(57)【要約】【課題】本発明は、プリズムシートと組み合わせて用いられる場合に、優れた光透過性、光拡散性及び寸法安定性を有する光拡散板を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係る光拡散板は、芳香族ポリカーボネート及びガラス繊維を含む樹脂マトリックスと、樹脂マトリックス中に分散するシリコーン系拡散剤とを有し、樹脂マトリックスにおけるガラス繊維の含有量が５質量％以上３５質量％以下、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが０．８μｍ以上１２μｍ以下、樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄを用いて表される下記式（１）のＤＯＭ質量部以上、下記式（２）のＤＯＬ質量部以下であり、全光線透過率が６０％以上で、平均厚みが０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。      ＤＯＭ＝０．０６２５×Ｄ＋０．０６・・・・・（１）      ＤＯＬ＝０．２０×Ｄ＋１．７０・・・・・（２）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂及びガラス繊維を含む樹脂マトリックスと、この樹脂マトリックス中に分散する拡散剤とを有し、
上記合成樹脂が芳香族ポリカーボネートであり、
上記樹脂マトリックスにおける上記ガラス繊維の含有量が５質量％以上３５質量％以下であり、
上記拡散剤がシリコーン系拡散剤であり、
上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが０．８μｍ以上１２μｍ以下であり、
上記樹脂マトリックス１００質量部に対する上記シリコーン系拡散剤の含有量が、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄを用いて表される下記式（１）のＤＯＭ質量部以上、下記式（２）のＤＯＬ質量部以下であり、
全光線透過率が６０％以上であり、
平均厚みが０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である光拡散板。
ＤＯＭ＝０．０６２５×Ｄ＋０．０６・・・・・（１）
ＤＯＬ＝０．２０×Ｄ＋１．７０・・・・・（２）
【請求項２】
少なくとも一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上６μｍ以下である請求項１に記載の光拡散板。
【請求項３】
上記樹脂マトリックスにおける上記ガラス繊維の含有量が１０質量％以上３０質量％以下である請求項１又は請求項２に記載の光拡散板。
【請求項４】
押出成形法で成形される請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光拡散板。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光拡散板と、
一方向に延在する複数のプリズムを表面に有する第１プリズムシートと
を備えるバックライトユニット。
【請求項６】
上記一方向に直交する方向に延在する複数のプリズムを表面に有する第２プリズムシートをさらに備える請求項５に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散板及びバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明器具、液晶表示装置等には、光源からの光を均一に拡散させるために光拡散板が用いられる。液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下面側にバックライトユニットが装備されている。バックライトユニットには、方形板状の導光板の端部に光源が配置されるエッジライト方式と、光源が液晶ディスプレイの直下にある直下型バックライト方式とが知られている。バックライトユニットには、光拡散板に加え、この光拡散板の上面側にプリズムシート等の光学シートが装備されるのが一般的であるが、光拡散板の光拡散効果が不十分であると、特に直下型バックライトユニットにおいては光源が透けて見えるといった問題を生じるおそれがある。
【０００３】
例えば直下型バックライトユニットでは、光拡散板は、光源に隣接して配置されるため、１００℃近い高温にさらされる場合がある。従来の光拡散板は、このような高温環境下では、熱や吸水率変化によってシワ、反り、うねり等を生じ、光源との距離が面内で不均一となるおそれがあった。またこれにより、バックライトユニットに輝度ムラを生じ、表示品位が低下するおそれがあった。そこで、光拡散板を厚くすることで光拡散板の剛性を大きくし、光拡散板の反りを防止することが考えられる。しかし、光拡散板を単に厚くすると、光拡散板に吸収される光の量が増えるため、バックライトユニットとして要求される高輝度特性も失われる傾向にある。また、光拡散板を厚くすると、光拡散板が重くなり、液晶ディスプレイの特徴である薄型軽量の特徴が薄れてしまう。
【０００４】
今日では、光拡散板として、ポリカーボネートを主成分とするものが用いられている。ポリカーボネートは、耐衝撃性、耐熱性、透明性に優れた熱可塑性樹脂として幅広い用途があり、さらに、無機ガラスに比較して軽量で、生産性も優れているので、光拡散性を付与することにより、光拡散性の要求される用途に好適に使用できる。
【０００５】
しかしながら、ポリカーボネートを用いた光拡散板を直下型バックライトユニットに用いると、剛性が不足し、上述のようにシワ、うねり、そり等が発生し、面内で均一な輝度を得るのが困難である。また、光源からの光を均一に拡散させるために、光源の位置に合わせて、光拡散板にドット印刷を行い、輝度の均一化を狙うことがあるが、光源の熱により光拡散板が膨張し、ドット印刷の位置がズレてしまうという問題が発生するおそれがあった。
【０００６】
また一般に、このポリカーボネートに光拡散性を付与するためには、ガラス、シリカ、水酸化アルミニウム等の無機化合物が添加されるが、これらの無機化合物は成形加工時や押出加工時の熱安定性が低く、衝撃強度等の機械的強度が低下するおそれがある。このような欠点を改良するものとして、有機系で屈折率の差が大きい高分子微粒子を拡散剤として使用することが提案されている。
【０００７】
特許文献１には、ガラス短繊維と微粉状炭酸カルシウムを含むポリカーボネート板よりなる難燃性光拡散板が開示されている。しかしながら、この難燃性光拡散板は、良好な光拡散性能と良好な寸法安定性、低い線膨張係数を同時に実現することは困難である。
【０００８】
特許文献２には、微粒子が分散された透明樹脂をガラス繊維布に含浸させて、その後に硬化させることで形成される寸法安定性に優れた直下型バックライト用拡散板が開示されている。しかしながら、この拡散板は、拡散性能に関しては不十分である。
【０００９】
特許文献３には、改善された拡散挙動を有し、更になおも良好な機械的特性を有し、加工に問題がない光拡散板が開示されている。しかしながら、この光拡散板は、ガラス繊維の寸法、屈折率、アスペクト比等の最適化はされているが、拡散性能の最適化については検討されていない。
【００１０】
特許文献４には、芳香族ポリカーボネート１００重量部に対し、少なくとも側鎖にフェニル基を有するポリオルガノシロキサンであって、２５℃における粘度が１〜１０００ｃＳｔのポリオルガノシロキサンを０．０１〜２重量部、及び重量平均径０．７〜５μｍのシリコーン系拡散微粒子を０．０５〜２重量部含有してなる光拡散性樹脂組成物及びこの樹脂組成物を用いた光拡散性部材が開示されている。この光拡散性樹脂組成物は、高い光拡散性と高い全光線透過率を同時に有するとされているが、全光線透過率が６０％以下であり、光線透過率と光拡散性との両立については、さらなる検討が必要である。また、この光拡散性樹脂組成物は、寸法安定性、線膨張係数の改良については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第２６７３１８号公報
【特許文献２】特開２００６−４０８６４号公報
【特許文献３】特開２００８−１５４４２号公報
【特許文献４】特開２００６−６３１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者達は、光拡散板を単独で用いた場合に優れた光拡散性及び光透過性を有する光拡散板をプリズムシートと組み合わせて使用した場合に、必ずしも優れた光拡散性及び光透過性が発揮されるものではないことを見出し、プリズムシートと組み合わせた場合において優れた光拡散性と光透過性を発揮し、且つ同時に線膨張係数を低く抑えることで寸法安定性の改良された光拡散板について鋭意検討した。
【００１３】
すなわち、本発明は、プリズムシートと組み合わせて使用した場合に優れた光拡散性及び光透過性を発揮し、且つ線膨張係数の改良された光拡散板、並びにこの光拡散板を用いて液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を図ることのできるバックライトユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者達は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、芳香族ポリカーボネートに特定量のガラス繊維を含有させた樹脂マトリックス中に、特定粒子径のシリコーン系光拡散剤を所定量含有させることによって、光透過性及び光拡散性を高め、同時に線膨張整数を改良することができ、特に直下型のバックライトユニットにおいてプリズムシートと組み合わせて使用される場合に、優れた光透過性、光拡散性及び寸法安定性を発揮できる光拡散板を見出し、本発明を完成させた。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る光拡散板は、合成樹脂及びガラス繊維を含む樹脂マトリックスと、この樹脂マトリックス中に分散する拡散剤とを有し、上記合成樹脂が芳香族ポリカーボネートであり、上記樹脂マトリックスにおける上記ガラス繊維の含有量が５質量％以上３５質量％以下であり、上記拡散剤がシリコーン系拡散剤であり、上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが０．８μｍ以上１２μｍ以下であり、上記樹脂マトリックス１００質量部に対する上記シリコーン系拡散剤の含有量が、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄを用いて表される下記式（１）のＤＯＭ質量部以上、下記式（２）のＤＯＬ質量部以下であり、全光線透過率が６０％以上であり、平均厚みが０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。
ＤＯＭ＝０．０６２５×Ｄ＋０．０６・・・・・（１）
ＤＯＬ＝０．２０×Ｄ＋１．７０・・・・・（２）
【００１６】
当該光拡散板は、上記樹脂マトリックスにおける上記ガラス繊維の含有量が上記範囲内であり、且つ上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄ及び上記樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が上記範囲内であるので、光拡散性が良好である。そして、当該光拡散板は、全光線透過率が上記下限値以上であり、平均厚みが上記範囲内であるので、高い光線透過率を示す。当該光拡散板は、プリズムシートと組み合わせて使用されることで特に優れた光学特性を発揮することができる。また、上記樹脂マトリックスにおける上記ガラス繊維の含有量が上記範囲内であるので、寸法安定性が改良されている。
【００１７】
当該光拡散板は、少なくとも一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上６μｍ以下であるとよい。これにより、当該光拡散板の光拡散性を向上することができる。
【００１８】
当該光拡散板は、上記樹脂マトリックスにおける上記ガラス繊維の含有量が１０質量％以上３０質量％以下であるとよい。これにより、当該光拡散板の線膨張係数がより小さくなり、且つ成形加工性も良好である。
【００１９】
当該光拡散板は、押出成形法で成形されるとよい。これにより、当該光拡散板を容易に得ることができる。また、当該光拡散板の線膨張係数に異方性を付与できる。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係るバックライトユニットは、当該光拡散板と、一方向に延在する複数のプリズムを表面に有する第１プリズムシートとを備える。
【００２１】
当該バックライトユニットは、当該光拡散板が第１プリズムシートとを組み合わされることによって、当該光拡散板により優れた光学特性が発揮され、当該光拡散板の寸法安定性を図りつつ、液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を図ることができる。
【００２２】
当該バックライトユニットは、上記一方向に直交する方向に延在する複数のプリズムを表面に有する第２プリズムシートをさらに備えるとよい。これにより、液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を促進することできる。
【００２３】
なお、本発明において、「ガラス繊維」とは、溶融ガラスを紡糸して得られた長繊維を、長さ２００μｍ程度以下に切断、粉砕したものを意味する。「平均粒子径Ｄ」とは、レーザ回折法で測定した体積基準の累積分布から算出されるメディアン径を意味する。「全光線透過率」とは、ＪＩＳ−Ｋ７１０５：１９８１に準拠して測定した値を意味する。「平均厚み」とは、任意の１０点の厚みの平均値を意味する。「算術平均粗さ（Ｒａ）」とは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１に準じ、カットオフ（λｃ）２．５ｍｍ、評価長さ（ｌ）１２．５ｍｍで測定される値を意味する。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明の光拡散板は優れた光拡散性及び光線透過率を有し、且つ線膨張係数を低く抑えることで寸法安定性が改良され、プリズムシートと組み合わせて使用されることで特に優れた光学特性を発揮することができる。また、本発明のバックライトユニットは液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るバックライトユニットを示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施例で用いた２枚のプリズムシートを示す概略的側面図である。
【図３】図２の２枚のプリズムシートの概略的上面図である。
【図４】実施例におけるバックライトユニットの光拡散性の測定装置を示す模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の光拡散板及びバックライトユニットの実施形態について詳説する。なお、説明中「上面」とは、光が出射される側の面を示し、「下面」とは、その反対側の面を示す。
【００２７】
［バックライトユニット］
本発明の一実施形態に係るバックライトユニットは、光源と、それ自体本発明の一態様である光拡散板と、プリズムシートとを主として備える。当該バックライトユニットは、液晶ディスプレイに特に好適に用いられる。以下では、図１を参照して、直下型バックライトユニットについて説明する。
【００２８】
図１の直下型バックライトユニットは、光拡散板１と、光拡散板１の上面側に配設される第１プリズムシート２と、第１プリズムシート２の上面側に配設される第２プリズムシート３と、光拡散板１の下面側に配設される複数の光源４とを備える。複数の光源４、光拡散板１、第１プリズムシート２及び第２プリズムシート３は、複数の光源４の出光方向にこの順で配設されている。光拡散板１は、複数の光源４の上面側に他の部材を介することなく直接配設されている。また、第１プリズムシート２は光拡散板１の上面側に直接配設され、第２プリズムシート３は第１プリズムシート２の上面側に直接配設されている。なお、当該直下型バックライトユニットは、複数の光源４、光拡散板１、第１プリズムシート２及び第２プリズムシート３を収容する方形トレイ状のケーシング（不図示）を備える。当該直下型バックライトユニットの第２プリズムシート３の上面側には液晶パネル（不図示）が配設されている。
【００２９】
＜光源＞
光源４は、当該光拡散板１の下面側に配置され、当該光拡散板１の下面に向けて光を出射する。光源４としては、特に限定されないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）が好ましい。当該直下型バックライトユニットは、光源４として指向性の高いＬＥＤを用いた場合でも、液晶ディスプレイの高輝度化、輝度の均一化及び当該光拡散板１の寸法安定性を十分に図ることができる。複数の光源４は、当該光拡散板１の下面の全面を照射するよう等密度（例えば正方形格子パターン）で配設されるのが好ましい。
【００３０】
＜プリズムシート＞
第１プリズムシート２は、一方向に延在する複数のプリズム（第１プリズム２ａ）を表面に有する。複数の第１プリズム２ａは第１プリズムシート２の上面に形成されている。第１プリズムシート２の下面は例えば平滑面とされる。第１プリズムシート２は、その下面が当該光拡散板１の上面に対向するように配置される。第１プリズムシート２の下面は、当該光拡散板１の上面と近接又は当接する。第１プリズムシート２は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成されることが好ましい。なお、「主成分」とは、質量換算で最も含有割合の大きい成分をいう。第１プリズムシート２は、複数の光源４から出射され、当該光拡散板１を透過した光を複数の第１プリズム２ａで屈折等させることにより、複数の光源４から出射された光を法線方向側に立ち上げて、当該直下型バックライトユニットの出光性能を向上させる。なお、第１プリズムシート２は、複数の第１プリズム２ａを下面に備えていてもよい。また、この場合、第１プリズムシート２の上面は平滑面とすることができる。
【００３１】
第１プリズム２ａは、第１プリズムシート２の表面に平行列に配設される凸状部である。第１プリズム２ａの断面形状としては、特に限定されないが、半円形状、半楕円形状、正三角形状、二等辺三角形状等とすることができ、正三角形状又は二等辺三角形状が好ましい。第１プリズム２ａの底辺から頂点までの高さとしては、特に限定されないが、例えば５μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。隣接する第１プリズム２ａ同士の平均稜線間隔（平均ピッチ）としては、特に限定されないが、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。
【００３２】
第２プリズムシート３は、上記一方向（第１プリズムシート２の複数のプリズム２ａの延在方向）に直交する方向に延在する複数のプリズム（第２プリズム３ａ）を表面に有する。複数の第２プリズム３ａは第２プリズムシート３の上面に形成されている。第２プリズムシート３の下面は例えば平滑面とされる。第２プリズムシート３は、その下面が第１プリズムシート２の上面に対向するように配置される。第２プリズムシート３の下面は、第１プリズムシート２の上面と近接又は当接する。第２プリズムシート３は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂を主成分として形成されることが好ましい。第２プリズムシート３は、複数の光源４から出射され、第１プリズムシート２を透過した光を複数の第２プリズム３ａで屈折等させることにより、法線方向側に立ち上げて、当該直下型バックライトユニットの出光性能を向上させる。なお、第２プリズムシート３は、複数の第２プリズム３ａを下面に備えていてもよい。また、この場合、第２プリズムシート３の上面は平滑面とすることができる。
【００３３】
第２プリズム３ａは、第２プリズムシート３の表面に平行列に配設される凸状部である。第２プリズム３ａの断面形状、底辺から頂点までの高さ、隣接する第２プリズム３ａ同士の平均稜線間隔としては、上述の第１プリズム２ａと同様とすることができる。
【００３４】
当該直下型バックライトユニットは、第１プリズムシート２の上面側に第２プリズムシート３をさらに備えることによって、液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を促進することができる。なお、当該直下型バックライトユニットは、第２プリズムシート３を備えることで高輝度化及び輝度の均一化を促進することができるが、第１プリズムシート２のみによって十分に出光特性を向上できる場合であれば、第２プリズムシート３を備えない構成とすることも可能である。
【００３５】
＜光拡散板＞
当該光拡散板１は、複数の光源４と第１プリズムシート２との間に配置される。当該光拡散板１は、厚みが略均一の板状である。当該光拡散板１は、その下面と複数の光源４の上面（光出光面）とが均一な間隔となるよう設けられている。当該光拡散板１は、合成樹脂及びガラス繊維５ａを含む樹脂マトリックス５と、この樹脂マトリックス５中に分散する拡散剤６とを有している。より詳しくは、当該光拡散板１は、合成樹脂及びガラス繊維５ａを含む樹脂マトリックス５と、この樹脂マトリックス５中に分散する拡散剤６とを含む基材層を有しており、この基材層の単層体から構成されている。当該光拡散板１は、下面からの入射光を上面へ透過させる際に、この透過光を樹脂マトリックス５中の拡散剤６により拡散させることで出射光の均一化を図るものである。
【００３６】
当該光拡散板１の平均厚みの下限としては、０．５ｍｍであり、０．７ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましい。一方、当該光拡散板１の平均厚みの上限としては、１．８ｍｍであり、１．５ｍｍが好ましく、１．２ｍｍがより好ましい。当該光拡散板１の平均厚みが上記下限に満たないと、当該光拡散板１が十分な光拡散性及び隠蔽性を得ることができず、光源４が透けて見えるおそれがある。また、機械的強度が低下し、加工時、使用時等において割れが発生するおそれがある。逆に、当該光拡散板１の平均厚みが上記上限を超えると、全光線透過率が低下するおそれがあり、また、当該光拡散板１を採用する機器が大型化するおそれがある。
【００３７】
当該光拡散板１は、全光線透過率が６０％以上である。当該光拡散板１の全光線透過率の下限としては、６２％が好ましく、６５％がより好ましい。全光線透過率は、樹脂マトリックス５の光線透過率、拡散剤６（より詳しくは後述のシリコーン系拡散剤）の平均粒子径Ｄ及び添加量、並びにその他添加剤等によって決まる。全光線透過率が上記下限に満たないと、光の透過量が低下して出光量のロスが大きくなり、液晶表示面の明るさが十分に得られなくなるおそれがある。
【００３８】
当該光拡散板１の少なくとも一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）の下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましく、２．８μｍがさらに好ましい。一方、上記一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）の上限としては、６μｍが好ましく、５μｍがより好ましく、４．２μｍがさらに好ましい。上記一方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上記範囲内とすることで、光拡散性を向上することができる。なお、当該光拡散板１は、上記一方の面が上面に位置するように配設されることが好ましい。
【００３９】
当該光拡散板１の他方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）の下限としては、０．１０μｍが好ましく、０．１１μｍがより好ましく、０．１２μｍがさらに好ましい。一方、上記他方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）の上限としては、０．３０μｍが好ましく、０．２５μｍがより好ましく、０．２０μｍがさらに好ましい。当該光拡散板１は、上述のガラス繊維５ａを含有していることで、上記他方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上記範囲内に制御しやすい。当該光拡散板１は、上記他方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記範囲内であることによって、複数の光源４から出射される光を適度に拡散させつつ内部に透過させやすい。
【００４０】
なお、当該光拡散板１には、光拡散性を上げるために、公知の方法で、エンボス加工、Ｖ溝加工、畝状加工等の凹凸加工を表面に施してもよい。これらの加工を施すことにより、光拡散性をさらに向上しやすくなる。
【００４１】
（樹脂マトリックス）
上述のように、樹脂マトリックス５は、合成樹脂及びガラス繊維５ａを含む。また上記合成樹脂は芳香族ポリカーボネートである。つまり、樹脂マトリックス５は、芳香族ポリカーボネート及びガラス繊維５ａを含む。樹脂マトリックス５は、芳香族ポリカーボネート以外の他の合成樹脂を含んでいてもよいが、全合成樹脂における芳香族ポリカーボネートの含有量の下限としては、５０質量％が好ましく、７０質量％がより好ましく、９０質量％がさらに好ましく、１００質量％が特に好ましい。
【００４２】
上記ポリカーボネートとしては、例えば二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重合法又は溶融法で反応させて得られるものを採用することができる。二価フェノールとしては、例えばビスフェノールＡといわれる２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等が挙げられ、中でもビスフェノールＡが好ましい。これらの二価フェノールは、単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００４３】
カーボネート前駆体としては、例えばカルボニルハライド、カーボネートエステル又はハロホルメート等が挙げられる。具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネート又は二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
【００４４】
上記二価フェノールとカーボネート前駆体とを、界面重合法又は溶融法によって反応させてポリカーボネートを製造する際には、分子量調整剤、触媒等を使用することができる。さらに、ポリカーボネートには、添加剤、例えば多価アルコール及び脂肪酸のエステル、部分エステル等の離型剤、亜リン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル等の熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、アセトフェノン系、サリチル酸エステル等の紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、増白剤、難燃剤等を配合してもよい。また、ポリカーボネートは、三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート、或いは芳香族又は脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネートであってもよい。得られたポリカーボネートを２種以上混合した混合物としてもよい。
【００４５】
ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍ）の下限としては、１０，０００が好ましく、１５，０００がより好ましい。一方、ポリカーボネートの粘度平均分子量（Ｍ）上限としては、１００，０００が好ましく、３５，０００がより好ましい。ポリカーボネートは、かかる粘度平均分子量を有することで、十分な強度が得られ、また、成形時の溶融流動性も良好とすることができる。なお、「粘度平均分子量」とは、塩化メチレン１００ｍＬにポリカーボネート０．７ｇを２０℃で溶解した溶液から求めた比粘度（ηｓｐ）を下記式（３），（４）によって算出したものである。
ηｓｐ／ｃ＝［η］＋０．４５×［η］２ｃ  ・・・・・（３）
［η］＝１．２３×１０−４Ｍ０．８３  ・・・・・（４）
ただし、［η］は極限粘度である。また、「ｃ」は、ポリマー濃度で、０．７（ｇ／１００ｍｌ）である。
【００４６】
ガラス繊維５ａとしては、直径１μｍ以上５０μｍ以下の繊維を長さ２００μｍ以下に切断又は粉砕したものが好適に用いられる（つまり、ガラス繊維５ａの直径としては１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、ガラス繊維５ａの長さとしては２００μｍ以下が好ましい）。また、ガラス繊維５ａのアスペクト比としては、１以上５０以下が好ましい。ガラス繊維５ａを構成するガラスとしては、無アルカリガラスが挙げられ、例えばＥガラスが好ましい。また、ガラス繊維５ａの屈折率としては、使用する芳香族ポリカーボネートの屈折率と差が０．０１以上あると光散乱能が大きくなるが、当該光拡散板１では後述するシリコーン系拡散剤が存在するのでガラス繊維５ａは必ずしも光散乱能を有する必要はなく、屈折率の差は０．０１未満でもよい。
【００４７】
樹脂マトリックス５は、上記芳香族ポリカーボネートとガラス繊維５ａとが密着しているほど、全光線透過量が増大する。そのため、ガラス繊維５ａは、上記芳香族ポリカーボネートとの密着性を高められるよう表面をシランカップリング剤などの公知の表面処理剤で処理することが好ましい。
【００４８】
樹脂マトリックス５におけるガラス繊維５ａの含有量は５質量％以上３５質量％以下である。この場合、樹脂マトリックス５に対するポリカーボネートの含有量は６５質量％以上９５質量％以下とすることができる。当該光拡散板１は、樹脂マトリックス５におけるガラス繊維５ａの含有量が上記範囲内であることによって、全光線透過率、耐衝撃性、難燃性、寸法安定性等に優れる。
【００４９】
樹脂マトリックス５におけるガラス繊維５ａの含有量の下限としては、１０質量％が好ましく、２０質量％がより好ましい。一方、樹脂マトリックス５におけるガラス繊維５ａの含有量の上限としては、３０質量％が好ましい。上記含有量が上記下限に満たないと、線膨張係数の改良効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、成形性が悪くなり、当該光拡散板１の表面形状を制御し難くなり、例えば表面の平滑性が不十分となるおそれがある。
【００５０】
（拡散剤）
樹脂マトリックス５中に分散する拡散剤６は、透明又は半透明の略球状の粒子であり、樹脂マトリックス５中の透過光を拡散させる機能を有している。拡散剤６は、シリコーン系拡散剤である。シリコーン系拡散剤は、シロキサン結合を有する球状微粒子であり、例えばシリカ、シリコーンレジン、シリコーンゴム、球状のシリコーンゴムパウダーの表面をシリコーンレジンで被覆した球状粉末であるシリコーン複合パウダー、又はそれらの組み合わせが用いられる。中でも、シリコーン複合パウダーが好ましい。当該光拡散板１は、拡散剤６としてシリコーン系拡散剤を採用することで、透明性、光拡散性に優れる。シリコーン系拡散剤は、樹脂マトリックス５を構成する芳香族ポリカーボネートとの屈折率の差が大きいことで光散乱能に優れる。また、シリコーン系拡散剤は、芳香族ポリカーボネート中に分散された場合でも不活性で変質が少なく、かつ芳香族ポリカーボネートを分解、劣化することが少ない。
【００５１】
上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄの下限としては、０．８μｍであり、０．９μｍが好ましく、１．０μｍがより好ましい。一方、上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄの上限としては、１２μｍであり、８μｍが好ましく、６μｍがより好ましい。上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが上記下限に満たないと、十分な光拡散性が得られないおそれがある。逆に、上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径が上記上限を超えると、当該光拡散板１の透明性が低下するおそれや樹脂マトリックス５中の透過光が均一に拡散され難くなるおそれがある。
【００５２】
上記樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量は、上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄ［μｍ］に依存する。具体的には、上記含有量は、上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄを用いて表される下記式（１）のＤＯＭ質量部以上であり、下記式（５）のＤＯＭＢ質量部以上であることが好ましい。一方、上記含有量は、上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄを用いて表される下記式（２）のＤＯＬ質量部以下であり、下記式（６）のＤＯＬＢ質量部以下であることが好ましい。上記含有量が上記下限に満たないと、十分な光拡散性が得られないおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超えると、当該光拡散板１の光透過性が低下するおそれや当該光拡散板１の機械的強度が不足するおそれがある。また、上記含有量が上記上限を超えると、当該光拡散板１を第１プリズムシート２及び第２プリズムシート３と共に用いた場合に十分な光拡散性が得られないおそれがある。すなわち、当該直下型バックライトユニットでは、上記シリコーン系拡散剤の含有量を増加すれば光拡散性が増大するものではなく、上記含有量を上記範囲内とすることで、優れた光拡散性を発揮することができる。
ＤＯＭ＝０．０６２５×Ｄ＋０．０６・・・・・（１）
ＤＯＬ＝０．２０×Ｄ＋１．７０・・・・・（２）
ＤＯＭＢ＝０．０６２５×Ｄ＋０．２７５・・・・・（５）
ＤＯＬＢ＝０．２０×Ｄ＋０．７０・・・・・（６）
【００５３】
［光拡散板の製造方法］
当該光拡散板１の製造方法としては、特に限定されないが、例えば押出成形法を用いた方法が挙げられる。つまり、当該光拡散板１は、押出成形法で成形することができる。当該光拡散板１は、押出成形法によって容易に形成することができると共に、この押出成形法で成形されることで、線膨張係数に異方性を付与することができる。
【００５４】
当該光拡散板１の押出成形法を用いた製造方法としては、例えば上述のガラス繊維５ａを芳香族ポリカーボネートに分散した樹脂マトリックス形成材料と上述の拡散剤６とを混合する工程（混合工程）と、上記混合工程で混合された組成物を押出成形する工程（押出成形工程）とを備える。
【００５５】
上記押出成形工程では、Ｔダイから上記組成物を一対の押圧ロール間に供給し、この組成物を板状に押出す。この際に、一方の押圧ロールの表面を鏡面に形成することで、当該光拡散板１の上記他方の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上述の範囲内に制御することができる。当該光拡散板の製造方法は、上記樹脂マトリックス形成材料がガラス繊維５ａを含んでいることで、押圧ロールの表面を鏡面とした場合でも、ガラス繊維５ａに起因する微細な凹凸を形成することができ、光透過性等を高めやすい。
【００５６】
なお、当該光拡散板１は、上記押出成形法を用いた方法以外に、例えばペレット状樹脂組成物を用いた射出成形、射出圧縮成形等によって形成することも可能である。
【００５７】
［利点］
当該光拡散板１は、樹脂マトリックス５におけるガラス繊維５ａの含有量が上記範囲内であり、且つ上記シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄ及び上記樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が上記範囲内であるので、光拡散性が良好である。そして、当該光拡散板１は、全光線透過率が上記下限値以上であり、平均厚みが上記範囲内であるので、高い光線透過率を有する。当該光拡散板１は、第１プリズムシート２及び第２プリズムシート３と組み合わせて使用されることで特に優れた光学特性を発揮することができる。また、樹脂マトリックス５におけるガラス繊維５ａの含有量が上記範囲内であるので、寸法安定性が改良されている。
【００５８】
当該直下型バックライトユニットは、当該光拡散板１と第１プリズムシート２及び第２プリズムシート３とを備えるので、当該光拡散板１により優れた光学特性が発揮され、当該光拡散板１の寸法安定性を図りつつ、液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を図ることができる。当該直下型バックライトユニットは、各種液晶ディスプレイの高輝度化及び輝度の均一化を向上することができ、特に大型液晶テレビ用のバックライトユニットとして好適に用いられる。
【００５９】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６０】
上記実施形態では、直下型バックライトユニットについて説明したが、当該光拡散板をエッジライト方式に用いることも可能である。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６２】
［光拡散板］
＜実施例１〜３５、比較例１〜２４＞
以下の材料を用いて実施例１〜３５及び比較例１〜２４の光拡散板を作成した。光拡散板の作成手順は、以下のとおりである。まず、所定量のガラス繊維を芳香族ポリカーボネートに混合した樹脂マトリックス形成材料を得た。この樹脂マトリックス形成材料におけるガラス繊維の含有量は表１〜表４のとおりである。さらにこの樹脂マトリックス形成材料１００質量部に対して表１〜表４に示す割合でシリコーン系拡散剤を添加した組成物をスクリュー径４０ｍｍのベント付単軸押出機に投入し、投入された組成物を２７０〜３００℃で溶融しつつ混錬した後、ストランドカッターを用いてペレットを得た。このペレットを１２０℃で６〜８時間、熱風式乾燥機により乾燥して、原料ペレットを得た。なお、実施例１，５，９，１３では、樹脂マトリックス中のガラス繊維含有量が５質量％になるように、樹脂マトリックス形成材料として、ガラス繊維含有量が０質量％のＳ−３０００と、ガラス繊維含有量が１０質量％のＧＳＨ２０１０ＫＲとを１：１の比率で混合したものを用いた。
【００６３】
上記原料ペレットを用いて、スクリュー径６０ｍｍのベント付単軸押出機を用いて、２７０〜３００℃でＴ−ダイ法により板状に押出した。押出された板状の混錬物を１３０℃に調整されたマット面ロール及び鏡面ロールで挟んで冷却した後、さらに鏡面ロールで搬送しつつ冷却した。光拡散板の平均厚みが表１〜表４に記載されている厚みとなるように、押出量と引取速度を調整した。なお、光拡散板の平均厚みは、株式会社ミツトヨ製のダイヤルマイクロゲージを用いて測定した任意の１０点の平均値によって求めた。
【００６４】
＜実施例３６＞
射出成形機を用いて光拡散板を以下の手順で作成した。まず、所定量のガラス繊維を芳香族ポリカーボネートに混合した樹脂マトリックス形成材料を得た。この樹脂マトリックス形成材料におけるガラス繊維の含有量は１０質量％である。さらに、この樹脂マトリックス形成材料１００質量部に対してシリコーン系拡散剤を０．８質量部添加した組成物を用い、実施例１と同様の手順で原料ペレットを得た。この原料ペレットを、３１０℃で、内面がいずれも鏡面である金型内に射出成形し、平均厚み１ｍｍの正方形の光拡散板（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）を得た。
【００６５】
〔芳香族ポリカーボネート〕
芳香族ポリカーボネートとしては、ガラス繊維を含有しない三菱ガス化学株式会社製の「ユーピロンＳ−３０００」（メルトマスフローレート：１５ｇ／１０分）及び「ユーピロンＨ−３０００」（メルトマスフローレート：３０ｇ／１０分）、並びにガラス繊維を含有する三菱ガス化学株式会社製の「ユーピロンＧＳＨ２０１０ＫＲ」、「ユーピロンＧＳＨ２０２０ＫＲ」、「ユーピロンＧＳＨ２０３０ＫＲ」、「ユーピロンＧＳＨ２０４０ＫＲ」を用いた。
【００６６】
〔シリコーン系拡散剤〕
シリコーン系拡散剤としては、いずれも信越化学工業株式会社製の「Ｘ−５２−７０３０」（シリコーン複合パウダー、平均粒子径Ｄ：０．８μｍ）、「ＫＭＰ−６０５」（シリコーン複合パウダー、平均粒子径：２．０μｍ）、「ＫＭＰ−６００」（シリコーン複合パウダー、平均粒子径：５．０μｍ）、「ＫＭＰ−６０１」（シリコーン複合パウダー、平均粒子径：１２．０μｍ）、「Ｘ−５２−８５４」（シリコーン複合パウダー、平均粒子径：０．７μｍ）、「ＫＭＰ−６０２」（シリコーン複合パウダー、平均粒子径：３０μｍ）を用いた。
【００６７】
［測定］
実施例１〜３６及び比較例１〜２４の光拡散板、並びにこれらの光拡散板を備える直下型バックライトユニットについて、以下の測定機器を用いて各測定を行った。この測定結果を表１〜表４に示す。
【００６８】
＜直下型バックライトユニット＞
図２及び図３に示すように、断面形状が二等辺三角形状で、平均高さが１２．５μｍ、頂角（ａ）が９０°、平均稜線間隔（Ｐ）が２５μｍであるプリズムを表面に複数備え、厚み（ｔ）が２７０μｍの第１プリズムシート１２及び第２プリズムシート１３をそれぞれのプリズムの延在方向が直交するように配置した。また、図４に示すように、第１プリズムシート１２及び第２プリズムシート１３をこの順で実施例１〜３６及び比較例１〜２４の光拡散板１１の上面側に重ねた。さらに、この光拡散板１１の下面側に、光源１４としてＣＲＥＥ社製の発光ダイオード「ＸＰ−Ｇ３  Ｒｏｙａｌ  Ｂｌｕｅ」を配設した。
【００６９】
（光拡散性）
第２プリズムシート１３の上面側に反射型偏光フィルム１５（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ：ＤＢＥＦ）を重ねたうえ、上記直下型バックライトユニットの光拡散性を測定した。具体的には、光拡散板１１の下面の中心から法線方向に、距離（Ｄ）が４ｍｍの位置に光源１４を配置し、且つ反射型偏光フィルム１５の上面の中心から法線方向に、距離（Ｈ）が１４０ｍｍの位置に、有限会社ハイランド製の輝度測定カメラ１６「ＲＩＳＡ−ＣＯＬＯＲ／ＯＮＥ」を配置し、直下型バックライトユニットからの出射光の輝度分布を二次元で測定した。そして、測定された輝度分布から最大輝度を示す中央位置を含み、且つ光源１４を中心とする円直径方向に一次元の断面輝度分布を取得し、取得した一次元の断面輝度分布から半値全幅を算出した。この光拡散性の評価は、算出された半値全幅（ｍｍ）の値が、９．５ｍｍ以上を「ａ」、半値全幅の値が９ｍｍ以上９．５ｍｍ未満を「ｂ」、半値全幅の値が９ｍｍ未満を「ｃ」とした。
【００７０】
（算術平均粗さ（Ｒａ））
算術平均粗さ（Ｒａ）はＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１に準拠して株式会社ミツトヨ製の「ＳＪ−２１０」を用いて測定した。
【００７１】
（全光線透過率）
全光線透過率は、日本分光株式会社製の「Ｖ−６７０」を用いて測定した。光拡散板の全光線透過率について、全光線透過率が６５％以上を「ａ」、全光線透過率が６０％以上６５％未満を「ｂ」、全光線透過率が６０％未満を「ｃ」として評価した。
【００７２】
（ヘイズ値）
ヘイズ値は、ＪＩＳ−Ｋ７３６１：２０００に準拠して、スガ試験機株式会社製の「ＨＺ−２」を用いて測定した。
【００７３】
（線膨張係数）
線膨張係数は、株式会社日立ハイテクサイエンス製の「ＴＭＡ７１００」を用いて測定した。実施例１〜３６及び比較例１〜２４の光拡散板からそれぞれサンプル長３０ｍｍ、サンプル幅４ｍｍの試験片を切り出し、取付チャックに取り付けてチャック間距離を１０ｍｍとして、以下の条件で測定した。本実施例では、３０℃〜１００℃の間での平均の線膨張係数を、各試験片の線膨張係数として採用した。なお、平均厚みが１ｍｍを超える試験片については、線膨張係数に影響の出ない様に表面を削り、厚さを１ｍｍとして線膨張係数の測定を行った。
測定開始温度：２５℃
測定終了温度：１２５℃
昇温速度：５℃／分
【００７４】
また、線膨張係数の測定値を以下の基準で評価した。ガラス繊維を含有し、押出成形によって形成された試験片は、ガラス繊維が押出方向（ＭＤ方向）に配向しやすいため、ＭＤ方向とＴＤ方向（押出方向と垂直な方向）とで線膨張係数に差のある場合が多い。一方、ガラス繊維を含有し、射出成形で得られた試験片（実施例Ｎｏ．３６）は、押出成形で得られた試験片に比べて異方性が少ない傾向にある。実施例１〜３６及び比較例１〜２４において異方性のある試験片に関してはＭＤ方向及びＴＤ方向のうち線膨張係数の小さい値を用いて評価した。測定された線膨張係数でＭＤ方向とＴＤ方向で小さい方の線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下のものを「ａ」、線膨張係数が４０ｐｐｍ／℃より大きく６０ｐｐｍ／℃以下のものを「ｂ」、６０ｐｐｍ／℃より大きいものを「ｃ」として評価した。なお、表４において、実施例３６の線膨張係数については、数値の低い方を便宜的にＭＤ方向の値とし、数値の高い方をＴＤ方向の値とした。
【００７５】
（総合評価）
光拡散板の総合評価は、全光線透過率、光拡散性および線膨張係数の３項目に基づいて行った。すなわち、３項目すべてが「ａ」であるものを「Ａ」、３項目の評価が「ａ」または「ｂ」であるものを「Ｂ」（すべてが「ａ」のものを除く）、３項目の評価に少なくとも１つ「ｃ」がある場合を「Ｃ」とした。
【００７６】
【表１】
2020095096.tif 000003
【００７７】
【表２】
2020095096.tif 000004
【００７８】
【表３】
2020095096.tif 000005
【００７９】
【表４】
2020095096.tif 000006
【００８０】
［評価結果］
表１〜表４に示すように、実施例１〜３６の光拡散板は、樹脂マトリックスがガラス繊維を５〜３０質量％含有しており、ＭＤ方向の線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃以下であり、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが０．８μｍ以上１２μｍ以下の範囲内であり、樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が上記式（１）のＤＯＭ質量部以上、且つ上記式（２）のＤＯＬ質量部以下であり、平均厚みが０．６ｍｍ以上１．６ｍｍ以下である。これにより、実施例１〜３６の光拡散板は、ＭＤ方向の線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃以下であり、全光線透過率が６０％以上であり、半値全幅が９．０ｍｍ以上であり、寸法安定性、光透過性及び光拡散性に優れている。
【００８１】
これに対し、比較例１，３，５，７は、樹脂マトリックスがガラス繊維を含有しておらず、ＭＤ方向、ＴＤ方向共に線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃を超え、寸法安定性が不十分であった。また、比較例２，４，６，８は、樹脂マトリックスにおけるガラス繊維の含有量が４０質量％と多いため、押出成形性が良くなく、表面に凹凸が残り、光拡散板の表面形状を制御することができなかった。その結果、表面に波打ちの無い光拡散板が得られなかった。
【００８２】
比較例２０〜２３は、樹脂マトリックスがガラス繊維を２０質量％含有しており、ＭＤ方向の線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃以下であるが、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが０．８μｍ以上１２μｍ以下の範囲内に含まれないため、光拡散性が不十分である。また、比較例９〜１９は、樹脂マトリックスがガラス繊維を１０〜３０質量％含有しており、ＭＤ方向の線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃以下であるが、樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が上記式（１）のＤＯＭ質量部未満又は上記式（２）のＤＯＬ質量部超であるため、光拡散性が不十分である。
【００８３】
比較例２４は、樹脂マトリックスがガラス繊維を１０質量％含有しており、ＭＤ方向の線膨張係数が６０ｐｐｍ／℃以下であり、シリコーン系拡散剤の平均粒子径Ｄが０．８μｍ以上１２μｍ以下の範囲内であり、樹脂マトリックス１００質量部に対するシリコーン系拡散剤の含有量が上記式（１）のＤＯＭ質量部以上、且つ上記式（２）のＤＯＬ質量部以下の範囲内であるが、平均厚みが０．４ｍｍと小さいため、光拡散性が不十分である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の光拡散板は、高い光拡散性、光透過性及び寸法安定性を全て同時に満足するため、大型液晶ディスプレイ等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  光拡散板
２  第１プリズムシート
２ａ  第１プリズム
３  第２プリズムシート
３ａ  第２プリズム
４  光源
５  樹脂マトリックス
５ａ  ガラス繊維
６  拡散剤
１１  光拡散板
１２  第１プリズムシート
１３  第２プリズムシート
１４  光源
１５  反射型偏光フィルム
１６  輝度測定カメラ
【図１】
2020095096.tif 000007
【図２】
2020095096.tif 000008
【図３】
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【図４】
2020095096.tif 000010