CN102177447B - 光学片、面光源装置及透射式显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制与其它部件重叠之际的不良的光学片。光学片(10)包括:片状的基部层(32);具有在与基部层的片面平行的方向排列的多个单位形状单元(38)的光控制层(35);以及在基部层和光控制层之间配置的光扩散层(40)。光扩散层具有基料树脂部(42)和分散到基料树脂部(42)中的粒子(45)。在基料树脂部(42)中,包含有单体的粒子(46)和单体粒子(46)凝聚而成的凝聚体(47)。
Description
技术领域
本发明涉及使光的行进方向改变的光学片。另外,本发明还涉及具有这种有用的光学片的面光源装置及透射式显示装置。
背景技术
例如就像USP5,771,328或JP8-304608A所公开的那样,在液晶显示装置等透射式显示装置使用的面光源装置中,装入光源和用于使来自光源的光的行进方向变化的多数光学片(光学薄膜)。
通常,在多数光学片中,包含具有使来自光源的光扩散而隐藏光源的像等的(使其不明显)功能(光扩散功能)的光学片、具有以使光的出射方向与正面方向之间的角度(出射角度)变小的方式使该光的行进方向变化并提高正面方向亮度的功能(聚光功能)的光学片等。
特别是,作为具有聚光功能的光学片,将线状延伸的单位棱镜(单位形状单元、单位光学单元)在与其长度方向正交的方向上排列(所谓线性排列)而成的光学片,被广泛使用。这种光学片的典型的单位棱镜,在与其长度方向正交的截面中,具有三角形形状、椭圆形形状或圆形形状的截面形状。因此,单位透镜具有沿着其长度方向延伸的棱线。
可是,具有单位棱镜的光学片,与其它的部件例如其它的光学片或液晶显示面板等透射式显示部的入光侧面接触时,容易产生各种不良现象。作为具体的例子,在光学片的单位棱镜与其它的部件接触的区域,能产生条纹状的花纹。作为条纹状的花纹,可以列举所谓“牛顿环”之类的环状的花纹、被看成虹状彩色化的彩色斑纹、以及被观察成仿佛被液体渗入那样的渗透花纹(也被称作浸润、打湿(Wet Out)等)等。在现有技术中,在光学片的棱镜面和液晶显示面板之间***光扩散片,从而使这些条纹状的花纹、渗透花纹等不被人们看到。
另一方面,最近为了实现显示装置的薄型化、削减制造成本等,迫切需要减少装入面光源装置(显示装置)的光学片的片数。其结果,显示装置也被构成为去掉在具备棱镜的光学片与液晶显示面板之间的光扩散片,并使上述光学片的单位棱镜与透射式显示部的平滑的入光侧面邻接。在这种显示装置中,与在透射式显示部与具有单位棱镜的光学片之间配置有光扩散片的现有技术中的通用的显示装置相比,存在着使上述条纹状的花纹更加明显的倾向。
就是说,由于显示装置的薄型化、削减制造成本等的要求,迫切需要不追加光扩散片而通过具有单位形状单元的光学片本身的结构来防止产生条纹状的花纹。
为了达到这个目的,在USP5,771,328中公开的光学片中,使一部分单位棱镜(单位形状单元)的高度比其它的单位棱镜的高度高。依据USP5,771,328的光学片,构成为光学片只隔着高度变高的单位棱镜而与邻接的其它部件接触。在USP5,771,328中,这样使光学片与其它部件的接触区域成为小面积,而且使大多数的单位棱镜与显示部的间隔拉开,使接触导致的不良现象不明显。可是,在USP5,771,328公开的光学片中,该光学片产生挠曲或变形时,与邻接的其它部件的接触区域成为大面积,有时不能够使条纹状的花纹非常不明显。另外,由于USP5,771,328公开的光学片的棱镜形状复杂,所以制造起来非常困难。其结果,也难以降低制造成本。
另外,在JP8-304608A公开的光学片中,各单位棱镜(单位形状单元)的高度沿着棱线方向连续缓慢地起伏。因此,该光学片成为只隔着单位棱镜的高度变高的区域而与邻接的其它部件接触。在JP8-304608A的光学片中,这样使光学片与其它部件的接触区域成为小面积,而且在棱线部的大部分区域中,使各单位棱镜与显示部的间隔拉开,使接触导致的不良现象不明显。可是,在JP8-304608A这样的光学片中,在技术上难以使该单位棱镜的高度急剧变化。因此,JP8-304608A的光学片中的单位棱镜的高度变化极其缓慢,不能使JP8-304608A的光学片与邻接的其它部件的接触区域充分小。另外,例如起因于吸湿或热膨胀等而光学片变形,从而增加了光学片与邻接的其它部件的接触压力时,JP8-304608A的光学片与邻接的其它部件的接触区域也会成为大面积。其结果,在JP8-304608A公开的光学片中有时也不能使条纹状的花纹非常不明显。另外,由于JP8-304608A公开的光学片的制造有困难,所以也难以降低制造成本。
发明内容
本发明就是针对上述情况研制的,其目的在于以较低的价格提供易于制造的包含单位形状单元的、能够抑制和其它部件邻接而重叠之际的条纹状的花纹、渗透花纹等不良现象的光学片。另外,本发明将提供具有这种光学片的面光源装置及透射式显示装置作为第1目的。
如以下详述的那样,发明人发现通过内部具有光扩散层的光学片能够达到该第1目的。进而,发明人经过反复研究后,发现利用光学片的内部的光扩散层的结构,能够赋予该光学片优异的光学功能。从这一点出发,本发明将提供被赋予优异的光学功能的光学片及具有这种光学片的面光源装置和透射式显示装置,作为第2目的。
可是,近几年来,伴随着显示装置的薄型化,显示装置的大型化也在突飞猛进。当观察者观察大型化的显示装置时,观察显示装置上放映出的影像的方向与显示面的法线方向构成的角度(以下也简称“观察角度”),随着显示面内的影像被放映出的位置的不同而会产生较大的变化。另外,大型化的显示装置也配置在公共场所等处,对于这种显示装置要求具备宽的视角。因此,使亮度的角度分布没有起伏而圆滑地变化,以及带来宽的视角,变得越来越重要。由于状况如此,所以通过本发明的光学片、面光源装置及透射式显示装置,如果能够不使正面方向亮度大幅度降低而使亮度的角度分布圆滑地变化,并且能够确保宽的视角,就非常理想。
本发明的第1光学片,其特征在于,包括:片状的基部层;具有在与所述基部层的片面平行的方向上排列的多个单位形状单元的光控制层;以及在所述基部层和所述光控制层之间配置的光扩散层,所述光扩散层,具有基料树脂部和分散在所述基料树脂部中的粒子,在所述基料树脂部中,包含有单体粒子凝聚而成的凝聚体。依据这样的本发明的第1光学片,能够有效地抑制光学片的单位形状单元和其它的部件接触之际产生的不良现象。
在本发明的第1光学片中,所述光扩散层的所述光控制层一侧的面,形成为具有凸部的粗糙面,所述光扩散层的所述基料树脂部的折射率,与从所述光控制层的一侧起与该光扩散层邻接的层的折射率不同,所述凸部的顶部上的曲率半径的平均值,与由所述凝聚体或所述粒子的单体构成且存在于所述光扩散层中的粒状体的半径的平均值不同也可。
本发明的第2光学片,其特征在于,包括:片状的基部层;具有在与所述基部层的片面平行的方向上排列的多个单位形状单元的光控制层;以及在所述基部层和所述光控制层之间配置的光扩散层,所述光扩散层,具有基料树脂部和分散在所述基料树脂部中的粒子,所述光扩散层的所述光控制层一侧的面,形成为具有凸部的粗糙面;
所述光扩散层的所述基料树脂部的折射率,从所述光控制层的一侧起与该光扩散层邻接的层的折射率不同;所述凸部的顶部上的曲率半径的平均值,与所述粒子的单体凝聚的凝聚体或由所述粒子的单体构成且存在于所述光扩散层中的粒状体的半径的平均值不同。依据这种本发明的第2光学片,能够赋予光学片优异的光学功能。
在本发明的第1或第2光学片中,所述凸部的顶部上的曲率半径的平均值,也可以小于所述光扩散层中的所述粒状体的半径的平均值。或者在本发明的第1或第2光学片中,所述凸部的顶部上的曲率半径的平均值,也可以大于所述光扩散层中的所述粒状体的半径的平均值。
另外,在本发明的第1或第2光学片中,光扩散层的内部扩散率最好为20以上,35以上则更好,该光扩散层的内部扩散率是用雾度(haze)值表示所述光学片内部的由所述光扩散层进行的光的扩散程度的值。
再者,在本发明的第1或第2光学片中,光扩散层的内部透射率最好为350以下,230以下则更好,该光扩散层的内部透射率为以使用0.125mm的光梳时的图像清晰度表示透射所述光学片内部的所述光扩散层的光的比例程度的值、以使用0.5mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以使用1.0mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以及以使用2.0mm的光梳时的图像清晰度表示的值之和
而且,在本发明的第1或第2光学片中,所述光扩散层,以与所述基部层及所述光控制层这两者邻接的方式配置在所述基部层及所述光控制层之间;所述光控制层配置在最靠近出光侧也可。
再者,在本发明的第1或第2光学片中,所述光扩散层的所述光控制层一侧的面为粗糙面也可。
而且,在本发明的第1或第2光学片中,从20℃加热到80℃时构成所述光扩散层的所述基料树脂部的材料的线膨胀率相对于从20℃加热到80℃时构成所述光控制层的材料的线膨胀率之比,为1500%以下也可。
再者,在本发明的第1或第2光学片中,构成所述光控制层的材料的玻璃化温度和构成所述光扩散层的所述基料树脂部的材料的玻璃化温度之差,在30℃以下也可。
本发明的第1面光源装置,其特征在于:具备光源和接受来自所述光源的光的上述本发明的第1及第2光学片中的某一个。
在本发明的第1面光源装置中,以使由所述光控制层的所述单位形状单元形成的面构成发光面的方式,配置所述光学片也可。
本发明的第2面光源装置,其特征在于,包括:具有多个发光管的光源;配置在面对光源的位置的入光侧的、上述本发明的第1及第2光学片中的某一光学片;以及配置在所述入光侧光学片的出光侧的出光侧的、上述本发明的第1及第2光学片中的某一光学片,所述入光侧光学片的所述光控制层的所述单位形状单元,沿着与其排列方向交叉的方向线状延伸,所述出光侧光学片的所述光控制层的所述单位形状单元,沿着与其排列方向交叉的方向线状延伸,所述入光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向,与所述出光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向交叉。
在本发明的第2面光源装置中,所述入光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向,与所述发光管的排列方向正交;所述出光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向,与所述发光管的排列方向平行也可。
本发明的透射式显示装置,其特征在于,包括:透射式显示部;以及与所述透射式显示部对置地配置的上述本发明的第1及第2面光源装置中的某一个。
在本发明的透射式显示装置中,所述透射式显示部,具有作为与所述面光源装置相向的入光侧面的平滑面;所述面光源装置的光学片,以使所述光控制层的所述单位形状单元与所述透射式显示部的所述平滑面接触的方式配置也可。
附图说明
图1是用于讲述本发明的一实施方式的图,并且是表示透射式显示装置及面光源装置的简要结构的剖面图。
图2是表示装入图1的面光源装置的光学片的斜视图。
图3是图2的光学片的主切断面上的剖面图,并且是用于讲述光学片的光控制层上的作用的图。
图4是图2的光学片的主切断面上的剖面图,并且是用于讲述光学片的光扩散层上的作用的图。
图5A是表示一般能够用电子显微镜观察到的基料树脂部中的光扩散性粒子的各种状态的示意图。
图5B是表示一般能够用电子显微镜观察到的基料树脂部中的光扩散性粒子的各种状态的示意图。
图5C是表示一般能够用电子显微镜观察到的基料树脂部中的光扩散性粒子的各种状态的示意图。
图6是用于讲述指定内部扩散率的样品的图。
图7是用于讲述指定内部扩散率的样品的图。
图8是用于讲述指定内部扩散率的样品的图。
图9是光学片的主切断面上的剖面图,并且是用于讲述光扩散层的出光侧面的一个例子的图。
图10是光学片的主切断面上的剖面图,并且是用于讲述光扩散层的出光侧面的另一个例子的图。
图11是与图3对应的剖面图,并且是用于讲述单位形状单元的变形例的图。
图12是与图2对应的图,并且是表示光学片的一个变形例的斜视图。
图13是表示图12的光学片的俯视图。
图14是与图1对应的图,并且是表示透射式显示装置及面光源装置的一个变形例的简要结构的剖面图。
图15是与图14对应的图,并且是表示透射式显示装置及面光源装置的其它变形例的简要结构的剖面图。
图16是与图4对应的图,并且是用于讲述条纹花纹的发生机理的图。
图17是表示有无条纹花纹和内部扩散率的关系以及有无条纹花纹和内部透射率的关系的图表。
图18是表示光学片整体的雾度值和内部扩散率的关系以及光学片整体的雾度值和有无条纹花纹的关系的图表。
图19是表示延伸率的测定结果的一个例子的曲线图。
图20是表示延伸率的测定结果的其它例子的曲线图。
图21是表示显示装置的显示面上的亮度分布的测定结果的一个例子的图。
图22是表示显示装置的显示面上的亮度分布的测定结果的其它例子的图。
具体实施方式
下面,参照附图,讲述本发明的一实施方式。图1~图8是用于讲述本发明的一实施方式的图。此外,在本说明书的附图中,为了便于图示和易于理解,对于缩小比例尺及纵横尺寸比等,适当地与实物有所变更。
首先,主要参照图1及图2,讲述本实施方式中的显示装置、面光源装置及光学片的结构。此外,图1是表示透射式显示装置及面光源装置的一实施方式的简要结构的剖面图,图2是光学片的斜视图。
如图1所示,透射式显示装置10具备透射式显示部15和在透射式显示部15的背面侧配置、并从背面侧以面状照射透射式显示部15的面光源装置20。透射式显示部15可以使用各种形态的部件。例如由液晶显示面板(LCD面板)构成时,透射式显示部15作为液晶显示装置发挥作用。在这里,所谓LCD面板,具有在出光侧配置的上偏振光板11、在入光侧配置的下偏振光板13和在上偏振光板11和下偏振光板13之间配置的液晶盒12。
其中,液晶盒12是具有由玻璃等构成的一对支撑板、在支撑板之间配置的液晶、在每个形成一个像素的区域利用电场控制液晶分子的取向的电极的部件。支撑板之间的液晶,能够在每个形成一个像素的区域使其取向变化。其结果,液晶显示面板15作为在各像素中控制来自面光源装置20的光的透射或遮断的快门发挥作用,并且能够形成图像。
如图1所示,透射式显示部15的入光侧面由下偏振光板13的入光侧面构成。然后,在本实施方式中,面对面光源装置20的下偏振光板13的入光侧面13a,被作为平滑的面形成。另外,在本实施方式中,如图1所示,采用没有在透射式显示部15的下偏振光板13和位于面光源装置20的最靠近出光侧的光学片30之间隔着使光扩散的部件的结构。
此外,在本说明书中使用的“平滑(平滑的面)”,是光学意义上的平滑。就是说,是指某种程度的比例的可见光在成为对象的面(例如下偏振光板13的入光侧面13a)上满足斯内尔定律地折射的程度。因此,例如成为对象的面的十点平均粗糙度Rz(JISB0601)如果为最短的可见光波长(0.380μm)以下,就十分符合平滑。
同样,在本说明书中使用的“粗糙面”,是光学意义上的粗糙面。就是说,是指具有使某种程度的比例的可见光散射的程度的表面粗糙度的面。因此,例如成为对象的面的十点平均粗糙度Rz(JISB0601)如果为最短的可见光波长(0.780μm)以上,就十分符合粗糙面。
接着,讲述面光源装置20。如图1所示,面光源装置20具有光源22和使来自光源22的光的行进方向偏转后使该光透射的光学片30。在本实施方式中,光学片30被配置在面光源装置20的最靠近出光侧,并构成发光面(出光侧面)21。因此,如上所述,成为在面光源装置20的光学片30和位于透射式显示部15的最靠近入光侧的下偏振光板13之间,没有隔着使光扩散的部件的结构。
另外,在图1所示的例子中,在光学片30的入光侧配置有使光扩散的光扩散片28,进而在光扩散片28的入光侧配置有导光板26。光源22在导光板26的侧面线状延伸。就是说,在图1所示的例子中,面光源装置20被作为所谓边缘光(侧光)型的装置构成。但是,如后文所述,并不局限于边缘光型的面光源装置20,还可以使用直下型的面光源装置。
此外,所谓“出光侧”,是指不使光的行进方向折回而从光源22经过光学片30等朝着观察者而去的光的行进方向上的下游侧(观察者侧,图1~图4等中的纸面的上侧);所谓“入光侧”,是指不使光的行进方向折回而从光源22经过光学片30等朝着观察者而去的光的行进方向中的上游侧。另外,在本说明书中,“片(sheet)”、“薄膜”、“板”等术语,并非只根据称呼的差异就能够互相区别的。因此,例如“片”是也包含能够称作薄膜或板的部件在内的概念。
如图1所示,导光板26大致形成为楔形,导光板26的厚度随着到光源22的距离的增大而变薄。在导光板26的背面,形成有面积随着到光源22的距离的增大而逐渐变大的白色的点图案27。进而在导光板26的背侧,还配置将从导光板26泄漏的光反射到透射式显示部15的一侧的发射板24。光源22例如能够由线状的冷阴极管等的荧光灯构成。发射板24的至少内侧表面,由例如金属等具有高反射率的材料构成。
光扩散片28是使入射光扩散,最好使入射光各向同性扩散,并减少与光源22的结构对应的亮度不匀、使亮度的面内分布均匀的片状部件。另外,还能防止白色点图案27被视觉分辨。作为这种光扩散片28,能够使用包含基部和分散在基部内具有光扩散功能的光扩散性粒子的片。作为一个例子,由反射率高的材料构成光扩散性粒子,或者由具有折射率与构成基部的材料不同的材料构成光扩散性粒子,从而能够对光扩散片28赋予光扩散功能。另外,如图1所示,为了防止与导光板26密合,最好使光扩散片28的入光侧面形成为粗糙面。同样,为了防止与光学片30密合,最好使光扩散片28的出光侧面形成为粗糙面。
接着,讲述光学片30。如图2所示,光学片30具有片状的基部层32、包含在与光学片30的片面平行的方向上排列配置的多数单位形状单元(也称作单位光学单元或单位棱镜或单位透镜)38的光控制层35、以及在基部层32及光控制层35之间配置的光扩散层40。在本实施方式中,在基部层32及光控制层35之间与基部层32及光控制层35这两者邻接地配置光扩散层40。而且在本实施方式中,只由这三个层32、35、40构成本实施方式中的光学片30。光学片30具有这样的功能:通过单位形状单元38对于透射光的作用,使从入光侧入射的光的行进方向变化后从出光侧出射,集中提高正面方向(法线方向)nd的亮度的功能(聚光功能)。
此外,在本说明书中,所谓“片面(薄膜面、板面)”,是指整体且大局观察成为对象的片状的部件时,与成为对象的片状部件的平面方向一致的面。例如排列多数单位形状单元38的光控制层35时,各单位形状单元38的顶部的包络面可以成为片面。而且,在本实施方式中,光学片30的片面、光学片30包含的各层32、35、40的片面、光扩散片28的片面、面光源装置20的发光面21及透射式显示装置10的显示面,互相平行。进而在本发明中,所谓“正面方向”是对于光学片30的片面而言的法线的方向nd(例如参照图3),此外,与面光源装置20的发光面21的法线方向等一致。
基部层32被配置在光学片30的最靠近入光侧。构成光学片30的最靠近入光侧面的基部层32的入光侧面,在本实施方式中,作为平滑的面构成。另外,基部层32的出光侧面也作为平滑的面形成。就是说,基部层32由入光侧面和出光侧面平行的片状的部件构成。另外,基部层32在其出光侧的整个面中与光扩散层40密合。因此,在光扩散层40的入光侧面成为平滑的面的同时,基部层32和光扩散层40的界面还作为平滑的面构成。另外,在本实施方式中,在基部层32的内部,不包含粒子等。因此,本实施方式中的基部层32没有被赋予光扩散功能。
另一方面,光控制层35被配置在光学片30的最靠近出光侧。在本实施方式中,如图2所示,光控制层35进一步包括被配置在光扩散层40上的片状的支撑部36。支撑部36作为支撑上述的单位形状单元38的部位发挥作用。在图2中,用虚线表示支撑部36和单位形状单元38之间,但如后文所述,既可以一体地形成支撑部36和单位形状单元38,也可以使用相同的材料分别形成支撑部36及单位形状单元38。
光控制层35的入光侧面即支撑部36的入光侧面,在本实施方式中作为具有凹凸的粗糙面形成。另外,光控制层35(支撑部36)在其入光侧的整个面上与光扩散层40密合。因此,在光扩散层40的出光侧面成为具有凹凸的粗糙面的同时,光控制层35和光扩散层40的界面构成为粗糙面。如后文所述,通过光控制层35和光扩散层40之间的凹凸状的界面,光学片30能够发挥优异的光学功能。
如图2所示,单位形状单元38被没有间隙地排列配置在支撑部36的出光侧面上,并突出于出光侧。因此,如图1所示,光控制层35的单位形状单元38就与透射式显示部15的下偏振光板13的平滑面13a抵接。另外,单位形状单元38朝着与单位形状单元38的排列方向交叉的方向(在图1中为与纸面正交的方向)线状延伸。在本实施方式中,单位形状单元38以直线状延伸。另外,单位形状单元38的长度方向(直线状延伸的方向),在光学片30的片面上,与单位形状单元38的排列方向正交。另外,在本实施方式中,从光学片30的片面的法线方向nd观察时,单位形状单元38的排列方向与光源22的长度方向正交,单位形状单元38的长度方向与光源22的长度方向平行。
图3及图4示出在与光学片30的片面的法线方向nd及单位形状单元38的排列方向这两个方向平行的截面(也叫做“主切断面”)中的光学片30。此外,图3及图4所示的截面,还与沿着图2的X-X线的截面对应。如图3及图4所示,在本实施方式中,各单位形状单元38的截面形状成为突出于出光侧的三角形形状。就是说,各单位形状单元38被作为由所谓的三角柱构成的单位棱镜形成。特别是在本实施方式中,从集中提高正面方向亮度的观点上,将各单位形状单元38构成为使主切断面上的单位形状单元38的截面形状成为等腰三角形形状的同时,使位于等边之间的顶角突出于出光侧。
此外,在本说明书中,所谓“三角形形状”,不只是严格意义上的三角形形状,还包含制造技术上的极限或成形时的误差等在内的近似三角形形状,或者能够期待和三角形形状大致相同的光学功能的近似三角形形状等。作为一个具体的例子,三角形形状包含三角形的顶点带圆弧的形状等。
此外,在本说明书中,“棱镜”这一术语,不仅是所谓狭义的棱镜,还在包含被称作透镜的那种单位形状单元(单位光学单元)在内的广义上使用。
如图2所示,各单位形状单元38具有在主切断面中连接离支撑部36的距离最远的顶部39而成的棱线La。在本实施方式中,各单位形状单元38的主切断面上的截面形状,沿着单位形状单元38的长度方向成为一定。因此,各单位形状单元38的棱线La在和光学片30的片面平行地延伸的同时,还和单位形状单元38的长度方向平行地延伸。另外,多个单位形状单元38全部同样地构成。因此,多个单位形状单元38的棱线La都位于和光学片30的片面平行的一个平面内,在将光学片30装入显示装置10中之际,与透射式显示部15的入光侧面13a接触。
另外,在本实施方式中,在光控制层35的内部,更具体地说,在支撑部36的内部及单位形状单元38的内部,不含有粒子等。因此,在本实施方式中的光控制层35的内部,没有被赋予光扩散功能。
作为由以上那样的结构构成的单位形状单元38的具体例子,能够使沿着在支撑部36的出光侧面上的单位形状单元38的排列方向的、单位形状单元38的底面的宽度W(参照图3)为5μm~200μm。另外,能够使沿着去往光学片30的片面的法线方向nd的从支撑部36的出光侧面算起的单位形状单元38的突出高度H(参照图3)为1.445μm~173μm。进而,在单位形状单元38的截面形状为等腰三角形时,从集中提高正面方向亮度的观点上,位于等边之间的同时还突出于出光侧的顶角的角度θa(参照图3)最好为60°以上120°以下,90°则更好。
接着,讲述在基部层32和光控制层35之间配置的光扩散层40。如上所述,面对基部层32的光扩散层40的入光侧面,作为平滑的面形成;面对光控制层35的光扩散层40的出光侧面,作为具有凹凸的粗糙面形成。
光扩散层40,具有基料树脂部42和分散在基料树脂部42中的光扩散性粒子45。光扩散性粒子45通过反射或折射,使在光扩散层40内前进的光的行进方向变化。这种光扩散性粒子45的光扩散功能,例如可以通过具有和构成基料树脂部42的材料不同的折射率的材料构成光扩散性粒子45,或者能够对光产生反射作用的材料构成光扩散性粒子45来赋予。此外,在光扩散性粒子45的折射率和基料树脂部42的折射率之间存在0.1以上、更好是0.2以上的折射率差时,光扩散性粒子45就能有效地发挥光扩散功能。
基料树脂部42既可以由和构成基部层32的材料相同的材料构成,也可以由和构成基部层32的材料不同的材料构成。同样,基料树脂部42既可以由和构成光控制层35(支撑部36)的材料相同的材料构成,也可以由和构成光控制层35(支撑部36)的材料不同的材料构成。基料树脂部42和构成光控制层35(支撑部36)的材料具有不同的折射率时,使光扩散层40和光控制层35的界面形成为粗糙面,从而利用该界面也能使光扩散。特别是在基料树脂部42的折射率和与基料树脂部42邻接的光控制层35(支撑部36)的折射率之间存在0.1以上、更好是0.2以上的折射率差时,通过光控制层35和光扩散层40之间的凹凸状的界面,能使光学片30发挥优异的光学功能。
可是,在光扩散层40的基料树脂部42中,至少包含两个以上的光扩散性粒子45的单体粒子46凝聚而成的凝聚体(凝聚物、复合粒子、二次复合体)47。构成一个凝聚体(复合粒子)的单体粒子的数量,能够根据所需的光扩散特性适当选择,通常为2~1000左右。构成一个凝聚体(复合粒子)的单体粒子的数量,在光扩散层40内,既可以都具备相同的数,也可以具有正态分布等的分布。在图5中,示意性地示出一般能够用电子显微镜观察到的基料树脂部中的粒子的各种状态。其中,图5B或图5C所示的状态是光扩散层40的基料树脂部42中的光扩散性粒子45的状态。在图5B所示的状态中,一部分光扩散性粒子45作为单体的粒子46残留,其余的光扩散性粒子45则作为凝聚体47存在。另外,在图5C所示的状态中,光扩散性粒子都作为二次凝聚的凝聚体存在于基料树脂部中。
另一方面,在图5A所示的状态中,光扩散性粒子都作为单体的粒子存在于基料树脂部中。
此外,如后文所述,适当变更光扩散层40的制作条件,能够调节光扩散性粒子45的凝聚的进行程度。
另外,在本实施方式中,以使光学片30内的光扩散层40的内部扩散率为20以上、70以下最好为35以上、70以下的方式形成光扩散层40。而且,在本实施方式中,以使光学片30内的光扩散层40的内部透射率为70以上、350以下最好为70以上、230以下的方式形成光扩散层40。发明人确认:光扩散层40的内部扩散率成为这种范围时,或者光扩散层40的内部透射率成为这种范围时,在光扩散层40的基料树脂部42中,以在获得本发明的效果上特别适宜的形态及量,只包含光扩散性粒子45的单体粒子46凝聚而成的凝聚体(凝聚物、复合粒子、二次复合体)47,或者包含该凝聚体47及其单体粒子46这两者。
关于其原理、机构的详细内容,现在还不太明白。但是可以认为:分散在光扩散层中的粒子形成该凝聚体47时,与现有技术众所周知的由通用的单体粒子46构成时相比,对于构成成为问题的条纹花纹的光(光线或光束),如后文所述,能引起有效地削弱推定成为出现条纹花纹的原因的入射外光的可干涉性及强度的周期性调制的样态的扩散。
在这里,讲述“光学片30内部的光扩散层40的内部扩散率”及“光学片30内部的光扩散层40的内部透射率”。其中,首先讲述光扩散层40的内部扩散率,然后讲述光扩散层40的内部透射率。
光学片30内部的光扩散层40的内部扩散率,是表示在装入光学片30的内部的状态下的光扩散层40进行的光的扩散的程度的物理量。更具体地说,表示考虑到光扩散层40和与光扩散层40的入光侧邻接的层的界面上的光的扩散、光扩散层40内部的光的扩散、光扩散层40和与光扩散层40的出光侧邻接的层的界面上的光的扩散后的、光扩散层40进行的光的扩散程度。作为表示扩散程度的指标,使用遵循JIS K 7105的规定测量的雾度值。就是说,是使用遵循JIS K7105的规定测量的雾度值表示光扩散层40和与光扩散层40的入光侧邻接的层的界面上的光的扩散、光扩散层40内部的光的扩散、光扩散层40和与光扩散层40的出光侧邻接的层的界面上的光的扩散的总和的程度的物理量。
接着,讲述在本实施方式中的光学片30中测量光扩散层40的内部扩散率的方法。在本实施方式中的光学片30中,光控制层35的单位形状单元38也具有使光的行进方向变化的功能。因此,制造能够排除光控制层35的单位形状单元38进行的光的扩散的样品,遵循JISK 7105的规定测量该样品的雾度值,由此能够特定光扩散层40的内部扩散率。
具体地说,如图6所示,作为测量雾度值用的样品,可以使用通过具有和构成光控制层35(单位形状单元38)的材料的折射率相同的折射率的材料47a,将由光控制层35的单位形状单元38形成的光学片30的出光侧的凹凸平坦化(填埋)而制造的样品A。或者作为测量雾度值用的样品,可以使用取代在光扩散层40上形成光控制层35,而通过使用具有和构成光控制层35(单位形状单元38)的材料的折射率相同的折射率的材料47a覆盖光扩散层40而制造的样品B。此外,样品A及样品B的出光侧面,都和光学片30的片面平行。
另外,在本实施方式的光学片30中,还可以采用上述方法以外的方法,特定光扩散层40的内部扩散率。具体地说,首先制造能呈现光控制层35的单位形状单元38进行的光的扩散的程度的样品。接着,遵循JIS K 7105的规定,测量光学片30的雾度值和能呈现光控制层35的单位形状单元38进行的光的扩散程度的样品的雾度值。然后,从光学片30的雾度值中减去样品的雾度值后的值,就表示光学片30内部的光扩散层40的内部扩散率。此外,作为能呈现光控制层35的单位形状单元38进行的光的扩散程度的样品,可以使用在具有出光侧面的同时,还具有平滑的入光侧面,完全由和构成光控制层35(单位形状单元38)的材料的折射率相同的折射率的材料形成的样品,其中该出光侧面具有和光控制层35的单位形状单元38相同的结构的单位形状单元(单位光学单元)。
下面,分析图7所示的光学片30A中的光扩散层40的内部扩散率。图7所示的光学片30A,仅在基部层32具有作为粗糙面形成的入光侧面这一点上与上述实施方式中的光学片30不同。所以,光扩散层40和与光扩散层40的入光侧邻接的层的界面上的光的扩散程度、光扩散层40内部的光的扩散程度及光扩散层40和与光扩散层40的出光侧邻接的层的界面上的光的扩散程度,在图7所示的光学片30A和上述实施方式的光学片30之间分别相同。因此,能够使用图6所示的样品A或样品B来特定图7所示的光学片30A中的光扩散层40的内部扩散率。然后,图7所示的光学片30A中的光扩散层40的内部扩散率,与上述实施方式中的光学片30中的光扩散层40的内部扩散率相同。
综上所述可知:能够采用下述方法特定光学片30内部的光扩散层40的内部扩散率。首先,形成用于测量雾度的样品。该样品具有和光扩散层40的结构相同的中心层、从中心层的一个侧面以与中心层邻接的方式配置的第1邻接层、和从中心层的另一个侧面以与中心层邻接的方式配置的第2邻接层。第1邻接层是由和在光学片30中构成从入光侧与光扩散层40邻接的层的基材(基部)的材料相同的材料构成的单层,可以使与面对中心层的一侧相反的一侧的表面,成为沿着样品的片面延伸的平滑的面。另外,第2邻接层是由和在光学片30中构成从出光侧与光扩散层40邻接的层的基材(基部)的材料相同的材料构成的单层,能够使与面对中心层的一侧相反的一侧的表面,成为沿着样品的片面延伸的平滑的面。然后,遵循JIS K 7105的规定测量的该样品的雾度值,就是光学片30内部的光扩散层的内部扩散率。
例如在特定图8所示的光学片30B中的光扩散层40的内部扩散率时,可以制造如下所述的那种样品C,测量制造的样品的雾度值。此外,光学片30B具有光扩散层60、从入光侧与光扩散层60邻接的入光侧层62、以及从出光侧与光扩散层60邻接的出光侧层64。然后,出光侧层64含有基料树脂部65和分散到基料树脂部65中的光扩散性粒子。另一方面,样品C具有中心层70、从一侧与中心层70邻接的第1邻接层72、以及从另一侧与中心层70邻接的第2邻接层74。中心层70具有和光学片30B的光扩散层60相同的结构。第1邻接层72由构成入光侧层62的材料形成。第1邻接层72在与面对中心层70的一侧相反的一侧,具有和样品C的片面平行地延伸的平滑的表面。另外,第2邻接层74由构成出光侧层64的材料即基料树脂部形成。第2邻接层74在与面对中心层70的一侧相反的一侧,具有和样品C的片面平行地延伸的平滑的表面。
以上,讲述了光扩散层40的内部扩散率,接着讲述光扩散层40的内部透射率。
光学片30内部的光扩散层40的内部透射率,是表示透射装入光学片30内部的状态下的光扩散层40的光的比例的程度的物理量。更具体地说,表示透射光扩散层40和与光扩散层40的入光侧邻接的层的界面、光扩散层40的内部、光扩散层40和与光扩散层40的出光侧邻接的层的界面的光的比例的程度。换言之,考虑了光扩散层40和与光扩散层40的入光侧邻接的层的界面上的光的扩散、光扩散层40内部的光的扩散、以及光扩散层40和与光扩散层40的出光侧邻接的层的界面上的光的扩散后,评价透射光扩散层40的光的比例程度。
作为表示透射的光的比例程度的指标,利用遵循JIS K 7105的规定,使用四种光梳测量的图像清晰度的值。具体地说,对于透射装入光学片30内部的状态下的光扩散层40的光的比例程度,将遵循JIS K7105的规定,使用光梳测量的图像清晰度的值,作为光扩散层40的内部图像清晰度。然后,光学片30内部的光扩散层40的内部透射率,为使用0.125mm的光梳时的光扩散层40的内部图像清晰度、使用0.5mm的光梳时的光扩散层40的内部图像清晰度、使用1.0mm的光梳时的光扩散层40的内部图像清晰度、以及使用2.0mm的光梳时的光扩散层40的内部图像清晰度之和。
此外,遵循JIS K 7105的规定测量图像清晰度的样品,可以和上述测量内部扩散率之际使用的样品的结构相同。上述测量内部扩散率之际使用的样品,可以对于入射光产生和在光扩散层40和与光扩散层40的入光侧邻接的层的界面、光扩散层40的内部以及光扩散层40和与光扩散层40的出光侧邻接的层的界面上对于入射光学片30的光产生的光扩散层作用相同的光扩散层作用。因此,对于该样品就能够遵循JIS K 7105的规定、使用各光梳测量图像清晰度,从而求出光扩散层40的各内部图像清晰度。然后,将求出的四个内部图像清晰度相加,就能够求出光学片30内部的光扩散层40的内部透射率。
接着,讲述由以上结构构成的光学片30的制造方法的一个例子。
首先,准备构成基部层32的薄膜。该薄膜最好具有优异的透光性,例如可以使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂或聚丙烯、多环烯(polycycloolefine)等聚烯烃树脂构成的薄膜。通常,作为基部层32,使用二轴延伸的薄膜。构成基部层32的薄膜的厚度,通常在20~200μm的范围内。
接着,和溶剂一起在薄膜上涂布具有流动性的树脂,以便构成光扩散层40的基料树脂部42。作为涂布方法,可以使用旋涂法或压模涂布法等各种方法。另外,向在薄膜上涂布的具有流动性的树脂混入光扩散性粒子45。此外,作为构成基料树脂部42地具有流动性的树脂的一个例子,可以使用由多元醇化合物和异氰酸酯化合物构成的2液固化尿烷树脂类、环氧树脂类等热固化型树脂,或氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、丙烯树脂等热塑性树脂。另外,树脂本身为没有足以涂布的流动性的树脂时,为了将它溶解或分散而混合溶剂。作为该溶剂,例如可以使用甲基乙基甲酮等酮类溶剂、乙酸乙酯等酯类溶剂、甲苯等芳烃溶剂、己烷等脂族烃溶剂、乙醇等醇类溶剂、水。另外,作为光扩散性粒子45(仅为凝聚体47或凝聚体47和单体粒子46的混合物),可以使用平均粒径为0.5~100μm左右的硅石(二氧化硅)、矾土(氧化铝)、丙烯树脂、聚碳酸酯树脂等透明物质制造的粒子。单体粒子的形状,可以采用球、旋转椭圆体、多面体、截头多面体、鳞片形状、针状形状等。根据需要,为了调整对基料树脂的分散性、单体粒子的凝聚性及涂膜(光扩散层40)的强度,而在该单体粒子46的表面形成硅烷偶联剂(シランカツプリンズ剤)的覆盖层,或者实施赋予丙烯酸基、异丁烯酰基(メタクリロイル基)、羟基、异氰酸基等官能团的处理或电晕放电处理等表面处理。
然后,通过溶剂干燥或利用化学反应等进行的固化等,使在薄膜上涂布的树脂液(涂料)固化。这时,调节干燥速度及固化速度,从而能够控制树脂中的光扩散性粒子45的凝聚的程度。另外,还能够调节上述光学片30内部的光扩散层40的内部扩散率及内部透射率。
在该工序中,为了使溶剂蒸发和/或为了促进由热固化型树脂构成的树脂的固化反应,而将树脂加热。而且,调节该加热温度,还能够控制光扩散性粒子45的凝聚的程度。具体地说,考虑成为基料树脂部42的树脂和光扩散性粒子45之间的亲和性后,调节干燥速度及固化速度。例如成为基料树脂部42的树脂和光扩散性粒子45之间的亲和性较低时,在成为基料树脂部42的树脂中,光扩散性粒子45要凝聚的倾向增大。这时,提高干燥速度及固化速度后能够抑制凝聚。另一方面,降低干燥速度及固化速度后能够促进凝聚。
在这样制造的光扩散层40中,适当调整光扩散性粒子45和基料树脂部42的重量比及光扩散性粒子45的平均粒径等,能够使与面对薄膜(基部层32)的一侧相反的一侧的表面成为具有所需的程度的凹凸的粗糙面。进而,如后文所述,还可以通过调节在光扩散层40之后制造的光控制层35的制造条件,调节光扩散层40的出光侧的粗糙面中的凹凸的形状。而且,起因于光扩散层40的出光侧的粗糙面中的凹凸的形状,光学片30能够发挥所需的有用的光学功能。
接着,在光扩散层40上涂布具有流动性的树脂后赋形,这样能够在光扩散层40上形成光控制层35。作为构成光控制层35的材料,例如可以使用丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、环氧类等的单体(monomer)、预聚物或由它们的混合类构成的紫外线(UV)固化型树脂或电子束(EB)固化型树脂。
经上,能够制作光学片30。
可是,考虑到光学片的生产效率,最好使用上述树脂的固化时间成为短时间的电离放射线固化型树脂形成光控制层35。另外,与光控制层35邻接的光扩散层40的基料树脂部42,最好由能够与构成光控制层35的电离放射线固化型树脂急剧的聚合收缩对应的材料形成。发明人经过不懈的研究,发现热固化型树脂适合作为构成与光控制层35邻接的光扩散层40的基料树脂部42的材料。使用热固化型树脂形成基料树脂部42时,在使构成光控制层35的电离放射线固化型树脂固化后,能够保持加热状态地使基料树脂部42固化。依据这种方法,在构成光控制层35的材料聚合收缩时,构成与光控制层35邻接的光扩散层40的基料树脂部42的材料变形,从而能够防止光学片30产生裂纹或翘曲等变形。另一方面,在构成光控制层35的材料聚合收缩后,使基料树脂部42固化,能够赋予光学片30一定程度的刚性。
使电离放射线固化型树脂固化而形成光控制层35,其后从热固化型树脂加热固化基料树脂部42而加以形成,从而实际制作光学片30时,制作的光学片30的翘曲等变形微乎其微或者不产生变形,而且具有所需的强度。可是另一方面,对于该光学片30实施加热耐久试验时,在光控制层35中频繁出现裂纹。特别是在光控制层35的厚度比较薄的部分,例如如图2所示地采用三角柱棱镜的线状排列时,在其谷底部位,沿着该谷底部位的线集中产生裂纹或龟裂。
对此,发明人进行了各种试验,发现为了防止在加热耐久试验中出现裂纹,以下的方法有效。此外,在后文讲述的实施例中,公布了一部分变更各种条件进行的试验结果。
首先,作为在加热耐久试验中出现裂纹的主要原因,想到了光控制层35的膨胀率和光扩散层40的膨胀率的差异。在由电离放射线固化型树脂构成光控制层35并且由热固化型树脂构成光扩散层40的基料树脂部42的情况下,构成光扩散层40的基料树脂部42的材料的线膨胀率与构成光控制层35的材料的线膨胀率之比,通常为100%以上。而且,根据发明人的试验,采用下述特定的方法获得的加热到20℃~80℃之间时的、构成光扩散层40的基料树脂部42的材料的线膨胀率与构成光控制层35的材料的线膨胀率之比成为1500%以下时最好成为1200%以下时,能够防止产生裂纹。
此外,所谓“线(热)膨胀率”,是JIS K-7197规定的物理量。另外,在本发明中,在测量线膨胀率之际,将加热前的试验片的温度设定为20℃,并且还将加热后的试验片的温度设定为80℃。之所以将加热前的试验片的温度设定为20℃,是因为接近该光学片被通常使用的室温,以及在普通的显示装置用的光学片使用的热固化型树脂及电离放射线固化型树脂在20℃以下的区域不会热膨胀到给裂纹带来影响的程度的缘故。另外,之所以将试验片的加热温度设定为80℃,是因为普通的显示装置通常被置于超过预料的最高温度的环境中,以及对于普通的显示装置用的光学片进行的加热耐久试验的最高温度为80℃的缘故。另外,在本发明中,遵照JIS K-7197的规定,对于细长条状的试验片进行测量,将测量的值作为线膨胀率。具体地说,可以将试验片的测量区域的宽度定为大约5mm、长度定为大约10mm、厚度定为大约150μm。
另外,一般地说,树脂往往显示玻璃转移,树脂的线膨胀率在玻璃化温度附近,产生较大的变化。特别是热固化型树脂,在玻璃化温度附近,其线膨胀率大幅上升。因此,光扩散层40的玻璃化温度最好比上述80℃高。另外,光控制层35的玻璃化温度Tg1和光扩散层40的玻璃化温度Tg2之差,最好在40℃以下,特别希望在30℃以下,以便随着光扩散层40的线膨胀率的变动,光控制层35的线膨胀率也能够变动。这时即满足下式时,在将光学片30加热到80℃为止的加热耐久试验中,能够有效地防止光学片30产生裂纹。
|Tg1-Tg2|≤30℃
进而,构成光扩散层40的树脂材料的分子之间最好被牢固地结合。发明人在不懈的研究中发现:假设光扩散层40的分子之间被牢固地结合时,上述线膨胀率之比容易进入防止裂纹所希望的上述范围内,此外加热耐久试验中的光学片40的裂纹还得到了抑制。这可能是由于分子之间被牢固地结合,从而使光扩散层40固化的缘故。
具体地说,假设光扩散层40的基料树脂部42大多具有尿烷结合时,能够有效地防止将光学片30加热到80℃为止的加热耐久试验中光学片30产生裂纹。特别是构成基料树脂部42的主材料,最好是具有尿烷结合的材料。构成基料树脂部42的主材料具有尿烷结合时,与基料树脂部42作为某种反应的结果而具有尿烷结合时,例如利用异氰酸酯交联具有酯结合的主材料,从而使基料树脂部42具有尿烷结合时相比,能够有效地防止将光学片30加热到80℃为止的加热耐久试验中光学片30产生裂纹。
另外,假设光扩散层40的基料树脂部42大多包含氢结合时,能够有效地防止将光学片30加热到80℃为止的加热耐久试验中光学片30产生裂纹。一般来说,构成基料树脂部42的主材料的羟基值较大时,假设基料树脂部42具有较多的氢结合。而且,构成基料树脂部42的主材料的羟基值为6以上时,能够有效地防止将光学片30加热到80℃为止的加热耐久试验中光学片30产生裂纹。
接着,讲述以上那种光学片30、面光源装置20及透射式显示装置10的作用。
首先,讲述透射式显示装置10及面光源装置20的整体性的作用。
在图1中,用光源22发出的光,入射导光板26,在导光板26内反复进行全反射地前进。如上所述,导光板26的厚度随着到光源22的距离的增大而逐渐变薄。因此,反复进行全反射地在导光板26内前进的光,离开光源22而去。另外,反复地进行全反射后,入射导光板26的表面之际的入射角度逐渐变小。其结果,不久就以小于全反射临界角度的角度朝着导光板26的表面,于是从导光板26出射。
另外,在导光板26的背面,形成白色点图案27。在导光板26内前进的光,入射白色点图案27后就被扩散。该白色点图案27在导光板26的背面中所占的面积的比例,随着到光源22的距离的增大而逐渐变大。其结果,在导光板26内前进的光,随着到光源22的距离的增大而容易被白色点图案27扩散反射。导光板22内的光被白色点图案27扩散反射后,就以小于全反射临界角度的角度朝着导光板26的表面,其结果容易从导光板26出射。
因此,从导光板26朝着观察者侧出射的光的量,与到光源22的距离无关地成为大致均匀。就是说,导光板26的观察者侧的面中的亮度的面内分布,被一定程度均匀化。
此外,从导光板26向与观察者侧相反的一侧出射的光,被反射板24反射,朝着观察者侧前进。
从导光板26出射的光,入射光扩散片28,各向同性扩散后,入射光学片30。入射光学片30的光,进而在光扩散层40中扩散。
然后,如图3所示,从光学片30的单位形状单元38出射的光L31、L32、L33,在单位形状单元(单位光学单元、单位棱镜)38的出光侧面(棱镜面)中折射。由于该折射,从正面方向nd朝着倾斜的方向前进的光L31、L32、L33的行进方向(出射方向),与入射光学片30之际的光的行进方向相比,主要朝着对于去往入射光学片30的片面的法线方向nd而言的角度变小的一侧弯曲。利用这种作用,单位形状单元38能够将透射光的行进方向集中到正面方向nd一侧。就是说,单位形状单元38对于透射光发挥着聚光作用。此外,在图3中,为了便于理解该聚光作用,省略了光扩散层40的图示及透射光L31、L32、L33在光扩散层40中的扩散。
从光学片30出来的光,其后入射透射式显示部15。透射式显示部15按照各像素选择性地使来自面光源装置20的光透射。这样,透射式显示装置10的观察者就能够观察影像。
可是,将该光学片30与其它部件重叠而构成面光源装置20及透射式显示装置10时,如上所述,在光学片30的单位形状单元38和与光学片30邻接的其它部件接触的区域,出现条纹花纹,使画质劣化。特别是光学片30的单位形状单元38和透射式显示部15的平滑的入光侧面13a(虽然通常是偏振光板表面,但也有时是相位差板、偏振光分离膜、保护膜等的表面)抵接时,这种不良现象更加显著。
一般认为,产生了起因于透射式显示部15的像素的排列间距和光学片30的单位形状单元38的排列间距的条纹花纹(干涉条纹、莫尔条纹)。作为使该条纹花纹不明显的有效的方法,在规定的范围内设定像素的排列间距和单位形状单元38的排列间距的比率的方法广为人知。另外,设置具有较强的光扩散功能的层也可以使这种条纹花纹不明显的情况广为人知。但是,设置具有较强的光扩散功能的层时,引起使光源光的透射率下降等不良现象。
可是,发明人进行了不懈的研究,发现只调节透射式显示部15的像素的排列间距和光学片的单位形状单元的排列间距,并不能够使光学片30的单位形状单元38和透射式显示部15的平滑的入光侧面13a抵接时出现的条纹花纹不明显。另外,虽然使光学片的入光侧面粗糙化,但是并不能够有效地使条纹花纹不明显(参照后文的“实施例”)。不仅如此,在图1所示结构的光学片中,若使光学片的入光侧面粗糙化到使条纹花纹不明显的程度为止,则光源光的透射率显著下降,画质大幅度劣化。
另一方面,依据作为内部层(最靠近入光侧层及最靠近出光侧层以外的层)具有含有光扩散性45的单体粒子46及凝聚体(凝聚物、复合粒子、二次复合体)47的光扩散层40的光学片30,如后文讲述的实施例的评价结果也支持的那样,能够有效地使条纹花纹不明显。虽然还不太明白使条纹花纹不明显的机理,但是以下主要参照图4及图16,讲述可以认为是它的一个因素的机理。但是,本发明并不局限于以下的机理。
从显示装置10出射能够被观察者观察到的影像光。另一方面,还存在着从观察者侧入射显示装置10的光。这种光,包含太阳光或室内的灯光等环境光(外光)。如图4及图16所示,一部分环境光Lc透射透射式显示部15,入射与透射式显示部15邻接的光学片30。这种环境光Lc因为透射透射式显示部15内的像素区域,所以具有沿着与光学片30的片面平行的方向与像素的排列间距对应的强弱。就是说,环境光Lc作为具有周期性的强弱的光,入射光学片30。
特别是在光学片30的单位形状单元38与透射式显示部15的入光侧面抵接时,在该接触部位中,环境光Lc穿过(过而不停)。其结果,可以推定入射光学片30内的环境光Lc的绝对量增加。这时,可以预料入射光学片30内的环境光Lc具有与像素的排列间距及单位形状单元38的排列间距对应的较强的周期性。
如图16所示,入射光学片130内的环境光Lc大部分在光学片130内被反射,其前进方向被反转,朝着观察者侧前进。具体地说,可以预料在光学片130的入光侧面130a和大气的界面中,大部分环境光Lc以维持其周期性的状态被反射。但是,如图16所示,将光学片130的入光侧面130a作为凹凸面形成时,在入光侧面130a中的光扩散功能的作用下,反射光Lr1的周期性被削弱一些。
另外,如图16所示,包含单位形状单元(单位棱镜)138的光控制层135通常被在基部层132上赋形后形成。这样,在光控制层135和基部层132之间就形成光学界面,在这种光学界面中,环境光Lc也有可能反射。而且,因为光控制层135和基部层132之间的界面通常是平滑面,所以在该界面上的反射光Lr2以维持其周期性的状态朝着观察者侧前进。
这样,具有周期性的环境光Lc的反射光Lr1、Lr2就去往透射式显示部15。其结果,首先维持足够的可干涉性(相干性)的两反射光Lr1、Lr2以及虽然图中没有绘出但是在单位形状单元138的表面的反射光、在透射式显示部的入光侧面13a的反射光,这4种光构成干涉条纹。而且,可以预料在反射光Lr1、Lr2的强弱的周期和透射式显示部15的像素间距的周期的干涉下,将会出现条纹花纹。特别是光学片30的单位形状单元38与透射式显示部15的平滑的入光侧面13a接触时,反射光Lr1、Lr2的周期性加强的同时,反射光Lr1、Lr2的光量也增加,条纹花纹将更加明显。
另一方面,在以上所述的本实施方式中的光学片30中,在光学片30的内部(在入光侧面和出光侧面之间)设置着光扩散层40。光扩散层40在至少包含光扩散性粒子45的单体粒子46的凝聚体47的同时,还作为具有光扩散功能的粗糙面形成光扩散层40的出光侧面,该光扩散层40形成与光控制层35的界面。而且,光扩散层40具有适当的光扩散功能及光透射功能。
如图4所示,透射光控制层35后朝着光扩散层40行进的环境光Lc,大多进一步入射光扩散层40后透射光扩散层40。入射光扩散层40的环境光Lc,在光控制层35及光扩散层40的界面和光扩散层40内部中被扩散。其结果,环境光Lc的周期性被削弱。这种环境光大多入射基部层32,然后在光学片30的入光侧面反射,朝着观察者侧前进。在本实施方式中,光学片30的入光侧面形成为平滑面。这样,被光学片30的入光侧面的反射就大致成为镜面反射。其后,反射光L1再次通过光扩散层40,在光扩散层40内部和光控制层35及光扩散层40的界面中被再次扩散。就是说,认为占有环境光Lc的大部分的反射光L1,在光扩散层40中被二次扩散,其周期性及可干涉性被大幅度削弱。
如图4所示,在光扩散层40中前进的一部分环境光Lc,在光扩散层40和基部层32的界面中反射后,朝着观察者侧前进。光扩散层40和基部层32的界面上的反射大致成为镜面反射。反射光L2再次通过光扩散层40后,在光扩散层40内部和光控制层35及光扩散层40的界面中被再次扩散。就是说,由一部分环境光Lc构成的反射光L2,在光扩散层40中被二次扩散,其周期性被大幅度削弱。
进而如图4所示,在透射光控制层35并朝着光扩散层40行进的一部分环境光Lc中,也包含用光控制层35及光扩散层40的界面反射的光L3。这种反射光L3,也因为在光控制层35及光扩散层40的界面上的反射成为扩散反射,所以其周期性及可干涉性被削弱。
综上所述,通过透射式显示部15后入射光学片30的环境光Lc,在光学片30内被有效地扩散。其结果,再次入射透射式显示部15的反射光L1、L2、L3以及虽然图中没有绘出但是在单位形状单元138的表面的反射光、在透射式显示部的入光侧面13a的反射光,这4种光的可干涉条纹被削弱。而且,可以推测各反射光L1、L2、L3的强弱造成的周期性变弱。这样,依据本实施方式中的光学片30,能够有效地使条纹花纹不明显。
发明人经过不懈的研究发现,如用后文讲述的实施例的评价结果所示的那样,用雾度值表示光学片30内部的由光扩散层40进行的光的扩散程度的值即光扩散层40的内部扩散率为20以上,最好为35以上时,能够极其有效地使条纹花纹不明显。
另外,如用后文讲述的实施例的评价结果所示的那样,以使用0.125mm的光梳时的图像清晰度表示光学片30内部的光扩散层40造成的光的透射程度的值和以使用0.5mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以使用1.0mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以使用2.0mm的光梳时的图像清晰度表示的值之和即光扩散层40的内部透射率为350以下最好为230以下时,能极其有效地使条纹花纹不明显。
此外,在上述图16所示的光学片130中,反射光Lr2没有被扩散。就是说,反射光Lr2原封不动地维持周期性,朝着观察者侧前进,入射透射式显示部15。另外,反射光Lr1虽然在具有光扩散功能的光学片130的入射侧面被扩散,但是没有被二次反射。这样,依据本实施方式的光学片30,与图16所示的光学片13相比,能够极其有效地防止条纹花纹的产生。
另外,来自光源的成为影像光的光,虽然在通过光扩散层40之际被扩散,但不会像环境光Lc那样被二次扩散。所以,能够防止光源的光被光扩散层40的光扩散功能过度地扩散,利用光控制层35的聚光功能,能够有效地提高正面方向亮度。而且,因为光扩散层40不过度地扩散光源的光,所以光学片30能够维持适当的透射率,能够带来各种优点(例如提高亮度,有效地利用能源)等。就是说,采用本实施方式后,能够不使画质较大劣化地使条纹花纹(干涉条纹)不明显。
发明人经过不懈的研究,发现光学片30内部的光扩散层40的内部扩散率为70以下时或光学片30内部的光扩散层40的内部透射率为70以上时,能够有效地确保足够的亮度。
依据以上那种本实施方式,在光学片30的内部,包含光扩散层40,该光扩散层40包含单体的光扩散性粒子46凝聚而成的凝聚体(凝聚物、复合粒子、二次复合体)47。而且,该凝聚体47与单体粒子46相比,给构成成问题的条纹花纹的光(光线或光束)带来各种样态的扩散作用,这些扩散作用能够有效地削弱其可干涉性及强度的周期性的调制。因此,采用该光扩散层40后,能够有效地防止将光学片30与其它的部件重叠之际产生的不良现象,具体地说能够有效地防止条纹花纹的产生。
另外,发明人经过不懈的研究,结果还发现了光扩散层40的光学作用的以下情况。作为具有凸部48(参照图9及图10)的粗糙面地形成光扩散层40的光控制层35侧的面时,如上所述,能够利用该粗糙面有效地抑制将光学片30与其它的部件重叠之际产生的不良现象。除了这种功能以外,发现光扩散层40的光控制层35侧的粗糙面,起因于构成该粗糙面的凸部48的形状,而能够赋予光学片30更多的光学功能。更详细地说,发现使光扩散层40的出光侧面的凸部48的顶部上的曲率半径的平均值(凹部48的顶部中的平均曲率半径)相对于光扩散层40中的由光扩散性粒子构成的粒状体的半径的平均值(粒状体的平均曲率半径)而变化,由此能够有效地调节光学片30的光学功能。
此外,这里所谓的“由光扩散性粒子构成的粒状体”,如参照图5A~图5C所讲述的那样,是指分散到光扩散层40中的、由光扩散性粒子的凝聚体47或光扩散性粒子的单体46构成的粒状体45。而且,由光扩散性粒子的凝聚体47构成的粒状体45的半径,用对于该凝聚体47而言的外接球的半径近似。另外,由不是球体的光扩散性粒子单体46构成的粒状体45的半径,则用对于该光扩散性粒子单体46而言的外接球的半径近似。实际上,用光学显微镜或电子显微镜观察光学片30的光扩散层40的截面,测量3~50个(最好是20个以上)粒状体45的半径,能够将该测量值的平均值作为粒状体45的半径R1的平均值。对于构成光学片30的光扩散层40的出光侧面的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值也同样,用光学显微镜或电子显微镜观察光学片30的光扩散层40的截面,测量3~50个(最好是20个以上)的凸部的成为最靠近出光侧的顶部上的曲率半径R2,能够将该测量值的平均值作为凸部的顶部上的曲率半径的平均值。此外,这里所谓的“凸部48”,例如图9及图10所示,与光扩散层40中的某一个粒状体45对应地形成,位于从该粒状体45向光学片30的法线方向nd错开的位置。
在上述结构的光学片30中,例如能够如下所述地对于光扩散层40中的光扩散性粒子45的半径R1的平均值而言,控制光扩散层40的出光侧面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值。首先,调节使由电离放射线固化型树脂构成的光控制层40在被积极加热固化前的由基料树脂部42和光扩散性粒子45构成的光扩散层40上成形之际的加工压力(夹住压力),能够调节凸部48的顶部上的曲率半径R2的大小。用高压力将收容电离放射线固化型树脂的模具朝着基部层32及光扩散层40按压时(成形时的加工压力高时),凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值容易大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值。另一方面,用低压力将模具朝着基部层32及光扩散层40按压时(成形时的加工压力低时),凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值容易小于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值。
另外,调节电离放射线固化型树脂固化收缩的程度,也能够对于光扩散层40中的光扩散性粒子45的半径R1的平均值而言,控制光扩散层40的出光侧面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值。固化收缩量较小时,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值容易大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值。另一方面,固化收缩量较大时,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值容易小于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值。此外,可以通过调节电离放射线固化型树脂的成分,使电离放射线固化型树脂固化收缩的程度变化。例如一般来说,构成电离放射线固化型树脂的单体或预聚物的每单位分子的官能团(丙烯酸基、异丁烯酰基等)的数量越多,就能够使固化收缩的程度越大。
进而,调节在基部层32上涂布的、使之成为光扩散层40的基料树脂部42的树脂材料的粘度(流动性),也能够对于光扩散层40中的光扩散性粒子45的半径R1的平均值而言,控制光扩散层40的出光侧面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值。在基部层32上涂布的、使之成为光扩散层42的树脂材料的粘度较低时(流动性较高时),凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值容易大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值。另一方面,在基部层32上涂布的、使之成为光扩散层42的树脂材料的粘度较高时(流动性较低时),凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值容易小于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值。
发明人经过实验证实:如图9所示,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值小于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,能够进一步提高面光源装置20的正面方向亮度。就是说,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值小于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,能够赋予光学片30优异的聚光功能。但是,另一方面,光学片的光扩散功能却相对下降。而如图10所示,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,能够使面光源装置20的亮度的面内分布更加均匀,从而能够在直下型的面光源装置中使光源的像更加不明显。另外,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,能够增大显示装置15的视角。就是说,凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,能够赋予光学片30优异的光扩散功能。但是,另一方面,光学片30的聚光功能却相对下降。
然而,在日本特开2007-34287号公报及日本特开平8-335044号公报中,公布了在其内部包含光扩散功能层的光学片。可是,在日本特开2007-34287号公报及日本特开平8-335044号公报的任何一个中,都没有谈及使与光扩散层中的某一个粒状体对应、成为光扩散层的出光侧面地形成的凸部的顶部上的曲率半径的平均值,与粒状体的半径平均值不同的情况。
在日本特开2007-34287号公报中,只谈到了使一部分光扩散性粒子从基料树脂中露出的情况,换言之,只谈到了设置由光扩散性粒子本身构成的凸部即顶部上的曲率半径和光扩散性粒子的曲率半径相同的凸部的情况(参照日本特开2007-34287号公报的0042段),或者使光扩散层的出光侧面平坦的情况(参照日本特开2007-34287号公报的0019段),或者在光扩散层上进行压花加工即设置和光扩散性粒子无关的凸部的情况(参照日本特开2007-34287号公报的0044段)。另一方面,在日本特开平8-335044号公报的0022段中说:“粒子的粒径,和表面的微小凹凸组12a的平均粗糙度Δz2相同的程度”,所以是只不过谈到了设置由光扩散性粒子本身构成的凸部即顶部上的曲率半径和光扩散性粒子的曲率半径相同的凸部的情况。
发明人经过反复实验证实:如图9所示,成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值小于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,与成为光扩散层的出光侧的粗糙面的凸部由一部分具有和基料树脂部相同的折射率的光扩散性粒子构成时相比,能够提高正面方向亮度。另一方面,如图10所示,成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,与成为光扩散层的出光侧的粗糙面的凸部由一部分具有和基料树脂部相同的折射率的光扩散性粒子构成时相比,能够使面光源装置20的出光面上的亮度的面内分布更加均匀,从而能够在直下型的面光源装置中使光源的像更加不明显。另外,成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值大于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值时,与成为光扩散层的出光侧的粗糙面的凸部由一部分具有和基料树脂部相同的折射率的光扩散性粒子构成时相比,还能够增大显示装置15的视角。
另外,如图9及图10所示,成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值与光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值不同时,与使光扩散层的出光侧面成为平坦面时相比,能够提高正面方向亮度。另外,同时还能够使亮度的面内分布更加均匀,使光源的像更加不明显,进而还能够增大视角。
此外,如上所述,适当变更光学片30的制造条件,能够调节对于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值而言的成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值。这样,只变更制造上述光学片30之际的条件,就能够赋予光学片30所需的有用的光学功能。就是说,不仅变更光扩散性粒子45的折射率及基料树脂部42的折射率,而且还进一步调节对于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值而言的成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值,依据这样的本实施方式,能够大幅度地提高光学片30具有的光学功能的设计的自由度。这样,依据调节对于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值而言的成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值的本实施方式,作为一个例子,与通过设置压花等别的工序来赋予光学片和光扩散性粒子45的光学作用分开设计的光学功能时(日本特开2007-34287号公报的0044段公布的样态)相比,能够容易用极便宜的价格赋予光学片所需的光学功能。
此外,对于以上的实施方式,可以进行各种变更。下面讲述一个变形的例子。
例如在上述实施方式中,讲述了光扩散层40的入光侧面形成为平滑面的例子。但并不局限于此,可以将光扩散层40的入光侧面形成为粗糙面。另外,在上述实施方式中,讲述了将光扩散层40的出光侧面形成为粗糙面的例子。但并不局限于此,可以将光扩散层40的出光侧面形成为平滑面。
另一方面,使成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值与光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值不同而获得的作用效果,并不需要至少凝聚一部分光扩散性粒子45。就是说,即使光扩散层40中的光扩散性粒子45全都作为粒子单体46存在时,调节对于光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值而言的成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值,也能够获得和上述相同的作用效果。就是说,可以在光扩散层40中的光扩散性粒子全都作为粒子单体存在的同时,使成为光扩散层40的出光侧的粗糙面的凸部48的顶部上的曲率半径R2的平均值与光扩散层40中的粒状体45的半径R1的平均值不同。
另外,在上述实施方式中讲述的基部层32的结构只不过是个例子而已,能够适当变更基部层32的结构。例如讲述了将基部层32的入光侧面形成为平滑面的例子。但并不局限于此,可以将基部层32的入光侧面形成为粗糙面(席纹面)。
进而,在上述实施方式中讲述的光控制层35的结构只不过是个例子而已,能够适当变更光控制层35的结构。例如在上述实施方式中讲述了作为截面为三角形形状的棱镜构成单位形状单元38的例子。但并不局限于此,例如单位形状单元38的主切断面形状,按照赋予诸特性的需要,也可以是在三角形形状上加上调制、变形的形状。作为具体例子,为了适当调整光学功能,单位形状单元38的主切断面形状可以如图11所示那样采用三角形的一个以上的边折弯了(弯曲了)的形状、三角形的一个以上的边弯曲后突出的形状(所谓扇形)、使三角形的顶点附近弯曲后带上圆角以便使其曲率中心位于该三角形的内部侧的形状、赋予三角形的一个以上的边微小凹凸的形状。另外,单位形状单元38的截面形状可以具有三角形以外的形状,例如梯形等四边形、五边形或六边形等各种多边形形状。另外,单位形状单元38在主切断面中,可以具有圆或相当于椭圆形状的一部分的形状。
另外,在上述实施方式中讲述了分别沿着与光学片30的片面平行的一个方向排列多个单位形状单元38、各单位形状单元38与排列方向(所述一个方向)正交的同时还沿着与光学片30的片面平行的另一个方向细长地以直线状延伸的柱状体的例子。就是说,在上述实施方式中讲述了使单位形状单元38的排列形态成为所谓线性阵列(线性排列)的例子,但并不局限于此,例如半球、半旋转椭圆体、三角锥及四角锤等多角锥形状(所谓角隅也是它的一种形态)等单位形状单元38,可以沿着与光学片30的片面平行的不同的两个方向的每一个排列,形成复眼透镜。
在图12及图13中,示出在与光学片的片面平行的不同的两个方向上有规律地或没有规律地排列的多个单位形状单元38构成的复眼透镜(蝇眼透镜)中采用本发明的一个例子。在图12所示的例子中,单位形状单元38具有相当于向出光侧突出的球圆的一部分或向出光侧突出的旋转椭圆体的一部分的形状。单位形状单元38的截面形状相当于椭圆的一部分时,从集中提高正面方向亮度的观点上说,该截面为椭圆形状的长轴或短轴中的某一个最好与去往光学片30的片面的法线方向(即正面方向)nd平行地延伸。在图示的例子中,单位形状单元38的排列成为最密地平面填充将各单位形状单元38投影到光学片30的片面上的形状即相当于各单位形状单元的底面的共同圆的排列结构,或者成为使各圆彼此从最密地平面填充圆的结构稍微离开的排列结构。这种单位形状单元38的排列,与使各单位形状单元38从所谓结晶中的六方最密填充结构或六方最密填充结构稍微离开的排列结构对应。换言之,许多单位形状单元38被以共同的一定间距排列在以60°的角度互相相对倾斜的光学片30的片面上的不同的3个方向d1、d2、d3上。而且,这些第1方向d1、第2方向d2及第3方向d3在光学片30的片面上,互相以60°的角度相对倾斜。再换句话说,在光学片30的片面上,使最接近的3个单位形状单元38的配置中心38a分别位于正三角形的顶点上地排列许多单位形状单元38。
但是图12及图13所示的样态,是单位形状单元38成为复眼透镜时的一个例子,对于图示的样态可以进行各种变形。例如可以采用正方排列配置单位形状单元38构成复眼透镜即以一定的间隔在与光学片30的片面上正交的两个方向配置而构成复眼透镜。或者可以以不规则的间隔在与光学片30的片面上的不同的两个方向配置单位形状单元、即在光学片30的片面上随机配置单位形状单元构成复眼透镜。
进而,在上述实施方式中,讲述了光学片30的单位形状单元38都用相同的结构形成的例子。但并不局限于此,可以在一片光学片30内包含具有不同形状的多种单位形状单元。
进而,在上述实施方式中,讲述了光学片30由基部层32、光扩散层40和光控制层35这三层构成的例子。但并不局限于此,能够适当变更。例如光学片30可以由四以上的层构成。例如光学片可以还包含用于防止静电导致的灰尘附着到光学片30上的防止带电层。但是,可以不必作为单独层设置防止带电层地赋予光扩散层40或基部层32防止带电功能。另外,可以形成成为光学片30的最靠近入光侧面的防止反射层。通过利用防止反射层形成光学片30的最靠近入光侧面后,能够提高光的利用效率。此外,可以作为折射率比与出光侧邻接的层(例如基部层32)低的层(低折射率层)的单层形成防止反射层。或者防止反射层是折射率低的层(低折射率层)和与该折射率低的层相比折射率高的层(高折射率层)交替配置的多个层,作为最靠近入光侧成为折射率低的层(低折射率层)的多个层,形成防止反射层。进而,可以作为如日本特开昭50-70040号公报所述的截面积朝着入光侧逐渐变小的周期具有多个光波长以下的突起的低反射率超黑薄膜(moss eye)型的层,形成防止反射层。
进而,在上述实施方式中,讲述了光学片30的制造方法的一个例子。但并不局限于此,可以采用别的制造方法制造光学片30。
进而,在上述实施方式中,讲述了光学片30的各层32、40、35使用的材料。但是这些材料只不过是个例子而已,可以适当变更。
进而,在上述实施方式中,讲述了面光源装置20的光源22的发光部由线状延伸的荧光灯等冷阴极管构成的例子。但并不局限于此,作为光源22,可以使用由点状的LED(发光二极管)或面状的EL(电场发光体)等构成的发光部。另外,在上述实施方式中,讲述了在边缘光型(侧光型)的面光源装置20中应用光学片30的例子。但并不局限于此,例如还可以在直下型的面光源装置或EL型的面光源装置等中应用上述光学片30,这时也可以获得和在边缘光型的面光源装置20中应用光学片30时大致发挥同样的作用效果。
进而,在上述实施方式中,讲述了在面光源装置20的最靠近出光侧配置光学片30的光控制层35、光控制层35的单位形状单元38朝着出光侧突出的例子。但并不局限于此,还可以虽然在面光源装置20的最靠近出光侧配置光学片30但是在光学片30内朝着面光源侧(入光侧)配置光控制层35的形态(光控制层35与面光源对峙的形态)。在这种变形例中,和上述实施方式同样,能够有效地防止起因于光学片30和与光学片30邻接配置的其它部件(例如边缘光型面光源装置的导光板)接触而产生的不良现象。
进而,在上述实施方式中,讲述了在面光源装置20由光源22、反射板24、光扩散片28和光学片30构成的例子。但并不局限于此,例如为了赋予面光源装置各种出光特性,可以追加对于影像光或环境光等施加各种光学性的作用的部件。作为具体例子,为了提高正面方向亮度,可以在面光源装置的最靠近出光侧配置偏振光分离膜。此外,作为偏振光分离膜,例如可以使用住友3M公司制造的DBEF(注册商标)。
进而,在上述实施方式中,讲述了只将一片具有互相平行地配置的多个线状延伸的单位形状单元38的光学片30装入面光源装置20的例子。但并不局限于此,如上所述,这种光学片30产生的聚光作用,主要影响在与单位形状单元的排列方向平行的面内行进的光。所以,可以使单位形状单元38的排列方向互相交叉地重叠两个光学片30a1、30a2后,装入面光源装置20。例如在图14或图15所示的例中,两个光学片30a1、30a2的单位形状单元38的排列方向正交。在图14及图15所示的变形例中,以直下型构成面光源装置20,在面对光扩散片28的位置配置的光源22,具有互相平行地排列的线状延伸的多个发光管(例如冷阴极管)22a。此外,在图14及图15所示的例中,两个光学片30a1、30a2的结构(形状、尺寸、材料等),既可以互相相同,也可以互不相同。
在图14所示的例子中,在入光侧配置的光学片30a1被配置成使单位形状单元38的排列方向与光源22的发光管22a的长度方向交叉。进而有限制地,在图14所示的例子中,在入光侧配置的光学片30a1被配置成使单位形状单元38的排列方向与光源22的发光管22a的排列方向平行;在出光侧配置的光学片30a2被配置成使单位形状单元38的排列方向与光源22的发光管22a的排列方向正交。另一方面,在图15所示的例子中,在出光侧配置的光学片30a2被配置成使单位形状单元38的排列方向与光源22的发光管22a的长度方向平行。进而有限制地,在图15所示的例子中,在出光侧配置的光学片30a2被配置成使单位形状单元38的排列方向与光源22的发光管22a的排列方向平行;在入光侧配置的光学片30a1被配置成使单位形状单元38的排列方向与光源22的发光管22a的排列方向正交。
发明人对于各种结构的面光源装置,测量了亮度的角度分布,结果查明:依据图14及图15所示的样态,与使用两个没有设置上述光扩散层40(其它与图2所示的本发明的光学片的结构相同)的光学片而构成的面光源装置相比,能够维持正面方向亮度,并且确保较大的视角。特别是依据图14及图15所示的样态,与将偏振光分离膜和两个没有设置上述光扩散层40的光学片一起装入的面光源装置相比,能够将正面方向亮度的下降维持到肉眼难以判别的程度,并且确保相同程度以上的视角。就是说,依据图14及图15所示的样态,能够维持光学特性,并且从现有技术的面光源装置中排除偏振光分离膜,实现薄型化及低成本化。
另外,图14及图15所示的样态,在使用两个没有设置上述光扩散层40的光学片而构成的面光源装置中,视角随着各光学片30a1、30a2的单位形状单元38的排列方向和发光管22a的排列方向的关系的不同而有所不同。这种方向依赖性,增加了面光源装置设计的制约条件,难以进行最优化设计。另一方面,使用两个本发明的光学片时,与使用两个没有设置上述光扩散层40的光学片时相比,能够大幅度降低各光学片30a1、30a2的单位形状单元38的排列方向和发光管22a的排列方向造成的亮度的方向依赖性。就是说,依据图14及图15所示的样态,增加了将两个光学片30a1、30a2装入面光源装置20之际的设计自由度,可以使提高正面亮度、降低显示像素的莫尔条纹等其它的要求特性最优化地决定各光学片的单位形状单元的排列方向。这样,例如能够充分消除莫尔条纹,并且有效地发挥两个光学片30a1、30a2本来的目的即聚光功能。
此外,以上讲述了对于上述实施方式而言的若干变形例。当然可以适当组合多个变形例地加以应用。
实施例
下面,使用实施例,更详细地讲述本发明。但是本发明并不局限于该实施例。
<1:确认花纹>
首先,作为实验1,按照下述方法制作各种光学片的样品,将获得的样品装入显示装置,调查能否看到起因于光学片和与光学片邻接的部件的接触的不良现象。
〔样品〕
采用上述实施方式中讲述的光学片的制造方法,制造结构和上述实施方式中讲述的光学片相同的样品A1~A15。
在样品A1~A15中,由将尿烷丙烯酸酯预聚物作为主成分的UV固化型树脂形成了光控制层。另外,在样品A1~A15中,对于单位形状单元的形状,在市场上销售的显示器(液晶显示装置)采用的范围内进行了各种变更。具体地说,使单位形状单元的宽度W(参照图3)为25~75μm、单位形状单元的高度H(参照图3)为12.5~37.5μm、单位形状单元的顶角的角度θa(参照图3)为85~110°。
在样品A1~A15中,由无色透明的厚度为100μm的二轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯形成基部层。另外,使样品A1~A15的入光侧面为平滑面。
在样品A1~A15中,在每个样品中变更光扩散层的制造方法。具体地说,对于构成基料树脂部的树脂和光扩散性粒子的体积比进行了各种变更。另外,对于制造时的基料树脂部的干燥条件及固化条件进行了各种变更。进而,对于构成基料树脂部的树脂的涂布量进行了各种变更。
对于以上的样品A1~A15,遵循JIS K 7105的规定,测量了光学片的整体的雾度值。另外,对于样品A1~A15,还测量了光学片内部的光扩散层的内部扩散率及内部透射率。表1列出它们的测定结果。此外,制造了上述实施方式讲述的测量用样品B(参照图6),遵循JIS K 7105的规定,测量了该测量用样品B的雾度值及图像清晰度,从而特定了内部扩散率及内部透射率。
另外,制造了结构和图16所示的结构相同的样品B1~B7。在样品B1~B7的各样品中,使光控制层的单位形状单元的结构,分别和样品A1~A7中的样品编号的数字部分相同的样品的单位形状单元的结构相同。在样品B1~B7的各样品中,使基部层的入光侧面形成为粗糙面。粗糙面的粗糙度,在各样品中变更。
〔评价方法及评价结果〕
制作了图1所示的液晶显示装置。作为显示装置的光学片,分别使用了样品A1~A15及样品B1~B7。构成显示装置的光学片以外的构成单元,使用了装入市场上销售的显示器(液晶显示装置)的构成单元(装备)。
(评价1)
对于显示影像的液晶显示装置,用各种投射角度投射外光,确认能否看到条纹花纹(干涉条纹)。表1、图17及图18示出使用样品A1~A15时的条纹花纹的确认结果。在表1、图17及图18中,对于用某个投射角度投射外光之际用肉眼能够看到明显的条纹花纹的样品,表示×;对于用任何投射角度投射外光时也不能够看到条纹花纹的样品,表示◎。另外,对于用某个投射角度投射外光之际,虽然仔细观察能够发现条纹花纹,但是该条纹花纹在显示装置的通常的使用中不成问题的样品,表示○。
如表1及图17所示,使用内部扩散率为20以上的样品时,条纹花纹不明显。另外,使用内部扩散率为35以上的样品时,即使仔细观察也没有能够发现条纹花纹。同样,使用内部透射率为350以下的样品时,条纹花纹不明显。另外,使用内部透射率为230以下的样品时,即使仔细观察也没有能够发现条纹花纹。
另外,由图18可知:样品(光学片)整体的雾度值和样品(光学片)内部的光扩散层的内部扩散率之间没有相关性时,样品(光学片)整体的雾度值和有无条纹花纹之间也没有相关性。
另一方面,使用样品B1~B7时,用某个投射角度投射外光之际,条纹花纹明显。
(评价2)
另外,从正面观察显示影像的液晶显示装置,确认能否用足够的亮度观察影像。表1示出使用各样品时的亮度的确认结果。在表1中,用肉眼观察评价,将使用没有光扩散层的样品B1~B7时的影像的亮度作为基准,和它相比,对于影像的亮度不理想的样品,表示×;对于影像的亮度为同等以上,在通常的使用中也判断为非常亮的级别的样品,表示○。
表1
样品 | 整体雾度 | 内部扩散率 | 内部透射率 | 条纹花纹 | 亮度 |
A1 | 51.2 | 40.8 | 162.9 | ◎ | ○ |
A2 | 57.6 | 42.9 | 227.6 | ◎ | ○ |
A3 | 66.9 | 44.0 | 74.9 | ◎ | ○ |
A4 | 88.8 | 68.3 | 101.7 | ◎ | ○ |
A5 | 61.0 | 35.6 | 202.6 | ◎ | ○ |
A6 | 90.9 | 70.5 | 68.5 | ◎ | × |
A7 | 72.0 | 46.2 | 148.0 | ◎ | ○ |
A8 | 60.5 | 22.5 | 241.5 | ○ | ○ |
A9 | 61.5 | 27.8 | 232.0 | ○ | ○ |
A10 | 56.5 | 24.2 | 278.9 | ○ | ○ |
A11 | 56.3 | 34.0 | 273.9 | ○ | ○ |
A12 | 30.0 | 22.8 | 315.0 | ○ | ○ |
A13 | 22.0 | 20.3 | 347.2 | ○ | ○ |
A14 | 7.0 | 2.9 | 380.1 | × | ○ |
A15 | 32.0 | 19.2 | 353.0 | × | ○ |
<2:裂纹的评价>
接着,作为实验2,如下所述地制造了光学片的样品1~8,对于获得的各光学片,进行了加热耐久试验。
〔样品〕
作为样品1~8,制造了上述实施方式的光学片。各光学片,除了光扩散层的基料树脂部的材料及光控制层的材料不同以外,其它的结构都相同。具体的制造方法如下。
在光学片的主切断面中,光控制层的单位形状单元实质上成为三角形形状。截面为三角形形状,将与光学片的法线方向平行的对称轴作为中心实质上成为线对称的等腰三角形。使截面为三角形形状的顶角的角度为90°。截面为三角形形状的高度为25μm。在与光学片的片面平行的单位棱镜的排列方向中,单位棱镜的排列间距为50μm。
另外,采用下述制造方法,制造了样品1~8涉及的光学片。
首先,作为基部层,使用了厚度为125μm的PET基材。接着,和光扩散性粒子一起,在PET基材上涂布成为基料树脂部的热固化型树脂材料。涂布后,用120℃的干燥区段将PET基材上的热固化型树脂材料加热30秒钟,由此从热固化型树脂材料中干燥除去溶剂,在基部层上形成由光扩散性粒子和基料树脂部构成的光扩散层。此外,作为光扩散性粒子,使用平均粒径为5μm的综研化学社制造的丙烯树脂粒子。另外,使干燥后的基料树脂部的厚度为7μm。在基料树脂部的和基部层相反侧的面(即成为出光侧的面)上,形成粗糙面。接着,在光扩散层上涂布UV固化型树脂材料。然后,照射UV光,使UV固化型树脂材料固化,形成光控制部。
此外,作为构成光控制层的UV固化型树脂材料及构成光扩散层的基料树脂部的热固化型树脂材料,按照表2所示的组合,使用以下所示的树脂材料a1、a2及树脂材料b1~b6,制造了样品1~8涉及的光学片。另外,在表3中,列出成为各光学片使用的热固化型树脂材料b1~b6的主成分的材料的玻璃化温度及羟基值数。
(树脂材料a1(UV固化型树脂材料))
·丙烯类树脂(产品名:HLS-138、THE INCTEC公司制造)
100重量份
(树脂材料a2(UV固化型树脂材料))
·丙烯类树脂(产品名:RHID-613、THE INCTEC公司制造)
100重量份
(树脂材料b1(热固化型树脂材料))
·聚酯尿烷树脂(产品名:UR-4800、东洋纺公司制造)
60重量份
·丙烯树脂粒子(平均粒径5μm)综研化学社制造 35重量份
·异氰酸酯化合物(固化剂)
(产品名:XEL固化剂、THE INCTEC公司制造) 5重量份
(树脂材料b2(热固化型树脂材料))
·聚酯树脂(产品名:VYLION885、东洋纺公司制造)
60重量份
·丙烯树脂粒子(平均粒径5μm)综研化学社制造 35重量份
·异氰酸酯化合物(固化剂)
(产品名:XEL固化剂、THE INCTEC公司制造) 5重量份
(树脂材料b3(热固化型树脂材料))
·聚酯树脂(产品名:VYLION200、东洋纺公司制造)
60重量份
·丙烯树脂粒子(平均粒径5μm)综研化学社制造 35重量份
·异氰酸酯化合物(固化剂)
(产品名:XEL固化剂、THE INCTEC公司制造) 5重量份
(树脂材料b4(热固化型树脂材料))
·聚酯树脂(产品名:VYLION GK880、东洋纺公司制造)
60重量份
·丙烯树脂粒子(平均粒径5μm)综研化学社制造 35重量份
·异氰酸酯化合物(固化剂)
(产品名:XEL固化剂、THE INCTEC公司制造) 5重量份
(树脂材料b5(热固化型树脂材料))
·聚酯树脂(产品名:VYLION226、东洋纺公司制造)
60重量份
·丙烯树脂粒子(平均粒径5μm)综研化学社制造 35重量份
·异氰酸酯化合物(固化剂)
(产品名:XEL固化剂、THE INCTEC公司制造) 5重量份
(树脂材料b6(热固化型树脂材料))
·聚酯树脂(产品名:VYLION630、东洋纺公司制造)
60重量份
·丙烯树脂粒子(平均粒径5μm)综研化学社制造 35重量份
·异氰酸酯化合物(固化剂)
(产品名:XEL固化剂、THE INCTEC公司制造) 5重量份
[表2]
表2 裂纹的调查
[表3]
表3 热固化型树脂材料的主要材料
(备注)光控制层的玻璃化温度:
树脂材料a1(HLS-138):118(℃)
树脂材料a2(RHID-613):92(℃)
〔评价方法及评价结果〕
作为加热耐久试验,将采用上述方法获得的光学片,在加热到80℃的气氛中保持1000小时。然后,肉眼观察光学片是否产生裂纹。表2列出对各光学片有无裂纹的调查结果。此外,对各光学片,从将光控制层固化后到进行加热耐久试验为止的期间的条件,定为以下4种。首先,在条件1中,将光控制层固化后,立即对光学片实施加热耐久试验。在条件2中,将光控制层固化后,将光学片在30℃的气氛中保管1天后,实施加热耐久试验。在条件3中,将光控制层固化后,将光学片在30℃的气氛中保管3天后,实施加热耐久试验。在条件4中,将光控制层固化后,将光学片在30℃的气氛中保管7天后,实施加热耐久试验。
另外,对于构成各光学片的光控制层的树脂材料a1及a2和构成各光学片的光扩散层的基料树脂部的树脂材料b1~b6,调查了玻璃化温度Tg。对于各样品,作为玻璃化温度差,表2列出构成光控制层的树脂材料的玻璃化温度和构成基料树脂部的树脂材料的玻璃化温度之差。此外,遵照DSC法测量了玻璃化温度。另外,玻璃化温度的测量,使用了示差扫描热量计(岛津DSC-50)。
进而,使用构成各光学片的光控制层的树脂材料a1及a2和构成各光学片的光扩散层的基料树脂部的树脂材料(不包含光扩散性粒子)b1~b6,制造了截面形状一定的细长条状的试验片。使用制造的试验片,调查了各树脂材料a1、a2、b1~b6的延伸率E。该延伸率E成为所谓的线膨胀率与加热前后的温度差相乘后的值。就是说,所谓“延伸率E(单位:%)”,是加热前的规定温度中的试验片的测量区域的长度LS和加热到规定温度后的试验片的测量区域的长度LE之差ΔL与加热前的规定温度中的试验片的测量区域的长度LS的比例(百分比)。因此,可以用下式表示延伸率E。
E(%)=(LE-LS)/LS×100
将加热前的试验片的温度设定为20℃,使试验片的温度上升到100℃为止。使放置试验片的气氛的温度的上升速度(加热速度)为每分钟5℃。另外,使试验片的测量区域的宽度为5mm,长度大约为10mm,厚度大约为150μm。表2示出将加热温度定为80℃时的延伸率E(%)的测定结果。另外,图19及图20示出延伸率E(%)伴随着加热温度的变化。此外,在图19中示出样品1~3涉及的光学片使用的树脂材料a1、b1~b3的延伸率E的测定结果。另一方面,在图20中示出样品4~8涉及的光学片使用的树脂材料a2、b2~b6的延伸率E的测定结果。
<3:评价亮度特性>
接着,作为试验3,如下所述地制造面光源装置,评价该面光源装置中的亮度特性。
〔样品〕
(实施例A1)
制造了结构和在上述实施方式中讲述的光学片相同的光学片。具体地说,由无色透明的厚度为100μm的二轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯形成基部层。在基部层上涂布使光扩散性粒子分散的热固化型树脂,形成光扩散层。光扩散性粒子的平均粒径为5μm。另外,作为成为基料树脂部的热固化型树脂,使用了UR4800。进而,在光扩散层上涂布将尿烷丙烯酸酯预聚物作为主成分的UV固化型树脂后固化,形成光控制层。
在光学片的主切断面中,光控制层的单位形状单元实质上成为三角形形状。截面为三角形形状,将与光学片的法线方向平行的对称轴作为中心实质上成为线对称的等腰三角形。使截面为三角形形状的顶角的角度为90°。截面为三角形形状的高度为25μm。在与光学片的片面平行的单位棱镜的排列方向中,单位棱镜的排列间距为50μm。
另外,测量了光学片30内部的光扩散层的内部扩散率及内部透射率。内部扩散率为45%,内部透射率为88%。此外,制造了上述实施方式讲述的测量用样品B(参照图6),遵循JIS K 7105的规定,测量了该测量用样品B的雾度值及图像清晰度,从而特定了内部扩散率及内部透射率。
使用两个这种实施例涉及的光学片,制造了具有和图14所示的面光源装置相同结构的实施例A1涉及的面光源装置。就是说,在实施例A1涉及的面光源装置中,入光侧的光学片的单位形状单元的排列方向,和光源的发光管的排列方向平行,和出光侧的光学片的单位形状单元的排列方向正交。此外,构成面光源装置的光学片以外的构成单元,使用了装入市场上销售的显示器(液晶显示装置)的构成单元(装备)。
(实施例A2)
实施例A2涉及的面光源装置,除了在出光侧的光学片的出光侧设置住友3M公司制造的偏振光分离片(DBEF)外,都和实施例A1涉及的面光源装置的结构相同。
(实施例B1)
使用和实施例A1涉及的面光源装置采用的构成单元相同的构成单元,制造了具有和图15所示的面光源装置相同结构的实施例B1涉及的面光源装置。就是说,在实施例B1涉及的面光源装置中,入光侧的光学片的单位形状单元的排列方向,和光源的发光管的排列方向正交,和出光侧的光学片的单位形状单元的排列方向平行。而且,除了在入光侧及出光侧的光学片的单位形状单元的排列方向与光源的发光管的排列方向构成的角度不同之外,实施例B1涉及的面光源装置都和实施例A1涉及的面光源装置的结构相同。
(实施例B2)
实施例B2涉及的面光源装置,除了在出光侧的光学片的出光侧设置住友3M公司制造的偏振光分离片(DBEF)外,都和实施例B1涉及的面光源装置的结构相同。
(比较例A1)
作为比较例A1涉及的面光源装置用的光学片,制造了只在省略了光扩散层这一点上与装入实施例A1涉及的面光源装置的光学片不同的光学片。就是说,采用下述方法制造了比较例A1涉及的面光源装置用的光学片。首先,由无色透明的厚度为100μm的二轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯形成基部层。在基部层上直接涂布将尿烷丙烯酸酯预聚物作为主成分的UV固化型树脂并固化,在基部层上形成光控制层。获得的光学片的光控制部,具有和装入实施例A1涉及的面光源装置的光学片的光控制部相同的形状及相同的尺寸。
使用两个获得的光学片,制造了具有和图14所示的面光源装置相同结构的实施例A1涉及的面光源装置。就是说,在实施例A1涉及的面光源装置中,入光侧的光学片的单位形状单元的排列方向,和光源的发光管的排列方向平行,和出光侧的光学片的单位形状单元的排列方向正交。此外,构成面光源装置的光学片以外的构成单元,使用了装入市场上销售的显示器(液晶显示装置)的构成单元(装备)。结果,比较例A1涉及的面光源装置,只在使用的光学片不包含光扩散层这一点上,与实施例A1涉及的面光源装置不同。
(比较例A2)
比较例A2涉及的面光源装置,除了在出光侧的光学片的出光侧设置住友3M公司制造的偏振光分离片(DBEF)外,都和比较例A1涉及的面光源装置的结构相同。结果,比较例A2涉及的面光源装置,只在使用的光学片不包含光扩散层这一点上,与实施例A2涉及的面光源装置不同。
(比较例B1)
使用和比较例A1涉及的面光源装置采用的构成单元相同的构成单元,制造了具有和图15所示的面光源装置相同结构的比较例B1涉及的面光源装置。就是说,在比较例B1涉及的面光源装置中,入光侧的光学片的单位形状单元的排列方向,和光源的发光管的排列方向正交,和出光侧的光学片的单位形状单元的排列方向平行。而且,除了在入光侧及出光侧的光学片的单位形状单元的排列方向与光源的发光管的排列方向构成的角度不同之外,比较例B1涉及的面光源装置都和实施例A1涉及的面光源装置的结构相同。结果,比较例B1涉及的面光源装置,只在使用的光学片不包含光扩散层这一点上,与实施例B1涉及的面光源装置不同。
(比较例B2)
比较例B2涉及的面光源装置,除了在出光侧的光学片的出光侧设置住友3M公司制造的偏振光分离片(DBEF)外,都和比较例B1涉及的面光源装置的结构相同。结果,比较例B2涉及的面光源装置,只在使用的光学片不包含光扩散层这一点上,与实施例B2涉及的面光源装置不同。
〔评价方法及评价结果〕
对于各面光源装置,从各方向测量了亮度。测量亮度时,作为亮度计,使用了minoruta(ミノルタ)公司制造的BM-7。测定结果见图21及图22。在图21及图22的亮度分布栏所示的圆形的图表中,作为对于各面光源装置的正面方向亮度而言的亮度的比例,示出各方向中的亮度的角度的分布。例如在圆形的图表中的连接0和180的方向中的亮度的分布,表示在水平面(与发光管的长度方向及显示面的法线方向这两者平行的面)内的各测量方向中测量的亮度的角度的分布。同样,在圆形的图表中的连接90和270的方向中的亮度的分布,表示在垂直面(与发光管的排列方向及显示面的法线方向这两者平行的面)内的各测量方向中测量的亮度的角度的分布。另外,圆形的图的中心表示在正面方向测量的亮度,随着从圆形的图的中心朝着半径方向离开,表示用更大的测量角度(测量亮度的方向与正面方向构成的角度)测量的亮度的值(对于正面方向而言的比例)。
另外,在图21及图22中,半功率角的栏示出亮度的测量值成为正面方向亮度的一半的亮度时的水平方向面内的测量角度(水平方向半功率角)。
进而,在图21及图22中,构成的栏示意性地示出光源的发光管22a的排列方向、在入光侧配置的光学片30a1的单位形状单元的排列方向、在出光侧配置的光学片30a2的单位形状单元的排列方向以及有无偏振光分离膜29。
如图21及图22所示,对于实施例A1和比较例A1加以比较时,以及对于实施例B1和比较例B1加以比较时,实施例涉及的面光源装置都能够使亮度的角度分布圆滑地变化。特别是在比较例A1及比较例B1中,在从正面方向离开的测量角度区域内,形成了第2峰值。
另外,比较例A1及比较例B1的水平方向的亮度的角度分布和垂直方向的亮度的角度分布相差较大。另外,使表示有关比较例A1的亮度的大小的等高线的图案90°旋转后,就类似于表示有关比较例B1的亮度的大小的等高线的图案。就是说,比较例A1的水平方向的亮度的角度分布类似于比较例A2的垂直方向的亮度的角度分布,比较例A1的垂直方向的亮度的角度分布类似于比较例A2的水平方向的亮度的角度分布。
另一方面,实施例A1的水平方向的亮度的角度分布和垂直方向的亮度的角度分布大致类似。同样,实施例B1的水平方向的亮度的角度分布和垂直方向的亮度的角度分布也大致类似。就是说,在实施例A1及实施例B1涉及的面光源装置中,即使不使用偏振光分离膜,也能够大大地削弱亮度的方向依赖性。
另外,对于实施例涉及的面光源装置测量的半功率角的值,与对于对应的比较例涉及的面光源装置测量的半功率角的值相比,变大了。就是说,依据实施例涉及的面光源装置,能够确保宽广的视角。
此外,设置偏振光分离膜时,能够增大半功率角。但是没有设置偏振光分离片的实施例A1及B1涉及的面光源装置的半功率角,和设置了偏振光分离片的比较例A2及B2涉及的面光源装置的半功率角大致同等程度以上。
Claims (1)
1.一种光学片,其特征在于,包括:
片状的基部层;
具有在与所述基部层的片面平行的方向上排列的多个单位形状单元的光控制层;以及
在所述基部层和所述光控制层之间配置的光扩散层,
所述光扩散层,具有基料树脂部和分散在所述基料树脂部中的粒子,
在所述基料树脂部中,包含有所述粒子的单体凝聚而成的凝聚体,
所述光扩散层的所述光控制层一侧的面,作为具有凸部的粗糙面而形成,
所述光扩散层的所述基料树脂部的折射率,和从所述光控制层的一侧起与该光扩散层邻接的层的折射率不同,
所述凸部的顶部上的曲率半径的平均值,小于所述光扩散层中的粒状体的半径的平均值。
2.如权利要求1所述的光学片,其特征在于:
光扩散层的内部扩散率为20以上,该光扩散层的内部扩散率为用雾度值表示所述光学片内部的由所述光扩散层进行的光的扩散程度的值。
3.如权利要求1所述的光学片,其特征在于:
光扩散层的内部透射率为70以上,该光扩散层的内部透射率为将透射所述光学片内部的所述光扩散层的光的比例程度以使用0.125mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以使用0.5mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以使用1.0mm的光梳时的图像清晰度表示的值、以及以使用2.0mm的光梳时的图像清晰度表示的值之和。
4.如权利要求1所述的光学片,其特征在于:
所述光扩散层,与所述基部层及所述光控制层这两者邻接地配置在所述基部层及所述光控制层之间;
所述光控制层配置在最靠近出光侧。
5.如权利要求1所述的光学片,其特征在于:
所述光扩散层的所述光控制层一侧的面,为粗糙面。
6.如权利要求1所述的光学片,其特征在于:
从20℃加热到80℃时构成所述光扩散层的所述基料树脂部的材料的线膨胀率相对于从20℃加热到80℃时构成所述光控制层的材料的线膨胀率之比,为1500%以下。
7.如权利要求1所述的光学片,其特征在于:
构成所述光控制层的材料的玻璃化温度和构成所述光扩散层的所述基料树脂部的材料的玻璃化温度之差,在30℃以下。
8.一种面光源装置,其特征在于,包括:
光源;和
接受来自所述光源的光的权利要求1所述的光学片。
9.如权利要求8所述的面光源装置,其特征在于:
对所述光学片进行配置,以使由所述光控制层的所述单位形状单元形成的面构成发光面。
10.一种面光源装置,其特征在于,包括:
具有多个发光管的光源;
配置在面对光源的位置的入光侧光学片,其是权利要求1所述的光学片;以及
配置在所述入光侧光学片的出光侧的出光侧光学片,其是权利要求1所述的光学片,
所述入光侧光学片的所述光控制层的所述单位形状单元,沿着与其排列方向交叉的方向线状延伸,
所述出光侧光学片的所述光控制层的所述单位形状单元,沿着与其排列方向交叉的方向线状延伸,
所述入光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向,与所述出光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向交叉。
11.如权利要求10所述的面光源装置,其特征在于:
所述入光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向,与所述发光管的排列方向正交;
所述出光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向,与所述入光侧光学片的所述单位形状单元的排列方向正交。
12.一种透射式显示装置,其特征在于,包括:
透射式显示部;和
与所述透射式显示部对置地配置的权利要求8所述的面光源装置。
13.如权利要求12所述的透射式显示装置,其特征在于:
所述透射式显示部,具有作为与所述面光源装置相向的入光侧面的平滑面;
对所述面光源装置的光学片进行配置,以使所述光控制层的所述单位形状单元与所述透射式显示部的所述平滑面接触。
14.一种透射式显示装置,其特征在于,包括:
透射式显示部;和
与所述透射式显示部对置地配置的权利要求10所述的面光源装置。
15.如权利要求14所述的透射式显示装置,其特征在于:
所述透射式显示部,具有作为与所述面光源装置相向的入光侧面的平滑面;
对所述面光源装置的光学片进行配置,以使所述光控制层的所述单位形状单元与所述透射式显示部的所述平滑面接触。
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