(57)【要約】    【課題】  バックライトを構成する光拡散板の吸水性が高いため、光拡散板が反りやうねり、たわみといった変形をすることにより、液晶セルやバックライト用光学部材などの他部材への悪影響を及ぼす問題に対して、バックライト用光学部材の反りやうねり、たわみといった変形を防止することができる光学部材を提供する。    【解決手段】  基材１５２の少なくとも一方の面に機能層１５１を、他方の面に調湿層１５３を設けたバックライト用光学部材とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一方の面に機能層を、他方の面に調湿層を有することを特徴とするバックライト用光学部材。
【請求項２】
前記機能層が、光拡散層であることを特徴とする請求項１記載のバックライト用光学部材。
【請求項３】
光源と、前記光源上に配置された合成樹脂からなる光拡散板と、前記光拡散板上に配置された１種又は２種以上のバックライト用光学部材とを有するバックライトであって、前記バックライト用光学部材の少なくとも１種が、基材の一方に機能層を、他方の面に調湿層を有しており、前記調湿層が前記光源側に配置されたことを特徴とするバックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、経時的に寸法変化を起こすことなく、光学特性を損なわない、光学部材およびバックライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや電飾看板等に使用されるバックライトは、ノート型パソコンや大型液晶テレビなどの液晶ディスプレイの出荷拡大に伴い、大幅に使用量が増加している。
【０００３】
このようなバックライトとしては、主としてエッジライト型若しくは直下型のバックライトが用いられている。エッジライト型のバックライトは、バックライト自身の厚みを薄くできるためノートパソコンなどに使用されており、直下型のバックライトは、大型液晶テレビなどに使用されている場合が多い。
【０００４】
そして、このようなバックライトは、エッジライト型のバックライトにおいては、光源および導光板の他に、プリズムシート、光拡散フィルム、光反射フィルム、偏光フィルム、反射型偏光フィルム、位相差フィルム、電磁波シールドフィルムなどの光学部材から構成されており、直下型のバックライトにおいては、光源および光拡散板の他に、プリズムシート、光拡散フィルム、光反射フィルム、偏光フィルム、反射型偏光フィルム、位相差フィルム、電磁波シールドフィルムなどの光学部材から構成されている（特許文献１参照）。
【０００５】
上記のようなバックライトを用いてなる液晶ディスプレイにおいては、光源の点灯不良を除き、経時的に映像不良を生じることはほとんどなかった。
【０００６】
しかし、液晶ディスプレイの大型化、バックライトの大型化に伴って、液晶ディスプレイの点灯から数時間経過した後、ディスプレイ上に、周囲と映像状態が異なる部分が局所的に発生する現象が報告され始めている。
【０００７】
【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】
【０００８】
上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、上記映像不良の原因が、高湿度環境下に長時間放置した場合に、バックライトを構成する光拡散板の吸水性が高いため、光拡散板が反りやうねり、たわみといった変形をすることにより、液晶セルやバックライト用光学部材などの他部材への悪影響をあたえることがわかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、バックライト用光学部材に調湿層を設けることにより、バックライト用光学部材の反りやうねり、たわみ等の変形が防止できることを見出し、これを解決するに至った。
【００１０】
即ち、本発明のバックライト用光学部材は、基材の少なくとも一方の面に機能層を、他方の面に調湿層を有することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明のバックライト用光学部材は、前記機能層が、光拡散層であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のバックライトは、光源と、前記光源上に配置された合成樹脂からなる光拡散板と、前記光拡散板上に配置された１種又は２種以上のバックライト用光学部材とを有するバックライトであって、前記バックライト用光学部材の少なくとも１種が、基材の一方に機能層を、他方の面に調湿層を有しており、前記調湿層が前記光源側に配置されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバックライト用光学部材およびバックライトは、調湿層を有することにより、うねり、たわみ等の変形を原因として液晶ディスプレイに映像不良を生じさせることがないバックライト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】
【００１４】
本発明のバックライト用光学部材の実施の形態について説明する。本発明のバックライト用光学部材は、基材の少なくとも一方の面に機能層を、他方の面に調湿層を有するものである。このような機能層としては、プリズムシート、光拡散フィルム、光反射フィルム、偏光フィルム、反射型偏光フィルム、位相差フィルム、電磁波シールドフィルムなどとして機能することができる層であればよく、特に限定されない。以下、機能層として、光拡散層を適用した場合を例として、実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明のバックライト用光学部材の基材としては、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、１０μｍ〜５００μｍ程度、好ましくは、１２μｍ〜３５０μｍである。
【００１６】
光拡散層は、基材の少なくとも一方の面に設けられていれば良く、基材の両面に設けられていても良い。このような光拡散層は、透明高分子樹脂および微粒子から形成される。このような光拡散層の厚みとしては、３〜５０μｍ程度が好ましい。
【００１７】
光拡散層に用いられる透明高分子樹脂としては、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があげられる。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。
【００１８】
光拡散層に光拡散性を付与するために添加される微粒子としては、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があげられる。
【００１９】
他方の面に設けられる調湿層は、吸放湿性を備えた層である。このような層を備えることにより、基材や機能層が吸収する水分を減少させ、基材や機能層が吸放湿することで起こる、反りやうねり、たわみ等の変形を防止することができる。また、調湿層がバックライトの光源側に配置されることにより、光源側にある光拡散板から放出される水分を吸収し、他のバックライト用光学部材の吸収する水分を減少させ、それらの反りやうねり、たわみ等の変形を防止することができる。
【００２０】
このような調湿層は、吸放湿性材料からなるものであり、吸放湿性材料としては、例えば、ベーマイト、シリカゲル、ゼオライト、硫酸ナトリウム、アルミナ、アロフェン、珪藻土、珪質頁岩、セピオライト、アタバルジャイト、モンモリロナイト、ゾノライト、イモゴライト、大谷石粉、活性白土、木炭、竹炭、活性炭、木粉、貝殻粉、アルギン酸ビーズ、多孔質合成樹脂粒子等の粒状物を用いることができる。吸放湿性材料として粒状物を用いる場合には、粒状物の平均粒子径は、５〜５０μｍ程度が好ましい。５μｍ以上とするのは、粒子径があまり小さいと調湿性が劣るためであり、５０μｍ以下とするのは、粒子径があまり大きいと異物状に見え、映像不良となるためである。
【００２１】
これらの吸放湿性材料を合成樹脂に混合し、膜とすることにより、調湿層が得られる。このような合成樹脂としては、光拡散層に用いられる透明高分子樹脂を用いることができる。また、吸放湿性材料として、ポリアルキレンオキシド変性物やポリアルキレングリコール変性物に代表される吸放湿性樹脂を用いることもでき、吸放湿性樹脂を単独、あるいは透明高分子樹脂に混合して吸放湿層とすることができる。吸放湿性材料と合成樹脂を混合する場合の混合割合としては、光の透過率をあまり低下させないために、合成樹脂に対して、１〜５０重量％程度が好ましい。
【００２２】
このような調湿層の厚みとしては、１０〜８０μｍ程度が好ましい。１０μｍ以上とするのは、あまり薄いと調湿の効果が得られにくいためであり、８０μｍ以下とするのは、これ以上の厚みにすると、完全に吸放湿性材料が調湿層中に埋没してしまい、効果が低下するためである。
【００２３】
また、吸放湿性材料が最表面にあるほど良いため、粘着層などに吸放湿性材料を転写させる方法を用いることもできる。
【００２４】
以上説明したバックライト用光学部材の各層は、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。
【００２５】
次に、本発明のバックライトについて説明する。本発明のバックライトは、上述したバックライト用光学部材を備えたものである。
【００２６】
本発明のバックライトの実施の形態について説明する。本発明のバックライトは、光源と、前記光源上に配置された合成樹脂からなる光拡散板と、前記光拡散板上に配置された１種又は２種以上のバックライト用光学部材とを有するバックライトであって、前記バックライト用光学部材の少なくとも１種が、基材の一方に機能層を、他方の面に調湿層を有しており、前記調湿層が前記光源側に配置されたことを特徴とするものである。このようなバックライトは、いわゆる直下型バックライトといわれるものである。
【００２７】
図２に直下型バックライト１の一実施形態を示す。このバックライト１は、図示するように、シャーシ１１内に収納した反射フィルム１２の上に光源１３を複数配置し、その上に光拡散板１４を介して、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、本発明の直下型バックライト１においては、光拡散フィルム１５として、図１に示すような、基材１５２の一方に光拡散層１５１を、他方の面に調湿層１５３を有するものを使用する。
【００２８】
バックライトの光源は主として冷陰極管が使用される。光源の形状としては、線状、Ｕ字状のものがあげられる。
【００２９】
バックライトを構成する光拡散板は、光源上に設置され、光源のパターンを消す役割を有し、主として合成樹脂からなるものである。このような光拡散板は、光源のパターンを消すために使用されるものであることから、厚みは１ｍｍ〜５ｍｍと厚い必要があり、正面輝度を向上させつつ適度な視野角を付与するために使用され、厚みが１２μｍ〜３５０μｍである光拡散フィルムとは異なるものである。
【００３０】
光拡散板を構成する合成樹脂としては、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があげられる。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。
【００３１】
光拡散板中には、光拡散性を付与するため、微粒子が添加される。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があげられる。
【００３２】
このような光拡散板は、例えば、光拡散性を付与するための微粒子、必要に応じて他の成分を含有する合成樹脂組成物を、押出成形、射出成形、プレス成形等の方法により、板状に成形することにより行うことができる。
【００３３】
直下型バックライトの光拡散板上には、目的に応じて、１種又は２種以上のバックライト用光学部材が配置される。このようなバックライト用光学部材としては、プリズムシート、光拡散フィルム、光反射フィルム、偏光フィルム、反射型偏光フィルム、位相差フィルム、電磁波シールドフィルムなどがあげられる。例えば、プリズムシートとしては、住友スリーエム社の商品名ＢＥＦ II、商品名ＲＢＥＦ、商品名ウェーブフィルムや、三菱レイヨン社の商品名ダイヤアートがあげられる。光拡散フィルムとしては、恵和社の商品名オパルスやツジデン社の商品名Ｄ１１４があげられる。光反射フィルムとしては、恵和社の商品名レイラや住友スリーエム社の商品名ＥＳＲがあげられる。偏光フィルムとしては、日東電工社の商品名ＮＰＦや住友化学社の商品名スミカランがあげられる。反射型偏光性フィルムとしては、住友スリーエム社のＤＢＥＦがあげられる。位相差フィルムとしては、鐘淵化学社の商品名エルメック、住友化学社の商品名スミカライトがあげられる。電磁波シールドフィルムとしては、日東電工社の商品名エレクリスタや帝人社の商品名レフテルがあげられる。このようなバックライト用光学部材の少なくとも１種又は２種以上の少なくとも一方の面に調湿層が設けられる。
【００３４】
なお、直下型バックライトの光源の光拡散板とは反対側など、直下型バックライト内の他の部分にバックライト用光学部材を有していてもよい。
【実施例】
【００３５】
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。
【００３６】
［実施例１］
バックライト用光学部材の作製（光拡散フィルム）：
厚み１８８μｍ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１５μｍ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調湿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２５μｍの調湿層を形成し、光拡散フィルムを作製した。
【００３７】
＜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A807：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
（テクポリマーMBX-12：積水化成品工業社）
・希釈溶剤                                        ３６部
・硬化剤                                            ２部
（タケネートD110N：大日本インキ化学工業社）
【００３８】
＜調湿層用塗布液＞
・アクリルポリオール                              １０部 
（アクリディックA807：大日本インキ化学工業社）
（固形分５０％）
・珪藻土                                            １部
（稚内層珪藻頁岩：鈴木産業社）
・希釈溶剤                                        ３６部
・硬化剤                                            ２部
（タケネートD110N：大日本インキ化学工業社）
【００３９】
バックライトの作製：光源上に光拡散板を配置し、さらに光拡散板上に、前記バックライト用光学部材（光拡散フィルム）を配置し、光出射面の面積が２０９０ｃｍ２の実施例１のバックライトを得た（サイズは２６型）。
【００４０】
［比較例１］
実施例１のバックライト用光学部材に調湿層を設けない光拡散フィルムを作製し、光拡散フィルムとしてこれを用いた以外は、実施例１と同様に比較例１のバックライトを得た。
【００４１】
［たわみの評価］
実施例１および比較例１で得られたバックライトを、市販の２６型液晶ＴＶに組み込み、４０℃、９０％ＲＨの環境で２４時間放置した後、液晶ＴＶを点灯させ、映像状態の経過を観察した。
【００４２】
その結果、実施例１のものは、点灯から何時間経過しても液晶ＴＶの画面に映像不良が生じることはなかった。また、液晶ＴＶに組み込んだバックライト用光学部材（光拡散フィルム）を取り出したところ、光拡散層の裏面に調湿層を設けているため、急激な湿度変化が起こりにくくなり、端部と面内部の吸湿性の違いによるたわみは観察されなかった。
【００４３】
一方、比較例１のものは、液晶ＴＶの点灯から３時間経過した後に、液晶ＴＶの画面上に、周囲と映像状態が異なる部分が局部的に発生する現象が観察された。この局部的な映像不良箇所は、時間の経過とともに徐々に小さくなっていったが、数日経っても完全に消えることはなかった。また、液晶ＴＶに組み込んだバックライト用光学部材（光拡散フィルム）を取り出したところ、端部と面内部の吸湿性の違いによるたわみが観察された。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のバックライト用光学部材の一例を示す断面図
【図２】バックライトの一例を示す断面図
【符号の説明】
【００４５】
１・・・・バックライト
１１・・・シャーシ
１２・・・反射フィルム
１３・・・光源
１４・・・光拡散板
１５・・・バックライト用光学部材（光拡散フィルム）
１６・・・プリズムシート
１５１・・機能層（光拡散層）
１５２・・基材
１５３・・調湿層
【図１】
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【図２】
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