JPH07218706A - 光拡散板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】規則的な凹部を有しながら、モアレ干渉縞を防
ぎ、しかも均一な表面輝度を確保することのできる光拡
散板を提供する。 【構成】透明樹脂板の少なくとも片面に、略同一形状を
有する多数の凹部が設けられ、該凹部は、開口部の形状
が平行四辺形で且つ母線が略等しい角錐状であり、該平
行四辺形の隣合う２辺の夾角が１５〜１６５度となされ
且つ隣合う平行四辺形が一辺を共有していることを特徴
とする光拡散板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示板や照明カバーな
どに用いられる光拡散板に関する。

【０００２】

【従来の技術】光拡散板は、点光源あるいは線状光源の
光を拡散もしくは出射光角度の調整を行い、均一で表面
輝度が高い面照明を得る為に、液晶表示板のバックライ
トユニット、透過型スクリーン、照明装置のカバーなど
に用いられるものである。

【０００３】液晶表示板における光拡散板の使用例を第
１図に基づいて説明する。液晶表示板は自ら発光しない
ため、表示を視認するためには何らかの外部光による照
明が必要となる。外部光の取り入れ方として、室内照明
の反射光を利用する反射型、液晶表示板の背後から照明
光を透過させるバックライト型の２種類に大別される。

【０００４】近年、視認性が良好であることからバック
ライト型が主流となっている。図１に示したのはバック
ライト型液晶表示板の要部断面模式図である。図１にお
いては光源である冷陰極管（６）は、液晶表示板の側方
に１灯配置されている。この他、液晶表示板の側方両側
に２灯配置したもの、あるいは液晶表示板の背面に冷陰
極管を配置したものなどがあるが、２灯配置の場合は消
費電力が大きくなるため、また、背面配置の場合は液晶
表示板が厚くなるため、最近は、もっぱら側方１灯配置
が用いられている。

【０００５】冷陰極管（６）から出た光（８）は、導光
板（４）と呼ばれる透明板に導かれる。導光板（４）
は、通常透明樹脂からなり、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の厚さ
を有している。導光板（４）に導かれた光は、導光板表
面に比較的浅い角度で入射するため、いわゆる臨界角よ
り大きな角度で導光板（４）と空気の界面に達し、導光
板内部で全反射を繰り返す。この導光板（４）の背面に
乱反射するスクリーン印刷で設けられたドット（７）お
よび反射板（５）などを設けておくと、全反射を繰り返
していた光は、ここで乱反射され導光板表面へと出射す
る。

【０００６】導光板表面から出た光は、次いで、光拡散
膜（３）へ到達する。この光拡散膜は、液晶表示板の面
全体に均一な輝度を持たせる役割と同時に、導光板
（４）のドット（７）を隠蔽いする役割を有する。ここ
で、光拡散板（２）が、十分に光拡散能を有し、ドット
（７）を隠蔽することが出来れば光拡散膜（３）は、不
要となる。

【０００７】このようにして、導光板（４）から出た光
は、光拡散膜（３）を通して、または導光板（４）から
直接光拡散板（２）へと入射する。この時、入射する光
は液晶表示板側方に光源があることを反映して、特定の
方向、すなわち、光源と逆側の方向に指向性を持ってい
る。光拡散板（２）は、このような指向性を持つ光を正
面方向に屈折により変える役割を担っている。また、前
述したように、光拡散により導光板背面のドット（７）
の隠蔽の役割を同時に担っている。

【０００８】従来、この種の光拡散板（２）は光学的透
明性を有する熱可塑性樹脂の押し出しフィルムもしくは
シートの表面に、砂ずり、ホーニング処理、エンボスロ
ール加工、プレス成形などにより、多数の微細で規則的
なあるいはランダムな凹凸を形成することにより製造さ
れている。また、これらの熱可塑性樹脂中に、例えば、
二酸化チタン、二酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属
酸化物、雲母のような鉱物、アルミニウム粉、錫粉、金
粉、銀粉等の金属粉などの光拡散性物質を均一に混合分
散させたものも用いられている。

【０００９】近年、液晶表示板の表面輝度向上のため、
出射光角度調整の効果が高く、より高輝度を実現できる
規則的な凹凸を有する光拡散板が主流となっている。こ
の規則的な凹凸とは、例えば、連続プリズム形状、ある
いは連続波状の凹凸であり、この凹凸の連続方向を冷陰
極管（６）の長手方向と平行に配置することにより、出
射光角度の調整が可能となる。

【００１０】このようにして、光拡散板（２）を出た光
は、液晶表示板全体に均一で、正面に指向性のある光と
して、液晶ユニット（１）へ入射し、画像情報を付加さ
れた後に、さらに外部に出射して視認される。

【００１１】このような光拡散板（２）としては、例え
ば、特開昭６１−５７９０２号公報において連続プリズ
ム形状の凹凸を有する光拡散板を用いて光線方向を調整
する方法が開示されており、特開昭６１−１５１０４号
公報においても同様の方法が開示されている。

【００１２】光拡散板は通常、数十μｍから数百μｍ程
度のピッチの連続プリズム形状、あるいは連続波状の凹
凸を有し、一方、液晶ユニット（１）は、通常数百μｍ
のマトリクス模様を形成している。このようにサイズが
近接した連続波状の凹凸または模様を重ね合わせると干
渉を起こし、いわゆるモアレ干渉縞が生じる。このよう
なモアレ干渉縞を生じると液晶表示板の画面の視認性が
著しく低下する。

【００１３】これを防ぐために、例えば、光拡散板の上
記凹凸のピッチを粗くする方法が挙げられが、このよう
にすると画面の明るさが光拡散板（２）の上記凹凸を反
映して、液晶画面に明暗の線を生じてしまい、視認性が
悪化する。

【００１４】一方、モアレ干渉縞を防ぐ別の方法とし
て、光拡散板（２）の連続プリズム形状、あるいは連続
波状の凹凸の連続方向を冷陰極管（６）、および液晶ユ
ニット（１）のマトリクス模様と平行に置かず、例え
ば、４５度傾ける方法がある。しかしながら、この方法
では、液晶表示板の画面全体にわたって均一な輝度を得
ることが難しい。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、規則
的な凹凸を有しながら、モアレ干渉縞を防ぎ、しかも均
一な表面輝度を確保することのできる光拡散板を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明で用いられる透明
樹脂板としては、例えば、ポリ（メタ）アクリレ−ト樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂；熱硬化
性樹脂；光硬化性樹脂の透明樹脂板が挙げられる。

【００１６】本発明の光拡散板の微細な凹部は、略同一
形状で多数設けられ、該凹部の開口部が、図２に示す様
に平行四辺形（９）とされ、その平行四辺形の隣合う２
辺のなす夾角は、大きくなっても、小さくなってもモア
レ干渉縞を生ずるため１５〜１６５度とされ、より好ま
しくは３０〜１５０度である。

【００１７】本発明の光拡散板では、上記平行四辺形の
１辺が共有される多数の微細な凹部が設けられる。

【００１８】上記凹部は、開口部から底部に向かって、
深さ方向に垂直な断面が、漸減し、一点（１０）とさ
れ、上記平行四辺形を導線とする母線の長さが略等しい
角錐状である。

【００１９】上記角錐状としては、上記平行四辺形の一
辺と平行で上記底部を通り、図３および図４に示す様
に、前記透明樹脂板（１２）に垂直な凹部の断面が三角
波形（１１）、一部が曲線とされる三角波形、サイン波
形等の波状とされてもよい。

【００２０】上記波状の最大勾配と最小勾配のなす角度
は９０度から大きくなっても、小さくなっても光線方向
の調整の効率が低下し、得られる光拡散板の表面輝度が
低下するため、４５〜１３５度が好ましい。

【００２１】上記三角波形は、式（１）で示される斜面
率（Ｓ）が小さくなると、光線方向の調整の効率が低下
し、光拡散板の表面輝度が低下するため０．２以上が好
ましく、より好ましくは０．５以上である。

【００２２】Ｓ＝Ａ／Ｌ

【００２３】〔式中Ｌは、三角波形の１周期分の波形に
沿った長さである。Ａは、そのうちの直線部の長さを表
す。〕

【００２４】上記凹部の深さおよび開口部を構成する平
行四辺形の１辺は、小さくなると、形状の精度を保つこ
とが困難となり、加工コストが極めて高くなり、大きく
なると光拡散板を液晶表示板に用いた場合、画面に凹部
の形状に対応する明暗が明らかに視認され、画面が見に
くくなるため１０〜５００μｍが好ましい。

【００２５】本発明の光拡散板の製造方法は、透明樹脂
板に前記凹部を形成できる方法であれば、公知の方法が
採用でき、例えば、ポリ（メタ）アクリレ−ト樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、あるいはポ
リエチレンテレフタレート樹脂の板を加熱軟化し、上記
凹部を、該凹部に対応する彫刻が施されている金型を用
いてプレス成形する方法、エンボスロールなどで形成す
る方法、上記凹部に対応する彫刻が施されている金型に
熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を充填して熱あるい
は光により硬化させて形成し、製造する方法、光硬化性
樹脂に光マスクでパターン状の光を照射し、現像処理
し、形成し、製造する方法等が挙げられ、当業者によ
り、効果的な方法を選択すことができる。

【００２６】本発明の光拡散板の厚さは、厚くなると、
光拡散板を用いた表示板が厚くなり、薄くなると、凹部
の形状付与が困難となるので５０〜１００μｍが好適に
用いられる。

【００２７】本発明の光拡散板は、図１に示したよう
に、液晶表示板に設置して用いることができる。

【００２８】ここで、凹部の開口部を構成する平行四辺
形の１辺と液晶ユニットのマトリクス模様とのなす角度
γ（以下「配置角度」という）が１５〜１６５度となる
ように設置することが好ましい。

【００２９】上記配置角度が１５度未満あるいは１６５
度を越えると、液晶ユニットのマトリクス模様と光拡散
板の間でモアレ干渉縞を生じ、液晶表示板の視認性が低
下する。

【００３０】また、光拡散板を液晶表示板に用いた場
合、上記凹部の開口部をなす平行四辺形の少なくとも１
辺が、液晶表示板の側面の設置される冷陰極管の長手方
向に対して、平行あるいは垂直からずれると、表面輝度
の不均一が大きくなるので、上記平行四辺形の１辺が、
平行または垂直に配置されことが好ましい。

【００３１】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。

【００３２】（実施例１）直径１００ｍｍφ、有効幅３
００ｍｍで、表面に２００メッシュ（ピッチ１２７μ）
の正四角錐状（高さ４０μ、頂角が１０５度）の形状を
有する彫刻ロールを作成し、これを厚さ１００μｍポリ
エチレンテレフタレ−トフィルムに押しつけて表面に多
数の微細な凹部を有する光拡散板を得た。

【００３３】上記成形条件はロ−ル温度１５０℃、圧力
５０Ｋｇ／ｃｍ² 、搬送速度３ｍ／分とした。

【００３４】得られた光拡散板を、凹部の開口部を構成
する平行四辺形の１辺を冷陰極管の長手方向となす角度
が４５度で、且つ液晶ユニットのマトリクス模様との配
置角度を４５度とするように液晶表示板に設置した。

【００３５】（比較例１）２００メッシュの連続プリズ
ム形状（ピッチ１２７μｍ；高さ４０μ；頂角１０５
度）を有する彫刻ロ−ルを作成し、これを用いた以外は
実施例１と同様ようにして表面に多数の微細な凹部を有
する光拡散板を得た。得られた光拡散板を、凹部の開口
部を構成する平行四辺形の１辺を冷陰極管の長手方向と
平行に、液晶ユニットのマトリックス模様となす角度を
９０度となるように、液晶表示板に設置した。

【００３６】（比較例２）上記で得られた光拡散板を、
凹部の開口部を構成する平行四辺形の１辺を冷陰極管の
長手方向との角度が４５度で、且つ液晶ユニットのマト
リックス模様となす角度を４５度となるように、液晶表
示板に設置した。

【００３７】実施例１と比較例１、２で得られた光拡散
板を配置した液晶表示板を用いて表面輝度、表面輝度の
均一性、モアレ干渉縞の発生を試験し、その結果を表１
に示した。

【００３８】（表面輝度の測定、モアレ干渉縞の発生と
表面輝度の均一性の試験）表面輝度は、冷陰極管が１灯
設置された液晶表示板用バックライトモジュールの導光
板上に、光拡散板を設置し、輝度計（ミノルタ製、ＬＳ
−１００）を光拡散板表面から距離３０ｃｍに設置し、
測定したものである。

【００３９】モアレ干渉縞、輝度均一性の試験は、目視
により判断した。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の光拡散板は、その表面に上述の
形状の凹部が液晶ユニットのマトリクス模様に対して一
定のなす角度をもって配置することにより、表面輝度を
低下させることなく、モアレ干渉縞の発生を防ぎ、しか
も高い表面輝度と表面輝度の均一性を保つことができ液
晶表示用、照明カバ−などに用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックライト型液晶表示板の要部断面模式図で
ある。

【図２】本発明の光拡散板の凹部が設けられた表面の一
部を示す上面模式図である。

【図３】本発明の光拡散板のＡ−Ａ’断面模式図であ
る。

【図４】本発明の光拡散板のＢ−Ｂ’断面模式図であ
る。

【符号の説明】

１ 液晶ユニット ２ 光拡散板 ３ 光拡散膜 ４ 導光板 ５ 反射板 ６ 冷陰極管 ７ ドット ８ 光線 ９ 凹部の開口部 １０ 凹部の点状の底部 １１ Ａ−Ａ’断面の凹部の三角波形 １１’Ｂ−Ｂ’断面の凹部の三角波形 １２ 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明樹脂板の少なくとも片面に、略同一形
   状を有する多数の凹部が設けられ、該凹部は、開口部の
   形状が平行四辺形で且つ母線が略等しい角錐状であり、
   該平行四辺形の隣合う２辺の夾角が１５〜１６５度とな
   され、且つ、隣合う平行四辺形が一辺を共有しているこ
   とを特徴とする光拡散板。