JPWO2008129946A1 - 光拡散フィルムおよびそれを用いた液晶バックライトユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、マトリックス樹脂内部に有機粒子の拡散素子を含有して構成される内部拡散フィルムの少なくとも片面に光拡散層が形成され、かつ、該光拡散層が少なくともバインダー樹脂と粒子とから構成されている光拡散フィルムに課する。本発明により、液晶バックライトに用いた際に、輝度ムラ解消、輝度の角度依存性の抑制を十分に満足させることができる優れた光拡散フィルムが提供される。

Description

本発明は、液晶バックライトユニットからの光源を均一にし、輝度の角度依存性が小さい光拡散フィルムおよびそれを用いた液晶バックライトユニットに関するものである。

従来、液晶バックライトユニットに使用する光学シートにおいて、ディスプレイスクリーン平面に対して法線方向の輝度、すなわち正面輝度を向上させるために種々の光拡散シートやプリズムシート等の輝度向上シートが提案されている。これらの光学シートを使用した液晶バックライトユニットでは、正面輝度が高い一方、斜めから観察した場合にコントラストや色再現性が低下する場合がある。これまでの粒子とバインダー樹脂とで作成された拡散フィルムでは、ディスプレイスクリーンの法線方向に集光させることを目的に開発されていた（特許文献１、２）。最近では、スウェーデンのTCO Development社が発行するＴＣＯ規格において、フラットパネルディスプレイの輝度の角度依存性についての規定があり、この規定が液晶ディスプレイメーカーで重要視されるなど、フラットパネルディスプレイの輝度の角度依存性の抑制が大変重要となっている。
特開２００１−１５４００４号公報 特開２００１−１６６１１４号公報

しかしながら、かかる従来の光拡散シートやプリズムシート等の輝度向上シートでは、例えば、直下型バックライトに拡散板を設置し、その上に光拡散シートやプリズムシートを積層した場合、拡散板で輝度ムラを解消し、視野角を拡大した光を、ビーズシートやプリズムシートなどで光をディスプレイの法線方向に集光することで、正面輝度を向上していた。この場合、正面輝度は高くなるが、例えばディスプレイ平面の法線に対して画面の長辺方向）に３０°の位置や、画面の短辺方向に１５°の位置から視た場合、液晶ディスプレイ面の位置により輝度差が生じることで、コントラストや色再現性が低下する可能性があった。

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、液晶バックライトユニットにおいて、輝度ムラ解消、輝度の角度依存性の抑制を十分に満足させることができる優れた光拡散フィルムおよび液晶バックライトユニットを提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の光拡散フィルムは、マトリックス樹脂内部に有機粒子の拡散素子を含有して構成される内部拡散フィルムの少なくとも片面に光拡散層が形成され、かつ、前記光拡散層が少なくともバインダー樹脂と粒子とから構成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の液晶バックライトユニットは、かかる光拡散フィルムを用いて構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、輝度ムラを低減し、輝度の角度依存性を抑制した優れた光拡散フィルムを提供することができるので、コントラストや色再現性の点で十分に満足できる液晶表示装置用の液晶バックライトユニットを提供することができる。

本発明の光拡散フィルムの構成の一例を示す断面図である。 バックライト拡散度、輝度ムラの評価に用いる直下型バックライトの断面図である。 変角光度測定の結果を示すグラフである。 視野角測定結果を示すグラフである。 輝度ムラ評価の方法を説明する図である。 内部拡散フィルムの厚みにより拡散性が変化する様子を説明する図である。 内部拡散フィルム中の拡散素子の平均粒子径により拡散性が変化する様子を説明する図である。 内部拡散フィルム中の拡散素子の含有量により拡散性が変化する様子を説明する図である。 光拡散層の構造により拡散性が変化する様子を説明する図である。

符号の説明

１ マトリックス樹脂
２ 拡散素子
３ 粒子
４ バックコート層
５ 内部拡散フィルム
６ 光拡散層
７ バインダー樹脂
１１ 拡散板
１２ 光拡散フィルム
１３ 冷陰極管
１４ 反射フィルム
１５ 枠体
２０ 突起状ピーク
１００ 直下型バックライトの冷陰極管に対して垂直方向の断面図
２００ 直下型バックライトの冷陰極管に対して垂直方向の拡大断面図
３００ 直下型バックライトの冷陰極管面に対して法線方向から見た図
４００ 輝度測定位置、測定位置の各々の端は蛍光管間の中央
４０１ 液晶バックライトユニットの面の対角線

本発明は、前記課題、つまり液晶バックライトユニットにおいて、輝度ムラ解消、輝度の角度依存性の抑制を十分に満足させることができる優れた光拡散フィルムについて、鋭意検討し、特定な内部拡散フィルムの少なくとも片面に、粒子を含む特定な光拡散層を積層して光拡散フィルムを作ってみたところ、特定な光拡散層が拡散性とレンズ効果による集光性の２つ機能を発揮することを究明し、前記課題を一挙に解決することに成功したものである。

以下、本発明の実施形態を、図１とともに説明する。ここで、図１は本発明の実施形態における光拡散フィルムの一例を示す断面図である。図１（ａ）は内部拡散フィルムの片方の面に光拡散層を積層した光拡散フィルムであり、図１（ｂ）は内部拡散フィルムの両方の面に光拡散層を積層した光拡散フィルムである。

本発明の光拡散フィルムは、マトリックス樹脂１の内部に有機粒子の拡散素子２を含有して構成される内部拡散フィルム５と、該内部拡散フィルム５の少なくとも片面に光拡散層６が形成されて構成されているものである。このとき前記光拡散層は、少なくともバインダー樹脂７と粒子３とから構成されていることが重要である。

本発明の前記内部拡散フィルム５は、マトリックス樹脂１内部に有機粒子の拡散素子２を含有して構成されていることで、入射した光を拡散する機能を有するフィルムである。また、かかる内部拡散フィルム５に積層される、バインダー樹脂７と粒子３とから構成される光拡散層６は光の多重屈折作用による拡散性とレンズ効果による集光性を併せ持つ層である。

かかる光拡散層６の粒子３について特に規定はないが、かかる粒子３としては、数平均粒子径が０．５μｍ〜５０μｍのものが好ましく、１μm~２０μｍのものが更に好ましく使用される。平均粒子径が０．５μｍより小さいと、屈折、反射や散乱する際に波長依存性が大きくなる可能性がある。また、５０μｍより大きいと、光拡散層中の粒子の充填率が低下して、光拡散層中に粒子の存在しない空間の割合が増えることによって、光抜けが生じ拡散性が低下する場合がある。比較的平均粒子径の大きな粒子を用いた場合でも、拡散性を高めるためには、粒子の添加量を増やし、光拡散層の厚みを厚くしたり、内部拡散フィルムの両面に光拡散層を設けたり、粒子間の空間を埋めるように比較的平均粒子径の小さな粒子を併用することでも可能となる。

また、かかる粒子３の例としては、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂およびそれらの共重合体等の有機粒子や、ポリシリコン、シリカ、酸化チタニウム等の無機粒子、および有機と無機の複合材料からなる粒子等を用いることができる。

前記バインダー樹脂は、アクリレート系、ポリエステル系、エポキシ系、メラミン系、及びウレタン系からなる群より選択された1種類以上を用いることが好ましい。

本発明の光拡散フィルムにおける光拡散層は、バインダー樹脂１００重量部に対して、粒子０．１〜５０重量部であることが好ましい。粒子のバインダー樹脂に対する含有量が０．１重量部を下回ると、光拡散層が充分な光拡散性を得られない可能性がある。また、５０重量部を超えると、塗液を塗布することが困難となる場合がある。

前記光拡散層の厚さは０．５μｍ〜１００μｍが好ましく、５μm〜５０μmであることが更に好ましい。光拡散層は、バインダー樹脂に対する粒子の含有割合と粒子の平均粒子径が同じ場合、層厚みが厚くなると拡散性が大きくなる。平均粒子径の好ましい大きさが０．５μm以上であるため、光拡散層の好ましい厚みの下限値はこの粒子を用いて粒子を単層で塗布した場合と等しくなる。また、層厚が１００μmを超えると、拡散性が向上する一方、全光線透過率が低下することで、輝度が低下する場合がある。

光拡散層を内部拡散フィルムに塗布する方法は、例えば、エアナイフ方式、グラビア方式、リバースロール方式、スプレイ方式またはブレード方式などから任意に選択して使用できる。

光拡散層を内部拡散フィルムに塗布した後に、熱風、赤外線、遠赤外線等を利用して加熱することにより、コーティング層を形成することができる。

また、前記内部拡散フィルムにおいて、マトリックス樹脂１は特に限定されるものではないが、ポリエステル樹脂は、安価で透明性、機械的強度に優れており、バックライトユニットからの光や熱に対する十分な耐性を有することから、好ましく使用される。

また、かかる内部拡散フィルムに含有される拡散素子２は有機粒子であることが必要である。有機粒子としては、たとえばアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物、フッ素樹脂等が好ましく使用される。拡散素子として無機物を用いても拡散性を得られるが、有機素子は透明性が高いことから、光のロスの少ない高拡散性かつ高透過性の内部拡散フィルムを得ることができる。その結果、この内部拡散フィルムを用いた光拡散フィルムを液晶バックライトユニットに適用した場合、液晶バックライトを高輝度にすることができる。こういった点で本願発明においては、拡散素子２として有機粒子を用いる。

内部拡散フィルムの製造方法としては、例えば、事前に均一に溶融混練して配合させて作製されたペレットまたは直接混練押出し機に供給するなどして溶融混練する。ここで成形法について説明すると、例えば、金型に溶融射出する射出成形や、押出機からTダイ等を通して溶融押出する押出成形等の方法が挙げられる。フィルム上に成形後、必要により延伸工程、熱処理工程等を経て目的の内部拡散フィルムを得る。ここで、延伸工程が必要な場合、延伸後にフィルム中にボイドが生成することがある。フィルム中に多量のボイドが生成した場合、全光線透過率が低下することがあるため、熱処理するなどの工程を経てボイドを消滅させることが必要なときもある。

ところで、かかる内部拡散フィルム、および透明基材フィルムにバインダー樹脂７と粒子３とから構成される樹脂組成物を塗布（ビーズコート）して光拡散層６を形成してなる光拡散フィルムでは、それぞれ単独で用いても光を拡散する機能を有するが、それぞれのフィルムを単に積層しても本発明の光拡散フィルムと同様の機能は発現しない。

すなわち、かかる内部拡散フィルムと拡散フィルムとを単に積層したものでは、フィルム間に空気層が存在し、透明基材フィルムからなる光拡散フィルムの視野角特性が大きく影響を及ぼすため、光拡散性は多少向上するが、図３（ａ）に示すように変角光度を測定すると、視野角０°近辺で突起状のピークが確認される。この現象が起こると、例えば直下型液晶バックライトユニットに使用した場合、正面から蛍光管のムラが視認される可能性がある（ 図３（ａ）は、バインダー樹脂と粒子とから構成されている光拡散層を透明基材フィルムの片面にコーティングした光拡散フィルムを、内部拡散フィルムに重ねて、内部拡散フィルム側から光を入射したときの変角光度特性を示す。 図３（ｂ）は（ａ）で使用した光拡散層を（ａ）で使用した内部拡散フィルムの片面にコーティングした本発明の光拡散フィルムに、光拡散層をコーティングしていない面から光を入射したときの変角光度特性を示す。 ）。また、全光線透過率を測定すると、本発明の光拡散フィルムと比較して、透過率が低下する可能性がある。

また、図４の視野角測定の結果からもわかるように、透明基材フィルムに光拡散層６が形成された拡散フィルムと、その拡散フィルムを内部拡散フィルムと単に積層した構成のものでは、同様の視野角特性を持つが、本発明の光拡散フィルムでは角度依存性の非常に小さい優れた視野角特性を有することがわかる（ 図４（ａ）はバインダー樹脂と粒子とから構成されている光拡散層を透明基材フィルムの片面にコーティングした光拡散フィルムの水平方向の視野角特性を示す。 図４（ｂ）は（ａ）で使用した光拡散層を内部拡散フィルムの片面にコーティングした本発明の光拡散フィルムの水平方向の視野角特性を示す。 図４（ｃ）は（ａ）の光拡散フィルムと（ｂ）で使用した内部拡散フィルムとを積層した拡散フィルムの水平方向の視野角特性を示す。）
本発明の光拡散フィルムは、前記で指摘されるような光漏れが生じず、単に内部拡散フィルムと、透明基材フィルムにバインダー樹脂と粒子とから構成される光拡散層を持つ光拡散フィルムとを積層したものと比較して、それ以上の拡散性と遮蔽性を併せ持つものである。

本発明の光拡散フィルムは、そのフィルム面に平行で、互いに直交する少なくとも２方向における変角光度測定から求められる拡散度が、いずれも２０以上、６０以下であることが好ましく、２５以上、６０以下であることがさらに好ましい。この測定で用いた変角光度計は三次元変角光度計、ＧＰ−２００（株式会社村上色彩技術研究所製）である。拡散度は下記式により求めることができ、この値は光を法線方向から入射した場合の光の拡がり具合を示すパラメータであり、値が大きいほど光を拡散することを示す。
・拡散度＝｛（Ｌ_２０°＋Ｌ_７０°）／２｝／Ｌ_５°×１００
ここでＬ_５°、Ｌ_２０°、Ｌ_７０°はそれぞれ受光角５°、２０°、７０°の時の光度の値である。

液晶バックライトにおいて、特に冷陰極管（ＣＣＦＬ）を用いた直下型の場合、冷陰極管上が明るくなり、冷陰極管間が暗くなる。そのため、不均一な冷陰極管からの光を面光源化および輝度の角度依存性を小さくするためには、冷陰極管からの放射光を効率よく拡散させることが必要となってくる。

本発明の光拡散フィルムにおいて、拡散度が２０を下回ると、拡散性が充分でなく、バックライト面の法線方向から見た場合、冷陰極管のムラが視認できる可能性があり、また輝度の角度依存性が大きくなる可能性がある。逆に、拡散度が６０を超えた場合、冷陰極管のムラは視認できなく、輝度の角度依存性は小さくなる可能性が高いが、正面輝度が低下する場合がある。

また、本発明の光拡散フィルムは、フィルム面に平行なあらゆる方向において拡散度が２０以上、６０以下であることがさらに好ましい。あらゆる方向において拡散度が２０以上、６０以下であれば、光拡散フィルムをバックライトに組み込むに際し、光拡散フィルムの方向を気にすることなく設置しても、後述する平行方向・垂直方向のバックライト拡散度を好ましい値とすることができる。ただし、互いに直交する少なくとも２方向において拡散度が２０以上、６０以下であれば、その２方向と、バックライトの冷陰極管の長手方向、垂直方向とを合わせて設置することで、後述する平行方向・垂直方向のバックライト拡散度を好ましい値とすることができる。

拡散度を制御するためには、内部拡散フィルムの厚み、拡散素子の平均粒子径、添加量、屈折率や、光拡散層の粒子の平均粒子径、屈折率、添加量等、総合的に適正化することで任意の拡散度を規定することができる。例えば、図６に示すようにマトリックス樹脂中の有機拡散素子の濃度および平均粒子径が等しい場合、内部拡散フィルムの厚みにより拡散性に違いが出る。図６（ａ）は図６（ｂ）より厚みが厚くなっており、このとき図６（ａ）では（ｂ）と比較して内部拡散フィルムに入射した光がマトリックス樹脂と有機拡散素子との界面での反射する頻度は高くなり、その結果拡散性は大きくなる。

また、図７に示すように内部拡散フィルムの拡散素子の添加量が等しい場合、平均粒子径を大きくすると、マトリックス樹脂と有機拡散素子との界面の占める面積割合が狭くなることで入射した光が界面反射される割合が少なくなり、その結果内部拡散フィルムの拡散性が小さくなる。（図７（ａ））一方、平均粒子径を小さくすると、マトリックス樹脂と有機拡散素子との界面の占める面積割合が広くなることで入射した光が界面反射される割合が多くなり、その結果拡散性は大きくなる。（図７（ｂ））但し、平均粒子径が０．５μｍを下回ると、光の波長依存性が高くなり拡散光が着色して見える可能性がある。図８に示すように内部拡散フィルムの厚みおよび平均粒子径が等しい場合、図８（ｂ）は図８（ａ）よりマトリックス樹脂中の有機拡散素子の添加量が多くなっており、この場合内部拡散フィルムに入射した光がマトリックス樹脂と有機拡散素子との界面での反射する頻度は高くなり、その結果拡散性は高くなる。内部拡散フィルムにおいて、マトリックス樹脂と拡散素子との屈折率差が大きいほど、臨界角が小さくなり、界面での光の反射率が高まり、その結果拡散性が大きくなる。

光拡散層の場合、粒子の内部拡散フィルム表面における充填率が重要であるが、一般的に平均粒子径が大きくなるほど充填率は小さくなり拡散度は小さくなる。図９に示すように、光拡散層を構成する粒子の添加量が等しい場合、平均粒子径を大きくし、粒子の配列を1層にしてフィルム表面に敷き詰めると、粒子のレンズ効果により、光の集光性が高まる。（図９（ａ））平均粒子径を小さくすると、大きい場合とは違って粒子の配列が多層構造となり、粒子間の多重反射の寄与が大きくなることで光の拡散性が高まり、結果として拡散度が大きくなる。（図９（ｂ））拡散度を大きくするためには、例えば平均粒子径を小さくして、光拡散層の構造を多層化することで粒子表面での多重反射を高めたり、平均粒子径の比較的大きなものを用いた場合でも、添加量を増やし、塗布層の厚みを制御したり、平均粒子径の小さなものを併用して大きな粒子の隙間を埋めることで、粒子間の多重反射を高めることや、光拡散層を内部拡散フィルムの両面に設けたりすることで、拡散度を大きくすることができる。

本発明の光拡散フィルムの全光線透過率は５０％以上であることが好ましく、５５％以上であることがさらに好ましい。かかる全光線透過率が５０％を下回ると、輝度の角度依存性は小さくなることはあるが、正面輝度が低下する可能性がある。

本発明の光拡散フィルムは、下記測定方法により測定した時の平行方向のバックライト拡散度が７５以上、１００以下であることが好ましく、８０以上、１００以下であることがさらに好ましい。また、下記測定方法により測定した時の垂直方向のバックライト拡散度が８０以上、１００以下であることが好ましく、８５以上、１００以下であることがさらに好ましい。

すなわち、後述する「評価項目および評価方法」の（３）バックライト拡散度の項で説明するように、本発明の光拡散フィルムを、液晶バックライトの上に載せて、輝度の視野角を測定する方法である。この輝度の視野角測定には図２に示すような液晶バックライトユニット１００を使用し、液晶バックライトユニット上に、拡散板１１（全光線透過率６５％、厚み２ｍｍ）を載せ、その上に本発明の光拡散フィルム１２を設置して行った。測定にはＥＹＳＣＡＬＥ−３（株式会社アイ・システム社製）を用いて行った。バックライト拡散度は下記式により求めることができ、この値は液晶バックライト上での光の拡がり具合を示すパラメータであり、値が大きいほど視野角依存性が小さいことを示す。なお、図２（ａ）は直下型バックライトの断面図である。図２（ｂ）は直下型バックライトの拡大断面図であり、ａは蛍光管中心から拡散板までの距離、ｂは蛍光管中心間の距離、ｃは蛍光管中心から反射板までの距離を示す。
・バックライト拡散度（平行方向）＝｛（Ｂ_２０°＋Ｂ_７０°）／２｝／Ｂ_５°×１００
・バックライト拡散度（垂直方向）＝｛（Ｂ_２０°＋Ｂ_５０°）／２｝／Ｂ_５°×１００
ここでＢ_５°、Ｂ_２０°、Ｂ_５０°、Ｂ_７０°はそれぞれ受光角５°、２０°、５０°、７０°の時の輝度の値である。直下型バックライトの場合、平行方向は、バックライトの冷陰極管の長手方向に平行な方向の視野角である。垂直方向は、冷陰極管の長手方向と垂直で光拡散フィルム面に平行な方向の視野角である。

液晶ディスプレイでは、バックライトの冷陰極管の長手方向を画面長辺方向にすることが一般的であり、平行方向のバックライト拡散度が７５を下回ると、画面長辺方向の斜めから液晶ディスプレイを視ると、コントラストの低下や色再現性の不良が発生する可能性がある。また平行方向のバックライト拡散度が１００を超えると斜めから視たときのコントラストや色再現性は良好なものの、正面輝度が低下する可能性がある。

このことは画面短辺方向についても同様なことが考えられ、垂直方向のバックライト拡散度が８０を下回ると、画面短辺方向の斜めから液晶ディスプレイを視ると、コントラストの低下や色再現性の不良が発生する可能性がある。また垂直方向のバックライト拡散度が１００を超えると画面短辺方向の斜めから視たときのコントラストや色再現性は良好なものの、正面輝度が低下する可能性がある。

平行方向および垂直方向のバックライト拡散度を制御するためには、本発明の拡散フィルムの拡散度を調整することにより可能となる。例えば、平行方向のバックライト拡散度を大きくするためには、バックライトに設置したときにその方向となる本発明の拡散フィルムの拡散度を大きくすると達成できる。拡散フィルムの拡散度の制御については前述したとおり、内部拡散フィルムの拡散素子の平均粒径、添加量、屈折率や、光拡散層の粒子の平均粒子径、屈折率、添加量等、総合的に適正化することで任意の拡散度を規定することができる。垂直方向のバックライト拡散度を大きくする場合も同様である。

通常、光拡散フィルムとして液晶バックライトユニットに用いた場合、光拡散フィルムの基材となる内部拡散フィルムが略等方拡散性を持つことで何ら不具合は無いが、必要に応じて平行方向と垂直方向を選択的に制御することが可能である。例えば、内部拡散フィルムの製造方法を考えると、押出機にポリエステル樹脂に熱可塑性樹脂をコンパウンドしたチップを供給して、所定の方法により溶融押出を行い、未延伸シートを製作、次いで逐次二軸延伸または同時二軸延伸を実施する。この時、熱可塑性樹脂が延伸時にポリエステルと共延伸するようなものであるとき、長手方向と幅方向で延伸倍率を大幅に変更することで内部拡散フィルムの異方性を発現することができる。また、略棒状の拡散素子を用いた場合、例えば押出機にポリエステル樹脂に略棒状の拡散素子をコンパウンドしたチップを供給して、所定の方法により溶融押出を行い、静電印加法により鏡面のキャストドラム上で冷却する際に、キャストドラムの速度を通常の速度よりはやめて溶融状態のポリエステル樹脂を延伸すると、略棒状の拡散素子の長手方向とフィルムの延伸方向が略平行となる。そのフィルムを逐次二軸延伸または同時二軸延伸を実施する。その際、ボイドが形成すれば、熱処理によりマトリックス樹脂を溶融させてボイドを消滅させることで内部拡散フィルムに異方性を発現することができる。

本発明の液晶バックライトユニットは、まず、内部拡散フィルムの片面に光拡散層を形成した光拡散フィルムを用いる場合、光拡散層を形成した面の反対面から液晶バックライトユニットからの出射光を入射するように、光拡散フィルムを設置する。これに対して、内部拡散フィルムの両面に光拡散層を形成した光拡散フィルムを用いる場合、どちらの面を液晶バックライトユニットの出射光面側にして設置しても良い。

本発明の光拡散フィルムは複数枚積層して使用することもできる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（評価項目および評価方法）
光拡散シートについて、以下の評価を行なった。

（１）全光線透過率・ヘイズ
５０ｍｍ角にカットした光拡散フィルムを、スガ試験機（株）製自動直読ヘイズコンピューターHGM−２DP（光源５９０ｎｍ ナトリウムランプ）を用いて測定した。フィルムの片面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、光拡散層を設けた面と反対の面側から光を入射し、３回測定した平均値を該サンプルの平均値とした。フィルムの両面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、各々の面から光を入射して測定し、それぞれ３回ずつ測定した計６回の平均値を該サンプルの平均値とした。

（２）拡散度
１００ｍｍ角にカットした光拡散フィルムを、株式会社村上色彩技術研究所社製、三次元変角光度計ＧＰ−２００を用いて測定した。光拡散フィルムに対する入射角０°とし、受光器をフィルム面に垂直な平面上を光拡散フィルムの法線に対して、−９０〜９０°の範囲で動かして変角光度を測定した。フィルムの片面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、光拡散層を形成した面と反対の面側から光を入射した得られた測定結果の値から下記式により拡散度を求めた。またフィルムの両面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、各々の面から光を入射して得られた測定結果の平均値から下記式により拡散度を求めた。
・拡散度＝｛（Ｌ_２０°＋Ｌ_７０°）／２｝／Ｌ_５°×１００
ここでＬ_５°、Ｌ_２０°、Ｌ_７０°はそれぞれ受光角５°、２０°、７０°の時の光度の値である。

実際に拡散度を求める場合、受光角５°、２０°、７０°の光度の値から求められる拡散度（＋）と、受光角−５°、−２０°、−７０°の光度の値から求められる拡散度（−）をそれぞれ求め、これら２つの拡散度の平均値から拡散度を求めた。

次いで、光拡散フィルムを面内方向に１５°づつ、合計１６５°になるまで回転し（あるいは、受光器の動く方向を回転し）、それぞれの位置で同じようにして拡散度を求めた。このようにして光拡散フィルムの面に平行で、１５°おきの１２方向における拡散度を求めた。

（３）バックライト拡散度
図２に示した直下型バックライト１００（冷陰極管１２本、ａ＝１３ｍｍ、ｂ＝２４．９ｍｍ、ｃ＝４ｍｍ）の冷陰極管１４の上に拡散板１１（日東樹脂（株）製、クラレックス ＤＲ−６５Ｃ、厚み２ｍｍ）を置き、その上に光拡散フィルム１２を設置した。光拡散フィルムが、フィルム面に平行なあらゆる方向において拡散度が２０以上、６０以下であれば、光拡散フィルムはどのような方向で設置してもよい。光拡散フィルムが、互いに直交する少なくとも２方向において拡散度が２０以上、６０以下であれば、その２方向と、冷陰極管の長手方向、垂直方向とを合わせるように光拡散フィルムを設置する。冷陰極管を６０分間点灯して光源を安定させた後に、測定サンプル側からＥＹＳＣＡＬＥ−３（（株）アイ・システム社製）を用い、付属のＣＣＤカメラを直下型バックライトの中心から５００ｍｍの地点に、直下型バックライトの面に対して正面となるように設置した。ＣＣＤカメラの映像の中心およびＣＣＤカメラの回転中心を液晶バックライトユニットに設置した光拡散フィルム面の対角線の交点に合わせ、その位置を０°とし、冷陰極管の長手方向に平行な方向、および冷陰極管の長手方向に垂直な方向にそれぞれ受光角−８０°〜８０°の範囲でカメラを回転させ、各受光角における輝度を測定した。測定した輝度の値より下記式によりバックライト拡散度を求めた。
・バックライト拡散度（平行方向）＝｛（Ｂ_２０°＋Ｂ_７０°）／２｝／Ｂ_５°×１００
・バックライト拡散度（垂直方向）＝｛（Ｂ_２０°＋Ｂ_５０°）／２｝／Ｂ_５°×１００
ここでＢ_５°、Ｂ_２０°、Ｂ_５０°、Ｂ_７０°はそれぞれ受光角５°、２０°、５０°、７０°の時の輝度の値である。直下型バックライトの場合、平行方向は冷陰極管の長手方向と平行な方向であり、垂直方向は冷陰極管の長手方向と垂直で光拡散フィルム面に平行な方向の視野角である。

実際にバックライト拡散度を求める場合、受光角５°、２０°、５０°、７０°の輝度の値から求められる拡散度（＋）と、受光角−５°、−２０°、−５０°、−７０°の輝度の値から求められる拡散度（−）をそれぞれ求め、これら２つのバックライト拡散度の平均値からバックライト拡散度を求めた。

（４）輝度ムラ
図２に示した直下型バックライト１００の冷陰極管１４の上に拡散板１１（日東樹脂（株）製、クラレックス ＤＲ−６５Ｃ、厚み２ｍｍ）を置き、その上に本発明の光拡散フィルム１２を設置した。冷陰極管を６０分間点灯して光源を安定させた後に、測定サンプル側からＥＹＳＣＡＬＥ−３（（株）アイ・システム社製）を用い、付属のＣＣＤカメラを直下型バックライトの中心から５００ｍｍの地点に、直下型バックライトの面に対して正面となるように設置した。ＣＣＤカメラの映像の中心を液晶バックライトユニットの面の対角線の交点に合わせ輝度（ｃｄ／ｍ^２）を測定した。測定箇所は、図５に示すように、液晶バックライトユニットの面の対角線の交点から冷陰極管と垂直な方向に、中心近傍の4本分の蛍光管で輝度を測定した。測定箇所を９９等分（Ｌ１〜Ｌ９９）したときの輝度の平均値（Ｌａｖｅ）、輝度の最大値（Ｌｍａｘ）、輝度の最小値（Ｌｍｉｎ）求め、平均輝度、輝度ムラは以下の式から算出され、以下の基準で評価した。
・Ｌａｖｅ＝Ｌ１〜Ｌ９９の値の平均値
・輝度ムラ＝｛（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Ｌａｖｅ｝×１００ （％）
Ａ：輝度ムラは１％未満で、目視で蛍光管のムラが見えない
Ｂ：輝度ムラは１％以上、３％未満で、目視で蛍光管のムラが見えない
Ｃ：輝度ムラは３％以上、５％未満で、目視で蛍光管のムラが確認できる
Ｄ：輝度ムラは５％以上で、目視で蛍光管のムラが確認できる。

（実施例１）
主押出機にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にイソフタル酸成分を１７ｍｏｌ％共重合させたポリエステル樹脂（融点２１０℃、密度１．３５、ガラス転移温度７０℃、屈折率１．５８）、ポリメチルペンテン（融点２３５℃、密度０．８３、屈折率１．４６）を５重量％、ハイトレル７２４７（東レ・デュポン（株）製）を０．５重量％混合したチップを供給した（Ｂ層）。また、副押出機にＰＥＴ（融点２６５℃、密度１．３５）を供給した（Ａ層）。そして、所定の方法により両側表面層にＰＥＴを有する溶融３層共押出を行い、静電印加法により鏡面のキャストドラム上で冷却して未延伸３層積層シートを製作した（積層シート膜厚：１７００μｍ、積層比率： Ａ層：Ｂ層：Ｃ層＝１：８：１）。このようにして得られた３層積層シートを９０℃にて長手方向に３．３倍延伸し、続いてテンターで９０℃の予熱ゾーンを通じて９５℃で幅方向に３．５倍延伸し、さらに２３０℃で２０秒間熱処理し、膜厚１５０μｍ、拡散度４３．８、全光線透過率６６．９％の内部拡散フィルムを得た。

次いで、アクリルポリオール系バインダー樹脂２０重量％、イソシアネート系硬化剤３重量％、ポリメチルメタクリレート平均粒径２０μｍの多分散粒子２５重量％、ポリメチルメタクリレート平均粒径１２μｍの多分散粒子３重量％、およびトルエン４９重量％からなる組成物１００重量部に対して、平滑剤としてポリシリコン０．１重量部を混合して光拡散層用塗布液を得た。この光拡散層用塗布液を前記内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（実施例２）
実施例１と同様の方法で得られた内部拡散フィルムと、実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意した。光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの両面に、乾燥後の膜厚が両面とも２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（実施例３）
主押出機に供給するポリメチルペンテンを１．４重量％にし、ハイトレル７２４７（東レ・デュポン（株）製）を除いた以外は実施例１と同様の方法で得られた、膜厚１８８μｍ、拡散度１３．６、全光線透過率９５．９の内部拡散フィルムと、実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意した。光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（実施例４）
主押出機に供給するポリメチルペンテンを３．５重量％にした以外は実施例１と同様の方法で得られた、膜厚１２５μｍ、拡散度２７．７、全光線透過率８３．８の内部拡散フィルムと、実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意した。光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（実施例５）
主押出機に供給するポリメチルペンテンを３．３重量％、ハイトレル７２４７（東レ・デュポン（株）製）の代わりにポリエチレングリコールを０．５重量％にした以外は実施例１と同様の方法で得られた、膜厚１００μｍ、拡散度２９．０、全光線透過率８５．５の内部拡散フィルムと、実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意し、その光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（実施例６）
主押出機に供給するポリメチルペンテンを３．３重量％、ハイトレル７２４７（東レ・デュポン（株）製）の代わりにポリエチレングリコールを０．５重量％にした以外は実施例１と同様の方法で得られた、膜厚１００μｍ、拡散度２９．０、全光線透過率８５．５の内部拡散フィルムと、実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意し、その光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの両面に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（実施例７）
主押出機に供給するポリメチルペンテンを６．７重量％、ハイトレル７２４７（東レ・デュポン（株）製）の代わりにポリエチレングリコールを０．５重量％にした以外は実施例１と同様の方法で得られた、膜厚１００μｍ、拡散度４６．１、全光線透過率６８．１の内部拡散フィルムと、実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意し、その光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（比較例1）
光拡散フィルムとして１８８ＧＭ２（（株）きもと製）を用いた。

（比較例２）
厚み１２５μｍの透明ポリエステルフィルム（東レ（株）製 ルミラー（登録商標）Ｕ３４）の片面に実施例１と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、１２０℃で４分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。

（比較例３）
光拡散フィルムとして１００ＧＭ３（（株）きもと製）を用いた。

（比較例４）
実施例４で用いた内部拡散フィルムと比較例２で用いた光拡散シートとを積層して光拡散フィルム群を得た。

各実施例、比較例の拡散度の値は、１２方向における拡散度の中心値とばらつきを示す。

表１に示すように、実施例１〜７の光拡散フィルムは、比較例１〜４の光拡散フィルムに比べて、輝度ムラ低減、輝度の角度依存性を十分に満足できるものであった。

実施例１と４、及び実施例５と７とを比較すると、内部拡散フィルムの製造方法が同様であっても、拡散素子の添加量を増加させると拡散度が大きくなることが分かる。実施例１と２、及び実施例５と６とを比較すると、同じ内部拡散フィルムと光拡散層を用いても光拡散層を両面に設けると拡散度が大きくなることが分かる。また実施例３より、内部拡散フィルム中の拡散素子の添加量を少なくしても、光拡散層を形成することで充分な拡散性が得られることが分かる。

これに対して、比較例１〜３の透明基材フィルムに光拡散層を形成した光拡散シートでは、輝度ムラ不良、輝度に対する視野角が低い結果となった。また、比較例４の内部拡散フィルムと、透明基材フィルムに光拡散層を形成した光拡散シートとを積層した構成では、全光線透過率が低く、輝度の角度依存性は実施例の光拡散シートと比較して大きく、輝度ムラが不良となった。

Claims (7)

1. マトリックス樹脂内部に有機粒子の拡散素子を含有して構成される内部拡散フィルムの少なくとも片面に光拡散層が形成され、かつ、該光拡散層が少なくともバインダー樹脂と粒子とから構成されている光拡散フィルム。
2. 前記有機粒子拡散素子がアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物、及びフッ素樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂で形成されている請求項１に記載の光拡散フィルム。
3. 前記光拡散フィルムの面に平行で、互いに直交する少なくとも２方向において、下記拡散度がいずれも２０以上、６０以下である請求項１又は２に記載の光拡散フィルム。
   ・拡散度＝｛（Ｌ_２０°＋Ｌ_７０°）／２｝／Ｌ_５°×１００
   ここでＬ_５°、Ｌ_２０°、Ｌ_７０°はそれぞれ、変角光測定から求められる受光角５°、２０°、７０°の時の光度の値である。
4. 全光線透過率が５０％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散フィルム。
5. 下記平行方向のバックライト拡散度が７５以上、１００以下である請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散フィルム。
   ・バックライト拡散度（平行方向）＝｛（Ｂ_２０°＋Ｂ_７０°）／２｝／Ｂ_５°×１００
   ここでＢ_５°、Ｂ_２０°、Ｂ_７０°はそれぞれ、直下型バックライトの冷陰極管の長手方向と平行な方向における受光角５°、２０°、７０°の時の輝度の値である。
6. 下記垂直方向のバックライト拡散度が８０以上、１００以下である請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散フィルム。
   ・バックライト拡散度（垂直方向）＝｛（Ｂ_２０°＋Ｂ_５０°）／２｝／Ｂ_５°×１００
   ここでＢ_５°、Ｂ_２０°、Ｂ_５０°はそれぞれ、直下型バックライトの冷陰極管の長手方向と垂直で光拡散フィルム面に平行な方向における受光角５°、２０°、７０°の時の輝度の値である。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の拡散フィルムを用いて構成されている液晶バックライトユニット。

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