(57)【要約】  輝度ムラを効率良く解消し、画面上の均斉度と高輝度特性を両立することができる光拡散基材と、それを用いた高輝度かつ高均斉度の直下型バックライトとなり得る面光源を提供するために、頂部および底部の繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片面に有する基材であって、該基材は、屈折率が１．４５〜１．６５の範囲内にある材質からなり、頂部および底部の繰り返し方向をｘ、基材の厚み方向をｚとした場合、ｘ−ｚ平面における凹凸形状の裾の角度θが５５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１２５°の範囲内であり、かつ隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に減少する光拡散基材とする。
2008078510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部および底部の繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片面に有する基材であって、該基材は、屈折率が１．４５〜１．６５の範囲内にある材質からなり、頂部および底部の繰り返し方向をｘ、基材の厚み方向をｚとした場合、ｘ−ｚ平面における凹凸形状の裾の角度θが５５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１２５°の範囲内であり、かつ隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に減少する光拡散基材。
【請求項２】
隣り合う頂部の間に実質的な平坦部が存在していない、請求項１に記載の光拡散基材。
【請求項３】
前記裾の角度θが６５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１１５°の範囲内である、請求項１または２に記載の光拡散基材。
【請求項４】
前記凹凸形状のｚ方向の最大値が、かかる凹凸形状と同一の裾の角度θを有する真円の一部からなる形状よりも大きい、請求項１〜３の何れかに記載の光拡散基材。
【請求項５】
前記凹凸形状のアスペクト比が１〜３の範囲内である、請求項１〜４の何れかに記載の光拡散基材。
【請求項６】
基材内部に光拡散素子を含有する、請求項１〜５の何れかに記載の光拡散基材。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の光拡散基材と、発光手段とを備えた面光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度ムラが少なく画面上の均斉度を高くすることが可能であるにも関わらず、高輝度特性を発揮することができる光拡散基材およびそれからなる面光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、テレビあるいは携帯電話などの表示装置として、液晶素子を用いたディスプレイが数多く用いられている。これらの液晶ディスプレイは、それ自体は発光体でないために、単に光を照射するだけでなく、画面全体を均一に照射せねばならないという要求に応えるため、サイドライト型バックライトもしくは直下型バックライトと呼ばれる面光源の構造のものが採用されている。このとき、バックライトの出射光にムラがあるとディスプレイの画質が低下するため、画面全体を均一に照射することが要求される。【０００３】
なかでも、テレビなどには、直下型バックライトが好適に用いられる。直下型バックライトとは、中空の筐体に光源を配置し、該光源から光を出射することで、該筐体の主たる一平面から光を出射させる方式の面光源である（例えば特許文献１）。すなわち、光出射面のすぐ下の位置に多数の蛍光管等の光源が配置される構造となる。【０００４】
このため、種々のバックライトの中でも直下型バックライトでは、画面上で光源の真上に当たる位置とそうでない位置とで大きな輝度差が生じやすく、輝度ムラとして認識されやすいという課題がある。このため、一般に光出射面には非常に強い光拡散性を有する、アクリル樹脂などに光拡散性の粒子を分散させた、半透明の乳白板（いわゆる光拡散板）が設置されており、さらにその上に、拡散シートやプリズムシートなどが適宜配置されている。【０００５】
一方、面光源をより高輝度化させる要求は高まるばかりであり、その手段として、例えば、ランプの本数を増加させたり、出力をアップさせるなどの方法もある。しかしながら、これらの方法は大きなコストアップの要因となり、非効率でもある。【０００６】
また、上記の高輝度化の要求に対して、表面に凹凸形状を有するフィルムに関する提案がなされている。具体的には、シリンドリカルレンズ部をストライプ状に備えたもの（特許文献２参照）や、ラグビーボール状の形状を備えたもの（特許文献３参照）などが提案されている。
【特許文献１】特開平５−１１９３１１号公報
【特許文献２】特開２００２−６２５２８号公報
【特許文献３】特開２００２−１０７５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の乳白板を備えたバックライトでは、光の拡散性が強すぎるために輝度を十分に高くすることが困難である。また、半円柱状のシリンドリカルレンズ部を備えた、いわゆるレンチキュラーシートを搭載した直下型バックライトでは、冷陰極線管などの蛍光管から斜め方向に出射された光の一部は全反射により、図１に示すように、入射方向と反対方向の斜め方向に強く出射されるため、充分に高い正面輝度を得ることができなかった。すなわち、いずれの形態のバックライトも、充分に高い輝度と均斉度を兼ね備えていないのが実情である。【０００８】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、輝度ムラを効率良く解消して画面上の均斉度を高めつつも高輝度特性を達成することができる光拡散基材と、それを用いた高輝度かつ高均斉度を兼ね備えた面光源を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のいずれかの手段を採用するものである。
（１）頂部および底部の繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片面に有する基材であって、該基材は、屈折率が１．４５〜１．６５の範囲内にある材質からなり、頂部および底部の繰り返し方向をｘ、基材の厚み方向をｚとした場合、ｘ−ｚ平面における凹凸形状の裾の角度θが５５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１２５°の範囲内であり、かつ隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に減少する光拡散基材。
（２）隣り合う頂部の間に実質的な平坦部が存在していない、前記（１）に記載の光拡散基材。
（３）前記裾の角度θが６５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１１５°の範囲内である、前記（１）または（２）に記載の光拡散基材。
（４）前記凹凸形状のｚ方向の最大値が、かかる凹凸形状と同一の裾の角度θを有する真円の一部からなる形状よりも大きい、前記（１）〜（３）の何れかに記載の光拡散基材。
（５）前記凹凸形状のアスペクト比が１〜３の範囲内である、前記（１）〜（４）の何れかに記載の光拡散基材。
（６）基材内部に光拡散素子を含有する、前記（１）〜（５）の何れかに記載の光拡散基材。
（７）前記（１）〜（６）の何れかに記載の光拡散基材と、発光手段とを備えた面光源。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光拡散基材は、表面に付与する凹凸形状を単なる半円柱状形状から変更することで、高い輝度と均斉度とを兼ね備えることが可能となる。すなわち、頂部および底部の繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片面に有する基材であって、該基材は、屈折率が１．４５〜１．６５の範囲内にある材質からなり、頂部および底部の繰り返し方向をｘ、基材の厚み方向をｚとした場合、ｘ−ｚ平面における凹凸形状の裾の角度θが５５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１２５°の範囲内であり、かつ隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に減少するものとすることで、蛍光管から斜め方向に入射される光のうち、入射方向と反対方向の斜め方向に強く出射する光の割合を減少させ、正面輝度の向上を達成することができる。そのため、パソコン、テレビあるいは携帯電話などの表示装置、特に液晶表示装置などの平面表示装置に用いられる面光源用として好適である。面光源としては、直下型面光源やサイドライト型面光源があるが、本発明の光拡散基材はそのいずれの面光源においても出射面に装着して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の光拡散基材の表面に設けられる凹凸形状の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の光拡散基材の表面に設けられる凹凸形状の一実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の光拡散基材の一実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明の光拡散基材の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１２】
１ ：レンチキュラーレンズが有する表面形状の模式図
２ ：レンチキュラーレンズの裾部に、斜めから入射した光線の軌跡
３ ：斜めに入射した光のうち、全反射する光線の軌跡
４ ：全反射した光線が、屈折により入射方向と反対方向に出射された光線の軌跡
５ ：本発明の一実施形態を示す光拡散基材の表面凹凸形状
５’： 凹凸形状５と同一の裾の角度θを有する真円の一部
１０：凹凸形状の底部
１１：凹凸形状上の位置であって、底部１０から凹凸形状の繰り返し周期ｐの１／１０００の距離ｘ方向に離れた位置
１２：凹凸形状の底部１０からｘ方向に引いた直線
１００：光拡散基材
１０１：凹凸形状の頂部
１０２：凹凸形状の底部
θ ：凹凸形状の底部１０と、該凹凸形状上の位置であって該底部１０から凹凸形状の繰り返し周期ｐの１／１０００の距離ｘ方向に離れた位置１１とを結んだ直線、および、該凹凸形状の底部１０からｘ方向に引いた直線１２によりなす角
ｗ ：ｘ方向における頂部から底部までの距離
ｈ ：ｚ方向における頂部から底部までの距離
ｈ’：凹凸形状５と同一の裾の角度θを有する真円の一部５’からなる形状のｚ方向の最大値
ｐ ：繰り返し周期（ある凹凸形状の底部から頂部を経て次の底部に至るまでのｘ方向の長さ）
ｔ ：本発明書中で定義される総厚み
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、上記課題、つまり輝度を高め、画面上の均斉度と高輝度特性を両立することができる光拡散基材について、鋭意検討した結果到達したものであり、図３に示すような、頂部１０１および底部１０２の繰り返しからなる凹凸形状を少なくとも片面に有する基材１００であって、屈折率が１．４５〜１．６５の範囲内にある材質からなり、頂部および底部の繰り返し方向をｘ、基材の厚み方向をｚとした場合、ｘ−ｚ平面における凹凸形状の裾の角度θが５５°〜８５°の範囲内もしくは９５〜１２５°の範囲内とし、さらに、隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に減少するような凹凸形状を有する基材とすることで、蛍光管から斜め方向に出射される光のうち、入射方向と反対方向の斜め方向に強く出射される光の割合を減少させ、かつ蛍光管から斜め方向に出射される光を正面方向へと曲げることを可能とし、前記課題を一挙に解決することができることを見出した。【００１４】
裾の角度θとは、詳細には図２に示すように、凹凸形状の底部１０と、該凹凸形状上の位置であって該底部１０から凹凸形状の繰り返し周期ｐの１／１０００の距離ｘ方向に離れた位置１１とを結んだ直線、および、該凹凸形状の底部１０からｘ方向に引いた直線１２によりなす角である。【００１５】
より好ましくは裾の角度θが６５°〜８５°の範囲内もしくは１００〜１１５°の範囲内である。【００１６】
かかる基材の屈折率は１．４５〜１．６５であることが必要である。より好ましくは１．５〜１．６である。ここでいう基材の屈折率とは、単層からなる光拡散基材である場合、基材の屈折率をいい、複数の層からなる光拡散基材の場合、凹凸形状が付与された層の屈折率のことを言う。かかる基材の屈折率をこれらの範囲にし、かつ裾の角度を上記範囲内とすることで、蛍光管から斜め方向に入射する光のうち、入射方向と反対方向の斜め方向に強く出射する光の割合を減少させ、かつ蛍光管から斜め方向に入射する光を正面方向へと曲げることを可能とし、輝度ムラを増大させることなく輝度を向上することができるようになる。【００１７】
かかる要件を満たす基材としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンなどが挙げられる。ここでいうポリエステルとは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合成分としたポリエステルおよびこれらの共重合体などである。共重合される酸成分、ジオール成分としては芳香族ジカルボン酸、スルホン酸金属塩基含有ジカルボン酸、炭素数３〜２５のアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールなどを用いる事が出来るが、特にこれらに限定されるものではない。【００１８】
かかる凹凸形状は、隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に徐々に減少する必要がある。かかる要件を満たすことで、形状は曲線となり、様々な角度で入射してくる光を正面方向へ曲げるための接線角度を有することができるようになり、輝度ムラを軽減することができる。曲線形状としては、半円、半楕円、放物線、双曲線、三角関数あるいはかかる曲線を構成する所定部位などが挙げられるが必ずしもこれらに限定されるものではない。【００１９】
さらに、かかる形状は頂部を軸として、線対称であることが好ましい。本発明の光拡散基材はたとえば液晶ディスプレイに好適に使用されるが、その場合、かかる要件を満たすことで左右から見た場合の見え方が変わらないものとなるため好ましい。【００２０】
また、本発明においては、隣り合う頂部の間に、たとえば特開平１１−１４２６２２号公報に示されるような実質的な平坦部が存在しないことが好ましい。実質的な平坦部とは、蛍光管から出射される光が直進透過してしまうような部分をいい、たとえば金型加工により凹凸形状を基材に付与する際などにやむを得ず生じる幅（上記ｘ方向における長さ）１μｍ以下の平らな部分は含まれない。実質的な平坦部を排除することで、蛍光管から出射される光が直進透過することを防ぐことができ、輝度ムラを防ぐことができる。【００２１】
また、本発明においては、凹凸形状のｚ方向の最大値（ｈ）が、図４に示すように、かかる凹凸形状５と同一の裾の角度θを有する真円の一部５’からなる形状のｚ方向の最大値（ｈ’）よりも大きいことが好ましい。かかる要件を満たすということは、凹凸形状５において接線の傾きの大きい領域が増加することになる。そのため、光拡散基材に斜めに入射する光を正面方向へ曲げる効果を強くすることができるようになり、蛍光管の本数が少ないバックライトや、薄型のバックライトに適用した場合にも輝度ムラを解消する効果を強くすることができる。【００２２】
凹凸形状は、そのアスペクト比が１〜３の範囲内であることが好ましい。ここでいうアスペクト比とは、図２に示すように、ｘ方向における頂部から底部までの距離ｗと、ｚ方向における頂部から底部までの距離ｈとの比であり、ｈ／ｗである。アスペクト比を１以上にすることで、蛍光管から斜め方向に入射する光をより確実に正面方向へ向けることができ、輝度ムラをより確実に防ぐことができる。一方、アスペクト比を３以下とすることで、画面を斜めから見た場合の輝度も確保することができる。アスペクト比のより好ましい範囲は１．３〜２．８の範囲である。【００２３】
また、凹凸形状は、頂部に不連続点を有することが好ましい。なお、頂部に不連続点を有するとは、頂部が微分不可能点であることをいう。頂部に不連続点を有することで、蛍光管直上においても入射光を屈折させることができるようになり、輝度ムラを低減することができる。【００２４】
さらに、凹凸形状の繰り返し周期（ｐ）は１μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。繰り返し周期ｐを１μｍ以上とすることで、光の回折を無視することができ、光の回折による色づき、バックライト搭載時の画面の画質悪化を防ぐことができる。一方、１０００μｍ以下とすることで、表面形状が目に見えることを防ぎ、バックライト搭載時に画面の画質が悪化することを防ぐことができる。繰り返し周期（ｐ）は、より好ましくは１０μｍ〜２００μｍである。凹凸形状の繰り返し周期をかかる範囲にすることで、凹凸形状を付与するのが容易となり、生産性の向上が図れる。なお、繰り返し周期（ｐ）は、図３に示すように、ある凹凸形状の底部１０２から頂部１０１を経て次の底部１０２に至るまでのｘ方向の長さである。【００２５】
本発明において、光拡散基材の総厚み（ｔ）は１０μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。より好ましくは２０〜５００μｍで、さらに好ましくは５０〜２５０μｍである。かかる範囲にすることで、コスト、ハンドリング性の利点が顕著となる。厚み（ｔ）が１０００μｍ以上の光拡散基材は、原料の使用量が増え、高コストとなり不適である。また厚み（ｔ）が１０μｍ以下ではハンドリング性が悪く、バックライト組み立て時において、専用の設備を必要とする場合があり、結果的に高コストとなる。なお、本発明における光拡散基材の総厚み（ｔ）とは、凹凸形状を片面のみに有する場合、図３に示すように、一方の面に設けられた凹凸の頂部から、凹凸形状を有さない他方の面までの距離をいい、両面に凹凸形状を有する場合、一方の面に設けられた凹凸の頂部から、それと反対の面の凹凸の頂部までの距離をいう。【００２６】
また、本発明の光拡散基材は、内部に光拡散素子を有することが好ましい。ここでいう光拡散素子とは、ガラス、シリカ、硫酸バリウム、酸化チタン、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの無機微粒子、またはアクリル樹脂、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、フッ素樹脂などの有機微粒子などであるが、特にこれらに限定されるものではない。また、これらは、１種または２種以上混合して使用することが可能である。【００２７】
光拡散素子の平均粒子径は、通常１〜５０μｍであることが好ましい。より好ましくは１〜３０μｍで、さらに好ましくは１〜２０μｍである。粒子径を１μｍより大きくすることにより、より高輝度の画面を得ることができ、また５０μｍより小さくすることにより、基材の強度を低下させることなく、良好な光拡散性を得ることができる。なお、ここでいう平均粒子径とは、一次粒子の平均粒子径であって、各々の粒子について、最長となる粒子径とそれと直交する方向の粒子径との平均値を求め、かかる操作を粒子５０個について行い、それらの算術平均した値とする。【００２８】
また、これら光拡散素子の屈折率は、上記した屈折率が１．４５〜１．６５の範囲内にある光拡散基材の主たる構成成分と屈折率が異なることが好ましい。光拡散素子と光拡散基材の主たる構成成分が同一であると、主たる構成成分と光拡散素子との界面における屈折および反射による光拡散現象が起こらず、所望の光拡散効果が得られにくい。さらに、有効な光拡散性を得るために、光拡散基材の主たる構成成分と光拡散素子との屈折率差とが０．０１以上であることが好ましい。屈折率差が０．０１未満では光拡散効果が少なく、良好な拡散効果を得るためには、多量の粒子の添加や基材厚の増大などが必要となり、機械強度が弱くなったり、所望の膜厚より厚くしなければならないといった影響が出ることがある。【００２９】
さらに、光拡散素子の断面形状は、円や楕円、三角形、四角形などの多角形、あるいはこれらの一部分の集合体など、特に限定されるものではないが、本発明においては、円に近い形状であることが好ましい。なお、ここでいう拡散素子の断面形状とは、基材を基材面に対して垂直に切断した場合に観察される断面形状のことである。【００３０】
また、光拡散基材中に配合される光拡散素子の割合は、求める光拡散性の程度により適宜選択されるが、一般的に、体積分率で好ましくは０．０１％〜５０％、さらに好ましくは０．１％〜３５％、最も好ましくは１〜２５％である。【００３１】
次に本発明の光拡散基材を製造する方法を説明する。本発明の光拡散基材は、たとえば、公知の熱可塑性樹脂のフィルム、シート状物、板状物（以下、ベース基材という）などの表面に上記のような凹凸形状を付与することで得られる。【００３２】
ここで、上記のような凹凸形状を付与する方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば熱インプリント法や光インプリント法などが挙げられる。【００３３】
熱インプリントとは、微細な表面形状を有する金型と樹脂を熱し、樹脂に金型を押付け、冷却後、離形することで、金型表面に施された形状を樹脂へ転写させる手法である。ここで、熱インプリントに用いられる樹脂は熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であっても良いが、透明性の高い樹脂であることが好ましい。【００３４】
熱可塑性樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２．６−ナフタレート、ポリプロピレンフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スピログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂などを挙げることができる。またオレフィン系樹脂として脂環式オレフィン共重合樹脂を、アクリル系樹脂としてポリメチルメタクリレートを挙げることができる。さらに、その他の樹脂として、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニルなども挙げることができる。さらに、これらを成分とする共重合体であったり、これら樹脂の混合物も用いることができる。【００３５】
中でも、機械強度、耐熱性、寸法安定性の点において、二軸延伸されてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２．６−ナフタレート、またはこれらをベースとしたその他の成分との共重合体や、混合物などのポリエステル樹脂がより好ましく用いられる。【００３６】
また、熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、これらより選択される１種類もしくは２種類以上の混合物を用いることができる。【００３７】
一方、光インプリント法とは、フィルムやシート状物、板状物の上に、光硬化性樹脂を塗布し、微細な凹凸形状を有する金型を光硬化性樹脂部分に押し付けるとともに、金型を押し付けた面と反対方向から紫外光を照射して光硬化性樹脂を硬化させ、該金型を離形することで、フィルムなどに金型の微細な凹凸形状を転写する方法である。【００３８】
光硬化性樹脂の例としては、分子内に少なくとも一つのラジカル重合性を有する化合物、またはカチオン重合性を有する化合物などが挙げられる。ラジカル重合性を有する化合物とは、活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤の存在下で、活性エネルギー線照射により高分子または架橋反応する化合物である。例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも１個以上含むものであり、１官能であるビニルモノマーの他に他官能ビニルモノマーを含むものが挙げられる。またこれらのオリゴマー、ポリマー、混合物であってもよい。また分子内に少なくとも１つのカチオン重合性を有する化合物としては、オキシラン環を有する化合物、オセキタン環を有する化合物、ビニルエーテル化合物から選ばれる１種類あるいは２種以上の化合物が挙げられる。【００３９】
ベース基材としては、フィルムの場合、たとえば、主押出機からなる製膜装置に、１８０℃で４時間真空乾燥したポリエチレンテレフタレートを供給して溶融押出し、このシートを表面温度２０℃の鏡面冷却ドラム上でキャストして未延伸シートを得る。その後、このシートを、８５℃で長手方向に３倍延伸し、連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３倍延伸することで得ることができる。また、ベース基材がシート状物もしくは板状物の場合は、フィルムとは厚みが異なるため同様の製法では得られない場合があるが、公知の方法で製造すればよい。【００４０】
以上のような本発明の光拡散基材は、バックライト（面光源）の光出射面に好適に用いられ、特に直下型バックライトにおいて良好な性能を発現することができるので有用である。【００４１】
直下型バックライトは、たとえば、中空の筐体に蛍光管などの発光手段を有し、その上方に光拡散基材を配置してなるものであり、該発光手段からの出射光を該筐体の主たる一平面、すなわち、光拡散基材が配置された面から出射させる方式の面光源である。また、直下型バックライトには、中空の筐体の底部、及び側部に、優れた反射特性を示す、いわゆる反射板を搭載することもある。反射板は、反射フィルム単体であってもよいし、筐体や筐体とは別のアルミニウム板に反射フィルムをラミネートしたものであってもよい。また、光源の配置に合わせて溝加工されたものでも良い。そして、蛍光管などの発光手段の数、画面の大きさについても特に制限されない。【００４２】
このような面光源に本発明の光拡散基材を適用すると、該面光源は、輝度ムラを増大させることなく高輝度になり、さらには薄型かつ軽量にすることも可能で、また、加工性良く、寸法安定性や強度にも優れたものとすることが可能になる。よって、特に液晶ディスプレイの直下型バックライトに好適に用いられる。なお、本発明の光拡散基材を面光源に適用する場合、上記のような特徴的な形状の凹凸を有する側の面が光源とは反対側になるように配置する。【００４３】
また、面光源においては、発光手段の上に本発明の光拡散基材を単体で配置しても良いが、発光手段の上にビーズ層含有基材や表面に半球状のドーム形状を付与した基材、あるいは乳白板などの光拡散材を含有せしめた拡散板を配置し、その上に本発明の光拡散基材を設置することで、正面のみならず、ディスプレイを斜めから見た場合にも良好な輝度特性を得ることができるようになる。なお、ビーズ層含有基材とは、透明基材あるいは拡散材を内部に含有せしめた拡散基材の上に、透明のビーズを塗布し、バインダー樹脂で固定した層をいう。また表面に半球状のドーム形状を付与した基材とは、透明基材あるいは拡散材を内部に含有せしめた拡散基材の表面に、プレス加工などで半球状のドーム形状を付与したものをいう。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。【００４５】
［特性の測定方法及び評価方法］
以下の各測定は、高湿条件下（８０％以上）を避け、室温（２０℃〜３０℃）、かつ大気圧中で行った。【００４６】
（１）バックライトの輝度及び輝度ムラ
例えば特開平５−１１９３１１号公報にあるような直下型バックライトから冷陰極線管の上に設定されていた拡散板（厚さ２ｍｍのアクリル製）を取り外し、ここに本発明の光拡散基材を、凹凸を有する面がＣＣＤカメラ側となるように、かつ、その基材のｘｚ平面と直交する方向と冷陰極線管の長手方向とを一致させるように設置し、冷陰極線管を６０分間点灯して光源を安定させたのちに、ＥＹＥＳＣＡＬＥ−３（（株）アイ・システム）を用い、付属のＣＣＤカメラをバックライト表面から９０ｃｍの地点にバックライト面に対して正面となるように設置し、輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。【００４７】
なお、輝度は、バックライト中央部の二本の冷陰極線管の位置（計２点）、ならびに、それら二本の冷陰極線管およびそれらに隣接するさらに二本の冷陰極線管の中点の位置（計３点）で観測し、冷陰極線管の位置での輝度の平均をＬｍａｘ、計四本の冷陰極線管の中点の位置での輝度の平均をＬｍｉｎとした。このとき二本の冷陰極線管及びそれらに隣接するさらに二本の冷陰極線管の位置は、光拡散基材を設置せずにバックライトのみで輝度を測定することで決定した。【００４８】
そして、（Ｌｍａｘ  ＋  Ｌｍｉｎ）／２を本発明における平均輝度とした。かかる平均輝度は、高いほうが良く、３４００ｃｄ／ｍ２以上ある場合をＰ、３４００ｃｄ／ｍ２未満である場合をＦとした。【００４９】
また輝度ムラを示す値として、（Ｌｍａｘ  −Ｌｍｉｎ  ）を用いた。輝度ムラは小さいほど良い。輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下である場合をＰ、６００ｃｄ／ｍ２を越える場合をＦとした。【００５０】
輝度特性は、平均輝度と輝度ムラの両方がＰのものについて、平均輝度から輝度ムラを引いた値が３０００ｃｄｍ２以下である場合はＢ、３０００ｃｄ／ｍ２超である場合はＡとした。かくして評価した結果を表１に示す。【００５１】
また、バックライトを斜めから見た場合の輝度特性も、ＥＹＥＳＣＡＬＥ−３（（株）アイ・システム）を用い測定した。まず、付属のＣＣＤカメラを、角度可変の台に、バックライト真上でかつバックライト表面からの距離が９０ｃｍとなるように設置し、輝度を測定した。続いて、このときの測定角度を０°とし、測定角度０°のときの焦点を回転中心として、CCDカメラとバックライト中心との距離が９０ｃｍに保たれるように、CCDカメラを回転し、０〜６０°までの範囲において、１５°毎に輝度を測定した。いずれの場合も輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下である場合をAとした。０°〜３０°までの輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの３０°超の範囲で輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２を超えてしまった場合をBとし、０°〜３０°までの輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２超である場合をCとした。【００５２】
（２）凹凸形状の裾の角度（θ）、アスペクト比および凹凸形状の繰り返し周期（ｐ）の測定ならびに光拡散素子含有の確認方法
凹凸形状の底部と、該凹凸形状上の位置であって底部から凹凸形状の繰り返し周期ｐの１／１０００の距離ｘ方向に離れた位置とを結んだ直線、および、該凹凸形状の底部からｘ方向に引いた直線によりなす凹凸形状の裾の角度（θ）は、光拡散基材を、ミクロトームを用いて当該光拡散基材面に対して垂直に凍結切断し、その断面をイオンコーターで白金／パラジウムを蒸着して、日本電子（株）製電界放射走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−６７００Ｆを用いて５００から１００００倍の範囲で、凹凸を有する層の厚みが確認できる大きさに拡大し、一つの凹凸形状を画像処理ソフトにより各座標点を数値化し、それを表計算上で微分することでθの値を求めた。かかる操作を５回行い、その平均値をθとした。ただし、５回の操作の結果、その最大値と最小値の差が、５回の平均値の５０％以上である場合は、かかる操作を５０回行い、その平均値をθとした。θの値は小数点以下第一位を四捨五入し、整数まで求めた。かくして評価した結果を表１に示す。なお、表中、θ１は、該凹凸形状上の位置であって、底部から正の方向に、凹凸形状の繰り返し周期ｐの１／１０００の距離ｘ方向に離れた位置を求めたときの値で、θ２は、底部から負の方向に、凹凸形状の繰り返し周期ｐの１／１０００の距離ｘ方向に離れた位置を求めたときの値である。【００５３】
またアスペクト比は、光拡散基材を、ミクロトームを用いて当該光拡散基材面に対して垂直に凍結切断し、その断面をイオンコーターで白金／パラジウムを蒸着して、日本電子（株）製電界放射走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−６７００Ｆを用いて５００から１００００倍の範囲で、凹凸を有する層の厚みが確認できる大きさに拡大し、一つの凹凸形状を画像処理ソフトにより各座標点を数値化することで求めた。かかる操作を５回行い、その平均値をアスペクト比とした。ただし、５回の操作の結果、その最大値と最小値の差が、５回の平均値の２０％以上である場合は、かかる操作を５０回行い、その平均値をアスペクト比とした。アスペクト比の値は小数点以下第三位を四捨五入し、小数点以下第二位まで求めた。かくして評価した結果を表１に示す。【００５４】
凹凸形状の繰り返し周期（ｐ）は、一つの凹凸形状において、底部から頂部を経由し、次の底部までの距離を意味し、光拡散基材を、ミクロトームを用いて当該光拡散基材面に対して垂直に凍結切断し、その断面をイオンコーターで白金／パラジウムを蒸着して、日本電子（株）製電界放射走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−６７００Ｆを用いて５００から１００００倍の範囲で、凹凸を有する層の厚みが確認できる大きさに拡大し、一つの凹凸形状を画像処理ソフトにより各座標点を数値化することで求めた。かかる操作を５回行い、その平均値をｐとした。ただし、５回の操作の結果、その最大値と最小値の差が、５回の平均値の２０％以上である場合は、かかる操作を５０回行い、その平均値をｐとした。ｐの値は小数点以下第二位を四捨五入し、小数点以下第一位まで求めた。かくして評価した結果を表１に示す。【００５５】
光拡散素子含有の確認は、光拡散基材を、ミクロトームを用いて当該光拡散基材面に対して垂直に凍結切断し、その断面をイオンコーターで白金／パラジウムを蒸着して、日本電子（株）製電界放射走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−６７００Ｆを用いて５００から１００００倍の範囲で、光拡散基材の総厚みが入る倍率で観察を行い、計測位置を５回変更して観察を行った。かくしてフィルム内部に光拡散素子を含有することが認められたもの（透明でないもの）はＷ、認められなかったもの（透明なもの）はＷ／Ｏとし、表１に示す。【００５６】
（３）総厚み測定（ｔ）
光拡散基材の総厚みは、ミツトヨ製ダイヤルゲージを用い、測定子が凹凸を有さない面に接するように光拡散基材を設置し、測定した。測定は場所を変えて５回行い、その平均値を総厚みとした。なお、両面に凹凸を有する場合は、どちらの面に測定子が接してもよい。【００５７】
（４）基材凹凸部分の屈折率測定
凹凸部分を構成する物質の屈折率は、ミクロトームを用いて凹凸部分のみを切削した試料片を作成し、試料片をスライドガラスにのせ、屈折率が１．４〜１．７の範囲で０．０１ずつ異なる市販の屈折液を滴下し、その上にカバーガラスを乗せてプレパラートを作成し、かかるプレパラートを光源がナトリウムＤ線（波長５８９ｎｍ）である顕微鏡で観察し、試料片の輪郭が最も見えにくい屈折液の屈折率を試料片の屈折率とした。かかる操作を５回行い、その平均値を屈折率とし、小数点以下第二位まで求めた。【００５８】
［実施例１］
厚さ１００μｍの透明ポリエステルフィルムに、光硬化性樹脂を塗布膜厚が５０μｍとなるように塗布し、次のような表面形状を有する金型を塗膜に押し込み、フィルム方向から光を照射して、光硬化性樹脂を硬化させ、剥離することにより所望の表面形状を付与した。ここで、ａ＝ｂ＝５０μｍである。【００５９】
＜金型形状＞
（式１）、（式２）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎ  ＋  ０．２（ｚｍａｘ−ｚｍｉｎ）の位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状【００６０】
【数１】
2008078510.tif 000003
【００６１】
【数２】
2008078510.tif 000004
【００６２】
但し、ｚｍｉｎは（式１）で表される曲線におけるｚの最小値、ｚｍａｘはその最大値である。【００６３】
光硬化性樹脂としては、大日本インキ化学工業株式会社製、ユニディック１５−８２９を用いた。光源には水銀灯を用い、強度５００ｍＪ／ｃｍ２で３６秒間照射した。その後、８０℃で３０分間加熱し、光硬化処理を実施し、その後金型を剥離することで表面に微細な凹凸形状を有する光拡散フィルムを得た。【００６４】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３５００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ５００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角度４５°において１５００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００６５】
［実施例２］
次の金型形状を用いた以外は  実施例１と同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。【００６６】
＜金型形状＞
（式３）、（式４）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎ  ＋  ０．４（ｚｍａｘ−ｚｍｉｎ）の位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状【００６７】
【数３】
2008078510.tif 000005
【００６８】
【数４】
2008078510.tif 000006
【００６９】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３４００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ４００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角度４５°において１５００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００７０】
［実施例３］
次の金型形状を用い、ａ＝ｂ＝５０μｍ、ｃ＝０．１としたこと以外は、実施例１と同様の方法にて光拡散フィルムを得た。【００７１】
＜金型形状＞
（式５）、（式６）において、c=0.1であり、かつ(z1-z2)≧0ではz=z2に従い、(z1-z2)<0ではz=z1に従い、ｚの範囲が（式７）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎ  ＋  ０．２（ｚｍａｘ−ｚｍｉｎ）の位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状。但し、ｚｍｉｎは（式５）、（式６）で表される曲線におけるｚの最小値、ｚｍａｘはその最大値である。【００７２】
【数５】
2008078510.tif 000007
【００７３】
【数６】
2008078510.tif 000008
【００７４】
【数７】
2008078510.tif 000009
【００７５】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３５００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ３００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角度４５°において１３００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００７６】
［実施例４］
ａ＝５０、ｂ＝１００μｍとしたこと以外は実施例１と同様の金型を使用し、同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。【００７７】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３７００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ２００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角度４５°において１２００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００７８】
［実施例５］
次の金型形状を用い、ａ＝５０、ｂ＝１００μｍとした以外は実施例１と同様の方法にて光拡散フィルムを得た。【００７９】
＜金型形状＞
（式８）、（式９）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎ  ＋  ０．４（ｚｍａｘ−ｚｍｉｎ）の位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状【００８０】
【数８】
2008078510.tif 000010
【００８１】
【数９】
2008078510.tif 000011
【００８２】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３８００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ２００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。【００８３】
斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角度４５°において１０００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００８４】
［実施例６］
次の金型形状を用い、ａ＝５０、ｂ＝１２５μｍとした以外は実施例１と同様の方法にて光拡散フィルムを得た。【００８５】
＜金型形状＞
（式１０）、（式１１）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎ  ＋  ０．５６（ｚｍａｘ−ｚｍｉｎ）の位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状【００８６】
【数１０】
2008078510.tif 000012
【００８７】
【数１１】
2008078510.tif 000013
【００８８】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３９００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ２００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角４５°において１０００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００８９】
［実施例７］
ａ＝５０、ｂ＝１３７．５としたこと以外は実施例１と同様の金型を使用し、同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。【００９０】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３８００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ２００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角４５°において１０００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００９１】
［実施例８］
実施例４において、厚さ１００μｍの透明ポリエステルフィルムの代わりに、以下に示す方法にて作成した厚さ１２５μｍのフィルムを用いたこと以外は同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。以下に厚さ１２５μｍのフィルムの作成方法を示す。【００９２】
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料を供給した。すなわち、主押出機Ａには、１８０℃で４時間真空乾燥したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にイソフタル酸成分を１０ｍｏｌ％共重合、シクロヘキサンジメタノール（ガラス転移点１６３℃、屈折率１．４６）を１０ｍｏｌ％共重合させたポリエステル樹脂（融点２００℃、ガラス転移点７０℃、屈折率１．６）９６量％、ポリメチルペンテン（融点２３０℃、屈折率１．４６）４重量％混合したチップを供給した。また、副押出機Ｂには、ポリエチレンテレフタレート（融点２６５℃）を供給した。【００９３】
かかる押出機Ａ、Ｂから、それぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出し機Ｂの溶融原料が両表面層となるように溶融３層共押出し、複合フィルムを製作した。複合フィルムの厚み構成比はＢ／Ａ／Ｂ（１０／８０／１０）であった。このシートを表面温度２０℃の鏡面冷却ドラム上でキャストして未延伸シートした。このシートを、８５℃で長手方向に３倍延伸した。その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３倍延伸し、長手方向と幅方向の延伸倍率比を１とした。更に、主たる構成成分のポリエステル樹脂の融点以上である２３５℃の雰囲気中で２０秒間の熱処理を行い、厚さ１２５μｍのポリエステルフィルムを得た。【００９４】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３６００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ１００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角度３０°以下では輝度ムラが６００ｃｄ／ｍ２以下であったものの、測定角４５°において８００ｃｄ／ｍ２の輝度ムラが発生し、Ｂであった。【００９５】
［実施例９］
実施例６の光拡散基材の下にビーズ層含有基材として、（株）きもと製１８８GM3を配置した。【００９６】
かくして得られた面光源は、表１に示す通り、平均輝度４３００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ１００ｃｄ／ｍ２で、高い平均輝度と低い輝度ムラを両立し、優れた輝度特性を示した。また、斜め輝度特性は、測定角６０°においても輝度ムラが４００ｃｄ／ｍ２であり、Aであった。【００９７】
［比較例１］
次の金型形状を用いた以外は実施例１と同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。【００９８】
＜金型形状＞
（式１２）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎの位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状【００９９】
【数１２】
2008078510.tif 000014
【０１００】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３１００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ１５００ｃｄ／ｍ２で、輝度ムラが大きく、見え方が悪い画面となった。【０１０１】
［比較例２］
次の金型形状を用いた以外は  実施例１と同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。【０１０２】
＜金型形状＞
（式１３）、（式１４）で表される曲線をｚ＝ｚｍｉｎ  ＋  ０．６（ｚｍａｘ−ｚｍｉｎ）の位置で反転し、かつ、それをｘ軸方向に繰り返し有する形状【０１０３】
【数１３】
2008078510.tif 000015
【０１０４】
【数１４】
2008078510.tif 000016
【０１０５】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３３００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ１２００ｃｄ／ｍ２で、輝度ムラが大きく、見え方が悪い画面となった。【０１０６】
［比較例３］
実施例１において、繰り返し形状間に２μｍの平坦部を設けたこと以外は同様の方法にて光拡散フィルムを得た。【０１０７】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３５００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ１８００ｃｄ／ｍ２で、輝度ムラが大きかった。【０１０８】
［比較例４］
頂角が３０°の二等辺三角形で、かつ、周期が１００μｍである凹凸を有する金型を用いた以外は、実施例１と同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。すなわち、隣接する底部間における接線の傾きがｘ増加方向に増加しない光拡散フィルムを得た。【０１０９】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３５００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ５０００ｃｄ／ｍ２で、非常に輝度ムラが大きく、見え方の悪い画面となった。【０１１０】
［比較例５］
ａ＝５０、ｂ＝１００としたこと以外は比較例１と同様の金型を使用し、同様の方法にて、光拡散フィルムを得た。【０１１１】
かくして得られたフィルムは、表１に示す通り、平均輝度３０００ｃｄ／ｍ２、輝度ムラ４００ｃｄ／ｍ２で、平均輝度が低く、暗い画面となった。【０１１２】
【表１】
2008078510.tif 000017
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の光拡散フィルムおよびそれを用いた面光源は、パソコン、テレビあるいは携帯電話などの表示装置、特に液晶表示装置などの平面表示装置に用いられる面光源用として好適であり、有用である。
【図１】
2008078510.tif 000018
【図２】
2008078510.tif 000019
【図３】
2008078510.tif 000020
【図４】
2008078510.tif 000021
【国際調査報告】
2008078510.tif 000022
2008078510.tif 000023