CN1463368A - 光学功能性薄片 - Google Patents

Abstract

本发明是一种光学功能性薄片，其特征在于，至少在薄片内部，在与该薄片面相垂直的方向上延伸的光扩散相和透明相在薄片面方向上交替地配列，这种光学功能性薄片具有可进行表面加工和与其它功能薄片粘结起来的平滑表面，可根据内部形态发挥聚光功能，并且，可以制成以一片薄片可同时对向图象的上下方向扩散的光和向左右方向扩散的光进行聚光的、具有内部聚光功能的光学功能性薄片，适用于液晶显示器部件上的后照灯等用途。

Description

光学功能性薄片

技术领域

本发明涉及适合用于照明器具和各种显示器、其中也包括液晶显示器的后照灯用途的光学功能性薄片。

背景技术

近年，在以移动设备为首的个人计算机、监视器、电视机等各种用途中采用各种显示器。其中，液晶显示器从移动设备用的小型产品直至最近监视器和电视机等大型产品的领域广泛地被使用。由于液晶显示器自身不是发光体，故通过后照灯从里侧入射光便可以进行显示。

后照灯不仅照射光，而且要求对整个图象均匀且明亮地亮灯。于是，为了使后照灯均匀地亮灯，通常附设光扩散性薄片或棱镜薄片之类光学功能性薄片。即，通常在后照灯上，将使光线的射出分布均匀化的光扩散性薄片放置在导光板上，并且为了提高正面的亮度，将向下面方向聚光的棱镜薄片重叠在其上进行使用。

棱镜薄片是具有将多个断面大致呈三角形的棱镜配列而成的结构的薄片，通过使用该薄片，可有效地将来自后照灯的光向下面方向聚光，故提高正面的亮度(例如美国专利第5161041号记载)。

但是，棱镜薄片的表面棱镜列是微细而顶角尖的结构，因此，在制造时和使用时容易损伤表面，其缺点是使图象质量降低。另外，为了消除棱镜列的线，通常再重叠扩散性较弱的光扩散性薄片后使用，使后照灯上使用的薄片块数增加。

另外，要求这些用于后照灯上的光学功能性薄片更进一步提高性能、效率和薄型、轻量化，为了达到这些要求，例如在表面上涂敷功能层、粘结其它薄片的综合功能的方法是有效的。但是，在利用以棱镜薄片为代表的表面形状、发挥其性能的薄片的场合，进行表面加工是不可能的。

于是，本发明者为了解决上述课题，潜心地进行了研究，结果发现了与表面形状无关的内部聚光功能型薄片，研制成了本发明。

本发明的目的在于提供一种光学功能性薄片，该光学功能性薄片即使不利用依赖于表面形状的光聚光功能，也可以根据内部形态发挥聚光功能，在用于液晶的后照灯用途等的场合，可以大大地提高正面的亮度。另外，还提供同时具有聚光功能和其它功能的复合光学功能性薄片。

发明内容

本发明的光学功能性薄片的特征在于，至少在薄片内部，在与该薄片面相垂直的方向上延伸的光扩散相和透明相在薄片面方向上交替地配列。

另外，本发明的光学功能性薄片最好还具有以下必要条件。

(a)关于光扩散相和透明相，在薄片面方向上光扩散相以相互连接的连续相的方式进行配置，透明相是被光扩散相断开的不连续相。

(b)透明相在薄片面上的投影形状为从三角形、四方形、六边形、圆形、椭圆形中选择的形状。

(c)光扩散相在透明的矩阵成分中分散有与矩阵成分的折射率不同的微粒子。

(d)光扩散相含有很多分散的气泡，透明相不含气泡。

(e)在薄片任意断面上，透明相在薄片厚度方向上的长度L和透明相在面方向上的长度p的比率(L/p)为2～10。

(f)光扩散相和透明相的断面形状为从长方形、正方形、平行四边形、梯形、三角形、吊钟形、喇叭形、椭圆形及这些形状混合的形状中选择的形状。

(g)在薄片任意断面上，光扩散相在厚度方向上的长度L’和光扩散相在面方向上的长度q的比率(L’/q)为1以上。

(h)薄片面内的光扩散相和透明相的面积比率为1/50～1/1。

(i)厚度为10～500μm。

(j)是一种复合光学功能性薄片，它是将上述任一项所述的光学功能性薄片(1)和其它光学功能性薄片(2)层叠而成的。

(k)该光学功能性薄片(2)是由在透明的矩阵成分中分散有与矩阵成分的折射率不同的微粒子的材质构成的光扩散性薄片。

(1)是液晶显示器的后照灯用的光学功能性薄片。

附图的简单说明

图1是表示本发明光学功能性薄片的一实施形式的断面的示意图。

图2是从斜上方看本发明光学功能性薄片的一实施形式的示意图。

图3是从薄片表面的上方看本发明光学功能性薄片的一实施形式的示意图。

图4是从薄片表面的上方看本发明光学功能性薄片的其它实施形式的示意图。

图5是示意性地表示使用含有很多气泡的光扩散相的本发明光学功能性薄片的一实施形式的断面图。

图6是表示后照灯上的各部件的相对位置关系的装置结构图。

图7是说明发现本发明光学功能性薄片亮度提高效果的机理的图。

具体实施方式

本发明的光学功能性薄片的特征在于，至少在薄片内部，在与该薄片表面相垂直的方向上延伸的光扩散相和透明相在薄片表面方向上交替地配列。

图1是本发明光学功能性薄片的一实施形式的示意图，表示薄片的垂直断面。各种断面形状的光扩散相1和透明相2，其中心线与薄片表面相垂直，在薄片表面方向(图的左右方向)上交替地配列。例如，以光扩散相1为中心观察断面形状，最好采用以下各种形状，长方形(a)、正方形、平行四边形、梯形(b)、三角形(c)、吊钟形(d)、喇叭形(e)、椭圆形(f)，除此以外，这些形状变形后的形状和各种形状混合的形状等。关于透明相2的断面形状，最好采用与光扩散相相同的形状。在本发明中，在不影响本发明的效果的范围内，还包括光扩散相1和透明相2在与薄片表面大致垂直的方向上延伸的情况。在此，所谓在大致垂直的方向上延伸，系指光扩散相1和透明相2分别在偏离与薄片表面相垂直的方向±15°的范围内延伸。

光扩散相1在断面的厚度方向上的长度占全膜厚的50％以上、最好占70％以上。图1(a)～(f)表示光扩散相1、透明相2都在薄片厚度方向上占100％的例子，图1(g)和(h)表示光扩散相1在薄片厚度方向上占70％的例子，图1(g)表示薄片的靠近上面部分和靠近下面部分用透明相2包覆的情况，图1(h)表示薄片的上面或下面中的任一方用透明相2包覆的情况。在本发明中，关于透明相2，最好在薄片厚度方向上从表面到底面存在连续的部分。

本发明的光学功能性薄片的特征在于，光扩散相1和透明相2在薄板面方向上交替地配列。表示薄片断面的图1(a)～(h)中，表示了光扩散相1和透明相2在薄片面方向(图中为左右方向)上交替配列的结构。

如图1所示的，光扩散相1和透明相2的断面形状及交替配列的结构，用扫描型电子显微镜或光学显微镜等对以薄片面上的任意一点为基准、按10°刻纹回转一周切出的合计18个断面进行观察时，至少在1个断面上进行观察即可，比较理想的是在9个图形以上、更理想的是在12个图形以上进行观察。

本发明的光学功能性薄片的面方向结构最好采用以下3种。从薄片面的上方看时，是(1)光扩散相1散布在透明相2中的结构，(2)在透明相2中配置在一个方向上连接的光扩散相1的结构，(3)透明相2散布在光扩散相1中的结构。各自的配列，规则的排列、无规则的排列中的任意一种都可以采用。从斜上方观察本发明的光学功能性薄片的面方向的结构时的例子示于图2。图2(a)表示圆柱形的光扩散相1配列在透明相2中的结构[与上述(1)对应]，图2(b)表示线状的光扩散相1配列在透明相2中的结构[与上述(2)对应]，图2(c)表示格子状的光扩散相1配列在透明相2中的结构[与上述(3)对应]。

对于(1)进一步加以说明，从薄片上方观察时，散布的光扩散相1的各自的形状最好为圆形、椭圆形、三角形、四方形、六边形、将这些形状变形后的形状、及将这些形状混合而成的形状。

另外，本发明的光学功能性薄片最好是光扩散相1在薄片面方向上以相互连接的连续相的方式配列，透明相2以被光扩散相1断开的不连续相的方式配列。

在此，所谓光扩散相1相互连接的状态，是表示在薄片面方向上，面方向结构为前面所示的(2)和(3)的状态。图3和图4是表示从薄片面上方观察的、光扩散相1相互连接的理想状态之图。

图3表示上述(2)的状态，图3(a)是光扩散相1直线状延伸的图形，图3(b)是以正弦曲线为代表的波形曲线，图3(c)是锯齿形的图形。不局限于在此所列举的图形，可以采用各种线状图形。图中，光扩散相1在基本上向一个方向相连接的长轴方向上是“相互连接的连续相”，与其垂直相交的短轴方向是“透明相2被光扩散相1断开的相”。关于配列状态，既可以保持规则的间隔、角度进行配列，也可以无规则地配列。

图4是例示上述(3)的理想状态的图，采取透明相2散布在光扩散相1中的面结构。透明相2的形状最好采用三角形、四方形、六边形、圆形、椭圆形等。图4(a)表示透明相2为圆形的场合，图4(b)表示透明相2为三角形的场合，图4(c)表示透明相2为四方形的场合，图4(d)表示透明相2为六边形的场合，但也可以采用这些形状变形后的形状等，不局限于这些形状。该散布的透明相2也不管配列状态如何，规则地配列、无规则地配列中的任一种都可以采用。本发明的光学功能性薄片的最理想的面结构是(3)所示的透明相2散布在光扩散相1中的结构。

可以理想地用于本发明光学功能性薄片的材质列举如下，但不局限于这些材质。

作为透明相2的材质，可以适宜地利用例如聚对苯二甲基乙二醇酯、聚乙烯-2、6-苯二甲酸盐、聚丙烯对苯二酸盐、聚丁烯对苯二酸盐等聚酯系树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基苯等聚烯烃系树脂、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸系树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚醚、聚脂酰胺、聚醚酯、聚氯乙烯、脂环族聚烯烃及以这些作为主要成分的共聚物、或由这些树脂的混合物等构成的透明的树脂。透明相的透明性只要在不使本发明光学功能性薄片的聚光特性显著降低的程度即可，例如相当于光在其相内实际上笔直透过的场合、或制作光学功能性薄片时薄片厚度上的透明相(混)浊度约为10％以下的场合。

另外，作为光扩散相1，最好在透明的矩阵成分中分散有与矩阵成分的折射率不同的微粒子的。

作为透明的矩阵成分，可例举出与上述透明相相同的材质，例如二甲酯、聚乙烯-2、6-苯二甲酸盐、聚丙烯对苯二酸盐、聚丁烯对苯二酸盐等聚酯系树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基苯等聚烯烃系树脂、聚酰胺、聚醚、聚脂酰胺、聚醚酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸系树脂、脂环族聚烯烃、及以它们为主要成分的共聚物或由这些树脂的混合物等构成的透明树脂等。

分散在该透明矩阵成分中的微粒子成为扩散成分。在这里，所谓微粒子，只要与矩阵成分的折射率不同，其材质没有特别限制，最好采用例如由高分子化合物形成的球状晶等为代表的结晶结构体，由丙烯树脂、有机硅酮树脂、聚苯乙烯树脂、尿素树脂、甲醛凝聚物、氟化乙烯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂等构成的有机化合物，玻璃、二氧化硅、硫酸钡、氧化钛、硫酸镁、碳酸镁、碳酸钙等无机化合物，气泡等气体含有层等。

对这些微粒子的形状也没有限制，例如可以采用正球状、回转椭圆体、圆盘状、棒状、板状等，另外，也可以采用不定形、凝聚体等各种形状的微粒子。为了形成具有高透过性、无色彩、微细图形的薄片，最好微粒子的平均粒径为0.1～50μm。

由于微粒子的折射率与透明矩阵的折射率不同而形成光扩散相。若微粒子和透明矩阵的折射率相同，则在界面上不引起折射散射。实际上为了获得具有有效的光扩散性的光扩散相1，透明矩阵和微粒子的折射率差为0.05以上，最好为0.1以上。折射率差小于0.05，光扩散效果小。

本发明的光学功能性薄片的光扩散相1最好采用使很多气泡分散含在透明矩阵中而赋予光扩散性的方式。这时，最好透明相2不含气泡[包括不影响本发明效果的程度(实际上不含)的情况]。

气泡、即空气的折射率小，为1.0，在与任意的透明树脂矩阵成分的组合中，都可使折射率差增大。因此，界面上的散射和反射效率增大，即使厚度较薄，也可形成扩散性优良的光扩散相1。

光扩散相1中含有的气泡的平均粒径最好为0.1～50μm，为0.1～20μm则更好。图5(a)～图5(c)是本发明光学功能性薄片的光扩散相1中含有很多气泡的情况的断面示意图。图中所示的圆形或椭圆形示意性地表示气泡形状。光扩散相1中含有的气泡形状可列举出图5(a)所示的正球形，图5(b)所示的、在与表面垂直的方向上具有长轴的椭圆形或圆盘形，图5(c)那样的在水平方向上具有长轴的回转椭圆形或圆盘形等，但将这些形状变形后的形状、或方向不同的形状、混合的形状等也可以采用。另外，在光扩散相1的内部，在薄片厚度方向、薄片面方向的任一方向上气泡重叠几层进行，但为了获得作为光扩散相1的足够的扩散性，最好为2层以上。另外，光扩散相1为多孔质结构也是理想的形状。这里，所谓多孔质结构，只要是内部含有空隙的结构体即可，内部结构没有限制。

本发明光学功能性薄片，在薄片的任意断面上，透明相2在薄片厚度方向上的长度L和透明相2在面方向上的长度p的比率(L/p)最好为2～10。

透明相2在薄片厚度方向上的长度L示于图1。光扩散相1从表面贯通到底面时，透明相长度L直接表示薄片厚度[图1(a)～(f)]。另外，如图1(g)和(h)所示，光扩散相1的上部或下部被透明相包覆的情况下，将光扩散相长度作为透明相长度L。

另外，透明相2在面方向上的长度p也示于图1。图1(a)、图1(g)、图1(h)表示透明相宽度在薄片厚度方向上为一定的情况，除此以外的图是表示透明相宽度在薄片厚度方向上有变化的例子。透明相宽度在薄片厚度方向上有变化的场合的p，对最上部或最下部进行比较后，将其宽度较短的一方作为透明相面方向上的长度p。

本发明的光学功能性薄片中，最好将L/p的比率设为2～10。在本发明中，测定透明相长度L和透明相面方向长度p的任意断面，即以薄片面上的任意一点为基准、按10°刻纹回转一周切出的合计18个断面，用扫描型电子显微镜和光学显微镜等进行观察时，只要至少在1个断面上观察到L/p为2～10，则发现其效果。

另外，在该范围以外，L/p较小时也可获得效果，但L/p小于2时，光扩散相1的散射特性表现不充分，L/p大于10时，射出光线的方向性过高。

本发明光学功能性薄片，最好在薄片的任意断面上，光扩散相1的在薄片厚度方向上的长度L’和光扩散相1的在面方向上的长度q的比率(L’/q)为1以上。

光扩散相1在薄片厚度方向上的长度L’和光扩散相1的在面方向上的长度q示于图1。图1(a)、(g)、(h)表示光扩散相宽度在薄片厚度方向上为一定的情况，除此以外的图表示光扩散相宽度在薄片厚度方向上有变化的例子。光扩散相宽度在薄片厚度方向上有变化的场合q，对最上部和最下部进行比较后，将其宽度较长的一方作为光扩散相1的在面方向上的长度q。

本发明的光学功能性薄片中，最好将L’/q的比率设为1以上。在本发明中，测定薄片厚度方向长度L’和面方向长度q的任意断面，即以薄片面上的任意一点为基准、按10°刻纹回转一周切出的合计18个断面，用扫描型电子显微镜和光学显微镜等进行观察时，最好至少在9个断面上观察到L’/q为1以上。该比率小于1的断面超过9个时，在薄片面内光扩散相1占的比例多，隐蔽性高，光线利用效率降低，亮度提高效果也降低，故不理想。

本发明的光学功能性薄片中，最好薄片面内的光扩散相1和透明相2的面积比率(光扩散相/透明相)为1/50～1/1，为1/40～1/1则更好。

通过将面积比率设为1/50～1/1，较高地保持透过本发明光学功能性薄片的光线的利用效率，利用光扩散相1的充分的散射特性，发挥亮度提高效果。

另外，本发明光学功能性薄片的厚度，从工艺方面和可发挥充分的光扩散性的光扩散相1的形成这一点出发，最好为10μm～10mm，为10μm～5mm则更好，但考虑到与薄型化相对应等，最好为10～50μm。

本发明光学功能性薄片的制造方法例示如下，但不限于此。

(1)透明相2和光扩散相1为沿着面方向直线状配列的面方向结构的场合[图2(b)]，用粘结剂将透明树脂薄片和光扩散性薄片交替地层叠起来，按所需厚度与薄片面相垂直地截断，便得到本发明光学功能性薄片。这里所说的光扩散性薄片系指例如在透明树脂中含有有机微粒子、无机微粒子、气泡等扩散成分的薄片。

(2)在基材薄片上面形成由透明光硬化性树脂构成的涂膜。该涂膜通过具有所希望图形的光掩膜进行曝光，然后进行显影，冲洗未曝光部分而形成图形。将含有微粒子等扩散成分的树脂糊剂埋入通过显影而被冲洗的部分中，使其硬化，这样，形成光扩散相1，得到要求的光学功能性薄片。

(3)在基材薄片上的一面上涂敷含有微粒子等的树脂，越过掩模喷出研磨剂，研磨成所希望的形状而形成光扩散相1(喷砂法)，然后将透明树脂埋在研磨后的部分中，得到所要求的光学功能性薄片。

(4)是包括曝光工序的方法，该曝光工序是将含有感光性化合物的热可塑性树脂组成物涂敷在基材薄片上面后，通过掩模进行曝光的工序，该感光性化合物是通过光照射可进行分解而产生气体的。

作为通过光照射可分解且产生气体的感光性化合物，例如有对-二乙基氨基苯重氮化、氯化锌盐或氟硼酸盐、对-二甲基氨基苯重氮化、氯化锌盐或氟硼酸盐、4-吗啉代基-2，5-二丁氧基苯重氮化氯化锌盐或氟硼酸盐等的重氮化盐类及它们的树脂化合物、1，2-萘氧基二叠氮基-5-磺酸钠等的醌叠氮化物类及它们的树脂化合物、对-叠氮基苯甲醛、对-叠氮基安息香酸、间-磺基叠氮基安息香酸等的叠氮基化合物及它们的树脂化合物等。将该感光性化合物配合在矩阵成分用的树脂中，调制含有感光性化合物的热可塑性树脂组成物，按规定的厚度涂敷在基材薄片上，该感光性化合物通过光照射可分解而产生气体。接着，用可对成为透明相2的部分进行遮光的图形的光掩模覆盖，通过该光掩模进行曝光。通过该图形曝光，在曝光部分，涂膜中的感光性化合物分解，在涂膜中生成极少量气体。接着，进行加热处理，使热可塑性树脂软化，同时，使涂膜中的气体热膨胀。其结果，曝光部分形成含有分散的很多气泡的光扩散相1，没有被曝光的部分成为实际上不含气泡的透明相2。

通过这种工艺，在涂膜中不均匀地形成气泡，得到要求的光学功能性薄片。在这里，为了提高所得到的薄片的热稳定性，在形成气泡后，最好对矩阵成分进行交联。

(5)是采用通过热作用使相分离状态和相溶状态产生变化的材料，对该状态进行固定的方法。在相分离状态下成为光扩散相1，在相溶状态下成为透明相2。该材料可以是(a)具有下限临界共熔温度(LCST：lower critical solution temperature)，在低温下表现出相溶性，在高温下引起相分离的高温相分离型，(b)具有上限临界共熔温度(UCST：upper critical solution temperature)，在低温下为相分离状态，在高温下表现出相溶性的低温相分离型中的任意一种。该相分离结构是相互连通结构、液滴分散的结构、这些结构混合的结构等。为了固定这些状态，最好采用光聚合性材料的组合。

图形形成方法的流程如下。将上述形成图形用材料涂敷在基材上，通过调节热条件，使***相溶，成为全面透明状态后，按所希望图形进行光照射，使曝光部位的透明状态固定，形成透明相2。然后，通过改变***的热条件，保持曝光部位的透明状态，在该状态下使未曝光部位产生相分离而白浊化(光扩散相1)，在该状态下对整个面进行光照射，这样，使前面曝光工序中的未曝光部位固定，得到所希望的光学功能性薄片。

(2)将由粘结剂树脂、光聚合性单基物、光聚合开始剂、溶剂等组成的光聚合性组成物涂敷在基材上，进行图形曝光，然后浸渍在粘结剂树脂的贫溶剂中后，通过减压干燥去除渗入内部的贫溶剂，便形成多孔质相。通过光聚合而硬化了的部位成为透明相2，对未硬化部位进行处理，成为多孔质相(光扩散相1)，这样，便得到所希望的光学功能性薄片。

以上，例示的制造方法最好将几种方法组合起来采用。

另外，采用这些方法时，不仅是透明相2和光扩散相1这样的组合，也可以将扩散性不同的相、即浊度不同的相交替地进行配列。

本发明光学功能性薄片通过采取本发明中所述的结构，在用于液晶显示器的后照灯用途的场合，将来自后方的光线有效地向正面聚光，可得到高亮度的后照灯。以下，对发挥这种亮度提高效果的机理加以说明。

图6中，光扩散性薄片4配置在导光板5的上面侧，进一步在其上面配置本发明光学功能性薄片3，在导光板5的下面侧配置反射薄片7。另外，在导光板5的侧面配置荧光管6。图6是表示这些部件的相对位置关系的图，作为后照灯使用时各部件之间相接。从荧光管6照射的光从导光板5的侧面进入导光板内，从导光板5的上面经过光扩散性薄片4、本发明的薄片3向上方射出。

在本发明光学功能性薄片3上，透明相2和光扩散相1在面方向上交替地配列，这样，光扩散相1起着使光线散射的壁的作用。

通过光扩散相1，光线散射的状态示于图7。

本发明的光学功能性薄片上，从其面方向(图7中从下方)射入的光线是碰到光扩散相1后扩散透过或扩散反射的。配置该扩散透过或扩散反射的壁(光扩散相1)，这在本发明中是很重要的。

原来向正面方向射入的光线(相对于薄片面为低射入角)，基本上直接透过[图7(a)]，向水平方向射入的光线(相对于薄片面为高射入角)，被光扩散相1遮住，进行扩散透过或扩散反射。通过光扩散相1进行扩散透过或扩散反射后的光线，朝向正面的成分就射出，朝向正面以外的成分再次通过光扩散相进行散射[图7(b)]。通过反复进行该过程，射入光线变成具有向正面方向的指向性，作为液晶显示器的后照灯用途使用时表现出亮度提高效果。

发现亮度提高效果的要点是光扩散相1的面内结构和扩散性。

如图7(c)所示，在薄片内的交替配列中，光扩散相1的面方向间距较长的场合，作为光扩散相1的壁的效果不能充分表现出来，从水平方向射入的光线过而不入，故其断面上的亮度提高效果小。另外，在光扩散相底部较宽的情况下，在该薄片底部进行反射的几率增加，使光利用效率降低，故亮度也降低。保持高开口率且按合适的间距设计光扩散相1的面内结构是很重要的。

另外，与表示本发明光学功能性薄片的扩散透过或扩散反射特性的光扩散相不同，采用具有镜面反射特性的相的情况下[图7(d)]，从下方射入的光线在保持其射入角度的状态下射出，故不向正面方向聚光，看不到亮度提高效果。而且，在折射率不同的透明相交替地配列的薄片的场合[图7(e)]，虽然向正向方向折射的成分也存在，但就整体的配光特性而言，看不到向正面聚光的效果。可知，光扩散相1的扩散透过或扩散反射特性是很重要的。为了提高扩散透过、扩散反射特性，通过增大光扩散相1中含有的扩散成分和矩阵成分的折射率差、提高扩散成分的密度(界面增多)等可以实现。

本发明光学功能性薄片，通过控制光扩散相结构，可以实现具有任意的聚光特性的薄片。

光扩散相1具有图3所示的在一维方向上连接的面结构时，通过变更图中短轴方向的配列间距等，可任意地设定短轴方向的配光特性。

光扩散相1具有图4所示的在二维方向上连接的面结构时，通过控制其面内结构，便可任意地设定二维方向的配光特性。在过去所使用的棱镜薄片的场合，如果是1片，只能在纵横的任一方向上聚光，为了发挥纵横二维的聚光效果，必须使用2片棱镜薄片，使各棱镜的配列相垂直地重合起来，但如果使用本发明光学功能性薄片，用1片就可发挥纵横二维的聚光效果。

本发明光学功能性薄片适宜作为液晶显示器的后照灯用薄片，在这种情况下，重叠在导光板的上面或光扩散性薄片的上面，便可以有效地提高正面方向的亮度。

本发明光学功能性薄片通过薄片内部的配列结构来发挥其聚光功能，故还同时具有表面平滑的特征。因此，在不降低聚光性能的情况下，可设成将具有其它功能的光学功能性薄片层叠而成的复合光学功能性薄片。通过设成该复合光学功能性薄片，可以制造具有多功能的综合功能薄片。

作为层叠的其它光学功能性薄片，可列举出透明树脂薄片和光扩散性薄片。通过复合透明树脂薄片，可提高机械强度、耐热性、易操作性，另外，通过复合光扩散性薄片，可以实现综合功能薄片，该综合功能薄片用1片薄片便能达到现在后照灯上使用的光扩散性薄片和棱镜薄片的功能，可同时提高后照灯的亮度和亮度均匀性。

作为在此使用的透明树脂薄片，例如聚碳酸酯树脂薄片、二甲酯、聚乙烯-2，6-苯二甲酸盐等为代表的聚酯系树脂的二轴延伸薄片等是合适的。

作为这里所用的光扩散性薄片，最好是与矩阵成分的折射率不同的微粒子分散在透明矩阵成分中的结构的、薄片内部具有扩散功能的光扩散性薄片。

层叠的其它光学功能性薄片的厚度，从机械强度等方向考虑为20～50μm，比较理想的为30～300μm，为50～200μm则更好。

在不失去本发明效果的范围内可在本发明光学功能性薄片中加入各种添加剂。作为添加配合的添加剂的例子，例如颜料、染料、荧光增白剂、防氧化剂、耐热剂、耐光剂、耐大气腐蚀剂、防止带电剂、脱模剂、增粘剂、pH值调整剂、盐等。另外，由于表面是平滑的，故也可以再在其上面形成防带电层、硬涂层等。

评价方法

A.透过率、反射率

采用日本电色工业(株)制、分光式色彩计SE-2000，对透过率或反射率进行了测定。

B.层叠比、纵横尺寸比

薄薄地切出薄片断面，用奥林巴斯光学工业(株)制光学显微镜BH-2和附属的照相机，拍摄400倍照片(透过像)，进行断面观察，测定了其层叠比、纵横尺寸比。

C.浊度

用SUGA试验机(株)制、全自动直读浊度计算机HGM-2DP，测定了透过率和浊度。

这里，所谓浊度，是用下述关系式表示所得到的浊度。所谓浊度，系指来自光源的入射光通过试样期间，离开入射光束而散射透过的光量的百分率，假设全光线透过率为Tt，扩散透过率为Td，直线透过率为Tp，则全光线透过率Tt用下式表示，

Tt＝Td+Tp

浊度Ht用下式表示。 $\mathrm{Ht}=100\×\frac{\mathrm{Td}}{\mathrm{Tt}}$

实施例

以下，列举实施例对本发明加以说明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

(薄片1)按以下的组成制作3层薄片。

内层：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)    98重量部

      聚甲基戊烯(PMP)              2重量部

表层(两侧)：PET

在280℃温度下将3层层叠起来进行挤压，在85℃温度下纵向延伸3倍，在90℃温度下横向延伸3.5倍，然后在200℃温度下进行热处理，便得到作为扩散层的内层50μm、作为透明层的两侧表层50μm的薄片。在内层，在球状分散的PMP的周围形成扁平的空隙。透过率为50％。

(薄片2)按以下组成制作3层薄片。

内层：间苯二酸17％共聚PET    90重量部

      聚丙烯(PP)             10重量部

表层(两侧)：PET

在280℃温度下将3层层叠起来进行挤压，在85℃温度下纵向延伸3倍，在90℃温度下横向延伸3.5倍，然后在230℃温度下进行热处理，便得到作为扩散层的内层50μm、作为透明层的两侧表层50μm的薄片。所得到的薄片的透过率为90％。

(薄片3)将银蒸镀在厚度为50μm的透明PET薄片的两侧表层上。

该薄片的反射率为96％。

将薄片1和0.4mm的透明丙烯薄片交替地用粘结剂重叠粘贴成30cm，与薄片面垂直地裁断成2.5mm厚度。得到在面方向上透明层和扩散层条纹状配列的薄片。将该裁断的薄片安装在个人计算机监视器用直管4灯型后照灯上，用色彩亮度计BM-7[TOPCON(株)制造]测定正面亮度。与安装前相比，亮度提高25％。

实施例2

将在实施例1中透明层和扩散层配列成条纹状的薄片，按其配列方向相垂直的方式将2片重叠起来，与实施例1一样地测定了亮度，亮度提高47％。

实施例3

在实施例1中，用薄片2取代薄片1，除此以外，与实施例1一样，制作裁断薄片，测定了亮度，亮度提高率为3％。

比较例1

在实施例1中，用薄片3取代薄片1，除此以外，与实施例1相同，制作裁断薄片，测定了亮度，亮度提高率为-3％。

实施例4

将下述组成的光扩散相用的组成物涂敷在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄片上面，使干燥薄膜厚度为200μm。

碳酸钙(平均粒径2μm)        60重量部

乙基纤维素                  16重量部

松油醇                      24重量部

然后，安装格子状图案的喷砂用掩模后，研磨掉不需要部分。研磨剂使用二氧化铝。在研磨后的部分中埋入由氢糠基异丁烯酸盐构成的紫外线硬化性组成物，进行紫外线照射使其硬化，形成透明相2，制作出所要求的光学功能性薄片。所得到的光学功能性薄片的面内图形是图2(c)所示的具有正方形的透明相2的薄片，面内的间距为透明相/光扩散相＝20μm/50μm。

将所得到的光学功能性薄片按图6所示的相对位置关系装在笔记本型个人计算机用直管1灯型后照灯上，用色彩亮度计BM-7[TOPCON(株)制造]测定了正面亮度。与不装光学功能性薄片进行测定后的情况相比，亮度提高72％。与像现有的棱镜薄片那样使2片相垂直地使用的场合相比，可减少片数和节省组装的工时。

实施例5～7

光学功能性薄片的面内的透明相图形为正圆[实施例5，图4(a)]、等边三角形[实施例6，图4(b)]，等边六边形[实施例7，图4(d)]，除了变更喷砂用掩模的图形以外，与实施例4一样地制作光学功能性薄片，同样测定了亮度。制作成在各自的图形中接邻的透明相2的中心间距为70μm(透明相25μm/光扩散相20μm/透明相25μm)。测定亮度的结果，亮度提高率为68％(实施例5)、71％(实施例6)、72％(实施例7)，都获得了高的亮度提高效果。

实施例8

(感光性组成物)

将下述化合物混合，作为感光性组成物使用。

聚氯乙烯                     150重量部

聚甲基丙烯酸甲酯             50重量部

p-重氮化-N，N-二甲基苯盐     10重量部

甲醇                         100重量部

丁酮                         550重量部

在膜厚100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄片上涂敷感光性组成物，得到干燥膜厚100μm的感光层。用条纹状图形的光掩模覆盖该感光层，从其上面进行300mJ/cm²的紫外线照射，照射后在120℃温度下进行加热处理。最后，进行300mJ/cm²的全面曝光，便得到所要求的光学功能性薄片。确认在不用光掩模遮光而进行曝光的部分上生成了气泡。所得到的薄片，在与条纹交叉的方向上是光扩散相/透明相＝20μm/40μm的一定间距的图形。

将所得到的薄片装在个人计算机监视器用直管4灯型后照灯上，用色彩亮度计BM-7[TOPCON(株)制造]测定了正面亮度。与不装光学功能性薄片而进行测定的情况相比，亮度提高21％。

实施例9

(感光性组成物)

将下述化合物混合，作为感光性组成物使用。

聚苯乙烯                 100重量部

新戊二醇                 25重量部

2-苄基-2二甲氨基-1-(4-吗啉代基苯基)-丁酮-1  0.5重量部

环乙醇                                      100重量部

四氢呋喃                                    50重量部

将上述感光性组成物涂敷在膜厚100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄片上面。用条纹状图形的光掩模覆盖该感光层，从其上面进行3000mJ/cm²的紫外线照射，直接浸渍在甲醇溶液中，浸渍10分钟。然后，在室温下真空干燥30分钟。可确认未曝光部分为多孔质相。所得到的薄片在与条纹交叉的方向上为光扩散相/透明相＝20μm/100μm的一定间距的图形。膜厚为20μm。

将所得到的薄片装在个人计算机监视器用直管4灯型后照灯上，用色彩亮度计BM-7[TOPCON(株)制造]测定正面亮度。与在不装光学功能性薄片而进行测定的情况相比，亮度提高15％。

实施例10

将聚酯树脂[“ELITEL”UE3250：UNITIKA(株)制造]100重量部和丙烯单体[“DLEMER”AP-150：日本油脂(株)制造]50重量部、及光聚合开始剂[“IRGACURE”651：Ciba Specialty Chemicals(株)制造]0.5重量部溶解在丁酮/环乙醇混合溶剂(1/1，重量比)100重量部中。用刮板式涂敷机将该溶液涂敷在二甲酯[“LUMIRROR”100QT10：TORAY(株)制造]上面，在80℃温度下干燥90分钟后进行冷却，便得到160μm的树脂薄片。

该薄片在低温下呈白浊状态，但将它加热到90℃时产生相溶，是透明状态的低温相分离型(UCST型)。

在室温下用超高压水银灯对白浊状态的该薄片进行100mJ/cm²照射，即使将照射后的涂膜加热到100℃，也为白浊状态，在不变换透明相的情况下，可以固定白浊相。该涂膜的厚度为160μm，光线透过率为76.52％，混浊度为93.54％，表示高的扩散透过性。

另外，将树脂薄片加热到90℃，成为透明状态后，保持该状态，照射100mJ/cm²高压水银光。将它冷却至室温也保持透明状态，不产生白浊，可固定相溶相。该涂膜厚度为160μm，光线透过率为91.28％，混浊度为4.60％，表示高的直进透过性。

然后，将所得到的树脂薄片在100℃温度下成为透明状态后，直接夹入间隔为100μm的薄膜，将间距为50μm、宽为30μm的条纹图形的光掩模重叠在其上，用超高压水银灯进行35mJ/cm²曝光。曝光后冷却至室温，放置1小时后进行100mJ/cm²全面曝光，形成条纹图形。

切成很薄的薄片，用光学显微镜对所得到的涂膜的断面进行了观察后确认，图形曝光部分为30μm的透明相，图形未曝光部分为20μm的白浊相交替地配列，而且可形成透明相2的纵横尺寸比为5.3的光学图形。

产业上利用的可能性

根据本发明，可得到光学功能性薄片，这种光学功能性薄片具有可进行表面加工和与其它功能薄片粘结起来的平滑表面，根据内部形态可发挥聚光功能。另外，可以制成以一片薄片可同时对向图象的上下方向扩散的光和向左右方向扩散的光进行聚光的、具有内部聚光功能的光学功能性薄片，可用于液晶显示器部件上的后照灯等用途。可以得到同时具有聚光功能和其它功能的复合光学功能性薄片。

Claims (13)

1.一种光学功能性薄片，其特征在于，至少在薄片内部，在与该薄片面相垂直的方向上延伸的光扩散相和透明相在薄片面方向上交替地配列。

2.根据权利要求1所述的光学功能性薄片，在薄片面方向上光扩散相以相互连接的连续相的方式进行配置，透明相以被光扩散相断开的不连续相的方式进行配置。

3.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，透明相在薄片面上的投影形状为从三角形、四边形、六边形、圆形、椭圆形中选择的形状。

4.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，光扩散相是在透明的矩阵成分中分散有与矩阵成分的折射率不同的微粒子。

5.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，光扩散相含有很多分散的气泡，透明相不含气泡。

6.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，在薄片任意断面上，透明相在薄片厚度方向上的长度L和透明相在面方向上的长度p的比率(L/p)为2～10。

7.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，其特征在于，光扩散相和透明相的断面形状为从长方形、正方形、平行四边形、梯形、三角形、吊钟形、喇叭形、椭圆形及这些形状混合的形状中选择的形状。

8.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，其特征在于，在薄片任意断面上，光扩散相在厚度方向上的长度L’和光扩散相在面方向上的长度q的比率(L’/q)为1以上。

9.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，薄片面内的光扩散相和透明相的面积比率为1/50～1/1。

10.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，其特征在于，厚度为10～500μm。

11.一种复合光学功能性薄片，它是将权利要求1或2所述的光学功能性薄片(1)和其它光学功能性薄片(2)层叠而成的。

12.根据权利要求11所述的复合光学功能性薄片，其特征在于，该光学功能性薄片(2)是由在透明的矩阵成分中分散有与矩阵成分的折射率不同的微粒子的材质构成的光扩散性薄片。

13.根据权利要求1或2所述的光学功能性薄片，是液晶显示器的后照灯用的光学功能性薄片。

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