专利名称：光学部件和具备其的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学部件和具备其的液晶显示装置。更详细而言，涉及制造成本低，表面平坦，且能够增大视角(设为自由视角)的光学部件和具备其的液晶显示装置。
背景技术：
近年，伴随着信息机器的普及，对液晶显示装置的高性能化和低成本化的要求提闻。作为液晶显示装置的高性能化的一方面，可以例举增大视角(设为自由视角)。此处，视角是表示当倾斜地观看液晶显示器等时，至多少角度为止能正常观看画面的指标，是指画面能正常观看到的从正面开始的角度。在视角小的情况下，随着观看画面的角度从正面开始傾斜，画面上的顔色和对比度变化很大，画面上的顔色变为暗色且显示变得不能识·别。因此，在现有技术中，为了増大液晶显示装置的视角且改善显示品质，进行对液晶显示装置中所具备的扩散板等光学部件的改良。例如，在专利文献I中，公开了ー种直视型显示装置，其中，波导管通过比该波导管的折射率低的折射率的间隙区域而分离。具体而言，如图12所示，图像显示机构122包括基板124和波导管128，波导管128的侧面132间的间隙区域133由黑色的光吸收颗粒141填充。由于在波导管的间隙区域133使用光吸收颗粒141，直视型显示装置的对比度变高，因反射而返回到观察者的周边光(外光)变少。另外，波导管128的间隙区域133的折射率比波导管128的折射率小。作为在波导管128中所使用的材料，有折射率在I. 45 I. 65的范围内的透明聚合物材料等。另ー方面，作为在间隙区域133中所使用的材料，有折射率为I. 00的空气、折射率在I. 30 I. 40的范围内的氟聚合物材料等。现有技术文献专利文献专利文献I :日本公开专利公报“特开平7-509327号公报(
公开日1995年10月12 日)，，
实用新型内容实用新型要解决的课题然而，在上述专利文献I公开的技术中，存在以下的问题点在间隙区域133使用空气的情况下，导致间隙区域133成为空隙，波导管128的表面成为凹凸形状。而且，当组合图像显示机构122与液晶显示元件而制作液晶显示装置时，产生因波导管128的表面的凹凸形状而引起的亮斑，使该显示装置不能得到良好的显示品质。此处，虽然如果将间隙区域133 (空隙)用碳黑等填埋，则能够使波导管128的表面平坦，但为了使碳黑等与波导管128密合，则需要粘着层或粘合剂树脂。另外，在上述专利文献I公开的技术中，在间隙区域133使用氟聚合物材料的情况下，存在以下的问题点成本高，且氟聚合物材料与波导管128的密合性低(由于氟聚合物材料在表面具有氟基，疏水性非常強，因此与其它树脂的密合性低)。此外，在上述专利文献I公开的技术中，在间隙区域133使用折射率为I. 40以上的非氟聚合物材料的情况下，存在以下的问题点对于波导管128所使用的透明聚合物材料要求高的折射率。这样，为了使波导管128所使用的透明聚合物材料具有高的折射率，可以考虑使透明聚合物材料含有卤素。但是，当透明聚合物材料中含有卤素时，则变为带黄色的色调，导致透明性下降。因而，在上述专利文献I公开的技术中，存在以下的问题点为了使间隙区域133中所使用的氟聚合物材料与波导管128中所使用的透明聚合物材料的折射率的差増大，在材料选择上存在制約，导致制造成本变高，且表面变得不平坦。特别是在向普通家用电视等各种用途发展的过程中，由于制造成本高而难以商业化。 本实用新型就是鉴于上述现有技术中的问题点而做出的实用新型，其目的在于提供ー种制造成本低，表面平坦，且能够增大视角的光学部件和具备其的液晶显示装置。用于解决课题的方法本实用新型的设计人鉴于上述课题而进行了深入的研究，结果独自发现，通过改良在贴合光学部件而得到的液晶显示装置等中现有技术使用的光学部件所采用的材料，能够制造廉价且表面平坦的光学部件，从而完成了本实用新型。为了解决上述的课题，本实用新型的光学部件是至少具备第一树脂层和第二树脂层的光学部件，上述第二树脂层含有气泡，且该气泡至少存在于上述第一树脂层和上述第ニ树脂层的界面。此处，若想使从光入射面向上述界面入射的光发生全反射，则需要増大上述低折射率区域与上述高折射率区域的折射率的差。为此，各区域所含有的材料的选择受到制約，有可能必须使用不普通的特殊树脂。但是，在本实用新型的光学部件中，由于上述第二树脂层含有气泡，且该气泡至少存在于上述第一树脂层与上述第二树脂层的界面，所以即使使用通用的树脂作为该第一树脂层中所含有的树脂，也能够增大上述第二树脂层与上述第一树脂层的折射率的差。由此，本实用新型的光学部件能够使从光入射面向该界面入射的光发生全反射。其结果，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置能够增大视角。另外，在本实用新型的光学部件中，由于能够使用通用的树脂作为在上述第一树脂层中所含有的树脂，因此能降低制造成本。而且，在本实用新型的光学部件中，由于上述第二树脂层不是单纯的空气而是含有气泡的树脂，因此能够使表面(图案形成面)平坦。实用新型的效果本实用新型的光学部件，如上所述，是至少具备第一树脂层和第二树脂层的光学部件，上述第二树脂层含有气泡，且该气泡至少存在于上述第一树脂层与上述第二树脂层的界面。因此，本实用新型的光学部件起到的效果是制造成本低，表面平坦，且能够増大视角。
图I是表示本实用新型的一个实施方式中的液晶显示装置的结构的截面图。图2是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的结构的截面图。图3是表示光学部件的重要部分的结构的截面图，(a)表示现有技术中的光学部件的重要部分的结构，(b)表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的重要部分的结构。图4是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的重要部分的结构的截面图。图5是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的重要部分的结构的截面图。图6是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的重要部分的结构的截面图。图7是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的结构的立体图。图8是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的结构的立体图。图9是表示本实用新型的一个实施方式中的光学部件的重要部分的结构的截面图。图10是表示本实用新型的其它实施方式中的光学部件的结构的截面图。图11是表示本实用新型的又一其它实施方式中的光学部件的结构的截面图。图12是表示现有技术中的光学部件的结构的截面图。
具体实施方式
[实施方式I]基于图I至图9对本实用新型的一个实施方式进行如下说明。需要说明的是，本实用新型并不限定于此，在该实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别限定的记载，则并非_在将该实用新型的范围仅限定于此，而只不过是单纯的说明示例。此外，在本说明书中，表示范围的“A B”表示“A以上，B以下”。图I是表示本实施方式的液晶显示装置20的大致结构的截面图。如图I所示，液晶显示装置20主要具备光学部件(光扩散层、光扩散板等)10、表面处理膜11、基板12、液晶显示元件13。其中，基板12包含在液晶显示元件13中的情况也包含在本实用新型中。并且，如图I和图2所示，光学部件10主要具有气泡I、低折射率区域(第二树脂层)2、高折射率区域(第一树脂层)3。其中，第二树脂层2和第一树脂层3可以含有相同的树脂。在该情况下，第二树脂层2中的气泡I以外的部分的折射率与第一树脂层3中的折射率相同。这样，低折射率的区域2中的气泡I与高折射率的区域3中的树脂之间形成界面4。<光学部件>光学部件10至少具备第一树脂层3和第二树脂层2，第二树脂层2含有气泡1，且气泡I至少存在干与第一树脂层3的界面4上。另外，光学部件10的第二树脂层2优选与第一树脂层3相比为低折射率区域。[0045]界面4相对于从光入射面入射的光的行进方向优选倾斜6 21° ,更加优选6 20°而形成。如上所述，关于相对于从光入射面入射的光的行进方向的傾斜度的上限值(以下，简略称为“上限值”)，根据相对于光学部件中的光入射面垂直地入射的光在界面反射后从第一树脂层射出的条件而导出。此处，将nl设为更加一般的树脂的折射率I. 55来求得Θ吋，Θ =约40°。因而，当以包括至该角度为止的方式设定界面的傾斜度的上限值时，界面的傾斜度为20°以下。光学部件10形状是例如图7(a) (d)所示的形状。在本实用新型中，光学部件(光学薄板)使从背光源等射出的光均一化且聚光后，向外部(根据情况可以是液晶显示面板)照射。光学部件例如可以例举使光聚光同时散射的扩散板(扩散薄板)、使光聚光而提高正面方向(与背光源等相反的方向)的亮度的透镜片、和通过反射光的一方的偏振光成分而透过另一方的偏振光成分来提高液晶显示装 置等的亮度的偏光反射片等。并且，光学部件可以由重复配置的多个薄板构成。< 气泡 >在本实用新型中，作为在含有气泡I的第二树脂层2中使用的树脂，例如，可以例举微孔(Microcellular)树脂、纳米单元(Nanocell)发泡树脂等。并且，从制造时间短的理由出发，特别优选纳米単元发泡树脂。此处，在本实用新型中所使用的微孔树脂，是在作为基础的树脂(后文叙述)中大量地溶解ニ氧化碳等气体后，使压力、温度等急剧地变化而引起气体溶解度的降低，以此为驱动カ所制造的含有微细且均匀的气泡的发泡树脂。具体而言，在美国专利4473665中例
/Jn ο另外，在本实用新型中使用的纳米单元发泡树脂，是在作为基础的树脂(后文叙述)中预先加入分解发泡气体的官能团，通过照射紫外线等使反应开始所制造的含有微细且均匀的气泡的发泡树脂。具体而言，是通过下述方法制得的发泡树脂(I)包括照射エ序和随后的发泡エ序的方法，其中，该照射エ序是向发泡性组合物照射活性能量线的エ序，该发泡性组合物含有通过活性能量线的作用而产生酸的酸产生剂或产生碱的碱产生剂，并且还含有具有与酸或碱反应而分解脱离ー种以上的低沸点挥发性物质的分解发泡性官能团的化合物，该发泡エ序是在上述低沸点挥发物质分解脱离的温度区域中在压カ控制下使之发泡的エ序；(2)具有在与上述发泡エ序同时或在其之前的任意时刻成形发泡性组合物的成形エ序的方法；
(3)在上述照射エ序之前具有成形エ序的方法；(4)在上述照射エ序与上述发泡エ序之间具有上述成形エ序的方法；(5)上述发泡エ序与上述成形エ序同时进行的方法；(6)具有下述发泡エ序的方法，即，在上述低沸点挥发物质分解脱离的温度区域中，向发泡性组合物照射活性能量线，同时在压力控制下使之发泡，其中，该发泡性组合物含有通过活性能量线的作用而产生酸的酸产生剂或产生碱的碱产生剂，并且还含有具有与酸或碱反应而分解脱离ー种以上的低沸点挥发性物质的分解发泡性官能团的化合物。其中，纳米单元发泡树脂的详细内容在日本专利特开2006-124697中例示。上述气泡I大小分布的中位数优选为10 μ m以下，更加优选为I μ m以下。作为含有IOym以下的气泡的树脂，例如，可以举例微孔树脂等，作为含有Iym以下的气泡的树月旨，例如，可以举例纳米单元发泡树脂等。对气泡I大小使用图9进行详细说明。此处，从莫尔条纹降低的观点出发，一般来说，相对于某周期图案的间距，其它的周期图案的间距优选为3/4以下。所谓莫尔条纹降低是指降低莫尔条纹(光的干涉条纹)。例如，是指降低当扫描器输入时，作为点进行采集的部分和不进行采集的部分以某个周期发生，因而有可能发生的不合意的波状模样。因为现在使用的液晶显示元件中最大的是如100英寸的Full HD(全高清,Full High Definition)面板的像素间距(周期间距)约为380μπι，所以与该液晶显示元件组合的光学部件的周期间距约为280 μ m以下。当然，普通家用的40英寸和60英寸为上述以下的周期间距。当形成这样的周期间距时，发泡聚苯こ烯等一般的发泡树脂，由于尺寸为数ΙΟΟμπι，变得比楔状部(大致底边为150μπι以下的等级)大，所以不适合。因此，为了使后述的楔状部均匀地产生气泡，气泡的尺寸优选数Pm以下(气泡的大小分布的中位数为I μ m以下)。但是，即使气泡的尺寸为数μ m以下，如果在界面中气泡没有紧密地存在，也不能得到充分的特性(光的反射等)。这是由于，相对于高折射率区域，低折射率区域的折 射率不是气泡(空气)的折射率I. 00，而是作为基础树脂的折射率形成界面。另外，即使气泡紧密地填充，也会存在没附着气泡的界面，在该部分产生反射损失(例如，參照图9)。为了解决这样的问题，优选气泡的尺寸减小到光的波长左右。一般而言，光在电磁波的振幅方向上分辨率不太高，对于光的波长以下的周期构造，变得感受不到界面(反射面)。因此，对光来说，变为感受到有构造物的部分与没有构造物的部分的折射率的平均值。采用该原理实现无反射的有蛾眼(Moth Eye)和电波暗室。它们采用波长以下的构造物(棱锥形状和圆锥形状的物体)，使构造物界面不被感受到，以防止反射。但是，虽然不产生因在界面的构造物引起的反射，但产生因折射率的差而引起的反射。根据该原理，当将发泡树脂的气泡尺寸设置为光的波长以下时，光变为感受到气泡的折射率与基础树脂的折射率的平均值。按照单位长度占有的气泡与基础树脂的比例来决定平均折射率，在界面上气泡紧密地附着的情况下，为与气泡折射率相近的值，在界面上气泡不太紧密地附着的情况下，为与基础树脂的折射率相近的值。如上所述，若考虑低折射率区域中的楔状的大小，则发泡树脂中的气泡的尺寸优选为数ym以下。并且，从光的利用效率的观点出发，发泡树脂中的气泡的尺寸更加优选为与光的波长相同或作为光的波长以下的尺寸的Ιμπι以下。此处，在“光学部件的周期间距成为约280 μ m以下”的情况下，考虑第二树脂层的形状(楔状等)的尺寸，气泡的尺寸常识性地优选为10 μ m以下，考虑到光的反射损失，气泡的尺寸更优选为Iym以下。在本实用新型中，含有气泡I的树脂可以具有也可以不具有光吸收性。< 树脂 >本实用新型中所使用的树脂没有特别限定，可以例举含有下述酯类的一般的树月旨丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、丙烯酸月桂酷、丙烯酸十八酷、丙烯酸-2-こ基己酷、丙烯酸-2-羟こ酷、甲基丙烯酸-2-羟こ酯、丙烯酸-2-羟丙酷、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、丙烯酸-2-羟丁酯、甲基丙烯酸-2-羟丁酯、丙烯酸四氢糠基酷、甲基丙烯酸四氢糠基酷、己内酯改性丙烯酸四氢糠基酷、丙烯酸环己酷、甲基丙烯酸环己酷、丙烯酸双环己酯、丙烯酸异冰片酷、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酷、甲基丙烯酸苄酷、こ氧基ニ甘醇丙烯酸酷、甲氧基ニ甘醇丙烯酸酷、甲氧基丙ニ醇丙烯酸酷、苯氧基聚こニ醇丙烯酸酷、苯氧基聚丙ニ醇丙烯酸酷、环氧こ烷改性苯氧基丙烯酸酷、N，N-ニ甲基氨基こ基丙烯酸酷、N，N-ニ甲基氨基こ基甲基丙烯酸酷、2-こ基己基卡必醇丙烯酸酷、ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、邻苯ニ甲酸单羟こ基丙烯酸酯、丙烯酸ニ聚物、2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、丙烯酸-9，10-环氧化油基酷、马来酸こニ醇单丙烯酸酯、双环戊烯基氧化こ烯基丙烯酸酷、4，4_ ニ甲基-1，3_ ニ氧戊环的己内酯加成物的丙烯酸酷、3-甲基-5，5_ ニ甲基-1，3_ ニ氧戊环的己内酯加成物的丙烯酸酯、聚丁ニ烯丙烯酸酷、环氧こ烷改性苯氧基化磷酸丙烯酸酯、こニ醇ニ丙烯酸酷、こニ醇ニ甲基丙烯酸酷、1，3-丙ニ醇ニ丙烯酸酷、1，3-丙ニ醇ニ甲基丙烯酸酷、1，4- 丁ニ醇ニ丙烯酸酷、I，4- 丁ニ醇ニ甲基丙烯酸酷、I，6-己ニ醇ニ丙烯酸酷、I，6-己ニ醇ニ甲基丙烯酸酷、1，9_壬ニ醇ニ丙烯酸酷、1，9_壬ニ醇ニ甲基丙烯酸酯、ニ甘醇ニ丙烯酸酯、聚こニ醇ニ丙烯酸酯、聚こニ醇ニ甲基丙烯酸酯、聚丙ニ醇ニ丙烯酸酯、聚丙ニ醇ニ甲基丙烯酸酷、新戊ニ醇ニ丙烯酸酷、2- 丁基-2-こ基丙ニ醇ニ丙烯酸酯、环氧こ烷改性双苯酚A ニ丙烯酸酷、聚环氧こ烷改性双苯酚A ニ丙烯酸酯、聚环氧こ烷改性氢化双苯酚A ニ丙烯酸 酷、环氧丙烷改性双苯酚A ニ丙烯酸酷、聚环氧丙烷改性双苯酚A ニ丙烯酸酯、环氧こ烷改性异氰脲酸ニ丙烯酸酯、季戊四醇ニ丙烯酸单硬脂酸酷、1，6_己ニ醇ニ缩水甘油醚丙烯酸加成物、聚氧こ烯表氯醇改性双苯酚A ニ丙烯酸酯、三羟甲醇丙烷三丙烯酸酯、环氧こ烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酷、聚环氧こ烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酷、聚环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酷、环氧こ烷改性异氰脲酸三丙烯酸酯、环氧こ烷改性丙三醇三丙烯酸酷、聚环氧こ烷改性丙三醇三丙烯酸酯、环氧丙烷改性丙三醇三丙烯酸酷、聚环氧丙烷改性丙三醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、己内酯改性双季戊四醇六丙烯酸酯、聚己内酯改性双季戊四醇六丙烯酸酷。不过，并不限定于上述树脂，还能够使用聚碳酸酯树脂、聚苯こ烯树脂、聚こ烯树脂、丁 ニ烯树脂、环氧树脂等具有光透过性的树脂。<第二树脂层(低折射率区域)>在本实用新型的第二树脂层(低折射率区域)2中，具有包含气泡I的树脂。在低折射率区域2的形状中，只要界面4相对于从光入射面入射的光的行进方向倾斜6 21°而形成，则不作特别限定。例如，如图6的(a) (d)所示的形状。在本实用新型中，第一树脂层(高折射率区域)和第二树脂层(低折射率区域)可以含有同样的树脂。<第一树脂层(高折射率区域)>在本实用新型的第一树脂层(高折射率区域)3中含有树脂。在本实用新型的高折射率区域3中，上述低折射率区域2与该高折射率区域3的界面4中的高折射率侧的区域的折射率，比该界面4中的该低折射率侧的区域的折射率高。即，在本实用新型的高折射率区域3中，含有折射率高于1.00的一般的材料(树脂)。在高折射率区域中所含有的材料(树脂)，为了使光透过，优选透明的材料(树脂)。[0073]如上所述，光学部件10的形状例如是如图7的(a) (d)所示的形状。具体而言，光学部件10中的高折射率区域3的形状，只要界面4相对于从光入射面入射的光的行进方向倾斜6 21°而形成，则不作特别限定。例如为四棱锥形状、圆锥形状等。另外，高折射率区域3形状可以是由多个四棱锥、圆锥等连成的条纹形状。另外，高折射率区域3的形状的截面为楔形等。< 界面 >本实用新型的界面4是指在第二树脂层(低折射率区域)2中通过以接触(沿着)第一树脂层(高折射率区域)3的方式排列多个气泡I而形成的面。在本实用新型中，在界面4产生折射率的差，从光入射面入射到该界面的光发生全反射。由此，具备本实用新型的光学部件10的液晶显示装置20变得能够增大视角。〈发泡引发剂〉 本实用新型中所使用的第二树脂层2可以通过在上述界面4上使树脂接触发泡引发剂而含有气泡I。本实用新型中所使用的发泡引发剂中有热分解型、光分解型等，优选光分解型。光分解型的发泡引发剂通过紫外线或电子射线等活性能量线而被分解，放出例如氮气等气体。作为光分解型的发泡引发剂，例如，可以例举对叠氮苯甲醛等具有叠氮基的化合物、对重氮苯胺等具有重氮基的化合物等。另外，本实用新型中所使用的发泡引发剂也可以是在高分子聚合过程中产生气体的有机化合物，例如，可以例举聚氨酯等。聚氨酯是多元醇与聚异氰酸酯的聚合物，在聚合反应过程中产生ニ氧化碳气体而形成发泡体。如果使用如上所述的发泡引发剂，则在上述界面4中能够有选择性地促使发泡。在使用光分解型的发泡引发剂的情况下，只要向所选择的部分照射活性能量线即可。另外，在使用高分子聚合型的发泡引发剂的情况下，只要混合多种树脂之中的I种树脂即可。<表面处理膜>在光学部件10与光入射面相反ー侧的表面，优选叠层有表面处理膜11。作为表面处理膜11,例如，可以例举AG(anti glare)膜、LR(Iowreflection)膜
坐寸ο< 基板 >液晶显示装置20具备基板12。作为基板12，能够使用在液晶显示装置中所使用的现有技术中公知的基板。<液晶显示元件>液晶显示装置20具备液晶显示元件13。作为液晶显示元件13,能够使用在液晶显示装置中所使用的现有技术中公知的液晶显示元件。现有技术中公知的液晶显示元件例如是具备液晶、偏光板、导光体、反射板、光源等的液晶显示元件。<液晶显示装置>液晶显示装置20具备光学部件10。另外，液晶显示装置20优选具备多个光学部件。<光学部件具体的结构>对具有气泡I、低折射率区域2和高折射率区域3的光学部件10在以下进行详细说明。图3(a)是表示现有技术中的光学部件的重要部分的结构的截面图，图3(b)和图4是表示本实施方式中的光学部件10的重要部分的结构的截面图。具体而言，图3 (a)中显示，在光学部件10的界面4中的低折射率区域2 —侧含有不发泡的低折射率树脂，该低折射率树脂显示与界面4密合的状态。S卩，在图3(a)中，在界面4不存在空气层。与此相対，图3 (b)中显示，在光学部件10的界面4的低折射率区域2 —侧含有发泡树脂(含有气泡I的树脂)，该发泡树脂中的气泡I被配置为接触(沿着)界面4的状态。即，在图3(b)中，在界面4存在有空气层。另外，在图3 (a)中，从光入射面入射的光在界面4中感受到高折射率树脂(例如将折射率设为NI)与低折射率树脂(例如将折射率设为N2)的折射率的差。与此相对,在图3(b)中，当气泡I的尺寸小时(例如为10 μ m以下吋)，该发泡树脂中的气泡I沿着界面4紧密地配置，从光入射面入射的光在界面4中感受到高折射率树月旨(例如将折射率设为NI)与平均折射率(设为N2’，且N2’ <N2)的折射率的差。此处，平均折射率(N2’ )表示低折射率树脂(例如将折射率设为N2)与气泡I (例如将折射率设为N3)的折射率的平均值。N2’比N2小(N2’ < N2)的原因在于，气泡I的大小变为光的波长左右时，光就变得感受气泡I折射率(N3)与低折射率树脂的折射率(N2)的平均值。另ー方面，即使在气泡I的尺寸大时(例如比10 μ m大且在100 μ m以下时)，在上述发泡树脂中的气泡I沿着界面4紧密地配置的情况下(例如，发泡树脂处于如海绵样的状态的情况下)，由于气泡I的层正好覆盖高折射率树脂的表面，所以即使将相对于NI的折射率取N3来处理也不会有问题，从光入射面入射的光在界面4中感受到高折射率树脂(NI)与气泡1(N3)的折射率的差。此外，通过发泡来制作发泡树脂的手法，气泡I中的气体发生变化，但如果能够使用空气(折射率1.00)，就能够将低折射率树脂的折射率大大降低。其结果，低折射率树脂能够作为具有空气或与之相近的折射率的材料使用，高折射率树脂能够使用不是高价的通用的材料(树脂)。由此，扫除了因材料(树脂)造成的设计制约，且能够降低制造成本。在本说明书中，高折射率树脂也指低折射率树脂中的气泡I以外的部分。即，低折射率区域2中所使用的材料(树脂)与高折射率区域3中所使用的材料(树脂)，除有无气泡I以外可以是同样的。图5是表示本实施方式中的光学部件10的重要部分的结构的截面图。在图5中，“气泡尺寸小时”表示气泡尺寸为10 μ m以下,“气泡尺寸大时”表示气泡尺寸比10 μ m大且100 μ m以下。具体而言，低折射率区域2所使用的发泡树脂中的气泡1，如果紧密地形成于低折射率区域2与高折射率区域3的界面4，则发挥本实用新型的效果。相反，只要在低折射率区域2与高折射率区域3的界面4中气泡I紧密地形成，则即使在低折射率区域2中的上述界面4以外的部分(低折射率区域2的中心部等)气泡I没有紧密地形成，也发挥本实用新型的效果。其原因在于，低折射率区域2与高折射率区域3的界面4以外的部分不影响光学部件10的特性。如图5所示，当气泡I尺寸小时(10 μ m以下时)，如果气泡I紧密地形成于低折射率区域2与高折射率区域3的界面4，则发挥本实用新型的效果。此外，即使在气泡I紧密地形成于低折射率区域2与高折射率区域3的界面4的情况下，界面4也没有全部被气泡I掩盖，局部存在低折射率区域2与高折射率区域3接触的地方，因此维持低折射率区域2与高折射率区域3的密合性。另ー方面，当气泡I尺寸大时(比10 μ m大且在100 μ m以下的情况下)，通过在低折射率区域2与高折射率区域3的界面4有选择性地进行发泡，能够发挥本实用新型的效果。为了在上述界面4有选择性地进行发泡，在该界面4预先涂敷发泡引发剂，此后，将树脂填充于低折射率区域2，根据情况照射热或光(紫外线等)，使发泡开始。此外，在气泡I的尺寸小吋，也可以在低折射率区域2与高折射率区域3的界面4预先涂敷发泡引发剂。发泡引发剂可以预先涂敷在上述界面4以外的部分，例如光学部件10中的开ロ部 等。在上述界面4以外的部分涂敷发泡引发剂的情况下，在使填充于低折射率区域2的树脂固化后，洗浄光学部件10，除去发泡引发剂即可。在低折射率区域2与高折射率区域3的界面4中气泡I稀疏地存在的情况下，因在不存在气泡I的部分不反射光，所以产生反射损失。在气泡I尺寸大的情况下，容易产生以下状态，即，气泡I容易稀疏地存在于上述界面4中，气泡I彼此没有密接，或者虽然气泡I彼此密接，但与在高折射率区域3中所使用的树脂的密合性变低。图6的(a) (d)是表示本实施方式中的光学部件10的重要部分的结构的截面图。具体而言，是表示光学部件10中的低折射率区域2的形状的截面图。低折射率区域2的形状，只要低折射率区域2与高折射率区域3的界面4相对于从光入射面入射的光的行进方向倾斜6 21°而形成，则不作特别限定，例如，可以例举如图6的(a) ⑷所示的形状。低折射率区域2与高折射率区域3的界面4优选相对于从光入射面入射的光的行进方向倾斜6 20°而形成。图7的(a) (d)是表示本实施方式中的光学部件10的结构的立体图。光学部件10的形状不作特别限定，例如，可以例举如图7的(a) (d)所示的形状。具体而言，光学部件10中的高折射率区域3的形状例如是四棱锥形状、圆锥形状等。另外，高折射率区域3的形状也可以是由多个四棱锥、圆锥等连成的条纹形状。另外，高折射率区域3形状的截面是楔形等。此外，光学部件10中的低折射率区域2的形状如上所述，是如图6的(a) (d)所示的形状。图8是表示本实施方式中的光学部件10的结构的立体图。具体而言，是将2片本实施方式的光学部件10粘在一起的形状。在光学部件10中的高折射率区域3的形状是由多个四棱锥、圆锥等连成的条纹形状的情况下，光只在与条纹的方向垂直的方向扩散。即，在与条纹的方向平行的方向上光不扩散。因而，即使将光学部件10与液晶显示元件组合，也能够只在光扩散的方向上改善视角特性。于是，即使在光学部件10中的高折射率区域3的形状是由多个四棱锥、圆锥等连成的条纹形状的情况下，通过以使条纹的方向大致垂直的方式将2片光学部件10粘在一起，在将光学部件10与液晶显示元件组合的情况下，就能够改善全方向的视角特性。此处，在低折射率区域2中的气泡I与高折射率区域3中的树脂层的界面，为了使从光入射面入射的光有效地反射而使其全反射时，需要增大低折射率区域2与高折射率区域3的折射率的差。因此，制约在各区域中所含有的材料的选择，从而必须使用不一般的特殊树脂。在本实用新型中，低折射率区域2预先含有发泡树脂，因为该发泡树脂能够使用作为具有空气或与其相近的折射率的材料，所以高折射率树脂就能够使用不是高价的普通材料(树脂)。[实施方式2]对于本实用新型的光学部件10相关的其它实施方式，基于图10进行如下说明。其 中，为了说明方便，对于具有与上述实施方式I中说明的附图相同功能的部件标记相同的符号，且省略其说明。图10是表示本实施方式中的光学部件10的结构的截面图。如图10所示，本实施方式中的光学部件10，在与低折射率区域2的光入射面相反侧的面，形成有光吸收层5。其中，图10中的箭头表示光的行进方向。光吸收层5形成于如图6的(a) ⑷所示的低折射率区域2中的底面。由此，能够抑制光的散射，防止具备光学部件10的液晶显示装置20的对比度特性降低。作为在光吸收层5中使用的材料，能举例有水性墨水(涂料)和油性墨水(涂料)。具体而言，采用在作为基础的树脂中加入溶剂、颜料或染料而得到的材料。作为基础的树脂，可以例举丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、密胺树脂等。作为颜料或染料，可以例举象牙墨、苯胺黑、碳黑、灯黑等。溶剂，在为水性的情况下，使用水或亲水性有机溶剂。作为亲水性有机溶剂，可以例举甲酸、甲醇、乙醇、I-丙醇、2-丙醇、I-丁醇，醋酸、丙酮等。另一方面，在为油性(疏水性)的情况下，使用疏水性有机溶剂。作为疏水性有机溶剂，可以例举己烷、苯、甲苯、二乙醚、氯仿、醋酸乙酯、二氯甲烷等。光吸收层5只要是黑色，则不受上述的限定。另外，单色不需要是黑色，例如可以通过组合红色的颜料、绿色的颜料、蓝色的颜料等来调整为黑色。作为在光学部件10形成光吸收层5的方法，将能够用光控制亲水性和防水性(疏水性)的涂料涂敷在形成开口部的面上，在需要的部分按图案曝光紫外线。被紫外线照射的部分失去防水性，与水的亲和性提高。例如，在只向发泡树脂的底面部照射紫外线，在开口部使用水溶性的吸收剂的情况下，通过涂料的防水作用，开口部排斥吸收剂，如图10所示，吸收剂只在发泡树脂底面部凝聚。因此，通过按图案照射光，就能够以自校准的方式将吸收剂图案化。用于实现这样的制造方法的材料例如在日本特开2004-146478等中例示。另外，吸收剂也可以不使用水溶性材料，而采用油性的材料。这种情况下，曝光方法可以通过掩膜照射来按图案曝光，但也可以从非图案形成面曝光。如图10所示，从非图案形成面入射的光，在内部的斜面全反射后，照射向开口部。这样照射紫外线时，由于紫外线不射向楔形的底面部，因此即使不使用曝光掩膜，也能进行由光学部件的结构而引起的图案曝光。在该状态下，开口部被紫外线照射，处于防水性低的状态，亲水性变高。在该状态下，在吸收剂不使用水溶性而是油性的材料时，吸收剂只在楔形的底面部凝集，能够得到希望的遮光图案。[实施方式3]对于本实用新型的光学部件10的其它实施方式，基于图11进行如下说明。其中，为了说明方便，对于具有与上述实施方式I说明的附图相同功能的部件标记相同的符号，且省略其说明。图11是表示本实施方式的光学部件10的结构的截面图。如图11所示，在本实施方式的光学部件10中，在界面4上使树脂接触发泡引发剂，以使低折射率区域2的与光入射面相反侧的面在该光入射面的方向上弯曲。另外，在本实施方式的光学部件10中，在该低折射率区域2中含有发泡树脂，以使低折射率区域2的与光入射面相反侧的面在该光入射面的方向上弯曲。在低折射率区域中填充树脂后进行发泡处理的情况下，考虑因发泡而使树脂体积增加，该树脂从图案形成面(与光入射面相反侧的面)突出的情况。在该情况下，导致形成光吸收层的难易度上升。另外，在该状态下，若在图案形成面叠层表面处理膜，则表面处理膜的密合性下降。因此，预先估计因发泡而使树脂体积的增加，调整向低折射率区域2填充的树脂的量，以使低折射率区域2的与光入射面相反侧的面在该光入射面的方向上弯曲方式，设置在界面4上使树脂接触发泡引发剂的状态，即，在发泡前从图案形成面凹陷的状态，由此能解决上述问题。这时，发泡后的树脂优选在图案形成面上低折射率区域2与高折射率区域3是平坦的，但没必要一定是平坦的。另外，以使低折射率区域2的与光入射面相反的面在该光入射面的方向上弯曲的方式，设置在低折射率区域2中包含发泡树脂的状态，即，即使在发泡后变为从图案形成面凹陷的状态，也能通过形成光吸收层来缓和凹陷。而且，以使低折射率区域2的与光入射面相反侧的面在该光入射面的方向上弯曲的方式，设置在低折射率区域2中包含发泡树脂的状态，即，在发泡后变为从图案形成面凹陷的状态时，由于因防水所引起的液体滞留变得容易凝集在低折射率区域2的底面部，因此能够提高遮光层(光吸收层)的图案精度。[本实用新型的优选方式]另外，在本实用新型的光学部件中，优选上述第二树脂层的折射率比上述第一树脂层的折射率低。由此，本实用新型的光学部件在上述界面上就容易使从光入射面向该界面入射的光发生全反射。其结果，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置就能够更进一步地增大视角。另外，本实用新型的光学部件的上述界面优选至少具有一部分相对于从光入射面入射的光的行进方向倾斜6 21°而形成的部分。以下对其理由进行具体地说明。对于相对于从光入射面入射的光的行进方向的倾斜度的上限值(21°，以下仅称作“上限值”)，是通过相对于光学部件的光入射面垂直地入射的光在界面反射后从第一树脂层射出的条件而导出的。具体而言，将第一树脂层所含有的树脂的折射率设为nl，且将从第一树脂层射出时的角度(界面的倾斜度的2倍，即与第二树脂层具有楔形时的顶角相同的角度)设为Θ时，为了使因在界面上的反射而带有倾斜度Θ的光从第一树脂层不发生全反射地射出，根据斯涅尔定律，必须满足Θ < sin(l/nl)0此处，设nl为通用树脂的折射率I. 5来求Θ时，为Θ =41.8°。因而，如果以包含该角度以下的方式设定界面的倾斜度的上限值，则界面的倾斜度为21°以下。另外，如果nl大于I. 5，则光线的倾斜度(即与Θ 一致)变小，变为包含在上述范围内(界面的倾斜度在21°以下)。另一方面，从光入射面入射的光的行进方向的倾斜度的下限值，以下仅称作“下限值”)由切削金属模具的刀具的形状的限度值决定。对于刀具的切削限度而言，没有6°以上的倾斜度的话很难精度高地制作刀具，由于几乎不可能制作低于该值的刀具，所以将该值(6° )作为下限值来使用。由此，本实用新型的光学部件容易使从光入射面向上述界面入射的光发生全反 射。其结果，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置能够增大视角。另外，本实用新型的光学部件中，上述第二树脂层优选含有通过在上述界面上使树脂接触发泡引发剂而产生的气泡。由此，在本实用新型的光学部件中，在上述界面上，上述发泡引发剂能够有选择性地使气泡产生。其结果，本实用新型的光学部件，在上述界面上的被选择部分产生折射率的差，从光入射面向该界面入射的光发生全反射。因此，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置能够增大视角。另外，本实用新型的光学部件的上述气泡的大小优选在10 μ m以下。由此，本实用新型的光学部件，在上述界面中能使气泡紧密地排列。其结果，本实用新型的光学部件，在上述界面中容易使从光入射面向该界面入射的光全反射。因此，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置能够增大视角。另外，本实用新型的光学部件中，优选在与上述第二树脂层的光入射面相反侧的面上形成光吸收层。由此，本实用新型的光学部件的上述光吸收层能够抑制光(外光)的散射。其结果，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置能够防止对比度特性的降低。另外，本实用新型的光学部件中，优选在上述第二树脂层的与光入射面相反侧的面朝向该光入射面弯曲的状态下，上述发泡弓I发剂与上述树脂在上述界面上接触。由此，本实用新型的光学部件中，预先估计上述树脂的体积因发泡而引起的增加，调整向上述第二树脂层填充的该树脂的量，因此能够解决上述树脂的体积因发泡而增加，导致该树脂从图案形成面(与光入射面相反侧的面)突出的问题。其结果，本实用新型的光学部件就容易形成上述光吸收层，并且能够提高后述的表面处理膜的密合性。另外，本实用新型的光学部件中，优选上述第二树脂层以使该第二树脂层的与光入射面相反侧的面朝向该光入射面弯曲的方式存在。由此，本实用新型的光学部件就容易形成上述光吸收层，且能够提高该光吸收层的图案精度。其结果，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置能够更进一步地防止对比度特性的降低。另外，在本实用新型的光学部件中，在与光入射面相反侧的面上叠层有表面处理膜。由此，具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置就能够更进一步地增大视角。[0157]另外，本实用新型的液晶显示装置具备上述光学部件。由此，本实用新型的液晶显示装置能够降低制造成本且增大视角。另外，本实用新型的液晶显示装置优选具备多个上述光学部件。由此，本实用新型的液晶显示装置，即使在具有不向上述光学部件扩散光的方向的情况下，也能够在全方向上改善视角特性。[其他]此外，本实用新型的光学部件可以是例如在低折射率部使用发泡树脂的结构。另外，本实用新型的光学部件可以是例如有选择性地使低折射率部与高折射率部的界面发泡的结构。另外，本实用新型的光学部件可以是例如使用形成有尺寸为数ym以下的气泡、·优选尺寸为I μ m以下的气泡的发泡树脂的结构。另外，本实用新型的光学部件可以是例如使用防水性的涂敷膜，且能以自校准的方式进行图案化的结构。另外，本实用新型的光学部件可以是例如以使楔部为凹陷的状态的方式填充发泡前的树脂的结构。另外，本实用新型的光学部件可以是例如以使楔部为凹陷的状态的方式填充发泡后的树脂的结构。本实用新型不受上述各实施方式的定，在权利要求项表示的范围内能够进行各种变更，对于将在不同实施方式中分别公开的技术方案适当组合而得到的实施方式，也包含在本实用新型的技术范围内。S卩，上述的具体实施方式
完全是为了使本实用新型的技术内容清楚而阐述的，不应当只限定于这样的具体例而狭义地解释，在本实用新型的精神和权利要求书中记载的权利要求范围内能够实施各种变更。产业上的可利用性具备本实用新型的光学部件的液晶显示装置，能够实现现有技术中的液晶显示装置不能实现的自由视角。因此，本实用新型的光学部件能够利用在需要视角的领域，例如信息显示器，电视台显示器，医疗用显示器，数码相框等。符号说明I :气泡2 :第二树脂层(低折射率区域)3 :第一树脂层(高折射率区域)4 :界面5:光吸收层10:光学部件11 :表面处理膜12 :基板13 :液晶显示元件20:液晶显示装置
权利要求1.一种光学部件，其特征在于 至少具备第一树脂层和第二树脂层， 所述第二树脂层含有气泡，且该气泡至少存在于所述第一树脂层与所述第二树脂层的界面， 所述界面至少一部分具有相对于与光入射面垂直入射的光的行进方向倾斜6 21°所形成的部分。
2.如权利要求I所述的光学部件，其特征在于 所述第二树脂层的折射率比所述第一树脂层的折射率低。
3.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述第二树脂层含有通过在所述界面上使树脂接触发泡引发剂而产生的气泡。
4.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述气泡的大小在10 ii m以下。
5.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 在所述第二树脂层的与光入射面相反侧的面上形成有光吸收层。
6.如权利要求3所述的光学部件，其特征在于 在所述第二树脂层的与光入射面相反侧的面朝向该光入射面弯曲的状态下，所述发泡弓I发剂与所述树脂在所述界面上接触。
7.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述第二树脂层以该第二树脂层的与光入射面相反侧的面朝向该光入射面弯曲的方式存在。
8.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 在与光入射面相反侧的面上叠层有表面处理膜。
9.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述光学部件作为扩散板、透镜片和偏光反射片中的任一种使用。
10.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述第二树脂层由微孔树脂和纳米单元发泡树脂中的任一种形成。
11.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述气泡的大小分布的中位数为I U m以下。
12.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 从所述光入射面入射的光在所述界面发生全反射。
13.如权利要求3或6所述的光学部件，其特征在于 所述发泡引发剂为热分解型、光分解型和高分子聚合型中的任一种。
14.如权利要求I或2所述的光学部件，其特征在于 所述第一树脂层为四棱锥形状、圆锥形状、和由四棱锥形状或圆锥形状连成的条纹形状中的任一种形状。
15.一种液晶显示装置，其特征在于 具备权利要求I或2所述的光学部件。
16.如权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于 具备多个所述光学部件。
17.如权利要求16所述的液晶显示装置，其特征在于所述第一树脂层为由四棱锥形状和圆锥形状中的一种连成的条纹形状，具备2个所述光学部件，2个所述光学部件的所述第一树脂层的条纹的延伸方向正交。
专利摘要本实用新型提供一种制造成本低，表面平坦，且能够增大视角的光学部件。该光学部件是至少具备第一树脂层(3)和第二树脂层(2)的光学部件(10)，第二树脂层(2)含有气泡(1)，且该气泡(1)至少存在于第一树脂层(3)与第二树脂层(2)的界面(4)。
文档编号G02F1/1335GK202600172SQ20109000093
公开日2012年12月12日 申请日期2010年2月24日 优先权日2009年6月12日
发明者青山伊织, 近藤克己 申请人:夏普株式会社