JP2019168597A - 光拡散板及びバックライトユニット - Google Patents
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Abstract
Description
DOM=0.0625×D+0.06・・・・・(1)
DOL=0.20×D+1.70・・・・・(2)
本発明の一実施形態であるバックライトユニットは、光源と、光拡散板と、プリズムシートとを主に備える。当該バックライトユニットは、液晶ディスプレイに特に好適に用いられる。本実施形態では、直下型バックライトユニットで説明する。
光源は、光拡散板の裏面に配置され、この裏面に向けて光を出射する。光源としては、特に限定されず、例えば発光ダイオード(LED)を挙げることができる。1又は複数の発光ダイオードが、光拡散板の裏面の全面を照射するように配設されるのが好ましい。
プリズムシートは、その裏面が光拡散板の表面に対向するように配置される。プリズムシートの裏面は、光拡散板の表面と近接又は当接する。プリズムシートは、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成することが好ましい。プリズムシートは、その表面に一方向に延在する複数のプリズムを備える。プリズムシートは、光源から出射され、光拡散板を透過した光を上記プリズムで屈折等させることにより、当該バックライトユニットの出光性能を向上させる。上記複数のプリズムは裏面に備えられてもよい。
当該光拡散板は、光源とプリズムシートとの間に配置される。当該光拡散板は、厚みが略均一の板状である。当該光拡散板は、樹脂マトリックスと、この樹脂マトリックス中に分散する拡散剤とを有している。当該光拡散板は、裏面からの入射光を表面へ透過させる際に、この透過光を樹脂マトリックス中の拡散剤により拡散させることで出射光の均一化を図るものである。当該光拡散板は、本発明の一態様である。
当該光拡散板を形成している樹脂マトリックスは、芳香族ポリカーボネートである。すなわち、樹脂マトリックスに対するポリカーボネート系樹脂の含有量は100質量%である。当該光拡散板は、樹脂マトリックスとしてポリカーボネート系樹脂を採用するので、透明性、耐衝撃性、難燃性、寸法安定性に優れる。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c ・・・・・(3)
[η]=1.23×10−4M0.83 ・・・・・(4)
ただし、[η]は極限粘度である。また、「c」は、ポリマー濃度で、0.7(g/100ml)である。
樹脂マトリックス中に分散する拡散剤は、透明又は半透明の略球状の粒子であり、樹脂マトリックス中の透過光を拡散させる機能を有している。当該光拡散板の拡散剤は、シリコーン系拡散剤である。シリコーン系拡散剤は、シロキサン結合を有する球状微粒子であり、例えばシリカ、シリコーンレジン、シリコーンゴム、球状のシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した球状粉末であるシリコーン複合パウダー、又はそれらの組み合わせが用いられる。中でも、シリコーン複合パウダーが好ましい。当該光拡散板は、拡散剤としてシリコーン系拡散剤を採用するので、透明性、光拡散性に優れる。
DOM=0.0625×D+0.06・・・・・(1)
DOL=0.20×D+1.70・・・・・(2)
DOMB=0.0625×D+0.275・・・・・(5)
DOLB=0.20×D+0.70・・・・・(6)
当該光拡散板の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、樹脂材料及び拡散剤を混合する工程と、混合物を成形する工程とを備える製造方法が採用できる。
当該光拡散板は、シリコーン系拡散剤の平均粒子径が上記範囲内であり、芳香族ポリカーボネート100質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が上記範囲内であるので、優れた光拡散性を発揮しつつ、光透過性に優れる。特にバックライトユニットにおいてプリズムシートと組み合わせて用いることで優れた光拡散性及び光透過性を発揮する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
以下の材料を用いて実施例No.1〜No.23、比較例No.1〜No.17の光拡散板を作成した。光拡散板の作成手順は、以下のとおりである。まず、芳香族ポリカーボネート100質量部に対し、シリコーン系拡散剤を表1に示す含有量で添加した混合物をスクリュー径40mmのベント付単軸押出機に投入し、投入された混合物を250℃で溶融しつつ混錬した後、ストランドカッターを用いてペレットを得た。このペレットを120℃で6〜8時間、熱風式乾燥機により乾燥して、原料ペレットを得た。この原料ペレットを用いて、スクリュー径60mmのベント付単軸押出機を用いて、250℃でT−ダイ法により板状に押出した。押出された板状の混錬物を130℃に調整されたマット面ロール及び鏡面ロールで挟んで冷却した後、さらに鏡面ロールで搬送しつつ冷却した。光拡散板の平均厚みが表1に記載されている厚みとなるように、押出量と引取速度を調整した。
三菱ガス化学株式会社の「ユーピロンS−3000」(メルトマスフローレート:15g/10分)
<シリコーン系拡散剤>
信越化学工業株式会社の「X−52−7030」(シリコーン複合パウダー、平均粒子径:0.8μm)
信越化学工業株式会社の「KMP−605」(シリコーン複合パウダー、平均粒子径:2.0μm)
信越化学工業株式会社の「KMP−600」(シリコーン複合パウダー、平均粒子径:5.0μm)
信越化学工業株式会社の「KMP−601」(シリコーン複合パウダー、平均粒子径:12.0μm)
信越化学工業株式会社の「X−52−854」(シリコーン複合パウダー、平均粒子径:0.7μm)
信越化学工業株式会社の「KMP−602」(シリコーン複合パウダー、平均粒子径:30μm)
作成した光拡散板、及び光拡散板とプレズムシートとの組み合わせについて、以下の測定機器を用いて各測定を行った。
CREE社製の発光ダイオード「XP−G3 Royal Blue」を光源として使用した。
<輝度測定カメラ>
有限会社ハイランドの「RISA−COLOR/ONE」を用いて測定した。
<厚み>
株式会社ミツトヨ製のダイヤルマイクロゲージを用いて測定した。
<表面粗さ(Ra)>
表面粗さ(Ra)はJIS B−601に準拠して株式会社ミツトヨ製のSJ−210を用いて測定した。
<全光線透過率及びヘイズ>
全光線透過率及びヘイズは、全光線透過率は日本分光株式会社製のV−670を用いて、ヘイズはスガ試験機株式会社製のHZ−2を用いて測定した。なお、ヘイズは、JIS−K7361:2000に準じて測定した。
<全光線透過率>
光拡散板の全光線透過率の評価は、全光線透過率が65%以上を「A」、全光線透過率が60%以上65%未満を「B」、全光線透過率が60%未満を「C」とした。
図1に示すように、断面形状が二等辺三角形状で、平均高さが12.5μm、頂角(a)が90°、平均稜線間隔(P)が25μmであるプリズムを表面に複数備え、総厚み(t)が270μmのプリズムシートを2枚用意し、第一プリズムシート1、第二プリズムシート2とした。図2に示すように、それぞれのプリズムシートのプリズムが直交するように配置し、図3に示すように、光拡散板3の表面に重ねた。第一プリズムシート1の表面側に、反射型偏光フィルム4(Dual Brightness Enhancement Film:DBEF)をさらに重ねて積層体5として、この積層体5の光拡散性を測定した。積層体5の裏面の中心から法線方向に、距離(D)が4mmの位置に光源6を配置し、積層体5の表面の中心から法線方向に、距離(H)が140mmの位置に輝度測定カメラ7を配置し、積層体5からの出射光の輝度分布を二次元で測定した。そして、測定された輝度分布から最大輝度を示す中央位置を含み、かつ光源6を中心とする円直径方向に一次元の断面輝度分布を取得し、取得した一次元の断面輝度分布から半値全幅を算出した。光拡散板の拡散性の評価は、算出された半値全幅(mm)の値が、9.5mm以上を「A」、半値全幅の値が9mm以上9.5mm未満を「B」、半値全幅の値が9mm未満を「C」とした。
光拡散板の総合評価は、全光線透過率及び光拡散性の両方の評価がAであるものを「A」、全光線透過率及び光拡散性のいずれか一方がAで他方がBであるもの、及び全光線透過率及び光拡散性ともにBであるものを「B」、全光線透過率及び光拡散性の、少なくともいずれか一方がCであるものを「C」とした。
2 第二プリズムシート
3 光拡散板
4 反射型偏光フィルム
5 積層体
6 光源
7 輝度測定カメラ
Claims (6)
- 樹脂マトリックスと、この樹脂マトリックス中に分散する拡散剤とを有し、
上記樹脂マトリックスが芳香族ポリカーボネートであり、
上記拡散剤がシリコーン系拡散剤であり、
上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Dが0.8μm以上12μm以下であり、
上記樹脂マトリックス100質量部に対する上記シリコーン系拡散剤の含有量が、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Dを用いて表される下記式(1)のDOM質量部以上、下記式(2)のDOL質量部以下であり、
全光線透過率が60%以上であり、
厚みが0.5mm以上1.8mm以下である
光拡散板。
DOM=0.0625×D+0.06・・・・・(1)
DOL=0.20×D+1.70・・・・・(2) - 表面の表面粗さ(Ra)が1μm以上6μm以下である請求項1に記載の光拡散板。
- 裏面の表面粗さ(Ra)が0.01μm以上0.05μm以下である請求項2に記載の光拡散板。
- 押出成形法で成形される請求項1、請求項2又は請求項3に記載の光拡散板。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光拡散板と、
表面に、一方向に延在する複数のプリズムを備えるプリズムシートと
を含むバックライトユニット。 - 表面に、上記一方向に直交する方向に延在する複数のプリズムを備えるプリズムシートをさらに含む請求項5に記載のバックライトユニット。
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