JP5615701B2 - ライトガイド表面構造体 - Google Patents

Description

本発明は、導光用表面構造化多層ソリッドプレートであって、基礎材料が透明プラスチック材料および要すれば一以上のカバー層からなる表面構造化多層ソリッドプレートに関する。

フラットスクリーンのいわゆるバックライトユニット（ＢＬＵ）におけるディフューザープレートの使用において、重要なファクターは、フラットスクリーン上の画像の輝度ができるだけ高くなるように、システム全体にわたる非常に高く、均質な輝き（照明密度）である。原則として、バックライトユニット（ダイレクト・ライト・システム）は、以下に記述する構造体を有する。一般に、バックライトユニットのサイズに依存して、様々な数の高電圧管状ランプ、いわゆるＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）が通常互いに平行に配置されているハウジングからなる。ハウジングの内側に、白色拡散性光反射面が備わっている。個々のケースにおいて、別の光源（ＬＥＤ）を使用してもよいが、このことはベーシック構造に別の影響は与えない。厚さ１〜３ｍｍ、好ましくは厚さ１．５ｍｍ〜２．０ｍｍのディフューザープレートがこの照明システムに存在する。以下の機能を有するフィルムのセットがディフューザープレートにある。順方向における光の再分配および集束、および均質化（ディフューザーフィルム）、プリズム構造フィルム、例えばいわゆるＢＥＦ（輝度上昇フィルム）による、順方向における光の再分配および集束、プリズムフィルムに加えて、しばしばモアレ効果の発生を防止するための別のディフューザーフィルム、反射偏光子、例えばＤＢＥＦ（デュアル輝度上昇フィルム）および直線偏光子。直線偏光フィルムは上部に配置されるＬＣＤディスプレイの真下にある。

ポリカーボネートと様々な光散乱添加剤との光散乱半透明製品、およびそれらから製造される成形部品、が先行技術で既に知られている。

このようにして、例えば、ＥＰ−Ａ ６３４ ４４５は、コア／シェルモルホロジーを有するビニル−アクリレートベースのポリマー粒子をＴｉＯ_２との組み合わせで含む光散乱組成物を開示している。

フラットスクリーンにおける光散乱ポリカーボネートフィルムの使用がＵＳ ２００４／００６６６４５に記述されている。ここで、ポリアクリレート、ＰＭＭＡ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアルキルトリアルコキシシロキサンおよびこれらの成分の混合物が光散乱顔料として言及されている。

ＤＥ １０ ２００５ ０３９ ４１３には、散乱顔料を０．０１％〜２０％含むＰＣディフューザープレートが記述されている。

しかしながら、これら全てのディフューザープレートの透過率は５０％〜７０％であり、添加剤を含まないポリカーボネートの光透過率は９０％である。透過率は、達成可能な輝度に決定的な影響力がある。

ＬＣＤフラットスクリーン用のいわゆるバックライトユニット用の光散乱プレートの適合性を評価するために、特にシステム全体にわたる輝度、すなわち、ディフューザープレートそれ自体だけではなく、フィルムのセットを含むＢＬＵ全体の輝度を考慮に入れなければならない。ディフューザープレートは、最大輝度においてできるだけ高い光分配の均質性を有するべきである。両方の特性が記述されているが、常套のディフューザープレートの場合、それらは、一般に、相反する特性である。

特開２００６−２８４６９７号公報やＵＳ ２００６／１０２６２６６６に記述されているように、表面構造体による均質化は、高い透過率、従って、高い輝度の利点を有する。この関連で、シンプルな樽型のまたはプリズム型の接続ウェブまたはそれらの組み合わせがベーシックタイプの構造体を形成し、ある場合には、わずかなばらつき、例えば押し込み、を含む。数学的にはこれらの構造体はしばしば楕円断面という言葉で表され、この場合、一般に、レンズ状構造と言われる。しかしながら、この達成可能な均質性には限りがあり、常套のディフューザープレートの達成可能な均質性よりも低い。この構造体は、ランプの直接画像を大きくする。理論を詳しく議論しないが、最大光密度は、ランプを通じて広がるが、それらの位置は変化しないままである。最小はランプ同士の間にある。ランプ同士の間隔が大きく、かつ、少ししかランプがない場合、このことは不均質な画像をもたらす。要求するＢＬＵ構造体（ランプ同士の大きな間隔、小さな全体の高さ）に関して十分な均質性を達成するために、複雑かつ高価な多層構造体がしばしば提案されている。

切頭プリズム（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｐｒｉｓｍ）からなる散乱添加剤を含むプラスチック材料におけるライトガイド構造体がＣＮ １９２４６２０に記述されている。これらの構造体は、３つのクリアなランプの画像を形成し、かつ、均質なバックライティングを可能にするために構造体内で更に使用される散乱添加剤を用いて広げられると言われている。しかしながら、この取り合わせにおいて、用いられる散乱添加剤は構造体の導光作用を妨げ、そのため、結局、均質なバックライティングは達成されない。

ＵＳ２００７０４７２６０およびＵＳ２００６２５０８１９には、バックライトユニット用の散乱プレート上の複合放物面集光器が記述されている。しかしながら、これらは直線的に配置されてなく、円形に、四角形に、または多角形に配置されている。更に、この場合、ＣＰＣは、輝度を増加させる役割を果たすだけで、複数のＣＣＦＬの光を均質化する役割は果たさない。

先行技術と比較する一つの目的は、改良された光分配の均質化と同時に高い光透過率を有するディフューザープレート用の表面構造体を提供することである。

従って、本発明は、正面および背面を備える平面成形物品であって、正面がレンズ領域および凸ＣＰＣ（複合放物面集光器）領域からなるライトガイド構造体を備えることを特徴とする平面成形物品に関する。

本発明との関連で、用語「正面」と「背面」は、平面成形物品の対向面にある二つの広い面を意味する。正面は光源の反対側を向いており、背面は光源側を向いている。

本明細書で使用される用語「凸ＣＰＣ」領域は、ＣＰＣの幅広側が背面を向いていることを意味する。

本発明との関連で、「並進不変」という表現は、構造体が表面にわたって一方向に変化を示さないかまたは少なくとも大きな変化を示さないかまたは追加の変化を示さず、他方、垂直な方向では、長手方向のピークとトラフとの形態である、すなわち、畝型構造体を形成する、ことを意味する。

本発明との関連で、「過変調（ｏｖｅｒｍｏｄｕｌａｔｅｄ）」という表現は、並進不変方向に沿う構造、すなわち畝構造に沿う構造、が畝構造に対して直角の変化と無関係の追加の変化を有することを意味する。数学用語において、有効表面構造は、畝構造にそれらとは無関係の構造で追加部分を形成し、これは、更に過変調とも呼ばれる。この過変調構造は、シヌソイド関数、ランダム散乱関数またはその他の関数である。

本発明の範囲内で、「レンズ領域」という表現は、数学的にレンズ型関数によって記述されるライトガイド構造体の一部を意味する。

本発明の範囲内で、「ＣＰＣ領域」という表現は、数学的にＣＰＣ関数によって記述されるライトガイド構造体の一部を意味する。

本発明の範囲内で、「同一」という表現は、全レンズ領域が同一の形態を有し、かつ、全ＣＰＣ領域が同一形態を有する、すなわち、同じパラメータによって記述される、ことを意味する。

本発明の範囲内で、「従属」という表現は、隣接レンズ領域またはＣＰＣ領域が、異なっていてもよいが、それにもかかわらず、それぞれの隣接領域によって予め決定された、言い換えると、後者に従属する、形態を有することを意味する。この表現は、全体にわたって異なる形態を有するが、それにもかかわらず周期的に変わっていてもよい構造体を記述している。

本発明の範囲内で、「無関係」という表現は、ＣＰＣ領域の隣接レンズ領域が、その記述的パラメータが完全に互いに無関係な形態を有することを意味している。この場合、それぞれの構造体が異なる形態を有する。

本発明によるライトガイド構造体を、以下、ＡＣＰＣ（改良型複合放物面集光器）ともいう。

本発明は、更に、ライトガイド構造体が実質的に並進不変であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、レンズ領域とＣＰＣ領域とがそれぞれ同一であるか、従属しているかまたは無関係であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

一態様において、全レンズ領域が同一であり、かつ、全ＣＰＣ領域が同一である。

本発明は、更に、個々のレンズ領域とＣＰＣ領域とが無関係なパラメータセットによって記述されることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、ＣＰＣ領域が
ａ） 規定受光角を用いるフレネル方程式による媒体の開口角θ_１とθ_２との計算；
ｂ） 方程式

（式中、θ_１，２は、左側のパラボラの媒体の開口角（θ_１）と右側のパラボラの媒体の開口角（θ_２）であり、ｘはＸ座標であり、ｙ_１，２は左側のパラボラのＹ座標（ｙ_１）と右側のパラボラのＹ座標（ｙ_２）とである。）
による、媒体の開口角がθ_１であるパラボラブランチ（ｐａｒａｂｏｌａ ｂｒａｎｃｈ）Ｐ_１の構築および媒体の開口角がθ_２であるパラボラブランチＰ_２の構築；
ｃ） パラボラブランチのエンドポイント（ｅｎｄ ｐｏｉｎｔ）Ｆ_１、Ｆ_２およびＥ_１、Ｅ_２の計算；
ｄ） パラボラブランチＰ_１の媒体の開口角−θ_１周りの回転およびパラボラブランチＰ_２の媒体の開口角θ_２周りの回転およびＸ軸に沿うパラボラブランチＰ_２の並進；
ｅ） 要すれば、θ_１≠θ_２の非対称変形の場合、ポイントＥ_１とＥ_２とによって規定される傾斜面の傾斜の決定；
ｆ） 工程ａ）〜ｅ）において構築されるジオメトリーからの大気中における有効受光角の決定；
ｇ） 有効受光角と規定受光角との比較、ずれが０．００１％よりも大きい場合、工程ａ）において規定受光角の代わりに修正受光角を用いる、工程ａ）〜ｆ）の繰り返しであって、修正受光角が規定受光角と同じでなく、工程ｆ）の有効受光角が規定受光角と一致するように修正受光角が選択される、工程ａ）〜ｆ）の繰り返し；並びに
ｈ） 有効受光角の規定受光角からのずれ０．００１％以下を達成すると、パラボラのｙ方向を短縮係数によって規定される程度に短縮すること
によって決定されることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、規定受光角θ_１が５°〜６０°であり、かつ、規定受光角θ_２が５°〜６０°であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、工程ｈ）において短縮が単純な切頭であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、工程ｈ）において、短縮が短縮係数によって決定される係数によるｙ軸に沿うジオメトリの圧縮であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、θ_１＝θ_２であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、レンズのプロファイルが楕円であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、全周期（ｏｖｅｒａｌｌ ｐｅｒｉｏｄ）が１０μｍ〜１ｍｍ、好ましくは３０μｍ〜５００μｍ、特に好ましくは５０μｍ〜３００μｍの範囲内にあることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、ＣＰＣ領域が連続多項クロージャー（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｃｌｏｓｕｒｅ）を備えることを特徴とするような平面成形物品にも関する。このことは、ＣＰＣ領域のポイントＦ_１とＦ_２の間の構造体が多項関数によって記述されることを意味する。一形態において、この多項関数は、ｎが３２以下であるｎ次の多項式である。多項関数は、更に、ポイントＦ_１とＦ_２とで連続微分可能な４次の多項式であってもよい。

本発明は、更に、ＣＰＣ領域のポイントＦ_１とＦ_２との間の構造体が放物線、双曲線、円関数、シヌソイド関数または直線によって記述されることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、レンズ領域のプロファイルがレンズである場合、多項式がｎ次多項式であり、レンズ領域のプロファイルが円である場合、多項式が楕円であり、レンズ領域のプロファイルが圧縮円（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｃｉｒｃｌｅ）である場合、多項式がｎ次多項式であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、領域の上記ジオメトリーとの差が５％以下であるかまたは少なくとも１０％以下であることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、構造体が正面の表面の少なくとも８０、９０、９５または１００％をカバーすることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、成形物品が下側に散乱効果を有する表面構造体を備えることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、下側に紫外線吸収層を含むことを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、並進不変方向に更なる散乱効果を達成する過変調構造体を備えることを特徴とするような平面成形物品にも関する。

本発明は、更に、透明熱可塑性材料、例えばポリカーボネート、ポリスチレンもしくは変性ポリスチレン、ＰＭＭＡもしくはＰＥＴ、またはそれらのブレンド、特にポリカーボネート、を含有することを特徴とするような平面成形物品にも関する。成形物品の透過率は、好ましくは８５％より大きく、特に９０％よりも大きい。

本発明は、更に、押出によるそのような平面成形物品の製造、そのような平面成形物品のディフューザープレートとしての使用、そのような平面成形物品を備えるディフューザープレート、およびそのような平面成形物品またはディフューザープレートを備えるバックライトユニットにも関する。

本発明は、更に、押出によるそのような平面成形物品の製造およびそのような平面成形物品の厚さ５０μｍ〜５００μｍのディフューザーフィルムとしての使用にも関する。

このディフューザーフィルムは、バックライトユニットにおける本発明のディフューザープレートにおいて使用されても、バックライトユニットにおける任意の他のディフューザープレートにおいて使用されてもよい。そのようなディフューザーフィルムおよびそのようなディフューザープレートの別の用途は、ＬＥＤ、蛍光灯またはＯＬＥＤのような照明物品における光拡散である。

ＣＰＣ領域は、常套の誘電ＣＰＣ（複合放物面集光器）のデザインに従うが、違いは連続多項クロージャー（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｃｌｏｓｕｒｅ）（多項式）を包含することである。誘電ＣＰＣは、通常、集光システムとして使用され、−更に前から知られている金属ＣＰＣとは対照的に−内部全反射の光学原理をベースとする。本発明において使用される形態のＣＰＣの数学的決定に関して、決定的なパラメータは、２つの−本明細書中、ほぼ同一である−受光角並びに短縮係数である。ＣＰＣ（図３）は、以下の手順に従って上記式を使用して構築される。記述される手順は、潜在的に最適化問題がある。
１． 規定受光角を用いるフレネル方程式からの媒体の開口角θ_１およびθ_２（３１および３２）の計算。
２． 方程式

に従う、媒体の開口角θ_１（３１）を用いるパラボラブランチＰ_１（２２）の構築および媒体の開口角θ_２（３２）を用いるパラボラブランチＰ_２（２３）の構築。
３． パラボラブランチのエンドポイントＦ_１、Ｆ_２およびＥ_１、Ｅ_２（２５、２６、４５、４６）の分析計算。
４． パラボラブランチＰ_１の媒体の開口角−θ_１周りの回転およびパラボラブランチＰ_２の媒体の開口角θ_２周りの回転およびパラボラブランチＰ_２のＸ軸に沿う並進。
５． θ_１≠θ_２（３１および３２）である非対称変形の場合、ポイントＥ_１およびＥ_２によって規定される傾斜面の傾角を決定する。
６． 大気中の有効受光角を構築から決定する。
７． 所望の受光角との比較。一致が小さすぎる場合、調和受光角を用いるポイント１で始まる手順の繰り返し。
８． 正確さが十分な場合、新しいエンドポイントがＥ_３およびＥ_４（２７および２８）の、短縮係数によって規定される範囲（３６）までのパラボラのｙ方向の短縮−単純な切頭−
９． 連続微分で結合されるｎ次多項式によるポイントＦ_１およびＦ_２（２５、２６）によって囲まれるエッジの置き換え。

この場合、ＣＰＣを元の機能と異なる方法で使用する。ＣＰＣの受光角θ_１およびθ_２（図３）が２つのランプの間の領域のディフューザープレートへの光の入射角をわずかに下回って存在するようにＣＰＣを適合させると、この自由に規定できるポイントにおいて光密度の増加が得られる。このようにして規定されるＣＰＣが、図１のポイント２５と２７の間の領域並びにポイント２６と２８の間の領域を決定する。ＣＰＣは、同じ開口角θ_１＝θ_２で対称的に提供されても、異なる開口角θ_１≠θ_２で非対称的に提供されてもよい。

図１中のポイント２５と２６の間の多項式領域は、連続適合関数である。これは、ｎ次多項式、円形セクション、楕円、シヌソイド関数、放物線、レンズまたは直線である。ｎ次多項式が好ましい。ポイント２５および２６において連続微分可能な４次式が特に好ましい。

ポイント２５と２６の間の多項式は、ポイント２９と２７の間のレンズ領域（レンズ）との組み合わせで、ランプの真上の領域の極大の高さおよび幅を決定する。小さな空間領域においてフラット面の場合、輝きはここで非常に高いが、シャープに低下する。この領域におけるレンズの散乱効果は、この極大の広がりおよび同時の低下をもたらす。この広がりは、この領域の曲率によって制御されうる。決定的なパラメータは、この場合、散乱レンズの標準化焦点距離である。レンズは以下の式によって計算されうる。シヌソイド、ｎ次多項式、放物線、双曲線、楕円、円、円弧、直線。楕円が好ましい。

最後の構築パラメータは、２つの部分領域、２４と、２１、２２および２３の合計と、の比である。ランプ間の極大とランプの真上が、この比を通じて同一の輝きのレベルにされる。どの関数が多項式領域において使用されるかに依存して、対応する関数をレンズ領域において使用しなければならない。好ましい組み合わせを下記表に示す。

極大を３つにすることによって、常套のレンズ構造体における２つの極大と比較して、均質化効果が同じシステムにおいて不均等に大きくなる。極大の位置に加えて、それらの幅および最大強度が互いに別々に調和させられうる。従って、本発明による構造体は、臨界バックライトユニットアセンブリ（例えばランプが少ない、薄いアセンブリ）にも好適である。

この構造体は、２〜３のパラメータを用いて数学的に正確に記述され、それぞれのバックライトユニットのデザインに調和させられうる。このようにして、非常に均質なバックライティングと同時に高い輝度レベルが可能である。加えて、体積散乱ベースの常套のシステムとは対照的に、この効果はプレートの厚さとは無関係であり、このことは構築の更なる自由度を提供する。

ＣＰＣ領域、多項式領域およびレンズ領域の構造体は、輝度の均質性についての見返りで別の数学関数で近似してもよい。これは、個々の直線セクションによるかまたはｎ次多項式もしくは当業者に知られている別の関数による近似である。

ＣＣＦＬの数が減った（４２インチのＬＣＤテレビ中に２０または２２本のＣＣＦＬの代わりに、用途に依存して４、１２、１４または１６本。）バックライトユニットにおいて、本発明は、本発明によるディフューザープレートを用いて光が均質に分配されて、輝度の差が最小化され、テレビを使用しているときに目で検出されないことを可能にする。テレビの輝度の差の検出限界は、基準Ｓｅｍｉ Ｄ３１−１１０２（ランプ・ムラ（ｌａｍｐ ｍｕｒａ））に記述されている。

本発明を、図面（図１〜図１０）を用いて、より詳細に説明する。

図１は、ライトガイド構造体の断面図である。 図２は、ライトガイド構造体の３次元図である。 図３は、複合放物面集光器の構築の原理を示す。 図４は、バックライトユニットの断面図である。 図５は、実施例１による輝度分布を示す。 図６は、実施例２による輝度分布を示す。 図７は、実施例３によるライトガイド構造体の断面図である。 図８は、実施例４によるライトガイド構造体の断面図である。 図９は、実施例３による輝度分布を示す。 図１０は、実施例４による輝度分布を示す。

ここで、指示数字は以下のものを示す。
１ ライトガイド散乱プレート
２ ディフューザーフィルム
３ プリズムフィルムＢＥＦ
４ 反射偏光子フィルムＤＢＥＦ
５ ＣＣＦＬ
６ 反射背面
７ ＣＣＦＬの間隔
８ ＣＣＦＬとライトガイド散乱プレートとの間の距離
１１ ライトガイド散乱プレート上のＣＰＣ構造体
２１ ライトガイド構造体の多項式領域
２２ ライトガイド構造体の左側ＣＰＣ領域（パラボラＰ_１）
２３ ライトガイド構造体の右側ＣＰＣ領域（パラボラＰ_２）
２４ ライトガイド構造体のレンズ領域
２５ ＣＰＣの上部エンドポイントＦ_１
２６ ＣＰＣの上部エンドポイントＦ_２
２７ ＣＰＣの下部エンドポイントＥ_３
２８ ＣＰＣの下部エンドポイントＥ_４
２９ レンズ領域の左側エンドポイントＬ_１
３１ パラボラＰ_１の開口角θ_１
３２ パラボラＰ_２の開口角θ_２
３３ ＣＰＣ本体
３４ Ｘ座標
３５ Ｙ座標
３６ 切頭係数によって決定されるＣＰＣ本体の短縮
３７ 輝度（ＢＬＵの垂直視）
３８ バックライトユニット上の位置（ランプに対して直角）
３９ 実施例１に関連する手段なしのランプの輝度分布
４０ 比較例１の構造体における輝度分布
４１ 実施例１の構造体における輝度分布
４２ 比較例２に記載の構造体における輝度分布
４３ 実施例２に関連する手段なしのランプの輝度分布
４４ 実施例２に記載の構造体における輝度分布
４５ 非短縮ＣＰＣの下部エンドポイントＥ_１
４６ 非短縮ＣＰＣの下部エンドポイントＥ_２
４７ 実施例３に関連する手段なしのランプの輝度分布
４８ 実施例３に記載の構造体の輝度分布
４９ 実施例４に関連する手段なしのランプの輝度分布
５０ 実施例４に記載の構造体の輝度分布

ある場合、正面および／または背面上の散乱作用を有する追加の表面構造体がこの効果を更に増加させる。

更に混合される散乱粒子によって光の分布の均質化効果を更に増加させてもよい。通常、ライトガイド構造体、例えばＡＣＰＣ構造体、の作用は、小さな散乱粒子の散乱効果によって高められるので、散乱粒子の散乱のみが単一効果のままである。加えて、意外なことに、低い散乱粒子濃度で光の均質化が大きく改良されることがわかった。

散乱粒子はポリマー粒子であっても無機粒子であってもよい。多数のさまざまな物質（例えば無機材料または有機材料）が散乱粒子として好適である。これらは、更に、液体、固体または更にガス状形態で存在してもよい。

無機物質の例としては、塩のような化合物、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化バリウムなど、が挙げられ、更にアモルファス材料、例えば無機ガラス、も挙げられる。

有機物質の例としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリトリアルコキシシロキサンが挙げられる。散乱粒子は、コア／シェルモルホロジーを有するアクリレートベースのポリマー粒子である。この場合、例えば、好ましくは、ＥＰ−Ａ ６３４４４５に開示されているものである。

ガス状材料の例は、不活性ガス、例えば窒素、希ガス、更に、大気または二酸化炭素である。これらの材料を圧力下でポリマー溶融物に「溶解」し、例えば押出法によって、成形物品に加工する。次に成形物品の冷却／圧力緩和を行うと、それらはガスバブルを形成する。

これらの散乱粒子は、更に、球形から結晶を形成する幾何学的形状に及ぶ大きく異なるジオメトリーを有しうる。遷移形態もまた可能である。これらの散乱粒子が、例えば、散乱粒子のコーティングに起因するかまたはコア／シェルモルホロジーに起因して、その断面にわたって異なる屈折率を有することも更に可能である。

散乱粒子は、光散乱特性をポリカーボネートに付与するのに有用である。散乱粒子の屈折率ｎは、好ましくはポリカーボネートの屈折率の±０．２５ユニット以内、より好ましくは±０．１８ユニット以内、最も好ましくは±０．１２ユニット以内である。散乱粒子の屈折率ｎは、好ましくはポリカーボネートの屈折率に対して±０．００３ユニットよりも近くなく、より好ましくは±０．０１ユニットよりも近くなく、最も好ましくは±０．０５ユニットよりも近くない。屈折率は、規格ＡＳＴＭ Ｄ ５４２−５０および／またはＤＩＮ ５３４００に従って測定される。

散乱粒子の平均粒径は、一般的に、少なくとも０．５マイクロメートル、好ましくは少なくとも２マイクロメートル、より好ましくは２〜５０マイクロメートル、最も好ましくは２〜１５マイクロメートルである。「平均粒径」は、数平均を意味すると理解される。好ましくは、少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％の散乱粒子の直径が２マイクロメートルよりも大きい。散乱粒子は、好ましくはさらさらのパウダーである。

１つの製造方法において、散乱粒子は本発明によるディフューザープレートのベース材料に組み込まれ、光散乱構造体は散乱粒子なしに透明プラスチック材料の薄層として正面に形成される。別の製造方法において、散乱粒子はディフューザープレートの背面に薄層で適用される。これらの薄層は、好ましくは同時押出によって製造される。これらの薄層は、更に、コーティングによっても製造されてもよく、このコートは、散乱粒子を含む。

ベース材料中の散乱粒子は、濃度０．００１％〜０．１％で、好ましくは濃度０．０１％〜０．２％で用いられる。背面の薄層中の散乱粒子は、濃度０．１％〜１０％、好ましくは０．５％〜５％で用いられる。

本発明によるライトガイドＡＣＰＣ構造体を有するディフューザープレートは、押出、射出成形、射出圧縮成形、ホットエンボス、コールドエンボスまたは高圧形成によって、好ましくは押出によって、製造される。押出の場合、本発明による構造体は、ローラーの１つに存在する。この構造体は高精度ミル、レーザー処理、化学構造化、フォトリソグラフィまたは当業者に既知の別の技術によってローラーに適用されうる。

ディフューザープレートは、別の層、すなわち、中間層および要すれば正面および／または裏面の別の層、を備えていてもよい。

中間層は、本来、プレートに剛性および熱安定性を与える役割を果たす。正面に層が用いられない場合、この構造体をエンボスして中間層にする。正面の層は、基本的に構造体のイメージングに役立つ。背面の層は、中間層を、例えば紫外線による黄変に対して、保護する役割を果たす。この層は、更に、次に表面構造化によってまたは散乱顔料の添加によって達成される追加の散乱機能も有してもよい。

ディフューザープレートの厚さは、０．２ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ、特に好ましくは１ｍｍ〜１．５ｍｍである。表面積は、好ましくは１０ｃｍ^２〜２ｍ^２である。

バックライトユニットにおける使用を除くと、ＡＣＰＣ構造体を有する本発明によるディフューザープレートは、更に、広い面積の照明設備の輝度の均質化にも使用されうる。

実施例１
ランプの中間点間隔が１９．８ｍｍ、ランプ径が３ｍｍかつディフューザープレート／ランプ間隔が６．１ｍｍの３２”バックライトユニットを使用する。マクロロン（Ｍａｋｒｏｌｏｎ）（登録商標）ＯＤ ２０１５（ＩＳＯ １１３３による２５０℃かつ２．１６ｋｇにおけるＭＶＲ１６．５ｃｍ^３／１０分、ＩＳＯ １１３５７−１、−２かつ１０℃／分によるガラス転移温度１４５℃、ＩＳＯ ３０６による５０Ｎかつ５０°または１２０℃／時間におけるビカー軟化点１４５℃、ＩＳＯ ４８９かつＭｅｔｈｏｄ Ａによる屈折率１．５８４並びにＩＳＯ １３４６８−２による５５０ｎｍおよび１ｍｍにおける光透過率８９％以上かつ８００ｎｍおよび１ｍｍにおける光透過率９０％以上の光学品質のポリカーボネート、ドイツのレーフェルクーゼンのバイエル・マテリアルサイエンス製）のディフューザープレートを厚さ１ｍｍで、以下のパラメータ：開口角：８°、短縮係数：０．０５、ポリマー：ポリカーボネート、レンズ構造：圧縮半円（係数２）、比：０．２、のＡＣＰＣ構造体を備えて、バックライトユニットに適用し、更に散乱半値開口半角５°のランダム構造をプレートの背面に配置する。この構造体を用いて平均値に対して３．７％の輝度のばらつきが得られる。ダイヤグラムを図５に示す。

比較例１
ランプの中間点間隔が１９．８ｍｍ、ランプ径が３ｍｍかつディフューザープレート／ランプ間隔が６．１ｍｍの３２”バックライトユニットを使用する。マクロロン（登録商標）ＯＤ ２０１５のディフューザープレートを厚さ２ｍｍかつ散乱剤含量５％でバックライトユニットに適用する。この構造体を用いて平均値に対して７．５％の輝度のばらつきが得られる。ダイヤグラムを図５に示す。

実施例２
ランプの中間点間隔が９６ｍｍ、ランプ径が１５ｍｍかつディフューザープレート／ランプ間隔が１８ｍｍの３２”バックライトユニットを使用する。マクロロン（登録商標）ＯＤ ２０１５のディフューザープレートを厚さ１ｍｍで、以下のパラメータ：開口角：８°、短縮係数：０．０５、ポリマー：ポリカーボネート、レンズ構造：圧縮半円形（係数４）、比：０．２、のＡＣＰＣ構造体を備えて、バックライトユニットに適用する。この構造体を用いて平均値に対して７．７％の輝度のばらつきが得られる。ダイヤグラムを図６に示す。

比較例２
ランプの中間点間隔が９６ｍｍ、ランプ径が１５ｍｍかつディフューザープレート／ランプ間隔が１８ｍｍの３２”バックライトユニットを使用する。マクロロン（登録商標）ＯＤ ２０１５のディフューザープレートを厚さ２ｍｍかつ散乱剤含量５％でバックライトユニットに適用する。この構造体を用いて平均値に対して３５％の輝度のばらつきが得られる。ダイヤグラムを図６に示す。

図５および図６からわかるように、比較例における輝度は、本発明によるＡＣＰＣ構造体を備えるディフューザープレートよりも著しくシャープに変わる。加えて、平均輝度が著しく高い。

実施例３
ランプの中間点間隔が５２ｍｍ、ランプ径が３ｍｍかつディフューザープレート／ランプ間隔が１６ｍｍの３２”バックライトユニットを使用する。マクロロン（登録商標）ＯＤ ２０１５のディフューザープレートを厚さ１．２ｍｍで、以下のパラメータ：開口角４０°、短縮係数：０．１、ポリマー：ポリカーボネート、レンズ構造：直線、比：０．０７、多項式領域：二次多項式（図７参照。）を有するＡＣＰＣ構造体を備えてバックライトユニットに適用する。この構造体を用いて平均値に対して３．７％の輝度のばらつきが得られる。ダイヤグラムを図９に示す。

実施例４
ランプの中間点間隔が２６ｍｍ、ランプ径が３．４ｍｍかつディフューザープレート／ランプ間隔が３．４ｍｍの３２”バックライトユニットを使用する。マクロロン（登録商標）ＯＤ ２０１５のディフューザープレートを、厚さ１．２ｍｍで、かつ、以下のパラメータ：開口角：８°、短縮係数：０．０５、ポリマー：ポリカーボネート、レンズ構造：圧縮半円形（係数２）、比：０．０７、多項式領域：区間ごとに定義された９次多項式、を有するＡＣＰＣ構造体を備えてバックライトユニットに適用する（図８参照）。この構造体を用いて平均値に対して２．２％の輝度のばらつきが得られる。ダイヤグラムを図１０に示す。

実施例３および４は、バックライトユニットのジオメトリーにぴったり調和するＡＣＰＣ構造体を用いて輝度のばらつきがどのように４％未満に低減するかを示す。

Claims (8)

1. 背面と実質的に並進不変であるライトガイド構造体を備える正面とを備え、該背面が光源側を向いていて、該正面が光源の反対側を向いている、バックライトユニットに使用するためのディフューザープレートまたはディフューザーフィルムであって、該ライトガイド構造体が、
   それぞれが上部エンドポイント（２５、２６）および該上部エンドポイント（２５、２６）より背面に近い下部エンドポイント（２７、２８）を有し、凸ＣＰＣ領域を構成する第１および第２パラボラブランチと、ＣＰＣ領域のクロージャーを形成するＣＰＣ領域の上部エンドポイント間の構造であって、該構造が上部エンドポイントで連続微分可能な４次の多項関数によって記載されるものとにより構成される畝型構造体と、
   隣接する前記畝型構造体の下部エンドポイント間に形成され、その形状が、シヌソイド、楕円、円または円弧形であるレンズ領域と、
   からなるディフューザープレートまたはディフューザーフィルム。
2. 前記ディフューザープレートまたはディフューザーフィルムが、該並進不変方向に追加の散乱効果を生じる過変調構造を備えることを特徴とする、請求項１記載のディフューザープレートまたはディフューザーフィルム。
3. 前記ディフューザープレートまたはディフューザーフィルムが、ポリカーボネート、ポリスチレンまたは変性ポリスチレンである請求項１または２記載のディフューザープレートまたはディフューザーフィルム。
4. 前記ディフューザープレートの厚さが０．２〜５ｍｍである請求項１〜３いずれかに記載のディフューザープレート。
5. 前記ディフューザープレートの厚さが１〜１．５ｍｍである請求項４に記載のディフューザープレート。
6. 前記ディフューザーフィルムの厚さが５０〜５００μｍである請求項１〜３いずれかに記載のディフューザーフィルム。
7. 請求項１〜５いずれかに記載のディフューザープレートを有するバックライトユニット。
8. 請求項１〜３または６いずれかに記載のディフューザーフィルムを有するバックライトユニット。

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