侧光型背光装置及光扩散性构件的制作方法
【专利摘要】本发明的侧光型背光装置是具有导光板、被配置于导光板的一端部的光源、以及在导光板的光射出面上依次配置的光扩散性片和棱镜片而成的，所述棱镜片的折射率超过1.60，相对于沿着所述导光板的一端部的方向正交的面的所述光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值相对于光射出面的法线方向处于48°～58°的角度范围内，所述光扩散性片的光射出面的射出光随着由所述射出光分布的峰值的角度范围向相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度变化而逐渐减小。在该侧光型背光装置中，发挥了有效利用高折射率棱镜片的特性的高正面亮度以及扩散性。
【专利说明】侧光型背光装置及光扩散性构件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一般使用于液晶显示装置等的侧光型背光装置，与以往的背光装置比较，为发挥出高正面亮度以及扩散性的背光装置。
【背景技术】
[0002]近年来，彩色液晶显示装置被应用于笔记本电脑、台式电脑、平板计算机、智能型手机、移动电话、PDA、汽车导航装置、PND、游戏机、便携音乐拨放器等各个领域。彩色液晶显示装置具备液晶单元和背光，作为背光的结构，已知有隔着扩散板把光源设于液晶单元正下方的直下型结构，或者是把光源设在导光板的侧面的侧光式的结构。
[0003]在这样的背光中，为了使来自光源的光均匀化而在导光板或者扩散板的光射出面上层叠光扩散性片，此外为了提高正面亮度而层叠棱镜片等光学构件(专利文献I)。
[0004]特别是近年来，在平板终端、智能型手机、移动电话等领域，更高精细的影像处于可视觉确认的环境下。为了要视觉确认这样高精细的影像，液晶显示装置所具备的液晶单元的液晶像素有变得越来越小的倾向。在液晶像素小的液晶显示装置中，液晶的开口率会降低，所以与以往相比，来自光源的光的透过率会剧烈地降低，而成为缺乏正面亮度的装置。
[0005]为了改善该正面亮度的降低，已进行了光学构件的改良(专利文献2)。例如在专利文献2中，通过关于棱镜片采用比以往的折射率更高的设计，而谋求正面亮度的提高。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平9-127314号公报(权利要求1、段落编号0034)
[0009]专利文献2:日本特表2008-503774号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]在专利文献2中，公开了折射率高的棱镜片(以下，也称为“高折射率棱镜片”)以及使用其的显示装置，但是关在与高折射率棱镜片组合的光扩散性片并没有具体的记载。对于高折射率棱镜片，其入射棱镜片的光射出的射出角特性与以往的棱镜片不同，所以单纯使用以往的光扩散性片无法充分而有效地利用高折射率棱镜片的射出角特性，无法充分发挥作为背光装置的正面亮度以及扩散性。
[0012]在此，本发明的目的在于提供使用适应于高折射率棱镜片的特性的发挥出高正面亮度以及扩散性的光扩散性片的侧光型背光装置。
[0013]解决课题的手段
[0014]本申请发明人对于所述问题点进行了深入研究，其结果是，发现把入射光扩散性片的光的射出光的射出光分布的峰值控制成为特定范围，在与高折射率棱镜片并用时，作为侧光型背光装置可以发挥高正面亮度及扩散性，从而完成本发明。
[0015]S卩，本发明的侧光型背光装置是具有导光板、被配置于所述导光板的一端部的光源、以及在所述导光板的光射出面上依次配置的光扩散性片和棱镜片而成的，棱镜片的折射率超过1.60,相对于沿着所述导光板的一端部的方向正交的面的光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值在相对于光射出面的法线方向为+48°?+58°的角度范围内，光扩散性片的光射出面的射出光随着由所述射出光分布的峰值的角度范围向相对于所述法线方向成-90°或者+90°的射出角度变化而逐渐减小。
[0016]需要说明的是，在本发明中，就射出光的角度而言，在相对于沿着导光板的一端部的方向正交的面，使光射出面的法线方向为0°时，将相比法线方向向配置有光源的一侧的射出光的角度定义为将向其相反侧的射出光的角度定义为“+”。
[0017]此外，本发明的侧光型背光装置优选为光扩散性片在透明树脂膜的一个面具有扩散层，所述扩散层含有粘合剂树脂及平均粒径5μπι以下的粒子，所述粒子的含有比例相对于所述粘合剂树脂100重量份为50?150重量份。
[0018]此外，本发明的侧光型背光装置优选为所述光扩散性片在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面上具备背涂层，所述背涂层含有尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。
[0019]此外，本发明的侧光型背光装置优选为所述光扩散性片在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面上具备扩散性背涂层，所述扩散性背涂层的雾度比所述扩散层的雾度低。
[0020]需要说明的是，本发明的雾度是基于JIS Κ7136:2000的雾度值。
[0021]此外，本发明的光扩散性构件包含导光板、和被配置于所述导光板的一端部的光源的侧光型背光装置的被配置于所述导光板上的光扩散性构件，其特征为:所述光扩散性构件包含棱镜片和光扩散性片，所述棱镜片的折射率超过1.60，相对于沿着所述导光板的一端部的方向正交的面的光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值在相对于光射出面的法线方向为+48°?+58°的角度范围内，光扩散性片的光射出面的射出光随着由所述射出光分布的峰值的角度范围向相对于所述法线方向成-90°或者+90°的射出角度变化而逐渐减小。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明，可以提供比起以往的侧光型背光装置，在正面亮度及扩散性上更为优异的侧光型背光装置。
[0024]此外，本发明的侧光型背光装置，可以效率良好地提高正面亮度以及扩散性，所以有助于液晶显示装置的低耗电化。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是显示在本发明中使用的棱镜片的一个实施方式的剖面放大图。
[0026]图2是显示来自光扩散性片的射出光的射出例的图。
[0027]图3是示意地显示本发明的侧光型背光装置的一个实施方式的剖面图。
[0028]图4是补充本发明的评价方法的参考图。
【具体实施方式】
[0029]以下，说明本发明的侧光型背光装置及光扩散性构件的实施方式。首先，说明使用于侧光型背光装置的光扩散性构件。
[0030]本发明的光扩散性构件包含高折射率的棱镜片和光扩散性片，在包含导光板及被配置于导光板的一端部的光源而成的侧光型背光装置中，在导光板上依次配置光扩散性片、棱镜片。
[0031]本发明的光扩散性构件的棱镜片的折射率超过1.60，相对于沿着配置有光源的导光板的一端部的方向正交的面的光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值在相对于光射出面的法线方向为+48°?+58°的角度范围内，光扩散性片的光射出面的射出光随着由射出光分布的峰值的角度范围向相对于所述法线方向成-90°或者+90°的射出角度变化而逐渐减小。
[0032]以下，说明构成光扩散性构件20的各要素、棱镜片和光扩散性片。
[0033]本发明的棱镜片使用折射率超过1.60的棱镜片。一般的棱镜片的折射率为
1.50?1.60左右，与此相对，在本发明中使用折射率比其更高的棱镜片。通过像这样使用高折射率的棱镜片，不仅可以使来自导光板的光有效地向正面方向启动，而且通过与在本发明中使用的光扩散性片组合，而可以制成正面亮度及扩散性比以往更为优异的背光装置。
[0034]在一个面上剖面为大致三角形状的结构列多个并列而构成本发明的棱镜片。这些大致三角形状的结构列的顶角优选为80?105°的范围内。大致三角形状的结构列的形状可以是前端锐利的形状，也可以在结构列的前端部带有若干R(曲率半径)者。在图1显示棱镜片的一例。
[0035]结构列的峰间的间距优选为10?40 μ m的范围内。此外，结构列的峰高度优选为5?20 μ m的范围内。
[0036]作为本发明的棱镜片的构成，可以是包含形成了大致三角形状的结构列的树脂层单层的构成，也可以将形成了结构列的树脂层层叠于平坦的支承体上的构成。
[0037]后者的情况下，作为支承体，可以使用光学透明性高的塑料膜，可以举出与作为后述的光扩散性片的支承体使用的支承体相同的支承体。其中，在拉伸加工，特别是被双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在机械强度、尺寸稳定性上优异因而可以适宜地使用。这样的支承体，最好使用实施了电浆处理、电晕放电处理、远紫外线照射处理、下拉易粘合层的形成等易粘接处理后的支承体。
[0038]此外，为了提高支承体的折射率，可以混入氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化锡、氧化铺、二氧化娃等无机纳米粒子(粒径I?10nm左右的无机粒子)而形成。
[0039]支承体的厚度没有特别限定，可以对适用的材料来适当选择，一般为25?500 μ m,更佳者为50?300 μ m。
[0040]其次，由剖面大致三角形状的结构列构成而成的树脂层主要由高分子树脂来构成。作为高分子树脂，可以举出电离放射线固化性树脂、热固性树脂、热塑性树脂等，可以使用与作为在后述的光扩散性片的扩散层中使用的粘合剂树脂而列举的材料相同的材料。
[0041]本发明的棱镜片的折射率超过1.60，但作为树脂层单体的折射率(具有支承体的情况下，为除去支承体的树脂层的折射率)优选为超过1.60。此外，在不阻碍光学透明性的范围内，在所述支承体中含有而分散与可以添加的无机纳米粒子同样的无机纳米粒子，而调整至所需的折射率。在该情况下，无机纳米粒子在树脂层全部组合物中优选为10重量％以下。
[0042]对于树脂层的厚度，在以树脂层单层形成本发明的棱镜片的情况下，从得到该层的充分的涂膜强度、平滑性的观点来看，优选为25?300 μ m。另一方面，将树脂层形成在支承体上而制成棱镜片的情况下，优选为I?ΙΟμπι。需要说明的是，此处所说的树脂层的厚度，是指仅未形成结构列的树脂部分的厚度(图1以符号P表示的部分)。
[0043]本发明的棱镜片的制造方法没有特别限定，例如可以通过以形成所需的剖面三角形状的结构列的方式通过特殊工具切削树脂层而进行制造的切削加工技术、或2Ρ法(Photo-Polymer法)、2T法(Thermal-Transformat1n法)或者浮雕加工法等转印赋形技术来形成。关于转印赋形技术，例如如前所述把构成树脂层的高分子树脂等填充入具有与要求的树脂层的表面形状为互补形状的模具内，将形状图案转印赋形后，使该高分子树脂等固化，由模具剥离，而得到具备被赋形出结构列的树脂层的棱镜片。另一方面，在使用支承体的情况下，对模具内填充高分子树脂等，在其上重叠支承体后，使该高分子树脂等固化，从模具剥离，由此得到具备在支承体上赋形了结构列的树脂层的棱镜片。需要说明的是，通过2Ρ法形成树脂层的结构列的情况下，使用电离放射线固化性树脂，通过2Τ法或浮雕加工法形成树脂层的结构列的情况下，使用热固性树脂或热塑性树脂。
[0044]其次，说明与所述高折射率棱镜片组合的光扩散性片。以往的光扩散性片在组入包含导光板及光源的侧光型背光的情况下，在相对于沿着配置有光源的导光板的一端部的方向正交的面，光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值以成为相对于光射出面的法线方向成为大致45°的角度范围内的方式设计。把这样的以往的光扩散性片与使光在正面方向启动的效果高的高折射率棱镜片组合的情况下，无法得到充分的正面亮度、扩散性。
[0045]与此相对，对于本发明的光扩散性片，使所述正交面的射出光分布的峰值相对于光射出面的法线方向变化到48°?58°的角度范围内。此外，射出光随着由成为峰值的角度范围向相对于光射出面的法线方向成-90°或90°的射出角度变化而逐渐减小。通过组合这样具有特定的射出角特性的光扩散性片，通过与高折射率棱镜片的特性的光指向性的相乘效果，可以在维持扩散性的同时制成正面亮度比以往更优异的背光装置。
[0046]参照图2，进而说明本发明的光扩散性片的射出角特性。如图2(a)所示，从光扩散性片12上的任意点r通过，在与光源11的长边方向A(光源为多个LED元件排列而成的情况下为其排列方向)正交的剖面B，由点r射出的光(射出光)分散而相互具有角度。该射出光的角度分布为射出光分布。图2(b)是显示剖面B的图。在该剖面B中，以相对于光扩散性片的光射出面的法线方向为基准(O度)，将法线方向与射出光的射出方向的夹角Θ设为射出角度。将相比法线的位置向光源后侧(离开光源的一侧)射出的光的射出角度定义为“ + ”，将向光源侧射出的光定义为将从法线方向向分别的光射出面为止设为O?+90°或O?-90°。此外,本发明的光扩散性片中，在图中以斜线表不射出光分布的峰值存在的角度范围(+48°?+58° )。此处，为了方便，仅着眼于光扩散性片12的任意点r，规定从点r通过的剖面B，说明该剖面的射出光的角度，但是射出光分布为在光扩散性片12的各位置同样的射出光分布。
[0047]其次，说明供实现所述的射出光分布(射出角特性)用的光扩散性片的构成。光扩散性片具备作为粘合剂树脂以及扩散剂而包含粒子的扩散层。光扩散性片可以为扩散层单层，也可在支承体上层叠扩散层。
[0048]作为扩散层的粘合剂树脂，可以举出电离放射线固化性树脂，热固性树脂、热塑性树脂等。
[0049]作为电离放射线固化性树脂，可使用可以通过电离放射线(紫外线或电子束)的照射而产生交联固化的光聚合性预聚物，作为该光聚合性预聚物，最好是使用I个分子中具有2个以上的丙烯酰基，通过交联固化而成为3维网眼结构的丙烯酸系预聚物。作为该丙烯酸系预聚物，可以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。进而这些丙烯酸系预聚物可以单独使用，为了进一步提高交联固化性而提高透镜层的硬度，优选加入光聚合性单体。
[0050]作为光聚合性单体，使用丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸丁氧基乙酯等单官能丙烯酸单体；1，6_己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、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2官能丙烯酸单体；二季戊四醇六丙烯酸酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯等多官能丙烯酸单体等的I种或者2种以上。
[0051]除了所述的光聚合性预聚物及光聚合性单体以外，在通过紫外线照射而固化的情况下，优选使用光聚合引发剂、光聚合促进剂等添加剂。
[0052]作为光聚合引发剂，可以举出苯乙酮、二苯甲酮、米蚩酮、苯偶姻、苯甲基甲基缩酮、苯甲酰苯甲酸酯、α-酰基肟酯、噻吨酮等。
[0053]此外，光聚合促进剂可以减轻固化时的空气导致的聚合障碍而加快固化速度，例如可以举出对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、对二甲基氨基苯甲酸乙酯等。
[0054]作为热固性树脂，可以举出硅酮系树脂、苯酚系树脂、尿素系树脂、三聚氰胺系树月旨、呋喃系树脂、不饱和聚酯系树脂、环氧系树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯系树脂、胍胺系树月旨、酮系树脂、氨基醇酸系树脂、氨基甲酸酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂等。这些也可单独使用，但为了进一步提高交联性、交联固化涂膜的硬度，优选添加固化剂。
[0055]作为固化剂，可以将聚异氰酸酯、氨基树脂、环氧树脂、羧酸等化合物配合于树脂而适当地使用。
[0056]作为热塑性树脂，可举出ABS树脂、降冰片烯树脂、硅酮系树脂、尼龙系树脂、聚缩醛系树脂、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、氯乙烯系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、尼龙系树脂、橡胶系树脂、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等。
[0057]需要说明的是，这些热固性树脂或热塑性树脂中，由制成树脂层时的涂膜强度，或者是可得良好的透明性的观点来看，优选使用丙烯酸系树脂的热固性树脂或热塑性树脂。此外，这些热固性树脂或热塑性树脂可以分别把热固性树脂彼此或者热塑性树脂彼此组合多种而作为复合树脂使用。
[0058]作为扩散剂使用的粒子，除了二氧化硅、粘土、滑石、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硅酸铝、氧化钛、合成沸石、氧化铝、蒙脱石等无机粒子以外，还可以使用苯乙烯树脂、氨基甲酸酯树脂、尼龙树脂、苯并胍胺树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂等树脂粒子。这些中，由提高亮度性能的观点来看，优选使用树脂粒子，特别优选使用包含丙烯酸树脂的树脂粒子。这些粒子不仅使用I种，也可组合多种而使用。需要说明的是，此处所说的“无机粒子”与所述的“无机纳米粒子”在平均粒径上有所不同。
[0059]粒子的大小优选平均粒径为I?10 μ m，特别优选平均粒径为I?5 μ m。如此，通过在扩散层中含有平均粒径比较低的粒子，更容易发挥本发明的光扩散性片的必须性能的特有的射出角特性(射出光分布)。
[0060]此外，粒子的形状没有特别限定，但优选球状粒子。粒子的粒径分布的变异系数由容易得到本发明的光扩散性片的所述所需的射出角特性的观点来看，优选为5?55%左右，更优选为10?30%。需要说明的是，所述的粒子的平均粒径、粒径分布的变异系数通过Coulter-counter法(重量分布)测定。
[0061]就相对于粘合剂树脂的粒子的含有比率而言，由发挥必要的扩散性，且容易得到所述的所需的射出角特性的观点来看，优选相对于粘合剂树脂100重量份含有50?150重量份。由进一步提高正面亮度的观点来看，优选含有50?120重量份。
[0062]在扩散层中，除了所述粘合剂树脂、粒子以外，也可添加流平剂.消泡剂等表面活性剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等添加剂。
[0063]对于扩散层的厚度，在以扩散层单层构成本发明的光扩散性片的情况下，优选为10?500 μ m,更优选为10?250 μ m。通过使厚度为10 μ m以上，使涂膜强度更为充分，此夕卜，可以使操作性更为良好。另一方面，通过使厚度为500 μ m以下，可以使扩散层的透明性良好。此外，在支承体上形成扩散层的情况下，由发挥光扩散性能同时容易得到本发明所需的射出角特性的观点来看，优选为5?60 μ m，更优选为7?30 μ m。需要说明的是，扩散层的厚度是从扩散层的凹凸面的凸部的前端直到与凹凸面相反的面的扩散层表面为止的厚度。
[0064]扩散层的雾度为75?90%，优选为78?86%。
[0065]本发明的光扩散性片具有支承体的情况下，支承体只要是光学透明性高的塑料膜即可，可以无特别限制地使用。例如可以使用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、三乙酰纤维素、丙烯酸、聚氯乙烯、降冰片烯化合物等。其中，由拉伸加工，特别是双轴拉伸加工后的聚对苯二酸乙烯酯(PET)片在机械强度、尺寸稳定性上优异所以优选。此外，适合使用为了提高与扩散层的粘接性，而在表面施以电晕放电处理，或者设有易粘合层的支承体。需要说明的是，支承体的厚度通常优选为10?400 μ m左右。
[0066]此外，在与本发明的光扩散性片表面的凹凸面相反侧的面上，为了防止与其他构件的密合施以微粗面处理，而为了提高透光率也可以施以防反射处理等。进而，也可以通过如下所述的涂布干燥方法，设置背涂层、抗静电层、粘合层。
[0067]背涂层的基本功能是防止与对向的构件的密合，进而可以一并具有防止向对向的构件造成损伤的防止性、或扩散性。这样的背涂层在表面具有凹凸形状，例如包含粘合剂树脂及粒子等。粘合剂树脂及粒子可以使用与在所述的光扩散性片的扩散层所使用的粘合剂树脂及粒子相同的材料，优选对应于对背涂层赋予的功能，使用适当的材料、适当的量。
[0068]例如，除了密合防止性以外，也兼用防止向对向的构件造成损伤的防止性的背涂层的情况下，由以下的观点来看，在扩散层列举的材料中优选选择尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。这些树脂粒子不仅可单独使用，也可适当组合使用。此外，作为粘合剂树脂，最好使用玻璃化转变温度Tg为15?100°C的热固型树脂。背涂层中的相对于粘合剂树脂的粒子含有比率相对于粘合剂树脂100重量份优选为0.1?2重量份。
[0069]损伤防止性中，在背光装置使用时光扩散性片密合于导光板，由防止该构件彼此摩擦而产生的导光板的磨耗损伤的观点来看，特别优选尼龙树脂粒子。尼龙树脂粒子平均粒径优选为I?10 μ m。特别优选相对于热固型树脂100重量份含有尼龙树脂珠0.5?2重量份。
[0070]此外，由在有效果地防止以手指等加压背光装置时因光扩散性片与导光板密合而可能引起的导光板的损伤(加压伤)的观点来看，优选为硅酮树脂粒子。硅酮树脂粒子的平均粒径优选为I?ΙΟμπι。硅酮树脂粒子特别优选为包含硅酮橡胶的球状芯部通过硅酮树脂膜覆盖的双重结构。为了防止加压时的损伤，特别优选相对于该热固型树脂100重量份含有硅酮树脂粒子0.1?2重量份。
[0071]此外，如前所述，除了密合防止性以外也可对背涂层赋予扩散性。在该情况下，扩散性背涂层的雾度从维持正面亮度而且提高光扩散性的观点来看，优选比扩散层的雾度低。具体而言，雾度优选为50%?70%左右。此外，关于扩散性背涂层中的粘合剂树脂与粒子的含有比率，由防止正面亮度降低的观点来看，优选使扩散层中的粒子的比率比粘合剂树脂与粒子的含有比率更低。
[0072]背涂层的厚度一般优选为I?6μπι。此外，根据需要，可以适当含有分散剂、抗静电剂、流平剂等添加剂。
[0073]本发明的光扩散性片可以通过将所述的粘合剂树脂、粒子等材料溶解于适当溶剂的扩散层用涂布液、或根据需要而设置的背涂层用涂布液等，按照以往公知的方法，例如棒状涂布、刮刀涂布、旋转涂布、辊涂布、凹版涂布、流动涂布、模头涂布、喷雾涂布、网版印刷等涂布在支承体上，进行干燥而制作。此外，也可以由将扩散层形成在支承体上而成的物品剥离除去该支承体，由此得到由扩散层单层形成的光扩散性片。
[0074]其次，说明本发明的侧光型背光装置。本发明的背光装置包含导光板、及被配置于导光板的一端部的光源。进而如前所述，在导光板的光射出面上依次包含光扩散性片和棱镜片。包含光扩散性片和棱镜片的光扩散性构件是所述的本发明的光扩散性构件。
[0075]以下，参照图面说明本发明的侧光型背光装置的实施方式。图3显示侧光型背光装置的一个实施方式。该背光装置，作为主要的构成，具备导光板10，被配置在其一端部的光源11，以及被配置于导光板10上的光扩散性构件20。光扩散性构件20包含光扩散性片12及棱镜片13。需要说明的是，在图3中，光扩散性片12及棱镜片13分别仅使用I片的情况下，可以将多片重叠使用。
[0076]导光板10为至少一个侧面为光入射面,与其大致正交的一个面为光射出面的方式成形的大致平板状的构成，主要包含选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或无定形烯烃系树脂等高透明的树脂的基质树脂。也可以根据需要而添加与基质树脂不同折射率的树脂粒子。导光板的各面也可以不是一样的平面而为复杂的表面形状，也可以设置点状图案等扩散印刷。
[0077]光源11配置于导光板10的至少一端部，主要使用冷阴极管、LED光源等。光源的形状可举出点状、线状、L字状等。
[0078]侧光型背光装置上，除了所述的棱镜片、光扩散性片、导光板及光源以外，根据目的不同，具备反射板、偏振膜、电磁波屏蔽膜等。
[0079]本发明的背光装置除了具备导光板10、被配置于导光板10的一端部的光源11以夕卜，在导光板10的光射出面上依次具有所述的本发明的光扩散性片12及棱镜片13，因此与以往的背光装置相比，可以制成正面亮度及光扩散性的平衡特别优异的背光装置。此外，作为光源，使用LED光源，特别是亮度为1000?2000mcd左右的高亮度LED光源的情况下，以往要取得作为背光装置的正面亮度及光扩散性的平衡是很困难的，但是通过组合本发明的棱镜片和光扩散性片，可以达成优异的正面亮度及光扩散性的平衡。
[0080]实施例
[0081]以下，通过实施例进一步说明本发明。需要说明的是，“份”、在没有特别说明时，以重量为基准。
[0082]1.光扩散性片的制作
[0083][实施例1]
[0084]混合搅拌下列处方的扩散层用涂布液后，在厚度25 μ m的包含聚对苯二甲酸乙二酯膜(Lumirror T60:Toray公司制造)的支承体上，以干燥后的厚度成为6 μ m的方式通过棒涂布法涂布、干燥而形成扩散层。接着，在该支承体的形成扩散层的面的相反面，把下列处方的背涂层用涂布液以干燥后的厚度成为4 μ m的方式通过棒涂布法涂布、干燥，形成背涂层，而得到实施例1的光扩散性片。
[0085]<实施例1的扩散层用涂布液>
[0086].丙烯酸多元醇10份
[0087](Acrydic A-807.DIC 公司制造，固体成份 5O% )
[0088]?异氰酸酯系固化剂 2份
[0089](Takenate (商标)Dl 1N:三井化学公司制造，固体成份60% )
[0090]?聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子 6份[0091 ](平均粒径2 μ m，变异系数20 % )
[0092].稀释溶剂25份
[0093]<实施例1的背涂层用涂布液>
[0094].丙烯酸多元醇10份
[0095](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固体成份 50% )
[0096]?异氰酸酯系固化剂2份
[0097](Takenate DllON:三井化学公司制造，固体成份60% )
[0098].尼龙树脂粒子 0.1份
[0099](Ganzpearl GPA-55O:Ganz 化成公司，平均粒径 5 μ m)
[0100]?稀释溶剂38份
[0101][实施例2]
[0102]实施例1的背涂层用涂布液中，除了把尼龙树脂粒子变更为硅酮树脂粒子(平均粒径2 μ m)，把重量份变更为0.06份以外，与实施例1同样进行，得到实施例2的光扩散性片。
[0103][实施例3]
[0104]实施例1的扩散层用涂布液中，除了把丙烯酸多元醇变更为丙烯酸多元醇(Acrydic A811:DIC公司制造，固体成份50% )以外，与实施例1同样进行，得到实施例3的光扩散性片。
[0105][实施例4]
[0106]实施例2的扩散层用涂布液中，把聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子变更为聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子(Chemisnow MX300:综研化学公司制造,平均粒径3 μ m,变异系数8% )，把重量份变更为5份以外，与实施例2同样进行，得到实施例4的光扩散性片。
[0107][实施例5]
[0108]混合搅拌下列处方的扩散层用涂布液后，在厚度25 μ m的包含聚对苯二甲酸乙二酯膜(Lumirror T60:Toray公司制造)的支承体上，以干燥后的厚度成为6 μ m的方式通过棒涂布法涂布、干燥而形成扩散层。接着，在该支承体的形成扩散层的面的相反面，把下列处方的扩散性背涂层用涂布液以干燥后的厚度成为5 μ m的方式通过棒涂布法涂布、干燥，形成扩散性背涂层，而得到实施例5的光扩散性片。
[0109]<实施例5的扩散层用涂布液>
[0110]?丙烯酸多元醇10份
[0111](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固体成份 50% )
[0112]?异氰酸酯系固化剂2份
[0113](Takenate DllON:三井化学公司制造，固体成份60% )
[0114].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子5份
[0115](平均粒径2μ m，变异系数20% )
[0116]?稀释溶剂 25份
[0117]<实施例5的扩散性背涂层用涂布液>
[0118]?丙烯酸多元醇10份
[0119](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固体成份 50% )
[0120]?异氰酸酯系固化剂2份
[0121](Takenate DllON:三井化学公司制造，固体成份60% )
[0122]?聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子2.5份
[0123](平均粒径2μ m，变异系数20 % )
[0124]?稀释溶剂38份
[0125][比较例I]
[0126]把实施例2的扩散层用涂布液变更为下列的扩散层用涂布液，以使扩散层的干燥后的厚度成为1ym的方式来形成以外，与实施例2同样进行，得到比较例I的光扩散性片。
[0127]<比较例I的扩散层用涂布液>
[0128]?丙烯酸多元醇 10份
[0129](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固体成份 50% )
[0130]?异氰酸酯系固化剂2份
[0131](Takenate DllON:三井化学公司制造，固体成份60% )
[0132].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子7份
[0133](平均粒径8μ m，变异系数20 % )
[0134]?稀释溶剂32份
[0135][比较例2]
[0136]把实施例1的扩散层用涂布液变更为下列的扩散层用涂布液，以使扩散层的干燥后的厚度成为Ilym的方式来形成以外，与实施例1同样进行，得到比较例2的光扩散性片。
[0137]<比较例2的扩散层用涂布液>
[0138]?丙烯酸多元醇10份
[0139](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固体成份 50% )
[0140]?异氰酸酯系固化剂2份
[0141](Takenate DllON:三井化学公司制造，固体成份60% )
[0142].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子9份
[0143](平均粒径8μ m，变异系数30% )
[0144]?稀释溶剂33份
[0145]2.评价
[0146](I)光扩散性片(不含棱镜片)的射出角特性
[0147]将实施例1?5及比较例I?2的光扩散性片，在4英寸的侧光型背光装置(内置亮度1300mcd的LED光源8个灯，厚度0.5mm的聚碳酸酯制的导光板)，以使该光扩散性片的背涂层(关于实施例5为光扩散性背涂层)与该背光装置的导光板对向的方式组入，制作了使用实施例1?5及比较例I?2的光扩散性片的背光装置，测定该背光装置的射出角特性。测定结果显示于表I。一并显示各片的最高照射量的射出角度。
[0148][表 I]
[0149]
备射出角度的躐射量(cdXm2)
射出角 Γ ) -85 -BO -30 O 15 3θ| 40
实施例1 512,4 523,8 509.8 733.7 1525.2 3794j[ 6531.4
实施倒 2 52U 527.9 514.7 739.2 (534.1 3789.5 6533.8
实施例 3 499.2 509.8 509.8 677.6 1354.6 3616.8[ 6469.2
实織倒 4 585.7 565.7 585.7 789.8 1525.2 3973.3| 6780.7
实施倒 5 819.8 877.8 821.6 902.3 1810.9 3616.8[ 5177.7
比较倒 1 858.4 877.8 677J 958.0 1888.2 4512.l| 7345.5
比較倒 2 1009,2 1015 1241,1 1639.3 2735.5 5482j| 6843.2
[0150].........................................................—-鼉鎌出鋪(°)
射出角(° ) _44_48 52 56 80 75 _
实施侧 11915.38811.69Q7o|8490J7471J|5isi5fJ
实施例 279228831.19098.9|8481.37468.2]5168)52,2
实施侧 37915.39134.79655|9264.48297.9|5600[52.7
实施例 48106.38940.78940//182345968.4|453b|50.9
实施侧 δ5850.763456718.3+6780.76655.9[4632丨56.2
比较例 18361.984267851 jj6593.65482.7|3490[46.2
比较俩 28055,95850.74995.4|4032.93321.5[2376)39.4
[0151]3.背光装置的制作
[0152]接着，在所述背光装置的该光扩散性片的扩散层上，以朝向该棱镜片的与棱镜面的相反面的方式，重叠厚度65 μ m的第一棱镜片(TBEF2-GT:住友3M公司)。进而，以使此第一棱镜片的棱镜面与厚度68 μ m的第二棱镜片(TBEF2-GM:住友3M公司)的与棱镜面相反的面对向的方式重叠，制作实施例1?5及比较例I?2的背光装置。或者，2片棱镜片以结构列各自的棱线正交的方式配置。
[0153]4.评价
[0154](I)正面亮度
[0155]点亮实施例1?5及比较例I?2的背光装置，测定如图4所示的背光5的光射出面中央附近的P点的正面亮度。测定结果显示于表2(单位为“cd/m2”)。
[0156](2)光扩散性(背光整体的光均匀性)
[0157]此外，关于实施例1?5及比较例I?2的背光装置，测定图4所示的光源11附近的A?C点(均位于相邻的2个光源11间)的正面亮度。接着，算出PA点间的正面亮度的位移(将A点的正面亮度除以P点的正面亮度时的比例)，同样地，还包括PB点间的正面亮度的位移，PC点间的正面亮度的位移，算出该3个位移的平均值(背光整体的光的均匀性)。把A?C点及P点的正面亮度的测定结果显示于表2，同时把各PA点间、PB点间、PC点间的位移以及其平均值(背光整体的光的均匀性)的算出结果显示于表3。
[0158][表2]
[0159]
I正面亮度U d Xm2)I _ —AM.B 点 C点—1.'PM '
实施倒 1 ^6064.....................................6136..........................................................6143.....7482.--ΙΓ 則6037—--?δ............................6?29"""""""I"""""""7496
"5羅例 3 6079—: 6147 ' 6154 7603 '
—羅福...4-6?30 6209 6246""""[""""""7444^
6228 6253 6268Γ~7475~.......1tiIM........1......................................5845 5861 5867|""""--?""""
IE较倒 2 I 5951 5935 5880 j 6944
[0160][表3]
[0161]
正面亮度的位移(％)平_値—
_(%)
实施倒"Γ 81.0 82.0 —82.1 —I?.7 实施倒 f 80.5 8?.6 —81.8 ~Β?.Ζ ________实施便I_____3~________________________________79.______5.......................................................................................80.______4.......................................................................................80._______5.........................................................................................80.__________I_______ 实施倒I" 82.4 ~ 83.4 83.9 — 83.2 —83:3 83:7 8[9— ^ 比较倒 T 82.1 82.4 82.4 82.3 比駿倒 2 I 85.7 85.5 丨 84.7 85.3
[0162]由表I的结果可知，实施例1?5的光扩散性片在组入背光装置时，相对于光源相对于导光板的配置方向为正交的面的光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值在相对于光射出面的法线方向为48?58°的角度范围内，光扩散性片的光射出面的射出光随着从射出光分布的峰值的角度范围向对法线方向成-90°或90°的射出角度变化而逐渐减小。此外，如表2、3所示，实施例1?5的侧光型背光装置是把具有这样的射出角特性的光扩散性片与折射率超过1.60的高折射率棱镜片组合而成的，其扩散性优异，具有高正面亮度。
[0163]需要说明的是，制作具有与在实施例1?4的光扩散性片的光扩散层同样的光扩散层，而不设置背涂层的光扩散性片，同样测定射出角特性时，得到与实施例1?4的光扩散性片几乎相同的结果。
[0164]需要说明的是，实施例1及3的背光装置在光扩散性片的背涂层中使用尼龙树脂粒子，所以根据下列试验法得到的耐磨耗损伤性优异。
[0165]〈耐磨耗损伤性试验〉
[0166]依据JIS-H8682-1:1999，使用磨耗试验机(NUS_IS0_1:SUGA试验机公司)进行了耐磨耗性试验。在耐磨耗性试验中，将实施例1及3的光扩散性片的扩散层面固定于该试验机的旋转轮上，在该光扩散性片的背涂层上配置与导光板相同材质的厚度Imm的聚碳酸酯板，以300gf的负荷往返15次。进行该试验后，目视观察聚碳酸酯板，但该聚碳酸酯板上未形成伤痕。
[0167]此外，实施例2及4的背光装置在光扩散性片的背涂层中使用硅酮树脂粒子，所以根据下列试验法得到的加压所致的损伤的防止性优异。
[0168]<加压所致的损伤的防止性试验>
[0169]在厚度Imm的聚碳酸酯板上，使实施例2及4的光扩散性片的背涂层面密合，使用表面性试验机(HEID0N-14:新东科学公司)从该光扩散性片的扩散层上实施了加压所致的损伤的防止性试验。在试验中，使剖面积Icm2的负荷构件(材料)密合于该光扩散性片的扩散层上，以1500g的负荷重量加压10秒钟。其后，以目视观察施加负荷的部分的聚碳酸酯板，没有出现特别的凹陷等，在聚碳酸酯板上没有发现伤痕。
[0170]另一方面，比较例I的背光装置相对于光源相对于导光板的配置方向正交的方向的光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值为46.2°，所以缺乏正面亮度，扩散性也低。
[0171]此外，比较例2的背光装置相对于光源相对于导光板的配置方向正交的方向的光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值为39.4°，虽然扩散性良好但是正面亮度特别贫乏。
[0172]符号说明
[0173]1:背光装置
[0174]10:导光板
[0175]11:光源
[0176]12:光扩散性片
[0177]13:棱镜片
[0178]20:光扩散性构件
【权利要求】
1.一种侧光型背光装置，其特征在于， 依次具备导光板、被配置于所述导光板的一端部的光源、以及在所述导光板的光射出面上的光扩散性片和棱镜片， 所述棱镜片的折射率超过1.60， 与沿着所述导光板的一端部的方向正交的面的所述光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值相对于光射出面的法线方向处于48°?58°的角度范围内， 所述光扩散性片的光射出面的射出光随着从所述射出光分布的峰值的角度范围向相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度变化而逐渐减小。
2.如权利要求1所述的侧光型背光装置，其特征在于， 所述光扩散性片为在透明树脂膜的一个面具有扩散层而成的光扩散性片， 所述扩散层含有粘合剂树脂及平均粒径5 μ m以下的粒子，所述粒子的含有比例相对于所述粘合剂树脂100重量份为50?150重量份。
3.如权利要求1或2所述的侧光型背光装置，其特征在于， 所述光扩散性片在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面上具备背涂层， 所述背涂层含有尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。
4.如权利要求1或2所述的侧光型背光装置，其特征在于， 所述光扩散性片在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面上具备扩散性背涂层， 所述扩散性背涂层的雾度比所述扩散层的雾度低。
5.—种光扩散性构件，其特征在于， 是包含导光板、和被配置于所述导光板的一端部的光源的侧光型背光装置中的被配置于所述导光板上的光扩散性构件， 所述光扩散性构件包含棱镜片和光扩散性片， 所述棱镜片的折射率超过1.60， 与沿着所述导光板的一端部的方向正交的面的所述光扩散性片的光射出面的射出光分布的峰值相对于光射出面的法线方向处于48°?58°的角度范围内， 所述光扩散性片的光射出面的射出光随着由所述射出光分布的峰值的角度范围向相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度变化而逐渐减小。
【文档编号】F21V3/00GK104204656SQ201380017163
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】横田浩史, 高井雅司 申请人:木本股份有限公司