(57)【要約】【課題】バックライト用光学シートにおいてシート枚数を増やさず、吸湿性に起因する反りを低減する。【解決手段】アクリル系樹脂を基材とする光学シートであって、一方の面にパターン印刷の層４が設けられ、他方の面には調湿層５が設けられており、調湿層５側からの吸水速度がパターン印刷層４側からの吸水速度以下であるたことを特徴とするバックライト用光学シート。ここで、前記パターン印刷層４および調湿層５の飽和吸水率が、前記基材３を構成するアクリル系樹脂の飽和吸水率よりも小さいことが好ましく、特に前記調湿層５がポリカーボネートまたはゴム変性スチレン・メタクリル酸メチル共重合体からなるのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル系樹脂を基材とするバックライト装置用光学シートであって、一方の面にパターン印刷の層が設けられ、他方の面には調湿層が設けられており、調湿層側からの吸水速度がパターン印刷層側からの吸水速度以下であることを特徴とするバックライト装置用光学シート。
【請求項２】
前記パターン印刷層および調湿層の飽和吸水率が、前記基材を構成するアクリル系樹脂の飽和吸水率よりも小さい請求項１に記載のバックライト装置用光学シート。
【請求項３】
前記調湿層がポリカーボネートまたはゴム変性スチレン・メタクリル酸メチル共重合体からなる請求項２に記載のバックライト装置用光学シート。
【請求項４】
前記パターン印刷の層が離散的である請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライト装置用光学シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置、看板などのバックライト装置に用いられる光学シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄型の看板、表示装置、液晶表示装置の背面光源等に用いられる光源装置として、導光体に光を入射して発光させるバックライト装置が知られている。例えばエッジライト式と言われる導光体の端面に冷陰極管や熱陰極管などの光源を配置し、任意の形状またはパターンで発光させるバックライトが知られている。また導光体の裏面には輝度均一化のためにパターン印刷の層を設ける技術が特許文献１などに知られている。
【０００３】
更に特許文献１ではパターン印刷層の裏側にクリア塗装層、高反射拡散層を設ける例も示されている。この種の光源装置としては、より輝度が高く、軽量化および薄肉化されたよりコンパクトなものであることが要求されている。このような光源装置における導光体の材料としては、導光体中における光の吸収、散乱、反射などの透過率損失ができるだけ少ないものが望ましく、高い光線透過率を有する透明樹脂が適している。従って、現在はアクリル樹脂が多く用いられ、アクリル樹脂を任意の形状に成形したものや、アクリル樹脂板そのものが導光体として用いられていることが特許文献２および特許文献３に記載されている。
【０００４】
ところでアクリル樹脂は吸水性があるため、周囲の湿度変化により伸縮する。アクリル樹脂板の片面に特許文献１のようなパターン印刷層やクリア塗装層、高反射拡散層などを積層すると、他方の面とで吸水速度に差が生じるため、反りが生じる問題がある。特に積層する層の吸水速度がアクリル樹脂板本体より低い場合は顕著である。
【０００５】
また別のバックライトとして、背面光源と拡散シートから構成された直下型の面光源が知られている。拡散板は透明樹脂に光拡散材を混入したものなどが使用されている。直下型の面光源においてもエッジライト式と同様に、拡散板の裏側に輝度均一化のための光源配置に対応したパターン印刷の層を設ける技術が特許文献４などに知られている。このようなパターン印刷の層を備えた直下型の面光源用拡散板においても、上記と同様に吸湿性に起因した反りが生じる問題がある。
【０００６】
吸湿性に起因した反りが生じる問題を軽減する技術も公開されている。拡散板の表側に他のシートを配置した場合、拡散板の裏側は外気に直接接するが、表側は他のシートにより外気が遮断される。そのため表側と裏側とで吸湿状態に差が生じ、反りが発生する。この問題に対し、特許文献４は拡散板と他のシートとの間に隙間を設け、両面が外気に直接接するよう工夫したものである。しかし、特許文献４の技術では拡散板の表側と裏側とで吸湿状態に差が生じる場合の解決策とはならない。また隙間を設けることはバックライトの薄型化に反する、という別の問題がある。
【０００７】
特許文献５には拡散板の裏側に吸湿抑制シートを設ける技術が示されている。しかしバックライト用光学シートをバックライトの枠に取り付ける場合、熱による伸縮を考慮すると遊びと呼ばれる多少の隙間を設ける必要がある。文献５の技術では、その隙間から進入した外気の影響は避けられない。またエッジライト式では、導光板の出射側に他のシートを配置しない場合がある。このような場合に特許文献５の技術を適用すると裏表２枚の吸湿抑制シートを設ける必要があり、バックライトの薄型化や軽量化に反する、という問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１８２９０８号公報
【特許文献２】特開平８−２６９２９１号公報
【特許文献３】特開２００４−３００３１８号公報
【特許文献４】特開平１１−２２３８１２号公報
【特許文献５】特開２００３−０４３４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
導光板や拡散板の裏側に輝度均一化のためのパターン印刷層を設けた場合、シート枚数を増やさず、吸湿性に起因する反りを低減する技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、アクリル系樹脂を基材とするバックライト装置用光学シートであって、一方の面にパターン印刷の層が設けられ、他方の面には調湿層が設けられており、調湿層側からの吸水速度がパターン印刷層側からの吸水速度以下であることを特徴とするバックライト装置用光学シートによって解決される。ここで、前記パターン印刷層および調湿層の飽和吸水率が、前記基材を構成するアクリル系樹脂の飽和吸水率よりも小さいことが好ましく、前記調湿層がポリカーボネートまたはゴム変性スチレン・メタクリル酸メチル共重合体からなるのが好ましい。
また、前記パターン印刷の層は離散的であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバックライト用光学シートは、一方の面に調湿層を積層したので、反対面に設けられたパターン印刷層によってアクリル系樹脂からなるシート基材の吸水速度が小さくなる現象を相殺し、湿度変化に伴う反りなどの変形を生じにくい。
前記調湿層がポリカーボネートまたはゴム変性スチレン・メタクリル酸メチル共重合体（以下ゴム変性ＭＳ）からなる場合は、耐衝撃性が向上し、シートが割れにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明について図を参照しながら説明する。図１には本発明のバックライト用光学シートの例として、エッジライト式バックライトで用いられる導光体が示されている。導光体の端部には反射部材と線状光源からなる端部光源が配置されている。
【００１３】
導光体の裏面には光源からの距離に応じて間隔が変化した拡散反射パターンが印刷されている。本例ではパターン印刷層の吸水速度は基材のアクリル樹脂より小さい。本発明におけるパターン印刷層とはスクリーン印刷、ロール印刷などの一般的な印刷法により形成されたものの他、転写箔、金属の蒸着膜なども含まれる。
【００１４】
導光体の基材はアクリル系樹脂であり、表側には調湿層が積層されている。
本発明の基材であるアクリル系樹脂としてはメタクリル酸メチル樹脂およびメタクリル酸メチルとスチレンとの共重合樹脂などが挙げられ、透明性が高い点でメタクリル酸メチル樹脂が好ましい。
【００１５】
本発明の調湿層の材質としては、パターン印刷層の透明基材を採用できる。
調湿層は表側表面の一部に設けても良い。一部に設ける場合はパターン印刷層の配置と同様の面積比率にすることが好ましい。
調湿層は表側表面の全面に設けても良い。この場合は調湿層の形成をロール印刷などにより容易に行うことができる。
また透明性、アクリル樹脂製基材より低い吸水速度であること、および基材との密着性から、ポリカーボネート樹脂またはゴム変性ＭＳ樹脂製の層を設けても良い。この場合、シートが割れにくいと言う特長を有する。
【００１６】
パターン印刷層がほとんど吸湿せず、さらにほぼ全面を覆っている場合には、調湿層の材料としてほとんど吸湿しないものを選択する必要がある。一方、パターン印刷層がアクリル樹脂製基材より若干低い吸水速度であり、さらに図１のように全面ではなく離散的に間隔をあけて覆っている場合やパターン印刷層の吸水速度がアクリル系樹脂の吸水速度より若干低い程度の場合には、調湿層の吸水速度はアクリル樹脂製基材より若干低い吸水速度であればよい。各面の吸水速度の違いは、評価対象の反対面側を封止した状態で高湿度下に置いた時の重量変化を比較することで求めることができる。
【００１７】
また、本発明で使用されるアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂およびゴム変性ＭＳ樹脂では、吸水速度と飽和吸水率はほぼ比例する。そのため、上記吸水速度を飽和吸水率と置き換えてもよい。ここで、樹脂に関わらず吸水による膨張率はほぼ一定であるため、飽和吸水率の異なる２層が積層されていると、一定時間経過後はバイメタルのような反りを生じてしまう。以下、このように吸水状態が平衡状態に達したときの反りを平衡反りと称する。これに対し、吸水を開始後、経時的に変化する反りを経時反りと称する。
【００１８】
調湿層の厚みが基材の厚みと比較して厚すぎると、平衡反りを生じる問題がある。しかしながら平衡反りはその凸方向がパターン印刷層側であれば支持ピンなどで対策ができる。本発明では飽和吸水率が比較的小さい調湿層が表側となるため、平衡反りはその凸方向が光源側であり、反り量が一定程度であれば問題とならない。ただし反り量は小さい方が好ましいことは言うまでも無いので、調湿層の厚みは基材の厚みと比較して１／３以下とする事が好ましい。また調湿層のヤング率は基材のヤング率より低い事が好ましい。これにより平衡反りの反り量を小さくできる。
基材シートの好ましい厚みは０．３〜１０ｍｍである。
【００１９】
アクリル系樹脂製の基材層とポリカーボネート樹脂またはゴム変性ＭＳ樹脂調湿層の積層方法は例えば熱ラミネート、共押し出しなどを採用できるが、シート成形と積層を同時に行える点で共押し出しが好ましい。
【実施例】
【００２０】
＜実施例＞
基材層としてアクリル樹脂、調湿層としてゴム変性ＭＳ樹脂（スチレン比率４０％）、パターン印刷層としてゴム変性ＭＳ樹脂膜とした構成について、シート厚み方向の吸湿率の経時的な変化およびそれに伴う伸びから反りを計算した。その結果を図２に示す。
図２では反り量の正負は、出光側に凹方向の反りが正、凸方向の反りが負である。また横軸の時間は日数の平方根の値で示されている（例えば１０は１００日後）。
【００２１】
＜比較例＞
調湿層を備えない以外は実施例と同様の構成でシート厚み方向の吸水率の経時的な変化およびそれに伴う伸びから反りを計算した。その結果を図３に示す。
【００２２】
上記の計算は、シートを厚み方向に例えば５０〜２００の層に分割し、有限要素法を用いて行った。シート厚みに垂直な面を単位時間に通過する水分量が水分率勾配に比例することから、フィックの拡散法則により各層の水分率の時間変化を表し、さらに水分率を元に各層のシート面方向への伸び率を計算することで、シート全体の反り量を算出できる。各層の厚さおよび吸水膨張率は、表１に示す値を用いた。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
ただしパターン印刷層は計算の簡単のため、ゴム変性ＭＳ樹脂層（スチレン比率４０％）の吸湿特性で代用した。また計算の簡単のため、各層のヤング率は３０００ＭＰａとした。またパターン印刷層側にバックライトのキャビネットがあることを考慮し、シート周辺の湿度は出射側（調湿層側）が９０％ＲＨ、パターン印刷層側が７０％ＲＨとした。また温度は４０℃とした。
【００２５】
実施例の経時反りは出射側に最大約３．５ｍｍ凸であるのに対し、比較例の経時反りは出射側に最大約５．９ｍｍ凸であり、実施例の方が大幅に最大反りが小さいことがわかる。
また、比較例の１００日後の反りは出射側に約２ｍｍ凸となるのに対し、実施例の１００日後の反りはパターン印刷層側に約０．４ｍｍ凸となる。パターン印刷層側に凸の反りは、支持ピンなどで対策ができるため大きな問題とはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光学シートの一例を示す図である。
【図２】実施例の光学シートに関して吸湿反りの経時変化を計算した結果を示す図である。
【図３】比較例の光学シートに関して吸湿反りの経時変化を計算した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：光源、２：導光板
３：アクリル基板、４、パターン層、５：調湿層
【図１】
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【図２】
2010145916.tif 000005
【図３】
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