專利名稱：光控制薄片及使用其的面光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為液晶顯示器的背光等適用的構(gòu)成面光源一部分的光控制薄片及使用其的面光源。
背景技術(shù)：
以往，在液晶顯示器等中采用稱為邊緣照明(Edge Light)的面光源。一般而言，在這種面光源中，在至少在一個側(cè)面上具備冷陰極管等光源的導(dǎo)光板的與光射出面為相反的面上，層疊光反射薄片，并且在光射出面上層疊多片的光漫射性薄膜及朝上棱鏡薄片(設(shè)計為棱鏡面成為光射出面的棱鏡薄片)。
近年來正研究開發(fā)以下面光源通過將這種層疊多層的棱鏡薄片等的層疊片數(shù)減少，來降低成本并提高正面亮度(相對于導(dǎo)光板的光射出面的法線方向的亮度)的面光源，亦即所謂的具備優(yōu)良的成本效益的面光源。
作為這種面光源，包括采用稱為朝下棱鏡薄片的棱鏡薄片的情況。一般的棱鏡薄片是設(shè)計為棱鏡面為光射出面，但是朝下棱鏡薄片與此相反，是設(shè)計成棱鏡面為光入射面的棱鏡薄片。
在采用這種朝下棱鏡薄片的面光源中，雖然正面亮度提高，但是具有以下問題在角度稍為偏移正面方向(相對于導(dǎo)光板的光射出面的法線方向)的方向上的亮度極端的低且視角狹窄，即從面光源所射出的光線的指向性過高。因此，會因為人眼的視差角度的不同，而使畫面的中央部與周邊部的亮度產(chǎn)生極大的不同。
因此，在專利文獻(xiàn)1中記載有如下面光源元件在與朝下棱鏡薄片的棱鏡面為相反的面上重疊配置光漫射性薄片，由此擴大視角，此外，在光漫射性薄片的與朝下棱鏡薄片的相對面上形成凹凸，由此來消除彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生。然而，在形成有凹凸面的光漫射性薄片中，若凹凸面與棱鏡薄片接觸，則在接觸面會產(chǎn)生損傷，而導(dǎo)致采用面光源元件的顯示裝置的顯示質(zhì)量的惡化的問題。因此，必須在棱鏡薄片及光漫射性薄片之間形成間隔，而使成為非接觸狀態(tài)，因而妨礙面光源元件的薄化。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-329812號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種光控制薄片，其具備朝下棱鏡薄片、及在與該朝下棱鏡薄片的相對面上具有凹凸面的光漫射性薄片，用于解決部件之間的損傷問題。此外，其目的在于提供一種面光源，其在組合到液晶顯示面板等的顯示裝置上的情況下，不會產(chǎn)生因部件之間的損傷而造成的顯示質(zhì)量的降低。
即，本發(fā)明所提供的光控制薄片，至少具備光漫射性薄膜及棱鏡薄片，該光漫射性薄膜在一個面上具備光漫射面，在另一個面上具備凹凸面，該棱鏡薄片在一個面上具備棱鏡面，在另一個面上具備平滑面。該平滑面由至少包含梳狀聚合物的平滑層構(gòu)成，該光漫射性薄膜的凹凸面與該棱鏡薄片的平滑面相對。
此外，本發(fā)明的光控制薄片，至少具備光漫射性薄膜及棱鏡薄片，該光漫射性薄膜在一個面上具備光漫射面，在另一個面上具備平滑面，該平滑面由至少包含梳狀聚合物的平滑層構(gòu)成。該棱鏡薄片在一個面上具備棱鏡面，在另一個面上具備凹凸面。該光漫射性薄膜的平滑面與該棱鏡薄片的凹凸面相對。
優(yōu)選的是，上述梳狀聚合物具備主干部分及分枝部分，該主干部分及分枝部分分別包含聚合了單體的構(gòu)成，構(gòu)成上述主干部分的單體的主成分的種類，與構(gòu)成上述分枝部分的單體的主成分不同。
優(yōu)選的是，上述梳狀聚合物是通過對成為上述主干部分的單體及成為上述分枝部分的大分子單體進(jìn)行共聚而形成的，成為上述主干部分的單體的主成分為丙烯酸類單體，成為上述分枝部分的大分子單體，作為末端的聚合性官能基具備單乙烯性不飽和基，骨架成分是以非丙烯酸類單體為主成分，對其進(jìn)行聚合而組成。
作為上述非丙烯酸類單體，可采用苯乙烯單體。
在上述平滑層的構(gòu)成成分中，上述梳狀聚合物優(yōu)選為40重量％以上。
此外，本發(fā)明所提供的面光源，具備光源；在端部配置有該光源的導(dǎo)光板；及配置在該導(dǎo)光板的光射出面上的光控制薄片，作為該光控制薄片采用上述光控制薄片，并使上述棱鏡薄片的上述棱鏡面與上述導(dǎo)光板的上述光射出面相對配置。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在采用本發(fā)明的光控制薄片用作面光源的部件時，可不會損及正面亮度及視角而消除彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生，同時也可消除構(gòu)成部件之間的損傷的問題。此外，在將以該光控制薄片為構(gòu)成部件的面光源組合到液晶顯示面板等顯示裝置上時，可避免因損傷而導(dǎo)致的顯示質(zhì)量的降低。


圖1是表示本發(fā)明的光控制薄片的一個實施方式的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明的光控制薄片的其他實施方式的剖面圖。
圖3是表示本發(fā)明的面光源一個實施方式的剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明的面光源的其他實施方式的剖面圖。
圖5是表示組合有本發(fā)明的面光源的液晶顯示裝置的一個實施方式的剖面圖。
標(biāo)號說明1 光控制薄片2 光漫射性薄膜3 棱鏡薄片11 光漫射面21、31 透明高分子薄膜22、32 凹凸層23、33 平滑層24 光漫射層34 棱鏡層4 導(dǎo)光板5 光源6 面光源7 燈光反射器8 光反射薄片9 液晶顯示面板10 液晶顯示裝置具體實施方式
以下詳細(xì)說明本發(fā)明的光控制薄片及使用其的面光源。
首先說明本發(fā)明的光控制薄片。如圖1或圖2所示，本發(fā)明的光控制薄片1包含層疊的光漫射性薄膜2及棱鏡薄片3。
在此所采用的光漫射性薄膜2，如圖1所示，在一個面上具備光漫射面11、且在另一個面上具備凹凸面12，或如圖2所示，在一個面上具備光漫射面11、且在另一個面上具備平滑面14。此外，在此所采用的棱鏡薄片3，如圖1所示，在一個面上具備棱鏡面16、且在另一個面上具備平滑面15，或如圖2所示，在一個面上具備棱鏡面16、且在另一個面上具備凹凸面13。
如圖1及圖2所示，光漫射性薄膜2及棱鏡薄片3的凹凸面12、13，可通過在成為這些層的基材的透明高分子薄膜21、31上設(shè)置表面具有凹凸的凹凸層22、32而形成。此外，也可不設(shè)置凹凸層22、32，而將透明高分子薄膜21、31的表面直接加工為凹凸形狀，來形成凹凸面12、13。另一方面，光漫射性薄膜2及棱鏡薄片3的平滑面14、15，是通過在透明高分子薄膜21、31的表面上配置平滑層23、33而形成。在本實施方式中，平滑層23、33是由包含梳狀聚合物的材料所構(gòu)成。
光漫射性薄膜2的光漫射面11只要為可獲得光漫射作用的結(jié)構(gòu)即可，也可直接加工透明高分子薄膜21的表面，也可如圖1及圖2所示，是將光漫射層24配置在透明高分子薄膜21的表面上的構(gòu)成。同樣的，棱鏡薄片3的棱鏡面16只要為具備可將入射的光提高至棱鏡薄片3的法線方向的結(jié)構(gòu)即可，也可如圖1及圖2所示，是將具有棱鏡形狀的棱鏡層34配置在透明高分子薄膜31的表面上的構(gòu)成。
在此，作為透明高分子薄膜21、31，例如可采用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETPolyethylene Terephthalate)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBTPolybutylene Terephthalate)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PENPolyethyleneNaphthalate)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、三乙酸纖維素(Triacetyl Cellulose)、丙烯酸、聚氯乙烯等不會阻礙透明性的材料，就機械強度及尺寸安定性而言，優(yōu)選經(jīng)由延展加工后、尤其是經(jīng)由雙軸延展加工后的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜。此外，在表面施加電暈放電處理而設(shè)置易粘接層，由此可提升凹凸層22、平滑層23、33、光漫射層24、棱鏡層34等的粘接性，因而優(yōu)選使用。作為這種透明高分子薄膜21、31的厚度，可因所適用的材料的不同來加以選擇，一般而言為25～500μm，優(yōu)選為25～200μm，而為了對應(yīng)作為面光源的薄型化，特別優(yōu)選為25～50μm。
設(shè)置在光漫射性薄膜2或棱鏡薄片3中之一的凹凸面12、13，可直接對透明高分子薄膜21、31的表面進(jìn)行加工，或是在透明高分子薄膜21、31的表面上形成層22、32，使其表面形成為凹凸?fàn)?。不論為何種情況，只要凹凸的表面形狀可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，則并不加以限定，特別優(yōu)選算術(shù)平均粗糙度為0.5μm以下，且凹凸的平均間隔為80μm以下。此算術(shù)平均粗糙度及凹凸的平均間隔，為JIS-B06011994的算術(shù)平均粗糙度及凹凸的平均間隔，是以表面粗糙度測定器所測定的值。通過設(shè)定凹凸面12、13的算術(shù)平均粗糙度為0.5μm以下，在將本發(fā)明的光控制薄片1在面光源時，可不易損及作為面光源的充分的正面亮度及視角。此外，通過設(shè)定凹凸的平均間隔為80μm以下，在采用本發(fā)明的光控制薄片1用于面光源時，可容易抑制彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生。進(jìn)而，就容易形成凹凸的平均間隔為80μm以下的觀點來看，優(yōu)選設(shè)定算術(shù)平均粗糙度為0.15μm以上，而就容易形成算術(shù)平均粗糙度為0.5μm以下的觀點來看，優(yōu)選設(shè)定凹凸的平均間隔為60μm以上。
作為凹凸面12、13的凹凸的形成方法，只要為可形成凹凸形狀的方法，則并無任何限定，例如，在透明高分子薄膜21、31的表面上直接形成凹凸面的情況下，在透明高分子薄膜21、31的制造過程中薄膜為未硬化或半硬化的狀態(tài)下，可接觸在具有特定表面形狀的成型薄膜等，并將特定形狀轉(zhuǎn)印在表面上而形成。在形成凹凸層22、32的情況下，在透明高分子薄膜21、31上涂布樹脂，在樹脂為未硬化或半硬化的狀態(tài)下，同樣的通過成型薄膜等將形狀加以轉(zhuǎn)印。此外，就容易調(diào)整表面形狀且容易制造的觀點來看，優(yōu)選為，通過包含粘結(jié)劑樹脂及粒子的材料來形成凹凸層22、32。在此情況下，包含粘結(jié)劑樹脂及粒子的凹凸層22、32的表面形狀，可通過粘結(jié)劑樹脂及粒子的混合比例、粒徑、單位面積的粒子數(shù)等要素來加以調(diào)整。凹凸形狀可考量到作為光控制薄片的光學(xué)特性來加以調(diào)整。
作為構(gòu)成凹凸層22、32的粘結(jié)劑樹脂，例如可采用聚酯類樹脂、丙烯酸類樹脂、聚酯丙烯酸酯(Polyester Acrylate)類樹脂、聚氨酯丙烯酸酯(Polyurethane Acrylate)類樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯(Epoxy Acrylate)類樹脂、纖維素類樹脂、縮醛(Acetal)類樹脂、乙烯類樹脂、聚乙烯類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、聚酰胺(Polyamide)類樹脂、聚酰亞胺(Polyimide)類樹脂、三聚氰胺(Melamine)類樹脂、酚類樹脂、硅酮類樹脂、氟類樹脂等熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等具有光學(xué)透明性的樹脂。其中，優(yōu)選的樹脂為具有耐氣候性且為高透明性的丙烯酸類樹脂，尤其優(yōu)選為液硬化型丙烯酸聚氨酯，此外，優(yōu)選以即使填入多量的樹脂粒子也可獲得強韌的涂膜的方式，采用架橋密度可變高的OH價較大的材料。
作為凹凸層22、32所包含的粒子，例如可采用碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、二氧化硅、氫氧化鋁、高嶺土、粘土、滑石等體質(zhì)顏料，或丙烯酸樹脂粒子、聚苯乙烯樹脂粒子、聚氨酯樹脂粒子、聚乙烯樹脂粒子、苯代三聚氰胺(Benzoguanamine)樹脂粒子、環(huán)氧樹脂粒子等合成樹脂粒子，或碳?xì)浠衔镱愊灐⒅舅犷愊?、脂肪酸酰胺類蠟等粒子類蠟。作為這種粒子的平均粒徑，可使用1μm以上10μm以下的粒子。尤其優(yōu)選的是，使用由平均粒徑為1μm以上且小于5μm優(yōu)選4μm以下的粒子、與平均粒徑為5μm以上優(yōu)選6μm以上10μm以下的粒子的混合物而構(gòu)成的粒子。作為相對于粘結(jié)劑樹脂100重量份的粒子的混合比例，合計為1重量份以上優(yōu)選2重量份以上、10重量份以下優(yōu)選8重量份以下，在由平均粒徑不同的粒子所組成的混合物的情況下，優(yōu)選的是，各種粒子為0.5重量份以上優(yōu)選1重量份以上、9.5重量份以下優(yōu)選7重量份以下。
在光漫射性薄膜2或棱鏡薄片3的平滑面14、15上，是以即使與相對的凹凸面13、12接觸也不會產(chǎn)生損傷的方式，設(shè)置至少包含梳狀聚合物的平滑層23、33。所謂的梳狀聚合物，是指具備主干部分及分枝部分的聚合物。梳狀聚合物，因分枝部分的存在而容易在聚合物分子之間以及與其他聚合物分子鏈接，因此與一般的聚合物相比，形成的層的強度較高。因此，通過包含梳狀聚合物的材料來形成平滑層23、33，可提升平滑層23、33的耐損傷性。
在此，作為用來將各自構(gòu)成主干部分及分枝部分的聚合體加以聚合的單體，可采用各種單體。通過使主干部分及分枝部分的單體種類互不相同，可使分枝部分相對于主干部分引起微層分離，使分枝部分相對于主干部分容易形成較寬廣的形狀而更容易鏈接，因而較為優(yōu)選。例如，主干部分為丙烯酸類、而分枝部分為非丙烯酸類的情況。然而，并不一定要使主干部分及分枝部分的種類為不同，只要為梳狀聚合物與不是梳狀聚合物的聚合物相比可獲得容易鏈接的效果，可提升耐損傷性。
此外，主干部分優(yōu)選具備優(yōu)良的被膜性。分枝部分優(yōu)選為具備優(yōu)良的與透明高分子薄膜21、31的粘接性，且具備優(yōu)良的梳狀聚合物和混合的其他樹脂的相溶性，而在主干部分與透明高分子薄膜21、31的優(yōu)良的粘接性、與所混合的樹脂的相溶性優(yōu)良的情況下，分枝部分可不需具備這種性質(zhì)。
梳狀聚合物優(yōu)選為，對成為主干部分的單體以及成為分枝部分的大分子單體進(jìn)行共聚而形成。通過這種大分子單體法所獲得的梳狀聚合物，可在單一階段的反應(yīng)下加以制造，并容易獲得目的分子，因而較為優(yōu)選。此外，由于具備優(yōu)良的被膜性，因此優(yōu)選的是，成為主干部分的單體的主成分為丙烯酸類單體，成為分枝部分的大分子單體，作為末端的聚合性官能基具備單乙烯性不飽和基、骨架成分則以非丙烯酸類單體為主成分，由此聚合而成。在此主成分是指，聚合的單體成分為50重量％以上，優(yōu)選60重量％以上。
在此，作為丙烯酸類單體，例如包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸苯甲酯等丙烯酸酯單體，甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯甲酯等甲基丙烯酸酯單體，丙烯酸、甲基丙烯酸等含羧基丙烯酸類單體，(甲基)丙烯酸-2-羥乙基、(甲基)丙烯酸-2-羥丙基、(甲基)丙烯酸-4-羥丁基、N-羥甲基丙烯酰胺(N-Methylol Acrylamide)等含羥基丙烯酸類單體，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基丙酯等含三級氨基丙烯酸類單體，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含酰胺基丙烯酸類單體，N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-t-丁基丙烯酰胺、N-辛基丙烯酰胺等含N-置換酰胺基丙烯酸類單體等。
此外，可在丙烯酸類單體中，與作為副成分的乙酸乙烯酯(VinylAcetate)、丙酸乙烯酯(Vinyl Propionate)、乙烯基醚(Vinyl Ether)、苯乙烯等非丙烯酸類單體共同進(jìn)行聚合。
成為分枝部分的構(gòu)成成分的大分子單體，優(yōu)選采用具備單乙烯性不飽和基作為末端的聚合性官能基，且骨架成分以非丙烯酸類單體為主成分，并進(jìn)行聚合的組成物。這種具備單乙烯性不飽和基作為末端的聚合性官能基的大分子單體，由于在主干部分的單體進(jìn)行聚合時，該聚合性官能基接枝聚合在主干部分，因此可合成出分枝部分由大分子單體所構(gòu)成的梳狀聚合物。
作為成為大分子單體的骨架成分的主成分的非丙烯酸類單體，例如有上述乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯等。尤其是通過采用苯乙烯單體作為此非丙烯酸類單體，可在采用聚對苯二甲酸乙二醇酯作為透明高分子薄膜21、31時，減少透明高分子薄膜21、31與平滑層23、33之間的折射率差，而提升全體的光穿透率。此外，也可對于骨架成分，進(jìn)行作為副成分的上述丙烯酸類單體的聚合。
與成為主干部分的單體進(jìn)行共聚的分枝部分的大分子單體的比例，優(yōu)選相對于主干部分的單體100重量份，為1重量份以上優(yōu)選2重量份以上，為30重量份以下優(yōu)選15重量份以下。
平滑層23、33優(yōu)選的是，在平滑層23、33的構(gòu)成成分中，包含梳狀聚合物為40重量％以上優(yōu)選50重量％以上。作為平滑層23、33的構(gòu)成成分，例如作為混入在梳狀聚合物而構(gòu)成上述凹凸層22、32的粘結(jié)劑樹脂包含示例的樹脂。
接下來說明光漫射性薄膜2的光漫射面11。此光漫射性薄膜2的光漫射面11的形狀，只要可在光漫射性薄膜2的表面上賦予光漫射功能，則并無特別限定。
例如，在透明高分子薄膜21的表面上直接形成光漫射面11的情況下，在透明高分子薄膜21、31的制造過程中，薄膜為未硬化或半硬化的狀態(tài)下，可接觸具有特定的表面形狀的成型薄膜等，并通過讓光線產(chǎn)生散射折射的形狀轉(zhuǎn)印在表面上，而形成光漫射面11。此外，在通過光漫射層24來形成光漫射面11的情況下，在透明高分子薄膜21上涂布樹脂，在涂布層為未硬化或半硬化的狀態(tài)下，可接觸具有特定的表面形狀的成型薄膜等，并通過讓光線產(chǎn)生散射折射的形狀轉(zhuǎn)印在表面上，而形成具備光漫射面11的光漫射層24。此外，就容易調(diào)整表面形狀且容易制造的觀點來看，優(yōu)選通過包含粘結(jié)劑樹脂及光漫射性粒子的材料形成光漫射層24。在此，光漫射層24的光學(xué)特性，可通過層的厚度、粘結(jié)劑樹脂及光漫射性粒子的混合比例、粒徑、單位面積的粒子數(shù)等要素來加以調(diào)整。
在此，作為形成光漫射層24的粘結(jié)劑樹脂及光漫射性粒子，優(yōu)選以如下比例來混合相對于100重量份的粘結(jié)劑樹脂，為30重量份以上優(yōu)選40重量份以上，為80重量份以下優(yōu)選70重量份以下。通過形成為30重量份以上，在將光控制薄片1用于面光源時，可容易獲得優(yōu)良的視角，通過形成為80重量份以下，在將光控制薄片1用于面光源時，可容易獲得優(yōu)良的正面亮度。此外，作為光漫射層的厚度優(yōu)選的是，為1μm以上優(yōu)選5μm以上，為18μm以下優(yōu)選15μm以下。
在以上所述的凹凸層22、32、平滑層23、33、及光漫射層24中，可根據(jù)需要，在不損及本發(fā)明的光控制薄片1的功能的范圍內(nèi)，適度的包含分散劑、帶電防止劑、勻染劑等添加劑。此外，也可根據(jù)需要，在粘結(jié)劑樹脂等中混合粒子、添加劑、稀釋溶劑而調(diào)整為涂液，并通過現(xiàn)有公知的涂布方法，將該涂液涂布在透明高分子薄膜21、31的表面上，由此形成以上所述的凹凸層22、32、平滑層23、33、及光漫射層24。
接下來說明棱鏡薄片3的棱鏡面16。在使本發(fā)明的光控制薄片1的棱鏡面16與導(dǎo)光板的光射出面相對配置的情況下，該棱鏡面16的形狀，只要具備在來自在導(dǎo)光板的光射出面的射出光入射時可將該光線提高至導(dǎo)光板的略為法線方向的功能，則并無特別限制，但優(yōu)選為，該剖面形狀大略為連續(xù)的V字形狀的形狀。
例如，作為棱鏡層34的形成方法，可將紫外線硬化樹脂溶液填充到具有相對于棱鏡形狀為相反形狀的凹部的旋轉(zhuǎn)輥凹版中，然后對其提供成為基礎(chǔ)薄片的透明高分子薄膜31，并從版面的樹脂液的上方將透明高分子薄膜31按壓在輥凹版上，在按壓的狀態(tài)下，照射紫外線使樹脂液硬化，之后將固化的紫外線硬化樹脂與透明高分子薄膜31一起從旋轉(zhuǎn)輥凹版中剝離，通過上述方法形成棱鏡層34。
以上所述的使凹凸面12、13及平滑面14、15相對層疊光漫射性薄膜2及棱鏡薄片3而成的本發(fā)明的光控制薄片1，在作為面光源的構(gòu)成部件而采用時，可不會損及正面亮度及視角而消除彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生，同時也可消除構(gòu)成部件之間的損傷的問題，因此，可避免在與液晶顯示面板等加以組合時，因損傷而導(dǎo)致液晶顯示裝置等的顯示質(zhì)量的降低。
接下來說明采用本發(fā)明的光控制薄片1的面光源。本發(fā)明的面光源6，具備至少在端部配置有光源5的導(dǎo)光板4、及配置在該導(dǎo)光板4的光射出面的光控制薄片1，使該光控制薄片1的棱鏡薄片3的棱鏡面16與導(dǎo)光板4的光射出面相對配置(圖3、圖4)。
在此，作為配置在導(dǎo)光板4的端部的光源5，例如可采用冷陰極管等燈，作為導(dǎo)光板4，可采用至少以一個側(cè)面為光入射面、并以與該側(cè)面大致垂直的面為光射出面而成形的高透明的大致平板狀的部件。導(dǎo)光板4可為在光射出面?zhèn)鹊谋砻婊蚱浞瓷涿鎮(zhèn)鹊谋砻嫔闲纬衫忡R形狀，或在導(dǎo)光板4中混合光漫射性粒子等而加以成型。
此外，在本發(fā)明的面光源6中，優(yōu)選配置有包覆光源5的稱為燈光反射器的光反射部件、以及在與導(dǎo)光板4的光射出面為相反面上配置稱為光反射薄片8的光反射部件。這種本發(fā)明的面光源6，可通過與液晶顯示面板9層疊，來構(gòu)成液晶顯示裝置10等。
以上所述的本發(fā)明的面光源，可通過采用本發(fā)明的光控制薄片來構(gòu)成，因此可不會損及正面亮度及視角而消除彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生，同時也可消除構(gòu)成部件之間的損傷的問題，因此，可避免在與液晶顯示面板等顯示裝置組合時，因損傷而導(dǎo)致顯示質(zhì)量的降低。
實施例以下通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。在未特別說明下，“份”、“％”為重量基準(zhǔn)。
1.梳狀聚合物的合成[合成例1]
在具備攪拌機、冷凝器、溫度計及氮氣導(dǎo)入管的反應(yīng)容器內(nèi)，放入乙酸乙酯60g、甲苯60g、丁酮60g、甲基丙烯酸乙酯單體95g、及在末端具備單乙烯性不飽和基作為聚合性官能基的苯乙烯大分子單體(AS-6日本東亞合成公司)5g，通入氮氣一邊攪拌一邊加熱至80℃。在其他容器內(nèi)將苯甲酰過氧化物50重量％薄片(NYPER FF日本油脂公司)0.3g溶解在丁酮20g中，將形成物添加在反應(yīng)容器內(nèi)。之后，將反應(yīng)溶液保持在80℃的同時進(jìn)行攪拌，進(jìn)行8小時后結(jié)束反應(yīng)，以合成出主干部分為聚甲基丙烯酸甲酯、分枝部分為聚苯乙烯所組成的梳狀聚合物，而獲得固形成分為33.3％的樹脂溶液A。
2.苯乙烯樹脂的合成[合成例2]在具備攪拌機、冷凝器、溫度計及氮氣導(dǎo)入管的反應(yīng)容器內(nèi)，放入乙酸乙酯60g、甲苯60g、及丁酮60g、及苯乙烯單體100g，通入氮氣一邊攪拌一邊加熱至80℃。在其他容器內(nèi)將苯甲酰過氧化物50重量％薄片(NYPER FF日本油脂公司)0.3g溶解在丁酮20g中，將形成物添加在反應(yīng)容器內(nèi)。之后，將反應(yīng)溶液保持在80℃的同時進(jìn)行攪拌，進(jìn)行8小時后結(jié)束反應(yīng)，以合成出苯乙烯樹脂，而獲得固形成分為33.3％的樹脂溶液B。
3.光控制薄片的制作[實施例1]作為透明高分子薄膜21，準(zhǔn)備厚度50μm的透明的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(COSMOSHINE A4300日本的東洋紡織公司)，在其一個面上涂布具有下列組成的凹凸層用涂液a，通過加熱干燥硬化，而形成厚度約4μm的凹凸層22，然后在與該凹凸層22為相反的面上，涂布具有下列組成的光漫射層用涂液b，通過加熱干燥硬化，而形成厚度約12μm的光漫射層24，而制作出本發(fā)明的圖1的光控制薄片1的構(gòu)成部件、即圖1的結(jié)構(gòu)的光漫射性薄膜2。
<凹凸層用涂液a>
·丙烯酸多元醇(ACRYDIC A-807<固形成分50％>大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司)162份·異氰酸酯(TAKENATE D110N<固形成分60％>日本的三井武田化學(xué)公司)32份·聚乙烯蠟分散液(固形成分10％平均粒徑3μm)30份·丙烯酸樹脂粒子(TECHPOLYMER MB30X-10S<平均粒徑10μm>日本積水化成品工業(yè)公司)0.5份·乙酸丁酯200份·丁酮200份<光漫射層用涂液b>
·丙烯酸多元醇(ACRYDIC A-807<固形成分50％>大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司)162份·異氰酸酯(TAKENATE D110N<固形成分60％>日本的三井武田化學(xué)公司)32份·丙烯酸樹脂粒子(GANZPEARL GM-0630H<平均粒徑6μm>日本的GANZ化成公司)60份·乙酸丁酯200份·丁酮200份然后，在與市面上所銷售的朝下棱鏡薄片(DIAART S168日本的三菱RAYON社)的棱鏡面為相反的面上，涂布具有下列組成的平滑層用涂液c，以形成厚度約3μm的平滑層33，而制作出本發(fā)明的圖1的光控制薄片1的構(gòu)成部件、即圖1的結(jié)構(gòu)的朝下棱鏡薄片3。
<平滑層用涂液c>
·樹脂溶液A135份·丙烯酸樹脂(ACRYDIC A-165<固形成分45％>大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司)100份
·乙酸丁酯200份·丁酮200份接下來，以使具有該光漫射性薄膜2的凹凸層22的面12與具有該朝下棱鏡薄片3的平滑層33的面15相對的方式，來層疊該光漫射性薄膜2及該朝下棱鏡薄片3，而制作出本發(fā)明的圖1的光控制薄片1。
取代在實施例1中在制作光漫射性薄膜2時涂布在透明高分子薄膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜)21的上述凹凸層用涂液a，采用上述平滑層用涂液c形成平滑層23，并且取代涂布在與棱鏡薄片的棱鏡面16為相反的面上的平滑層用涂液c，采用凹凸層用涂液a形成凹凸層32。除此之外與實施例1相同，制作出本發(fā)明的圖2的光控制薄片1的構(gòu)成部件、即光漫射性薄膜2及朝下棱鏡薄片3。
接下來，以使具有該光漫射性薄膜2的平滑層的面14與具有該朝下棱鏡薄片3的凹凸層32的面13相對的方式，層疊該光漫射性薄膜2及該朝下棱鏡薄片3，制作出本發(fā)明的圖2的結(jié)構(gòu)的光控制薄片1。
取代在實施例1中涂布在與棱鏡薄片的棱鏡面16為相反的面的平滑層用涂液c，采用不含梳狀聚合物的下列組成的平滑層用涂液d形成平滑層33，除此之外與實施例1相同，制作出比較例1的光漫射性薄膜及朝下棱鏡薄片。
<平滑層用涂液d>
·丙烯酸樹脂(ACRYDIC A-165<固形成分45％>大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司)200份·乙酸丁酯350份·丁酮350份接下來，以使具有該光漫射性薄膜的凹凸層的面與具有該朝下棱鏡薄片的平滑層23的面相對的方式，層疊比較例1的光漫射性薄膜及朝下棱鏡薄片，制作出與圖1的結(jié)構(gòu)相同的比較例1的光控制薄片1。
實施例2中制作光漫射性薄膜2時，在透明高分子薄膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜)21的一個面上不形成平滑層23，除此之外與實施例2相同，制作出比較例2的光漫射性薄膜及該朝下棱鏡薄片。
接下來，以使具有該光漫射性薄膜的光漫射層24的面的相反的面、與具有該朝下棱鏡薄片的凹凸層32的面相對的方式，層疊該比較例2的光漫射性薄膜及朝下棱鏡薄片，制作出比較例2的光控制薄片。
實施例1中在制作光漫射性薄膜2時不形成凹凸層22、且不形成棱鏡薄片3的平滑層33，除此之外與實施例1相同，制作出比較例3的光漫射性薄膜及朝下棱鏡薄片。
接下來，以使該光漫射性薄膜的擴散面11的相反的面、與該朝下棱鏡薄片的棱鏡面16的相反的面相對的方式，層疊該比較例3的光漫射性薄膜及朝下棱鏡薄片，制作出比較例3的光控制薄片。
取代實施例2中涂布在光漫射性薄膜2的光漫射層24的面的相反的面的平滑層用涂液c，采用下列組成的平滑層用涂液e形成平滑層23，除此之外與實施例2相同，制作出比較例4的光漫射性薄膜及該朝下棱鏡薄片。
<平滑層用涂液e>
樹脂溶液B135份·丙烯酸樹脂(ACRYDIC A-165<固形成分45％>大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司)100份·乙酸丁酯332.5份·丁酮332.5份接下來，以使具有該光漫射性薄膜的平滑層23的面與具有該朝下棱鏡薄片的凹凸層32的面相對的方式，層疊比較例4的光漫射性薄膜及該朝下棱鏡薄片，制作出比較例4的光控制薄片。
4.面光源的制作[實施例3]如圖3所示，以對角為8.4英寸(1英寸＝25.4mm)的導(dǎo)光板4的一個端面為光入射面，在該端面上配置由燈光反射器所包覆的冷陰極管(光源5)。使棱鏡薄片3的棱鏡面16與導(dǎo)光板4的光射出面相對，而將實施例1所獲得的光控制薄片1配置在導(dǎo)光板4的光射出面上。在與導(dǎo)光板4的光射出面為相反的面上，配置光反射部件(在圖3中未圖示)，制作出本實施方式的圖3的結(jié)構(gòu)的面光源。對于構(gòu)成光控制薄片1的棱鏡薄片3，進(jìn)行以下的摩擦試驗，該摩擦試驗是使光漫射性薄膜2的凹凸面及棱鏡薄片的平滑面互相摩擦。
以使棱鏡面面對于移動臺的方式，將對角為8.4英寸的棱鏡薄片3固定在表面性測定器(HEIDON-14日本的新東科學(xué)公司)，以使該棱鏡薄片3的平滑面15與光漫射性薄膜2的凹凸面的接觸面積約為40cm2的方式，將光漫射性薄膜2安裝在面接觸夾具上，在面接觸夾具上裝載1kg的鉛錘，以1m/min的速度移動該移動臺，使光漫射性薄膜2的凹凸面12及棱鏡薄片3的平滑面15互相摩擦。

如圖4及圖5所示，以對角8.4英寸(1英寸＝25.4mm)的導(dǎo)光板4的一個端面為光入射面、并配置由燈光反射器7所包覆的冷陰極管(光源5)。使棱鏡薄片3的棱鏡面16與導(dǎo)光板4的光射出面相對，而將實施例2所獲得的光控制薄片1配置在導(dǎo)光板4的光射出面上。在與導(dǎo)光板4的光射出面為相反的面上，配置光反射部件(光反射薄片)，制作出本實施方式的圖4及圖5所示的結(jié)構(gòu)的面光源。對于構(gòu)成光控制薄片1的光漫射性薄膜2，進(jìn)行以下的摩擦試驗，該摩擦試驗是使棱鏡薄片3的凹凸面13及光漫射性薄膜2的平滑面14互相摩擦。摩擦試驗是采用與實施例3相同的摩擦試驗，但是交換了安裝棱鏡薄片3及光漫射性薄膜2的場所。除此之外與實施例3相同，使棱鏡薄片3的凹凸面13及光漫射性薄膜2的平滑面14互相摩擦。
如圖3或圖4所示，以對角為8.4英寸(1英寸＝25.4mm)的導(dǎo)光板4的一個端面為光入射面，并配置由燈光反射器所包覆的冷陰極管(光源5)。使棱鏡薄片的棱鏡面與導(dǎo)光板4的光射出面相對，而將比較例1～4所獲得的光控制薄片配置在導(dǎo)光板4的光射出面上。在與導(dǎo)光板4的光射出面為相反的面上，配置光反射部件，而分別制作出比較例5～8的面光源。對于構(gòu)成比較例1及3的光控制薄片1的棱鏡薄片，進(jìn)行與實施例3相同的摩擦試驗，對于構(gòu)成比較例2及4的光控制薄片的光漫射性薄膜，進(jìn)行與實施例4相同的摩擦試驗。
5.評估將上述實施例3、4及比較例5～8所獲得的面光源的冷陰極管(光源5)點亮，以目視來評估正面亮度、視角、彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生，并且將液晶顯示面板配置在該面光源上，以目視來評估出，是否產(chǎn)生因光控制薄片的構(gòu)成部件之間的損傷問題而導(dǎo)致液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量的降低。并將各個結(jié)果顯示在表1中。
表1

從表1的結(jié)果中可得知，在采用在實施例1及2中獲得的本發(fā)明的方式的光控制薄片1所構(gòu)成的面光源(實施例3及4)中，不會損及正面亮度及視角而消除彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生，同時也可消除光控制薄片的構(gòu)成部件之間的損傷的問題，由此可避免因損傷而導(dǎo)致液晶顯示裝置的顯示質(zhì)量的降低。
另一方面，在采用在比較例1、2及4中獲得的光控制薄片所構(gòu)成的面光源(比較例5、6及8)中，雖然可在不會損及正面亮度及視角下而消除彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生，但是在光控制薄片的構(gòu)成部件之間產(chǎn)生損傷，由于該損傷在液晶顯示裝置中該損傷的部分形成亮線，而導(dǎo)致顯示質(zhì)量的降低。
此外，在采用在比較例3中獲得的光控制薄片所構(gòu)成的面光源(比較例7)中，雖然未損及正面亮度及視角，且未產(chǎn)生光控制薄片的構(gòu)成部件之間的損傷的問題，但由于光控制薄片的光漫射性薄膜以及棱鏡薄片的相對面均為平滑面，因此產(chǎn)生彩虹模樣的環(huán)狀圖案。因此，雖然沒有因損傷而導(dǎo)致液晶顯示裝置中產(chǎn)生顯示質(zhì)量的下降，但因彩虹模樣的環(huán)狀圖案的產(chǎn)生導(dǎo)致顯示質(zhì)量降低。
權(quán)利要求
1.一種光控制薄片，至少具備光漫射性薄膜及棱鏡薄片，其特征在于，該光漫射性薄膜在一個面上具備光漫射面，在另一個面上具備凹凸面，該棱鏡薄片在一個面上具備棱鏡面，在另一個面上具備平滑面，該平滑面由至少包含梳狀聚合物的平滑層構(gòu)成，該光漫射性薄膜的凹凸面與該棱鏡薄片的平滑面相對。
2.一種光控制薄片，至少具備光漫射性薄膜及棱鏡薄片，其特征在于，該光漫射性薄膜在一個面上具備光漫射面，在另一個面上具備平滑面，該平滑面由至少包含梳狀聚合物的平滑層構(gòu)成，該棱鏡薄片在一個面上具備棱鏡面，在另一個面上具備凹凸面，該光漫射性薄膜的平滑面與該棱鏡薄片的凹凸面相對。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光控制薄片，其特征在于，上述梳狀聚合物具備主干部分及分枝部分，該主干部分及分枝部分分別包含聚合了單體的構(gòu)成，構(gòu)成上述主干部分的單體的主成分的種類，與構(gòu)成上述分枝部分的單體的主成分不同。
4.如權(quán)利要求3所述的光控制薄片，其特征在于，上述梳狀聚合物是通過對成為上述主干部分的單體及成為上述分枝部分的大分子單體進(jìn)行共聚而形成的，成為上述主干部分的單體的主成分為丙烯酸類單體，成為上述分枝部分的大分子單體，作為末端的聚合性官能基具備單乙烯性不飽和基，骨架成分是以非丙烯酸類單體為主成分，對其進(jìn)行聚合而組成。
5.如權(quán)利要求4所述的光控制薄片，其特征在于，上述非丙烯酸類單體為苯乙烯單體。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的光控制薄片，其特征在于，在上述平滑層的構(gòu)成成分中，上述梳狀聚合物為40重量％以上。
7.一種面光源，具備光源；在端部配置有該光源的導(dǎo)光板；及配置在該導(dǎo)光板的光射出面上的光控制薄片，其特征在于，作為該光控制薄片采用權(quán)利要求1至6中任一項所述的光控制薄片，并使上述棱鏡薄片的上述棱鏡面與上述導(dǎo)光板的上述光射出面相對配置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具備朝下棱鏡薄片、在與該朝下棱鏡薄片的相對面上具有凹凸面的光漫射性薄片的光控制薄膜，用于解決構(gòu)成部件之間的損傷。本發(fā)明的光控制薄片，至少包含重疊配置的光漫射性薄膜及棱鏡薄片。光漫射性薄膜的一個面為光漫射面，另一個面為凹凸面。棱鏡薄片的一個面為棱鏡面，另一個面為平滑面。平滑面由至少包含梳狀聚合物的平滑層構(gòu)成。由此，即使為光漫射性薄膜的凹凸面與棱鏡薄片的平滑面相對配置的結(jié)構(gòu)，也難以在相對面上產(chǎn)生損傷。
文檔編號G02F1/1335GK1947038SQ20058001222
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者豐島靖縻, 栗島進(jìn) 申請人:木本股份有限公司