JP2001324608A - 光拡散性シート - Google Patents
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Abstract
しなくとも、費用対効果の観点から考えて、高光拡散性
を発揮しつつ、且つ正面方向への輝度を高輝度化した光
拡散性シートを提供する。 【解決手段】 バインダー樹脂及び樹脂粒子を含有して
凹凸表面を有する光拡散層2を透明支持体3上に積層し
てなる光拡散性シート1を、全光線透過率が70.0%
以上、ヘーズが80.0%以上、透過の像鮮明度が2
5.0%以上であるものにする。
Description
関し、特に液晶ディスプレイのバックライト用に適する
光拡散性シートに関するものである。
に用いられる光拡散性シートとして、透明プラスチック
フィルムの片面に、無機粒子もしくは樹脂粒子を分散し
た透明な樹脂溶液を塗布したものが使用されている。
能としては、導光板の光拡散パターンが見えないこと、
正面方向への輝度が高いこと、などがある。
層に使用する樹脂や光拡散性粒子の種類や含有量を変更
する改良が行われている。しかしながら、このような改
良では正面方向への輝度の向上に限界があると考えられ
るため、プリズムシートを使用して周辺方向への光を正
面方向へ向けることが考えられている。このようなプリ
ズムシートは光拡散能を有しないため、使用に際して
は、従来より使用されている光拡散性シートと重ね合わ
せることが行われており、特開平9−127314号公
報、特開平9−197109号公報などに、これらの従
来の問題点を克服し、従来の光拡散性シートに比べて正
面方向への輝度が向上し、しかも光拡散性が十分な光拡
散性シートが開示されている。
27314号公報、特開平9−197109号公報に開
示されている光拡散性シートは、プリズムシートと呼ば
れるレンズシートを組み込むことで高輝度且つ高光拡散
を狙ったものであるが、このようなプリズムシートは、
コスト的に高価でその表面が傷つき易くて取り扱いのし
難いものである。そこで、近年このようなプリズムシー
トを使用しなくても、費用対効果の観点から、高輝度且
つ高光拡散を実現できるような光拡散性シートが強く望
まれている状況にあった。
き易いプリズムシートなどを使用しなくとも、費用対効
果の観点から考えて、高光拡散性を発揮しつつ、且つ正
面方向への輝度を高輝度化した光拡散性シートを提供す
ることを目的とする。
のような課題に鑑み、高光拡散性を維持しつつ正面方向
への輝度を高輝度化するという相反する性能の両者を向
上させるべく鋭意検討を続けた結果、高ヘーズ且つ高透
過像鮮明度という性能を満たすような光拡散層を設計す
ることにより、高光拡散性を発揮しつつ正面方向への輝
度を高輝度化するという相反する性能の両者を向上さ
せ、本発明を完成するに至った。
インダー樹脂及び樹脂粒子を含有して凹凸表面を有する
光拡散層を透明支持体上に積層してなる光拡散性シート
であって、当該光拡散性シートの全光線透過率が70.
0%以上、ヘーズが80.0%以上、透過の像鮮明度が
25.0%以上であることを特徴とするものである。
面に起因せずに光拡散層内のバインダー樹脂及び樹脂粒
子の屈折率差に起因して生じる光拡散性シートの内部ヘ
ーズが、40.0%未満であることを特徴とするもので
ある。
ダー樹脂及び樹脂粒子の屈折率差が0.05以内である
ことを特徴とするものである。
ズとは、JIS−K7105における全光線透過率及び
ヘーズの値のことであり、Td(%)/Tt(%)×1
00(%)=H(%)〔Td:拡散光線透過率、Tt:
全光線透過率、H:ヘーズ、〕の関係を有するものであ
る。
は、JIS−K7105における像鮮明度の値のことで
あり、透過法を用いて光学くし2.0mmの時の最高波
高〔M〕及び最低波高〔m〕を読みとって次式によって
求めた値である。 像鮮明度〔C(2.0)〕={M−m}/{M+m}×100
(%)
で測定したD線の屈折率(n25 D)の値のことである。
について、図1を用いて詳細に説明する。
樹脂及び樹脂粒子を含有して凹凸表面を有する光拡散層
2を透明支持体3上に積層してなる光拡散性シート1で
あって、当該光拡散性シート1の全光線透過率が70.
0%以上、ヘーズが80.0%以上、透過の像鮮明度が
25.0%以上であるようにすることにより、高価で傷
つき易いプリズムシートなどを使用しなくとも、高光拡
散性を発揮しつつ、且つ正面方向への輝度を高輝度化す
ることができるようになったものである。
点から高い全光線透過率が要求され、高光拡散性を発揮
するという観点からは高いヘーズが要求されるが、近
年、高い全光線透過率と高いヘーズを満足しても、高光
拡散且つ高輝度という点で際立って優れた性能のものは
得られないという状況にあった。そこで、基本的にはヘ
ーズと相反するような透過の像鮮明度という要件に着目
し、高い全光線透過率と、高いヘーズと、高い透過の像
鮮明度の全てを満足することにより、今までには得られ
なかった程に正面方向への高輝度化を実現できるように
なったものである。
いが、少なくとも70.0%以上の全光線透過率を有し
ていることが必要であり、より好ましくは75.0%以
上であることが望ましい。
なくとも80.0%以上のヘーズを有していることが必
要であり、より好ましくは85.0%以上であることが
望ましい。
過の像鮮明度が少なくとも25.0%以上であることに
より、従来にはない高光拡散且つ高輝度の性能を実現で
きるようになる。この透過の像鮮明度としては27.5
%以上であることがより好ましい。更に、高いヘーズを
得るバランスを考慮すると35.0%以下であること、
好ましくは32.0%以下であることが望ましい。
の像鮮明度は、光拡散性シート1の光拡散層2を有する
面とは反対の面(以下、光拡散層2を有する面に対して
単に「裏面」という場合もある。)から光を入射した場
合の値において満足している必要がある。
を設計する上では、光拡散性シート1全体としてのヘー
ズの内で、光拡散層2の凹凸表面に起因して生じるヘー
ズ(以下、単に「外部ヘーズ」ともいう。)よりも、光
拡散層2内のバインダー樹脂及び樹脂粒子の屈折率差に
起因して生じるヘーズ(以下、単に「内部ヘーズ」とも
いう。)の割合を少なくすることにより、本発明の光拡
散性シート1を得易くすることができるようになる。
散層2の凹凸表面を、光拡散層2のバインダー樹脂の屈
折率とほぼ同じ屈折率を有するような物質によって、凹
凸表面を埋めることで外部ヘーズをなくした光拡散性シ
ート1について、その内部ヘーズを測定したときに4
0.0%未満であることが好ましい。より好ましくは3
5.0%以下であることが望ましい。
ンスを満たすようにするには、バインダー樹脂と樹脂粒
子との屈折率差が0.05以内にすることが好ましい。
この屈折率差が0.05を越えてしまうと、内部ヘーズ
が上昇しやすくなってしまう。
輝度という性能を発揮させる上では、樹脂粒子の平均粒
子径及び粒子径分布、バインダー樹脂に対する樹脂粒子
の含有量、光拡散層2の厚み等も重要な要素であると考
えられる。
ー樹脂及び樹脂粒子を溶剤に分散又は溶解させた光拡散
層用樹脂溶液を調整し、当該光拡散層用樹脂溶液を透明
支持体3上に従来公知の塗布方法によって塗布、乾燥、
製膜して積層することにより得ることができる。
脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、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、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
化性樹脂等の光学的透明性を有する樹脂が使用できる。
好ましい樹脂としては、耐候性を有しつつ高透明性であ
るアクリル系樹脂、特に好ましくはアクリルポリウレタ
ン2液硬化タイプのものが挙げられ、樹脂粒子を多量に
充填しても強靭な塗膜が得られるよう、架橋密度の高く
なるようなOH価の大きいものを使用することが望まし
い。
ンを拡散して消去させつつ、且つ光拡散性シート1の裏
面から入射した光をできるだけそのまま正面方向に対し
て透過させる性能を付与するものである必要がある。
的に真球状であって、平均粒子径が16.0〜30.0
μm、より好ましくは18.0〜28.0μmであるこ
とが望ましい。また、その粒子径分布の変動係数が5
0.0%未満であることが好ましく、より好ましくは4
5.0以下であることが望ましく、更には20.0%以
上であることが好ましく、より好ましくは25.0%以
上であることが望ましい。平均粒径が、16.0μm未
満となってしまうとヘーズと透過の像鮮明度との両者を
共に高くすることが難しくなってしまい、30.0μm
を越えてしまうと光拡散層用樹脂溶液の調製や、塗布が
し難くなってしまい、やはりヘーズと透過の像鮮明度の
バランスを調整し難いものになってしまう。粒子径分布
の変動係数が50.0%以上若しくは20.0%未満に
なってしまうと、やはりヘーズと透過の像鮮明度のバラ
ンスを調製し難いものになってしまう。
及び粒子径分布の変動係数は、コールターカウンター法
によって測定した値である。このコールターカウンター
法とは、溶液中に分散している粒子の数及び大きさを、
電気的に測定する方法であって、粒子を電解液中に分散
させ、吸引力を使って電気が流れている細孔に粒子を通
過させる際に、粒子の体積分だけ電解液が置換され、抵
抗が増加し、粒子の体積に比例した電圧パルスを測定す
る方法である。従って、この電圧パルスの高さと数とを
電気的に測定することにより、粒子数と個々の粒子体積
を測定して、粒子径及び粒子径分布を求めるものであ
る。
を示す値であって、粒子径分布の標準偏差(不偏分散の
平方根)を粒子径の算術平均値(平均粒子径)で除した
値の百分率である。
系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ナイロン系樹脂粒
子、スチレン系樹脂粒子、ポリエチレン系樹脂粒子、ベ
ンゾグアナミン系樹脂粒子、ウレタン系樹脂粒子等が挙
げられるが、特にバインダー樹脂との屈折率差をより少
なくする観点からは、バインダー樹脂がアクリルポリウ
レタン2液硬化タイプである場合にはポリメチルメタク
リレート樹脂粒子であることが望ましい。
する樹脂粒子の含有量としては、使用する樹脂粒子の平
均粒子径や光拡散層2の厚みよって一概には言えない
が、180〜270重量部、好ましくは200〜250
重量部であることが望ましい。180重量部以上とする
ことにより比較的大きな平均粒子径の樹脂粒子を使用し
ても高光拡散且つ高輝度の性能を得易くなり、270重
量部以下とすることにより比較的小さな平均粒子径の樹
脂粒子を使用した時にやはり高光拡散且つ高輝度の性能
を得易くなる。
る樹脂粒子の平均粒子径やバインダー樹脂に対する樹脂
粒子の含有量によって一概には言えないが、25.0〜
50.0μm、好ましくは30.0〜40.0μmであ
ることが望ましい。ここで25.0〜50.0μmの範
囲とするのは、比較的小さな平均粒子径の樹脂粒子を使
用した時に高輝度且つ高光拡散性の性能を得易くするた
めである。
るニュートンリング防止等の厚みとは、JIS−K71
30における5.1.2のA−2法を用いて測定した値
のことであって、5点以上の測定値を平均化した値であ
る。
レンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレン
テレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、
ポリメチルメタクリレートフィルム等の透明プラスチッ
クフィルム等を使用できる。中でも耐候性や加工適性の
観点からポリエチレンテレフタレートフィルムが好まし
く用いられる。
は、導光板等との密着によって発生するニュートンリン
グを防止するために、ニュートンリング防止層等のアン
チニュートンリング処理を施すことが好ましい。このよ
うなニュートンリング防止層としては、平均粒子径10
μm程度の粒子をバインダー樹脂100重量部に対して
5重量部程度で混合したものを、8〜12μm程度の厚
みに設けたもの等が好適に用いられる。
ては、液晶用バックライトユニットの導光板4上に、ニ
ュートンリング防止層が接するように光拡散性シート1
を1枚ないし2枚以上積層することにより使用すること
ができ、2枚、3枚と積層した時により高輝度となるも
のである。また、本発明の光拡散性シート1は、更にそ
の上にプリズムシートを1枚ないし2枚以上積層する組
合せにおいても高輝度化するものであるが、本発明の最
大の特徴は、このような高価で表面が傷付き易くて取り
扱いのし難いプリズムシートを使用しなくても、十分に
高光拡散且つ高輝度の性能を実現できるところにある。
尚、「部」「%」は特記しない限り重量基準である。
ンテレフタレートフィルム3(ルミラーT−60:東レ
社)の一方の表面に、以下の組成の光拡散層用樹脂溶液
aを塗布し、乾燥することにより、塗膜厚み約33μm
の光拡散層2を積層して、図1の光拡散性シート1を作
製した。
ンテレフタレートフィルム3(ルミラーT−60:東レ
社)の一方の表面に、以下の組成の光拡散層用樹脂溶液
bを塗布し、乾燥することにより、塗膜厚み約40μm
の光拡散層2を積層して、図1の光拡散性シート1を作
製した。
ンテレフタレートフィルム3(ルミラーT−60:東レ
社)の一方の表面に、以下の組成の光拡散層用樹脂溶液
cを塗布し、乾燥することにより、塗膜厚み約27μm
の光拡散層2を積層して、図1の光拡散性シート1を作
製した。
ンテレフタレートフィルム3(ルミラーT−60:東レ
社)の一方の表面に、以下の組成の光拡散層用樹脂溶液
dを塗布し、乾燥することにより、塗膜厚み約12μm
の光拡散層2を積層して、図1の光拡散性シート1を作
製した。
ンテレフタレートフィルム3(ルミラーT−60:東レ
社)の一方の表面に、以下の組成の光拡散層用樹脂溶液
eを塗布し、乾燥することにより、塗膜厚み約12μm
の光拡散層2を積層して、図1の光拡散性シート1を作
製した。
ンテレフタレートフィルム3(ルミラーT−60:東レ
社)の一方の表面に、以下の組成の光拡散層用樹脂溶液
fを塗布、乾燥し、高圧水銀灯で紫外線を1〜2秒照射
することにより、塗膜厚み約6μmの光拡散層2を積層
して、図1の光拡散性シート1を作製した。
び比較例1〜3の光拡散性シート1について、輝度の向
上度合い、その費用対効果、及び光拡散性についても評
価すると共に、併せてこれら光拡散性シート1の全光線
透過率、ヘーズ、透過の像鮮明度、バインダー樹脂及び
樹脂粒子の屈折率などの光学特性についても測定した。
液晶用バックライトユニット4(コの字管ランプ一本、
5mm厚の導光板)に光拡散性シート1の透明支持体3
が導光板と対向するように、実施例1〜3及び比較例1
〜3の光拡散性シート1を2枚(図2)ないし3枚(図
3)組み込んで正面輝度を測定すると共に、バックライ
トユニット単体の正面輝度を測定して、その輝度の向上
度合いを評価した。具体的には次式で求めた。 〔光拡散性シートを組み込んで測定した正面輝度(cd/m
2)〕−〔バックライトユニット単体の正面輝度(cd/
m2)〕=〔輝度向上値(cd/m2)〕 これらの結果を表1に示す。また、同様にして、プリズ
ムシート5(BEF−II:住友スリーエム社)を組み込
んで(図4)正面輝度を測定すると共に、実施例1の光
拡散性シート1を1枚とプリズムシート5(BEF−I
I:住友スリーエム社)1枚を組み込んで(図5)正面
輝度を測定して、その輝度の向上度合いを評価した。
上度合いの評価で得られた実施例1の〔輝度向上値(cd
/m2)〕を用いて、その〔輝度を向上させるのに使用し
た光拡散性シートやプリズムシートの費用(/15イン
チシート換算)〕を除すことによって、費用対効果を評
価した。具体的に次式で計算した。 〔輝度を向上させるのに使用した光拡散性シートやプリ
ズムシートの費用(円/15インチシート換算)〕/
〔輝度向上値(cd/m2)〕=〔費用/輝度向上値(円/c
d)〕 尚、光拡散性シート1に関しては15インチシート当た
り85円で、プリズムシートに関しては15インチシー
ト当たり850円で計算した。計算結果を表1に示す。
価の際に、併せて光拡散性の評価として、導光板の光拡
散パターンの消去性についても目視評価し、導光板の光
拡散パターンが視認できなかったものを「○」、視認で
きたものを「×」とした。評価結果を表1に示す。
ーズの測定]実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた
光拡散性シート1について、ヘーズメーター(HGM−
2K:スガ試験機社)を用いて、全光線透過率及びヘー
ズを測定した。更に、実施例1〜3及び比較例1〜3の
光拡散層用樹脂溶液a〜fからそれぞれの樹脂粒子を除
いた樹脂溶液を用いて、光拡散性シート1の光拡散層2
の凹凸表面をバインダー樹脂で図6のように埋めて、当
該光拡散層2の凹凸表面が埋まった光拡散性シート1に
ついて、同様に測定して光拡散性シート1の内部ヘーズ
も測定した。尚、全光線透過率及びヘーズの測定につい
ては、光拡散性シート1の裏面から光を入射させて測定
した。測定結果を表2に示す。
施例1〜3及び比較例1〜3で得られた光拡散性シート
1について、写像測定器(ICM−1DP:スガ試験機
社)を用いて、光学くし2.0mmの透過の像鮮明度を
測定した。測定結果を表2に示す。
実施例1〜3及び比較例1〜3の光拡散層用樹脂溶液a
〜fからそれぞれ樹脂粒子を除いた樹脂溶液を用いて製
膜したバインダー塗膜及び実施例1〜3及び比較例1〜
3で使用した樹脂粒子の屈折率をアッベ屈折計(NAR
−1T型:アタゴ社)を用いて測定した。測定結果を表
2に示す。
例1〜3の光拡散性シート1は、全光線透過率70.0
%以上、ヘーズ80.0%以上、内部ヘーズ40%未
満、透過の像鮮明度25.0%以上、バインダー樹脂及
び樹脂粒子の屈折率差0.05以下の全ての要件を満た
していることによって、光拡散性、輝度向上値、費用対
効果において優れた結果が得られた。
過の像鮮明度が19.6%と低いために、輝度に劣るも
のであった。
過の像鮮明度が19.9%と低く、内部ヘーズが84.
6%と高いために、輝度に劣るものであった。
ーズが29.0%と低く、拡散性及び輝度において極め
て劣るものであった。
度を向上させたものについては、プリズムシートを使用
して輝度を向上させたものに比べて、その費用対効果で
3〜4倍の効果を示す結果となっている。
ンダー樹脂及び樹脂粒子を含有して凹凸表面を有する光
拡散層を透明支持体上に積層してなる光拡散性シートで
あって、当該光拡散性シートの全光線透過率を70.0
%以上、ヘーズを80.0%以上、透過の像鮮明度を2
5.0%以上であるようにすることにより、高価で傷つ
き易いプリズムシートなどを使用しなくとも、費用対効
果の観点から考えて、高光拡散性を発揮しつつ、且つ正
面方向への輝度を高輝度化した光拡散性シートを提供で
きるようになる。
面図。
ットを組み合わせた一使用形態の断面図。
ットを組み合わせた他の使用形態の断面図。
み合わせた形態の断面図。
びバックライトユニットを組み合わせた一使用形態の断
面図。
ンダー樹脂で埋めた断面図。
Claims (3)
- 【請求項1】バインダー樹脂及び樹脂粒子を含有して凹
凸表面を有する光拡散層を透明支持体上に積層してなる
光拡散性シートであって、当該光拡散性シートの全光線
透過率が70.0%以上、ヘーズが80.0%以上、透
過の像鮮明度が25.0%以上であることを特徴とする
光拡散性シート。 - 【請求項2】前記凹凸表面に起因せずに前記光拡散層内
の前記バインダー樹脂及び前記樹脂粒子の屈折率差に起
因して生じる前記光拡散性シートの内部ヘーズが、4
0.0%未満であることを特徴とする請求項1記載の光
拡散性シート。 - 【請求項3】前記バインダー樹脂及び前記樹脂粒子の屈
折率差が0.05以内であることを特徴とする請求項1
記載の光拡散性シート。
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