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Patent Searching and Data


Title:
LIGHT DIFFUSING BASE MATERIAL AND PLANAR LIGHT SOURCE USING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/078510
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are a light diffusing base material, which efficiently eliminates luminance nonuniformity and has both high illuminance uniformity ratio and high luminance characteristics on a screen, and a planar light source which uses such base material and can be a direct backlight having high luminance and high illuminance uniformity ratio. The base material has an uneven shape wherein a top portion and a bottom portion are repeated, on at least one surface. The base material is composed of a material having a refraction index within a range of 1.45-1.65. When the direction wherein the top portion and the bottom portion are repeated is expressed as x, and the direction of the thickness of the base material as z, an angle θ of the uneven shape on an x-z plane is 55-85° or 95-125° at the bottom, and the inclination of a tangent line between the adjacent bottom portions is reduced in a direction where x increases.

Inventors:
OGATA DAISUKE (JP)
KIKUCHI AKIKAZU (JP)
TAKAHASHI KOZO (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/073317
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 03, 2007
Export Citation:
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Assignee:
TORAY INDUSTRIES (JP)
OGATA DAISUKE (JP)
KIKUCHI AKIKAZU (JP)
TAKAHASHI KOZO (JP)
International Classes:
G02B5/02
Foreign References:
JP2005148095A2005-06-09
JPH10246805A1998-09-14
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Claims:
頂部および底部の繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片面に有する基材であって、該基材は、屈折率が1.45~1.65の範囲内にある材質からなり、頂部および底部の繰り返し方向をx、基材の厚み方向をzとした場合、x-z平面における凹凸形状の裾の角度θが55°~85°の範囲内もしくは95~125°の範囲内であり、かつ隣接する底部間における接線の傾きがx増加方向に減少する光拡散基材。
隣り合う頂部の間に実質的な平坦部が存在していない、請求項1に記載の光拡散基材。
前記裾の角度θが65°~85°の範囲内もしくは95~115°の範囲内である、請求項1または2に記載の光拡散基材。
前記凹凸形状のz方向の最大値が、かかる凹凸形状と同一の裾の角度θを有する真円の一部からなる形状よりも大きい、請求項1~3の何れかに記載の光拡散基材。
前記凹凸形状のアスペクト比が1~3の範囲内である、請求項1~4の何れかに記載の光拡散基材。
基材内部に光拡散素子を含有する、請求項1~5の何れかに記載の光拡散基材。
請求項1~6の何れかに記載の光拡散基材と、発光手段とを備えた面光源。
Description:
光拡散基材およびそれを用いた 光源

 本発明は、輝度ムラが少なく画面上の均 度を高くすることが可能であるにも関わら 、高輝度特性を発揮することができる光拡 基材およびそれからなる面光源に関するも である。

 近年、パソコン、テレビあるいは携帯電 などの表示装置として、液晶素子を用いた ィスプレイが数多く用いられている。これ の液晶ディスプレイは、それ自体は発光体 ないために、単に光を照射するだけでなく 画面全体を均一に照射せねばならないとい 要求に応えるため、サイドライト型バック イトもしくは直下型バックライトと呼ばれ 面光源の構造のものが採用されている。こ とき、バックライトの出射光にムラがある ディスプレイの画質が低下するため、画面 体を均一に照射することが要求される。

 なかでも、テレビなどには、直下型バッ ライトが好適に用いられる。直下型バック イトとは、中空の筐体に光源を配置し、該 源から光を出射することで、該筐体の主た 一平面から光を出射させる方式の面光源で る(例えば特許文献1)。すなわち、光出射面 すぐ下の位置に多数の蛍光管等の光源が配 される構造となる。

 このため、種々のバックライトの中でも 下型バックライトでは、画面上で光源の真 に当たる位置とそうでない位置とで大きな 度差が生じやすく、輝度ムラとして認識さ やすいという課題がある。このため、一般 光出射面には非常に強い光拡散性を有する アクリル樹脂などに光拡散性の粒子を分散 せた、半透明の乳白板(いわゆる光拡散板) 設置されており、さらにその上に、拡散シ トやプリズムシートなどが適宜配置されて る。

 一方、面光源をより高輝度化させる要求 高まるばかりであり、その手段として、例 ば、ランプの本数を増加させたり、出力を ップさせるなどの方法もある。しかしなが 、これらの方法は大きなコストアップの要 となり、非効率でもある。

 また、上記の高輝度化の要求に対して、表 に凹凸形状を有するフィルムに関する提案 なされている。具体的には、シリンドリカ レンズ部をストライプ状に備えたもの(特許 文献2参照)や、ラグビーボール状の形状を備 たもの(特許文献3参照)などが提案されてい 。

特開平5-119311号公報

特開2002-62528号公報

特開2002-107510号公報

 しかしながら、従来の乳白板を備えたバ クライトでは、光の拡散性が強すぎるため 輝度を十分に高くすることが困難である。 た、半円柱状のシリンドリカルレンズ部を えた、いわゆるレンチキュラーシートを搭 した直下型バックライトでは、冷陰極線管 どの蛍光管から斜め方向に出射された光の 部は全反射により、図1に示すように、入射 方向と反対方向の斜め方向に強く出射される ため、充分に高い正面輝度を得ることができ なかった。すなわち、いずれの形態のバック ライトも、充分に高い輝度と均斉度を兼ね備 えていないのが実情である。

 本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み 輝度ムラを効率良く解消して画面上の均斉 を高めつつも高輝度特性を達成することが きる光拡散基材と、それを用いた高輝度か 高均斉度を兼ね備えた面光源を提供せんと るものである。

 本発明は、かかる課題を解決するために、 のいずれかの手段を採用するものである。
(1)頂部および底部の繰り返しからなる凹凸形 状を少なくとも片面に有する基材であって、 該基材は、屈折率が1.45~1.65の範囲内にある材 質からなり、頂部および底部の繰り返し方向 をx、基材の厚み方向をzとした場合、x-z平面 おける凹凸形状の裾の角度θが55°~85°の範 内もしくは95~125°の範囲内であり、かつ隣接 する底部間における接線の傾きがx増加方向 減少する光拡散基材。
(2)隣り合う頂部の間に実質的な平坦部が存在 していない、前記(1)に記載の光拡散基材。
(3)前記裾の角度θが65°~85°の範囲内もしくは9 5~115°の範囲内である、前記(1)または(2)に記 の光拡散基材。
(4)前記凹凸形状のz方向の最大値が、かかる 凸形状と同一の裾の角度θを有する真円の一 部からなる形状よりも大きい、前記(1)~(3)の れかに記載の光拡散基材。
(5)前記凹凸形状のアスペクト比が1~3の範囲内 である、前記(1)~(4)の何れかに記載の光拡散 材。
(6)基材内部に光拡散素子を含有する、前記(1) ~(5)の何れかに記載の光拡散基材。
(7)前記(1)~(6)の何れかに記載の光拡散基材と 発光手段とを備えた面光源。

 本発明の光拡散基材は、表面に付与する 凸形状を単なる半円柱状形状から変更する とで、高い輝度と均斉度とを兼ね備えるこ が可能となる。すなわち、頂部および底部 繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片 に有する基材であって、該基材は、屈折率 1.45~1.65の範囲内にある材質からなり、頂部 よび底部の繰り返し方向をx、基材の厚み方 向をzとした場合、x-z平面における凹凸形状 裾の角度θが55°~85°の範囲内もしくは95~125° 範囲内であり、かつ隣接する底部間におけ 接線の傾きがx増加方向に減少するものとす ることで、蛍光管から斜め方向に入射される 光のうち、入射方向と反対方向の斜め方向に 強く出射する光の割合を減少させ、正面輝度 の向上を達成することができる。そのため、 パソコン、テレビあるいは携帯電話などの表 示装置、特に液晶表示装置などの平面表示装 置に用いられる面光源用として好適である。 面光源としては、直下型面光源やサイドライ ト型面光源があるが、本発明の光拡散基材は そのいずれの面光源においても出射面に装着 して用いることができる。

本発明の光拡散基材の表面に設けられ 凹凸形状の一実施形態を示す模式図である 本発明の光拡散基材の表面に設けられ 凹凸形状の一実施形態を示す模式図である 本発明の光拡散基材の一実施形態を示 模式図である。 本発明の光拡散基材の一実施形態を示 模式図である。

符号の説明

1 :レンチキュラーレンズが有する表面形状 模式図
2 :レンチキュラーレンズの裾部に、斜めか 入射した光線の軌跡
3 :斜めに入射した光のうち、全反射する光 の軌跡
4 :全反射した光線が、屈折により入射方向 反対方向に出射された光線の軌跡
5 :本発明の一実施形態を示す光拡散基材の 面凹凸形状
5’: 凹凸形状5と同一の裾の角度θを有する 円の一部
10:凹凸形状の底部
11:凹凸形状上の位置であって、底部10から凹 形状の繰り返し周期pの1/1000の距離x方向に れた位置
12:凹凸形状の底部10からx方向に引いた直線
100:光拡散基材
101:凹凸形状の頂部
102:凹凸形状の底部
θ :凹凸形状の底部10と、該凹凸形状上の位 であって該底部10から凹凸形状の繰り返し周 期pの1/1000の距離x方向に離れた位置11とを結 だ直線、および、該凹凸形状の底部10からx 向に引いた直線12によりなす角
w :x方向における頂部から底部までの距離
h :z方向における頂部から底部までの距離
h’:凹凸形状5と同一の裾の角度θを有する真 の一部5’からなる形状のz方向の最大値
p :繰り返し周期(ある凹凸形状の底部から頂 を経て次の底部に至るまでのx方向の長さ)
t :本発明書中で定義される総厚み

 本発明は、上記課題、つまり輝度を高め 画面上の均斉度と高輝度特性を両立するこ ができる光拡散基材について、鋭意検討し 結果到達したものであり、図3に示すような 、頂部101および底部102の繰り返しからなる凹 凸形状を少なくとも片面に有する基材100であ って、屈折率が1.45~1.65の範囲内にある材質か らなり、頂部および底部の繰り返し方向をx 基材の厚み方向をzとした場合、x-z平面にお る凹凸形状の裾の角度θが55°~85°の範囲内 しくは95~125°の範囲内とし、さらに、隣接す る底部間における接線の傾きがx増加方向に 少するような凹凸形状を有する基材とする とで、蛍光管から斜め方向に出射される光 うち、入射方向と反対方向の斜め方向に強 出射される光の割合を減少させ、かつ蛍光 から斜め方向に出射される光を正面方向へ 曲げることを可能とし、前記課題を一挙に 決することができることを見出した。

 裾の角度θとは、詳細には図2に示すよう 、凹凸形状の底部10と、該凹凸形状上の位 であって該底部10から凹凸形状の繰り返し周 期pの1/1000の距離x方向に離れた位置11とを結 だ直線、および、該凹凸形状の底部10からx 向に引いた直線12によりなす角である。

 より好ましくは裾の角度θが65°~85°の範 内もしくは100~115°の範囲内である。

 かかる基材の屈折率は1.45~1.65であること 必要である。より好ましくは1.5~1.6である。 ここでいう基材の屈折率とは、単層からなる 光拡散基材である場合、基材の屈折率をいい 、複数の層からなる光拡散基材の場合、凹凸 形状が付与された層の屈折率のことを言う。 かかる基材の屈折率をこれらの範囲にし、か つ裾の角度を上記範囲内とすることで、蛍光 管から斜め方向に入射する光のうち、入射方 向と反対方向の斜め方向に強く出射する光の 割合を減少させ、かつ蛍光管から斜め方向に 入射する光を正面方向へと曲げることを可能 とし、輝度ムラを増大させることなく輝度を 向上することができるようになる。

 かかる要件を満たす基材としては、ポリ ステル、ポリカーボネート、ポリメチルメ クリレート、ポリスチレンなどが挙げられ 。ここでいうポリエステルとは、ポリエチ ンテレフタレート、ポリエチレン-2,6-ナフ レート、ポリブチレンテレフタレート、ポ プロピレンテレフタレート、1,4-シクロヘキ ンジメタノールを共重合成分としたポリエ テルおよびこれらの共重合体などである。 重合される酸成分、ジオール成分としては 香族ジカルボン酸、スルホン酸金属塩基含 ジカルボン酸、炭素数3~25のアルキレングリ コール、ポリアルキレングリコールなどを用 いる事が出来るが、特にこれらに限定される ものではない。

 かかる凹凸形状は、隣接する底部間にお る接線の傾きがx増加方向に徐々に減少する 必要がある。かかる要件を満たすことで、形 状は曲線となり、様々な角度で入射してくる 光を正面方向へ曲げるための接線角度を有す ることができるようになり、輝度ムラを軽減 することができる。曲線形状としては、半円 、半楕円、放物線、双曲線、三角関数あるい はかかる曲線を構成する所定部位などが挙げ られるが必ずしもこれらに限定されるもので はない。

 さらに、かかる形状は頂部を軸として、 対称であることが好ましい。本発明の光拡 基材はたとえば液晶ディスプレイに好適に 用されるが、その場合、かかる要件を満た ことで左右から見た場合の見え方が変わら いものとなるため好ましい。

 また、本発明においては、隣り合う頂部 間に、たとえば特開平11-142622号公報に示さ るような実質的な平坦部が存在しないこと 好ましい。実質的な平坦部とは、蛍光管か 出射される光が直進透過してしまうような 分をいい、たとえば金型加工により凹凸形 を基材に付与する際などにやむを得ず生じ 幅(上記x方向における長さ)1μm以下の平らな 部分は含まれない。実質的な平坦部を排除す ることで、蛍光管から出射される光が直進透 過することを防ぐことができ、輝度ムラを防 ぐことができる。

 また、本発明においては、凹凸形状のz方 向の最大値(h)が、図4に示すように、かかる 凸形状5と同一の裾の角度θを有する真円の 部5’からなる形状のz方向の最大値(h’)より も大きいことが好ましい。かかる要件を満た すということは、凹凸形状5において接線の きの大きい領域が増加することになる。そ ため、光拡散基材に斜めに入射する光を正 方向へ曲げる効果を強くすることができる うになり、蛍光管の本数が少ないバックラ トや、薄型のバックライトに適用した場合 も輝度ムラを解消する効果を強くすること できる。

 凹凸形状は、そのアスペクト比が1~3の範 内であることが好ましい。ここでいうアス クト比とは、図2に示すように、x方向にお る頂部から底部までの距離wと、z方向におけ る頂部から底部までの距離hとの比であり、h/ wである。アスペクト比を1以上にすることで 蛍光管から斜め方向に入射する光をより確 に正面方向へ向けることができ、輝度ムラ より確実に防ぐことができる。一方、アス クト比を3以下とすることで、画面を斜めか ら見た場合の輝度も確保することができる。 アスペクト比のより好ましい範囲は1.3~2.8の 囲である。

 また、凹凸形状は、頂部に不連続点を有 ることが好ましい。なお、頂部に不連続点 有するとは、頂部が微分不可能点であるこ をいう。頂部に不連続点を有することで、 光管直上においても入射光を屈折させるこ ができるようになり、輝度ムラを低減する とができる。

 さらに、凹凸形状の繰り返し周期(p)は1μm ~1000μmであることが好ましい。繰り返し周期p を1μm以上とすることで、光の回折を無視す ことができ、光の回折による色づき、バッ ライト搭載時の画面の画質悪化を防ぐこと できる。一方、1000μm以下とすることで、表 形状が目に見えることを防ぎ、バックライ 搭載時に画面の画質が悪化することを防ぐ とができる。繰り返し周期(p)は、より好ま くは10μm~200μmである。凹凸形状の繰り返し 期をかかる範囲にすることで、凹凸形状を 与するのが容易となり、生産性の向上が図 る。なお、繰り返し周期(p)は、図3に示すよ うに、ある凹凸形状の底部102から頂部101を経 て次の底部102に至るまでのx方向の長さであ 。

 本発明において、光拡散基材の総厚み(t) 10μm~1000μmであることが好ましい。より好ま しくは20~500μmで、さらに好ましくは50~250μmで ある。かかる範囲にすることで、コスト、ハ ンドリング性の利点が顕著となる。厚み(t)が 1000μm以上の光拡散基材は、原料の使用量が え、高コストとなり不適である。また厚み(t )が10μm以下ではハンドリング性が悪く、バッ クライト組み立て時において、専用の設備を 必要とする場合があり、結果的に高コストと なる。なお、本発明における光拡散基材の総 厚み(t)とは、凹凸形状を片面のみに有する場 合、図3に示すように、一方の面に設けられ 凹凸の頂部から、凹凸形状を有さない他方 面までの距離をいい、両面に凹凸形状を有 る場合、一方の面に設けられた凹凸の頂部 ら、それと反対の面の凹凸の頂部までの距 をいう。

 また、本発明の光拡散基材は、内部に光 散素子を有することが好ましい。ここでい 光拡散素子とは、ガラス、シリカ、硫酸バ ウム、酸化チタン、硫酸マグネシウム、炭 カルシウムなどの無機微粒子、またはアク ル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレ 、ポリオレフィン、ポリエステル、尿素樹 、ホルムアルデヒド縮合物、フッ素樹脂な の有機微粒子などであるが、特にこれらに 定されるものではない。また、これらは、1 種または2種以上混合して使用することが可 である。

 光拡散素子の平均粒子径は、通常1~50μmで あることが好ましい。より好ましくは1~30μm 、さらに好ましくは1~20μmである。粒子径を1 μmより大きくすることにより、より高輝度の 画面を得ることができ、また50μmより小さく ることにより、基材の強度を低下させるこ なく、良好な光拡散性を得ることができる なお、ここでいう平均粒子径とは、一次粒 の平均粒子径であって、各々の粒子につい 、最長となる粒子径とそれと直交する方向 粒子径との平均値を求め、かかる操作を粒 50個について行い、それらの算術平均した とする。

 また、これら光拡散素子の屈折率は、上 した屈折率が1.45~1.65の範囲内にある光拡散 材の主たる構成成分と屈折率が異なること 好ましい。光拡散素子と光拡散基材の主た 構成成分が同一であると、主たる構成成分 光拡散素子との界面における屈折および反 による光拡散現象が起こらず、所望の光拡 効果が得られにくい。さらに、有効な光拡 性を得るために、光拡散基材の主たる構成 分と光拡散素子との屈折率差とが0.01以上で あることが好ましい。屈折率差が0.01未満で 光拡散効果が少なく、良好な拡散効果を得 ためには、多量の粒子の添加や基材厚の増 などが必要となり、機械強度が弱くなった 、所望の膜厚より厚くしなければならない いった影響が出ることがある。

 さらに、光拡散素子の断面形状は、円や 円、三角形、四角形などの多角形、あるい これらの一部分の集合体など、特に限定さ るものではないが、本発明においては、円 近い形状であることが好ましい。なお、こ でいう拡散素子の断面形状とは、基材を基 面に対して垂直に切断した場合に観察され 断面形状のことである。

 また、光拡散基材中に配合される光拡散 子の割合は、求める光拡散性の程度により 宜選択されるが、一般的に、体積分率で好 しくは0.01%~50%、さらに好ましくは0.1%~35%、 も好ましくは1~25%である。

 次に本発明の光拡散基材を製造する方法 説明する。本発明の光拡散基材は、たとえ 、公知の熱可塑性樹脂のフィルム、シート 物、板状物(以下、ベース基材という)など 表面に上記のような凹凸形状を付与するこ で得られる。

 ここで、上記のような凹凸形状を付与す 方法としては、特に限定されるものではな が、たとえば熱インプリント法や光インプ ント法などが挙げられる。

 熱インプリントとは、微細な表面形状を する金型と樹脂を熱し、樹脂に金型を押付 、冷却後、離形することで、金型表面に施 れた形状を樹脂へ転写させる手法である。 こで、熱インプリントに用いられる樹脂は 可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であ ても良いが、透明性の高い樹脂であること 好ましい。

 熱可塑性樹脂としては、例えばポリエス ル系樹脂として、ポリエチレンテレフタレ ト、ポリエチレン-2.6-ナフタレート、ポリ ロピレンフタレート、ポリブチレンテレフ レート、シクロヘキサンジメタノール共重 ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポ エステル樹脂、スピログリコール共重合ポ エステル樹脂、フルオレン共重合ポリエス ル樹脂などを挙げることができる。またオ フィン系樹脂として脂環式オレフィン共重 樹脂を、アクリル系樹脂としてポリメチル タクリレートを挙げることができる。さら 、その他の樹脂として、ポリカーボネート ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル ポリエステルアミド、ポリエーテルエステ 、ポリ塩化ビニルなども挙げることができ 。さらに、これらを成分とする共重合体で ったり、これら樹脂の混合物も用いること できる。

 中でも、機械強度、耐熱性、寸法安定性 点において、二軸延伸されてポリエチレン レフタレート、ポリエチレン-2.6-ナフタレ ト、またはこれらをベースとしたその他の 分との共重合体や、混合物などのポリエス ル樹脂がより好ましく用いられる。

 また、熱硬化性樹脂としては、例えば、 クリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ テル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラ ン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹 などが挙げられ、これらより選択される1種 類もしくは2種類以上の混合物を用いること できる。

 一方、光インプリント法とは、フィルム シート状物、板状物の上に、光硬化性樹脂 塗布し、微細な凹凸形状を有する金型を光 化性樹脂部分に押し付けるとともに、金型 押し付けた面と反対方向から紫外光を照射 て光硬化性樹脂を硬化させ、該金型を離形 ることで、フィルムなどに金型の微細な凹 形状を転写する方法である。

 光硬化性樹脂の例としては、分子内に少 くとも一つのラジカル重合性を有する化合 、またはカチオン重合性を有する化合物な が挙げられる。ラジカル重合性を有する化 物とは、活性エネルギー線によりラジカル 発生する重合開始剤の存在下で、活性エネ ギー線照射により高分子または架橋反応す 化合物である。例えば、構造単位中にエチ ン性の不飽和結合を少なくとも1個以上含む ものであり、1官能であるビニルモノマーの に他官能ビニルモノマーを含むものが挙げ れる。またこれらのオリゴマー、ポリマー 混合物であってもよい。また分子内に少な とも1つのカチオン重合性を有する化合物と ては、オキシラン環を有する化合物、オセ タン環を有する化合物、ビニルエーテル化 物から選ばれる1種類あるいは2種以上の化 物が挙げられる。

 ベース基材としては、フィルムの場合、 とえば、主押出機からなる製膜装置に、180 で4時間真空乾燥したポリエチレンテレフタ レートを供給して溶融押出し、このシートを 表面温度20℃の鏡面冷却ドラム上でキャスト て未延伸シートを得る。その後、このシー を、85℃で長手方向に3倍延伸し、連続的に1 00℃の雰囲気中で幅方向に3倍延伸することで 得ることができる。また、ベース基材がシー ト状物もしくは板状物の場合は、フィルムと は厚みが異なるため同様の製法では得られな い場合があるが、公知の方法で製造すればよ い。

 以上のような本発明の光拡散基材は、バ クライト(面光源)の光出射面に好適に用い れ、特に直下型バックライトにおいて良好 性能を発現することができるので有用であ 。

 直下型バックライトは、たとえば、中空 筐体に蛍光管などの発光手段を有し、その 方に光拡散基材を配置してなるものであり 該発光手段からの出射光を該筐体の主たる 平面、すなわち、光拡散基材が配置された から出射させる方式の面光源である。また 直下型バックライトには、中空の筐体の底 、及び側部に、優れた反射特性を示す、い ゆる反射板を搭載することもある。反射板 、反射フィルム単体であってもよいし、筐 や筐体とは別のアルミニウム板に反射フィ ムをラミネートしたものであってもよい。 た、光源の配置に合わせて溝加工されたも でも良い。そして、蛍光管などの発光手段 数、画面の大きさについても特に制限され い。

 このような面光源に本発明の光拡散基材 適用すると、該面光源は、輝度ムラを増大 せることなく高輝度になり、さらには薄型 つ軽量にすることも可能で、また、加工性 く、寸法安定性や強度にも優れたものとす ことが可能になる。よって、特に液晶ディ プレイの直下型バックライトに好適に用い れる。なお、本発明の光拡散基材を面光源 適用する場合、上記のような特徴的な形状 凹凸を有する側の面が光源とは反対側にな ように配置する。

 また、面光源においては、発光手段の上 本発明の光拡散基材を単体で配置しても良 が、発光手段の上にビーズ層含有基材や表 に半球状のドーム形状を付与した基材、あ いは乳白板などの光拡散材を含有せしめた 散板を配置し、その上に本発明の光拡散基 を設置することで、正面のみならず、ディ プレイを斜めから見た場合にも良好な輝度 性を得ることができるようになる。なお、 ーズ層含有基材とは、透明基材あるいは拡 材を内部に含有せしめた拡散基材の上に、 明のビーズを塗布し、バインダー樹脂で固 した層をいう。また表面に半球状のドーム 状を付与した基材とは、透明基材あるいは 散材を内部に含有せしめた拡散基材の表面 、プレス加工などで半球状のドーム形状を 与したものをいう。

 以下、本発明を実施例により、さらに詳 に説明する。

 [特性の測定方法及び評価方法]
 以下の各測定は、高湿条件下(80%以上)を避 、室温(20℃~30℃)、かつ大気圧中で行った。

 (1)バックライトの輝度及び輝度ムラ
 例えば特開平5-119311号公報にあるような直 型バックライトから冷陰極線管の上に設定 れていた拡散板(厚さ2mmのアクリル製)を取り 外し、ここに本発明の光拡散基材を、凹凸を 有する面がCCDカメラ側となるように、かつ、 その基材のxz平面と直交する方向と冷陰極線 の長手方向とを一致させるように設置し、 陰極線管を60分間点灯して光源を安定させ のちに、EYESCALE-3((株)アイ・システム)を用い 、付属のCCDカメラをバックライト表面から90c mの地点にバックライト面に対して正面とな ように設置し、輝度(cd/m 2 )を測定した。

 なお、輝度は、バックライト中央部の二本 冷陰極線管の位置(計2点)、ならびに、それ 二本の冷陰極線管およびそれらに隣接する らに二本の冷陰極線管の中点の位置(計3点) 観測し、冷陰極線管の位置での輝度の平均 L max 、計四本の冷陰極線管の中点の位置での輝度 の平均をL min とした。このとき二本の冷陰極線管及びそれ らに隣接するさらに二本の冷陰極線管の位置 は、光拡散基材を設置せずにバックライトの みで輝度を測定することで決定した。

 そして、(L max  + L min )/2を本発明における平均輝度とした。かかる 平均輝度は、高いほうが良く、3400cd/m 2 以上ある場合をP、3400cd/m 2 未満である場合をFとした。

 また輝度ムラを示す値として、(L max  -L min  )を用いた。輝度ムラは小さいほど良い。輝 度ムラが600cd/m 2 以下である場合をP、600cd/m 2 を越える場合をFとした。

 輝度特性は、平均輝度と輝度ムラの両方がP のものについて、平均輝度から輝度ムラを引 いた値が3000cdm 2 以下である場合はB、3000cd/m 2 超である場合はAとした。かくして評価した 果を表1に示す。

 また、バックライトを斜めから見た場合の 度特性も、EYESCALE-3((株)アイ・システム)を い測定した。まず、付属のCCDカメラを、角 可変の台に、バックライト真上でかつバッ ライト表面からの距離が90cmとなるように設 し、輝度を測定した。続いて、このときの 定角度を0°とし、測定角度0°のときの焦点 回転中心として、CCDカメラとバックライト 心との距離が90cmに保たれるように、CCDカメ ラを回転し、0~60°までの範囲において、15° に輝度を測定した。いずれの場合も輝度ム が600cd/m 2 以下である場合をAとした。0°~30°までの輝度 ムラが600cd/m 2 以下であったものの30°超の範囲で輝度ムラ 600cd/m 2 を超えてしまった場合をBとし、0°~30°までの 輝度ムラが600cd/m 2 超である場合をCとした。

 (2)凹凸形状の裾の角度(θ)、アスペクト比お よび凹凸形状の繰り返し周期(p)の測定ならび に光拡散素子含有の確認方法
 凹凸形状の底部と、該凹凸形状上の位置で って底部から凹凸形状の繰り返し周期pの1/1 000の距離x方向に離れた位置とを結んだ直線 および、該凹凸形状の底部からx方向に引い 直線によりなす凹凸形状の裾の角度(θ)は、 光拡散基材を、ミクロトームを用いて当該光 拡散基材面に対して垂直に凍結切断し、その 断面をイオンコーターで白金/パラジウムを 着して、日本電子(株)製電界放射走査型電子 顕微鏡JSM-6700Fを用いて500から10000倍の範囲で 凹凸を有する層の厚みが確認できる大きさ 拡大し、一つの凹凸形状を画像処理ソフト より各座標点を数値化し、それを表計算上 微分することでθの値を求めた。かかる操 を5回行い、その平均値をθとした。ただし 5回の操作の結果、その最大値と最小値の差 、5回の平均値の50%以上である場合は、かか る操作を50回行い、その平均値をθとした。θ の値は小数点以下第一位を四捨五入し、整数 まで求めた。かくして評価した結果を表1に す。なお、表中、θ 1 は、該凹凸形状上の位置であって、底部から 正の方向に、凹凸形状の繰り返し周期pの1/100 0の距離x方向に離れた位置を求めたときの値 、θ 2 は、底部から負の方向に、凹凸形状の繰り返 し周期pの1/1000の距離x方向に離れた位置を求 たときの値である。

 またアスペクト比は、光拡散基材を、ミ ロトームを用いて当該光拡散基材面に対し 垂直に凍結切断し、その断面をイオンコー ーで白金/パラジウムを蒸着して、日本電子 (株)製電界放射走査型電子顕微鏡JSM-6700Fを用 て500から10000倍の範囲で、凹凸を有する層 厚みが確認できる大きさに拡大し、一つの 凸形状を画像処理ソフトにより各座標点を 値化することで求めた。かかる操作を5回行 、その平均値をアスペクト比とした。ただ 、5回の操作の結果、その最大値と最小値の 差が、5回の平均値の20%以上である場合は、 かる操作を50回行い、その平均値をアスペク ト比とした。アスペクト比の値は小数点以下 第三位を四捨五入し、小数点以下第二位まで 求めた。かくして評価した結果を表1に示す

 凹凸形状の繰り返し周期(p)は、一つの凹 形状において、底部から頂部を経由し、次 底部までの距離を意味し、光拡散基材を、 クロトームを用いて当該光拡散基材面に対 て垂直に凍結切断し、その断面をイオンコ ターで白金/パラジウムを蒸着して、日本電 子(株)製電界放射走査型電子顕微鏡JSM-6700Fを いて500から10000倍の範囲で、凹凸を有する の厚みが確認できる大きさに拡大し、一つ 凹凸形状を画像処理ソフトにより各座標点 数値化することで求めた。かかる操作を5回 い、その平均値をpとした。ただし、5回の 作の結果、その最大値と最小値の差が、5回 平均値の20%以上である場合は、かかる操作 50回行い、その平均値をpとした。pの値は小 数点以下第二位を四捨五入し、小数点以下第 一位まで求めた。かくして評価した結果を表 1に示す。

 光拡散素子含有の確認は、光拡散基材を ミクロトームを用いて当該光拡散基材面に して垂直に凍結切断し、その断面をイオン ーターで白金/パラジウムを蒸着して、日本 電子(株)製電界放射走査型電子顕微鏡JSM-6700F 用いて500から10000倍の範囲で、光拡散基材 総厚みが入る倍率で観察を行い、計測位置 5回変更して観察を行った。かくしてフィル 内部に光拡散素子を含有することが認めら たもの(透明でないもの)はW、認められなか たもの(透明なもの)はW/Oとし、表1に示す。

 (3)総厚み測定(t)
 光拡散基材の総厚みは、ミツトヨ製ダイヤ ゲージを用い、測定子が凹凸を有さない面 接するように光拡散基材を設置し、測定し 。測定は場所を変えて5回行い、その平均値 を総厚みとした。なお、両面に凹凸を有する 場合は、どちらの面に測定子が接してもよい 。

 (4)基材凹凸部分の屈折率測定
 凹凸部分を構成する物質の屈折率は、ミク トームを用いて凹凸部分のみを切削した試 片を作成し、試料片をスライドガラスにの 、屈折率が1.4~1.7の範囲で0.01ずつ異なる市 の屈折液を滴下し、その上にカバーガラス 乗せてプレパラートを作成し、かかるプレ ラートを光源がナトリウムD線(波長589nm)であ る顕微鏡で観察し、試料片の輪郭が最も見え にくい屈折液の屈折率を試料片の屈折率とし た。かかる操作を5回行い、その平均値を屈 率とし、小数点以下第二位まで求めた。

 [実施例1]
 厚さ100μmの透明ポリエステルフィルムに、 硬化性樹脂を塗布膜厚が50μmとなるように 布し、次のような表面形状を有する金型を 膜に押し込み、フィルム方向から光を照射 て、光硬化性樹脂を硬化させ、剥離するこ により所望の表面形状を付与した。ここで a=b=50μmである。

 <金型形状>
(式1)、(式2)で表される曲線をz=z min  + 0.2(z max -z min )の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状

但し、z min は(式1)で表される曲線におけるzの最小値、z max はその最大値である。

 光硬化性樹脂としては、大日本インキ化学 業株式会社製、ユニディック15-829を用いた 光源には水銀灯を用い、強度500mJ/cm 2 で36秒間照射した。その後、80℃で30分間加熱 し、光硬化処理を実施し、その後金型を剥離 することで表面に微細な凹凸形状を有する光 拡散フィルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3500cd/m 2 、輝度ムラ500cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角度45°において15 00cd/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例2]
 次の金型形状を用いた以外は 実施例1と同 の方法にて、光拡散フィルムを得た。

 <金型形状>
(式3)、(式4)で表される曲線をz=z min  + 0.4(z max -z min )の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3400cd/m 2 、輝度ムラ400cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角度45°において15 00cd/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例3]
 次の金型形状を用い、a=b=50μm、c=0.1とした と以外は、実施例1と同様の方法にて光拡散 ィルムを得た。

 <金型形状>
 (式5)、(式6)において、c=0.1であり、かつ(z 1 -z 2 )≧0ではz=z 2 に従い、(z 1 -z 2 )<0ではz=z 1 に従い、zの範囲が(式7)で表される曲線をz=z min  + 0.2(z max -z min )の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状。但し、z min は(式5)、(式6)で表される曲線におけるzの最 値、z max はその最大値である。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3500cd/m 2 、輝度ムラ300cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角度45°において13 00cd/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例4]
 a=50、b=100μmとしたこと以外は実施例1と同様 の金型を使用し、同様の方法にて、光拡散フ ィルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3700cd/m 2 、輝度ムラ200cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角度45°において12 00cd/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例5]
 次の金型形状を用い、a=50、b=100μmとした以 は実施例1と同様の方法にて光拡散フィルム を得た。

 <金型形状>
(式8)、(式9)で表される曲線をz=z min  + 0.4(z max -z min )の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3800cd/m 2 、輝度ムラ200cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。

 斜め輝度特性は、測定角度30°以下では輝度 ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角度45°において10 00cd/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例6]
 次の金型形状を用い、a=50、b=125μmとした以 は実施例1と同様の方法にて光拡散フィルム を得た。

 <金型形状>
(式10)、(式11)で表される曲線をz=z min  + 0.56(z max -z min )の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3900cd/m 2 、輝度ムラ200cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角45°において1000c d/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例7]
 a=50、b=137.5としたこと以外は実施例1と同様 金型を使用し、同様の方法にて、光拡散フ ルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3800cd/m 2 、輝度ムラ200cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角45°において1000c d/m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例8]
  実施例4において、厚さ100μmの透明ポリエ テルフィルムの代わりに、以下に示す方法 て作成した厚さ125μmのフィルムを用いたこ 以外は同様の方法にて、光拡散フィルムを た。以下に厚さ125μmのフィルムの作成方法 示す。

 主押出機Aと副押出機Bを有する複合製膜 置に、下記組成の原料を供給した。すなわ 、主押出機Aには、180℃で4時間真空乾燥した ポリエチレンテレフタレート(PET)にイソフタ 酸成分を10mol%共重合、シクロヘキサンジメ ノール(ガラス転移点163℃、屈折率1.46)を10mo l%共重合させたポリエステル樹脂(融点200℃、 ガラス転移点70℃、屈折率1.6)96量%、ポリメチ ルペンテン(融点230℃、屈折率1.46)4重量%混合 たチップを供給した。また、副押出機Bには 、ポリエチレンテレフタレート(融点265℃)を 給した。

 かかる押出機A、Bから、それぞれの原料 280℃で溶融押出し、主押出機Aの溶融原料が 層に、副押出し機Bの溶融原料が両表面層と なるように溶融3層共押出し、複合フィルム 製作した。複合フィルムの厚み構成比はB/A/B (10/80/10)であった。このシートを表面温度20℃ の鏡面冷却ドラム上でキャストして未延伸シ ートした。このシートを、85℃で長手方向に3 倍延伸した。その後連続的に100℃の雰囲気中 で幅方向に3倍延伸し、長手方向と幅方向の 伸倍率比を1とした。更に、主たる構成成分 ポリエステル樹脂の融点以上である235℃の 囲気中で20秒間の熱処理を行い、厚さ125μm ポリエステルフィルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3600cd/m 2 、輝度ムラ100cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角度30°以下では輝度ムラが600cd/m 2 以下であったものの、測定角45°において800cd /m 2 の輝度ムラが発生し、Bであった。

 [実施例9]
 実施例6の光拡散基材の下にビーズ層含有基 材として、(株)きもと製188GM3を配置した。

 かくして得られた面光源は、表1に示す通り 、平均輝度4300cd/m 2 、輝度ムラ100cd/m 2 で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、 優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特 性は、測定角60°においても輝度ムラが400cd/m 2 であり、Aであった。

 [比較例1]
 次の金型形状を用いた以外は実施例1と同様 の方法にて、光拡散フィルムを得た。

 <金型形状>
 (式12)で表される曲線をz=z min の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3100cd/m 2 、輝度ムラ1500cd/m 2 で、輝度ムラが大きく、見え方が悪い画面と なった。

 [比較例2]
 次の金型形状を用いた以外は 実施例1と同 の方法にて、光拡散フィルムを得た。

 <金型形状>
 (式13)、(式14)で表される曲線をz=z min  + 0.6(z max -z min )の位置で反転し、かつ、それをx軸方向に繰 返し有する形状

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3300cd/m 2 、輝度ムラ1200cd/m 2 で、輝度ムラが大きく、見え方が悪い画面と なった。

 [比較例3]
 実施例1において、繰り返し形状間に2μmの 坦部を設けたこと以外は同様の方法にて光 散フィルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3500cd/m 2 、輝度ムラ1800cd/m 2 で、輝度ムラが大きかった。

 [比較例4]
 頂角が30°の二等辺三角形で、かつ、周期が 100μmである凹凸を有する金型を用いた以外は 、実施例1と同様の方法にて、光拡散フィル を得た。すなわち、隣接する底部間におけ 接線の傾きがx増加方向に増加しない光拡散 ィルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3500cd/m 2 、輝度ムラ5000cd/m 2 で、非常に輝度ムラが大きく、見え方の悪い 画面となった。

 [比較例5]
 a=50、b=100としたこと以外は比較例1と同様の 金型を使用し、同様の方法にて、光拡散フィ ルムを得た。

 かくして得られたフィルムは、表1に示す通 り、平均輝度3000cd/m 2 、輝度ムラ400cd/m 2 で、平均輝度が低く、暗い画面となった。

 本発明の光拡散フィルムおよびそれを用 た面光源は、パソコン、テレビあるいは携 電話などの表示装置、特に液晶表示装置な の平面表示装置に用いられる面光源用とし 好適であり、有用である。