JP4695071B2 - 光制御シート及びそれを用いた面光源 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイのバックライト等として好適に用いられる面光源の一部を構成する光制御シート、及び当該光制御シートを用いた面光源に関する。

従来から液晶ディスプレイ等には、エッジライト型バックライトと呼ばれる面光源が用いられている。一般にこのような面光源においては、少なくとも一つの側面に冷陰極管等の光源を備えた導光板の、光出射面とは反対面に光反射シートを積層すると共に、光出射面に光拡散性フィルムや上向きプリズムシート（プリズム面が光出射面となるように設計されるプリズムシート）を複数枚積層することがなされている。

そして近年、このような複数枚積層されるプリズムシート等の積層枚数を減らすことでコスト削減を図りつつも正面輝度（導光板の光出射面に対する法線方向の輝度）を高くするという、いわゆるコストパフォーマンスに優れる面光源の開発が検討されつつある。

このような面光源として、下向きプリズムシートと呼ばれるプリズムシートを採用したものがある。一般的なプリズムシートは、プリズム面が光出射面となるように設計される、下向きプリズムシートは、これとは逆に、プリズム面が光入射面になるように設計されているプリズムシートである。

このような下向きプリズムシートを採用した面光源では、正面輝度が高くなる一方で正面方向（導光板の光出斜面に対する法線方向）から少し角度がずれた方向の輝度が極端に低下して視野角が狭くなる、すなわち、面光源からの出射光の指向性が高くなり過ぎるという問題がある。このため、人の目の視差角によって画面の中央部と周辺部とにおける明るさに大きな差が生じる。

そこで下向きプリズムシートのプリズム面とは反対の面に光拡散性シートを重ねて配置することにより視野角を広げ、さらに、光拡散性シートの下向きプリズムシートとの対向面に凹凸を形成することにより、虹模様のリングパターンの発生を解消する面光源素子が特許文献１に記載されている。しかしながら、凹凸面が形成されている光拡散性シートは、凹凸面がプリズムシートと接触すると接触面を傷付け、面光源素子を用いる表示装置の表示品質が劣化するという問題が生じる。このため、プリズムシートと光拡散性シートとの間に間隔を空け、非接触にする必要があり、面光源素子の薄型化の妨げになる。

特開２００３−３２９８１２号公報

本発明では、下向きプリズムシートと、下向きプリズムシートとの対向面に凹凸面を有する光拡散性シートとを有する光制御フィルムであって、構成部材同士における傷付きという問題を解決した光制御シートを提供することを目的とする。また、液晶表示パネル等の表示装置に組み合わせた場合に、構成部材の傷付きによる表示品質の低下を生じない面光源を提供することを目的とする。

即ち、本発明により提供される光制御シートは、光拡散性フィルムとプリズムシートとを少なくとも含み、光拡散性フィルムは一方の面に光拡散面を有し他方の面に凹凸面を有し、当該プリズムシートは一方の面にプリズム面を有し他方の面に平滑面を有する。当該平滑面は少なくとも櫛形ポリマーを含有する平滑層からなるものであり、当該光拡散性フィルムの当該凹凸面と当該プリズムシートの当該平滑面とが対向している。

また、本発明の光制御シートは、光拡散性フィルムとプリズムシートとを少なくとも有する光制御シートであって、当該光拡散性フィルムは一方の面に光拡散面を有し他方の面に平滑面を有するものであって、当該平滑面は少なくとも櫛形ポリマーを含有してなる平滑層からなるものである。当該プリズムシートは一方の面にプリズム面を有し他方の面に凹凸面を有するものである。当該光拡散性フィルムの当該平滑面と当該プリズムシートの当該凹凸面とが対向している。

上記櫛形ポリマーは、幹部分および枝部分を有し、該幹部分および枝部分はそれぞれモノマーを重合した構成を含み、前記幹部分を構成するモノマーの主成分は前記枝部分を構成するモノマーの主成分とは種類が異なる構成にすることができる。

上記櫛形ポリマーは、前記幹部分となるモノマーと、前記枝部分となるマクロモノマーとを共重合してなるものを用いることが可能であり、前記幹部分となるモノマーの主成分がアクリル系モノマーであり、前記枝部分となるマクロモノマーが、末端の重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有し、骨格成分が非アクリル系モノマーを主成分として重合してなる構成にすることができる。

前記非アクリル系モノマーとしては、スチレンモノマーを用いることができる。

上記櫛形ポリマーは、平滑層の構成成分中４０重量％以上である構成にすることができる。

また、本発明により提供される面光源は、光源と、この光源が端部に配置された導光板と、導光板の光出射面上に配置された光制御シートとを有し、当該光制御シートとして前記光制御シートを、前記プリズムシートの前記プリズム面と前記導光板の前記光出射面とを対向させて配置するものである。

本発明によれば、面光源としての部材として本発明の光制御シートを採用した際に、正面輝度と視野角を損なうことなく虹模様のリング状のパターンを生じず、更に構成部材同士の傷付きという問題をも解消することができる。また、当該光制御シートを構成部材とする面光源を液晶表示パネルなどの表示装置と組み合わせた時に、傷付きによる表示品質の低下を生じることがない。

以下、本発明の光制御シート及びそれを用いた面光源について詳細に説明する。

まず、本発明の光制御シートについて説明する。本発明の光制御シート１は、図１又は図２に示すように、積層された光拡散性フィルム２とプリズムシート３とを含んでいる。

ここで用いられる光拡散性フィルム２は、図１のように一方の面に光拡散面１１を有し他方の面に凹凸面１２を有するか、又は図２のように一方の面に光拡散面１１を有し他方の面に平滑面１４を有するものである。またここで用いられるプリズムシート３は、図１のように一方の面にプリズム面１６を有し他方の面に平滑面１５を有するか、又は図２のように一方の面にプリズム面１６を有し他方の面に凹凸面１３を有するものである。

光拡散性フィルム２およびプリズムシート３の凹凸面１２、１３は、図１および図２のようにこれらの基材となる透明高分子フィルム２１、３１に表面の凹凸を有する凹凸層２２、３２を設けることにより形成することが可能である。凹凸層２２、３２を設けず、透明高分子フィルム２１、３１の表面を直接凹凸形状に加工して凹凸面１２、１３を形成することも可能である。一方、光拡散性フィルム２およびプリズムシート３の平滑面１４、１５は、透明高分子フィルム２１、３１に表面に平滑層２３、３３を配置することにより形成する。平滑層２３、３３は、本実施の形態では櫛形ポリマーを含有する材料から構成されている。

光拡散性フィルム２の光拡散面１１は、光拡散作用の得られる構造であればよく、透明高分子フィルム２１の表面を直接加工したものであってもよいし、図１および図２のように光拡散層２４を透明高分子フィルム２１の表面に配置した構成であってもよい。同様にプリズムシート３のプリズム面１６は、入射した光をプリズムシート３の法線方向に立ち上げるための構造を有していればよく、透明高分子シート３１の表面を直接加工したものであってもよいし、図１および図２のようにプリズム形状を有するプリズム層３４を透明高分子フィルム３１表面に配置した構造であってもよい。

ここで透明高分子フィルム２１、３１としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニル等の透明性を阻害しないものが使用でき、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエチレンテレフタレートフィルムが、機械的強度や寸法安定性に優れる点で好ましい。また、表面にコロナ放電処理を施したり、易接着層を設けることによって凹凸層２２、平滑層２３、３３、光拡散層２４、プリズム層３４などとの接着性を向上させたものも好適に用いられる。このような透明高分子フィルム２１、３１の厚みとしては、適用される材料によって適宜選択されることになるが、一般には２５〜５００μｍであり、好ましくは２５〜２００μｍであり、特に面光源としての薄型化に対応するためには２５〜５０μｍが好適なものとなる。

光拡散性フィルム２又はプリズムシート３の一方に設けられる凹凸面１２、１３は、透明高分子フィルム２１、３１の表面を直接加工しても良く、透明高分子フィルム２１、３１の表面に層２２、３２を形成してその表面を凹凸にしても良い。いずれの場合にも、凹凸の表面形状については、本発明の目的を達成し得るのであれば本来限定されるものではないが、特には算術平均粗さが０．５μｍ以下であって凹凸の平均間隔が８０μｍ以下であることが好ましい。尚、この算術平均粗さ及び凹凸の平均間隔とは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：１９９４の算術平均粗さ及び凹凸の平均間隔のことであって、表面粗さ測定器で測定した値である。凹凸面１２、１３の算術平均粗さを０．５μｍ以下にすることにより、本発明の光制御シート１を面光源に用いた際に、面光源としての十分な正面輝度や視野角を損ない難くすることができる。また、凹凸の平均間隔を８０μｍ以下にすることにより、本発明の光制御シート１を面光源に用いた際に、虹模様のリング状パターンの発生を抑え易くなる。更に、凹凸の平均間隔を８０μｍ以下にし易くする観点からは、算術平均粗さを０．１５μｍ以上にすることが好ましく、算術平均粗さを０．５μｍ以下にし易くする観点からは、凹凸の平均間隔を６０μｍ以上にすることが好ましい。

凹凸面１２、１３の凹凸の形成方法は、凹凸形状が形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、透明高分子フィルム２１、３１の表面に凹凸面を直接形成する場合には、透明高分子フィルム２１、３１の製造過程でフィルムが未硬化あるいは半硬化の状態で、特定の表面形状を有する賦形フィルム等に接触させて、表面に特定形状を転写して形成することが可能である。凹凸層２２，３２を形成する場合には、透明高分子フィルム２１、３１に樹脂を塗布し、樹脂が未硬化あるいは半硬化の状態で同様に賦型フィルム等により形状を転写することが可能である。また、表面形状を調整し易く、製造が容易であるという観点からは、凹凸層２２，３２を、バインダー樹脂と粒子とを含む材料により形成することが好ましい。この場合、バインダー樹脂と粒子とを含む凹凸層２２、３２の表面形状は、層の厚み、バインダー樹脂と粒子との混合比率、粒子径、単位面積あたりの粒子数などのファクターにより調整することができる。なお、凹凸形状は、光制御シートとしての光学特性を考慮して調整する。

凹凸層２２、３２を構成するバインダー樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等の光学的透明性を有する樹脂が使用できる。中でも好ましい樹脂としては、耐候性を有しつつ高透明性であるアクリル系樹脂、特に好ましくは２液硬化タイプのアクリルポリウレタンが挙げられ、樹脂粒子を多量に充填しても強靭な塗膜が得られるよう、架橋密度の高くなるようなＯＨ価の大きいものを使用することが望ましい。

凹凸層２２，３２に含有される粒子としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、シリカ、水酸化アルミニウム、カオリン、クレー、タルク等の体質顔料や、アクリル樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、エポキシ樹脂粒子等の合成樹脂粒子や、炭化水素系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス等の粒子系ワックスを使用可能である。このような粒子の平均粒子径としては、１μｍ以上１０μｍ以下のものを使用することができる。特に、１μｍ以上５μｍ未満好ましくは４μｍ以下の平均粒子径からなる粒子と５μｍ以上好ましくは６μｍ以上１０μｍ以下の平均粒子径からなる粒子との混合物からなる粒子を用いることが望ましい。そしてバインダー樹脂１００重量部に対する粒子の混合割合としては、合計で１重量部以上好ましくは２重量部以上で１０重量部以下好ましくは８重量部以下として、平均粒子径の異なるものからなる混合物の場合はそれぞれ０．５重量部以上好ましくは１重量部以上で９．５重量部以下好ましくは７重量部以下であることが望ましい。

光拡散性フィルム２又はプリズムシート３の平滑面１４、１５には、対向する凹凸面１３、１２と接触しても傷付きが生じないように、少なくとも櫛形ポリマーを含有してなる平滑層２３、３３を設ける。櫛形ポリマーとは、幹部分と枝部分とを有するポリマーである。櫛形ポリマーは、枝部分の存在によりポリマー分子同士および他のポリマー分子に対して絡まり易いため、通常のポリマーと比較して、形成される層の強度が高い。よって、櫛形ポリマーを含有する材料によって平滑層２３、３３を形成することにより、平滑層２３、３３の耐傷つき性を向上させることができる。

ここで幹部分及び枝部分をそれぞれ構成する重合体を重合するためのモノマーとしては、種々のモノマーを用いることができるが、幹部分と枝部分とでモノマーの種類を異ならせることにより、幹部分に対し枝部分がミクロ層分離を起こし、枝部分が幹部分に対して広がった形状になりやすく、より絡まり易くなるため望ましい。例えば幹部分がアクリル系で枝部分が非アクリル系としたような場合である。しかしながら、必ずしも幹部分と枝部分とが異なる種類でなくてもよく、櫛形ポリマーであれば、そうでないポリマーと比較して絡まりやすいという効果は得られるため、耐傷つき性は向上する。

また、幹部分は、被膜性に優れたものであることが好ましい。枝部分は、透明高分子フィルム２１、３１との接着性が良好なものや、櫛形ポリマーとブレンドする他の樹脂との相溶性が良好なものがより好ましいが、幹部分が透明高分子フィルム２１、３１との接着性やブレンドする樹脂との相溶性が優れている場合には、枝部分が必ずしもそのような性質でなくともよい。

櫛形ポリマーは、幹部分となるモノマーと、枝部分となるマクロモノマーとを共重合してなるものであることが好ましい。このようなマクロモノマー法により得られる櫛形ポリマーは、一段階の反応で製造することができ、目的の分子を得やすい点で好適である。また、被膜性を良好なものとするため、幹部分となるモノマーの主成分がアクリル系モノマーであり、枝部分となるマクロモノマーが、末端の重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有し、骨格成分が非アクリル系モノマーを主成分として重合してなるものであることが好ましい。尚ここで主成分とは、重合されるモノマー成分として５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上であることが望ましい。

ここでアクリル系モノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸エステルモノマーや、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルへキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸エステルモノマーや、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有アクリル系モノマー、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のヒドロキシ含有アクリル系モノマー、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノプロピル等の三級アミノ基含有アクリル系モノマー、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有アクリル系モノマー、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトシキメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトシキメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−オクチルアクリルアミド等のＮ−置換アミド基含有アクリル系モノマーなどが挙げられる。

アクリル系モノマーには、副成分として酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルエーテル、スチレンなどの非アクリル系モノマーを共に重合することも可能である。

次に枝部分の構成成分となるマクロモノマーは、末端の重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有し、骨格成分が非アクリル系モノマーを主成分として重合してなるものを好適に用いることができる。このような末端に重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有するマクロモノマーは、幹部分のモノマーが重合する際に幹部分に当該重合性官能基がグラフト重合するため、枝部分がマクロモノマーから構成される櫛形ポリマーを合成することができる。

このマクロモノマーの骨格成分の主成分となる非アクリル系モノマーとしては、上記したプロピオン酸ビニル、ビニルエーテル、スチレンなどを挙げることができる。そして特にこの非アクリル系モノマーとしてスチレンモノマーを用いることにより、透明高分子フィルム２１、３１としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた時における透明高分子フィルム２１、３１と平滑層２３、３３との屈折率差を減少させることができ、全光線透過率を向上させることができる。また、骨格成分には副成分として上記したアクリル系モノマーを重合することも可能である。

幹成分のモノマーと共重合させる枝成分のマクロモノマーの割合は、幹成分のモノマー１００重量部に対して、１重量部以上、好ましくは２重量部以上で、３０重量部以下、好ましくは１５重量部以下であることが望ましい。

平滑層２３、３３は、櫛形ポリマーを平滑層２３、３３の構成成分中における４０重量％以上好ましくは５０重量％以上含有していることが好ましい。平滑層２３、３３の構成成分としては、このような櫛形ポリマーにブレンドして、上記に凹凸層２２、３２を構成するバインダー樹脂として例示した樹脂を含有させることも可能である。

次に光拡散性フィルム２の光拡散面１１について説明する。この光拡散性フィルム２の光拡散面１１の形状は、光拡散性フィルム２の表面に光拡散機能が付与されるものであれば特に限定されるものではない。

例えば、光拡散面１１を透明高分子フィルム２１の表面に直接形成する場合には、透明高分子フィルム２１の製造過程でフィルムが未硬化或いは半硬化の状態で、特定の表面形状を有する賦形フィルム等に接触させて、表面に光を乱屈折させる形状を転写することにより光拡散面１１を形成することが可能である。また、光拡散層２４により光拡散面１１を形成する場合には、透明高分子フィルム２１に樹脂を塗布し、塗布層が未硬化或いは半硬化の状態で、特定の表面形状を有する賦形フィルム等に接触させて、表面に光を乱屈折させる形状を転写することにより光拡散面１１を備えた光拡散層２４を形成することが可能である。また、表面形状を調整し易く、製造が容易であるという観点からは、光拡散層２４を、バインダー樹脂と光拡散性粒子とを含む材料から形成することが好ましい。ここで光拡散層２４の光学特性は、層の厚み、バインダー樹脂と光拡散性粒子との混合比率、粒子径、単位面積あたりの粒子数などのファクターにより調整することができる。

ここで光拡散層２４を形成するバインダー樹脂及び光拡散性粒子としては、上記凹凸層２２、３２を形成するバインダー樹脂及び粒子として例示したものと同様のものを使用することができる。

光拡散層２４を形成する光拡散性粒子は、バインダー樹脂１００重量部に対して、３０重量部以上、好ましくは４０重量部以上、８０重量部以下、好ましくは７０重量部以下の割合で混合されていることが望ましい。３０重量部以上にすることにより光制御シート１を面光源に用いた際に良好な視野角を得易くなり、８０重量部以下にすることにより光制御シートを面光源に用いた際に良好な正面輝度を得易くなる。また光拡散層の厚みとしては、１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上で、１８μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下であることが望ましい。

以上のような凹凸層２２、３２、平滑層２３、３３、光拡散層２４には、必要に応じて、分散剤、帯電防止剤、レベリング剤等の添加剤を、本発明の光制御シートの機能を損なわない範囲で、適宜含有させることができる。またこのような凹凸層２２、３２、平滑層２３、３３、光拡散層２４は、バインダー樹脂などに適宜必要に応じて粒子、添加剤、希釈溶剤を混合して塗布液として調整し、透明高分子フィルム２１、３１表面に当該塗布液を従来公知の塗布方法によって塗布することにより形成することができる。

次にプリズムシート３のプリズム面１６について説明する。当該プリズム面１６の形状は、本発明の光制御シート１のプリズム面１６を導光板の光出射面に対向させて配置した場合に、導光板の光出射面からの出射光が入射して、その光を導光板の略法線方向に立ち上げる機能を有するものであれば特に限定されないが、おおよそ断面形状として略Ｖ字形状が連続した形状をしているものが好ましい。

例えば、プリズム層３４を形成する方法としては、プリズム形状に対して逆形状の凹部を有する回転ロール凹版に紫外線硬化樹脂溶液を充填し、次いでこれにベースシートとなる透明高分子フィルム３１を供給して版面の樹脂液の上からロール凹版に押圧し、押圧した状態で、紫外線照射して樹脂液を硬化させた後に、固化した紫外線硬化樹脂を透明高分子フィルム３１と共に回転ロール凹版から剥離する方法により形成することができる。

以上のような光拡散性フィルム２とプリズムシート３とを凹凸面１２、１３と平滑面１４、１５とが対向して積層してなる本発明の光制御シート１は、面光源としての構成部材として採用した際に正面輝度と視野角を損なうことなく虹模様のリング状のパターンの発生を解消しつつ、構成部材同士による傷付きという問題をも解消することができるようになり、当該面光源を液晶表示パネルなどと組み合わせた時にそのような傷付きによって生じる液晶表示装置などにおける表示品質の低下を招くことがなくなる。

次に本発明の光制御シート１を用いた面光源について説明する。本発明の面光源６は、少なくとも端部に光源５を配置してなる導光板４と当該導光板４の光出射面上に配置してなる本発明の光制御シート１とを有するものであり、当該光制御シート１におけるプリズムシート３のプリズム面１６を導光板４の光出射面に対向して配置してなるものである（図３、図４）。

ここで導光板４の端部に配置される光源５としては、例えば冷陰極管などのランプを用いることができ、導光板４としては、少なくとも一つの側面を光入射面としてこれと略直交する面を光出射面とするように成形された高透明な略平板状の部材を用いることができる。導光板４としては、光出射面側表面やその反対面側表面にプリズム形状を形成したものであってもよく、また導光板４中に光拡散性粒子などを混合して成型したものであってもよい。

この他、本発明の面光源６には、光源５を覆うランプリフレクタ７と呼ばれる光反射部材や、導光板４の光出射面とは反対面に光反射シート８と呼ばれる光反射部材を配置することが好ましい。そしてこのような本発明の面光源６は、液晶表示パネル９と積層することによって液晶表示装置１０などを構成することができる（図５）。

以上のような本発明の面光源は、本発明の光制御シートを用いて構成したことにより、正面輝度と視野角を損なうことなく虹模様のリング状のパターンの発生を解消しつつ、構成部材同士による傷付きという問題をも解消することができるものであるため、液晶表示パネルなどと組み合わせた時にそのような傷付きによって生じる表示品質の低下を防ぐことができる。

以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。

１．櫛形ポリマーの合成
［合成例１］
攪拌機、コンデンサー、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、酢酸エチル６０ｇ、トルエン６０ｇ、メチルエチルケトン６０ｇ、メタクリル酸メチルモノマー９５ｇ、末端に重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有するスチレンマクロモノマー（ＡＳ−６：東亜合成社）５ｇを入れ、窒素を通じて攪拌しながら８０℃に加熱した。別の容器でベンゾイルパーオキサイド５０重量％フレーク（ナイパーＦＦ：日本油脂社）０．３ｇをメチルエチルケトン２０ｇに溶解したものを、反応容器に添加した。その後、反応溶液を８０℃に保ちつつ攪拌しながら８時間かけて反応を完結させ、幹部分がポリメチルメタクリレートで枝部分がポリスチレンからなる櫛形ポリマーを合成し、固形分３３．３％の樹脂溶液Ａを得た。

２．スチレン樹脂の合成
［合成例２］
攪拌機、コンデンサー、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、酢酸エチル６０ｇ、トルエン６０ｇ、メチルエチルケトン６０ｇ、スチレンモノマー１００ｇを入れ、窒素を通じて攪拌しながら８０℃に加熱した。別の容器でベンゾイルパーオキサイド５０重量％フレーク（ナイパーＦＦ：日本油脂社）０．３ｇをメチルエチルケトン２０ｇに溶解したものを、反応容器に添加した。その後、反応溶液を８０℃に保ちつつ攪拌しながら８時間かけて反応を完結させ、スチレン樹脂を合成し、固形分３３．３％の樹脂溶液Ｂを得た。

３．光制御シートの作製
［実施例１］
透明高分子フィルム２１として、厚み５０μｍの透明なポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡績社）を用意し、その一方の面に下記の組成の凹凸層用塗布液ａを塗布し、加熱乾燥硬化することにより厚み約４μｍの凹凸層２２を形成して、次いで、当該凹凸層２２とは反対の面に、下記の組成の光拡散層用塗布液ｂを塗布し、加熱乾燥硬化させることにより厚み約１２μｍの光拡散層２４を形成して、本発明の図１の光制御シート１の構成部材である図１の構造の光拡散性フィルム２を作製した。

＜凹凸層用塗布液ａ＞
・アクリルポリオール（アクリディックＡ−８０７＜固形分
５０％＞：大日本インキ化学工業社） １６２部
・イソシアネート（タケネートＤ１１０Ｎ＜固形分６０％＞：
三井武田ケミカル社） ３２部
・ポリエチレンワックス分散液（固形分１０％：平均粒径３
μｍ） ３０部
・アクリル樹脂粒子（テクポリマーＭＢ３０Ｘ−１０Ｓ＜平
均粒子径１０μｍ＞：積水化成品工業社） ０．５部
・酢酸ブチル ２００部
・メチルエチルケトン ２００部

＜光拡散層用塗布液ｂ＞
・アクリルポリオール（アクリディックＡ−８０７＜固形分
５０％＞：大日本インキ化学工業社） １６２部
・イソシアネート（タケネートＤ１１０Ｎ＜固形分６０％＞：
三井武田ケミカル社） ３２部
・アクリル樹脂粒子（ガンツパールＧＭ−０６３０Ｈ＜平均
粒径６μｍ＞：ガンツ化成社） ６０部
・酢酸ブチル ２００部
・メチルエチルケトン ２００部

次いで、市販の下向きプリズムシート（ダイヤアートＳ１６８：三菱レイヨン社）のプリズム面とは反対の面に下記の組成の平滑層用塗布液ｃを塗布して厚み約３μｍの平滑層３３を形成して、本発明の図１の光制御シート１の構成部材である図１の下向きプリズムシート３を作製した。

＜平滑層用塗布液ｃ＞
・樹脂溶液Ａ １３５部
・アクリル樹脂（アクリディックＡ−１６５＜固形分４５％
＞：大日本インキ化学工業社） １００部
・酢酸ブチル ３３２．５部
・メチルエチルケトン ３３２．５部

次いで、当該光拡散性フィルム２と当該下向きプリズムシート３とを、当該光拡散性フィルム２の凹凸層２２を有する面１２と当該下向きプリズムシート３の平滑層３３を有する面１５とを対向するようにして積層して、本発明の図１の光制御シート１を作製した。

［実施例２］
実施例１において、光拡散性フィルム２を作製するに当たって透明高分子フィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）２１に塗布する前記凹凸層用塗布液ａの代わりに前記平滑層用塗布液ｃを用いて平滑層２３を形成し、プリズムシートのプリズム面１６とは反対の面に塗布する平滑層用塗布液ｃの代わりに凹凸層用塗布液ａを用いて凹凸層３２を形成する。それ以外は、実施例１と同様にして、本発明の図２の光制御シート１の構成部材である光拡散性フィルム２及び下向きプリズムシート３を作製した。

次いで、当該光拡散性フィルム２と当該下向きプリズムシート３とを、当該光拡散性フィルム２の平滑層を有する面１４と当該下向きプリズムシート３の凹凸層３２を有する面１３とを対向するようにして積層して、図２の構造の光制御シート１を作製した。

［比較例１］
実施例１で、プリズムシートのプリズム面とは反対の面に塗布する平滑層用塗布液ｃの代わりに櫛形ポリマーを含まない下記組成の平滑層用塗布液ｄを用いて平滑層３３を形成した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の光拡散性フィルム及び下向きプリズムシートを作製した。

＜平滑層用塗布液ｄ＞
・アクリル樹脂（アクリディックＡ−１６５＜固形分４５％
＞：大日本インキ化学工業社） ２００部
・酢酸ブチル ３５０部
・メチルエチルケトン ３５０部

次いで、比較例１の光拡散性フィルムと下向きプリズムシートとを、当該光拡散性フィルムの凹凸層を有する面と当該下向きプリズムシートの平滑層２３を有する面とを対向するようにして積層して、図１と同様の構造の比較例１の光制御シートを作製した。

［比較例２］
実施例２において、光拡散性フィルム２の作製に当たって透明高分子フィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）２１の一方の面に平滑層２３を形成しない以外は、実施例２と同様にして、比較例２の光拡散性フィルム及び下向きプリズムシートを作製した。

次いで、当該比較例２の光拡散性フィルムと下向きプリズムシートとを、当該光拡散性フィルムの光拡散層２４を有する面とは反対の面と当該下向きプリズムシートの凹凸層３２を有する面とを対向するようにして積層して、比較例２の光制御シートを作製した。

［比較例３］
実施例１において、光拡散性フィルム２の作製に当たって凹凸層２２を形成せず、且つプリズムシート３の平滑層３３を形成しない以外は、実施例１と同様にして、比較例３の光拡散性フィルム及び下向きプリズムシートを作製した。

次いで、当該比較例３の光拡散性フィルムと下向きプリズムシートとを、当該光拡散性フィルムの拡散面１１とは反対の面と当該下向きプリズムシートのプリズム面１６とは反対の面とを対向するようにして積層して、比較例３の光制御シートを作製した。

［比較例４］
実施例２において、光拡散性フィルム２の光拡散層２４とは反対の面に塗布する平滑層用塗布液ｃの代わりに下記組成の平滑層用塗布液ｅを用いて平滑層２３を形成した以外は、実施例２と同様にして、比較例４の光拡散性フィルム及び下向きプリズムシートを作製した。
＜平滑層用塗布液ｅ＞
・樹脂溶液Ｂ １３５部
・アクリル樹脂（アクリディックＡ−１６５＜固形分４５％
＞：大日本インキ化学工業社） １００部
・酢酸ブチル ３３２．５部
・メチルエチルケトン ３３２．５部

次いで、当該比較例４の光拡散性フィルムと下向きプリズムシートとを、当該光拡散性フィルムの平滑層２３を有する面と当該下向きプリズムシートの凹凸層３２を有する面とを対向するようにして積層して、比較例４の光制御シートを作製した。

４．面光源の作製
［実施例３］
図３のように、対角８．４インチ（１インチ＝２５．４ｍｍ）の導光板４の一つの端面を光入射面として、その端面にランプリフレクタに覆われた冷陰極管（光源５）を配置した。導光板４の光出射面には、実施例１で得られた光制御シート１を、プリズムシート３のプリズム面１６と導光板４の光出射面とを対向させて配置した。導光板４の光出射面とは反対面には、光反射部材（図３では不図示）を配置して、本実施の形態の図３の構造の面光源を作製した。尚、光制御シート１を構成するプリズムシート３に関しては、光拡散性フィルム２の凹凸面とプリズムシートの平滑面とを擦り合わせる次のような擦り合わせ試験を行ったものを用いた。

［擦り合わせ試験］
表面性測定器（ＨＥＩＤＯＮ−１４：新東科学社）の移動台に対角８．４インチのプリズムシート３をプリズム面が移動台に対面するように固定し、そのプリズムシート３の平滑面１５と光拡散性フィルム２の凹凸面１２との接触面積が約４０ｃｍ^２になるように光拡散性フィルム２を面接触ジグに取り付けて、面接触ジグの上に１ｋｇの重りを乗せて移動台を１ｍ／ｍｉｎの速度で移動させて、光拡散性フィルム２の凹凸面１２とプリズムシート３の平滑面１５とを擦り合わせた。

［実施例４］
図４および図５のように、対角８．４インチ（１インチ＝２５．４ｍｍ）の導光板４の一つの端面を光入射面として、ランプリフレクタ７に覆われた冷陰極管（光源５）を配置した。導光板４の光出射面には、実施例２で得られた光制御シート１を、プリズムシート３のプリズム面１６と導光板４の光出射面とを対向させて配置した。導光板４の光出射面とは反対面には、光反射部材（光反射シート）８を配置して、本発明の態様の図４および図５に示した構造の面光源を作製した。尚、当該光制御シート１を構成する光拡散性フィルム２に関しては、プリズムシート３の凹凸面１３と光拡散性フィルム２の平滑面１４とを擦り合わせる擦り合わせ試験を行ったものを用いた。擦り合わせ試験は、実施例３で用いた擦り合わせ試験と同様に行ったが、プリズムシート３と光拡散性フィルム２とを取り付ける場所を交換した。それ以外は実施例３と同様にして、プリズムシート３の凹凸面１３と光拡散性フィルム２の平滑面１４とを擦り合わせた。

［比較例５〜８］
図３または図４のように、対角８．４インチ（１インチ＝２５．４ｍｍ）の導光板４の一つの端面を光入射面として、ランプリフレクタに覆われた冷陰極管（光源５）を配置した。導光板４の光出射面には、比較例１〜４で得られた光制御シートを、プリズムシートのプリズム面と導光板４の光出射面とを対向させて配置した。導光板４の光出射面とは反対面には、光反射部材を配置して、比較例５〜８の面光源をそれぞれ作製した。尚、比較例１及び３の光制御シートを構成するプリズムシートに関しては実施例３と同様にして擦り合わせ試験を行ったものを用い、比較例２及び４の光制御シートを構成する光拡散性フィルムに関しては実施例４と同様にして擦り合わせ試験を行ったものを用いた。

５．評価
以上のようにして実施例３、４および比較例５〜８で得られた面光源の冷陰極管（光源５）を点灯させて、正面輝度、視野角、虹模様のリング状のパターンの発生について目視評価すると共に、当該面光源上に液晶表示パネルを配置して、光制御シートの構成部材同士における傷付きという問題によって生じる液晶表示装置における表示品質の低下の有無を目視評価した。それぞれの結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、実施例１及び２で得られた本発明の態様の光制御シート１を用いて構成した面光源（実施例３及び４）では、正面輝度と視野角を損なうことなく虹模様のリング状のパターンの発生を解消すると同時に、光制御シートの構成部材同士による傷付きという問題をも解消することにより、傷付きに起因する液晶表示装置の表示品質の低下を生じなかった。

一方、比較例１、２および４で得られた光制御シートを用いて構成した面光源（比較例５、６および８）では、正面輝度と視野角を損なうことなく虹模様のリング状のパターンの発生を解消することはできたが、光制御シートの構成部材同士による傷付きが発生し、これに起因して液晶表示装置において傷部分が輝線となって表示されるという表示品質の低下が生じていた。

また、比較例３で得られた光制御シートを用いて構成した面光源（比較例７）では、正面輝度と視野角を損なわれず、また、光制御シートの構成部材同士による傷付きという問題も生じなかったが、光制御シートの光拡散性フィルムとプリズムシートの対向面が共に平滑面であるため、虹模様のリング状のパターンが発生した。このため、傷付きに起因する液晶表示装置発生の表示品質の低下はなかったが、虹模様のリング状パターンによる表示品質の低下が生じていた。

本発明の光制御シートの一実施の態様を示す断面図 本発明の光制御シートの他の実施の態様を示す断面図 本発明の面光源の一実施の態様を示す断面図 本発明の面光源の他の実施の態様を示す断面図 本発明の面光源を組み合わせた液晶表示装置の一実施の態様を示す断面図

符号の説明

１・・・・・・・光制御シート
２・・・・・・・光拡散性フィルム
３・・・・・・・プリズムシート
２１，３１・・・透明高分子フィルム
２２，３２・・・凹凸層
２３，３３・・・平滑層
２４・・・・・・光拡散層
３４・・・・・・プリズム層
４・・・・・・・導光板
５・・・・・・・光源
６・・・・・・・面光源
７・・・・・・・ランプリフレクタ
８・・・・・・・光反射シート
９・・・・・・・液晶表示パネル
１０・・・・・・液晶表示装置

Claims (4)

1. 光拡散性フィルムとプリズムシートとを少なくとも有する光制御シートであって、
   当該光拡散性フィルムは一方の面に光拡散面を有し他方の面に凹凸面を有するものであり、
   当該プリズムシートは一方の面にプリズム面を有し他方の面に平滑面を有するものであって、当該平滑面は少なくとも櫛形ポリマーを含有する平滑層からなるものであり、
   当該光拡散性フィルムの凹凸面と当該プリズムシートの平滑面とが対向し、
   前記櫛形ポリマーは、幹部分および枝部分を有し、該幹部分および枝部分はそれぞれモノマーを重合した構成を含み、前記幹部分を構成するモノマーの主成分は前記枝部分を構成するモノマーの主成分とは種類が異なり、
   前記櫛形ポリマーは、前記幹部分となるモノマーと、前記枝部分となるマクロモノマーとを共重合してなるものであり、前記幹部分となるモノマーの主成分がアクリル系モノマーであり、前記枝部分となるマクロモノマーが、末端の重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有し、骨格成分が非アクリル系モノマーを主成分として重合してなるものであり、
   前記非アクリル系モノマーがスチレンモノマーであることを特徴とする光制御シート。
2. 光拡散性フィルムとプリズムシートとを少なくとも有する光制御シートであって、
   当該光拡散性フィルムは一方の面に光拡散面を有し他方の面に平滑面を有するものであって、当該平滑面は少なくとも櫛形ポリマーを含有してなる平滑層からなるものであり、
   当該プリズムシートは一方の面にプリズム面を有し他方の面に凹凸面を有するものであり、
   当該光拡散性フィルムの平滑面と当該プリズムシートの凹凸面とが対向し、
   前記櫛形ポリマーは、幹部分および枝部分を有し、該幹部分および枝部分はそれぞれモノマーを重合した構成を含み、前記幹部分を構成するモノマーの主成分は前記枝部分を構成するモノマーの主成分とは種類が異なり、
   前記櫛形ポリマーは、前記幹部分となるモノマーと、前記枝部分となるマクロモノマーとを共重合してなるものであり、前記幹部分となるモノマーの主成分がアクリル系モノマーであり、前記枝部分となるマクロモノマーが、末端の重合性官能基としてモノエチレン性不飽和基を有し、骨格成分が非アクリル系モノマーを主成分として重合してなるものであり、
   前記非アクリル系モノマーがスチレンモノマーであることを特徴とする光制御シート。
3. 前記櫛形ポリマーが前記平滑層の構成成分中４０重量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光制御シート。
4. 光源と、該光源が端部に配置された導光板と、当該導光板の光出射面上に配置された光制御シートとを有する面光源であって、
   当該光制御シートとして請求項１から３のいずれか１項記載の光制御シートを用い、前記プリズムシートの前記プリズム面を前記導光板の前記光出射面と対向させて配置することを特徴とする面光源。

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