JPH10239504A

JPH10239504A - 光拡散フィルム

Info

Publication number: JPH10239504A
Application number: JP9040535A
Authority: JP
Inventors: Eizo Kawano; 栄三川野; Koji Kouchi; 浩二古内
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】高光透過率および充分な光拡散性を兼ね備える
ことにより、面光源装置等の正面輝度を高くでき、しか
も低コストを実現できる光拡散フィルムを提供する。【解決手段】透明な基材フィルム７の片面に、アクリル
樹脂粒子を含有するポリエステル樹脂組成物からなる光
拡散層８が積層されてなる積層体９が形成され、かつ上
記積層体９の少なくとも片面に反射防止層１０が積層形
成された光拡散フィルム１１であって、上記光拡散層８
におけるポリエステル樹脂１００重量部に対するアクリ
ル樹脂粒子の配合量が、１５０〜３００重量部の範囲に
設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
のバックライト、照明装置等に用いられる光拡散フィル
ムに関するものである。

【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液晶表示装置には、液晶
自体に発光性がないため、この液晶表示装置を裏面側か
ら照射するバックライトが使用されている。そして、こ
のバックライトは、液晶表示画面全体に均一に照射させ
なければならないという要求に応えるため、例えば、NI
KKEI MATERIALS & TECHNOLOGY 1993.12,No.136 第34頁
〜第38頁に示されているような、サイドライト型、直下
型もしくは楔型の面光源装置が採用されている。なかで
も、薄型化、小型化が望まれているノート型パソコン等
の薄型の液晶表示装置には、液晶表示画面に対して側面
より光を入射させるサイドライト型の面光源装置が汎用
されつつある。そして、このサイドライト型面光源装置
には、一般に、光を均一に伝播・拡散させることのでき
る導光板を使用して液晶表示画面全体を均一に照射する
導光板方式が採用されている。

【０００３】上記導光板方式を採用したサイドライト型
の面光源装置は、図２に示すように、導光板１と、この
導光板１の両側の光入射端面に配設される光源２と、上
記導光板１の裏面側に配設されこの導光板１の裏面から
出射しようとする光を反射させる反射板３と、上記導光
板１の光出射面から出射される光を散乱・拡散させ、照
射面の輝度を均一にする光拡散フィルム４と、この光拡
散フィルム４を通過した光（透過光）を正面方向に集め
るための集光シート５とを備えている。この装置では、
光源２の光を導光板１の光入射端面から入射させ、この
入射光を導光板１の全体に均一に伝播させて光出射さ
せ、光拡散フィルム４による拡散と集光シート５による
集光ののち、集光シート５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。な
お、図において、６は光源２の光を導光板１側に反射さ
せる反射カバーである。

【０００４】上記面光源装置に用いられる光拡散フィル
ム４としては、例えば、透明樹脂フィルムからなる基材
フィルムの表面に、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積層形成したもの
等が使用されている。この光拡散フィルム４により、上
記光拡散層を通過する光を拡散・散乱させ、光出射面の
輝度を均一にするようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
上記液晶表示装置がモニタ用途にも使用されてきている
が、モニタはその機能から広視野角であることが要求さ
れており、上記面光源装置を備えた液晶表示装置ではこ
の要求を満足できないという問題が生じている。すなわ
ち、上記面光源装置では、正面輝度を向上させるため集
光シート５を用いているが、この集光シート５は正面輝
度を向上させようとすればするほど、液晶表示画面を照
射するときの視野角が狭くなってしてしまうからであ
る。そこで、モニタ用途に利用できるよう集光シート５
を外し、光拡散フィルム４を複数枚積層した構成の面光
源装置を用いると、視野角が狭くなることはないもの
の、正面輝度が不足してしまう。そのため、正面輝度を
向上させようとすると光源２の電力をあげなければなら
ず、その結果、低消費電力化を図ることができないとい
う新たな問題が生じる。

【０００６】そこで、上記問題を解決すべく、上記広視
野角の用途にも適用できる面光源装置に関する研究が進
められており、なかでも光拡散フィルム４の光透過性を
高めるとともに、この光透過性と相反する特性である光
拡散性を強くすることができるものを得るための研究が
行われている。例えば、上記光拡散フィルム４の光透過
性を向上させるため、この光拡散フィルム４の表面に真
空蒸着やスパッタ蒸着等の物理的処理により反射防止層
を積層形成して、光の損失を低減させることが行われて
いる。しかしながら、上記物理的処理は、コストが高い
ため、光拡散フィルム４の低コスト化を図ることができ
ず、ひいては液晶表示装置の低コスト化をも図れないと
いう問題がある。また、上記光拡散フィルム４の光拡散
性を向上させるため、光拡散層中に含有している微粒子
の配合量を増やすことが図られている。しかしながら、
上記微粒子の配合量を増やしすぎると入射光を前方散乱
させて出射光を均一にするとともに正面輝度を向上させ
るという効果を奏することができず、後方散乱してしま
う確率が高くなってしまい、その結果、光拡散フィルム
４から出射する光量が減少し、かえって正面輝度を低減
させてしまうという問題が生じる。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、高光透過率および充分な光拡散性を兼ね備える
ことにより、面光源装置等の正面輝度を高くでき、しか
も低コストを実現できる光拡散フィルムの提供をその目
的とする。

【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、本発明の光拡散フィルムは、透明な基材フィルムの
片面に、アクリル樹脂粒子を含有するポリエステル樹脂
組成物からなる光拡散層が積層されてなる積層体が形成
され、かつ上記積層体の少なくとも片面に反射防止層が
積層形成された光拡散フィルムであって、上記光拡散層
におけるポリエステル樹脂１００重量部に対するアクリ
ル樹脂粒子の配合量が、１５０〜３００重量部の範囲に
設定されているという構成をとる。

【０００９】すなわち、本発明者らは、高光透過率およ
び充分な光拡散性を発揮して、面光源装置等の正面輝度
を高くでき、しかも低コストを実現できる光拡散フィル
ムを得るため、一連の研究を重ねた。その結果、透明な
基材フィルムの表面に、アクリル樹脂粒子が特定の配合
割合で含有するポリエステル樹脂組成物からなる光拡散
層を積層形成して、光透過率を高めると同時に光拡散性
を向上させ、かつ上記基材フィルムと光拡散層とからな
る積層体の少なくとも片面に反射防止層を塗工により積
層形成することにより得られた光拡散フィルムは、面光
源装置等の正面輝度を向上させるとともに低コストを実
現できることを突き止め、本発明に到達した。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１１】本発明の光拡散フィルムは、例えば、図１
に示すように、透明な基材フィルム７の片面に、アクリ
ル樹脂粒子を含有するポリエステル樹脂組成物からなる
光拡散層８が積層されてなる積層体９が形成され、上記
積層体９の基材フィルム７側の片面（上記光拡散層８と
反対の面）に反射防止層１０が積層形成されたものであ
る。

【００１２】上記光拡散フィルム１１において、基材フ
ィルム７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、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
カーボネート、ポリスチレン等があげられるが、これら
に限定されるものではなく、各種のものが用いられる。
なかでも、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安価であるため、最も好適に用い
られる。

【００１３】上記基材フィルム７の片面に積層形成され
る光拡散層８の形成材料としては、アクリル樹脂粒子を
含有するポリエステル樹脂組成物が用いられる。

【００１４】上記アクリル樹脂粒子としては、通常アク
リル樹脂と称される樹脂を含有する材料から形成された
粒子であれば特に限定されるものではなく、例えば、ア
クリル樹脂に架橋剤を含有させてアクリル樹脂を架橋さ
せた粒子であってもよい。そして、上記アクリル樹脂の
平均粒径は、１〜７０μｍの範囲に設定されていること
が好ましく、より好ましくは５〜５０μｍの範囲であ
る。なお、上記アクリル樹脂粒子として、球状の粒子を
用いた場合には、それぞれの球状粒子が１種のレンズと
して作用するため、一層効果的な光拡散効果を持たせる
ことができる。そして、上記球状粒子としては、真球状
のものが特に効果的である。

【００１５】上記アクリル樹脂粒子を含有するポリエス
テル樹脂組成物のマトリックス成分である、ポリエステ
ル樹脂としては、光透過性を考慮して、光学的透明性を
有するものが用いられる。

【００１６】そして、上記ポリエステル樹脂組成物にお
いて、上記ポリエステル樹脂１００重量部に対するアク
リル樹脂粒子の配合量は、１５０〜３００重量部の範囲
に設定されていなければならない。すなわち、上記配合
量が１５０重量部未満であると、ポリエステル樹脂組成
物におけるアクリル樹脂粒子の量が少なすぎて、光拡散
性が充分に得られないからであり、逆に上記配合量が３
００重量部を超えると、ポリエステル樹脂組成物におけ
るアクリル樹脂粒子の量が多すぎて、入射光を前方に拡
散・散乱させるだけでなく、後方にも拡散、散乱させて
しまう確率が高くなってしまい、正面輝度を低減させて
しまうからである。

【００１７】なお、上記ポリエステル樹脂組成物に含有
させるものとして、上記アクリル樹脂粒子、ポリエステ
ル樹脂以外に、イソシアネート、エポキシ樹脂、メチロ
ール化メラミン樹脂、メチロール化尿素樹脂、金属塩、
金属水酸化物等の架橋剤、グアニジン誘導体、含リン酸
陰イオン活性剤、スルホン酸類、第四アンモニウム塩、
ピリジニウム塩、イミダゾリン誘導体、モルホリン誘導
体、ポリオキシエチレン−アルキルフェノール、アルキ
ルアミドエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル等の帯電
防止剤や、シランカップリング剤等を配合することがで
きる。また、シリコーン樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、
ウレタン樹脂粒子、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、ポリスチレン樹脂粒子等、
アクリル樹脂粒子以外の粒子等を配合することもでき
る。これらの副成分は、単独または二種以上組み合わせ
て含有させることができる。

【００１８】上記基材フィルム７と光拡散層８とからな
る積層体９の片面（光拡散層８の形成面と反対の面）に
積層形成される反射防止層１０の形成材料としては、塗
工することができ、かつ得られる光拡散フィルム１１が
光損失を引き起こさないものであれば特に限定されるも
のではなく、有機物および無機物等適宜の材料が用いら
れる。なかでも、上記基材フィルム７の屈折率より低い
屈折率を有するものが好ましく、例えば、無機物として
はシリコンアルコキシド、酸化珪素、酸化亜鉛等があげ
られ、有機物としてはシリコーン樹脂、アクリル樹脂、
フッ素樹脂等があげられる。

【００１９】本発明の光拡散フィルム１１は、上記各形
成材料を用い、例えばつぎのようにして製造することが
できる。すなわち、まず、上記ポリエステル樹脂を所定
の配合割合となるよう溶剤中に溶解し、この溶解液にア
クリル樹脂粒子と、必要であればその他の副成分とを所
定の配合割合となるよう分散させて混合分散溶液を得
る。ついで、上記混合分散溶液を上記基材フィルム７の
片面に適宜の塗工方法で塗工し、自然乾燥、熱風加熱乾
燥、真空乾燥等の適宜の乾燥方法で乾燥硬化させて光拡
散層８を積層形成して、積層体９を得る。

【００２０】つぎに、上記積層体９の片面（光拡散層８
の形成面と反対の面）に、反射防止層１０を適宜の塗工
方法により積層形成する。例えば、上記反射防止層１０
の形成材料として、無機物を用いた場合、まず、この無
機物を含有するゾル溶液を準備し、このゾル溶液を上記
積層体９の片面（光拡散層８の形成面と反対の面）にロ
ールコート法、ディッピング法、ナイフコート法、カー
テンフロー法、スプレーコーティング法、スピンコーテ
ィング法等適宜の塗工方法で塗工する。ついで、この塗
工されたゾル溶液層を乾燥させた後、加熱し脱水縮合さ
せて反射防止層１０を積層形成する（ゾル−ゲル法）。
このようにして、図１に示す光拡散フィルム１１が得ら
れる。

【００２１】このようにして得られた光拡散フィルム１
１は、透明な基材フィルム７の片面に、アクリル樹脂粒
子が特定の配合割合で配合されたポリエステル樹脂組成
物からなる光拡散層８が積層形成され、かつ上記基材フ
ィルム７と光拡散層８とからなる積層体９の片面（光拡
散層８の形成面の反対の面）に反射防止層１０が塗工に
より積層形成されている。そして、上記光拡散層８は屈
折率が１．５２〜１．５９程度のポリエステル樹脂マト
リックス中に、それよりも屈折率の低いアクリル樹脂粒
子（屈折率：１．４８〜１．５０程度）が分散されてい
るため、光拡散層８中に入射した光は、ポリエステル樹
脂マトリックスとアクリル樹脂粒子との界面で進行方向
がずれる。その結果、光拡散層８は、その中を透過する
光を拡散・散乱させることができるようになるため、光
拡散性に優れたものとなる。しかも、光拡散層８の形成
材料であるポリエステル樹脂およびアクリル樹脂は光透
過性にも優れたものであるため、得られる光拡散フィル
ム１１は、光拡散性および光透過性に優れたものとな
る。さらに、上記反射防止層１０を塗工により形成した
場合は、製造コストが安価となる。また、上記優れた光
拡散性および光透過性と、反射防止層１０による光の利
用効率の向上とが相まって、この光拡散フィルム１１を
組み込んだ面光源装置は、高輝度化を実現したものとな
る。

【００２２】なお、上記基材フィルム７の厚みは、特に
限定されるものではないが、用途や作業性を考慮して、
５０〜２００μｍの範囲に設定されていることが好まし
い。また、上記基材フィルム７の表面は、光拡散層８お
よび反射防止層１０との密着性を向上させるための従来
公知の密着性向上処理を施してもよいし、逆に基材フィ
ルム７の片面にのみ上記各層（光拡散層８および反射防
止層１０）を積層形成して、その反対側の面を露出した
まま面光源装置等に用いられる場合は、導光板等との密
着を防ぐため、上記露出面を従来公知の密着防止処理を
施してもよい。

【００２３】また、上記光拡散層８の厚みは、光拡散性
と光透過性とのバランスや、得られる光拡散フィルム１
１を組み込む装置全体の厚み規制や、塗工精度等を考慮
して１０〜１００μｍの範囲に設定されていることが好
ましく、より好ましくは２０〜７５μｍの範囲である。

【００２４】そして、上記反射防止層１０の厚み（Ｔ）
は、特に限定されるものではないが、入射光の波長およ
び反射防止層１０の屈折率との関係を考慮して、下記の
式（１）を満たすものが好ましい。

【００２５】

【数１】Ｔ＝（λ／４ｎ）×ｋ ……（１）

【００２６】上記式（１）において、λは反射を防止し
たい光の特定波長であり、ｋは正の奇数（１、３、５、
７……）であり、ｎは反射防止層１０の屈折率である。
このように、反射防止層１０の厚み（Ｔ）を上記式
（１）を満たすよう設定することにより、反射防止層１
０表面における光の反射損失を効率良く抑制することが
でき、それゆえ光の利用効率が向上し、ひいては正面輝
度の向上が実現することになる。

【００２７】なお、上記ポリエステル樹脂を溶解させる
溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトン、キシレ
ン、シクロヘキサン、酢酸エチル等が用いられる。これ
らは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。

【００２８】また、上記基材フィルム７の片面への上記
混合分散溶液の塗工方法としては、特に限定されるもの
ではなく、溶液の粘度や目的とする塗工の厚み等によっ
て適宜に選択される。具体的には、コンマダイレクト
法、ロールコート法、ディッピング法、ナイフコート
法、カーテンフロー法、スプレーコーティング法、スピ
ンコーティング法、ラミネート法等各種の塗工方法が用
いられる。

【００２９】そして、上記反射防止層１０の形成材料と
して、無機物ではなく有機物を用いた場合は、例えばつ
ぎのようにして上記積層体９の片面（光拡散層８の形成
面の反対の面）に反射防止層１０が積層形成される。す
なわち、まず有機物を溶剤等に溶解させ、この有機物溶
液をロールコート法、ディッピング法、ナイフコート
法、カーテンフロー法、スプレーコーティング法、スピ
ンコーティング法等各種の塗工方法で上記積層体９の片
面に塗工する。ついで、適宜の乾燥方法で上記溶剤を揮
散させることにより、上記積層体９の片面に反射防止層
１０が積層形成される。

【００３０】なお、本発明において、上記反射防止層１
０は、上記積層体９の片面（光拡散層８の形成面の反対
の面）のみに積層形成されるだけでなく、その反対の面
（つまり光拡散層８の形成面）のみに積層形成してもよ
いし、これら両方の面に積層形成してもよい。なお、上
記積層体９における光拡散層８の形成面に反射防止層１
０を形成した場合、反射防止層１０の厚みとしては、特
に限定されるものではないが、前述と同様、光拡散層８
の屈折率および出射光の波長を考慮して、決定されるこ
とが好ましいことはいうまでもない。

【００３１】また、本発明の光拡散フィルム１１は、モ
ニタ用には、通常、二枚以上積層して用いるが、一枚の
みで使用してもよい。そして、上記光拡散フィルム１１
は、広視野角が要求されるモニタ用の液晶表示装置に用
いられるだけでなく、従来の液晶表示装置に用いてもよ
い。さらに、これら液晶表示装置以外にも、照明装置等
各種の機器の光拡散フィルムとして使用できる。いずれ
の場合においても、高光透過率および充分な光拡散性を
兼ね備えるため、高輝度が得られ、電力消費の低減を実
現できる。

【００３２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３３】

【実施例１】厚み１００μｍのポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルム（ルミラー＃１００Ｔ５６、東
レ社製、屈折率：１．６４）を基材フィルムとし、この
片面に下記の混合分散溶液Ａをコンマダイレクト法で塗
工し、１２０℃で１分間熱風加熱乾燥させて厚み４０μ
ｍの光拡散層を積層形成して、積層体を得た。つぎに、
この積層体の光拡散層を形成した反対の面に、シリコン
アルコキシドのゾル溶液（コルコートＰ、コルコート社
製）をロールコート法により塗工し、１２０℃で１分間
熱風加熱乾燥させて厚み０．１μｍの反射防止層（屈折
率：１．４５）を積層形成し、光拡散フィルムを得た。

【００３４】〔混合分散溶液Ａ〕ポリエステル樹脂（バイロン２００、東洋紡績社製）１００重量部アクリル樹脂粒子（平均粒径２０μｍ）（テクポリマーＭＢＸ−２０、積水化成品工業社製）１６０重量部トルエン４００重量部メチルエチルケトン５０重量部

【００３５】

【実施例２】アクリル樹脂粒子の配合量を２２０重量部
にすること以外は、実施例１と同様にして、光拡散フィ
ルムを得た。

【００３６】

【実施例３】アクリル樹脂粒子の配合量を２８０重量部
にすること以外は、実施例１と同様にして、光拡散フィ
ルムを得た。

【００３７】

【比較例１】反射防止層を形成しないこと以外は、実施
例２と同様にして、光拡散フィルムを得た。

【００３８】

【比較例２】アクリル樹脂粒子の配合量を１００重量部
にすること以外は、実施例１と同様にして、光拡散フィ
ルムを得た。

【００３９】

【比較例３】アクリル樹脂粒子の配合量を３５０重量部
にすること以外は、実施例１と同様にして、光拡散フィ
ルムを得た。

【００４０】このようにして得られた光拡散フィルムを
光の出射方向が、正面方向に対して８５°のところに出
射光のピークを持つ導光板の上に２枚または３枚配設
し、それらの場合について、それぞれ正面輝度を測定し
た。そして、その結果を、下記の表１に示した。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記結果から、実施例品は、比較例品と比
較して、正面輝度が高くなっていることがわかる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の光拡散フィルム
は、透明な基材フィルムの片面に、アクリル樹脂粒子を
特定の配合割合で含有したポリエステル樹脂組成物から
なる光拡散層が積層形成され、かつこの積層体の少なく
とも片面に反射防止層が積層形成されたものである。こ
のため、上記光拡散層におけるアクリル樹脂粒子の特定
の配合割合に起因して、光拡散性と光透過性という相反
する特性を兼ね備えている。しかも、上記反射防止層が
塗工により積層形成された場合、光の利用効率が高く、
しかも低コストで提供することができる。したがって、
この光拡散フィルムを組み込んだ面光源装置は、高輝度
化を実現でき、しかも液晶表示装置等自体の低消費電力
化および低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光拡散フィルムの一例を示す断面図で
ある。

【図２】サイドライト型の面光源装置の一例を示す説明
図である。

【符号の簡単な説明】

７基材フィルム８光拡散層９積層体１０反射防止層１１光拡散フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明な基材フィルムの片面に、アクリル
樹脂粒子を含有するポリエステル樹脂組成物からなる光
拡散層が積層されてなる積層体が形成され、かつ上記積
層体の少なくとも片面に反射防止層が積層形成された光
拡散フィルムであって、上記光拡散層におけるポリエス
テル樹脂１００重量部に対するアクリル樹脂粒子の配合
量が、１５０〜３００重量部の範囲に設定されているこ
とを特徴とする光拡散フィルム。
【請求項２】上記反射防止層が、塗工により形成され
ている請求項１記載の光拡散フィルム。