JPH07218707A

JPH07218707A - 光拡散板

Info

Publication number: JPH07218707A
Application number: JP6012616A
Authority: JP
Inventors: Atsuyoshi Nagata; 敦善永田; Shigeki Nomura; 茂樹野村; Toshihiro Koremoto; 敏弘是本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】規則的な凹凸を有しながら、モアレ干渉縞の発
生を防ぎ、均一で高い表面輝度を確保することのできる
光拡散板を提供する。【構成】透明樹脂板の少なくとも片面に略同じ大きさの
円錐状の突起９が規則的に配列されている光拡散板であ
って、該円錐状の突起の頂角１１が３０゜〜１５０゜で
あり、隣接する突起どうしの間隔が１０〜５００μｍで
あり、且つ円錐状の突起が、矩形格子または菱型格子の
格子点に互いに隣接して密に配列されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイや照明カ
バーなどに用いられる光拡散板に関する。

【０００２】

【従来の技術】光拡散板は、点光源あるいは線状光源の
光の拡散、出射光角度の調整などを行い、均一で表面輝
度が高い面照明を得る為に、液晶表示板のバックライト
ユニット、透過型スクリーン、照明装置のカバーなどに
用いられるものである。

【０００３】液晶表示板における光拡散板の使用例を図
１に基づいて説明する。液晶表示板は自ら発光しないた
め、表示を視認するためには何らかの外部光による照明
が必要となる。外部光の取り入れ方として、室内照明等
の反射光を利用する反射型、液晶表示板の背後から照明
光を透過させるバックライト型の２種類に大別される。
近年、これらの２種のうち、視認性が優れていること
からバックライト型が主流となっている。

【０００４】図１に示したのはバックライト型液晶表示
板の模式断面図である。図１においては、光源である冷
陰極管（６）は、液晶表示板の片側に１灯配置されてい
る。この他に両側に対向して２灯配置したもの、あるい
は液晶表示板の背面に冷陰極管を配置したものなどがあ
るが、２灯配置の場合は、消費電力が大きくなるため、
また、背面配置の場合は、液晶表示板が厚くなるため、
最近は、もっぱら片側１灯式が用いられている。

【０００５】冷陰極管（６）から出た光（８）は、透明
の導光板（４）に導かれる。導光板（４）は数ｍｍ〜数
ｃｍ程度の厚さの透明樹脂からなり、導光板（４）に導
かれた光は、導光板表面に比較的浅い角度で入射するた
め、いわゆる臨界角より大きな角度で導光板（４）と空
気の界面に達し、導光板内部で全反射を繰り返す。この
導光板の背面に配置された反射板（５）にドット（７）
をスクリーン印刷などで設けておくと、全反射を繰り返
していた光は、ここで乱反射され、導光板表面へと出射
する。

【０００６】導光板表面から出た光は、次いで、光拡散
膜（３）へ到達する。この光拡散膜（３）は、表示板の
面全体に均一な表面輝度を持たせる役割と同時に、導光
板（４）のドット（７）を隠ぺいする役割を有するが、
光拡散板（２）が充分に光拡散能を有し、ドット（７）
を隠ぺいすることが出来れば光拡散膜（３）は、不要と
なる。このようにして、導光板（４）から出た光は、直
接あるいは光拡散膜（３）を通して光拡散板（２）へ入
射する。この時、入射する光は表示板側方に光源がある
ことを反映して、特定の方向、すなわち、光源と逆側の
方向に指向性を持っているが、光拡散板（２）は、この
ような指向性を持つ光を正面方向に屈折させる機能を持
っている。

【０００７】従来、この種の光拡散板（２）は、光学的
に透明な熱可塑性樹脂の押し出しフィルムもしくはシー
トの表面に、砂ずり、ホーニング処理、エンボスロール
加工、プレス成形などにより、多数の微細で規則的ある
いはランダムな凹凸を形成することにより製造されてい
る。また、上記樹脂中に、例えば、二酸化チタン、二酸
化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物；雲母、アル
ミニウム粉、錫粉、金粉、銀粉等の光拡散性の金属粉末
を均一に混合分散させたものも用いられている。

【０００８】近年、出射光角度調整の効果が高く、より
高表面輝度を実現できる規則的な凹凸を有する光拡散板
が主流となっている。この規則的な凹凸とは、例えば連
続プリズム状、あるいは連続した規則的な形状であり、
該凹凸面を線状光源である冷陰極管（６）と平行に配置
することにより、出射光制御が可能となる。このように
して、光拡散板（２）を出た光は、光拡散板全体に均一
で、正面に指向性のある光として、液晶ユニット（１）
へ入射し、画像情報を付加した後に、さらに外部に出射
して視認される。

【０００９】このような光拡散板の例としては、例えば
特開昭６１−１５１０４号公報、特開昭６１−５７９０
２号公報において、表面にプリズム形状の凹凸を有する
光拡散板を用いて光線方向を調整する方法が開示されて
いる。

【００１０】光拡散板は、通常、数十〜数百μｍ程度の
ピッチの連続で規則的な凹凸を有し、一方、液晶表示ユ
ニットは通常数百μｍのマトリックス模様を形成してい
る。このようなサイズが近接した凹凸とマトリックス模
様を重ねて光を透過させると、いわゆるモアレ干渉縞が
生じ、液晶表示板の画面の視認性が著しく低下する。

【００１１】これを防ぐために、例えば光拡散板の凹凸
のピッチを粗くする方法があるが、このようにすると画
面の明るさが光拡散板の凹凸を反映して、画面に明暗の
線を生じてしまい、視認性が低下する。

【００１２】一方、モアレ干渉縞を防ぐ別の方法とし
て、光拡散板の連続する凹凸の連続方向を冷陰極管およ
び液晶表示マトリックスと平行に置かず、例えば４５゜
傾ける方法があるが、この方法では光拡散板全体にわた
って均一な輝度を得ることが難しい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の欠点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、規則
的な凹凸を有しながら、モアレ干渉縞の発生を防ぎ、均
一で高い表面輝度を有する光拡散板を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の光拡散板は、透
明樹脂板の少なくとも片面に略同じ大きさの円錐状の突
起が規則的に配列されてなる。

【００１５】図２および図３に示すように、本発明にお
ける光拡散板の円錐状の突起（１０）は密に配列され、
該円錐状の突起の斜面（１３）が隣接の円錐状の突起の
斜面と交わるようにまたは接するようにし、さらに、円
錐状の突起の底面の中心（９）が、略矩形格子または菱
型格子の格子点状に配置される。図２は、円錐状の突起
の底面の中心が、正方格子の格子状に配置されたものを
示す。

【００１６】隣接する円錐状の突起の底面の中心または
頂点間の間隔（Ｐ）は、大きくなると、光拡散板を液晶
ユニットに用いた場合、表示画面に形状に沿ったパター
ン状の明暗が明らかに視認されて画面が見にくくなり、
また、小さくなると形状の精度を保つことが困難となっ
て光拡散板が極めて高価となるため、１０〜５００μｍ
である。

【００１７】また、本発明の光拡散板の円錐状の突起の
頂角（１１）（以下「α」という）は９０゜に近い方が
良く、αが９０゜からずれるに従って、光線制御の効率
が低下し、正面からみた場合の明るさが低下するのでα
は３０゜〜１５０゜である。

【００１８】上記頂角は、例えば、走査型電子顕微鏡に
よる円錐状の突起の表面形状写真から計測される。

【００１９】上記円錐状の突起の頂上部、あるいは裾の
部分が丸みを帯びていても、性能の著しい低下を招くこ
とはないが、下記の式に定義した斜面率（Ｓ）が、小さ
くなると光線制御の効率が低下し、光拡散板の表面輝度
が低下するので、Ｓが０．２以上、望ましくは０．４以
上が好適に用いられる。

【００２０】Ｓ＝Ａ／Ｌ

【００２１】〔Ａは、１つの円錐状の突起とその頂点を
含み透明樹脂板（１２）に垂直な面の交線の長さを表
し、Ｌは、Ａの内、円錐状の突起の斜面の直線部の長さ
を表す。〕

【００２２】本発明の光拡散板の製造方法は、透明樹脂
板の表面に円錐状の突起を設けられる方法であれば公知
の方法が用いられ、特に限定されるものではない。

【００２３】上記製造方法としては、例えば、ポリ（メ
タ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明樹
脂のフィルムまたはシートを加熱により軟化させ、前記
突起の形状に対応する凹部を設けた金型を表面に重ねプ
レス成形したり、前記突起の形状に対応する凹部を設け
たエンボスロールなどで成形しても良いし、前記突起の
形状に対応する凹部を設けた金型に、熱硬化性樹脂ある
いは光硬化性樹脂を充填して熱、あるいは光により硬化
させて成形してもよい。

【００２４】さらに他の製造方法は、光硬化性樹脂組成
物を支持体上に塗工し、ネガマスクを介してパターン状
の光を照射して硬化させ、現像処理を経て円錐状の突起
を形成してもよく、これらの方法は、事業者により、効
果的な方法を選択することができる。

【００２５】本発明の光拡散板の厚さは、厚くなると光
拡散板を用いた場合に、表示板が厚くなり、薄くなると
円錐状の突起を形成することが困難となるうえに光拡散
板の強度が減少するため、５０μ〜１ｍｍが好適に用い
られる。

【００２６】本発明の光拡散板は、図１に示したよう
に、液晶ユニットに重ねて配置して用いることができ
る。

【００２７】ここで、正方格子の格子点に円錐状の突起
を配置した光拡散板の場合は、突起の配列と液晶ユニッ
トのマトリックス模様のなす角度（γ）が１５゜〜７５
゜となるように設置し、突起を菱型格子の格子点に配置
した場合、角度（γ）が１０〜２０゜、４０〜５０゜、
あるいは７０〜８０゜となるように設置する。

【００２８】ここで、角度（γ）が上記以外の範囲であ
ると、液晶ユニットのマトリックス模様と光拡散板の間
でモアレ干渉縞を生じ、画面の視認性が極めて低下す
る。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。尚、以下
「部」とあるのは「重量部」を意味する。

【００３０】（実施例１）重量平均分子量１０万のメチ
ルメタクリレート／ブチルメタクリレート／２ーエチル
ヘキシルアクリレート／メタクリル酸共重合体（重量比
３１：３１：１３：２５）８０部、ウレタンアクリレー
トオリゴマー（新中村化学製、商品名；Ｐｕ−４００
０）２０部、ＥＣＨ変性１，６−ヘキサンジオ−ルジア
クリレ−ト（日本化薬製、商品名；カヤラッドＲ−１６
７）１００部、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセ
トフェノン（チバガイギー製、商品名；イルガキュアー
６５１）０．４部をメチルエチルケトン３００部に溶解
させ、光硬化性樹脂組成物の溶液を調製した。

【００３１】次いで、厚さ１００μｍのポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）シート（帝人製）に、得られた
光硬化性樹脂組成物の溶液をロールコート法で塗布し、
５０℃で２分、その後さらに１００℃で２分間乾燥し、
厚さ８０μｍの光硬化性塗膜を設けた。

【００３２】次いで、得られた光硬化性塗膜上に、保護
層として、厚さ２５μｍの離型処理されたＰＥＴシート
（帝人製）を離型面が光硬化性塗膜に接するようにし
て、室温、圧力５Ｋｇ／ｃｍ²、速度０．５ｍ／分の条
件でラミネーターでラミネートした。

【００３３】上記保護層に接して、１辺１５μｍの正方
形の光透過部が中心間隔３０μｍで配置されたガラス製
のネガマスクを重ね合わせ、水銀キセノンランプにより
５００ｍＪ／ｃｍ²の光照射を行い、光透過部に対応す
るように光硬化性塗膜を硬化し、保護層を剥離し、２５
℃で、１重量％炭酸ナトリウム水溶液により１．５ｋｇ
／ｃｍ²の吐出圧で３分間スプレー現像し、未露光部を
溶解除去し、頂角（α）４４゜、斜面率（Ｓ）０．５の
円錐状の突起が間隔（Ｐ）３０ミクロンで正方格子の格
子点状に配列された光拡散板を得た。

【００３４】得られた光拡散板をγが４５°となるよう
に液晶表示板に設置した。

【００３５】（実施例２）５５０ｍＪ／ｃｍ²の光照射
とした以外は、実施例１と同様にして光拡散板を作製
し、αが５５゜、Ｓが０．４３の円錐状の突起が、間隔
（Ｐ）３０ミクロンで正方格子の格子点状に配列された
光拡散板を得、実施例１と同様に、液晶表示板に設置し
た。

【００３６】（比較例１）実施例１と同様にして得られ
た光硬化性塗膜上の保護膜に幅３０ミクロンの線状の光
透過部と、同じく幅３０ミクロンの線状のマスク部が交
互に配列したネガマスクを重ねて、水銀キセノンランプ
により６００ｍＪ／ｃｍ²の光照射を行い、対応する光
硬化性塗膜を硬化し、実施例１と同様に現像して、連続
突起が平行設けられた光拡散板を得た。

【００３７】（比較例２）比較例１で作製した光拡散板
を、連続突起の連続方向と液晶ユニットのマトリックス
模様のなす角が４５゜となるように液晶表示板に設置し
た。

【００３８】（比較例３）実施例１と同様にして得られ
た光拡散板を、γ＝０゜として液晶表示板に設置した。

【００３９】（比較例４）光拡散板を用いずに液晶表示
板を使用した。

【００４０】実施例１、２、比較例３の光拡散板を松下
電気産業製ワードプロセッサーに用いられている液晶表
示板用バックライト上に上記のように載せ、表面輝度を
測定、モアレ干渉縞の発生、表面輝度均一性の評価した
結果を表１に示す。

【００４１】（表面輝度の測定法）表面輝度は、輝度計
（ミノルタ製、商品名；ＬＳ−１００）を光拡散板から
距離３０ｃｍに設置し、測定した。

【００４２】また、光拡散板のモアレ干渉縞、輝度均一
性の評価は、目視により行った。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】上述の通り、本発明の光拡散板は、円錐
状の突起が規則正しく配列されているため、輝度をあま
り低下させることなくモアレ干渉縞の発生を防ぐことが
でき、横方向に指向性を持つ光源に対しても効率よく光
線を制御し、均一で高い表面輝度を得ることができるの
で、液晶ユニットのマトリックス模様に対して一定の角
度をもって配置することにより液晶表示板用として使用
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックライト型液晶表示板の要部断面模式図で
ある。

【図２】本発明の光拡散板の円錐状の突起が設けられた
表面の一部を示す上面模式図である。

【図３】本発明の光拡散板のＡ−Ａ’断面模式図であ
る。

【符号の説明】

１液晶ユニット２光拡散板３光拡散膜４導光板５反射板６冷陰極管７ドット８光９円錐状の突起の頂点１０円錐状の突起１１円錐状の突起の頂角１２透明樹脂板１３円錐状の突起の斜面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂板の少なくとも片面に、略同じ大
きさの円錐状の突起が規則的に配列されている光拡散板
であって、該円錐状の突起の頂角が３０°〜１５０°で
あり、突起の底面の中心が、矩形格子または菱型格子の
格子点に設けられ、隣接する突起の底面の中心の間隔が
１０〜５００μｍであることを特徴とする光拡散板。