特許 6875127 光拡散フィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6875127

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】光拡散フィルム

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/02 20060101AFI20210510BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20210510BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20210510BHJP

   F21V 3/04 20180101ALI20210510BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALN20210510BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20210510BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/02 B

   F21S2/00 481

   F21V3/00 320

   F21V3/00 530

   F21V3/04 130

   !G02F1/13357

   F21Y115:10

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-555196(P2016-555196)

(86)(22)【出願日】2015年10月15日

(86)【国際出願番号】JP2015079209

(87)【国際公開番号】WO2016063792

(87)【国際公開日】20160428

【審査請求日】2018年7月27日

【審判番号】不服2020-12333(P2020-12333/J1)

【審判請求日】2020年9月2日

(31)【優先権主張番号】特願2014-216873(P2014-216873)

(32)【優先日】2014年10月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004466

【氏名又は名称】三菱瓦斯化学株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】597003516

【氏名又は名称】ＭＧＣフィルシート株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100110663

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 共永

(74)【代理人】

【識別番号】100156476

【弁理士】

【氏名又は名称】潮 太朗

(74)【代理人】

【識別番号】100104282

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康仁

(72)【発明者】

【氏名】高萩 翔平

【合議体】

【審判長】 樋口 信宏

【審判官】 井口 猶二

【審判官】 関根 洋之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１１１７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７２２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G02B 5/02

C08J 5/18

C08K 3/00

C08L33/00

C08L69/00

C08L83/04

F21S 2/00

F21V 3/00

F21V 3/04

G02F 1/13357

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）ポリカーボネート樹脂 １００質量部と、
（Ｂ）有機微粒子 １〜１０質量部と、
（Ｃ）無機微粒子 ０．０１〜０．５質量部と
を含有し、
前記（Ｂ）有機微粒子の平均粒子径が１μｍ〜１５μｍであり、
前記（Ｃ）無機微粒子は、平均粒子径が０．２１μｍ以上かつ１μｍ未満であり、波長５９８ｎｍでの屈折率が２．００以上であり、
前記平均粒子径は、長さ平均径で定義された一次粒子の平均粒子径であり、前記長さ平均径は、Σ（ｎｄ^２）／Σ（ｎｄ）で規定され、ｄは各粒子径の代表値を表し、ｎは個数基準のパーセントを表し、
全光線透過率が５０〜９０％であり、ヘイズが９０％以上である、光拡散フィルム。

【請求項2】

前記（Ｃ）無機微粒子は、遷移金属を含む請求項１に記載の光拡散フィルム。

【請求項3】

前記（Ｃ）無機微粒子は、酸化チタン、ジルコニア、亜鉛または硫化亜鉛の微粒子である請求項２に記載の光拡散フィルム。

【請求項4】

前記（Ｂ）有機微粒子は、アクリル系重合体微粒子およびシリコーン系重合体微粒子から選択される１種以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光拡散フィルム。

【請求項5】

前記光拡散フィルムの少なくとも一方の面は、１〜１０μｍの算術平均粗さを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の光拡散フィルム。

【請求項6】

前記光拡散フィルムは、１００〜５００μｍの厚さを有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の光拡散フィルム。

【請求項7】

バックライト用光拡散フィルムである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光拡散フィルム。

【請求項8】

前記（Ｃ）無機微粒子の平均粒子径が０．２１μｍ〜０．５μｍである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光拡散フィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイ装置のバックライト等に使用され得る光拡散フィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

現在市場に流通している液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ装置は、例えば図１に示すような構造を有している。すなわち、フラットパネルディスプレイ装置５は、画像素子４の背面側にバックライト２を備え、バックライト２は、光源３および光源３からの光を画像素子４側に向けて均一に拡散するための光拡散板１（以下、本発明に関しては「光拡散フィルム」とも称する）を備える。バックライト２の様式としては、大きく分けて直下型とエッジライト型とが挙げられるが、図１は、直下型バックライトを示している。直下型バックライトにおいては、図１に示すように、光拡散板１の直下に複数の光源３が配置される。さらに、光源３の光拡散板１と反対側には、反射板６が配置されるのが通常である。

【0003】

直下型バックライトの場合、光拡散板の直下に光源が配置されるため、一般に、光源から光拡散板までの距離が短く、また光拡散板内の光通過距離も短い。このため、複数の光源を使用することに起因する輝度ムラが生じないよう、各光源からの光を十分に拡散できる光拡散板が求められている。

【0004】

光拡散板の材料としては、光拡散性を高めるためにポリカーボネート樹脂に光拡散剤を分散させた光拡散板が知られている（特許文献１および２）。例えば特許文献１には、ポリカーボネート樹脂に平均粒子径１〜２５μｍの粒子１〜２０質量部を添加し、表面に凹凸形状を付与した光拡散フィルムが提案されている。また、特許文献２には、光拡散板の製造にあたり、ポリカーボネート樹脂に無機粒子、有機粒子等の光拡散剤を分散させてもよいことが記載されている。しかしながら、従来の光拡散板（または光拡散フィルム）は、薄肉化するに従って光拡散性および光源形状隠蔽性が低下するという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３９１６４７７号公報

【特許文献2】特開２００６−９８９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、光拡散性、光源形状隠蔽性等に優れた光拡散フィルムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、ポリカーボネート樹脂に特定の有機微粒子および無機微粒子を添加することにより、光拡散性、光源形状隠蔽性等に優れた光拡散フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、例えば以下の通りである。
［１］ （Ａ）ポリカーボネート樹脂 １００質量部と、
（Ｂ）有機微粒子 １〜１０質量部と、
（Ｃ）無機微粒子 ０．０１〜０．５質量部と
を含有し、
前記（Ｃ）無機微粒子は、平均粒子径が１μｍ未満であり、波長５９８ｎｍでの屈折率が２．００以上である
光拡散フィルム。
［２］ 前記（Ｃ）無機微粒子は、遷移金属を含む［１］に記載の光拡散フィルム。
［３］ 前記（Ｃ）無機微粒子は、酸化チタン、ジルコニア、亜鉛または硫化亜鉛の微粒子である［２］に記載の光拡散フィルム。
［４］ 前記（Ｂ）有機微粒子は、アクリル系重合体微粒子およびシリコーン系重合体微粒子から選択される１種以上である［１］〜［３］のいずれかに記載の光拡散フィルム。
［４−１］ 前記（Ｂ）有機微粒子は、前記ポリカーボネート樹脂との屈折率の差が絶対値で０．０１〜０．３０である［４］に記載の光拡散フィルム。
［４−２］ 前記（Ｂ）有機微粒子は、平均粒子径が１〜１５μｍである［１］〜［４−１］に記載の光拡散フィルム。
［５］ 前記光拡散フィルムの少なくとも一方の面は、１〜１０μｍの算術平均粗さを有する［１］〜［４−２］のいずれかに記載の光拡散フィルム。
［６］ 前記光拡散フィルムは、１００〜５００μｍの厚さを有する［１］〜［５］のいずれかに記載の光拡散フィルム。
［７］ 前記光拡散フィルムは、全光線透過率が５０〜９０％であり、ヘイズが９０％以上である［１］〜［６］のいずれかに記載の光拡散フィルム。
［８］ バックライト用光拡散フィルムである、［１］〜［７］のいずれかに記載の光拡散フィルム。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、光拡散性、光源形状隠蔽性等に優れた光拡散フィルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】フラットパネルディスプレイ装置を示す概略図。

【図2】拡散率（Ｄ）の算出方法を説明するための図。

【図3】実施例で使用した押出機を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照して説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、以下に説明する材料、構成等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。

【0011】

＜光拡散フィルムの構成＞
本発明の１つの実施形態によると、
（Ａ）ポリカーボネート樹脂 １００質量部と、
（Ｂ）有機微粒子 １〜１０質量部と、
（Ｃ）無機微粒子 ０．０１〜０．５質量部と
を含有し、
前記（Ｃ）無機微粒子は、平均粒子径が１μｍ未満であり、波長５８９ｎｍでの屈折率が２．００以上である
光拡散フィルムが提供される。

【0012】

実施形態に係る光拡散フィルムは、光拡散性および光源形状隠蔽性に優れている。そのため、ディスプレイ装置のバックライト、特に直下型バックライトにおける光拡散板として好適に使用され得る。ここで、光拡散性に優れるとは、光源からの光が光拡散フィルムを通過する際に、光がより拡散することを意味する。光拡散性に優れた光拡散フィルムを使用することにより、複数の光源を使用することに起因する輝度ムラを防ぐことができ、より均一な光を画像素子に送ることができる。また、光源形状隠蔽性に優れるとは、光拡散フィルムを通して光源を見たときに、光源形状の視認性が低いことを意味する。直下型バックライトでは光源が液晶パネルの真下にあるため、そのままでは、画面を通して光源のイメージが見えてしまう。そこで、光源のイメージを隠すために一般的に光拡散板が使用されるが、より光源形状が隠蔽される光拡散フィルムを使用することが、輝度ムラを防ぎ、より均一な光を画像素子に送るという観点から好ましい。

【0013】

一般的に、光拡散板の光拡散性を高めようとすると、全光線透過率および輝度が低下するという問題が生じる。このように、光拡散板は比較的簡単な構造でありながら、バックライトの光学系は複雑であり、最終的にバランスのとれた光学特性を得ることは難しい。本発明の一実施形態によると、上記光拡散性および光源形状隠蔽性に加え、好ましい範囲の全光線透過率、ヘイズ等が得られるため、バランスのとれた光学特性を有する光拡散フィルムを提供することができる。そのような光拡散フィルムをディスプレイ装置のバックライトにおける光拡散板として使用することにより、より均一で、明るく、解像度の高い映像が得られる。また、実施形態によれば、比較的厚みの薄い光拡散フィルムによって上記効果が得られるため、製品の軽量化を図ることができ、経済的にも好ましい。さらに、実施形態に係る光拡散フィルムは、押出成形によって製造する場合において、フィルム押出しを安定的に行うことができ、均一なフィルムを得られるという利点も有する。

【0014】

実施形態によって上記効果が得られる理由は定かではないが、以下のように推測される。
−有機微粒子のみまたは無機微粒子のみを配合した場合より、有機微粒子と無機微粒子を併用した方が光拡散性および光源形状隠蔽性が向上する。
−有機微粒子と無機微粒子を併用した場合、有機微粒子の量が少なすぎると光拡散性および光源形状隠蔽性が低下し、有機微粒子が多すぎると光透過性が低下する。また、無機微粒子の量が少なすぎると光拡散性および光源形状隠蔽性が向上せず、無機微粒子が多すぎると光透過性が低下する。これらを考慮すると、ポリカーボネート樹脂、有機微粒子および無機微粒子を所定の質量割合で配合することが、光拡散性、光源形状隠蔽性等の向上に寄与すると考えられる。
−無機微粒子の粒径が大きすぎると、光拡散フィルム内に存在する無機微粒子の粒子数が減少するため、光拡散性および光源形状隠蔽性が低下する。従って、平均粒子径が１μｍ未満の無機微粒子を使用することが、光拡散性、光源形状隠蔽性等の向上に寄与すると考えられる。また、無機微粒子の屈折率が２．００未満であると、光拡散性が低下する。従って、屈折率が２．００以上の無機微粒子を使用することが、光拡散性の向上に寄与すると考えられる。
−さらに、フィルム表面に凹凸形状を付与することにより、光拡散性および光源形状隠蔽性により優れた光拡散フィルムの作製が可能となる。
これらを総合的に考慮すると、上記実施形態によれば、無機微粒子が有機微粒子の光拡散性を補助する役割を担うことにより光拡散フィルムの光拡散性および光源形状隠蔽率が向上し、全光線透過率等のその他の特性との間でもバランスの取れた光拡散フィルムを作製できると考えられる。

【0015】

以下、光拡散フィルムを構成する材料について、順に説明する。
（Ａ）ポリカーボネート樹脂
実施形態に係る光拡散フィルムに含まれるポリカーボネート樹脂は、一般的にポリカーボネート樹脂として分類されるものであれば特に限定されない。例えば、「プラスチック読本」（改訂第１４版）（１９８５年５月１０日、(株)プラスチックエージ発行）第１５２頁〜第１５３頁に記載されるように、ビスフェノールＡとホスゲンとを反応させるホスゲン法（溶液法）、ビスフェノールＡとジフェニルカーボネートとを反応させるエステル交換法（溶融法）等の通常の方法により製造することができるものであってよい。製造にあたっては、触媒、末端停止剤、酸化防止剤等が添加されてもよい。また、ポリカーボネート樹脂は、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樹脂であってもよいし、芳香族また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樹脂であってもよい。さらに、２種以上のポリカーボネート樹脂を組み合わせて用いてもよい。

【0016】

ポリカーボネート樹脂の分子量は、２５℃におけるメチレンクロライド溶液粘度より測定した粘度平均分子量で、好ましくは１３０００〜４００００であり、より好ましくは１４０００〜３８０００である。粘度平均分子量が１３０００未満では、光拡散フィルムの強度が不足する為、光拡散フィルムに割れが発生するという問題が生じ得る。また、逆に粘度平均分子量が４００００を超えると、溶融粘度が高すぎるため押出成形が困難になるという問題が生じ得るので好ましくない。

【0017】

（Ｂ）有機微粒子
実施形態に係る光拡散フィルムは、光拡散剤として有機微粒子を含む。有機微粒子としては、ポリカーボネート樹脂との屈折率の差が絶対値で０．０１〜０．３０であるものが好ましい（ここで、屈折率は、波長５９８ｎｍでの屈折率を意味する）。ポリカーボネート樹脂と有機微粒子の屈折率差が絶対値で０．０１未満であると、光拡散性が劣る傾向にある。一方、屈折率差の絶対値が０．３０を超えると、全光線透過率が大きく低下する傾向にある。

【0018】

具体的には、重合体微粒子であることが好ましく、特に、主成分がアクリル化合物であるアクリル系重合体微粒子、主成分がシリコーン化合物であるシリコーン系重合体微粒子等が挙げられる。有機微粒子は、単一構造の化合物であっても共重合体であってもよく、１種類を単独で使用しても２種類以上を組み合わせて使用してもよい。また、コアシェル型の層構造を有する材料またはコーティングされた材料であってもよい。

【0019】

有機微粒子は、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して１〜１０質量部、好ましくは１〜８質量部の量で光拡散フィルムに含まれる。有機微粒子の量が１質量部より少ないと、十分な光拡散性を得ることができない。一方、１０質量部より多いとペレットを押出成形してフィルム化する際、押出機内へのフィード不良を起こしてフィルム化ができない場合がある。また、衝撃強度が大きく低下する。

【0020】

有機微粒子の平均粒子径は、１μｍ〜１５μｍ、好ましくは１μｍ〜１０μｍ、より好ましくは１μｍ〜６μｍである。有機微粒子の平均粒子径が１５μｍより大きいと、十分な光拡散性を得ることができず、１μｍ未満では分散不良による光拡散フィルムの外観の低下および光拡散性の低下が起こり得る。本明細書において、「有機微粒子の平均粒子径」とは、透過型電子顕微鏡で測定され、長さ平均径で定義された一次粒子の平均粒子径を意味する。ここで、長さ平均径は、Σ(ｎｄ^２)/Σ(ｎｄ)で規定され、ｄは各粒子径の代表値を表し、ｎは個数基準のパーセントを表す。

【0021】

（Ｃ）無機微粒子
実施形態に係る光拡散フィルムは、光拡散剤として無機微粒子を含む。無機微粒子としては、平均粒子径が１μｍ未満であり、屈折率ｎ_ｄが２．００以上であるものが使用される。ここで、屈折率ｎ_ｄは、波長５８９ｎｍの光に対する絶対屈折率を意味する。屈折率ｎ_ｄが２．００以上であり、ポリカーボネート樹脂との反応性が低いことから、無機微粒子は遷移金属を含む材料であることが好ましい。本明細書において、「遷移金属」には、周期表の１２族に属する金属（すなわち、亜鉛、カドミウム等）も含まれるものとする。遷移金属として、具体的には、亜鉛、クロム、ジルコニア、カドミウム、タングステン、鉄、銅、チタン、白金、またはこれら金属を含む化合物（例えば、金属酸化物、金属硫化物等）が挙げられる。上記金属を含む化合物の具体例としては、硫化亜鉛、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化カドミウム、硫化カドミウム、酸化鉄（２価および３価）、酸化銅、酸化チタン等が挙げられる。中でも、酸化チタン、ジルコニア、亜鉛および硫化亜鉛が好ましく、酸化チタンが特に好ましい。無機微粒子は、１種類を単独で使用しても２種類以上を組み合わせて使用してもよい。本明細書において、「無機微粒子の平均粒子径」とは、透過型電子顕微鏡で測定され、長さ平均径で定義された一次粒子の平均粒子径を意味する。ここで、長さ平均径は、Σ(ｎｄ^２)/Σ(ｎｄ)で規定され、ｄは各粒子径の代表値を表し、ｎは個数基準のパーセントを表す。

【0022】

無機微粒子の屈折率ｎ_ｄは、２．００〜３．５０であることが好ましく、２．００〜３．００であることがより好ましい。屈折率ｎ_ｄが２．００未満である場合、無機微粒子の光反射性能が低いため、得られる光拡散フィルムの光拡散性が劣る。

【0023】

無機微粒子の平均粒子径は、好ましくは０．０１μｍ以上〜１μｍ未満であり、より好ましくは０．１〜０．５μｍである。無機微粒子の平均粒子径が１μｍ以上であると全光線透過率が低下し、十分な照明強度が得られなくなる。

【0024】

無機微粒子は、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して０．０１〜０．５質量部、好ましくは０．０１〜０．３質量部の量で光拡散フィルムに含まれる。無機微粒子の量が０．０１質量部より少ないと、十分な光拡散性を得ることができない。一方、無機微粒子の量が０．５質量部より多いと全光線透過率が低下し、十分な照明強度が得られなくなる。

【0025】

無機微粒子は、従来公知の表面処理剤によって表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、脂肪酸、シランカップリング剤、ポリハイドロジェンメチルシロキサン等が挙げられる。

【0026】

（Ｄ）その他の成分
実施形態に係る光拡散フィルムは、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、帯電防止剤等、周知の添加剤をさらに含有していてもよい。

【0027】

さらに、光拡散フィルムは、本発明の目的を損なわない限りにおいて、ポリカーボネート樹脂以外の他の樹脂成分を含有していてもよい。配合し得る他の樹脂成分としては、例えば、ポリスチレン樹脂、ハイインパクトポリスチレン樹脂、水添ポリスチレン樹脂、ポリアクリルスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＳＭＡ樹脂、ポリアルキルメタクリレート樹脂、ポリメタクリルメタクリレート樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、非晶性ポリアルキレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。

【0028】

上記添加剤および樹脂成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。しかしながら、ポリカーボネート樹脂を用いることによる効果を得るために、ポリカーボネート樹脂以外の樹脂成分は、ポリカーボネート樹脂１００質量部に対して４０質量部以下とすることが好ましい。

【0029】

＜光拡散フィルムの特性＞
（１）全光線透過率（Ｔｔ）
実施形態に係る光拡散フィルムは、全光線透過率（Ｔｔ）が好ましくは５０〜９０％であり、より好ましくは６０〜８５％であり、例えば６０〜７５％であってよい。全光線透過率が５０％未満であると、十分な照明強度が得られず、９０％を越えると、光源の形状イメージが出易くなったり、輝度ムラを生じ易くなったりする。全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ−７３６１に従って測定することができる。

【0030】

（２）ヘイズ（Ｈ）
実施形態に係る光拡散フィルムは、ヘイズ（Ｈ）が好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９５％以上であり、特に好ましくは９９％以上である。ヘイズが９０％未満であると、十分な光拡散性および光源形状隠蔽性を得ることができない。ヘイズは、ＪＩＳ Ｋ−７１３６に従って測定することができる。

【0031】

（３）拡散率（Ｄ）
実施形態に係る光拡散フィルムは、拡散率（Ｄ）が好ましくは３０％以上であり、より好ましくは３０〜９９％である。拡散率（Ｄ）の算出方法を、図２を参照して説明する。拡散率（Ｄ）は、光拡散フィルム１に法線方向ａから入射光Ｌｉを入射させたときの透過光Ｌ０のうち、法線方向ａに対して５°の角度への透過光Ｌ５の強度をＬ_５、２０°の角度への透過光Ｌ２０の強度をＬ_２０、７０°の角度への透過光Ｌ７０の強度をＬ_７０としたときに、下記式（１）により求められる。

【数1】

拡散率は、通常は１００％未満である。拡散率（Ｄ）が３０％未満であると、十分な光拡散性を得ることができない。

【0032】

（４）分散度
実施形態に係る光拡散フィルムは、分散度が好ましくは１５°以上であり、より好ましくは２０°以上である。ここで、分散度とは、拡散率の測定と同様に図２の光拡散フィルム１に法線方向ａから光Ｌｉを入射させ、法線方向ａすなわち０°の角度への透過光の強度を１００％としたときに、強度が５０％となる透過光の角度（法線方向ａに対する角度）を意味する。分散度の数値が大きいほど、光拡散性に優れていると言える。分散度が１５°未満であると、十分な光拡散性を得ることができない。

【0033】

＜光拡散フィルムの製造方法＞
実施形態に係る光拡散フィルムは、例えば、ポリカーボネート樹脂の粉粒体と光拡散剤（すなわち、有機微粒子および無機微粒子）とを混合して混合紛体を調製し、得られた混合紛体を公知の成形方法によって成形することにより製造することができる。

【0034】

具体的には、例えばポリカーボネート樹脂、光拡散剤および任意の添加剤を、ヘンシェルミキサー、タンブラー等の混合機で機械的に混合した後、一軸押出機、二軸押出機等の押出機、各種ニーダー等を用いて溶融混練してポリカーボネート樹脂組成物を得る。次いで、得られた樹脂組成物を、押出成形法、射出成形法、プレス成形法等の通常の成形方法により、フィルム状に成形する。より具体的には、例えば押出成形を使用する場合、ポリカーボネート樹脂組成物を一軸押出機または二軸押出機を用いて溶融混練した後、Ｔダイおよびロールユニットを介して押し出すことにより、実施形態に係る光拡散フィルムを製造することができる。

【0035】

実施形態に係る光拡散フィルムは、その少なくとも一方の面が凹凸構造を有していてもよい。表面に凹凸構造を有することにより、いわゆる外部拡散によって光をより拡散させることができる。光拡散フィルムの少なくとも一方の面における凹凸構造は、１〜１０μｍの算術平均粗さ（Ｒａ）を有していることが好ましく、より好ましくは１〜８μｍであり、特に好ましくは２〜６μｍである。算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍより小さいと、十分な光拡散性を得ることができない。一方、算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍより大きいと輝度ムラが起こり、均一な拡散性を得ることができない。算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１ ：２００１に従って測定することができる。光拡散フィルム表面の算術平均粗さは、例えば、押出成形時に使用する押出機の冷却ロールの表面を修飾することにより、適宜調節することができる。

【0036】

光拡散フィルム表面に凹凸を設ける方法としては、例えば、ロール転写により凹凸を設ける方法、セル転写により凹凸を設ける方法等が挙げられる。また、凹凸構造としては、プリズム構造、マイクロレンズ構造、ラインアンドスペース構造、マット構造等が好適に用いられる。光拡散フィルム表面に凹凸を設けることで、光拡散性および光源形状隠蔽性が向上するため、光拡散剤の添加量を低減することができ、経済的にも有利である。

【0037】

実施形態に係る光拡散フィルムの厚さは、１００〜５００μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは１００〜３００μｍであり、特に好ましくは１００〜２００μｍである。一般的に、ヘイズを大きくするためには光拡散フィルムを厚く形成する必要がある。しかしながら、実施形態に係る光拡散フィルムの構成によると、比較的薄いフィルムであっても、高いヘイズを得ることができる。そのため、薄い光拡散フィルムであっても十分な光拡散性および光源形状隠蔽性を得ることができる。実施形態に係る光拡散フィルムは、特に直下型バックライトを備えるディスプレイ装置の光拡散板として使用されるが、光拡散フィルムの薄肉化は、ディスプレイ装置の軽量化、経済性等の観点で望ましい。

【実施例】

【0038】

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
＜評価方法＞
以下の実施例および比較例において作製した光拡散フィルムの評価方法について説明する。
（１）全光線透過率（Ｔｔ）およびヘイズ（Ｈ）
全光線透過率（Ｔｔ）およびヘイズ（Ｈ）は、ヘイズメーター（（株）村上色彩技術研究所製、「ＨＭ−１５０」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ−７３６１、ＪＩＳ Ｋ−７１３６に従って測定した。

【0039】

（２）拡散率（Ｄ）および分散度
拡散率（Ｄ）は、ゴニオフォトメーター（（株）村上色彩技術研究所製、「ＧＰ−２００」）を用いて光拡散フィルムを透過した透過光の強度を測定し、その強度の値から算出した。具体的には、上記で図２を参照して説明した通り、法線方向ａに対して５°の角度への透過光Ｌ５の強度をＬ_５、２０°の角度への透過光Ｌ２０の強度をＬ_２０、７０°の角度への透過光Ｌ７０の強度をＬ_７０とし、上述した式（１）により拡散率（Ｄ）を求めた。
分散度についても、同じゴニオフォトメーターを使用し、法線方向ａすなわち０°の角度への透過光の強度を１００％としたときに、強度が５０％となる透過光の角度を求めた。

【0040】

（３）光源形状隠蔽性
光源形状隠蔽性は、複数のＬＥＤを配置した光源から４０ｍｍの高さに光拡散フィルムを配置し、光拡散フィルムを介して光源を目視で観察することにより評価した。評価は、以下の通り行った。
ａ：光源形状が確認されない。
ｂ：概ね光源形状が確認されない。
ｃ：光源形状が確認される。

【0041】

（４）押出性
押出性は、以下の実施例および比較例に示すようにスクリュー径２６ｍｍの二軸押出機を用いて押出しを行った場合に、押出しを安定的に行うことが可能か否かによって評価した。押出機の概略を、図３に示す。押出し条件は、バレル温度２８０℃、ダイス（Ｄ）温度３００℃、図３に示す圧着ロール（Ｒ１）温度４０℃、第一冷却ロール（Ｒ２）温度１５０℃、第二冷却ロール（Ｒ３）温度１３０℃であった。ここで、第一冷却ロール（Ｒ２）は、第一冷却ロール上に光拡散フィルムを供することにより光拡散フィルム表面に凹凸構造が形成されるように、ロール表面が修飾されている。押出しの安定性は、フィルム押出し時のトルク変動、樹脂圧変動、および吐出変動によって判断した。
ａ：フィルム押出を安定的に行うことが可能
ｂ：フィルム押出を安定的に行うことが困難

【0042】

（５）表面形状
光拡散フィルムの表面形状は、算術平均粗さ（Ｒａ）によって評価した。算術平均粗さは、表面性状測定機（ミツトヨ株式会社製、「ＣＮＣハイブリッド ＣＳ Ｈ−５０００ ＣＮＣ」）を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６３３ ：２００１に従って測定した。また、光拡散フィルム表面に凹凸形状がない場合には、「鏡面」とした。

【0043】

＜実施例１＞
ビスフェノールＡとホスゲンから界面重合法により製造されたポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）、「ユーピロンＥ−２０００Ｆ」）１００質量部、アクリル系重合体微粒子（綜研化学（株）製、「ケミスノー ＫＭＲ−３ＴＡ」、平均粒子径３μｍ）５質量部、および酸化チタン（石原産業（株）製、「タイペーク ＰＣ−３」、平均粒子径０．２１μｍ、屈折率ｎ_ｄ＝２．７１）０．２質量部をタンブラーで混合したのち、二軸押出機による溶融混練によりペレット化した。得られたペレットを、スクリュー径２６ｍｍの二軸押出機を用いて押出成形し、厚さ約１８０μｍの光拡散フィルムを得た。ここでの押出し条件は、上記「（４）押出性」に記載した通りであり、表面にマット構造（算術平均粗さ（Ｒａ）＝３μｍ）を有する光拡散フィルムが得られた。

【0044】

＜実施例２＞
光拡散フィルム表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が５μｍとなるような冷却ロールを使用して押出成形したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0045】

＜実施例３＞
光拡散フィルムの表面形状が鏡面となるような冷却ロールを使用して押出成形したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0046】

＜実施例４および５＞
有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0047】

＜実施例６＞
有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例２と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0048】

＜実施例７＞
有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0049】

＜実施例８＞
有機微粒子としてアクリル系重合体微粒子（アイカ工業（株）製、「スタフィロイド ＧＭ−０６３０Ｈ」、平均粒子径６μｍ）を使用したことを除き、実施例２と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0050】

＜実施例９＞
有機微粒子としてシリコーン系重合体微粒子（サムスン製、「ＳＴＡＲＯＲ Ｂ−Ｌ ＳＬ−２００Ｍ」、平均粒子径１．７μｍ）を使用し、有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例２と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0051】

＜比較例１〜４＞
有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0052】

＜比較例５＞
無機微粒子として炭酸カルシウム（林化成（株）製、軽質炭酸カルシウム「ＫＦＷ−２００」、平均粒子径１．２μｍ、屈折率ｎ_ｄ＝１．５９）を使用し、有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0053】

＜比較例６＞
無機微粒子として酸化亜鉛（堺化学工業（株）製、大粒子酸化亜鉛「ＬＰＺＩＮＣ−２」、平均粒子径２．０μｍ、屈折率ｎ_ｄ＝２．００）を使用したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0054】

＜比較例７＞
無機微粒子としてガラスビーズ（ポッターズ・バロティーニ（株）製、低アルカリガラス「ＥＭＢ−１０」、平均粒径５．０μｍ、屈折率ｎ_ｄ＝１．５１）を使用し、有機微粒子と無機微粒子の配合量を表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0055】

＜比較例８＞
無機微粒子としてシリカ（堺化学工業（株）製、「Sciqas」、平均粒子径０．４μｍ、屈折率ｎ_ｄ＝１．４５）を使用したことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0056】

＜比較例９＞
ベース樹脂としてポリカーボネート樹脂の代わりにアクリル樹脂１００質量部（三菱レイヨン（株）製、アクリペット「ＶＨ００１」）を使用したこと、押出し条件におけるバレル温度を２６０℃、ダイス温度を２８０℃、第一冷却ロール（Ｒ２）温度を１００℃、第二冷却ロール（Ｒ３）温度を１１０℃としたことを除き、実施例１と同様に光拡散フィルムを作製した。

【0057】

実施例１〜９および比較例１〜９で作製した光拡散フィルムについて、全光線透過率（Ｔｔ）、ヘイズ（Ｈ）、拡散率（Ｄ）、分散度、光源形状隠蔽性、押出性および表面形状を、上記＜評価方法＞に記載した通りに評価した。結果を表１に示す。表１において、有機微粒子および無機微粒子の配合量（質量部）は、ポリカーボネート樹脂を１００質量部としたときの値である。実施例１〜９および比較例１〜９で使用した無機微粒子は、無機微粒子に対しハイドロジェンメチルシロキサン３％で表面処理を行ったものである。なお、比較例１および５は、安定的に押出成形することができず、評価可能な光拡散フィルムを得ることができなかった。

【0058】

なお、表１において、光拡散剤Ａ〜Ｈは、以下の通りである。
Ａ：アクリル系重合体微粒子（綜研化学（株）製、「ケミスノー ＫＭＲ−３ＴＡ」）
Ｂ：アクリル系重合体微粒子（アイカ工業（株）製、「スタフィロイド ＧＭ−０６３０Ｈ」）
Ｃ：シリコーン系重合体微粒子（サムスン製、「ＳＴＡＲＯＲ Ｂ−Ｌ ＳＬ−２００Ｍ」）
Ｄ：酸化チタン（石原産業（株）製、「タイペーク ＰＣ−３」 ｎ＝２．７１）
Ｅ：炭酸カルシウム（林化成（株）製、軽質炭酸カルシウム「ＫＦＷ−２００」 ｎ＝１．５９）
Ｆ：酸化亜鉛（堺化学工業（株）製、大粒酸化亜鉛「ＬＰＺＩＮＣ−２」 ｎ＝２．００）
Ｇ：ガラスビーズ（ポッターズ・バロティーニ（株）製、低アルカリガラス「ＥＭＢ−１０」 ｎ＝１．５１）
Ｈ：シリカ（堺化学工業（株）製、「Ｓｃｉｑａｓ」 ｎ＝１．４５）

【表1】

【0059】

表１より、実施例１〜９は、光拡散性および光源形状隠蔽性に優れ、その他の光学特性を考慮してもバランスのとれた光拡散フィルムであると言える。また、実際に、実施例１〜９で作製した光拡散フィルムをＬＥＤの直下に使用したところ、全面に均一で十分な明るさを有するディスプレイ装置が得られた。

【0060】

一方、比較例１は、アクリル系重合体微粒子の添加量が１５質量部と多いため、安定的に押出しを行うことができなかったものと思われる。比較例２は、アクリル系重合体微粒子の添加量が０．１質量部と不足しているため、十分な光拡散性、光源形状隠蔽性を得ることができなかったものと思われる。比較例３は、酸化チタンの添加量が２質量部と多いため十分な全光線透過率が得られなかったものと思われる。比較例３のような光拡散フィルムをディスプレイ装置に使用しても、十分な照明強度が得られない。比較例４は、酸化チタンの添加量が０．００５質量部と少ないため、十分な光拡散性、光源形状隠蔽性を得ることができなかったものと思われる。また、比較例５は、屈折率が小さく、炭酸カルシウムが１質量部添加されているため、ポリカーボネートの分子量低下が引き起こされ、安定的に押出しを行うことができなかったものと思われる。比較例６は、粒子径が大きい酸化亜鉛を添加したため、十分な光拡散性を得られなかったものと思われる。比較例７は、屈折率が低く、粒子径が大きいガラスビーズを添加したため、十分な光拡散性を得られなかったものと思われる。比較例８は、屈折率が小さいシリカを添加したため、十分な光拡散性を得られなかったものと思われる。比較例９は、ベース樹脂にアクリル樹脂を用いているため、有機微粒子による光拡散効果が十分に発揮されなかった結果、十分な光拡散性を得られなかったものと思われる。

【0061】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0062】

１…光拡散板、２…バックライト、３…光源、４…画像素子、５…フラットパネルディスプレイ装置、６…反射板、ａ…法線方向、Ｌｉ…入射光、Ｌ０…透過光、Ｌ５…法線方向に対して５°の角度への透過光、Ｌ２０…法線方向に対して２０°の角度への透過光、Ｌ７０…法線方向に対して７０°の角度への透過光、Ｄ…ダイス、Ｒ１…圧着ロール、Ｒ２…第一冷却ロール、Ｒ３…第二冷却ロール。

【図1】

【図2】

【図3】