JP3492021B2 - 積層型光拡散板 - Google Patents

積層型光拡散板

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JP3492021B2 JP13034395A JP13034395A JP3492021B2 JP 3492021 B2 JP3492021 B2 JP 3492021B2 JP 13034395 A JP13034395 A JP 13034395A JP 13034395 A JP13034395 A JP 13034395A JP 3492021 B2 JP3492021 B2 JP 3492021B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は面光源装置、例えば、液
晶を使用した表示装置のバックライトとして用いられる
面光源装置に組み込まれる光拡散板に関する。
【0002】
【従来の技術】パソコン、ワープロ、液晶テレビ等のよ
うな液晶使用の薄型表示装置は液晶が発光しないので、
この液晶を照射するためのバックライトを組み込んでい
る。かようなバックライトは薄くて、表示装置の面を均
一に照射するものである必要がある。
【0003】そして、バックライトとしては、例えば、
「NIKKEI MATERIALS & TECHN
OLOGY,1993.12,No.136」の第34
〜38頁に紹介されているように、導光板の側面に冷陰
極管(ランプ)を配置すると共に、前記導光板の表面
(光出射面)に光拡散板を、背面に反射板を積層した構
造のサイドライト型や、光拡散板と反射板の間を空気層
とすると共に、該空気層に冷陰極管を配置した構造の直
下型が知られている。
【0004】ところで、バックライトにおける光拡散板
としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PE
T」という)のような透明なプラスチックフィルムを支
持体とし、この片面に、プラスチックバインダーに有機
または無機の微粒子を分散させた薄層を光拡散層として
形成したものが使用されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光拡散板は
光拡散性の点では良好であるものの、光の利用効率が未
だ充分でなく表面輝度の点で不満があった。従って、本
発明は表面輝度の改良された光拡散板を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光拡散板は
下記(a)〜(d)のいずれかの超高分子量プラスチッ
クからなり、かつ空孔の開口部が表面に露呈しているこ
とを特徴とする少なくとも一つの多孔質層と少なくとも
一つの無孔質層からなる積層構造を有することを特徴と
するものである。(a)分子量が約50万以上の超高分子量ポリエチレ
ン。 (b)分子量が約50万以上の超高分子量ポリプロピレ
ン。 (c)分子量が約10万以上の超高分子量ポリ塩化ビニ
ル。 (d)分子量が約4万以上の超高分子量ポリアミド また、この多孔質層は前記超高分子量プラスチックを充
填して得られる多孔質体から形成されることが好まし
い。
【0007】 本発明に係る光拡散板における多孔質層
形成材料の具体例としては、超高分子量ポリエチレン
(以下、「UHPE」という)、超高分子量ポリプロピ
レン、超高分子量ポリ塩化ビニル、超高分子量ポリアミ
ドの熱可塑性プラスチックから成る多孔質のフィルム、
シートあるいは板を挙げることができる。なお、この多
孔質フィルム、シートあるいは板としては、気孔率が1
0〜50%で、微孔の孔径が10〜200μmのものが
好ましい。これら多孔質層形成材料の厚さは特に限定さ
れないが、光拡散性および光透過性を考慮すると1mm
以下が好ましく、よりこのましくは0.05〜0.5m
mである。
【0008】なお、多孔質層の形成材料の一つである超
高分子量プラスチックはその分子量(粘度法による測定
値)が通常のものよりもはるかに大きい点で特異であ
る。例えば、通常のポリチエレンあるいはポリプロピレ
ンの分子量が約10万以下であるのに対し、UHPEま
たは超高分子量ポリプロピレンのそれは約50万以上で
ある。また、通常のポリ塩化ビニルの分子量は約8万以
下であるのに対し、超高分子量ポリ塩化ビニルのそれは
約10万以上であり、更に、通常のポリアミドの分子量
が5000以下であるのに対し、超高分子量ポリアミド
のそれは約4万以上である。
【0009】かような超高分子量プラスチックは、例え
ば、UHPEが三井石油化学工業株式会社から「ハイゼ
ックス・ミリオン」、ヘキスト社から「ホスタレンGU
R」等として、超高分子量ポリプロピレンが三井石油化
学工業株式会社から「ハイポール」等として、超高分子
量ポリ塩化ビニルが信越化学工業株式会社から「TK2
500シリーズ」等として、超高分子量ポリアミドがダ
イセル化学工業株式会社から「ダイアミド」等の商品名
で市販されている。そして、多孔質層をこのような超高
分子量プラスチックで構成した場合、この層をより薄く
できる。
【0010】熱可塑性プラスチック製多孔質体の製造法
としては、既に延伸法や発泡法が知られている。従っ
て、本発明の多孔質層もこれらの方法により得た多孔質
体により形成することができる。
【0011】 また、特開平2−24129号公報に記
載されているように、UHPE等の超高分子量プラスチ
ック粉末を金型等の保形具に充填し、次いでこれを該プ
ラスチックの融点以上の温度に加熱された水蒸気雰囲気
中で焼結した後冷却し、次に旋盤等により所定の厚さに
切削して多孔質体を製造する方法も知られている。従っ
て、この方法によって得られるUHPE等の超高分子量
プラスチック製多孔質体により多孔質層を形成する。
お、この方法による場合、加熱された水蒸気雰囲気中で
の焼結に先立ち減圧を行うのが好ましい。
【0012】本発明においては上記多孔質層に無孔質層
が積層される。この無孔質層は熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂あるいは光硬化性樹脂等の任意の合成樹脂により構
成される。無孔質層を形成するための熱可塑性樹脂の具
体例としては、ポリオレフィン、メタクリル樹脂、エチ
レン−エチルアクリレート共重合体、ポリ塩化ビニル、
ポリスチレン等を、熱硬化性樹脂の具体例としては、エ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂
等を挙げることができる。このように多孔質層に無孔質
層を積層することにより、光線透過率の高い光拡散板が
得られる。なお、この無孔質層としては透明度の高い
(光透過率の高い)ものが好ましい。
【0013】本発明に係る光拡散板は多孔質層と無孔質
層が積層されたものであり、これら両層が各々少なくと
も一つあればその積層構造は特に限定されない。例え
ば、一つの多孔質層と一つの無孔質層を積層した構造、
多孔質層の両面に無孔質層を積層した構造、無孔質層の
両面に多孔質層を積層した構造、あるいは多孔質層・無
孔質層・多孔質層・無孔質層のように多孔質層と無孔質
層を交互に積層した構造等をその具体例として挙げるこ
とができる。
【0014】 このような積層構造を有する本発明に係
る光拡散板は、多孔質層形成材料と無孔質層形成材料を
重ね合わせ、これらを無孔質層形成材料の軟化点以上で
且つ多孔質層形成材料の融点よりも低い温度に加熱する
と共に加圧して両材料を一体化する方法や、多孔質層形
成材料と無孔層形成材料を透明接着剤で接着一体化す
る方法等により製造することができる。前者の方法によ
るとき、その温度、圧力あるいは加熱加圧時間によって
は軟化乃至溶融した無孔質層形成材料の一部が多孔質層
形成材料の空孔に圧入され、無孔層形成材料である樹
脂が多孔質層の微孔を充填することもある。このように
多孔質層の空孔に樹脂が充填される場合、その充填深さ
は多孔質層の厚さの80%以下とするのが好適であり、
このように充填すると輝度の特に高い光拡散板が得られ
る。勿論、本発明に係る光拡散板においては多孔質層の
空孔に樹脂の充填がなくてもよい
【0015】上記したように本発明に係る光拡散板は多
孔質層の空孔が樹脂で充填されていてもよいので、適当
な方法により予めその空孔に樹脂を充填させた多孔質形
成材料に無孔質層形成材料を一体化させる方法により製
造することもできる。
【0016】なお、光拡散性の点から多孔質層の空孔に
充填する樹脂としては該多孔質層との屈折率の差が0.
01以上のものを選択して用いるのが好ましい(より好
ましくは屈折率の差を0.01〜0.15とする)。ま
た、この樹脂は透明品、不透明品のいずれも使用可能で
あるが、輝度向上の観点からは透明品が好ましい。
【0017】本発明に係る光拡散板は光の損失を抑制す
るため、その表面(片面または両面)に反射防止処理を
施すことができる。この反射防止処理方法としては、例
えば、表面にエンボス加工を施して該表面を凹凸状にす
る方法や、表面に金属蒸着薄膜を形成する方法、等を採
用できる。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
【0019】実施例1 内径105mmの円筒状金型(上面開口、底面閉鎖)に
UHPE粉末(分子量600万、融点135℃、平均粒
径110μm)を充填し、これを金属製耐圧容器(水蒸
気導入管およびその開閉バルブを備える)内に入れ、真
空ポンプで排気し、雰囲気圧を30mmHgまで減圧し
て脱気する。
【0020】そして、真空ポンプを止めてから、上記バ
ルブを開き、水蒸気(温度158℃、6気圧)を導入し
て60分間加熱して焼結する。次いで、温度25℃の部
屋で放冷した後、金型から取り出し丸棒状の多孔質体を
得る。この丸棒状多孔質体を旋盤により、周方向に沿っ
て厚さ100μmに切削し、白色不透明のUHPE多孔
質フィルム(気孔率30%、平均孔径30μm)を得
る。
【0021】このUHPE多孔質フィルムの片面に厚さ
25μm、軟化点112℃の無孔質ポリエチレンフィル
ムを重ね合わせ、温度115℃、線圧2kgf/cmの
条件で加熱加圧して両フィルムを積層一体化させる。こ
れによりUHPE製多孔質層の片面にポリエチレン製無
孔質層が形成された構造を有する積層型光拡散板を得
た。
【0022】実施例2 実施例1で用いたと同じUHPE多孔質フィルム(屈折
率1.515)の片面にエチレン−エチルアクリレート
共重合体フィルム(厚さ60μm、軟化点53℃、屈折
率1.500)を重ね合わせ、温度115℃、線圧2k
g/cm2 の条件で加熱加圧することにより、エチレン
−エチルアクリレート共重合体を軟化させその一部を多
孔質フィルムの空孔に圧入させると共に両フィルムを積
層一体化させる。これによりUHPE製多孔質層の空孔
にエチレン−エチルアクリレート共重合体が充填される
と共に該多孔質層の片面にエチレン−エチルアクリレー
ト共重合体製無孔質層が形成された積層型光拡散板を得
た。なお、この光拡散板において、UHPE製多孔質層
(厚さ100μm)の空孔へのエチレン−エチルアクリ
レート共重合体の充填深さは約20μmであった。
【0023】比較例 平均粒径3μmのメラミン樹脂粒子100重量部をポリ
エステル樹脂100重量部に混合し、この混合物から成
る厚さ10μmの薄層(光拡散層)をPETフィルム
(厚さ125μm)の片面に形成して光拡散板を得た。
【0024】試験例 上記実施例1、2および比較例で得た光拡散板を用い、
図1に示す構造のサイドライト型バックライトを作製し
た。このバックライトは厚さ3mmの透明アクリル板か
ら成る導光板2の一方の側面に冷陰極管4を配置すると
共に、該導光板2の表面(光出射面)に光拡散板1を、
背面にチタン白コーティング層を有するPETフィルム
から成る反射板3(厚さ125μm)を重ねたものであ
る。なお、実施例1および2の場合は光拡散板の無孔質
層が導光板側になるように配置した。
【0025】そして、これらバックライトを作動させ、
視認角度(正面から見た場合を0°とする)と輝度(c
d/m2 )の関係を求めた。結果は表1に示すとおりで
あった。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明は上記のように構成され、超高分
子量プラスチックからなり、かつ空孔の開口部が表面に
露呈している多孔質層と無孔質層との積層構造としたの
で、輝度が高いという利点を有する。また、前記超高分
子量プラスチックを充填して得られる多孔質体から形成
した多孔質層と無孔質層を積層した光拡散板によっても
表面輝度が改良される。さらに、多孔質層の空孔に、多
孔質層の厚さの80%以下の充填深さで樹脂を充填する
ことによりさらに輝度が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光拡散板を組み込んで作製したバックライトの
実例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 光拡散板 2 導光板 3 反射板 4 冷陰極管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−289075(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記の(a)〜(d)のいずれかの超高分
    子量プラスチックからなり、かつ空孔の開口部が表面に
    露呈していることを特徴とする少なくとも一つの多孔質
    層と少なくとも一つの無孔質層からなる積層型光拡散
    板。(a)分子量が約50万以上の超高分子量ポリエチレ
    ン。 (b)分子量が約50万以上の超高分子量ポリプロピレ
    ン。 (c)分子量が約10万以上の超高分子量ポリ塩化ビニ
    ル。 (d)分子量が約4万以上の超高分子量ポリアミド
  2. 【請求項2】少なくとも一つの多孔質層が、超高分子量
    プラスチックを充填して得られる多孔質体から形成され
    ることを特徴とする請求項1記載の積層型光拡散板。
  3. 【請求項3】少なくとも一つの多孔質層の空孔に、多孔
    質層の厚さの80%以下の充填深さで樹脂が充填されて
    いる請求項1または2に記載の積層型光拡散板。
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