光控制用薄膜、使用该薄膜的背光装置及凹凸图案形成用模具的制作方法

专利名称：光控制用薄膜、使用该薄膜的背光装置及凹凸图案形成用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于液晶显示器等的背光装置、照明等中的光控制用薄膜及使用该薄 膜的背光装置。
背景技术：
一直以来，作为液晶显示器的光源，使用侧照式或直下式的背光装置。侧照式的背 光装置，由于能够将背光本身的厚度变薄，故能够使用于笔记型电脑等，直下式的背光装置 多数使用于大型液晶电视等。在这些背光装置中，存在从正面方向倾斜射出的光的成分。特别是，在侧照式的背 光装置中，从正面方向大幅倾斜射出的光的成分多，不易获得较高的正面辉度。因此，为了将从正面方向倾斜射出的光聚集于正面方向，提升正面辉度，而进行组 入用来聚集来自背光装置的光的光控制用薄膜。例如，一直以来，作为达到这种目的的光控制用薄膜的一例，使用棱镜片。该棱镜 片具有几十P m左右的微细规则构造，虽然聚光性高但会产生眩光，并且，当组入背光装置 时，在与液晶面板的像素之间会产生波纹，造成图像品质降低的问题产生。因此，通过在该 棱镜片上搭载扩散薄膜来抑制光源的眩光、波纹的产生。但由于搭载扩散薄膜，也会产生正 面辉度降低，并且零件数量增多的问题。作为与棱镜片不同的其他光控制用薄膜，具有下述薄膜，S卩，利用形成于表面的凹 凸形状，来使背光装置的朝向正面方向的辉度提升，使来自背光装置的光均等地射出。在这种光控制用薄膜中，从尽可能地使光朝正面方向聚光的观点来看，优选在光 控制用薄膜表面，具备无间隙地形成有适于提高背光装置的朝向正面方向的聚光性的凸状 形状的凹凸状图案。在此，作为提高聚光性的凸状形状，例如专利文献1提出了底面大致呈 圆形的微细凸状形状。这样的凸状形状例如通过光刻法、印刷法等来形成的(专利文献1、 2)。在此，在通过光刻法形成底面大致呈圆形的微细凸状形状的情况中，为了以一个 工序制造高聚光性的特定形状，优选底面制成具有大致相同直径的凸部。作为利用该凸部 提高正面辉度的最佳方法，可举出该凸部彼此之间不会相互重叠且无间隙地配置的最密填 充，但该配置与上述的棱镜片的例子同样，形成为规则构造。当将具有这种规则构造的光控制用薄膜组入背光装置时，虽然正面辉度会提升， 但会与液晶面板的像素等具有规则构造的某个构件之间产生波纹，造成图像品质降低的问
题产生。为了防止这种波纹产生，需要制作不规则地配置了底面的直径大致相同的凸部的 凹凸状图案，例如，当使用该凸部彼此之间不会相互重叠的随机数进行随机配置时，凸部在 底面所占的比例(填充率)也仅为50多％左右。在此情况下，虽然的确能够解决波纹的问 题，但由于比起最密填充(六方排列)的情况下的填充率90.7%，该凹凸状图案的凸部的填充率极低，故朝向正面方向的聚光性大幅度降低，在作为背光装置的构件使用时，会造成背 光装置的正面辉度降低。另外，虽然也可进行下述设计，即，在将该凸部作成最密填充的规则配置的凹凸状 图案的状态下，直接将扩散薄膜新组入至背光装置，可防止波纹产生，该方法虽然的确能防 止波纹产生，但该扩散薄膜会造成朝向正面方向的光扩散，使得正面辉度降低。与此同时， 构成背光装置的零件数也增加，无法称为有效的方法。专利文献1 日本特开2004-33811号公报(发明的实施方式)专利文献2 日本特开2003-270412号公报(现有技术)

发明内容
因此，本发明的目的在于提供既可充分地确保正面辉度，也可防止与具有其他的 规则构造的构件重叠之时产生波纹的光控制用薄膜及使用该薄膜的背光装置。本发明者针对上述课题发现，利用使用填充凸部的独特方法而设计的凹凸状图 案，能够制成既可充分地确保正面辉度，也可防止与具有其他的规则构造的构件重叠时产 生波纹的光控制用薄膜，最终完成了本发明。即，在本发明的光控制用薄膜中，其具有光控制层，所述光控制层在表面具备配置 了具有大致相同直径的圆形底面的凸部的凹凸状图案，所述光控制用薄膜的特征在于，所 述凹凸状图案按照下述方式进行配置，当依次配置从第1个至第n(n为2以上的整数)个 凸部时，第n(n为2以上的整数)个凸部的圆形底面不会与从第1个至第(n-1)个中的所 有凸部的圆形底面重叠，而与从第1个至第(n-1)个中的任一个凸部的圆形底面相接，在所 述凸部中，与相接的2个凸部中的任一个的圆形底面均相接地配置的凸部的比例为50 92%。另外，本发明的光控制用薄膜具有光控制层，该光控制层在表面具备配置了具有 大致相同直径的圆形底面的多个凸部的凹凸状图案，所述光控制用薄膜的特征在于，所述 多个凸部配置成相互间的圆形底面不重叠，且与其他的1个以上的凸部的圆形底面相接， 在所述多个凸部中，其底面与2个以上的凸部的圆形底面相接地配置的凸部的比例为80% 以上且不足100%。或者，以凹凸状图案不含规则性排列为条件，在多个凸部中，其底面与2个以上的 凸部的圆形底面相接地配置的凸部的比例为80%以上且100%以下。予以说明的是，规则 性排列是指，以任意的2个以上的凸部的排列为单位，朝某一方向重复进行的排列。另外，本发明的光控制用薄膜优选凸部呈大致相同的形状。进而，本发明的光控制用薄膜优选凹凸状图案中的凸部的圆形底面的填充率为 70 82%。进而，本发明的光控制用薄膜优选凸部的纵横比为0. 40 0. 70。进而，本发明的光控制用薄膜优选光控制层是由高分子树脂构成的。另外，本发明的背光装置具有光源，将从所述光源入射的光从与光入射面不同的 面射出的板状光学构件、与所述板状光学构件接近配置的光控制用薄膜，其特征在于，使用 本发明的光控制用薄膜作为所述光控制用薄膜。板状光学构件例如为在一个端部配置有光源，并将与所述一个端部大致正交的面作为光射出面的导光板，光控制用薄膜配置于导光板的光射出面。或者，板状光学构件为配 置于光源的一侧的扩散板，光控制用薄膜配置于扩散板中的、与光源相反的一侧。根据本发明的光控制用薄膜，由于具有光控制层，该光控制层在表面具备通过特 定的填充方法填充了底面为大致相同直径且可提高聚光性的凸部的不具规则性的凹凸状 图案，故能够制成既可充分确保正面辉度，并且即使与其他的具有规则构造的构件重叠也 不会产生波纹的薄膜。另外，由于使用这样的本发明的光控制用薄膜的本发明的背光装置，其正面辉度 高、且即使与具有规则构造的液晶面板组合也不会产生波纹，故能够制成不会造成图像品 质降低、且不会增加零件数的结构。
具体实施例方式以下，说明本发明的光控制用薄膜的实施方式。本发明的光控制用薄膜具有在表面具备凹凸状图案的光控制层，在构成光控制层 的凹凸状图案的多个凸部的配置上具有特征。光从凸部的底面侧入射，并朝凹凸状图案侧 (组入背光时为正面方向)射出。关于凸部的形状及配置方法如后详细叙述，多个凸部具有 大致相同直径的圆形底面，并配置成相互的圆形底面不会重叠、且与其他1个以上的凸部 的圆形底面相接。其中，在多个凸部中，与相互相接的2个凸部的任一个凸部的圆形底面均 相接地配置的凸部的比例为50 92%。或者，以底面与2个以上的凸部的圆形底面相接地 配置的凸部的比例为80%以上且不足100%。通过这样的配置，比起一般的随机配置，能够 提高凸部的填充率，并且能够防止因规则性排列所引起的波纹产生。本发明的光控制用薄膜的构造，不仅可为由在表面具备凹凸状图案的光控制层单 层构成，也可为在支承体上层叠有光控制层的构成。本发明的光控制层主要由高分子树脂构成。作为高分子树脂，可举出电离辐射线 固化性树脂、热固化性树脂及热塑性树脂等。予以说明，从至少可抑制因构成光控制层的物质之间的折射率差所引起的光的散 射，且使朝向正面方向的聚光性变得良好的观点来看，光控制层优选不使用微粒子等，而仅 仅由高分子树脂来构成。作为电离辐射线固化性树脂，能够使用通过照射电离辐射线(紫外线或电子线) 能交联固化的光聚合性预聚物，作为此光聚合性预聚物，特别理想为使用在1个分子中具 有2个以上的丙烯酰基，且通过交联固化成为三维网状构造的丙烯酸系预聚物。作为此丙 烯酸系预聚物，能够使用聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸 酯、聚氟烷基丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯等。并且，这些丙烯酸系预聚物可单独使用，但为了提 升交联固化性且更进一步提升光控制层的硬度，加入光聚合性单体为佳。作为光聚合性单体，可使用2-乙基己酯丙烯酸酯(2-ethylhexylacrylate)、2-羟 乙基丙烯酸酯(2-hydroxylethyl acrylate)、2_ 羟丙基丙烯酸酯(2-hydroxylpropyl acrylate)、丁氧基乙基丙烯酸酯等的单官能丙烯酸单体、1，6_己二醇二丙烯酸酯、新戊二 醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、羟基特戊酸酯新戊二醇二丙烯酸 酯等的2官能丙烯酸单体、二异戊四醇六丙烯酸酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯、异戊四醇三丙 烯酸酯等的多官能丙烯酸单体等的1种或2种以上。
在光控制层中，除了使用上述的光聚合性预聚物及光聚合性单体以外，在通过紫 外线照射使其固化的情况下，优选使用光聚合引发剂、光聚合促进剂等添加剂。作为光聚合引发剂，可举出例如苯乙酮、苯甲酮、米其勒酮(Michler'sketone)、安 息香、联苯酰缩二甲醇(benzilmethylketal)、苯甲酰苯甲酸酯(benzoylbenzoate)、a -酰 基肟酯(a-aCyl0Xime ester)、噻吨酮类等。另外，光聚合促进剂能够减轻固化时因氧所引起的聚合障碍并提高固化速度，可 举出例如P- 二甲基氨基安息香酸异戊酯、P- 二甲基氨基安息香酸乙酯等。作为热固化性树脂，可以举出硅酮系树脂、酚醛系树脂、脲醛系树脂、密胺系 树脂、呋喃系树脂、不饱和聚酯系树脂、环氧系树脂、对苯二甲酸二烯丙酯系树脂、胍胺 (guanamine)系树脂、酮系树脂、氨基醇酸系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯 系树脂等。这些也可单独使用，但为了进一步提升交联性、交联固化涂膜的硬度，加入固化 剂为佳。作为固化剂，能够将聚异氰酸酯、氨基树脂、环氧树脂、羧酸等的化合物配合适当 的树脂来适宜使用。作为热塑性树脂，可举出例如ABS树脂、降冰片烯树脂、硅酮系树脂、尼龙系树脂、 聚甲醛系树脂、聚碳酸酯系树脂、改性聚苯醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸 乙二醇酯、砜系树脂、酰亚胺系树脂、氟系树脂、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、氯化乙烯系 树脂、醋酸乙烯酯系树脂、氯乙烯_醋酸乙烯酯共聚合物系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树 脂、尼龙系树脂、橡胶系树脂、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙 二醇等。予以说明，在这些热固化性树脂或热塑性树脂中，从可获得作为光控制层时的涂 膜强度、良好的透明性的观点来看，使用丙烯酸系的热固化性树脂或热塑性树脂为佳。另 外，这些热固化性树脂或热塑性树脂，也可分别作为将热固化性树脂之间或热塑性树脂之 间多种适宜地组合的复合树脂来使用。另外，在光控制层中也可并用上述的树脂以外的树 脂作为高分子树脂。再者，在光控制层中，除了含有高分子树脂以外，在不会阻碍本发明的效果的范围 内，也可含有润滑剂、荧光增白剂、微粒、防带电剂、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、紫外线吸收齐U、 光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、整平剂、流动调整剂、消泡剂、分散剂、脱模剂、交联剂等各种 的添加剂。其次，详细地说明在光控制层的表面所具备的凹凸状图案。如上所述，本发明的光控制层的凹凸状图案中，构成该图案的凸部配置成相互之 间的圆形底面不会重叠，且与其他1个以上的凸部的圆形底面相接。其中，在多个凸部中， 与相互相接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面均相接地配置的凸部的比例为50 92%。通过将与相接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面均相接地配置的凸部的比 例设为50%以上，能够确保高的正面辉度。另外，通过使该比例设为92%以下，能够减低凸 部的配置的规则性，即使在与其他的具有规则构造的构件重叠的情况下，也可良好地防止 波纹产生。再者，进一步从相同的观点来看，优选使该比例为70 90%的范围。再者，针对上述的凸部的比例的关系进行补充说明。如

图1的说明图所示，凸部的圆形底面B D呈与各自相互相接的2个凸部中的任一个圆形底面相接地配置的关系(例 如，当以凸部的圆形底面B为基准时，与相接的2个凸部中的任一个圆形底面C及D都相 接)。另外，由于凸部的圆形底面A呈仅与凸部的圆形底面B相接的关系，故未配置成与相 接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面均相接的关系。因此，针对凸部的所有的圆形底 面A D进行检讨时，则上述的该比例为75%。另外，在配置凸部时，从进一步提升正面辉度的观点来看，优选以不会产生还能够 配置具有大致相同直径的圆形底面的凸部的间隙的方式配置该凸部。参照图2说明用于实现上述配置的凸部的填充方法。在此，因凸部的底面为圆形， 所以以在平面配置多个圆的方法进行说明。如图2(a)所示，首先，作为第1个圆，在任意的 位置配置半径r的圆A。通过在如图2(a)中虚线所示的以圆A的中心为中心的半径2ι 的 圆上配置第2个圆B，从而使第2个圆B以不会与圆A重叠、并与圆A相接的方式配置。第 3个圆C以不会与圆A、B重叠、并与圆A或圆B中的任一个相接的方式配置的位置为在图 2(b)中虚线所示的线上的位置。在此线上的2点pl、p2，即以圆A的中心为中心的半径2r 的圆与以圆B的中心为中心的半径2r的圆的交点配置圆C的情况下，圆C会与圆A和圆B 相接。在此，如图2(c)所示，当在交点ρ以外的虚线上的位置配置圆C时，则在以第4个 圆D与圆A、圆B及圆C中的任一个相接的方式配置的位置为在图2 (d)中虚线所示的线上 的位置。此线上的3点pi、p2、p3是圆D与2个以上的圆相接的位置。在此，如图2(e)所 示，当将圆D配置于点p3时，作为可配置第5个圆的位置，如图2 (f)中的虚线所示，与4个 圆中的任一个相接的位置位于线上，存在4个可与2个以上的圆相接地配置的位置pl、p2、 p4、p5 点。当如此配置1个至多个圆时，在其周围，可以与其中的任一个圆相接的方式配置 下一个圆的位置被限定成线状，在该线上将与2个圆相接的位置以点的形式进行限定。以 下，将此线称为配置线，将该点称为特定点。在本发明的填充方法中，在以被填充成该状态的圆的配置所决定的配置线上配置 圆，此时，控制配置于特定点的比例。从用来配置圆的面内到配置线消失为止反复进行这样 的圆的配置。由此，最终不会残留填充相同直径的圆的间隙，能将圆配置于期望的面内，并 且所有的圆不会重叠，并被配置成与其中任一个圆相接。另外，在将圆填充至比起圆的尺寸 充分广的面积的面内的情况时，最终与2个以上的圆相接的圆的比例与将圆配置于特定点 的比例大致一致。因此，通过控制将圆配置于特定点的比例，能够控制与2个以上的圆相接的圆的 比例。再者，在图2所示的例子，将与2个以上的圆相接的位置作为特定点，不过也可仅将 与相互相接的2个圆中的任一个都相接的位置作为特定点。在该情况，在图2(d)的例子， 仅pi、p3成为特定点，而在图2(f)的例子，仅pl、p4、p5成为特定点。将圆配置于如此决 定的特定点的比例，与最终被配置成与相互相接的2个圆中的任一个都相接的圆的比例大 致一致。上述操作具体而言，能使用电脑程式来执行。图3中示出上述操作的具体流程的 一例。首先，作为初始设定，在预定的面积设定矩阵，登录各格子点的坐标Guy)。另外， 设定欲配置的圆的半径r。进一步设定与2个以上的凸部(圆)相接的凸部(圆)的比例 R(步骤301)。矩阵的粗糙度未被特别限定，但例如格子间隔为欲配置的圆的半径r的1/20以下为最佳。其次，在预定的位置(xl、yl)配置半径r的圆(第1个圆)的中心，将其内部的像 素值设为黑(步骤302)。成为出发点的位置的设定也可为使用者所进行，也可预先决定于 矩阵上的预定的格子。其次检索位于以位置(xl、yl)为中心的半径2r的圆(配置线)上 的格子点，作为配置点候补的集合A加以储存(步骤303)。第2个以后的圆配置在依据后 述的预定的选择基准，从集合A所选择的位置(xi、yj)(步骤304)。在已具有配置线的情况，即针对第2个以后的圆，消除以新配置的圆的中心为中 心的半径2r的圆与已有的配置线重叠的部分，并且将新的半径2r的圆的外侧部分追加至 配置线，如图2(b)、图2(d)等所示更新配置线。另外，检索位于被更新的配置线上的格子 点，作为配置点候补加入集合A(步骤305)。同时将与已有的配置线的交点作为特定点予以 储存(步骤306)。特定点的集合B为配置点候补的集合A的真子集。从配置点候补的集合A及特定点的集合B中决定接着配置圆的坐标(步骤307)。 此时，从集合B选择下一个坐标的比例以成为初始设定的值R的方式决定坐标。例如，若从 集合B所选择的比例为1/2(50%)的话，在配置2η个圆之际，η个圆从集合A(除去的集合 B)、而剩余的η个圆从集合B选择欲进行配置的坐标。另外，若为80%的话，从集合B选择 顺次配置的5个圆中的4个圆的配置位置。从配置点候补的集合A及特定点的集合B选择特定坐标的基准未特别限定，例如 也可使用随机数等，也可依据选择X坐标或y坐标最接近位置(Xl、yl)的位置等的适宜决 定的选择基准。直到在所设定的面积内配置线消失为止，反复进行以上的步骤304 307(步骤 308)，最终在该面积内不会有追加新的圆的间隙，而可填充圆。这样配置的圆的最终填充率可通过算出被涂成黑的面积对所设定的面积的比例 来加以求出。如此，若根据本发明的凸部的配置方法的话，凹凸状图案不会成为规则构造，能够 将凸部的填充率提升成较以往使用随机数的填充率(最高仅50多％)高，因此，能够发挥 既可制成充分正面辉度，并可防止波纹产生的显著效果。因考虑与液晶面板组合使用，将构成该凹凸状图案的凸部的圆形底面的直径，上 限设成100 μ m以下为佳，80 μ m以下更佳。另外，从提高利用凹凸状图案的聚光性的观点来 看，下限设为Ιμπι以上为佳，3μπι以上更佳。作为凸部的形状，若具有适于提高对凹凸状图案侧(背光的正面方向)的聚光性 的形状的话，则不被特别限定，也可举出例如，如图4(a) (c)所示的球、旋转椭圆体的一 部，如日本特开2004-280044号公报所记载的具有特定的斜率的线段的旋转体等。特别是凸部的纵横比(凸部的高度/圆形底面的直径)，从确保更高正面辉度的观 点来看，理想为0. 40 0. 70，更理想为0. 50 0. 60。另外，从精度良好地制造光控制用薄膜的观点、更进一步提高聚光性的观点来看， 多个凸部将底面形状、剖面形状所有均作成为大致相同形状为佳。从既可充分地确保正面辉度，可良好地防止与其他的具有规则构造的构件重叠之 际的波纹的观点来看，所述凹凸状图案将凸部的圆形底面的填充率设为70 82%为佳。进 一步从相同的观点来看，将凸部的圆形底面的填充率设为75 80%为更佳。
在所述的凸部的配置方法中，能够通过调整选择特定点的集合B的比例，来调整 填充率。另外，为了进一步提高正面辉度，通过本发明的凸部的配置方法，也可在产生于所 配置的凸部(大的凸部)之间的间隙部分配置具有可进入该间隙部分尺寸的直径并较所述 凸部(大的凸部)小的凸部。由于所述凸部(大的凸部)非规则性被配置，因此该间隙部 分也呈非规则性，即使在该间隙部分配置小的凸部，也不会成为规则性配置，不会阻碍防止 波纹产生的效果。另外，作为所述小的凸部的形状，未被特别限定，但从更进一步提高聚光 性的观点来看，设为与所述凸部(大的凸部)大致相似形状为佳。这样的凹凸状图案可通过具备与该凹凸状图案互补的凹凸状图案的模具来形成。 作为制作具备与本发明的凹凸状图案互补的凹凸状图案的模具的方法，未被特别限定，例 如，使用微细开孔加工技术，通过在前端具有特定的剖面形状的切削工具，控制切削深度， 在平板上形成凹部，将其作为成形用的模具(母模)。或者，通过激光微细加工技术，将特定 形状的凹部形成于平板上，将其作为成形用的模具(母模)。光控制层的厚度设为10 300 μ m为佳。当将厚度设为10 μ m以上时，则能够防 止因光控制层的厚度不均所产生的干涉不均。另外，通过将厚度设为300 μ m以下，能够作 成为良好的处理性。再者，在此所称的光控制层的厚度是指，从凸部的前端至光控制层的相 反面为止的厚度。其次，当在支承体上形成光控制层的情况时，作为支承体，能够使用玻璃板、塑胶 薄膜等透明性高的材料。作为玻璃板，能够使用将例如硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻 璃等的氧化玻璃予以平板玻璃化，特别是将硅酸玻璃、硅酸碱玻璃、碱石灰玻璃、钾钙玻璃、 铅玻璃、钡玻璃、硼硅酸玻璃等的硅酸盐玻璃予以平板玻璃化为佳。作为塑胶薄膜，能够使 用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、三醋酸纤维素、丙烯酸、聚氯乙烯、降冰片烯化合物等，进行拉伸 加工特别是被双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，其具有优良的机械强度、尺寸稳定 性，故可被理想地使用。这样的支承体使用实施有等离子体处理、电晕放电处理、远紫外线 照射处理、底涂易接着层的形成等易接着处理者为佳。支承体的厚度未被特别限定，对于适用的材料可适宜选择，但考量作为光控制用 薄膜的处理性等，一般为25 500 μ m左右，理想为50 300 μ m左右。作为形成具备本发明的光控制层的光控制用薄膜的方法，2P(Ph0t0-P0lymer)法、 压花法等转印赋形技术来形成。例如，将构成上述的光控制层的高分子树脂等填充至具有 与所要求的凹凸状图案互补的凹凸状图案的模具内，将图案予以转印赋形后，使该高分子 树脂等固化，从模具剥离，由此能够获得具备已被赋形有凹凸状图案的光控制层的光控制 用薄膜。在使用支承体的情况，将高分子树脂等填充至模具内，其上并重叠支承体后，使该 高分子树脂等固化，从模具剥离，由此获得在支承体上具备被赋形有凹凸状图案的光控制 层的光控制用薄膜。在上述的转印赋形技术中，为了能在较短时间制作光学薄膜且不需进行加热冷 却，由此将因构成构件的热所引起的变形抑制成少的观点来看，采用2P法为佳。另外，从构 成构件的材料选择性的自由度高、能够削减工序成本的观点来看，采用压花法为佳。另外，也可对成为光控制层的物质，经由可形成预定的凹凸状图案的掩模构件施加外部能量，对光控制层表面赋形凹凸状图案，制成为光控制用薄膜。例如，能够利用光刻 技术来获得光控制用薄膜。即，通过电离辐射线固化性树脂构成光控制层，经由以电离辐射 线可透过的部分与不可透过的部分所构成的掩模构件，对该电离辐射线固化性树脂照射电 离辐射线，形成曝光部分与未曝光部分之后，除去该未曝光部分的电离辐射线固化性树脂， 由此能制成为具有形成有凹凸状图案的光控制层的光控制用薄膜。而且，作为使高分子树脂固化的方法，在高分子树脂为电离辐射线固化性树脂的 情况，能够通过照射电子放射线来将其固化。另外，在高分子树脂为热固化性树脂的情况， 能够通过加热来使其固化。在此，作为电离辐射线，能够利用例如从超高压水银灯、高压水 银灯、低压水银灯、碳弧灯、金属卤化物灯等所发出的100 400nm、理想为200 400nm的 波长区域的紫外线，或从扫描型、帘型的电子射线加速器所发出IOOnm以下的波长区域的 电子射线。如此，由于本发明的光控制用薄膜在表面具备有通过独自的方法配置有底面大致 相同直径的凸部的凹凸状图案，故能够制成为既可充分地确保正面辉度，也可防止与其他 的具有规则构造的构件重叠之际的波纹产生的光控制用薄膜。这样的光控制用薄膜，可理 想地使用作为液晶显示器等的背光装置或照明等。其次，说明关于具备本发明的光控制用薄膜的本发明的背光装置的实施形态。本 发明的背光装置至少由本发明的光控制用薄膜和光源构成。背光装置中的光控制用薄膜的 方向未被特别限定，但理想为以具有凹凸状图案的面成为光射出面侧的方式来使用。背光 装置采用被称为所谓侧照式、直下式的结构为佳。侧照式的背光装置由导光板、配置于导光板的至少一端部的光源、配置于导光板 的光射出面侧的本发明的光控制用薄膜等所构成。在此，光控制用薄膜以具有凹凸状图案 的面成为光射出面侧的方式来使用为佳。再者，也可在导光板与光控制用薄膜之间使用棱 镜片等的光学构件。导光板为以将至少一个侧面作为光入射面，将与该面大致正交的一方的面作为光 射出面的方式所成形、并大致呈平板状所构成的导光板，主要是由从聚甲基丙烯酸甲酯等 高透明性树脂所选择的矩阵树脂所构成的。也可因应需要，添加折射率与矩阵树脂不同的 树脂粒子。导光板的各面也可非一样的平面，而是制成为复杂的表面形状，也可设置点图案 等的扩散印刷部。光源为配置于导光板的至少一端部，主要使用冷阴极管、LED光源等。作为光源的 形状，可举出点状、线状、L字状。在侧照式背光装置，除了上述的光控制用薄膜、导光板、光源以外，因目的不同，还 具有反射板、偏光薄膜、电磁波屏蔽薄膜等。图5显示本发明的侧照式的背光装置的一实施形态。此背光装置140的结构为在 导光板141的两侧具有光源142，在导光板141的上侧，以具有凹凸状图案的面成为与导光 板相反的面的方式载置有光控制用薄膜143。光源142为了有效地将来自光源的光入射导 光板141，除了与导光板141对向的部分外，其余以光源反射器144覆盖。另外，在导光板 141的下侧具有被收纳于底盘145的反射板146。由此，将朝与导光板141的射出侧相反的 一侧射出的光再次返回至导光板141，增多来自导光板141的射出面的射出光。其次，直下式的背光装置由本发明的光控制用薄膜、和依次设置于与光控制用薄膜的光射出面相反侧的面的扩散板、光源等所构成。在此，光控制用薄膜以具有凹凸状图案 的面成为光射出面的方式加以使用为佳。再者，也可在扩散板与光控制用薄膜之间使用棱 镜片等的光学构件。扩散板为消除光源的灯图案，除乳白色的树脂板、在与光源对应的部分形成有点 状图案的透明薄膜(照明帘幕)以外，也可将在透明基材上具有凹凸的光扩散层的所谓的 光扩散薄膜等单独或适宜组合来使用。光源能够使用与用于所述的侧照式的背光装置相同的光源。另外，在直下式的背 光装置，除了上述的光控制用薄膜、扩散板、光源以外，也可因目的不同，具备反射板、偏光 薄膜、电磁波屏蔽薄膜等。图6显示本发明的直下式的背光装置的一实施形态。此背光装置150具有下述构 造，即，如图所示，将多个光源152配置于已收纳在底盘155内的反射板156上，在其上经由 扩散板151载置有光控制用薄膜153。本发明的背光装置，由于使用在表面含有具有特定的凹凸状图案的面的光控制用 薄膜作为控制从光源或导光板所射出的光的方向的光控制用薄膜，因此，既可充分地确保 正面辉度，即使与具有规则构造的液晶面板组合使用，也不会产生波纹，能够制成为具有优 良图像品质。并且，不需要为了背光装置的品质提升，增加零件个数。[实施例]以下，依据实施例，更进一步说明本发明。并且，“份”、“ % ”在未特别表示时，其作
为重量基准。1.光控制用薄膜的制作[实施例1]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具a，对模具a填充作为光控制层形成液的丙烯酸单体50份(聚甲基丙烯酸甲酯和光纯药 社)、多宫能性丙烯酸单体45份(NK酯A-TMPT-3E0 新中村化学工业社)、光聚合引发剂5 份(Irgacure 184 =Ciba Japan公司)的混合液，在其上面密接作为支承体的厚度100 μ m
的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(Cosmoshine A4l00:东洋纺绩社)。然后，对光控制层， 通过高压水银灯照射600mJ/cm2的紫外线，使光控制层固化，再从模具a剥离，由此制作在 支承体上形成有厚度50 μ m的光控制层的实施例1的光控制用薄膜。在实施例1所使用的模具a以下述方式所制作的，S卩，设计将具有大致相同直径 50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以80%的填充率填充的凹凸图 案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图案，凸 部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 60，在凸部中，设计成，与相接的2个凸部中 的任一个凸部的圆形底面部相接配置的凸部的比例为89%。[实施例2]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具b，来代替在实施例1所使用的模具a以外，其余与实施例1同样地，制作实施例2的光 控制用薄膜。再者，在实施例2所使用的模具b，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致 相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以73%的填充率填充的 凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图
12案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 45，在凸部中，设计成，与相接的2个凸 部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置的凸部的比例为72%。在本实施例设计的凹凸图 案的凸部配置示于图7。[实施例3]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具c，来代替在实施例1所使用的模具a以外，其余与实施例1同样地，制作实施例3的光 控制用薄膜。再者，在实施例3所使用的模具c，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致 相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以70%的填充率填充的 凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图 案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 50，在凸部中，设计成，与相接的2个凸 部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置的凸部的比例为57%。[实施例4]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具d，对模具d填充与实施例1相同的光控制层形成液。然后，对光控制层，通过高压水银灯 照射600mJ/cm2的紫外线，使光控制层固化，再从模具d剥离，由此制作在支承体上形成有 厚度70 μ m的光控制层的实施例4的光控制用薄膜。再者，在实施例4所使用的模具d，以 下述方式所制作的，即，设计将具有大致相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的 凸部的配置方法以75%的填充率填充的凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的 凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比 为0. 35，在凸部中，设计成，与相接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置的凸 部的比例为79%。[实施例5]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具e，来代替在实施例4所使用的模具d以外，其余与实施例4同样地，制作实施例5的光 控制用薄膜。再者，在实施例5所使用的模具e，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致 相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以69%的填充率填充的 凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图 案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 55，在凸部中，设计成，与相接的2个凸 部中的任一个凸部的圆形底面部相接配置的凸部的比例为51%。[实施例6]在工作缸温度280度、模具温度85度的条件下，使用注塑成形机，制作在作为支承 体的厚度188 μ m的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜(Teonex Q5l 帝人杜邦薄膜社)上，赋形 转印厚度35 μ m的光控制层，使得在支承体上形成有光控制层的光控制用薄膜。光控制层 使用聚碳酸酯树脂(Panlite L-l225:帝人化成社)的颗粒作为高分子树脂来构成的。模 具使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模具f。再 者，在实施例6所使用的模具f，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致相同直径50 μ m 的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以76%的填充率填充的凹凸图案，在模 具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图案，凸部的形状 如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 50，在凸部中，设计成，与相接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置的凸部的比例为83%。[实施例7]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具g，来代替在实施例6所使用的模具f以外，其余与实施例6同样地，制作实施例7的光 控制用薄膜。再者，在实施例7所使用的模具g，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致 相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以72%的填充率填充的 凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图 案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 65，在凸部中，设计成，与相接的2个凸 部中的任一个凸部的圆形底面部相接配置的凸部的比例为68%。[实施例8]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具h，来代替在实施例6所使用的模具f以外，其余与实施例6同样地，制作实施例8的光 控制用薄膜。再者，在实施例8所使用的模具h，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致 相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以81%的填充率填充的 凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图 案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 60，在凸部中，设计成，与相接的2个凸 部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置的凸部的比例为90%。[实施例9]使用注塑成形机，在工作缸温度280度、模具温度85度的条件下，制作由厚度 30μ m的光控制层所构成的光控制用薄膜。光控制层系使用聚碳酸酯树脂(Panlite L-1225:帝人化成社)的颗粒作为高分子树脂来构成的。模具使用能够将通过微细开孔加 工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模具i。再者，在实施例9所使用的模具 i，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发 明的凸部的配置方法以78%的填充率填充的凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图 案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵 横比为0. 75，在凸部中，设计成，与相接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置 的凸部的比例为87%。[实施例10]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具j，来代替在实施例9所使用的模具i以外，其余与实施例9同样地，制作实施例10的光 控制用薄膜。再者，在实施例10所使用的模具j，以下述方式所制作的，即，设计将具有大致 相同直径50 μ m的圆形底面的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以83%的填充率填充的 凹凸图案，在模具材料表面，形成与此凹凸图案的凸部互补的凹部来加以制作的。在凹凸图 案，凸部的形状如图4(c)所示的山形、并纵横比为0. 50，在凸部中，设计成，与相接的2个凸 部中的任一个凸部的圆形底面都相接配置的凸部的比例为92%。再者，针对形成于实施例1 10的光控制用薄膜的光控制层表面的凹凸状图案的 凸部的配置进行调查，在所有的凹凸状图案，符合本发明的凸部的配置方法。即，成为下述 关系，也就是当任意地选择第1个凸部时，第2个凸部不会与成为基准的第1个凸部重叠 地，配置成与第1个凸部的圆形底面相接，接着，第3个凸部不会与从第1个至第2个为止的所有的凸部重叠地，被配置成与第1个至第2个为止的其中任一个凸部的圆形底面相接， 针对之后的第η个凸部，也不会与从第1个至第(η-1)个为止的所有的凸部重叠地，被配置 成与从第1个至第(η-1)个为止的其中任一个凸部的圆形底面相接的关系。另外，在该凹 凸状图案的凸部中，配置成与相接的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面都相接的凸部的 比例为50 92%。[比较例1]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具k，来代替在实施例1所使用的模具a以外，其余与实施例1同样地，制作比较例1的光控 制用薄膜。再者，在比较例1所使用的模具k，以下述方式所制作的，即，设计成能将具有大 致相同直径50 μ m的圆形底面且大致相同形状并纵横比为0. 50的凸部，不会相互重叠地进 行最密填充(填充率91%)的凹凸状图案加以赋形转印者。由于模具k设计成凸部被最 密填充，故在通过模具k所制作的光控制用薄膜的光控制层表面，凹凸状图案的所有的凸 部被配置成与相接的2个凸部中的任何圆形底面都相接。[比较例2]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具1，来代替在实施例1所使用的模具a以外，其余与实施例1同样地，制作比较例2的光控 制用薄膜。再者，在比较例2所使用的模具1制作成，将具大致相同直径50 μ m的圆形底面 且纵横比为0. 60的大致相同形状的凸部，使用随机数，圆形底面不会相互重叠地，随机配 置的凹凸状图案，能将此凹凸图案予以赋形转印者。在通过此模具所制作的凹凸图案，在凸 部中，配置成与相接的2个凸部中的任何凸部的圆形底面相接的凸部的比例为0. 以下。 另外，凸部的圆形底面的填充率为54%。[比较例3]使用能够将通过微细开孔加工技术所形成的特定的凹凸形状予以赋形转印的模 具m，来代替在实施例6所使用的模具f以外，其余与实施例6同样地，制作比较例3的光控 制用薄膜。再者，在比较例3所使用的模具m设计成，能够将具有大致相同直径50 μ m的圆 形底面且大致相同形状并纵横比为0. 50的凸部，通过本发明的凸部的配置方法以63%的 填充率所填充的凹凸状图案加以赋形转印。针对形成于比较例3的光控制用薄膜的光控制层表面的凹凸状图案的凸部的配 置进行调查，符合本发明的凸部的配置方法。即，成为下述关系，也就是当任意地选择第1 个凸部时，第2个凸部不会与成为基准的第1个凸部重叠地，配置成与第1个凸部的圆形底 面相接，接着，第3个凸部不会与从第1个至第2个为止的所有的凸部重叠地，被配置成与 第1个至第2个为止的其中任一个凸部的圆形底面相接，针对之后的第η个凸部，也不会与 从第1个至第(η-1)个为止的所有的凸部重叠地，被配置成与从第1个至第(η-1)个为止 的其中任一个凸部的圆形底面相接的关系。另外，在该凹凸状图案的凸部中，配置成与相接 的2个凸部中的任一个凸部的圆形底面相接的凸部的比例为10%。2.背光装置的制作其次，制作将实施例1 10及比较例1 3的光控制用薄膜设置于导光板上所构 成的15英寸的侧照式背光装置(冷阴极管上下各1灯)，作为实施例1 10及比较例1 3的背光装置。
3.评价(1)正面辉度测定使用实施例1 10及比较例1 3的光控制用薄膜的侧照式背光装置的光 射出面中心的正面辉度。光控制用薄膜的方向制成为具有凹凸状图案的面成为光射出面。 测定结果示于表1(单位为“cd/m2”)。再者，在未使用光控制用薄膜的状态下的侧照式背 光装置的正面辉度为lOOOcd/m2。(2)有无波纹在暗室中，以全白表示来将使用了实施例1 10及比较例1 3的光控制用薄膜 的液晶显示器予以点灯，从正面及倾斜方向，以目视观察波纹的产生状况。将完全无产生波 纹者以“ ◎，，评价，产生若千波纹、但目视几乎无法确认的程度者以“〇”评价，产生若干波 纹、但不会影响确认性的程度者以“Δ”评价，产生波纹并造成对确认性大影响者以“ X ”加 以评价。评价结果显示于表1。[表1]
权利要求
一种光控制用薄膜，其具有光控制层，所述光控制层在表面具备配置了具有大致相同直径的圆形底面的凸部的凹凸状图案，所述光控制用薄膜的特征在于，所述凹凸状图案按照下述方式进行配置，当依次配置从第1个至第n个凸部时，第n个凸部的圆形底面不会与从第1个至第(n 1)个中的所有凸部的圆形底面重叠，而与从第1个至第(n 1)个中的任一个凸部的圆形底面相接，其中n为2以上的整数，在所述凸部中，与相接的2个凸部中的任一个的圆形底面均相接地配置的凸部的比例为50～92％。
2.如权利要求1所述的光控制用薄膜，其中，在所述凸部中，其底面与2个以上的凸部的圆形底面相接地配置的凸部的比例为80% 以上且100%以下。
3.如权利要求1或2所述的光控制用薄膜，其中，所述凸部呈大致相同的形状。
4.如权利要求1 3中任一项所述的光控制用薄膜，其中，所述凹凸状图案中的所述凸部的圆形底面的填充率为70 82%。
5.如权利要求1 4中任一项所述的光控制用薄膜，其中，所述凸部的纵横比为0. 40 0. 70。
6.如权利要求1 5中任一项所述的光控制用薄膜，其中，所述光控制层是由高分子树脂构成的。
7.—种光控制用薄膜，其具有在表面具备凹凸状图案的光控制层，所述光控制用薄膜的特征在于，所述凹凸状图案配置有具有大致相同直径的圆形底面的多个第一凸部；具有直径比 所述第一凸部小的圆形底面的第二凸部，所述多个第一凸部配置成，相互的圆形底面不重叠，且与其他的1个以上的第一凸部 的圆形底面相接，在所述多个第一凸部中，与底面相接的2个凸部中的任一个圆形底面均相接地配置的 凸部的比例为50 92%。
8.—种光控制用薄膜，其具有光控制层，所述光控制层在表面具有配置了具有大致相 同直径的圆形底面的多个凸部的凹凸状图案，所述光控制用薄膜的特征在于，所述多个凸部配置成，相互的圆形底面不重叠，且与其他的1个以上的凸部的圆形底 面相接，在所述多个凸部中，其底面与2个以上的凸部的圆形底面相接地配置的凸部的比例为 80%以上且不足100%。
9.一种背光装置，其具有光源、将从所述光源入射的光从与光入射面不同的面射出的 板状光学构件、与所述板状光学构件接近配置的光控制用薄膜，所述背光装置的特征在于，使用权利要求1 8中任一项所述的光控制用薄膜作为所述光控制用薄膜。
10.一种模具的制作方法，该方法是用来制作具有光控制层的光控制用薄膜的所述凹凸图案形成用模具的方法，所述光控制层在表面具备凹凸状图案，所述模具的制作方法的特征在于，包括在模具的表面配置圆的步骤，所述圆作为具有大致相同直径的圆形底面的多个凸部的 底面；在所配置的圆的内侧形成凹部的步骤，所述凹部作为所述凸部的母模，其中， 在配置所述圆的步骤中，依次配置从第1个至第η个圆的步骤一直持续到在所述模具 的表面没有空隙再配置与其他的圆不重叠的圆为止，此时，第η个配置的圆不会与从第1个 至第(η-1)个中的所有的圆重叠，且与从第1个至第(η-1)个中的任一个圆相接地配置，并 且将在与相接的2个圆中的任一个圆均相接的位置配置的圆的比例控制为50 92%，其中 η为2以上的整数。
全文摘要
本发明提供既可充分确保正面辉度也可防止与具有其他的规则构造的构件重叠之际的波纹产生的光控制用薄膜及使用该薄膜的背光装置。本发明的光控制用薄膜具有在表面具备凹凸状图案的光控制层，该凹凸状图案将具有大致相同直径的圆形底面的多个凸部配置成，其底面不会相互重叠而与1至2个以上的底面相接，在所配置的所有凸部中，配置成与相互相接的2个凸部中的任一个底面部相接的凸部的比例被调整为50～92％。本发明的背光装置为组装有上述光控制用薄膜的装置。
文档编号F21S2/00GK101960335SQ20098010785
公开日2011年1月26日 申请日期2009年3月10日 优先权日2008年3月21日
发明者饵取英树 申请人:木本股份有限公司