JPH07174909A

JPH07174909A - 光拡散板

Info

Publication number: JPH07174909A
Application number: JP6287423A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Konno; 武士今野; Takeji Ochiai; 武次落合
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1995-07-14
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JP3352832B2

Abstract

(57)【要約】【目的】透明支持体の一方の面への塗布により、従来
と同等の光散乱率（ヘイズ度）を有し、従来品以上の光
透過率を持ち、かつ製造コストの低い光拡散板を得るこ
と。【構成】透明支持体の一方の面に有機高分子バインダ
ーと有機高分子粒子とを含む光拡散層を有する光拡散板
で、有機高分子バインダーと有機高分子粒子との屈折率
差が０．０５以下、有機高分子粒子の重量平均粒子径が
１０〜２１μｍ、有機高分子粒子と有機高分子バインダ
ーとの重量比が１．９〜３．６、有機高分子粒子と有機
高分子バインダーとの総塗布重量が１０〜１７ｇ／ｍ
² 、そして有機高分子粒子のサイズ分布の拡がりが標準
偏差値で３．５μｍ以内にあるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光拡散板に関し、特
に、液晶ディスプレイ等に用いられる光拡散板あるいは
映写スクリーン等に用いられる光散乱板、ＯＨＰシート
用支持体、広告用電飾看板バックライトシート支持体、
及びその他光の透過と拡散を利用した表示に用いられる
光拡散板に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイのバックライト用に、
あるいはテレビ、映画等の映像のスクリーンとして光拡
散板が用いられている。この光拡散板は現在のカラー化
の時代では、特に、良く光を拡散して着色が無く光の透
過性が良いことが要求されている。従来より、ポリエス
テルベースに無機粒子のマット剤を含む光拡散層を形成
したシートが液晶ディスプレイバックライト用拡散板と
して用いられてきた。しかし、このような従来の拡散板
は透過光量も少なく、今日のカラー化の時代に適合しな
いため、その特性の改良が希望されていた。一方、最近
ではポリエステルベースより透過率の良いポリカーボネ
ートシートを用い、その表面をエンボス加工したものが
液晶ディスプレイバックライト用拡散板として使われる
ようになっている。しかし、このシートはエンボス加工
を行なう為、支持体の厚さを大きくする必要があり、し
かもその帯電防止の為に、液晶組み込み時に帯電防止剤
をスプレー等で塗布する作業が必要である。そして、最
近のこのポリカーボネートシートの表面をエンボス加工
したものは、従来品より２〜３倍のコスト高になり、そ
の点でも問題がある。一方、透過光量を多くするために
ライトのパワー自体を上げることも考えられるが、コス
トダウンが要求される時代には画像面を明るくする目的
で、ライトのパワーを上げることは不利となる。最近、
日経マイクロデバイス（１９９３年２月号）に、有機高
分子バインダーと有機高分子粒子とを含む拡散板が紹介
されている。しかし、この拡散板で用いられている有機
高分子粒子は、その粒子径が大きく、また高分子粒子と
バインダーとの重量比が小さすぎて、その結果、輝度が
低くなってしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透明
支持体の一方の面への塗布により、従来と同等の光散乱
率（ヘイズ度）を有し、一方、従来品以上の光透過率を
持ち、且つ製造コストの低い光拡散板を得ることにあ
る。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明者の研究の結果、上
記目的は、透明支持体上の一方の面にその屈折率差が
０．０５以下の有機高分子バインダーと特定の粒子径の
有機高分子粒子とを特定の比率で含み、他の各種の要件
を満たす光拡散層を設けることによって達成されること
が判明した。すなわち、有機高分子バインダーと有機高
分子粒子との屈折率差を０．０５以下とし、また有機高
分子粒子の重量平均粒子径を１０〜２１μｍとし、有機
高分子バインダーと有機高分子粒子との重量比を１．９
〜３．６とし、また、１ｍ² 当りの両者の総重量（総塗
布重量）を１０〜１７ｇとした場合に、光透過率の高
い、即ち輝度の高い光拡散板が得られる。そして、この
有機高分子粒子のサイズ分布の標準偏差値が３．５μｍ
以内の場合に、さらに輝度の高い光拡散板が得られる。
なお、更に支持体表面（光拡散層を設ける側の表面およ
び／またはその反対側表面）にイオン導電性樹脂層
（例、日本純薬（株）製、ジュリマーＳＰ−５０Ｔの塗
布乾燥により得られる層）を０．１から２．０μｍの層
厚で塗布形成することにより、反射が更に減少して、輝
度が更に高くなることも判明した。

【０００５】以下、本発明を更に詳しく説明する。本発
明に用いられる透明支持体としては、透明性がよく、機
械的強度があれば通常知られたプラスチックフィルムを
適宜用いる事が出来る。通常は、０．０２ｍｍ以上、
４．０ｍｍ以下の厚さのシート状のフィルム用樹脂が用
いられるが、ガラス板等でも良い。このフィルム用樹脂
としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミ
ド、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリエステルアミ
ド、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポ
リエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル
酸エステル等が好ましい。

【０００６】本発明の光拡散層に用いられる有機高分子
バインダーとしては、体積固有抵抗１０¹²Ω・ｃｍ以上
の有機高分子が好適に用いられる。その具体例として
は、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹
脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重
合樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステ
ル樹脂、ブチラール樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル
樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ニトロセルロース樹脂、
スチレン樹脂、スチレン・アクリル共重合樹脂、ウレタ
ン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩素
化ポリエチレン、ロジン誘導体及びこれらの混合物等が
挙げられる。

【０００７】光拡散層に使用される有機高分子粒子の重
量平均粒径は１０〜２１μｍ（好ましくは１５〜２１μ
ｍ）のものである。１０μｍ未満では輝度は低くなり、
２１μｍを越えると、この場合も輝度が低くなる。そし
て、この有機高分子粒子は有機高分子バインダーとの屈
折率が近い程、有機高分子粒子界面での反射が少なくな
るという点で好ましいが、その屈折率差は特に０．０５
以下であることが必要である。例えば、ポリプロピレン
粒子及びポリメチルメタクリレート粒子に対しては、ポ
リメチルメタクリレート、酢酸セルロース、ポリビニル
ブチラール等の有機高分子バインダーとの組み合わせが
用いられる。有機高分子粒子と有機高分子バインダーと
の重量比も、目的の高い輝度を得るには重要な因子であ
る。それが１．９未満では面状（表面状態）はきれいで
あるが、輝度は高く成らない。３．６を越えると面状が
悪くなって、輝度も悪化し始める。また、有機高分子粒
子と有機高分子バインダーの総塗布重量も、光拡散板の
与える輝度にとって重要な因子となる。なお、光拡散板
は輝度が高いだけでは実用性が充分であるとはいえな
い。たとえば、液晶表示装置に用いるには、液晶系で光
を導く、所謂導光板のドット印刷を隠すレベルの光拡散
性（これを視認性と呼ぶ）が必要である。この光拡散性
を増す目的で無機粒子から成るマット剤を光拡散層に加
えても良い。光拡散層に用いる無機粒子のマット剤とし
ては、通常は、粒径が１μｍから５μｍのシリカ、炭酸
カルシウム、アルミナ等の従来より光拡散層に用いられ
ている無機微粉末が用いられる。以上の様に各種素材に
限定範囲を付ける必要は、光の透過率が反射、屈折と微
妙な関係にあり、また入射する光の角度分布が特定の範
囲に限られることからきているためであると理解され
る。以下、実施例にて更に本発明を詳細に説明する。

【０００８】

【実施例】実施例に用いた全てのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）ベースは、その塗布層の密着力を上げ
る為、両面グロー放電処理がなされている。そして、以
下の実施例で用いたＰＥＴベースは、Ｎｏ２３の光拡散
板試料以外では、全て支持体の光拡散層を設ける面とそ
の反対面とに次の［１］のイオン導電性樹脂液を塗布、
乾燥して、乾燥後の厚さが０．４μｍに成るようにイオ
ン導電性樹脂層を形成した。乾燥は１３０°Ｃで１分間
空気乾燥により行なった。以下、この［１］のイオン導
電性樹脂液を両面に塗布したＰＥＴベースを処理ベース
と呼ぶ。［１］液イオン導電性樹脂（日本純薬（株）製、ジュリマーＳＰ−５０Ｔ）４４．０ｇメタノール４４．０ｇシクロヘキサノン１２．０ｇ（上記のイオン導電性樹脂は、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート四級化物２５．４重量部、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレート７．６重量部、メチルメタクリレ
ート４６重量部及びエチルアクリレート２１重量部から
なる組成物を乳化共重合してイオン導電性樹脂の水溶液
を製造し、この水溶液に架橋性化合物としてグリセロー
ルポリグリシジルエーテルをイオン導電性樹脂の固形分
に対して４重量％添加し、更に２−メチルイミダゾール
をグリセロールポリグリシジルエーテルに対して２．５
重量％添加混合することにより、固形分含有量が２０重
量％であるイオン導電性樹脂含有水溶液として得たもの
である。）

【０００９】［実験例１］Ｎｏ１〜６の光拡散板試料の
作成と評価処理ベースの片面にメイヤーバーのワイヤー径を変える
ことによって、下記の［２］液（拡散層製造用塗布液）
を塗布量を変えて塗布し、拡散層の固形分重量が異なる
Ｎｏ１〜６の光拡散板試料を作った。乾燥は１３０°Ｃ
で１分間空気乾燥することにより行なった。［２］液トルエン６１．７ｇ変性アクリルポリマー（三菱レーヨン（株）製、ＢＲ−７９、メタクリル酸とアクリルモノマーとの共重合体）１２．１ｇＰＭＭＡ粒子（日本純薬（株）製、ジュリマーＭＢ２０Ｘ、重量平均粒径１７．５μｍ、標準偏差３．１μｍ）２６．２ｇなお、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）粒子の粒
径及び粒径分布はコールターカウンター（マルチサイザ
ー）で評価した。コールターカウンターの測定濃度は３
％で行なった。

【００１０】輝度の測定は、これらの光拡散板を二枚、
拡散層のどちらをも導光板の反光源側に向けて重ねて設
置し、輝度計（トプコン（株）製、ＢＭ−７）を用いて
行なった。そして、輝度の値は、現行の市販されている
製品で、従来より使用されている光拡散フィルムＤ２０
４（きもと（株）の光拡散フィルム商品）を対照と考え
た。測定では、このＤ２０４は９６０ｃｄ／ｍ² の輝度
を与えた。そして、このＤ２０４よりも充分に（視覚的
に明らかな相違が見られる２７０ｃｄ／ｍ² 以上を基
準）高い輝度を示すフィルムを優れた光拡散フィルムと
判断した（即ち、１２３０ｃｄ／ｍ² 以上が求める性能
である）。なお、対照とした光拡散フィルムＤ２０４の
輝度値は表１にＮｏ２９として示した。視認性の評価
は、４．０ｍｍの厚さを持ったエッジライト型の導光板
に光拡散板を二枚、通常の液晶ディスプレイにセットす
るようにして用い、肉眼での導光板のドット印刷パター
ン識別の可否を見ることにより実施した。視認性は、フ
ィルム２枚で４ｍｍ厚の導光板のドット印刷パターンが
明らかに判明されるものは×、ぎりぎりの限界が△、そ
して完全にドット印刷パターンが見えないものを○とし
た。測定結果を表１に示す。Ｎｏ１〜６までの光拡散板
試料は、有機高分子バインダーと有機高分子粒子の総塗
布重量が徐々に増大している。Ｎｏ１の光拡散板試料は
有機高分子バインダーと有機高分子粒子との総重量が不
足で、充分な輝度が出ない。一方、Ｎｏ５、６の光拡散
板試料は有機高分子バインダーと有機高分子粒子との総
塗布重量が多すぎて充分な輝度が出ないことがわかる。

【００１１】［実験例２］Ｎｏ７〜１２の光拡散板試料
の作成と評価重量平均粒径の異なるＰＭＭＡ粒子を、四種の重量平均
粒径の異なるＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）粒
子を適宜混合して作成した。これら四種のＰＭＭＡ粒子
は何れも日本純薬（株）の製品で、商品番号がＭｂ１
Ｘ、Ｍｂ１０Ｘ、Ｍｂ２０Ｘ、Ｍｂ３０Ｘとする四種で
ある。それらの重量平均粒径、その標準偏差値をそれぞ
れ次に示す。重量平均粒径をＤ、標準偏差値をσで表す
と、Ｍｂ１ＸがＤ＝７．９μｍ、σ＝１．６μｍ、Ｍｂ
１０ＸがＤ＝１２μｍ、σ＝２．１μｍ、Ｍｂ２０Ｘが
Ｄ＝１７．１μｍ、σ＝２．８μｍ、Ｍｂ３０ＸがＤ＝
２８μｍ、σ＝５．２μｍである。この四種のＰＭＭＡ
粒子を適宜混合して作成した六種類の重量平均粒径の異
なるＰＭＭＡ粒子を用いて、Ｎｏ７〜１２の光拡散板を
得て、実験例１に記載の方法で、それらの輝度と視認性
を評価した。評価結果を表１に示す。なお、光拡散板の
作成に際して、有機高分子バインダーと有機高分子粒子
との総重量が１４．７６〜１４．９４ｇ／ｍ² の範囲と
なるように調整した。表１の結果から重量平均粒径が１
０〜２１μｍの範囲の粒子が高い輝度を与えることがわ
かる。Ｎｏ７の光拡散板試料では、ＰＭＭＡ粒子の粒径
が小さくて充分な輝度が出ないことがわかり、Ｎｏ１
１、１２の光拡散板試料ではＰＭＭＡ粒子の粒径が大き
すぎて充分な輝度が出ないこともわかる。

【００１２】［実験例３］Ｎｏ１３〜１７の光拡散板試
料の作成と評価ＰＭＭＡ粒子の重量平均粒径を一定にして、粒径のバラ
ツキ、即ち標準偏差値を変えたときの輝度の変動を調べ
た。その結果を表１に示す。ＰＭＭＡ粒子のσが３．５
μｍ以内である場合に、１．００以上あって輝度の明る
いものが得られた。すなわち、Ｎｏ１６、１７（Ｎｏ３
も同じ）の光拡散板試料である。なお、ＰＭＭＡ粒子の
標準偏差値を大きくしたときの光拡散板試料（Ｎｏ１
３、１４、１５）は若干輝度が低くなる。

【００１３】［実験例４］Ｎｏ１８〜２６の光拡散板試
料の作成と評価重量平均粒径、粒径のバラツキ即ち標準偏差値そして拡
散層塗液の固形分総重量を一定にしてポリマー粒子とバ
インダーとの重量比を変えたときの輝度と視認性を調べ
た。その結果を表１に示す。ポリマー粒子とバインダー
との比の値が１．９から３．６までの範囲の値ならば高
い輝度が得られることがわかる。この値より高くても低
くても輝度は低下する。即ち、Ｎｏ１８、１９、２０、
２６の光拡散板試料は輝度が低く、Ｎｏ２１〜２５の光
拡散板試料は輝度が高い例である。

【００１４】［実験例５］Ｎｏ２７の光拡散板試料の作
成と評価ＰＥＴベースの両面に０．４μｍの下塗り層とバック層
が無い場合で、ＰＥＴベースそのものに実験例１のＮｏ
４の光拡散板試料と同じ拡散層を塗布して、光拡散板試
料を作成し、その輝度と視認性とを調べた。その結果を
表１に示す。この場合でも比較的高い輝度を維持した
が、Ｎｏ４の光拡散板試料に比較すると輝度が低下し
た。Ｎｏ２７の光拡散板試料がその例である。

【００１５】［実験例６］Ｎｏ２８の光拡散板試料の作
成と評価最後に実験例２のＮｏ１２の光拡散板試料において、こ
の場合の有機高分子粒子（ＰＭＭＡ）の代わりに屈折率
が１．５４で、ＰＭＭＡ粒子とは０．５の屈折率差があ
るポリスチレン粒子（綜研化学（株）、ＳＧＰ−１０
０）を用いて輝度の変化を調べた。このポリスチレン粒
子の重量平均粒径は２９．１μｍ、バラツキのσ値は
５．６μｍであった。ポリスチレン粒子の比重が１．０
６なので、比重１．１０のＰＭＭＡ粒子と体積を合わせ
る為、４％ポリスチレン粒子の添加重量を減少させた。
また、このポリスチレン粒子は溶剤で若干膨潤するので
塗液を作って直ちに塗布して光拡散板を作成して、その
輝度と視認性とを調べた。その結果を表１に示す。実験
例２のＮｏ１２のＰＭＭＡ粒子の場合に比べて輝度が３
％程度低下した。粒子の屈折率がバインダーの屈折率と
差があると界面での反射、屈折が生じ、結果的には輝度
が更に低くなるものと理解される。Ｎｏ２８の光拡散板
試料がその例である。

【００１６】表１ ──────────────────────────────────── 光拡重量平有機高分子有機高分子粒有機高分子粒下塗散板均粒径粒子の粒径子と有機高分子と有機高分層の輝度視試料（μｍ）分布標準偏子バインダー子バインダー有無 (cd/m²) 認Ｎｏ差値（μｍ）の重量比総重量ｇ／ｍ² 性 ──────────────────────────────────── １１７．１２．８２．１７９．４有１１５０ × ２１７．１２．８２．１７１０．０有１２３２ △ ３１７．１２．８２．１７１４．７６有１２９８ ○ ４１７．１２．８２．１７１６．５有１２７０ ○ ５１７．１２．８２．１７１８．００有１２００ ○ ６１７．１２．８２．１７２０．３２有１１７０ ○ ７７．９１１．６３２．１７１４．８０有１１９５ ○ ８１２．０５２．１０２．１７１４．９１有１２３０ ○ ９１５．０２２．５３２．１７１４．８７有１２４０ ○ １０２０．９２．９０２．１７１４．８３有１２５０ ○ １１２２．０３．１２．１７１４．９４有１１９０ ○ １２３０．２５．２２．１７１４．７８有１１７０ △ １３１７．１７．６２．０９１４．８０有１１６０ ○ １４１７．１５．０２．０５１４．９７有１１８０ ○ １５１７．１３．７２．１６１４．７３有１２００ ○ １６１７．１３．５２．１４１４．６７有１２３４ ○ １７１７．１１．９２．１１１４．８８有１２９０ ○ １８１７．１２．８１．２０１４．５６有１０８８ ○ １９１７．１２．８１．５２１４．４８有１１０９ ○ ２０１７．１２．８１．７７１４．９０有１１４０ ○ ２１１７．１２．８１．９０１４．５８有１２３０ ○ ２２１７．１２．８２．３９１４．７４有１２７０ ○ ２３１７．１２．８２．６０１４．６９有１２４０ ○ ２４１７．１２．８３．２６１４．５９有１２３８ ○ ２５１７．１２．８３．５９１４．８０有１２３１ ○ ２６１７．１２．８３．８１１４．６６有１２１０ ○ ２７１７．１２．８２．１７１４．７６無１２３８ ○ ２８２９．１５．２２．３０１４．２０有１１３０ △ ２９ −− −− −− −− − ９６０ ○ ────────────────────────────────────

【００１７】

【発明の効果】本発明の特定の要件を満たす有機高分子
バインダーと有機高分子粒子とを含む光拡散層を有する
光拡散板は、ポリエチレンテレフタレートフィルムのよ
うな比較的安価で入手しやすい透明支持体を用いなが
ら、高い輝度を与えることが出来る。このため、液晶デ
ィスプレイ等に用いられる光拡散板あるいは映写スクリ
ーン等に用いられる光散乱板、ＯＨＰシート用支持体、
広告用電飾看板バックライトシート支持体、及びその他
光の透過と拡散を利用した表示に用いられる光拡散板な
どとして実用上において有利に使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明支持体の一方の面に有機高分子バイン
ダーと有機高分子粒子とを含む光拡散層を有する光拡散
板において、該有機高分子バインダーと該有機高分子粒
子との屈折率差が０．０５以下であり、該有機高分子粒
子の重量平均粒子径が１０〜２１μｍであり、該有機高
分子粒子と該有機高分子バインダーとの重量比が１．９
〜３．６であり、該有機高分子粒子と該有機高分子バイ
ンダーとの総塗布重量が１０〜１７ｇ／ｍ² であり、か
つ該有機高分子粒子のサイズ分布の拡がりが標準偏差値
で３．５μｍ以内にある光拡散板。
【請求項２】透明支持体の光拡散層を設ける側の表面お
よび／またはその反対側表面にイオン導電性樹脂層を設
けた請求項１に記載の光拡散板。