JP2003121616A

JP2003121616A - 光拡散反射シート

Info

Publication number: JP2003121616A
Application number: JP2001312833A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Yoshimune; 良幸能宗; Mitsunori Okada; 光範岡田; Kazuya Nagashima; 和也永島; Takaaki Kenmotsu; 孝明監物
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP3989217B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光全反射率と光拡散反射率のいずれもが高
く、面発光システムの光反射材として用いたときに、当
該面発光システムにおける面輝度のバラツキを小さくす
ることができる光拡散反射シートを提供する。【解決手段】内部に平均径５０μｍ以下の独立気泡が
分散する熱可塑性ポリエステル樹脂シート１の全面また
は一部表面に、複数個の凹没部２または凸起部３が形成
されている光拡散反射シート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光拡散反射シートに
関し、光全反射率が高く、かつ光拡散反射率も高いの
で、電飾看板、液晶表示装置、照明器具のバックライト
や照明ボックスのような光源直下型の面発光システムに
組み込んだときに、発光面輝度のバラツキを小さくする
ことができる光拡散反射シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】光源直下型面発光システムの１種である
例えば電飾看板の場合、所定の間隔を置いて平行配置さ
れた複数本の例えば蛍光灯の背面側に例えば板状または
シート状の光反射材を設置し、また蛍光灯の前面側には
例えばアクリル樹脂製やガラス製の光透過板を設置し、
周囲を光不透過性の枠体で取り囲んだ構造になってい
る。

【０００３】この電飾看板からの照明品質に関しては、
蛍光灯の直上に位置する箇所の光透過板における面輝度
と、蛍光灯相互間の直上に位置する箇所の光透過板にお
ける面輝度のバラツキを小さくすることが重要な課題と
してある。上記した面輝度のバラツキを小さくする方法
の１つには、蛍光灯の背面側に位置する光反射材として
光反射拡散率が高い材料を用いる方法がある。このよう
な材料を用いることにより、蛍光灯から上記光反射材に
当たった光は当該光反射材で多方向に反射・拡散してい
き、その結果、前面側の光透過板に到達する光は当該光
透過板の全面に均等に当たることができるので面輝度の
バラツキは小さくなる。

【０００４】したがって、このような態様で使用される
光反射材としては、光拡散反射率が高く、そして同時
に、光透過板の全体的な輝度も高めて明るくするために
は光全反射率も高いことが好ましいことになる。このよ
うな光反射材としては、従来から次のようなものが使用
されている。１つは、ポリオレフィン樹脂や熱可塑性ポ
リエステル樹脂に酸化チタンの粉末や炭酸カルシウムの
粉末を混練したのちそれをシート状やフィルム状に成形
した白色の光反射材である。

【０００５】この光反射材は、光全反射率が比較的高
く、また混練した粉末により表面に凹凸が形成されるの
で光拡散反射率も高い。しかしながら、２次加工などの
再加工を行うと、混練した粉末が加工機や加工後の周辺
機器に飛散して環境悪化を招くので、取り扱い上の難点
がある。更には、表面を擦るなどした場合、表出してい
る粉末が拭い取られるので、光拡散反射率が低下すると
いう問題もある。

【０００６】また、熱可塑性ポリエステル樹脂を発泡成
形して径が５０μｍ以下の微細な独立気泡を形成したシ
ートも、光拡散反射シートとして使用されている。この
光拡散反射シートは、光全反射率が極めて高く、また光
拡散反射率も比較的高い値を示す。しかしながら、この
シートの場合、発泡成形時に最表層が平坦でかつ滑らか
な表皮として形成されてしまう。そして、その表皮が鏡
面反射効果を発揮してしまうため、表面凹凸の存在に基
づく光拡散反射をより一層効果的に現出させることは困
難である。

【０００７】また、透明なガラス板やフィルムの表面に
微細な溝を多数刻設したり、微細な点や線を印刷し、そ
のガラス板やフィルムを上記した光拡散反射シートに貼
着して光拡散効果を高めることも行われている。しかし
ながら、この場合には、ガラス板やフィルムで光透過損
失が起こって光全反射率は低下するので、光反射材とし
ての性能劣化を招く。また、上記したガラス板やフィル
ムの製作コストもかかるため、全体としてコスト高にな
る。

【０００８】また、光拡散反射率が低い例えば表面が鏡
面になっている金属材料にブラスト加工を行って鏡面に
微細な凹凸を付与することなどの方法も行われている
が、この場合には、光全反射率が大幅に低下するので実
用的であるとはいえない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は面発光システ
ムの面輝度のバラツキを小さくするために用いている従
来の各種光拡散反射材における上記した問題を解決し、
光全反射率が低下することなく光拡散反射率は向上して
おり、また製造コストも安価である光拡散反射シートの
提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、内部に平均径５０μｍ以下
の独立気泡が分散する熱可塑性ポリエステル樹脂シート
の全面または一部表面に、複数個の凹没部または凸起部
が形成されていることを特徴とする光拡散反射シートが
提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の光拡散反射シートの１例
を図１に示す。この光拡散反射シートでは、熱可塑性ポ
リエステル樹脂を用いて平均径５０μｍ以下の独立気泡
１ａが分散しているシート１を発泡成形し、その表面
に、互いに所定の間隔を置いて複数本のＶ字溝２が形成
されている。

【００１２】なお、このシート１の表面には、前記した
ように、平坦で滑らかな表皮が形成されているので、ミ
クロにみれば表皮部分は全体として鏡面反射効果を発揮
する。ここで、上記したＶ字溝２が本発明でいう凹没部
であり、またＶ字溝の間に形成されている台形部３が本
発明でいう凸起部になっている。

【００１３】なお、シートに形成されている独立気泡が
その平均径５０μｍより大きい場合には、当該シートの
光全反射率が元々それほど高くないという問題に加え
て、シート表面にＶ字溝（凹没部）を形成すると、光全
反射率と光拡散反射率のいずれもが低下してしまうの
で、本発明においては、シートとして平均径５０μｍ以
下の独立気泡が分散しているものを用いる。

【００１４】また、このシートの素材である熱可塑性ポ
リエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテ
レフタレートなどが好適である。上記したＶ字溝の形成
に際しては、形成すべきＶ字溝の形状と雄雌の関係にあ
る形状の凸起が表面に形成されているエンボスロール
を、シートの表面に圧接すればよい。そのとき、エンボ
スロールを、シート材料のガラス転位温度以上でかつ融
点より低い温度に加熱する。加熱温度は、シート材料が
ポリエチレンテレフタレートである場合は１００〜１５
０℃、ポリエチレンナフタレートである場合は１３０〜
１８０℃、ポリブチレンテレフタレートの場合は８０〜
１３０℃であることが好ましい。

【００１５】今、上記した光拡散反射シート１の表面に
光が入射する場合を考える。Ｖ字溝２に入射した光は、
その斜面２Ａで鏡面反射して１次反射光となって光の入
射角に対応する反射角方向に出射していく。また、台形
部３の頂部３Ａに入射した光もその頂部３Ａで鏡面反射
して光の入射角に対応する反射角方向に１次反射光とな
って出射していく。

【００１６】このように、このシート１の表面において
は、入射した光が多方向に向かって反射していくことに
なるので、シートの表面全体としては拡散反射を起こし
ている。その場合、例えばＶ字溝２の斜面２Ａで発生し
た１次反射光は、そのまま、光透過板に到達することが
好ましい。仮に、図２で示したように、斜面２Ａで発生
した１次反射光が他方の斜面２Ａ’で再び反射する場合
には、発生した２次反射光は減衰しているため、光透過
板における面輝度が低下するからである。

【００１７】このようなことを考慮して、本発明ではＶ
字溝２の深さ（ｄ）と頂角（θ）が適切に設定される。
例えばＶ字溝２の場合は、頂角（θ）を１２０°以上１
８０°未満に設定することが好ましく、またその深さ
（ｄ）を０.０５〜１mm、好ましくは０.３〜１mm、より
好ましくは０.３〜０.８mmに設定する。なお、Ｖ字溝２
の深さ（ｄ）に関しては、前記したエンボスロールを用
いた成形時における加工精度の点や、加工コストの点か
らいうと、深さ（ｄ）は０.３〜０.８mmであることが好
ましい。

【００１８】また、Ｖ字溝相互間のピッチは、Ｖ字溝の
表面幅の３倍以下の値に設定されていることが好まし
い。このピッチをＶ字溝の幅の３倍値より広くすると、
台形部３の頂部３Ａの幅は広くなり、その場合には、表
皮の鏡面反射効果によって表面全体の光全反射率は高く
なる。しかし、前記したような光拡散反射効果は表面全
体としてそれほど向上せず、表面全体として光全反射率
と光拡散反射率の双方を向上させるという要件が満たさ
れなくなるからである。

【００１９】以上の説明は、表面にＶ字溝が形成されて
いるシートを例にした場合であるが、本発明の光拡散反
射シートはこれに限定されるものではない。例えば、Ｖ
字溝に代えてＵ字溝を形成したものであってもよい。ま
た、図３で示したように、シート１の表面に、四角錐形
状の凹没部４が複数個形成されているものであってもよ
い。この場合も、凹没部４の頂角は１２０°以上１８０
°未満に設定し、また深さも０.３〜０.８mm程度に設定
し、更には各凹没部間のピッチを凹没部の表面における
一辺の長さの３倍値以下に設定することにより、光拡散
効果の高い光拡散反射シートが形成される。

【００２０】なお、この凹没部４は、図３で示したよう
な四角錐形状に限定されることなく、例えば三角錐形
状、六角錐形状などの多角錐形状であってもよく、更に
は円錐形状であってもよい。また、半球面形状、楕円形
状、または放物線形状であってもよい。いずれにして
も、この光拡散反射シートの場合、シート１の平滑な表
面１Ａで高い光全反射率を確保しつつ、上記した凹没部
４で入射した光を多方向へ反射させることにより光拡散
反射を実現させ、もって表面全体として高い光全反射率
と高い光拡散反射率の双方を実現している。

【００２１】図４に本発明の別の光拡散反射シートを示
す。この光拡散反射シートの場合は、シート１の表面に
四角錐形状をした凸起部５が形成されている。この光拡
散反射シートの場合も、凸起部５の斜面に入射した光は
そこで反射して多方向に出射していき、また表面１Ａに
入射した光もそこで反射して入射角に対応する反射角方
向に出射していくので、表面全体としては、高い光全反
射率を確保しつつ高い光拡散反射率の実現を可能にして
いる。

【００２２】その場合、２次反射の発生を抑制するため
に、凸起部５の頂角は９０°以上１８０°未満、好まし
くは９０°以上１５０°以下に設定し、また、凸起部５
の間のピッチは凸起部の一辺の長さの３倍値以下、凸起
部５の高さ０.３〜０.８mmに設定することが好適であ
る。また、凸起部５としては、図示したような四角錐形
状に限定されるものではなく、前記凹没部に関して例示
したような各種の形状を採用することもできる。

【００２３】なお、このような凹没部や凸起部は、シー
トの表面全体に形成されていてもよいが、部分的に形成
されていてもよい。例えば、凹没部や凸起部が部分的に
形成されているシートとその使用態様の１例を図５に示
す。この例は、蛍光灯の長手方向に沿って凹没部（凸起
部）がシートの一部に形成されている本発明の光拡散反
射シートが当該蛍光灯の背面側に配置され、蛍光灯の前
面側に光透過板が配置された面発光システムを示す。

【００２４】このシステムでは、蛍光灯からの直接光が
凹没部（凸起部）で大量かつ有効に拡散反射するので、
より意匠性の高い面発光状態を実現することができる。

【００２５】

【実施例】実施例１ＭＣＰＥＴ（商品名、古河電気工業（株）製、厚み１m
m、発泡倍率５倍、平均径３０μｍの独立気泡が分散す
るポリエチレンテレフタレート発泡体シート）を用意し
た。

【００２６】このシートの表面にエンボスロールを用い
て下記仕様のＶ字溝を成形し、図１で示した光拡散反射
シートを製造した。Ｖ字溝の表面幅１mm、Ｖ字溝の頂角１２０°、Ｖ字溝の間のピッチ１.５mm。この光拡散反射シートの光全反射率と光拡散反射率を測
定した。測定は、波長５５０nmの光で行い、また測定結
果は硫酸バリウムで測定したときの相対値として求め
た。

【００２７】なお、比較のために、Ｖ字溝を形成しない
ＭＣＰＥＴそれ自体についても測定した。結果は以下の
とおりである。実施例１：光全反射率９７.２％、光拡散反射率９６.５
％比較例１：光全反射率９８.２％、光拡散反射率９５.３
％以上で明らかなように、実施例１のシートは、その光全
反射率と光拡散反射率の双方が互いにバランスがとれた
状態で高位の水準にある。

【００２８】この実施例１の光拡散反射シートは、例え
ば管径が小さく、長い蛍光灯を光源とする例えば直下型
の液晶表示装置のバックライトなどの面発光システムに
採用して好適である。

【００２９】実施例２〜４実施例１で用いてＭＣＰＥＴとは別に、厚み０.６mm、
発泡倍率約７倍、平均径１０μｍの独立気泡が分散する
ポリエチレンナフタレート発泡体シート）を用意した。

【００３０】このシートの表面にエンボスロールを用い
て表１で示した仕様の凹没部を成形して光拡散反射シー
トを製造した。各光拡散反射シートにつき、実施例１の
場合と同様にして、光全反射率と光拡散反射率を測定し
た。以上の結果を一括して表１に示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】これらの実施例シートの場合も、光全反射
率と光拡散反射率の双方は互いにバランスがとれた状態
で高位水準にある。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
光拡散反射シートは次のような効果を奏する。１）この光拡散反射シートは、光全反射率が高く、同時
に光拡散反射率も高く、面発光システムにおける面輝度
のバラツキを抑制することができる。これは、シート表
面に複数の凹没部や凸起部を形成したことによってもた
らされる効果である。

【００３４】２）上記した凹没部や凸起部はシート表面
に例えばエンボスロールで簡単に成形することができる
ので、この光拡散反射シートの製造コストは安価にな
る。３）光拡散反射率が高いので、例えば蛍光灯を用いて面
発光システムを組み立てる際に、蛍光灯の設置ピッチを
広くすることができ、省エネルギーの点で有利である。

【００３５】４）また、光全反射率と光拡散反射率のい
ずれもが高いので、蛍光灯を用いた面発光システムの組
み立てに際しては、光透過板を蛍光灯に近接させても面
輝度のバラツキは小さいので、面発光システム全体を薄
くすることができ、省スペース効果の点でも有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光拡散反射シートの１例を示す斜視図
である。

【図２】凹没部における入射光の反射例を示す模式図で
ある。

【図３】本発明の別の光拡散反射シート例を示す斜視図
である。

【図４】本発明の更に別の光拡散反射シート例を示す斜
視図である。

【図５】本発明の光拡散反射シートを用いた面発光シス
テムの１例を示す概略図である。

【符号の説明】

１シート１Ａシート１の表面２Ｖ字溝２ＡＶ字溝２の斜面３台形部（凸起部）３Ａ台形部３の表面４四角錐（凹没部）５四角錐（凸起部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永島和也東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者監物孝明東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA04 BA05 BA15 BA18 BA20 2H091 FA37X FD14 FD15 LA18 LA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に平均径５０μｍ以下の独立気泡が
分散する熱可塑性ポリエステル樹脂シートの全面または
一部表面に、複数個の凹没部または凸起部が形成されて
いることを特徴とする光拡散反射シート。
【請求項２】前記凹没部または前記凸起部の形状が、
多角錐形状、円錐形状、半球形状、楕円形状、または放
物線形状のいずれかの形状である請求項１の光拡散反射
シート。