JP2003107217A

JP2003107217A - 光拡散板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003107217A
Application number: JP2001301295A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Koseki; 圭介小関; Kenichi Nakagawa; 謙一中川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な光拡散性を有するとともに、光の利用
効率が高い光拡散板を提供する。【解決手段】透明基板１２と、前記透明基板１２の一
方の表面に配置された光吸収層１６と、前記光吸収層１
６に一部埋設され且つ一部が前記光吸収層１６から露出
して固定された複数の透明ビーズ１８とを有する光拡散
板１０であって、前記透明ビーズ１８の屈折率が前記透
明ビーズの中心部から外殻に向けて段階的に又は連続的
に減少することを特徴とする光拡散板１０である。好ま
しくは、透明ビーズ１８が、屈折率ｎ₁のコア部と、ｎ₂
＜ｎ₁を満たす屈折率ｎ₂のシェル部とを少なくとも有す
るコアシェル構造を有することを特徴とする光拡散板１
０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光拡散板及びその
製造方法に関し、より詳細には、背面投射型表示装置の
透過スクリーン及び液晶表示装置等に利用可能な拡散板
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、投射型表示装置及び液晶表示装置
等において、平行光化された光束を拡散させ、広い視野
角特性を確保する部材として光拡散板が利用されてい
る。米国特許第２，３７８，２５２号明細書には、透明
ビーズのアレイを樹脂層によって基板上に固定した構成
の拡散板が開示されている。この拡散板によれば、入射
光はスネルの法則に基づき、ビーズと空気との界面で屈
折し、一旦収束した後、拡散光として基板から出射す
る。この構成の拡散板では、透明ビーズの屈折率が大き
くなるに従って、光拡散性が向上するが、透明ビーズの
屈折率が大きくなると、透明ビーズと空気界面における
光の反射損失が大きくなる。その結果、光の透過率が低
下するという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光の透過率の向上を目
的として、特表平９−５０４８８２号公報及び特開平１
０−１９７９５９号公報には、前記透明ビーズのアレイ
上に、さらに透明樹脂層を備えた構成の光拡散板が提案
されている。この構成の光拡散板では、前記透明ビーズ
と比較してより小さい屈折率を有する透明樹脂層を透明
ビーズの表面に形成することによって、空気とビーズと
の界面で生じていた反射損失を軽減し、光の透過率を向
上させている。この構成の光拡散板は、前記透明樹脂層
が最表面層となる場合、即ち、前記透明樹脂層と空気と
の界面における光の屈折を利用して光を拡散させる場合
には、充分な光拡散性を確保できるとともに光透過率が
低下するのを抑制できる点で優れている。しかし、前記
光拡散板を液晶表示装置等に組込む場合には、他の部材
と接着層を介して接着するため、前記透明樹脂層と空気
との界面における光の屈折を利用できない。その場合に
は、光透過率の低下を抑制できるものの、光拡散性は不
充分となる。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑みなされたもので
あって、良好な光拡散性を有するとともに、光の利用効
率が高い光拡散板を提供することを課題とする。また、
本発明は、液晶表示装置の視野角拡大用途に供する場合
も、光の利用効率を低下させることなく、良好な光拡散
性を有する光拡散板を提供することを課題とする。さら
に、本発明は、良好な光拡散性を有するとともに、光の
利用効率が高い光拡散板を簡易且つ安定的に製造可能な
光拡散板の製造方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に記載の光拡散板は、透明基板と、前記透明基
板の一方の表面に配置された光吸収層と、前記光吸収層
に一部埋設され且つ一部が前記光吸収層から露出して固
定された複数の透明ビーズとを有する光拡散板であっ
て、前記透明ビーズの屈折率が前記透明ビーズの中心部
から外殻に向けて段階的に又は連続的に減少することを
特徴とする。

【０００６】請求項１に記載の光拡散板では、前記透明
ビーズに入射した光は、外部と透明ビーズとの界面にお
いて屈折し、引き続き、透明ビーズの内部に存在する屈
折率が異なる領域間の界面でも屈折して、収束する。収
束光は、透明下塗り層及び／又は透明基板を透過するこ
とによって等方的に拡散する。前記透明ビーズは中心部
よりも外側の屈折率が小さいので、外部（例えば空気）
から入射した光の正反射による反射損失は軽減される。
また、外部と透明ビーズとの界面における光の屈折以外
に、前記透明ビーズの内部に存在する界面における光の
屈折も光拡散に寄与するので、前記透明ビーズ内部の屈
折率を調整することによって、高い光拡散性を確保する
ことができる。

【０００７】請求項２に記載の光拡散板は、請求項１に
記載の光拡散板において、前記透明ビーズが屈折率ｎ₁
のコア部と、ｎ₂＜ｎ₁を満たす屈折率ｎ₂のシェル部と
を少なくとも有するコアシェル構造を有することを特徴
とする。請求項２に記載の光拡散板では、外部と透明ビ
ーズとの界面における光の屈折以外に、コア部とシェル
部との界面における光の屈折も光の拡散性向上に寄与す
る。

【０００８】請求項３に記載の光拡散板は、請求項１又
は２に記載の光拡散板において、前記透明基板と前記光
吸収層との間に透明下塗り層を有し、前記複数の透明ビ
ーズは一部が前記透明下塗り層に埋設されていることを
特徴とする。請求項３に記載の光拡散板によれば、前記
透明下塗り層が形成されているので、前記透明ビーズを
埋設する際に、均一な埋設が可能となり、透明ビーズの
埋設が不均一になることによって生じる光学的特性の不
均一化を防止することができる。

【０００９】請求項４に記載の光拡散板は、請求項１か
ら３までのいずれかに記載の光拡散板において、前記透
明ビーズの体積平均粒径が０．５μｍ〜５０μｍである
ことを特徴とする。請求項４に記載の光拡散板では、前
記透明ビーズの体積平均粒径が０．５μｍ〜５０μｍで
あるので、より滑らかな画質の画像を表示することがで
きる。また、比較的、観察者が近くで観察する表示装置
に適用した場合も、画質が粗くならないので好ましい。

【００１０】請求項５に記載の光拡散板は、請求項２か
ら４までのいずれかに記載の光拡散板において、１．８
≦ｎ₁≦３．０及び１．６≦ｎ₂≦２．２を満たすことを
特徴とする。請求項５に記載の光拡散板では、コア部の
屈折率ｎ₁とシェル部の屈折率ｎ₂が前記関係式を満たし
ているので、前記透明ビーズ内部のコアとシェルとの界
面における光の屈折が大きくなり、その結果、出射光は
高い拡散性を有する。

【００１１】請求項６に記載の光拡散板は、請求項２か
ら５までのいずれかに記載の光拡散板において、前記シ
ェル部は、有機ポリマーを含み、前記有機ポリマーは、
高屈折率を有する粒子を分散含有することを特徴とす
る。請求項６に記載の光拡散体では、シェル部の有機ポ
リマーが、高屈折率を有する粒子を分散含有しているの
で、前記シェル部の屈折率を前記高屈折率を有する粒子
によって調整できる。

【００１２】請求項７に記載の光拡散板は、請求項１か
ら６までのいずれかに記載の光拡散板において、前記複
数の透明ビーズの上に、前記透明ビーズの外殻の屈折率
より小さい屈折率を有する透明接着層を有することを特
徴とする。請求項７に記載の光拡散板は、透明接着層を
有するので、前記接着層を介して他の部材と接着させる
ことによって、容易に表示装置内に組込むことができ
る。また、接着層用の通常の材料を用いた場合、接着層
の屈折率は１．５程度なので、１．８≦ｎ₁≦３．０及
び１．６≦ｎ₂≦２．２を満たすコアシェル構造の透明
ビーズを用いることで、高い光拡散性を確保できる。

【００１３】請求項８に記載の光拡散板の製造方法は、
熱可塑性樹脂からなる透明下塗り層が形成された透明基
板の前記透明下塗り層に複数の前記透明ビーズを配置す
る工程と、前記透明下塗り層に熱を供与し軟化させて前
記複数の透明ビーズの各々の一部を前記透明下塗り層に
埋設する工程と、前記透明下塗り層上に光吸収層を形成
し、前記透明ビーズの一部を前記光吸収層に埋設すると
ともに、一部を前記光吸収層から露出させる工程とを有
し、前記透明ビーズの屈折率が前記透明ビーズの中心部
から外殻に向けて段階的に又は連続的に減少することを
特徴とする。

【００１４】請求項８に記載の光拡散板の製造方法によ
れば、過度の加圧等により透明ビーズを破損することな
く、透明ビーズの埋設を充分に行うことができ、簡易且
つ安定的に等方的に光を拡散可能な光拡散板を作製する
ことができる。また、不均一な大きさの透明ビーズを用
いた場合も、透明ビーズの埋設を充分に行うことができ
るので、透明ビーズの密なアレイを備えた光拡散板を、
簡易且つ安定的に製造することができる。さらに、透明
ビーズとして、中心部から外殻に向けて、屈折率が連続
的又は段階的に変化する透明ビーズを用いているので、
光の利用効率が高い光拡散板を、簡易且つ安定的に作製
することができる。

【００１５】請求項９に記載の光拡散板の製造方法は、
請求項８に記載の光拡散板の製造方法において、コア部
をシランカップリング剤によって表面処理し、前記表面
処理されたコア部に有機ポリマーを被覆してコアシェル
構造を有する前記透明ビーズを形成する工程を有するこ
とを特徴とする。請求項９に記載の光拡散板の製造方法
によれば、シランカップリング剤を用いてコアシェル構
造を有した透明ビーズを作製できるので、中心部から外
殻に向けて、屈折率が連続的又は段階的に変化する透明
ビーズを簡易に作製し、光の利用効率が高い拡散板を、
簡易且つ安定的に作製することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。図１は本実施の形態
に係わる光拡散板の概略断面図である。図１に示す光拡
散板１０は、透明基板１２、透明下塗り層１４、光吸収
層１６及び透明ビーズ１８のアレイ２０とを有する。透
明ビーズ１８は、一部が光吸収層１６を貫通し、透明下
塗り層１４に埋設されるとともに、一部が光吸収層１６
から露出している。アレイ２０は、透明ビーズ１８が一
層に密に配列されてなる。透明ビーズ１８は、屈折率ｎ
₁のコア部ｃと、ｎ₂＜ｎ₁を満たす屈折率ｎ₂のシェル部
ｓとを有するコアシェル構造を有する。

【００１７】次に、光拡散板１０の光拡散作用について
説明する。透明ビーズ１８に入射した光は、外部からシ
ェル部ｓへ入射し、さらにシェル部ｓからコア部ｃへ入
射する。入射光は、外部とシェル部ｓとの界面及びシェ
ル部ｓとコア部ｃとの界面で各々屈折して、収束する。
収束光は、透明下塗り層１４及び／又は透明基板１２を
透過することによって、拡散し、透明基板１２からは等
方的拡散光が得られる。一方、透明ビーズ１８に入射す
ることなく光吸収層１６に入射した光は、大半が光吸収
層１６で吸収されるので、透明基板１２への出射光には
含まれず、拡散光の等方性は失われない。また、透明基
板１２から入射した光も大半が光吸収層１６で吸収され
るので、その後、出射光に含まれず、拡散光の等方性は
失われない。

【００１８】本実施の形態では、透明ビーズ１８とし
て、屈折率がｎ₁のコア部ｃとｎ₁＜ｎ ₂を満たす屈折率
ｎ₂のシェル部ｓとを有するコアシェル構造を有する透
明ビーズ１８を使用している。例えば、アレイ２０が空
気と接している場合、透明ビーズ１８に入射する光は、
コア部ｃよりも低い屈折率を有するシェル部ｓを透過し
た後、高い屈折率を有するコア部ｃに入射するので、空
気から直接高い屈折率を有する透明ビーズ１８に入射す
るよりも、光の正反射による反射損失を抑制することが
できる。さらに、シェル部ｓとコア部ｃとの界面におけ
る光の屈折も光拡散性に寄与するので、シェル部ｓとコ
ア部の屈折率を調整することで、光拡散板１０は、高い
光拡散性を有するとともに、高い光利用効率を有する。

【００１９】さらに、本実施の形態の光拡散板１０は、
空気界面との屈折を利用できない場合、例えば、液晶表
示装置等に組込まれ、他の部材と接着層を介して接着さ
れる場合も、透明ビーズ１８のコア部ｃとシェル部ｓの
屈折率を調整することによって、光拡散性をシェル部ｓ
とコア部ｃとの界面の屈折率の差により確保することが
できる。従って、液晶表示装置等に他の部材とともに組
込まれ、視野角拡大の用途に供する場合も、光の利用効
率を低下させることなく、充分な光拡散性を維持でき
る。

【００２０】図２に、本発明の他の形態に係わる光拡散
板の概略断面図を示す。尚、図１と同一の部材には同一
の番号を付し、詳細な説明は省略する。光拡散板１０’
は、光拡散板１０のアレイ２０上に、透明接着層２２を
備えた構成である。透明ビーズ１８は、透明接着層２２
によって被覆され、その表面は透明接着層２２から露出
していない。透明接着層２２の屈折率ｎ₃はｎ₃＜ｎ₂を
満たしている。

【００２１】光拡散板１０’の透明接着層２２に入射し
た光のうち、透明ビーズ１８に入射した光は、透明接着
層２２からシェル部ｓへ入射し、さらにシェル部ｓから
コア部ｃへ入射する。入射光は、透明接着層２２とシェ
ル部ｓとの界面及びシェル部ｓとコア部ｃとの界面で各
々屈折して、収束する。収束光は、透明下塗り層１４及
び／又は透明基板１２を透過することによって、拡散
し、透明基板１２からは等方的拡散光が得られる。一
方、透明接着層２２から透明ビーズ１８に入射すること
なく光吸収層１６に入射した光は、大半が光吸収層１６
で吸収されるので、透明基板１２への出射光には含まれ
ず、拡散光の等方性は失われない。また、透明基板１２
から入射した光も大半が光吸収層１６で吸収されるの
で、その後、出射光に含まれず、拡散光の等方性は失わ
れない。

【００２２】本実施の形態では、透明ビーズ１８のコア
部ｃの屈折率ｎ₁、シェル部ｓの屈折率ｎ₂及び透明接着
層２２の屈折率ｎ₃が、ｎ₃＜ｎ₂＜ｎ₁を満たしている。
従って、光拡散板１０’の透明ビーズ１８に入射する光
は、コア部ｃよりも低い屈折率を有する透明接着層２２
及びシェル部ｓを透過した後、高い屈折率を有するコア
部ｃに入射するので、空気から直接高い屈折率を有する
透明ビーズに入射するよりも、光の正反射による反射損
失を抑制することができる。さらに、透明接着層２２と
シェル部ｓとの界面及びシェル部ｓとコア部ｃとの界面
における光の屈折も光拡散性に寄与するので、屈折率ｎ
₁、ｎ₂及びｎ₃を調整することによって、光拡散板１０
は、高い光拡散性を有するとともに、高い光利用効率を
有する。また、透明接着層２２を有しているので、液晶
表示装置等の他の部材に、透明接着層２２によって接着
することができ、容易に液晶表示装置等に組み込むこと
ができる。

【００２３】以下、本発明に使用可能な各部材について
説明する。本発明では、透明ビーズとして、屈折率が前
記透明ビーズの中心部から外殻に向けて段階的に又は連
続的に減少する透明ビーズを使用する。この様な構成の
透明ビーズとしては、屈折率ｎ₁のコア部と、屈折率ｎ₁
より小さい屈折率を有する１以上のシェル部とを有する
コアシェル構造の透明ビーズが挙げられる。前記透明ビ
ーズのコア部の屈折率は１．８〜３．０であり、且つシ
ェル部の屈折率は１．６〜２．２であるのが好ましく、
コア部の屈折率が１．９〜２．７であり、且つシェル部
の屈折率が１．６５〜２．１であるのがより好ましい。
また、前記シェル部が２以上である場合は、シェル部の
屈折率はより内側のシェル部からより外側のシェル部に
かけて減少するのが好ましい。

【００２４】前記コアシェル構造の透明ビーズのコア部
は、屈折率の点で、無機微粒子であるのが好ましい。無
機微粒子としては、金属酸化物の微粒子、金属水酸化物
の微粒子、ガラスの微小球体等が挙げられる。高い光透
過性を有し且つ高い屈折率を有する点で、コア部はガラ
スの微小球体であるのが好ましい。シェル部は、有機ポ
リマー等からなるのが好ましく、特に、高屈折率を有す
る粒子を分散含有する有機ポリマーであることが好まし
い。前記高屈折率を有する粒子としては、例えば、無機
のナノ粒子が挙げられる。前記高屈折率を有する粒子の
粒径は、前記透明ビーズの粒径との関係で好適なものを
選定すればよいが、５ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、２
０ｎｍ〜１００ｎｍが最も好ましい。有機ポリマー中に
無機のナノ粒子を分散含有させると、前記シェル部の屈
折率を調整できるので好ましい。前記シェル部の屈折率
は、前記有機ポリマーと前記ナノ粒子との含有比率によ
って調整することができる。前記シェル部を構成する有
機ポリマーとしては、光硬化性を有する樹脂あるいは熱
硬化性を有する樹脂であれば特に制限はなく、好適な材
料としてはアクリル系樹脂が挙げられる。また、前記高
屈折率を有する粒子としては、例えば、金属酸化物の微
粒子及び金属水酸化物の無機微粒子等が挙げられる。

【００２５】前記コアシェル構造の透明ビーズは、例え
ば、コアとなる微粒子の表面を、シランカップリング剤
によって前記有機ポリマー材料（所望により前記ナノ粒
子を分散含有する有機ポリマー）で被覆することで作製
することができる。この作製方法については、特開平９
−１０１５２５号公報、同１０−１２５４３０号公報、
同１０-５４９９０号公報、同１０−１７６００７号公
報、同１０−２２６５１２号公報、同１０−３０６２２
９号公報、同１２−２６６９２号公報、同１２−１６９
５９１号公報等の各公報等に詳細が記載され、本発明に
も適用することができる。前記シランカップリング剤と
しては、置換基として疎水基を１つ又は２つ有し、且
つ、親水性置換基がアルコキシ基であるものであればよ
く、特に制限はない。また、コア部となる粒子の素材に
応じて、前記シランカップリング剤と共にテトラアルコ
キシシランを反応させてもよい。その他、シェル部は、
分散重合及び乳化重合等の重合を利用して、コア部とな
る微粒子の表面に形成することもできる。

【００２６】本発明に用いる前記透明ビーズは、適用す
る表示装置の標準的な監視距離に応じて、種々の粒径の
ものを用いるのが好ましい。人の目の角度解像力は、そ
の構造から５０〜２００マイクロラジアン程度である。
従って、画像のざらつきを感じさせないためには、前記
透明ビーズの大きさはそれ以下の視角サイズであるのが
好ましい。例えば、卓上表示装置（例えば、パーソナル
コンピュータ用表示装置）の標準監視距離を３０ｃｍ、
及び家庭用テレビの標準監視距離を２ｍとする。視角５
０マイクロラジアンをこれらの標準監視距離に適用し、
粒子サイズに換算すると、各々１５μｍ及び１００μｍ
となる。実際には、監視距離にはある程度の幅があるの
で、これを考慮すると、卓上表示装置用の光拡散板の用
途に供する場合は、前記透明ビーズはその体積平均粒径
が０．５μｍ〜５０μｍであるのが好ましく、０．５μ
ｍ〜３０μｍであるのがより好ましく、３〜１５μｍで
あるのが特に好ましい。また、家庭用テレビの光拡散板
の用途に供する場合は、前記透明ビーズはその体積平均
粒径が、０．５μｍ〜３００μｍであるのが好ましく、
０．５μｍ〜２００μｍであるのがより好ましく、０．
５μｍ〜５０μｍであるのが特に好ましい。本発明の光
拡散板の透明ビーズとして、体積平均粒径が０．５μｍ
〜５０μｍのビーズを用いると、いずれの用途に適用し
た場合も、画像のざらつき感等を抑制できるので好まし
い。

【００２７】また、前記透明ビーズは、より密に配置さ
れてアレイを形成しているのが好ましい。前記透明ビー
ズが密に配列していると、表示される画像がより滑らか
になるので好ましい。例えば、大きさの異なる２種類以
上の透明ビーズを用いて、大きいサイズの粒子の間隙に
小さいサイズの粒子を配置する様にその大きさを調整
し、透明ビーズをより密に配置させることもできる。

【００２８】本発明に使用可能な透明基板としては、充
分な光透過性を有するとともに、用途に応じた充分な機
械強度を有する材料を用いるのが好ましい。具体的に
は、各種のガラス板、及び、ポリエステル、ポリオレフ
ィン、ポリアミド、ポリエーテル、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（ＰＥ
Ｎ）、ポリスチレン、ポリエステルアミド、ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエス
テル、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸エステルなど
の各種の樹脂材料からなるフィルム等が挙げられる。

【００２９】本発明において、前記透明下塗り層は、光
透過性を有するとともに、前記透明ビーズを固定可能な
樹脂から構成されているのが好ましい。また、熱の供与
によって軟化し、前記透明下塗り層上に配置された前記
透明ビーズの一部が埋設可能となる熱可塑性樹脂から構
成されているのが好ましい。具体的には、酢酸ビニル樹
脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、
塩化ビニル−塩ビニリデン共重合体、（メタ）アクリル
酸エステル樹脂、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、ポリ
エステル、フッ化ビニリデン樹脂、ニトロセルロース樹
脂、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ウレ
タン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ポリエ
チレン、ロジン誘導体、およびこれらの混合物を用いて
形成するのが好ましい。尚、本発明の光拡散板には、前
記透明下塗り層がない態様も含まれるが、本発明の光拡
散板を後述する方法により製造する場合は、前記透明下
塗り層を有する態様の光拡散板が製造される。

【００３０】本発明において、前記光吸収層は、黒の着
色剤を分散含有する樹脂又は黒の着色剤によって染色さ
れた樹脂からなる層であるのが好ましい。前記黒の着色
剤としては、カーボンブラックの他、従来公知の黒の染
料を広く使用することができる。また、前記光吸収層を
構成する樹脂としては、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩ビ
ニリデン共重合体、（メタ）アクリル酸エステル樹脂、
ブチラール樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル、フッ化
ビニリデン樹脂、ニトロセルロース樹脂、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリル共重合体、ウレタン樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩化ポリエチレン、ロジン
誘導体、およびこれらの混合物等が挙げられる。

【００３１】前記透明ビーズ上に透明接着層を形成する
場合、前記透明接着層は、高い光透過性を有するととも
に、液晶表示装置等の内部に組込む際に、他の部材と接
着（所望により熱の供与によって接着）する層である。
前記透明樹脂層を構成する材料としては、例えば、溶液
型、エマルジョン型、ホットメルト型、感圧型等の接着
剤を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂、
ポリカーボーネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフ
ィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹
脂、等が挙げられる。これらの材料から形成された透明
接着層は、前記好ましい範囲の屈折率を有する透明ビー
ズと組み合わせて使用することができる。尚、透明接着
層の厚さについては特に制限はないが、接着性が良好と
なる点では表面平滑性が高いのが好ましく、従って、前
記透明接着層を形成することによって、少なくとも前記
透明ビーズのアレイに由来する表面の凹凸は消去されて
いるのが好ましい。

【００３２】次に、本発明の光拡散板の製造方法の一例
について説明する。本発明の光拡散板は、熱可塑性樹脂
からなる前記透明下塗り層が形成された透明基板の前記
透明下塗り層に複数の前記透明ビーズを配置する第一の
工程と、前記透明下塗り層に熱を供与し軟化させて前記
複数の透明ビーズの各々の一部を前記透明下塗り層に埋
設する第二の工程と、前記透明下塗り層上に光吸収層を
形成し、前記透明ビーズの一部を前記光吸収層に埋設す
るとともに、一部を前記光吸収層から露出させる第三の
工程とから作製することができる。

【００３３】以下、図３を参照して、本発明の光拡散板
の製造方法の一例を説明する。尚、図１及び図２と同一
の部材については、同一の番号を付し、詳細な説明は省
略する。まず、透明基板１２を用意し（図３（ａ））、
透明基板１２上に熱可塑性樹脂を含有する塗布液を塗布
し、乾燥して、透明下塗り層１４を形成する（図３
（ｂ））。次に、この透明下塗り層１４上に複数の透明
ビーズ１８を密に分散配置させ、透明ビーズ１８の単層
からなるアレイ２０を形成する（図３（ｃ））。尚、本
発明の製造方法において、上記透明ビーズ１８としてコ
アシェル構造を有する透明ビーズを用いる場合には、上
述のようにガラスの微小球体をシランカップリング剤を
用いて表面処理し、例えば、表面処理したガラスの微小
球体表面にナノ粒子を分散含有した光硬化性アクリル系
樹脂層被覆した後、紫外線照射にてシェル部を硬化させ
ることによってコアシェル構造を有した透明ビーズを形
成する工程を含んでもよい。

【００３４】次に、図３（ｄ）に示す様に、透明ビーズ
１８のアレイ２０上の全面に、弾性体２４を載置し、そ
の状態で弾性体２４を加熱する。それぞれの透明ビーズ
１８には弾性体２４から熱が伝わり、さらに透明下塗り
層１４にも熱が伝わる。透明下塗り層１４は熱可塑性樹
脂から構成されているので、加熱により軟化し、透明ビ
ーズ１８の一部が透明下塗り層１４に各々埋設される。
必要に応じて、弾性体２４の上に適量の分銅等を載置し
て、透明ビーズ１８を若干加圧してもよい。弾性体２４
は、透明ビーズ１８の大きさが不揃いの場合も、撓むこ
とにより透明ビーズ１８の各々に接し、一様に熱を供与
できる（あるいは所望により加圧できる）。尚、弾性体
２４は、伝熱性可撓性材料からなるものであればいずれ
でもよく、シリコーン等を用いることができる。尚、弾
性体２４は必ずしも用いる必要はなく、単に透明下塗り
層１４を加熱して軟化させ、透明ビーズ１８の自重によ
って透明下塗り層１４中に埋設するこもできる。

【００３５】前記工程においては、複数の透明ビーズ１
８の各々の一部を、透明下塗り層１４に埋設するととも
に、一部を前記透明下塗り層１４から露出させる必要が
ある。従って、透明ビーズ１８が透明下塗り層１４に埋
没してしまわないように、好ましくは透明ビーズ１８の
半分以上が、透明下塗り層１４から露出するように、透
明下塗り層１４の層厚を調整する。

【００３６】その後、弾性体２４を除去して、透明下塗
り層１４を降温させることによって透明下塗り層１４を
固化して透明ビーズ１８を透明下塗り層１４に固着させ
る（図３（ｅ））。次に、例えば、カーボンブラックと
アクリル系樹脂とを有機溶媒に分散及び／又は溶解させ
た光吸収層用塗液を、透明ビーズ１８同士の間隙に避布
して透明下塗り層１４の上に光吸収層１６を形成する。
（図３（ｆ））。透明ビーズ１８の一部は光吸収層１６
から露出させる。この透明ビーズ１８が露出した側が、
光の入射側になる。前記光吸収層用塗布液が界面活性剤
を含まないと、前記透明ビーズが前記塗布液をはじき易
くなるので好ましい。また、前記透明ビーズが前記塗布
液をはじき易くするために、前記透明ビーズの表面に疎
水処理を施すこともできる。

【００３７】尚、光吸収層１６が透明ビーズ１８を被覆
してしまい、透明ビーズ１８の露出が不充分である場合
は、光吸収層１６を形成した後、透明ビーズ１８の表面
から光吸収層１６を除去する工程を付加することもでき
る。例えば、エッチング等を利用して、光吸収層を除去
することができる。また、表示装置を構成している他の
部材に接着し、表示装置内に組込む場合は、透明ビーズ
１８上に、アクリル系樹脂等を含有する塗布液を、透明
ビーズ１８上に塗布することにより、透明接着層２２を
形成することができる。

【００３８】この製造方法によれば、過度の加圧等によ
り透明ビーズを破損することなく、透明ビーズの埋設を
充分に行うことができ、簡易且つ安定的に等方的に光を
拡散可能な光拡散板を作製することができる。また、不
均一な大きさの透明ビーズを用いた場合も、透明ビーズ
の埋設を充分に行うことができるので、透明ビーズの密
なアレイを備えた光拡散板を、簡易且つ安定的に製造す
ることができる。さらに、透明ビーズとして、中心部か
ら外殻に向けて、屈折率が連続的又は段階的に変化する
透明ビーズを用いているので、高い光拡散性を有すると
ともに光の利用効率が高い光拡散板を、簡易且つ安定的
に作製することができる。

【００３９】その他、本発明の光拡散板は、透明下塗り
層の形成を省略し、透明基板上に光吸収層を形成し、該
光吸収層に同様な方法で前記複数の透明ビーズの一部を
埋設させて作製することもできる。

【００４０】本発明の光拡散板は、背面投射型表示装置
の透過型スクリーン、あるいは液晶表示装置、プラズマ
表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の視野
角拡大用光拡散板、あるいは液晶表示装置用バックライ
ト、各種照明光源等の光を拡散する光拡散板に利用する
ことができる。特に、前記各種の表示装置の視野角拡大
用光拡散板に用いるのが好ましい。

【００４１】

【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるも
のではない。［実施例１］ガラスの微小球体（屈折率２．２、体積平
均粒径３０μｍ）を、シランカップリング剤（γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン）を用いて表面
処理した。前記表面処理したガラスの微小球体表面に、
酸化チタンのナノ粒子を分散含有した光硬化性アクリル
系樹脂層（屈折率１．８）を平均厚みが０．１３μｍと
なるよう被覆した後紫外線照射にてシェル部を硬化させ
ることにより、コアシェル構造を有する透明ビーズを作
製した。次に、ＰＥＴ（透明基板）の一方の表面に、水
溶性ナイロン（「Ｐ−７０」、東レ（株）製）を含有す
る塗布液をワイヤーバーを用いて塗布後、乾燥して透明
下塗り層（乾燥後の膜厚７μｍ）を形成した。形成し
た透明下塗り層上に、作製したコアシェル構造の透明ビ
ーズを密に配置し、前記透明下塗り層を９分間１２０℃
で加熱した。前記透明下塗り層が軟化し、前記透明ビー
ズの一部が透明下塗り層に埋設した後、常温まで冷却す
ることによって、前記透明ビーズを前記透明下塗り層に
埋設した状態て固定した。

【００４２】別途、光吸収層用塗布液を調製した。この
塗布液は、アクリル系樹脂を有機溶媒に溶解した溶液に
カーボンブラックを分散させたものであり、前記塗布液
の調製時に、界面活性剤は使用しなかった。この塗布液
を、前記透明下塗り層上に塗布し、その後乾燥して、光
吸収層を形成した。塗布時において、透明ビーズの容積
を考慮して塗布量を調整し、乾燥後の厚みを８μｍとし
た。光吸収層用塗布液は前記透明ビーズの表面からはじ
かれ、前記透明ビーズの間隙にのみ形成された。前記透
明ビーズの表面は、光吸収層から露出していた。さら
に、前記透明ビーズ上に、透明接着層用塗布液（アクリ
ル系樹脂の溶液）を塗布し、乾燥して透明接着層（屈折
率１．５）を形成し、光拡散板を得た。

【００４３】［実施例２］実施例１において、ガラスの
微小球体（屈折率１．７、体積平均粒径３０μｍ）をコ
アとし、その表面に、酸化チタンのナノ粒子を分散含有
したアクリル系樹脂層（屈折率１．６）を形成した以外
は、実施例１と同様にして光拡散板を作製した。

【００４４】［比較例１］実施例１において用いたガラ
スの微小球体（屈折率２．２、体積平均粒径３０μｍ）
をそのまま透明ビーズとして用いた以外は、実施例１と
同様にして光拡散板を作製した。［比較例２］実施例２において用いたガラスの微小球体
（屈折率１．７、体積平均粒径３０μｍ）をそのまま透
明ビーズとして用いた以外は、実施例２と同様にして光
拡散板を作製した。

【００４５】作製した実施例１及び２、並びに、比較例
１及び２の光拡散板について、光透過効率をＪＩＳＫ
７３６９１−１に準じ、ヘイズメーター（ＨＲ−１０
０：（株）村上色彩技術研究所製）で測定した。実施例
の光拡散板は比較例の光拡散板と比較して、いずれも光
透過効率の点で優れていた。また、実施例１及び２の光
拡散板についての視野角特性について、作製した光拡散
板に拡がり角が５°以内の光を垂直に照射し、光拡散板
を透過した光の放射強度分布をシリコンフォトダイオー
ドをセンサーとする装置で測定した。特に、実施例１の
光拡散板は、視野角特性に優れていた。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、良
好な光拡散性を有するとともに、光の利用効率が高い光
拡散板を提供することができる。また、本発明によれ
ば、液晶表示装置の視野角拡大用途に供する場合も、光
の利用効率を低下させることなく、良好な光拡散性を有
する光拡散板を提供することができる。さらに、本発明
によれば、良好な光拡散性を有するとともに、光の利用
効率が高い光拡散板を簡易且つ安定的に製造可能な光拡
散板の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる光拡散板の概略
断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係わる光拡散板の
概略断面図である。

【図３】本発明の光拡散板の製造方法の一例を説明す
るために用いた概念図である。

【符号の説明】１０、１０’ 光拡散板１２透明基板１４透明下塗り層１６光吸収層１８透明ビーズ（ｃコア部、ｓシェル部）２０アレイ２２透明接着層２４弾性体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 21/62 Ｇ０３Ｂ 21/62 Ｆターム(参考） 2H021 BA27 BA28 BA29 2H042 AA09 AA26 AA28 BA02 BA12 BA14 BA19 BA20 2H091 FA16Z FA34Z FB02 FD14 GA01 LA12 LA19 MA07 4F100 AA21C AG00C AK25C AK41A AK48B AR00A AR00B BA03 BA04 BA07 BA10A BA10C BA42C CC00D DE04C EH46 GB90 JB09B JB14C JD14B JN01A JN01C JN01D JN18C JN30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、前記透明基板の一方の表面
に配置された光吸収層と、前記光吸収層に一部埋設され
且つ一部が前記光吸収層から露出して固定された複数の
透明ビーズと、を有する光拡散板であって、前記透明ビ
ーズの屈折率が前記透明ビーズの中心部から外殻に向け
て段階的に又は連続的に減少することを特徴とする光拡
散板。
【請求項２】前記透明ビーズは、屈折率ｎ₁のコア部
と、ｎ₂＜ｎ₁を満たす屈折率ｎ₂のシェル部とを少なく
とも有するコアシェル構造を有することを特徴とする請
求項１に記載の光拡散板。
【請求項３】前記透明基板と前記光吸収層との間に透
明下塗り層を有し、前記複数の透明ビーズは一部が前記
透明下塗り層に埋設されていることを特徴とする請求項
１又は２に記載の光拡散板。
【請求項４】前記透明ビーズの体積平均粒径が０．５
μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１から３
までのいずれか１項に記載の光拡散板。
【請求項５】１．８≦ｎ₁≦３．０及び１．６≦ｎ₂≦
２．２を満たすことを特徴とする請求項２から４までの
いずれか１項に記載の光拡散板。
【請求項６】前記シェル部は、有機ポリマーを含み、
前記有機ポリマーは、高屈折率を有する粒子を分散含有
することを特徴とする請求項２から５までのいずれか１
項に記載の光拡散板。
【請求項７】前記複数の透明ビーズの上に、前記透明
ビーズの外殻の屈折率より小さい屈折率を有する透明接
着層を有することを特徴とする請求項１から６までのい
ずれか１項に記載の光拡散板。
【請求項８】熱可塑性樹脂からなる透明下塗り層が形
成された透明基板の前記透明下塗り層に複数の透明ビー
ズを配置する工程と、前記透明下塗り層に熱を供与し軟
化させて前記複数の透明ビーズの各々の一部を前記透明
下塗り層に埋設する工程と、前記透明下塗り層上に光吸
収層を形成し、前記透明ビーズの一部を前記光吸収層に
埋設するとともに、一部を前記光吸収層から露出させる
工程とを有し、前記透明ビーズの屈折率が前記透明ビー
ズの中心部から外殻に向けて段階的に又は連続的に減少
することを特徴とする光拡散板の製造方法。
【請求項９】コア部をシランカップリング剤によって
表面処理し、前記表面処理されたコア部に有機ポリマー
を被覆してコアシェル構造を有する前記透明ビーズを形
成する工程を有することを特徴とする請求項８に記載の
光拡散板の製造方法。