JPH0727904A - 光拡散シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の光拡散シートに比べて光の透過効率・
拡散効率がともに大幅に向上せしめられて、バックライ
トに用いた場合高い輝度が得られる優れた光反射シート
を供給する。 【構成】 透明なプラスチックシートの片表面にプラス
チックシートとの屈折率の差が小さい透明樹脂層、続い
てプラスチックビーズ３０〜９７重量部と樹脂分７０〜
３重量部からなる光拡散層を形成して光拡散シートを得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光拡散シートに関する。
詳しくは本発明は、透明樹脂層、続いてプラスチックビ
ーズを含む樹脂層を積層した透明樹脂シートからなる光
拡散効率の高い光拡散シートに関する。本発明にかかる
光拡散シートは、ワードプロセッサーやパーソナルコン
ピューター、携帯型のビデオ録画機のモニター等の液晶
表示パネルのバックライト、プロジェクター方式のディ
スプレー等に使用するのに適している。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、あらゆる分野で
使用されてきており、特に、ワードプロセッサーやパー
ソナルコンピューター、液晶表示方式のテレビなどの電
子産業分野で数多く使用されている。この液晶表示装置
の分野では、現在液晶表示面のカラー化や大型化の傾向
を示しつつあり、これらの為には液晶表示面の表示品位
を向上させる必用がある。このために、液晶表示装置に
用いられるバックライトは、少しでも多くの光を液晶部
に供給し、且つ均一な光を供給することが求められてい
る。

【０００３】また、一方で液晶表示装置は、省電力であ
ることを特徴としており、また、この特徴を生かすため
に使用するバックライトも省電力タイプであるものが要
求されている。

【０００４】バックライトから光を多量にかつ均一に送
り、しかも使用する電力を少なくする為には、拡散効率
が高く、全光線透過率の高い光拡散シートが必要とされ
ている。

【０００５】バックライトは、図１で示したように、光
源を透明な導光板の横に置く方式と直接光源を液晶部の
後部に置く方式とがある。いずれの方式においても光拡
散シートは、光源からでた光を少しでも多くしかも均一
に送るために用いられているが、光拡散シートの光線透
過率が低いと光の拡散効率が高くても液晶部に伝わる光
量が少なくなるために、結果的には薄暗い画面となる。
一方で、光線透過率が高くても光の拡散効率が低いと、
光源の明暗をそのまま液晶部に伝えるために、均一な画
面が得られなくなる。従って、液晶部の後部に置く光拡
散シートは、全光線透過率が高く、しかも光拡散効率の
高いものが求められている。

【０００６】従来、用いられてきた透明樹脂の表面をエ
ンボス処理した拡散シートでは、光線透過率は高いもの
の光を拡散させる為の物質がシート中に存在しないため
に拡散効率が悪く不十分であった。拡散効率を向上させ
るために特開平３−８５５８６号記載には多数の円錐状
突起を有するプラスチックシートが提案されている。し
かし、光源を液晶部の後部に直接置く場合には、この拡
散シートを用いることにより均一な明るい光が得られる
が、光源を導光板の横に置く場合には、横方向から光を
入射するため、円錐状突起物の効果がでず光透過率、光
拡散効率が共に悪くなる欠点があり十分ではない。ま
た、特開平１−１７２８０１号記載のシリコーン球状粒
子を分散させた樹脂からなるシートは、光の拡散効率は
高くなるものの、シリコーン球状粒子自身による光の反
射が起こるために光の透過効率が悪くなり、明るい画面
が得られないという欠点があり、ともにかかる要請に応
えるには不十分であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの問題を解決し、従来の光拡散シートに比べて、光の
拡散効率が大幅に向上した、しかも全光線透過率が高
い、液晶表示装置に組み込んだ場合高輝度の画面が得ら
れる優れた光拡散シートを供給することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果透明樹脂シートの片面に透明な樹脂層、好まし
くは屈折率が透明樹脂シートと屈折率の差が少ない樹脂
層を積層することにより透明な樹脂シート単体よりはる
かに光透過率が向上することを発見した。又、更にプラ
スチックビーズと透明樹脂の混合層を積層する事により
プラスチックビーズだけの層を積層した光拡散シートよ
りはるかに光拡散が大きいことを発見した。更にこれら
の層を積層する事により相乗的に輝度が向上することを
見いだし本発明を完成した。

【０００９】即ち、本発明の要旨は、透明樹脂シートの
片面に透明樹脂層を設け更にプラスチックビーズと透明
樹脂の混合層を積層したことを特徴とする光拡散シート
であり、好ましい態様は、透明樹脂層の光屈折率と透明
樹脂シートの光屈折率の差が０．２５以下で、プラスチ
ックビーズの平均粒子径が５〜５０μｍであり、プラス
チックビーズと透明樹脂の混合比がプラスチックビーズ
３０〜９７重量部に対して透明樹脂が７０〜３重量部で
ある。

【００１０】本発明で使用する透明樹脂シートとして
は、例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエ−テ
ルサルフォン、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレ−
ト、ポリカーボネート、ポリアミド及びポリ塩化ビニ−
ル等のホモポリマ−、またはこれら樹脂のモノマーと共
重合可能なモノマーとのコポリマ−等から成るシートが
挙げられ、適宜選択して使用することが出来る。

【００１１】また、透明樹脂層の光屈折率と透明樹脂シ
ートの光屈折率の差が０．２５以下である事が好まし
く、０．２２以下であることが更に好ましい。透明樹脂
層の光屈折率と透明樹脂シートの光屈折率の差が０．２
５以下である場合には、透明樹脂シート／透明樹脂層、
透明樹脂層／プラスチックビーズと透明樹脂の混合層界
面での光の散乱・反射がないために光線透過率が高くな
る。一方、屈折率の差が０．２５より大きい場合には透
明樹脂シート／透明樹脂層、透明樹脂層/プラスチック
ビーズと透明樹脂の混合層界面での光の散乱・反射が起
こるために光線透過率が落ち、輝度の高い光拡散シート
は得られない。

【００１２】透明樹脂層に用いる樹脂としては上記の条
件を満たしていれば特に限定しないが、例えばプラスチ
ックシートとしてポリエチレンテレフタレートを用いる
場合にはポリブチルアクリレート、ポリエチルアクリレ
ートなどのアクリレート、メタクリレート樹脂、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ
酢酸ビニルなどの樹脂があげられる。

【００１３】透明樹脂層の形成法としてはカレンダー
法、押出法、キャスト法が使用でき、特に限定はしない
が、液体状の樹脂を塗布する場合には例えば、リバース
ロールコーター、グラビアコーター、バーコーター、ダ
イコーター、コンマコーター等のコーティング方法、ま
たは、スプレー塗布法等の公知の塗布方法が挙げられ
る。乾燥温度は通常１００℃前後で、乾燥時間は通常１
分間前後である。

【００１４】また、透明樹脂層の厚みとしては特に限定
はしないが、生産性、ハンドリング性より５〜５０μｍ
が好ましい。

【００１５】プラスチックビーズとしては、ポリプロピ
レン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポ
リメチルメタクリレート、ポリスチレン等のホモポリマ
ー、またはこれらの樹脂のモノマーと共重合可能なモノ
マーとのコポリマー等からなるビーズが挙げられ、適宜
選択して使用することが出来る。

【００１６】プラスチックビーズの平均粒子径としては
５〜５０μｍが好ましく１０〜３０μｍが更に好まし
い。プラスチックビーズの平均粒子径が上記の範囲にあ
る場合にはプラスチックビーズでの光の散乱が効果的に
行われるために光拡散能の高い層となる。

【００１７】プラスチックビーズの平均粒子径が５μｍ
より小さい場合にはプラスチックビーズが透明樹脂層の
中に埋まってしまうために表面での光の拡散が少なくな
り、拡散効率の高いシートとはならない。一方、５０μ
ｍより大きくなると樹脂との分散性が悪くなり、また、
生産性、ハンドリング性が悪くなり好ましくない。

【００１８】また、プラスチックビーズと混合する樹脂
としては、例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−
ビニルアルコール共重合体、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂、スチレン樹脂、アルキッド樹脂、アミノ樹脂、
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、適宜選択し
て使用することができる。また、上記で用いた透明樹脂
層の樹脂と同一であってもかまわない。樹脂の形状は、
エマルジョン型、ディスパージョン型、溶剤型等が好ま
しいが、塗布できる状態ならばいずれの型でも使用でき
る。

【００１９】樹脂とプラスチックビーズとの混合割合
は、樹脂７０〜３重量部に対してプラスチックビーズ３
０〜９７重量部が好ましく、樹脂５０〜５重量部に対し
てプラスチックビーズ５０〜９５重量部がさらに好まし
い。樹脂とプラスチックビーズとの混合割合がこの範囲
にある場合には塗布した場合にプラスチックビーズが密
に詰まった良好な塗布膜が得られるが、樹脂の割合が大
きすぎるとプラスチックビーズが密に配列しないため
に、光の拡散効率が悪くなる。一方、プラスチックビー
ズの割合が大きくなると塗布膜の接着強度が悪くなるた
めに適しない。

【００２０】樹脂とプラスチックビーズとの混合物から
なる光拡散層の形成法としてはリバースロールコータ
ー、グラビアコーター、バーコーター、ダイコーター、
コンマコーター等の公知のコーティング方法が挙げられ
る。

【００２１】樹脂とプラスチックビーズの混合層の厚み
としてはプラスチックビーズの平均粒子径より大きく、
プラスチックビーズの平均粒子径の二倍より小さいこと
が好ましい。厚みが上記の範囲内にある場合にはプラス
チックビーズが一層密に並んだ混合層が得られる。厚み
がプラスチックビーズの平均粒子径より小さい場合には
プラスチックビーズが塗布されない。一方、プラスチッ
クビーズの平均粒子径の二倍よりも大きい場合には、部
分的にプラスチックビーズが二層並んだ不均一な混合層
となり均一な光の反射が得られなくなり好ましくない。
乾燥温度は通常１００℃前後で、乾燥時間は通常１分間
前後である。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。 実施例１ 固形分４０％の水中分散型アクリル系エマルジョン（三
井東圧化学（株）製ツルタックＢＨ−３：屈折率１．５
３）を厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレートシ
ート（ユニチカ（株）製エンブレットＴ−１００：屈折
率１．６６）の片面にメイヤーバーコート法により塗布
し、１２０℃で２分間乾燥させ、膜厚２０μｍの透明樹
脂層を得た。この透明樹脂層上に乾燥分中で９０重量％
のポリメチルメタクリレートビーズ（松本油脂製薬
（株）製マツモトマイクロスフェアーＭ−５００：平均
粒子径２０μｍ）を含むポリビニルアルコール（日本合
成化学（株）製ゴーセノールＫＨ−１７）水溶液をメイ
ヤーバーコート法により塗布し、１２０℃で２分間乾燥
し、膜厚２０μｍの光拡散層を得た。得られた光拡散シ
ートを導光板方式のバックライト装置（富士通（株））
の光拡散シートの位置に置き、導光板上での輝度を測定
した。また、得られたシートの全光線透過率、ヘーズ
（ＨＡＺＥ）を測定した。その結果を表１および表２に
示す。輝度測定にはミノルタカメラ（株）製輝度計ＬＳ
−１１０型を、全光線透過率、ヘーズの測定には日本電
色（株）製ＮＤＨ−３００Ａを用いた。

【００２３】実施例２ 固形分４５％のポリ酢酸ビニル（和光純薬（株）製：屈
折率１．４７）エタノール溶液を厚み１００μｍのポリ
エチレンテレフタレートシート（ユニチカ（株）製エン
ブレットＴ−１００：屈折率１．６６）の片面にメイヤ
ーバーコート法により塗布し、１２０℃で２分間乾燥さ
せ、膜厚２０μｍの透明樹脂層を得た以外は実施例１と
同様にして光拡散シートを得た。この光拡散シートの輝
度、光透過率、およびヘーズを実施例１と同様にして測
定した。結果を表１に合わせて示す。

【００２４】実施例３ 実施例１において用いるプラスチックビーズをポリスチ
レンビーズ（積水化成品工業（株）製ＭＢＰ：平均粒径
３０μｍ）とした以外は実施例１と同様にして光拡散シ
ートを得たところ光拡散層の厚みは３０μｍであった。
この光拡散シートの輝度、光透過率、およびヘーズを実
施例１と同様にして測定した。結果を表１および表２に
合わせて示す。

【００２５】実施例４ 実施例１においてポリメチルメタクリレートビーズの割
合を乾燥分中で６０重量％とした以外は実施例１と同様
にして光拡散シートを得た。この光拡散シートの輝度、
光線透過率、およびヘーズを実施例１と同様にして測定
した。結果を表１および表２に合わせて示す。

【００２６】実施例５ 実施例１において作成した透明樹脂層上に乾燥分中で８
０重量％のポリメチルメタクリレートビーズを含む水中
分散型アクリルエマルジョンをメイヤーバーコート法に
より塗布し、１２０℃で２分間乾燥し、膜厚３０μｍの
光拡散層を得た。この光拡散シートの輝度、光線透過
率、およびヘーズを実施例１と同様にして測定した。結
果を表１および表２に合わせて示す。

【００２７】実施例６ 用いたプラスチックフィルムを厚み１００μｍのポリカ
ーボネートシート（帝人（株）製パンライト：屈折率
１．５８７）とした以外は実施例１と同様にして光拡散
フィルムを得た。この光拡散フィルムの輝度、光線透過
率、およびヘーズを実施例１と同様にして測定した。結
果を表１および表２に合わせて示す。

【００２８】比較例１ 表面をマット状にエンボス加工した厚み１００μｍのポ
リエチレンテレフタレートシート（東レ（株）製、ルミ
ラーｘ４４）を光拡散シートとした。この光拡散シート
を用いた場合の輝度、光線透過率およびヘーズを実施例
１と同様にして測定した。結果を表１および表２に併せ
て示す。

【００２９】比較例２ シリコーン球状粒子（東芝シリコーン（株）製トスパー
ル１２０）とメタクリルプレポリマーとを混合し、二枚
のガラス板の間に注入、硬化、プレス延伸させ、厚み１
００μｍの光拡散シートを得た。シート中のシリコン球
状粒子の割合は５重量％であった。この光拡散シートを
用いた場合の輝度、光線透過率、ヘーズを実施例１と同
様にして測定した。結果を表１および表２に併せて示
す。

【００３０】比較例３ 厚み０.５ｍｍのアルミ板に深さ２０μｍ、頂点の角度
５０度の円錐上の凹部を形成した。このアルミ板ともう
一枚のアルミ板の間にメタクリルプレポリマーを注入、
硬化させ厚み１５０μｍの光拡散シートを得た。この光
拡散シートを用いた場合の輝度、光線透過率、およびヘ
ーズを実施例１と同様にして測定した。結果を表１およ
び表２に併せて示す。

【００３１】比較例４ 実施例１において用いた厚み１００μｍのポリエチレン
テレフタレートシート上にポリメチルメタクリレートビ
ーズを敷き詰め二枚の鉄板の間に挟み２３０℃、１５ａ
ｔｍの条件で１時間熱プレスを行いビーズを固定した。
得られたシートを光り拡散シートとして用い実施例１と
同様にして、輝度、光線透過率、及びヘーズを測定し
た。結果を表１及び表２に併せて示す。

【００３２】比較例５ 実施例１において乾燥分中で８０重量％のポリメチルメ
タクリレートビーズを含む水中分散型アクリルエマルジ
ョンをポリエチレンテレフタレートシート上にメイヤー
バーコート法により塗布し、１２０℃で２分間して、膜
厚２０μｍの光拡散層を得た。この光拡散フィルムの輝
度、光線透過率、およびヘーズを測定した結果を表１お
よび表２に合わせて示す。

【００３３】比較例６ 実施例１において得た透明樹脂層の上にポリメチルメタ
クリレートビーズ（松本油脂製薬（株）製マツモトマイ
クロスフェアーＭ−５００：平均粒子径２０μｍ）を散
布する事により光拡散シートを得た。この光拡散シート
の輝度、光線透過率、およびヘーズを実施例１と同様に
して測定した。結果を表１および表２に併せて示す。

【００３４】比較例７ 固形分３０％のクロロトリフルオロエチレン（ダイキン
工業（株）製：屈折率１．３８）の水性ディスパージョ
ン溶液を実施例１において用いたポリエチレンテレフタ
レートシートの片面にメイヤーバーコート法により塗布
し、１２０℃で２分間乾燥し、透明樹脂層を得た以外は
実施例１と同様にして光拡散シートを得た。この光拡散
シートの輝度、光線透過率、およびヘーズを実施例１と
同様にして測定した。結果を表１および表２に合わせて
示す。

【００３５】比較例８ 実施例６において用いたポリメチルメタクリレートビー
ズを積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢ−１０
０：平均径１００μｍとした以外は同様にして光拡散シ
ートを得たところ光拡散層の厚みは１００μｍであっ
た。得られた光拡散フィルムの輝度、光線透過率、およ
びヘーズを実施例１と同様にして測定した。結果を表１
および表２に合わせて示す。

【００３６】比較例９ 実施例６において用いたポリメチルメタクリレートビー
ズを積水化成品工業（株）製テクポリマーＭＢ−４：平
均径４μｍとした以外は同様にして光拡散シートを得た
ところ光拡散層の厚みは４μｍであった。得られた光拡
散シートの輝度、光線透過率、およびヘーズを実施例１
と同様にして測定した。結果を表１および表２に合わせ
て示す。

【００３７】比較例１０ 実施例１においてポリメチルメタクリレートビーズの割
合を乾燥分中で９９％ととした以外は実施例１と同様に
して光拡散シートを作成したが、光拡散層の密着力がわ
るく良好な塗布膜が得られなかった。

【００３８】比較例１１ 実施例１においてポリメチルメタクリレートビーズの割
合を乾燥分中で２５％ととした以外は実施例１と同様に
して光拡散シートを得た。この光拡散シートの輝度、光
線透過率、およびヘーズを測定した結果を表１および表
２に合わせて示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】 ＊１ ：アクリルエマルジョン ＊２ ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート ＰＣ：ポリカーボネート ＊３ ＰＭＭＡ：ポリメチルメタクリレート ＰＳ：ポリスチレン ＊４ ＰＶＡ：ポリビニルアルコール ＊５ ＰＴＣＦＥ：ポリテトラクロロフルオロエチレン

【００４１】

【発明の効果】本発明のプラスチックシートと屈折率の
差が小さい樹脂を有するプラスチックシート上にプラス
チックビーズを含む樹脂層を塗布した光拡散シートは、
従来の光拡散シートと比べて、高い光線透過率とヘーズ
を保持し、かつ、液晶表示装置などのバックライトに用
いると高い輝度の得られるバックライトとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光拡散シートの一実施例の断面図で
ある。

【図２】 光源部を透明な導光板の横に置く方式の、液
晶表示装置用バックライトの一実施例の概略図である。

【符号の説明】

１．透明樹脂シート ２．透明樹脂層 ３．混合層 ４．光源部 ５．ランプハウス用光反射板 ６．導光板 ７．拡散板 ８．バックライト用光反射シート

フロントページの続き (72)発明者 坂井 祥浩 愛知県名古屋市南区丹後通２丁目１番地 三井東圧化学株式会社内 (72)発明者 佐野 明美 愛知県名古屋市南区丹後通２丁目１番地 三井東圧化学株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明樹脂シートの片面に透明樹脂層を設け
   更にプラスチックビーズと透明樹脂の混合層を積層した
   ことを特徴とする光拡散シート。
2. 【請求項２】透明樹脂層の光屈折率と透明樹脂シートの
   光屈折率の差が０．２５以下である事を特徴とする請求
   項１記載の光拡散シート。
3. 【請求項３】プラスチックビーズの平均粒子径が５〜５
   ０μｍであることを特徴とする請求項１記載の光拡散シ
   ート。
4. 【請求項４】プラスチックビーズと透明樹脂の混合比が
   プラスチックビーズ３０〜９７重量部に対して透明樹脂
   が７０〜３重量部であることを特徴とする請求項１の光
   拡散シート。