JP2003240921A

JP2003240921A - ポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルム

Info

Publication number: JP2003240921A
Application number: JP2002036439A
Authority: JP
Inventors: Koji Maeda; 幸治前田
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP3916477B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光透過性が高くかつ光拡散性能に優れ、液晶
表示装置のバックライトユニットの光拡散フィルムに適
したポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムを提
供する。【解決手段】ポリカーボネート樹脂１００重量部およ
び平均粒径１〜２５μｍの粒子１〜２０重量部からなる
組成物から形成された３０〜３００μｍのフィルムであ
って、全光線透過率９２％以上でかつヘーズ（曇り度）
６０％以上を有するポリカーボネート樹脂製高透過光拡
散フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトユニットに適したポリカーボネート樹脂製光
拡散フィルムに関するものである。更に詳しくはポリカ
ーボネート樹脂よりなる高透過光拡散フィルムであり、
液晶ディスプレイの輝度向上等に適した光拡散フィルム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、液晶層を背面から照ら
して発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下
面側にバックライトユニットが装備されている。かかる
バックライトユニットは、一般的には図１に示すよう
に、光源としての棒状のランプ２と、このランプに端部
が沿うように配置される方形板状の導光板３とこの導光
板の表面側に積層された複数枚の光学シート４とを装備
している。この光学シートはそれぞれ屈折、拡散等の特
定の光学的性質を有するものであり、具体的には、導光
板３の表面に配設される光拡散シート５、光拡散シート
の表面側に配設されるプリズムシート６などが該当す
る。

【０００３】このバックライトユニット１の機能を説明
すると、まず、ランプより導光板に入射した光線は導光
板裏面の反射ドットまたは反射シート及び各側面で反射
され、導光板表面から出射される。導光板から出射した
光線は光拡散シートに入射し、拡散され、光拡散シート
表面より出射される。その後、光拡散シートから出射さ
れた光線は、プリズムシートに入射し、プリズムシート
の表面に形成されたプリズム部によって、略真上方向に
ピークを示す分布に光線として出射される。このよう
に、ランプから出射された光線が光拡散シートによって
拡散され、またプリズムシートによって略真上方向にピ
ークを示すように屈折され、さらに上方の図示していな
い液晶層全面を照明するものである。また、図示してい
ないが、上述のプリズムシートの集光特性を考慮し、プ
リズムシートの表面側にさらに光拡散シートやプリズム
シートを配設するバックライトもある。

【０００４】上述の構造を有するバックライトユニット
の光拡散シート５としては、従来、透明基材層に炭酸カ
ルシウム、二酸化珪素等の微粒子を分散させた光拡散層
とが積層されたものが一般的に採用されている。

【０００５】かかる光拡散シートは通常ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）シート等の透明シートに炭酸カ
ルシウム、二酸化珪素等の微粒子を分散させた艶消し透
明塗料を塗工して製造されているが、拡散能の発現にバ
インダー中の微粒子による屈折や反射を利用しているた
め、多重散乱現象が生じてしまい、出光量のロスが避け
られない上に、塗膜中にバインダーと微粒子のように屈
折率の異なる物質を分散させるためおよび微粒子自体の
光吸収もあるために光線透過率が低く、液晶表示面の明
るさが十分に得られない。このため、光源の光度を上げ
ることも考えられるが、消費電力や発熱量が増加するの
で好ましくない。また、塗料の分散不良、塗工・乾燥時
の塗料の対流等による艶ムラ、さらに塗工条件の変動に
よって艶の変動も発生しやすく作業が煩雑で生産コスト
が高くなるという欠点を有している。さらに、光拡散シ
ートの構成を簡素化すること、軽量化や経済的な面から
光拡散シートの薄型化（フィルム化）することが要望さ
れている。

【０００６】一方、熱可塑性樹脂に光拡散性を持たせる
方法として拡散剤を添加する方法も一般的に採用されて
いる。例えばフッ素化ポリオレフィンを０．０１〜５重
量部添加させた半透明なポリカーボネート樹脂（特開昭
５５−９４９５２号公報）、さらに無機微粉末を含有せ
しめる提案では、ポリカーボネート１００重量部当り炭
酸カルシウム０．１〜５重量部と酸化チタン０．０１〜
０．３重量部を含有せしめる乳白色で半透明なポリカー
ボネート樹脂（特開昭５０−１４６６４６号公報）、炭
酸カルシウム１．０〜２．５重量部を添加した照明器具
パネル（特開昭６０−１７５３０３号公報）、さらに有
機微粉末を含有せしめる提案ではポリカーボネートに架
橋アクリル微粒子を０．０５〜２０重量部添加する方法
（特開平３−１４３９５０号公報）等の提案がなされて
いるが、これらのものは概ね全光線透過率が４０〜８０
％と低く、液晶表示装置のバックライトユニットに用い
る光拡散フィルムとして採用するには不十分であり、輝
度向上フィルムやレンズフィルムを併用することが必要
であった。

【０００７】また、ポリカーボネート１００重量部当り
粒径５０μｍ以下で平均粒径５〜２０μｍの粒子０．０
５〜０．５重量部配合した組成物からなるポリカーボネ
ート樹脂製光拡散板（特開平５−２５７００２号公報）
は、全光線透過率が８５％以上と高く、拡散透過率が１
０〜３０％と低いことからプロジェクションテレビ用ス
クリーンに適することが示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
表示装置のバックライトユニットの光拡散フィルムに用
いた際、光透過性が高くかつ光拡散性能に優れたポリカ
ーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムを提供すること
にある。

【０００９】本発明者は従来の技術を解決すべく鋭意検
討した結果、ポリカーボネート樹脂に特定粒径の光拡散
材を特定量含有させることによって、拡散粒子の分散性
に優れ、光拡散性フィルムの光透過性および光拡散性能
を向上させることができ、さらに好ましくはフィルム表
面に凹凸形状の模様を有することにより、光拡散フィル
ムとして使用した場合に、優れた光透過性及び光拡散性
を示すことを見出し、本発明に到達したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリカーボネ
ート樹脂１００重量部および平均粒径１〜２５μｍの粒
子１〜２０重量部からなる組成物から形成された３０〜
３００μｍのフィルムであって、全光線透過率９２％以
上でかつヘーズ（曇り度）６０％以上を有するポリカー
ボネート樹脂製高透過光拡散フィルムに係るものであ
る。

【００１１】本発明で使用されるポリカーボネート樹脂
は、一例として二価フェノールとカーボネート前駆体と
を界面重合法または溶融法で反応させて得られるもので
ある。二価フェノールの代表的な例としては２，２−ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［通称ビスフェ
ノールＡ］、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シク
ロヘキサン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキ
シフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）スルホン等が挙げられ、なかでもビスフェ
ノールＡが好ましい。これらの二価フェノールは単独ま
たは２種以上を混合して使用できる。

【００１２】カーボネート前駆体としてはカルボニルハ
ライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート等
が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネ
ートまたは二価フェノールのジハロホルメート等が挙げ
られる。

【００１３】上記二価フェノールとカーボネート前駆体
を界面重合法または溶融法によって反応させてポリカー
ボネート樹脂を製造するに当っては、分子量調整剤、触
媒等を必要に応じて使用することができる。更に、ポリ
カーボネート樹脂には、必要に応じて添加剤例えば多価
アルコールと脂肪酸のエステルまたは部分エステル等の
離型剤、亜リン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン
酸エステル等の熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、アセ
トフェノン系、サリチル酸エステル等の紫外線吸収剤、
帯電防止剤、着色剤、増白剤、難燃剤等を配合しても良
い。またポリカーボネート樹脂は三官能以上の多官能性
芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂で
あっても、芳香族または脂肪族の二官能性カルボン酸を
共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよ
く、また、得られたポリカーボネート樹脂の２種以上を
混合した混合物であってもよい。

【００１４】ポリカーボネート樹脂の分子量は、粘度平
均分子量（Ｍ）で１０，０００〜１００，０００が好ま
しく、１５，０００〜３５，０００がより好ましい。か
かる粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂は、
十分な強度が得られ、また、成形時の溶融流動性も良好
であり好ましい。本発明でいう粘度平均分子量は塩化メ
チレン１００ｍＬにポリカーボネート樹脂０．７ｇを２
０℃で溶解した溶液から求めた比粘度（η_sp）を次式に
挿入して求めたものである。 η_sp／ｃ＝［η］＋０．４５×［η］²ｃ（但し［η］
は極限粘度）［η］＝１．２３×１０^-4Ｍ^0.83 ｃ＝０．７

【００１５】本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光
拡散フィルムは、ポリカーボネート樹脂１００重量部お
よび平均粒径１〜２５μｍの粒子１〜２０重量部からな
る組成物から形成された３０〜３００μｍのフィルムで
あって、全光線透過率９２％以上でかつヘーズ（曇り
度）６０％以上を満足するものである。

【００１６】本発明で光拡散材として使用される粒子は
一般に使用されている無機粒子や有機粒子でポリカーボ
ネートに悪影響を与えないものであれば任意に使用され
る。無機粒子としては、例えばカオリンに代表されるシ
リカアルミナ系粘土鉱物（含水ケイ酸アルミニウム
類）、タルクに代表されるシリカマグネシウム系粘土鉱
物（含水ケイ酸マグネシウム類）、珪酸カルシウム、シ
リカ、アルミナ、炭酸カルシウムおよびシリコン樹脂微
粒子等があげられる。タルク、カオリン、炭酸カルシウ
ム及びシリコン樹脂微粒子がポリカーボネートへの分散
が優れ好ましく、特にシリコン樹脂微粒子が好ましい。
また、有機粒子としては架橋構造を有する架橋ポリアク
リレ−ト、架橋ポリスチレン等があげられる。特に架橋
ポリアクリレ−トが好ましい。

【００１７】本発明で使用する粒子は、その平均粒径が
１〜２５μｍ、好ましくは２〜２０μｍのものである。
平均粒径が２５μｍを超えると、光拡散性能のバラツキ
が大きくなり、バックライト用光拡散フィルムとして使
用した際にその商品価値が著しく低下する。また、使用
する粒子の最大粒径は５０μｍ以下が好ましく、３０μ
ｍ以下がより好ましい。さらに、粒子の添加量がポリカ
−ボネ−ト樹脂１００重量部当たり１重量部未満では、
光拡散性が弱くなり十分な拡散性を得ることができなく
なり好ましくない。また２０重量部を超えると光拡散性
が強くなり過ぎて、全光線透過率が低下して好ましくな
い。なお、かかる粒子の平均粒径は粒子の重量累積分布
における５０重量％の粒子径として求められるものであ
る。

【００１８】本発明において、無機及び有機粒子を分散
させたポリカーボネート樹脂組成物に必要に応じて例え
ば紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、熱安定剤、凝集防止
剤等を添加してもよい。

【００１９】本発明の光拡散フィルムは、ポリカーボネ
ート樹脂、光拡散材および所望の成分を混合し、このポ
リカーボネート樹脂組成物を例えば溶剤キャスト法、溶
融押出し法等により成形し得ることができる。

【００２０】本発明の光拡散フィルムの全光線透過率は
９２％以上である。９２％未満では出光量のロスが生じ
てしまい、液晶表示面の明るさが十分に得られない。ま
たヘーズ（曇り度）は６０％以上であり、７０％以上が
好ましい。ヘーズ（曇り度）が６０％未満では液晶表示
面全体の明るさが均一ではなく拡散性が十分ではないた
めに好ましくない。

【００２１】本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光
拡散フィルムは、その厚みが３０〜３００μｍである。
厚みが３０μｍ未満であると該フィルムが薄いためにカ
ールが発生しやすく好ましくなく、厚みが３００μｍを
超えるとバックライトユニットの厚みが大きくなって液
晶表示装置の薄型化の要求に対して不十分であり好まし
くない。

【００２２】また、本発明のポリカーボネート樹脂製高
透過光拡散フィルムは、フィルム表面に凹凸形状の模様
を有するものが好ましい。その表面形状は光拡散性の優
れたエンボス模様、Ｖ溝模様、畝状模様などが好まし
く、形状が規則的な模様であるＶ溝模様や畝状模様が面
全体に均一な照明を付与し易いためより好ましい。フィ
ルム表面に凹凸形状の模様を有することにより、さらに
光線透過率およびヘーズが向上し光拡散性能に優れるの
で好ましい。また、フィルム表面に凹凸形状の模様を付
与することにより、光拡散性能を保持したまま粒子の添
加量を低減させることもできるので経済的に有利であ
る。

【００２３】本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光
拡散フィルムは、その特性を生かして液晶表示装置のバ
ックライトユニットに用いられる光拡散フィルムとして
好適である。

【００２４】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を更に説明す
る。なお実施例中の部は重量部を意味する。また使用し
た粒子の平均粒径は（株）セイシン企業製ミクロフォト
サイザーによって求めた。分散媒として水を使用して測
定した。この装置による粒径は液体中の粒子の沈降速度
に関するＳｔｏｋｅｓの法則に基いて求め、平均粒径は
粒子の懸濁液を通過する光量と粒子の濃度に関するＬａ
ｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則を利用して得られる粒子の
重量累積分布における５０重量％平均値として求められ
る。その他の特性の評価は下記の通りである。

【００２５】（１）全光線透過率（Ｔｔ）、拡散透過率
（Ｔｄ）及びヘーズ（曇り度）（Ｈ）ＪＩＳＫ−６７３５に準拠して日本電色工業（株）
製、積分球式全光線透過率測定機ＮＤＨ−２０００（Ｃ
光源）により測定した値であり％で表示した。なお、ヘ
ーズ（Ｈ）は下記式で求められる。Ｈ＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００（％）

【００２６】［実施例１〜４］ビスフェノールＡとホス
ゲンから界面重合法により製造された粘度平均分子量２
４５００のポリカーボネート樹脂１００部に表１記載の
粒子を表１記載の量添加し、タンブラーで混合した後、
スクリュー径１２０ｍｍのＴダイリップの付いた押出機
にて温度約２８０℃、幅１０００ｍｍで連続的に押出
し、第１及び第２冷却ロールの温度をそれぞれ１１５℃
及び１１５℃、第３冷却ロールの温度を１３０℃に設定
し、冷却させながらポリカーボネート樹脂フィルムを成
形し、引取ロールにより引取りポリカーボネート樹脂フ
ィルムを得た（図２参照）。得られた成形フィルムの特
性値を表１に示した。また、実施例１で得られたフィル
ムの表面形状を図３に示した。さらに、実施例１〜４で
得られたフィルムをそれぞれ液晶表示装置のバックライ
トユニットの光拡散フィルム（図１の４で示される部
分）として使用した。光拡散フィルムから出射された光
は全面にわたり均一で十分な明るさであった。

【００２７】［実施例５〜８］ビスフェノールＡとホス
ゲンから界面重合法により製造された粘度平均分子量２
４５００のポリカーボネート樹脂１００部に表１記載の
粒子を表１記載の量添加し、タンブラーで混合した後、
スクリュー径１２０ｍｍのＴダイリップの付いた押出機
にて温度約２８０℃、幅１０００ｍｍで連続的に押出
し、第１及び第２冷却ロールの温度をそれぞれ１３０℃
及び１２５℃、第３冷却ロールの温度を１３０℃に設定
し、冷却させながらポリカーボネート樹脂フィルムを成
形し、引取ロールにより引取りポリカーボネート樹脂フ
ィルムを得た（図２参照）。得られた成形フィルムの特
性値を表１に示した。また、実施例７で得られたフィル
ムの表面形状を図４に示した。さらに、実施例５〜８で
得られたフィルムをそれぞれ液晶表示装置のバックライ
トユニットの光拡散フィルム（図１の４で示される部
分）として使用した。光拡散フィルムから出射された光
は全面にわたり均一で十分な明るさであった。

【００２８】［比較例１〜２］ビスフェノールＡとホス
ゲンから界面重合法により製造された粘度平均分子量２
４５００のポリカーボネート樹脂をスクリュー径１２０
ｍｍのＴダイリップの付いた押出機にて温度約２８０
℃、幅１０００ｍｍで連続的に押出し、第１及び第２冷
却ロールの温度をそれぞれ１３０℃及び１２５℃、第３
冷却ロールの温度を１３５℃に設定し、冷却させながら
ポリカーボネート樹脂フィルムを成形し、引取ロールに
より引取りポリカーボネート樹脂フィルムを得た（図２
参照）。得られた成形フィルムの特性値を表１に示し
た。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明のポリカーボネート樹脂製高透過
光拡散フィルムは、散乱による光線のロスがなく、光線
透過率が高く輝度が向上し、さらに拡散性能のばらつき
が小さいため、所望する光透過性、拡散特性をもつ光拡
散フィルムが提供され、その奏する工業的効果は格別な
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なバックライトユニットを示す模式的斜
視図である。

【図２】ポリカーボネート樹脂フィルムの製造装置の概
略図である。

【図３】ポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルム
の表面形状（畝状形状）を表したものである。

【図４】ポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルム
の表面形状（エンボス形状）を表したものである。

【符号の説明】

１．バックライトユニット２．ランプ３．導光板４．光学シート５．光拡散シート６．プリズムシート７．Ｔダイリップ８．溶融押出しされたポリカーボネート樹脂フィルム９．第１冷却ロール１０．第２冷却ロール１１．第３冷却ロール１２．引取ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリカーボネート樹脂１００重量部およ
び平均粒径１〜２５μｍの粒子１〜２０重量部からなる
組成物から形成された３０〜３００μｍのフィルムであ
って、全光線透過率９２％以上でかつヘーズ（曇り度）
６０％以上を有するポリカーボネート樹脂製高透過光拡
散フィルム。
【請求項２】フィルム表面に凹凸形状の模様を有する
請求項１記載のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フ
ィルム。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のポリカー
ボネート樹脂製高透過光拡散フィルムより形成されたバ
ックライト用光拡散フィルム。