JP4789404B2

JP4789404B2 - 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: JP4789404B2
Application number: JP2003196057A
Authority: JP
Inventors: 旭古田
Original assignee: Keiwa Inc
Current assignee: Keiwa Inc
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: JP2005031379A

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光拡散機能を主に有し、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３０は、基本的には図４（ａ）に示すように、光源としての線状のランプ３１と、ランプ３１に端部が沿うように配置される方形板状の導光板３２と、導光板３２の表面側に配設される光拡散シート３３と、光拡散シート３３の表面側に配設されるプリズムシート３４とを備えている。
【０００３】
このバックライトユニット３０の機能を説明すると、まずランプ３１より導光板３２に入射した光線は、導光板３２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３２表面から出射される。導光板３２から出射した光線は光拡散シート３３に入射し、光拡散シート３３で拡散され、光拡散シート３３表面より出射される。その後、光拡散シート３３から出射された光線は、プリズムシート３４に入射し、プリズムシート３４表面に形成されたプリズム部３４ａ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３１から出射された光線が、光拡散シート３３によって拡散され、またプリズムシート３４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３４の集光特性の緩和やプリズム部３４ａの保護又は偏光板等の液晶パネルとプリズムシート３４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３４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３０に備える光拡散シート３３は、一般的には図４（ｂ）に示すように、合成樹脂製の透明な基材層３６と、この基材層３６の表面に積層された光拡散層３７とを備えている（例えば特開平７−５３０５号公報、特開２０００−８９００７公報等参照）。この光拡散層３７は、一般的には、透明なバインダー３８中に光拡散剤３９を含有し、光拡散剤３９により光拡散機能が奏される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５３０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−８９００７公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のバックライトユニット３０は、光源や他の様々な部材の影響、特にランプ３１に用いられる蛍光ライト、ＬＥＤ等の個体差によって、出射光の色度にブレが存在する。一般的にはバックライトユニット３０の出射光の色度にはｘ値及びｙ値共に±０．０５程度のブレがあるといわれている。
【０００８】
上記従来の光拡散シート３３は、構成する基材層３６、バインダー３８等に透明な材料が使用されており、基本的には透過光の色度を調整する機能を有していない。上記従来のプリズムシート３４も同様に透過光の色度を調整する機能を有していない。従って、従来は、出射光の色度に看過できない影響を及ぼすランプ３１等は使用することができず、製品歩留まりの低下を招来する一要因となっている。なお、例えば特開平４−１６１４４９号公報、特開平７−２６１００５号公報等には、光拡散層３７のバインダー３８中に顔料や染料を配合する技術が開示されているが、これらは単に光拡散性や透過性を意図したものであり、本願発明のような色度を制御するという概念は考慮されていない。
【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、透過光の色度を変換する色度補正機能を有する光拡散シート及び出射光の色度のブレが格段に低減され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、ランプ、導光板、この導光板の表面側に配設される光拡散シート及びこの光拡散シートの表面側に配設されるプリズムシートを備え、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、上記光拡散シートが、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、透過光の色度を変換する色度補正機能を有しており、この色度補正機能が、色度補正添加剤の配合により発現されており、色度補正機能における色度の変換量がｘ値及びｙ値共に±０．００８以内であることを特徴とする。
【００１１】
従って、当該光拡散シートを備えるバックライトユニットは、当該光拡散シートが色度補正機能を有していることから、上記ＬＥＤ等のランプの個体差等に主に起因する出射光の色度のブレを低減することかでき、その結果製品歩留まりを向上し、製造コストの低減化を促進することができる。
【００１２】
上記色度補正機能における色度の変換量としては、ｘ値及びｙ値共に±０．００８以内である。バックライトユニットには表面側に通常２枚のプリズムシートが重畳されているが、本発明者は、この２枚のプリズムシートによって出射光の色度のブレが、ｘ値及びｙ値共に５倍程度拡大されていることを見出した。従って、この手段のように透過光のｘ値及びｙ値を±０．００８以内の範囲で変化させることで、全光線透過率の低下を防止しつつ、バックライトユニットの出射光の色度のブレ（一般的に±０．０５程度）を効果的に補正し、上記ＬＥＤ等の個体差等に主に起因する製品歩留まりの低下を改善することができる。なお、「ｘ値及びｙ値」とは、ＣＩＥ−ＸＹＺ表色系によるＣＩＥ色度図（ＣＩＥシステム又はｘｙ色度図ともいう）におけるｘ値及びｙ値を意味する。
【００１３】
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するとよい。このように裏面にスティッキング防止層を備えることで、当該光拡散シートとその裏面側に配設される導光板、プリズムシート等とのスティッキングによる干渉縞の発生を防止することができる。
【００１４】
上記色度補正機能は、色度補正添加剤の配合により実現される。このように当該光拡散シートに色度補正添加剤を配合することで、容易に透過光の色度を変化させることができる。
【００１５】
上記色度補正添加剤としては、可視光の一部を吸収する性質を有し、この性質によって透過光の色度を変換することができる顔料又は染料が好ましい。また、顔料は、耐熱性、耐候性、耐紫外線性等が高く、色度補正機能を長時間発揮することができる点で好ましい。一方、染料は、配合による全光線透過率の低下を抑制しつつ、配合量を比較的多くし、色度補正機能を高めることができる点で好ましい。
【００１６】
上記色度補正添加剤は、光拡散層のバインダー及び／又はスティッキング防止層のバインダーに配合するとよい。こ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色度補正添加剤を配合することで、当該光拡散シート全面に均一かつ容易に色度補正機能を付与することができ、当該光拡散シートの強度等に与える影響を低減することができる。
【００１７】
また、上記光拡散剤として有機フィラーを用い、上記色度補正添加剤を光拡散剤中に配合してもよい。このように当該光拡散シート全面に均一に有する光拡散剤中に色度補正添加剤を配合することでも、当該光拡散シート全面に均一に色度補正機能を付与できる。また、透過光の拡散に寄与する光拡散剤に色度補正添加剤を配合することで、拡散され正面側に向けられる光線に対して効果的に色度補正作用を奏することができる。
【００１８】
上記色度補正添加剤の配合量としては、固形分換算で０．００１質量％以上０．１質量％以下が好ましい。このように色度補正添加剤の配合量を上記範囲とすることで、当該光拡散シートの全光線透過率の低下を抑制しつつ、当該光拡散シートに有効に色度補正機能を付与することができる。
【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、図２は図１の光拡散シートとは異なる形態に係る光拡散シートを示す模式的断面図、図３は図１及び図２の光拡散シートとは異なる形態に係る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とを備えている。当該光拡散シート１は、透過光の色度を変換する色度補正機能を有している。この色度補正機能は、当該光拡散シート１の入射光に対して出射光の色度を変化させる機能をいう。
【００２１】
上記色度補正機能における色度の変換量としては、ｘ値及びｙ値共に、±０．０１以内、特に±０．００８以内、さらに特に±０．００５以内が好ましい。上述のようにバックライトユニットの表面側に装備される２枚のプリズムシートによって透過光の色度のブレが５倍程度拡大されるため、当該光拡散シート１の色度の変換量を上記範囲とすることで、ＬＥＤ等の個体差等に主に起因するバックライトユニットの出射光の色度のブレ（一般的に±０．０５）を十分に補正することができ、その結果色度の均一化による品質の向上、及び製品歩留まりを向上することができる。一方、色度の変換量が上記範囲を超えると、当該光拡散シート１の全光線透過率の低下を招来するそれがある。なお、プリズムシートを装備しないバックライトユニットの場合、当該光拡散シート１の色度補正機能における色度の変換量としては、ｘ値及びｙ値共に、±０．０５以内、特に±０．０３以内が好ましい。
【００２２】
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。
【００２３】
基材層２の厚み（平均厚み）は、特には限定されないが、好ましくは１０μｍ以上２５０μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ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。
【００２４】
光拡散層３は、バインダー４と、このバインダー４中に含有する光拡散剤５とを備えている。このように光拡散層３中に光拡散剤５を含有することによって、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５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。このように光拡散シート１表面に形成される微細な凹凸のレンズ的屈折作用により、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の平均厚みは、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。
【００２５】
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。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。
【００２６】
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。
【００２７】
光拡散剤５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５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５の平均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。
【００２８】
光拡散剤５の配合量（バインダー４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。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５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。
【００２９】
バインダー４は、基材ポリマー及び色度補正添加剤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４によって基材層２の表面全面に光拡散剤５が略等密度に配置固定される。なお、このバインダー４を形成するためのポリマー組成物は、その他に例えば、微小無機充填剤、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。
【００３０】
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、色度補正添加剤の配合が容易で、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４に用いられる基材ポリマー自体は、光線の透過性を高める観点から透明が好ましく、色度補正添加剤の配合による色度補正機能の制御性の観点から無色透明が特に好ましい。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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４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。
【００３８】
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。
【００３９】
色度補正添加剤は、バインダー４に色度補正機能を付与できる添加剤であれば特に限定されるものではなく、具体的には顔料、染料、その他着色剤が挙げられる。この顔料は、耐熱性、耐候性、耐紫外線性等が高いため、当該光拡散シート１の色度補正機能の経時的劣化を低減することができる。染料は、光線の遮蔽性が小さいため、全光線透過率の低下を低減しつつ配合量を増加して当該光拡散シート１の色度補正機能を高めることができる。
【００４０】
顔料は、無機顔料と有機顔料とに大別される。この無機顔料としては、例えばクロムイェロー，カドミウムイェロー，ニッケルチタンイェロー等の黄系無機顔料、べんがら（酸化鉄赤），カドミウムレッド，モリブデンオレンジ等の赤系無機顔料、ウルトラマリン（群青），紺青，コバルトブルー等の青系無機顔料などがある。有機顔料としては、黄色〜赤色系の主体をなすアゾ顔料、青色〜緑色系のフタロシアニン系顔料、金属錯塩型顔料、トリフェニルメタン系顔料、モダンピグメント等がある。このモダンピグメントは、アゾ顔料の性能を改善するために開発されたものであり、具体的には黄色系のイソインドリノン系顔料、赤〜紫色系のキナクリドン系顔料、紫色系のジオキサジン系顔料、縮合型アゾ顔料などがある。中でも、光線の遮蔽性が小さく、当該光拡散シート１の全光線透過率の低下を低減することができ、かつ紫外線等による劣化が少ない有機顔料が好ましい。特に、青色系ではフタロシアニン系顔料、黄色系ではイソインドリノン系顔料が好ましい。これらの有機顔料は、ポリマーへの良好な分散性により色度補正機能の均一性を高めることができ、さらに高い耐溶媒性、耐熱性、耐光性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ堅牢度により色度補正機能の経時的劣化をより低減することができる。
【００４１】
染料としては、例えばアゾ染料等の直接染料、酸性染料、カチオン染料等の塩基性染料、酸性媒染染料、金属錯塩染料、硫化染料、建染染料、硫化建染染料、アゾイック染料、分散染料、反応染料、酸化染料、油溶染料、蛍光増白剤などが挙げられる。
【００４２】
色度補正添加剤の配合量は、特に限定されるものではなく、その種類に応じて適宜選択するとよい。色度補正添加剤の配合量（バインダー４に対する固形分換算の配合量）の下限としては０．００１質量％が好ましく、０．０１質量％が特に好ましい。一方、色度補正添加剤の配合量の上限としては、０．１質量％が好ましく、０．０５質量％が特に好ましい。このように色度補正添加剤の配合量を上記下限以上とすることで、当該光拡散シート１の色度変換量を上記好適な範囲とすることができる。一方、色度補正添加剤の配合量を上記上限以下とすることで、色度補正添加剤の配合による当該光拡散シート１の全光線透過率の低下を抑制することができる。
【００４３】
当該光拡散シート１の色度補正機能は、色度補正添加剤の種類、配合量及びバインダー４の塗工量によって制御することができる。但し、バインダー４の塗工量は光拡散性のために光拡散剤５の平均粒子経、配合量等に応じて規制されるため、色度補正添加剤の種類及び配合量によって当該光拡散シート１の色度補正機能を制御するとよい。色度補正添加剤の種類は、バックライトユニットの色度のブレに対する補色の発色が可能なものを選択するとよい。詳細には、バックライトユニットの出射光に色度のブレがあり、ｘ値及びｙ値の誤差が存在する場合、この誤差と正負が逆の色度変換量（Δｘ、Δｙ）となるよう色度補正添加剤及びその配合量を選択するとよい。
【００４４】
上記ポリマー組成物中には微小無機充填剤を含有するとよい。このバインダー４中に微小無機充填剤を含有することで、光拡散層３ひいては光拡散シート１の耐熱性が向上する。この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、例えば元素周期律表第２族〜第６族から選ばれる元素が好ましく、元素周期律表第３族〜第５族から選ばれる元素がさらに好ましい。特に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ及びＺｒから選択される元素が好ましく、金属元素がＳｉであるコロイダルシリカが、耐熱性向上効果及び均一分散性の面で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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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４中での分散性やバインダー４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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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４を構成するマトリックス樹脂との親和性や、バインダー４中での分散性を向上させることができる。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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４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４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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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４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４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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
また、ポリマー組成物中には硬化剤としてイソシアネートを含有するとよい。このようにポリマー組成物中にイソシアネート硬化剤を含有することで、より一層強固な架橋構造となり、光拡散層３の被膜物性がさらに向上する。このイソシアネートとしては上記多官能イソシアネート化合物と同様の物質が用いられる。中でも、被膜の黄変色を防止する脂肪族系イソシアネートが好ましい。
【００６１】
特に、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。
【００６２】
さらに、ポリマー組成物中に帯電防止剤を混練するとよい。このように帯電防止剤が混練されたポリマー組成物からバインダー４を形成することで、当該光拡散シート１に帯電防止効果が発現され、ゴミを吸い寄せたり、プリズムシート等との重ね合わせが困難になる等の静電気の帯電により発生する不都合を防止することができる。また、帯電防止剤を表面にコーティングすると表面のベタツキや汚濁が生じてしまうが、このようにポリマー組成物中に混練することでかかる弊害は低減される。この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いカチオン系帯電防止剤が好ましく、少量の添加で帯電防止効果が奏される。
【００６３】
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を構成するポリマー組成物に光拡散剤５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。
【００６４】
当該光拡散シート１は、光拡散層３中に含有する光拡散剤５の界面での反射や屈折及び光拡散層３表面に形成される微細凹凸での屈折により、高い光拡散機能を有し、この光拡散機能に起因して法線方向側への屈折機能を有している。また当該光拡散シート１は、全面に積層されるバインダー４中に色度補正添加剤を均一に含有することから、透過光の色度を変換する色度補正機能を有している。
【００６５】
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とを備えている。この基材層２及び光拡散層３は、上記光拡散シート１と同様であるため、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は、光拡散層３のバインダー４中に色度補正添加剤を含有し、光拡散シート１と同様に色度補正機能を有している。
【００６６】
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とを備えている。このバインダー１３も、上記光拡散層３のバインダー４と同様のポリマー組成物（つまり、基材ポリマーと色度補正添加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５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が存在しない部分でのバインダー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。
【００６７】
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。
【００６８】
当該光拡散シート１１は、スティッキング防止層１２のバインダー１３にも色度補正添加剤を含有し、バインダー１３にも色度補正機能を有している。そのため、光拡散シート１１は、色度補正機能が向上し、かつ色度補正機能の均一性が促進される。また、当該光拡散シート１１は、所定の色度補正機能の発現に必要な色度補正添加剤の配合量を低減することができる。
【００６９】
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を構成するポリマー組成物に光拡散剤５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を積層する工程とを有する。
【００７０】
図３の光拡散シート２１は、基材層２と、この基材層２の表面に積層される光拡散層２２とを備えている。この基材層２は、上記光拡散シート１と同様であるため、同一番号を付して説明を省略する。
【００７１】
光拡散層２２は、バインダー２３と、このバインダー２３中に含有する光拡散剤２４とを備えている。このバインダー２３は、色度補正添加剤を含有しない以外は上記バインダー４と同様のポリマー組成物を架橋硬化させることで形成される。光拡散剤２４としては、アクリル樹脂製等の有機フィラーが用いられ、色度補正添加剤を含有している。光拡散剤２４の平均粒子経、バインダー中への配合量等は上記光拡散剤５と同様である。この色度補正添加剤の種類、配合量等は上記光拡散シート１と同様である。
【００７２】
当該光拡散シート２１は、光拡散剤２４中に色度補正添加剤を含有し、この光拡散剤２４が全面に略均一に配設されていることから、シート全面に略均一に色度補正機能を有している。また、当該光拡散シート２１は、光拡散剤２４によって拡散され、正面側に向けられる光線に対して効果的に色度を変換することができ、全光線透過率の低下を低減することができる。
【００７３】
従って、ランプ、導光板、光拡散シート、プリズムシート等を備え、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、この光拡散シートとして上記光拡散シート１、１１、２１を用いると、当該光拡散シート１、１１、２１の色度補正機能によりランプ等に主に起因する出射光の色度のブレを低減することかでき、その結果、製品歩留まりを高め、製造コストの低減化を促進することができる。また光拡散シート１、１１、２１として、赤色系、青色系及び黄色系の色度補正機能のものを用意し、各色相に数段階の色度変換量のものを用意しておくとよい。これらの光拡散シートから適宜選択することで、十分にバックライトユニットの色度のブレを低減することができる。
【００７４】
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、例えば色度補正添加剤の配合個所は基材層、光拡散層のバインダー、光拡散剤、スティッキング防止層のバインダー及びビーズのうち少なくとも１個所以上選択することができる。色度補正添加剤を光拡散シートのどの部分に配合しても、色度補正機能が奏される。
【００７５】
【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。
【００７６】
［実施例１］
基材ポリマーとしてのアクリル系樹脂と色度補正添加剤としてのイソインドリノン系顔料を含むポリマー組成物中に、光拡散剤として平均粒子径１５μｍのアクリル系樹脂ビーズ（積水化成品工業（株）の「ＭＢＸ−１５」）を混合して塗工液を作製し、この塗工液をロールコート法により厚さ３８μｍの透明ポリエチレンテレフタレート製の基材層の表面に１５ｇ／ｍ^２（固形分換算）塗工し、硬化させることで実施例１の光拡散シートを得た。この色度補正添加剤のポリマー組成物中への配合量を０．０３質量％とし、光拡散剤の基材ポリマー１００部に対する配合量を５０部とした。
【００７７】
［実施例２］
色度補正添加剤の配合量を０．０４質量％とした以外は上記実施例１と同様にして実施例２の光拡散シートを得た。
【００７８】
［実施例３］
色度補正添加剤の配合量を０．０５質量％とした以外は上記実施例１と同様にして実施例３の光拡散シートを得た。
【００７９】
［比較例］
色度補正添加剤を配合しない以外は上記実施例１と同様にして比較例の光拡散シートを得た。
【００８０】
［特性の評価］
上記実施例１〜３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色度補正機能を評価した。この色度補正機能は、ランプと導光板とから構成されるエッジライト型バックライトの導光板表面に各光拡散シートを重畳し、正面側出射光線の色度ｘ値、ｙ値を色彩輝度計（（株）トプコンの商品名「ＢＭ−７」）を用いて測定し、上記バックライトのみの場合の色度を基準として各光拡散シートの色度変換量Δｘ、Δｙを求めた。その結果を下記表１に示す。
【００８１】
【表１】

【００８２】
上記表１に示すように、比較例の光拡散シートと比較して実施例１〜３の光拡散シートは高い色度補正機能を有している。また、実施例の光拡散シート１〜３は、色度補正添加剤の配合量が増えるほど色度補正機能が大きくなっている。
【００８３】
次に、上記実施例１〜３の光拡散シート及び比較例の光拡散シートを用い、表面側に２枚のプリズムシートを重畳したバックライトユニットにおける各光拡散シートの色度変換量を評価した。この色度変換量は、ランプと導光板とから構成されるエッジライト型バックライトの導光板表面に各光拡散シートを重畳し、その光拡散シートの表面に２枚のプリズムシートを重畳し、正面側出射光線の色度ｘ値、ｙ値を色彩輝度計（（株）トプコンの商品名「ＢＭ−７」）を用いて測定し、上記バックライトのみの場合の色度を基準として各光拡散シートによる色度変換量δｘ、δｙを求めた。その結果を下記表２に示す。
【００８４】
【表２】

【００８５】
上記表２に示すように、２枚のプリズムシートを装備するバックライトユニットにおいても、比較例の光拡散シートと比較して実施例１〜３の光拡散シートは高い色度変換機能を有している。また、表１と表２とを比較すると、２枚のプリズムシートを装備するバックライトユニットの場合、ｘ値、ｙ値共に、光拡散シートに起因する色度変換量が約５倍程度拡大されていることが分かる。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光拡散シートは、色度補正機能を有し、透過光の色度を変換することができる。従って、当該光拡散シートを備えるバックライトユニットは、光拡散シートの色度補正機能によってＬＥＤ等の個体差等に主に起因する出射光の色度のブレを低減することかでき、その結果製品歩留まりを向上し、製造コストの低減化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の光拡散シートとは異なる形態に係る光拡散シートを示す模式的断面図である。
【図３】図１及び図２の光拡散シートとは異なる形態に係る光拡散シートを示す模式的断面図である。
【図４】（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
２１光拡散シート
２２光拡散層
２３バインダー
２４光拡散剤

Claims

ランプ、導光板、この導光板の表面側に配設される光拡散シート及びこの光拡散シートの表面側に配設されるプリズムシートを備え、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、
上記光拡散シートが、
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、
透過光の色度を変換する色度補正機能を有しており、
この色度補正機能が、色度補正添加剤の配合により発現されており、
色度補正機能における色度の変換量がｘ値及びｙ値共に±０．００８以内であ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。
上記光拡散シートが、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ている請求項１に記載のバックライトユニット。
上記色度補正添加剤として顔料が用いられている請求項１又は請求項２に記載のバックライトユニット。
上記色度補正添加剤として染料が用いられている請求項１、請求項２又は請求項３に記載のバックライトユニット。
上記色度補正添加剤が、光拡散層のバインダー及び／又はスティッキング防止層のバインダーに配合されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
上記光拡散剤として有機フィラーが用いられ、
上記色度補正添加剤が光拡散剤中に配合されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
上記色度補正添加剤の配合量が、固形分換算で０．００１質量％以上０．１質量％以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のバックライトユニット。