JP2004045472A - 光拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置、並びに液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルム、保護光拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａである光拡散フィルム及びその製造方法、並びに面光源装置、液晶表示装置を特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａである光拡散フィルム及びその製造方法、並びに面光源装置、液晶表示装置を特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光拡散性を有する光拡散フィルムに関し、さらに詳しくは、液晶ディスプレイのバックライト面光源装置等に用いられる光拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置、並びに液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
（技術の概要）パソコン、ワープロ、液晶テレビなどの液晶表示装置は、液晶自体が発光しないので、面光源装置（バックライトともいう）で裏側から照明する。該バックライトは、通常、液晶画面の全体を均一に照射させるため、線状光源からの光を、光散乱パターンが設けられた導光板の側端面より入射させて、面状に光らせるエッジライト方式である。
このような面光源装置は、例えば、裏面側に反射板を有する導光板の側面から、入射した光源からの光を、光出射面から出射させ、さらに、光を散乱、拡散、集光させ、照射面の輝度を均一にするために、光拡散フィルム、レンズフィルム、保護光拡散フィルムなどが設けられている。該光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムとしては、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱パターンを隠せる等が要求される。
また、カラー液晶表示装置で要求される充分な明るさは、なお一層の光透過性と、正面方向への出射光が要求される。このため、光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムとしては、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等へ光拡散剤を分散し板状にしたもの、透明な基材フィルムへ微粒子をバインダからなる光拡散層を設けたもの、透明な基材フィルムへ表面に微細な凹凸を有する光拡散層を形成したもの、など各種のものが提案されている。
【０００３】
（従来技術）従来、特開平９−１２７３１５号公報に開示された光拡散板では、透明樹脂に光拡散剤として微粒子を分散させた光拡散層を透明基材に設けるようにしている。また、特開平１０−１４２４０６号公報、特開平１１−６４６１１号公報に開示された光拡散板では、透明基材に設けた透明樹脂と微粒子からなる光拡散層において、微粒子を露出又は部分的に埋設するようにしている。しかしながら、いずれも微粒子又はビーズなどが、レンズフィルムを傷付けたり、また、微粒子又はビーズが脱落してレンズフィルムのプリズムの間に入り込み、光学的特性が変化したり、影となってしまうするという問題点がある。さらに、光拡散剤を含有した光拡散板では、充分な光拡散効果を得るために大量の光拡散剤を含有させるので、高い光透過性が得られないという欠点がある。
さらにまた、特公平８−１６１７５号公報に開示された光拡散板では白色ポリステルフィルムを用い、特開２００２−７１９１５号公報に開示された光拡散板では微細な空洞を多数含有するポリエステルフィルムからなるようにしている。しかしながら、十分な反射性能又は均一な面光が得られないという欠点がある。さらにまた、特開２００２−７１９６５号公報に開示された光拡散板では、微細凹凸光拡散層を有するようにしている。しかしながら、フロントライト式に限られるという欠点がある。
また、本出願人は、特開２００１−４２１０８号公報に開示された光拡散板では、微細な凹凸形状の光拡散層を設けるようにしている。しかしながら、該光拡散板を重ねて保管するうちに、圧力で凹凸が変形するというという欠点がある。さらに、特開２０００−２１０６１８号公報に開示された光拡散板の製造方法では、本発明の製造方法と同じであるが、製造された光拡散フィルムは異なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、光拡散層を形成する樹脂の平衡弾性値を３〜１０×１０７Ｐａとすることで、自身の保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルム、保護光拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置及び液晶表示装置を提供することである。
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる光拡散フィルムは、液晶表示装置用の面光源装置に用いられる光拡散フィルムにおいて、透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａであるように、したものである。本発明によれば、自身の保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルムが提供される。
請求項２の発明に係わる光拡散フィルムは、上記光拡散層を形成する樹脂が、光拡散剤を含まない電離放射線硬化性樹脂液を硬化してなるように、請求項３の発明に係わる光拡散フィルムは、上記光拡散フィルムが、保護光拡散フィルムであるように、したものである。本発明によれば、レンズフィルムを傷付けることも、ゴミ等の発生源となることもなく、保護光拡散フィルムにも使用することのできる光拡散フィルムが提供される。
請求項４の発明に係わる光拡散フィルムの製造方法は、透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａである液晶表示装置用の面光源装置に用いられる光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法において、（ａ）光拡散性のある微細エンボス形状が形成されたロール凹版を回転させ、該ロール凹版の少なくとも凹部に電離放射線硬化性樹脂液を充填する充填工程、（ｂ）該充填された電離放射線硬化性樹脂液に対して、ロール凹版の回転方向に同期して走行する透明基材を接触させる接触工程、（ｃ）透明基材がロール凹版に接触している間に、ロール凹版と透明基材との間にある電離放射線硬化性樹脂液に、硬化装置からの電離放射線を照射して硬化させる硬化工程、（ｄ）該硬化と同時に、電離放射線硬化樹脂と透明基材とを密着させる密着工程、（ｅ）密着した電離放射線硬化樹脂と透明基材をロール凹版から剥離する剥離工程、からなるように、したものである。本発明によれば、既存の設備で、微細な凹凸の賦型が精度よく、効率よく製造でき、かつ、自身の保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法が提供される。
請求項５の発明に係わる面光源装置は、光源と、該光源の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板と、該導光板上に、光拡散フィルム、レンズフィルム、保護光拡散フィルムとを備える面光源装置において、光拡散フィルムが請求項１〜２のいずれかに記載の光拡散フィルム、及び／又は、保護光拡散フィルムが請求項３に記載の保護光拡散フィルムであるように、したものである。本発明によれば、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもなく、導光板の光散乱ドットパターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備える面光源装置が提供される。
請求項６の発明に係わる液晶表示装置は、請求項５に記載の面光源装置上に、液晶パネルを配置したように、したものである。本発明によれば、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、表示画像の視認性に優れる液晶表示装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の態様について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの平面図及び断面図である。
図２は、本発明の１実施例を示す面光源装置、及び液晶表示装置である。
（構成）図１（Ａ）に示す本発明の光拡散フィルムは１は、光拡散部３と、枠部５と、取付けノッチ７からなり、また、図１（Ｂ）に示すように、透明基材１１の少なくとも一方の面に、必要に応じてプライマ層１３を介して、光拡散層１５を有し、該光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有している。
図２に示す本発明の液晶表示装置６０は、液晶表示パネル３０と面光源装置５０とからなっている。該面光源装置５０は、本発明の面光源装置５０であり、光源２１と、該光源の光を側面から所定の方向に面投光する導光板２５と、該導光板２５の上に設けられた本発明の光拡散フィルム１と、該光拡散フィルム１の上に設けられたと、レンズフィルム４０と、該レンズフィルム４０の出光面側に設けられた、保護光拡散フィルム１Ｂとを備える面光源装置２０である。該保護光拡散フィルム１Ｂとしては、本発明の光拡散フィルム１のと同じもの又は準じたものでよい。
また、前記光源２１の下へ反射フィルム２７を設ける。該反射フィルム２７は、出光面と反対側へ逃げた光を出光面側に戻す。
また、液晶表示パネル３０は面光源装置５０の出光側に設けられ、下基板３５と上基板３３に挟まれた液晶層３１からなる透過型の液晶表示パネル３０である。面光源装置５０は、液晶表示パネル３０を裏面から照明する。
【０００７】
（発明のポイント）本発明の光拡散フィルム１は、透明基材１１の少なくとも一方の面に、必要に応じてプライマ層１３を介して、光拡散層１５を有し、該光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有し、かつ、該光拡散層１５を形成する硬化樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａとする。この範囲未満では、光拡散層の樹脂が柔らかく変形し易いので、該保護拡散フィルムに接しているレンズフィルムの頂部の稜線跡がついて外観不良となる。また、光拡散フィルム１自身を重ねて保管するうちに、最下部に位置するフィルムは上からの圧力で光拡散層の凹凸形状が変形してしまう。この範囲以上では、光拡散層の硬化樹脂の架橋密度が高く硬く脆いので、レンズフィルムの頂部の稜線跡はつかないものの、拡散フィルム自身がカールしたり、チップ抜き工程でバリの発生が増加して好ましくない。チップ抜き工程とは、連続ウェブ状から１枚毎の光拡散フィルムとする工程であり、光拡散フィルムが硬く脆いと、抜き刃で抜いた枚葉製品の端面へバリが発生し、バックライトの重大な欠点となる。
【０００８】
このように、平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａの範囲とすることで、光拡散フィルム１へレンズフィルムの頂部の稜線跡がつかず、光拡散フィルム１自身を重ねて保管しても、最下部のフィルムでも凹凸形状が変形することがなく、また、露出した微粒子又はビーズなどを有する従来の光拡散層のように、レンズフィルムを傷付けることもない。さらに、脱落しやすい微粒子又はビーズなどを含まず樹脂層のみであり、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもない。さらにまた、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱パターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備えられることを見出して、多くの相矛盾する課題を解消し本発明に至ったものである。
【０００９】
また、本発明の製造方法によれば、光拡散層の形成と同時に、表面の凹凸形状も形成することができ、かつ連続ウェブ状のロールツーロール法で工程が進むので、生産効率が良く、歩留まりがよい。
さらに、該光拡散フィルム１を用いた面光源装置５０は、その出光量は均一で、黒点や輝線は見られなかった。該面光源装置５０を用いた液晶表示装置６０は、全面白表示、及び黒表示させても、明るく均一な表示ができる。
【００１０】
（材料）光拡散フィルム１は、透明基材１１の少なくとも一方の面に、必要に応じてプライマ層１３を介して、光拡散層１５を有し、該光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有している。
透明基材１１は、ベースとなる層であり、その材料としては、透明性、耐熱性、機械的強度、製造に耐える耐溶剤性などがあれば、用途に応じて種々の材料が適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト・ポリブチレンテレフタレ−ト・ポリエチレンナフタレ−ト・ポリエチレンテレフタレート‐イソフタレート共重合体・テレフタル酸‐シクロヘキサンジメタノール‐エチレングリコール共重合体・ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンナフタレートの共押し出しフィルムなどのポリエステル系樹脂、ナイロン６・ナイロン６６・ナイロン６１０などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート・ポリメタアクリレート・ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリイミド・ポリアミドイミド・ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレ−ト・ポリスルホン・ポリエーテルスルホン・ポリフェニレンエ−テル・ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）・ポリアラミド・ポリエーテルケトン・ポリエーテルニトリル・ポリエーテルエーテルケトン・ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン・高衝撃ポリスチレン・ＡＳ樹脂・ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、セロファン・セルローストリアセテート・セルロースダイアセテート・ニトロセルロースなどのセルロース系フィルム、などがある。
【００１１】
該透明基材は、これら樹脂を主成分とする共重合樹脂、または、混合体（アロイでを含む）、若しくは複数層からなる積層体であっても良い。また、延伸フィルムでも、未延伸フィルムでも良いが、強度を向上させる目的で、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。
該透明基材厚さは、フィルムがもつ剛性にもよるが、加工性等の取扱い面から２５〜１０００μｍ程度が適用できるが、５０〜５００μｍが好適で、１００〜２５０μｍが最適である。これ以上の厚さでは機械的強度が過剰過ぎまたコスト面でも不利で、これ未満では加工、保管物流時、面光源装置への組立時などにシワ、折り跡などが発生してしまう。
該基材フィルムは、これら樹脂の少なくとも１層からなるフィルム、シート、ボード状として使用するが、これら形状を本明細書ではフィルムと総称する。通常は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系のフィルム、セルローストリアセテートが好適に使用され、ポリエチレンテレフタレートが最適である。
該透明基材は、塗布に先立って塗布面へ、積層する拡散層との接着を強固に安定化するために、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理、プライマー（アンカーコート、接着促進剤、易接着剤とも呼ばれる）塗布処理、予熱処理、除塵埃処理、蒸着処理、アルカリ処理、などの易接着処理を行ってもよい。該透明基材は、必要に応じて、充填剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤などの添加剤を加えても良い。
【００１２】
光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有し、接触する部材を保護し、かつ、適度な光拡散性を有することにより、隠蔽性を備える層である。該光拡散層１５の表面粗さは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に準拠して測定し、直線性を表す粗度で十点平均粗さＲｚで示すと、Ｒｚ＝１．６μｍである。また、測定条件を、縦倍率：２０００倍、横倍率５０倍、測定基準長０．８ｍｍ、位相特性：ノーマル型、送り速度：０．１ｍｍ／秒、カウントレベル±０．１μｍとして、Ｐｃ１方式により測定した場合の粗さである山の数ＰＣ＝８である。
Ｒｚは、１〜６μｍの範囲内にあることが望ましい。１μｍ未満では、凹凸の高さが足りず、隠蔽性が低くなるからであり、６μｍを越えると、隠蔽性が必要以上に高くなりすぎて、光学特性が悪くなるからである。同様な理由から、ＰＣは、上記測定条件において、２〜１５の範囲内であることが望ましい。
【００１３】
なお、Ｐｃ１方式は、カウントレベルＣＬを設定し、粗さ曲線Ｆの中心線Ｃに平行な２本の上側ピークカウントレベルＵ及び下側ピークカウントレベルＤを設ける。下側ピークカウントレベルＤと粗さ曲線Ｆとが交叉する２点間において、上側ピークカウントレベルＵと粗さ曲線Ｆとが交叉する点が１箇所以上存在するときを１山としてカウントし、このカウントを基準長さＬの範囲内において行い、山のカウント数により表面粗さを表す。
【００１４】
光拡散フィルム１は、光拡散層１５の表面凹凸により、適度な光拡散作用を持っている。光を拡散するレベルを示す指標として、物体の輝度とそれを散乱媒質を通して見た場合の輝度との比として示すヘーズ値が用いられるが、本発明の光拡散フィルム１のヘーズ値としては、１５〜５０の範囲内にあることが望ましく、更に、２０〜４０の範囲内にあることがより好ましい。１５未満では、隠蔽性が低くなり、レンズフィルム以下の微細な不具合等を隠せなくなり、５０を越えると、必要以上に隠蔽性がありすぎて、輝度が低下するからである。また、光拡散層１５の厚さとしては、２〜１００μｍの範囲内にあることが望ましく、更に、５〜３０μｍの範囲内にあることがより好ましい。この範囲未満では、凹凸形状の賦型性が十分でなく、光拡散性が低くなり、この範囲以上では、必要以上に過剰過ぎて、嵩高くなるからである。
【００１５】
光拡散層１５の材料としては、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリレート（以下、本明細書では、アクリレートとメタアクリレートとを、（メタ）アクリレートと記載する。）等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性の希釈剤を比較的多量に含むものから構成する。上記希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー、並びに多官能モノマー、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等がある。
【００１６】
更に、上記の電離放射線硬化性樹脂を紫外線硬化性樹脂として使用するときは、これらの中に光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、αーアミロキシムエステル、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルホスフィン等を混合して使用する。
【００１７】
上記の電離放射線硬化性樹脂には、次の反応性有機ケイ素化合物を含ませることもできる。ＲｍＳｉ（ＯＲ′）ｎで表せる化合物であり、ここでＲ、Ｒ′は、炭素数１〜１０のアルキル基を表し、ｍ＋ｎ＝４であり、そしてｍ及びｎは、それぞれ整数である。更に具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラペンタエトキシシラン、テトラペンタ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラペンタ−ｎ−プロポキシシラン、テトラペンタ−ｎ−ブトキシシラン、テトラペンタ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラペンタ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等があげられる。
【００１８】
光拡散層１５は、上記の反応硬化性樹脂ばかりでなく、熱可塑性樹脂を用いて形成することもできる。例えば、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート等のアクリル樹脂、、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネートや、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリハイドロカーボン、６，６ナイロン、６ナイロン等のポリアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリイミド、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、アセチルセルロース等の熱可塑性樹脂から選択できる。
【００１９】
以上のような材料を用いて光拡散層１５を形成し、該光拡散層１５の動的粘弾性測定による平衡弾性値を３〜１０×１０７Ｐａとする。この場合の平衡弾性値の数値と効果の関係については、実施例のなかで詳細に述べる。
【００２０】
（製造方法）次に、発明による光拡散フィルムの製造方法につて、説明する。
図３は、本発明の１実施例を示す製造方法の工程図である。
図４は、本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの製造装置の一部の模式的な断面図である。
本発明の光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法は、図３に示すように、（ａ）充填工程２０１、（ｂ）接触工程２０２、（ｃ）硬化工程２０３、（ｄ）密着工程２０４、（ｅ）剥離工程２０５とから構成されている。
（ａ）充填工程２０１は、光拡散性のある微細エンボス形状の型が形成されたロール凹版１０１を回転させ、そのロール凹版１０１の少なくとも凹部１１２に電離放射線硬化性樹脂液１１３を充填する工程である。（ｂ）接触工程２０２は、充填工程２０１でロール凹版１０１に充填された電離放射線硬化性樹脂液１１３に対して、ロール凹版１０１の回転方向に同期して走向する透明基材１１を接触させる工程である。（ｃ）硬化工程２０３は、接触工程２０２で透明基材１１がロール凹版１０１に接触している間に、ロール凹版１０１と透明基材１１間にある電離放射線硬化性樹脂液１１３に、硬化装置１２１からの電離放射線を照射して硬化させる工程である。（ｄ）密着工程２０４は、硬化工程２０３で硬化する電離放射線硬化性樹脂液１１３と透明基材１１とを密着させる工程である。なお、硬化工程２０３と密着工程２０４は、通常同時に進行する。（ｅ）剥離工程２０５は、密着工程２０４で密着した電離放射線硬化性樹脂液１１３の硬化物１１３ａと透明基材１１をロール凹版１０１から剥離する工程である。
【００２１】
まず、本発明の光拡散フィルムの製造方法および製造装置について簡単に説明する。図４（Ａ）において、１０１は所望の凹凸が形成されたロール凹版、１１２はそのロール凹版１０１の凹部、１１３は電離放射線硬化性樹脂液、１１は透明基材、１１５はロール凹版に当接してロール凹版１０１を押圧する押圧ロール、１１６は送りロール、１１７は電離放射線硬化性樹脂液１１３を硬化するための硬化装置、１２０は電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１に塗工するための塗工装置である。
【００２２】
（製造装置）次に、主に図４（Ａ）を参照しながら、この実施形態による光拡散フィルムの製造装置に詳細に説明する。ロール凹版１０１は、円筒状の版材に、後述する所定形状の凹部１１２を設けたものである。このロール凹版１０１は、円筒状の版材に直接施盤加工したり、電鋳法で形成したミルによるミル加工等で切削する方法、電鋳法、サンドブラスト法、ガラスビーズブラスト法、エッチング法などにより製造できる。ロール凹版１０１の材質としては、銅、クロム、鉄等の金属、ＮＢＲ、エポキシ、エボナイト等の合成樹脂、ガラス等のセラミックス等を用いることができる。また、ロール凹版１０１の大きさは、特に限定されず、製造しようとする凹凸表面を有するシートの大きさに応じて適宜選択することができる。なお、図示しないが、ロール凹版１０１は、駆動装置が設けられ回転駆動するように形成されている。
【００２３】
また、前述したように、樹脂液１１３の粘度を所定の値に調整する方法として、ロール凹版の内部を中空とし、その中空部に、適度の温度に温度調整した水、油、蒸気等の流体を流入、流出させ、ロール凹版の版表面温度を所定値に制御する方法が適用できる。一般に、高温になるほど粘度が下がるのが、高温すぎると樹脂液１１３の分解蒸発等が起こるために、樹脂によっても異なるが約１５℃〜５０℃が好ましい。
【００２４】
押圧ロール１１５は、透明基材１１を押圧できればよいが、通常直径１４０ｍｍ程度の大きさで、その材質はシリコンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＴ等で形成することができる。押圧ロール１１５および送りロール１１６は、透明基材１１を送るために回転自在となっている。これらは、ロール凹版１０１とつれ回る形式でもよいが、駆動装置により駆動することもできる。また、透明基材１１を送り出すシート供給装置および微細エンボスを形成したシートを巻き取る巻き取り装置を設けることもできる。
【００２５】
硬化装置１１７ａは、電離放射線を照射して、電離放射線硬化性樹脂液１１３を硬化させる装置である。なお、凹版から剥離した電離放射線硬化性樹脂液１１３ａを完全に硬化させるために、硬化装置１１７ｂを設けてもよい。ここで、電離放射線とは、電磁波または荷電粒子線のうち、分子を重合、架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線、電子線等が用いられる。硬化装置１１７として、紫外線の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライトランプ、メタルハライドランプ等の光源を用いることができる。
【００２６】
また、電子線の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器等の照射源を備えた装置を用いることができ、１００〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを持つ電子を照射する。照射線量としては、通常０．５〜３０Ｍｒａｄ程度が好ましい。
【００２７】
塗工装置１２０は、電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１に塗工するための装置であり、ノズル塗工装置（図４に示す方法）を用いることが望ましい。このノズル塗工装置は、所定寸法のノズルがＴダイ状の長方形または線状の吐出口を有し、その吐出口の長手方向がロール凹版回転方向と直交する方向（幅方向）に設置されており、ロール凹版１０１の全幅のうちの所定の幅をカバーするように設けられ、電離放射線硬化性樹脂液１１３を加圧してカーテン状にロール凹版１０１上へ吐出するための吐出装置を備えている。また、ノズル塗工装置は、吐出量のムラ、経時変化を緩和するために、ノズルの途中に空洞１２２を設けるとよい。さらに、塗工装置１２０としては、上記以外にも透明基材１１にロールコート法、ナイフコート法等の適当な手段による塗工装置を採用してもよい。
【００２８】
また、図示はしていないが、電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１上へではなく、透明基材１１上に塗工した後に、押圧ロール１１５によって、ロール凹版１０１に透明基材１１上の塗膜面を押圧することもできる。なお、気泡の混入がなく、微小凹凸を忠実に再現するためには、ロール凹版１０１側に樹脂液１１３を塗工する方が好ましい。
【００２９】
溶剤乾燥装置１２１は、樹脂の溶剤を揮発させるための装置である。溶剤乾燥装置１２１としては、温風や赤外線ヒータ等を用いることができる。この溶剤乾燥装置１２１を設けることにより、溶剤型の樹脂を用いることができるために、使用する樹脂の選択の幅が広がり塗工性の調和も容易になる。なお、無溶剤型の電離放射線硬化性樹脂液１１３を用いる場合には、乾燥装置１２１は不要である。
【００３０】
（製造方法）次に、図４に示した製造装置の動作とともに、この実施形態の光拡散フィルムの製造方法を説明する。まず、ロール凹版１０１の凹部１１２に、電離放射線硬化性樹脂液１１３を塗工装置１２０により充填し（充填工程２０１）、透明基材１１をロール凹版１０１に充填させた樹脂１１３にも接するように接触させる（接触工程２０２）。
【００３１】
ここで、電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１の凹部１１２に充填する方法としては、図４に示したように、ロール凹版１０１の表面に、予め電離放射線硬化性樹脂液１１３を所定量塗工しておいて、透明基材１１をロール凹版１０１へ供給したときに、押圧ロール１１５の基材背面側からの押圧により、透明基材１１を介して、塗工されている電離放射線硬化性樹脂液１１３を凹部１１２内に配分充填させる。この場合に、溶剤タイプの硬化性樹脂が使用でき、透明基材１１に塗工された電離放射線硬化性樹脂液１１３は、流動性をある程度制御するために、その樹脂液１１３の溶剤を希釈するために使用した溶剤などを乾燥装置１２１により乾燥除去し、さらに、硬化装置１１７ａにより、溶剤を乾燥した樹脂液１１３を半硬化させる。硬化装置１１７ａは、図４（Ａ）に示したように１個でもよいが、図４（Ｂ）に示すように、複数個（この実施形態では、５個）の硬化装置１１７ａ−１〜１１７ａ−５を設け、ロール凹版１０１内の樹脂液１１３を多段階に硬化させるようにしてもよい。このようにすれば、透明基材１１の走向速度を速くしても、十分な照射量が得られ、また、徐々に硬化させることにより、樹脂液１１３の硬化物の歪み、透明基材１１のカールや歪みを低減するために好ましい。
【００３２】
次いで、透明基材１１がロール凹版１０１に接している間（具体的には、図中の押圧ロール１１５と送りロール１１６との間に位置している時期）に、硬化装置１１７ａにより電離放射線硬化性樹脂液１１３を硬化させる（硬化工程２０３）。
【００３３】
なお、この実施形態では、硬化装置１１７ａにより電離放射線を照射する場合には、透明基材１１側から行われるが、ロール凹版１０１を石英、ガラス等の電離放射線の透過性がよい材質により形成して、ロール凹版１０１の内部側より照射することもできる（具体的にはロール中空内に設置した照射装置により）。また透明基材側と凹版内部側と両面から照射してもよい。
【００３４】
硬化装置１１７により、ロール凹版１０１の凹部１１２内にある電離放射線硬化性樹脂液１１３ａを透明基材１１に密着させる（密着工程２０４）。このとき、硬化度合は、少なくとも樹脂１１３の流動性を失わせ、かつ、透明基材１１との密着性を生じさせる程度であればよい。
【００３５】
硬化装置１１７を通過した後、透明基材１１をロール凹版１０１から剥離する（剥離工程２０５）。これにより、硬化した電離放射線硬化性樹脂液１１３ａが透明基材１１と一体になって、凹部１１２から脱離され、凹凸表面を有する光拡散フィルム１が得られる。
【００３６】
また、微細な凹凸形状（エンボス）１７を有する光拡散層１５は、透明基材１１の表面、裏面いずれに形成してもよく、表裏両面に設けることもできる。
これら微細な凹凸形状（エンボス）１７の加工方法としては、例えば、サンドブラスト法、ガラスビースブラスト法、エッチング法、または金属等のロール上に旋盤を用いて加工したり、数値制御された切削加工機により、金属等の原型を加工した後、原型自体を焼入れ加工させたり、さらは、原型から電鋳法により凹凸形状を別の金属にさらに型取りしたものをミルとして用い、公知のミル加工法により金属ロール状の版材に凹凸形状を加工する方法、版の法線方向の断面形状が単純な場合には、公知の光腐蝕法を用いることもできる。
【００３７】
（面光源装置）本発明の面光源装置５０は、図２に示すように、光源２１と、反射フィルム２７と、光源２１の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板２５と、該導光板２５上に、光拡散フィルム１、レンズフィルム４０、保護光拡散フィルム１Ｂとを備える。導光板２５は切り出したアクリル板などを光学研磨し、光源２１からの光を拡散させて、出光方向に向けるためのドットパターンのインキ層２３を非出光面に、白色インキをシルクスクリーン印刷でパターン状に印刷する。該白色パターンの面積は、光源２１から離れるにつれて、徐々に大きくなるように印刷する。レンズフィルム４０（レンズフィルム、プリズムシートともいう）は、断面が三角プリズムであるフィルムで、出光方向の輝度を向上させる。ポリカーボネートフィルムを熱プレス方法、紫外線硬化樹脂により賦型する方法があり、例えば、ＢＥＦ２（住友３Ｍ社製、レンズフィルム商品名）がある。反射フィルム２７は、導光板２５の非出光面側に設け、不要方向への出光光線を遮り、また、光線を出光方向に反射して戻す。該反射フィルム２７は線状光源から発せられる光を均一に導光板へ反射することが要求されるが、側面の線状光源からの所定の方向に向かう光は、光源近傍が局所的に明るくなって一般に輝線と呼ばれる現象が発生してしまう。この輝線を解消するために、反射フィルム２７上の輝線が発生する位置に黒いインキ層を設けてもよい。
【００３８】
レンズフィルム４０の出光面側には、該レンズフィルム４０のプリズム頂部と液晶表示パネルとが直接接触して、輸送時の振動等により互いに傷を付けないように、保護拡散フィルム１Ｂが設けられている。保護拡散フィルム１Ｂは、レンズフィルム４０のプリズムのスジやニジムラ模様等を隠蔽する、わずかな光拡散硬化が必要である。該保護光拡散フィルム１Ｂは、光拡散フィルム１と同じもの、又は光拡散性を少し減少させた光拡散フィルム１が用いられる。該保護光拡散フィルム１Ｂ及び／又は光拡散フィルム１は、今まで説明してきた本発明の光拡散フィルム１で、光拡散層１５の樹脂として、平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａの範囲を有する。このために、本発明の面光源装置５０は、脱落しやすい微粒子又はビーズなどの光拡散剤を含まないので、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもない。また、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱ドットパターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備えている。
【００３９】
（液晶表示装置）本発明の液晶表示装置６０は、図２に示すように、本発明の面光源装置５０の出光側に液晶表示パネル３０が設けられ、面光源装置５０が液晶表示パネル３０を裏面から照明する。液晶表示装置は、公知の各種方式のものが対象なり、白黒でもカラー（天然色を含む）でもよい。また、時計、電子卓上計算機、各種計器、ワードプロセッサ等の表示部に用いる数字、文字を表示するものでもよいし、テレビジョン用、電子計算機の出力モニタ用等の一般の画像を表示するものでもよい。本発明の液晶表示装置６０は、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、観察性に優れる。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
透明基材としては、厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムＡ４３００（東洋紡績社製、ポリエチレンテレフタレートフィルム商品名）を用いた。ロール凹版としては、鉄芯表面にクロムメッキし、＃２５０の液体サンドブラスト処理をした後に、再度クロムメッキ処理して、表面に微細な凹凸形状を形成した。製造装置としては図４（Ａ）の製造装置を用いた。
まず、（ａ）充填工程２０１で、上記ロール凹版１０１を回転させ、そのロール凹版１０１の少なくとも凹部１１２に、光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＲＣ２１−４６４（大日本インキ化学工業社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を充填した。
（ｂ）接触工程２０２で、充填された電離放射線硬化性樹脂液１１３に対して、ロール凹版１０１の回転方向に同期して走向する上記透明基材１１を接触させた。（ｃ）硬化工程２０３で、透明基材１１がロール凹版１０１に接触している間に、透明基材１１側から電離放射線硬化性樹脂液１１３に、紫外線ランプＤバルブ（フージョン社製、硬化装置商品名）２４０Ｗ／ｃｍを２灯用いて、７５％、走向速度１０ｍ／ｍｉｎで紫外線を照射し硬化させた。硬化と同時に（ｄ）密着工程２０４して、硬化した電離放射線硬化樹脂と透明基材１１とが密着した。（ｅ）剥離工程２０５で、硬化物１１３ａと透明基材１１をロール凹版１０１から剥離して、実施例１の光拡散フィルム１を得た。該光拡散フィルム１の表面には、ロール凹版の表面形状に対応する逆形状の凹凸形状が形成されていた。
【００４１】
（実施例２）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＲＣ１９−９４１（大日本インキ化学工業社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実施例２の光拡散フィルムを得た。
【００４２】
（実施例３）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、Ｚ９００２Ａ（ジェイエスアール社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実施例３の光拡散フィルムを得た。
【００４３】
（比較例１）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＥＸ−ＦＬ−０２（大日精化工業社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例１の光拡散フィルムを得た。
【００４４】
（比較例２）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＬＲＳ９０９（ザ・インクテック社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例２の光拡散フィルムを得た。
【００４５】
（比較例３）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、下記の組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例３の光拡散フィルムを得た。
組成物
・Ｎ−ビニル−２−ピロリドン１０質量部、
・ジシクロペンテニルアクリレート３０質量部、
・オリゴエステルアクリレート５５質量部、
・１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー社製、イルガキュア１８４）５質量部
【００４６】
（実施例４、５、６）
実施例１〜３の光拡散フィルムを光拡散フィルム１、及び保護光拡散フィルム１Ｂとして、図２に示すように、光源２１と、該光源２１の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板２５と、該導光板２５上に、光拡散フィルム１、レンズフィルム４０、保護光拡散フィルム１Ｂとを備える実施例４〜６の面光源装置を得た。いずれの面光源装置も、その出光量は均一で、黒点や輝線は見られなかった。
【００４７】
（実施例７、８、９）
実施例４〜６の面光源装置を用いて、その上側へ公知の液晶表示パネルを設けて、実施例７〜９のノートパソコン用の液晶表示装置を得た。該液晶表示装置で、全面白表示、及び黒表示させたが、表示品質は合格範囲であった。
【００４８】
（評価方法）光拡散フィルムの評価方法としては、加圧変形性、バリ発生数、カール値で行った。加圧変形性は、実施例又は比較例の光拡散フィルムを３枚重ね合わせて、８Ｎ／ｃｍ２の圧力を、１０時間かけた後に、光拡散フィルム表面に残存する加圧跡を目視で観察した。著しい加圧跡があるものを不合格×とし、ないものを合格○とした。
【００４９】
バリ発生数は、実施例又は比較例の光拡散フィルムを両面保護フィルムで貼り合せた、１００×１５０ｍｍ寸法のトムソン刃を用いて抜き加工を行った後に、両面保護フィルムを剥がして、製品端部を３０倍ルーペで観察して、バリ発生数を数えた。バリ発生数は３枚の平均値とした。バリ発生数は１個以下を合格とした。
【００５０】
カール値は、実施例又は比較例の光拡散フィルムを１５０×１５０ｍｍに切り取り、水平で平滑な面上に平らにおき、目視で端部の最大隙間を。ＪＩＳ１級金尺で測定した。表裏両面を測定し、最大値をカール値とする。カール値は２ｍｍ以下を合格とした。
【００５１】
また、粘弾性の測定方法は、下記の測定装置、測定条件で測定した。
測定装置：粘弾性アナライザーＲＳＡ−２（レオメトリックス製、商品名）、測定アタッチメント（モード）：フイルム引っ張りモード、最少張力：２０ｇｆ、歪み量：０．０５％、測定周波数：１０Ｈｚ、測定温度：−５０℃〜２００℃（昇温速度３℃）を用いて、１００℃での平衡弾性率を求める。
測定用試料は、基材として剥離性ＰＥＴフイルムを用いて、ＵＶ硬化して光拡散層を形成した後に、剥離性ＰＥＴフイルムから剥がして試料とする。硬化条件はＵＶランプＤバルブ（フュージョン社製、ＵＶランプ商品名）２４０Ｗ／ｃｍ、７５％、速度１０ｍ／ｍｉｎで２回照射した。
【００５２】
実施例１〜３、及び比較例１〜２の評価の結果、及び平衡弾性率を表１に示す。このように、実施例１〜３では、加圧変形、バリ発生数、カール値ともに合格であった。比較例１では、加圧変形が不合格、比較例２では、バリ発生数とカール値が不合格であった。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【発明の効果】
このように、光拡散層の平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａの範囲とすることで、光拡散フィルム１へレンズフィルムの頂部の稜線跡がつかず、光拡散フィルム１自身を重ねて保管しても、最下部のフィルムでも凹凸形状が変形することがない。また、露出した微粒子又はビーズなどを有する従来の光拡散層のように、レンズフィルムを傷付けることもない。さらに、脱落しやすい微粒子又はビーズなどを含まず樹脂層のみであり、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもない。さらにまた、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱パターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備えられる。また、バリの発生しやすい取付けノッチ部でも、バリの発生が少なく、カールも少ないので、面光源装置の組立での不良が発生せず、組立効率もよい。
【００５５】
また、本発明の製造方法によれば、光拡散層の形成と同時に、表面の凹凸形状も形成することができ、かつ連続ウェブ状のロールツーロール法で工程が進むので、生産効率が良く、歩留まりがよい。
さらに、該光拡散フィルム１を用いた面光源装置５０は、その出光量は均一で、黒点や輝線は見られなかった。該面光源装置５０を用いた液晶表示装置６０は、全面白表示、及び黒表示させても、明るく均一な表示ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの平面図及び断面図である。
【図２】本発明の１実施例を示す面光源装置、及び液晶表示装置である。
【図３】本発明の１実施例を示す製造方法の工程図である。
【図４】本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの製造装置の一部の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 光拡散フィルム
１Ｂ 保護光拡散フィルム
３ 光拡散部
５ 枠部
７ 取付ノッチ
１１ 透明基材
１３ プライマ層
１５ 光拡散層
１７ 微細な凹凸
２１ 光源
２３ インキ層
２５ 導光板
２７ 反射板
３０ 液晶表示パネル
３１ 液晶層
３３、３５ 偏光板
４０ レンズフィルム
５０ 面光源装置
６０ 液晶表示装置
１０１ ロール凹版
１１２ 凹部
１１３ 電離放射線硬化性樹脂液
１１３ａ 硬化物
１１５ 押圧ロール
１１６ 送りロール
１１７、１１７ａ、１１７ｂ 硬化装置
１１７ａ−１〜１１７ａ−５ 硬化装置
１２０ 塗工装置
１２１ 溶剤乾燥装置
１２２ 空洞
２０１ 充填工程
２０２ 接触工程
２０３ 硬化工程
２０４ 密着工程
２０５ 剥離工程
【発明の属する技術分野】
本発明は、光拡散性を有する光拡散フィルムに関し、さらに詳しくは、液晶ディスプレイのバックライト面光源装置等に用いられる光拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置、並びに液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
（技術の概要）パソコン、ワープロ、液晶テレビなどの液晶表示装置は、液晶自体が発光しないので、面光源装置（バックライトともいう）で裏側から照明する。該バックライトは、通常、液晶画面の全体を均一に照射させるため、線状光源からの光を、光散乱パターンが設けられた導光板の側端面より入射させて、面状に光らせるエッジライト方式である。
このような面光源装置は、例えば、裏面側に反射板を有する導光板の側面から、入射した光源からの光を、光出射面から出射させ、さらに、光を散乱、拡散、集光させ、照射面の輝度を均一にするために、光拡散フィルム、レンズフィルム、保護光拡散フィルムなどが設けられている。該光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムとしては、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱パターンを隠せる等が要求される。
また、カラー液晶表示装置で要求される充分な明るさは、なお一層の光透過性と、正面方向への出射光が要求される。このため、光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムとしては、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等へ光拡散剤を分散し板状にしたもの、透明な基材フィルムへ微粒子をバインダからなる光拡散層を設けたもの、透明な基材フィルムへ表面に微細な凹凸を有する光拡散層を形成したもの、など各種のものが提案されている。
【０００３】
（従来技術）従来、特開平９−１２７３１５号公報に開示された光拡散板では、透明樹脂に光拡散剤として微粒子を分散させた光拡散層を透明基材に設けるようにしている。また、特開平１０−１４２４０６号公報、特開平１１−６４６１１号公報に開示された光拡散板では、透明基材に設けた透明樹脂と微粒子からなる光拡散層において、微粒子を露出又は部分的に埋設するようにしている。しかしながら、いずれも微粒子又はビーズなどが、レンズフィルムを傷付けたり、また、微粒子又はビーズが脱落してレンズフィルムのプリズムの間に入り込み、光学的特性が変化したり、影となってしまうするという問題点がある。さらに、光拡散剤を含有した光拡散板では、充分な光拡散効果を得るために大量の光拡散剤を含有させるので、高い光透過性が得られないという欠点がある。
さらにまた、特公平８−１６１７５号公報に開示された光拡散板では白色ポリステルフィルムを用い、特開２００２−７１９１５号公報に開示された光拡散板では微細な空洞を多数含有するポリエステルフィルムからなるようにしている。しかしながら、十分な反射性能又は均一な面光が得られないという欠点がある。さらにまた、特開２００２−７１９６５号公報に開示された光拡散板では、微細凹凸光拡散層を有するようにしている。しかしながら、フロントライト式に限られるという欠点がある。
また、本出願人は、特開２００１−４２１０８号公報に開示された光拡散板では、微細な凹凸形状の光拡散層を設けるようにしている。しかしながら、該光拡散板を重ねて保管するうちに、圧力で凹凸が変形するというという欠点がある。さらに、特開２０００−２１０６１８号公報に開示された光拡散板の製造方法では、本発明の製造方法と同じであるが、製造された光拡散フィルムは異なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、光拡散層を形成する樹脂の平衡弾性値を３〜１０×１０７Ｐａとすることで、自身の保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルム、保護光拡散フィルム及びその製造方法、面光源装置及び液晶表示装置を提供することである。
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる光拡散フィルムは、液晶表示装置用の面光源装置に用いられる光拡散フィルムにおいて、透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａであるように、したものである。本発明によれば、自身の保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルムが提供される。
請求項２の発明に係わる光拡散フィルムは、上記光拡散層を形成する樹脂が、光拡散剤を含まない電離放射線硬化性樹脂液を硬化してなるように、請求項３の発明に係わる光拡散フィルムは、上記光拡散フィルムが、保護光拡散フィルムであるように、したものである。本発明によれば、レンズフィルムを傷付けることも、ゴミ等の発生源となることもなく、保護光拡散フィルムにも使用することのできる光拡散フィルムが提供される。
請求項４の発明に係わる光拡散フィルムの製造方法は、透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａである液晶表示装置用の面光源装置に用いられる光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法において、（ａ）光拡散性のある微細エンボス形状が形成されたロール凹版を回転させ、該ロール凹版の少なくとも凹部に電離放射線硬化性樹脂液を充填する充填工程、（ｂ）該充填された電離放射線硬化性樹脂液に対して、ロール凹版の回転方向に同期して走行する透明基材を接触させる接触工程、（ｃ）透明基材がロール凹版に接触している間に、ロール凹版と透明基材との間にある電離放射線硬化性樹脂液に、硬化装置からの電離放射線を照射して硬化させる硬化工程、（ｄ）該硬化と同時に、電離放射線硬化樹脂と透明基材とを密着させる密着工程、（ｅ）密着した電離放射線硬化樹脂と透明基材をロール凹版から剥離する剥離工程、からなるように、したものである。本発明によれば、既存の設備で、微細な凹凸の賦型が精度よく、効率よく製造でき、かつ、自身の保管時に凹凸形状の変形がなく、レンズフィルムを傷付けることもなく、ゴミ等の発生源となることもない、適度な隠蔽性も備えた光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法が提供される。
請求項５の発明に係わる面光源装置は、光源と、該光源の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板と、該導光板上に、光拡散フィルム、レンズフィルム、保護光拡散フィルムとを備える面光源装置において、光拡散フィルムが請求項１〜２のいずれかに記載の光拡散フィルム、及び／又は、保護光拡散フィルムが請求項３に記載の保護光拡散フィルムであるように、したものである。本発明によれば、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもなく、導光板の光散乱ドットパターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備える面光源装置が提供される。
請求項６の発明に係わる液晶表示装置は、請求項５に記載の面光源装置上に、液晶パネルを配置したように、したものである。本発明によれば、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、表示画像の視認性に優れる液晶表示装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の態様について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの平面図及び断面図である。
図２は、本発明の１実施例を示す面光源装置、及び液晶表示装置である。
（構成）図１（Ａ）に示す本発明の光拡散フィルムは１は、光拡散部３と、枠部５と、取付けノッチ７からなり、また、図１（Ｂ）に示すように、透明基材１１の少なくとも一方の面に、必要に応じてプライマ層１３を介して、光拡散層１５を有し、該光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有している。
図２に示す本発明の液晶表示装置６０は、液晶表示パネル３０と面光源装置５０とからなっている。該面光源装置５０は、本発明の面光源装置５０であり、光源２１と、該光源の光を側面から所定の方向に面投光する導光板２５と、該導光板２５の上に設けられた本発明の光拡散フィルム１と、該光拡散フィルム１の上に設けられたと、レンズフィルム４０と、該レンズフィルム４０の出光面側に設けられた、保護光拡散フィルム１Ｂとを備える面光源装置２０である。該保護光拡散フィルム１Ｂとしては、本発明の光拡散フィルム１のと同じもの又は準じたものでよい。
また、前記光源２１の下へ反射フィルム２７を設ける。該反射フィルム２７は、出光面と反対側へ逃げた光を出光面側に戻す。
また、液晶表示パネル３０は面光源装置５０の出光側に設けられ、下基板３５と上基板３３に挟まれた液晶層３１からなる透過型の液晶表示パネル３０である。面光源装置５０は、液晶表示パネル３０を裏面から照明する。
【０００７】
（発明のポイント）本発明の光拡散フィルム１は、透明基材１１の少なくとも一方の面に、必要に応じてプライマ層１３を介して、光拡散層１５を有し、該光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有し、かつ、該光拡散層１５を形成する硬化樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａとする。この範囲未満では、光拡散層の樹脂が柔らかく変形し易いので、該保護拡散フィルムに接しているレンズフィルムの頂部の稜線跡がついて外観不良となる。また、光拡散フィルム１自身を重ねて保管するうちに、最下部に位置するフィルムは上からの圧力で光拡散層の凹凸形状が変形してしまう。この範囲以上では、光拡散層の硬化樹脂の架橋密度が高く硬く脆いので、レンズフィルムの頂部の稜線跡はつかないものの、拡散フィルム自身がカールしたり、チップ抜き工程でバリの発生が増加して好ましくない。チップ抜き工程とは、連続ウェブ状から１枚毎の光拡散フィルムとする工程であり、光拡散フィルムが硬く脆いと、抜き刃で抜いた枚葉製品の端面へバリが発生し、バックライトの重大な欠点となる。
【０００８】
このように、平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａの範囲とすることで、光拡散フィルム１へレンズフィルムの頂部の稜線跡がつかず、光拡散フィルム１自身を重ねて保管しても、最下部のフィルムでも凹凸形状が変形することがなく、また、露出した微粒子又はビーズなどを有する従来の光拡散層のように、レンズフィルムを傷付けることもない。さらに、脱落しやすい微粒子又はビーズなどを含まず樹脂層のみであり、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもない。さらにまた、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱パターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備えられることを見出して、多くの相矛盾する課題を解消し本発明に至ったものである。
【０００９】
また、本発明の製造方法によれば、光拡散層の形成と同時に、表面の凹凸形状も形成することができ、かつ連続ウェブ状のロールツーロール法で工程が進むので、生産効率が良く、歩留まりがよい。
さらに、該光拡散フィルム１を用いた面光源装置５０は、その出光量は均一で、黒点や輝線は見られなかった。該面光源装置５０を用いた液晶表示装置６０は、全面白表示、及び黒表示させても、明るく均一な表示ができる。
【００１０】
（材料）光拡散フィルム１は、透明基材１１の少なくとも一方の面に、必要に応じてプライマ層１３を介して、光拡散層１５を有し、該光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有している。
透明基材１１は、ベースとなる層であり、その材料としては、透明性、耐熱性、機械的強度、製造に耐える耐溶剤性などがあれば、用途に応じて種々の材料が適用できる。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト・ポリブチレンテレフタレ−ト・ポリエチレンナフタレ−ト・ポリエチレンテレフタレート‐イソフタレート共重合体・テレフタル酸‐シクロヘキサンジメタノール‐エチレングリコール共重合体・ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンナフタレートの共押し出しフィルムなどのポリエステル系樹脂、ナイロン６・ナイロン６６・ナイロン６１０などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート・ポリメタアクリレート・ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリイミド・ポリアミドイミド・ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレ−ト・ポリスルホン・ポリエーテルスルホン・ポリフェニレンエ−テル・ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）・ポリアラミド・ポリエーテルケトン・ポリエーテルニトリル・ポリエーテルエーテルケトン・ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン・高衝撃ポリスチレン・ＡＳ樹脂・ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂、セロファン・セルローストリアセテート・セルロースダイアセテート・ニトロセルロースなどのセルロース系フィルム、などがある。
【００１１】
該透明基材は、これら樹脂を主成分とする共重合樹脂、または、混合体（アロイでを含む）、若しくは複数層からなる積層体であっても良い。また、延伸フィルムでも、未延伸フィルムでも良いが、強度を向上させる目的で、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。
該透明基材厚さは、フィルムがもつ剛性にもよるが、加工性等の取扱い面から２５〜１０００μｍ程度が適用できるが、５０〜５００μｍが好適で、１００〜２５０μｍが最適である。これ以上の厚さでは機械的強度が過剰過ぎまたコスト面でも不利で、これ未満では加工、保管物流時、面光源装置への組立時などにシワ、折り跡などが発生してしまう。
該基材フィルムは、これら樹脂の少なくとも１層からなるフィルム、シート、ボード状として使用するが、これら形状を本明細書ではフィルムと総称する。通常は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系のフィルム、セルローストリアセテートが好適に使用され、ポリエチレンテレフタレートが最適である。
該透明基材は、塗布に先立って塗布面へ、積層する拡散層との接着を強固に安定化するために、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理、プライマー（アンカーコート、接着促進剤、易接着剤とも呼ばれる）塗布処理、予熱処理、除塵埃処理、蒸着処理、アルカリ処理、などの易接着処理を行ってもよい。該透明基材は、必要に応じて、充填剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤などの添加剤を加えても良い。
【００１２】
光拡散層１５は表面に微細な凹凸形状１７を有し、接触する部材を保護し、かつ、適度な光拡散性を有することにより、隠蔽性を備える層である。該光拡散層１５の表面粗さは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に準拠して測定し、直線性を表す粗度で十点平均粗さＲｚで示すと、Ｒｚ＝１．６μｍである。また、測定条件を、縦倍率：２０００倍、横倍率５０倍、測定基準長０．８ｍｍ、位相特性：ノーマル型、送り速度：０．１ｍｍ／秒、カウントレベル±０．１μｍとして、Ｐｃ１方式により測定した場合の粗さである山の数ＰＣ＝８である。
Ｒｚは、１〜６μｍの範囲内にあることが望ましい。１μｍ未満では、凹凸の高さが足りず、隠蔽性が低くなるからであり、６μｍを越えると、隠蔽性が必要以上に高くなりすぎて、光学特性が悪くなるからである。同様な理由から、ＰＣは、上記測定条件において、２〜１５の範囲内であることが望ましい。
【００１３】
なお、Ｐｃ１方式は、カウントレベルＣＬを設定し、粗さ曲線Ｆの中心線Ｃに平行な２本の上側ピークカウントレベルＵ及び下側ピークカウントレベルＤを設ける。下側ピークカウントレベルＤと粗さ曲線Ｆとが交叉する２点間において、上側ピークカウントレベルＵと粗さ曲線Ｆとが交叉する点が１箇所以上存在するときを１山としてカウントし、このカウントを基準長さＬの範囲内において行い、山のカウント数により表面粗さを表す。
【００１４】
光拡散フィルム１は、光拡散層１５の表面凹凸により、適度な光拡散作用を持っている。光を拡散するレベルを示す指標として、物体の輝度とそれを散乱媒質を通して見た場合の輝度との比として示すヘーズ値が用いられるが、本発明の光拡散フィルム１のヘーズ値としては、１５〜５０の範囲内にあることが望ましく、更に、２０〜４０の範囲内にあることがより好ましい。１５未満では、隠蔽性が低くなり、レンズフィルム以下の微細な不具合等を隠せなくなり、５０を越えると、必要以上に隠蔽性がありすぎて、輝度が低下するからである。また、光拡散層１５の厚さとしては、２〜１００μｍの範囲内にあることが望ましく、更に、５〜３０μｍの範囲内にあることがより好ましい。この範囲未満では、凹凸形状の賦型性が十分でなく、光拡散性が低くなり、この範囲以上では、必要以上に過剰過ぎて、嵩高くなるからである。
【００１５】
光拡散層１５の材料としては、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アクリレート（以下、本明細書では、アクリレートとメタアクリレートとを、（メタ）アクリレートと記載する。）等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性の希釈剤を比較的多量に含むものから構成する。上記希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー、並びに多官能モノマー、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等がある。
【００１６】
更に、上記の電離放射線硬化性樹脂を紫外線硬化性樹脂として使用するときは、これらの中に光重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、αーアミロキシムエステル、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリｎ−ブチルホスフィン等を混合して使用する。
【００１７】
上記の電離放射線硬化性樹脂には、次の反応性有機ケイ素化合物を含ませることもできる。ＲｍＳｉ（ＯＲ′）ｎで表せる化合物であり、ここでＲ、Ｒ′は、炭素数１〜１０のアルキル基を表し、ｍ＋ｎ＝４であり、そしてｍ及びｎは、それぞれ整数である。更に具体的には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、テトラペンタエトキシシラン、テトラペンタ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラペンタ−ｎ−プロポキシシラン、テトラペンタ−ｎ−ブトキシシラン、テトラペンタ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラペンタ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等があげられる。
【００１８】
光拡散層１５は、上記の反応硬化性樹脂ばかりでなく、熱可塑性樹脂を用いて形成することもできる。例えば、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート等のアクリル樹脂、、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネートや、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリハイドロカーボン、６，６ナイロン、６ナイロン等のポリアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリイミド、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、アセチルセルロース等の熱可塑性樹脂から選択できる。
【００１９】
以上のような材料を用いて光拡散層１５を形成し、該光拡散層１５の動的粘弾性測定による平衡弾性値を３〜１０×１０７Ｐａとする。この場合の平衡弾性値の数値と効果の関係については、実施例のなかで詳細に述べる。
【００２０】
（製造方法）次に、発明による光拡散フィルムの製造方法につて、説明する。
図３は、本発明の１実施例を示す製造方法の工程図である。
図４は、本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの製造装置の一部の模式的な断面図である。
本発明の光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法は、図３に示すように、（ａ）充填工程２０１、（ｂ）接触工程２０２、（ｃ）硬化工程２０３、（ｄ）密着工程２０４、（ｅ）剥離工程２０５とから構成されている。
（ａ）充填工程２０１は、光拡散性のある微細エンボス形状の型が形成されたロール凹版１０１を回転させ、そのロール凹版１０１の少なくとも凹部１１２に電離放射線硬化性樹脂液１１３を充填する工程である。（ｂ）接触工程２０２は、充填工程２０１でロール凹版１０１に充填された電離放射線硬化性樹脂液１１３に対して、ロール凹版１０１の回転方向に同期して走向する透明基材１１を接触させる工程である。（ｃ）硬化工程２０３は、接触工程２０２で透明基材１１がロール凹版１０１に接触している間に、ロール凹版１０１と透明基材１１間にある電離放射線硬化性樹脂液１１３に、硬化装置１２１からの電離放射線を照射して硬化させる工程である。（ｄ）密着工程２０４は、硬化工程２０３で硬化する電離放射線硬化性樹脂液１１３と透明基材１１とを密着させる工程である。なお、硬化工程２０３と密着工程２０４は、通常同時に進行する。（ｅ）剥離工程２０５は、密着工程２０４で密着した電離放射線硬化性樹脂液１１３の硬化物１１３ａと透明基材１１をロール凹版１０１から剥離する工程である。
【００２１】
まず、本発明の光拡散フィルムの製造方法および製造装置について簡単に説明する。図４（Ａ）において、１０１は所望の凹凸が形成されたロール凹版、１１２はそのロール凹版１０１の凹部、１１３は電離放射線硬化性樹脂液、１１は透明基材、１１５はロール凹版に当接してロール凹版１０１を押圧する押圧ロール、１１６は送りロール、１１７は電離放射線硬化性樹脂液１１３を硬化するための硬化装置、１２０は電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１に塗工するための塗工装置である。
【００２２】
（製造装置）次に、主に図４（Ａ）を参照しながら、この実施形態による光拡散フィルムの製造装置に詳細に説明する。ロール凹版１０１は、円筒状の版材に、後述する所定形状の凹部１１２を設けたものである。このロール凹版１０１は、円筒状の版材に直接施盤加工したり、電鋳法で形成したミルによるミル加工等で切削する方法、電鋳法、サンドブラスト法、ガラスビーズブラスト法、エッチング法などにより製造できる。ロール凹版１０１の材質としては、銅、クロム、鉄等の金属、ＮＢＲ、エポキシ、エボナイト等の合成樹脂、ガラス等のセラミックス等を用いることができる。また、ロール凹版１０１の大きさは、特に限定されず、製造しようとする凹凸表面を有するシートの大きさに応じて適宜選択することができる。なお、図示しないが、ロール凹版１０１は、駆動装置が設けられ回転駆動するように形成されている。
【００２３】
また、前述したように、樹脂液１１３の粘度を所定の値に調整する方法として、ロール凹版の内部を中空とし、その中空部に、適度の温度に温度調整した水、油、蒸気等の流体を流入、流出させ、ロール凹版の版表面温度を所定値に制御する方法が適用できる。一般に、高温になるほど粘度が下がるのが、高温すぎると樹脂液１１３の分解蒸発等が起こるために、樹脂によっても異なるが約１５℃〜５０℃が好ましい。
【００２４】
押圧ロール１１５は、透明基材１１を押圧できればよいが、通常直径１４０ｍｍ程度の大きさで、その材質はシリコンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＴ等で形成することができる。押圧ロール１１５および送りロール１１６は、透明基材１１を送るために回転自在となっている。これらは、ロール凹版１０１とつれ回る形式でもよいが、駆動装置により駆動することもできる。また、透明基材１１を送り出すシート供給装置および微細エンボスを形成したシートを巻き取る巻き取り装置を設けることもできる。
【００２５】
硬化装置１１７ａは、電離放射線を照射して、電離放射線硬化性樹脂液１１３を硬化させる装置である。なお、凹版から剥離した電離放射線硬化性樹脂液１１３ａを完全に硬化させるために、硬化装置１１７ｂを設けてもよい。ここで、電離放射線とは、電磁波または荷電粒子線のうち、分子を重合、架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線、電子線等が用いられる。硬化装置１１７として、紫外線の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライトランプ、メタルハライドランプ等の光源を用いることができる。
【００２６】
また、電子線の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器等の照射源を備えた装置を用いることができ、１００〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを持つ電子を照射する。照射線量としては、通常０．５〜３０Ｍｒａｄ程度が好ましい。
【００２７】
塗工装置１２０は、電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１に塗工するための装置であり、ノズル塗工装置（図４に示す方法）を用いることが望ましい。このノズル塗工装置は、所定寸法のノズルがＴダイ状の長方形または線状の吐出口を有し、その吐出口の長手方向がロール凹版回転方向と直交する方向（幅方向）に設置されており、ロール凹版１０１の全幅のうちの所定の幅をカバーするように設けられ、電離放射線硬化性樹脂液１１３を加圧してカーテン状にロール凹版１０１上へ吐出するための吐出装置を備えている。また、ノズル塗工装置は、吐出量のムラ、経時変化を緩和するために、ノズルの途中に空洞１２２を設けるとよい。さらに、塗工装置１２０としては、上記以外にも透明基材１１にロールコート法、ナイフコート法等の適当な手段による塗工装置を採用してもよい。
【００２８】
また、図示はしていないが、電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１上へではなく、透明基材１１上に塗工した後に、押圧ロール１１５によって、ロール凹版１０１に透明基材１１上の塗膜面を押圧することもできる。なお、気泡の混入がなく、微小凹凸を忠実に再現するためには、ロール凹版１０１側に樹脂液１１３を塗工する方が好ましい。
【００２９】
溶剤乾燥装置１２１は、樹脂の溶剤を揮発させるための装置である。溶剤乾燥装置１２１としては、温風や赤外線ヒータ等を用いることができる。この溶剤乾燥装置１２１を設けることにより、溶剤型の樹脂を用いることができるために、使用する樹脂の選択の幅が広がり塗工性の調和も容易になる。なお、無溶剤型の電離放射線硬化性樹脂液１１３を用いる場合には、乾燥装置１２１は不要である。
【００３０】
（製造方法）次に、図４に示した製造装置の動作とともに、この実施形態の光拡散フィルムの製造方法を説明する。まず、ロール凹版１０１の凹部１１２に、電離放射線硬化性樹脂液１１３を塗工装置１２０により充填し（充填工程２０１）、透明基材１１をロール凹版１０１に充填させた樹脂１１３にも接するように接触させる（接触工程２０２）。
【００３１】
ここで、電離放射線硬化性樹脂液１１３をロール凹版１０１の凹部１１２に充填する方法としては、図４に示したように、ロール凹版１０１の表面に、予め電離放射線硬化性樹脂液１１３を所定量塗工しておいて、透明基材１１をロール凹版１０１へ供給したときに、押圧ロール１１５の基材背面側からの押圧により、透明基材１１を介して、塗工されている電離放射線硬化性樹脂液１１３を凹部１１２内に配分充填させる。この場合に、溶剤タイプの硬化性樹脂が使用でき、透明基材１１に塗工された電離放射線硬化性樹脂液１１３は、流動性をある程度制御するために、その樹脂液１１３の溶剤を希釈するために使用した溶剤などを乾燥装置１２１により乾燥除去し、さらに、硬化装置１１７ａにより、溶剤を乾燥した樹脂液１１３を半硬化させる。硬化装置１１７ａは、図４（Ａ）に示したように１個でもよいが、図４（Ｂ）に示すように、複数個（この実施形態では、５個）の硬化装置１１７ａ−１〜１１７ａ−５を設け、ロール凹版１０１内の樹脂液１１３を多段階に硬化させるようにしてもよい。このようにすれば、透明基材１１の走向速度を速くしても、十分な照射量が得られ、また、徐々に硬化させることにより、樹脂液１１３の硬化物の歪み、透明基材１１のカールや歪みを低減するために好ましい。
【００３２】
次いで、透明基材１１がロール凹版１０１に接している間（具体的には、図中の押圧ロール１１５と送りロール１１６との間に位置している時期）に、硬化装置１１７ａにより電離放射線硬化性樹脂液１１３を硬化させる（硬化工程２０３）。
【００３３】
なお、この実施形態では、硬化装置１１７ａにより電離放射線を照射する場合には、透明基材１１側から行われるが、ロール凹版１０１を石英、ガラス等の電離放射線の透過性がよい材質により形成して、ロール凹版１０１の内部側より照射することもできる（具体的にはロール中空内に設置した照射装置により）。また透明基材側と凹版内部側と両面から照射してもよい。
【００３４】
硬化装置１１７により、ロール凹版１０１の凹部１１２内にある電離放射線硬化性樹脂液１１３ａを透明基材１１に密着させる（密着工程２０４）。このとき、硬化度合は、少なくとも樹脂１１３の流動性を失わせ、かつ、透明基材１１との密着性を生じさせる程度であればよい。
【００３５】
硬化装置１１７を通過した後、透明基材１１をロール凹版１０１から剥離する（剥離工程２０５）。これにより、硬化した電離放射線硬化性樹脂液１１３ａが透明基材１１と一体になって、凹部１１２から脱離され、凹凸表面を有する光拡散フィルム１が得られる。
【００３６】
また、微細な凹凸形状（エンボス）１７を有する光拡散層１５は、透明基材１１の表面、裏面いずれに形成してもよく、表裏両面に設けることもできる。
これら微細な凹凸形状（エンボス）１７の加工方法としては、例えば、サンドブラスト法、ガラスビースブラスト法、エッチング法、または金属等のロール上に旋盤を用いて加工したり、数値制御された切削加工機により、金属等の原型を加工した後、原型自体を焼入れ加工させたり、さらは、原型から電鋳法により凹凸形状を別の金属にさらに型取りしたものをミルとして用い、公知のミル加工法により金属ロール状の版材に凹凸形状を加工する方法、版の法線方向の断面形状が単純な場合には、公知の光腐蝕法を用いることもできる。
【００３７】
（面光源装置）本発明の面光源装置５０は、図２に示すように、光源２１と、反射フィルム２７と、光源２１の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板２５と、該導光板２５上に、光拡散フィルム１、レンズフィルム４０、保護光拡散フィルム１Ｂとを備える。導光板２５は切り出したアクリル板などを光学研磨し、光源２１からの光を拡散させて、出光方向に向けるためのドットパターンのインキ層２３を非出光面に、白色インキをシルクスクリーン印刷でパターン状に印刷する。該白色パターンの面積は、光源２１から離れるにつれて、徐々に大きくなるように印刷する。レンズフィルム４０（レンズフィルム、プリズムシートともいう）は、断面が三角プリズムであるフィルムで、出光方向の輝度を向上させる。ポリカーボネートフィルムを熱プレス方法、紫外線硬化樹脂により賦型する方法があり、例えば、ＢＥＦ２（住友３Ｍ社製、レンズフィルム商品名）がある。反射フィルム２７は、導光板２５の非出光面側に設け、不要方向への出光光線を遮り、また、光線を出光方向に反射して戻す。該反射フィルム２７は線状光源から発せられる光を均一に導光板へ反射することが要求されるが、側面の線状光源からの所定の方向に向かう光は、光源近傍が局所的に明るくなって一般に輝線と呼ばれる現象が発生してしまう。この輝線を解消するために、反射フィルム２７上の輝線が発生する位置に黒いインキ層を設けてもよい。
【００３８】
レンズフィルム４０の出光面側には、該レンズフィルム４０のプリズム頂部と液晶表示パネルとが直接接触して、輸送時の振動等により互いに傷を付けないように、保護拡散フィルム１Ｂが設けられている。保護拡散フィルム１Ｂは、レンズフィルム４０のプリズムのスジやニジムラ模様等を隠蔽する、わずかな光拡散硬化が必要である。該保護光拡散フィルム１Ｂは、光拡散フィルム１と同じもの、又は光拡散性を少し減少させた光拡散フィルム１が用いられる。該保護光拡散フィルム１Ｂ及び／又は光拡散フィルム１は、今まで説明してきた本発明の光拡散フィルム１で、光拡散層１５の樹脂として、平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａの範囲を有する。このために、本発明の面光源装置５０は、脱落しやすい微粒子又はビーズなどの光拡散剤を含まないので、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもない。また、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱ドットパターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備えている。
【００３９】
（液晶表示装置）本発明の液晶表示装置６０は、図２に示すように、本発明の面光源装置５０の出光側に液晶表示パネル３０が設けられ、面光源装置５０が液晶表示パネル３０を裏面から照明する。液晶表示装置は、公知の各種方式のものが対象なり、白黒でもカラー（天然色を含む）でもよい。また、時計、電子卓上計算機、各種計器、ワードプロセッサ等の表示部に用いる数字、文字を表示するものでもよいし、テレビジョン用、電子計算機の出力モニタ用等の一般の画像を表示するものでもよい。本発明の液晶表示装置６０は、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、観察性に優れる。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
透明基材としては、厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムＡ４３００（東洋紡績社製、ポリエチレンテレフタレートフィルム商品名）を用いた。ロール凹版としては、鉄芯表面にクロムメッキし、＃２５０の液体サンドブラスト処理をした後に、再度クロムメッキ処理して、表面に微細な凹凸形状を形成した。製造装置としては図４（Ａ）の製造装置を用いた。
まず、（ａ）充填工程２０１で、上記ロール凹版１０１を回転させ、そのロール凹版１０１の少なくとも凹部１１２に、光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＲＣ２１−４６４（大日本インキ化学工業社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を充填した。
（ｂ）接触工程２０２で、充填された電離放射線硬化性樹脂液１１３に対して、ロール凹版１０１の回転方向に同期して走向する上記透明基材１１を接触させた。（ｃ）硬化工程２０３で、透明基材１１がロール凹版１０１に接触している間に、透明基材１１側から電離放射線硬化性樹脂液１１３に、紫外線ランプＤバルブ（フージョン社製、硬化装置商品名）２４０Ｗ／ｃｍを２灯用いて、７５％、走向速度１０ｍ／ｍｉｎで紫外線を照射し硬化させた。硬化と同時に（ｄ）密着工程２０４して、硬化した電離放射線硬化樹脂と透明基材１１とが密着した。（ｅ）剥離工程２０５で、硬化物１１３ａと透明基材１１をロール凹版１０１から剥離して、実施例１の光拡散フィルム１を得た。該光拡散フィルム１の表面には、ロール凹版の表面形状に対応する逆形状の凹凸形状が形成されていた。
【００４１】
（実施例２）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＲＣ１９−９４１（大日本インキ化学工業社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実施例２の光拡散フィルムを得た。
【００４２】
（実施例３）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、Ｚ９００２Ａ（ジェイエスアール社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、実施例３の光拡散フィルムを得た。
【００４３】
（比較例１）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＥＸ−ＦＬ−０２（大日精化工業社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例１の光拡散フィルムを得た。
【００４４】
（比較例２）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、ＬＲＳ９０９（ザ・インクテック社製、電離放射線硬化性樹脂商品名）を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例２の光拡散フィルムを得た。
【００４５】
（比較例３）
光拡散層を形成させる樹脂液（組成物）として、下記の組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例３の光拡散フィルムを得た。
組成物
・Ｎ−ビニル−２−ピロリドン１０質量部、
・ジシクロペンテニルアクリレート３０質量部、
・オリゴエステルアクリレート５５質量部、
・１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバガイギー社製、イルガキュア１８４）５質量部
【００４６】
（実施例４、５、６）
実施例１〜３の光拡散フィルムを光拡散フィルム１、及び保護光拡散フィルム１Ｂとして、図２に示すように、光源２１と、該光源２１の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板２５と、該導光板２５上に、光拡散フィルム１、レンズフィルム４０、保護光拡散フィルム１Ｂとを備える実施例４〜６の面光源装置を得た。いずれの面光源装置も、その出光量は均一で、黒点や輝線は見られなかった。
【００４７】
（実施例７、８、９）
実施例４〜６の面光源装置を用いて、その上側へ公知の液晶表示パネルを設けて、実施例７〜９のノートパソコン用の液晶表示装置を得た。該液晶表示装置で、全面白表示、及び黒表示させたが、表示品質は合格範囲であった。
【００４８】
（評価方法）光拡散フィルムの評価方法としては、加圧変形性、バリ発生数、カール値で行った。加圧変形性は、実施例又は比較例の光拡散フィルムを３枚重ね合わせて、８Ｎ／ｃｍ２の圧力を、１０時間かけた後に、光拡散フィルム表面に残存する加圧跡を目視で観察した。著しい加圧跡があるものを不合格×とし、ないものを合格○とした。
【００４９】
バリ発生数は、実施例又は比較例の光拡散フィルムを両面保護フィルムで貼り合せた、１００×１５０ｍｍ寸法のトムソン刃を用いて抜き加工を行った後に、両面保護フィルムを剥がして、製品端部を３０倍ルーペで観察して、バリ発生数を数えた。バリ発生数は３枚の平均値とした。バリ発生数は１個以下を合格とした。
【００５０】
カール値は、実施例又は比較例の光拡散フィルムを１５０×１５０ｍｍに切り取り、水平で平滑な面上に平らにおき、目視で端部の最大隙間を。ＪＩＳ１級金尺で測定した。表裏両面を測定し、最大値をカール値とする。カール値は２ｍｍ以下を合格とした。
【００５１】
また、粘弾性の測定方法は、下記の測定装置、測定条件で測定した。
測定装置：粘弾性アナライザーＲＳＡ−２（レオメトリックス製、商品名）、測定アタッチメント（モード）：フイルム引っ張りモード、最少張力：２０ｇｆ、歪み量：０．０５％、測定周波数：１０Ｈｚ、測定温度：−５０℃〜２００℃（昇温速度３℃）を用いて、１００℃での平衡弾性率を求める。
測定用試料は、基材として剥離性ＰＥＴフイルムを用いて、ＵＶ硬化して光拡散層を形成した後に、剥離性ＰＥＴフイルムから剥がして試料とする。硬化条件はＵＶランプＤバルブ（フュージョン社製、ＵＶランプ商品名）２４０Ｗ／ｃｍ、７５％、速度１０ｍ／ｍｉｎで２回照射した。
【００５２】
実施例１〜３、及び比較例１〜２の評価の結果、及び平衡弾性率を表１に示す。このように、実施例１〜３では、加圧変形、バリ発生数、カール値ともに合格であった。比較例１では、加圧変形が不合格、比較例２では、バリ発生数とカール値が不合格であった。
【００５３】
【表１】
【発明の効果】
このように、光拡散層の平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａの範囲とすることで、光拡散フィルム１へレンズフィルムの頂部の稜線跡がつかず、光拡散フィルム１自身を重ねて保管しても、最下部のフィルムでも凹凸形状が変形することがない。また、露出した微粒子又はビーズなどを有する従来の光拡散層のように、レンズフィルムを傷付けることもない。さらに、脱落しやすい微粒子又はビーズなどを含まず樹脂層のみであり、ゴミ等の発生源とならず、ゴミによる光学的特性が変化したり、影となってしまうするることもない。さらにまた、光散乱性及び拡散性、光線透過率、並びに演色性がよく、導光板の光散乱パターン（インキ層２３）を隠せる適度な隠蔽性も備えられる。また、バリの発生しやすい取付けノッチ部でも、バリの発生が少なく、カールも少ないので、面光源装置の組立での不良が発生せず、組立効率もよい。
【００５５】
また、本発明の製造方法によれば、光拡散層の形成と同時に、表面の凹凸形状も形成することができ、かつ連続ウェブ状のロールツーロール法で工程が進むので、生産効率が良く、歩留まりがよい。
さらに、該光拡散フィルム１を用いた面光源装置５０は、その出光量は均一で、黒点や輝線は見られなかった。該面光源装置５０を用いた液晶表示装置６０は、全面白表示、及び黒表示させても、明るく均一な表示ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの平面図及び断面図である。
【図２】本発明の１実施例を示す面光源装置、及び液晶表示装置である。
【図３】本発明の１実施例を示す製造方法の工程図である。
【図４】本発明の１実施例を示す光拡散フィルムの製造装置の一部の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 光拡散フィルム
１Ｂ 保護光拡散フィルム
３ 光拡散部
５ 枠部
７ 取付ノッチ
１１ 透明基材
１３ プライマ層
１５ 光拡散層
１７ 微細な凹凸
２１ 光源
２３ インキ層
２５ 導光板
２７ 反射板
３０ 液晶表示パネル
３１ 液晶層
３３、３５ 偏光板
４０ レンズフィルム
５０ 面光源装置
６０ 液晶表示装置
１０１ ロール凹版
１１２ 凹部
１１３ 電離放射線硬化性樹脂液
１１３ａ 硬化物
１１５ 押圧ロール
１１６ 送りロール
１１７、１１７ａ、１１７ｂ 硬化装置
１１７ａ−１〜１１７ａ−５ 硬化装置
１２０ 塗工装置
１２１ 溶剤乾燥装置
１２２ 空洞
２０１ 充填工程
２０２ 接触工程
２０３ 硬化工程
２０４ 密着工程
２０５ 剥離工程
Claims (6)
- 液晶表示装置用の面光源装置に用いられる光拡散フィルムにおいて、透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａであることを特徴とする光拡散フィルム。
- 上記光拡散層を形成する樹脂が、光拡散剤を含まない電離放射線硬化性樹脂液を硬化してなることを特徴とする請求項１記載の光拡散フィルム。
- 上記光拡散フィルムが、保護光拡散フィルムであることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の光拡散フィルム。
- 透明基材の少なくとも一方の面に光拡散層を有し、該光拡散層は表面に微細な凹凸形状を有し、かつ、光拡散層を形成する樹脂の動的粘弾性測定による平衡弾性値が３〜１０×１０７Ｐａである液晶表示装置用の面光源装置に用いられる光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法において、（ａ）光拡散性のある微細エンボス形状が形成されたロール凹版を回転させ、該ロール凹版の少なくとも凹部に電離放射線硬化性樹脂液を充填する充填工程、（ｂ）該充填された電離放射線硬化性樹脂液に対して、ロール凹版の回転方向に同期して走行する透明基材を接触させる接触工程、（ｃ）透明基材がロール凹版に接触している間に、ロール凹版と透明基材との間にある電離放射線硬化性樹脂液に、硬化装置からの電離放射線を照射して硬化させる硬化工程、（ｄ）該硬化と同時に、電離放射線硬化樹脂と透明基材とを密着させる密着工程、（ｅ）密着した電離放射線硬化樹脂と透明基材をロール凹版から剥離する剥離工程、からなることを特徴とする光拡散フィルム及び保護光拡散フィルムの製造方法。
- 光源と、該光源の光を投光面から所定の方向に面投光する導光板と、該導光板上に、光拡散フィルム、レンズフィルム、保護光拡散フィルムとを備える面光源装置において、光拡散フィルムが請求項１〜２のいずれかに記載の光拡散フィルム、及び／又は、保護光拡散フィルムが請求項３に記載の保護光拡散フィルムであることを特徴とする面光源装置。
- 請求項５に記載の面光源装置上に、液晶パネルを配置したことを特徴とする液晶表示装置。
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