが好適である。このようにバインダー１３中に分散する光拡散剤１４により高い光拡散性を奏するため、表面側へ出射する光線（例えば、高隠蔽層３で表面側に反射した光線等）が拡散され、その結果、隠蔽性をさらに高めることができる。また、光拡散剤１４によって光拡散層１２の表面に凹凸が形成されるため、反射性が向上し、この反射性の向上に起因して隠蔽性も高められる。
【００３３】
バインダー１３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。このバインダー１３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。このバインダー１３は、一般的には透明とされているが、基材シート層２と同様に反射性及び隠蔽性を付与すべく、白色顔料や気泡を分散させてもよい。
【００３４】
光拡散剤１４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、アクリロニトリル、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。
【００３５】
光拡散剤１４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球状のビーズが好ましい。
【００３６】
光拡散剤１４の粒径（平均粒径）の下限としては、０．１μｍが好ましく、１μｍが特に好ましい。一方、光拡散剤１４の粒径の上限としては、１００μｍが好ましく、５０μｍが特に好ましい。これは、光拡散剤１４の粒径が上記下限未満であると、光拡散効果による隠蔽性の促進が不十分となってしまい、逆に、上記上限を越えると、樹脂組成物の塗工等による光拡散層１２の形成が困難となってしまうことからである。
【００３７】
また、光拡散剤１４としては、ガラス転移温度が低く軟質なもの、具体的にはガラス転移温度が−１００℃以上３０℃以下、好ましくは−６０℃以上２５℃以下の軟質エラストマー材料を用いるとよい。このように当該反射シート１１の表面に突出する光拡散剤１４に軟質エラストマー材料を用いると、当該反射シート１１の表面側に配設される導光板への傷付きを低減することができる。かかる軟質エラストマー材料としては、例えばポリウレタン、シリコンゴム、ポリスチレン、熱可塑性ポリエステルなどが挙げられ、中でも耐溶剤性、耐熱性等からポリウレタンが好ましい。従って、この硬度面と上記形状面とから軟質ウレタンビーズが最も好ましい。
【００３８】
バインダー１３のポリマー分１００部に対する光拡散剤１４の配合量の下限としては、０．１部が好ましく、５部が特に好ましく、１０部がさらに好ましい。一方、上記光拡散剤１４の配合量の上限としては、３００部が好ましく、２００部が特に好ましく、１００部がさらに好ましい。ここで、「部」で示す数値は質量を基準とする比を意味する。これは、光拡散剤１４の配合量が上記下限未満であると、光拡散効果による隠蔽性の促進が不十分となってしまい、逆に、上記上限を越えると、樹脂組成物の塗工等による光拡散層１２の形成が困難となってしまうことからである。
【００３９】
当該反射シート１１の製造方法としては、基本的には、白色顔料４を配合することで塗料５を調整する工程と、この塗料５を基材シート層２の裏面に塗工する工程と、この基材シート層２の表面にバインダー１３中に光拡散剤１４を混合したものを塗工し、乾燥させる工程とからなる。
【００４０】
当該反射シート１１によれば、上記反射シート１と同様に、白色合成樹脂製の基材シート層２により従来の反射シートと同様の反射性と隠蔽性とを奏し、さらに基材シート層２の裏面の高隠蔽層３によって反射性及び隠蔽性を格段に向上させることができる。また、当該反射シート１１は、光拡散層１２を基材シート層２の表面側に備えるため、高隠蔽層３の反射等によって表面側へ出射される光線を拡散し、隠蔽性を促進することができる。さらに、当該反射シート１１は、光拡散剤１４が含まれる光拡散層１２によって表面に凹凸が形成されるため、この点からも表面側への反射性、ひいては隠蔽性を高めることができる。
【００４１】
従って、図３に示すようなエッジライト型のバックライトユニット２０において、反射シート２６として図１の反射シート１又は図２の反射シート１１を使用すると、当該反射シート１、１１が高い反射性を有するため、裏面側から放散する光線ロスが低減でき、輝度を向上させることができる。また、当該反射シート１、１１が高い隠蔽性を有するため、裏面側に配設されるフレーム等が画面から視認されることを防止でき、輝度ムラの発生を防止することができる。
【００４２】
なお、本発明の反射シートは上記実施形態に限定されるものではなく、例えば光拡散層を基材ポリマー中に気泡が分散する構造とすることも可能である。気泡の界面での反射、屈折によって高い光拡散性を奏し、上記反射性及び隠蔽性を高めることができる。また、気泡の分散により光拡散層が軟質化するため、表面側の導光板への傷付きが低減される。
【００４３】
上記気泡が分散する光拡散層の製造方法としては、特に限定されず公知の製法を採用することができるが、例えば熱硬化性樹脂を主ポリマーとする樹脂組成物中に発泡剤を添加、混練し、その樹脂組成物を基材シート層の表面に塗工した後に熱硬化させると共に発泡剤を発泡させる方法がある。また、効果的な光拡散性を奏する観点から、気泡の平均径としては０．５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、基材ポリマーに対する気泡の体積比としては１ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下が好ましい。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきものではないことはもちろんである。
【００４５】
［実施例］
基材シート層として白色ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のシート（東レ（株）社製の「ルミラ−Ｅ６０Ｌ」）を用い、ポリウレタン樹脂組成物に酸化チタン８５質量％を混合して高隠蔽層用の塗料を製造し、この塗料を上記基材シート層の裏面に４０ｇ／ｍ２（固形分換算）の塗工量で塗工することで高隠蔽層を積層し、裏面（高隠蔽層）の明度Ｌ＊が９７．７の実施例の反射シートを得た。
【００４６】
［比較例１］
上記基材シート層の裏面に隠蔽層が積層された市販の反射シートを入手し、比較例１の反射シートとした。この反射シートの裏面（隠蔽層）の明度Ｌ＊は９３．５であった。
【００４７】
［比較例２］
上記基材シート層のみからなる比較例２の反射シートを得た。
【００４８】
［特性の評価］
上記実施例及び比較例１の反射シートの隠蔽層の明度Ｌ＊は、スガ試験機（株）の商品名「多光源分光測色計（ＭＳＣ−ＩＳ−２ＤＨ）」を用いて測定した数値の１０点平均値である。上記実施例の反射シートと比較例１、２の反射シートとを用い、各反射シートの反射率と、上記図３に示すようなエッジライト型バックライトユニットに装填して正面輝度を測定した。この反射率を下記表１に、正面輝度を下記表２に示す。
【００４９】
【表１】
0004945032.tif 000002
【００５０】
【表２】
0004945032.tif 000003
【００５１】
その結果、実施例の反射シートは、従来一般的に使用されている比較例２の反射シートと比較して高い反射率及び正面輝度を示した。また、市販されている比較例１の反射シートと比較して実施例の反射シートの反射率が約１％向上した。さらに、比較例１の反射シートを装填したバックライトユニットと比較して実施例の反射シートを装填したバックライトユニットの平均輝度が約３％向上した。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の反射シートによれば、従来の反射シートと比較して反射性及び隠蔽性を格段に向上することができる。また、本発明の反射シートを用いたバックライトユニットによれば、光線のロスの低減による輝度の向上及び輝度ムラの防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る反射シートを示す模式的断面図である。
【図２】図１の反射シートとは異なる形態の反射シートを示す模式的断面図である。
【図３】一般的なエッジライト型の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・・・反射シート
２・・・基材シート層
３・・・高隠蔽層
４・・・白色顔料
５・・・塗料
１１・・・反射シート
１２・・・光拡散層
１３・・・バインダー
１４・・・光拡散剤
【図１】
0004945032.tif 000004
【図２】
0004945032.tif 000005
【図３】
0004945032.tif 000006