TWI468740B - A light diffusion film, a polarizing plate with a light diffusion film, a liquid crystal display device, and a lighting fixture - Google Patents
A light diffusion film, a polarizing plate with a light diffusion film, a liquid crystal display device, and a lighting fixture Download PDFInfo
- Publication number
- TWI468740B TWI468740B TW100133552A TW100133552A TWI468740B TW I468740 B TWI468740 B TW I468740B TW 100133552 A TW100133552 A TW 100133552A TW 100133552 A TW100133552 A TW 100133552A TW I468740 B TWI468740 B TW I468740B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- refractive index
- film
- light diffusion
- fine particles
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
- G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
Description
本發明係關於一種光擴散膜、附光擴散膜之偏光板、液晶顯示裝置及照明器具。
光擴散元件代表性的是包含樹脂基質及分散至該基質中之微粒子之片狀光學元件,藉由微粒子與基質之折射率差而表現光擴散性(例如參照專利文獻1)。光擴散元件廣泛利用於照明罩、投影電視之屏幕、面發光裝置(例如,液晶顯示裝置)等。於光擴散元件之任一用途中,均要求高畫質或高照明品質之實現、光利用效率之提高、以及工業上優異之製造效率之特性。為使光擴散元件實現高畫質或高照明品質,必須具有充分之光擴散性。然而,若為增強光擴散性而擴大微粒子與基質之折射率差,則會導致背向散射增大。因此,於基質中單純地分散有微粒子之先前之光擴散元件中,難以實現高畫質或高照明品質。進而,先前之光擴散元件中之上述背向散射之增大會使光利用效率減少,因此亦不容於降低環境負荷之近年來世界潮流。迄今為止,為改善光擴散元件之特性,提出有各種技術(例如,分散有折射率自微粒子之中心部朝向外側連續變化之所謂GRIN(gradient index,梯度指數)微粒子之光擴散元件)(例如參照專利文獻2~8),但任一技術中,均無法獲得同時滿足充分之光擴散性與較低之背向散射之光擴散元件。
如上所述,充分之光擴散性與較低之背向散射之兼顧成為光擴散元件長期未得以解決之問題,業者強烈期望確立以工業上優異之製造效率獲得同時滿足該2種特性之光擴散元件之技術。
[專利文獻1]日本專利第3071538號
[專利文獻2]日本專利特開平6-347617號公報
[專利文獻3]日本專利特開2003-262710號公報
[專利文獻4]日本專利特開2002-212245號公報
[專利文獻5]日本專利特開2002-214408號公報
[專利文獻6]日本專利特開2002-328207號公報
[專利文獻7]日本專利特開2010-077243號公報
[專利文獻8]日本專利特開2010-107616號公報
本發明係為解決上述先前之問題開發而成者,其目的在於提供一種具有較強之光擴散性,且,抑制背向散射,並且,生產性優異之非常薄之光擴散膜。
本發明之一個實施形態之光擴散膜包括:第1區域,其具有第1折射率;折射率調變區域,其包圍該第1區域且實質上為球殼狀;以及第2區域,其位於該折射率調變區域之與該第1區域相反側,具有第2折射率;並且,光擴散半值角為30°以上,厚度為4 μm~25 μm,且滿足下述式(1)及(2):
y≦0.011x(30≦x≦60)‧‧‧(1)
y≦0.0275x-0.99(60<x)‧‧‧(2)
此處,x表示光擴散半值角(°),y表示背向散射率(%),式(1)及(2)表示光擴散半值角之數值與背向散射率之數值之關係。
於較佳之實施形態中,上述折射率調變區域係藉由由上述第1區域及上述第2區域形成之微細凹凸狀且球殼狀之邊界所構成。
本發明之其他實施形態之光擴散膜包含基質及分散至該基質中之光擴散性微粒子,光擴散半值角為30°以上,厚度為4 μm~25 μm,且滿足下述式(1)及(2):
y≦0.011x(30≦x≦60)‧‧‧(1)
y≦0.0275x-0.99(60<x)‧‧‧(2)
此處,x表示光擴散半值角(°),y表示背向散射率(%),式(1)及(2)表示光擴散半值角之數值與背向散射率之數值之關係。
於較佳之實施形態中,上述光擴散膜之面內亮度之標準偏差σ為0.8以下。
於較佳之實施形態中,上述光擴散膜係於上述基質與上述光擴散性微粒子之界面或其附近,形成有折射率實質上連續變化之折射率調變區域。
於較佳之實施形態中,上述基質包含樹脂成分及超微粒子成分,上述折射率調變區域係藉由上述基質中之上述超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度所形成。
根據本發明之其他態樣,提供一種附光擴散膜之偏光板。該附光擴散膜之偏光板包括上述光擴散膜及偏光子。
根據本發明之進而其他態樣,提供一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括液晶單元及上述光擴散膜。
根據本發明之進而其他態樣,提供一種照明器具。該照明器具包括光源及上述光擴散膜。
根據本發明,可實現具有較強之光擴散性且抑制背向散射之非常薄之光擴散膜。具體而言,可實現光擴散半值角為30°以上,光擴散半值角與背向散射率具有特定關係,且,厚度為4 μm~25 μm之光擴散膜。先前,業者期望強擴散且低背向散射之光擴散元件,但還未實現充分滿足此種特性之光擴散元件。如此,本發明係可以簡單且工業上優異之製造效率而且以非常薄之膜形態獲得強擴散且低背向散射之光擴散元件,解決業界長期未能解決之問題。
以下,一面參照圖式一面對本發明之較佳實施形態進行說明,但本發明並不限定於該等具體實施形態。
本發明之光擴散膜包括具有第1折射率之第1區域及具有第2折射率之第2區域。本發明之光擴散膜係藉由第1區域與第2區域之折射率差而表現光擴散功能。於本發明中,第1區域由實質上為球殼狀之折射率調變區域包圍,第2區域以位於折射率調變區域之與第1區域相反側之方式構成。因此,於本發明之光擴散膜中,外觀上成為由折射率調變區域包圍之第1區域分散至第2區域中之狀態。於折射率調變區域中,折射率實質上連續變化。於本說明書中,所謂「折射率實質上連續變化」係指折射率調變區域中折射率實質上連續變化即可。因此,例如第1區域與折射率調變區域之界面及/或折射率調變區域與第2區域之界面上即便存在特定範圍內(例如,折射率差為0.05以下)之折射率間隙,亦可容許該間隙。
本發明之光擴散膜係光擴散半值角為30°以上,厚度為4 μm~25 μm,且滿足下述式(1)及(2):
y≦0.011x(30≦x≦60)‧‧‧(1)
y≦0.0275x-0.99(60<x)‧‧‧(2)
此處,x表示光擴散半值角(°),y表示背向散射率(%),式(1)及(2)表示光擴散半值角之數值與背向散射率之數值之關係。即,於本發明中,光擴散半值角與背向散射率滿足如進入圖1A之直線(1)及(2)之下部區域之關係。實際可獲得此種強擴散且低背向散射而且非常薄之光擴散膜之情況係本發明之成果之一。光擴散半值角x與背向散射率y之關係較佳為滿足下述式(1a)及(2a)。式(1)、(1a)、(2)及(2a)規定相對於光擴散半值角x之背向散射率y之較佳上限。
y≦0.011x-0.11(30≦x≦60)‧‧‧(1a)
y≦0.0275x-1.10(60<x)‧‧‧(2a)
另一方面,相對於光擴散半值角x之背向散射率y之較佳下限係根據下述式(1b)及(2b)規定,進而較佳下限係根據下述式(1c)及(2c)規定。
y≧0.011x-0.56(30≦x≦60)‧‧‧(1b)
y≧0.0275x-1.55(60<x)‧‧‧(2b)
y≧0.011x-0.46(30≦x≦60)‧‧‧(1c)
y≧0.0275x-1.45(60<x)‧‧‧(2c)
進而,如上所述,光擴散半值角為30°以上,較佳為30°~130°(單側15°~65°),就使用於顯示裝置之部件之觀點而言,更佳為40°~90°(單側20°~45°)。光擴散半值角達到30°以上,方可表現背向散射率之降低及面內亮度之均勻性(下述)之效果。例如,若光擴散半值角為5°左右,則有時背向散射率非常小,但光擴散性極不充分之情形較多。背向散射率可成為可滿足上述式(1)及(2)之任意適當之值。背向散射率較佳為0.70%以下,較佳為0.50%以下,更佳為0.30%以下。背向散射率之下限例如為0.02%。進而,可根據可藉由上述式(1)及(2)實現之關係使得所謂強擴散且低背向散射之先前無法兼顧之特性得以最佳化之情況係本發明之另一成果。例如,於光擴散半值角為35°、背向散射率為0.48%之情形時,形式上可稱作「強擴散且低背向散射」,但此種光擴散半值角及背向散射率偏離圖1A之區域。若將此種特性之光擴散元件例如使用於液晶顯示裝置,則有時明處之黑顯示發白。換言之,根據本發明,根據如圖1A所示之關係使得光擴散半值角與背向散射率得以最佳化,藉此可獲得不僅是文字上及數字上之強擴散且低背向散射,而且是安裝時可表現出非常優異之顯示特性之光擴散膜。
上述光擴散膜係於濁度較高之情形時充分發揮其效果。光擴散膜之濁度較佳為90%~99.9%,更佳為92%~99.9%,進而較佳為95%~99.9%,尤佳為97%~99.9%。根據本發明,可獲得儘管厚度非常薄,但除光擴散半值角以外濁度值亦高之光擴散膜。再者,所謂濁度表示光之擴散強度,即入射光之擴散程度,另一方面,所謂上述光擴散半值角表示擴散光之質,即所擴散之光之角度範圍。
上述光擴散膜之厚度較佳為4 μm~20 μm,更佳為4 μm~15 μm,進而較佳為4 μm~11 μm。如上所述,根據本發明,可獲得儘管厚度如此非常薄,但具有非常高之擴散性(例如光擴散半值角)之光擴散膜。若為此種較薄之厚度,則即便彎曲亦不會破裂,故而可以輥狀進行保管。此外,如下所述,本發明之光擴散膜係可藉由塗敷而形成,因此例如可利用所謂捲對捲連續進行光擴散膜之製造及向偏光板之黏合。因此,本發明之光擴散膜係光擴散膜本身之生產性格外優異於先前之光擴散元件,且與如偏光板之其他光學部件之黏合之製造效率亦極高。再者,所謂捲對捲係指將長條狀膜彼此一面由輥搬送,一面對齊其長度方向連續黏合之方法。
上述光擴散膜之面內亮度之標準偏差σ較佳為0.8以下,更佳為0.7以下,進而較佳為0.6以下,尤佳為0.1~0.5。面內亮度之標準偏差成為外觀不均之指標。根據本發明,可獲得儘管非常薄,但外觀不均較小之光擴散膜。面內亮度之標準偏差係例如可藉由如下方式獲得,即,形成光擴散膜積層體(基材膜+光擴散膜)及以夾持該光擴散膜積層體之方式以正交偏光之狀態配置之2張偏光板之積層體,測定使白色光自該積層體之一方面穿透時之亮度,藉由任意適當之圖像處理進行數值化。
上述第1區域、第2區域及折射率調變區域係可藉由任意適當之方法而形成。例如可列舉如下所述之方法:(1)將折射率自微粒子之中心部朝向外側連續變化之所謂GRIN微粒子等折射率傾斜微粒子分散至樹脂中,而將折射率傾斜部分用作折射率調變區域;(2)基質中使用樹脂成分與超微粒子成分,藉由超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度而於基質與光擴散性微粒子之界面或其附近形成折射率調變區域;(3)藉由第1區域及第2區域形成微細凹凸狀且球殼狀之邊界,藉由該邊界構成折射率調變區域。以下,關於可實現如上所述之特性之光擴散膜之具體構成,以基質中使用樹脂成分與超微粒子成分之實施形態為主進行說明,關於使用折射率傾斜微粒子之實施形態,僅對其特徵部分進行簡單說明。關於形成微細凹凸狀且球殼狀之邊界之實施形態,作為基質中使用樹脂成分與超微粒子成分之實施形態之一例進行說明。
於一個實施形態中,本發明之光擴散膜包含基質及分散至該基質中之光擴散性微粒子,藉由基質與光擴散性微粒子之折射率差而表現光擴散功能。於本實施形態中,光擴散性微粒子對應於上述第1區域,基質對應於上述第2區域。圖1B係本實施形態之光擴散膜之概略剖面圖。較佳為,如圖1B所示,於基質10與光擴散性微粒子20之界面附近形成有折射率調變區域30。因此,基質包括與光擴散性微粒子之界面附近之折射率調變區域及該折射率調變區域之外側(遠離光擴散性微粒子之側)之折射率恆定區域。較佳為基質中之除折射率調變區域以外之部分實質上為折射率恆定區域。基質較佳為包含樹脂成分及超微粒子成分。圖1B之光擴散膜100包括包含樹脂成分11及超微粒子成分12之基質10、以及分散至基質10中之光擴散性微粒子20。較佳為折射率調變區域30由基質10中之超微粒子成分12之分散濃度之實質性梯度所形成。具體而言,如圖1C所示,於折射率調變區域30中,隨著遠離光擴散性微粒子20,超微粒子成分12之分散濃度(代表性的是由重量濃度規定)提高(必然樹脂成分11之重量濃度降低)。換言之,於折射率調變區域30中之最接近光擴散性微粒子20之區域,超微粒子成分12以相對低濃度分散,隨著遠離光擴散性微粒子20,超微粒子成分12之濃度增大。對此種分散濃度之梯度,使用穿透型電子顯微鏡(TEM,Transmission Electron Microscopy)圖像進行說明。圖2A係表示光擴散性微粒子附近之超微粒子成分之分散狀態之二維TEM圖像,圖2B及圖2C係分別根據自不同方向觀察之圖2A之TEM圖像形成之三維再構成像,圖2D係將圖2B之三維再構成像進行2值化而成者。圖3係表示根據圖2A~圖2C之TEM圖像算出之距光擴散性微粒子表面之距離與超微粒子成分之分散濃度(存在比率)之關係的圖表。圖3之圖表係將圖2D之基質與光擴散性微粒子之界面附近部分分為5個解析區,對5個解析區分別進行圖像處理,算出各個解析區中之距光擴散性微粒子表面之距離與超微粒子成分之分散濃度(存在比率)之關係,將所得者進行平均,製成圖表。如圖2A~圖2C所示,於折射率調變區域中,隨著遠離基質10之折射率恆定區域,超微粒子成分12之分散濃度(代表性的是由重量濃度規定)相對降低,且,各個超微粒子接近光擴散性微粒子之程度不同。較佳為,如圖3所示,超微粒子成分之分散濃度係其濃度變化之梯度在接近光擴散性微粒子20之側較小而於接近折射率恆定區域之側較大,於自光擴散性微粒子側至折射率恆定區域側一面形成實質性梯度一面產生變化。換言之,超微粒子成分12之分散濃度係其濃度變化之梯度會隨著遠離光擴散性微粒子而變大。根據本實施形態,可利用超微粒子成分12之分散濃度之實質性梯度而於基質10與光擴散性微粒子20之界面附近形成折射率調變區域30,因此可以簡單順序且以低成本製造光擴散膜。進而,利用超微粒子成分之分散濃度之實性梯度而形成折射率調變區域,藉此可使折射率在折射率調變區域30與折射率恆定區域之邊界平穩地變化。進而,藉由使用折射率與樹脂成分及光擴散性微粒子有較大不同之超微粒子成分,可擴大光擴散性微粒子與基質(實質上為折射率恆定區域)之折射率差,且使折射率調變區域之折射率梯度陡峭。其結果,可獲得具有較強之光擴散性且抑制背向散射之非常薄之光擴散膜。
上述折射率調變區域(實質上如上所述之超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度)係可藉由適當地選擇基質之樹脂成分及超微粒子成分以及光擴散性微粒子之構成材料、以及化學特性及熱力學特性而形成。例如,由同系材料(例如有機化合物彼此)構成樹脂成分及光擴散性微粒子,由與樹脂成分及光擴散性微粒子不同系之材料(例如無機化合物)構成超微粒子成分,藉此可良好地形成折射率調變區域。進而較佳為例如由同系材料中相溶性亦較高之材料彼此構成樹脂成分及光擴散性微粒子。折射率調變區域之厚度及折射率梯度係可藉由調整基質之樹脂成分及超微粒子成分以及光擴散性微粒子之化學特性及熱力學特性而控制。再者,於本說明書中,所謂「同系」係指化學結構或特性同等或類似,所謂「不同系」係指除同系以外者。是否同系係可根據基準選擇方法而不同。例如,以是否有機還是無機為基準之情形時,有機化合物彼此係同系化合物,有機化合物與無機化合物係不同系之化合物。以聚合物之重複單元為基準之情形時,例如丙烯酸系聚合物與環氧系聚合物儘管彼此係有機化合物,但仍為不同系之化合物,以週期表為基準之情形時,鹼金屬與過渡金屬儘管彼此係無機元素,但仍為不同系之元素。
更具體而言,如上所述之超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度係可藉由以下(1)~(2)或彼等之適當組合而實現:(1)調整基質中之超微粒子成分之分散濃度。例如,藉由提高超微粒子成分之分散濃度,使得超微粒子成分彼此之電性排斥增加,結果直至光擴散微粒子附近為止存在超微粒子成分,故而可於折射率調變區域中形成陡峭之折射率梯度(折射率調變區域之厚度減小)。(2)調整光擴散性微粒子之交聯度。例如,於交聯度較低之光擴散性微粒子中,由於微粒子表面之構成聚合物分子之自由度提高,因此超微粒子成分難以靠近。其結果,可於折射率調變區域中形成平緩之折射率梯度(折射率調變區域之厚度增加)。較佳為藉由適當地組合上述(1)與(2),而可實現如上所述之超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度。例如,使用氧化鋯之超微粒子成分與PMMA(polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)之光擴散性微粒子,將該超微粒子成分之分散濃度相對於基質100重量份設定為30重量份~70重量份,且,使用對於下述樹脂成分前驅物之膨潤度為100%~200%之光擴散性微粒子,藉此可實現如下之分散濃度梯度:基質10中之超微粒子成分12之分散濃度在接近光擴散性微粒子20之側較小且於接近折射率恆定區域之側較大,並於自光擴散微粒子側至折射率恆定區域側一面形成實質性梯度一面產生變化。進而,可形成厚度因光擴散性微粒子表面之位置而不同(例如,如金平糖之外廓形狀)之折射率調變區域。此處,所謂「膨潤度」係指膨潤狀態之粒子之平均粒徑相對於膨潤前之粒子之平均粒徑的比率。
上述折射率調變區域30之平均厚度L較佳為10 nm~500 nm,更佳為12 nm~400 nm,進而較佳為15 nm~300 nm。根據本實施形態,折射率調變區域之厚度非常小,但可擴大光擴散性微粒子與基質之折射率差(使折射率梯度變陡峭),且可於該折射率調變區域中使折射率連續變化。折射率調變區域30之厚度亦可恆定(即,折射率調變區域亦可於光擴散性微粒子之周圍成同心球狀擴展),厚度亦可因光擴散性微粒子表面之位置而不同(例如,亦可如金平糖之外廓形狀)。較佳為折射率調變區域30之厚度因光擴散性微粒子表面之位置而不同。若為此種構成,則折射率調變區域30中可使折射率更連續變化。上述平均厚度L係折射率調變區域30之厚度因光擴散性微粒子表面之位置而不同之情形之平均厚度,於厚度恆定之情形時,指該厚度。
較佳為,於折射率調變區域30中,折射率可實質上連續變化。進而較佳為,除此以外,上述折射率調變區域之最外部之折射率與上述折射率恆定區域之折射率實質上相同。換言之,於本實施形態之光擴散膜中,折射率自折射率調變區域至折射率恆定區域連續變化,較佳為折射率自光擴散性微粒子至折射率恆定區域連續變化(圖4)。進而較佳為該折射率變化係如圖4所示般平穩。即,於折射率調變區域30與折射率恆定區域之邊界,以如折射率變化曲線上劃出切線之形狀產生變化。較佳為,於折射率調變區域中,折射率變化之梯度會隨著遠離上述光擴散性微粒子而變大。根據本實施形態,適當地選擇光擴散性微粒子、基質之樹脂成分及超微粒子成分,藉此可實現實質上連續之折射率變化。如上所述實現陡峭且此種實質上連續之折射率變化之情況係本發明之特徵之一。其結果,即便擴大基質10(實質上為折射率恆定區域)與光擴散性微粒子20之折射率差,亦可抑制基質10與光擴散性微粒子20之界面之反射,故而可抑制背向散射。進而,於折射率恆定區域中,折射率與光擴散性微粒子20有較大不同之超微粒子成分12之重量濃度相對提高,因此可擴大基質10(實質上為折射率恆定區域)與光擴散性微粒子20之折射率差。其結果,即便是薄膜,亦可實現較大之光擴散半值角(較強之擴散性)。因此,根據本實施形態之光擴散膜,可擴大折射率差而實現高濁度,且可顯著抑制背向散射。另一方面,根據未形成有折射率調變區域之先前之光擴散元件,若欲藉由擴大折射率差而賦予較強之擴散性(例如,較大之光擴散半值角),則無法消除界面上之折射率之間隙。其結果,會導致光擴散性微粒子與基質之界面上之反射所引起之背向散射增大之情形較多。根據本發明,於光擴散性微粒子之表面附近形成折射率調變區域,藉此解決上述先前技術之問題,可獲得具有較強之擴散性且抑制背向散射之非常薄之光擴散膜。
於一個實施形態中,於基質10與光擴散性微粒子20之界面附近,基質10中之分散有上述超微粒子成分12之區域與未分散有上述超微粒子成分12之區域形成微細凹凸狀之邊界,於基質與光擴散性微粒子之界面附近形成超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度。藉由該微細凹凸狀之邊界形成有上述折射率調變區域。再者,於該實施形態中,亦如上所述,光擴散性微粒子對應於上述第1區域,基質對應於上述第2區域。進而,該微細凹凸狀之邊界形成於基質與光擴散性微粒子之界面或其附近,因此實質上成為球殼狀。將用以說明該微細凹凸狀之邊界的模式圖示於圖5A及圖5B。如圖5A及圖5B所示,上述微細凹凸狀之邊界較佳為凹凸之間距、凹部之深度或凸部之高度、以及凹部及凸部之形狀分別不均勻。將此種微細凹凸狀之邊界25形成於基質與光擴散性微粒子之界面附近,藉此可良好地形成折射率調變區域30。上述微細凹凸狀之邊界之凹凸之平均高度較佳為10 nm~500 nm,進而較佳為10 nm~60 nm。上述微細凹凸狀之邊界之凹凸之平均間距較佳為100 nm以下,更佳為50 nm以下,進而較佳為30 nm以下。平均間距之下限較佳為5 nm,更佳為10 nm。若為此種平均間距及平均高度,則可使折射率遍及整個折射率調變區域連續變化。其結果,可獲得具有較強之光擴散性且抑制背向散射之非常薄之光擴散膜。此處,所謂平均間距係指特定範圍內相鄰之凸部彼此之頂點與頂點之水平距離之統計平均,所謂平均高度係指特定範圍內之凸部之高度(自谷底至頂點為止之垂直距離)之統計平均。平均間距及凹凸之平均高度係如圖2E所示,自如圖2B及圖2C所示之三維再構成像抽出光擴散性微粒子與基質之界面(實界面),對該實界面進行藉由近似曲面之匹配,可根據實界面中自近似曲面突出30 nm以上之凸部間之距離及凸部之平均高度而算出。例如,如圖5B所示,如上所述之微細凹凸狀之邊界包含自光擴散性微粒子朝向基質呈錐狀及/或針狀之微細突起群(再者,微細凹凸狀之邊界於自基質側觀察時亦相同,包含朝向光擴散性微粒子呈錐狀及/或針狀之微細突起群)。藉由形成此種微細凹凸狀之邊界,可獲得反射率較低之光擴散膜。再者,折射率調變區域之折射率調變功能係可因微細凹凸狀之邊界整體之形狀引起而表現,但進而微觀觀察之情形時,於邊界中之上述突起群之各個突起內,超微粒子成分之分散濃度亦可形成實質性梯度。
於本實施形態之光擴散膜中,較佳為基質之平均折射率nM
大於光擴散性微粒子之折射率nP
(nM
>nP
)。如圖6(a)及圖6(b)中比較所示,nM
>nP
之情形時,與nM
<nP
之情形相比,即便折射率調變區域之折射率梯度陡峭,亦可更良好地抑制背向散射。Δn(=nM
-nP
)較佳為0.08以上,進而較佳為0.10以上。Δn之上限較佳為0.2。
上述光擴散膜亦可單獨提供,亦可黏合於任意適當之基材或偏光板而作為複合部件提供。又,亦可於光擴散膜上積層有抗反射層。
如上所述,基質10較佳為包含樹脂成分11及超微粒子成分12。如上所述,以及如圖1B及圖1C所示,超微粒子成分12係以於基質10與光擴散性微粒子20之界面附近形成折射率調變區域30之方式,分散至樹脂成分11中。
樹脂成分11係只要獲得本發明之效果,則可由任意適當之材料構成。較佳為,如上所述,樹脂成分11由與光擴散性微粒子同系之化合物且與超微粒子成分不同系之化合物構成。藉此,可於基質與光擴散性微粒子之界面附近(光擴散性微粒子之表面附近)良好地形成折射率調變區域。進而較佳為,樹脂成分11由與光擴散性微粒子同系中相溶性亦較高之化合物構成。藉此,可形成具有所需之折射率梯度之折射率調變區域。
上述樹脂成分較佳為由有機化合物構成,更佳為由電離線硬化型樹脂構成。電離線硬化型樹脂由於塗膜之硬度優異,故而容易彌補作為下述超微粒子成分之弱點之機械強度。作為電離線,例如可列舉紫外線、可視光、紅外線、電子束。較佳為紫外線,因此樹脂成分尤佳為由紫外線硬化型樹脂構成。作為紫外線硬化型樹脂,例如可列舉丙烯酸酯樹脂(環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酯、醚丙烯酸酯)等由自由基聚合型單體或寡聚物形成之樹脂。構成丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之分子量較佳為200~700。作為構成丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之具體例,可列舉季戊四醇三丙烯酸酯(PETA,pentaerythritol triacrylate:分子量298)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA,neopentyl glycol diacrylate:分子量212)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,dipenthaerythiritol hexaacrylate:分子量632)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA,dipenthaerythiritol pentaacrylate:分子量578)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA,trimethylolpropane triacrylate:分子量296)。前驅物中亦可視需要添加起始劑。作為起始劑,例如可列舉UV(ultraviolet,紫外線)自由基產生劑(日本BASF公司製造之Irgacure 907、Irgacure 127、Irgacure 192等)、過氧化苯甲醯。上述樹脂成分係除上述電離線硬化型樹脂以外,亦可包含其他樹脂成分。其他樹脂成分可為電離線硬化型樹脂,亦可為熱固性樹脂,還可為熱塑性樹脂。作為其他樹脂成分之代表例,可列舉脂肪族系(例如聚烯烴)樹脂、胺基甲酸酯系樹脂。使用其他樹脂成分之情形時,其種類或調配量係以良好地形成上述折射率調變區域之方式進行調整。
上述樹脂成分代表性的是滿足下述式(3):
nP
-nA
|<|nP
-nB
|‧‧‧(3)
式(3)中,nA
表示基質之樹脂成分之折射率,nB
表示基質之超微粒子成分之折射率,nP
表示光擴散性微粒子之折射率。進而,樹脂成分亦可滿足下述式(4):
nP
-nA
|<|nA
-nB
|‧‧‧(4)
樹脂成分之折射率較佳為1.40~1.60。
上述樹脂成分之調配量係相對於基質100重量份,較佳為10重量份~80重量份,更佳為20重量份~65重量份。
如上所述,超微粒子成分12較佳為由與上述樹脂成分及下述光擴散性微粒子不同系之化合物構成,更佳為由無機化合物構成。作為較佳之無機化合物,例如可列舉金屬氧化物、金屬氟化物。作為金屬氧化物之具體例,可列舉氧化鋯(zirconia)(折射率:2.19)、氧化鋁(折射率:1.56~2.62)、氧化鈦(折射率:2.49~2.74)、氧化矽(折射率:1.25~1.46)。作為金屬氟化物之具體例,可列舉氟化鎂(折射率:1.37)、氟化鈣(折射率:1.40~1.43)。該等金屬氧化物及金屬氟化物由於光之吸收較少,而且具有電離線硬化型樹脂或熱塑性樹脂等有機化合物中難以表現之折射率,因此隨著遠離與光擴散性微粒子之界面,超微粒子成分之重量濃度會相對提高,藉此可使折射率大幅調變。藉由擴大光擴散性微粒子與基質之折射率差,即便是薄膜,亦可實現強擴散,且由於形成有折射率調變區域而背向散射防止之效果亦較大。無機化合物尤佳為氧化鋯。
上述超微粒子成分又可滿足上述式(3)及(4)。超微粒子成分之折射率較佳為1.40以下或1.60以上,進而較佳為1.40以下或1.70~2.80,尤佳為1.40以下或2.00~2.80。若折射率超過1.40或未達1.60,則光擴散性微粒子與基質之折射率差不充分,將光擴散膜使用於採用準直背光前擴散系統之液晶顯示裝置之情形時,有無法使來自準直背光之光充分地擴散而視角變窄之虞。
上述超微粒子成分之平均一次粒徑較佳為小於折射率調變區域之平均厚度L。更具體而言,平均一次粒徑相對於平均厚度L較佳為1/50~1/2,更佳為1/25~1/3。若平均一次粒徑相對於平均厚度L超過1/2,則有時折射率調變區域中之折射率變化實質上不連續。未達1/50之情形時,有時折射率調變區域之形成較困難。上述平均一次粒徑較佳為1 nm~100 nm,更佳為1 nm~50 nm。超微粒子成分亦可進行二次凝聚,此時之平均粒徑(凝聚體之平均粒徑)較佳為10 nm~100 nm,更佳為10 nm~80 nm。如此,藉由使用平均粒徑小於光波長之超微粒子成分,可獲得在超微粒子成分與樹脂成分之間不產生幾何光學性反射、折射、散射且光學上均勻之基質。其結果,可獲得光學上均勻之光擴散膜。
上述超微粒子成分較佳為與上述樹脂成分之分散性良好。於本說明書中,所謂「分散性良好」係指塗佈將上述樹脂成分、超微粒子成分(視需要少量之UV起始劑)與揮發溶劑混合所得之塗敷液,並將溶劑乾燥去除所得之塗膜較透明。
較佳為對上述超微粒子成分進行表面改質。藉由進行表面改質,可使超微粒子成分良好地分散至樹脂成分中,且可良好地形成上述折射率調變區域。作為表面改質方法,只要獲得本發明之效果,便可採用任意適當之方法。代表性的是,表面改質係藉由於超微粒子成分之表面塗佈表面改質劑形成表面改質劑層而進行。作為較佳之表面改質劑之具體例,可列舉矽烷系偶合劑、鈦酸酯系偶合劑等偶合劑,脂肪酸系界面活性劑等界面活性劑。藉由使用此種表面改質劑,而提高樹脂成分與超微粒子成分之潤濕性,使樹脂成分與超微粒子成分之界面穩定,使超微粒子成分良好地分散至樹脂成分中,且可良好地形成折射率調變區域。
上述超微粒子成分之調配量係相對於基質100重量份,較佳為15重量份~80重量份,更佳為20重量份~70重量份。
光擴散性微粒子20又只要良好地形成有上述折射率調變區域,則可由任意適當之材料構成。較佳為,如上所述,光擴散性微粒子20由與上述基質之樹脂成分同系之化合物構成。例如,構成基質之樹脂成分之電離線硬化型樹脂為丙烯酸酯系樹脂之情形時,較佳為光擴散性微粒子又由丙烯酸酯系樹脂構成。更具體而言,構成基質之樹脂成分的丙烯酸酯系樹脂之單體成分為例如如上所述之PETA、NPGDA、DPHA、DPPA及/或TMPTA之情形時,構成光擴散性微粒子之丙烯酸酯系樹脂較佳為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸甲酯(PMA,polymethyl acrylate)、及該等之共聚物、以及彼等之交聯物。作為與PMMA及PMA之共聚合成分,可列舉聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯(PS,polystyrene)、三聚氰胺樹脂。光擴散性微粒子尤佳為由PMMA構成。其原因在於:與基質之樹脂成分及超微粒子成分之折射率或熱力學特性之關係適當。進而較佳為光擴散性微粒子具有交聯結構(三維網狀結構)。藉由調整交聯結構之粗密(交聯度),而可控制光擴散性微粒子表面上構成微粒子之聚合物分子之自由度,因此可控制超微粒子成分之分散狀態,結果可形成具有所需之折射率梯度之折射率調變區域。例如,塗佈下述塗敷液時之光擴散性微粒子相對於樹脂成分前驅物(亦可包含溶劑)之膨潤度較佳為100%~200%。此處,所謂「膨潤度」係交聯度之指標,意指膨潤狀態之粒子之平均粒徑相對於膨潤前之粒子之平均粒徑的比率。
上述光擴散性微粒子之平均粒徑較佳為1.0 μm~5.0 μm,更佳為1.0 μm~4.0 μm。光擴散性微粒子之平均粒徑較佳為光擴散膜之厚度之1/2以下(例如,1/2~1/20)。若為相對於光擴散膜之厚度具有此種比率之平均粒徑,則可將光擴散性微粒子沿著光擴散膜之厚度方向排列複數個,因此可於入射光穿過光擴散膜之期間,使該光多重擴散,其結果,可獲得充分之光擴散性。
光擴散性微粒子之重量平均粒徑分佈之標準偏差較佳為1.0 μm以下,更佳為0.5 μm以下。若混入有大量粒徑小於重量平均粒徑之光擴散性微粒子,則有時擴散性過於增大而無法良好地抑制背向散射。若混入有大量粒徑大於重量平均粒徑之光擴散性微粒子,則有時無法沿著光擴散膜之厚度方向排列複數個而無法獲得多重擴散,其結果,有時光擴散性不充分。
作為上述光擴散性微粒子之形狀,可根據目的採用任意適當之形狀。作為具體例,可列舉細球狀、鱗片狀、板狀、橢圓球狀、不定形。多數情形下,可使用細球狀微粒子作為上述光擴散性微粒子。
上述光擴散性微粒子又可滿足上述式(3)及(4)。光擴散性微粒子之折射率較佳為1.30~1.70,進而較佳為1.40~1.60。
上述光擴散性微粒子之調配量係相對於基質100重量份,較佳為10重量份~100重量份,更佳為10重量份~40重量份,進而較佳為10重量份~35重量份。例如以此種調配量包含具有上述較佳範圍之平均粒徑之光擴散性微粒子,藉此可獲得具有非常優異之光擴散性之光擴散膜。
本實施形態之光擴散膜之製造方法包括:將使基質之樹脂成分或其前驅物、超微粒子成分及光擴散性微粒子溶解或分散至揮發性溶劑中之塗敷液塗佈於基材之步驟(設為步驟A);以及,使塗佈於該基材之塗敷液乾燥之步驟(設為步驟B)。
關於樹脂成分或其前驅物、超微粒子成分及光擴散性微粒子,分別如上述A-2-1項、A-2-2項及A-3項所說明。代表性的是,上述塗敷液係前驅物及揮發性溶劑中分散有超微粒子成分及光擴散性微粒子之分散體。作為使超微粒子成分及光擴散性微粒子分散之方法,可採用任意適當之方法(例如,超音波處理、利用攪拌機之分散處理)。
作為上述揮發性溶劑,只要可將上述各成分溶解或均勻地分散,便可採用任意適當之溶劑。作為揮發性溶劑之具體例,可列舉乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丙酯、2-丁酮(甲基乙基酮)、甲基異丁基酮、環戊酮、甲苯、異丙醇、正丁醇、環戊烷、水。
上述塗敷液可根據目的而進一步包含任意適當之添加劑。例如,為使超微粒子成分良好地分散,可較佳地使用分散劑。作為添加劑之其他具體例,可列舉紫外線吸收劑、調平劑、消泡劑。
上述塗敷液中之上述各成分之調配量如上述A-2項~A-3項所說明。塗敷液之固形物成分濃度較佳為可調整為10重量%~70重量%左右。若為此種固形物成分濃度,則可獲得具有容易塗敷之黏度之塗敷液。
作為上述基材,只要獲得本發明之效果,便可採用任意適當之膜。作為具體例,可列舉三乙醯纖維素(TAC,triacetyl cellulose)膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET,polyethylene terephthalate)膜、聚丙烯(PP,polypropylene)膜、尼龍膜、丙烯酸系膜、內酯改性丙烯酸系膜等。對上述基材亦可視需要進行易接著處理等表面改質,亦可包含潤滑劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑等添加劑。該基材有時於下述附光擴散膜之偏光板中可發揮作為保護層之功能。
作為上述塗敷液之於基材上之塗佈方法,可採用使用任意適當之塗佈機之方法。作為塗佈機之具體例,可列舉棒式塗佈機、反向塗佈機、吻合式塗佈機、凹板印刷塗佈機、模塗機、刮刀式塗佈機。
作為上述塗敷液之乾燥方法,可採用任意適當之方法。作為具體例,可列舉自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥。較佳為加熱乾燥。加熱溫度例如為60℃~150℃,加熱時間例如為30秒~5分鐘。
較佳為,上述製造方法係於上述塗佈步驟之後,更包括聚合上述前驅物之步驟(步驟C)。聚合方法係可根據樹脂成分(因此為其前驅物)之種類而採用任意適當之方法。例如,樹脂成分為電離線硬化型樹脂之情形時,藉由照射電離線而聚合前驅物。使用紫外線作為電離線之情形時,其累計光量較佳為50 mJ/cm2
~1000 mJ/cm2
。電離線對光擴散性微粒子之穿透率較佳為70%以上,更佳為80%以上。又,例如樹脂成分為熱固型樹脂之情形時,藉由加熱而聚合前驅物。加熱溫度及加熱時間可根據樹脂成分之種類而適當地設定。較佳為,聚合係藉由照射電離線而進行。若為電離線照射,則可以良好地保持折射率調變區域之狀態使塗膜硬化,因此可製作擴散特性良好之光擴散膜。藉由聚合前驅物而形成有包含折射率調變區域30與折射率恆定區域之基質10。
上述聚合步驟(步驟C)亦可於上述乾燥步驟(步驟B)之前進行,亦可於步驟B之後進行。
如上所述,於基材上形成有如圖1B及圖1C所示之光擴散膜。
本實施形態之光擴散膜之製造方法除上述步驟A~步驟C以外,當然可於任意適當之時刻包括任意適當之步驟、處理及/或操作。此類步驟等之種類及進行此類步驟等之時刻可根據目的適當地設定。
如上所述,將如上述A-1項~A-3項中說明之光擴散膜形成於基材上。
圖7係本發明之其他實施形態之光擴散膜之概略剖面圖。圖7之光擴散膜100'包含基質10及分散至基質10中之光擴散性微粒子20。光擴散性微粒子20係折射率自中心部朝向外側變化之折射率傾斜粒子(例如GRIN微粒子),折射率傾斜部分構成折射率調變區域30。代表性的是,折射率傾斜粒子係包含中心部及覆蓋該中心部之表層部的聚合物粒子。作為構成此種聚合物粒子之聚合物之具體例,可列舉乙烯系聚合物、(甲基)丙烯酸系聚合物、苯乙烯系聚合物。藉由適當地選擇聚合物,可控制折射率傾斜。此種聚合物粒子例如使用折射率不同之複數種單體,於彼等之共聚合時,隨著聚合之進行改變單體量,藉此可使折射率階段性地或連續性地變化。此種聚合物粒子及其製造方法之詳細情況例如揭示於日本專利特開2006-227279號公報,該記載作為參考引用至本說明書中。基質10例如可由如關於使用超微粒子成分之形態之樹脂成分而於上述A-2-1項所揭示之樹脂構成。基質10亦可包含超微粒子成分,亦可不包含超微粒子成分。於本實施形態中,光擴散性微粒子20之中心部構成第1區域,基質10構成第2區域。於折射率調變區域30中,較佳為折射率實質上連續變化。
關於本實施形態,僅對結構之特徵部分進行了簡單說明。本實施形態之光擴散膜之整體特徵係與關於使用包含樹脂成分及超微粒子成分之基質之實施形態先前所述相同。
本發明之光擴散膜亦可自基材剝離而用作單一部件,亦可用作附基材之光擴散膜,亦可自基材轉印於偏光板等而用作複合部件(例如附光擴散膜之偏光板),亦可每個基材黏附於偏光板等而用作複合部件(例如附光擴散膜之偏光板)。每個基材黏附於偏光板等而用作複合部件(例如附光擴散膜之偏光板)之情形時,該基材可發揮作為偏光板之保護層之功能。
目前為止對本發明之特定實施形態進行了說明,但本發明並不限定於該等實施形態,本發明包含光擴散膜,其包括具有第1折射率之第1區域;包圍第1區域且實質上為球殼狀之折射率調變區域;以及位於折射率調變區域之與第1區域相反側,具有第2折射率之第2區域;並且滿足上述式(1)及(2),且滿足上述特定光擴散半值角及厚度。
圖8係本發明之較佳實施形態之附光擴散膜之偏光板之概略剖面圖。該附光擴散膜之偏光板200包含光擴散膜100及偏光子110。光擴散膜100係上述A-1項~A-5項所揭示之本發明之光擴散膜。於圖示例中,附光擴散膜之偏光板200係於偏光子之兩側包含保護層120及130。光擴散膜、偏光子及保護層係介隔任意適當之接著劑層或黏著劑層而黏附。保護層120及130之至少1個亦可根據目的、偏光板之構成及液晶顯示裝置之構成而省略。例如,形成光擴散膜時所使用之基材可發揮作為保護層之功能之情形時,可省略保護層120。
於一個實施形態中,本發明之附光擴散膜之偏光板係用作採用準直背光前擴散系統之液晶顯示裝置中之視覺辨識側偏光板。於該情形時,光擴散膜100係以將附光擴散膜之偏光板配置於液晶顯示裝置之視覺辨識側之情形時成為最視覺辨識側之方式而配置。進而,可於光擴散膜100之視覺辨識側配置有低反射層或抗反射處理層(減反射(antireflection)處理層)(未圖示)。
於未圖示之其他實施形態中,本發明之附光擴散膜之偏光板係用作液晶顯示裝置中之背光側偏光板,使用於背光光源之有效利用及燈影之消除等。於該情形時,附光擴散膜之偏光板代表性的是自液晶單元側依序包括偏光子、增亮膜及光擴散膜。該附光擴散膜之偏光板係視需要可於偏光子之至少一方包含保護層。
作為上述偏光子,可根據目的採用任意適當之偏光子。例如可列舉使碘或二色性染料等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯‧乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜進行單軸延伸而成者,聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系定向膜等。該等之中,使碘等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜進行單軸延伸而成之偏光子係偏光二色比高,故而尤佳。對於該等偏光子之厚度,並無特別限制,通常是1~80 μm左右。
使碘吸附於聚乙烯醇系膜進行單軸延伸而成之偏光子係例如可藉由將聚乙烯醇浸漬於碘水溶液而進行染色,延伸至原先長度之3~7倍製作而成。亦可視需要包含硼酸或硫酸鋅、氯化鋅等,亦可浸漬於碘化鉀等之水溶液。進而亦可視需要在染色之前將聚乙烯醇系膜浸漬於水中進行水洗。
藉由將聚乙烯醇系膜進行水洗,而不僅可洗淨聚乙烯醇系膜表面之污垢或抗結塊劑,而且亦有藉由使聚乙烯醇系膜膨潤而防止染色斑點等不均勻之效果。延伸亦可於利用碘進行染色之後進行,亦可一面染色一面延伸,又,亦可延伸後,利用碘進行染色。亦可於硼酸或碘化鉀等之水溶液中或水浴中進行延伸。
上述保護層係由可用作偏光板之保護層之任意適當之膜形成。作為成為該膜之主成分之材料之具體例,可列舉三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂,或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等之透明樹脂等。又,亦可列舉(甲基)丙烯酸系、胺基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、矽氧系等之熱固型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。除此以外,例如亦可列舉矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。又,亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)所揭示之聚合物膜。作為該膜之材料,例如可使用包含側鏈上具有經取代或未經取代之亞胺基之熱塑性樹脂與側鏈上具有經取代或未經取代之苯基及腈基之熱塑性樹脂的樹脂組合物,例如可列舉包含由異丁烯與N-甲基順丁烯二醯亞胺構成之交替共聚物及丙烯腈‧苯乙烯共聚物的樹脂組合物。該聚合物膜例如可為上述樹脂組合物之擠壓成形物。
內側保護層(液晶單元側之保護層,圖示例中指保護層130)較佳為具有光學性各向同性。具體而言,內側保護層之厚度方向之相位差Rth(550)較佳為-20 nm~+20 nm,進而較佳為-10 nm~+10 nm,尤佳為-6 nm~+6 nm,最佳為-3 nm~+3 nm。內側保護層之面內相位差Re(550)較佳為0 nm以上10 nm以下,進而較佳為0 nm以上6 nm以下,尤佳為0 nm以上3 nm以下。可形成此種具有光學性各向同性之保護層的膜之詳細情況揭示於日本專利特開2008-180961號公報,該記載作為參考引用至本說明書中。
參照圖9,對本發明之附光擴散膜之偏光板之製造方法之一例進行簡單說明。圖9中,符號111及112分別係捲繞偏光板與光擴散膜/基材之積層體之輥,符號122係搬送輥。於圖示例中,將偏光板(保護層130/偏光子110/保護層120)與光擴散膜100/基材101之積層體沿著箭頭方向送出,並以對齊各個長度方向之狀態黏合。此時,以使光擴散膜100與偏光板之保護層120相鄰之方式黏合。其後,視需要剝離基材101,藉此可獲得如圖8所示之附光擴散膜之偏光板200。雖未圖示,但例如亦可將偏光板(保護層130/偏光子110)與光擴散膜100/基材101之積層體以使基材101與偏光子110相鄰之方式黏合,從而製作基材發揮作為保護層之功能之附光擴散膜之偏光板。如此,根據本發明,可採用所謂捲對捲,因此可以非常高之製造效率製造附光擴散膜之偏光板。進而,該捲對捲步驟可自上述A-4項所揭示之光擴散膜之製造步驟連續進行,因此若採用此種順序,則可進一步提高附光擴散膜之偏光板之製造效率。
本發明之液晶顯示裝置包括液晶單元、配置於該液晶單元之兩側之偏光板、設置於一方之偏光板之外側之背光單元、以及上述A-1項~A-5項所揭示之本發明之光擴散膜。可根據目的將任意適當之光學補償板(相位差板)配置於液晶單元與至少一方之偏光板之間。液晶單元包括一對基板(代表性的是玻璃基板)、以及配置於基板之間且包含作為顯示媒體之液晶的液晶層。上述光擴散膜係根據目的,亦可配置於視覺辨識側偏光板之進而視覺辨識側,亦可配置於背光側偏光板之進而背光側。於將上述光擴散膜配置於視覺辨識側偏光板之進而視覺辨識側之情形時,背光單元代表性的是朝向液晶單元出射準直光之平行光光源裝置。再者,作為液晶顯示裝置之整體構成,可採用在業界眾所周知之構成,因此省略其詳細說明。
本發明之照明裝置包括光源、以及配置於來自光源之光所照射之側且上述A-1項~A-5項所揭示之本發明之光擴散膜。本發明之照明裝置係可根據目的採用任意適當之構成。例如,光源亦可為LED(Light Emitting Diode,發光二極體)陣列,亦可為有機EL(electro luminescence,電致發光)元件,亦可為冷陰極螢光管。
以下,藉由實施例對本發明進行具體說明,但本發明並不受限於該等實施例。實施例中之評價方法為如下所述。又,只要無特別記載,實施例中之「份」及「%」係重量基準。
利用微計測器式厚度計(Mitutoyo公司製造)測定基材與光擴散膜之合計厚度,自該合計厚度減去基材之厚度而算出光擴散膜之厚度。
藉由JIS 7136所規定之方法,使用濁度計(村上色彩科學研究所公司製造,商品名「HN-150」)進行測定。
將實施例及比較例中獲得之光擴散膜與基材之積層體,介隔透明黏著劑黏合於黑色壓克力板(住友化學公司製造,商品名「SUMIPEX」(註冊商標),厚度2 mm)上,設為測定試料。利用分光光度計(日立計測器公司製造,商品名「U4100」)測定該測定試料之積分反射率。另一方面,使用自上述光擴散膜用塗敷液去除微粒子之塗敷液而製作基材與透明塗敷層之積層體,而設為對照試料,並以與上述相同之方式測定積分反射率(即,表面反射率)。藉由自上述測定試料之積分反射率減去上述對照試料之積分反射率(表面反射率)而算出光擴散膜之背向散射率。
將實施例及比較例中獲得之光擴散膜與基材之積層體一面利用液氮進行冷卻,一面利用切片機切片成0.1 μm之厚度,設為測定試料。使用穿透型電子顯微鏡(TEM),觀察該測定試料之光擴散膜部分之微粒子狀態及該微粒子與基質之界面狀態,將微粒子與基質之界面不清晰之部分認定為折射率調變區域,並使用圖像解析軟體根據TEM圖像算出其平均厚度L。於微粒子與基質之界面清晰之情形時,認定為未形成折射率調變區域,使厚度為零。
進而,為觀察折射率調變區域中之超微粒子成分之分散狀態,再構成三維圖像。具體而言,於上述獲得之測定試料上附著有直徑5 nm之金粒子作為拍攝位置修正用之標記,自-60°至60°每隔1°連續拍攝傾斜TEM圖像(121張)。對該121張TEM圖像,藉由Fiducial Marker法進行位置修正,再構成三維圖像。使用IMOD 3.9.3 1作為再構成軟體,使用Mercuury Computer Systems,Amira作為顯示軟體。
自光擴散膜之正面照射雷射光,利用配光測定器每隔1°測定擴散光相對於擴散角度之擴散亮度,如圖10所示,於擴散之兩側測定亮度成為除雷射直進穿透光外之光擴散亮度之最大值之一半亮度的擴散角度,將滿足該兩側之角度者(圖10之角度A+角度A')設為光擴散半值角。
使用透明黏著劑,形成實施例及比較例中獲得之附基材之光擴散膜、偏光板與玻璃板(厚度:0.7 mm)之積層體(玻璃板/偏光板/玻璃板/基材/光擴散膜/偏光板/玻璃板)。此時,2張偏光板係以正交偏光之狀態積層。使用高亮度白色LED背光而使白色光穿透該積層體。對穿透光之出射面,使用亮度測定照相機(CYBERNET公司製造,商品名「PROMETRIC 1600」)進行圖像拍攝,將面內亮度進行數值資料化。
所得之面內亮度值中去除亮點部分,而且修正較外觀不均之週期更大之週期之起伏,而算出亮度之標準偏差σ。
於包含62%之作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子(平均一次粒徑10 nm,平均粒徑60 nm,折射率2.19)的硬塗用樹脂(JSR公司製造,商品名「OPSTAR KZ6661」(包含MEK(methyl ethyl ketone,甲基乙基酮)/MIBK(methyl isobutyl ketone,甲基異丁基酮)))100份中,添加作為樹脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造,商品名「Viscoat#300」,折射率1.52)之50%甲基乙基酮(MEK)溶液11份、光聚合起始劑(日本BASF公司製造,商品名「Irgacure 907」)0.5份、調平劑(DIC公司製造,商品名「RS721」)0.5份、以及作為光擴散性微粒子之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒子(積水化成品工業公司製造,商品名「XX-131AA」,平均粒徑2.5 μm,折射率1.49)15份。使用攪拌機(淺田鐵工股份有限公司製造,商品名「DESPA」)將該混合物攪拌30分鐘而進行分散處理,製備均勻地分散有上述各成分之塗敷液。該塗敷液之固形物成分濃度為55%。將該塗敷液,使用棒式塗佈機塗敷於包含TAC膜(富士膠片公司製造,商品名「Fujitac」,厚度40 μm)之基材上,100℃下乾燥1分鐘後,照射累計光量300 mJ之紫外線,獲得厚度為8.1 μm之光擴散膜。所得之光擴散膜中之基質之平均折射率nM
與光擴散性微粒子之折射率nP
之差為0.12(nM
>nP
)。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果與下述實施例2~15及比較例1~6之結果一併示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。進而,利用TEM觀察所得之光擴散膜。將結果示於圖11。進而,根據該TEM圖像再構成三維圖像。其結果,確認形成有如圖2B~圖2E所示之微細凹凸狀之邊界(折射率調變區域)。此外,根據該TEM圖像,算出距光擴散性微粒子表面之距離與超微粒子成分之分散濃度(存在比率)之關係。其結果,如圖3所示,確認形成有超微粒子成分之分散濃度之梯度。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10.2 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為14.3 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為15.5 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
將作為光擴散性微粒子之PMMA微粒子變更為根上工業公司製造之商品名「Art Pearl J4P」(平均粒徑2.1 μm,折射率1.49),除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例5相同之方式獲得厚度為12 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例5相同之方式獲得厚度為14 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例5相同之方式獲得厚度為17 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例5相同之方式獲得厚度為18 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
將調平劑變更為「GRANDIC PC 4100」,除此以外,以與實施例2相同之方式獲得厚度為10.2 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
作為光擴散性微粒子使用對聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)賦予親水基之微粒子(積水化成品工業製造,商品名「XX-157-AA」,平均粒徑2.5 μm,折射率1.495)15份,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
作為光擴散性微粒子使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與聚苯乙烯(PS)之共聚合微粒子(積水化成品工業製造,商品名「XX-164-AA」,平均粒徑2.5 μm,折射率1.495)15份,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
將作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子之於硬塗用樹脂中之含量設為25%,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為9 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為5 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為20 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係滿足上述式(1)及(2)。
將光擴散性微粒子變更為矽氧樹脂微粒子(Momentive Performance Materials公司製造,商品名「Tospearl 120」,平均粒徑2.0 μm,折射率1.43),除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為11 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係不滿足上述式(1)及(2)。進而,將光擴散性微粒子附近之TEM照片示於圖12。根據圖12可明白,比較例1之光擴散膜中,未形成折射率調變區域。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與比較例1相同之方式獲得厚度為13 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係不滿足上述式(1)及(2)。又,TEM觀察之結果,確認到光擴散性微粒子與基質之界面清晰,未形成折射率調變區域。
變更塗敷液之塗敷厚度,除此以外,以與比較例1相同之方式獲得厚度為15 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係不滿足上述式(1)及(2)。又,TEM觀察之結果,確認到光擴散性微粒子與基質之界面清晰,未形成折射率調變區域。
使用不包含作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子之硬塗用樹脂,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係不滿足上述式(1)及(2)。又,TEM觀察之結果,確認到光擴散性微粒子與基質之界面清晰,未形成折射率調變區域。
於包含30%之作為超微粒子成分之二氧化矽奈米粒子(平均一次粒徑10 nm,平均粒徑40 nm,折射率1.49)之硬塗用樹脂(JSR公司製造,商品名「Z7540」)100份中,添加作為光擴散性微粒子之聚苯乙烯(PS)微粒子(綜研化學公司製造,商品名「SX-350H」,平均粒徑3.5 μm,折射率1.595)15份,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係不滿足上述式(1)及(2)。又,TEM觀察之結果,確認到光擴散性微粒子與基質之界面清晰,未形成折射率調變區域。
作為光擴散性微粒子使用對二氧化矽實施環氧修飾之微粒子(日本觸媒製造,商品名「SEAHOSTAR KG-250」)15份,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得厚度為10 μm之光擴散膜。將所得之光擴散膜供於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。光擴散半值角與背向散射率之關係不滿足上述式(1)及(2)。
自包含多區域型VA模式之液晶單元之市售液晶電視(SONY公司製造,BRAVIA 20型,商品名「KDL20J3000」)取出液晶單元。於該液晶單元之兩側,將市售之偏光板(日東電工公司製造,商品名「NPF-SEG1423DU」)以各偏光子之吸收軸正交之方式黏合。更具體而言,以背光側偏光板之偏光子之吸收軸方向成為垂直方向(相對於液晶面板之長邊方向為90°)且視覺辨識側偏光板之偏光子之吸收軸方向成為水平方向(相對於液晶面板之長邊方向為0°)之方式進行黏合。進而,將實施例1之光擴散膜自基材轉印而黏合於視覺辨識側偏光板之外側,製作液晶面板。
另一方面,於PMMA片材之單面,使用轉印輥對扁豆狀透鏡之圖案進行熔融熱轉印。對與形成有透鏡圖案之面相反側之面(平滑面),以使光僅穿透透鏡之焦點之方式,進行鋁之圖案蒸鍍,形成開口部之面積比率7%(反射部之面積比率93%)之反射層。如此製作聚光元件。作為背光光源使用冷陰極螢光燈(索尼公司製造,BRAVIA20J之CCFL),於該光源安裝聚光元件,製作出射準直光之平行光光源裝置(背光單元)。
於上述液晶面板裝配上述背光單元而製作準直背光前擴散系統之液晶顯示裝置。對所得之液晶顯示裝置,在暗處進行白顯示及黑顯示,目視觀察其顯示狀態。其結果,自傾斜方向觀察之情形時,表現出明處之黑顯示較黑且暗處之白顯示之亮度較高之良好之顯示特性。
使用比較例1之光擴散膜,除此以外,以與實施例16相同之方式製作液晶顯示裝置。對所得之液晶顯示裝置,在暗處進行白顯示及黑顯示,目視觀察其顯示狀態。其結果,自傾斜方向觀察之情形時,暗處之白顯示之亮度較高,但明處之黑顯示看起來發白。
使用比較例2之光擴散膜,除此以外,以與實施例16相同之方式製作液晶顯示裝置。對所得之液晶顯示裝置,在暗處進行白顯示及黑顯示,目視觀察其顯示狀態。其結果,自傾斜方向觀察之情形時,暗處之白顯示之亮度較高,但明處之黑顯示看起來發白。
使用比較例3之光擴散膜,除此以外,以與實施例16相同之方式製作液晶顯示裝置。對所得之液晶顯示裝置,在暗處進行白顯示及黑顯示,目視觀察其顯示狀態。其結果,自傾斜方向觀察之情形時,暗處之白顯示之亮度較高,但明處之黑顯示看起來發白。
於包含62%之作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子(平均粒徑60 nm,折射率2.19)之硬塗用樹脂(JSR公司製造,商品名「OPSTAR KZ6661」(包含MEK/MIBK))100份中,添加作為樹脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造,商品名「Viscoat#300」,折射率1.52)之50%甲基乙基酮(MEK)溶液70份、光聚合起始劑(日本BASF公司製造,商品名「Irgacure 907」)0.5份、調平劑(DIC公司製造,商品名「Megafac 479」)0.1份及作為光擴散性微粒子之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒子(根上工業公司製造,商品名「Art Pearl J4P」,平均粒徑2.1 μm,折射率1.49)20份,並以固形物成分達到50%之方式添加甲苯作為稀釋溶劑。利用攪拌機處理該混合物,製備均勻地分散有上述各成分之塗敷液。
使用模塗機將該塗敷液塗佈於具有雙折射性多層結構之增亮膜(3M公司製造,商品名「DBEF」,厚度38 μm)上,80℃下利用烘箱乾燥2分鐘後,利用高壓水銀燈照射累計光量300 mJ之紫外線,於增亮膜上形成厚度6.5 μm之光擴散膜(光擴散層)。接著,介隔黏著劑將所得之增亮膜/光擴散膜之積層體與市售之偏光板(日東電工公司製造,商品名「NPF」)黏合,獲得偏光元件。
將所得之偏光元件配置於擴散板/燈室構成之背光上,進行光擴散照度及燈影之評價。光擴散照度非常高至6000Lx以上,故而確認有效照射背光之光線。進而,無法確認燈影,故而確認良好地消除燈影。
關於實施例及比較例之光擴散膜,將光擴散半值角與背向散射率之關係示於圖13。根據實施例可明白,根據本發明,可以簡單順序實際製作強擴散且低背向散射,非常薄之光擴散膜。如圖13所示,實施例之光擴散膜滿足式(1)及(2)。另一方面,比較例之光擴散膜係若光擴散半值角為相同程度,則會導致背向散射率大於本發明之光擴散膜,故而無法滿足式(1)及(2)。此種光擴散膜於用作準直背光前擴散系統之液晶顯示裝置之前擴散元件之情形時,確認到明處之黑顯示發白之問題。又,光擴散半值角非常小之比較例4之光擴散膜係背向散射率較低,但濁度極不充分,故而無法供於實用。
本發明之光擴散膜及附光擴散膜之偏光板係可較佳地使用於液晶顯示裝置之視覺辨識側部件、液晶顯示裝置之背光用部件、照明器具(例如有機EL、LED)用擴散部件。
10...基質
11...樹脂成分
12...超微粒子成分
20...光擴散性微粒子
25...微細凹凸狀之邊界
30...折射率調變區域
100、100'...光擴散膜
101...基材
110...偏光子
111...輥
112...輥
120...保護層
122...搬送輥
130...保護層
200...附光擴散膜之偏光板
圖1A係說明本發明之較佳實施形態之光擴散膜中之光擴散半值角與背向散射率之關係的圖表。
圖1B係本發明之較佳實施形態之光擴散膜之概略剖面圖。
圖1C係將圖1B之光擴散膜之光擴散微粒子附近放大進行說明之模式圖。
圖2A係用以說明本發明之較佳實施形態之光擴散膜中之光擴散性微粒子附近之超微粒子成分之分散狀態的TEM圖像。
圖2B係根據自1個方向觀察之圖2A之TEM圖像形成之三維再構成像。
圖2C係根據自其他方向觀察之圖2A之TEM圖像形成之三維再構成像。
圖2D係將圖2B之三維再構成像進行2值化而成者,且係用以說明基質與光擴散性微粒子之界面附近之超微粒子成分之分散濃度(存在比率)之算出方法的圖。
圖2E係用以說明根據圖2B及圖2C之三維再構成像求出微細凹凸狀之邊界之凹凸之平均間距及凹凸平均高度之方法的三維再構成像。
圖3係表示本發明之較佳實施形態之光擴散膜中之距光擴散性微粒子表面之距離與超微粒子成分之分散濃度(存在比率)之關係的圖表。
圖4係用以說明本發明之光擴散膜中之自光擴散性微粒子中心部至基質為止之折射率變化之概念圖。
圖5A係用以說明構成折射率調變區域之形成於光擴散性微粒子之表面附近之微細凹凸狀之邊界的模式圖。
圖5B係用以說明圖5A之微細凹凸狀之邊界之詳細情況之模式圖。
圖6(a)係用以說明基質之平均折射率nM
>光擴散性微粒子之折射率nP
時之背向散射產生機理之概念圖,圖6(b)係用以說明nM
<nP
時之背向散射產生機理之概念圖。
圖7係本發明之其他實施形態之光擴散膜之概略剖面圖。
圖8係本發明之較佳實施形態之附光擴散膜之偏光板之概略剖面圖。
圖9係說明本發明之附光擴散膜之偏光板之製造方法之一例的模式圖。
圖10係用以說明算出光擴散半值角之方法之模式圖。
圖11係實施例1之光擴散膜之光擴散性微粒子附近之TEM圖像。
圖12係比較例1之光擴散膜之光擴散性微粒子附近之TEM圖像。
圖13係表示實施例及比較例之光擴散膜之光擴散半值角與背向散射率之關係的圖表。
10...基質
11...樹脂成分
12...超微粒子成分
20...光擴散性微粒子
30...折射率調變區域
100...光擴散膜
Claims (9)
- 一種光擴散膜,其包括:第1區域,其具有第1折射率;折射率調變區域,其包圍該第1區域且實質上為球殼狀;以及第2區域,其位於該折射率調變區域之與該第1區域相反側,具有第2折射率;並且光擴散半值角為30°以上,厚度為4μm~25μm,且滿足下述式(1)及(2):y≦0.011x(30≦x≦60)‧‧‧(1) y≦0.0275x-0.99(60<x)‧‧‧(2)此處,x表示光擴散半值角(°),y表示背向散射率(%),式(1)及(2)表示光擴散半值角之數值與背向散射率之數值之關係。
- 如請求項1之光擴散膜,其中上述折射率調變區域係藉由由上述第1區域及上述第2區域形成之微細凹凸狀且球殼狀之邊界所構成。
- 一種光擴散膜,其包含:基質及分散至該基質中之光擴散性微粒子,光擴散半值角為30°以上,厚度為4μm~25μm,且滿足下述式(1)及(2):y≦0.011x(30≦x≦60)‧‧‧(1) y≦0.0275x-0.99(60<x)‧‧‧(2)此處,x表示光擴散半值角(°),y表示背向散射率(%),式(1)及(2)表示光擴散半值角之數值與背向散射率之數值之關係。
- 如請求項1或3中之光擴散膜,其中面內亮度之標準偏差σ為0.8以下。
- 如請求項3中之光擴散膜,其中於上述基質與上述光擴散性微粒子之界面或其附近,形成有折射率實質上連續變化之折射率調變區域。
- 如請求項5之光擴散膜,其中上述基質包含樹脂成分及超微粒子成分,上述折射率調變區域係藉由上述基質中之上述超微粒子成分之分散濃度之實質性梯度所形成。
- 一種附光擴散膜之偏光板,其包括如請求項1至6中任一項之光擴散膜及偏光子。
- 一種液晶顯示裝置,其包括液晶單元及如請求項1至6中任一項之光擴散膜。
- 一種照明器具,其包括光源及如請求項1至6中任一項之光擴散膜。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010210129 | 2010-09-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201222017A TW201222017A (en) | 2012-06-01 |
TWI468740B true TWI468740B (zh) | 2015-01-11 |
Family
ID=45831725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW100133552A TWI468740B (zh) | 2010-09-17 | 2011-09-16 | A light diffusion film, a polarizing plate with a light diffusion film, a liquid crystal display device, and a lighting fixture |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9389346B2 (zh) |
JP (1) | JP6275936B2 (zh) |
KR (1) | KR101503187B1 (zh) |
CN (1) | CN103109214B (zh) |
TW (1) | TWI468740B (zh) |
WO (1) | WO2012036272A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI489670B (zh) * | 2012-11-13 | 2015-06-21 | Ind Tech Res Inst | 光取出元件及發光裝置 |
CN105190368B (zh) * | 2013-04-10 | 2019-01-11 | 日东电工株式会社 | 光扩散元件的制造方法及光扩散元件 |
JP6883510B2 (ja) | 2015-03-12 | 2021-06-09 | 株式会社クラレ | 拡散板 |
KR20160127892A (ko) * | 2015-04-27 | 2016-11-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 플렉서블 기판 및 이를 포함하는 표시 장치 |
US20180313985A1 (en) * | 2015-09-30 | 2018-11-01 | Sekisui Plastics Co., Ltd. | Molded article made of light-diffusing resin composition and use thereof |
CN105223636A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-06 | 惠州市粤泰翔科技有限公司 | 一种高透光扩散的光扩散板 |
CN106526726B (zh) * | 2016-11-28 | 2019-02-19 | 海安浩驰科技有限公司 | 一种高辉度的扩散膜及其制备方法 |
JP6998532B2 (ja) * | 2017-12-13 | 2022-01-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光センシング装置 |
KR102524536B1 (ko) * | 2018-01-23 | 2023-04-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 필름, 상기 필름을 포함한 색변환 부재, 및 상기 색변환 부재를 포함하는 전자장치 |
US20210157223A1 (en) | 2018-04-17 | 2021-05-27 | Nitto Denko Corporation | Projection screen optical laminate and projection screen using optical laminate |
KR102551104B1 (ko) * | 2018-11-26 | 2023-07-03 | 도레이첨단소재 주식회사 | 반사편광필름 및 이를 포함하는 표시장치 |
JP2021071646A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 株式会社きもと | 光拡散フィルム |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200707012A (en) * | 2005-05-16 | 2007-02-16 | 3M Innovative Properties Co | Back-lit displays with high illumination uniformity |
TW200730886A (en) * | 2005-12-21 | 2007-08-16 | Nippon Catalytic Chem Ind | Light diffusing sheet and light diffusing plate, and backlight unit and liquid crystal display device employing the same |
JP2009244383A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Fujifilm Corp | 液晶表示装置 |
TW201011356A (en) * | 2008-08-13 | 2010-03-16 | Sony Corp | Optical film and manufacturing method therefor, antiglare film, optical layer-attached polarizer, and display apparatus |
TW201038979A (en) * | 2009-03-18 | 2010-11-01 | Nitto Denko Corp | Light diffusing element, polarizing plate with light diffusing element, liquid crystal display using both, and manufacturing method for light diffusing element |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3071538B2 (ja) | 1992-01-17 | 2000-07-31 | 日東電工株式会社 | 光線平行化装置及び液晶表示装置 |
JPH06347617A (ja) | 1993-06-10 | 1994-12-22 | Nitto Denko Corp | 光拡散板及びその製造方法並びに表示装置 |
JP2002214408A (ja) | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光拡散体及び表示装置 |
JP2002212245A (ja) | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光拡散性粒子の製造方法 |
JP2002328207A (ja) | 2001-05-01 | 2002-11-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光拡散体およびこれを備えた表示装置 |
JP2003262710A (ja) | 2003-01-20 | 2003-09-19 | Yasuhiro Koike | 光拡散体 |
US20070159580A1 (en) * | 2003-12-19 | 2007-07-12 | Nitto Denko Corporation | Polarizing plate, optical film and image display |
US20070103786A1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Fujifilm Corporation | Optical film, anti-reflection film, polarizing plate and image display device |
US7924368B2 (en) * | 2005-12-08 | 2011-04-12 | 3M Innovative Properties Company | Diffuse multilayer optical assembly |
US20070139781A1 (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Fujifilm Corporation | Optical film, and polarizing plate, image display device and liquid crystal display device including the same |
US7784954B1 (en) * | 2006-07-25 | 2010-08-31 | Fusion Optix, Inc. | Polarization sensitive light homogenizer |
US20090051278A1 (en) | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Fujifilm Corporation | Organic electroluminescent display device having scattering member |
JP2009070814A (ja) | 2007-08-21 | 2009-04-02 | Fujifilm Corp | 散乱部材を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置 |
JP5405763B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2014-02-05 | 日東電工株式会社 | 指向性拡散フィルム、偏光板、液晶表示装置および指向性拡散フィルムの製造方法 |
JP2010065874A (ja) | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Panasonic Corp | 空気調和システム |
JP5401891B2 (ja) * | 2008-09-25 | 2014-01-29 | Jsr株式会社 | 光拡散粒子、その製造方法、光拡散粒子組成物、及び光拡散フィルム |
JP2010107616A (ja) * | 2008-10-02 | 2010-05-13 | Jsr Corp | 光拡散性粒子およびその製造方法、光拡散性樹脂組成物並びにその応用 |
JP5366047B2 (ja) | 2009-03-26 | 2013-12-11 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | 監視装置 |
-
2011
- 2011-09-15 JP JP2011202286A patent/JP6275936B2/ja active Active
- 2011-09-16 CN CN201180044554.6A patent/CN103109214B/zh active Active
- 2011-09-16 KR KR1020137006565A patent/KR101503187B1/ko active IP Right Grant
- 2011-09-16 TW TW100133552A patent/TWI468740B/zh active
- 2011-09-16 US US13/822,566 patent/US9389346B2/en active Active
- 2011-09-16 WO PCT/JP2011/071231 patent/WO2012036272A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200707012A (en) * | 2005-05-16 | 2007-02-16 | 3M Innovative Properties Co | Back-lit displays with high illumination uniformity |
TW200730886A (en) * | 2005-12-21 | 2007-08-16 | Nippon Catalytic Chem Ind | Light diffusing sheet and light diffusing plate, and backlight unit and liquid crystal display device employing the same |
JP2009244383A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Fujifilm Corp | 液晶表示装置 |
TW201011356A (en) * | 2008-08-13 | 2010-03-16 | Sony Corp | Optical film and manufacturing method therefor, antiglare film, optical layer-attached polarizer, and display apparatus |
TW201038979A (en) * | 2009-03-18 | 2010-11-01 | Nitto Denko Corp | Light diffusing element, polarizing plate with light diffusing element, liquid crystal display using both, and manufacturing method for light diffusing element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012083742A (ja) | 2012-04-26 |
WO2012036272A1 (ja) | 2012-03-22 |
US9389346B2 (en) | 2016-07-12 |
CN103109214B (zh) | 2016-06-08 |
KR101503187B1 (ko) | 2015-03-16 |
JP6275936B2 (ja) | 2018-02-07 |
US20130242241A1 (en) | 2013-09-19 |
CN103109214A (zh) | 2013-05-15 |
KR20130041337A (ko) | 2013-04-24 |
TW201222017A (en) | 2012-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI468740B (zh) | A light diffusion film, a polarizing plate with a light diffusion film, a liquid crystal display device, and a lighting fixture | |
TWI468743B (zh) | A light diffusing element and a polarizing plate with a light diffusing element | |
TWI468741B (zh) | A light diffusion element, a polarizing plate with a light diffusion element, and a liquid crystal display device using the same | |
TWI468742B (zh) | A light diffusion element, a polarizing plate for a light diffusion element, a polarizing element, and a liquid crystal display device using the same | |
JP4756099B2 (ja) | 光拡散素子、光拡散素子付偏光板、およびこれらを用いた液晶表示装置、ならびに光拡散素子の製造方法 | |
TWI461745B (zh) | Method for manufacturing light diffusing element, light diffusing element, polarizing plate with light diffusing element, and method for manufacturing liquid crystal display device | |
TWI514012B (zh) | A light diffusion element and a method of manufacturing the polarizing plate with the light diffusion element, and a method of manufacturing the polarizing plate | |
TWI444389B (zh) | Light diffusion element | |
TWI472808B (zh) | A light diffusion element manufacturing method and a light diffusion element |