(57)【要約】  薄型のバックライト装置としたときにでも、正面輝度の低下が起こらないバックライト装置を提供する。  導光板１４と、前記導光板１４の少なくとも一端部に配置された光源１３と、前記導光板１４の光出射面上に配置された光拡散フィルム１５から構成されるエッジライト方式のバックライト装置１において、前記導光板１４の厚みが１．０ｍｍ以下であり、前記光拡散フィルム１５はバインダー樹脂および光拡散剤より形成されてなる光拡散層を有し、さらに前記光拡散剤は粒子径分布の変動係数が３０％以下の範囲とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、前記導光板の少なくとも一端部に配置された光源と、前記導光板の光出射面上に配置された光拡散フィルムとから構成されるエッジライト方式のバックライト装置において、前記導光板の厚みが１．０ｍｍ以下であり、前記光拡散フィルムはバインダー樹脂および光拡散剤より形成されてなる光拡散層を有し、さらに前記光拡散剤は粒子径分布の変動係数が３０％以下であることを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記光拡散剤は粒子径分布の変動係数が１０％以上であることを特徴とする請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記光拡散剤の平均粒子径が５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記光拡散層の厚みが、３〜３０μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記光拡散層は、光拡散剤をバインダー樹脂１００重量部に対し、１００〜２５０重量部含有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型のバックライト装置に関し、特に薄型導光板を用いた場合でも、正面輝度が低下しないバックライト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイなどのバックライト装置として、導光板の少なくとも一端部に光源を配置したエッジライト方式のバックライト装置がある。このようなバックライト装置では、光源からの光を均一にするために導光板の光出射面に光拡散フィルム、その他に正面輝度を高めるためにプリズムシートなどの光学部材が積層されている（特許文献１）。【０００３】
近年、薄型化をはかるためバックライト装置を構成する光学部材を少なくしたり、導光板やそのほかのバックライト装置を構成する光学部材を薄くしたりすることが行われている。【０００４】
しかし、薄型化を図るために導光板を薄くした場合、従来からの光拡散フィルムを用いたのでは、バックライト装置の正面輝度が低下してしまうといった問題が発生している。【０００５】
【特許文献１】特開平９−１２７３１４号公報（請求項１、段落番号００３４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、このような薄型のバックライト装置としたときにでも、正面輝度の低下が起こらないバックライト装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、薄型の導光板では、導光板の光出射面の法線方向を０°とした場合に、光源から入射して導光板から０°方向に出射される光が、従来の導光板に比べて少なく、光源から入射して導光板から６０〜９０°方向に出射される光が多くなっているため、バックライト装置としたときに、正面輝度が低下すること、従来のバックライト装置に用いられる光拡散フィルムは、比較的厚みの厚い導光板の光出射特性に合わせて設計されているため、それを薄型の導光板と組み合わせたバックライト装置では、薄型の導光板の正面輝度を向上させることができないことを見出し、本発明に至った。【０００８】
即ち、本発明のバックライト装置は、導光板と、前記導光板の少なくとも一端部に配置された光源と、前記導光板の光出射面上に配置された光拡散フィルムとから構成されるエッジライト方式のバックライト装置であって、前記導光板の厚みが１．０ｍｍ以下であり、前記光拡散フィルムはバインダー樹脂および光拡散剤より形成されてなる光拡散層を有し、さらに前記光拡散剤は粒子径分布の変動係数が３０％以下であることを特徴とするものである。【０００９】
本発明のバックライト装置において、好適には、光拡散剤の粒子径分布の変動係数は１０％以上であり、光拡散剤の平均粒子径が５〜１０μｍである。
また好適には、光拡散層の厚みは、３〜３０μｍである。【００１０】
なお、本発明でいう平均粒子径、および粒子径分布の変動係数は、コールターカウンター法（重量分布）により測定した値から算出したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバックライト装置は、光拡散フィルムの光拡散層に含有される光拡散剤として、粒子径分布の変動係数が特定範囲のものを用いることにより、粒子が光拡散層の表面から突出した部分（凸部）によって形成される表面形状を比較的均一で且つ深い凹部を持つ形状することができ、これにより、導光板から６０〜９０°方向に出射される光の多くを出射方向（導光板と直交する正面方向）に向けることができる。また粒子径分布の変動係数を特定範囲とすることにより、凸部形状に起因する干渉状パターンの発生を抑えることができる。
これにより、薄型の導光板を用いた場合でも、正面輝度が低下することがないバックライト装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。【００１３】
図１にエッジライト方式のバックライト装置の一実施形態を示す。このバックライト装置１は、図示するように、導光板１４と、導光板１４の一端部に光源１３を配置し、導光板１４の光出射面とは反対面にシャーシ１１に収納された光反射フィルム１２が設けられている。さらに、導光板１４の光出射面上に、光拡散フィルム１５、プリズムシート１６が配置されている。ここで、光拡散フィルムとして、例えば基材の一方の面に光拡散層を有するものを使用することができる。【００１４】
バックライトの光源は主として冷陰極管、ＬＥＤなどが使用される。光源の形状としては、点状、線状、Ｕ字状のものがあげられる。図示するものでは、導光板１４の一端部のみに光源１５を配置したものが、２以上の端部に配置しても良い。【００１５】
導光板は、少なくとも一端部に設置された光源の光を面方向に導くためのものであり、端部と略直交する一方の面を光出射面とする。導光板の材料としては、一般的な導光板に使用される樹脂を用いることができ、例えば、非晶質オレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。特に、非晶質オレフィン系樹脂やポリカーボネート樹脂からなる導光板は、透明性や耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性などの性質が優れているため好ましい。
また本発明のバックライト装置は薄型化を目的とするため、導光板は１．０ｍｍ以下のものを用いる。特に好ましくは８００μｍ以下、さらに６００μｍ以下のものが好ましい。下限としては、導光板の耐衝撃性や強度を保つため、２５０μｍ以上が好ましい。【００１６】
導光板は厚みが薄くなるにつれて、その光出射特性が次のように変化する。すなわち、図２に示すように、導光板の片側のみに光源（ランプ）を配置した場合、導光板の光出射面の法線方向を０°、それと直交しランプが配置される側と反対側に向かう方向の出射角度を９０°とするとき、導光板から出射される光の特定出射角における輝度割合（導光板の特定出射角における輝度あるいは特定範囲の出射角における輝度合計を、導光板の出射角０〜９０°の輝度の総合計で除した値を言い、以下単に「輝度割合」という。）は、出射角０°付近で極端に少なくなり、出射角が０°から離れるにつれて多くなる傾向にある。【００１７】
より具体的には、一般的な１．０ｍｍより厚い導光板では、出射角０〜１０°方向の輝度割合は５％を超え、さらに、出射角０〜６０°方向の輝度割合は５５〜７０％程度、出射角６０〜９０°方向の輝度割合は３０〜４５％程度である。これに対し、厚みが１．０ｍｍ以下の薄い導光板では、出射角０〜１０°方向の輝度割合は０．１〜３％程度であり、出射角６０〜９０°方向の輝度割合が５５％以上、０〜６０°方向の輝度割合が０．１〜４５％程度である。【００１８】
なお、上述した輝度割合は、図３に示すような、導光板の出射角０〜９０°の範囲の角度毎の輝度を表す曲線（光出射特性）から近似式を求め、その近似式から導光板から出射される光の特定出射角における輝度割合を求めることができる。なお図３は光出射特性を概念的に示したものであるが、実際の光出射特性は、複数の出射角における輝度を測定し、出射角に対しプロットすることにより得られる。また、簡易的には、特定出射角における輝度あるいは特定範囲の出射角における輝度合計を、導光板の出射角０〜９０°の各出射角における輝度を単純に合計したもので除して求めることができる。【００１９】
本発明のバックライト装置は、このように出射角０°付近の輝度割合が極端に少ない導光板を備えており、後述する特定の光拡散フィルムを組み合わせることにより、正面方向（０°方向）の輝度低下を防止している。【００２０】
以下、光拡散フィルムの具体的な構成を説明する。
光拡散フィルムは、光源から透過する光をほぼ均一に拡散させるための光拡散面を有している。光拡散面は、通常、導光板とは反対側の表面に微細な凹凸を設けることにより実現することができる。微細な凹凸を持つ光拡散面は、基材上にバインダー樹脂および光拡散剤を含む光拡散層を設けることにより形成される。【００２１】
光拡散フィルムを形成する基材としては、透過率の高いものであれば良く、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性に優れる高分子フィルムが用いられる。特に二軸延伸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、寸法安定性に優れているため好適に使用することができる。また、これらの透明高分子フィルムに、適宜易接着層などを設けたものも好適に使用される。基材の厚みとしては、取り扱う上で、支障のない厚みであれば特に限定されるものではないが、１０〜２５０μｍ程度、好ましくは、１２〜１００μｍである。バックライト装置の薄型化という観点からは、５０μｍ以下であることが、より好ましい。【００２２】
バインダー樹脂および光拡散剤より形成される光拡散層の厚みは、光拡散剤により凸部が形成されている部分の厚みとして、３〜５０μｍ程度、特に好ましくは３０μｍ以下、さらに２０μｍ以下が好ましい。光拡散層の厚みを薄くし、正面輝度を低下させないためには、バインダー樹脂と光拡散剤を適切に選択する必要がある。【００２３】
光拡散層を形成するバインダー樹脂としては、光学的透明性に優れた樹脂を用いることができ、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。これらの中でも光学特性に優れるアクリル系樹脂が好適に使用される。【００２４】
光拡散層を形成する光拡散剤としては、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。【００２５】
光拡散剤の形状は、特に限定されるものではないが、光拡散性に優れる球状の有機微粒子が好ましく、平均粒子径の下限は好ましくは５μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上であり、平均粒子径の上限は好ましくは２５μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下である。平均粒子径を５μｍ以上とすることにより、光拡散剤によって形成される光拡散層表面の凹凸が小さくなって、光拡散性が増し正面輝度が低下することを防止する。２５μｍ以下とすることにより、平均粒子径が大きくなり光拡散層の厚みが厚くなることを防止するためである。【００２６】
光拡散剤は、その粒子径分布の変動係数が３０％以下、好ましくは２５％以下のものを用いる。変動係数を３０％以下とすることにより、導光板の出射角６０〜９０°方向の輝度割合が多くなっても、光拡散フィルムを通して０°方向に出射する光を多くすることができ、バックライト装置としたときの正面輝度を高く保つことができる。即ち、薄型の導光板を用いた場合に起こる正面輝度の低下を防ぐことができる。また、光拡散剤の粒子径分布の変動係数は、１０％以上が好ましい。変動係数を１０％以上とするのは、光拡散層の規則正しい凸部に起因して、干渉状パターンが現れるのを防止するためである。【００２７】
光拡散剤のバインダー樹脂１００重量部に対する割合は、使用する光拡散剤の平均粒子径や光拡散層の厚みによって一概にはいえないが、１００〜２５０重量部、好ましくは１３０〜２１０重量部である。光拡散剤を１００重量部以上とすることにより、十分な光拡散性を得ることができる。また、光拡散剤を２５０重量部以下とすることにより、塗膜強度を保つことができる。【００２８】
光拡散フィルムの光拡散層が設けられていない面には、カールを防止したり、傷付きを防止したりするバックコート層を形成してもよい。【００２９】
以上説明した光拡散フィルムの各層は、各々の構成成分や必要に応じて他の成分を配合して、適当な溶媒に溶解又は分散させて塗布液を調製し、当該塗布液をロールコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法などの公知の方法により塗布、乾燥した後、適宜必要な硬化方法を用いて硬化させることにより形成することができる。【００３０】
本発明のバックライト装置は、上述の光拡散フィルムを用いていることから、他の光拡散フィルムでは抑制できない導光板の出射角６０〜９０°方向の輝度割合の増加とそれによる輝度の低下が抑えられるので、高い正面輝度が得られ、バックライト装置として、厚み１ｍｍ以下を実現することができる。また、通常は光学フィルムとしてプリズムシートを二枚使用しているが、本発明のバックライト装置では、光拡散フィルム自体が正面輝度を高める機能を有しているので、プリズムシートを一枚に減らした場合でも、それに起因する輝度の低下を抑えることができる。従って、導光板の薄型化の効果だけでなく、プリズムシート１枚分の薄型化を図ることができる。【００３１】
本発明のバックライト装置は、正面輝度が高く拡散される光が少ないため、視野角を狭いものとすることができ、携帯電話などの用途に好適である。
【実施例】
【００３２】
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。【００３３】
１．光拡散フィルムの作製
［実施例１］
厚み１００μｍの透明高分子フィルム（ルミラーT60：東レ社）の一方の表面に下記組成の光拡散層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約１１μｍの光拡散層を形成した。更に透明高分子フィルムの光拡散層とは反対面に下記組成のバックコート層用塗布液をバーコーティングにより塗布し、加熱硬化させ、厚み約３μｍの塗膜を形成し、実施例１の光拡散フィルムを作製した。【００３４】
＜光拡散層用塗布液＞
・アクリルポリオール                              １０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％）
・ポリメチルメタクリレート真球状粒子              １０部
（変動係数２０％、平均粒子径８μｍ）
・希釈溶剤                                        ３６部
・硬化剤                                            ２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社）
（固形分６０％）【００３５】
＜バックコート層用塗布液＞
・アクリルポリオール                              １０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％）
・ポリエチレン系ワックス                    ０．０２２部
（セリダスト3620、平均粒子径８μｍ：クラリアント社）
・希釈溶剤                                        ３６部
・硬化剤                                            ２部
（タケネートD110N：三井化学ポリウレタン社）
（固形分６０％）【００３６】
［実施例２］〜［実施例９］および［比較例１］〜［比較例５］
実施例１の光拡散層用塗布液のポリメチルメタクリレート真球状粒子を、表１に示す平均粒子径および変動係数を有するポリメチルメタクリレート真球状粒子に変えて、実施例１と同様にして、実施例２〜９および比較例１〜５の光拡散フィルムを作製した。各実施例における光拡散層の厚みは、使用した光拡散剤によって、光拡散層の厚みによる輝度の変化が見られたため、最も高い輝度が得られる厚みを採用した。【００３７】
２．バックライト装置の作製
実施例１〜９および、比較例１〜５の光拡散フィルムの光拡散層側の面が光出射面となるようにして、ポリカーボネート樹脂からなる０．６ｍｍの導光板上に設置し、導光板の一端部にＬＥＤを４灯設置した２．４インチエッジライト方式のバックライト装置（１インチ＝２．５４ｃｍ）を作製し、実施例１〜９および比較例１〜５のバックライト装置とした。なお、光拡散フィルムを載せない状態での導光板の光出射面の中央における輝度および、ランプと反対方向の出射角を０〜９０°とした場合の出射角度ごとに輝度を測定し、特定範囲の出射角における輝度割合を算出した。その結果、出射角６０〜９０°方向の輝度割合は６７％であり、出射角０〜１０°方向の輝度割合は０．４％であった。また、出射角０〜６０°方向の輝度割合は３３％であった。【００３８】
［参考例１〜３］
また、実施例１、比較例１、比較例４の光拡散フィルムの光拡散層側の面が光出射面となるようにして、アクリル樹脂からなる３ｍｍの導光板上に設置し、導光板端部の向い合う二辺に冷陰極管を各１灯設置した１５インチエッジライト方式のバックライト装置（１インチ＝２．５４ｃｍ）を作製し、参考例１、参考例２、参考例３のバックライト装置とした。なお、光拡散フィルムを載せない状態での導光板の光出射面の中央における輝度および、２灯のランプの内１灯を点灯させて、ランプと反対方向の出射角を０〜９０°とした場合の出射角度ごとに輝度を測定し、特定範囲の出射角における輝度割合を算出した。その結果、出射角６０〜９０°方向の輝度割合は４２％であり、出射角０〜１０°方向の輝度割合は６％であった。また、出射角０〜６０°方向の輝度割合は５８％であった。【００３９】
３．評価
［正面輝度の測定］
実施例１〜９、比較例１〜５および参考例１〜３のバックライト装置の光拡散フィルム上に、さらに、プリズムシート１枚を設置し、バックライト装置の中央における正面輝度を測定した。結果を表１に示す。【００４０】
[干渉状パターンの評価] 
実施例１〜９および比較例１〜５の光拡散フィルムを蛍光灯に透かして、光拡散層面を観察した。干渉状パターンがないものを「○」、干渉状パターンがあるものを「△」とした。結果を表１に示す。【００４１】
【表１】
2008117720.tif 000003
【００４２】
表１に示す結果からもわかるように、光拡散剤の変動係数が３０％以下である実施例１〜９のバックライト装置では、いずれも２９００ｃｄ／ｍ2以上の高い正面輝度が得られた。特に光拡散剤の変動係数が１０％以上である実施例１〜５のバックライト装置では、粒子径分布によりある程度の表面不規則性が付与されるため、干渉状パターンの発生も見られなかった。一方、変動係数が３０％以上である比較例１〜５のバックライト装置では、平均粒子径の大きい光拡散剤を用いた比較例５で２９００ｃｄ／ｍ2以上の正面輝度が得られたものの、全体として実施例１〜９に比較し正面輝度の向上が見られなかった。【００４３】
上述した傾向は、同じ平均粒子径で変動係数が異なる光拡散剤を用いた実施例および比較例の比較からも明らかである。図４に、平均粒子径の異なる光拡散剤毎に、変動係数と正面輝度（測定値）との関係をプロットしたグラフを示す。図４のグラフ（実線）に示すように、光拡散剤の平均粒子径が８μｍである実施例１、２、６及び比較例１を比較すると、変動係数と正面輝度との相関が明確に認められ、変動係数の増加に伴い明らかな正面輝度の低下が確認された。同様に、光拡散剤の平均粒子径が５μｍである実施例３、７及び比較例２をプロットしたグラフ（点線）、平均粒子径が１０μｍである実施例４、８及び比較例３をプロットしたグラフ（一点鎖線）からも、変動係数の増加に伴い明らかな正面輝度の低下が確認された。【００４４】
平均粒子径が３０μｍである実施例９と比較例５との比較からも同様の傾向が確認されたが、変動係数が正面輝度に与える影響は、平均粒子径が小さいものよりも小さかった。これは平均粒子径が比較的大きな光拡散剤を用いた光拡散フィルムでは、最適な輝度を得るための光拡散層の厚みが厚くなるため、粒子径の小さい粒子は層内に埋もれ、粒子径の大きい粒子が表面形状を主に支配することになり、変動係数による影響を受けにくくなるためと考えられる。【００４５】
また平均粒子径が１０μｍ以下の光拡散剤を用いた光拡散フィルムでは、最高輝度が得られる光拡散層の厚みを１５μｍ以下に抑えることができ、バックライト装置としての厚みを薄くすることができた。【００４６】
参考例１〜３に用いた導光板は、光源から入射して導光板から出射される出射角０〜６０°方向の輝度割合が５２％であり、角度ごとに出射される光の割合変化が比較的少ないものである。このような導光板を用いた場合、参考例１と参考例２のバックライト装置は、光拡散層に用いられる光拡散剤の粒子径分布の変動係数の違いによる正面輝度の差がほとんどみられなかった。同様に、参考例１と参考例３のバックライト装置も正面輝度の差がほとんどみられなかった。【００４７】
しかし、比較例１（導光板の厚み：０．６ｍｍ）と参考例２（導光板の厚み：３ｍｍ）、比較例４（導光板の厚み：０．６ｍｍ）と参考例３（導光板の厚み：３ｍｍ）のバックライト装置の正面輝度の差からもわかるように、光拡散層に粒子径分布の変動係数が３０％以上の光拡散剤を用いた光拡散フィルムを、出射角０〜１０°方向の輝度割合が少なく、出射角６０〜９０°方向の輝度割合が高い導光板（厚み１ｍｍ以下の導光板）に対して用いた比較例１と比較例４のバックライト装置は、厚い導光板を用いたときと比べて正面輝度の低下が著しいものであった。【００４８】
一方、参考例１のバックライト装置（導光板の厚み：３ｍｍ）の正面輝度は３０４７ｃｄ／ｍ2と大変高いものであり、同じ光拡散フィルムを用いた実施例１のバックライト装置（導光板の厚み：０．６ｍｍ）の正面輝度も３００１ｃｄ／ｍ2と高いものである。この結果から、光拡散層に粒子径分布の変動係数が２０％の光拡散剤を用いた光拡散フィルムを、出射角０〜１０°方向の輝度割合が少なく、出射角６０〜９０°方向の輝度割合が高い導光板（厚み１ｍｍ以下の導光板）に対して用いた場合は、厚い導光板を用いたときと比べてもほぼ同等の正面輝度を確保でき、正面輝度の低下を防ぐことができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】エッジライト方式のバックライト装置の一例を示す断面図
【図２】導光板の出射角度を説明する図
【図３】導光板の光出射特性を模式的に示す図
【図４】光拡散剤の粒子径の変動係数による正面輝度の違いを示すグラフ
【符号の説明】
【００５０】
１・・・・エッジライト方式のバックライト装置
１１・・・シャーシ
１２・・・光反射フィルム
１３・・・光源
１４・・・導光板
１５・・・光拡散フィルム
１６・・・プリズムシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008117720.tif 000006
【図４】
2008117720.tif 000007
【国際調査報告】
2008117720.tif 000008
2008117720.tif 000009
2008117720.tif 000010