JPH03142401A - 合成樹脂層，光透過拡散板およびそれらの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば液晶、発光ダイオード等を用いた各種
表示装置、映像機器等のバックライトデバイスとして使
用される、合成樹脂層又はこれを有する光透過拡散板お
よびそれらの製造法に係る。

〔従来の技術〕

合成樹脂製光透過拡散板は、主に透光性合成樹脂を基板
とし、該基板と屈折率の異なる透明微粒子を基体中に分
散させて製造している。更に、光拡散性を向上させる目
的で、板表面に微細な凹凸を施す場合が多い。

透光性基体としては、従来、主にメタクリル樹脂が使用
されており、セルキャスト重合時に表面が凹凸賦形され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの光透過拡散板に要求される性能は、全光線透過
率が大きくて、しかも拡散光線透過率が大きいこと、即
ち明るくて、透過光の拡散率（拡散光／全透過光の比）
が大きいことであり、鎖板を通して光源を見た時に光源
像のシースルーがなくて均一に明るいことである。

しかし、これまで一般に製造されている光透過拡散板の
性能は、全光線透過率と拡散率が相反の関係にあり、全
光線透過率が大きくて、且つ拡散率も大きい高透過高拡
散板の製造は困難とされてきた。

本発明の目的は、従来なし得なかった表面凹凸形状を有
する（透光性）合成樹脂層又は全光線透過率が大きくて
、且つ拡散率も大きい高透過光拡散板およびそれらの製
造法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段、及び作用〕本発明は （１）表面粗さ規格に於ける十点平均粗さ（ＲＺ）が１
０〜５０μｍ１平均山間隔（Ｓｍ）が３０〜７０μｍの
表面粗さ形状を有する合成樹脂層（２）表面粗さ規格に
於ける十点平均粗さ（Ｒｚ）が１０〜５０μｍ、平均−
間隔（Ｓｍ）が３０〜７０μｍの表面粗さ形状を有する
透光性合成樹脂層（３）表面粗さ規格に於ける十点平均
粗さ（Ｒｚ）が１０〜５０μｍ、平均−間隔（Ｓｍ）が
３０〜７０μｍの表面粗さ形状を有する（透光性）合成
樹脂層を有する（光透過拡散）板 （４）（透光性）合成樹脂層の原料である配向された合
成樹脂シートを加熱収縮せしめる工程を含む前項（３）
記載の（光透過拡散）板の製造方法（５）前項（４）記
載の製造法で得た同項（３）記載の表面粗さ形状を有す
る板又は層をマスターとして、電鋳等の方法で金型ある
いはロールを製作し、該金型あるいはロールを（透光性
）樹脂板に押しっけ、前（１）又は（２）記載の（透光
性）合成樹脂層を得る製造法 である。

本発明の態様としては （６ン　　前項（１）又は（２ン記載の表面粗さ形状を
有する（透光性）合成樹脂層と（透光性）基体からなる
（光透過拡散）板 （７）少なくとも片面に、前項（１）又は（２）記載の
表面粗さ形状を有する（透光性）合成樹脂層が接合され
た（透光性）基体を有する（光透過拡散）板（８）（透
光性）合成樹脂層にガラス転移点温度Ｔｇ３、溶融温度
Ｔｍ３を有する結晶性合成樹脂ライ１ルムを、（透光性
）基体にガラス転移点温度Ｔｇｌを有する非結晶性合成
樹脂シート、或いはガラス転移点温度Ｔｇｌ、溶融温度
Ｔｍｌを有する結晶性合成樹脂シートを用いる組み合わ
せに於いて、両者の熱的性質が７ｇ３　＜Ｔｇｌ　＜Ｔ
ｍ３、或いはＴｇ　ｌ　。

７ｇ３　＜Ｔｍ　ｌ　＜Ｔｍ３の条件を満足する複層構
造体を用い、該複層構造体をそのまま、或いは接着層を
介して延伸成形するか、或いは予め延伸成形された（透
光性）基体の片面、或いは両面に無延伸、或いは予め延
伸成形された（透光性）合成樹脂層を形成するフィルム
をそのまま、或いは接着剤で接合して得られた複層構造
体をＴｇ以上Ｔｍ３以下、或いはＴｍ１以上Ｔｍ３以下
の温度で加熱収縮処理することにより、前項（３）、　
（６）または（７）記載の（光透過拡散）板を得る製造
法 （９）前記（４）、　（８）項記載の製造法で得た前記
（３）。

（６）又は（７）項記載の表面粗さ形状を有する板又は
層をマスターとして、（電鋳等の方法で）金型あるいは
ロールを製作し、該金型あるいはロールを（透光性）樹
脂板に押しっけ、前記（１）、　（２）項記載の合成樹
脂層又は（３）、　（６）、　、（７）項記載の光透過
拡散板を構成する合成樹脂層を得る製造法 （１０）　　前記（４）、　（５）、　（８）、　（９
）項におイテ、透光性でない原料樹脂を用いる場合のあ
る前記（１）又は（２）項記載の合成樹脂層の製造法 が挙げられる。

たマし、前記各項において（）内の透光性などの文言は
その文言の文中に存在する場合と、存在しない場合との
両方の場合を表現しているものとする。

本発明は、従来品と比べて、凹凸の山が高くて、且つ（
山の高さ／山の間隔）の比が大きい表面粗さ形状を有す
る合成樹脂層もしくは透光性合成樹脂層であり、さらに
後者を含む優れた光学特性を有する単層又は複層構造の
光透過拡散板である。

以下、光透過拡散板を例にとって、本発明の詳細な説明
する。

本発明の光透過拡散板の基本構成の好ましい例を第１図
で概略説明すると、透光性合成樹脂からなる透光性基体
ｌは前記の表面粗さ形状を有する透光性合成樹脂層３を
構造的に支持する機能を持つ。両者は第１図の例では接
合層２によって、接合される。第１図（ａ）はｌの片面
に、同図（ｂ）は両面に３を有する例を示す。

本発明は、３のみからなる単層の光透過拡散板を含む。

この場合は３の片面又は両面が請求項２に記載の表面粗
さ形状を有する。

前記基板ｌと透光性合成樹脂層３に接着性がある場合は
両者を密着して接合するが接着性がない場合は、接合層
２が両者を接合（光学的にも）させる機能を持つ。

接合層２には熱軟化する材料が好ましく、熱可塑性樹脂
系の接着剤や粘着剤、或いはフィルムが適用でき、例え
ばアクリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、
硝酸セルローズ、ポリアミド系が挙げられる。後述の加
熱処理の際、熱軟化する材料であれば、特に限定されず
、エラストマー系やポリマーアロイも適用でき、透明で
あれば、更に好ましい。

接着力、熱的性質、透光性等の条件から選択される。

透光性合成樹脂層３は、後述の加熱収縮処理によって始
めて得られた特定の表面粗さを有する薄い拡散層である
。透光性の高い材料が好ましい。

次に、本発明の光拡散板の表面粗さ形状を構成する粗さ
曲線の例を第２図に示す。本発明の光拡散板の表面粗さ
形状は、基本的にはＡ、　　Ｂ、　Ｃの粗さ曲線が単独
、或いは混在した形態の粗さ形状から成るが、前記特定
の粗さ範囲内での図に示さないいびつな粗さ曲線も含む
。

本発明の特に好ましい粗さ曲線はＡで代表されるもので
ある。これに対して、Ｄは、従来品の粗さ曲線を示す。

本発明で述べる表面粗さは、表面粗さ規格ＪＩＳＢ０６
０１−１９８２で定義され、十点平均粗さ（Ｒｚ）　、
及び平均−間隔（Ｓｍ）は、触針式表面粗さ計を用いて
カットオフ値０．８　ｍｍの条件で縦の拡大比２０００
倍で測定した時の平均値を意味する。

光透過拡散板の光拡散性能は、その表面に付与される表
面粗さ形状に大きく左右されるが、従来品の、十点平均
粗さ（以下Ｒｚと略す）４〜８μｍ、平均−間隔（以下
Ｓｍと略す）３０〜７０μｍと比べて、本発明の光透過
拡散板の表面粗さは、はるかにＲｚ／Ｓｍ比が大きい、
いわば高い山が密集した凹凸形状である。本発明のこの
ような粗さ形状に於いてはじめて高透過高拡散性能が得
られる。

これは、本発明が従来品と比べてはるかにＲｚ／Ｓｍ比
の大きい粗面形状であるため、入射光がよく（大きく）
拡散されること、凹凸面での界面反射、また光拡散剤等
によるバックスキャタリング（ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ
ｉｎｇ　）が凹凸形状効果により、封じ込められ抑止さ
れることによるものと考えられる。即ち、本発明の表面
粗さ形状には、入射光を封じ込め、バックスキャタリン
グ等による全光線透過率の減少を抑える効果があると考
えられる。

従って、本発明の光透過拡散板の全光線透過率を測定し
た場合、その表面粗さ形状効果により、本来の材料が固
有する全光線透過率よりもこれを高く示す場合もある。

本発明の光透過拡散板の表面粗さはＲ２１Ｏ〜５０μｍ
ＸＳｍ３０〜７０μｍであるが、好ましくはＲ２１５〜
５０μｍ、Ｓｍ３０〜７０μｍである。またＲｚｌ　５
〜３０　ｐｍ、　Ｓｍ３０〜７０μｍが好ましい場合が
ある。Ｒｚ１０μｍ未満、Ｓｍ３０〜７０μｍの表面粗
さ形状は従来の加工法で賦形可能な領域である。Ｒｚ１
０〜５０μｍ１３ｍ３０〜７０μｍのものは、本発明の
製造法によってはじめて得られた。

本発明の表面粗さ形状を有する透光性合成樹脂層のみか
らなる単層の拡散板では透光性合成樹脂は透明な合成樹
脂が広く使用できる。代表的な例としてはメタクリル樹
脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、硬質塩化ビニル等が挙げられる
。

本発明は、まず請求項１又は２にそれぞれ記載の合成樹
脂層又は透光性合成樹脂層は前記複層の拡散板を、まず
つくり、該拡散板の表面凹凸をマスターとして、電鋳加
工等により金型あるいはロールを製作し、この金型ある
いはロールを用いて（透明）合成樹脂板の表面を本発明
表面粗さ形状に加工して、単層の拡散板を得る。

次に、第１図に示した複層の拡散板についてさらに詳し
く説明する。

本発明の好ましい例に用いられる透光性基体ｌ（第１図
）と透光性合成樹脂層３（同図）の材料構成は、３に結
晶性合成樹脂フィルムを用いる場合に、そのガラス転移
点温度を７ｇ３、溶融温度をＴｍ３とすると、ｌがガラ
ス転移点温度Ｔｇｌの非結晶性合成樹脂であれば、両者
の熱的性質の関係が、７ｇ３　＜Ｔｇｌ　＜Ｔｍ３の条
件を、またｌがガラス転移点温度Ｔｇｌ、溶融温度Ｔｍ
ｌの結晶性合成樹脂であれば、Ｔｇｌ、　７ｇ３　＜Ｔ
ｍｌ　＜Ｔｍ３の条件を満足する組合わせからそれぞれ
選定される。

本発明の表面粗さ形状は、上記の材料選択条件を満足す
る多層構造体をそのまま、或いは接着層を介して延伸成
形するか、或いは予め延伸成形された透光性基体の片面
、或いは両面に未延伸、或いは延伸成形された透光性合
成樹脂層を形成するフィルムをそのまま、或いは接着剤
で接合するかして得られた多層構造体を、Ｔｇ１以上Ｔ
ｍ３以下、或いはＴｍ１以上Ｔｍ３以下の温度で加熱収
縮処理させることによって得られる。

このような温度条件以下では、透光性基体にのみ著しく
材料収縮が起こり、表層の透光性合成樹脂層には殆ど収
縮が起こらない。

このことにより、透光性基体が十分に厚く、且つ両者に
適度な接着力がある限り、両者の収縮量の差によって、
本発明の粗さ形状である、微細なしわ、凹凸模様が透光
性合成樹脂層に形成される。

前述の材料選択条件を満足する具体例としては、ポリプ
ロピレン樹脂フィルム／接着層／メタクリル樹脂板、フ
ッ化ビニリデン樹脂フィルム／接着層／メタクリル樹脂
板、フッ化ビニリデン樹脂フィルム／接着層／ポリエス
テルシート等が挙げられる。

透光性基体に結晶性合成樹脂板を用いる際は、加熱収縮
処理温度が、その溶融温度を超えるため、冷却の際、再
結晶によって透光性を損ない易いので注意を要する。

透光性基体には、非結晶性合成樹脂板を用いることが特
に好ましい。

本発明の複層の拡散板に用いられる表面凹凸形状を形成
する透光性合成樹脂層の材料として、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、６−ナイロ
ン、６ローナイロン等のポリアミド類、ポリオキシメチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、及びフッ化ビニリ
デン、ポリテトラフロオロエチレン等のフッ素系類の結
晶性合成樹脂が挙げられる。複層拡散板の透光性基板を
構成する非結晶性合成樹脂板として、例えばメタクリル
、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体硬質塩化ビニル樹脂等が挙げられる
が、特に好ましくは、透光性に優れるメタクリル樹脂で
あり、好ましくは重量平均分子量が３０万以上、更に好
ましくは５０万以上、最も好ましくは１００万以上の超
高分子量体である。

超高分子量体が好ましい理由は、分子間のからみが十分
なため、延伸成形時に分子のすぬけ現象が起こりにり＜
、加熱収縮処理の際の形状記憶性に優れるからである。

例えば、超高分子量メタクリル樹脂からな・る延伸シー
トを、そのガラス転移点温度以上に加熱すると正確に延
伸前の元の形状に戻り、均一に加熱収縮された板が得ら
れる。

メタクリル樹脂としては、メチルメタクリルレート（以
後、ＭＭＡと略す）を主成分とする重合体であり、ＭＭ
Ａ重合体（以後ＰＭＭＡと略す）　、ＭＭＡを含有する
共重合体、ＰＭＭＡ、或いはＭＭＡに他ポリマーを配合
したポリマーブレンド等である。

ポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノールＡを含
む芳香族ポリカーボネートである。

ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
硬質塩化ビニルとしては、一般に広く使用されているグ
レードがそのまま使用できる。

各樹脂には、光拡散性のあるガラスピーズ、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム等の微粒子を配合して、更に光拡散
性を付与することもできる。

紫外線吸収剤、熱線吸収剤、熱線反射剤、熱安定剤、難
燃剤、ガラス繊維等を配合することもできる。

これらの添加剤により、シートの透光性を大きく低下さ
せないことが好ましく、添加物、及び各樹脂を適宜選択
して使用することが望ましい。

本発明の拡散板の厚さは必要に応じて選択されるが、好
ましくは０．１〜５ｍｍであり、更に好ましくは０．２
〜３ｍｍである。

本発明の複層拡散板では表面凹凸形状を形成する透光性
合成樹脂層の厚さは、製品の状態（加熱収縮後の状態）
でｏ、ｏｉ〜１．Ｏｍｍ、透光性基体の厚さは０．１〜
５ｍｍが好ましく、使用目的に応じ選択される。

透光性合成樹脂層／透光性基体の厚さ比は、特に限定さ
れないが、加熱収縮処理の際、シートに反り、歪みがで
ない程度の比にすることが必要である。

０．００１〜０．２が好ましく、小さい程よい。

本発明の表面粗さを得るために、透光性基体或いは、透
光性合成樹脂層を含む多層構造体に施す加熱収縮処理前
の延伸加工条件は、使用する材料構成、及び成形温度条
件によって異なるが、大体、２〜１０倍位の面積比延伸
倍率でよい。特に、好ましくは３〜６倍である。延伸加
工方法は、なんら制限を受けるものでないが、透光性合
成樹脂層と透光性基板を成形の際、容易に圧着できると
いう観点から、特開昭６０−１４９４２０号公報に記し
た圧縮成形が特に良好に使用できる。

延伸方向は、特に、限定されないが、２軸、或いは多軸
延伸されたシートを用いると、均一な表面粗さを有する
光透過拡散板が得られ、ｌ軸延伸されたシートを用いる
と、方向性のある表面粗さを有する光透過拡散板が得ら
れる。

方向性のある表面粗さを有する、即ち光拡散性能に方向
性を有する光透過拡散板は、光源が細長い蛍光管等の線
光源を用いたバックライト装置等のランプイメージを消
す手段として、特に有効である。

方向性のある表面粗さを有する光透過拡散板に於いては
、本発明の表面粗さの定義は、山と直交する方向から測
定した粗さ値の平均値とする。

〔実施例〕

実施例１ 板厚２印の透明メタクリル樹脂キャスト板（旭化或工業
（即製、商標プラグラスＫ）に、厚さ約１００μｍのポ
リフッ化ビニリデン複合フィルム（呉羽化学工業■製、
商標ＫＦＣフィルムの１００Ｕグレード、ポリフッ化ビ
ニリデン／ＰＭＭＡの２層フィルム）のＰＭＭＡ側が向
き合うように片側に積層し、更に厚さ１００８ｍのＣＰ
Ｐフィルムを剥離フィルムとして積層した。これを１組
として、この構成でＩＯ組重ねてプレスで１４０℃で３
０分、予熱した後、型表面が潤滑で塗布された１４０℃
の金型内で、面積比延伸倍率５倍にプレス延伸成形した
後、７０℃まで冷却して取り出して５００ｍｍ角サイズ
のす層構造体を得た。

次いで、ＣＰＰフィルムの剥離効果により、これらを剥
離し、ポリフッ化ビニリデンとＰＭＭＡから成る多層シ
ートを得た。

次いで、該多層シートを１５０℃設定のオーブン中に静
置し、加熱収縮処理を行なった後、片面が凹凸層を形成
するポリフッ化ビニリデンから成る透光性合成樹脂層、
ＰＭＭＡが透光性基体の本発明の光透過拡散板を得た。

該光透過拡散板の表面粗さと光学特性を第１表に示す。

比較例１の従来クラレックス１２２（日東樹脂工業（即
製）と比較して、高透過高拡散性能を示した。

実施例２ 実施例１で得た光透過拡散板をマスターモデルとし、こ
れから電鋳加工により、該拡散板表面を再現した金型を
一対作製した。２ｍｍ厚メタクリル樹脂シート（旭化成
工業（即製、商標プラグラスＡ）を該金型にはさみ、真
空下で１８０℃で圧縮し、冷却後金型より取り出し、本
発明の拡散板を得た。

該拡散板の性能は、実施例１の拡散板とはマ同等であっ
た。

〔発明の効果〕

これまで、液晶等のバックライト用デバイスとして、明
るくて、且つ光拡散性能のよい光透過拡散板が求められ
てきたが、本発明は、従来、賦形し得なかった表面凹凸
形状を付与した光透過拡散板およびその製造法を提供す
ることにより、これに応えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の例の断面図、第２図
（Ａ）。 （Ｂ）、（Ｃ）は本発明の例の、また（Ｄ）は従来品の
粗さ曲線を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面粗さ規格に於ける十点平均粗さ（Ｒｚ）が１０
   〜５０μｍ、平均山間隔（Ｓｍ）が３０〜７０μｍの表
   面粗さ形状を有する合成樹脂層。 ２、表面粗さ規格に於ける十点平均粗さ（Ｒｚ）が１０
   〜５０μｍ、平均山間隔（Ｓｍ）が３０〜７０μｍの表
   面粗さ形状を有する透光性合成樹脂層。 ３、表面粗さ規格に於ける十点平均粗さ（Ｒｚ）が１０
   〜５０μｍ、平均山間隔（Ｓｍ）が３０〜７０μｍの表
   面粗さ形状を有する（透光性）合成樹脂層を有する（光
   透過拡散）板。 ４、（透光性）合成樹脂層の原料である配向された合成
   樹脂シートを加熱収縮せしめる工程を含む請求項３記載
   の（光透過拡散）板の製造方法。 ５、請求項４記載の製造法で得た同項３記載の表面粗さ
   形状を有する板又は層をマスターとして、金型あるいは
   ロールを製作し、該金型あるいはロールを（透光性）樹
   脂板に押しつけ、請求項１又は２記載の（透光性）合成
   樹脂層を得る製造法。