侧光型背光装置及光扩散性构件的制作方法
侧光型背光装置及光扩散性构件的制作方法
【专利摘要】本发明提供使用了适应于高折射率棱镜片的特性的可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。此侧光型背光装置为导光板、配置于导光板的一个端部的光源、以及在导光板的光射出面上依次具有的光扩散性片和棱镜片形成的侧光型背光装置，其中，棱镜片的折射率超过1.60，在平行于导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30～45°及-30～-45°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角度范围向着相对于法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
【专利说明】侧光型背光装置及光扩散性构件
【技术领域】
[0001]本发明关于一般用于液晶显示设备等的侧光型背光装置，与现有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。
现有技术
[0002]近年来，彩色液晶显示设备被应用于笔记本电脑、台式计算机、平板终端、智能型手机、移动电话、PDA、汽车导航装置、PND、游戏机、便携音乐播放器等各个领域。该彩色液晶显示设备具备液晶单元与背光，作为该背光的结构，已知有透过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方式的结构。
[0003]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，于平板终端、智能型手机、移动电话等领域，更高精度的影像已在可视觉确认的环境下。为了使这样的高精度影像可以视觉确认，液晶显示设备所具备的液晶单元的液晶像素有越来越小的倾向，使用该液晶像素的话，与现有相比，来自光源的光的透射率会剧烈降低，而变成缺乏正面亮度的装置。
[0005]为了改善相关的正面亮度的降低，已进行了光学构件的改良(专利文献2)。例如在专利文献2，通过棱镜片采用比现有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及0034段)
[0009]专利文献2:日本特表2008-503774号公报
【发明内容】
[0010]发明所欲解决的课题
[0011]在专利文献2公开了折射率高的棱镜片(以下，也有时称为“高折射率棱镜片”)以及使用其的显示器装置，但是关于与高折射率棱镜片组合的光扩散性片并没有具体的记载。关于高折射率棱镜片，其射入棱镜片的光射出的射出角特性与现有的棱镜片不同，所以单纯使用现有的光扩散性片者无法充分有效地利用高折射率棱镜片的该射出角特性，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了适应于高折射率棱镜片的特性的可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]本发明人，对于所述问题点进行了锐意研究的结果，发现把射入光扩散性片的光的射出光的射出光分布的峰值控制成特定范围，由此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的正面亮度及扩散性，从而完成本发明。
[0015]即，本发明的侧光型背光装置，为导光板、配置于所述导光板的一个端部的光源、以及在所述导光板的光射出面上依次具有的光扩散性片和棱镜片形成的侧光型背光装置，其特征在于，所述棱镜片的折射率超过1.60，在平行于导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°的角度范围内，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角度范围向着相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
[0016]此外，本发明的侧光型背光装置的特征在于，优选由所述法线方向起-40?40°的角度范围内的射出光的射出光量相对于法线方向的射出光的射出光量的变化率小于30%。
[0017]此外，本发明的侧光型背光装置的特征在于，优选光扩散性片为于透明树脂膜的一个面具有扩散层的片，所述扩散层含有粘结剂树脂及平均粒径5μπι以下的粒子，所述粒子的含有比例相对于所述粘结剂树脂100重量份为100?200重量份。
[0018]此外，本发明的侧光型背光装置的特征在于，优选光扩散性片为在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面具备背面涂层的片，所述背面涂层含有尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。
[0019]此外，本发明的光扩散性构件，为包含导光板及配置于所述导光板的一个端部的光源而构成的侧光型背光装置的、配置于所述导光板上的光扩散性构件，其特征在于，所述光扩散性构件包含棱镜片及光扩散性片，棱镜片的折射率超过1.60，在平行于所述导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°的角度范围内，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角度范围向着相对于法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明，可以提供比起现有的侧光型背光装置，在正面亮度及扩散性上更为优异的侧光型背光装置。
[0022]此外，本发明的侧光型背光装置可以效率极佳地提高正面亮度以及扩散性，所以有助于液晶显示设备的低耗电力化。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是显示在本发明使用的棱镜片的一实施方式的剖面扩大图。
[0024]图2是显示来自光扩散性片的射出光的射出例的图。
[0025]图3是模式显示本发明的侧光型背光装置的一实施方式的剖面图。
[0026]图4是补充本发明的评估方法的参考图。
【具体实施方式】
[0027]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，说明用于侧光型背光装置的光扩散性构件。
[0028]本发明的光扩散性构件包含高折射率的棱镜片与光扩散性片，于包含导光板、及配置于导光板的一个端部的光源而构成的侧光型背光装置中，于导光板上依次配置光扩散性片、棱镜片。
[0029]本发明的光扩散性构件的棱镜片的折射率超过1.60，在平行于配置有光源的导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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-30?-45°及30?45°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角度范围向着相对于法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
[0030]以下，说明构成光扩散性构件20的各要素、棱镜片与光扩散性片。
[0031]本发明的棱镜片使用折射率超过1.60者。一般的棱镜片的折射率为1.50?1.60左右，相对于此在本发明使用折射率比此更高者。通过如此般使用高折射率者，不仅可以使来自导光板的光有效率地往正面方向立起，而且通过与在本发明使用的光扩散性片组合，可以构成正面亮度及扩散性比现有更为优异的背光装置。
[0032]于一个方面，本发明的棱镜片为剖面近似三角形状的结构列多列并列构成。这些近似三角形状的结构列的顶角以在80?105°的范围内为优选。近似三角形状的结构列的形状可以是尖端为锐利的形状，也可以在结构列的前端部带有稍微的R者。于图1显示棱镜片的一例。
[0033]结构列的峰间的间距以在10?40 μ m的范围内为优选。此外，该结构列的峰高度以在5?20 μ m的范围内为优选。
[0034]作为本发明的棱镜片的构成，亦可由形成有近似三角形状的结构列的树脂层单层来构成，亦可以是形成有结构列的树脂层层叠于平坦的支撑体上而成者。
[0035]后者时，作为支撑体，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撑体使用者相同的支撑体。其中，拉伸加工、特别是二轴拉伸后的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在机械强度、尺寸稳定性上都很优异，因此可以适当地使用。这样的支撑体，优选使用被施以等离子处理、电晕放电处理、远紫外线照射处理、底涂易粘接层的形成等易粘接处理者。
[0036]此外，为了提高支撑体的折射率，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。
[0037]支撑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,优选为 50 ?300 μ m。
[0038]其次，剖面近似三角形状的结构列构成的树脂层，主要由高分子树脂来构成。做为高分子树脂，可以举出电离辐射线固化性树脂，热固化性树脂、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结剂树脂而列举者相同的材料。
[0039]本发明的棱镜片是折射率超过1.60者，作为树脂层单独的折射率(具有支撑体时，为除去支撑体的树脂层的折射率)优选超过1.60。此外，在不阻碍光学透明性的范围内，含有分散着与在所述支撑体中可以添加的无机纳米粒子同样的无机纳米粒子，从而调整至期望的折射率。此时，无机纳米粒子在树脂层全部组合物优选含有10重量％以下。
[0040]树脂层的厚度，在以树脂层单层形成本发明的棱镜片的场合，由该层可得充分的涂膜强度或平滑性的观点来看，优选为25?300 μ m。另一方面，把树脂层形成于支撑体上而成为棱镜片的场合，优选为I?10 μ m。另外，此处所说的树脂层的厚度，是指仅仅未形成有结构列的树脂部分的厚度(图1以符号P表示的部分)。
[0041]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期望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，2P法(Photo-Polymer法)、2T法(Thermal-Transformat1n法)或者印花加工法等转印赋形技术来形成。关于转印赋形技术，例如将构成如前所述的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互补的形状的模具内，将形状图案转印赋形之后，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，在使用支撑体的场合，对模具内填充高分子树脂等，于其上重叠支撑体之后，使该高分子树脂等固化，从模具剥离，而得到具备于支撑体上赋形有结构列的树脂层的棱镜片。另外，通过2Ρ法形成树脂层的结构列的场合，使用电离辐射线固化性树脂通过2Τ法或印花加工法形成树脂层的结构列的场合，使用热固化性树脂或热塑性树脂。
[0042]其次，说明与所述高折射率棱镜片组合的光扩散性片。现有的光扩散性片在组入包含导光板及光源的侧光型背光的场合，在平行于配置有光源的导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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存在于偏向小于-50°、或者超过50°的角度范围。把这样的现有的光扩散性片与使光立起于正面方向的效果高的高折射率棱镜片组合的场合，无法得到充分的正面亮度、扩散性。
[0043]相对于此，本发明的光扩散性片使所述面中射出光分布的峰值相对于光射出面的法线方向移动到-30?-45°及30?45°的角度范围内。此外，射出光随着从所述角度范围向着相对于光射出面的法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。通过使用这样的具备特有的射出角特性的光扩散性片，利用与所述高折射率棱镜片的光指向性的协同效果，可以在维持正面亮度的同时成为扩散性比现有更优异的背光装置。
[0044]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，通过光扩散性片12上的任意点r，于与光源11的长边方向A(光源为排列多个LED元件者时为其排列方向)平行且与光扩散性片12的光射出面正交的面C，由点r射出的光(射出光)会分散而相互具有夹角。此射出光的角度分布为射出光分布。图2(b)显示此剖面C，于图2(b)，以光扩散性片12的相对于光射出面的法线方向为基准(O度)，把法线方向与射出光的射出方向的夹角Θ作为射出角度。例如，由光源11侧来看剖面C时，往左侧射出的光的射出角度定义为往右侧射出的光的射出角度定义为“ + ”，由法线方向分别至光射出面为止为O?-90°或者O?90°。于本发明的光扩散性片,剖面C的射出光分布的峰值存在的角度范围(-30?-45°及30?45° )以图中斜线表示。
[0045]此处，为了方便，仅着眼于光扩散性片12的任意点r，规定通过点r的剖面C，说明该剖面的射出光的角度，但是射出光分布在光扩散性片12的各位置为同样的射出光分布。
[0046]此外，除了所述以外，本发明的光扩散性片由法线方向起-40?40°的角度范围内的射出光的射出光量相对于法线方向的射出光的射出光量的变化率小于30%。这是因为本发明的光扩散性片在包含0°的其两侧的角度范围内，射出光分布具有比较平坦的特性，所以可以使由高折射率棱镜片射出的射出光于接近正面方向的范围均匀地扩散。由此，可以确保正面亮度而且扩散性优良。变化率优选为小于15%。
[0047]其次，说明用于实现所述射出光分布(射出角特性)的光扩散性片的构成。本发明的光扩散性片具备包含粘结剂树脂及扩散剂的扩散层。光扩散性片可以为扩散层单独，亦可为在支撑体上层叠有扩散层的片。
[0048]作为扩散层的粘结剂树脂，可以举出电离辐射线固化性树脂，热固化性树脂、热塑性树脂等。
[0049]作为电离辐射线固化性树脂，可以使用能够通过电离辐射线(紫外线或者电子射线)的照射而产生交联固化的光聚合性预聚物，作为此光聚合性预聚物，优选使用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维网目结构的丙烯酸系预聚物。作为此丙烯酸系预聚物，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，为了更为提高交联固化性并提高透镜层的硬度，优选加入光聚合性单体。
[0050]作为光聚合性单体，可使用丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸丁氧基乙基酯等单官能丙烯酸单体，1，6-己烷二醇二丙烯酸酯，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，羟基新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]所述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场合，优选还使用光聚合引发剂或光聚合促进剂等添加剂。
[0052]作为光聚合引发剂，可举出:苯乙酮、二苯甲酮、米氏酮、苯偶姻、联苯酰二甲基缩酮、苯甲酰基苯甲酸酯、α-酰肟酯、噻吨酮类等。
[0053]此外，光聚合促进剂，为可以减轻固化时的空气导致的聚合障碍而加快固化速度者，例如可以举出P-二甲氨基苯甲酸异戊酯、P-二甲氨基苯甲酸乙酯等。
[0054]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、三聚氰胺系树脂、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。这些可单独使用，但为了更为提高交联性、交联固化涂膜的硬度，以添加固化剂为优选。
[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适合的树脂而适当地使用。
[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、改性聚亚苯基醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙~■醇酷、讽系树脂、酸亚胺系树脂、氣系树脂、本乙稀系树脂、丙稀Ife系树脂、氣乙稀系树月旨、乙酸乙烯酯系树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚合物系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、尼龙系树脂、橡胶系树脂、聚乙烯基醚、聚乙烯基醇、聚乙烯基丁缩醛、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙二醇等。
[0057]另外，这些热固化性树脂或热塑性树脂中，由作为树脂层时的涂膜强度、或者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化性树脂或热塑性树脂。此外，这些热固化性树脂或热塑性树脂可以分别把热固化性树脂彼此、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、尼龙树月旨、聚苯代胍胺树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂等树脂粒子。这些之中，由提高亮度性能的观点来看，优选使用树脂粒子，特别优选使用丙烯酸树脂所形成的树脂粒子。这些粒子不仅可以使用I种，也可以组合多种而使用。另外，此处所说的“无机粒子”与所述“无机纳米粒子”在平均粒径上有所不同。
[0059]粒子的大小以平均粒径I?10 μ m者为优选，特别优选平均粒径I?5 μ m者。如此，通过在扩散层中含有平均粒径较低的粒子，更容易发挥本发明的光扩散性片的必须性能即特有的射出角特性。
[0060]此外，粒子的形状没有特别限定，但以球状粒子为优选。粒子的粒径分布的变动系数由容易得到本发明的光扩散性片的所述期望的射出角特性的观点来看，以5?55%左右为优选，以10?30%为更优选。另外，所述粒子的平均粒径、粒径分布的变动系数是通过Coulter-counter法(重量分布)来测定的。
[0061]粒子相对于粘结剂树脂的含有比率，由发挥必要的扩散性、且容易得到所述期望的射出角特性的观点来看，以相对于粘结剂树脂100重量份含有100?200重量份为优选。由进一步提高扩散性的观点来看，作为下限以含有125?200重量份为更优选。
[0062]于扩散层中，除了所述粘结剂树脂、粒子以外，亦可添加流平剂(levelingagent)、消泡剂等表面活性剂，防氧化剂、紫外线吸收剂等添加剂。
[0063]扩散层的厚度，在以扩散层单独构成本发明的光扩散性片的场合，以10?500 μ m为优选，以10?250 μ m为更优选。通过使厚度为10 μ m以上，能够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成为良好。此外，于支撑体上形成扩散层的场合，由在发挥光扩散性能的同时容易得到本发明期望的射出角特性的观点来看，以5?60 μ m为优选，7?30 μ m为更优选。另外，扩散层的厚度是指由扩散层的凹凸面的凸部的前端起直到与凹凸面相反的面的表面为止的厚度。
[0064]本发明的光扩散性片具有支撑体的场合，支撑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、三醋酸纤维素、丙烯酸类树月旨、聚氯乙烯、降冰片烯化合物等。其中，拉伸加工、特别是二轴拉伸加工后的聚对苯二酸乙二醇酯(PET)片在机械强度、尺寸稳定性上优异，所以优选。此外，为了提高与扩散层的粘接性，而适合使用在表面施以电晕放电处理、或者设以易粘接层者。另外，支撑体的厚度通常以10?400 μ m左右为优选。
[0065]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而施以消光处理，或者为了提高透光率而施以防反射处理。进而，可以通过如下所述的涂布干燥方法来设置背涂层或防静电层或粘合层。
[0066]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往对向的构件造成损伤的性能、扩散性。这样的背涂层为于表面具有凹凸形状者，例如通过包含粘结剂树脂及粒子等来构成。粘结剂树脂及粒子可以使用与在所述的光扩散性片的扩散层中使用的粘结剂树脂及粒子相同的材料，优选根据要对背涂层赋予的功能来使用适当的材料、适当的量。
[0067]在扩散层列举的粒子中，尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子由以下的观点来看是优选的。
[0068]背涂层中使用尼龙树脂粒子的场合，背光装置使用时光扩散性片密合于导光板，可以防止该构件彼此摩擦产生的导光板的磨耗损伤。
[0069]于背涂层中使用硅酮树脂粒子的场合，可以有效果地防止以手指等加压背光装置时光扩散性片与导光板密合而引起的导光板的伤痕。硅酮树脂粒子特别优选由硅酮橡胶所形成的球状芯部通过硅酮树脂膜覆盖的双重结构。
[0070]另外，这些树脂粒子不仅可单独使用，亦可适当组合使用。
[0071]尼龙树脂粒子与硅酮树脂粒子的平均粒径以I?10 μ m为优选。
[0072]背涂层中粒子相对于粘结剂树脂的含有比率随着要求的性能而不同，不能一概而论，但由防止与其他构件的密合的观点来看，相对于100重量份粘结剂树脂以粒子0.1?2重量份为优选。
[0073]特别是由防止所述导光板密合时的磨耗损伤的观点来看，作为粘结剂树脂，使用玻璃化转变温度Tg为15?100°C的热固化型树脂，特别优选相对于该热固化型树脂100重量份含有0.5?2重量份的尼龙树脂小珠。
[0074]此外，从防止所述加压时的损伤的观点来看，相对于该热固化型树脂100重量份，特别优选含有硅酮树脂粒子0.1?2重量份。
[0075]背涂层的厚度以I?6μπι为优选。此外，根据需要可以适当含有分散剂、防静电齐U、流平剂等添加剂。
[0076]此外，于背涂层，如前所述，除了密合防止性以外亦可赋予扩散性。此时，扩散性背涂层的雾度，由维持正面亮度而且提高光扩散性的观点来看，以成为比扩散层的雾度更低者为优选。具体而言，雾度为50%?70%左右为优选。此外，关于扩散性背涂层中粘结剂树脂与粒子的含有比率，由防止正面亮度下降的观点来看，使扩散层中粒子的比率比粘结剂树脂与粒子的含有比率更低是优选的。
[0077]本发明的光扩散性片可以通过把所述粘结剂树脂、粒子等材料溶解于适当溶剂的扩散层用涂布液、根据需要而设的背涂层用涂布液等以现有习知的方法例如棒状涂布器、叶片涂布器、旋转涂布器、辊式涂料器、凹版涂布器、流动涂布器、模缝涂布器、喷雾涂布器、网版印刷等涂布于支撑体上，进行干燥而制作。此外，由把扩散层形成于支撑体上的片剥离除去该支撑体，由此也可以得到扩散层单独所形成的光扩散性片。
[0078]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、及配置于导光板的一个端部的光源。进而如前所述，于导光板的光射出面上依次包含光扩散性片和棱镜片而构成。光扩散性片与棱镜片所构成的光扩散性构件为所述本发明的光扩散性构件。
[0079]以下，参照【专利附图】
【附图说明】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实施方式。此背光装置主要的构成为具备:导光板10，配置于其一个端部的光源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由光扩散性片12及棱镜片13所构成。另外，在图3中，光扩散性片12及棱镜片13显示出分别仅使用I片的场合，但是也可以多片重叠使用。
[0080]导光板10为以至少一个侧面为光射入面，与此近似正交的一个面为光射出面的方式成形的近似平板状构成，主要由选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、非晶质烯烃系树脂等高透明的树脂的基质树脂形成。可以根据需要而添加与基质树脂不同折射率的树脂粒子。导光板的各面不是一样的平面而为复杂的表面形状亦可，设置点状图案等扩散印刷亦可。
[0081]光源11配置于导光板10的至少一个端部，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字形等。于这样的光源中，使用LED光源、特别是亮度为1000?2000mcd左右的高亮度LED光源时，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与光扩散性片，即使是这样的情况也可以达成优异的正面亮度及光扩散性的平衡。
[0082]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，因应目的不同还可具备反射板、偏振膜、电磁波遮蔽膜等。
[0083]实施例
[0084]以下，通过实施例进而说明本发明。另外，“份”、在没有特别说明时为重量基准。
[0085]1.光扩散性片的制作
[0086]〔实施例1〕
[0087]混合搅拌下列处方的扩散层用涂布液后，在厚度25 μ m的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Lumirror T60:Toray公司制造)所形成的支撑体上，以干燥后的厚度成为7 μ m的方式通过棒涂布法进行涂布，干燥而形成扩散层。接着，在该支撑体的与形成有扩散层的面相反的一面把下列处方的背涂层用涂布液以干燥后的厚度成为4μ m的方式通过棒涂布法进行涂布，干燥而形成背涂层，得到实施例1的光扩散性片。
[0088]<实施例1的扩散层用涂布液>
[0089].丙烯酸多元醇10份
[0090](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0091]?异氰酸酯系固化剂2份
[0092](Takenate DllON:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0093]?聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子10份
[0094](平均粒径2μ m，变动系数20 % )
[0095].稀释溶剂30份
[0096]<实施例1的背涂层用涂布液>
[0097].丙烯酸多元醇10份
[0098](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0099]?异氰酸酯系固化剂2份
[0100](Takenate (商标)Dl 1N:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0101]?尼龙树脂粒子0.1份
[0102](Kanntsu-parl (力' ^ ” ,x 一 ) GPA-55O:Kanntsu (劳、y 'y、化成公司，平均粒径
5μ m)
[0103]?稀释溶剂38份
[0104]〔实施例2〕
[0105]实施例1的背涂层用涂布液中，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。
[0106]〔实施例3〕
[0107]实施例1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 KMR-3TA:综研化学公司制造,平均粒径3 μ m,变动系数30% )以外，与实施例1同样进行，得到实施例3的光扩散性片。
[0108]〔比较例I〕
[0109]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1ym的方式来形成以外，与实施例1同样进行，得到比较例I的光扩散性片。
[0110]<比较例I的扩散层用涂布液>
[0111]?丙烯酸多元醇10份
[0112](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0113]?异氰酸酯系固化剂2份
[0114](Takenate DllON:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0115].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子7份
[0116](平均粒径8μ m，变动系数20% )
[0117]?稀释溶剂32份
[0118]〔比较例2〕
[0119]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7μπι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。
[0120]<比较例2的扩散层用涂布液>
[0121]?丙烯酸多元醇10份
[0122](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0123]?异氰酸酯系固化剂2份
[0124](Takenate DllON:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0125].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子5份
[0126](Chemisnow KMR-3TA:综研化学公司制造，平均粒径3 μ m，变动系数30% )
[0127]?稀释溶剂25份
[0128]2.评价
[0129](I)光扩散性片(不含棱镜片)的射出角特性
[0130]将实施例1?3及比较例I?2的光扩散性片，于4寸的侧光型背光装置(内藏亮度1300mcd的LED光源8灯，厚度0.5mm的聚碳酸酯制的导光板)中，以使该光扩散性片的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?3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。一并于表I显示射出角度分别在-90?0°间、及O?90°间的各片的最高照射量的射出角度，以及由法线方向起-40?40°的角度范围中射出光的射出光量相对于所述法线方向的射出光的射出光量的最大变化率。
[0131]〔表I〕
[0132]
【权利要求】
1.一种侧光型背光装置，其为导光板、配置于所述导光板的一个端部的光源、以及在所述导光板的光射出面上依次具有的光扩散性片和棱镜片形成的侧光型背光装置，其特征在于， 所述棱镜片的折射率超过1.60， 在平行于所述导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°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角度范围向着相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
2.如权利要求1所述的侧光型背光装置，其中， 由所述法线方向起-40?40°的角度范围内的射出光的射出光量相对于所述法线方向的射出光的射出光量的变化率小于30%。
3.如权利要求1或2所述的侧光型背光装置，其中， 所述光扩散性片为于透明树脂膜的一个面具有扩散层的片， 所述扩散层含有粘结剂树脂及平均粒径5 μ m以下的粒子，所述粒子的含有比例相对于所述粘结剂树脂100重量份为100?200重量份。
4.如权利要求1?3中任一项所述的侧光型背光装置,其中， 所述光扩散性片为在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面具备背面涂层的片， 所述背面涂层含有尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。
5.一种光扩散性构件，其为包含导光板及配置于所述导光板的一个端部的光源而构成的侧光型背光装置的、配置于所述导光板上的光扩散性构件，其特征在于， 所述光扩散性构件包含棱镜片及光扩散性片， 所述棱镜片的折射率超过1.60， 在平行于所述导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°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角度范围向着相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
【文档编号】F21Y101/02GK104204868SQ201380018125
【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
【专利摘要】本发明提供使用了适应于高折射率棱镜片的特性的可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。此侧光型背光装置为导光板、配置于导光板的一个端部的光源、以及在导光板的光射出面上依次具有的光扩散性片和棱镜片形成的侧光型背光装置，其中，棱镜片的折射率超过1.60，在平行于导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30～45°及-30～-45°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角度范围向着相对于法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
【专利说明】侧光型背光装置及光扩散性构件
【技术领域】
[0001]本发明关于一般用于液晶显示设备等的侧光型背光装置，与现有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。
现有技术
[0002]近年来，彩色液晶显示设备被应用于笔记本电脑、台式计算机、平板终端、智能型手机、移动电话、PDA、汽车导航装置、PND、游戏机、便携音乐播放器等各个领域。该彩色液晶显示设备具备液晶单元与背光，作为该背光的结构，已知有透过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方式的结构。
[0003]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，于平板终端、智能型手机、移动电话等领域，更高精度的影像已在可视觉确认的环境下。为了使这样的高精度影像可以视觉确认，液晶显示设备所具备的液晶单元的液晶像素有越来越小的倾向，使用该液晶像素的话，与现有相比，来自光源的光的透射率会剧烈降低，而变成缺乏正面亮度的装置。
[0005]为了改善相关的正面亮度的降低，已进行了光学构件的改良(专利文献2)。例如在专利文献2，通过棱镜片采用比现有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及0034段)
[0009]专利文献2:日本特表2008-503774号公报
【发明内容】
[0010]发明所欲解决的课题
[0011]在专利文献2公开了折射率高的棱镜片(以下，也有时称为“高折射率棱镜片”)以及使用其的显示器装置，但是关于与高折射率棱镜片组合的光扩散性片并没有具体的记载。关于高折射率棱镜片，其射入棱镜片的光射出的射出角特性与现有的棱镜片不同，所以单纯使用现有的光扩散性片者无法充分有效地利用高折射率棱镜片的该射出角特性，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了适应于高折射率棱镜片的特性的可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]本发明人，对于所述问题点进行了锐意研究的结果，发现把射入光扩散性片的光的射出光的射出光分布的峰值控制成特定范围，由此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的正面亮度及扩散性，从而完成本发明。
[0015]即，本发明的侧光型背光装置，为导光板、配置于所述导光板的一个端部的光源、以及在所述导光板的光射出面上依次具有的光扩散性片和棱镜片形成的侧光型背光装置，其特征在于，所述棱镜片的折射率超过1.60，在平行于导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°的角度范围内，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角度范围向着相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
[0016]此外，本发明的侧光型背光装置的特征在于，优选由所述法线方向起-40?40°的角度范围内的射出光的射出光量相对于法线方向的射出光的射出光量的变化率小于30%。
[0017]此外，本发明的侧光型背光装置的特征在于，优选光扩散性片为于透明树脂膜的一个面具有扩散层的片，所述扩散层含有粘结剂树脂及平均粒径5μπι以下的粒子，所述粒子的含有比例相对于所述粘结剂树脂100重量份为100?200重量份。
[0018]此外，本发明的侧光型背光装置的特征在于，优选光扩散性片为在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面具备背面涂层的片，所述背面涂层含有尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。
[0019]此外，本发明的光扩散性构件，为包含导光板及配置于所述导光板的一个端部的光源而构成的侧光型背光装置的、配置于所述导光板上的光扩散性构件，其特征在于，所述光扩散性构件包含棱镜片及光扩散性片，棱镜片的折射率超过1.60，在平行于所述导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°的角度范围内，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角度范围向着相对于法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明，可以提供比起现有的侧光型背光装置，在正面亮度及扩散性上更为优异的侧光型背光装置。
[0022]此外，本发明的侧光型背光装置可以效率极佳地提高正面亮度以及扩散性，所以有助于液晶显示设备的低耗电力化。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是显示在本发明使用的棱镜片的一实施方式的剖面扩大图。
[0024]图2是显示来自光扩散性片的射出光的射出例的图。
[0025]图3是模式显示本发明的侧光型背光装置的一实施方式的剖面图。
[0026]图4是补充本发明的评估方法的参考图。
【具体实施方式】
[0027]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，说明用于侧光型背光装置的光扩散性构件。
[0028]本发明的光扩散性构件包含高折射率的棱镜片与光扩散性片，于包含导光板、及配置于导光板的一个端部的光源而构成的侧光型背光装置中，于导光板上依次配置光扩散性片、棱镜片。
[0029]本发明的光扩散性构件的棱镜片的折射率超过1.60，在平行于配置有光源的导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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-30?-45°及30?45°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角度范围向着相对于法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
[0030]以下，说明构成光扩散性构件20的各要素、棱镜片与光扩散性片。
[0031]本发明的棱镜片使用折射率超过1.60者。一般的棱镜片的折射率为1.50?1.60左右，相对于此在本发明使用折射率比此更高者。通过如此般使用高折射率者，不仅可以使来自导光板的光有效率地往正面方向立起，而且通过与在本发明使用的光扩散性片组合，可以构成正面亮度及扩散性比现有更为优异的背光装置。
[0032]于一个方面，本发明的棱镜片为剖面近似三角形状的结构列多列并列构成。这些近似三角形状的结构列的顶角以在80?105°的范围内为优选。近似三角形状的结构列的形状可以是尖端为锐利的形状，也可以在结构列的前端部带有稍微的R者。于图1显示棱镜片的一例。
[0033]结构列的峰间的间距以在10?40 μ m的范围内为优选。此外，该结构列的峰高度以在5?20 μ m的范围内为优选。
[0034]作为本发明的棱镜片的构成，亦可由形成有近似三角形状的结构列的树脂层单层来构成，亦可以是形成有结构列的树脂层层叠于平坦的支撑体上而成者。
[0035]后者时，作为支撑体，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撑体使用者相同的支撑体。其中，拉伸加工、特别是二轴拉伸后的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在机械强度、尺寸稳定性上都很优异，因此可以适当地使用。这样的支撑体，优选使用被施以等离子处理、电晕放电处理、远紫外线照射处理、底涂易粘接层的形成等易粘接处理者。
[0036]此外，为了提高支撑体的折射率，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。
[0037]支撑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,优选为 50 ?300 μ m。
[0038]其次，剖面近似三角形状的结构列构成的树脂层，主要由高分子树脂来构成。做为高分子树脂，可以举出电离辐射线固化性树脂，热固化性树脂、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结剂树脂而列举者相同的材料。
[0039]本发明的棱镜片是折射率超过1.60者，作为树脂层单独的折射率(具有支撑体时，为除去支撑体的树脂层的折射率)优选超过1.60。此外，在不阻碍光学透明性的范围内，含有分散着与在所述支撑体中可以添加的无机纳米粒子同样的无机纳米粒子，从而调整至期望的折射率。此时，无机纳米粒子在树脂层全部组合物优选含有10重量％以下。
[0040]树脂层的厚度，在以树脂层单层形成本发明的棱镜片的场合，由该层可得充分的涂膜强度或平滑性的观点来看，优选为25?300 μ m。另一方面，把树脂层形成于支撑体上而成为棱镜片的场合，优选为I?10 μ m。另外，此处所说的树脂层的厚度，是指仅仅未形成有结构列的树脂部分的厚度(图1以符号P表示的部分)。
[0041]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期望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，2P法(Photo-Polymer法)、2T法(Thermal-Transformat1n法)或者印花加工法等转印赋形技术来形成。关于转印赋形技术，例如将构成如前所述的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互补的形状的模具内，将形状图案转印赋形之后，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，在使用支撑体的场合，对模具内填充高分子树脂等，于其上重叠支撑体之后，使该高分子树脂等固化，从模具剥离，而得到具备于支撑体上赋形有结构列的树脂层的棱镜片。另外，通过2Ρ法形成树脂层的结构列的场合，使用电离辐射线固化性树脂通过2Τ法或印花加工法形成树脂层的结构列的场合，使用热固化性树脂或热塑性树脂。
[0042]其次，说明与所述高折射率棱镜片组合的光扩散性片。现有的光扩散性片在组入包含导光板及光源的侧光型背光的场合，在平行于配置有光源的导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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存在于偏向小于-50°、或者超过50°的角度范围。把这样的现有的光扩散性片与使光立起于正面方向的效果高的高折射率棱镜片组合的场合，无法得到充分的正面亮度、扩散性。
[0043]相对于此，本发明的光扩散性片使所述面中射出光分布的峰值相对于光射出面的法线方向移动到-30?-45°及30?45°的角度范围内。此外，射出光随着从所述角度范围向着相对于光射出面的法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。通过使用这样的具备特有的射出角特性的光扩散性片，利用与所述高折射率棱镜片的光指向性的协同效果，可以在维持正面亮度的同时成为扩散性比现有更优异的背光装置。
[0044]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，通过光扩散性片12上的任意点r，于与光源11的长边方向A(光源为排列多个LED元件者时为其排列方向)平行且与光扩散性片12的光射出面正交的面C，由点r射出的光(射出光)会分散而相互具有夹角。此射出光的角度分布为射出光分布。图2(b)显示此剖面C，于图2(b)，以光扩散性片12的相对于光射出面的法线方向为基准(O度)，把法线方向与射出光的射出方向的夹角Θ作为射出角度。例如，由光源11侧来看剖面C时，往左侧射出的光的射出角度定义为往右侧射出的光的射出角度定义为“ + ”，由法线方向分别至光射出面为止为O?-90°或者O?90°。于本发明的光扩散性片,剖面C的射出光分布的峰值存在的角度范围(-30?-45°及30?45° )以图中斜线表示。
[0045]此处，为了方便，仅着眼于光扩散性片12的任意点r，规定通过点r的剖面C，说明该剖面的射出光的角度，但是射出光分布在光扩散性片12的各位置为同样的射出光分布。
[0046]此外，除了所述以外，本发明的光扩散性片由法线方向起-40?40°的角度范围内的射出光的射出光量相对于法线方向的射出光的射出光量的变化率小于30%。这是因为本发明的光扩散性片在包含0°的其两侧的角度范围内，射出光分布具有比较平坦的特性，所以可以使由高折射率棱镜片射出的射出光于接近正面方向的范围均匀地扩散。由此，可以确保正面亮度而且扩散性优良。变化率优选为小于15%。
[0047]其次，说明用于实现所述射出光分布(射出角特性)的光扩散性片的构成。本发明的光扩散性片具备包含粘结剂树脂及扩散剂的扩散层。光扩散性片可以为扩散层单独，亦可为在支撑体上层叠有扩散层的片。
[0048]作为扩散层的粘结剂树脂，可以举出电离辐射线固化性树脂，热固化性树脂、热塑性树脂等。
[0049]作为电离辐射线固化性树脂，可以使用能够通过电离辐射线(紫外线或者电子射线)的照射而产生交联固化的光聚合性预聚物，作为此光聚合性预聚物，优选使用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维网目结构的丙烯酸系预聚物。作为此丙烯酸系预聚物，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，为了更为提高交联固化性并提高透镜层的硬度，优选加入光聚合性单体。
[0050]作为光聚合性单体，可使用丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸丁氧基乙基酯等单官能丙烯酸单体，1，6-己烷二醇二丙烯酸酯，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，羟基新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]所述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场合，优选还使用光聚合引发剂或光聚合促进剂等添加剂。
[0052]作为光聚合引发剂，可举出:苯乙酮、二苯甲酮、米氏酮、苯偶姻、联苯酰二甲基缩酮、苯甲酰基苯甲酸酯、α-酰肟酯、噻吨酮类等。
[0053]此外，光聚合促进剂，为可以减轻固化时的空气导致的聚合障碍而加快固化速度者，例如可以举出P-二甲氨基苯甲酸异戊酯、P-二甲氨基苯甲酸乙酯等。
[0054]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、三聚氰胺系树脂、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。这些可单独使用，但为了更为提高交联性、交联固化涂膜的硬度，以添加固化剂为优选。
[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适合的树脂而适当地使用。
[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、改性聚亚苯基醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙~■醇酷、讽系树脂、酸亚胺系树脂、氣系树脂、本乙稀系树脂、丙稀Ife系树脂、氣乙稀系树月旨、乙酸乙烯酯系树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚合物系树脂、聚酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、尼龙系树脂、橡胶系树脂、聚乙烯基醚、聚乙烯基醇、聚乙烯基丁缩醛、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙二醇等。
[0057]另外，这些热固化性树脂或热塑性树脂中，由作为树脂层时的涂膜强度、或者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化性树脂或热塑性树脂。此外，这些热固化性树脂或热塑性树脂可以分别把热固化性树脂彼此、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、尼龙树月旨、聚苯代胍胺树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂等树脂粒子。这些之中，由提高亮度性能的观点来看，优选使用树脂粒子，特别优选使用丙烯酸树脂所形成的树脂粒子。这些粒子不仅可以使用I种，也可以组合多种而使用。另外，此处所说的“无机粒子”与所述“无机纳米粒子”在平均粒径上有所不同。
[0059]粒子的大小以平均粒径I?10 μ m者为优选，特别优选平均粒径I?5 μ m者。如此，通过在扩散层中含有平均粒径较低的粒子，更容易发挥本发明的光扩散性片的必须性能即特有的射出角特性。
[0060]此外，粒子的形状没有特别限定，但以球状粒子为优选。粒子的粒径分布的变动系数由容易得到本发明的光扩散性片的所述期望的射出角特性的观点来看，以5?55%左右为优选，以10?30%为更优选。另外，所述粒子的平均粒径、粒径分布的变动系数是通过Coulter-counter法(重量分布)来测定的。
[0061]粒子相对于粘结剂树脂的含有比率，由发挥必要的扩散性、且容易得到所述期望的射出角特性的观点来看，以相对于粘结剂树脂100重量份含有100?200重量份为优选。由进一步提高扩散性的观点来看，作为下限以含有125?200重量份为更优选。
[0062]于扩散层中，除了所述粘结剂树脂、粒子以外，亦可添加流平剂(levelingagent)、消泡剂等表面活性剂，防氧化剂、紫外线吸收剂等添加剂。
[0063]扩散层的厚度，在以扩散层单独构成本发明的光扩散性片的场合，以10?500 μ m为优选，以10?250 μ m为更优选。通过使厚度为10 μ m以上，能够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成为良好。此外，于支撑体上形成扩散层的场合，由在发挥光扩散性能的同时容易得到本发明期望的射出角特性的观点来看，以5?60 μ m为优选，7?30 μ m为更优选。另外，扩散层的厚度是指由扩散层的凹凸面的凸部的前端起直到与凹凸面相反的面的表面为止的厚度。
[0064]本发明的光扩散性片具有支撑体的场合，支撑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、三醋酸纤维素、丙烯酸类树月旨、聚氯乙烯、降冰片烯化合物等。其中，拉伸加工、特别是二轴拉伸加工后的聚对苯二酸乙二醇酯(PET)片在机械强度、尺寸稳定性上优异，所以优选。此外，为了提高与扩散层的粘接性，而适合使用在表面施以电晕放电处理、或者设以易粘接层者。另外，支撑体的厚度通常以10?400 μ m左右为优选。
[0065]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而施以消光处理，或者为了提高透光率而施以防反射处理。进而，可以通过如下所述的涂布干燥方法来设置背涂层或防静电层或粘合层。
[0066]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往对向的构件造成损伤的性能、扩散性。这样的背涂层为于表面具有凹凸形状者，例如通过包含粘结剂树脂及粒子等来构成。粘结剂树脂及粒子可以使用与在所述的光扩散性片的扩散层中使用的粘结剂树脂及粒子相同的材料，优选根据要对背涂层赋予的功能来使用适当的材料、适当的量。
[0067]在扩散层列举的粒子中，尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子由以下的观点来看是优选的。
[0068]背涂层中使用尼龙树脂粒子的场合，背光装置使用时光扩散性片密合于导光板，可以防止该构件彼此摩擦产生的导光板的磨耗损伤。
[0069]于背涂层中使用硅酮树脂粒子的场合，可以有效果地防止以手指等加压背光装置时光扩散性片与导光板密合而引起的导光板的伤痕。硅酮树脂粒子特别优选由硅酮橡胶所形成的球状芯部通过硅酮树脂膜覆盖的双重结构。
[0070]另外，这些树脂粒子不仅可单独使用，亦可适当组合使用。
[0071]尼龙树脂粒子与硅酮树脂粒子的平均粒径以I?10 μ m为优选。
[0072]背涂层中粒子相对于粘结剂树脂的含有比率随着要求的性能而不同，不能一概而论，但由防止与其他构件的密合的观点来看，相对于100重量份粘结剂树脂以粒子0.1?2重量份为优选。
[0073]特别是由防止所述导光板密合时的磨耗损伤的观点来看，作为粘结剂树脂，使用玻璃化转变温度Tg为15?100°C的热固化型树脂，特别优选相对于该热固化型树脂100重量份含有0.5?2重量份的尼龙树脂小珠。
[0074]此外，从防止所述加压时的损伤的观点来看，相对于该热固化型树脂100重量份，特别优选含有硅酮树脂粒子0.1?2重量份。
[0075]背涂层的厚度以I?6μπι为优选。此外，根据需要可以适当含有分散剂、防静电齐U、流平剂等添加剂。
[0076]此外，于背涂层，如前所述，除了密合防止性以外亦可赋予扩散性。此时，扩散性背涂层的雾度，由维持正面亮度而且提高光扩散性的观点来看，以成为比扩散层的雾度更低者为优选。具体而言，雾度为50%?70%左右为优选。此外，关于扩散性背涂层中粘结剂树脂与粒子的含有比率，由防止正面亮度下降的观点来看，使扩散层中粒子的比率比粘结剂树脂与粒子的含有比率更低是优选的。
[0077]本发明的光扩散性片可以通过把所述粘结剂树脂、粒子等材料溶解于适当溶剂的扩散层用涂布液、根据需要而设的背涂层用涂布液等以现有习知的方法例如棒状涂布器、叶片涂布器、旋转涂布器、辊式涂料器、凹版涂布器、流动涂布器、模缝涂布器、喷雾涂布器、网版印刷等涂布于支撑体上，进行干燥而制作。此外，由把扩散层形成于支撑体上的片剥离除去该支撑体，由此也可以得到扩散层单独所形成的光扩散性片。
[0078]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、及配置于导光板的一个端部的光源。进而如前所述，于导光板的光射出面上依次包含光扩散性片和棱镜片而构成。光扩散性片与棱镜片所构成的光扩散性构件为所述本发明的光扩散性构件。
[0079]以下，参照【专利附图】
【附图说明】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实施方式。此背光装置主要的构成为具备:导光板10，配置于其一个端部的光源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由光扩散性片12及棱镜片13所构成。另外，在图3中，光扩散性片12及棱镜片13显示出分别仅使用I片的场合，但是也可以多片重叠使用。
[0080]导光板10为以至少一个侧面为光射入面，与此近似正交的一个面为光射出面的方式成形的近似平板状构成，主要由选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、非晶质烯烃系树脂等高透明的树脂的基质树脂形成。可以根据需要而添加与基质树脂不同折射率的树脂粒子。导光板的各面不是一样的平面而为复杂的表面形状亦可，设置点状图案等扩散印刷亦可。
[0081]光源11配置于导光板10的至少一个端部，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字形等。于这样的光源中，使用LED光源、特别是亮度为1000?2000mcd左右的高亮度LED光源时，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与光扩散性片，即使是这样的情况也可以达成优异的正面亮度及光扩散性的平衡。
[0082]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，因应目的不同还可具备反射板、偏振膜、电磁波遮蔽膜等。
[0083]实施例
[0084]以下，通过实施例进而说明本发明。另外，“份”、在没有特别说明时为重量基准。
[0085]1.光扩散性片的制作
[0086]〔实施例1〕
[0087]混合搅拌下列处方的扩散层用涂布液后，在厚度25 μ m的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Lumirror T60:Toray公司制造)所形成的支撑体上，以干燥后的厚度成为7 μ m的方式通过棒涂布法进行涂布，干燥而形成扩散层。接着，在该支撑体的与形成有扩散层的面相反的一面把下列处方的背涂层用涂布液以干燥后的厚度成为4μ m的方式通过棒涂布法进行涂布，干燥而形成背涂层，得到实施例1的光扩散性片。
[0088]<实施例1的扩散层用涂布液>
[0089].丙烯酸多元醇10份
[0090](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0091]?异氰酸酯系固化剂2份
[0092](Takenate DllON:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0093]?聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子10份
[0094](平均粒径2μ m，变动系数20 % )
[0095].稀释溶剂30份
[0096]<实施例1的背涂层用涂布液>
[0097].丙烯酸多元醇10份
[0098](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0099]?异氰酸酯系固化剂2份
[0100](Takenate (商标)Dl 1N:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0101]?尼龙树脂粒子0.1份
[0102](Kanntsu-parl (力' ^ ” ,x 一 ) GPA-55O:Kanntsu (劳、y 'y、化成公司，平均粒径
5μ m)
[0103]?稀释溶剂38份
[0104]〔实施例2〕
[0105]实施例1的背涂层用涂布液中，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。
[0106]〔实施例3〕
[0107]实施例1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 KMR-3TA:综研化学公司制造,平均粒径3 μ m,变动系数30% )以外，与实施例1同样进行，得到实施例3的光扩散性片。
[0108]〔比较例I〕
[0109]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1ym的方式来形成以外，与实施例1同样进行，得到比较例I的光扩散性片。
[0110]<比较例I的扩散层用涂布液>
[0111]?丙烯酸多元醇10份
[0112](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0113]?异氰酸酯系固化剂2份
[0114](Takenate DllON:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0115].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子7份
[0116](平均粒径8μ m，变动系数20% )
[0117]?稀释溶剂32份
[0118]〔比较例2〕
[0119]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7μπι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。
[0120]<比较例2的扩散层用涂布液>
[0121]?丙烯酸多元醇10份
[0122](Acrydic A-807:DIC 公司制造，固形成份 50% )
[0123]?异氰酸酯系固化剂2份
[0124](Takenate DllON:三井化学公司制造，固形成份60% )
[0125].聚甲基丙烯酸甲酯正球状粒子5份
[0126](Chemisnow KMR-3TA:综研化学公司制造，平均粒径3 μ m，变动系数30% )
[0127]?稀释溶剂25份
[0128]2.评价
[0129](I)光扩散性片(不含棱镜片)的射出角特性
[0130]将实施例1?3及比较例I?2的光扩散性片，于4寸的侧光型背光装置(内藏亮度1300mcd的LED光源8灯，厚度0.5mm的聚碳酸酯制的导光板)中，以使该光扩散性片的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?3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。一并于表I显示射出角度分别在-90?0°间、及O?90°间的各片的最高照射量的射出角度，以及由法线方向起-40?40°的角度范围中射出光的射出光量相对于所述法线方向的射出光的射出光量的最大变化率。
[0131]〔表I〕
[0132]
【权利要求】
1.一种侧光型背光装置，其为导光板、配置于所述导光板的一个端部的光源、以及在所述导光板的光射出面上依次具有的光扩散性片和棱镜片形成的侧光型背光装置，其特征在于， 所述棱镜片的折射率超过1.60， 在平行于所述导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°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角度范围向着相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
2.如权利要求1所述的侧光型背光装置，其中， 由所述法线方向起-40?40°的角度范围内的射出光的射出光量相对于所述法线方向的射出光的射出光量的变化率小于30%。
3.如权利要求1或2所述的侧光型背光装置，其中， 所述光扩散性片为于透明树脂膜的一个面具有扩散层的片， 所述扩散层含有粘结剂树脂及平均粒径5 μ m以下的粒子，所述粒子的含有比例相对于所述粘结剂树脂100重量份为100?200重量份。
4.如权利要求1?3中任一项所述的侧光型背光装置,其中， 所述光扩散性片为在所述透明树脂膜的与具备所述扩散层的面相反的面具备背面涂层的片， 所述背面涂层含有尼龙树脂粒子和/或硅酮树脂粒子。
5.一种光扩散性构件，其为包含导光板及配置于所述导光板的一个端部的光源而构成的侧光型背光装置的、配置于所述导光板上的光扩散性构件，其特征在于， 所述光扩散性构件包含棱镜片及光扩散性片， 所述棱镜片的折射率超过1.60， 在平行于所述导光板的一个端部且正交于所述光射出面的面中，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30?45°及-30?-45°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角度范围向着相对于所述法线方向成-90°或者90°的射出角度接近而逐渐减少。
【文档编号】F21Y101/02GK104204868SQ201380018125
【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
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