(57)【要約】【課題】  各種光源に応じた特定のパターン形成を必要としないバックライトユニットと、このバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置を提供する。【解決手段】  光源と、該光源から光を反射する該光源の少なくとも背面側に配置された反射部と、該光源の前面側に配置され、直接または該反射部にて反射されて入射する該光源からの光を拡散する光拡散部とを有し、該光拡散部は、該光源からの光入射角により直線透過光量が異なる異方性拡散媒体を少なくとも１枚含むことを特徴とするバックライトユニット、および該バックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置。【選択図】  図１
2007134281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
該光源からの光を反射する該光源の少なくとも背面側に配置された反射部と、
該光源の前面側に配置され、直接または該反射部にて反射されて入射する該光源からの光を拡散する光拡散部とを有し、
該光拡散部は、該光源からの光の入射角により直線透過光量が異なる異方性拡散媒体を少なくとも１枚含むことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物を硬化させてなり、散乱中心軸を有することを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記光拡散部は、前記異方性拡散媒体からなる層を少なくとも1層積層してなる光拡散媒体により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記光拡散部は、前記異方性拡散媒体からなる層を少なくとも1層積層してなる光拡散媒体と、他の光拡散媒体により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記光源が、前記光源の前面側以外を前記反射部により囲まれていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記光源が、冷陰極管であることを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記光源が、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記ＬＥＤが、赤色発光ダイオード（Ｒ）、緑色発光ダイオード（Ｇ）および青色発光ダイオード（Ｂ）を組み合わせて白色光を作り出すものであることを特徴とする請求項７に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記バックライトユニットが、液晶表示ユニットの背面に配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示ユニット等を後方から照明するためのバックライトユニットに関し、特に直下型バックライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、自発光でないため通常バックライトからの照明によって視認可能となる表示装置である。このバックライトには、エッジライト型と直下型の２通りの方式がある。エッジライト型は、透明なアクリル板等で作られた導光板のエッジ部に光源を配置し、この光源からの光を導光板、反射板、拡散フィルム等によって導光板の正面方向に出射するものであり、主に中小型表示に使用されている。一方、直下型は表示画面の直下に配置した光源からの光を反射板と拡散板を介して照射するもので、高輝度を必要とされる用途や大型の表示装置に採用されている。
図1に示すとおり、この直下型のバックライトは、箱型の筐体（図示せず）の底に光源が一定間隔で配置され、光拡散部の設置位置以外の筐体の内側には反射部が配置されている。この筐体の上側、箱の開口部には光源から一定の空隙を挟んで光拡散部が覆いかぶさるように配置されている。この光拡散部は、光源から直接入射する光、もしくは光源からの光が反射部にて反射されて導かれる光を拡散して、面内に均一な強度の光を拡散板上面から出射させる上で欠かせないものである。
光源としては、冷陰極管やＬＥＤが使用され、反射部にはアルミニウムや銀の蒸着膜や、酸化チタン等の白色顔料をその表面や内部に大量に含む合成樹脂フィルムや板が使用される。光拡散部は、透明な合成樹脂板の表面や内部にその樹脂とは屈折率の異なる樹脂や無機物の微粒子を分散させたものが通常使用される。
【０００３】
ところで、この直下型バックライトでは、光源の発光部が離散した状態で配置されているため、通常の光拡散部を通して見た場合、直下に光源が存在する部分の輝度がその周囲よりも明るく、光源の形状が浮き出したいわゆるランプイメージが見えることになる。そこで、これを抑制して面全体の輝度を均一化させるために、様々な工夫が凝らされている。特許文献１では、光拡散部に、光源との距離に対応した光反射パターンを形成しており、特許文献２では、光拡散部の光源と対抗する面に光源からの距離に応じて変化させた凹凸を形成している。また、特許文献３では、光源の投光方向に、所定の全光線透過率と曇価の調光用ドットパターンを、所定の形状、サイズで所定の位置に印刷した光拡散部を備えることが示されている。ここで調光用ドットパターンを形成するインキには、所定の配合濃度で遮光剤と拡散剤が調合されているものである。さらに、光源としての冷陰極管における高圧側と低圧側の輝度の違いを補正するため、通常の拡散部剤の他に、輝度の高い高圧側の上側にだけ別の拡散部剤を直接配置する例が特許文献４に示されている。これらの多くの試みでは光源の形状や位置に応じて光拡散部材の表面に特定のパターンを形成する必要があり、その作製がはなはだ面倒であるばかりか、わずかの位置ずれにより輝度の均一性が大きく損なわれるという問題があった。そして、バックライトの機種毎に異なるパターンを有する光拡散部材からなる光拡散部を準備する必要があった。
【０００４】
光拡散性を有する部材は、古くから照明器具や建材に使われていただけでなく、最近のディスプレイ、特にＬＣＤにおいても広く利用されている。これらの部材の光拡散発現機構としては、表面に形成された凹凸による散乱（表面散乱）、マトリックス樹脂とその中に分散されたフィラー間の屈折率差による散乱（内部散乱）、及び表面散乱と内部散乱の両方によるものが挙げられる。ただし、これらの光拡散部材には、一般にその拡散性能は等方的であり、入射角度を少々変化させても、その透過光の拡散特性が大きく異なることはなかった。
【０００５】
しかしながら、特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという光制御板が提案されている（例えば、特許文献５参照）。この光制御板なる特殊な光拡散部材は、それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以上の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物に、特定方向から紫外線を照射して硬化させたプラスチックシートであり、そのシートに対して特定の角度をなす入射光のみを選択的に散乱させるというものである。
【０００６】
この光制御板を作製するための材料としては、上述の「それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以上の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物」以外にも、ウレタンアクリレートオリゴマーを含む組成物が開示されている（例えば、特許文献６〜８参照）。また、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物Ａと、このＡとの屈折率差が０．０１以上である重合性炭素−炭素二重結合を有しない化合物Ｂとの組み合わせや、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を複数有し、その硬化前後の屈折率差が０．０１以上である化合物が列挙されており（例えば、特許文献９参照）、更に、ラジカル重合性化合物とビニルエーテルを官能基に有するカチオン重合性化合物との組み合わせも開示されている（例えば、特許文献１０参照）。
【０００７】
これらの光制御板が示す、特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという散乱特性の入射角依存性は、特許文献６で図解されるように、光制御板作製時にその上空に配置した線状光源を光制御板表面に投影した線を中心にして光制御板を回転させた場合に観察されるものである。一方、線状光源の投影線と直交する線を中心に回転させた場合には、散乱特性の入射角依存性がほとんど見られないか、先の線状光源の投影線を中心に回転させた場合とは大きく異なる散乱特性の入射角依存性を有することになる。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２７３７６０号公報
【特許文献２】特開平６−２７３７６３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１７０２３号公報
【特許文献４】特開平７−２８８０２３号公報
【特許文献５】特開平１−７７００１号公報
【特許文献６】特開平１−１４７４０５号公報
【特許文献７】特開平１−１４７４０６号公報
【特許文献８】特開平２−５４２０１号公報
【特許文献９】特開平３−１０９５０１号公報
【特許文献１０】特開平６−９７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、各種光源に応じて特定のパターン形成を必要としない異方性拡散媒体を使用したバックライトユニットと、このバックライトユニットを組み込んだ液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のバックライトユニットは、光源と、該光源からの光を反射する該光源の少なくとも背面側に配置された反射部と、該光源の前面側に配置され、直接または該反射部にて反射されて入射する該光源からの光を拡散する光拡散部とを有し、該光拡散部は、該光源からの光の入射角により直線透過光量が異なる異方性拡散媒体を少なくとも１枚含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物を硬化させてなり、散乱中心軸を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の光拡散部は、前記異方性拡散媒体からなる層を少なくとも1層積層してなる光拡散媒体を少なくとも有し、場合により他の光拡散媒体を含めて構成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光源は、冷陰極管やＬＥＤなどを、単数または複数使用することを特徴とする。
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、上記バックライトユニットを液晶表示ユニットの背面に配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のバックライトユニットの光拡散部に使用される異方性拡散媒体は、散乱中心軸を有し、この散乱中心軸を囲む一定の極角範囲内の方向から入射した光を選択的に散乱するものであるため、従来光源の形状に合わせてその直上の光拡散部材に設けていた特定のパターンを形成することなく、光拡散部からの均一な出射光を得ることができる。そのため、パターン形成の手間と費用が不要となるだけでなく、多くの機種のバックライトユニットに適用可能なため、部材の種類削減によるコストダウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のバックライトユニットは、図１に記載された光拡散部を構成する光拡散部材のひとつとして、異方性拡散媒体を使用するものである。この異方性拡散媒体としては、散乱中心軸を有するものが好適に使用される。この異方性拡散媒体において入射光の散乱が最も強く現れる入射角度の方向と、光源から異方性拡散媒体に入射する最も強い入射光の方向とを概ね一致させることにより、この強い入射光が強く散乱されてこの方向の光量は低減し、一方その他の方向の入射光はほとんど散乱されずに透過するため、結果的に光拡散部を透過する光量の面内均一性が高まることになる。
【００１７】
散乱中心軸を有する異方性散乱媒体とは、入射角を変えた時に光散乱特性が変化するいわゆる異方散乱特性が、散乱中心軸を中心にして略対称性を示すものである。従って、前段を散乱中心軸を用いて説明すると、光源から異方性拡散部材に入射する最も強い入射光の方向と、散乱中心軸とを一致させることにより、異方性拡散媒体を有する光拡散部を透過する光量の面内均一性が高まるということになる。
【００１８】
図２（ａ）は、光拡散部に従来の等方性拡散板を用いた場合の例である。光源からの光が光拡散部を透過する際に、光源の直上方向では距離が近く直線透過光量が最も強くなるが、ふたつの光源の間に当たる等方性拡散板の領域では、光源からの距離が遠くなるために相対的に入射光量が弱くなり、それゆえ相対的に弱く出射されることでランプイメージが見えてしまう。一方、散乱中心軸が法線方向と一致している本発明で使用される異方性拡散媒体を光拡散部に使用した図２（ｂ）では、光源の直上部分では拡散が強いため直上方向の出射光は弱まるが、２つの光源の間に当たる異方性拡散媒体の領域では、光源から異方性拡散媒体に斜め方向に入射して透過する光量が多いため、全体として均一化される。
【００１９】
本発明で使用される異方性拡散板は、光硬化性化合物を含む組成物の硬化物からなるものであり、散乱中心軸を有するものの内部構造は図３に示すように、微小な領域５が多数形成されている。図３では微小領域５を円柱状に模式的に記載したが、その形状は円状、多角形状、不定形状など、特に限定されるものではない。これら微小領域５は、異方性拡散媒体４の法線Ｓ方向に配された点状光源から互いに平行な紫外線を照射することにより形成されており、これら微小領域は全て法線Ｓ方向と平行に形成されている。
【００２０】
図３におけるＡ−Ａ線断面図の光学顕微鏡写真を図４（ａ）に、Ｂ−Ｂ線断面図の光学顕微鏡写真を図４（ｂ）に示す。両断面図とも微小領域５が存在していることを確認できる。図３の異方性拡散媒体では、このようにいずれの断面においても微小領域５が存在するため、いずれの方向からの入射光に対しても光散乱特性を得ることができる。
【００２１】
本発明では、バックライトユニットの光拡散部から出射する光の面内均一性が要求されることから、図３に示す特性を有する異方性拡散板が必須である。
【００２２】
光拡散媒体の光散乱特性を評価する指標としては、通常ＪＩＳ−Ｋ７１０５やＪＩＳ−Ｋ７１３６で示される拡散透過率や平行光線透過率、ヘーズが使用される。これらは積分球にサンプルを密着させて光漏れがないような条件で、法線方向から光を照射して測定されるものであり、入射角度を任意に変えての測定は想定されていない。すなわち、異方性拡散媒体の拡散特性の入射角依存性を評価するための公式に認められた方法は存在しない。そこで、本発明に用いられる異方性拡散媒体の光学特性を測定するためには、図７に示すように、図示しない光源と受光器６との間にサンプルを配置し、サンプル表面の直線Ｌを中心として角度を変化させながらサンプルを直線透過して受光器６に入る光量を測定するという測定原理により直線透過光量の入射角依存性の評価を行うことにした。具体的な装置としては、市販のヘーズメーターや変角光度計、分光光度計において、光源と受光部との間に回転可能なサンプルホルダーを設けたものを使用することができる。ここで得られる光量の値はあくまで相対的なものであるが、直線透過光量の角度依存性として図８で示されるような測定結果を得ることができる。
【００２３】
この結果は直接光散乱特性を表しているものではないが、直線透過光量が低下することで逆に拡散透過光量が増大することから、概ね光散乱特性を示しているといえる。従って、以下では直線透過光量により光散乱特性の角度依存性を説明する。
【００２４】
上記測定法により測定される直線透過光量により、図３に示す異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図を図９に示す。図９において、符号５は棒状硬化領域を模式的に表したものであり、ここでは棒状硬化領域は法線Ｓ方向へ伸びている。この異方性拡散媒体の上方から光が入射し、下方へ出射する場合、法線Ｓ方向、つまり棒状硬化領域の延在方向から入射した入射光Ｉ０は、異方性拡散媒体を通過する際に強く拡散されるため、その対応する直線透過光量は小さい。図９では、これをＩ０と同じ向きを持ち、直線透過光量に比例した大きさを持つ透過光ベクトルＴ０で表している。次に、この入射光Ｉ０から一定の角度だけ傾斜した入射光Ｉ１については、これに対応する直線透過光量は増加するため、その透過光ベクトルＴ１はＴ０より大きくなっている。さらに、入射光Ｉ１よりも深い角度からの入射光Ｉ２では、その対応する透過光ベクトルＴ２はＴ１よりもさらに大きくなっている。
【００２５】
入射光Ｉ０から傾斜するすべての入射光について上記と同様に透過光量をベクトルで表現し、そのベクトル先端部を結ぶと、図９に破線で示す対称性を持つ曲線が得られる。さらに、入射光Ｉ０を含む他の断面について同様の検討を行った場合も、すべての断面について図９と同様の破線の曲線が得られる。すなわち、全ての方向について得られる透過光ベクトルの先端を結ぶと、図１０に示すような法線Ｓ方向に散乱中心軸を有する釣鐘状曲面が得られることになる。
【００２６】
本発明の異方性拡散媒体は上記の実施形態のみに限定されるものではなく、例えば図１１に示すような、法線Ｓ方向から任意の角度傾斜した方向Ｐを散乱中心軸とした異方性拡散媒体とすることも可能である。
【００２７】
図１１に示す異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図を図１２に示す。図１２において、符号５は棒状硬化領域を模式的に示したものである。この異方性拡散媒体についても上記と同様の検討を行うと、棒状硬化領域の延在方向であるＰ方向からの入射光Ｉ０、それに対して傾斜する入射光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれに対応する透過光ベクトルＴ０、Ｔ１、Ｔ２の先端を結べば、図１２に破線で示した曲線が得られ、さらに入射光Ｉ０を含むすべての断面について同様に透過光ベクトルの先端を結べば、図１２に示すような方向Ｐに散乱中心軸を有する釣鐘状曲面が得られる。
【００２８】
なお、以前から知られている光制御板に相当するものに、図５のような平行な板状の構造が形成されたものがある。図５におけるＡ−Ａ線断面の光学顕微鏡写真を図６（ａ）に、Ｂ−Ｂ線断面の光学顕微鏡写真を図６（ｂ）に示すが、Ａ−Ａ線面で見た場合には厚さ方向に延在する構造が確認されるが、Ｂ−Ｂ線断面の観察では均質にしか見えない。このような構造の異方性拡散媒体では、Ａ−Ａ線に平行する入射光に対しては光散乱特性の入射角異方性が観察されるが、Ｂ−Ｂ線に平行する入射光に対してはほとんど入射角異方性が見られない。
【００２９】
線状光源を用いて作製された異方性拡散媒体では、図８に示す入射角依存性を示すが、これは図７に示された特定の直線Ｌを中心にサンプルを回転させた場合だけであって、サンプル面内の直線Ｌと直交する直線を中心に回転させた場合は、直線透過光量の入射角依存性がほとんど示されないか、全く異なった様相を呈することになる。すなわち、図１３に示す直線Ｌと同じ向きの線状光源から光照射を行って作製した光制御板について、直線Ｌを中心に光制御板を回転させた場合の直線透過光量の角度依存性は図１４の実線で示されるが、直線Ｌと直交する直線Ｍを中心に回転させた場合は、破線で示されるように全く異なった入射角依存性を示すのである。
【００３０】
本発明でいう対称性とは、図８において方向Ｐを差す入射光の入射角を０°として、入射光がプラス側の領域における直線透過光量の最大値と最小値の差をΔＲ、同様にマイナス側のそれをΔＬで表し、０．５≦（ΔＲ／ΔＬ）≦２の関係が成立する場合を言うものである。
【００３１】
本発明のバックライトユニットに用いられる異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物に、直線Ｐの方向から平行光線を照射して、該組成物を硬化させることにより作製されるが、この直線Ｐの方向としては、媒体の法線からの傾きが４５°以内であることが好ましく、３０°以内であることがより好ましく、１５°以内であることがさらに好ましい。この直線Ｐが法線と一致することも本発明の好ましい形態である。４５°以上の深い傾きから光を照射した場合、照射光の吸収効率が悪く製造上不利であり、そして、本発明に示される直線Ｐを含む任意の入射面内における直線透過光量の入射角依存性の同一性を保てない可能性が高く好ましくない。これは図１２からも明らかなように、方向Ｐの法線に対する傾斜が大きい場合、方向Ｐに対して同じ角度だけ傾斜した入射光Ｉ２同士であっても、異方性拡散媒体中の光路長がそれぞれ著しく異なってしまい、透過光Ｔ２の光量に差が生じてしまうからである。
【００３２】
本発明の光拡散部の形態としては、異方性拡散媒体単独、異方性拡散媒体を透明基体上に積層した構成、異方性拡散媒体の両側に透明基体を積層した構成が提供可能である。ここで透明基体としては、透明性は高いもの程良好であって、全光線透過率（ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１）が８０％以上、より好ましくは８５％以上、最も好ましくは９０％以上のもの、また、ヘーズ値（ＪＩＳ  Ｋ７１３６）が３．０以下、より好ましくは１．０以下、最も好ましくは０．５以下のものが好適に使用できる。透明なプラスチックフィルムやガラス板等が使用可能であるが、薄く、軽く、割れ難く、生産性に優れる点でプラスチックフィルムが好適である。具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリイミド（ＰＩ）、芳香族ポリアミド、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、セロファン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、シクロオレフィン樹脂等が挙げられ、これらの単独または混合、更には積層したものを用いることができる。また基体の厚さは、用途や生産性を考慮すると１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１０〜５００μｍ、より好ましくは、５０〜１５０μｍである。
【００３３】
本発明に用いられる異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物を硬化したものであるが、この組成物の形態としては、（Ａ）光重合性化合物を単独で含む形態、（Ｂ）光重合性化合物を複数混合して含む形態、（Ｃ）単独又は複数の光重合性化合物と、光重合性を有しない高分子化合物とを混合して含む形態等が挙げられる。上記（Ａ）〜（Ｃ）の形態では、いずれも上述したように、光照射により異方散乱層中に、屈折率の異なるミクロンオーダーの微細な構造が形成される結果、直線透過光量の入射角依存性を発現できるものと考えられる。
従って、上記（Ａ）の形態では、光重合性化合物としては、光重合の前後で屈折率変化が大きい方が好ましく、上記（Ｂ）及び（Ｃ）の形態では、光重合性化合物としては、屈折率の異なる複数の材料を組み合わせてなるものが好ましい。なお、本発明の作用効果を効果的に得る観点から、上記屈折率変化及び屈折率の差は、０．０１以上であることが好ましく、０．０５以上であることがより好ましく、０．１０以上であることが更に好ましい。
【００３４】
光重合性化合物は、ラジカル重合性もしくはカチオン重合性の官能基を有するポリマー、オリゴマー、モノマーから選択される光重合性化合物と光開始剤とを含み、紫外線及び可視光線を照射することにより重合硬化する性質を有する。
また、光重合性化合物に十分な屈折率の差を生じさせる方法として、低屈折率化を図るためにフッ素原子（Ｆ）を導入しても良く、高屈折率化を図るために硫黄（Ｓ）や臭素原子（Ｂｒ）、各種金属原子を導入しても良い。そして、異方性拡散媒体の高屈折率化を図るために、酸化チタン（ＴｉＯ２）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化錫（ＳｎＯＸ）等の高屈折率の金属酸化物からなる超微粒子の表面に、アクリル基やエポキシ基のような光重合性官能基を導入した機能性超微粒子を光重合性化合物中に添加することも有効である。
【００３５】
ラジカル重合性化合物としては、主に分子中に１個以上の不飽和二重結合を含有するものであり、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、シリコーンアクリレート等の名称で呼ばれるアクリルオリゴマーと、２−エチルヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソノルボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２，２，２−トリフロロエチルメタクリレート、２−パーフルオロオクチル−エチルアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変成トリメチロールプロパントリアクリレート、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、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のアクリレートモノマーが挙げられる。
【００３６】
カチオン重合性化合物としては、分子中にエポキシ基やビニルエーテル基、オキセタン基を１個以上有する化合物が用いることができる。エポキシ基を有する化合物としては、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ等のビスフェノール類のジグリシジルエーテル類、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ブロム化フェノールノボラック、オルトクレゾールノボラック等のノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル類、エチレングリコール、ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ビスフェノールＡのＥＯ付加物等のアルキレングリコール類のジグリシジルエーテル類、ヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステルやダイマー酸のジグリシジルエステル等のグリシジルエステル類が挙げられる。更に、３，４―エポキシシクロヘキサンメチル―３’，４’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、３−エチル−３−（ヒドロキシメチル）−オキセタン等のオキセタン化合物、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のビニルエーテル化合物も使用できる。
【００３７】
ラジカル重合性化合物を重合させることのできる光開始剤としては、ベンゾフェノン、２，４−ジエチルチオキサントン、ベンゾインイソプロピルエーテル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパノン−１、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（ピル−１−イル）チタニウム、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、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等が挙げられる。
【００３８】
カチオン重合性化合物を重合させることのできる光開始剤は、光照射によって酸を発生し、この発生した酸により上述のカチオン重合性化合物を重合させることができる化合物であり、一般的には、オニウム塩、メタロセン錯体が好適に用いられる。オニウム塩としては、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩等が使用され、これらの対イオンには、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−等のアニオンが用いられる。具体例としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、（４−メトキシフェニル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、（η５−イソプロピルベンゼン）（η５−シクロペンタジエニル）鉄（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
【００３９】
なお、光開始剤は、光重合性化合物１００重量部に対して、０．０１重量部以上、１０重量部以下で配合されることが好ましい。これは、０．０１重量部未満では光硬化性が低下し、１０重量部を超えて配合した場合には、表面だけが硬化して内部の硬化性が低下してしまうからである。また、光開始剤は、光重合性化合物１００重量部に対して、０．１重量部以上、７重量部以下で配合されることがより好ましく、０．１重量部以上、５重量部以下で配合されることが更に好ましい。
【００４０】
光硬化性化合物を含む組成物としては、光重合性化合物と共に、光重合性を有しない高分子樹脂を使用することができる。ここで使用できる高分子樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。これらの高分子樹脂と光重合性化合物は、光重合前は十分な相溶性を有していることが必要であるが、この相溶性を確保するために各種有機溶剤や可塑剤等を使用することも可能である。なお、光重合性化合物としてアクリレートを使用する場合は、高分子樹脂としてはアクリル樹脂から選択することが相溶性の点で好ましい。
【００４１】
光重合性化合物を含む組成物を硬化させる方法としては、特に限定されないが、例えば、上記組成物を基体上にシート状に設け、これに所定の方向から紫外線等の平行光線を照射する方法が挙げられる。これにより、例えば図３に示すような平行光線の照射方向に平行に延在する複数の棒状硬化領域の集合体を形成することができる。
【００４２】
上記組成物を基体上にシート状に設ける手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。また、上記組成物が低粘度の場合は、基体の周囲に一定の高さの堰を設けて、この堰で囲まれた中に組成物をキャストすることもできる。
【００４３】
紫外線等の平行光線を照射するために用いる光源としては、通常はショートアークの紫外線ランプが使用され、具体的には高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタハライドランプ、キセノンランプ等が使用可能である。光照射によって形成される微細構造の形状は発光面の形状によって異なっており、棒状の発光面を有する光源では板状の微細構造が形成されるのに対し、レジストの露光に使用される平行光源を使用すると、棒状の微細構造が形成される。本発明では、いずれも使用可能であるが、後者の方が好ましい。また、サイズが小さいものを作製する場合は、紫外線スポット光源を点光源として用いて十分離れた距離から照射することも可能である。
【００４４】
上記組成物をシート状にしたものに照射される平行光線は、光重合性化合物を重合硬化可能な波長を含んでいることが必要で、通常は水銀灯の３６５ｎｍを中心とする波長の光が利用される。この波長帯を使って本発明に用いられる異方性拡散媒体を作製する場合、照度としては０．０１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．１〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲である。照度が０．０１ｍＷ／ｃｍ２以下であると硬化に長時間を要するため生産効率が悪くなり、１００ｍＷ／ｃｍ２以上であると光硬化性化合物の硬化が速過ぎて構造形成を生じず、目的の光散乱特性を発現できなくなるからである。
【００４５】
なお、光照射の際に光硬化性化合物を含む組成物の硬化を促進させたり光散乱特性の強さをコントロールしたりする等の目的で、シート上に設けた組成物の片面または両面を光線が透過する透明な可撓性シートで覆ってもよく、光照射の前後にシート状に設けた組成物を加熱してもよい。
【００４６】
本発明のバックライトユニットでは、光拡散部に以上述べてきた異方性拡散媒体を使用するものであるが、バックライトの面内の輝度をより均一にするために、従来の等方性拡散媒体を重ねたり、プリズムレンズを重ねたりして使用することも可能であり、光源に近い側から異方性拡散媒体、等方性拡散媒体の順で、またはその逆とする方法があり、さらには、この両側に必要に応じて各種光拡散媒体を積層し、光拡散部材とする方法がある。その他としては、異方性拡散媒体を含む光拡散部材と、他の光拡散部材の間に空隙（空気層）を設ける方法もある。
【００４７】
本発明のバックライトユニットは、光源と液晶セルとの間で所定の位置関係を長期間保持することが求められる。特に、大画面に適用されるバックライトでは、光源からの熱等の影響を受けても光拡散部が変形しないことが必須である。光拡散部に一定以上の剛性を持たせるために、光拡散部材に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン樹脂等の素材で形成される板を使用することができる。
【００４８】
本発明のバックライトユニットに用いられる光源としては、冷陰極管やＬＥＤ等が好適に使用される。ＬＥＤについては、単独で白色光を発光するものも使用できるが、色純度を重視する用途では、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各々の原色を発光する3種類のＬＥＤを適宜組み合わせ、分散して配置することが好ましい。
【００４９】
（異方性拡散媒体の製造例）
厚さ７５μｍ、７６×２６ｍｍサイズのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、商品名：Ａ４３００）の縁部全周に、ディスペンサーを使い硬化性樹脂で高さ０．２ｍｍの隔壁を形成した。この中に下記の紫外線硬化樹脂組成物を滴下し、別のＰＥＴフィルムでカバーした。
・２−（パーフルオロオクチル）−エチルアクリレート ５０重量部
（フッ素含有率６１％、共栄社化学社製、商品名：ライトアクリレートＦＡ−１０８）
・１，９−ノナンジオールジアクリレート ５０重量部
（フッ素不含、共栄社化学社製、商品名：ライトアクリレート１．９ＮＤ−Ａ）
・２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン  ４重量部
（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、商品名：Ｄａｒｏｃｕｒｅ１１７３）
この両面をＰＥＴフィルムで挟まれた０．２ｍｍの厚さの液膜に対して、ＵＶスポット光源（浜松ホトニクス社製、商品名：Ｌ２８５９−０１）の落射用照射ユニットから垂直に、照射強度３０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１分間照射して、図３に示すような棒状の微小な領域を多数有する異方性拡散媒体を得た。
【００５０】
（光拡散板の製造例）
異方性拡散媒体の製造例と同じＰＥＴフィルムに挟まれた状態の紫外線硬化組成物に、ＰＥＴフィルムの長辺と直交する方向に配置した発光長さ１２５ｍｍの線状ＵＶ光源（日本ＵＶマシーン社製、商品名：ハンディＵＶ装置ＨＵＶ−１０００）から、異方性拡散媒体の製造例と同じ照射強度の紫外線を垂直に照射して、図５に示すような屈折率の異なる板状の領域を有する光拡散板を得た。
【００５１】
ゴニオフォトメーター（村上色彩社製、商品名：ＧＰ−５）を使い、光源からの直進光を受ける位置に受光部を固定し、その間のサンプルホルダーに上記製造例で得られた異方性拡散媒体と光拡散板をそれぞれセットした。図１３に示すようにサンプルの短辺方向を回転軸（Ｌ）としてサンプルを回転させてそれぞれの入射角に対応する直線透過光量を測定し、これを「短辺軸回転」と名付けた。次にサンプルホルダーからサンプルを一旦外して、これを面内に９０°回転させて再度セットすることにより、今度はスライドガラスの長辺を回転軸（Ｍ）とする直線透過光量を測定し、「長辺軸回転」とした。
【００５２】
異方性拡散媒体と光拡散板について、２つの回転軸に対して測定した入射角と直線透過光量との関係をそれぞれ図１５、図１６に示す。異方性拡散媒体では短辺軸回転と長辺軸回転の両者とも入射角０°に小さい山を含む、直線透過光量の変化率が約０．９の深い谷状で、ほぼ左右対称であることがわかる。しかしながら、光拡散板では短辺軸回転で異方性拡散媒体と類似の深い谷状を示し、長辺軸回転では入射角を変えても直線透過光量は短辺軸回転の谷の大きさでほとんど変化しない、選択的な光散乱特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のバックライトユニットの部分模式図である。
【図２】（ａ）光拡散部に従来の等方性拡散板を用いた場合の模式図である。（ｂ）光拡散部に異方性拡散媒体を用いた場合の模式図である。
【図３】本発明に用いられる異方性拡散媒体の構造の一例を示す模式図である。
【図４】（ａ）図３におけるＡ−Ａ線断面を示す光学顕微鏡写真である。（ｂ）図３におけるＢ−Ｂ線断面（Ａ−Ａ線断面に直交する断面）を示す光学顕微鏡写真である。
【図５】従来の光制御板の構造の一例を示す模式図である。
【図６】（ａ）図５の光制御板におけるＡ−Ａ線断面（線状光源の向きと垂直な断面）を示す光学顕微鏡写真である。（ｂ）図５の光制御板におけるＢ−Ｂ線断面（線状光源の向きと平行な断面）を示す光学顕微鏡写真である。
【図７】異方性拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価方法を示す模式図である（直線Ｌのみを回転軸とした場合）。
【図８】異方性拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価における入射角と直線透過光量の関係を示すグラフである。
【図９】図３の異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図である。
【図１０】図９の異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式図である。
【図１１】異方性拡散媒体の他の実施形態を示す模式図である。
【図１２】図１１の異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図である。
【図１３】従来の光制御板の直線透過光量の入射角依存性の評価方法を示す模式図である（直線ＬおよびＭを回転軸とした場合）。
【図１４】従来の光制御板の直線透過光量の入射角依存性の評価における入射角と直線透過光量の関係を示すグラフである。
【図１５】異方性拡散媒体の製造例における直線透過光量の入射角依存性を示すグラフである。
【図１６】従来の光制御板の製造例における直線透過光量の入射角依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１    光拡散部
２    光源
３    反射部
４    異方性拡散媒体
５    棒状硬化領域
６    受光部
Ｉ    入射光
Ｔ    透過光
Ｐ    入射方向
Ｓ    異方性拡散媒体表面の法線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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