JPWO2008090929A1 - 光拡散板、光拡散層形成用組成液および光拡散板の製造方法 - Google Patents

Abstract

液晶ディスプレイ等に用いられる直下型バックライトユニットに設けられる光拡散板は、十分な拡散性能なく大型化への対応が困難であり、また、低コストで光拡散板を作製することが困難であった。ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層からなる光拡散板であり、前記光拡散層は、マトリックスと光拡散材からなり、マトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが、０．０５以上０．５未満であり、光拡散層中の光拡散材の体積率が３０％以上であることを特徴である光拡散板。

Description

本発明は、液晶ディスプレイ等に用いられる直下型バックライトユニットに設けられる光拡散板および光拡散板の製造に用いられる光拡散層形成用塗布液に関する。

液晶ディスプレイは、パーソナルコンピューター等のモニタ、家庭用テレビ、携帯電話等に用いられているが、近年家庭用テレビの需要が高まり、それに伴ってディスプレイの大画面化が急速に進んでいる。液晶テレビに光を供給するバックライトユニットは、サイドライト型と直下型があるが、大画面且つ高輝度が要求される家庭用テレビの用途には、直下型のバックライトユニットが多く用いられている。

直下型バックライトユニットは、一般的に図４に示すように、光源５と、光源の光源像を消し、輝度を均一にする目的で光源の前面に配置される光拡散板１、光拡散板によって広がった光を前面に集光するための拡散フィルム２やプリズムシート３、光源からの光の偏光方向をそろえ、より高輝度を得るための輝度向上フィルム４、また光源５の背面に配置され、光源５からの光を反射する反射板６からなる。なお７は液晶パネルであり、液晶パネルはバックライトユニットに含まないとものとする。

光拡散板は、粉末ガラス、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウム、無機微粉末またはＰＭＭＡ、ポリスチレン、アクリル−スチレン共重合樹脂等の光拡散材を少なくとも１種類以上を練り込んだ、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂等の樹脂を押出成形によって板状に成形したものが一般的に用いられている。

しかしながら、上記樹脂基材の拡散板は、下記の課題により、高輝度大型化、また薄型化が困難である。
まず、拡散板の大型化に伴い拡散板に反り、たわみが生じやすく、この結果表示される画面に輝度ムラが生じてしまう。これを解決するためには基材の厚みを厚くする必要があり、バックライトユニットの薄型化が困難になると共に、コストも上昇してしまう。

また、大型化のためには多数の光源を使用する必要があり、かつ高輝度化することにより、光源からの発熱量および紫外線の放出量が増大する。この影響によって、拡散板の熱変形、黄変、また吸湿した拡散板の水分放出による反りが発生しやすい。これらを解決するためには光源と拡散板との間隔を大きくとる必要があり、装置厚みが大きくなって薄型化に反し、輝度も低下する。
従来の樹脂拡散板の上記課題を解決するために、ガラス基材を用いた拡散板が提案されている。

特許文献１には拡散板としてガラスに光拡散材を塗着した態様が示され、その成分として有機、無機の塗布材、顔料が示されているが、光拡散材を塗着して形成される光拡散層について、その構成や特性などの具体的な記述はなされていない。

また、特許文献２には、拡散板がガラス製であって、ヘーズ値が９５％以上、透過率が１０％〜４０％であることが示されているが、拡散板の光学特性が示してあるのみで、やはり拡散板の具体的な構成については記述されていない。さらに、透過率が１０％〜４０％と低いため、バックライトユニットとしての輝度が不十分であると考えられる。

特許文献３には、拡散板としてガラス基板に拡散フィルムを貼合した態様およびガラス表面にサンドブラストで凹凸をつけて光を拡散させる態様が示されている。フィルムの貼合は、大面積になるほど気泡や異物の混入を防ぐことが困難になり、結果としてコストアップになってしまう。また、フィルムを貼合する態様について、そのフィルムあるいは拡散板としての具体的な構成、光学特性については記述されていない。一方ガラス表面に凹凸をつける態様については、光散乱はガラス表面のみでしか起こらず、自ずと拡散特性に限界が出てしまう。また、サンドブラストで微細な凹凸を作製することは困難であり、画面に微小な輝度ムラを生じてしまう。

特許文献４にはガラス基板にスクリーン印刷で光拡散層を形成し、該光拡散層は平均粒径５〜４０μｍの球状ビーズを、１５〜３５質量％含有し、厚みが５〜１００μｍであることが示されている。しかしながら、同文献の実施例１、２には、２回塗布で拡散層を形成するものであり、製造タクトがかかってしまいコストの面で課題がある。また、実施例３には１回塗布で拡散層を形成することが示されているが、白色顔料を用いたものであり、全光線透過率が低下し、バックライトユニットの輝度が低下する。

特開平４−３５０８２１号公報 特開２００４−１２７６４３号公報 特開２００５−１２９３４６号公報 特開２００６−１６２８４６号公報

以上のように、ガラスを基材とした直下型バックライトユニット用光拡散板については、未だ具体的な構成、光学特性として高透過で拡散性が均一であること、また低コストで製造できる方法について十分に示されていないのが現状である。

そこで、本発明は、直下型バックライトユニット用拡散板として高透過で十分な拡散性能を有し、剛性が高く熱変形や黄変がないため大型化への対応が容易な光拡散板の提供を目的とする。また、該光拡散板および該光拡散板が設けられた直下型バックライトユニットの提供を目的とする。また、塗布液の１度塗りで必要な性能を発現できる光拡散層形成用塗布液の提供を目的とする。および該光拡散板の製造方法の提供を目的とする。

従来の樹脂拡散板は、光拡散材が基材の厚み方向（数ｍｍ）全体に分散しているのに対し、本発明の光拡散層は厚さが５〜１００μｍと薄い。そのため単位厚みあたりの拡散能力を高める必要がある。そのため、拡散能力に寄与する光拡散材の層中体積率と屈折率差が大きい方が好ましい。しかし、屈折率差が大きすぎると、不要な拡散が多くなり、バックライトユニットとしての輝度が低下するため好ましくない。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層からなる光拡散板において、光拡散層のマトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎ、光拡散層中の光拡散材の体積率を制御し、マトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが、０．０５以上０．５未満であり、光拡散層中の光拡散材の体積率を３０％以上とすることにより、直下型バックライトユニット用拡散板として十分な拡散性能を有し、且つ低コストで製造できる光拡散板を見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、以下の（１）〜（１０）を提供する。
（１）ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層からなる光拡散板であり、前記光拡散層は、マトリックスと光拡散材からなり、マトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが、０．０５以上０．５未満であり、光拡散層中の光拡散材の体積率が３０％以上であることを特徴とする光拡散板。
（２）前記光拡散層の膜厚が、５〜１００μｍである、（１）に記載の光拡散板。
（３）前記マトリックスがウレタン系樹脂を含む、（１）または（２）に記載の光拡散板。
（４）前記ガラス基板がソーダライムシリケートガラスである、（１）〜（３）のいずれかに記載の光拡散板。
（５）（１）〜（４）のいずれかに記載の光拡散板を設けた直下型バックライトユニット。
（６）前記直下型バックライトユニットの正面方向の輝度が９５００ｃｄ／ｍ^２以上である、（５）に記載の直下型バックライトユニット。
（７）マトリックス形成成分と、光拡散材とを含む光拡散層形成用塗布液であって、前記マトリクス成分から形成されるマトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが０．０５以上０．５未満であり、前記マトリックス形成成分が平均分子量１０００〜９０００であるポリエステルポリオール系樹脂であり、かつ、下記の式で定義される光拡散材の液中体積率が３０％以上である光拡散層形成用塗布液。

（８）イソシアネート系硬化剤を含む（７）に記載の光拡散層形成用塗布液。
（９）ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層とを有する光拡散板の製造方法であって、
前記ガラス基板上に（７）又は（８）に記載の光拡散層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する塗布工程と、前記塗膜を乾燥し、硬化させることによって光拡散層を形成する形成工程とを具備する方法により得られる、光拡散板の製造方法。

本発明の光拡散板は、光拡散層を形成するマトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが、０．０５以上０．５未満であり、拡散層中の光拡散材の体積率が３０％以上であるため、高い透過率と十分な拡散特性を両立することができる。

また、基材にガラスを用いているため、樹脂製の拡散板のように光源等の発熱による反り、黄変、熱変形を生じることがなく、また吸湿による反りを生じることもない。したがって、光源と拡散板とを接近して配置した場合でも、バックライトユニットの発光品位が低下することがない。また、剛性が高いため、大型化しても反ることがない。したがって、本発明の光拡散板はバックライトユニットの大型化、薄型化に適している。

また、本発明の塗布液は、光拡散層の厚みが５〜１００μｍと薄くても所望の拡散特性を発現できる。また、光拡散層の厚みが５〜１００μｍと薄くても拡散特性を発現できるために、塗布液の1度塗りで製造することができ、経済性に優れる。

本発明に係る光拡散板を模式的に示す側断面図。 本発明のバックライトユニットと液晶パネルの好適な一例の実施態様の側断面図。 バックライトユニットに光拡散板を組み込んだ状態を示す本発明の一例の実施態様の側断面図。 従来のバックライトユニットと液晶パネルの側断面図。

符号の説明

１． （従来の）光拡散板
１ａ． 本発明の光拡散板
２． 拡散フィルム
３． プリズムシート
４． 輝度向上フィルム
５． 光源
６． 反射板
７． 液晶パネル
１００． ガラス基板
１１０． 光拡散層

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明の直下型バックライトユニット用光拡散板は、ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層からなる直下型バックライトユニット用光拡散板である。

次に、上記ガラス基板および該ガラス基板上に形成される光拡散層、ならびに本発明の直下型バックライトユニット用光拡散板について詳述する。図１は、本発明に係る光拡散板を模式的に示す側断面図である。図１中、光拡散板１ａは、ガラス基板１００と、その表面１００上に形成された、光拡散層１１０を有する。なお、拡散層１１０は、基板１００の片面に形成されていてもよく、両面に形成されていてもよい。

上記ガラス基板は特に限定されず、例えば、無色透明なソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス基板、無アルカリガラス基板、その他の各種ガラスからなる透明ガラス板等を使用することができる。

これらのうち、本発明の光拡散板を直下型バックライトユニットに用いる観点から、ソーダライムシリケートガラスを使用するのが好ましい。

また、上記ガラス基板の厚さは、本発明の光拡散板を用いる直下型バックライトユニットの大きさなどによっても異なるが、１．５〜４．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、１．５〜２．５ｍｍである。

さらに、前記ガラス基板は３８０ｎｍ〜８００ｎｍの波長の全域で透過率が９０％以上であることが、より高い輝度を得られることから好ましい。

さらに、前記ガラス基板と光拡散層合計の透過率が、３１０ｎｍ以下の波長において１０％以下である場合は、光源からのＵＶ光を吸収し、光拡散板より前面の拡散フィルムやプリズムシート等有機物からなる部材の劣化を防ぐことが出来るため好ましい。

また、基板は、表示画像のコントラストを向上させるたり、光源光の色純度を高めるために着色されていてもよい。

光拡散層１１０は、マトリックスと、光拡散材である光拡散微粒子からなり、マトリックスと光拡散材の可視光域の範囲での屈折率差の絶対値Δｎ（以下、屈折率差と略称ることもある）が、０．０５以上０．５未満であり、光拡散層中の光拡散材の体積率（以下、層中体積率と略称することもある）が３０％以上である。屈折率差が０．０５未満であると、光拡散性能が不十分であり、０．５以上であると、不要な拡散が多くなり、光拡散板の全光線透過率が低下する。屈折率差の絶対値Δｎは、０．０５〜０．３が好ましい。また、層中体積率が３０％未満であると、光拡散性能が不十分である。

なお、塗布回数を増やし膜厚を厚くして所望の拡散特性を発現させることも可能であるが、塗布工程増加によるコストアップになる。

なお光拡散材の層中体積率は、層中の光拡散材の体積百分率を、層中の光拡散材の体積百分率およびマトリックスの体積百分率の合計値で割った値である。層中体積率は、ＳＥＭ等により光拡散層の断面図を観察することで求めることが可能である。なお、光拡散材が複数種類である場合、層中体積率は、各々の光拡散材の層中体積率の和で算出される。

なお、本明細書において、マトリックスとは、光拡散層の層そのもの（光拡散微粒子を除いた部分）を形成する材料をいい、具体的には後述するマトリックス形成成分と、場合によってはマトリックス形成成分の硬化に必要な硬化剤から形成される層成分を意味する。また、マトリックスの屈折率とは、マトリックス形成成分から形成される層（硬化物）の屈折率を意味し、後述する光拡散層形成用塗布液中に含まれるマトリックス形成成分の屈折率とほぼ同一である。

光拡散層１１０のマトリックスを構成するマトリックス形成成分は、光拡散材の保持の点で層を形成した後に光拡散材の結合剤の働きをする。また、マトリックス形成成分は、層を形成した後に基板との接着性を有する材料であり、かつ透明であることが好ましい。また、マトリックス形成成分は、塗布による層の形成を可能にする材料が好ましく、特に、熱、紫外線などにより硬化する架橋塗膜材料が好ましい。このようなマトリックス形成成分としては、例えばウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂材料、あるいは金属アルコキシドの加水分解物から得られる架橋物、低融点ガラスなどの無機材料またはこれらの混合物などが挙げられる。

なかでも、マトリックス形成成分は、低温硬化が可能で、数十μｍの厚膜でも硬化収縮によるクラックがなく、硬度の高い皮膜が得られることからウレタン系樹脂が好ましい。特に、ポリエステル系樹脂とイソシアネート系硬化剤を反応して得られる、ウレタン系樹脂が好ましい。

マトリックス形成成分の屈折率は、有機材料で１．４２〜１．５９、無機材料で１．４５〜２．７が一般的である。なお、マトリックスの屈折率は、マトリックスを形成するマトリックス形成成分の屈折率とほぼ同等である。マトリックスの屈折率は、後述する光拡散材との屈折率差が０．０５以上０．５未満となるように選択する。なお、マトリックスの屈折率は、光拡散材の屈折率よりも低くてもよいし、高くてもよく特に限定されない。なお、光拡散材が複数種類である場合、屈折率差は、［各々の光拡散材の層中体積率×屈折率差の和］／［全光拡散材の層中体積率］で算出される。

光拡散層１１０に含まれる光拡散材は、透明な、つまり可視光域において吸収がほとんどない微粒子であり、かつ微粒子径が数ミクロン程度の微粒子であれば、その材質は特に制限されない。光拡散材としては、例えば、シリカ、アルミナなどの透明な無機酸化物微粒子、ガラスビーズなどの無機系微粒子、あるいは透明なポリマービーズなどの有機系微粒子またはこれらの混合物が挙げられる。ポリマービーズとしては、アクリル系、スチレン系、シリコーン系樹脂からなるものが挙げられる。光拡散材の形状は真球状でもよく、不定形でもよい。

光拡散材の平均粒子径は１〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは３〜２０μｍである。１μｍ未満では光の屈折率に波長分散が生じやすく、２０μｍ超では面内の輝度分布が粗い膜になりやすいため好ましくない。なお、前記平均粒子径はコールターカウンター法で測定した。また、光拡散材の屈折率は、その材料によって値は異なるが、本発明における屈折率差を満たすような値であれば特に限定されない。

本発明においては、光拡散層の厚さは、５〜１００μｍであるのが好ましく、１０〜１００μｍであるのがより好ましい。光拡散層の厚さが５μｍ以下であると、屈折率差や層中体積率を大きくしても拡散性が不十分であり、光源の光源像を消すことが困難である。光拡散層の厚さが１００μｍを超えると、１度の塗布で作製することが困難になり、重ね塗りが必要になるため、コストアップになる。

上記のような光拡散板は、マトリックス形成成分や光拡散材を分散した光拡散層形成用塗布液（以下、塗布液と略することもある）を、基板上に塗布後、硬化することにより形成することができる。

塗布液は、通常、マトリックス形成成分や光拡散材を液中に分散した組成物であり、均一に分散していることが好ましい。このようなマトリックス形成成分としては、例えばポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂材料、あるいは金属アルコキシドの加水分解物から得られる架橋物、低融点ガラスなどの無機材料またはこれらの混合物などが挙げられる。

これらのうち、マトリックス形成成分として、少なくともポリエステル系樹脂、中でもポリエステルポリオール系樹脂を含むのが、後述するイソシアネート系硬化剤とウレタン結合を形成し、強靭で、耐久性が高い皮膜を形成する理由から好ましい。

またその平均分子量は１０００〜９０００であることが好ましく、より好ましくは１０００〜７０００である。平均分子量が１０００未満であると、塗膜の硬度が低下し、平均分子量が９０００を超えると、光拡散材を混合した際に塗布液の粘度が上昇しすぎて、均一な塗膜を形成することが困難になる。なお、平均分子量とは、重量平均分子量を意味する。

光拡散材としては、前述の、シリカ、アルミナなどの透明な無機酸化物微粒子、ガラスビーズなどの無機系微粒子、あるいは透明なポリマービーズなどの有機系微粒子またはこれらの混合物が挙げられる。有機系微粒子としては、ポリマービーズが例示される。ポリマービーズとしては、アクリル系、スチレン系、シリコーン系樹脂からなるものが挙げられる。光拡散材の形状は真球状でもよく、不定形でもよい。

なお、マトリックス形成成分と光拡散材は、下記の式で定義される光拡散材の液中体積率が３０％以上であり、前記マトリックス形成成分と光拡散材との屈折率差Δｎの絶対値が０．０５以上０．５未満であることが好ましく、０．０５以上０．３未満がより好ましい。光拡散材の液中体積率が３０％未満であると、光拡散板の拡散特性が不十分となる。マトリックス形成成分と光拡散材との屈折率差Δｎの絶対値が０．０５未満であると、光拡散性能が不十分であり、０．５以上であると、形成された光拡散板の全光線透過率が低下するため好ましくない。

塗布液はさらに必要に応じてマトリックス形成成分の硬化のための硬化剤を含む。硬化剤としては、具体的には、例えば、イソシアネート系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。

これらのうち、イソシアネート系硬化剤であるのが、透明且つポリエステルポリオール系樹脂と反応し、強固なウレタン結合を形成する理由から好ましい。

硬化剤の含有量は、光拡散層形成用塗布液の全質量に対して、３０質量％以下であるのが好ましく、２０質量％以下であるのがより好ましい。拡散板としての特性を損ねない点で好ましい。

さらに塗布液は、本発明の目的を損なわない限り、他の成分を含んでいてもよい。他の成分は、例えば、基板との接着性を向上させるための成分であるカップリング剤、分散剤、基材への濡れ性を高める界面活性剤、消泡剤、レベリング剤などが例示される。上記他の成分は、塗布液中に１０質量％以下であることが、拡散板としての特性を損ねない点で好ましい。塗布液に用いる溶媒は、材料に応じて、塗布に適した汎用の溶媒を適宜選択できる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール類；エチレングリコール等の多価アルコール類；エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテル等のエーテル類；２，４−ペンタンジオン、ジアセトンアルコール等のケトン類；ヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の炭化水素類；乳酸エチル、乳酸メチル等のエステル類；Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；ジメチルスルホキシド、スルホラン等の硫黄化合物が好ましい。

本発明においては、ガラス基板上に本発明の光拡散層形成用塗布液を塗布する塗布方法は特に限定されず、例えば、ローラー塗布、手塗り、刷毛塗り、ディッピング、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、カーテンフロー、バーコート、ダイコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、リバースコート、ロールコート、フローコート、スプレーコート、ディップコート等の方法を用いることができる。

これらのうち、スクリーン印刷である場合、大面積塗布が容易であり、１回の塗布で厚膜が得られる理由から好ましい。

本発明においては、上記塗布工程により形成された塗膜を乾燥し、硬化させる方法は特に限定されず、例えば、本発明の光拡散層形成用塗布液が塗布されたガラス基板を室温で放置し、自然乾燥させる方法、オーブンにて加熱する方法、ＵＶ照射する方法等を用いることができる。また、必要に応じてこれらを組み合わせても良い。硬化剤を含み、化学反応を伴う硬化の場合は、加熱やＵＶ照射を行うのが好ましい。

加熱により塗膜を乾燥し、硬化させる場合、加熱は、あまり高くない温度で行うことが好ましく、大気中において８０〜２００℃の低温で、５〜６０分間の加熱であるのが好ましい。

本発明のバックライトユニットは本発明の光拡散板を設けたバックライトユニットである。図２は、本発明のバックライトユニットの好適な実施態様の一例を模式的に示す側断面図である。図２に示すように、背面側から反射板６、光源５、本発明の光拡散板１ａ、拡散フィルム２、プリズムシート３、輝度向上フィルム４、そして、バックライトユニット上に液晶パネル７をこの順に設けられている。図２においては光拡散層１１０が光源側に向かって設けられた態様を示しているが、観察者側に向かって設けられていても良い。

本発明の光拡散板１ａは、光源５からの光を拡散し、光源の光源像を消して面内の輝度分布を均一にする役割を果たす。

拡散フィルム２およびプリズムシート３は、光拡散板によって広がった光を前面に集光し、輝度を向上させる役割を果たす。輝度向上フィルム４は、光源光を液晶の配向にあった偏光にそろえる機能を持ち、輝度を向上させる役割を果たす。

光源５は液晶パネルに光を供給する役割を果たし、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光光源）、ＨＣＦＬ（熱陰極蛍光光源）、ＥＥＦＬ（外部電極型蛍光光源）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＦＦＬ（平面蛍光光源）などが用いられている。

反射板６は、光源５から後方に発せられた光を反射し、光を効率的に利用する役割を果たす。

本発明の光拡散板は、層中体積率、屈折率差を制御することにより高い透過率と十分な拡散性能を有し、基材にガラスを用いることで、剛性が高く、熱変形や黄変がないため、バックライトユニットの大型化や薄型化への対応が容易である。そのため、直下型バックライトユニット用拡散板として好適である。

以下に実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはもちろんである。
（実施例１）
＜塗布液Ａの調製＞
ポリエステル樹脂（東洋紡績社製バイロン２２０、比重１．２６、平均分子量５０００）５０ｇ、および、希釈溶剤（Ｇ−００４溶剤、帝国インキ製造社製）５０ｇを混合、撹拌し、マトリックス形成成分として、固形分５０質量％のポリエステル樹脂溶液ａを調製した。

上記ポリエステル樹脂溶液ａを１００ｇ、硬化剤としてイソシアネート系硬化剤（２１０硬化剤、帝国インキ製造社製）を８．１ｇ、エポキシ系シランカップリング剤（ＫＢＭ−４０３、信超化学工業社製）を１．１ｇ、消泡剤（帝国インキ製造社製）を１ｇ、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）を０．１１ｇ、および、光拡散材としてベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合樹脂微粒子〔日本触媒社製：エポスターＭ０５、比重１．４、平均粒子径５μｍ、屈折率１．６６〕を６６．７ｇ混合、撹拌し、塗布液Ａを得た。

＜光拡散板Ａの作製＞
３０ｃｍ角のガラス板〔ソーダライムシリケートガラス、無強化ガラス、厚さ１．８ｍｍ、可視光透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１ １９９７年）９２％〕の表面に、塗布液Ａをスクリーン印刷（メッシュ材質：ポリエステル、メッシュ数：１２０メッシュ）で塗布して塗膜を形成した後、１８０℃の乾燥機で１０分間、大気中で乾燥し、塗膜を硬化させて光拡散層を形成することにより光拡散板Ａを作製した。光拡散板Ａの光拡散層の厚さは２５μｍであった。

（実施例２）
実施例１における光拡散材を、アルミナ微粒子〔昭和電工社製：ＣＢ−Ａ０５Ｓ比重３．９８、平均粒子径３μｍ、屈折率１．７６〕量を１３３．３ｇに変更したほかは実施例１と同様にして光拡散板Ｂを得た。光拡散板Ｂの光拡散層の厚さは１７μｍであった。

（比較例１）
実施例１における光拡散材の量を２２ｇに変更したほかは実施例１と同様にして光拡散板Ｃを得た。光拡散板Ｃの光拡散層の厚さは２０μｍであった。

（比較例２）
実施例１における光拡散材を、ＴｉＯ_２微粒子（石原産業社製タイペークＣＲ−９０、比重３．８、平均粒子径０．３μｍ、屈折率２．７）を５．６ｇに変えた以外は実施例１と同様にして光拡散板Ｄを得た。光拡散板Ｄの光拡散層の厚さは１２μｍであった。

（比較例３）
比較例２におけるＴｉＯ_２微粒子の量を１１．１ｇに変えた以外は比較例２と同様にして光拡散板Ｅを得た。光拡散板Ｅの光拡散層の厚さは１２μｍであった。

（比較例４）
実施例１における光拡散材を、ポリスチレン微粒子（積水化成品工業社製ＳＢＸ−８、比重１．０６、平均粒子径８μｍ、屈折率１．５９）を５５．６ｇに変えた以外は実施例１と同様にして光拡散板Ｆを得た。光拡散板Ｆの光拡散層の厚さは２０μｍであった。

（比較例５）
実施例１におけるポリエステル樹脂を東洋紡績社製バイロン２００（比重１．２６、平均分子量１７０００）に代えた他は実施例１と同様にして塗布液Ｅを作製したが、塗布液の粘度が高すぎて均一に塗布することが出来なかった。

作製した各光拡散板の性能を以下に示す方法により評価した。この結果を下記表１に示す。

＜評価＞
（１）拡散性
図３に示すように、バックライトユニットに光拡散板を組み込んだ状態で、ＣＣＤ型輝度計（アイシステム社製Ｅｙｓｓｃａｌｅ４）で画面全体の輝度を測定し面内分布を求め、光源上の位置（図４における測定位置a）での光拡散板の輝度をＬａ、光源と光源の中間（図４における測定位置ｂ）の部分の上の位置の拡散板の輝度をＬｂとして、Ｌｂ／Ｌａで表した。本発明で面内拡散性が均一とは０．９７＜Ｌｂ／Ｌａ＜１．０３であることが必要であり、好ましくは０．９８＜Ｌｂ／Ｌａ＜１．０２である。結果を表１に示す。

（２）透過率
ガラス基板の透過率が９２％（ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年））であるソーダライムシリケートガラス（厚さ１．８ｍｍ）上に光拡散層を作成した場合において、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１（１９９７年）で透過率を測定した。本発明で透過率が高いとは、透過率が６０％以上であることが必要であり、好ましくは７０％以上である。結果を表１に示す。なお、透過率はガラス基板に拡散層が成膜された面に、光が入射する向きで測定した。

（３）Ｈａｚｅ
拡散板をＪＩＳ Ｋ７１３６（２０００年）で測定した。本発明では、Ｈａｚｅは９８％以上がこのましく、９９％以上がより好ましい。
（４）屈折率
マトリックスの屈折率は、プリズムカップラー法（メトリコン社製 Model 2010）を用い、測定波長６３３ｎｍの屈折率で測定した。結果を表１に示す。

（５）総合評価
本発明の光拡散板では、上記（１）拡散性と（２）透過率の特性を同時に満たすことが必要である。

表１に示すように、実施例１、２は、良好な光拡散性と高い透過率を両立することが出来る。また、実施例１、２の光拡散層はスクリーン印刷で１回塗りで十分な光拡散性を持つ層を塗布することができた。

これに対し、比較例１は、微粒子体積率が少なすぎるため、光拡散性が劣る。また、比較例２、３は、屈折率差が大きすぎるため、光拡散性と輝度を両立することができない。比較例４は屈折率差が小さすぎるため、光拡散性が劣る。比較例５はポリエステル樹脂の平均分子量が大きいため、塗布液の粘度が高くなりすぎて均一な印刷が出来ない。

次に、実施例と比較例の光拡散板をバックライトユニット上に設置して比較した。なお、光拡散板が設置されたバックライトユニットの輝度は９５００（ｃｄ／ｍ^２）以上であることが好ましい。評価方法は、バックライトユニット正面輝度と面内のムラとし、正面輝度はＣＣＤ型輝度計（アイシステム社製Ｅｙｓｓｃａｌｅ４）で画面全体の輝度を測定し、その測定結果の平均値を正面輝度とした。市販品の輝度と比較した。面内のムラの比較は、バックライトユニット正面中央から５０ｃｍ離れた被験者が画面全体を目視し、光源の形状が拡散して見えない事を○、見える場合を×として表した。結果を表２に示す。

本発明品の光拡散板を用いたバックライトユニットでは実施例１、２のように正面輝度が高くかつ面内ムラも良好で、輝度と面内分布を同時に満たしている。比較例では、比較例１、２、４の様に輝度は高いが面内分布が悪く、比較例３では面内分布が良いが輝度が低くなり輝度と面内分布を同時に満たさない。また、本発明の光拡散板は基板がガラスであるので、同じ厚さで比べると樹脂製の基板のバックライトユニットに比べ、拡散板に反り、たわみが少ない。また、樹脂性の光拡散板特有の問題である光源の発熱による熱変形、黄変、拡散板自身の水分吸収／再放出が起こらないために、光源と光拡散板との間隔を小さくすることが可能である。

本発明の光拡散板は、高い透過率と十分な拡散特性を両立することができために、バックライトユニットの光源の光の量が低くても輝度が高く、また、バックライトユニットの光源の数が少なくても、均一になるように光を拡散することができ、バックライトユニットの大型化、薄型化、軽量化を行うことができる。また、安価なガラス基材を用い、光拡散層の厚みを薄く、且つ1回の塗布および乾燥で所望の拡散特性の光拡散板を製造することができるため、経済性に優れる。

なお、２００７年１月２３日に出願された日本特許出願２００７−０１２６７７号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (9)

1. ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層からなる光拡散板であり、
   前記光拡散層は、マトリックスと光拡散材からなり、マトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが、０．０５以上０．５未満であり、光拡散層中の光拡散材の体積率が３０％以上であることを特徴とする光拡散板。
2. 前記光拡散層の膜厚が、５〜１００μｍである、請求項１に記載の光拡散板。
3. 前記マトリックスがウレタン系樹脂を含む、請求項１または２に記載の光拡散板。
4. 前記ガラス基板がソーダライムシリケートガラスである、請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散板。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散板を設けた直下型バックライトユニット。
6. 前記直下型バックライトユニットの正面方向の輝度が９５００ｃｄ／ｍ^２以上である、請求項５に記載の直下型バックライトユニット。
7. マトリックス形成成分と、光拡散材とを含む光拡散層形成用塗布液であって、前記マトリックス形成成分から形成されるマトリックスと光拡散材の屈折率差の絶対値Δｎが０．０５以上０．５未満であり、前記マトリックス形成成分が平均分子量１０００〜９０００であるポリエステルポリオール系樹脂であり、かつ、下記の式で定義される光拡散材の液中体積率が３０％以上であることを特徴とする光拡散層形成用塗布液。
   

   
8. イソシアネート系硬化剤を含む請求項７に記載の光拡散層形成用塗布液。
9. ガラス基板と、該ガラス基板上に形成される光拡散層とを有する光拡散板の製造方法であって、
   前記ガラス基板上に請求項７又は８に記載の光拡散層形成用塗布液を塗布し、塗膜を形成する塗布工程と、前記塗膜を乾燥し、硬化させることによって光拡散層を形成する形成工程とを具備する方法により得られる、光拡散板の製造方法。

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