(57)【要約】【課題】光利用効率と色相の均一性を高度にバランスさせた導光フィルムを用いたフィルム状面光源とこれを用いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】光源および導光フィルムを有し、該導光フィルムの膜厚が２０〜８０μｍの範囲であり、該光源からの光を全光線透過率が９０％以上である該導光フィルムへ入射させた後に面状に光を出射させるフィルム状面光源であって、該フィルム状面光源の３８０ｎｍにおける透過率が９０％以上であり、ヘーズが０．２％以下であり、かつ、面内及び厚み方向のリタデーション（Ｒ０及びＲｔ）が１０ｎｍ以下である事を特徴とするフィルム状面光源及び液晶表示装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源および導光フィルムを有し、該導光フィルムの膜厚が２０〜８０μｍの範囲であり、該光源からの光を全光線透過率が９０％以上である該導光フィルムへ入射させた後に面状に光を出射させるフィルム状面光源であって、該フィルム状面光源の３８０ｎｍにおける透過率が９０％以上であり、ヘーズが０．２％以下であり、かつ、下記式（Ｉ）及び（II）で表される面内及び厚み方向のリタデーション（Ｒ０及びＲｔ）が１０ｎｍ以下である事を特徴とするフィルム状面光源。
式（Ｉ）    Ｒｏ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ
式（II）    Ｒｔ＝｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝×ｄ
（式中、Ｎｘは、フィルム面内での遅相軸方向の屈折率を表し、Ｎｙはフィルム面内での進相軸方向の屈折率を表し、Ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄはフィルムの膜厚（ｎｍ）を表す。）
【請求項２】
前記導光フィルムのクロスニコル透過率の変動係数（ＣＶ値）が５％以下である事を特徴とする請求項１に記載のフィルム状面光源。
【請求項３】
前記フィルム状面光源は、発光領域の面積が０．３〜３ｍ２の範囲であり、かつ、前記導光フィルムが、アセチル置換度をＸ、プロピオニルもしくはブチル置換度をＹとした時に下記式（１）及び（２）を満足するセルロースエステルである事を特徴とする請求項１または２に記載のフィルム状面光源。
式（１）    ２．４≦Ｘ＋Ｙ≦２．９
式（２）    １．０≦Ｙ≦２．９
【請求項４】
前記導光フィルムのアッべ数が５８〜８０である事を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルム状面光源。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルム状面光源を用いた事を特徴とする広告用のフィルム状面光源装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルム状面光源を使用した事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、色味均一性が良好でありかつ光利用効率とのバランスが改善されたフィルム状面光源関する。
【０００２】
本発明は、フィルム状面光源とこれを用いた液晶表示装置に関し、更に詳しくは、導光フィルムを用いたフィルム状面光源とこれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、液晶ディスプレーの薄型化および大型化のために、バックライトユニット用に薄膜大面積のフィルム状面光源に関する研究が活発に行われている。
【０００４】
フィルム状面光源は、光源と、光源からの光を導光するフィルムと、導光フィルムからの光を均一に取り出す光取り出し要素から構成されている。
【０００５】
バックライトユニットの薄型化のために光源の部分は従来使用されていたＣＣＦＬから半導体パッケージのＬＥＤが主流となりつつある。
【０００６】
ＬＥＤパッケージは内部に発光チップを含み、さらに発光チップを囲む外部フレームを含んでいるためある程度の厚みを有する。
【０００７】
導光フィルムを薄型化していくと光の入射する部位が発光領域よりも薄くなり導光体に入射する光が減少するため光の利用効率が低下する。
【０００８】
この課題を解決するために、導光フィルムの一部分を短冊状に加工した後に重ね合わせる事により厚みを調整し、光入射効率を向上させる手法（例えば、特許文献１参照）や導光フィルムの光入射部分の厚みを持たせる手法（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
【０００９】
また、導光フィルムの大面積化に伴い導光体の光吸収に起因して、発光領域の均一色相の達成が難しい状況になってきている。
【００１０】
この課題に対して、吸収される光の色の補正材料を使用する事により色相の均一化を達成する技術が提案されて（例えば、特許文献３参照）いる。
【００１１】
しかしながら、色相の補正材料で均一性を確保した場合、全体としての光利用効率が減少する課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ＷＯ２０１０−０８５７８７号
【特許文献２】特開２０１０−１２３５６９号公報
【特許文献３】特開２００８−１７７１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光利用効率と色相の均一性を高度にバランスさせた導光フィルムを用いたフィルム状面光源とこれを用いた液晶表示装置を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。
【００１５】
１．光源および導光フィルムを有し、該導光フィルムの膜厚が２０〜８０μｍの範囲であり、該光源からの光を全光線透過率が９０％以上である該導光フィルムへ入射させた後に面状に光を出射させるフィルム状面光源であって、該フィルム状面光源の３８０ｎｍにおける透過率が９０％以上であり、ヘーズが０．２％以下であり、かつ、下記式（Ｉ）及び（II）で表される面内及び厚み方向のリタデーション（Ｒ０及びＲｔ）が１０ｎｍ以下である事を特徴とするフィルム状面光源。
【００１６】
式（Ｉ）    Ｒｏ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ
式（II）    Ｒｔ＝｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝×ｄ
（式中、Ｎｘは、フィルム面内での遅相軸方向の屈折率を表し、Ｎｙはフィルム面内での進相軸方向の屈折率を表し、Ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄはフィルムの膜厚（ｎｍ）を表す。）
２．前記導光フィルムのクロスニコル透過率の変動係数（ＣＶ値）が５％以下である事を特徴とする前記１に記載のフィルム状面光源。
【００１７】
３．前記フィルム状面光源は、発光領域の面積が０．３〜３ｍ２の範囲であり、かつ、前記導光フィルムが、アセチル置換度をＸ、プロピオニルもしくはブチル置換度をＹとした時に下記式（１）及び（２）を満足するセルロースエステルである事を特徴とする前記１または２に記載のフィルム状面光源。
【００１８】
式（１）    ２．４≦Ｘ＋Ｙ≦２．９
式（２）    １．０≦Ｙ≦２．９
４．前記導光フィルムのアッべ数が５８〜８０である事を特徴とする前記１から３のいずれか一項に記載のフィルム状面光源。
【００１９】
５．前記１から４のいずれか一項に記載のフィルム状面光源を用いた事を特徴とする広告用のフィルム状面光源装置。
【００２０】
６．前記１から４のいずれか一項に記載のフィルム状面光源を使用した事を特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、光利用効率と色相の均一性を高度にバランスさせた薄型のフィルム状面光源を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るパターン化した光取り出し要素の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
本発明のフィルム状面光源は、光源と導光フィルムと面状に光を出射させるための光取り出し要素を含む。光源からの光は本発明の導光フィルム内を導光して光取り出し要素により面状に光源の光を出射する。
【００２５】
光源からの光を本発明の導光フィルム内へ入射する手法には、特許文献１、特許文献２に記載のように導光フィルムの厚みを光源からの光導入部で調整する手法や特開２００９−１４０９０８号公報に記載のように光導入部に光の進行方向を変化させる構造を設ける、等があるが、これらに限定されない。
【００２６】
［光源］
光源は、ＬＥＤ、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）、および面状の有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）のような多様な形態を含み得る。バックライトユニットの薄型化の観点から点光源ＬＥＤのような光源が好ましい。また、多数の個別光源を含み得て、個別光源は全体的に光源を形成することも出来る。
【００２７】
［導光フィルム］
導光フィルムは、全光線透過率が９０％以上である透明性が高い樹脂が用いられる。光の吸収は光源から離れた位置でのフィルム状面光源の光量を低下させるため、特に大面積のフィルム状面光源に使用する場合には導光フィルムの全光線透過率が高いほど高効率のフィルム状面光源となる。
【００２８】
導光フィルムの使用する素材としては、有機物ポリマー樹脂が好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロースエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等を挙げることができる。本発明においては、透明性の観点から、セルロースエステル系樹脂およびシクロオレフィン系樹脂がより好ましい。
【００２９】
本発明の導光フィルムは、可視域の波長（３８０〜７００ｎｍ）において高い透過率と各波長における透過率の均一性があることが好ましい。可視域の中でも特に短波長（３８０ｎｍ）の光は、導光フィルム中で光の散乱や吸収の影響を受けやすい。本発明の導光フィルムはフィルム状面光源化した場合の色味均一性を達成するため３８０ｎｍの透過率は９０％以上である。
【００３０】
［アッべ数］
本発明の導光フィルムを形成する素材としては、アッべ数が５８以上であることが好ましい。導光フィルム中で導光フィルム素材の散乱要因（例えば、微細な結晶やボイド等）により散乱が起こった場合に、高アッべ数の素材を使用する事により波長による散乱角度分布の依存性を小さくし、フィルム状面光源としたときの色味の均一性の向上を達成する事が出来る。アッべ数の上限に特に限界はないが、ポリマーの屈折率とアッべ数との関係は経験的な臨界関係があり、一般的なポリマーの屈折率は１．４以上であるため、現実的にはアッべ数の上限は８０以下の範囲である。本発明における導光フィルムでの散乱の要素（大きさや屈折率の波長分散性）によりアッべ数の好ましい範囲は変化するが、高アッべ数の素材を用いるほど短波長側の散乱を抑制し短波長の減衰を抑制し、低アッべ数の素材を用いるほど逆の挙動を示す。
【００３１】
高アッべ数の達成は、紫外領域の吸光度のピークの低減が関連し分子の分極率の低減が有効といわれている。シクロオレフィン系のポリマーに関して言えば、Ｆ化合物の導入を行う事で分極率を下げる事で高アッべ数を達成する事が出来、また、セルロースエステル系の場合には、総置換度を上げる事や側鎖に長鎖を変更する事により達成する事が出来る。
【００３２】
［ヘーズ］
本発明の導光フィルムのヘーズ値は、導光中の光の散乱の要素が少ないほどフィルム状面光源の色味均一性の観点から０．２％以下のものが使用される。ヘーズ値の上昇要因はアモルフォスポリマー素材中での微細な結晶部分の形成、重合触媒等に起因する異物による散乱、添加剤（ＵＶ剤、可塑剤、マット剤、その他フィルム形成時に添加される離型剤等）など様々であるが、一般的には前記の発生原因を添加しない事で低ヘーズ値を達成出来る。また、セルロースエステル系の素材を使用する場合には、分子間の水素結合性に起因する微細な結晶形成が要因として考えられるため、高置換度でありかつ置換基がより嵩高い（含む長鎖置換基）素材を用いる事で低ヘーズを達成する事が出来る。
【００３３】
［リタデーション（Ｒｏ、Ｒｔ）］
本発明の導光フィルムのリタデーションＲｏ、Ｒｔは絶対値で１０ｎｍ以下であるものが使用される。位相差が大きい導光フィルム中では、入射した偏光状態が変化しながら導光していくことになる。異なる位相の光は、導光フィルムと他要素（空気や光取り出し要素）との界面での臨界角が変化すると考えられるため輝度の均一性や色ムラの均一性の観点から好ましくない結果を引き起こす。本発明の導光フィルムは位相差を均一に制御する事により、フィルム状面光源とした時に均一性に優れたものとなる。
【００３４】
導光フィルムのリタデーションの制御には、分子的に均一な（分極率の異方性の小さい構造）の素材を用いる事、フィルム形成後にＴｇ以上に加熱する事による分子再配向に起因する均一性の向上、前記加熱中にフィルムを収縮させる手法、導光フィルムを溶解する溶媒蒸気雰囲気化での分子再配向の促進等の手法により達成する事が出来る。また、特にセルロースエステル系樹脂を使用する場合には、分子間水素結合を低減する事や分子間の水素結合性を低減させるエステル系化合物の添加等も好ましく行われる。
【００３５】
［膜厚］
本発明の導光フィルムは、フィルム状面光源の薄型化の観点から膜厚が２０から８０ｍμの範囲である。導光フィルムの膜厚が８０ｍμ以下にすることにより、フィルム状面光源としての厚みが薄型化に貢献でき、また使用される素材にもよるが２０ｍμよりも薄膜の導光フィルムは製造が非常に困難であり作製したフィルム状面光源の機械物性が不足する。
【００３６】
［シクロオレフィン系樹脂］
シクロオレフィン系樹脂は、主鎖及び／または側鎖に脂環構造を有する非晶性の樹脂である。シクロオレフィン系樹脂中の脂環構造としては、飽和脂環炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和脂環炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられるが、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造が好ましい。脂環構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個であるときに、機械強度、耐熱性、及びフィルムの成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。
【００３７】
シクロオレフィン系樹脂を構成する脂環構造を有する繰り返し単位の割合は、好ましくは５５質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。シクロオレフィン樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合がこの範囲にあると透明性および耐熱性の観点から好ましい。
【００３８】
シクロオレフィン樹脂としては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、及び、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
【００３９】
［セルロースエステル］
本発明において導光フィルムとしてセルロースエステルを使用する場合、セルロースエステルの総置換度が２．４〜２．９（下記式（１）参照）であって、プロピオニル及びブチル置換度Ｙが１．０〜２．９（下記式（２）参照）の範囲であることが好ましい。
【００４０】
式（１）    ２．４≦Ｘ＋Ｙ≦２．９
式（２）    １．０≦Ｙ≦２．９
式中、Ｘはアセチル置換度を表す。
【００４１】
導光フィルム中で散乱を引き起こす要因としてセルロースエステルの微小な結晶が起因していると考えられるため、特に総置換度の高いセルロースエステルが好ましく用いられる。総置換度を高くする事により分子間の水素結合性を減少させる働きがあり、微細な結晶の形成を減少すると考えられる。また、アセチルよりも長鎖のプロピオニルおよびブチル置換の比率が高い方がポリマー分子鎖間の距離が大きくなり同様の理由で散乱を減少させる事が出来ると考えられる。さらに長鎖アルキルの導入により、アッべ数を大きくする事が出来るため散乱した場合の波長による散乱角度分布の違いを小さくする事が考えられ色相の均一化を達成する事が出来る。
【００４２】
［置換度］
なお、セルロースエステルの各置換基の置換度の測定方法はＡＳＴＭ−Ｄ８１７−９６に準じて測定することができる。
【００４３】
［添加剤（可塑剤、マット剤、ＵＶ剤）］
本発明の導光フィルムには、柔軟性を持たせる可塑剤、滑り性を付与するマット剤、紫外線吸収のためのＵＶ剤等を使用しても良い。
【００４４】
（可塑剤）
特に本発明の導光フィルムにセルロースエステルを使用する場合は、エステル化合物、アクリル系共重合体、フラノース構造もしくはピラノース構造を有する化合物、その他の可塑剤に記載の多価アルコール系可塑剤、多価カルボン酸エステル系可塑剤、グリコレート系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤等を用いる事が出来る。フィルム状光源の色相均一性及び光利用効率向上の観点から、３８０ｎｍから７００ｎｍの可視域において吸収が少ないものが好ましい。また、微細な結晶による散乱を抑制するために添加によりヘーズが低減する化合物を選択する事が好ましい。
【００４５】
（紫外線吸収剤）
本発明に係る導光フィルムは、紫外線吸収剤を含有することも出来る。紫外線吸収剤は４００ｎｍ以下の紫外線を吸収することで、耐久性を向上させることを目的としているが、面発光光源の効率の観点から波長３８０ｎｍでの透過率が９０％以上の範囲で添加することが好ましい。
【００４６】
本発明に用いられる紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。
【００４７】
（マット剤）
本発明の導光フィルムは、滑り性の観点で散乱による影響を与えない範囲で微粒子を含有することが出来る。
【００４８】
微粒子としては、無機化合物の例として、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウム等を挙げることができる。微粒子はヘーズが低くなる観点から、珪素を含むもの（特に二酸化珪素）が好ましい。
【００４９】
二酸化珪素については疎水化処理をされたものが滑り性とヘーズを両立する上で好ましい。４個のシラノール基のうち、２個以上が疎水性の置換基で置換わったものが好ましく、３個以上が置換わったものがより好ましい。疎水性の置換基はメチル基である事が好ましい。
【００５０】
二酸化珪素の一次粒径は２０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。
【００５１】
二酸化珪素の微粒子は、例えば、アエロジルＲ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７４、Ｒ８１２、２００、２００Ｖ、３００、Ｒ２０２、ＯＸ５０、ＴＴ６００（以上日本アエロジル（株）製）の商品名で市販されており、使用することができる。
【００５２】
酸化ジルコニウムの微粒子は、例えば、アエロジルＲ９７６及びＲ８１１（以上日本アエロジル（株）製）の商品名で市販されており、使用することができる。
【００５３】
ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール１０３、同１０５、同１０８、同１２０、同１４５、同３１２０及び同２４０（以上東芝シリコーン（株）製）の商品名で市販されており、使用することができる。
【００５４】
これらの中でもアエロジル２００Ｖ、アエロジルＲ９７２Ｖが光学フィルムのヘーズを低く保ちながら、摩擦係数を下げる効果が大きいため特に好ましく、本発明に於いてはアエロジルＲ８１２が最も好ましく用いられる。
【００５５】
［光取り出し要素］
光取り出し要素とは、光源から導光フィルム中へ入射し導光している光に対して光学的に作用して（例えば、屈折や拡散や回折等）フィルム状面光源として光を導光フィルムの法線方向へ出射させる作用を持つものである。光取り出し要素の具体的な例としては、プリズム、拡散粒子、回折格子等であり導光中の光に作用して光を出射するものであればその種類は特に限定されない。フィルム状面光源として光出射の均一性を確保するために、光源からの距離に応じて光取り出し要素の粗密を調整する事が好ましく行われる。
【００５６】
本発明における光取り出し要素は、導光フィルムの片面もしくは両面に設置してもよく、導光フィルムに積層した光取り出し層に形成しても良い。
【００５７】
光取り出し要素の形成方法は特に限定されないが、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、レーザー印刷等に代表される印刷法等が好ましく使用される。
【００５８】
［発光面積］
本発明のフィルム状面光源の発光面積とは、光取り出し要素の配置された面積である。例えば、導光フィルム状に拡散剤を含む樹脂をインクジェット法等によりパターニングして形成した場合には、パターンが形成された領域全体の面積である。
【００５９】
［クロスニコル透過率］
本発明の導光フィルムはクロスニコル透過率の変動値が５％以下である。クロスニコル透過率の変動は、導光フィルムの屈折率の変化の指標として捉えられる。導光フィルムの屈折率の面内での変化が大きいと導光フィルムと隣接部材（含む空気界面や光取り出し要素）との界面での臨界角に変化が生じるためにフィルム状面光源としての均一性に課題が生じると考えている。本発明の導光フィルムは、クロスニコル透過率の変動値を５％以内に制御する事によりフィルム状面光源の色相の均一性や輝度の均一性を達成する事が出来る。
【００６０】
［液晶表示装置］
本発明の液晶表示装置は、前記したフィルム状面光源装置と二つの偏光板とその間に配置された偏光スイッチング素子としての液晶素子を含む。液晶表示素子は、フィルム状面光源からの光を第一偏光板により偏光とし、液晶素子により偏光の方向を変化もしくは無変化の切り替えを行い、第二偏光板により光の吸収もしくは透過をさせる事により光源からの光のオンオフを行う表示素子である。
【００６１】
本発明の液晶表示装置における液晶素子として、代表的にはＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）、ＴＮ（ツイストネマティック）、ＶＡ（バーティカルアライメント）、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の各種方式が提案されているが、これらに限定されない。
【００６２】
また、第一及び第二の偏光板の偏光透過軸の方向と液晶素子のオンオフ時の透過もしくは非透過の関係から、ノーマリーブラックモード及びノーマリーホワイトモードに大別されるがこれらに限定されない。
【００６３】
［広告用フィルム状面光源］
本発明の導光フィルムは、広告用の発光光源としても使用される。広告用のフィルム状面光源は、公知の面状発光光源と同様に光源と導光フィルムと面状に光を出射させるための光取り出し要素を含む。光源からの光は本発明の導光フィルム内を導光して光取り出し要素により面状に光源の光を出射する。上記公知の面状発光光源は、光取り出し要素による発光領域が連続的に形成されるのに対して、本発明の広告用フィルム状面光源の場合は、光取り出し要素の領域が非連続的に形成されている光源の事を意味する。ここでいう非連続的な領域とは、目視において発光領域のある部分と発光領域のない部分が存在する事が判別出来る事を意味する。
【００６４】
具体的には、本発明の広告用フィルム状面光源の場合には、文字を含む意匠等を表示するのに使用される。
【００６５】
広告用フィルム状面光源においては、その光取り出し要素の領域をパターニングする事により達成される事を除いて、その他の部分は前記したフィルム状面光源と同様の手法で達成される。また、光取り出し領域における色相の均一性や光取り出し効率の均一性の課題も同様であり、その達成手段も上記したフィルム状面光源と同様である。
【実施例】
【００６６】
以下実施例により本発明を説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。
【００６７】
実施例１
導光フィルム１−１〜１−１１の製造方法
以下のドープ組成１及び２に従い混合溶解し、ドープ１及び２を準備した。
【００６８】
（ドープ組成１）
セルロースアセチルプロピオネート（ＣＡＰ４８２−２０（イーストマンケミカル（株）Ｔｇ：１４７℃、アセチル置換度０．１９、プロピオニル置換度２．５６）１００質量部
メチレンクロライド                                                  ３００質量部
エタノール                                                            ２８質量部
（ドープ組成２）
セルローストリアセテート（置換度２．８８  Ｔｇ１７５℃）            １００質量部
メチレンクロライド                                                  ３００質量部
エタノール                                                            ２８質量部
以下の紫外線吸収剤添加液組成に従い混合し、紫外線吸収剤添加液を調液した。
【００６９】
（紫外線吸収剤組成）
Ｔｉ３２６（ＢＡＳＦジャパン（株））                                ０．３質量部
Ｔｉ１０９（ＢＡＳＦジャパン（株））                                ０．５質量部
Ｔｉ１７１（ＢＡＳＦジャパン（株））                                ０．２質量部
メチレンクロライド                                                  ９．１質量部
エタノール                                                          ０．９質量部
以下のマット剤添加液組成に従い、マット剤添加液を調液した。
【００７０】
（マット剤添加液組成）
Ｒ９７２Ｖ（日本アエロジル（株））                                    １０質量部
エタノール                                                            ９０質量部
メチレンクロライド                                                    ９０質量部
なお、マット剤の調液にはエタノール溶液中にＲ９７２Ｖを添加し、ディゾルバーで３０分撹拌混合した後、マントンゴーリンにより分散を行い、最後にメチレンクロライドを撹拌しながら投入した。
【００７１】
（製膜方法１−１）
ベルト流延装置を用い、ステンレスバンド支持体にドープ１を均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が１００％になるまで溶剤を蒸発させ、ステンレスバンド支持体上から剥離した。セルロースエステルフィルムのウェブを３５℃で溶剤を蒸発させ、１．６５ｍ幅にスリットし、テンターで１６０℃５％幅方向に緩和しながら乾燥を行った。
【００７２】
その後１２０℃の乾燥装置内を多数のロールで搬送させながら１５分間乾燥させた後、フィルム両端に幅１５ｍｍ、高さ１０μｍのナーリング加工を施し、巻芯に巻き取り、導光フィルム１−１を得た。膜厚は４０μｍ、巻数は６０００ｍであった。
【００７３】
（製膜方法１−８、１−９）
製膜方法１−１と同様にして、膜厚のみ１８μｍの導光フィルム１−８と、膜厚８５μｍの導光フィルム１−９を得た。
【００７４】
（製膜方法１−１０、１−１１）
特表平６−５０１０４０号公報の例Ｂを参考にして、酢酸、プロピオン酸の添加量を調整して、アセチル置換度１．１０、プロピオニル置換度１．５１のセルロースアセチルプロピオネートＡと、アセチル置換度１．０８、プロピオニル置換度１．７８のセルロースアセチルプロピオネートＢを合成した。ドープ組成１において、セルロースアセチルプロピオネートを、それぞれ、セルロースアセテートＡ及びセルロースアセチルプロピオネートＢに変えた以外はドープ１と同様にして、それぞれ、ドープ３及び４を作製した。製膜方法１−１と同様にして、ドープ１の代わりに、ドープ３を用いて、膜厚４０ｎｍの導光フィルム１−１０、ドープ４を用いて、膜厚４０ｎｍの導光フィルム１−１１を作製した。
【００７５】
（製膜方法１−３）
製膜方法１−１のドープ１に紫外線吸収剤添加液をインライン添加しながら、ステンレスバンド支持体に流延を行った以外は導光フィルム１−１と同様の手法で導光フィルム１−３を製造した。なお、紫外線吸収材料の総量のセルロースエステルに対する比率は０．１５％とした。
【００７６】
（製膜方法１−５）
製膜方法１−１に準じて、ドープ１の代わりにドープ２を使用し、紫外線吸収剤の添加量を０とし、テンターでの処理温度を１８０℃にして導光フィルム１−５を製造した。
【００７７】
（製膜方法１−６）
製膜方法１−１のドープ１にマット剤添加液をインライン添加しながら、ステンレスバンド支持体に流延を行った以外は導光フィルム１−１と同様の手法で導光フィルム１−６を製造した。なお、マット剤量のセルロースエステルに対する比率は０．０１％とした。
【００７８】
（製膜方法１−７）
製膜方法１−１において、テンターでの温度を１３０℃とし、幅手方向に１．０３倍延伸を行う以外は同様にして導光フィルム１−７を製造した。
【００７９】
（導光フィルム１−２）ゼオノア製膜方法
（ペレット化）
市販のシクロオレフィンポリマーフィルム（ＺＦ−１４：日本ゼオン（株））を断裁し、ヘンシェルミキサーで混合後、押出機を用いて２３０℃でペレットを作製した。
【００８０】
（成型）
サーモプラスチック社製３０ｍｍφの押出機を使用し、樹脂温度を２８０℃に昇温加熱して溶融し、Ｔ型ダイから押出成型して、幅２０ｃｍ、厚さ５０μｍの導光フィルム１−２を得た。この際、引き取りロールの温度は、１段目１３０℃、２段目１２１℃であった。
【００８１】
（導光フィルム１−４）
市販のアクリルフィルム（アクリプレンＨＢＳ００６  膜厚５０μ  三菱レイヨン（株）社製）を導光フィルムとして用いた。
【００８２】
導光フィルム１−１から１−１１を用いたフィルムを用いたフィルム状面光源装置についての結果を表１に示す。
【００８３】
（評価方法）
（全光線透過率、ヘーズ）
ＪＩＳ  Ｋ−６７１４に従って、ヘイズメーター（１００１ＤＰ型、日本電色工業（株）製）を用いて測定し、全光線透過率及びヘーズを評価した。
【００８４】
導光フィルム１−１から１−１１の全光線透過率は何れも９０％以上であった。
【００８５】
（リタデーションＲｏ、Ｒｔ（位相差））
自動複屈折率計（王子計測機器（株）製、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）を用いて導光フィルムを２３℃、５５％ＲＨの環境下で、５９０ｎｍの波長において１０カ所測定し３次元屈折率測定を行い、屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを求めた。式（Ｉ）及び（II）に従って、面内方向のリタデーションＲｏと厚さ方向のリタデーションＲｔを算出した。それぞれ１０カ所測定し、その平均値で示した。
【００８６】
式（Ｉ）    Ｒｏ＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ
式（II）    Ｒｔ＝｛（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ｝×ｄ
（式中、Ｎｘは、フィルム面内での遅相軸方向の屈折率を表し、Ｎｙはフィルム面内での進相軸方向の屈折率を表し、Ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄはフィルムの膜厚（ｎｍ）を表す。）
（３８０ｎｍ透過率）
分光光度計Ｕ３１００（（株）日立製作所製）に６０φ積分球ユニットをセットし、試料の分光透過率を３５０〜７００ｎｍの範囲で測定した。得られた分光透過率のデータから３８０ｎｍの値を３８０ｎｍの分光透過率とした。
【００８７】
（色味均一性および光利用効率）
光拡散剤としてアクリル系樹脂性のビーズ、バインダーとしてアクリルポリオールと溶剤からなるポリマー組成物を用いて導光フィルム場にスクリーン印刷により光取り出し要素を形成した。
【００８８】
輝度の均一性のために、拡散剤とバインダーの質量比を０．１から３の間で調整した。また、輝度の均一性のためにサイバネットシステム社の光学シュミレーションソフトＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓを用いて濃度を決定上記光取り出し要素の濃度を決定した。光取り出し要素の配置領域の大きさは、０．５０×０．６７（ｍ）の０．３３ｍ２とした。
【００８９】
導光フィルムをＷＯ２０１０−０８５７８７Ａ１を参考に、導光フィルムの一部を短冊状にカットし重ね合わせた後に熱融着により一体化した。光の入射部分は、短冊状部分を重ね合わせた部分とし、光源としてＬＥＤ（ＮＳＳＷ２０４Ａ（色度ＣＩＥ（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．２９５））  日亜化学工業（株））を使用した。
【００９０】
ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ  Ｃｏｌｏｒ  １６００（サイバネットシステム（（株））で色味の均一性および光利用効率として正面輝度を測定した。なお、評価点は３ｃｍ×３ｃｍの格子点の値を採用した。
色味均一性の評価
◎：光源に対しての試料から観測された色度距離が０．０１より小さい
○：光源に対しての試料から観測された色度距離が０．０１以上０．０５未満
△：光源に対しての試料から観測された色度距離が０．０５以上０．１未満
×：光源に対しての試料から観測された色度距離が０．１０より大きい
光利用効率の評価には、サイバネットシステム社の光学シュミレーションソフトで得られる導光フィルムの吸収がないと仮定した場合のシュミレーション結果を基準として、正面輝度を１００％とした時の実測輝度相対値で評価を行った。また、正面輝度値は色味評価で用いた格子点での値の平均値を採用した。
【００９１】
光利用効率
◎：相対輝度９０％以上
○：相対輝度８０％以上
△：相対輝度７０％以上
×：相対輝度７０％未満
【００９２】
【表１】
2012124000.tif 000002
【００９３】
表１から明らかなように、本発明の導光フィルム（１−１及び１−２）を用いたフィルム状面光源は短波の可視域透過率が高く、散乱の影響が小さく、位相差による導波光による影響が小さいために、光利用効率が高く色味の均一性に優れていた。
【００９４】
位相差値が１０を超える本発明のサンプルでは、導波光の偏光状態の均一性により色味均一性と光利用効率に課題が残る。
【００９５】
ヘーズが０．２％を超えるサンプルでは、導波光を散乱するために光利用効率や色味均一性が劣ることが判る。
【００９６】
３８０ｎｍの透過率が９０％以下のサンプルでは、短波長の吸収により色味均一性が劣ることが判る。
【００９７】
実施例２
実施例１に記載のドープ１を用いて、製膜方法１−１に準じて膜厚４０μｍの導光フィルム（２−１〜２−３）を作製した。なお、導光フィルム試料２−１、２−２、２−３作製の際、テンターでの乾燥時の温度分布をそれぞれ±０．２℃以内、±１℃以内、±５℃以内の条件設定をして、導光フィルム試料２−１、２−２、及び２−３を作製した。
【００９８】
得られた導光フィルムを用いたフィルム状面光源装置について、全光線透過率、３８０ｎｍ透過率、ヘーズ及び位相差の測定は実施例１と同様に行い、クロスニコル透過率の変動係数（ＣＶ値）は以下の方法で測定し、結果を表２にまとめて記載する。尚、導光フィルム２−１から２−３の全光線透過率は何れも９０％以上であった。
【００９９】
（クロスニコル透過率の変動係数（ＣＶ値））
市販の偏光板（Ｇ１２２０ＤＵＮ日東電工（株）社製）２枚をクロスニコルに配置にし、その間に試料を配置し輝度計（ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ  Ｃｏｌｏｒ  １６００（サイバネットシステム（（株））で測定した。
【０１００】
光源としては、３色光源（ハクバ製ライトビューアー７０００ＰＲＯ）を使用した。クロスニコル透過率の変動係数は１ｃｍ間隔で測定し、以下の式４）により計算により求めた。
【０１０１】
変動係数（ＣＶ）＝標準偏差／輝度平均値
◎：ＣＶ値が３％以下
○：ＣＶ値が５％以下
△：ＣＶ値が１０％以下
×：ＣＶ値が１５％以上
【０１０２】
【表２】
2012124000.tif 000003
【０１０３】
表２から明らかなように、リタデーションの調整時の温度調整を厳密に行ったサンプルのほうが屈折率の分布が均一になったために均一なフィルム状面光源となった。特に、ＣＶ値の均一なサンプルは、光出射時の臨界角の均一性が向上したため色味均一性にすぐれたものとなった。
【０１０４】
実施例３
特表平６−５０１０４０号公報の例Ｂを参考にして、酢酸、プロピオン酸、酪酸の添加量を調整して、アセチル基置換度、プロピオニル基置換度、ブチリル基置換度を表４のように変化させたセルロースエステルを合成し、導光フィルム１−１の作製方法に準じて、それぞれ膜厚４０μｍの導光フィルム試料３−１〜３−１９を作製した。
【０１０５】
得られた導光フィルムを用いたフィルム状面光源装置について、全光線透過率、３８０ｎｍ透過率、ヘーズ及び位相差の測定は実施例１と同様に行い、クロスニコル透過率の変動係数（ＣＶ値）の測定は実施例２と同様に行い、結果を表３にまとめて記載する。尚、導光フィルム３−１から３−１９の全光線透過率は何れも９０％以上であった。
【０１０６】
【表３】
2012124000.tif 000004
【０１０７】
表３から明らかなように、セルロースエステルの総置換度（Ｘ＋Ｙ）が高く、側鎖が長い置換基（Ｙ）であるものほど、ヘーズ値が低く良好なフィルム状面光源が得られた。
【０１０８】
総置換度はセルロースエステルの水素結合性を減少させ、また長い側鎖はセルロースエステル分子間の距離を長くするため、微細結晶の形成を抑制して散乱を減少させるためだと考えられる。
【０１０９】
実施例４
実施例３と同様の手法でセルロースエステルの置換度を変化させた原料を用いて導光フィルム４−２および４−３を作製した。また、実施例１の試料１−２と同様の方法で試料４−１を作製した。
【０１１０】
素材を低アッべ数のポリカーボネートとし、試料１−１作製の条件に準じて試料４−４を作製した。
【０１１１】
得られた導光フィルムを用いたフィルム状面光源装置について、全光線透過率、３８０ｎｍ透過率、ヘーズ及び位相差の測定は実施例１と同様に行い、アッべ数は以下の方法で測定し、結果を表４にまとめて記載する。尚、導光フィルム４−１から４−４の全光線透過率は何れも９０％以上であった。
【０１１２】
（アッべ数）
アッベ数は、下記式（３）を用いて算出した。なお、式（３）のそれぞれの波長に対する屈折率は、分光エリプソメータ（大塚電子製ＦＥ−５０００Ｓ）によって測定した厚み方向と幅方向の屈折率の平均とした。
【０１１３】
式（３）    アッベ数＝（波長６５５ｎｍの屈折率−１）／
（波長４８５ｎｍの屈折率−波長６５５ｎｍの屈折率）
【０１１４】
【表４】
2012124000.tif 000005
【０１１５】
表４から、セルロース系樹脂では総置換度及びプロピオニル置換度が高い方がアッべ数が高くなり均一性が良い傾向が見られた。これは、散乱の波長による角度依存性が減少したためだと考えている。
【０１１６】
また、低アッべ数のポリカーボネート樹脂においては、ヘーズから解るように散乱回数が多く、またアッべ数が低いために散乱角度分布の波長依存性も大きいため均一なフィルム状面光源とはならなかった。
【０１１７】
実施例５
実施例の試料１−２および試料３−１０を用いて、広告用フィルム状面光源装置を５−１および５−２をそれぞれ作製した。
【０１１８】
光取り出し要素の領域は模式図１に記載のように２×２ｃｍのパターン化した。５−１及び５−１を目視により確認した所、色相のムラは確認出来なかった。
【０１１９】
実施例６
市販の液晶ディスプレー（ＲＥＧＺＡ  ３２Ａ１  東芝株式会社製）のバックライトユニットを取り外し、本発明の導光フィルム４−２及び比較例の導光フィルム１−４を用いてバックライト光源とした。目視による観察の結果、本発明の導光フィルム４−２を使用したバックライトユニットは、画面全域で色変化なく良好なディスプレーが作製出来た事が確認出来た。
【０１２０】
比較例の導光フィルム１−４を用いたバックライトユニットは、光源の色ムラに起因した色ムラが目立ち好ましくなかった。
【図１】
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