CN101055325B - 光学片、背光装置以及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学片，其包括：透光基底；以及光学功能层，其设置于基底的至少一个表面，其中，基底由粘合的透射片的叠层构成，在它们之间设置粘合材料层。
Description
相关申请的交叉参考
本申请包含于2006年4月14日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-112387和JP 2006-112715的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及通常用作液晶显示装置功能膜的透光光学片，以及设置有该光学片的背光装置和液晶显示装置。
背景技术
与阴极射线管(CRT)相比，液晶显示装置(LCD)具有较大的降低功耗且更小更薄的潜力，并且目前，各种尺寸的液晶显示装置广泛地应用于诸如移动电话和数码相机的小型设备，以及大型液晶电视机。在这种情况下，要求液晶显示装置进一步改善亮度、视角，加快响应，以及良好的清晰度。
液晶显示装置分为透射型和反射型。具体来说，透射型液晶显示装置具有液晶显示面板，其由容纳在一对透明基板之间的液晶层和作为照明的光源的背光单元构成。背光单元分为直下型和侧边型，其中，直下型具有直接与液晶显示面板相邻设置的光源。
在用于液晶显示装置的背光单元中，光学片或光学膜(例如，包括棱镜片或透镜片的聚光片(beam-condensing sheet))旨在对齐从光源到前方的光发射方向，以及散射片旨在改善来自光源的光的亮度均匀性(参见日本专利申请公开第2006-72249号(文献1))。
图8示出了用于液晶显示装置的普通背光单元。在图8中，参考标号101表示光源，102表示反射板，103表示棱镜片，以及104表示散射片。棱镜片103由大量具有三角形部分的棱镜103a构成，该棱镜片103排列在发光侧。棱镜片103通过使从光源101进入其中的光束和在反射片102上反射的光束在棱镜片的棱镜103a的斜面处折射以及穿过它们透射，使这些光束在前方聚集。另一方面，散射片104使棱镜片103聚集的光束在大角度范围上散射，并使其发射以使亮度均匀化。
通过整体成形或转印成形，在预定厚度的基底表面上形成棱镜片来制造相关技术的棱镜片。整体成形包括使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PC(聚碳酸酯)树脂的热压处理和熔融挤压成型(fusion-extrusion molding)。例如，转印成形通常使一般由紫外固化树脂构成的棱镜层固化，从而使其附着至树脂片。
例如，日本专利申请公开第Hei 06-102507号(文献2)描述了通过在光源和液晶面板之间设置透光透镜膜(其在一个主表面上具有大量平行布置的棱镜，并在另一个主表面上具有光滑面)来改善正面的面板亮度，以使从光源发射的光束在液晶面板的法线方向上对齐。文献2还描述了将透镜膜上的棱镜间距调整到100μm或者更小，以防止由面板上像素间距的干涉所引起的莫尔条纹。
在上述透镜膜中，在透镜膜上形成的棱镜斜面上显示将来自光源的光束聚集在液晶面板法线方向上的行为，并且理论上与棱镜间距无关。然而，在制造过程中，实际上难以稳定地形成经过很长时间还能够表现为完整边缘的棱镜顶点和底角。因此，上述顶点和底角将被修圆到一定程度，以使修圆部分不能用于改善正面亮度。从而，通过将透镜膜的棱镜间距变窄来防止莫尔条纹的任何努力都将导致修圆部分的增加，而且不能获得期望水平的更大比率亮度增强。同样，对于有意使修圆部分形成顶点的情况，通过将透镜膜的棱镜间距变窄来防止莫尔条纹的任何努力也都类似地不能获得期望水平的亮度增强。
日本专利申请公开第Hei 06-102506(专利文献3)描述了通过在光源和液晶面板之间设置透光透镜膜(在其一个主表面上具有大量平行布置的棱镜，以及在其另一个主表面上具有平滑面)以及进一步在透镜膜和液晶面板之间设置散射膜，来防止由于在其中形成大量棱镜和液晶面板的像素间距之间的干涉而引起的莫尔条纹，以及改善正面面板亮度。
然而，根据散射膜的特性，在透镜膜和液晶面板之间设置散射膜有时候不能获得期望水平的亮度增强，这是因为不能有效地使用由棱镜聚集的光束。
制造上述透镜膜的已知方法包括基于(1)压模铸造，(2)热压，(3)UV处理，以及(4)热塑树脂的挤压成型的方法，其中，基于(3)UV处理和(4)热塑树脂的挤压成型的方法有利于提高生产率，并且挤压成型还更有利于提高生产速度。从成本的角度看，因为UV处理需要昂贵的紫外固化树脂(UV树脂)，以及需要使用诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的昂贵膜作为基底，因此仅需要便宜的热塑树脂的挤压成型处理被认为是最好的制造方法。
发明内容
近年来，在液晶TV领域，存在屏幕尺寸日益增大的趋势，从而，要求增大由棱镜片代表的光学片的尺寸。
通常使用的光学片具有200μm至300μm的厚度，并且具有50英寸或以上屏幕尺寸的那些光学片存在刚性或硬度等级不足的问题，使得引起变形，并难以对其进行适当的处理。此外，可以预见降低光学片刚性可能会降低背光装置或液晶显示装置组件的可加工性，以使其更有可能由于背光的热量而导致变形。这可导致对聚光特性的干扰，并因此可降低图像质量。
另一种可能的方法可以是加厚构成棱镜片的基底，但是超厚的基底会难以进行棱镜层的整体成型。
考虑到上述问题后构思了本发明，并提供了一种能够防止由于片尺寸的扩大而引起的片变形的光学片、背光装置、以及液晶显示装置。
另一方面，存在着随着屏幕尺寸的逐步扩大而降低功耗的需求，增加对能够有效使用光束的液晶显示装置的需求，以及还要满足其它特性的需求。
然而，在形成用于液晶显示装置的透镜膜的棱镜几何体的过程中，因为难以制造模具或者难以使棱镜几何体完整转印，所以顶点将被修圆，使得由于如上所述的降低了聚光效果而不能获得期望水平的正面亮度。在棱镜间距很小时，这种现象变得更加明显。
因此，本发明提供了一种能够在实现期望水平的正面亮度的同时抑制莫尔条纹的液晶显示装置。
根据本发明实施例的光学片具有：透光基底；以及光学功能层，设置于基底的至少一个表面，其中，基底由粘合的透光片叠层构成，而且将粘合材料层设置于其间。
因为根据本发明实施例的光学片基底由粘合的透光片叠层构成，而且粘合材料层设置于其间，所以，可以根据将堆叠的片的厚度任意调整片的总厚度。因此，即使片尺寸扩大，也能够确保合适的刚性或硬度，从而可以防止变形。
叠层可由支撑光学功能层的第一片基底和与第一片基底相对的第二片基底构成，其中，粘合材料层设置于其间。对构成第一片基底和第二片基底的材料没有特殊限制，并且可应用实例包括由聚碳酸酯、PET、丙烯酸树脂等构成的树脂片、塑料板、以及玻璃板。
光学功能层可由具有大量在其表面上连续排列的凹凸部的聚光层构成。应该注意，除上述聚光层之外，还包括光散射层和偏振光分离层。这些光学功能层参与光的预定调节，例如，入射光束的聚集、散射、偏振光的分离等。每个凹凸部都可由具有三角形截面几何形状的棱镜或者具有双曲线面、抛物线面、或高阶非球形面的柱面透镜组件构成。
可使用紫外固化粘合剂、压敏粘合剂、热溶性粘合剂来配置粘合材料层。优选地，粘合材料层的折射率等于或小于第一和第二片基底的折射率。
一般地，在过度的紫外线照射下将会导致树脂材料黄色化(yellowing)。所以在这种情况下穿过其透射的光由于受片的这种着色的影响而不再保持期望的光传输特性。更具体地，所传输光中的蓝色波长分量减少。因而，将紫外线吸收剂添加到第一和第二片基底(更优选地，添加到更接近于光源的第二片基底)可以抑制由紫外线照射所引起的片基底的黄色化。
这里，还允许代替紫外线吸收剂或与紫外线吸收剂一起，蓝色染料添加到粘合材料层。从而，可以校正第一片基底或光学功能层的着色，从而，可以防止穿过片透射的光的改变(modulation)。
为了抑制堆叠之后片的变形，优选地，考虑第一和第二片基底的分子定向。更具体地，在各片基底分子定向的方向之间形成的角度被设置为20°或更小。使各片基底的厚度相等或者采用其中一个片基底占片总厚度大部分的结构，对于抑制片变形也很有效。
通过粗磨与面向第一片基底的表面相对的第二片基底的表面，能够抑制由摩擦接触引起的擦伤，或者在液晶显示装置背光组件的处理中可能发生的对其它部件的粘附，同时抑制了亮度的降低。
本发明的另一实施例提供了一种液晶显示装置，其包括：光源；第一膜，具有设置到其一个主表面的多个透镜；第二膜，至少具有散射功能；以及液晶面板，它们以这种顺序堆叠。在该装置中，第一膜的透镜间距P(μm)、通过反向散射测量获得的第二膜的雾度值(％)和总透光率T(％)、以及液晶面板的像素间距PP(μm)满足H/T·Pp/P＞1.6且P≥110μm的关系。
优选地，可修改该装置，使得第一膜的透镜间距P(μm)、通过反向散射测量获得的第二膜的雾度值(％)和总透光率T(％)、以及液晶面板的像素间距PP(μm)满足H/T·Pp/P＞1.9，且P≥110μm的关系。
可修改该装置，使得第二膜优选为反射型偏光片或散射膜、具有散射功能层的层、或者具有散射功能的粘合材料层。
在该实施例中，透镜优选地形成具有棱形、双曲线、或非球面轮廓的截面几何形状，并且在近列方向(near-columnar direction)或列方向上透镜尺寸不同的透镜阵列。
在该实施例中，优选地，当在第二膜结合到液晶面板中时将设置在光源侧的第二膜表面设置为入射面时所测量的雾度值与在第二膜结合到液晶面板中时设置在发射侧的第二膜表面设置为入射面时所测量的雾度值之间进行比较时，具有散射功能的第二膜被作为示出不同雾度散射功能的膜。
在该实施例中，优选地，当在第二膜结合到液晶面板中时设置在发射侧的第二膜表面设置为入射面时所测量的雾度值与在第二膜结合到液晶面板中时设置在光源侧的第二膜表面设置为入射面时所测量的雾度值之间进行比较时，具有散射功能的第二膜为示出前者大于后者的散射功能的膜。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的液晶显示装置构造的示意性截面图；
图2A和图2B是示出根据本发明第一实施例的作为光学片的聚光片示例性构造的透视图，其中，图2A示出了具有作为聚光层的基于棱镜结构凹凸部的实施例，以及图2B示出了具有作为聚光层的基于柱面透镜凹凸部的实施例；
图3是根据第一实施例第一实例(1-1)的聚光片的示例性截面图；
图4是示出表示在凹凸部的排列间距被调整到200μm的条件下片厚度和刚性之间关系的实验结果示图；
图5是根据第一实施例第二实例(1-2)的聚光片的示例性截面图；
图6是根据第一实施例第三实例(1-3)的聚光片的示例性截面图；
图7是根据第一实施例第四实例(1-4)的聚光片的示例性截面图；
图8是说明相关技术背光单元中的棱镜片操作的示图；
图9是示出根据本发明第二实施例的第一实例(2-1)的液晶显示装置示例性构造的截面图；
图10是示出第一膜示例性构造的示意性透视图；
图11是示出形成第一膜的膜形成设备的示例性构造的示意图；
图12是示出根据第二实施例第二实例(2-2)的液晶显示装置示例性构造的示意图；
图13是示出根据第二实施例第三实例(2-3)的液晶显示装置示例性构造的示意图；以及
图14是示出透镜间距和相对的正面亮度值之间关系的曲线图。
具体实施方式
参照附图，以下段落将说明本发明第一实施例的各个实施例。
(第一实施例)
(实例1-1)
图1是示意性示出根据本发明一个实施例的液晶显示装置10的示例性构造的截面图。首先，将示意性地说明液晶显示装置10的构造。
如图1所示，液晶显示装置10具有背光单元1和液晶显示面板2。在该实例中表示为直下型背光的背光单元1可以为侧边型。
如图1所示，背光单元1用于向液晶显示面板2提供调整的光，并且紧邻于液晶显示面板2的背面直接设置该背光单元。液晶显示面板2通过以时间相关和空间相关方式调节由背光单元1提供的光在其上显示信息。液晶显示面板2具有分别设置在其两个表面上的偏光板2a、2b。偏光板2a和偏光板2b仅使入射光的正交偏光分量中的一个穿过，并且通过吸收使另一分量截止。例如，设置偏光板2a和偏光板2b，以使其透射轴彼此正交。
液晶显示装置2具有在面板的横向和纵向以预定间距排列的多个像素，并通过按像素控制由背光单元1照射的光的透光率，使在其正面上显示预定图像。这里显示的图像为彩色图像，但当然不限于此。
如图1所示，背光单元1通常具有反射板11、光源12、散射板13、聚光片14、散射片17、和反射型偏光片18。除这些部件之外还可以设置任何其它光学元件。如果需要，可以省略散射板13、散射片17、和反射型偏光片18，或者改变排列顺序。
光源12用于将光提供给液晶显示面板2，在所示实例中设置多个光源，并且例如由荧光灯(FL)、电致发光(EL)元件、发光二极管(LED)等构成。
设置反射板11，以覆盖光源12的下部和侧部，用于在下部和侧部反射从光源12发射的光，以及将光引导至液晶显示面板2。
将散射板13设置在光源12上方，并用于散射从光源12发射的光和在反射板11上反射的光，以使亮度均匀。在该实施例中使用的散射板13为具有散布在透光材料中的光散射颗粒的相对较厚的板。
聚光片14对应于根据本发明的光学片，以及例如通过将其设置在散射板13上方来改善照射光的方向性。稍后将描述聚光片14的详细构造。
散射片17设置在聚光片14上方，以及用于使通过聚光片14改善了方向性的光在预定角度范围内散射之后穿过其进行发射。例如，在该实施例中采用的散射片17设置有散射面，该散射面具有在透光片基底的光发射面侧上具有光散射不规则结构等。
反射型偏光片18设置在散射片17上方，以及用于仅使由散射片17散射的光的正交偏光分量中的一个穿过其中，并反射另一个偏光分量。将穿过反射型偏光片18透射的偏光分量的振动方向设置为平行于在液晶显示面板2的光入射侧上设置的偏光板2a的透射轴。
接下来的段落将详细描述本发明的聚光片(光学片)14的构造。
图2A和图2B是示意性示出根据本发明实施例的聚光片14的示例性几何结构的透视图。聚光片14具有近似矩形的片状几何结构，并在透光基底14B的一个主表面(发光面)上配置有棱镜片或透镜片，其中，棱镜片或透镜片具有在一个方向(图中的X方向)上连续布置的具有聚光功能的大量凹凸部14C。凹凸部14C对应于本发明的“光学功能层”，并且将参照光学功能层为由凹凸部14C构成的聚光层的实例描述本发明。
图2A所示的聚光片14为具有排列在其光发射侧的表面上的形成为上述凹凸部的大量具有三角形截面的棱镜组件14P的棱镜片14。图2B所示的聚光片14为具有排列在其光发射侧的表面上的形成为凹凸部的大量具有双曲线面、抛物线面、或高阶非球形面的圆柱形透镜组件14L的透镜片14。
该实例中棱镜组件14P的截面几何形状为具有90°顶角的等腰三角形，其中，顶角不限于90°。此外，也不特别限制棱镜高度、间距等，并且可根据目标亮度特性、视角特性等适当地确定。布置间距的特定实例包括10μm、15μm、30μm、50μm、80μm、100μm、110μm、160μm、200μm、300μm、350μm等。较大的间距排列导致较高的亮度特性。
另一方面，假设Z轴平行于光学片上法线的方向，X轴为圆柱形透镜组件的行向，以及Y轴为圆柱形透镜组件14L的母线方向，则圆柱形透镜组件14L形成为具有满足下面等式(1)的左右对称的双曲线或抛物线轮廓的横截几何形状，以给出在照明光的发射侧的有限焦距：
Z＝X2/(R+√(R2-(1+K)X2)) (1)
其中，R表示末端顶点的曲率半径[μm]，以及K表示二次曲线常数。应该注意，在该专利说明书中使用的符号“√”是指通过其后数字表达式确定的值的平方根。
在另一种情况下，假设Z轴、X轴、和Y轴与上述情况类似，圆柱形透镜组件14L形成为具有满足下面等式(2)的左右对称非球面轮廓的横截几何形状，以给出在照明光的发射侧的有限焦距：
Z＝X2/(R+√(R2-(1+K)X2))+AX4+BX5+CX6+... (2)
其中，R表示末端顶点的曲率半径[μm]，K表示二次曲线常数，以及A、B、C...中的每一个都表示非球面系数。
不特别限制圆柱形透镜组件14L的高度、间距等，并可根据目标亮度特性、视角特性等适当地确定。圆柱形透镜组件14L排列间距的特定实例与上述的棱镜组件的实例相同，包括10μm、15μm、30μm、50μm、80μm、100μm、110μm、160μm、200μm、300μm、350μm等。较大的间距排列导致较高的亮度特性。
图3是聚光片14的示意性截面图。该实施例的聚光片14具有透光基底14B和在基底14B主表面的一侧(光发射面)上形成的凹凸部14C，其中，基底14B由粘合透光片的叠层构成，并且在这些透光片之间设置粘合材料层20。具体地，在该实施例中，基底14B由支持凹凸部14C的第一片基底21和与第一片基底21相对的第二片基底22构成，而在它们之间设置粘合材料层20。通过这种配置，即使聚光片14随着屏幕尺寸的扩大而面积增大，也可以保证必要水平的片刚性，从而，能够改善可加工性。
第一片基底21被配置为凹凸部14C的基层，并以与构成凹凸部14C的材料相同或不同的材料构成。更具体地，通过挤压处理在第一片基底21的一个主表面上形成凹凸部14C，使它们集成到一起，或者通过熔化挤压成型处理同时形成凹凸部14C和第一片基底21。在又一种情况下，凹凸部14C由紫外固化树脂构成，其固化在第一片基底21上，然后转印至第一片基底21。
不特别限制构成第一和第二片基底21和22的材料，只要它们透光就行，可应用的实例包括聚碳酸酯、PET、PEN、以及丙烯酸树脂。第一和第二片基底21和22不只可以由相同的树脂材料构成，而且还可以由彼此不同的材料构成。第二片基底22可由诸如塑料板或玻璃板的板构成。对于由树脂片构成第一和第二片基底21和22的情况，树脂片可以为延伸(oriented)片或无延伸(casted)片。延伸片可以为单轴延伸型或双轴延伸型。
不特别限制第一和第二片基底21和22的厚度。可适当地选择各个片的厚度，使得可以获得在堆叠之后片的目标厚度通常在50μm至500μm的范围内，其中，包括两个端点。考虑到防止在堆叠之后基底14B的变形，优选地，使第一和第二片基底21和22的厚度彼此相等，或者采用一个片基底的厚度占片总厚度的主要部分的结构。
对于第一和第二片基底21和22由相同材料构成的示例性情况，可以通过使这些片基底的厚度相同来抑制变形。另一方面，对于第一和第二片基底21和22由不同材料构成的情况，即使在相同厚度的情况下也会发生变形。在这种情况下，优选地，根据材料的组合来平衡厚度。对于第一片基底21由聚碳酸酯构成以及第二片基底22由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的示例性情况，将第一片基底21和第二片基底22的厚度比被调整为6∶4左右。
根据凹凸部14C的排列间距，第一片基底21的刚性也发生变化。更具体地，在片厚度一定的情况下，凹凸部14C排列方向(X方向)上的刚性随着透镜间距变大而减小。因此，根据凹凸部14C的排列间距，通过使第一片基底21和第二片基底22的厚度最优化，可以将聚光片14的刚性保持到适当水平。
为了抑制聚光片14变形，优选地，考虑第一和第二片基底的分子定向。更具体地，将在各个片基底的分子定向的方向之间形成的角度设置为20°或更小。
可使用紫外固化粘合剂、压敏粘合剂、热熔性粘合剂来配置粘合材料层20，而对粘合材料的种类没有特别限制。此外，没有特别限定粘合材料层20的厚度，并且通常将其调整为1μm至100μm，包括两个端点。
对于使用紫外固化粘合剂配置粘合材料层20的情况，可通过使紫外线辐射穿过第一片基底21或穿过第二片基底22照射来固化粘合剂。对于使用热熔性粘合剂配置粘合材料层20的情况，可通过使用可在低于凹凸部14C以及第一和第二片基底21和22的玻璃化转变点(Tg)的温度熔化的粘合剂，来抑制在粘合处理中片的热变形。乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA∶Tg＝40℃)为这种热熔粘合剂的已知实例。
通过使粘合材料层20起到防止施加在聚光片14基底14B上的机械和热应力的缓和层的作用，可以抑制聚光片14的变形，使其可以维持稳定的光学特性。对于使粘合材料层20起到压力缓和层的作用的情况，优选地，使用比用于第一和第二片基底21和22的材料更软的材料来配置粘合材料层20。
另一方面，也不特别限制粘合材料层20的折射率，其中，优选地，考虑到改善聚光特性，使折射率等于或小于第一和第二片基底21和22的折射率。对于第一和第二片基底21和22由聚碳酸酯树脂(折射率为1.58)构成的示例性情况，可通过使用具有1.5左右折射率的丙烯酸紫外固化树脂来配置粘合材料层20。
在如此配置的该实施例的聚光片14中，作为支持凹凸部14C的基层的基底14B由粘合的第一和第二片基底21和22的叠层构成，而在其间设置粘合材料层20，使得可以根据这些片基底21和22的厚度来任意调整片的总厚度。通过这种配置，即使片尺寸扩大，该片也能保证适当水平的刚性或硬度，并且可以防止变形。
图4是示出在将凹凸部的排列间距调整为200μm的情况下表示片厚度和刚性之间关系的实验结果的示图。在该图中，正方形点表示在棱镜纵向(脊线方向)上测量的抗弯劲度，以及三角形点表示在棱镜宽度方向(排列方向)上测量的抗弯劲度。可以发现，纵向上的抗弯劲度大于宽度方向上的抗弯劲度。还可以发现，纵向和宽度方向上的抗弯劲度都随着片厚度的增加而增加。从该实例中可以明显看出，可以通过调整聚光片14基底14B的厚度容易地获得期望水平的刚性。
另一个优点是由于刚性不足从而防止聚光片14的变形，使得可以改善背光单元1或液晶显示装置10的组件处理中的可加工性，以及由于将聚光片14结合到背光单元1中，从而防止了聚光特性的降低，同时抑制了挠曲、波纹等的不适当的姿态。还可以保持稳定的聚光特性同时抑制由背光热量所引起的变形，以及防止降低图像质量。
(实例1-2)
图5示出了本发明的实例1-2。应当注意，对应于上述第一实施例中描述的任一部件都将给定相同的参考标号，以避免重复说明。
一般地，诸如聚碳酸酯的树脂材料在过度的紫外线照射下会引起发黄。由于受片的这种着色的影响，在这种情况下穿过其中的光不能够再保持期望的光传输特性。更具体地，当片的发黄变得严重时，减少了传输的光中的蓝色波长分量，从而，显示在液晶显示面板2上的图像发黄。
因此，在该实施例中，将紫外线吸收剂添加到构成聚光片14基底14B的第一片基底21和第二片基底22中的至少一个或两个，以抑制上述聚光片14的发黄。图5中所示的构造表示将紫外线吸收剂添加到第二片基底22的示例性情况。
对于粘合材料层20由紫外固化粘合剂构成的情况，因为粘合剂需要固化，所以将紫外线吸收剂添加到第一和第二片基底21和22中的任意一个。优选地，如该实例所示，通过将紫外线吸收剂添加至更靠近光源的第二片基底22，总体上可以抑制聚光片14的发黄。相反，对于粘合材料层20不是由紫外固化粘合剂构成的情况，可将紫外线吸收剂添加至第一和第二片基底21和22。
紫外线吸收剂的实例包括水杨酸基、苯甲酮基、苯并***基、以及氰基丙烯酸酯基的紫外线吸收剂，并且具体包括ADK STABLA-31、ADK STAB LA-32(来自ADEKA公司)、Cyasorb UV-5411(来自Sun Chemical有限公司)、Tinuvin P、Tinuvin 234、Tinuvin320、Tinuvin 327(来自Ciba Geigy公司)、Sumisorb 110、Sumisorb140(来自Sumitomo Chemical有限公司)、Kemisorb 110、Kemisorb140、Kemisorb 12、Kemisorb 13(来自Chemipro Kasei Kaisha有限公司)、Uvinul X-19、Uvinul Ms-40(来自BASF)、Tomisorb 100、Tomisorb 600(来自Yoshitomiyakuhin公司)、以及Viosorb-80和Viosorb-90(来自Kyodo Chemical有限公司)。光稳定剂的实例包括受阻胺基的光稳定剂，并且具体包括ADK STAB LA-52(来自ADEKA公司)、Sanol LS-770、Sanol LS-765、Sanol LS-774(来自Sankyo有限公司)、以及Sumisorb TM-061(来自Sumitomo Chemical有限公司)。
优选地，将添加到片基底的紫外线吸收剂的量调整到0.02wt％或以上且0.4wt％或以下的范围。添加量小于0.02wt％将导致抑制色调变化的失败。另一方面，添加量超过0.4wt％将使片基底不期望地发黄。此外，除紫外线吸收剂之外，还可以添加诸如光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂等的其它添加剂。
这里，还允许代替或连同添加有紫外线吸收剂的片基底21和22的配置将蓝色染料添加到粘合材料层。因此，可以校正第一片基底或光学功能层的着色，从而，可以防止穿过片透射的光改变。
(实例1-3)
图6示出了本发明的实例1-3。应当注意，在该图中，对应于上述第一实施例中描述的任一部件将给定相同的参考标号，以避免重复说明。
该实例的聚光片14在聚光片14的光束入射面侧(即，在与面向第一片基底21表面相反的第二片基底22表面上)具有粗糙表面14R。通过在其光束入射面侧设置聚光片14的粗糙面14R，可以减少从光源侧入射的光的反射率，从而，可以改善亮度特性。由于与其它部件的摩擦接触，所以可防止聚光片14在其光束入射面侧被擦伤。粗糙面14R还由于接触面积的减小而有助于防止其与其它部件的粘附。
可通过将用于形成聚光片14(尤其是第二片基部22)的模具的转印面设置相似的粗糙面，并在成型处理中将该图案转印到第二片基底22来形成粗糙面14R。还可以通过喷砂或蚀刻如此形成的第二片基底22的背面来获得粗糙面。
可以通过在第二片基底22背面上形成的细微不规则来构造上述粗糙面。不特别限定凸部的高度，但优选地，调整到高于平均中心面(JIS B0601-1994)的0.20μm或以上。优选地，具有高于平均中心面0.20μm或以上高度的凸部的密度落在70/mm2或以上且400/mm2或以下的范围内。通过将凸部密度调整到70/mm2或以上，可以改善由于与设置在聚光片14背面侧上的散射片13的平坦部分的干涉所引起的外观模糊。通过将凸部密度调整到400/mm2或以下，可以抑制通过在聚光片14背面侧上设置凸部所引起的液晶显示装置亮度的降低。
不特别限定在具有高于平均中心面0.20μm高度的每个相邻凸部之间的平均距离，但是例如，优选地将其调整为50μm或以上且120μm或以下。通过将凸部的平均距离调整为50μm或以上，可以抑制通过在聚光片14背面侧上设置凸部所引起的液晶显示装置亮度的降低。通过将凸部的平均距离调整为120μm或以下，可以防止散射片13的表面由于与聚光片14的背面接触造成的擦伤，以及可以改善由于与散射片13的平坦部分的干涉所引起的外观模糊。
优选地，在聚光片14的背面(光束入射面)上设置凸部，以在不具有形成于其上的凹凸部14C的状态下将聚光片的雾度调整为不大于60％，以及更优选地，将聚光片的雾度调整为不大于20％。此外，优选地，将具有形成于其上的凸部的聚光片14背面的平均坡度调整为0.25rad或更小。
(实例1-4)
图7示出了本发明的实例1-4。应当注意，对应于上述第一实施例中描述的任一部件将给定相同的参考标号，以避免重复说明。
配置该实例的聚光片14，以使第一片基底21和第二片基底22在此互相粘合，而在其间设置有粘合材料层20，并且第一片基底21在凹凸部14C的脊线方向(图中的X方向)以及排列方向(图中的Y方向)具有不同的折射率。
在该实施例中，将凹凸部14C脊线方向上的折射率nx设置为大于凹凸部14C排列方向上的折射率ny(nx＞ny)。通过将这种平面内的折射率各向异性设置到具有凹凸部14C的第一片基底21，在入射光束中包含的沿X方向振动的偏光分量与沿Y方向振动的偏光分量可以在折射透射作用上彼此不同。具体地，通过将其定义为nx＞ny，即，通过将沿X方向振动的分量的折射率设置为大于沿Y方向振动的分量的折射率，可将沿Y方向振动的分量的透射率设置为大于沿X方向振动的分量的透射率。
因而，根据该实施例的聚光片14，不仅可以获得背光光束(入射光束)的聚光作用，还可以获得特定程度的偏振光分离作用。从而，可以改善亮度。
在一种制造具有如上所述的平面内各向异性的第一片基底21的方法中，可以通过定向具有形成于其上的凹凸部14C的第一片基底21来提高折射率各向异性的预定水平。对于该实例的情况，使用在定向方向中显示出降低折射率的材料，并且将第一片基底21定向到凹凸部14C的脊线方向上。随着平面内折射率差Δn(＝nx-ny)的增加，可以获得改善亮度的更强效果。
示出在定向方向上降低折射率的材料实例包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯的甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯晴共聚物(AS树脂)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、以及它们的混合物。
另一方面，还允许使用在定向方向上表现出增加折射率的材料，以配置表现出在凹凸部14C脊线方向上的折射率大于在排列方向上的折射率的聚光片14。示出在延伸方向上增加折射率的材料实例包括聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚偏二乙烯的氟化物、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘乙烯(PEN)、它们的混合物、以及诸如PET-PEN共聚物的共聚物。
已经描述了本发明第一实施例的实例，本发明不限于这些实施例，而是允许基于本发明的技术精神的各种修改。
例如，上述实施例示例说明了作为光学功能层的光学片14，其设置有在其发光面上具有凹凸部14C的聚光层。然而，本发明不限于此，并且还可应用于包括诸如偏振光分离层的其它光学功能层的任何光学片。
尽管没有特别在上述实施例的实例中提到关于将粘合的第一片基底21和第二片基底22的表面，但是它们可具有某些类型的结构表面，而不限于平面。例如，通过也在将粘合的第一片基底21的表面上形成参照图5描述的粗糙面14R，可以减小粘合材料层20和第一片基底21之间分界面处光的反射率，从而，可以改善亮度。还允许也在将粘合的第一片基底21的表面上形成棱镜结构，以使其表现出预定的光学功能。
通过第一和第二片基底21和22的两个片的堆叠来配置上述实施例中描述的聚光片14的基底14B，其中，堆叠层的数量可以为3个或以上。
接下来，将参照附图说明本发明第二实施例的实例。应当注意，下面在与实施例的实例相关的所有附图中，任何相同或对应的部件将给定相同的参考标号。
(第二实施例)
(实例2-1)
(2-1-1)液晶显示装置的结构
图9示出了根据本发明第二实施例的液晶显示装置的示例性结构。液晶显示装置具有光源101；第一膜102，设置在光源101之上；第二膜103，设置在第一膜102上的；以及液晶面板104，设置在第二膜103上。
光源101用于向液晶显示面板104提供光，并且通常由荧光灯(FL)、电致发光(EL)元件、发光二极管(LED)等构成。例如，第一膜102为透镜膜，用于改善从光源101发射的光束的方向性。
图10示出了第一膜102的示例性结构。在下面的说明中，将来自光源101的光束的入射侧上膜的一个主表面称为背面，以及将来自光源101的光的发射侧上膜的另一个主表面称为正面。这里所指的膜是指薄膜或薄板的形式，并且膜包括片和基板。
将平面设置到第一膜102的背面侧，并将透镜阵列设置到其正面侧。透镜阵列由在正交于其母线的方向上连续排列的大量柱状单元透镜构成，其中，例如，每个柱状单元透镜都具有三棱柱、圆柱、双曲柱或抛物柱、或者非球面柱的形状。换句话说，柱状单元透镜的透镜表面为三棱柱面、圆柱面、双曲面或抛物面、或者非球面。单元透镜111在来自光源101的光穿过其进行发射的侧面具有焦点fa。
第二膜103为至少具有散射功能的膜，并且例如，为散射膜或反射型偏光片。散射膜用于散射穿过第一膜102的光束。反射型偏光片用于仅使包括在穿过第一膜102的光束中的正交偏光分量之一穿过其中，以及反射另一偏光分量。
优选地，第一膜102的透镜间距P(μm)、第二膜103的雾度(％)和总透光率T(％)、以及液晶面板104的像素间距PP(μm)满足H/T·Pp/P＞1.6的关系，更优选地，满足H/T·Pp/P＞1.9。
设置有上述散射功能的第二膜103具有一种散射功能，其中，当将第二膜结合到液晶面板104中时将设置在其光源侧的一个表面设置为入射面时所测量的雾度与当将第二膜结合到液晶面板104中时将设置在其发射侧的另一表面设置为入射面时所测量的雾度不同。
设置有上述散射功能的第二膜103具有一种散射功能，其中，当第二膜结合到液晶面板104中时将设置在其发射侧的一个表面设置为入射面时所测量的雾度大于当第二膜结合到液晶面板104中时将设置在其光源侧的另一表面设置为入射面时所测量的雾度。
液晶面板104用于在以时间相关和空间相关方式改变由光源101提供的光之后显示信息。在液晶面板104的两个面上，设置偏光板(未示出)。每个偏光板都用于仅使入射光的正交偏光分量之一穿过其中，并且通过吸收使另一分量截止。例如，在液晶面板104两个面上设置偏光板，以使它们的透射轴彼此正交。
(2-1-2)膜成形设备的结构
图11示出了形成上述第一膜102的膜成形设备的示例性结构。膜成形设备具有压出机121、T形模122、成形辊123、以及弹性辊124。
至少一种透明热塑树脂用于形成第一膜102。优选地，当考虑到控制光束发射方向的功能时，热塑树脂具有1.4或更大的折射率。这种树脂的实例包括聚碳酸酯、由聚甲基丙烯酸甲酯代表的丙烯酸类树脂、由聚对苯二甲酸乙二醇酯和无定形聚脂树脂共聚物代表的聚脂树脂、聚苯乙烯树脂、以及聚氯乙烯。考虑到通过挤压成型的透镜图案的可转印性，优选地，成型温度附近的熔融状态的粘度为1000Pa或以上且10000Pa或以下。
更优选地，热塑树脂至少添加一种脱模剂。通过以这种方式添加脱模剂，可以调整当膜125与成形辊123分离时成形辊123和膜125之间的粘附性，以防止膜125产生分离线。优选地，将添加到热塑树脂的脱模剂的量调整到剥离树脂的0.02wt％或以上且0.4wt％或以下的范围。添加量小于0.02wt％会使脱模特性恶化，并且可能在膜125上产生分离线，而添加量大于0.4wt％将过度增强脱模特性，并将导致其在透明热塑树脂固化之前在成形辊123上分离，产生不期望地单位透镜111形状的变形。
优选地，热塑树脂至少添加紫外线吸收剂或光稳定剂中的至少一种。通过添加紫外线吸收剂或光稳定剂，可以抑制由暴露于来自光源101的光所引起的色调变化。紫外线吸收剂的实例包括水杨酸基、苯甲酮基、苯并***基、以及氰基丙烯酸酯基的紫外线吸收剂，并且具体包括ADK STAB LA-31、ADK STAB LA-32(来自ADEKA公司)、Cyasorb UV-5411(来自Sun Chemical有限公司)、Tinuvin P、Tinuvin 234、Tinuvin 320、Tinuvin 327(来自Ciba Geigy公司)、Sumisorb 110、Sumisorb 140(来自Sumitomo Chemical有限公司)、Kemisorb 110、Kemisorb 140、Kemisorb 12、Kemisorb 13(来自Chemipro Kasei Kaisha有限公司)、Uvinul X-19、Uvinul Ms-40(来自BASF)、Tomisorb 100、Tomisorb 600(来自Yoshitomiyakuhin公司)、以及Viosorb-80和Viosorb-90(来自Kyodo Chemical有限公司)。光稳定剂的实例包括受阻胺基的光稳定剂，并且具体包括ADKSTAB LA-52(来自ADEKA公司)、Sanol LS-770、Sanol LS-765、Sanol LS-774(来自Sankyo有限公司)、以及Sumisorb TM-061(来自Sumitomo Chemical有限公司)。优选地，将对热塑树脂添加的紫外线吸收剂和光稳定剂的量调整到0.02wt％或以上且0.4wt％或以下的范围。添加量小于0.02wt％将不能抑制色调变化，而添加量超过0.4wt％将引起膜125的黄色化。
除上述脱模剂和紫外线吸收剂之外，还允许添加诸如抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、可塑剂、增溶剂、以及阻燃剂的添加剂。然而，大多数添加剂是使用T形模122加热的情况下在熔融挤压过程中产生气体的原因，从而，恶化了片成形特性，以及恶化了工作环境。因此，添加少量的添加剂是更可取的，优选地，将其调整到热塑树脂的2wt％或更少。
压出机121熔化由未示出的给料器提供的树脂材料，并将其提供给T形模122。T形模122具有直线开口，并通过其挤压由压出机121提供的树脂材料，同时将树脂扩展到期望膜宽的宽度。
成形辊123具有圆柱形状，并被配置为可绕其中心轴(假设为旋转轴)自由旋转。成形辊123的柱面具有在其柱面上雕刻的图案，该雕刻图案用于将细微图案转印到从T形模122释放出的膜125上。例如，雕刻图案由用于将单位透镜111转印到膜上的细微凹凸部构成，并作为在圆柱成形辊123的圆周方向或宽度(高度)方向上的排列被形成。例如，通过使用金刚石车刀的精密切削形成凹凸部。成形辊123被配置为可冷却的。更具体地，成形辊123具有一个或两个或者更多个使冷却剂从中流过的液体通道。例如，油介质可用作冷却剂。
弹性辊124呈圆柱状，并被配置为绕其中心轴(假设为旋转轴)自由旋转。弹性辊124的表面被配置为对弹性形变敏感，以当膜125夹置在成形辊123与弹性辊124之间时，使对与成形辊123接触的表面进行挤压。
例如，弹性辊124覆盖有由镀Ni层构成的无缝柱面，并且其中具有使弹性辊124的表面引起弹性形变的弹性部件。不特别限制弹性辊124的结构和材料，只要当在预定压力等级下与成形辊123接触时其表面能够引起弹性形变即可。可应用的材料实例包括橡胶、金属、以及合成材料。弹性辊124也被配置为可冷却的。更具体地，弹性辊124具有一个或多个使冷却剂从中流过的液体通道。例如，水可应用为冷却剂。
(2-1-3)制造第一膜的方法
接下来，将说明使用如此配置的膜成形设备制造膜的示例性方法。首先，在压出机121中熔化树脂材料，将其连续提供给T形模122，并从T形模122连续释放，从而形成膜125。接着，通过成形辊123和弹性辊124挤压从T形模122释放的膜125。通过这种处理，将成形辊123上的雕刻图案转印到膜125的表面上。然后，使膜125与成形辊123分离，并将其切割成对应于液晶面板104的尺寸。通过这些处理，可以获得期望的第一膜102。
如上所述，第二实施例的第一实例提供了液晶显示装置，其具有顺序堆叠的光源101、在其一个主表面上具有大量平行设置的透镜单元的第一膜102、至少具有散射功能的第二膜103、以及液晶面板104。在液晶显示装置中，假设第一膜102的单元透镜111的间距为P(μm)，面板间距为PP(μm)，第二膜103的雾度为H(％)，以及总透光率为T，则满足H/T·Pp/P＞1.6的关系，更优选地，满足H/T·Pp/P＞1.9。因此，液晶显示装置不会引起莫尔条纹，并且实现了期望水平的面板正面亮度。
根据实例2-1中制造膜的方法，通过挤压成型形成第一膜102，增强了降低第一膜102材料成本的效果，改善了第一膜102的生产率，以及抑制了第一膜102的变形。
(实例2-2)
接下来，将说明第二实施例。在以下描述中，与实例2-1中相同的任一组件将给定相同的参考标号，以避免重复说明。
图12示出了根据第二实施例的实例2-2的液晶显示装置的示例性构造。液晶显示装置具有光源101、设置在光源101上方的第一膜102、以及液晶面板104，其中，在第一膜102侧上液晶面板104具有与其集成在一起的第二膜103。
(实例2-3)
接下来，将说明实例2-3。应当注意，任一相同的组件将标以与实例2-1中相同的参考标号，以避免重复说明。
图13示出了根据第二实施例的实例2-3的液晶显示装置的示例性构造。液晶显示装置具有光源101、设置在光源101上方的第一膜102、以及液晶面板104，其中，在第一膜102的相对侧上液晶面板104具有与其集成到一起的第二膜103。
(具体实例)
以下章节将基于实例具体说明本发明，其中，本发明不限于这些实例。
<样本1-1至1-10、1-14至1-15、2-1至2-10、3-1至3-10、4-1至4-10>
使用图11所示的膜成形设备，如下所述地形成透镜膜。首先，从T形模122释放出聚碳酸酯E2000R(来自Mitsubishi Engineering-Plastics公司)，通过成形辊123和弹性辊124挤压，使其绕着成形辊123卷绕，并使生成的膜125从成形辊123分离。接下来，将如此分离的膜125切割成对应于液晶面板的尺寸。通过这些处理，获得具有在其一个主表面上连续设置的棱柱单元透镜的透镜膜。将透镜间距(透镜宽度)P调整到表3和表4中示出的任一值。
接着，如下制造在其中设置有散射膜的每个液晶显示装置。首先，获得具有表1和表2所示的雾度H、总透光率Tt、散射光Td、以及线性透射率Tp的散射膜，以及获得具有320μm像素间距的19英寸液晶面板。通过按顺序堆叠光源、透镜膜、散射膜、以及液晶面板来获得19英寸液晶显示装置。
<样本1-11至1-13、2-11至2-13、3-11至3-13、4-11至4-13>
首先，类似于样本1-1至1-10、1-14至1-15、2-1至2-10、3-1至3-10、4-1至4-10，获得具有表3和表4中所示透镜间距的透镜膜。
接下来，如下制造具有设置于其中的粘合散射层的每个液晶显示装置。首先，将偏光板粘合至具有320μm像素间距的19英寸液晶面板的光束入射面侧，同时在它们之间放置具有表1和表2所示的雾度H、总透光率Tt、散射光Td、以及线性透射率Tp的粘合散射层，从而，获得具有设置于其上的粘合散射层的液晶面板。接下来，按顺序堆叠光源、透镜膜、以及液晶面板，从而获得19英寸液晶显示装置。
<样本1-16、2-14、3-14、4-14>
首先，类似于样本1-1至1-10、1-14至1-15、2-1至2-10、3-1至3-10、4-1至4-10，获得具有表3和表4中所示透镜间距的透镜膜。
接下来，如下制造不具有设置于其中的散射膜的每个液晶显示装置。获得具有320μm像素间距的液晶面板，以及通过按顺序堆叠光源、透镜膜、以及液晶面板来获得19英寸液晶显示装置。
<样本25-1>
获得Sumitomo-3M公司商标名下的“Thick BEF III”、散射膜102、以及具有320μm像素间距的19英寸液晶面板，以及通过按顺序堆叠光源、“Thick BEF III”、散射膜102、以及液晶面板获得19英寸液晶显示装置。
<样本26-1至26-4>
首先，完全类似于样本1-1至1-10、1-14至1-15、2-1至2-10、3-1至3-10、4-1至4-10，获得具有表17和表18中所示透镜间距的透镜膜。
接下来，如下制造具有设置于其中的反射型偏光片的每个液晶显示装置。首先，获得具有表1和表2所示的雾度H、总透光率Tt、散射光Td、以及线性透射率Tp的反射型偏光片(在Sumitomo-3M公司DBEFD的商标名下)，获得具有320μm像素间距的19英寸液晶面板，以及通过按顺序堆叠光源、透镜膜、反射型偏光片、以及液晶面板获得19英寸液晶显示装置。
接下来，对如上所述获得的每个液晶显示装置进行莫尔条纹生成估计，以及进行正面亮度和视角的测量。在表3至表4、以及表15至表18中示出了结果。
莫尔条纹的估计：在暗室中，向根据各种构造获得的每个液晶显示装置提供视频输入，以使其进入白色状态(white state)，从正面和斜向目测莫尔条纹生成的状态。在表中估计莫尔条纹的栏中，“○”表示未出现莫尔条纹，以及“×”表示出现莫尔条纹。
正面亮度的测量：在暗室中，向根据各种构造获得的每个液晶显示装置提供视频输入，以使其进入白色状态，保持照明2个小时，以及使用设置到距面板表面500mm的来自Konica MinoltaHoldings股份有限公司的分光辐射谱仪“CS-1000”来估计亮度。重复测量三次，并采用平均值。
视角的测量：在暗室中，向根据各种构造获得的每个液晶显示装置提供视频输入，以使其进入白色状态，保持照明2个小时，以及使用设置在面板表面上的来自ELDIM的“EZ-Contrast”来估计视角。读取相对于面板(其达到正面亮度的一半)纵向边缘侧的水平方向和垂直方向上的角度，作为视角值。
<样本5-1至8-14、26-5至26-8>
除使用40英寸液晶面板(真高清晰电视)之外，完全类似于上述样本1-1至4-14、26-1至26-4来获得具有460μm像素间距的40英寸液晶显示装置。接下来，类似于上述样本1-1至4-14、26-1至26-4，执行莫尔条纹的估计以及正面亮度和视角的测量。在表5和表6以及表17和表18中示出了结果。
<样本9-1至12-14、26-9至26-12>
除使用32英寸液晶面板(真高清晰电视)之外，完全类似于上述样本1-1至4-14、26-1至26-4来获得具有510μm像素间距的32英寸液晶显示装置。接下来，类似于上述样本1-1至4-14、26-1至26-4，执行莫尔条纹的估计以及正面亮度和视角的测量。在表7和表8以及表17和表18中示出了结果。
<样本13-1至16-14、26-13至26-16>
除形成具有连续平行排列在其一个主表面上的双曲柱状单元透镜的透镜膜，以将其透镜间距P调整到表9和表17中所示值之外，完全类似于上述样本1-1至4-14、26-1至26-4来获得19英寸液晶显示装置。接下来，类似于上述样本1-1至4-14、26-1至26-4，执行莫尔条纹的估计以及正面亮度和视角的测量。在表9和表10以及表17和表18中示出了结果。
<样本17-1至20-14、26-17至26-20>
除形成具有连续平行排列在其一个主表面上的双曲柱状单元透镜的透镜膜，以将其透镜间距P调整到表12和表17中所示值之外，完全类似于上述样本5-1至8-14、26-5至26-8来获得40英寸液晶显示装置。接下来，类似于上述样本5-1至8-14、26-5至26-8，执行莫尔条纹的估计以及正面亮度和视角的测量。在表11和表12以及表17和表18中示出了结果。
<样本21-1至24-14、26-21至26-24>
除形成具有连续平行排列在其一个主表面上的双曲柱状单元透镜的透镜膜，以将其透镜间距P调整到表13和表17中所示值之外，完全类似于上述样本9-1至12-14、26-9至26-12来获得32英寸液晶显示装置。接下来，类似于上述样本9-1至12-14、26-9至26-12，执行莫尔条纹的估计以及正面亮度和视角的测量。在表13和表14以及表17和表18中示出了结果。
在表1和表2中示出用于样本1-1至26-24的散射膜、反射型偏光片(DBEFD)、以及粘合散射层的特性。如下所述，测量在表1和表2中示出的雾度H、总透光率Tt、散射光Td、以及线性透射率Tp。
雾度H：使用来自Murakami Color Research Laboratory股份有限公司的雾度/透射率仪表HM-150来测量。以通过试样透射的光，测量通过反向散射(指向光束出射侧的散射面)偏离入射光2.5°或更多的光分量的百分比(除设置样本的方法以外，符合JIS-K-7316)。
总透光率Tt：使用来自Murakami Color Research Laboratory股份有限公司的雾度/透射率仪表HM-150来测量。以通过试样透射的光，测量总发射光通量与平行入射光通量的比(测量符合JIS-K-7316)。
线性透射率Tp：使用来自Murakami Color Research Laboratory股份有限公司的雾度/透射率仪表HM-150来测量。以通过试样透射的光，测量落入离平行入射光通量小于2.5°范围内的光束分量的百分比(符合JIS-K-7316测量雾度的方法)。
散射光Td：确定为通过使用来自Murakami Color ResearchLaboratory股份有限公司的雾度/透射率仪表HM-150测量的总透光率减去线性分量的线性透射率所获得的透射率。
[表1]
反向散射测量值
| 雾度H(％) | 总透光率Tt(％) | 散射光Td(％) | 线性透射率Tp(％) | H/Tt | |
| 散射膜1 | 99.7 | 35.4 | 35.3 | 0.1 | 2.82 |
| 散射膜2 | 93.7 | 67.1 | 62.9 | 4.2 | 1.40 |
| 散射膜3 | 95.1 | 68.3 | 65 | 3.3 | 1.39 |
| 散射膜4 | 91 | 66.1 | 60.2 | 5.9 | 1.38 |
| 散射膜5 | 95.2 | 71.1 | 67.6 | 3.5 | 1.34 |
| 散射膜6 | 74.6 | 59.4 | 44.3 | 15.1 | 1.26 |
| 散射膜7 | 90.1 | 89.4 | 80.6 | 8.8 | 1.01 |
| 散射膜8 | 83.7 | 90.7 | 75.9 | 14.8 | 0.92 |
| 散射膜9 | 60.1 | 90 | 54.1 | 35.9 | 0.67 |
| 散射膜10 | 33.6 | 89.8 | 30.2 | 59.6 | 0.37 |
| 粘合散射层1 | 94.7 | 67.2 | 63.6 | 3.6 | 1.41 |
| 粘合散射层2 | 89.9 | 88.6 | 76.7 | 11.9 | 1.01 |
| 粘合散射层3 | 34.5 | 87.8 | 30.3 | 57.5 | 0.39 |
| DBEFD | 82.2 | 47.2 | 38.8 | 8.4 | 1.74 |
[表2]
正向散射测量值
| 雾度H(％) | 总透光率Tt(％) | 散射光Td(％) | 线性透射率Tp(％) | H/Tt | 雾度(正向散射-反向散射) | |
| 散射膜1 | 99.6 | 34.7 | 34.6 | 0.1 | 2.87 | -0.1 |
| 散射膜2 | 95.5 | 92.4 | 88.2 | 4.2 | 1.03 | 1.8 |
| 散射膜3 | 96.4 | 93.4 | 90 | 3.4 | 1.03 | 1 |
| 散射膜4 | 93.5 | 92.6 | 86.6 | 6.0 | 1.01 | 1.3 |
| 散射膜5 | 96.2 | 93.1 | 89.5 | 3.6 | 1.03 | 2.5 |
| 散射膜6 | 83.7 | 91.5 | 76.6 | 14.9 | 0.91 | -6.8 |
| 散射膜7 | 90 | 91 | 81.9 | 9.1 | 0.99 | 0 |
| 散射膜8 | 83.3 | 90.6 | 75.5 | 15.1 | 0.92 | 15.4 |
| 散射膜9 | 59.9 | 89.8 | 53.8 | 36.0 | 0.67 | -0.2 |
| 散射膜10 | 33.7 | 92.3 | 31.1 | 61.2 | 0.37 | 0.1 |
| 粘合散射层1 | 94.7 | 67.2 | 63.6 | 3.6 | 1.41 | 0 |
| 粘合散射层2 | 89.9 | 88.6 | 76.7 | 11.9 | 1.01 | 0 |
| 粘合散射层3 | 34.5 | 87.8 | 30.3 | 57.5 | 0.39 | 0 |
| DBEFD | 82.2 | 47.2 | 38.8 | 8.4 | 1.74 | 0 |
在表3、表5、表7、表9、表11、表13、表15、和表17中示出了样本1-1至26-24中莫尔条纹出现的估计结果。在表4、表6、表8、表10、表12、表14、表16、和表18中示出样本1-1至26-24中正面亮度和视角的估计结果。
[表3]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表4]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表5]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表6]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表7]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表8]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表9]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表10]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表11]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表12]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表13]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表14]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表15]
| 膜/散射层类型 | P(μm) | Pp/P(-) | (H/T)*(Pp/P) | 莫尔估计 | |
| 样本25-1 | 散射膜2 | 50 | 6.4 | 18.02 | ○ |
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表16]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
[表17]
| 膜/散射层类型 | Pp(μm) | P(μm) | Pp/P(-) | (H/T)(-) | (H/T)*(Pp/P) | 莫尔估计 | |
| 样本26-1 | DBEFD | 320 | 50 | 6.40 | 1.74 | 11.14 | ○ |
| 样本26-2 | DBEFD | 320 | 110 | 2.91 | 1.74 | 5.06 | ○ |
| 样本26-3 | DBEFD | 320 | 200 | 1.60 | 1.74 | 2.78 | ○ |
| 样本26-4 | DBEFD | 320 | 350 | 0.91 | 1.74 | 1.59 | × |
| 样本26-5 | DBEFD | 510 | 50 | 10.20 | 1.74 | 17.75 | ○ |
| 样本26-6 | DBEFD | 510 | 110 | 4.64 | 1.74 | 8.07 | ○ |
| 样本26-7 | DBEFD | 510 | 200 | 2.55 | 1.74 | 4.44 | ○ |
| 样本26-8 | DBEFD | 510 | 350 | 1.46 | 1.74 | 2.54 | ○ |
| 样本26-9 | DBEFD | 460 | 50 | 9.20 | 1.74 | 16.01 | ○ |
| 样本26-10 | DBEFD | 460 | 110 | 4.18 | 1.74 | 7.28 | ○ |
| 样本26-11 | DBEFD | 460 | 200 | 2.30 | 1.74 | 4.00 | ○ |
| 样本26-12 | DBEFD | 460 | 350 | 1.31 | 1.74 | 2.29 | ○ |
| 样本26-13 | DBEFD | 320 | 50 | 6.40 | 1.74 | 11.14 | ○ |
| 样本26-14 | DBEFD | 320 | 110 | 2.91 | 1.74 | 5.06 | ○ |
| 样本26-15 | DBEFD | 320 | 200 | 1.60 | 1.74 | 2.78 | ○ |
| 样本26-16 | DBEFD | 320 | 350 | 0.91 | 1.74 | 1.59 | × |
| 样本26-17 | DBEFD | 510 | 50 | 10.20 | 1.74 | 17.75 | ○ |
| 样本26-18 | DBEFD | 510 | 110 | 4.64 | 1.74 | 8.07 | ○ |
| 样本26-19 | DBEFD | 510 | 200 | 2.55 | 1.74 | 4.44 | ○ |
| 样本26-20 | DBEFD | 510 | 350 | 1.46 | 1.74 | 2.54 | ○ |
| 样本26-21 | DBEFD | 460 | 50 | 9.20 | 1.74 | 16.01 | ○ |
| 样本26-22 | DBEFD | 460 | 110 | 4.18 | 1.74 | 7.28 | ○ |
| 样本26-23 | DBEFD | 460 | 200 | 2.30 | 1.74 | 4.00 | ○ |
| 样本26-24 | DBEFD | 460 | 350 | 1.46 | 1.74 | 2.54 | ○ |
Pp：像素间距 P：透镜宽度
H：雾度 T：总透光量
[表18]
Pp：像素间距 P：透镜宽度
VAh：水平方向视角
VAv：垂直方向视角
图14示出了与表3(样本1-3、1-15、1-16、2-3、3-3、4-3)、表9(样本13-3、13-15、13-16、14-3、15-3、16-3)、和表15(样本25-1)中所示的散射片102结合的，具有棱柱截面几何形状和双曲线截面几何形状的透镜片的透镜间距和正面亮度之间的关系。
通过假设在使用50μm间距的棱柱透镜片的情况下观察到正面亮度为100％，来表示曲线中给出的值。从曲线中可以知道，随着透镜间距变窄，相对的正面亮度减小，而随着透镜间距变宽，相对的正面亮度增加。
类似地，当使用来自3M公司的“Thick BEF III”(50-μm间距)时观察到的正面亮度值也为100％，这证明了与现有产品相比能够改善正面亮度的效果。
窄透镜间距意味着单位区域的脊线和凹部的数量增加，但是在放大视图中，这些部分包括平坦部。因此，片不太可能达到如透镜的效果，从而增加了除正面方向之外其它方向上的散射，降低了由于斜面倾斜所引起的光的全反射的再循环特性，由此降低了正面亮度。
相反，加宽透镜间距降低了单位区域的脊线和凹部的数量，以及也降低了这些区域中的平坦部。由于这个原因，片不太可能削弱如透镜的效果，减小除正面方向之外其它方向上的散射，以更加有效的方式显示由斜面倾斜所引起的再循环特性以防止降低正面亮度，并且进一步增强了正面亮度。因此，发现可以通过加宽透镜间距来改善正面亮度。
然而，从表3至表14中所示的结果可以明显看出，对于没有组合使用散射片的情况，仅通过简单地加宽透镜间距，会导致由于与液晶面板像素间距的相互作用(干涉)，而不可避免地产生莫尔条纹(反而不均匀)。在相关技术中使用窄间距型片来消除莫尔条纹的一般实例，但是如上所述仅导致亮度降低。
相反，本发明采用由调整到1.6或以上的Pp/P·He/Tt值表示的***，该***使用面板间距Pp、透镜间距P、通过反向散射测量的散射功能层的雾度值He、以及在测量反向散射的同时获得的总透光率Tt，从而，成功消除了仅由具有宽间距的透镜产生的莫尔条纹，并改善了正面亮度。
一般地，基于从散射功能面到入射侧的正向散射的测量来表示结合JIS或ASTM的发现雾度值，其中，在表2中列出的雾度是以这种方法获得的，但是难以获得能够消除莫尔条纹的关系。然而，通过使用基于反向散射的散射功能表面的测量雾度值，可以满足上述关系。
还可以发现，在基于反向散射的测量雾度值大于基于前向散射的测量雾度的情况下，获得更大比率的亮度增强(使用表1中样本2-6至24-6所示散射片6的结果)。因此，可以通过使用在反向散射测量中示出较大雾度值的散射功能层进一步改善正面亮度。
前述段落具体地说明了本发明实施例和实例的模式，其中，应该明白，基于本发明技术精神可对本发明进行各种修改，而不限于实施例和实例的上述模式。
例如，实施例和实例的上述模式中示出的值仅用于示例性的目的，根据情况需要允许使用任何其他值。
上述实施例处理在第一膜和液晶面板之间设置散射膜的情况。然而，设置散射膜的位置不限于上述实施例中的位置，只要其在第一膜和液晶面板的黑色矩阵之间即可。例如，还允许配置用于将偏振板粘合至液晶面板的粘合层，使其具有类似于散射膜所拥有的散射功能相似的散射功能。
如上所述，本发明可以通过确保适当水平的刚性来防止由于扩大片尺寸而引起的变形。通过这种结构的作用，可以改善片的可操作性，从而，改善背光装置或液晶显示装置的组件处理的可加工性，以及进一步抑制聚光特性中干扰引起的扰动，从而抑制了图像质量的劣化。
此外，如上所述，本发明可以抑制莫尔条纹，同时实现了期望水平的表面亮度，这是因为第一膜的透镜间距P(μm)、通过测量反向散射获得的第二膜的雾度值H(％)和总透光率T(％)、以及液晶面板的像素间距PP(μm)满足H/T·Pp/P＞1.6且P≥110μm的关系。
本领域技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以在权利要求书或其等价物范围内进行各种修改、组合、再组合和变化。
Claims (10)
1.一种光学片(14)，包括：
透光的基底(14B)；以及
光学功能层(14C)，设置于所述基底(14B)的至少一个表面，
其中，所述基底(14B)由粘合的透射片(21，22)的叠层构成，各个所述透射片(21，22)的分子定向的方向之间形成的角度被设置为20°或更小，并在所述透射片(21，22)之间设置有粘合材料层(20)，所述粘合材料层分别与相对的透射片相邻，
其中，所述光学功能层(14C)是表面上连续排列有大量凹凸部的聚光层，所述凹凸部中的每一个均为具有等腰三角形截面几何形状的棱镜，所述凹凸部的排列间距为110μm或更大，以及
其中，所述光学片(14)在所述基底(14B)的光束入射面侧具有粗糙表面(14R)。
2.一种光学片(14)，包括：
透光的基底(14B)；以及
光学功能层(14C)，设置于所述基底(14B)的至少一个表面，
其中，所述基底(14B)由粘合的透射片(21，22)的叠层构成，各个所述透射片(21，22)的分子定向的方向之间形成的角度被设置为20°或更小，并在所述透射片(21，22)之间设置有粘合材料层(20)，所述粘合材料层分别与相对的透射片相邻，
其中，所述光学功能层(14C)是表面上连续排列有大量凹凸部的聚光层，所述凹凸部为具有双曲面、抛物面或高阶非球面的柱面透镜组件，所述凹凸部的排列间距为110μm或更大，以及
其中，所述光学片(14)在所述基底(14B)的光束入射面侧具有粗糙表面(14R)。
3.根据权利要求1或2所述的光学片(14)，其中，所述粘合材料层由紫外固化粘合剂、压敏粘合剂、和热溶性粘合剂中的任意一种构成。
4.根据权利要求1或2所述的光学片(14)，其中，所述凹凸部在脊线方向和排列方向上显示出不同的折射率。
5.根据权利要求1或2所述的光学片(14)，其中，所述叠层包括：
第一片基底(21)，支持所述光学功能层(14C)；以及
第二片基底(22)，与所述第一片基底相对，并且在所述第一片基底和所述第二片基底之间设置有所述粘合材料层(20)。
6.根据权利要求5所述的光学片(14)，其中，所述第一片基底(21)和所述第二片基底(22)中的至少一个添加有紫外线吸收剂。
7.根据权利要求6所述的光学片(14)，其中，所述粘合材料层(20)的折射率等于或小于所述第一片基底和所述第二片基底的折射率。
8.根据权利要求7所述的光学片(14)，其中，所述粘合材料层添加有蓝色染料。
9.根据权利要求1或2所述的光学片(14)，其中，所述凹凸部的排列间距为110μm或以上且350μm或以下。
10.一种液晶显示装置，具有液晶显示面板、设置在所述液晶显示面板背面侧上的光源、以及根据权利要求1或2的光学片，所述光学片设置在所述液晶显示面板和所述光源之间。
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