JP4227436B2

JP4227436B2 - 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット

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Publication number: JP4227436B2
Application number: JP2003043676A
Authority: JP
Inventors: 裕峯尾
Original assignee: Keiwa Inc
Current assignee: Keiwa Inc
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004252257A

Description

【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の光拡散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、基本的には図３（ａ）に示すように、光源としての線状のランプ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（図示していない）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、光拡散シート２３で拡散され、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表面に形成されたプリズム部２４ａ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。
【０００４】
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によって略法線方向にピークを示すように屈折され、さらに表面側の液晶層（図示していない）全面を照明するものである。なお、図示していないが、上述のプリズムシート２４の集光特性の緩和やプリズム部２４ａの保護又は偏光板等の液晶パネルとプリズムシート２４とのスティッキングの防止を目的として、プリズムシート２４の表面側にさらに光拡散シートが配設されている。
【０００５】
上記バックライトユニット２０に備える光拡散シート２３は、一般的には図３（ｂ）に示すように、合成樹脂製の透明な基材層２６と、この基材層２６の表面に積層された光拡散層２７と、基材層２６の裏面に積層されたスティッキング防止層２８とを備えている。この光拡散層２７は、一般的には、バインダー２９中に光拡散剤３０が分散した構造を有し、光拡散剤３０により透過光線を拡散させる機能が奏される。また、スティッキング防止層２８は、バインダー３１中に少量のビーズ３２が離間して分散し、このビーズ３２の下部がバインダー３１の裏面から突出した構造を有しており、光拡散シート２３裏面が導光板２２表面と密着して干渉縞が生じてしまう不都合を防止している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５３０５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記光拡散シート２３は、バックライトユニット２０においてランプ２１等の熱や湿気に曝されるため、高温・高湿度下における変形を軽減すべく、光拡散層２７やスティッキング防止層２８のバインダー２９、３１中に微小無機充填剤を分散含有させる技術（例えば特開平７−５３０５号公報等参照）や、バインダー２９、３１の基材ポリマーとして比較的疎水性の高いポリマーを用いる技術が開発されている。一方、光拡散シート２３は、静電気を帯びやすく、静電気の帯電によりゴミを吸い寄せたり、プリズムシート２４等との重ね合わせが困難になる等の不都合が発生する。しかし、上述の疎水性の高いバインダー２９、３１に対して帯電防止性能を付与する技術や、バインダー２９中に微小無機充填剤を分散含有する光拡散シート２４に対して、微小無機充填剤の均一分散性を阻害せずに帯電防止性能を付与する技術は現在開発されていない。
【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、光拡散層等のバインダーのポリマー特性、組成物内容等に関わらず、優れた帯電防止性能を有する光拡散シート、及び、熱撓み等による輝度ムラや輝度低下等の品質低下及び静電気の帯電による取扱性の低下を低減す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、透明な基材層と、この基材層の表面側に積層される光拡散層とを備え、この光拡散層がバインダー中に光拡散剤を有し、このバインダーが基材ポリマーを含む光拡散シートであって、その表面及び／又は裏面に帯電防止剤の塗工により形成される帯電防止層を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
当該光拡散シートによれば、表面及び／又は裏面（つまり最外面）に帯電防止剤の塗工により形成される帯電防止層を備えていることから、優れた帯電防止作用を奏することができる。そのため、当該光拡散シートによれば、ゴミ等を吸い寄せたり、プリズムシート等の他のシートとの重ね合わせが困難になる等の帯電による不都合の発生を低減することができる。当該光拡散シートによれば、帯電防止性能を発現するための帯電防止層を最外面に備えていることから、光拡散層のバインダーのポリマー特性、組成物内容等に関わらず帯電防止作用を発揮することができる。
【００１１】
上記帯電防止剤としては、カチオン系帯電防止剤が用いられる。かかるカチオン系帯電防止剤は、光拡散層及び／又はスティッキング防止層の外面への塗工によって高い帯電防止作用を奏することができ、またバインダーに疎水性の高い基材ポリマーを用いても高い帯電防止作用を発揮することができる。
【００１２】
上記カチオン系帯電防止剤としては、下記化学式（１）で示されるアンモニウム塩又は下記化学式（２）で示されるものが用いられる。かかる下記化学式（１）のアンモニウム塩又は化学式（２）のカチオン系帯電防止剤によれば、上述の帯電防止作用が高く、また光拡散層、スティッキング防止層のバインダーに疎水性の高いアクリルポリオール等の基材ポリマーを用いた場合でも優れた帯電防止作用を発揮することができる。
【００１３】
【化３】

上記化学式（１）において、Ｒ^１は炭素数が１４以上２０以下のアルキル基、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は炭素数が１以上５以下のアルキル基、Ｘは−ＣＯＯ−又は−ＣＯＮＨ−の有機基、ｎは１以上６以下の整数を示す。
【００１４】
【化４】

上記化学式（２）において、Ｒ^１は炭素数が１４以上２０以下のアルキル基、ｎは１以上６以下の整数を示す。
【００１５】
上記基材層の裏面側に積層されるスティッキング防止層をさらに備え、このスティッキング防止層がバインダー中にビーズを有し、このバインダーが基材ポリマーを含むとよい。当該光拡散シートによれば、このように基材層の裏面側にスティッキング防止層を備える場合でも、同様に帯電防止作用を発揮することができる。
【００１６】
上記バインダー中に微小無機充填剤を分散含有することができる。上述のように当該光拡散シートは帯電防止性能を発現するための帯電防止層を最外面に備えていることから、当該手段のように光拡散層又はスティッキング防止層のバインダー中に微小無機充填剤を分散含有する場合でも、微小無機充填剤の均一分散性を阻害せずに帯電防止作用を発揮することができる。そのため、当該光拡散シートによれば、微小無機充填剤の分散状態の安定性が阻害されることがなく、その結果、耐熱性をさらに向上し、上述の熱による撓みの抑制作用を促進することができる。
【００１７】
なお、上記微小無機充填剤として、その表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤を用いるとよい。ここで、「固定」とは、単なる接着および付着を意味するものではなく、有機ポリマーと微小無機充填剤の間で化学結合が生成していることを意味し、従って微小無機充填剤を任意の溶剤で洗った洗液中に有機ポリマーが検出されない。このように、表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤を用いると、バインダーを構成する基材ポリマーに対して良好な親和性を有し、表面硬度、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、耐汚染性等の被膜物性の良い光拡散層を形成することができる。
【００１８】
また、上記基材ポリマーとしてアクリルポリオール又はポリエステルポリオールを用いることができ、さらにシクロアルキル基を有するポリオールを用いることができる。上述のように当該光拡散シートは帯電防止性能を発現するための帯電防止層を最外面に備えていることから、当該手段のように光拡散層又はスティッキング防止層のバインダーを構成する基材ポリマーに疎水性の高いポリマーを用いた場合でも、有効に帯電防止作用を発揮することができる。また、アクリルポリオール又はポリエステルポリオールは透明性が高く、かつ、耐候性や加工性などに優れ、加えてバインダー中への微小無機充填剤の分散含有が容易となるため、当該光拡散シートの全光線透過率を高め、紫外線による黄変、劣化等を低減することができる。さらに、シクロアルキル基を有するポリオールを用いることで、（ａ）バインダーの疎水性（撥水性、耐水性）が高くなり、高温高湿条件下での当該光拡散シートの耐撓み性、寸法安定性等が改善される、（ｂ）光拡散層又はスティッキング防止層の硬度、耐候性、肉持感、耐溶剤性等の塗膜基本性能が向上する、（ｃ）上述のように表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤との親和性及び微小無機充填剤の均一分散性がさらに良好になる、等の利点がある。
【００１９】
上記帯電防止剤の塗工量としては固形分換算で０．０１ｇ／ｍ^２以上０．５ｇ／ｍ^２以下が好ましい。帯電防止剤の塗工量を上記範囲とすることで、上述の帯電防止作用を効果的に奏し、また帯電防止剤の塗工による全光線透過率の低下や厚みの増大等の不都合を防止することができる。
【００２０】
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、当該光拡散シートを備えると、上述のように静電気の帯電が防止されるため、ゴミや他のシート等との吸着が防止され、製造上の取り扱いが容易になる。また、上述のように帯電防止作用を発揮しつつ光拡散シートの耐熱性を向上できるため、液晶表示装置の輝度ムラ及び輝度の低下を抑えることができる。
【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。
【００２２】
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、この光拡散層３の表面に積層された帯電防止層４とから構成されている。
【００２３】
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。中でも、透明性に優れ、強度が高いポリエチレンテレフタレートが好ましく、撓み性能が改善されたポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
【００２４】
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、特に好ましくは５０μｍ以上１８８μｍ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。
【００２５】
光拡散層３は、バインダー５と、このバインダー５中に分散する光拡散剤６とを有している。このように光拡散層３に光拡散剤６を分散させることにより、この光拡散層３を裏側から表側に透過する光線を均一に拡散させることができる。また、光拡散剤６によって光拡散層３の表面に微細な凹凸が略均一に形成されている。このように当該光拡散シート１の表面に形成される微細な凹凸により、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６を除いたバインダー５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。また、バインダー５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。
【００２６】
光拡散剤６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。中でも、透明性が高いアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が特に好ましい。
【００２７】
光拡散剤６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。
【００２８】
光拡散剤６の平均粒子径の下限としては１μｍ、特に２μｍ、さらに５μｍが好ましく、光拡散剤６の平均粒子径の上限としては５０μｍ、特に２０μｍ、さらに１５μｍが好ましい。これは、光拡散剤６の平均粒子径が上記範囲未満であると、光拡散剤６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６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。
【００２９】
光拡散剤６の配合量（バインダー５の形成材料であるポリマー組成物中の基材ポリマー１００部に対する固形分換算の配合量）の下限としては１０部、特に２０部、さらに５０部が好ましく、この配合量の上限としては５００部、特に３００部、さらに２００部が好ましい。これは、光拡散剤６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６の配合量が上記範囲を越えると光拡散剤６を固定する効果が低下することからである。なお、プリズムシートの表面側に配設される所謂上用光拡散シートの場合、高い光拡散性を必要とされないため、光拡散剤６の配合量としては１０部以上４０部以下、特に１０部以上３０部以下が好ましい。
【００３０】
バインダー５は、基材ポリマーと微小無機充填剤とを含んでいる。このバインダー５は、具体的には基材ポリマーと微小無機充填剤とを含むポリマー組成物を架橋硬化させることで形成される。このバインダー５によって、基材層２の表面全面に光拡散剤６が略等密度に配置固定される。なお、このバインダー５を形成するためのポリマー組成物は、その他に例えば硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤等が適宜配合されてもよい。
【００３１】
上記基材ポリマーとしては、特に限定されるものではなく、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、紫外線硬化型樹脂等が挙げられ、これらのポリマーを１種又は２種以上混合して使用することができる。特に、上記基材ポリマーとしては、加工性が高く、塗工等の手段で容易に光拡散層３を形成することができるポリオールが好ましい。また、バインダー５に用いられる基材ポリマー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。
【００３２】
上記ポリオールとしては、例えば水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオール、水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールなどが挙げられ、これらを単体で又は２種以上混合して使用することができる。
【００３３】
この水酸基含有不飽和単量体としては、（ａ）例えばアクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アリルアルコール、ホモアリルアルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコール等の水酸基含有不飽和単量体、（ｂ）例えばエチレングリコール、エチレンオキサイド、プロピレングリコール、プロピレンオキサイド、ブチレングリコール、ブチレンオキサイド、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルデカノエート、プラクセルＦＭ−１（ダイセル化学工業株式会社製）等の２価アルコール又はエポキシ化合物と、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸との反応で得られる水酸基含有不飽和単量体などが挙げられる。これらの水酸基含有不飽和単量体から選択される１種又は２種以上を重合してポリオールを製造することができる。
【００３４】
また、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸シクロヘキシル、スチレン、ビニルトルエン、１−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、酢酸アリル、アジピン酸ジアリル、イタコン酸ジアリル、マレイン酸ジエチル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エチレン、プロピレン、イソプレン等から選択される１種又は２種以上のエチレン性不飽和単量体と、上記（ａ）及び（ｂ）から選択される水酸基含有不飽和単量体とを重合してポリオールを製造することもできる。
【００３５】
かかる水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られるポリオールの数平均分子量は１０００以上５０００００以下であり、好ましくは５０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。
【００３６】
水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールは、（ｃ）例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフェノールＡ、ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ハイドロキノンビス（ヒドロキシエチルエーテル）、トリス（ヒドロキシエチル）イソシヌレート、キシリレングリコール等の多価アルコールと、（ｄ）例えばマレイン酸、フマル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、トリメット酸、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸等の多塩基酸とを、プロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール中の水酸基数が前記多塩基酸のカルボキシル基数よりも多い条件で反応させて製造することができる。
【００３７】
かかる水酸基過剰の条件で得られるポリエステルポリオールの数平均分子量は５００以上３０００００以下であり、好ましくは２０００以上１０００００以下である。また、その水酸基価は５以上３００以下、好ましくは１０以上２００以下、さらに好ましくは２０以上１５０以下である。
【００３８】
当該ポリマー組成物の基材ポリマーとして用いられるポリオールとしては、上記ポリエステルポリオール、及び、上記水酸基含有不飽和単量体を含む単量体成分を重合して得られ、かつ、（メタ）アクリル単位等を有するアクリルポリオールが好ましい。かかるポリエステルポリオール又はアクリルポリオールを基材ポリマーとするバインダー５は耐候性が高く、光拡散層３の黄変等を抑制することができる。なお、このポリエステルポリオールとアクリルポリオールのいずれか一方を使用してもよく、両方を使用してもよい。
【００３９】
なお、上記ポリエステルポリオール及びアクリルポリオール中の水酸基の個数は、１分子当たり２個以上であれば特に限定されないが、固形分中の水酸基価が１０以下であると架橋点数が減少し、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、表面硬度等の被膜物性が低下する傾向がある。
【００４０】
上述のように基材ポリマーとしてポリオールを用いる場合、ポリマー組成物中に配合する硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネート、イソフロンジイソシアネート及びキシレンジイソシアネートのいずれか１種もしくは２種以上混合して用いるとよい。これらの硬化剤を用いると、ポリマー組成物の硬化反応速度が大きくなるため、帯電防止剤として微小無機充填剤の分散安定性に寄与するカチオン系のものを使用しても、カチオン系帯電防止剤による硬化反応速度の低下を十分補うことができる。また、かかるポリマー組成物の硬化反応速度の向上は、バインダー中への微小無機充填剤の均一分散性に寄与する。その結果、当該光拡散シートは熱、紫外線等による撓みや黄変を格段に抑制することができる。
【００４１】
微小無機充填剤を構成する無機物としては、特に限定されるものではなく、無機酸化物が好ましい。この無機酸化物は、金属元素が主に酸素原子との結合を介して３次元のネットワークを構成した種々の含酸素金属化合物と定義される。また無機酸化物を構成する金属元素としては、たとえば、元素周期律表II〜VI族から選ばれる元素が好ましく、元素周期律表III〜Ｖ族から選ばれる元素がさらに好ましい。その中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ及びＺｒから選択される元素が特に好ましく、金属元素がＳｉであるコロイダルシリカが、微小無機充填剤として最も好ましい。また微小無機充填剤の形状は、球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状でよく、特に限定されない。
【００４２】
微小無機充填剤の平均粒子径の下限としては、５ｎｍが好ましく、１０ｎｍが特に好ましい。一方、微小無機充填剤の平均粒子径の上限としては５０ｎｍが好ましく、２５ｎｍが特に好ましい。これは、微小無機充填剤の平均粒子径が上記範囲未満では、微小無機充填剤の表面エネルギーが高くなり、凝集等が起こりやすくなるためであり、逆に、平均粒子径が上記範囲を超えると、短波長の影響で白濁し、光拡散シート１の透明性を完全に維持することができなくなることからである。
【００４３】
微小無機充填剤の基材ポリマー１００部に対する配合量（無機物成分のみの配合量）の下限としては固形分換算で５部が好ましく、５０部が特に好ましい。一方、微小無機充填剤の上記配合量の上限としては５００部が好ましく、２００部がより好ましく、１００部が特に好ましい。これは、微小無機充填剤の配合量が上記範囲未満であると、光拡散シート１の耐熱性を十分に発現することができなくなってしまうおそれがあり、逆に、配合量が上記範囲を越えると、ポリマー組成物中への配合が困難になり、光拡散層３の光線透過率が低下するおそれがあることからである。
【００４４】
微小無機充填剤としては、その表面に有機ポリマーが固定されたものを用いるとよい。このように有機ポリマー固定微小無機充填剤を用いることで、バインダー５中での分散性やバインダー５との親和性の向上が図られる。この有機ポリマーについては、その分子量、形状、組成、官能基の有無等に関して特に限定はなく、任意の有機ポリマーを使用することができる。また有機ポリマーの形状については、直鎖状、分枝状、架橋構造等の任意の形状のものを使用することができる。
【００４５】
かかる有機ポリマーを構成する具体的な樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびこれらの共重合体やアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基で一部変性した樹脂等が挙げられる。中でも、（メタ）アクリル系樹脂、（メタ）アクリル−スチレン系樹脂、（メタ）アクリル−ポリエステル系樹脂等の（メタ）アクリル単位を含む有機ポリマーを必須成分とするものが被膜形成能を有し好適である。他方、上記ポリマー組成物の基材ポリマーと相溶性を有する樹脂が好ましく、従ってポリマー組成物に含まれる基材ポリマーと同じ組成であるものが最も好ましい。
【００４６】
なお、微小無機充填剤は、微粒子内に有機ポリマーを包含していてもよい。このことにより、微小無機充填剤のコアである無機物に適度な軟度および靱性を付与することができる。
【００４７】
上記有機ポリマーにはアルコキシ基を含有するものを用いるとよく、その含有量としては有機ポリマーを固定した微小無機充填剤１ｇ当たり０．０１ｍｍｏｌ以上５０ｍｍｏｌ以下が好ましい。かかるアルコキシ基により、バインダー５を構成するマトリックス樹脂との親和性や、バインダー５中での分散性を向上させることができる。
【００４８】
ここでいうアルコキシ基は、微粒子骨格を形成する金属元素に結合したＲＯ基を示す。このＲは置換されていてもよいアルキル基であり、微粒子中のＲＯ基は同一であっても異なっていてもよい。Ｒの具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル等が挙げられる。微小無機充填剤を構成する金属と同一の金属アルコキシ基を用いるのが好ましく、微小無機充填剤がコロイダルシリカである場合には、シリコンを金属とするアルコキシ基を用いるのが好ましい。
【００４９】
有機ポリマーを固定した微小無機充填剤中の有機ポリマーの含有率については、特に制限されるものではないが、微小無機充填剤を基準にして０．５質量％以上５０質量％以下が好ましい。
【００５０】
上述のように微小無機充填剤に固定する有機ポリマーとして水酸基を有するものを用い、バインダー５を構成するポリマー組成物中に水酸基と反応するような官能基を２個以上有する多官能イソシアネート化合物、メラミン化合物およびアミノプラスト樹脂から選ばれる少なくとも１種のものを含有するとよい。これにより、微小無機充填剤とバインダー５のマトリックス樹脂とが架橋構造で結合され、保存安定性、耐汚染性、可撓性、耐候性、保存安定性等が良好になり、さらに得られる被膜が光沢を有するものとなる。
【００５１】
上記多官能イソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環族、芳香族及びその他の多官能イソシアネート化合物やこれらの変性化合物を挙げることができる。多官能イソシアネート化合物の具体例としては、例えばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、イソシアヌレート体等の３量体等；これらの多官能イソシアネート類とプロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとの反応により生成される２個以上のイソシアネート基が残存する化合物；これらの多官能イソシアネート化合物をエタノール、ヘキサノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール性水酸基を有する化合物、アセトオキシム、メチルエチルケトキシム等のオキシム類、ε−カプロラクタム、γ−カプロラクタム等のラクタム類等のブロック剤で封鎖したブロックド多官能イソシアネート化合物などを挙げることができる。なお、上記多官能イソシアネート化合物は１種又は２種以上混合して使用できる。中でも、被膜の黄変色を防止するために、芳香環に直接結合したイソシアネート基を有しない無黄変性多官能イソシアネート化合物が好ましい。
【００５２】
上記メラミン化合物としては、例えばジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、イソブチルエーテル型メラミン、ｎ−ブチルエーテル型メラミン、ブチル化ベンゾグアナミン等を挙げることができる。
【００５３】
上記アミノプラスト樹脂としては、例えばアルキルエーテル化メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等が挙げられ、これらのアミノプラスト樹脂の単体又は２種以上の混合物もしくは共縮合物を使用できる。このアルキルエーテル化メラミン樹脂とは、アミノトリアジンをメチロール化し、シクロヘキサノールまたは炭素数１〜６のアルカノールでアルキルエーテル化して得られるものであり、ブチルエーテル化メラミン樹脂、メチルエーテル化メラミン樹脂、メチルブチル混合メラミン樹脂が代表的なものである。また、硬化を促進させるためのスルホン酸系触媒、たとえば、パラトルエンスルホン酸およびそのアミン塩等を使用することができる。
【００５４】
上記基材ポリマーとしてはシクロアルキル基を有するポリオールが好ましい。このように、バインダー５を構成する基材ポリマー（ポリオール）中にシクロアルキル基を導入することで、バインダー５の撥水性、耐水性等の疎水性が高くなり、高温高湿条件下での当該光拡散シート１の耐撓み性、寸法安定性等が改善される。また、光拡散層３の硬度、耐候性、肉持感、耐溶剤性等の塗膜基本性能が向上する。さらに、表面に有機ポリマーが固定された微小無機充填剤との親和性及び微小無機充填剤の均一分散性がさらに良好になる。
【００５５】
上記シクロアルキル基としては特に限定されず、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基等が挙げられる。
【００５６】
上記シクロアルキル基を有するポリオールは、シクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体を共重合することで得られる。このシクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体とは、シクロアルキル基を分子内に少なくとも１つ有する重合性不飽和単量体である。この重合性不飽和単量体としては特に限定されず、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロドデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００５７】
帯電防止層４は、帯電防止剤を塗工することで形成される。光拡散シート１の表面に積層される帯電防止層４によって優れた帯電防止作用を奏することができる。また、帯電防止層４を最表面に備えていることから、帯電防止剤によって微小無機充填剤の分散状態の安定性が阻害されることがなく、当該光拡散シート１の耐熱性をさらに向上することができる。さらに、光拡散層３のバインダー５を構成する基材ポリマーに疎水性の高いポリマーを用いた場合でも、有効に帯電防止作用を発揮することができ、その結果、高温・高湿度下における当該光拡散シート１の変形抵抗性を高めることができる。換言すると、光拡散層３のバインダー５の組成内容、組成材料を性能向上のために任意に選択することができる。なお、帯電防止剤の塗工手段としては、特に限定されるものではなく、既知の各種手段を採用することができる。具体的には、例えばキスロールコーター、バーコーター、ロールコーター、ブレードコーター、グラビアロールコーター等を用いた塗布が挙げられ、その他、噴霧塗工、浸漬塗工等も可能である。
【００５８】
上記帯電防止剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン系帯電防止剤、第四アンモニウム塩、イミダゾリン化合物等のカチオン系帯電防止剤、ポリエチレングリコール系、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアリン酸エステル、エタノールアミド類等のノニオン系帯電防止剤、ポリアクリル酸等の高分子系帯電防止剤などが用いられる。中でも、帯電防止効果が比較的大きく、疎水性が高い基材ポリマーを用いたバインダー５に対しても優れた帯電防止性を発現するカチオン系帯電防止剤が好ましい。また、このカチオン系帯電防止剤の中でも、上述の高疎水性のバインダー５に対する帯電防止性をより促進することができるアンモニウム塩、特に上記化学式（１）で示されるアンモニウム塩及び上記化学式（２）で示されるカチオン系帯電防止剤（ベタイン）が好ましい。
【００５９】
上記化学式（１）のアンモニウム塩及び化学式（２）のカチオン系帯電防止剤において、Ｒ^１で示すアルキル基の炭素数としては１２以上１８以下が好ましく、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５で示すアルキル基の炭素数としては１以上３以下が好ましく、ｎで示す繰返数としては２以上５以下が好ましい。かかる炭素数及び繰返数を上記数値範囲とすることで、特にバインダー５に高疎水性の基材ポリマーを用いた光拡散シート１に対し、高い帯電防止性を付与することができる。
【００６０】
上記帯電防止剤の塗工量（固形分換算）の下限としては０．０１ｇ／ｍ^２が好ましく、０．０５ｇ／ｍ^２が特に好ましい。一方、上記塗工量の上限としては０．５ｇ／ｍ^２が好ましく、０．１ｇ／ｍ^２が特に好ましい。これは、帯電防止剤の塗工量が上記下限より小さいと、上述の帯電防止効果が小さくなるおそれがあり、逆に、帯電防止剤の塗工量が上記上限を超えると、帯電防止剤の塗工による全光線透過率の低下や印刷密着性の低下、他の部材への薬剤汚染等の不都合が生じるおそれがあることからである。
【００６１】
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５を構成するポリマー組成物に光拡散剤６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）この光拡散層３の表面に帯電防止剤を塗工することで帯電防止層４を積層する工程とを有する。
【００６２】
当該光拡散シート１は、バインダー５中に略均一に分散含有する微小無機充填剤によって耐熱性が向上し、熱による撓みが低減される。また、表面に積層される帯電防止層４によって、当該光拡散シート１の帯電を低減し、ゴミの吸着等の弊害が低減される。さらに、カチオン系帯電防止剤、特に上記化学式（１）のアンモニウム塩及び化学式（２）のカチオン系帯電防止剤を用いることで、バインダー５に高疎水性の基材ポリマーを用いても高い帯電防止作用を奏することができ、その結果、当該光拡散シート１の耐熱性をさらに向上し、上述の熱による撓みの抑制作用を促進することができる。
【００６３】
図２の光拡散シート１１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、この光拡散層３の表面に積層された帯電防止層４ａ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、このスティッキング防止層１２の裏面に積層された帯電防止層４ｂとから構成されている。この基材層２、光拡散層３及び帯電防止層４ａ、４ｂは、図１に示された実施形態のものと同じであるため、同一の数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、上記光拡散シート１と同様に耐熱性及び帯電防止性を高めることができる。
【００６４】
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。このバインダー１３も、上記光拡散層３のバインダー５と同様のポリマー組成物（つまり、基材ポリマーと微小無機充填剤とを含有するポリマー組成物）を架橋硬化させることで形成される。また、ビーズ１４の材料としては光拡散層３の光拡散剤６と同様のものが用いられる。なお、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。
【００６５】
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。
【００６６】
当該光拡散シート１１は、スティッキング防止層１２の裏面にも帯電防止層４ｂが積層され、つまり表面及び裏面に帯電防止層４ａ、４ｂを備えるため、帯電防止性がより向上し、静電気の帯電を格段に低減することができる。
【００６７】
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５を構成するポリマー組成物に光拡散剤６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を構成するポリマー組成物にビーズ１４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、（ｅ）この光拡散層３の表面及びスティッキング防止層１２の裏面に帯電防止剤を塗工することで帯電防止層４ａ、４ｂを積層する工程とを有する。
【００６８】
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２３及びプリズムシート２４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２３として上記光拡散シート１、１１を用いると、光拡散シート１、１１が高い帯電防止性を有するため、バックライトユニット２０の製造作業において、光拡散シート１、１１へのゴミ等の吸着が低減され、かつ、光拡散シート１、１１とプリズムシート２４等との重ね合わせ作業が容易になり、生産性及び取扱性が向上する。また、光拡散シート１、１１に高い耐熱性、耐候性等の被膜物性を付与することが可能となるため、ランプ２１による加熱や外部からの紫外線照射に曝されても、撓みや黄変等を起こしにくく、その結果、液晶表示装置の画面の輝度ムラや輝度の低下を効果的に抑制することができる。
【００６９】
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、光拡散シート１の基材層２の裏面にも帯電防止層が積層されるもの、光拡散シート１の基材層２の裏面のみに帯電防止層が積層されるもの、及び、光拡散シート１１の表面及び裏面のどちらか一方のみに帯電防止層が積層されるものも可能である。また、バインダー中に微小無機充填剤が配合されない光拡散シートにも適用可能である。
【００７０】
【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ものではない。
【００７１】
［比較例］
アクリルポリオール（新中村化学工業（株）社の「ＮＫエステル」；固形分５０％）１２８部、イソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）社の「コロネートＨＬ」；固形分７５％）１８部、メチルエチルケトン１０５部及びトルエン１０５部からなるポリマー組成物中に、平均粒子径２０μｍのアクリルビーズ（積水化成品工業（株）社の「ＭＢＸ−２０」）１９２部を混合して光学層用塗工液を作製し、この光学層用塗工液を厚さ１００μｍの透明ポリエステル製の基材層の表面に１７ｇ／ｍ^２（固形分換算）塗工することで比較例の光拡散シートを得た。
【００７２】
［実施例１〜８］
上記比較例の光拡散シートの表面に上記化学式（１）で示される帯電防止剤を固形分換算でそれぞれ０．０１ｇ／ｍ^２、０．０２５ｇ／ｍ^２、０．０５ｇ／ｍ^２、０．０７５ｇ／ｍ^２、０．０９ｇ／ｍ^２、０．１ｇ／ｍ^２、０．２５ｇ／ｍ^２及び０．５ｇ／ｍ^２塗工することで実施例１〜８の光拡散シートを得た。
【００７３】
［実施例９〜１６］
上記比較例の光拡散シートの表面に上記化学式（２）で示される帯電防止剤を固形分換算でそれぞれ０．０１ｇ／ｍ^２、０．０２５ｇ／ｍ^２、０．０５ｇ／ｍ^２、０．０７５ｇ／ｍ^２、０．０９ｇ／ｍ^２、０．１ｇ／ｍ^２、０．２５ｇ／ｍ^２及び０．５ｇ／ｍ^２塗工することで実施例９〜１６の光拡散シートを得た。
【００７４】
［実施例１７及び１８］
上記比較例の光拡散シートの表面に下記化学式（３）で示されるグリセリン脂肪酸エステル系の帯電防止剤を固形分換算でそれぞれ０．０１ｇ／ｍ^２及び０．５ｇ／ｍ^２塗工することで実施例１７及び１８の光拡散シートを得た。
【００７５】
【化５】

上記化学式（３）において、Ｒ^６は炭素数が１以上２０以下のアルキル基を示す。
【００７６】
［特性の評価］
上記実施例１〜１８の光拡散シート及び比較例の光拡散シートを用い、これらの光拡散シートの表面抵抗値を測定し、さらに取扱性を評価した。その結果を下記表１に示す。
【００７７】
上記表面抵抗値は、絶縁計（東亜電波工業（株）社製の商品名「デジタル絶縁計ＤＳＭ−８１０３」）を用い、各光拡散シートから１０ｃｍ角に切り出した３点のサンプルについて測定し、その平均値を採用した。
【００７８】
上記取扱性は、各光拡散シートの表面への塵やゴミの付着の有無を実際に観察し、（１）塵やゴミの付着が激しく、取扱いが困難な場合を×、（２）塵やゴミの付着が少なく、取扱いが改善されている場合を△、（３）塵やゴミの付着がより少なく、取扱いが良好な場合を○、（４）塵やゴミの付着が格段に低減され、取扱いが非常に良好な場合を◎として評価した。
【００７９】
【表１】

【００８０】
上記表１に示すように、帯電防止層を備えていない比較例の光拡散シートと比較して、表面に帯電防止層を備えている実施例１〜１８の光拡散シートは表面抵抗値が低下し、取扱性が向上している。特に、上記化学式（１）及び（２）のカチオン系帯電防止剤を用いた実施例１〜１６の光拡散シートは、上記化学式（３）のグリセリン脂肪酸エステル系帯電防止剤を用いた実施例１７及び１８の光拡散シートよりも表面抵抗値が低下し、取扱性がより向上している。なお、上記化学式（３）のグリセリン脂肪酸エステル系帯電防止剤を０．５ｇ／ｍ^２塗工した実施例１８の光拡散シートは、少し表面にべた付きが生じ、取扱性の低下を招くおそれがある。
【００８１】
【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、光拡散層等のバインダーのポリマー特性、組成内容等に関わらず、優れた帯電防止効果を発揮することができ、その結果、ゴミ等の吸着やプリズムシート等との重合わせ作業の困難性を低減することができる。また、高い耐熱性の付与が可能になるため、ランプの発熱に起因する撓み等の発生を抑制することができる。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、輝度ムラや輝度低下の発生を格段に低減することができ、また生産性を向上することができる。
【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帯電防止層
４ａ帯電防止層
４ｂ帯電防止層
５バインダー
６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

Claims

透明な基材層と、この基材層の表面側に積層される光拡散層とを備え、この光拡散層がバインダー中に光拡散剤を有し、このバインダーが基材ポリマーを含む光拡散シートであって、
その表面及び／又は裏面に、帯電防止剤の塗工により形成される帯電防止層を備えており、この帯電防止剤としてカチオン系帯電防止剤が用いられており、かつ、このカチオン系帯電防止剤が化学式（１）で示されるアンモニウム塩又は化学式（２）で示されるものであることを特徴とする光拡散シート。

［上記化学式（１）において、Ｒ ^１は炭素数が１４以上２０以下のアルキル基、Ｒ ^２、Ｒ ^３、Ｒ ^４及びＲ ^５は炭素数が１以上５以下のアルキル基、Ｘは−ＣＯＯ−又は−ＣＯＮＨ−の有機基、ｎは１以上６以下の整数を示す］

［上記化学式（２）において、Ｒ ^１は炭素数が１４以上２０以下のアルキル基、ｎは１以上６以下の整数を示す］
上記基材層の裏面側に積層されるスティッキング防止層をさらに備え、このスティッキング防止層がバインダー中にビーズを有し、このバインダーが基材ポリマーを含む請求項１に記載の光拡散シート。
上記バインダー中に微小無機充填剤を分散含有する請求項１又は請求項２に記載の光拡散シート。
上記微小無機充填剤の表面に有機ポリマーが固定されている請求項３に記載の光拡散シート。
上記基材ポリマーとしてアクリルポリオール又はポリエステルポリオールが用いられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光拡散シート。
上記基材ポリマーとしてシクロアルキル基を有するポリオールが用いられている請求項５に記載の光拡散シート。
上記帯電防止剤の塗工量が固形分換算で０．０１ｇ／ｍ^２以上０．５ｇ／ｍ^２以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光拡散シート。
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から請求項７のいずれか１項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。