JP5616639B2 - 光拡散性シート及びこれを用いたバックライト装置 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶ディスプレイ等の用途に用いられるバックライト装置を構成する部材として好適に用いられる光拡散性シート及びこれを用いたバックライト装置に関する。
従来、液晶ディスプレイ等のバックライト装置に用いられる光拡散性シートとして、支持体の一方の面に、樹脂や微粒子を含有する光拡散層を設けたものが使用されている。
このような光拡散性シートとしては、導光板の光拡散パターンが見えないことや、正面方向への輝度が高いこと等の性能が要求されている。
かかる要求性能を満たすべく、光拡散層に使用する樹脂や微粒子の種類や含有量を変更する改良が行われている。しかし、このような改良では正面方向への輝度の向上に限界があると考えられるため、プリズムシートを使用して周辺方向への光を正面方向へ向けることが考えられている。このようなプリズムシートは光拡散性能を有しないため、光拡散性シートと重ね合わせて使用することが提案されている（特許文献１、２）。これにより、従来の問題点を克服し、従来の光拡散性シートのみを使用する場合に比べて正面方向への輝度が向上し、しかも十分な光拡散性が得られる。
しかし、上述のように光拡散性シートとプリズムシートとを重ねあわせた際に、光拡散性シートの表面や、これに対向するプリズムシートの表面に傷をつけてしまう場合があった。また、このような光拡散性シートを複数枚重ねて搬送する場合においても、同様に光拡散性シートの表面に傷をつけてしまう場合があった。このような場合、近年の高精細化された液晶ディスプレイにおいては、その僅かな傷が液晶ディスプレイの不良原因となってしまう。従って、このような光拡散性シートを用いて液晶ディスプレイのバックライトを構成しようとすると、極めて慎重な取り扱いをしなければならず、生産性に乏しいものとなってしまうという問題点を有していた。
そこで、本発明は、従来から求められている光拡散性能を発揮しつつ、液晶ディスプレイのバックライトの構成部材として使用する際や光拡散性シートの搬送の際に、光拡散性シートの表面やこれに対向する他の部材の表面に傷がつくことを防止しうる光拡散性シート及びこれを用いたバックライト装置を提供することを目的とする。
本発明者は、上述の課題について鋭意検討した結果、光拡散性シートの表面やこれに対向する部材の表面に傷をつける原因が、シート間に存在する塵埃等の異物にあることを発見した。そして、この異物に対し、本発明者は、光拡散性シートの表面を特定の三次元表面形状とし、微粒子の平均粒径と光拡散層の厚みを特定の割合とすることで、光拡散性能を発揮しつつ、当該異物の存在を原因とした傷つきを防止しうることを見出し、本発明に至ったものである。
即ち、本発明の光拡散性シートは、微粒子を含有する光拡散層を備えたものであって、前記光拡散層の表面は、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上であり、前記光拡散層中に含まれる微粒子の平均粒径が１５μｍ以下であり、前記微粒子の平均粒径をφ、光拡散層の厚みをｄとするとき、
０．５≦φ／ｄ≦０．７
の関係を満たすことを特徴とするものである。
０．５≦φ／ｄ≦０．７
の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、本発明の光拡散性シートは、前記光拡散層の表面が、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が９．０μｍ以上であることを特徴とするものである。
また、本発明の光拡散性シートは、前記微粒子の平均粒径が、８μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の光拡散性シートは、前記光拡散層は、平均粒径の異なる微粒子を複数種含み、各微粒子の平均粒径がそれぞれφ／ｄ≦０．７の関係を満たすことを特徴とする。
また、本発明の光拡散性シートは、前記微粒子の平均粒径が、８μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の光拡散性シートは、前記光拡散層は、平均粒径の異なる微粒子を複数種含み、各微粒子の平均粒径がそれぞれφ／ｄ≦０．７の関係を満たすことを特徴とする。
また、本発明のバックライト装置は、少なくとも一端部に光源が配置され、前記一端部に略直交する面を光出射面とする導光板と、前記導光板の光出射面に配置される光拡散性シートとを備えたものにおいて、前記光拡散性シートとして、本発明の光拡散性シートを使用したことを特徴とするものである。
また、本発明のバックライト装置は、光源と、前記光源の一方の側に配置される光拡散板と、前記光拡散板の、前記光源とは反対側に配置される光拡散性シートとを備えたものにおいて、前記光拡散性シートとして、本発明の光拡散性シートを使用したことを特徴とするものである。
なお、本発明の光拡散性シートの光拡散層の表面の三次元表面形状測定における、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）とは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：１９９４に規定される二次元表面形状の測定方法に準じ、縦０．５ｍｍ×横１ｍｍの面積を、縦方向２μｍピッチ、横方向１μｍピッチでプロットし、それから求めた縦方向及び横方向の二次元の粗さ曲線を集積して三次元粗さ曲線としたものから算出した値をいう。
本発明の光拡散性シートは、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上であることにより、光拡散性シートは、比較的高い凸部で他の部材と接触することになるため、光拡散性シートと他の部材との間に塵埃等の異物が存在しても、異物は比較的高い凸部と凸部との間に入り込み、両者の接触面を傷つけることがない。また光拡散層中に含まれる微粒子の平均粒径φと光拡散層の厚みｄとの関係をφ／ｄ≦０．７とすることにより、山高さが８．０μｍ以上の凸部間に異物が入り込むことができる適切な凹部を形成することができ且つ全体として高い光拡散性を発揮させることができる。
本発明の効果は、大きさが２０μｍ以下程度の塵埃等の異物に、特に有効である。
本発明の効果は、大きさが２０μｍ以下程度の塵埃等の異物に、特に有効である。
また本発明の光拡散性シートを用いたバックライト装置は、異物による傷が付かないため、画像品質を損なうことがない。
１・・・・・光拡散層
２・・・・・異物
１４０・・・エッジライト型バックライト装置
１４３・・・光拡散性シート
１５０・・・直下型バックライト装置
１５３・・・光拡散性シート
２・・・・・異物
１４０・・・エッジライト型バックライト装置
１４３・・・光拡散性シート
１５０・・・直下型バックライト装置
１５３・・・光拡散性シート
以下、本発明の光拡散性シートの実施の形態について説明する。
本発明の光拡散性シートは、微粒子を含有する光拡散層を備えたものであり、構造としては光拡散層単層からなるものや、当該光拡散層が支持体上に積層されたものであってもよい。
光拡散層は、基本的に微粒子と樹脂とからなる。
微粒子としては、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、酸化チタン、合成ゼオライト、アルミナ、スメクタイトなどの無機微粒子の他、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などからなる有機微粒子を用いることができる。これらのうち、輝度性能を向上させる観点から、有機微粒子を用いることが好ましく、特にアクリル樹脂からなる有機微粒子を用いることが好ましい。当該微粒子は、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。
微粒子としては、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、酸化チタン、合成ゼオライト、アルミナ、スメクタイトなどの無機微粒子の他、スチレン樹脂、ウレタン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などからなる有機微粒子を用いることができる。これらのうち、輝度性能を向上させる観点から、有機微粒子を用いることが好ましく、特にアクリル樹脂からなる有機微粒子を用いることが好ましい。当該微粒子は、１種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。
微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、光拡散性に優れる球状粒子であることが好ましい。また、当該微粒子の平均粒径は、光拡散性と輝度との性能バランスを考慮しつつ本発明の凹凸面形状を得る観点から、１〜４０μｍとすることが好ましく、光拡散層の光抜けに起因したギラつきを防止する観点や低コストの観点から、１〜２０μｍとすることがより好ましい。特に、８．０μｍ以上の最大山高さ（Ｒｐ）を得やすくするために、平均粒径は８〜２０μｍとすることがより好ましい。
微粒子として、同一材料或いは異なる材料で、平均粒径の異なる２種以上の微粒子を用いてもよい。
微粒子として、同一材料或いは異なる材料で、平均粒径の異なる２種以上の微粒子を用いてもよい。
微粒子の粒径分布の変動係数は、後述する所望の最大山高さを得易くする観点から、１５％〜５５％程度とすることが好ましく、２５〜５０％程度とすることがより好ましい。このような粒径分布においては、平均粒径よりも大きな粒子と平均粒径より小さい粒子が適度に混在しているため、光拡散層の表面形状は、比較的高い凸部が点在し、これら凸部間に、凹凸差が比較的小さい空間が形成されやい。このような三次元形状により、光拡散性と傷つき防止効果が同時に達成される。
なお、本発明でいう微粒子の平均粒径、および粒径分布の変動係数は、コールターカウンター法により測定した値から算出したものである。コールターカウンター法とは、溶液中に分散している粒子の数及び大きさを、電気的に測定する方法であって、粒子を電解液中に分散させ、吸引力を使って電気が流れている細孔に粒子を通過させる際に、粒子の体積分だけ電解液が置換され、抵抗が増加し、粒子の体積に比例した電圧パルスが発生する。この電圧パルスの高さと数とを電気的に測定することにより、粒子数と個々の粒子体積を求め、粒子径及び粒子径分布を算出するものである。
本発明の光拡散層の樹脂としては、光学的透明性に優れた樹脂を用いることができる。例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、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、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、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などを用いることができる。これらの中でも耐光性や光学特性に優れるアクリル系樹脂が好適に使用される。
本発明の光拡散層中における樹脂に対する微粒子の含有割合は、用いる微粒子の平均粒径や光拡散層の厚みによって一概にはいえないが、光拡散性と輝度との性能バランスを考慮しつつ本発明の凹凸面形状を得る観点から、樹脂１００重量部に対し２５０重量部以下であることが好ましい。また、樹脂と微粒子との屈折率差に起因した透明性の低下を防止する観点や低コストとする観点から２００重量部以下とすることがより好ましい。また本発明の最大山高さ（Ｒｐ）を得やすくするという観点からは、樹脂１００重量部に対し９０〜２１０重量部とすることが好ましく、１５０〜２００重量部とすることがさらに好ましい。
光拡散層中には、上述した樹脂及び微粒子の他、光重合開始剤、光重合促進剤、レベリング剤・消泡剤などの界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を添加してもよい。
光拡散層の厚みは、光拡散層中に含まれる微粒子の平均粒径φとの関係及び取り扱い性や透明性などを考慮し決められる。
具体的には、本発明の光拡散性シートを光拡散層単層で構成する場合には、１０〜５００μｍとすることが好ましく、１０〜２５０μｍとすることがより好ましい。厚みを１０μｍ以上とすることにより、塗膜強度を十分なものとし、また、ハンドリング性を良好なものとすることができる。一方、厚みを５００μｍ以下とすることにより、光拡散層の透明性を良好なものとすることができる。また、支持体上に光拡散層を形成する場合には、光拡散性能を発揮しつつ本発明の光拡散層表面の凹凸形状を得易くする観点から、７〜６０μｍとすることが好ましく、２０〜３５μｍとすることがより好ましい。なお、光拡散層の厚みとは、光拡散層の凹凸面の凸部の先端から、凹凸面とは反対面の表面までの厚みをいう。
具体的には、本発明の光拡散性シートを光拡散層単層で構成する場合には、１０〜５００μｍとすることが好ましく、１０〜２５０μｍとすることがより好ましい。厚みを１０μｍ以上とすることにより、塗膜強度を十分なものとし、また、ハンドリング性を良好なものとすることができる。一方、厚みを５００μｍ以下とすることにより、光拡散層の透明性を良好なものとすることができる。また、支持体上に光拡散層を形成する場合には、光拡散性能を発揮しつつ本発明の光拡散層表面の凹凸形状を得易くする観点から、７〜６０μｍとすることが好ましく、２０〜３５μｍとすることがより好ましい。なお、光拡散層の厚みとは、光拡散層の凹凸面の凸部の先端から、凹凸面とは反対面の表面までの厚みをいう。
微粒子の平均粒径φと光拡散層の厚みｄとの関係は、φ／ｄ≦０．７を満たすものとし、より好ましくは、φ／ｄ≦０．６とする。
微粒子の平均粒径と光拡散層の厚みとが上述した関係を満たし、且つ、後述するように光拡散層表面が、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上であることにより、図１に示すように、光拡散層１の表面が、平坦な凹凸形状中に高さのある凸部が散在した関係となる。そうすると、約２０μｍ以下の塵埃等の異物２が光拡散層１の表面に付着しても、当該異物２がその凹凸形状の凸部の高さを超えることなく凹部に留まることになる（図１）。この状態で本発明の光拡散性シートを複数枚重ね合わせたり、他の部材と重ね合わせたりしても、当該異物が光拡散性シートの表面や、これに対向する部材の表面に接触することがない。したがって、本発明によれば、たとえフィルム間に異物が存在しても、本発明の光拡散性シートの表面や、これに対向する部材の表面に傷をつけることがないという顕著な効果が発揮される。
特に、φ／ｄ≦０．６とすることにより、光拡散層表面がより平坦な凹凸形状となるため、異物に対する傷付き防止性は確保したまま、製造時等のシートどうしの擦れ合わせに起因した上述の異物が関与しない傷付きに対しても、良好に防止することができる。また、低コストにて光拡散性シートを作製することができる。
特に、φ／ｄ≦０．６とすることにより、光拡散層表面がより平坦な凹凸形状となるため、異物に対する傷付き防止性は確保したまま、製造時等のシートどうしの擦れ合わせに起因した上述の異物が関与しない傷付きに対しても、良好に防止することができる。また、低コストにて光拡散性シートを作製することができる。
なお、微粒子を２種以上用いる場合には、少なくとも９０％を占める微粒子が上述の関係を満たすことが好ましく、すべての微粒子について上述の関係を満たすものであることがより好ましい。
本発明の光拡散性シートの光拡散層表面は、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上である。光拡散性シートの光拡散層表面が、このような特定の三次元形状を備え、且つ、微粒子の平均粒径と光拡散層の厚みとが上述した関係を満たすことにより、光拡散性を発揮するにもかかわらず、本発明の光拡散性シートの表面や、これに対向する部材の表面に傷をつけることがないという顕著な効果が発揮される。
一方、微粒子の平均粒径と光拡散層の厚みとが上述した関係を満たすものの、光拡散層表面の三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ未満である場合には、凹凸形状の凸部が低くなり、異物２が凹凸形状の凸部の高さを超えてしまう（図２）。そうすると、当該光拡散性シートを複数枚重ね合わせたり、他の部材と重ね合わせた際に、当該異物が光拡散性シートの表面やこれに対向する部材の表面に接触し、当該光拡散性シートの表面や、これに対向する部材の表面に傷をつけることになってしまう。
また、当該光拡散性シートの光拡散層表面が、このような特定の三次元形状を備えるものの、微粒子の平均粒径と光拡散層の厚みとが上述した関係を満たさない場合には、微粒子の形状が光拡散層１の表面形状に影響を及ぼし易くなり、凹凸形状の高さの上下変動が激しくなる。これにより、凸部と凸部の間に存在する凹部の面積が狭くなり、或いは、凸部と凸部の間に存在する凹部の高さが底上げされ、異物２が凸部と凸部の隙間に入り込む余地が少なくなり、異物２が凹凸形状の凸部の高さを超えてしまう（図３）。そうすると、当該光拡散性シートを複数枚重ね合わせたり、他の部材と重ね合わせた際に、当該異物が光拡散性シートの表面やこれに対向する部材の表面に接触し、当該光拡散性シートの表面や、これに対向する部材の表面に傷をつけることになってしまう。
上述した三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）は、異物による傷つきをさらに防止する観点から、９．０μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上とすることがさらに好ましい。一方、粒子の脱落や凸部の変形を防止する観点から、上限としては３０．０μｍ以下であることが好ましい。
光拡散層表面の最大山高さは、微粒子の平均粒径、粒子分布の変動係数、光拡散層における樹脂と微粒子との割合および光拡散層の厚みを上述した適切な範囲に設定することにより実現することができる。
光拡散層表面の最大山高さは、微粒子の平均粒径、粒子分布の変動係数、光拡散層における樹脂と微粒子との割合および光拡散層の厚みを上述した適切な範囲に設定することにより実現することができる。
次に、本発明の光拡散性シートが支持体を有する場合について説明する。
支持体の材料は、透明性を阻害しないものであれば特に制限されず、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、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、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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、環状オレフィンなどの１種もしくは２種以上を混合した透明プラスチックフィルムを使用することができる。
支持体の材料は、透明性を阻害しないものであれば特に制限されず、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、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、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、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、環状オレフィンなどの１種もしくは２種以上を混合した透明プラスチックフィルムを使用することができる。
このうち、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、光拡散層との接着性を向上させるために、表面にコロナ放電処理を施したり、易接着層を設けたものも好適に用いられる。
支持体の厚みは、通常１０〜４００μｍ程度であることが好ましい。
支持体の厚みは、通常１０〜４００μｍ程度であることが好ましい。
また、本発明の光拡散性シート表面の凹凸面とは反対側の面には、他の部材との密着を防ぐために微マット処理を施したり、光透過率を向上させるために反射防止処理を施してもよい。さらには、下記のような塗布乾燥方法により、バックコート層や帯電防止層や粘着層を設けてもよい。
本発明の光拡散性シートは、上述した樹脂や微粒子などの材料を適当な溶媒に溶解させた光拡散層用塗布液を、従来から公知の方法、例えば、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、ダイコーター、スプレー、スクリーン印刷等により支持体上に塗布し、乾燥することにより作製することができる。また、本発明の光拡散性シートが光拡散層単層からなる場合には、樹脂や微粒子などの材料を混合したものを押出し成形機等により作製したり、上述のように光拡散層を支持体上に形成したものから、当該支持体を剥離除去することで作製することができる。
以上説明した本発明の光拡散性シートによれば、主として、液晶ディスプレイ、電飾看板、照明、スキャナや複写機の光源を構成するバックライト装置の一部品として組み込んだ際に、仮に塵埃等の異物が含まれていたとしても、光拡散性シートの凹凸面表面や、これに対向する部材に対し傷を発生させることもなく好適に用いられる。また、本発明の光拡散性シートを複数枚重ねて搬送しても、光拡散性シートが異物により傷がつくことがないため、取り扱いに際して無駄な神経を使うこともない。
次に、本発明の光拡散性シートを備えた本発明のバックライト装置の実施の形態について説明する。
本発明のバックライト装置は、少なくとも本発明の光拡散性シートと、光源とから構成される。バックライト装置中における光拡散性シートの向きは特に制限されることはないが、好ましくは凹凸面が光出射面となるように用いる。バックライト装置には、光源の配置の違いによりエッジライト型と直下型に分けられるが、本発明はいずれにも適用できる。
本発明のバックライト装置は、少なくとも本発明の光拡散性シートと、光源とから構成される。バックライト装置中における光拡散性シートの向きは特に制限されることはないが、好ましくは凹凸面が光出射面となるように用いる。バックライト装置には、光源の配置の違いによりエッジライト型と直下型に分けられるが、本発明はいずれにも適用できる。
エッジライト型のバックライト装置は、導光板と、導光板の少なくとも一端部に配置された光源と、導光板の光出射面側に配置された光拡散性シートなどから構成される。ここで、光拡散性シートは、凹凸面が光出射面となるように用いることが好ましい。また、導光板と光拡散性シートとの間にプリズムシートを使用することが好ましい。このような構成とすることで、正面輝度、視野角のバランスに優れたバックライト装置とすることができる。
導光板は、少なくとも一つの側面を光入射面とし、これと略直交する一方の面を光出射面とするように成形された略平板状からなるものであり、主としてポリメチルメタクリレートなどの高透明な樹脂から選ばれるマトリックス樹脂からなる。必要に応じてマトリックス樹脂と屈折率の異なる樹脂粒子が添加されていてもよい。導光板の各面は、一様な平面ではなく複雑な表面形状をしているものでも、ドットパターンなどの拡散印刷が設けられていてもよい。
光源は、導光板の少なくとも一端部に配置されるものであり、主として冷陰極管、ＬＥＤ光源等が使用される。光源の形状としては点状、線状、Ｌ字状のもの等が挙げられる。
エッジライト型バックライト装置には、上述した光拡散性シート、導光板、光源の他に、目的に応じて反射板、偏光フィルム、電磁波シールドフィルム等が備えられる。
本発明のエッジライト型のバックライト装置の一実施形態を図４に示す。このバックライト装置１４０は、導光板１４１の両側に光源１４２を備えた構成を有し、導光板１４１の上側に、凸状パターンを有する面が導光板とは反対の面となるように光拡散性シート１４３が載置されている。光源１４２は光源からの光が効率よく導光板１４１に入射されるように、導光板１４１と対向する部分を除き光源リフレクタ１４４で覆われている。また導光板１４１の下側には、シャーシ１４５に収納された反射板１４６が備えられている。これによって導光板１４１の光出射側と反対側に出射された光を再度導光板１４１に戻し、導光板１４１の光出射面からの出射光を多くするようにしている。
直下型のバックライト装置は、光拡散性シートと、光拡散性シートの光出射面とは反対側の面に順に備えられた、光拡散材、光源などから構成される。ここで、光拡散性シートは、凹凸面が光出射面となるように用いることが好ましい。また、光拡散材と光拡散性シートとの間にプリズムシートを使用することが好ましい。このような構成とすることで、正面輝度、視野角のバランスに優れたバックライト装置とすることができる。
光拡散材は、光源のパターンを消すためのものであり、乳白色の樹脂板、光源に対応する部分にドットパターンを形成した透明フィルム（ライティングカーテン）の他、透明基材上に凹凸の光拡散層を有するいわゆる光拡散フィルムなどを単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。
光源は、上述したエッジライト型のバックライト装置に用いられるものと同様のものを用いることができる。また、直下型のバックライト装置には、上述した光拡散性シート、光拡散材、光源の他に、目的に応じて、反射板、偏光フィルム、電磁波シールドフィルム等を備えていてもよい。
本発明の直下型のバックライト装置の一実施形態を図５に示す。このバックライト装置１５０は、図示するように、シャーシ１５５内に収納した反射板１５６の上に光源１５２を複数配置し、その上に光拡散材１５７を介して、光拡散性シート１５３が載置された構造を有している。
本発明のバックライト装置は、光源あるいは導光板から出射される光を拡散する光拡散性シートとして、異物による傷が付かない本発明の光拡散性シートを用いるため、良好な画像品質が得られる。
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．光拡散性シートの作製
［実施例１］
下記処方の光拡散層用塗布液を混合し撹拌した後、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ルミラーT60：東レ社）からなる支持体上に、乾燥後の厚みが２７μｍとなるようにバーコーティング法により塗布、乾燥して光拡散層を形成し、実施例１の光拡散性シートを得た。
［実施例１］
下記処方の光拡散層用塗布液を混合し撹拌した後、厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ルミラーT60：東レ社）からなる支持体上に、乾燥後の厚みが２７μｍとなるようにバーコーティング法により塗布、乾燥して光拡散層を形成し、実施例１の光拡散性シートを得た。
＜実施例１の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １１０部
（アクリディックA-837：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １１０部
（平均粒径１５μｍ、変動係数３５％）
・酢酸ブチル ２００部
・メチルエチルケトン ２００部
・アクリルポリオール １１０部
（アクリディックA-837：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １１０部
（平均粒径１５μｍ、変動係数３５％）
・酢酸ブチル ２００部
・メチルエチルケトン ２００部
［参考例２］
実施例１の光拡散層用塗布液を下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２９μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして参考例２の光拡散性シートを得た。
実施例１の光拡散層用塗布液を下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２９μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして参考例２の光拡散性シートを得た。
＜参考例２の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １６２部
（アクリディック52-668：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ３２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子（テクポリマーMBX-20：積水化成品工業社） ２００部
（平均粒径２０μｍ、変動係数３５％）
・酢酸ブチル ２２０部
・メチルエチルケトン ２２０部
・アクリルポリオール １６２部
（アクリディック52-668：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ３２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子（テクポリマーMBX-20：積水化成品工業社） ２００部
（平均粒径２０μｍ、変動係数３５％）
・酢酸ブチル ２２０部
・メチルエチルケトン ２２０部
［参考例３］
参考例２の光拡散層用塗布液のアクリル樹脂粒子の添加量を２１０部に変更し、乾燥後の厚みが３５μｍとなるように設計した以外は、参考例２と同様にして参考例３の光拡散性シートを得た。
参考例２の光拡散層用塗布液のアクリル樹脂粒子の添加量を２１０部に変更し、乾燥後の厚みが３５μｍとなるように設計した以外は、参考例２と同様にして参考例３の光拡散性シートを得た。
［実施例４］
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２０μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして実施例４の光拡散性シートを得た。
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２０μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして実施例４の光拡散性シートを得た。
＜実施例４の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール ２３１部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ４５部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １２１部
（平均粒径１０μｍ、変動係数３５％）
・シリコーン樹脂粒子 ７．７部
（トスパール130：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社）
（平均粒径３μｍ、変動係数１０％）
・酢酸ブチル ２３０部
・メチルエチルケトン ２３０部
・アクリルポリオール ２３１部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ４５部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １２１部
（平均粒径１０μｍ、変動係数３５％）
・シリコーン樹脂粒子 ７．７部
（トスパール130：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社）
（平均粒径３μｍ、変動係数１０％）
・酢酸ブチル ２３０部
・メチルエチルケトン ２３０部
［比較例１］
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが１１μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして比較例１の光拡散性シートを得た。
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが１１μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして比較例１の光拡散性シートを得た。
＜比較例１の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １００部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２０部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １００部
（平均粒径８μｍ、変動係数２０％）
・酢酸ブチル １８０部
・メチルエチルケトン １８０部
・アクリルポリオール １００部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２０部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １００部
（平均粒径８μｍ、変動係数２０％）
・酢酸ブチル １８０部
・メチルエチルケトン １８０部
［比較例２］
比較例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更した以外は、比較例１と同様にして比較例２の光拡散性シートを得た。
比較例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更した以外は、比較例１と同様にして比較例２の光拡散性シートを得た。
＜比較例２の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １６２部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ３２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子（ケミスノーMX-1000：綜研化学社） ５５部
（平均粒径１０μｍ、変動係数１０％）
・シリコーン樹脂粒子 １５部
（トスパール130：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社）
（平均粒径３μｍ、変動係数１０％）
・酢酸ブチル ２１５部
・メチルエチルケトン ２１５部
・アクリルポリオール １６２部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ３２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子（ケミスノーMX-1000：綜研化学社） ５５部
（平均粒径１０μｍ、変動係数１０％）
・シリコーン樹脂粒子 １５部
（トスパール130：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社）
（平均粒径３μｍ、変動係数１０％）
・酢酸ブチル ２１５部
・メチルエチルケトン ２１５部
［比較例３］
比較例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更した以外は、比較例１と同様にして比較例３の光拡散性シートを得た。
比較例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更した以外は、比較例１と同様にして比較例３の光拡散性シートを得た。
＜比較例３の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １００部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２０部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子（テクポリマーMBX-8：積水化成品工業社） １００部
（平均粒径７μｍ、変動係数４０％）
・酢酸ブチル １８０部
・メチルエチルケトン １８０部
・アクリルポリオール １００部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２０部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子（テクポリマーMBX-8：積水化成品工業社） １００部
（平均粒径７μｍ、変動係数４０％）
・酢酸ブチル １８０部
・メチルエチルケトン １８０部
［比較例４］
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２３μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして比較例４の光拡散性シートを得た。
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２３μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして比較例４の光拡散性シートを得た。
＜比較例４の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １００部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２０部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １２．５部
（平均粒径２０μｍ、変動係数１０％）
・アクリル樹脂粒子 １００部
（平均粒径８μｍ、変動係数２０％）
・酢酸ブチル １８０部
・メチルエチルケトン １８０部
・アクリルポリオール １００部
（アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ２０部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 １２．５部
（平均粒径２０μｍ、変動係数１０％）
・アクリル樹脂粒子 １００部
（平均粒径８μｍ、変動係数２０％）
・酢酸ブチル １８０部
・メチルエチルケトン １８０部
［比較例５］
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２５μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして比較例５の光拡散性シートを得た。
＜比較例５の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １２３部
（アクリディックA-817：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・アクリルポリオール １２３部
（アクリディックA-811：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ４５部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 ３３０部
（ポリメチルメタクリレート真球状粒子）
（平均粒径２０μｍ、変動係数２２％）
・酢酸ブチル ４２５部
・メチルエチルケトン ２８５部
実施例１の光拡散層用塗布液を、下記処方の光拡散層用塗布液に変更し、乾燥後の厚みが２５μｍとなるように設計した以外は、実施例１と同様にして比較例５の光拡散性シートを得た。
＜比較例５の光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール １２３部
（アクリディックA-817：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・アクリルポリオール １２３部
（アクリディックA-811：大日本インキ化学工業社、固形分５０％）
・イソシアネート系硬化剤 ４５部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社、固形分６０％）
・アクリル樹脂粒子 ３３０部
（ポリメチルメタクリレート真球状粒子）
（平均粒径２０μｍ、変動係数２２％）
・酢酸ブチル ４２５部
・メチルエチルケトン ２８５部
２．光拡散性シートの光拡散層の三次元表面形状の測定
実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５で作製した光拡散性シートの光拡散層の表面形状について、触針式表面形状測定機（ＳＡＳ−２０１０ ＳＡＵ−ＩＩ：明伸工機社、先端半径５μｍ、材質ダイヤモンド、測定力０．８ｍＮ）を用いて、任意に１０箇所三次元表面形状測定を行い、これら１０箇所の粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）の平均値を得た。測定結果を表１に示す。
実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５で作製した光拡散性シートの光拡散層の表面形状について、触針式表面形状測定機（ＳＡＳ−２０１０ ＳＡＵ−ＩＩ：明伸工機社、先端半径５μｍ、材質ダイヤモンド、測定力０．８ｍＮ）を用いて、任意に１０箇所三次元表面形状測定を行い、これら１０箇所の粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）の平均値を得た。測定結果を表１に示す。
３．光拡散性シートの評価
（１）光拡散性
１３．３インチのエッジライト型液晶バックライトユニット（線状ランプ一本、５ｍｍ厚の導光板）に、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートを、その支持体が導光板と対向するように組み込んだ。ここで、光拡散性の評価として、導光板の光拡散パターンの消去性について目視評価し、導光板の光拡散パターンが視認できなかったものを「○」、視認できたものを「×」とした。測定結果を表１に示す。
（２）傷つき防止性
実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートをそれぞれ１００枚用意し、１００枚重ねたものを実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５ごとにそれぞれポリエチレン袋に包装し、２枚の厚紙で挟んだ後、さらにラミネート紙で包装し、ダンボールに梱包した。次に、ダンボール箱を、三重−東京間（距離：約６００ｋｍ、走行時速：平均８０ｋｍ/時）をトラックにて搬送し、東京−台湾間（飛行時間：約３時間）を飛行機にて往復搬送した後、さらに東京−三重間（上記と同じ距離、走行速度）をトラックにて搬送した。その後、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートの凹凸面と、これに対向する光拡散性シートの平滑面を目視にて観察した際に、表面の傷が目立たないものを「◎」、僅かに傷ついたがほとんど目立たないものを「○」、傷が目立ったものを「×」とした。測定結果を表１に示す。
（１）光拡散性
１３．３インチのエッジライト型液晶バックライトユニット（線状ランプ一本、５ｍｍ厚の導光板）に、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートを、その支持体が導光板と対向するように組み込んだ。ここで、光拡散性の評価として、導光板の光拡散パターンの消去性について目視評価し、導光板の光拡散パターンが視認できなかったものを「○」、視認できたものを「×」とした。測定結果を表１に示す。
（２）傷つき防止性
実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートをそれぞれ１００枚用意し、１００枚重ねたものを実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５ごとにそれぞれポリエチレン袋に包装し、２枚の厚紙で挟んだ後、さらにラミネート紙で包装し、ダンボールに梱包した。次に、ダンボール箱を、三重−東京間（距離：約６００ｋｍ、走行時速：平均８０ｋｍ/時）をトラックにて搬送し、東京−台湾間（飛行時間：約３時間）を飛行機にて往復搬送した後、さらに東京−三重間（上記と同じ距離、走行速度）をトラックにて搬送した。その後、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートの凹凸面と、これに対向する光拡散性シートの平滑面を目視にて観察した際に、表面の傷が目立たないものを「◎」、僅かに傷ついたがほとんど目立たないものを「○」、傷が目立ったものを「×」とした。測定結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例１、４、参考例２、３の光拡散性シートは、光拡散層の凹凸面が、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上であり、光拡散層中に含まれる微粒子の平均粒径φと光拡散層の厚みｄとが、
φ／ｄ≦０．７
の関係を満たしていた（実施例４に関してはすべての微粒子について関係を満たす）。このため、光拡散性能を発揮しつつ、光拡散性シートの凹凸面、及び、これに対向する光拡散性シートの平滑面に異物による傷が目視にてほとんど目立たなかった。
φ／ｄ≦０．７
の関係を満たしていた（実施例４に関してはすべての微粒子について関係を満たす）。このため、光拡散性能を発揮しつつ、光拡散性シートの凹凸面、及び、これに対向する光拡散性シートの平滑面に異物による傷が目視にてほとんど目立たなかった。
特に、実施例１及び参考例２、３の光拡散性シートは、光拡散層の凹凸面が、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が９．０μｍ以上であることから、異物による傷が目視にて特に目立たなかった。
一方、比較例１〜３の光拡散性シートは、光拡散層の凹凸面が、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ未満であり、比較例１、２、４及び５の光拡散性シートは、光拡散層中に含まれる微粒子の平均粒径φと、光拡散層の厚みｄとが、
φ／ｄ≦０．７
の関係を満たさなかった。このため、比較例１〜５の光拡散性シートは、光拡散性能は発揮するものの、光拡散性シートの凹凸面、及び、これに対向する光拡散性シートの平滑面に、異物による傷が目視にて目立つものであった。
φ／ｄ≦０．７
の関係を満たさなかった。このため、比較例１〜５の光拡散性シートは、光拡散性能は発揮するものの、光拡散性シートの凹凸面、及び、これに対向する光拡散性シートの平滑面に、異物による傷が目視にて目立つものであった。
４．バックライト装置の作製及び評価
次に、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートを１５インチのエッジライト型バックライト装置（冷陰極管上下各１灯）に組み込み、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５のバックライト装置を作製した。
次に、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５の光拡散性シートを１５インチのエッジライト型バックライト装置（冷陰極管上下各１灯）に組み込み、実施例１、４、参考例２、３及び比較例１〜５のバックライト装置を作製した。
このような実施例１、４、参考例２、３の光拡散性シートを組み込んだ実施例１〜４のバックライト装置は、光拡散性を発揮しつつ、光拡散性シートの凹凸面、及び、これに対向する光拡散性シートの平滑面に異物による傷が付かない光拡散性シートを用いたため、長時間使用しても画像品質が良好なものとなった。
また、このような比較例１〜５の光拡散性シートを組み込んだ比較例１〜５のバックライト装置は、光拡散性は発揮するものの、光拡散性シートの凹凸面、及び、これに対向する光拡散性シートの平滑面に異物による傷が付く光拡散性シートを用いたため、経時的に画像品質が低下するものとなった。
Claims (7)
- 微粒子を含有する光拡散層を備えた光拡散性シートであって、
前記光拡散層の表面は、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：１９９４に規定される二次元表面形状の測定方法に準じ、縦０．５ｍｍ×横１ｍｍの面積を、縦方向２μｍピッチ、横方向１μｍピッチでプロットし、それから求めた縦方向及び横方向の二次元の粗さ曲線を集積したものである三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上であり、
前記光拡散層中に含まれる微粒子の含有量が前記光拡散層に含まれる樹脂１００重量部に対し９０重量部以上１６１重量部以下であって、前記微粒子の平均粒径が１５μｍ以下であり、前記微粒子の平均粒径をφ、光拡散層の厚みをｄとするとき、
０．５≦φ／ｄ≦０．６
の関係を満たすことを特徴とする光拡散性シート。 - 前記光拡散層の表面は、三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が９．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の光拡散性シート。
- 前記微粒子の平均粒径が８μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光拡散性シート。
- 平均粒径の異なる複数種の微粒子を含有する光拡散層を備えた光拡散性シートであって、
前記光拡散層の表面は、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：１９９４に規定される二次元表面形状の測定方法に準じ、縦０．５ｍｍ×横１ｍｍの面積を、縦方向２μｍピッチ、横方向１μｍピッチでプロットし、それから求めた縦方向及び横方向の二次元の粗さ曲線を集積したものである三次元表面形状測定における粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が８．０μｍ以上であり、
前記光拡散層は、前記光拡散層中に含まれる微粒子の含有量が前記光拡散層に含まれる樹脂１００重量部に対し９０重量部以上１６１重量部以下であって、前記微粒子の平均粒径が１５μｍ以下であり、前記複数種の微粒子のうち少なくとも９０重量％を占める種類の微粒子は、平均粒径をφ、光拡散層の厚みをｄとするとき、
０．５≦φ／ｄ≦０．６
の関係を満たすことを特徴とする光拡散性シート。 - 前記複数種の微粒子の平均粒径がそれぞれ
φ／ｄ≦０．６
の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光拡散性シート。 - 少なくとも一端部に光源が配置され、前記一端部に略直交する面を光出射面とする導光板と、前記導光板の光出射面に配置される光拡散性シートとを備えたバックライト装置において、前記光拡散性シートとして、請求項１から５いずれか１項に記載の光拡散性シートを使用したことを特徴とするバックライト装置。
- 光源と、前記光源の一方の側に配置される光拡散板と、前記光拡散板の、前記光源とは反対側に配置される光拡散性シートとを備えたバックライト装置において、前記光拡散性シートとして、請求項１から５いずれか１項に記載の光拡散性シートを使用したことを特徴とするバックライト装置。
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