JP3499064B2 - Light diffusion plate - Google Patents

Light diffusion plate

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JP3499064B2
JP3499064B2 JP28364395A JP28364395A JP3499064B2 JP 3499064 B2 JP3499064 B2 JP 3499064B2 JP 28364395 A JP28364395 A JP 28364395A JP 28364395 A JP28364395 A JP 28364395A JP 3499064 B2 JP3499064 B2 JP 3499064B2
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栄三 川野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
イのバックライト,照明器具,電飾看板,背面投影スク
リーン等に用いられる光拡散板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light diffusing plate used for a backlight of a liquid crystal display, a lighting device, an illuminated signboard, a rear projection screen and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、パソコン,ワープロ,液晶テ
レビ等のような液晶を使用する薄型表示装置は、液晶自
体が発光しないため、この液晶表示画面を裏面側から照
射するバックライトが使用されている。このバックライ
トは、液晶表示画面全体を均一に照射させる必要があ
り、例えば、NIKKEI MATERIAL & TECHNOLOGY 1993.12,N
o.136 第34頁〜第38頁に示されているような、サイドラ
イト型もしくは直下型の面光源装置が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a thin display device using a liquid crystal such as a personal computer, a word processor, a liquid crystal television, etc. does not emit light from the liquid crystal itself, so that a backlight for illuminating the liquid crystal display screen from the back side is used. There is. This backlight needs to illuminate the entire liquid crystal display screen uniformly. For example, NIKKEI MATERIAL & TECHNOLOGY 1993.12, N.
o.136 Side light type or direct type surface light source devices as shown on pages 34 to 38 are adopted.

【0003】上記サイドライト型の面光源装置は、図3
に示すように、導光板21と、この導光板21の両側の
光入射端面に配設される光源20と、上記導光板21の
裏面側に配設されこの導光板21の裏面から出射しよう
とする光を反射させる反射板22と、上記導光板21の
出射光面から出射される光を拡散させ、照射面の輝度を
均一にする光拡散板23と、この光拡散板23を通過し
た光が正面方向に集まるように上記光拡散板23上に配
設される集光シート24とを備えている。この集光シー
ト24は、1枚もしくは2枚重ねで使用される。この装
置では、光源20の光を導光板21の光入射端面から入
射させ、この入射光を導光板21の全体に均一に伝播さ
せて出射光面全体から出射させ、光拡散板23による拡
散と集光シート24による集光ののち、集光シート24
の上側に配設される液晶表示画面(図示せず)を均一に
照射することが行われる。図において、25は光源20
の光を導光板21側に反射させる反射カバーである。
The above sidelight type surface light source device is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the light guide plate 21, the light sources 20 arranged on the light incident end faces on both sides of the light guide plate 21, and the light guide plate 21 arranged on the back surface side of the light guide plate 21 to emit light from the back surface of the light guide plate 21. The light that has passed through the light diffusing plate 23 and the light diffusing plate 23 that diffracts the light emitted from the light exiting surface of the light guide plate 21 to make the brightness of the irradiation surface uniform. Are provided on the light diffusion plate 23 so as to gather in the front direction. The light-condensing sheet 24 is used as a single sheet or two sheets. In this device, the light of the light source 20 is made incident from the light incident end surface of the light guide plate 21, the incident light is uniformly propagated to the entire light guide plate 21, emitted from the entire emission light surface, and diffused by the light diffusion plate 23. After collecting light by the light collecting sheet 24, the light collecting sheet 24
The liquid crystal display screen (not shown) disposed on the upper side of the is uniformly illuminated. In the figure, 25 is a light source 20.
Is a reflection cover for reflecting the light of the above to the light guide plate 21 side.

【0004】また、車載用の表示装置等のように薄型に
する必要がない場合には、図4に示すように、導光板を
使用せず、光拡散板23aと反射板22aとの間に空気
層26を設け、この空気層26内に光源20aを配設し
た直下型方式のものも用いられる。
When it is not necessary to make it thin as in a vehicle-mounted display device, as shown in FIG. 4, a light guide plate is not used and a space between the light diffusion plate 23a and the reflection plate 22a is not used. A direct type in which the air layer 26 is provided and the light source 20a is disposed in the air layer 26 may also be used.

【0005】上記のような面光源装置において、上記光
拡散板23としては、一般的に、透明樹脂フィルムを基
材シートとし、この基材シートの片面に、透明樹脂バイ
ンダーに有機もしくは無機の微粒子を分散させた光拡散
層を設けたものが使用されている。
In the surface light source device as described above, a transparent resin film is generally used as a base sheet for the light diffusion plate 23, and a transparent resin binder is provided with organic or inorganic fine particles on one side of the base sheet. A light diffusing layer in which is dispersed is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】最近では、例えばノー
ト型パソコン等に用いられる面光源装置のように、装置
を小型化し、電池消費を低減させるために、出射光面の
高輝度化と低消費電力化を両立させるものの開発が望ま
れている。しかしながら、上記光拡散板23では、光の
拡散性の点では良好な性能が得られるものの、上記光拡
散層において、透明樹脂と微粒子との界面で光が反射
し、本来光拡散層を透過するべき光が反射損失すること
から、光の利用効率が悪く、高輝度が得られないという
問題がある。このため、この光拡散板23では、結果的
に面光源装置の消費電力低減の妨げになっているのが実
情である。
Recently, in order to downsize the device and reduce battery consumption, such as a surface light source device used for a notebook type personal computer, etc., in order to reduce the battery consumption, the emission surface has high brightness and low consumption. It is desired to develop a product that can be compatible with electric power generation. However, although the light diffusion plate 23 can obtain good performance in terms of light diffusivity, in the light diffusion layer, the light is reflected at the interface between the transparent resin and the fine particles and is originally transmitted through the light diffusion layer. Since the light that should be reflected undergoes reflection loss, there is a problem that the utilization efficiency of light is poor and high brightness cannot be obtained. Therefore, in the light diffusion plate 23, as a result, the reduction of power consumption of the surface light source device is hindered.

【0007】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、光透過効率が高く、面光源装置等の表面輝度
を向上させることのできる光拡散板の提供をその目的と
する。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a light diffusing plate having a high light transmission efficiency and capable of improving the surface brightness of a surface light source device or the like.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の光拡散板は、透明の基材シートの表面
に、透明樹脂に微粒子を分散させてなる光拡散層が積層
形成された光拡散板であって、上記微粒子の平均粒径を
1μm〜50μmに設定し、上記微粒子の一部を透明樹
脂の表面から突出させるとともに、上記微粒子の屈折率
をそれ自体の表面部と内部とで異ならせ、透明樹脂と微
粒子との界面に生じる屈折率差を0.03〜0.06の
範囲に設定したという構成をとる。
In order to achieve the above object, the light diffusing plate of the present invention has a light diffusing layer formed by laminating fine particles in a transparent resin on the surface of a transparent substrate sheet. and a light diffusion plate, the mean particle size of the fine particles
It is set to 1 μm to 50 μm and a part of the above fine particles is transparent.
While projecting from the surface of the oil, the refractive index of the fine particles is made different between the surface portion and the inside of the fine particles, and the difference in the refractive index generated at the interface between the transparent resin and the fine particles is 0.03 to 0.06.
It takes the configuration that the range is set .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】すなわち、本発明者らは、光透過
効率の高い光拡散板を得ることを目的として一連の研究
を重ねる過程で、光拡散板の、透明樹脂に微粒子を分散
させてなる光拡散層において、透明樹脂と微粒子との界
面での反射を抑制することができれば、光拡散層での反
射損失を低減させ、光利用効率を向上させることができ
るのではないかと想起した。そして、さらに研究を重
ね、上記微粒子の平均粒径を1μm〜50μmに設定
し、上記微粒子の一部を透明樹脂の表面から突出させる
とともに、分散させる微粒子それ自体の表面部と内部の
屈折率を異ならせ、透明樹脂と微粒子との界面に生じる
屈折率差を0.03〜0.06の範囲に設定することに
より、この界面での反射損失を低減させ、光拡散板の拡
散性能を損なうことなく光利用効率を向上させることが
できることを見いだし、この発明に到達した。
That is, the inventors of the present invention dispersed fine particles in a transparent resin of a light diffusing plate in the course of conducting a series of studies for the purpose of obtaining a light diffusing plate having high light transmission efficiency. It was recalled that if the reflection at the interface between the transparent resin and the fine particles can be suppressed in the light diffusion layer, the reflection loss at the light diffusion layer can be reduced and the light utilization efficiency can be improved. Then, after further research, the average particle size of the fine particles was set to 1 μm to 50 μm.
Then, a part of the fine particles is projected from the surface of the transparent resin.
At the same time, the refractive index of the surface of the fine particles to be dispersed is made different from the internal refractive index, and the difference in the refractive index generated at the interface between the transparent resin and the fine particles is set in the range of 0.03 to 0.06. The inventors have found that the reflection loss can be reduced and the light utilization efficiency can be improved without impairing the diffusing performance of the light diffusing plate, and have reached the present invention.

【0010】つぎに、この発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be described in detail.

【0011】この発明の光拡散板は、透明樹脂等で形成
された基板シートの表面に、透明樹脂に微粒子を分散さ
せた光拡散層が形成されたものであって、上記微粒子の
屈折率が、その表面部と内部で異なるようにしたもので
ある。
The light diffusing plate of the present invention comprises a substrate sheet made of a transparent resin or the like, on the surface of which a light diffusing layer having fine particles dispersed in a transparent resin is formed. , The surface and the inside are different.

【0012】上記基板シートの材質としては、光学的透
明性を有するものが好ましく、例えば、ポリエステル,
ポリ塩化ビニル,ポリエチレンテレフタレート,ポリカ
ーボネート,ポリスチレン,アクリル樹脂,メタクリル
樹脂,スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹
脂),スチレン−メタクリル酸メチル共重合体(MS樹
脂),ポリ−4−メチルペンテン−1,塩化ビニル樹
脂,ジエチレングリコールビスアリルカーボネート,ガ
ラス等があげられるが、これらに限るものではなく、各
種のものが用いられる。これらの中でも、特に、ポリエ
チレンテレフタレートは、不純物が少なく透明性も高い
うえに安価であるため、最も好適に用いられる。また、
この基板シートの厚みとしては、特に限定するものでは
ないが、用途や作業性を考慮すれば、50μm〜200
μm程度に設定することが好ましい。
The material of the substrate sheet is preferably one having optical transparency, such as polyester,
Polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, acrylic resin, methacrylic resin, styrene-acrylonitrile copolymer (AS resin), styrene-methyl methacrylate copolymer (MS resin), poly-4-methylpentene-1, Examples thereof include vinyl chloride resin, diethylene glycol bisallyl carbonate, glass, and the like, but not limited to these, various types can be used. Of these, polyethylene terephthalate is most preferably used because it has few impurities, high transparency, and is inexpensive. Also,
The thickness of the substrate sheet is not particularly limited, but in consideration of use and workability, it is 50 μm to 200 μm.
It is preferably set to about μm.

【0013】上記光拡散板層に用いられる透明樹脂とし
ては、アクリル樹脂,ポリエステル樹脂,ポリ塩化ビニ
ル,ポリウレタン,シリコーン樹脂等各種の樹脂が用い
られるが、透明であれば、特に限定するものではない。
As the transparent resin used for the light diffusion plate layer, various resins such as acrylic resin, polyester resin, polyvinyl chloride, polyurethane and silicone resin are used, but the transparent resin is not particularly limited as long as it is transparent. .

【0014】上記微粒子としては、透明のものが用いら
れ、シリコーン樹脂粒子,アクリル樹脂粒子,ナイロン
樹脂粒子,ウレタン樹脂粒子,スチレン樹脂粒子,ポリ
エチレン樹脂粒子,シリカ粒子,ポリエステル樹脂粒子
等各種のものが用いられる。この微粒子の粒径は特に限
定されるものではないが、平均粒径1μm〜50μmの
ものが好適に用いられる。また、上記微粒子として、球
状の微粒子を使用した場合には、上記球状微粒子が一種
のレンズとして作用し、一層効果的な光拡散効果を持た
せることができる。
As the above-mentioned fine particles, transparent ones are used, and various kinds such as silicone resin particles, acrylic resin particles, nylon resin particles, urethane resin particles, styrene resin particles, polyethylene resin particles, silica particles, polyester resin particles are used. Used. The particle size of the fine particles is not particularly limited, but an average particle size of 1 μm to 50 μm is preferably used. Further, when spherical fine particles are used as the fine particles, the spherical fine particles act as a kind of lens, and a more effective light diffusion effect can be provided.

【0015】上記微粒子の表面部と内部の屈折率を異な
らせる方法としては、例えば、上記微粒子の表面に屈折
率の異なる物質をコーティングするコーティング法、表
面部に架橋反応等を生じさせて改質することにより屈折
率を異ならせる電子線照射法,放射線照射法,イオンビ
ーム照射法等各種の方法で行われるが、特に限定される
ものではない。上記コーティング法としては、例えば、
スパッタ蒸着法,CVD法,真空蒸着法等があげられ、
これらの方法により、微粒子表面に、酸化ケイ素,酸化
亜鉛,酸化チタン,酸化ジルコニウム等の金属酸化物、
あるいはMgF 2 等の薄膜を形成することが行われる。
The refractive index of the surface portion of the fine particles is different from that of the inside thereof.
As a method of making it possible, for example, refraction is applied to the surface of the fine particles.
Coating method for coating substances with different rates, table
Refraction by modifying the surface by causing a crosslinking reaction etc.
Electron beam irradiation, radiation irradiation, ion bombardment
It is carried out by various methods such as an irradiation method, but is not particularly limited.
Not a thing. As the coating method, for example,
Sputter deposition method, CVD method, vacuum deposition method, etc.
By these methods, silicon oxide and
Metal oxides such as zinc, titanium oxide, zirconium oxide,
Or MgF 2And the like is formed.

【0016】上記基板シートの表面に光拡散層を形成さ
せる場合には、透明樹脂に適当な配合部数で上記微粒子
を配合した塗布液を作製し、この塗布液を基板シートの
表面に塗布して乾燥させることにより、透明樹脂に微粒
子が均一に分散された光拡散層が得られる。透明樹脂に
対する微粒子の配合部数としては、特に限定されるもの
ではないが、光拡散性能を考慮すれば、透明樹脂100
重量部に対して5重量部〜60重量部程度が好ましい。
基板シート表面への塗布方法としては、ロールコート
法,ディッピング法,スプレーコーティング、スピンコ
ーティング,ラミネート法,掛け流し法等各種の方法が
行われるが特に限定されるものではない。
When the light diffusion layer is formed on the surface of the substrate sheet, a coating solution is prepared by mixing the transparent resin with the above-mentioned fine particles in an appropriate number of parts, and the coating solution is applied on the surface of the substrate sheet. By drying, a light diffusion layer in which fine particles are uniformly dispersed in the transparent resin can be obtained. The number of fine particles to be mixed with the transparent resin is not particularly limited, but in consideration of the light diffusion performance, the transparent resin 100
About 5 to 60 parts by weight is preferable with respect to parts by weight.
As a method for applying to the surface of the substrate sheet, various methods such as a roll coating method, a dipping method, a spray coating method, a spin coating method, a laminating method and a pouring method are used, but the method is not particularly limited.

【0017】上記のようにして形成された光拡散層は、
透明樹脂に微粒子が分散されて形成されている。この発
明は、上記のような光拡散層での錯乱および反射が、媒
体(透明樹脂)中に分散する散乱体(微粒子)と媒体と
の界面で起こる屈折率の差に大きく依存するという着想
にもとづき、研究を重ねてなされたものである。すなわ
ち、透明樹脂の屈折率をN1 とし、微粒子の屈折率をN
2 とすると、この屈折率差ΔN0 (ΔN0 =N2 とN1
の差)が大きいほど、高い散乱性が得られるが、上記界
面での光の反射率も大きく、それだけ反射損失が大きく
なる。一方、上記屈折率差ΔN0 が小さければ界面反射
は少なくなるが、かえって散乱性が低下することとな
る。そこで、この発明では、上記のように微粒子の表面
部と内部の屈折率を異ならせ、透明樹脂と微粒子との界
面に生じる屈折率差を小さくすることにより、界面反射
を抑制するとともに、微粒子内部と透明樹脂との屈折率
の落差をそのまま確保して、散乱性能の低下を防止した
ものである。すなわち、微粒子内部の屈折率をN3
し、微粒子表面部の屈折率をN4 とすれば、透明樹脂と
微粒子の界面に生じる屈折率差ΔN(ΔN=N4 とN1
の差)が上記ΔN0 よりも小さければ上記のように、界
面反射を効果的に抑制することができる。なお、微粒子
内部の屈折率N3 よりも微粒子表面部の屈折率N4 が小
さくなる場合と、反対に、微粒子内部の屈折率N3 より
も微粒子表面部の屈折率N4 が大きくなる場合とがある
が、この発明では、屈折率差ΔNが小さくなれば、その
いずれでもよい。
The light diffusion layer formed as described above is
It is formed by dispersing fine particles in a transparent resin. The present invention is based on the idea that the above-mentioned confusion and reflection in the light diffusion layer largely depend on the difference in the refractive index that occurs at the interface between the medium (transparent resin) and the scatterer (fine particles) dispersed in the medium (transparent resin). It was originally made through repeated research. That is, the refractive index of the transparent resin is N 1, and the refractive index of the fine particles is N 1.
2 , the refractive index difference ΔN 0 (ΔN 0 = N 2 and N 1
The larger the difference) is, the higher the scattering property can be obtained, but the reflectance of light at the interface is also large and the reflection loss is accordingly large. On the other hand, when the refractive index difference ΔN 0 is small, the interface reflection is small, but the scattering property is rather deteriorated. Therefore, in the present invention, as described above, the refractive index of the surface portion of the fine particles is made different from that of the inner portion to reduce the difference in the refractive index at the interface between the transparent resin and the fine particles, thereby suppressing the interfacial reflection and at the same time, The difference in the refractive index between the transparent resin and the transparent resin is maintained as it is, and the deterioration of the scattering performance is prevented. That is, assuming that the refractive index inside the fine particles is N 3 and the refractive index at the surface of the fine particles is N 4 , the difference ΔN in refractive index between the transparent resin and the fine particles (ΔN = N 4 and N 1
If the difference) is smaller than ΔN 0 , the interface reflection can be effectively suppressed as described above. Incidentally, in the case where the refractive index N 4 of the particle surface portion than the refractive index N 3 of the internal particles is reduced, on the contrary, in the case where the refractive index N 4 of the particle surface portion is larger than the refractive index N 3 of the internal particles However, in the present invention, any of them may be used as long as the refractive index difference ΔN becomes small.

【0018】上記光拡散板は、このまま使用してもよい
が、さらに光損失を抑えるため、光の入射面もしくは出
射面、あるいはその両面に、反射防止処理を施して使用
してもよい。この反射防止処理としては、表面に微小凹
凸を形成することによるエンボス処理や、酸化ケイ素,
酸化亜鉛等の金属酸化物,MgF2 ,シリコーン樹脂,
溶剤可溶性フッ素樹脂(例えば,商品名:サイトップ,
旭硝子社製)等の薄膜を、上記基材シートの表面に形成
させること等によって得られる。
The light diffusing plate may be used as it is, but in order to further suppress light loss, it may be used by applying antireflection treatment to the light incident surface or the light emitting surface or both surfaces thereof. As the antireflection treatment, embossing treatment by forming fine irregularities on the surface, silicon oxide,
Metal oxides such as zinc oxide, MgF 2 , silicone resin,
Solvent-soluble fluororesin (for example, trade name: CYTOP,
It can be obtained by forming a thin film such as Asahi Glass Co., Ltd.) on the surface of the substrate sheet.

【0019】上記金属酸化物,MgF2 等の薄膜は、例
えば、スパッタ蒸着法,真空蒸着法,CVD法,ゾル−
ゲル法等各種の方法により形成される。これらのなかで
も、ゾル−ゲル法は、シリカ等からなるゾル溶液を塗布
したのち、乾燥ゲルとし、この乾燥ゲルを加熱し脱水縮
合させて酸化ケイ素層等を得るものであり、コスト面等
から最も好適である。特に、低温乾燥ののち、紫外線等
を照射して生成膜を硬化させる光アシストによるゾル−
ゲル法によれば、処理温度が低いため、さらに好まし
い。上記ゾル−ゲル法におけるゾル溶液の塗布方法とし
ては、ロールコート法、ディッピング法,スプレーコー
ティング、スピンコーティング,ラミネート法,掛け流
し法等各種の方法が行われるが、特に、スピンコーティ
ングは、シート状の部材を回転させ、その表面にゾル溶
液を滴下し、遠心力によって均一に塗布するものであ
り、塗膜の均一性等の面から好適である。
The thin film of the above metal oxide, MgF 2 or the like is formed, for example, by a sputter deposition method, a vacuum deposition method, a CVD method, a sol-deposition method.
It is formed by various methods such as a gel method. Among these, the sol-gel method is to obtain a silicon oxide layer or the like by applying a sol solution composed of silica or the like to form a dry gel, and heating and drying the dry gel to perform dehydration condensation. Most suitable. In particular, after low-temperature drying, a photo-assisted sol that irradiates ultraviolet rays or the like to cure the formed film
The gel method is more preferable because the treatment temperature is low. As a method of applying the sol solution in the sol-gel method, various methods such as a roll coating method, a dipping method, a spray coating method, a spin coating method, a laminating method, and a pouring method are performed. In particular, the spin coating method is a sheet-like method. The member is rotated, and the sol solution is dropped on the surface of the member to be uniformly applied by centrifugal force, which is preferable from the viewpoint of uniformity of the coating film.

【0020】また、シリコーン樹脂,溶剤可溶性フッ素
樹脂等の薄膜は、例えば、これらの溶液をロールコート
法,ディッピング法,スプレーコーティング,スピンコ
ーティング,ラミネート法,掛け流し法等の各種の方法
で塗布後、乾燥させることにより形成される。
Further, thin films of silicone resin, solvent-soluble fluororesin, etc. are coated with these solutions by various methods such as roll coating, dipping, spray coating, spin coating, laminating and pouring. Formed by drying.

【0021】上記のようにして形成された反射防止層の
屈折率は、光拡散板の基材シートの屈折率よりも低くす
ることにより、基材シート表面での反射を有効に防止す
ることができる。すなわち、一般に、入射光が垂直に入
る場合であれば、空気の屈折率を1.0、基材シートの
屈折率をnとすると、反射防止層の屈折率がnの平方根
であるときに理想的な無反射条件が満足される。したが
って、例えば、基材シートがポリエチレンテレフタレー
ト(屈折率:1.58)製のものであれば、反射防止層
の屈折率は、1.26が理想的であり、これに近い屈折
率であるほど、低反射が実現できる。また、反射防止層
の膜厚は、光の波長の4分の1の厚さであるときに、理
想的な無反射条件を満足する。
By making the refractive index of the antireflection layer formed as described above lower than the refractive index of the base sheet of the light diffusing plate, reflection on the surface of the base sheet can be effectively prevented. it can. That is, in general, when the incident light enters vertically, assuming that the refractive index of air is 1.0 and the refractive index of the base material sheet is n, it is ideal when the refractive index of the antireflection layer is the square root of n. Non-reflective conditions are satisfied. Therefore, for example, if the base material sheet is made of polyethylene terephthalate (refractive index: 1.58), the refractive index of the antireflection layer is ideally 1.26, and the closer the refractive index is to this, , Low reflection can be realized. Further, the film thickness of the antireflection layer satisfies the ideal antireflection condition when it is ¼ of the wavelength of light.

【0022】上記光拡散板は、例えば、図1に示すよう
な面光源装置に組み込んで使用される。すなわち、図に
おいて、2は導光板、4は上記導光板2の光入射端面か
ら光を入射させる冷陰極管等の線光源,3は上記導光板
2の裏面側に配設され導光板2の裏面から出射しようと
する光を反射させる反射板である。また、1は上記導光
板2の出射光面側に配設される光拡散板、5はこの光拡
散板1の出射光面側に配設され集光作用等を持たせる2
枚の集光シートである。また、9は上記線光源4の光線
を反射させて導光板2の光入射端面から入射させる反射
カバーである。
The light diffusing plate is used, for example, by incorporating it in a surface light source device as shown in FIG. That is, in the drawing, 2 is a light guide plate, 4 is a linear light source such as a cold cathode tube that allows light to enter from the light incident end face of the light guide plate 2, and 3 is arranged on the back side of the light guide plate 2 It is a reflector that reflects the light that is going to be emitted from the back surface. Further, 1 is a light diffusing plate arranged on the outgoing light surface side of the light guide plate 2, and 5 is a light diffusing plate arranged on the outgoing light surface side of the light diffusing plate 1 to have a condensing function or the like 2
It is a sheet of light collecting sheet. Reference numeral 9 denotes a reflection cover that reflects the light rays of the linear light source 4 and makes them incident from the light incident end surface of the light guide plate 2.

【0023】ここで、上記面光源装置に用いる導光板2
の材質としては、透明度の高い材質が好適に用いられ
る。例えば、アクリル樹脂,メタクリル樹脂,ポリエス
テル樹脂,ポリカーボネート,ポリスチレン,ポリエチ
レンテレフタレート,AS樹脂,MS樹脂,ポリ−4−
メチルペンテン−1,塩化ビニル樹脂,ジエチレングリ
コールビスアリルカーボネート,ガラス等各種のものが
用いられる。また、上記導光板2の形状も、板状に限ら
ず、直方体状等所望の形状に形成することができる。
Here, the light guide plate 2 used in the above surface light source device.
As a material for the above, a material having high transparency is preferably used. For example, acrylic resin, methacrylic resin, polyester resin, polycarbonate, polystyrene, polyethylene terephthalate, AS resin, MS resin, poly-4-
Various materials such as methylpentene-1, vinyl chloride resin, diethylene glycol bisallyl carbonate and glass are used. Further, the shape of the light guide plate 2 is not limited to the plate shape, and can be formed in a desired shape such as a rectangular parallelepiped shape.

【0024】また、上記集光シート5は、光拡散板1を
通過する出射光を正面方向に集め、照射面の輝度を高め
るようにするため、例えば、表面にプリズム状もしくは
ウェーブ状の凹凸条が多数並んだ状態や、表面に多数の
微小レンズが並んだ状態に形成される。そして、上記光
拡散板1の表面側に、1枚もしくは2枚重ねで配設され
ている。
The condensing sheet 5 collects outgoing light passing through the light diffusing plate 1 in the front direction and enhances the brightness of the irradiation surface. Are formed in a line, or a large number of minute lenses are lined up on the surface. Then, one or two sheets are stacked on the front surface side of the light diffusion plate 1.

【0025】上記光拡散板1は、図2に示すように、基
板シート7の表面に透明樹脂6aと微粒子6bとからな
る光拡散層6が形成されている。上記微粒子6bは、そ
の屈折率が、その表面部と内部とで異なるようにしてお
り、これにより、透明樹脂6aと微粒子6bとの界面に
生じる屈折率差を小さくするようにしている。図におい
て、8は上記光拡散板1の裏面に形成された反射防止層
8である。
As shown in FIG. 2, the light diffusing plate 1 has a light diffusing layer 6 made of a transparent resin 6a and fine particles 6b formed on the surface of a substrate sheet 7. The fine particles 6b have different refractive indexes between the surface portion and the inside thereof, so that the difference in refractive index at the interface between the transparent resin 6a and the fine particles 6b is reduced. In the figure, 8 is an antireflection layer 8 formed on the back surface of the light diffusion plate 1.

【0026】上記構成において、線光源4で発生した光
は、導光板2の光入射端面から導光板2内に入射する。
このとき、光は、線光源4から直接入射したり、あるい
は、反射カバー9で反射した光が入射したりする。この
入射光は、導光板2内を通過し、その一部が出射光面側
から出射しながら導光板2内を通過して線光源4が設け
られた光入射端面と反対側の端面に向かって進行する。
これにより、出射光面全体が発光するようになってい
る。上記導光板2の出射光面からの出射光は、光拡散板
1によって拡散されたのち集光シート5によって集光さ
れ、液晶表示画面(図示せず)を照射する。このとき、
上記光拡散板1を透過する際に、微粒子6bの表面の屈
折率と内部の屈折率とが異なっていることから、微粒子
6bと透明樹脂6aの界面反射が抑制され、光の反射損
失が抑えられ、その分だけ光の透過効率が高められる。
したがって、高輝度が得られ、従来と同一の輝度であれ
ば低電力で使用することができるようになる。しかも、
微粒子6bの表面部と内部の屈折率を異なるようにした
ことから、光拡散層1内において、微細な屈折率の偏り
が多数存在することとなり、その結果として、光拡散層
1の散乱性能も非常に向上する。
In the above structure, the light generated by the linear light source 4 enters the light guide plate 2 through the light incident end face of the light guide plate 2.
At this time, light may be directly incident from the linear light source 4 or may be light reflected by the reflection cover 9. The incident light passes through the inside of the light guide plate 2, and a part of the incident light passes through the inside of the light guide plate 2 while being emitted from the exit light surface side, and travels toward the end face opposite to the light incident end face where the linear light source 4 is provided. And proceed.
As a result, the entire emission light surface emits light. Light emitted from the light emitting surface of the light guide plate 2 is diffused by the light diffusing plate 1 and then condensed by the light condensing sheet 5 to illuminate a liquid crystal display screen (not shown). At this time,
When the light passes through the light diffusing plate 1, since the refractive index of the surface of the fine particles 6b is different from the internal refractive index, the interface reflection between the fine particles 6b and the transparent resin 6a is suppressed, and the reflection loss of light is suppressed. Therefore, the light transmission efficiency is increased accordingly.
Therefore, high brightness can be obtained, and if the brightness is the same as the conventional one, it can be used with low power. Moreover,
Since the refractive index of the surface portion of the fine particles 6b is made different from that of the internal portion, a large number of minute refractive index biases are present in the light diffusion layer 1, and as a result, the scattering performance of the light diffusion layer 1 is also increased. Greatly improved.

【0027】また、上記の面光源装置において、導光板
2を板状に形成し、その四辺の端面のうちの一辺に線光
源4を配設した場合には、この線光源4が配設されてい
ない他の三辺には、裏面に配設したものと同様の反射板
3を配設することが望ましい。このようにすることによ
り、導光板2の端面からの光線漏れがなくなり、光利用
効率がさらに向上する。
Further, in the above surface light source device, when the light guide plate 2 is formed in a plate shape and the line light source 4 is arranged on one of the four end faces, the line light source 4 is arranged. It is desirable to dispose the same reflector plate 3 as that disposed on the back surface on the other three sides which are not provided. By doing so, leakage of light rays from the end surface of the light guide plate 2 is eliminated, and light utilization efficiency is further improved.

【0028】なお、上記面光源装置では、導光板2を板
状に形成したが、これに限定するものではなく、直方体
等所望の導光体形状に成形することができる。また、使
用する光源も、線光源4に限らず、点光源でもよく、所
望の光源を使用することができる。さらに、光源の位置
も、一個所に限られるものではなく、複数個所に設ける
ようにしてもよい。また、上記面光源装置は、液晶ディ
スプレイ照射用のバックライトに適用したが、これに限
定するものではなく、直下型方式の面光源装置をはじ
め、その他の面光源装置すべてに応用することができ
る。さらに、この発明の光拡散板1は、照明器具,電飾
看板,背面投影スクリーン等各種の機器の光拡散板とし
ても使用することができる。この場合にも、高輝度が得
られ、電力消費を抑えられるという効果を奏する。
In the above surface light source device, the light guide plate 2 is formed in a plate shape. However, the shape is not limited to this, and the light guide plate 2 can be formed in a desired light guide shape such as a rectangular parallelepiped. The light source used is not limited to the linear light source 4, and may be a point light source, and a desired light source can be used. Further, the position of the light source is not limited to one place, but may be provided at a plurality of places. Further, although the surface light source device is applied to a backlight for illuminating a liquid crystal display, it is not limited to this, and can be applied to all other surface light source devices including a direct type surface light source device. . Furthermore, the light diffusing plate 1 of the present invention can be used as a light diffusing plate for various devices such as lighting equipment, illuminated signboards, and rear projection screens. Also in this case, high brightness can be obtained and power consumption can be suppressed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように、この発明の光拡散板によ
れば、光拡散層の微粒子と透明樹脂の界面反射が抑制さ
れて光の反射損失が抑えられ、散乱性能を損なうことな
く光の透過効率が高くなり、高輝度が得られるようにな
る。したがって、従来と同程度の輝度を、低消費電力で
得ることができ、消費電力をおさえることができるよう
になる。
As described above, according to the light diffusing plate of the present invention, the interface reflection between the fine particles of the light diffusing layer and the transparent resin is suppressed and the reflection loss of the light is suppressed, so that the scattering performance is not impaired. The transmission efficiency of is increased, and high brightness can be obtained. Therefore, it is possible to obtain the same brightness as that of the related art with low power consumption, and to reduce the power consumption.

【0030】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0031】[0031]

【実施例1】基材シートとしてポリエステルフィルム
(商品名:ルミラーT56,厚み:75μm,東レ社
製)、透明樹脂としてポリエステル系樹脂(商品名:バ
イロン630,固形分:30%,東洋紡績社製)、微粒
子としてアクリル系樹脂微粒子(商品名:アートパー
ル,粒径:20μm,帝国化学産業社製)を使用し、透
明樹脂100重量部に対して微粒子を30重量部添加し
た塗布液を、基材シートの片面に乾燥膜厚が15μmに
なるように塗布し、光拡散板を得た。用いた微粒子の屈
折率は、表面部(N 4 )が1.52、内部(N 3 )が
1.49であり、透明樹脂の屈折率(N1 )は、1.5
8であった。すなわち、界面の屈折率差ΔNは、1.5
8−1.52=0.06である。
Example 1 A polyester film (trade name: Lumirror T56, thickness: 75 μm, manufactured by Toray) as a base sheet, and a polyester resin (trade name: Byron 630, solid content: 30%, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a transparent resin. ), Acrylic resin fine particles (trade name: Art Pearl, particle size: 20 μm, manufactured by Teikoku Kagaku Sangyo Co., Ltd.) are used as fine particles, and 30 parts by weight of the fine particles are added to 100 parts by weight of the transparent resin to prepare a base solution. A light diffusing plate was obtained by coating one side of the material sheet so that the dry film thickness was 15 μm. The fine particles used have a refractive index of 1.52 at the surface (N 4 ) and 1.49 at the inside (N 3 ), and the refractive index (N 1 ) of the transparent resin is 1.5.
It was 8. That is, the refractive index difference ΔN at the interface is 1.5
8-1.52 = 0.06.

【0032】[0032]

【実施例2】基材シートとしてポリエステルフィルム
(商品名:ルミラーT56,厚み:75μm,東レ社
製)、透明樹脂としてアクリル系樹脂(商品名:ダイヤ
ナール,固形分:30%,三菱レイヨン社製)、微粒子
として表面にSiOX 薄膜をコーティングしたポリスチ
レン粒子(粒径:17μm,積水化成社製)を使用し、
透明樹脂100重量部に対して微粒子を30重量部添加
した塗布液を、基材シートの片面に乾燥膜厚が30μm
になるように塗布し、光拡散板を得た。用いた微粒子の
屈折率は、表面部(N 4 )が1.46、内部(N 3 )が
1.60であり、透明樹脂の屈折率(N1 )は、1.4
9であった。すなわち、界面の屈折率差ΔNは、1.4
9−1.46=0.03である。
Example 2 A polyester film (trade name: Lumirror T56, thickness: 75 μm, manufactured by Toray) as a base sheet, and an acrylic resin (trade name: Dianal, solid content: 30%, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) as a transparent resin. ), Polystyrene particles having a surface coated with a SiO x thin film (particle size: 17 μm, manufactured by Sekisui Kasei) are used as fine particles,
A coating solution prepared by adding 30 parts by weight of fine particles to 100 parts by weight of a transparent resin has a dry film thickness of 30 μm on one side of a substrate sheet.
To obtain a light diffusing plate. The fine particles used have a refractive index of 1.46 at the surface (N 4 ) and 1.60 at the inside (N 3 ), and the refractive index (N 1 ) of the transparent resin is 1.4.
It was 9. That is, the refractive index difference ΔN at the interface is 1.4
It is 9-1.46 = 0.03.

【0033】[0033]

【比較例1】比較例として、実施例1と同条件で、微粒
子として合成樹脂粒子(商品名:テクポリマー,粒径:
20μm,積水化成社製)を用いて光拡散板を得た。粒
子の屈折率(N2 )は1.49であった。すなわち、界
面の屈折率差ΔN0 は、1.58−1.49=0.09
であった。
Comparative Example 1 As a comparative example, under the same conditions as in Example 1, synthetic resin particles (trade name: Techpolymer, particle size:
20 μm, manufactured by Sekisui Kasei Co., Ltd.) to obtain a light diffusion plate. The refractive index (N 2 ) of the particles was 1.49. That is, the refractive index difference ΔN 0 at the interface is 1.58−1.49 = 0.09.
Met.

【0034】[0034]

【比較例2】実施例2と同条件で、微粒子として表面コ
ーティングを施していないポリスチレン粒子(粒径:1
7μm,積水化成社製)を用いて光拡散板を得た。粒子
の屈折率(N2 )は1.60であった。すなわち、界面
の屈折率差ΔN0 は、1.60−1.49=0.11で
あった。
Comparative Example 2 Under the same conditions as in Example 2, polystyrene particles not surface-coated as fine particles (particle size: 1
7 μm, manufactured by Sekisui Kasei Co., Ltd.) to obtain a light diffusion plate. The refractive index (N 2 ) of the particles was 1.60. That is, the refractive index difference ΔN 0 at the interface was 1.60-1.49 = 0.11.

【0035】上記各実施例および比較例で得られた光拡
散板を用い、図1に示す面光源装置を作成した。この面
光源装置において、導光板2として厚み4mmの透明アク
リル板を使用し、反射板3としてチタン白コーティング
層を有する厚み125μmのPETフィルムを使用し、
集光シートとして2枚のプリズムシートを互いに直交さ
せるように重ねて使用した。この面光源装置を発光さ
せ、出射面の法線方向の輝度(cd/m2 )を測定し
た。実施例1と比較例1の測定結果を下記の表1に、実
施例2と比較例2の測定結果を下記の表2に示す。
The surface light source device shown in FIG. 1 was prepared using the light diffusing plates obtained in the above-mentioned respective examples and comparative examples. In this surface light source device, a transparent acrylic plate having a thickness of 4 mm is used as the light guide plate 2, and a PET film having a thickness of 125 μm having a titanium white coating layer is used as the reflection plate 3.
As the light-condensing sheet, two prism sheets were stacked and used so as to be orthogonal to each other. This surface light source device was caused to emit light, and the luminance (cd / m 2 ) in the direction normal to the emitting surface was measured. The measurement results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below, and the measurement results of Example 2 and Comparative Example 2 are shown in Table 2 below.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】上記表1および表2の結果からわかる通
り、この発明の光拡散板では、従来の光拡散板と比べ、
透明樹脂と微粒子との界面での屈折率差が小さくなり、
この光拡散板を用いた面光源装置では、従来の光拡散板
を用いた面光源装置よりも、輝度が向上していることが
わかる。
As can be seen from the results shown in Tables 1 and 2, the light diffusing plate of the present invention is different from the conventional light diffusing plate in comparison with the conventional light diffusing plate.
The difference in the refractive index at the interface between the transparent resin and the fine particles is reduced,
It can be seen that the surface light source device using this light diffusion plate has improved brightness as compared with the conventional surface light source device using the light diffusion plate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の光拡散板が使用される面光源装置を
示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a surface light source device using a light diffusing plate of the present invention.

【図2】この発明の光拡散板を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a light diffusion plate of the present invention.

【図3】従来例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional example.

【図4】他の従来例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光拡散板 6 光拡散層 6a 透明樹脂 6b 微粒子 7 基材シート 1 Light diffuser 6 Light diffusion layer 6a transparent resin 6b fine particles 7 Base sheet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−347617(JP,A) 特開 昭63−52102(JP,A) 特開 平2−120702(JP,A) 特開 平6−109906(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/02 B32B 7/02 103 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-347617 (JP, A) JP-A-63-52102 (JP, A) JP-A-2-120702 (JP, A) JP-A-6- 109906 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 5/02 B32B 7/02 103

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透明の基材シートの表面に、透明樹脂に
微粒子を分散させてなる光拡散層が積層形成された光拡
散板であって、上記微粒子の平均粒径を1μm〜50μ
mに設定し、上記微粒子の一部を透明樹脂の表面から突
出させるとともに、上記微粒子の屈折率をそれ自体の表
面部と内部とで異ならせ、透明樹脂と微粒子との界面に
生じる屈折率差を0.03〜0.06の範囲に設定した
ことを特徴とする光拡散板。
1. A light diffusing plate in which a light diffusing layer formed by dispersing fine particles in a transparent resin is laminated on the surface of a transparent base material sheet, and the average particle diameter of the fine particles is 1 μm to 50 μm.
m, and part of the fine particles are projected from the surface of the transparent resin.
In addition, the refractive index of the fine particles is made different between the surface portion and the inside of the fine particles, and the difference in the refractive index generated at the interface between the transparent resin and the fine particles is set in the range of 0.03 to 0.06. And a light diffusion plate.
【請求項2】 光拡散板の片面もしくは両面に反射防止
処理を施した請求項1記載の光拡散板。
2. The light diffusion plate according to claim 1, wherein one or both surfaces of the light diffusion plate are subjected to antireflection treatment.
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