(57)【要約】      （修正有）【課題】耐光性に優れ、面光源装置の光源の熱による熱膨張や、乾燥収縮の影響による変形が生じ難い光拡散板を提供すること、ならびに該光拡散板を用いた液晶表示装置用直下型面光源装置を提供すること。【解決手段】光拡散剤粒子を含有する樹脂板の一方の表面に、アクリル系モノマーを主体とした硬化性組成物の紫外線硬化樹脂層が形成されてなる光拡散板２、ならびに前記光拡散板２の紫外線硬化樹脂層が、光源５側に配置された液晶表示装置用直下型面光源装置４にある。【選択図】図１
2006227276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板の一方の表面に、アクリル系モノマーを主体とした硬化性組成物の紫外線硬化樹脂層が形成されてなる光拡散板。
【請求項２】
請求項１記載の光拡散板の紫外線硬化樹脂層が、光源側に配置された液晶表示装置用直下型面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散剤粒子を含有する樹脂板の一方の表面に、紫外線硬化樹脂層が形成されてなる光拡散板、および光拡散板の紫外線硬化樹脂層が、光源側に配置されてなる液晶表示装置用直下型面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタクリル樹脂を主成分とするアクリル系樹脂板は、透明性、耐光性等が良好である点に特徴を有しており、工業用資材、ディスプレイ用光学部材として広く使用されている。そして近年は、その透明性と耐光性から、拡散剤を配合し入射光に対する導光方向を制御することで導光板、拡散板等の光学シートとして使用されている。ただし光源の熱による熱膨張や、乾燥収縮の影響により変形が生じ易い。光拡散板が変形すると、光の拡散の均一性が低下し、面光源装置としての発光品位が低下する。とくに光拡散板が表示装置側に大きく変形すると、光拡散板と、表示装置の間の隙間が失われ、表示装置の画像品位が低下する。したがって、光拡散板の変形を抑制するために、吸水率の低い成分を配合、或いは共重合して改良したものが、そのような用途において使用されている。（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
しかしこれらの方法では、光拡散板の変形を抑制するために、相当量の吸水率の低い成分の配合、或いは共重合を必要とする。またこれらの成分は光源より発せられる紫外線により劣化しやすいため、耐光性が低下し問題となっている。
【特許文献１】特開２００１−９５２４号公報
【特許文献２】特開２００３−２９００７号公報
【特許文献３】特開２００３−１６５８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、耐光性に優れ、面光源装置の光源の熱による熱膨張や、乾燥収縮の影響による変形が生じ難い光拡散板を提供すること、ならびに該光拡散板を用いた液晶表示装置用直下型面光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の要旨は、光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板の一方の表面に、アクリル系モノマーを主体とした硬化性組成物の紫外線硬化樹脂層が形成されてなる光拡散板にある。
【０００６】
また本発明の要旨は、前述の光拡散板の紫外線硬化樹脂層が、光源側に配置された液晶表示装置用直下型面光源装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光拡散板は、光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板の一方の表面に、アクリル系モノマーを主体とした硬化液組成物の紫外線硬化樹脂層が形成され、さらに光拡散板の紫外線硬化樹脂層が、光源側に配置されていることで、光源の熱による熱膨張や、乾燥収縮の影響による変形が生じ難い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の光拡散板を構成する光拡散剤粒子を含有する樹脂板の樹脂部は、メタクリル樹脂である。ここでいうメタクリル樹脂とは、メタクリル酸メチル単独重合体、あるいはメタクリル酸メチルを主成分とし、メタクリル酸メチルが持つ、優れた耐光性を損なうことのないメタクリル酸メチルと共重合可能なその他の単量体とを共重合して得られるアクリル系共重合体のことである。またメタクリル樹脂以外の樹脂を少量ブレンドしたものであってもよい。
【０００９】
メタクリル酸メチルが持つ、優れた耐光性を損なうことのないその他の単量体、すなわちメタクリル酸メチルと共重合し得る単量体としては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｉ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチル等が挙げられる。これらの含有量は樹脂板の樹脂部全体の質量に対して３０質量％以下が好ましい。またこれらは併用することもできる。
【００１０】
本発明の光拡散板を構成する光拡散剤粒子を含有する樹脂板中に含有される光拡散剤は、代表的には、シリコーンビーズ、メラミンビーズが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板を構成する樹脂の屈折率と異なる屈折率を有する、有機粒状物質、無機粒状物質、有機無機複合粒状物質、或いは各種不活性ガスを内包する有機、或いは無機の中空粒状物質等が使用できる。これらのうち２つ以上の粒状物質を併用することもできる。光拡散剤の添加量は、樹脂板の樹脂部１００質量部当たり０．００１質量部以上、１０質量部以下であることが好ましい。０．００１質量部未満であると、光拡散効果が不充分になる傾向がある。1０質量部を超えると、全光線透過率、耐光性が低下する傾向がある。光拡散剤の粒子径は、１０μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ以下であると、光拡散性能の均一性が良好になる傾向がある。
【００１１】
本発明の光拡散板は、光拡散剤粒子を含有する樹脂板の一方の表面に、アクリル系モノマーを主体とした紫外線硬化樹脂層を有する。このアクリル系モノマーは、分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する重合性化合物、或いは多価アルコールと、多価カルボン酸またはその無水物と、（メタ）アクリル酸またはその誘導体とから得られるエステル化物が好ましい。但し、これら化合物に限定されるものではない。
【００１２】
アクリル系モノマーを主体とした硬化性組成物における分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１３】
ここで「（メタ）アクリロイル」とは、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」または「メタクリル」を、「（メタ）アクリレート」とは、「アクリレート」または「メタクリレート」を、それぞれ意味する。
【００１４】
多価アルコールと、多価カルボン酸またはその無水物と、（メタ）アクリル酸またはその誘導体とから得られるエステル化物から得られる化合物としては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、セバシン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸等の多価カルボン酸またはその無水物と、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、（メタ）アクリル酸またはその誘導体とから得られる１分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有するエステル化物から得られる化合物が挙げられる。  
【００１５】
前述した種々の化合物は、必要に応じて２種類以上を併用することもできる。また、前記化合物と重合が可能な、種々の重合性モノマーを使用することもできる。
【００１６】
本発明の光拡散板は、例えば、光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板の一方の表面に、分子中に２個以上の（メタ）アクリロイルオキシ基を有する重合性化合物、或いは多価アルコールと、多価カルボン酸またはその無水物と、（メタ）アクリル酸またはその誘導体とから得られるエステル化物から得られる化合物等のアクリル系モノマーを主体とした硬化性組成物を紫外線で硬化させて紫外線硬化樹脂層を設けることによって製造できる。硬化性組成物で用いる各化合物の好ましい具体例等は前述の通りである。
【００１７】
硬化性組成物に対しては、必要に応じて表面平滑剤、界面活性剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、貯蔵安定剤などの各種添加剤を適宜添加することができる。
【００１８】
硬化性組成物を硬化させる方法としては、光重合開始剤を配合して紫外線を照射し光硬化させる方法が好ましい。
【００１９】
光硬化法に使用する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等のカルボニル化合物；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシフォスフィンオキサイド；などが挙げられる。
【００２０】
また、本発明の光拡散板は、例えば、硬化性組成物を鋳型内面の一方に塗布、硬化し、次いで、その鋳型中に光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂を主成分とする樹脂板の原料（好ましくはメタクリル酸メチル単独またはメタクリル酸メチルを主成分とする重合性混合物）を注入し、注型重合を行うことにより製造できる。本発明においては、特にこの製造方法が好ましい。硬化性組成物を塗布する鋳型内面は、得られる光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂を主成分とする樹脂板における２つの表面（表面と裏面）の一方に対応する鋳型内面であることが好ましい。この方法に使用する鋳型の材質は、特に制限されない。例えば、ステンレス鋼、ガラス板等が好ましい。
【００２１】
鋳型内面の一方に硬化性組成物を塗布する方法の具体例およびそれを硬化させる方法の具体例も特に制限されず、鋳型内面の少なくとも一方に硬化性組成物を塗布してフィルムで覆い、硬化性組成物硬化後にフィルムを除去する方法等が挙げられる。
【００２２】
この注型重合は、連続的に行うこともできる。例えば、所定の間隔をもって対向して走行する一対のステンレス製エンドレスベルトの対向面と、エンドレスベルトの走行に追随して走行する二つのガスケットとから形成される鋳型内に原料を注入し、連続的に重合硬化させて、重合体をエンドレスベルトから剥離して取り出す、いわゆる連続キャスト法を用いることができる。この場合は、硬化性組成物を、エンドレスベルトの一方の表面（鋳型内面に相当する）に塗布し、硬化させればよい。この方法は生産性の点で優れている。
【００２３】
光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板の原料としては、先に述べたように、メタクリル酸メチル単独またはメタクリル酸メチルを主成分とする重合性混合物を用いることが好ましい。この重合性混合物としては、メタクリル酸メチル等の単量体とその単量体からなる重合体とからなるシロップを用いても良い。このシロップは、例えばメタクリル酸メチル等の単量体に重合体を溶解させて得たものでも良いし、あるいはメタクリル酸メチル等の単量体の一部を重合させて得たものでも良い。
【００２４】
注型重合において、光拡散剤粒子を含有するメタクリル樹脂板の原料を重合させる為に添加する開始剤としては、従来から知られるアゾ系開始剤、パーオキサイド系開始剤が挙げられる。それら開始剤は通常量使用すればよい。また、その原料には、目的に応じて、着色剤、離型剤、酸化防止剤、安定剤、難燃剤、耐衝撃改質剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重合禁止剤、連鎖移動剤、架橋剤等の各種添加剤を添加することもできる。
【００２５】
本発明の液晶表示装置用直下型面光源装置は、主に筐体、反射板、光源ユニット（光源、ランプリフレクタ、インバータ、電源ユニットからなる）、光拡散板、各種光学シートからなる。光源装置の光源は、限定されるものではないが、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）、外部電極蛍光管（ＥＥＦＬ）、ＬＥＤ、各種ハロゲンランプ等が挙げられる。光学シートは、限定されるものではないが、光拡散シート、プリズムシート、レンズシート等の指向性制御シート、輝度向上シート等を単独、組み合わせ、或いは複合一体化して使うことができる。また、電磁波シールドシートを使ってもよい。
【００２６】
一般に、液晶表示装置用直下型面光源装置に設置された光拡散板は、光源から発せられる熱、及び外部環境の影響により、熱膨張、或いは乾燥収縮を起こし、寸法変化を生じる。また、光拡散板の表裏の環境差により表裏の寸法変化に差が生じ、結果として光拡散板は、光源方向、及び／または表示装置方向に変形する。この変形は、光拡散板の材質、層構造、初期吸水状態、外部環境、経過時間等に関係し、いずれの方向にも起こる可能性がある。外部環境が一定の場合は、光拡散板の変形は主に光源が点灯し装置内部の環境が変化し続ける間に発生し、従って装置内部の環境が安定化する数時間程度のうちに、光拡散板の変形も安定状態に到達する。
【００２７】
本発明の液晶表示装置用直下型面光源装置を構成する光拡散板の一方の表面に形成される紫外線硬化樹脂層は、光源側に配置することにより、光源の熱による熱膨張や、乾燥収縮の影響による変形が生じ難くなる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、以下の記載において表中の各評価は次の方法に従い実施した。
【００２９】
（１）耐光性
光拡散板の紫外線暴露後の色調変化を評価する為に、得られた光拡散板より、５ｃｍ×５ｃｍの試験片を切り出し、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に示される測定法に準拠して、透過光の黄変度（以下「ＹＩ」という）を測定し、次いでフェードメーター（株式会社スガ試験機製  ＦＡＬ−５Ｈ）を用いてブラックパネル温度６３℃、シャワー無し、３００時間暴露の条件で、試験片に紫外線硬化樹脂層の側から紫外線加速暴露処理をした後に、同様に透過光によるＹＩを測定し、紫外線加速暴露処理前後の差△ＹＩを求め、光拡散板の耐光性を評価した。
【００３０】
（２）変形量
光拡散板の面光源装置に実装した際の適性を評価するために、市販の液晶表示装置（シャープ株式会社製  ２０型液晶テレビ  ＡＱＵＯＳ  ＬＣ−２０Ｂ１）を用いて、得られた光拡散板を、該液晶表示装置の面光源装置に実装されていた光拡散板と同様な形状に加工し、吸水率１質量％に調整した後、該液晶表示装置の面光源装置に実装し、液晶表示部の代わりに同一の厚みのガラス板を用いた以外は、該液晶表示装置の初期状態と同様な状態にして、５０℃、相対湿度９０％、１４４時間の条件で暴露し、図１に示すように、２台のレーザー変位計（株式会社キーエンス製  ＬＫ−０８５）を使用して、ガラス板前面中央部の位置Ｘ１、および光拡散板前面中央部の位置Ｘ２を経時的に測定し、これらの差△Ｘを算出することで、光源側、および表示装置側について、それぞれ光拡散板の最大変位量を求めた。この時、液晶表示装置の面光源装置に装着された光源の出力は、最大値に設定した。
【００３１】
［実施例１］
以下に記載の「部」は「質量部」を意味する。
【００３２】
紫外線硬化樹脂層の成分として、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（以下「ＨＡ」と記載する）６０部と、トリメチロールエタン／アクリル酸／コハク酸のモル比２：４：１の縮合反応混合物（以下「Ｔ」と記載する）４０部、および光重合開始剤としてベンゾインエチルエーテル１．５部とを混合溶解して、硬化性組成物を調製した。
【００３３】
次いで、鋳型となる１組の鏡面を有するＳＵＳ板のうち、１枚のＳＵＳ板の鏡面上にこの硬化性組成物を塗布し、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムを被せ、ＪＩＳ硬度４０°のゴムロールを用い、過剰な硬化性組成物をしごき出しながら気泡を含まないように圧着させて、その厚みを２２μｍとした。次いで、このＰＥＴフィルム面を上にして、出力４０Ｗの蛍光紫外線ランプ（東芝(株)製ＦＬ４０ＢＬ）の下２０ｃｍの位置を０．３ｍ／ｍｉｎのスピードで通過させて、硬化を行った。そして、ＳＵＳ板上にその硬化塗膜を残して、ＰＥＴフィルムを剥離した。次いで、ＳＵＳ板の硬化塗膜面を上にして、出力３０Ｗ／ｃｍ２の高圧水銀灯の下２０ｃｍの位置を０．３ｍ／ｍｉｎのスピードで通過させて、塗膜をさらに硬化させ、膜厚２０μｍの硬化塗膜を得た。
【００３４】
このようにして硬化塗膜を形成した１枚のＳＵＳ板を、硬化塗膜が内側になるようにして、もう１枚の未処理のＳＵＳ板の鏡面と対向させ、周囲を軟質ポリ塩化ビニル製のガスケットで封じ、注型重合用の鋳型を作製した。そして、この鋳型内に、重量平均分子量２２万のメタクリル酸メチル重合体２０部とメタクリル酸メチル単量体８０部とからなる混合物１００部、シリコーン樹脂ビーズ（東芝シリコーン株式会社製  トスパール１４５）０．４４部、メラミン樹脂ビーズ（日本触媒製  エポスターＳ１２）０．５０部、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾトリアゾール０．０１部、アゾビスジメチルバレロニトリル０．０５部、ジオクチルスルフォサクシネートのナトリウム塩０．００５部からなる原料を注入し、対向するＳＵＳ板の間隔を２．７ｍｍに調整し、８０℃の水浴中で１時間、次いで１３０℃の空気炉で１時間重合した。その後これを冷却し、成形品であるメタクリル樹脂板を鋳型のＳＵＳ板から剥離したところ、鋳型内面の硬化塗膜は樹脂板に転写しており、表面に被覆層を有する、板厚２ｍｍの樹脂板が得られた。得られた樹脂板は△ＹＩ０．４で耐光性に優れていた。また、得られた樹脂板を用いて前記記載の方法により加工して光拡散板を作製し、吸水率１質量％に調整した後に、液晶表示装置用面光源装置に実装して前記記載の条件による変形量を測定した。紫外線硬化樹脂層を光源側に配置することで表示装置側への変形は無く、光拡散板としての適性に優れていた。本実施例の硬化性組成物の主要な原料組成および評価結果を表１に示す。
【００３５】
［実施例２〜３］
紫外線硬化樹脂層の成分として表１に示す原料組成を採用したこと以外は、実施例１と同様にして樹脂板を製造し、評価を実施した。評価結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例１］
何れの面にも紫外線硬化樹脂層を付与しなかったこと以外は、実施例１と同様にして板を製造し、評価を実施した。評価結果を表２に示す。
【００３７】
［比較例２］
紫外線硬化樹脂層を表示部側に配置したこと以外は、実施例１と同様にして樹脂板を製造し、評価を実施した。評価結果を表２に示す。
【００３８】
［比較例３］
樹脂板として、該液晶表示装置の面光源装置に装着されていた光拡散板（ＭＳ樹脂）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして評価を実施した。評価結果を表２に示す。
【表１】
2006227276.tif 000003
【表２】
2006227276.tif 000004
【００３９】
表中の略号は、以下の化合物を示す。
【００４０】
「ＰＭＭＡ」：メタクリル樹脂
「ＨＡ」：１，６−ヘキサンジオールジアクリレート
「Ｔ」：トリメチロールエタン／アクリル酸／コハク酸のモル比２：４：１の縮合反応混合物
「Ｕ」：ヘキサメチレンジイソシアネートの３量体からなるトリイソシアネート１モルに対し３モルの３−アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレートを反応して得られるウレタン化合物
「Ｐ」：ペンタエリスリトールトリアクリレート／ペンタエリスリトールテトラアクリレートの質量比３：２の混合物
【００４１】
表１に示すように、実施例１〜３では、光拡散板の耐光性、液晶表示装置用面光源装置における光拡散板の表示装置側への変形量は無く良好な結果が得られた。
【００４２】
一方、表２に示すように、比較例１〜２では、液晶表示装置用面光源装置における光拡散板の表示装置側への変形量が大きく現れた。また、比較例３では光拡散板の耐光性は、各実施例と比較して大きなＹＩ値を示した。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の拡散板は、各種照明機器の拡散板、液晶テレビ、液晶モニター、各種液晶表示装置の直下型面光源装置の拡散板等に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】液晶表示装置（液晶表示部の代わりに同一の厚みのガラス板を用いた）、及び液晶表示装置用直下型面光源装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ガラス板
２  光拡散板
３  レーザー変位計
４  直下型面光源装置筐体
５  光源（冷陰極管）
【図１】
2006227276.tif 000005