專利名稱：光學(xué)片以及使用其的背光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)片以及背光單元，詳細(xì)而言，本發(fā)明是關(guān)于一種適宜用于液晶顯示裝置的光學(xué)片以及使用該光學(xué)片的背光單元。

背景技術(shù)：
液晶顯示裝置，以自背面照射液晶層使其發(fā)光的背光(back light)方式為普及，其于液晶層的下面?zhèn)扰鋫溆袀?cè)光(edge light)型、或直下(bottom light)型等的背光單元。側(cè)光型的背光單元20基本上是如圖4所示，具備作為光源的線狀的燈源21、與端部沿著燈源21的方式配置的方形板狀的導(dǎo)光板22、以及積層于導(dǎo)光板22的表面?zhèn)鹊母鞣N光學(xué)片23。該光學(xué)片23具有折射、擴(kuò)散等特定的光學(xué)功能，具體上可對應(yīng)于導(dǎo)光板22、配設(shè)于導(dǎo)光板22的表面?zhèn)鹊闹饕哂泄鈹U(kuò)散功能的光擴(kuò)散片24、配設(shè)于光擴(kuò)散片24的表面?zhèn)染哂谐ň€方向側(cè)折射功能的棱鏡片25等。
以下說明該背光單元20的功能首先由燈源21往導(dǎo)光板22入射的光線，是通過導(dǎo)光板22內(nèi)面的反射點或反射片(未圖示)反射，而自導(dǎo)光板22的表面出射。自導(dǎo)光板22出射的光線入射在光擴(kuò)散片24，通過光擴(kuò)散片24擴(kuò)散然后自光擴(kuò)散片24表面出射。之后，自光擴(kuò)散片24表面出射的光線入射棱鏡片25，通過棱鏡片25表面所形成的棱鏡部25a而以朝大致法線方向顯示出峰值的分布的光線形式出射。
如上所述，自燈源21所出射的光線通過光擴(kuò)散片24擴(kuò)散，且通過棱鏡片25以朝大致法線方向顯示出峰值的方式折射，進(jìn)而照明表面?zhèn)鹊囊壕?未圖示)整面。此外，圖雖未顯示，但基于上述棱鏡片25的聚光特性的緩和或棱鏡部25a的保護(hù)、或防止偏光板等的液晶面板與棱鏡片25間的黏附的目的，在棱鏡片25的表面?zhèn)冗M(jìn)一步配設(shè)有光學(xué)片。
作為上述背光單元20所具備的光擴(kuò)散片24，一般而言是使用合成樹脂制的透明基材層的表面涂布有珠粒的珠粒涂布型(bead coating type)光擴(kuò)散片(例如可參照日本專利特開平7-5305號公報、特開2000-89007號公報等)。上述光擴(kuò)散片可通過表面的微細(xì)凹凸形狀而發(fā)揮光擴(kuò)散的功能。
上述以往的光擴(kuò)散片中，珠粒層通過涂布而積層于基材層整面，而使光擴(kuò)散片的整面顯現(xiàn)大致均勻的光擴(kuò)散功能。而棱鏡片的情況也與上述相同。另一方面，背光單元在構(gòu)造上具有會使燈源21附近的亮度增大的傾向，故通過對導(dǎo)光板22表面進(jìn)行加工處理等來確保液晶面板整面亮度的平均。然而，該導(dǎo)光面板22表面等加工多半是進(jìn)行射出成形，而形成用于射出成形的金屬模具需要時間，故在表面圖案等修正所需的前置時間較長，此外也存在制造多種制品需要時間的問題。
[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開平7-5305號公報； [專利文獻(xiàn)2]日本專利特開2000-89007公報。


發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所欲解決的課題 本發(fā)明有鑒于上述問題，其目的在于提供一種光學(xué)片以及使用其的背光單元；上述光學(xué)片可容易且確實地控制光學(xué)片面的各區(qū)域的光學(xué)功能，提升背光單元的亮度均一性以及促進(jìn)薄型化。
用以解決課題的手段 用以解決上述課題的本發(fā)明，是一種光學(xué)片，其具備有透明基材層與積層于該基材層表面的光學(xué)層，其中，該光學(xué)層具有散點地積層于基材層表面的復(fù)數(shù)個光擴(kuò)散部；該光擴(kuò)散部含有光擴(kuò)散劑與其黏結(jié)劑。
該光學(xué)片由于其光學(xué)層具有散點地積層于基材層表面的復(fù)數(shù)個光擴(kuò)散部，故在光學(xué)片上存在光擴(kuò)散的部分與光未擴(kuò)散的部分，光擴(kuò)散性會隨著片上的區(qū)域而異?？傊摴鈱W(xué)片可通過調(diào)整光學(xué)層的積層部的配置等，使得光學(xué)片上所需的位置擴(kuò)散所需強(qiáng)度的光，也即可進(jìn)行各片面的光擴(kuò)散性的微調(diào)整。此外，該光學(xué)片可通過印刷將光擴(kuò)散部積層于基材層，故可簡單進(jìn)行積層部的配置等調(diào)整。
上述光擴(kuò)散部，較佳為形成為凸透鏡狀。通過使光擴(kuò)散部形成為凸透鏡狀，可提升光擴(kuò)散性，此外可簡單進(jìn)行光擴(kuò)散性的控制。
上述光擴(kuò)散劑相對于黏結(jié)劑的質(zhì)量比，較佳為0.1以上2以下。通過使光擴(kuò)散劑的質(zhì)量比位于上述范圍，可有效顯現(xiàn)出光擴(kuò)散性。
上述光擴(kuò)散部的平均直徑(D)，較佳為10μm以上300μm以下。通過使光學(xué)層由具有上述直徑的凸透鏡狀光擴(kuò)散劑而構(gòu)成，可簡單且確實地控制該光學(xué)片的光學(xué)功能。
上述光擴(kuò)散部的平均高度(H1)相對于平均直徑(D)的高度比(H1/D)，較佳為0.05以上0.5以下。通過使光擴(kuò)散部的高度比(H1/D)位于上述范圍，可提高擴(kuò)散、朝法線方向側(cè)的變角等光學(xué)功能。
上述光擴(kuò)散部中光擴(kuò)散劑的折射率(n1)與黏結(jié)劑的折射率(n2)之差的絕對值(|n1-n2|)，較佳為0.05以上。通過使光擴(kuò)散劑與黏結(jié)劑具有上述折射率差，可進(jìn)行有效的聚光、朝法線方向側(cè)的折射、擴(kuò)散等。
上述光擴(kuò)散部中光擴(kuò)散劑的粒子直徑，較佳為0.1μm以上20μm以下。若光擴(kuò)散劑的粒子直徑未滿上述范圍時，則光擴(kuò)散效果會不充分，相對地，若光擴(kuò)散劑的粒子直徑超過上述范圍時，則形成光擴(kuò)散部的黏結(jié)劑的配設(shè)會變得困難。
上述光學(xué)層中光擴(kuò)散部的積層率，較佳為10％以上90％以下。通過使積層率位于上述范圍，可簡單控制擴(kuò)散等光學(xué)功能。
上述光擴(kuò)散部的基材層表面的配設(shè)圖案，較佳為正三角格子圖案。該正三角形格子圖案，可將凸透鏡狀的光擴(kuò)散部更緊密地配設(shè)。因此，通過該正三角形格子圖案可簡單提高凸透鏡狀光擴(kuò)散部的填充率，大幅提升朝法線方向側(cè)的折射、擴(kuò)散等光學(xué)功能。
此外，上述光擴(kuò)散部的基材層表面的配設(shè)圖案，也可為隨機(jī)圖案。通過上述隨機(jī)圖案可減低該微透鏡片與其它光學(xué)零件迭合時產(chǎn)生的迭紋。
在上述基材層的背面，較佳為具有波狀的棱鏡形狀，且棱鏡的平均高度(H2)相對于棱鏡間距(P)的高度比(H2/P)為0.05以上0.5以下。通過使基材層的背面具有上述高度比之棱鏡形狀，可大幅提升朝法線方向側(cè)的折射、擴(kuò)散等光學(xué)功能。
因此，在將燈源所發(fā)出的光線分散而將該光線導(dǎo)引至其表面?zhèn)鹊囊壕э@示裝置用背光單元中，可在各區(qū)域調(diào)整亮度，若其具備高擴(kuò)散、變角等光學(xué)功能的該光學(xué)片，則可利用該光學(xué)片進(jìn)行亮度的調(diào)整，并通過亮度的統(tǒng)一化提高質(zhì)量。
此處，所謂「凸透鏡狀」意指斷面形狀具有凸?fàn)睿移矫嫘螤畈⑽聪薅閳A形。所謂「平均高度(H1)」意指自凸透鏡狀之光擴(kuò)散部的基底面至最頂部為止的平均垂直距離。所謂「平均直徑(D)」意指凸透鏡狀的光擴(kuò)散部的基底的平均直徑。所謂「積層率」意指該光學(xué)片的表面投影形狀中每單位面積光擴(kuò)散部的占有比率。所謂「正三角形格子圖案」意指表面被劃分成相同形狀的正三角形，其三角形的各頂點配設(shè)有光擴(kuò)散部的圖案。所謂「平均高度(H2)」意指自棱鏡的基底面至頂點為止的平均垂直距離。此外，所謂「棱鏡間距(P)」意指于棱鏡的剖面形狀中平均頂點間的距離。
發(fā)明效果 通過以上說明，使用本發(fā)明的光學(xué)片以及使用其的背光單元，可容易且確實地控制光學(xué)片面的各區(qū)域的光學(xué)功能，提升背光單元的亮度均一性以及促進(jìn)薄型化。



圖1(a)為表示本發(fā)明的特定實施形態(tài)的光學(xué)片的示意性部分俯視圖； 圖1(b)為表示本發(fā)明的特定實施形態(tài)的光學(xué)片的示意性部分剖面圖； 圖2表示與圖1的光學(xué)片不同形態(tài)的光學(xué)片的示意性部分剖面圖； 圖3表示具備圖2的光學(xué)片的背光單元的示意性剖面圖； 圖4表示以往的一般側(cè)光型背光單元的示意性部分立體圖。
附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下 1光學(xué)片 2基材層 3光學(xué)層 4光擴(kuò)散部 5光擴(kuò)散劑 6黏結(jié)劑 7導(dǎo)光板 8燈源 11光學(xué)片 12基材層 13棱鏡部 20背光單元 21燈源 22導(dǎo)光板 23光學(xué)片 24光擴(kuò)散片 25棱鏡片 25a棱鏡部
具體實施例方式 以下一邊參照適當(dāng)圖式，一邊詳細(xì)說明本發(fā)明的實施形態(tài)。圖1(a)以及(b)表示本發(fā)明的特定實施形態(tài)的光學(xué)片的示意性部分俯視圖以及示意性部分剖面圖；圖2表示與圖1的光學(xué)片不同形態(tài)的光學(xué)片的示意性部分剖面圖；圖3表示具備圖2的光學(xué)片的背光單元的示意性剖面圖。
圖1的光學(xué)片1具備有基材層2以及設(shè)置于該基材層2表面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)層3。
基材層2因其需要使光線穿透，故特別是由無色透明的合成樹脂形成。作為該基材層2所用的合成樹脂，并無特別限定，例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烴、乙酸纖維素、耐候性氯乙烯、活性能量線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等。其中，又以透明性優(yōu)異、強(qiáng)度高的聚對苯二甲酸乙二酯較佳、而撓曲性能經(jīng)改善的聚對苯二甲酸乙二酯特佳。
對于基材膜2的厚度(平均厚度)并無特別限定，例如可為50μm以上、800μm以下，較佳為100μm以上、600μm以下。若基材膜2的厚度未達(dá)上述范圍，則當(dāng)背光單元等暴露在熱的環(huán)境時會易于發(fā)生卷曲、使用變困難等問題。反之，若基材膜2的厚度超過上述范圍，則液晶顯示裝置的亮度可能會下降，且背光單元的厚度增大，從而也有悖于液晶顯示裝置的薄型化要求。
光學(xué)層3是由復(fù)數(shù)個凸透鏡狀的光擴(kuò)散部4所構(gòu)成，其具備光擴(kuò)散劑5與黏著劑6。該光擴(kuò)散劑5是被黏著劑6所被覆。如上述通過包含于光擴(kuò)散部4中的光擴(kuò)散劑5，可將通過光擴(kuò)散部4的光線均勻地加以擴(kuò)散。此外，通過光擴(kuò)散劑5而使微細(xì)的凸部以大致均勻且大致緊密的方式形成于光擴(kuò)散部4的表面。通過上述光學(xué)片1表面所形成的細(xì)微凹凸透鏡的折射作用，可將光線更進(jìn)一步擴(kuò)散。
光擴(kuò)散部4具有凸透鏡狀的形狀。根據(jù)該手段，通過具有凸透鏡形狀，可調(diào)整光擴(kuò)散部4表面的光的折射角度，可將光線更進(jìn)一步擴(kuò)散以及朝法線方向側(cè)的變角。
光擴(kuò)散部4以較緊密且以幾何學(xué)的方式配設(shè)于基材層2的表面。光擴(kuò)散層4以正三角形格子圖案配設(shè)于基材層2的表面。因此，光擴(kuò)散部4的配設(shè)間隔皆為固定。該配設(shè)圖案，可將光擴(kuò)散部4以最密的方式配設(shè)，可提升該光學(xué)片1的擴(kuò)散功能、變角功能等光學(xué)功能。
光擴(kuò)散部4的積層率的下限為10％、特佳為15％、最佳為20％。通過將該光擴(kuò)散部4的積層率設(shè)為上述下限以上，可提高該光學(xué)片表面中光擴(kuò)散片4的占有面積，并更進(jìn)一步提升該光學(xué)片1的擴(kuò)散、變角等光學(xué)功能。
光擴(kuò)散部4的積層率的上限為90％、特佳為75％、最佳為60％。通過將該光擴(kuò)散部4的積層率設(shè)為上述上限以下，可自由移動該光學(xué)片表面中光擴(kuò)散片4的配置，并可簡單控制光學(xué)功能。
光擴(kuò)散部4的平均直徑(D)為10μm以上300μm以下、最佳為40μm以上100μm以下。通過使光擴(kuò)散部4的直徑位于上述范圍，可簡單且確實控制該光學(xué)片1的擴(kuò)散、變角等光學(xué)功能。此外，光擴(kuò)散部4的直徑也可完全相同，也可隨著片上的位置而變化。例如，通過將欲提高亮度的部分的光擴(kuò)散部的直徑增大，可進(jìn)行該光學(xué)片中亮度的微調(diào)整。此外，光擴(kuò)散部4的平面形狀并無限定為圓形，也可適當(dāng)采用橢圓形、四邊形、六邊形等多邊形。
光擴(kuò)散部4的平均高度(H1)相對于平均直徑(D)的高度比(H1/D)，較佳為0.05以上0.5以下。通過將光擴(kuò)散部4的高度比位于上述范圍，可使具有凸透鏡形狀的光擴(kuò)散部4在光擴(kuò)散部4的表面有效發(fā)揮凸透鏡的功能，并進(jìn)行光線的擴(kuò)散、朝法線方向的變角等。
光擴(kuò)散劑5具有使光線擴(kuò)散的性質(zhì)的粒子，大致被分為填料與有機(jī)填料。作為填料，例如可使用二氧化硅、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋅、硫化鋇、硅酸鎂、或者該等的混合物。作為有機(jī)填料的材料，例如可使用丙烯酸系樹脂、丙烯腈樹脂、聚胺基甲酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等。其中，較佳為透明性高之丙烯酸系樹脂，更佳為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。其它方面，也可含有熒光材料。
光擴(kuò)散劑5的形狀并無特別限定，例如可列舉球狀、紡錘狀、針狀、棒狀、立方體狀、板狀、鱗片狀、纖維狀等，其中較佳為光擴(kuò)散性優(yōu)異的球狀珠粒。
光擴(kuò)散劑5的平均粒徑的下限，較佳為1μm，更佳為2μm，最佳為5μm。另一方面，光擴(kuò)散劑5的平均粒徑的上限，較佳為50μm，更佳為20μm，最佳為15μm。其原因在于，若光擴(kuò)散劑5的平均粒徑未達(dá)上述范圍，則通過光擴(kuò)散劑5所形成的光學(xué)層3表面的凹凸會變小，從而有可能無法滿足作為光擴(kuò)散片所必需的光擴(kuò)散性。反之，若光擴(kuò)散劑5的平均粒徑超過上述范圍，則光學(xué)片1的厚度會增大，并且難以均勻地擴(kuò)散。該光擴(kuò)散劑5的平均粒徑，是將隨意抽出的1000個光擴(kuò)散劑5利用顯微鏡放大而求出粒子的直徑，并將其加以平均而導(dǎo)出。此外，當(dāng)光擴(kuò)散劑5為非球形時，是將任意方向中光擴(kuò)散劑5的長度和與上述方向垂直的光擴(kuò)散劑5的長度加以平均的值。
光擴(kuò)散劑5相對于黏結(jié)劑6的質(zhì)量比為0.1以上2以下，特佳為0.3以上0.5以下。其原因在于，若光擴(kuò)散劑5的質(zhì)量比未達(dá)上述范圍，則光擴(kuò)散性會不充分，反之，若光擴(kuò)散劑5的質(zhì)量比超過上述范圍，則固定光擴(kuò)散劑5的效果會降低。
光擴(kuò)散劑5的折射率(n1)與黏結(jié)劑6的折射率(n2)之差的絕對值(|n1-n2|)較佳為0.05以上。通過使光擴(kuò)散劑5與黏結(jié)劑6具有上述折射率差，因不僅在基材層2與光學(xué)層3的界面以及光學(xué)層3表面，在光擴(kuò)散劑5與黏結(jié)劑6的界面也可有效地產(chǎn)生折射，故可有效地進(jìn)行聚光、朝法線方向側(cè)的折射、擴(kuò)散等。
黏合劑6含有基材聚合物的聚合物組成物加以交聯(lián)硬化所形成者。通過該黏合劑6可使光擴(kuò)散劑5配置固定于基材層2表面。此外，用以形成該黏合劑6的聚合物組成物，除了基材聚合物之外，也可適當(dāng)配合例如微小無機(jī)填充劑、硬化劑、可塑劑、分散劑、各種調(diào)平劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、黏性改質(zhì)劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、熒光材料等。
上述基材聚合物并無特別限定，例如可列舉丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、氟系樹脂、硅樹脂、聚酰胺酰亞胺、環(huán)氧系樹脂、紫外線硬化型樹脂等。可將該等聚合物混合使用1種或2種以上。其中上述基材聚合物又以加工性高、可通過涂布等手段而簡單形成光學(xué)層3的多元醇較佳。此外，用于黏著劑6的基材聚合物本身以提高透光性的觀點而言較佳為透明、特佳為無色透明。
作為上述多元醇，例如可列舉使含有含羥基不飽和單體的單體成分進(jìn)行聚合而獲得的多元醇、或在過量羥基的條件下獲得的聚酯多元醇等，該等可單獨使用，或者混合使用2種以上。
作為含羥基不飽和單體，可列舉(a)例如丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯醇、高丙烯醇、桂皮醇、巴豆醇等含羥基的不飽和單體；(b)例如乙二醇、環(huán)氧乙烷、丙二醇、環(huán)氧丙烷、丁二醇、環(huán)氧丁烷、1，4-雙(羥基甲基)環(huán)己烷、苯基縮水甘油基醚、癸酸縮水甘油酯、Placcel FM-1(DaicelChemical Industries股份有限公司制造)等2元醇或環(huán)氧基化合物，與例如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸、衣康酸等不飽和羧酸進(jìn)行反應(yīng)而獲得的含羥基的不飽和單體等?？蓪⑦x自該等含羥基的不飽和單體中的1種或2種以上進(jìn)行聚合而制造上述多元醇。
又，上述多元醇也可將選自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、1-甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、乙酸丙烯酯、己二酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、順丁烯二酸二乙酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、乙烯、丙烯、異丁烯等中的1種或2種以上乙烯性不飽和單體，與選自上述(a)及(b)中的含羥基不飽和單體進(jìn)行聚合而制造。
使含有含羥基不飽和單體的單體成分進(jìn)行聚合而獲得的多元醇的數(shù)量平均分子量為1000以上、500000以下，較佳為5000以上、100000以下。又，其羥值為5以上、300以下，較佳為10以上、200以下，更佳為20以上、150以下。
作為在過量羥基的條件下而獲得的聚酯多元醇，可使(c)例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、三羥甲基丙烷、己三醇、丙三醇、季戊四醇、環(huán)己二醇、氫化雙酚A、雙(羥基甲基)環(huán)己烷、對苯二酚雙(羥基乙醚)、異氰尿酸三(羥基乙基)酯、鄰苯二甲醇等多元醇，與(d)例如順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、偏苯三甲酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸等多元酸，于丙二醇、已二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等多元醇中的羥基數(shù)多于上述多元酸的羧基數(shù)的條件下進(jìn)行反應(yīng)而制造。
該在過量羥基的條件下而獲得的聚酯多元醇的數(shù)量平均分子量為500以上、300000以下，較佳為2000以上、100000以下。又，其羥值為5以上、300以下，較佳為10以上、200以下，更佳為20以上、150以下。
用作該聚合物組成物的基材聚合物的多元醇，較佳為，將含有上述聚酯多元醇及上述含羥基不飽和單體的單體成分進(jìn)行聚合而獲得的具有(甲基)丙烯?；鶈卧鹊谋┧岫嘣?。將該聚酯多元醇或丙烯酸多元醇作為基材聚合物的黏合劑6的透明性以及耐候性較高，可抑制防黏層3的黃變等。特別是可通過使用丙烯酸多元醇作為基材聚合物，以及使用丙烯酸系樹脂制的擴(kuò)散劑5，來降低擴(kuò)散劑5的界面不需要的折射、反射等，而可提升該光學(xué)片1的方向性光擴(kuò)散功能、透光性等光學(xué)功能。此外，可使用該聚酯多元醇及丙烯酸多元醇中的任一者，也可使用兩者。
再者，關(guān)于上述聚酯多元醇及丙烯酸多元醇中的羥基的個數(shù)，只要滿足每1個分子中含有2個以上即可，并無特別限定，但若固體成分中的羥值為10以下，則存在交聯(lián)點數(shù)會減少，耐溶劑性、耐水性、耐熱性、表面硬度等被膜物性下降之傾向。
形成黏合劑6的聚合物組成物中可含有微小無機(jī)填充劑。通過使該黏合劑6中含有微小無機(jī)填充劑，而使光學(xué)層3以及光學(xué)片1的耐熱性提高。對于構(gòu)成該微小無機(jī)填充劑的無機(jī)物并無特別限定，較佳為無機(jī)氧化物。該無機(jī)氧化物被定義為金屬元素主要經(jīng)由與氧原子的鍵結(jié)而構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的各種含氧金屬化合物。作為構(gòu)成無機(jī)氧化物的金屬元素，例如較佳為選自元素周期表第2族～第6族的元素，更佳為選自元素周期表第3族～第5族的元素。最佳為選自Si、Al、Ti及Zr的元素，而就提高耐熱性的效果及均勻分散性的方面而言，以金屬元素為Si的膠體二氧化硅作為微小無機(jī)填充劑為最佳。又，微小無機(jī)填充劑之形狀，可為球狀、針狀、板狀、鱗片狀、破碎狀等任意的粒子形狀，并無特別限定。
微小無機(jī)填充劑的平均粒徑的下限較佳為5nm，更佳為10nm。另一方面，微小無機(jī)填充劑的平均粒徑之上限較佳為50nm，更佳為25nm。其原因在于若微小無機(jī)填充劑的平均粒徑未達(dá)上述范圍，則微小無機(jī)填充劑的表面能量會變高，從而易于發(fā)生凝集等，反之，若平均粒徑超過上述范圍，則由于短波長的影響而產(chǎn)生白濁，從而無法完全地維持光學(xué)片1的透明性。
微小無機(jī)填充劑的質(zhì)量比(僅無機(jī)物成分相對于黏結(jié)劑6的基材聚合物100份的質(zhì)量比)的下限，以固體成分換算，較佳為5份，更佳為50份。另一方面，微小無機(jī)填充劑的上述質(zhì)量比之上限較佳為500份，更佳為200份，最佳為100份。其原因在于若微小無機(jī)填充劑的質(zhì)量比未達(dá)上述范圍，則有可能無法充分表現(xiàn)光學(xué)片1的耐熱性，反之，若質(zhì)量比超過上述范圍，則難以配合入聚合物組合物中，從而有可能使光學(xué)層3的透光率下降。
上述微小無機(jī)填充劑，可使用其表面上固定有有機(jī)聚合物者。藉由使用固定有上述有機(jī)聚合物的微小無機(jī)填充劑，可謀求提升無機(jī)填充劑在黏結(jié)劑6中的分散性或無機(jī)填充劑與黏結(jié)劑6的親和性。該有機(jī)聚合物，關(guān)于其分子量、形狀、組成、官能基的有無等并無特別限定，可使用任意的有機(jī)聚合物。此外有機(jī)聚合物的形狀，可使用直鏈狀、分枝狀、交聯(lián)構(gòu)造等任意的形狀。
構(gòu)成上述有機(jī)聚合物的具體樹脂，例如可列舉(甲基)丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴、聚氯乙烯、偏二氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯以及該等的共聚物；或利用胺基、環(huán)氧基、羥基、羧基等官能基進(jìn)行部分改質(zhì)后所得的樹脂等。其中，將(甲基)丙烯酸系樹脂、(甲基)丙烯酸-苯乙烯系樹脂、(甲基)丙烯酸-聚酯系樹脂等含有(甲基)丙烯酸單元的有機(jī)聚合物作為必需成分者，具有被膜形成功能，故較佳。另一方面，較佳為與上述聚合物組成物的基材聚合物具有相溶性的樹脂，因此，最佳為與聚合物組成物中所含的基材聚合物具有相同組成者。
此外，微小無機(jī)填充劑的微粒子內(nèi)也可包含有機(jī)聚合物。由此，可賦予作為微小無機(jī)填充劑的核心的無機(jī)物適度的柔軟度及韌性。
作為上述有機(jī)聚合物，只要使用含有烷氧基者即可，其含量較佳為將固定有有機(jī)聚合物的微小無機(jī)填充劑每1g中含有0.01mmol以上、50mmol以下。通過該烷氧基，可提高與構(gòu)成黏合劑6的基質(zhì)樹脂之間的親和性、及黏合劑6中的分散性。
上述烷氧基表示與形成微粒子骨架的金屬元素相鍵結(jié)的RO基。該R為亦可被取代的烷基，微粒子中的RO基可相同亦可不同。作為R的具體例，可列舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等。較佳為使用與構(gòu)成微小無機(jī)填充劑的金屬相同的金屬的烷氧基，且當(dāng)微小無機(jī)填充劑為膠體二氧化硅時，較佳為使用以硅作為金屬的烷氧基。
關(guān)于固定有有機(jī)聚合物的微小無機(jī)填充劑中的有機(jī)聚合物的含有率，并無特別限定，但較佳為以微小無機(jī)填充劑為基準(zhǔn)，達(dá)到0.5質(zhì)量％以上、50質(zhì)量％以下。
固定于微小無機(jī)填充劑上的上述有機(jī)聚合物，使用含有羥基者，構(gòu)成黏合劑6的聚合物組成物中，可含有選自具有2個以上可與羥基發(fā)生反應(yīng)的官能基的多官能異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物及胺基樹脂中的至少1種。由此，微小無機(jī)填充劑與黏合劑6的基質(zhì)樹脂以交聯(lián)結(jié)構(gòu)而鍵結(jié)，從而使保存穩(wěn)定性、耐污染性、可撓性、耐候性、保存穩(wěn)定性等變好，進(jìn)而使所得被膜具有光澤。
上述黏合劑6的基材聚合物，較佳為具有環(huán)烷基的多元醇。如上所述，通過對構(gòu)成黏合劑6的作為基材聚合物的多元醇中導(dǎo)入環(huán)烷基，可使黏合劑6的斥水性、耐水性等疏水性變高，且高溫高濕條件下該光學(xué)片1的耐彎曲性、尺寸穩(wěn)定性等得到改善。又，使光學(xué)層3的耐候性、硬度、厚度感、耐溶劑性等涂膜基本性能得到提高。進(jìn)而，使黏合劑6與表面上固定有有機(jī)聚合物的微小無機(jī)填充劑的親和性、及微小無機(jī)填充劑的均勻分散性變得更佳。
對于上述環(huán)烷基并無特別限定，例如可列舉環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基、環(huán)癸基、環(huán)十一烷基、環(huán)十二烷基、環(huán)十三烷基、環(huán)十四烷基、環(huán)十五烷基、環(huán)十六烷基、環(huán)十七烷基、環(huán)十八烷基等。
具有上述環(huán)烷基的多元醇，是通過使具有環(huán)烷基的聚合性不飽和單體進(jìn)行共聚合而獲得。所謂該具有環(huán)烷基的聚合性不飽和單體，是指分子內(nèi)具有至少1個環(huán)烷基的聚合性不飽和單體。對于該聚合性不飽和單體并無特別限定，例如可列舉(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸甲基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸第三丁基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸環(huán)十二烷基酯等。
此外，聚合物組成物中也可含有異氰酸酯作為硬化劑。通過在該聚合物組成物中含有異氰酸酯硬化劑，可成為更進(jìn)一步堅固的交聯(lián)構(gòu)造，使光學(xué)層3的被膜物性更加以提升。該異氰酸酯可使用與上述多官能異氰酸酯化合物相同的物質(zhì)。其中又以防止被膜黃變脂肪族系異氰酸酯較佳。
特別在使用多元醇作為基材聚合物時，作為聚合物組成物中配合的硬化劑也可使用六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯以及二甲苯二異氰酸酯的1種或混合使用2種以上。當(dāng)使用該等硬化劑時，因聚合物組成物的硬化反應(yīng)速度會變大，故即使使用賦予微小無機(jī)填充劑的分散安定性的陽離子是物質(zhì)作為抗靜電劑，也可充分補(bǔ)救因陽離子性抗靜電劑所造成的硬化反應(yīng)速度的降低。此外，該聚合物組成物的硬化反應(yīng)速度的提升可賦予黏結(jié)劑中的微小無機(jī)填充劑的均勻分散性。其結(jié)果，該光學(xué)片1可顯著抑制因熱、紫外線等造成的撓曲以及黃變。
此外，上述聚合物組成物中也可含有抗靜電劑。通過以混合有該抗靜電劑的聚合物組成物來形成黏合劑6，可使該光學(xué)片1表現(xiàn)出抗靜電效果，從而可防止吸附灰塵、或因帶靜電而難以與棱鏡片等重迭等的問題。此外，若將抗靜電劑涂布在表面，則表面會產(chǎn)生黏性或污濁，但通過如上所述而使抗靜電劑混練于聚合物組成物中，可減少該弊端。對于該抗靜電劑并無特別限定，例如可使用烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽等陰離子系抗靜電劑，四級銨鹽、咪唑啉化合物等陽離子系抗靜電劑，聚乙二醇系、聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯、乙醇酰胺類等非離子系抗靜電劑，聚丙烯酸等高分子系抗靜電劑。其中，較佳為抗靜電效果較大的陽離子系抗靜電劑，通過添加少量的該陽離子系抗靜電劑，可發(fā)揮抗靜電效果。
此外，上述聚合物組成物中也可含有紫外線吸收劑。通過以含有上述紫外線吸收劑的聚合物組成物來形成黏結(jié)劑6，可賦予該光學(xué)片1抗紫外線功能，隔絕自背光單元的燈源所發(fā)出的微量紫外線，防止紫外線造成的液晶層的破壞。
上述紫外線吸收劑，只要是可吸收紫外線、且高效地將其轉(zhuǎn)換成熱能、且對光為穩(wěn)定的公知的化合物即可，并無特別限定。其中，較佳為紫外線吸收功能較高、與上述基材聚合物的相溶性良好、且可穩(wěn)定地存在于基材聚合物中的水楊酸系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑、苯并三唑系紫外線吸收劑、及氰基丙烯酸系紫外線吸收劑，可使用選自該等中的1種或2種以上。再者，作為紫外線吸收劑，也可較佳地使用分子鏈中具有紫外線吸收基的聚合物(例如，日本觸媒股份有限公司制造的「Yudaburu UV 」系列等)。通過使用該分子鏈中具有紫外線吸收基的聚合物，使與黏合劑5的主聚合物的相溶性提高，從而可防止因紫外線吸收劑的滲出等而引起的紫外線吸收功能的劣化。再者，也可將分子鏈中具有紫外線吸收基的聚合物作為黏合劑5的基材聚合物。再者，也可將該鍵結(jié)有紫外線吸收基的聚合物作為黏合劑5的基材聚合物，進(jìn)而該基材聚合物中也可含有紫外線吸收劑，從而可進(jìn)一步提高紫外線吸收功能。
上述紫外線吸收劑相對于黏合劑6的基材聚合物的含量的下限，較佳為0.1質(zhì)量％，更佳為1質(zhì)量％，最佳為3質(zhì)量％；紫外線吸收劑的上述含量的上限，較佳為10質(zhì)量％，更佳為8質(zhì)量％，最佳為5質(zhì)量％。其原因在于，若紫外線吸收劑相對于基材聚合物的質(zhì)量比小于上述下限，則光學(xué)片用基材片無法有效地發(fā)揮紫外線吸收功能，反之，若紫外線吸收劑的質(zhì)量比超過上述上限，則會對基材聚合物造成不良影響，且導(dǎo)致黏合劑6的強(qiáng)度、耐久性等下降。
也可使用紫外線穩(wěn)定劑(包含分子鏈上鍵結(jié)有紫外線穩(wěn)定基的基材聚合物)來代替上述紫外線吸收劑，或者將紫外線穩(wěn)定劑與紫外線吸收劑同時使用。通過該紫外線穩(wěn)定劑，可使紫外線所產(chǎn)生的自由基、活性氧等去活性化，從而提高紫外線穩(wěn)定性、耐候性等。作為該紫外線穩(wěn)定劑，可適宜使用對紫外線的穩(wěn)定性較高的受阻胺系紫外線穩(wěn)定劑。再者，通過將紫外線吸收劑與紫外線穩(wěn)定劑加以并用，可顯著提高紫外線的防劣化及耐候性。
接著針對該光學(xué)片1的制造方法來加以說明。該光學(xué)片1的制造方法具有以下步驟制造光學(xué)層用聚合物組成物的步驟，是在構(gòu)成黏結(jié)劑6的聚合物組成物中混合光擴(kuò)散劑5；以及形成光學(xué)層3的步驟，是在基材層2的表面積層該光學(xué)層用聚合物組成物，并使之硬化。作為在基材層2的表面積層光學(xué)層用聚合物組成物的方法，是通過印刷將光擴(kuò)散用聚合物組成物加以積層的方法。印刷方法并無特別限定，可使用凹版印刷、網(wǎng)板印刷、噴墨印刷、雷射印刷等。
圖2的光學(xué)片11是具備基材層12以及在該基材層12表面?zhèn)人O(shè)置的光學(xué)層3。該基材層12的背面?zhèn)仍O(shè)置有波狀的棱鏡部13。光學(xué)層3因與上述光學(xué)片1相同，故使用相同符號而省略其說明。
棱鏡部13設(shè)置于光學(xué)片11的背面整面，其剖面具有波狀的凸條形狀。以棱鏡的高度而言，棱鏡的平均高度(H2)相對于棱鏡間距(P)的高度比(H2/P)較佳為0.05以上0.5以下，特佳為0.1以上0.2以下。該光學(xué)片11其在棱鏡部13中會使光線反射、擴(kuò)散、折射等，故可提升作為光學(xué)片11整體的朝法線方向側(cè)的折射、擴(kuò)散等光學(xué)功能。
棱鏡部13也可與基材層12一體成形，也可與基材層12分別成形。棱鏡部13因需要使光線穿透，故是由透明、特別是無色透明的合成樹脂形成，具體而言，可使用與基材層12相同的合成樹脂。
圖3所示的側(cè)光型背光單元具備導(dǎo)光板7、在該導(dǎo)光板7對偶的兩邊配設(shè)一對線狀燈源8、重疊配設(shè)于導(dǎo)光板7表面?zhèn)鹊墓鈱W(xué)片11。從燈源8所發(fā)出并自導(dǎo)光板7表面出射的光線，雖具有相對法線方向呈既定角度傾斜的較強(qiáng)的峰，但該背光單元因通過朝正面?zhèn)鹊墓鈹U(kuò)散功能、朝法線方向側(cè)的變角功能等光學(xué)功能相當(dāng)高的該光學(xué)片11，而可達(dá)成正面高亮度化以及亮度均勻化。此外，側(cè)光型背光單元有時裝備有4個、6個等的燈源8。
此外，本發(fā)明的光學(xué)片并未限定在上述實施形態(tài)，例如作為點之配設(shè)圖案，并未限定于可稠密填充的上述正三角形格子圖案，也可為正方形格子圖案或隨機(jī)圖案。通過隨機(jī)圖案可減低該光學(xué)片與其它光學(xué)零件迭合時產(chǎn)生的迭紋。此外，可將點的直徑以燈源附近設(shè)為較小，而隨著遠(yuǎn)離燈源設(shè)為較大，且隨著遠(yuǎn)離燈源而將點的密度設(shè)為較低等，在片上積層不均勻的光擴(kuò)散部。通過該光擴(kuò)散部的變化，可調(diào)整片上的擴(kuò)散光的亮度。此外也可使用該光學(xué)片作為導(dǎo)光板。通過使用作為導(dǎo)光板，可實現(xiàn)背光單元的薄型化、形狀修正所需的前置時間的縮短化。
實施例 以下，根據(jù)實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限定解釋于該實施例的記載。
[比較例1] 基材層使用厚300μm的透明聚對苯二甲酸乙二酯制薄膜。光擴(kuò)散層用聚合物組成物使用由丙烯酸系樹脂制珠粒、丙烯酸多元醇(黏結(jié)劑)以及溶劑所構(gòu)成的聚合物組成物。丙烯酸系樹脂制珠粒相對于丙烯酸多元醇的質(zhì)量比為0.2。上述珠粒僅使用平均粒子徑10μm以及變動系數(shù)0.1的小徑單分散珠粒。將光擴(kuò)散層用聚合物組成物利用凹板涂布法積層6g/m2(換算固體成分)在上述基材層表面，制得比較例1的光學(xué)片。
[比較例2] 將光擴(kuò)散層用聚合物組成物與丙烯酸多元醇利用網(wǎng)板印刷而以凸透鏡狀、散點狀地積層于基材層表面，制得比較例2的光學(xué)片。比較例2的光學(xué)片的光擴(kuò)散部的平均直徑為60μm、積層率為50％、配設(shè)圖案為正三角格子圖案。除此之外與上述比較例1相同。
[實施例1～8] 將作為光擴(kuò)散層用聚合物組成物的丙烯酸系樹脂制珠粒相對于丙烯酸多元醇(黏結(jié)劑)的質(zhì)量比分別設(shè)為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、1.5、2，利用網(wǎng)板印刷而以凸透鏡狀、散點狀地積層于基材層表面，制得實施例1～8的光學(xué)片。除此之外與上述比較例2相同。
[實施例9～19] 將基材層的背面加工，形成具有棱鏡高度比(H2/P)分別為0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1的波狀的棱鏡形狀。并將作為光擴(kuò)散層用聚合物組成物的丙烯酸系樹脂制珠粒相對于丙烯酸多元醇(黏結(jié)劑)的質(zhì)量比設(shè)為0.2，利用網(wǎng)板印刷而以凸透鏡狀、散點狀地積層于各基材層表面，制得實施例9～19的光學(xué)片。實施例9～19的光學(xué)片的光擴(kuò)散部的平均直徑為60μm、積層率為50％、配設(shè)圖案為正三角格子圖案。除此之外與上述比較例1相同。
[特性評價] 將上述實施例1～8的光學(xué)片以及比較例1、2的光學(xué)片組裝入側(cè)光型背光單元而作為實際的光擴(kuò)散片，測定其正面亮度的面均一性以及平均正面亮度。面均一性是利用測定光學(xué)片面內(nèi)的正面亮度，即亮度的最小值相對于亮度最大值的比而求出。其結(jié)果示于下述表1。
表1 如上述表1所示，實施例1～8的光學(xué)片具有相較于基材層整面積層有光擴(kuò)散層之比較例1的光學(xué)片也不遜色的面均一性，且具有高正面亮度。此外，實施例1～8的光學(xué)片具有相較于不含光擴(kuò)散層的比較例2的光學(xué)片更高的面均一性，且具有不遜色于比較例2的正面亮度。此外，將實施例1～8的光學(xué)片加以對照，顯示出光擴(kuò)散劑相對于黏結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1以上會提高面均一性，而質(zhì)量比為0.3以上則會特別提高面均一性。
接著，使用實施例9～19的光學(xué)片，將該等光學(xué)片組裝入直下型背光單元而作為實際的光擴(kuò)散片，并評價光擴(kuò)散性。光擴(kuò)散性的評價是利用目視確認(rèn)照射背光時自表面?zhèn)鹊臒粲跋竦南Ф?，并以下述基?zhǔn)進(jìn)行評價 (a)幾乎看不到燈影像◎ (b)不易看到燈影像○ (c)稍微可見燈影像△ (d)清楚地可見燈影像× 其結(jié)果示于下述表2。
表2 如上述表2所示，將實施例9～19的光學(xué)片加以對照，顯示出棱鏡高度比為0.05以上0.5以下會提高光擴(kuò)散性，而高度比為0.1以上0.2以下則會特別提高光擴(kuò)散性。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 如上所述，本發(fā)明的光學(xué)片可用于液晶顯示裝置的背光單元的構(gòu)成要素，特別是適用于穿透型液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)片，具備有透明基材層與積層于該基材層表面的光學(xué)層，其特征在于
該光學(xué)層具有散點地積層于基材層表面的復(fù)數(shù)個光擴(kuò)散部；
該光擴(kuò)散部含有光擴(kuò)散劑與其黏結(jié)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部形成為凸透鏡狀。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散劑相對于黏結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1以上2以下。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部的平均直徑D為10μm以上300μm以下。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部的平均高度H1相對于平均直徑D的高度比H1/D為0.05以上0.5以下。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部中光擴(kuò)散劑的折射率n1與黏結(jié)劑的折射率n2之差的絕對值|n1-n2|為0.05以上。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部中光擴(kuò)散劑的平均粒子直徑為0.1μm以上20μm以下。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光學(xué)層中光擴(kuò)散部的積層率為10％以上90％以下。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部的基材層表面的配設(shè)圖案為正三角格子圖案。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該光擴(kuò)散部的基材層表面的配設(shè)圖案為隨機(jī)圖案。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)片，其特征在于該基材層的背面具有波狀的棱鏡形狀，棱鏡的平均高度H2相對于棱鏡間距P的高度比H2/P為0.05以上0.5以下。
12.一種液晶顯示裝置用背光單元，將燈源所發(fā)出的光線分散，而將該光線導(dǎo)引至其表面?zhèn)?，其特征在于具備?quán)利要求1～11中任一項的光學(xué)片。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)片以及使用其的背光單元；上述光學(xué)片可容易且確實地控制光學(xué)片面的各區(qū)域的光學(xué)功能，提升背光單元的亮度均一性以及促進(jìn)薄型化。本發(fā)明的光學(xué)片，具備有透明基材層與積層于該基材層表面的光學(xué)層，其特征在于該光學(xué)層具有散點地積層于基材層表面的復(fù)數(shù)個光擴(kuò)散部；該光擴(kuò)散部含有光擴(kuò)散劑與其黏結(jié)劑。其中該光擴(kuò)散部，較佳為形成為凸透鏡狀；其中該光擴(kuò)散劑，較佳為相對于黏結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1以上2以下；其中該光擴(kuò)散部的平均直徑(D)，較佳為10μm以上300μm以下，而平均高度(H1)相對于平均直徑(D)的高度比(H1/D)，較佳為0.05以上0.5以下。
文檔編號G02B5/02GK101726774SQ20091016924
公開日2010年6月9日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者原田賢一 申請人:惠和株式會社