WO2021193896A1 - バックライトユニットおよび画像表示装置 - Google Patents

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WO2021193896A1
WO2021193896A1 PCT/JP2021/012771 JP2021012771W WO2021193896A1 WO 2021193896 A1 WO2021193896 A1 WO 2021193896A1 JP 2021012771 W JP2021012771 W JP 2021012771W WO 2021193896 A1 WO2021193896 A1 WO 2021193896A1
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guide plate
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大輔 服部
貴博 吉川
諒太 森島
岸 敦史
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日東電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a backlight unit.
  • Liquid crystal displays are used in a wide range of applications such as mobile terminals, personal computers, car navigation systems, and televisions.
  • a planar backlight that is arranged on the back side of a liquid crystal panel and emits light in a planar manner is often used.
  • an edge light (side light) method is often adopted in which a light source is arranged to face the end surface of the light guide plate and light incident from the end surface is emitted from the emission surface of the light guide plate.
  • the back side of the light guide plate is typically attached to a flexible printed circuit board (FPC) via a white diffusion tape.
  • FPC flexible printed circuit board
  • the front side of the light guide plate is typically supported and fixed by the front portion of the housing in which the light guide plate is housed, and as a result, the entire light guide plate is fixed in the housing. According to such a configuration, there is a problem that luminance loss occurs.
  • a technique has been proposed in which a light guide plate and an FPC are bonded to each other with a double-sided adhesive film having a low refractive index layer having a refractive index of 1.25 or less (Patent Document 1). ..
  • Patent Document 1 a technique has been proposed in which a light guide plate and an FPC are bonded to each other with a double-sided adhesive film having a low refractive index layer having a refractive index of 1.25 or less.
  • further improvement in performance for example, brightness loss (brightness), light leakage) is continuously required.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its main purpose is to provide a backlight unit that is bright and suppresses light leakage in an oblique direction.
  • the backlight unit includes a light source; a light guide plate arranged facing the light source and having an end surface on which light from the light source is incident and an exit surface on which the incident light is emitted; a front surface.
  • a housing having a portion and a back surface and accommodating the light source and the light guide plate; arranged between the front surface portion of the housing on the light source side and the light guide plate, and bonded to the light guide plate.
  • the optical adhesive film has a light absorbing layer, a base material, a low refractive index layer, and an adhesive layer in this order from the front surface side of the housing.
  • the backlight unit further includes a reflector arranged on the back side of the light guide plate in the housing.
  • the reflector may be arranged between the light guide plate and the light guide plate via an air layer; the reflector and the light guide plate are bonded to each other via a double-sided adhesive film having a low refractive index layer. May be done.
  • the light source is an LED light source.
  • an optical adhesive film having a light absorption layer and a low refractive index layer in a predetermined positional relationship is arranged between the front surface of the housing on the light source side and the light guide plate. It is possible to realize a backlight unit that is bright and suppresses light leakage in an oblique direction.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the backlight unit according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the II portion of the backlight unit of FIG.
  • the backlight unit 100 of the illustrated example includes a light source 10, a light guide plate 20, a housing 30, and an optical adhesive film 40.
  • the housing 30 has a front surface portion 31 and a back surface portion 32, and houses the light source 10 and the light guide plate 20.
  • the back surface portion 32 has a box shape with an upper side (front side) open, and the front surface portion 31 projects inward from the back surface portion at a pair of opposite end portions of the back surface portion 32 in the illustrated example.
  • the front surface portion 31 does not have to protrude inward at the end portion.
  • the front surface portion 31 and the back surface portion 32 are typically fixed and integrated.
  • the housing 30 is typically fitted with a light guide plate 20.
  • any suitable optical member (not shown) can be placed (horizontally) on the stepped portion (inwardly projecting portion) of the front surface portion. It should be noted that the step portion may not be provided on the front portion. Examples of the optical member include a diffusion sheet and a prism sheet. A plurality of diffusion sheets and / or prism sheets may be placed.
  • the housing 30 in the illustrated example is a back surface portion of the housing that accommodates the entire image display device.
  • the light source 10 is arranged on one end side of the light guide plate 20 so as to face the end surface 20a of the light guide plate. Therefore, the backlight unit is typically an edge light type.
  • the light source 10 is typically surrounded by a reflector (not shown). Any suitable configuration can be adopted as the light source. Specific examples include a light emitting diode (LED: Light Emitting Dimension), a cold cathode fluorescent lamp (CCFL: Cold Fluorescent Lamp), an external electrode fluorescent lamp (EEFL: External Electrolectrode Fluorescent Lamp), and a hot cathode fluorescent lamp (HCFL). ).
  • LED Light Emitting Dimension
  • CCFL Cold Fluorescent Lamp
  • EEFL External Electrolectrode Fluorescent Lamp
  • HCFL hot cathode fluorescent lamp
  • an LED light source may be used.
  • the LED light source can be typically configured by arranging LEDs (point light sources) in a row.
  • the light guide plate 20 has an end surface 20a on which the light from the light source is incident and an exit surface 20b on which the incident light is emitted.
  • the light guide plate 20 has an end face 20a arranged so as to face the light source 10. More specifically, the light guide plate 20 guides the light incident on the end face 20a from the light source 10 to the end side facing the end face 20a while receiving an internal reflection action or the like, and gradually emits the light in the light guide process. It emits light from the exit surface 20b.
  • An emission pattern is typically provided on the emission surface 20b. Examples of the emission pattern include a concave-convex shape.
  • a light extraction pattern is typically provided on the surface of the light guide plate opposite to the exit surface. Examples of the light extraction pattern include white dots. Any suitable configuration can be adopted as the light guide plate.
  • the back side of the light guide plate 20 is attached to the flexible printed circuit board for a light source via any suitable means (for example, adhesive tape).
  • the optical adhesive film 40 is arranged between the front surface portion 31 of the housing 30 on the light source 10 side and the light guide plate 20.
  • the optical film 40 has a light absorbing layer 41, a base material 42, a low refractive index layer 43, and an adhesive layer 44 in this order from the front surface 31 side of the housing 30.
  • a part of the optical adhesive film 40 is attached to the light guide plate 20 via the adhesive layer 44.
  • the light can be reflected and guided, and the light that is incident on the low refractive index layer at an incident angle equal to or higher than the critical angle and is not reflected by the low refractive index layer can be absorbed by the light absorption layer.
  • the efficiency of light utilization can be further improved to improve the brightness, and the light that cannot be used and leaks can be absorbed and blocked to suppress light leakage (particularly, light leakage in the oblique direction). be able to.
  • the optical adhesive film protrudes from the light guide plate toward the light source, but the end face of the optical adhesive film and the end face of the light guide plate may be flush with each other.
  • the backlight unit 100 may further have a reflector 50 arranged on the back side of the light guide plate 20 in the housing 30.
  • the reflector 50 may be arranged between the light guide plate 20 and the light guide plate 20 via an air layer (that is, may be housed in a housing separately from the light guide plate); , May be bonded via a double-sided adhesive film (not shown) having a low refractive index layer.
  • the illustrated example shows a configuration in which an air layer is interposed between the reflector 50 and the light guide plate 20.
  • the reflector 50 any suitable reflector can be used.
  • the reflector may be a specular reflector or a diffuse reflector.
  • Specific examples of the reflective plate include vapor deposition of aluminum, silver, etc.
  • a base material such as a highly reflective resin sheet (for example, acrylic plate), a thin metal plate such as aluminum or stainless steel, or a metal foil or a resin film such as polyester.
  • a base material such as a highly reflective resin sheet (for example, acrylic plate), a thin metal plate such as aluminum or stainless steel, or a metal foil or a resin film such as polyester.
  • a base material such as a highly reflective resin sheet (for example, acrylic plate), a thin metal plate such as aluminum or stainless steel, or a metal foil or a resin film such as polyester.
  • a base material such as a highly reflective resin sheet (for example, acrylic plate), a thin metal plate such as aluminum or stainless steel, or a metal foil or a resin film such as polyester.
  • a resin film having pores (voids) formed inside By providing the reflector 50, it is possible to improve the efficiency of light utilization in the backlight unit.
  • optical adhesive film 40 and the double-sided adhesive film will be described in detail.
  • the optical adhesive film 40 includes a light absorption layer 41, a base material 42, a low refractive index layer 43, and an adhesive layer 44 in this order from the front surface 31 side of the housing 30. Has.
  • the light absorption layer 41 may be a design layer having a predetermined design or a solid colored layer.
  • the light absorption layer is preferably a solid colored layer, and more preferably a black colored layer.
  • the light absorption layer has a total light transmittance of preferably 0.01% or less, more preferably 0.008% or less when the thickness is 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the light absorption layer is preferably 0.1 ⁇ m to 300 ⁇ m. With such a thickness, it is easy to realize the desired total light transmittance (as a result, the light absorption and blocking function) by appropriately selecting the constituent material.
  • the light absorption layer can be formed by any suitable printing method using any suitable ink or paint.
  • Specific examples of the printing method include inkjet printing, gravure printing, offset printing, silk screen printing, and transfer printing from a transfer sheet.
  • the ink or paint used typically includes a binder, a colorant, a solvent and any suitable additive that may be used as needed.
  • the binder include chlorinated polyolefins (for example, chlorinated polyethylene and chlorinated polypropylene), polyester resins, urethane resins, acrylic resins, vinyl acetate resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, and cellulose resins. ..
  • the binder resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the binder resin may be a heat-polymerizable resin or a photopolymerizable resin.
  • the binder resin is an acrylic resin, preferably an acrylic resin containing a polyfunctional monomer (for example, pentaerythritol triacrylate) as a copolymerization component.
  • a polyfunctional monomer for example, pentaerythritol triacrylate
  • a colored layer having an appropriate elastic modulus can be formed.
  • any suitable colorant can be used depending on the purpose.
  • colorants include inorganic pigments such as titanium white, zinc flower, carbon black, iron black, petal handle, chrome vermilion, ultramarine blue, cobalt blue, yellow lead, and titanium yellow; phthalocyanine blue, induslen blue, and iso.
  • Organic pigments or dyes such as indolinone yellow, benzidine yellow, quinacridone red, polyazo red, perylene red, aniline black; metal pigments composed of scaly foil pieces such as aluminum and brass; scales such as titanium dioxide coated mica and basic lead carbonate. Examples thereof include pearl luster pigments (pearl pigments) composed of shaped foil pieces.
  • a black colored layer carbon black, iron black, and aniline black are preferably used.
  • a colorant in combination. This is because it can absorb visible light over a wide range and evenly to form a non-colored (ie, black) colored layer.
  • azo compounds and / or quinone compounds can be used.
  • the colorant comprises carbon black as the main component and other colorants (eg, azo compounds and / or quinone compounds). According to such a configuration, it is possible to form a colored layer that is not colored and has excellent stability over time.
  • the colorant When forming a black colored layer, the colorant can be used in a ratio of preferably 1 part by weight to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
  • the content ratio of carbon black in the colorant is preferably 1% to 100%.
  • the base material 42 can be typically composed of a resin (preferably a transparent resin) film or a plate-like material.
  • resins include thermoplastic resins and reactive resins (for example, ionizing radiation curable resins).
  • thermoplastic resin include (meth) acrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA) and polyacrylonitrile, polycarbonate (PC) resins, polyester resins such as PET, and cellulose-based resins such as triacetyl cellulose (TAC). Examples thereof include resins, cyclic polyolefin resins, and styrene resins.
  • the ionizing radiation curable resin include epoxy acrylate resins and urethane acrylate resins. These resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the thickness of the base material is, for example, 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the refractive index of the base material is preferably 1.47 or more, more preferably 1.47 to 1.60, and further preferably 1.47 to 1.55. Within such a range, the light can be guided to the image display cell without adversely affecting the light extracted from the light guide plate.
  • the low refractive index layer typically has voids inside.
  • the porosity of the low refractive index layer is 40% by volume or more, typically 50% by volume or more, preferably 70% by volume or more, and more preferably 80% by volume or more.
  • the porosity is, for example, 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less.
  • the porosity is a value obtained by calculating the porosity from the value of the refractive index measured by an ellipsometer from Lorentz-Lorenz's formula (Lorentz-Lorenz's formula).
  • the refractive index of the low refractive index layer is preferably 1.30 or less, more preferably 1.20 or less, and further preferably 1.15 or less.
  • the lower limit of the refractive index can be, for example, 1.01. Within such a range, it is possible to realize extremely excellent light utilization efficiency in the buckrat unit.
  • Refractive index refers to the refractive index measured at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
  • the refractive index is a value measured by the method described in "(1) Refractive index of a low refractive index layer" in the following Examples.
  • the low refractive index layer can be preferably formed by coating, printing, or the like.
  • the material constituting the low refractive index layer for example, the materials described in International Publication No. 2004/1193966, JP2013-254183A, and JP2012-189802 can be adopted.
  • silica-based compounds for example, silica-based compounds; hydrolyzable silanes and their partial hydrolysates and dehydration condensates; organic polymers; silicon compounds containing silanol groups; silicates in contact with acids and ion exchange resins.
  • Active silica obtained by allowing the mixture; polymerizable monomers (eg, (meth) acrylic monomers, and styrene monomers); curable resins (eg, (meth) acrylic resins, fluorine-containing resins, and urethane resins); These combinations can be mentioned.
  • the low index of refraction layer can be formed by coating or printing a solution or dispersion of such a material.
  • the size of the void (hole) in the low refractive index layer shall indicate the diameter of the major axis of the diameter of the major axis and the diameter of the minor axis of the void (hole).
  • the size of the voids (pores) is, for example, 2 nm to 500 nm.
  • the size of the voids (pores) is, for example, 2 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 20 nm or more.
  • the size of the void (pore) is, for example, 500 nm or less, preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
  • the size range of the voids (pores) is, for example, 2 nm to 500 nm, preferably 5 nm to 500 nm, more preferably 10 nm to 200 nm, and even more preferably 20 nm to 100 nm.
  • the size of the void (hole) can be adjusted to a desired size according to the purpose, application, and the like.
  • the size of the voids (pores) can be quantified by the BET test method.
  • the size of the void (hole) can be quantified by the BET test method. Specifically, 0.1 g of a sample (formed void layer) was put into the capillary of a specific surface area measuring device (manufactured by Micromeritic Co., Ltd .: ASAP2020), and then dried under reduced pressure at room temperature for 24 hours to allow voids. Degas the gas in the structure. Then, by adsorbing nitrogen gas on the sample, an adsorption isotherm is drawn and the pore distribution is obtained. Thereby, the void size can be evaluated.
  • a specific surface area measuring device manufactured by Micromeritic Co., Ltd .: ASAP2020
  • the haze of the low refractive index layer is, for example, less than 5%, preferably less than 3%.
  • the haze is, for example, 0.1% or more, preferably 0.2% or more.
  • the range of haze is, for example, 0.1% or more and less than 5%, preferably 0.2% or more and less than 3%.
  • the haze can be measured by, for example, the following method.
  • Haze is an index of transparency of the low refractive index layer.
  • the void layer (low refractive index layer) is cut into a size of 50 mm ⁇ 50 mm and set in a haze meter (manufactured by Murakami Color Technology Research Institute: HM-150) to measure haze.
  • the haze value is calculated from the following formula.
  • Haze (%) [Diffusion transmittance (%) / Total light transmittance (%)] x 100 (%)
  • Examples of the low refractive index layer having voids inside include a porous layer and / or a low refractive index layer having at least a part of an air layer.
  • the porous layer typically includes airgel and / or particles (eg, hollow microparticles and / or porous particles).
  • the low refractive index layer preferably a nanoporous layer (specifically, a porous layer within a diameter of more than 90% of the micropores of 10 -1 nm ⁇ 10 3 nm) .
  • the particles are typically composed of silica-based compounds.
  • the shape of the particles includes, for example, a spherical shape, a plate shape, a needle shape, a string shape, and a tuft of grapes.
  • the string-shaped particles include, for example, particles in which a plurality of particles having a spherical, plate-like, or needle-like shape are connected in a bead shape, and short fibrous particles (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-188104). Short fibrous particles), and combinations thereof.
  • the string-shaped particles may be linear or branched.
  • Examples of the tufted particles of grape include those in which a plurality of spherical, plate-shaped, and needle-shaped particles are aggregated to form a tuft of grape.
  • the shape of the particles can be confirmed, for example, by observing with a transmission electron microscope.
  • the thickness of the low refractive index layer is preferably 0.2 ⁇ m to 5 ⁇ m, and more preferably 0.3 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the thickness of the low refractive index layer is within such a range, the damage prevention effect according to the present invention becomes remarkable. Further, the desired thickness ratio can be easily realized.
  • the low refractive index layer of the present embodiment is composed of one or a plurality of types of structural units that form a fine void structure, and the structural units are chemically bonded to each other via catalytic action.
  • Examples of the shape of the structural unit include a particle shape, a fibrous shape, a rod shape, and a flat plate shape.
  • the structural unit may have only one shape, or may have a combination of two or more shapes. In the following, a case where the low refractive index layer is a porous void layer in which the fine pore particles are chemically bonded to each other will be mainly described.
  • Such a void layer can be formed, for example, by chemically bonding fine pore particles to each other in the void layer forming step.
  • the shape of the "particle" (for example, the fine pore particles) is not particularly limited, and may be spherical or another shape, for example.
  • the fine pore particles may be, for example, sol-gel beaded particles, nanoparticles (hollow nanosilica / nanoballoon particles), nanofibers and the like.
  • the micropore particles typically contain an inorganic substance. Specific examples of the inorganic substance include silicon (Si), magnesium (Mg), aluminum (Al), titanium (Ti), zinc (Zn), and zirconium (Zr).
  • the microporous particles are, for example, microporous particles of a silicon compound
  • the porous body is, for example, a silicone porous body.
  • the fine-pore particles of the silicon compound include, for example, a pulverized body of a gel-like silica compound.
  • the low refractive index layer having a porous layer and / or an air layer at least in a part for example, it is made of a fibrous substance such as nanofibers, and the fibrous substances are entangled to form voids. There is a layered void layer.
  • the method for producing such a void layer is not particularly limited, and is the same as, for example, in the case of a porous void layer in which the fine-pore particles are chemically bonded to each other.
  • Still another form includes a void layer using hollow nanoparticles and nanoclay, and a void layer formed by using hollow nanoballoons and magnesium fluoride.
  • the void layer may be a void layer composed of a single constituent substance, or may be a void layer composed of a plurality of constituent substances.
  • the void layer may be composed of the single above-mentioned form, or may be composed of a plurality of the above-mentioned forms.
  • the porous structure of the porous body can be, for example, a continuous foam structure having a continuous pore structure.
  • the continuous foam structure means that, for example, in the above-mentioned silicone porous body, the pore structures are three-dimensionally connected, and it can be said that the internal voids of the pore structure are continuous. Since the porous body has a continuous foam structure, it is possible to increase the porosity. However, when single-foam particles such as hollow silica (particles having individual pore structures) are used, a continuous-foam structure cannot be formed.
  • the coating film (crushed product of gel-like silicon compound) is included because the particles have a three-dimensional dendritic structure.
  • the dendritic particles settle and deposit in the sol coating film), so that a continuous foam structure can be easily formed.
  • the low index of refraction layer more preferably has a monolithic structure in which the continuous foam structure includes a plurality of pore distributions.
  • the monolith structure means, for example, a hierarchical structure including a structure in which nano-sized fine voids are present and a continuous bubble structure in which the nano-voids are aggregated.
  • a monolith structure for example, it is possible to impart both film strength and high porosity by imparting a high porosity with coarse continuous bubble voids while imparting film strength with fine voids.
  • Such a monolith structure can be preferably formed by controlling the pore distribution of the void structure formed in the gel (gel-like silicon compound) in the pre-stage of pulverization into silica sol particles. Further, for example, when pulverizing a gel-like silicon compound, a monolith structure can be formed by controlling the particle size distribution of the pulverized silica sol particles to a desired size.
  • the low refractive index layer contains, for example, a pulverized product of a gel-like compound as described above, and the pulverized products are chemically bonded to each other.
  • the form of the chemical bond (chemical bond) between the ground products in the low refractive index layer is not particularly limited, and examples thereof include a cross-linking bond, a covalent bond, and a hydrogen bond.
  • the volume average particle size of the pulverized product in the low refractive index layer is, for example, 0.10 ⁇ m or more, preferably 0.20 ⁇ m or more, and more preferably 0.40 ⁇ m or more.
  • the volume average particle size is, for example, 2.00 ⁇ m or less, preferably 1.50 ⁇ m or less, and more preferably 1.00 ⁇ m or less.
  • the range of the volume average particle size is, for example, 0.10 ⁇ m to 2.00 ⁇ m, preferably 0.20 ⁇ m to 1.50 ⁇ m, and more preferably 0.40 ⁇ m to 1.00 ⁇ m.
  • the particle size distribution can be measured by, for example, a particle size distribution evaluation device such as a dynamic light scattering method or a laser diffraction method, or an electron microscope such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM).
  • a particle size distribution evaluation device such as a dynamic light scattering method or a laser diffraction method
  • an electron microscope such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • the type of gel compound is not particularly limited.
  • examples of the gel-like compound include a gel-like silicon compound.
  • the contained silicon atoms are siloxane bonded.
  • the proportion of unbonded silicon atoms (that is, residual silanol) in the total silicon atoms contained in the void layer is, for example, less than 50%, preferably 30% or less, and more preferably 15%. It is as follows.
  • the method is typically a precursor forming step of forming a void structure which is a precursor of a low refractive index layer (void layer) on a resin film, and a cross-linking reaction inside the precursor after the precursor forming step. Includes a cross-linking reaction step, which causes
  • the method includes a step of preparing a containing liquid for producing a containing liquid containing fine pore particles (hereinafter, may be referred to as a “micropore particle-containing liquid” or simply a “containing liquid”), and a drying method for drying the containing liquid. Further including a step, in the precursor forming step, the fine pore particles in the dried body are chemically bonded to each other to form a precursor.
  • the containing liquid is not particularly limited, and is, for example, a suspension containing fine pore particles.
  • the fine pore particles are a pulverized product of a gel-like compound and the void layer is a porous body containing the pulverized product of the gel-like compound (preferably a silicone porous body) will be described.
  • the low refractive index layer can be similarly formed when the fine pore particles are other than the pulverized product of the gel-like compound.
  • a low refractive index layer (void layer) having a very low refractive index is formed.
  • the reason is presumed as follows, for example.
  • the speculation does not limit the method of forming the low refractive index layer.
  • the crushed product is a crushed gel-like silicon compound
  • the three-dimensional structure of the gel-like silicon compound before crushing is dispersed in the three-dimensional basic structure.
  • a crushed product of a gel-like silicon compound is applied onto a resin film to form a precursor having a porous structure based on a three-dimensional basic structure. That is, according to the above method, a new porous structure (three-dimensional basic structure) is formed by coating the pulverized material, which is different from the three-dimensional structure of the gel-like silicon compound. Therefore, in the finally obtained void layer, it is possible to realize a low refractive index that functions as much as, for example, an air layer. Further, in the above method, the three-dimensional basic structure is fixed because the crushed substances are chemically bonded to each other. Therefore, the finally obtained void layer can maintain sufficient strength and flexibility even though it has a structure having voids.
  • Adhesive layer has a hardness such that the adhesive constituting the adhesive layer does not penetrate into the voids of the low refractive index layer under normal conditions.
  • Storage modulus at 23 ° C. of the adhesive layer is, for example, 1.0 ⁇ 10 5 (Pa) ⁇ 1.0 ⁇ 10 7 (Pa).
  • the storage elastic modulus is based on the method described in JIS K7244-1 "Plastic-Test method for dynamic mechanical properties", and the temperature rise rate is 5 ° C. in the range of -50 ° C to 150 ° C under the condition of frequency 1 Hz. It is obtained by reading the value at 23 ° C. when measured in minutes.
  • any suitable pressure-sensitive adhesive can be used as long as it has the above-mentioned characteristics.
  • Typical examples of the pressure-sensitive adhesive include an acrylic pressure-sensitive adhesive (acrylic pressure-sensitive adhesive composition).
  • the acrylic pressure-sensitive adhesive composition typically contains a (meth) acrylic polymer as a main component (base polymer).
  • the (meth) acrylic polymer can be contained in the pressure-sensitive adhesive composition in a proportion of, for example, 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more in the solid content of the pressure-sensitive adhesive composition.
  • the (meth) acrylic polymer contains an alkyl (meth) acrylate as a main component as a monomer unit.
  • (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
  • alkyl group of the alkyl (meth) acrylate include a linear or branched-chain alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. The average number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 3 to 9.
  • the monomers constituting the (meth) acrylic polymer include carboxyl group-containing monomers, hydroxyl group-containing monomers, amide group-containing monomers, aromatic ring-containing (meth) acrylates, and heterocyclic ring-containing (meth) monomers. Examples thereof include comonomer such as acrylate.
  • the comonomer is preferably a hydroxyl group-containing monomer and / or a heterocyclic-containing (meth) acrylate, and more preferably N-acryloyl morpholine.
  • the acrylic pressure-sensitive adhesive composition may preferably contain a silane coupling agent and / or a cross-linking agent.
  • the silane coupling agent include an epoxy group-containing silane coupling agent.
  • the cross-linking agent include isocyanate-based cross-linking agents and peroxide-based cross-linking agents. Details of such a pressure-sensitive adhesive layer or an acrylic pressure-sensitive adhesive composition are described in, for example, Japanese Patent No. 4140736, and the description in the patent gazette is incorporated herein by reference.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 3 ⁇ m to 30 ⁇ m, and more preferably 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is within such a range, it has an advantage that the influence of the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer on the total thickness is small while having sufficient adhesion.
  • Double-sided adhesive film typically has a first pressure-sensitive adhesive layer, a base material, a low refractive index layer, and a second pressure-sensitive adhesive layer in this order.
  • the base material and the low refractive index layer are the same as the base material and the low refractive index layer of the optical adhesive film described in Sections B-3 and B-4, respectively.
  • the second pressure-sensitive adhesive layer is the same as the pressure-sensitive adhesive layer of the optical pressure-sensitive adhesive film described in Section B-5 above.
  • the first pressure-sensitive adhesive layer is composed of any suitable pressure-sensitive adhesive.
  • the first pressure-sensitive adhesive layer may be the same as or different from the second pressure-sensitive adhesive layer.
  • the backlight unit can be suitably used for an image display device (for example, a liquid crystal display or the like). Therefore, the embodiment of the present invention also includes such an image display device.
  • the image display device includes the backlight unit described above and an image display panel arranged on the exit surface side of the light guide plate.
  • the above sample was set in an ellipsometer (manufactured by JA Woollam Japan: VASE), and the refractive index was measured under the conditions of a wavelength of 550 nm and an incident angle of 50 to 80 degrees.
  • (2) White Luminance The liquid crystal display device incorporating the backlight unit obtained in the Examples and Comparative Examples was set to full screen white display, and the brightness in the front direction was measured using a conoscope manufactured by AUTRONIC MELCHERS.
  • (3) Light Leakage in the Diagonal Direction The liquid crystal display device incorporating the backlight unit obtained in the Examples and Comparative Examples was displayed in black on the full screen, and the light leakage in the diagonal direction was visually observed.
  • IPA isopropyl alcohol
  • the mixture C was lightly stirred and then allowed to stand at room temperature for 6 hours to decant the solvent and catalyst in the gel.
  • the same decantation treatment was carried out three times to replace the solvent, and a mixed solution D was obtained.
  • the gelled silicon compound in the mixed solution D was pulverized (high pressure medialess pulverization).
  • a homogenizer manufactured by SMT Co., Ltd., trade name “UH-50” was used, and 1.85 g of the gel compound in the mixed solution D and IPA were placed in a 5 cc screw bottle.
  • the mixture was pulverized for 2 minutes under the conditions of 50 W and 20 kHz.
  • the gel-like silicon compound in the mixed solution D was pulverized, so that the mixed solution D'became a sol solution of the pulverized product.
  • the volume average particle size indicating the variation in the particle size of the pulverized product contained in the mixed solution D' was confirmed by a dynamic light scattering type nanotrack particle size analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., UPA-EX150 type). It was 0.70.
  • an acrylic polymer solution 0.2 parts of isocyanate cross-linking agent (Coronate L manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Adduct of trimethylolpropane tolylene diisocyanate) and benzoyl peroxide (Japan) with respect to 100 parts of the solid content of the obtained acrylic polymer solution.
  • the acrylic pressure-sensitive adhesive solution was applied to one side of a polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Mitsubishi Chemical Polyester Film Co., Ltd., thickness: 38 ⁇ m) subjected to silicone treatment, and the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer after drying was 20 ⁇ m. And dried at 150 ° C. for 3 minutes to form an adhesive layer.
  • the resulting storage modulus of the pressure-sensitive adhesive was 1.3 ⁇ 10 5 (Pa).
  • a pressure-sensitive adhesive layer (thickness 10 ⁇ m) composed of the pressure-sensitive adhesive prepared in Production Example 2 is formed on the surface of the low refractive index layer, and further, the black ink prepared in Production Example 3 is gravure-printed on the surface of the base material.
  • a light absorption layer (thickness 3 ⁇ m) is produced.
  • Example 1 The backlight unit was taken out from a commercially available liquid crystal display device (manufactured by KING JIM, trade name "XMC10"). A light guide plate was taken out from the taken-out backlight unit (substantially, a housing), and the optical adhesive film 1 obtained in Production Example 4 was attached to a portion of the light guide plate in contact with the front surface of the housing. The light guide plate to which the optical adhesive film 1 was attached was incorporated into the backlight unit again, and this backlight unit was incorporated into the liquid crystal display device again. The obtained liquid crystal display device was subjected to the evaluations (2) and (3) above. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 The backlight unit was incorporated into the liquid crystal display device in the same manner as in Example 1 except that the optical adhesive film was not used. That is, the backlight unit of a commercially available liquid crystal display device was used as it was. This liquid crystal display device was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • the liquid crystal display device using the backlight unit of the embodiment of the present invention is brighter than the liquid crystal display device of Comparative Example 3 which does not have the light absorption layer even though it has the light absorption layer.
  • Comparative Example 2 having only the light absorption layer is extremely dark, it can be seen that the combination of the light absorption layer and the low refractive index layer exerts a synergistic effect far exceeding the mere sum.
  • the backlight unit of the present invention can be suitably used as a backlight unit of an image display device (particularly, a liquid crystal display device).
  • Light source 20
  • Light guide plate 30 Housing
  • Front 32
  • Back 40
  • Optical adhesive film 41
  • Light absorption layer 42
  • Base material 43
  • Low refractive index layer 44
  • Adhesive layer 100

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Abstract

明るく、かつ、斜め方向の光漏れが抑制されたバックライトユニットが提供される。本発明のバックライトユニットは、光源と;光源に対向して配置された、光源からの光が入射する端面と入射した光を出射する出射面とを有する導光板と;前面部と背面部とを有し、光源および導光板を収容する筐体と;光源側の筐体の前面部と導光板との間に配置され、導光板に貼り合わせられた光学粘着フィルムと;を備える。光学粘着フィルムは、筐体の前面部側から順に、光吸収層と基材と低屈折率層と粘着剤層とを有する。

Description

バックライトユニットおよび画像表示装置
 本発明は、バックライトユニットに関する。
 携帯端末、パーソナルコンピューター、カーナビゲーション、テレビ等の広範な用途に液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置においては、液晶パネルの背面側に配置され、面状に発光する面状バックライトが多用されている。面状バックライトは、導光板の端面に対向して光源を配置し、当該端面から入射した光を導光板の出射面から出射させるエッジライト(サイドライト)方式が採用されることが多い。エッジライト方式のバックライトにおいては、導光板の背面側は、代表的には、白色拡散テープを介してフレキシブルプリント回路基板(FPC)に貼り合わせられている。一方、導光板の前面側は、代表的には、導光板が収容される筐体の前面部により支持・固定され、結果として、導光板全体が筐体内で固定されている。このような構成によれば、輝度ロスが発生するという課題があった。このような輝度ロスを抑制するために、導光板とFPCとを、屈折率が1.25以下である低屈折率層を有する両面粘着フィルムで貼り合わせる技術が提案されている(特許文献1)。しかし、バックライトユニットにおいては、性能(例えば、輝度ロス(明るさ)、光漏れ)のさらなる改善が継続的に求められている。
国際公開第2019/151073号
 本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、明るく、かつ、斜め方向の光漏れが抑制されたバックライトユニットを提供することにある。
 本発明の実施形態によるバックライトユニットは、光源と;該光源に対向して配置された、該光源からの光が入射する端面と入射した光を出射する出射面とを有する導光板と;前面部と背面部とを有し、該光源および該導光板を収容する筐体と;該光源側の該筐体の前面部と該導光板との間に配置され、該導光板に貼り合わせられた光学粘着フィルムと;を備える。該光学粘着フィルムは、該筐体の前面部側から順に、光吸収層と基材と低屈折率層と粘着剤層とを有する。
 1つの実施形態においては、上記バックライトユニットは、上記筐体内において上記導光板の背面側に配置された反射板をさらに有する。この場合、上記反射板は、上記導光板との間に空気層を介して配置されてもよく;上記反射板と上記導光板とが、低屈折率層を有する両面粘着フィルムを介して貼り合わせられてもよい。
 1つの実施形態においては、上記光源はLED光源である。
 本発明によれば、バックライトユニットにおいて、光吸収層と低屈折率層とを所定の位置関係で有する光学粘着フィルムを光源側の筐体の前面部と導光板との間に配置することにより、明るく、かつ、斜め方向の光漏れが抑制されたバックライトユニットを実現することができる。
本発明の1つの実施形態によるバックライトユニットの概略断面図である。 図1のバックライトユニットのII部分の拡大概略断面図である。
 以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
A.バックライトユニットの全体構成
 図1は、本発明の1つの実施形態によるバックライトユニットの概略断面図であり;図2は、図1のバックライトユニットのII部分の拡大概略断面図である。図示例のバックライトユニット100は、光源10と導光板20と筐体30と光学粘着フィルム40とを備える。筐体30は、前面部31と背面部32とを有し、光源10および導光板20を収容する。背面部32は上方(前面側)が開口した箱状であり、前面部31は図示例においては背面部32の対向する一対の端部において背面部から内方に突出している。なお、前面部31は当該端部において内方に突出していなくてもよい。前面部31と背面部32とは、代表的には、固着され一体化されている。筐体30は、代表的には、導光板20を嵌着可能である。代表的には、前面部の段部(内方に突出した部分)には、任意の適切な光学部材(図示せず)が載置(横架)され得る。なお、前面部において段部は設けられなくてもよい。光学部材としては、例えば、拡散シート、プリズムシートが挙げられる。拡散シートおよび/またはプリズムシートは、複数載置されてもよい。なお、図示例の筐体30は、画像表示装置全体を収容する筐体の背面側部分である。
 光源10は、導光板20の一方の端部側に、導光板の端面20aに対向して配置される。したがって、バックライトユニットは、代表的にはエッジライト方式である。光源10は、代表的には、図示しないリフレクターにより包囲されている。光源としては、任意の適切な構成が採用され得る。具体例としては、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode) 、冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)、外部電極蛍光ランプ(EEFL:External Electrode Fluorescent Lamp)、熱陰極管(HCFL:Hot Cathode Fluorescent Lamp)が挙げられる。1つの実施形態においては、LED光源が用いられ得る。LED光源は、代表的には、LED(点光源)を一列に配置して構成され得る。
 導光板20は、光源からの光が入射する端面20aと入射した光を出射する出射面20bとを有する。導光板20は、端面20aが光源10に対向して配置されている。より詳細には、導光板20は、光源10から端面20aに入射した光を内部で反射作用等を受けながら端面20aと対向する端部側へ導光し、その導光過程において徐々に光を出射面20bから出射する。出射面20bには、代表的には出射パターンが設けられている。出射パターンとしては、例えば、凹凸形状が挙げられる。さらに、導光板の出射面と反対側の面には、代表的には光取り出しパターンが設けられている。光取り出しパターンとしては、例えば、白色ドットが挙げられる。なお、導光板としては、任意の適切な構成が採用され得る。導光板20の背面側は、1つの実施形態においては、任意の適切な手段(例えば、粘着テープ)を介して光源用フレキシブルプリント回路基板に貼り合わせられている。
 本発明の実施形態においては、光源10側の筐体30の前面部31と導光板20との間に、光学粘着フィルム40が配置されている。光学フィルム40は、筐体30の前面部31側から順に、光吸収層41と基材42と低屈折率層43と粘着剤層44とを有する。光学粘着フィルム40の一部は粘着剤層44を介して導光板20に貼り合わせられている。このような構成であれば、光学粘着フィルムの低屈折率層の全反射機能により、導光板が空間(空気部分)と接触していない部分(すなわち、筐体の前面部と接触している部分)においても光を反射導光することができ、かつ、臨界角以上の入射角で低屈折率層に入射し低屈折率層で反射されない光については光吸収層で吸収することができる。その結果、光の利用効率をさらに高めることができるので明るさが向上し、かつ、利用できずに漏れてしまう光を吸収し遮断できるので光漏れ(特に、斜め方向の光漏れ)を抑制することができる。なお、図示例では光学粘着フィルムが導光板から光源側に突出しているが、光学粘着フィルムの端面と導光板の端面とは面一であってもよい。
 バックライトユニット100は、筐体30内において導光板20の背面側に配置された反射板50をさらに有していてもよい。反射板50は、導光板20との間に空気層を介して配置されてもよく(すなわち、導光板と別置きで筐体に収容されてもよく);反射板50と導光板20とが、低屈折率層を有する両面粘着フィルム(図示せず)を介して貼り合わせられてもよい。図示例は、反射板50と導光板20との間に空気層が介在する構成を示している。反射板50としては、任意の適切な反射板が用いられ得る。例えば、反射板は、鏡面反射板であってもよく拡散反射板であってもよい。反射板の具体例としては、反射率の高い樹脂シート(例えば、アクリル板)、アルミニウム、ステンレス等の金属薄板または金属箔、ポリエステル等の樹脂フィルム等の基材にアルミニウム、銀等を蒸着した蒸着シート、ポリエステル等の樹脂フィルム等の基材とアルミニウム等の金属箔との積層体、内部に空孔(ボイド)が形成された樹脂フィルムが挙げられる。反射板50を設けることにより、バックライトユニットにおいて光の利用効率を高めることができる。
 以下、光学粘着フィルム40および両面粘着フィルムについて詳細に説明する。
B.光学粘着フィルム
B-1.光学粘着フィルムの概略
 上記A項で説明したとおり、光学粘着フィルム40は、筐体30の前面部31側から順に、光吸収層41と基材42と低屈折率層43と粘着剤層44とを有する。
B-2.光吸収層
 光吸収層41は、所定のデザインが施された意匠層であってもよく、ベタの着色層であってもよい。光吸収層は、好ましくはベタの着色層であり、より好ましくは黒色の着色層である。このような光吸収層を低屈折率層よりも前面側に設けることにより、臨界角以上の入射角で低屈折率層に入射し低屈折率層で反射されない光を良好に吸収し遮断することができる。
 光吸収層は、厚み3μm~5μmにおける全光線透過率が好ましくは0.01%以下であり、より好ましくは0.008%以下である。光吸収層の全光線透過率は小さければ小さいほど好ましく、その下限は例えば0.001%であり得る。光吸収層の全光線透過率がこのような範囲であれば、さらに優れた光吸収および遮断機能を実現することができる。
 光吸収層の厚みは、好ましくは0.1μm~300μmである。このような厚みであれば、構成材料を適切に選択することにより、所望の全光線透過率(結果として、光吸収および遮断機能)の実現が容易である。
 光吸収層は、任意の適切なインキまたは塗料を用いた任意の適切な印刷法により形成することができる。印刷法の具体例としては、インクジェット印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、転写シートからの転写印刷が挙げられる。
 使用されるインキまたは塗料は、代表的には、バインダーと着色剤と溶媒と必要に応じて用いられ得る任意の適切な添加剤とを含む。バインダーとしては、塩素化ポリオレフィン(例えば、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン)、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、セルロース系樹脂が挙げられる。バインダー樹脂は、単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。バインダー樹脂は熱重合性樹脂であっても光重合性樹脂であってもよい。1つの実施形態においては、バインダー樹脂はアクリル系樹脂であり、好ましくは多官能モノマー(例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート)を共重合成分として含むアクリル系樹脂である。多官能モノマーを共重合成分として含むアクリル系樹脂を用いることにより、適切な弾性率を有する着色層が形成され得る。
 着色剤としては、目的に応じて任意の適切な着色剤が用いられ得る。着色剤の具体例としては、チタン白、亜鉛華、カーボンブラック、鉄黒、弁柄、クロムバーミリオン、群青、コバルトブルー、黄鉛、チタンイエロー等の無機顔料;フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、イソインドリノンイエロー、ベンジジンイエロー、キナクリドンレッド、ポリアゾレッド、ペリレンレッド、アニリンブラック等の有機顔料または染料;アルミニウム、真鍮等の鱗片状箔片からなる金属顔料;二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛等の鱗片状箔片からなる真珠光沢顔料(パール顔料)が挙げられる。黒色の着色層を形成する場合には、カーボンブラック、鉄黒、アニリンブラックが好適に用いられる。この場合、着色剤は併用することが好ましい。可視光を広範囲かつ均等に吸収し、色付きのない(すなわち、真っ黒な)着色層を形成し得るからである。例えば、上記の着色剤に加えて、アゾ化合物および/またはキノン化合物が用いられ得る。1つの実施形態においては、着色剤は、主成分としてのカーボンブラックとその他の着色剤(例えば、アゾ化合物および/またはキノン化合物)とを含む。このような構成によれば、色つきがなく、かつ、経時安定性に優れた着色層を形成し得る。黒色の着色層を形成する場合には、着色剤は、バインダー樹脂100重量部に対して、好ましくは1重量部~200重量部の割合で用いられ得る。この場合、着色剤中のカーボンブラックの含有割合は、好ましくは1%~100%である。このような割合で着色剤(特にカーボンブラック)を用いることにより、全光線透過率が非常に小さく、かつ、経時安定性に優れた着色層を形成することができる。
B-3.基材
 基材42は、代表的には、樹脂(好ましくは、透明樹脂)のフィルムまたは板状物で構成され得る。このような樹脂の代表例としては、熱可塑性樹脂、反応性樹脂(例えば、電離放射線硬化性樹脂)が挙げられる。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリアクリロニトリル等の(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、PET等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂が挙げられる。電離放射線硬化性樹脂の具体例としては、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
 基材の厚みは、例えば10μm~100μmであり、好ましくは10μm~50μmである。
 基材の屈折率は、好ましくは1.47以上であり、より好ましくは1.47~1.60であり、さらに好ましくは1.47~1.55である。このような範囲であれば、導光板から取り出される光に悪影響を与えることなく画像表示セルに導くことができる。
B-4.低屈折率層
 低屈折率層は、代表的には、内部に空隙を有する。低屈折率層の空隙率は、上記のとおり40体積%以上であり、代表的には50体積%以上であり、好ましくは70体積%以上であり、より好ましくは80体積%以上である。一方、空隙率は、例えば90体積%以下であり、好ましくは85体積%以下である。空隙率が上記範囲内であることにより、低屈折率層の屈折率を適切な範囲とすることができる。空隙率は、エリプソメーターで測定した屈折率の値から、Lorentz‐Lorenz’s formula(ローレンツ-ローレンツの式)より空隙率を算出された値である。
 低屈折率層の屈折率は、好ましくは1.30以下であり、より好ましくは1.20以下であり、さらに好ましくは1.15以下である。屈折率の下限は、例えば1.01であり得る。このような範囲であれば、バックラトユニットにおいて非常に優れた光の利用効率を実現することができる。屈折率は、特に断らない限り、波長550nmにおいて測定した屈折率をいう。屈折率は、以下の実施例の「(1)低屈折率層の屈折率」に記載の方法によって測定された値である。
 低屈折率層は、上記所望の空隙率および屈折率を有する限りにおいて、任意の適切な構成が採用され得る。低屈折率層は、好ましくは塗工または印刷等により形成され得る。低屈折率層を構成する材料としては、例えば、国際公開第2004/113966号、特開2013-254183号公報、および特開2012-189802号公報に記載の材料を採用し得る。具体的には、例えば、シリカ系化合物;加水分解性シラン類、ならびにその部分加水分解物および脱水縮合物;有機ポリマー;シラノール基を含有するケイ素化合物;ケイ酸塩を酸やイオン交換樹脂に接触させることにより得られる活性シリカ;重合性モノマー(例えば、(メタ)アクリル系モノマー、およびスチレン系モノマー);硬化性樹脂(例えば、(メタ)アクリル系樹脂、フッ素含有樹脂、およびウレタン樹脂);およびこれらの組み合わせが挙げられる。低屈折率層は、このような材料の溶液または分散液を塗工または印刷等することにより形成され得る。
 低屈折率層における空隙(孔)のサイズは、空隙(孔)の長軸の直径および短軸の直径のうち、長軸の直径を指すものとする。空隙(孔)のサイズは、例えば、2nm~500nmである。空隙(孔)のサイズは、例えば2nm以上であり、好ましくは5nm以上であり、より好ましくは10nm以上であり、さらに好ましくは20nm以上である。一方、空隙(孔)のサイズは、例えば500nm以下であり、好ましくは200nm以下であり、より好ましくは100nm以下である。空隙(孔)のサイズの範囲は、例えば2nm~500nmであり、好ましくは5nm~500nmであり、より好ましくは10nm~200nmであり、さらに好ましくは20nm~100nmである。空隙(孔)のサイズは、目的および用途等に応じて、所望のサイズに調整することができる。空隙(孔)のサイズは、BET試験法により定量化できる。
 空隙(孔)のサイズは、BET試験法により定量化できる。具体的には、比表面積測定装置(マイクロメリティック社製:ASAP2020)のキャピラリに、サンプル(形成された空隙層)を0.1g投入した後、室温で24時間、減圧乾燥を行って、空隙構造内の気体を脱気する。そして、上記サンプルに窒素ガスを吸着させることで吸着等温線を描き、細孔分布を求める。これによって、空隙サイズが評価できる。
 低屈折率層のヘイズは、例えば5%未満であり、好ましくは3%未満である。一方、ヘイズは、例えば0.1%以上であり、好ましくは0.2%以上である。ヘイズの範囲は、例えば0.1%以上5%未満であり、好ましくは0.2%以上3%未満である。ヘイズは、例えば、以下のような方法により測定できる。なお、ヘイズは、低屈折率層の透明性の指標である。
 空隙層(低屈折率層)を50mm×50mmのサイズにカットし、ヘイズメーター(村上色彩技術研究所社製:HM-150)にセットしてヘイズを測定する。ヘイズ値については、以下の式より算出する。
    ヘイズ(%)=[拡散透過率(%)/全光線透過率(%)]×100(%)
 上記内部に空隙を有する低屈折率層としては、例えば、多孔質層、および/または空気層を少なくとも一部に有する低屈折率層が挙げられる。多孔質層は、代表的には、エアロゲル、および/または粒子(例えば、中空微粒子および/または多孔質粒子)を含む。低屈折率層は、好ましくはナノポーラス層(具体的には、90%以上の微細孔の直径が10-1nm~10nmの範囲内の多孔質層)であり得る。
 上記粒子としては、任意の適切な粒子を採用し得る。粒子は、代表的には、シリカ系化合物からなる。粒子の形状としては、例えば、球状、板状、針状、ストリング状、およびブドウの房状が挙げられる。ストリング状の粒子としては、例えば、球状、板状、または針状の形状を有する複数の粒子が数珠状に連なった粒子、短繊維状の粒子(例えば、特開2001-188104号公報に記載の短繊維状の粒子)、およびこれらの組み合わせが挙げられる。ストリング状の粒子は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。ブドウの房状の粒子としては、例えば、球状、板状、および針状の粒子が複数凝集してブドウの房状になったものが挙げられる。粒子の形状は、例えば透過電子顕微鏡で観察することによって確認できる。
 低屈折率層の厚みは、好ましくは0.2μm~5μmであり、より好ましくは0.3μm~3μmである。低屈折率層の厚みがこのような範囲であれば、本発明による破損防止効果が顕著なものとなる。さらに、上記所望の厚みの比を容易に実現することができる。
 以下、低屈折率層の具体的な構成の一例について説明する。本実施形態の低屈折率層は、微細な空隙構造を形成する一種類または複数種類の構成単位からなり、該構成単位同士が触媒作用を介して化学的に結合している。構成単位の形状としては、例えば、粒子状、繊維状、棒状、平板状が挙げられる。構成単位は、1つの形状のみを有していてもよく、2つ以上の形状を組み合わせて有していてもよい。以下においては、主として、低屈折率層が上記微細孔粒子どうしが化学的に結合している多孔体の空隙層である場合について説明する。
 このような空隙層は、空隙層形成工程において、例えば微細孔粒子どうしを化学的に結合させることにより形成され得る。なお、本発明の実施形態において「粒子」(例えば、上記微細孔粒子)の形状は特に限定されず、例えば球状でもよく他の形状でもよい。また、本発明の実施形態において、上記微細孔粒子は、例えば、ゾルゲル数珠状粒子、ナノ粒子(中空ナノシリカ・ナノバルーン粒子)、ナノ繊維等であってもよい。微細孔粒子は、代表的には無機物を含む。無機物の具体例としては、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。1つの実施形態においては、上記微細孔粒子は、例えばケイ素化合物の微細孔粒子であり、上記多孔体は、例えばシリコーン多孔体である。上記ケイ素化合物の微細孔粒子は、例えば、ゲル状シリカ化合物の粉砕体を含む。また、多孔質層および/または空気層を少なくとも一部に有する低屈折率層の別形態としては、例えば、ナノファイバー等の繊維状物質からなり、該繊維状物質が絡まり合い空隙が形成されて層を成している空隙層がある。このような空隙層の製造方法は特に限定されず、例えば、上記微細孔粒子どうしが化学的に結合している多孔体の空隙層の場合と同様である。さらに別の形態としては、中空ナノ粒子やナノクレイを用いた空隙層、中空ナノバルーンやフッ化マグネシウムを用いて形成した空隙層が挙げられる。空隙層は、単一の構成物質からなる空隙層であってもよいし、複数の構成物質からなる空隙層であってもよい。空隙層は、単一の上記形態で構成されていてもよく、複数の上記形態を含んで構成されていてもよい。
 本実施形態においては、多孔体の多孔質構造は、例えば、孔構造が連続した連泡構造体であり得る。連泡構造体とは、例えば上記シリコーン多孔体において、三次元的に孔構造が連なっていることを意味し、孔構造の内部空隙が連続している状態ともいえる。多孔質体が連泡構造を有することにより、空隙率を高めることが可能である。ただし、中空シリカのような独泡粒子(個々に孔構造を有する粒子)を使用する場合には、連泡構造を形成できない。一方、例えばシリカゾル粒子(ゾルを形成するゲル状ケイ素化合物の粉砕物)を使用する場合、当該粒子が三次元の樹状構造を有するために、塗工膜(ゲル状ケイ素化合物の粉砕物を含むゾルの塗工膜)中で当該樹状粒子が沈降および堆積することで、容易に連泡構造を形成することが可能である。低屈折率層は、より好ましくは、連泡構造が複数の細孔分布を含むモノリス構造を有する。モノリス構造は、例えば、ナノサイズの微細な空隙が存在する構造と、同ナノ空隙が集合した連泡構造とを含む階層構造を意味する。モノリス構造を形成する場合、例えば、微細な空隙で膜強度を付与しつつ、粗大な連泡空隙で高い空隙率を付与し、膜強度と高空隙率とを両立することができる。このようなモノリス構造は、好ましくは、シリカゾル粒子に粉砕する前段階のゲル(ゲル状ケイ素化合物)において、生成する空隙構造の細孔分布を制御することにより形成され得る。また例えば、ゲル状ケイ素化合物を粉砕する際、粉砕後のシリカゾル粒子の粒度分布を所望のサイズに制御することにより、モノリス構造を形成することができる。
 低屈折率層は、例えば上記のようにゲル状化合物の粉砕物を含み、当該粉砕物同士が化学的に結合している。低屈折率層における粉砕物同士の化学的な結合(化学結合)の形態は、特に制限されず、例えば架橋結合、共有結合、水素結合が挙げられる。
 低屈折率層における上記粉砕物の体積平均粒子径は、例えば0.10μm以上であり、好ましくは0.20μm以上であり、より好ましくは0.40μm以上である。一方、体積平均粒子径は、例えば2.00μm以下であり、好ましくは1.50μm以下であり、より好ましくは1.00μm以下である。体積平均粒子径の範囲は、例えば0.10μm~2.00μmであり、好ましくは0.20μm~1.50μmであり、より好ましくは0.40μm~1.00μmである。粒度分布は、例えば、動的光散乱法、レーザー回折法等の粒度分布評価装置、および走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)等の電子顕微鏡等により測定することができる。なお、体積平均粒子径は、粉砕物の粒度のバラツキの指標である。
 ゲル状化合物の種類は、特に制限されない。ゲル状化合物としては、例えばゲル状ケイ素化合物が挙げられる。
 また、低屈折率層(空隙層)においては、例えば、含まれるケイ素原子がシロキサン結合していることが好ましい。具体例として、空隙層に含まれる全ケイ素原子のうち、未結合のケイ素原子(つまり、残留シラノール)の割合は、例えば50%未満であり、好ましくは30%以下であり、より好ましくは15%以下である。
 以下、このような低屈折率層の形成方法の一例について説明する。
 当該方法は、代表的には、樹脂フィルム上に低屈折率層(空隙層)の前駆体である空隙構造を形成する前駆体形成工程、および、前駆体形成工程後に当該前駆体内部で架橋反応を起こさせる架橋反応工程、を含む。当該方法は、微細孔粒子を含む含有液(以下、「微細孔粒子含有液」または単に「含有液」という場合がある。)を作製する含有液作製工程、および、当該含有液を乾燥させる乾燥工程をさらに含み、前駆体形成工程において、乾燥体中の微細孔粒子どうしを化学的に結合させて前駆体を形成する。含有液は、特に限定されず、例えば、微細孔粒子を含む懸濁液である。なお、以下においては、主として、微細孔粒子がゲル状化合物の粉砕物であり、空隙層がゲル状化合物の粉砕物を含む多孔体(好ましくはシリコーン多孔体)である場合について説明する。ただし、低屈折率層は、微細孔粒子がゲル状化合物の粉砕物以外である場合も、同様に形成することができる。
 上記の方法によれば、例えば、非常に低い屈折率を有する低屈折率層(空隙層)が形成される。その理由は、例えば以下のように推測される。ただし、当該推測は、低屈折率層の形成方法を限定するものではない。
 上記粉砕物は、ゲル状ケイ素化合物を粉砕したものであるため、粉砕前のゲル状ケイ素化合物の三次元構造が、三次元基本構造に分散された状態となっている。さらに、上記方法では、ゲル状ケイ素化合物の破砕物を樹脂フィルム上に塗工することで、三次元基本構造に基づく多孔性構造の前駆体が形成される。つまり、上記の方法によれば、ゲル状ケイ素化合物の三次元構造とは異なる、粉砕物の塗工による新たな多孔構造(三次元基本構造)が形成される。このため、最終的に得られる空隙層においては、例えば空気層と同程度に機能する低屈折率を実現することができる。さらに、上記の方法においては、砕物同士を化学的に結合させるため、三次元基本構造が固定化される。このため、最終的に得られる空隙層は、空隙を有する構造であるにもかかわらず、十分な強度と可撓性とを維持することができる。
 低屈折率層の具体的な構成および形成方法の詳細は、例えば国際公開第2019/151073号に記載されている。当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。
B-5.粘着剤層
 粘着剤層は、粘着剤層を構成する粘着剤が通常の状態では低屈折率層の空隙に浸透しない程度の硬さを有する。粘着剤層の23℃における貯蔵弾性率は、例えば1.0×10(Pa)~1.0×10(Pa)である。例えば、1.1×10(Pa)以上、1.2×10(Pa)以上、1.3×10(Pa)以上、1.4×10(Pa)以上、1.5×10(Pa)以上、1.6×10(Pa)以上、1.7×10(Pa)以上、1.8×10(Pa)以上、1.9×10(Pa)以上または2.0×10(Pa)以上であり、かつ1.0×10(Pa)以下、5.0×10(Pa)以下、1.0×10(Pa)以下または5.0×10(Pa)以下である。好ましくは1.3×10(Pa)~1.0×10(Pa)であり、より好ましくは1.5×10(Pa)~5.0×10(Pa)である。貯蔵弾性率は、JIS K7244-1「プラスチック-動的機械特性の試験方法」に記載の方法に準拠して、周波数1Hzの条件で、-50℃~150℃の範囲で昇温速度5℃/分で測定した際の、23℃におけるにおける値を読み取ることにより求められる。低屈折率層に隣接する粘着剤層の貯蔵弾性率を上記のような範囲とすることにより、粘着剤が低屈折率層の空隙に入り込むことを防止できるので、低屈折率層の屈折率を低く維持して、その効果を維持することができる。
 粘着剤層を構成する粘着剤としては、上記のような特性を有する限りにおいて任意の適切な粘着剤が用いられ得る。粘着剤としては、代表的には、アクリル系粘着剤(アクリル系粘着剤組成物)が挙げられる。アクリル系粘着剤組成物は、代表的には、(メタ)アクリル系ポリマーを主成分(ベースポリマー)として含む。(メタ)アクリル系ポリマーは、粘着剤組成物の固形分中、例えば50重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは90重量%以上の割合で粘着剤組成物に含有され得る。(メタ)アクリル系ポリマーは、モノマー単位としてアルキル(メタ)アクリレートを主成分として含有する。なお、(メタ)アクリレートはアクリレートおよび/またはメタクリレートをいう。アルキル(メタ)アクリレートのアルキル基としては、例えば、1個~18個の炭素原子を有する直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。当該アルキル基の平均炭素数は、好ましくは3個~9個である。(メタ)アクリル系ポリマーを構成するモノマーとしては、アルキル(メタ)アクリレート以外に、カルボキシル基含有モノマー、ヒドロキシル基含有モノマー、アミド基含有モノマー、芳香環含有(メタ)アクリレート、複素環含有(メタ)アクリレート等のコモノマーが挙げられる。コモノマーは、好ましくはヒドロキシル基含有モノマーおよび/または複素環含有(メタ)アクリレートであり、より好ましくはN-アクリロイルモルホリンである。アクリル系粘着剤組成物は、好ましくは、シランカップリング剤および/または架橋剤を含有し得る。シランカップリング剤としては、例えばエポキシ基含有シランカップリング剤が挙げられる。架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、過酸化物系架橋剤が挙げられる。このような粘着剤層またはアクリル系粘着剤組成物の詳細は、例えば特許第4140736号に記載されており、当該特許公報の記載は本明細書に参考として援用される。
 粘着剤層の厚みは、好ましくは3μm~30μmであり、より好ましくは5μm~10μmである。粘着剤層の厚みがこのような範囲であれば、充分な密着力を有しつつ、全体厚みに対する粘着剤層厚みの影響が小さいという利点を有する。
C.両面粘着フィルム
 両面粘着フィルムは、代表的には、第1の粘着剤層と基材と低屈折率層と第2の粘着剤層とをこの順に有する。基材および低屈折率層は、上記B-3項およびB-4項でそれぞれ説明した光学粘着フィルムの基材および低屈折率層と同様である。第2の粘着剤層は、上記B-5項で説明した光学粘着フィルムの粘着剤層と同様である。第1の粘着剤層は、任意の適切な粘着剤で構成される。第1の粘着剤層は、第2の粘着剤層と同一であってもよく異なっていてもよい。
D.画像表示装置
 上記のバックライトユニットは、画像表示装置(例えば、液晶ディスプレイ等)に好適に用いられ得る。したがって、本発明の実施形態は、このような画像表示装置も包含する。画像表示装置は、上記に記載のバックライトユニットと、導光板の出射面側に配置された画像表示パネルとを有する。
 以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、各特性の測定方法は以下の通りである。また、特に明記しない限り、実施例における「%」および「部」は重量基準である。
(1)低屈折率層の屈折率
 アクリルフィルムに低屈折率層を形成した後に、50mm×50mmのサイズにカットし、これを粘着層を介してガラス板(厚み:3mm)の表面に貼合した。上記ガラス板の裏面中央部(直径20mm程度)を黒マジックで塗りつぶして、該ガラス板の裏面で反射しないサンプルとした。エリプソメーター(J.A.Woollam Japan社製:VASE)に上記サンプルをセットし、550nmの波長、入射角50~80度の条件で、屈折率を測定した。
(2)白輝度
 実施例および比較例で得られたバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置を全画面白表示とし、AUTRONIC  MELCHERS社製コノスコープを用いて正面方向の輝度を測定した。
(3)斜め方向の光漏れ
 実施例および比較例で得られたバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置を全画面黒表示とし、斜め方向の光漏れを目視により観察した。
[製造例1]低屈折率層形成用塗工液の調製
(1)ケイ素化合物のゲル化
 2.2gのジメチルスルホキシド(DMSO)に、ケイ素化合物の前駆体であるメチルトリメトキシシラン(MTMS)を0.95g溶解させて混合液Aを調製した。この混合液Aに、0.01mol/Lのシュウ酸水溶液を0.5g添加し、室温で30分撹拌を行うことでMTMSを加水分解して、トリス(ヒドロキシ)メチルシランを含む混合液Bを生成した。
 5.5gのDMSOに、28重量%のアンモニア水0.38g、および純水0.2gを添加した後、さらに、上記混合液Bを追添し、室温で15分撹拌することで、トリス(ヒドロキシ)メチルシランのゲル化を行い、ゲル状ケイ素化合物を含む混合液Cを得た。
(2)熟成処理
 上記のように調製したゲル状ケイ素化合物を含む混合液Cを、そのまま、40℃で20時間インキュベートして、熟成処理を行った。
(3)粉砕処理
 つぎに、上記のように熟成処理したゲル状ケイ素化合物を、スパチュラを用いて数mm~数cmサイズの顆粒状に砕いた。次いで、混合液Cにイソプロピルアルコール(IPA)を40g添加し、軽く撹拌した後、室温で6時間静置して、ゲル中の溶媒および触媒をデカンテーションした。同様のデカンテーション処理を3回行うことにより、溶媒置換し、混合液Dを得た。次いで、混合液D中のゲル状ケイ素化合物を粉砕処理(高圧メディアレス粉砕)した。粉砕処理(高圧メディアレス粉砕)は、ホモジナイザー(エスエムテー社製、商品名「UH-50」)を使用し、5ccのスクリュー瓶に、混合液D中のゲル状化合物1.85gおよびIPAを1.15g秤量した後、50W、20kHzの条件で2分間の粉砕で行った。
 この粉砕処理によって、上記混合液D中のゲル状ケイ素化合物が粉砕されたことにより、該混合液D’は、粉砕物のゾル液となった。混合液D’に含まれる粉砕物の粒度バラツキを示す体積平均粒子径を、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計(日機装社製、UPA-EX150型)にて確認したところ、0.50~0.70であった。さらに、このゾル液(混合液C’)0.75gに対し、光塩基発生剤(和光純薬工業株式会社:商品名WPBG266)の1.5重量%濃度MEK(メチルエチルケトン)溶液を0.062g、ビス(トリメトキシシリル)エタンの5%濃度MEK溶液を0.036gの比率で添加し、低屈折率層形成用塗工液を得た。
[製造例2]粘着剤層を構成する粘着剤の調製
 攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート90.7部、N-アクリロイルモルホリン6部、アクリル酸3部、2-ヒドロキシブチルアクリレート0.3部、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を酢酸エチル100gと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液を調製した。得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製のコロネートL、トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体)0.2部、ベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製のナイパーBMT)0.3部、γ-グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業社製:KBM-403)0.2部を配合したアクリル系粘着剤溶液を調製した。次いで、上記アクリル系粘着剤溶液を、シリコーン処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、厚さ:38μm)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが20μmになるように塗布し、150℃で3分間乾燥を行い、粘着剤層を形成した。得られた粘着剤の貯蔵弾性率は、1.3×10(Pa)であった。
[製造例3]光吸収層を構成する黒色インクの調製
 バインダー樹脂(アクリル系樹脂:共栄社化学社製、商品名:ライトアクリレートPE-3A)100部、カーボンブラック100部、および、粘度調整のための溶媒(メチルエチルケトン:MEK)200部を混合し、当該混合物を超音波による高分散化処理に供し、黒色インクを調製した。
[製造例4]光学粘着フィルムの作製
 製造例1で調製した低屈折率層形成用塗工液を厚さ30μmの基材(アクリルフィルム)に塗工した。塗工層のウェット厚み(乾燥させる前の厚み)は約27μmであった。該塗工層を、温度100℃で1分処理して乾燥し、基材上に低屈折率層(厚み0.9μm)を形成した。得られた低屈折率層の空隙率は58体積%であり、屈折率は1.18であった。次に、低屈折率層表面に製造例2で調製した粘着剤で構成される粘着剤層(厚み10μm)を形成し、さらに、基材表面に、製造例3で調製した黒色インクをグラビア印刷により印刷し、光吸収層(厚み3μm)を形成した。このようにして、光吸収層/基材/低屈折率層/粘着剤層の構成を有する光学粘着フィルム1を作製した。
[製造例5]光学粘着フィルムの作製
 光吸収層を形成しなかったこと以外は製造例4と同様にして、基材/低屈折率層/粘着剤層の構成を有する光学粘着フィルム2を作製した。
[製造例6]光学粘着フィルムの作製
 低屈折率層層を形成しなかったこと以外は製造例4と同様にして、光吸収層/基材/粘着剤層の構成を有する光学粘着フィルム3を作製した。
[実施例1]
 市販の液晶表示装置(KING JIM社製、商品名「XMC10」)からバックライトユニットを取り出した。取り出したバックライトユニット(実質的には、筐体)から導光板を取り出し、当該導光板の筐体前面部と接触する部分に製造例4で得られた光学粘着フィルム1を貼り合わせた。光学粘着フィルム1を貼り合わせた導光板を再びバックライトユニットに組み込み、このバックライトユニットを再び液晶表示装置に組み込んだ。得られた液晶表示装置を上記(2)および(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例1]
 光学粘着フィルム1の代わりに製造例5で得られた光学粘着フィルム2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、バックライトユニットを液晶表示装置に組み込んだ。得られた液晶表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例2]
 光学粘着フィルム1の代わりに製造例6で得られた光学粘着フィルム3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、バックライトユニットを液晶表示装置に組み込んだ。得られた液晶表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
[比較例3]
 光学粘着フィルムを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、バックライトユニットを液晶表示装置に組み込んだ。すなわち、市販の液晶表示装置のバックライトユニットをそのまま用いた。この液晶表示装置を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1から明らかなように、本発明の実施例によれば、明るく、かつ、斜め方向の光漏れが抑制されたバックライトユニットを実現できることがわかる。さらに、本発明の実施例のバックライトユニットを用いた液晶表示装置は、光吸収層を有するにもかかわらず、光吸収層を有さない比較例3の液晶表示装置よりも明るいことがわかる。さらに、光吸収層のみを有する比較例2が極端に暗いことを考慮すると、光吸収層と低屈折率層との組み合わせは、単なる総和をはるかに超える相乗効果を発揮することがわかる。
 本発明のバックライトユニットは、画像表示装置(特に、液晶表示装置)のバックライトユニットに好適に用いられ得る。
 10   光源
 20   導光板
 30   筐体
 31   前面部
 32   背面部
 40   光学粘着フィルム
 41   光吸収層
 42   基材
 43   低屈折率層
 44   粘着剤層
100   バックライトユニット

Claims (6)

  1.  光源と;
     該光源に対向して配置された、該光源からの光が入射する端面と入射した光を出射する出射面とを有する導光板と;
     前面部と背面部とを有し、該光源および該導光板を収容する筐体と;
     該光源側の該筐体の前面部と該導光板との間に配置され、該導光板に貼り合わせられた光学粘着フィルムと;
     を備え、
     該光学粘着フィルムが、該筐体の前面部側から順に、光吸収層と基材と低屈折率層と粘着剤層とを有する、
     バックライトユニット。
  2.  前記筐体内において前記導光板の背面側に配置された反射板をさらに有する、請求項1に記載のバックライトユニット。
  3.  前記反射板が、前記導光板との間に空気層を介して配置されている、請求項2に記載のバックライトユニット。
  4.  前記反射板と前記導光板とが、低屈折率層を有する両面粘着フィルムを介して貼り合わせられている、請求項2に記載のバックライトユニット。
  5.  前記光源がLED光源である、請求項1から4のいずれかに記載のバックライトユニット。
  6.  請求項1から5のいずれかに記載のバックライトユニットと、
     前記導光板の前記出射面側に配置された画像表示パネルと、
     を有する、画像表示装置。
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