CN101523243A - 光漫射基材和使用其的面光源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够有效消除亮度不均匀，能兼顾屏幕上的亮度均匀度和高亮度特性的光漫射基材，还提供使用该光漫射基材的可以成为高亮度和高均匀度的直下式背光源的面光源。本发明提供了一种光漫射基材，在至少一个面上具有包含重复的顶部和底部的凹凸形状，其中，该基材是由折射率在1.45～1.65范围内的材质形成，在将顶部和底部的重复方向设为x，将基材的厚度方向设为z时，x－z平面上的凹凸形状的下摆角度θ为55°～85°的范围或在95°～125°的范围内，并且邻接的底部间的切线的斜率沿x增加的方向减小。

Description

光漫射基材和使用其的面光源
技术领域
本发明涉及不仅可使亮度不均少，屏幕均匀度提高，而且可发挥高亮度特性的光漫射(扩散)基材和含有它的面光源。
背景技术
近些年来，作为个人计算机、电视机或便携电话等的显示器，大量使用的是利用液晶元件的显示器。这些液晶显示器，由于自身并不是发光体，故不仅要照射光，还要满足必须均一地照射屏幕整体的要求，故所采用的是被叫做侧光式背光源或直下式背光源的面光源的构造。这时，如果在背光源的出射光中存在不均匀，则由于会降低显示器的画质，故要求均一地照射屏幕整体。
其中，在电视机等中适合使用直下式背光源。所谓直下式背光源，是方式为把光源配置在中空的壳体内，通过从该光源射出光，来从该壳体的主要的一个平面射出光的面光源(例如专利文献1)。就是说，其构造为，把多个荧光管等的光源配置在光出射面的紧下方的位置。
为此，即便是在种种的背光源中在直下式背光源中，也存在着在屏幕上在相当于光源的正上方的位置与非该位置的位置易于产生大的亮度差，易于被识别成亮度不均匀的问题。为此，一般地说要在光出射面设置具有非常强的光漫射性的、在丙烯酸树脂等中分散了光漫射性粒子的、半透明的乳白板(所谓的光漫射板)，还在乳白板上适当配置漫射片、棱镜片等。
另一方面，对面光源高亮度化的要求不断提高，作为对应的方法有例如，增加灯的个数、提高输出功率等方法。但这些方法会成为成本提高的原因，且效率差。
另外，对应上述高亮度化的要求，已提出了涉及表面具有凹凸形状的膜的方案。具体地讲，已提出了以股绳状具有圆柱形透镜部的膜(参照专利文献2)和橄榄球状的膜(参照专利文献3)等。
专利文献1：特开平5-119311号公报
专利文献2：特开2002-62528号公报
专利文献3：特开2002-107510号公报
发明内容
但是，具有以往的乳白板的背光源，光漫射性过强，所以难以充分提高亮度。另外，具有半圆柱状的圆柱形透镜部即装载有凸透镜片的直下式背光源，从冷阴极管等荧光管斜向出射的光的一部分经全反射，如图1所示，从入射方向的相反方向的斜向强烈射出，所以不能得到充分高的正面亮度。即，目前的状况是任一方案的背光源均不能同时具有充分高的亮度和均匀度。
本发明鉴于以上现有技术的背景，提供能够有效消除亮度不均匀，能兼顾屏幕上的亮度均匀度和高亮度特性的光漫射基材，还提供使用该光漫射基材的兼备高亮度和高均匀度的面光源。
本发明，为了解决上述问题，采取如下的构成。
(1)一种光漫射基材，在至少一个面上具有包含重复的顶部和底部的凹凸形状，其中，该基材是由折射率在1.45～1.65范围内的材质形成，在将顶部和底部的重复方向设为x，将基材的厚度方向设为z时，x-z平面上的凹凸形状的下摆角度θ为55°～85°的范围或在95°～125°的范围内，并且邻接的底部间的切线的斜率沿x增加的方向减小。
(2)根据上述(1)所述的光漫射基材，在相邻顶部之间不存在实质性的平坦部。
(3)根据上述(1)或(2)所述的光漫射基材，所述下摆角度θ为65°～85°的范围或在95°～115°的范围内。
(4)根据上述(1)～(3)的任一项所述的光漫射基材，所述凹凸形状在z方向的最大值比由与该凹凸形状具有相同的下摆角度θ的圆的一部分构成的形状在z方向的最大值大。
(5)根据上述(1)～(4)的任一项所述的光漫射基材，所述凹凸形状的纵横尺寸比在1～3的范围内。
(6)根据上述(1)～(5)的任一项所述的光漫射基材，基材内部含有光漫射元件。
(7)一种面光源，具有上述(1)～(6)的任一项所述的光漫射基材和发光装置。
本发明的光漫射基材，通过将表面从简单的半圆柱状更改成赋予的凹凸形状，可以兼具高亮度和均匀度。即，一种在至少一个面上具有重复顶部和底部而成的凹凸形状的基材，该基材是由折射率在1.45～1.65范围内的材质形成，在将顶部和底部的重复方向设为x，将基材的厚度方向设为z时，x-z平面上的凹凸形状的下摆角度θ为55～85°的范围或在95～125°的范围内，并且邻接的底部间的切线的斜率沿x增加的方向减小，通过这样，可以减少从荧光管斜向入射的光中的、向入射方向的反向的斜向强烈射出的光的比例，从而提高正面亮度。因此，适合电脑、电视机或便携电话等的显示器中使用的面光源用途，特别是在液晶显示器等的平面显示器中使用的面光源用途。作为面光源有直下式面光源、侧光式面光源，但本发明的光漫射基材可以安装在任一种面光源中的出射面上使用。
附图说明
图1是表示设置在本发明的光漫射基材的表面上的凹凸形状的一实施方式的模式图。
图2是表示设置在本发明的光漫射基材的表面上的凹凸形状的一实施方式的模式图。
图3是表示本发明的光漫射基材的一实施方式的模式图。
图4是表示本发明的光漫射基材的一实施方式的模式图。
标号说明
1：凸透镜具有的表面形状的模式图
2：从斜向入射到凸透镜的下摆部的光线轨迹
3：斜向入射的光中的全反射光线的轨迹
4：全反射的光线经折射向入射方向的反向射出的光线的轨迹
5：显示本发明的一实施方式的光漫射基材的表面凹凸形状
5’：具有与凹凸形状5相同的下摆角度θ的圆的一部分
10：凹凸形状的底部
11：位于该凹凸形状上的、在x方向距离该底部10为凹凸形状的重复周期p的1/1000的位置
12：从凹凸形状的底部10沿x方向引的直线
100：光漫射基材
101：凹凸形状的顶部
102：凹凸形状的底部
θ：指下述两直线所成的角度，所述直线为：凹凸形状的底部10与、位于该凹凸形状上的、在x方向距离该底部10为凹凸形状的重复周期p的1/1000的位置11之间所连的直线；和从该凹凸形状的底部10沿x方向引的直线12。
w：在x方向上从顶部到底部的距离
h：在z方向上从顶部到底部的距离
h’：由与凹凸形状5具有相同的下摆角度θ的圆的一部分5’所构成的形状在z方向上的最大值
p：重复周期(在x方向上从一个凹凸形状的底部经顶部到下一个底部的长度)
t：本说明书中定义的总厚度
具体实施方式
本发明是对上述课题进行深入研究而完成的，所述课题是提供可以提高亮度，并且兼具屏幕上的均匀度和高亮度特性的光漫射基材，发现如下：如图3所示，基材100在至少一个面上具有包含重复的顶部和底部的凹凸形状，由折射率在1.45～1.65的范围内的材质形成，若将顶部和底部的重复方向设为x，将基材的厚度方向设为z，则x-z平面上的凹凸形状的下摆角度θ在55～85°的范围内或在95～125°的范围内，并且邻接的底部位置的切线的斜率沿x增加的方向减小，通过制成具有这样的凹凸形状的基材，可以减少从荧光管斜向射出的光中的、向入射方向的反向的斜向强烈射出的光的比例，并且可以使从荧光管斜向射出的光向正面方向弯曲，从而一举解决上述课题。
具体如图2所示，下摆角度θ是指下述两直线所成的角度，所述直线为：凹凸形状的底部10与、位于该凹凸形状上的、在x方向距离该底部10为凹凸形状的重复周期p的1/1000的位置11之间所连的直线；和从该凹凸形状的底部10沿x方向引的直线。
更优选的下摆角度θ为65～85°的范围或在100～115°的范围。
该基材的折射率需要为1.45～1.65。更优选为1.5～1.6。这里所谓的基材的折射率，在由单层构成的光漫射基材的情况中是指基材的折射率，在由多层构成的光漫射基材的情况中，是指具有凹凸形状的层的折射率。通过使该基材的折射率在这样的范围内，并且使下摆角度在上述范围内，可以减少从荧光管斜向入射的光中的、向入射方向的反向的斜向强烈射出的光的比例，并且可以使从荧光管斜向入射的光向正面方向弯曲，可以在不增加亮度不均匀的情况下提高亮度。
作为满足上述条件的基材，可以列举出聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等。这里所说的聚酯是指以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸1，4-环乙烷二甲酯为共聚成分的聚酯，以及它们的共聚物等。作为共聚的酸成分、二醇成分，可以使用芳香族二元羧酸、含有磺酸金属盐基的二元羧酸、碳原子数为3～25的烷撑二醇、聚烷撑二醇等，但并不特别限定这些。
所述凹凸形状，需要使邻接的底部间的切线的斜率沿x增加方向慢慢减小。通过满足该条件，可以使形状为曲线，并具有使以各种角度入射的光向正面方向弯曲的切线角度，降低亮度不均匀。作为曲线形状可以列举出半圆、半椭圆、抛物线、双曲线、三角函数或构成这些曲线的规定部位等，但并不以此为限。
进而，该形状优选是以顶部为轴的轴对称。本发明的光漫射基材适合用于例如液晶显示器中，此时，通过满足上述条件可以使从左右看时看到的图像没有变化，所以优选。
另外，在本发明中，相邻的顶部之间，优选例如特开平11-142622号公报所示的那样不存在实质性的平坦部。实质性的平坦部是指从荧光管射出的光直行透射的部分，例如，不含有在利用模具加工使基材具有凹凸形状等时不得已生成的宽度(在上述x方向上的长度)为1μm以下的平坦部分。通过排除实质性的平坦部，可以防止从荧光管射出的光直行透射，防止亮度不均匀。
另外，在本发明中，凹凸形状在z方向的最大值(h)，如图4所示，优选比由具有同该凹凸形状相同的下摆角度θ的圆的一部分5’构成的形状在z方向的最大值(h’)大。满足该条件，可以增加凹凸形状5的切线斜率大的区域。因此，可以加强斜入射到光漫射基材的光向正面方向弯曲的效果，当在荧光管的根数少的背光源、薄型的背光源中使用时，消除亮度不均匀的效果增强。
凹凸形状，其纵横尺寸比优选在1～3的范围内。这里所述的纵横尺寸比，如图2所示，是指x方向上的顶部至底部的距离w与z方向上的顶部至底部的距离h的比值即h/w。通过使纵横尺寸比为1以上，可以更切实地使从荧光管斜向入射的光转向正面方向，更切实地防止亮度不均匀。另一方面，通过使纵横尺寸比为3以下，可以确保斜视屏幕时的亮度。纵横尺寸比的更优选范围在1.3～2.8的范围。
另外，凹凸形状优选在顶部具有不连续点。另外，顶部具有不连续点是指顶部具有不可以进行微分的点。通过使顶部具有不连续点，即使在荧光管的紧上方也可以使入射光折射，从而可以降低亮度不均匀。
进而，凹凸形状的重复周期(p)优选为1μm～100μm。通过使重复周期为1μm以上，可以忽略光的衍射，防止因光的衍射而导致的带色、防止装载在背光源时屏幕画质恶化。另一方面，通过设定为1000μm以下，可以防止目视到表面形状，防止装载在背光源时屏幕画质恶化。重复周期(p)更优选为10～200μm。通过使凹凸形状的重复周期在该范围内，容易得到凹凸形状，提高生产率。另外，重复周期(p)，如图3所示，是在x方向上从一个凹凸形状的底部102经由顶部101至下一个底部102的长度。
在本发明中，优选光漫射基材的总厚度(t)为10～1000μm。更优选为20～500μm，进而优选为50～250μm。通过处于该范围内，成本、操作性方面的优点变得明显。厚度(t)为1000μm以上的光漫射基材，原料的使用量增加，成本变高，所以不合适。另外，厚度(t)为10μm以下时，操作性差、组装到背光源中时有时需要专用的设备，结果成本变高。另外，本发明的光漫射基材的总厚度(t)，在仅一个面具有凹凸形状时，如图3所示，是指从设置在一个面上的凹凸的顶部到不具有凹凸形状的另一面的距离，在两面均具有凹凸形状时，是指从设置在一个面上的凹凸的顶部到其反面上的凹凸的顶部的距离。
另外，本发明的光漫射基材优选内部具有光漫射元件。这里所谓的光漫射元件是指玻璃、二氧化硅、硫酸钡、氧化钛、硫酸镁、碳酸钙等无机微粒，或丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、尿素树脂、甲醛缩合物、氟树脂等有机微粒等，但并不特别限定。另外，它们可以使用1种，或2种以上混合使用。
光漫射元件的平均粒径通常优选为1～50μm。更优选为1～30μm，进而优选为1～20μm。通过使粒径大于1μm，可以得到高亮度的屏幕，另外通过小于50μm，可以得到良好的光漫射性而不降低基材的强度。另外，这里指的平均粒径是初级粒子的平均粒径，对每个粒子求出最长粒径和与最长粒径正交方向上的粒径的平均值，对50个粒子进行该操作，取它们的算术平均值。
另外，这些光漫射元件的折射率，优选与折射率在1.45～1.65范围内的上述光漫射基材的主要构成成分的折射率不同。如果光漫射元件与光漫射基材的主要构成成分相同，则在主要构成成分和光漫射元件的界面上不会产生由折射和反射导致的光漫射现象，难以得到希望的光漫射效果。进而为了得到有效的光漫射性，优选光漫射基材的主要构成成分与光漫射元件的折射率之差为0.01以上。如果折射率小于0.01，则光漫射效果变小，为了得到良好的漫射效果，则需要添加大量的粒子、增加基材的厚度等，有时机械强度变差，不得不比希望的膜厚度还厚。
进而，光漫射元件的截面形状是圆、椭圆、三角形、四角形等多角形、或它们的一部分的集合体等，但并不特别限定，在本发明中优选接近圆的形状。另外，这里所述的漫射元件的截面形状是将基材沿垂直基材面的方向切断时观察到的截面形状。
另外，在光漫射基材中配合的光漫射元件的比例，可以根据追求的光漫射性的程度来适当选择，但一般以体积分率计算优选为0.01％～50％，进而优选为0.1％～35％，最优选为1～25％。
接下来，对制造本发明的光漫射基材的方法予以说明。本发明的光漫射基材可以通过在例如公知的热塑性树脂的膜、片状物、板状物(下面称为“基材母体”)等的表面上赋予上述的凹凸形状来得到。
这里，作为得到上述那样的凹凸形状的方法没有特殊限定，可以列举出例如热印法、光印法等。
热印法是指对具有微细表面形状的模具和树脂进行加热，将模具按压在树脂上，冷却后脱模，从而将模具表面具有的形状转印到树脂上的方法。这里，热印中使用的树脂可以是热塑性树脂，也可以是热固性树脂，但优选透明性高的树脂。
作为热塑性树脂，可以列举出例如作为聚酯类树脂的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、环乙烷二甲醇共聚聚酯树脂、间苯二甲酸共聚聚酯树脂、螺二醇共聚聚酯树脂、芴共聚聚酯树脂等。另外还可以列举出作为烯烃类树脂的脂环式烯烃共聚树脂、作为丙烯酸类树脂的聚甲基丙烯酸甲酯。进而还可以列举出作为其它的树脂的聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚醚、聚酯酰胺、聚醚酯、聚氯乙烯等。进而，还可以使用以它们为成分的共聚物，或这些树脂的混合物。
其中，从机械强度、耐热性、尺寸稳定性的观点来看，更优选使用双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯、或以它们为基础的与其它成分的共聚物、混合物等聚酯树脂。
另外，作为热固性树脂，可以列举出例如丙烯酸树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚树脂、脲·三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂等，可以使用选自它们中的1种或2种以上的混合物。
另一方面，光印法是指在膜、片状物或板状物上涂布光固化性树脂，将具有微细凹凸形状的模具按压在光固化性树脂部分上，同时从按压有模具面的相反方向照射紫外线，使光固化性树脂固化，然后分离该模具，由此将模具的微细凹凸形状转印给膜的方法。
作为光固化性树脂的例子，可以列举出分子内具有至少一个自由基聚合性的化合物、或具有阳离子聚合性的化合物等。具有自由基聚合性的化合物是指，在可通过活性能量光线产生自由基的聚合引发剂的存在下，通过照射活性能量光线可进行高分子或交联反应的化合物。可以列举出例如，结构单元中含有至少一个烯键式不饱和键的化合物，除了1官能的乙烯基单体以外还包括其它官能的乙烯基单体的化合物。另外，还可以是它们的低聚物、聚合物、混合物。另外，作为分子内具有至少一个阳离子聚合性的化合物，可以列举出选自具有环氧乙烷环的化合物、具有氧杂环丁烷环的化合物、乙烯基醚化合物中的一种或2种以上的化合物。
作为基材母体，在膜的情况中，例如将已在180℃下真空干燥4小时的聚对苯二甲酸乙二醇酯供给到含有主挤出机的制膜装置中熔融挤出，将该片在表面温度为20℃的镜面冷却鼓上浇铸得到未拉伸片。然后将该片在85℃下沿长度方向拉伸3倍，接连着在100℃的气氛中沿宽度方向拉伸3倍从而得到。另外，在基材母体是片状物或板状物的情况中，由于与膜厚度不同，所以有时不能用同样的制法得到，但可用公知方法制造。
上述的本发明的光漫射基材适合用于背光源(面光源)的光出射面，特别是在直下式背光源中可发挥良好的性能，所以是有用的。
直下式背光源，例如在中空的壳体中具有荧光管等发光装置，在发光装置的上方配置有光漫射基材而成，是其方式为该发光装置的出射光从该壳体的一个主要平面即配置有光漫射基材的面射出的面光源。另外，直下式背光源，在中空的壳体的底部、和侧部上安装有显示出优异的反射特性的所谓的反射板。反射板可以仅由反射膜构成，也可以是在壳体或与壳体不同的铝板上叠层反射膜而成的。另外，还可以根据光源的配置进行沟槽加工。对荧光管等的发光装置的个数、屏幕的大小没有特殊限定。
如果将本发明的光漫射基材用于这样的面光源，则可以在不增加亮度不均匀的情况下使该面光源亮度变高、进而型薄且轻，另外可制成加工性好、尺寸稳定性、强度优异的面光源。因此，特别适合用于液晶显示器的直下式背光源。另外，在将本发明的光漫射基材用于面光源时，将具有上述特征形状凹凸的面配置在光源相反侧。
另外，在面光源中，在发光装置上可以仅配置本发明的光漫射基材，但也可以在发光装置上配置含有珠层的基材、表面具有半球拱顶状的基材、或乳白板等的含有光漫射剂的漫射板，然后在其上设置本发明的光漫射基材，由此可以不仅从正面，而且在斜视显示器时也可得到良好的亮度特性。另外，含有珠层的基材是指在透明基材或内部含有漫射剂的漫射基材上涂布透明的珠子，并用粘合剂树脂固定的层。另外，表面具有半球拱顶状的基材是指在透明基材或内部含有漫射剂的漫射基材的表面上用模压加工等赋予半球拱顶状的基材。
下面，通过实施例来更具体地说明本发明。
[特性的测定方法和评价方法]
下面的各测定是避开高湿条件(80％以上)，在室温(20～30℃)、大气下进行的。
(1)背光源的亮度和亮度不均匀
从例如特开平5-119311号公报中那样的直下式背光源上取下设置在冷阴极管上的漫射板(厚度2mm、丙烯酸制)，在上面设置本发明的光漫射基材，使具有凹凸的面为CCD相机侧，且与该基材的xz平面正交的方向与冷阴极管的长度方向一致，开启冷阴极管60分钟，使光源稳定，然后使用E Y E S C A L E-3((株)アイ·システム)，在距离背光源表面90cm的位置设置附属的CCD相机，使其在背光源面的正面，测定亮度(cd/m2)。
另外，亮度是在背光源中央部的两根冷阴极管的位置(计2点)、以及这两根冷阴极管和与它们相邻的另两根冷阴极管的中间位置(计3点)处观测的，设冷阴极管位置的亮度的平均值为Lmax，将共计4根的冷阴极管的中间位置的亮度的平均值设为Lmin。此时的两根冷阴极管和与它们相邻的另两根冷阴极管的位置，可以在不设置光漫射基材的情况下通过测定仅为背光源上的亮度来确定。
因而，将(Lmax+Lmin)/2作为本发明的平均亮度。该平均亮度优选高的值，在为3400cd/m2以上时记为P，在小于3400cd/m2时记为F。
另外，作为表示亮度不均匀的值使用(Lmax-Lmin)。亮度不均匀越小越好。在亮度不均匀为600cd/m2以下时记为P，在大于600cd/m2时记为F。
亮度特性，在平均亮度和亮度不均匀两方均为P时，在平均亮度减去亮度不均匀所得的值为3000cdm2以下时记为B，在大于3000cd/m2时记为A。表1示出了这样评价的结果。
另外，斜视背光源时的亮度特性也是使用E Y E S C A L E-3((株)アイ·システム)测定的。首先，将附属的CCD相机设置在角度可变的台子上，使相机在背光源的正上方，且距离背光源表面的距离为90cm，然后测定亮度。接着，设此时的测定角度为0°，以测定角度0°时焦点为旋转中心，以保持CCD相机与背光源中心的距离为90cm的方式旋转CCD相机，在0～60°的范围内每15°测定一次亮度。将所有情况的亮度不均匀均为600cd/m2以下的情况记为A。将在0～30°的亮度不均匀为600cd/m2以下而在大于30°的范围内亮度不均匀大于600cd/m2的情况记为B，将在0～30°的亮度不均匀大于600cd/m2的情况记为C。
(2)凹凸形状的下摆角度(θ)、纵横尺寸比和凹凸形状的重复周期(p)的测定、以及光漫射元件含有与否的确认方法
凹凸形状的下摆角度(θ)是下述两条直线所成的角度，所述直线为：凹凸形状的底部与、位于该凹凸形状上的、在x方向距离该底部为凹凸形状的重复周期p的1/1000的位置之间所连的直线，和从该凹凸形状的底部沿x方向引的直线。凹凸形状的下摆角度(θ)是通过将光漫射基材使用切片机垂直于该光漫射基材面进行冷冻切断，对该截面使用离子涂布机蒸镀铂/钯，使用日本电子(株)制场致放射扫描型电镜JSM-6700F，以500～10000倍的范围放大至可确认具有凹凸的层的厚度的尺寸，将一个凹凸形状利用图像处理软件使各坐标点数值化，用列线图表计算，对其微分，从而求出的。进行5次该操作，将该平均值作为θ。但在5次的操作结果的最大值和最小值之差为5次的平均值的50％以上时，进行50次该操作，将50次的平均值作为θ。θ值是使小数点后第一位四舍五入而求出的整数。表1示出了这样评价的结果。另外，表中，θ1值是位于该凹凸形状上的、在x方向距离该底部在正方向上为凹凸形状的重复周期p的1/1000的位置时的值，θ2值是在x方向距离该底部在负方向上为凹凸形状的重复周期p的1/1000的位置时的值。
另外，纵横尺寸比是通过使用切片机垂直于该光漫射基材面对光漫射基材进行冷冻切断，对该截面使用离子涂布机蒸镀铂/钯，使用日本电子(株)制场致放射扫描型电镜JSM-6700F，以500～10000倍的范围放大至可确认具有凹凸的层的厚度的尺寸，将一个凹凸形状利用图像处理软件使各坐标点数值化而求出的。进行5次该操作，将该平均值作为纵横尺寸比。但在5次的操作结果的最大值和最小值之差为5次的平均值的20％以上时，进行50次该操作，将50次的平均值作为纵横尺寸比。纵横尺寸比的值是使小数点后第三位四舍五入至小数点后第二位而求出的。表1示出了这样评价的结果。
凹凸形状的重复周期(p)指的是在一个凹凸形状中从底部经由顶部到下一个底部的距离，是通过使用切片机垂直于该光漫射基材面对光漫射基材进行冷冻切断，对该截面使用离子涂布机蒸镀铂/钯，使用日本电子(株)制场致放射扫描型电镜JSM-6700F，以500～10000倍的范围放大至可确认具有凹凸的层的厚度的尺寸，将一个凹凸形状利用图像处理软件使各坐标点数值化而求出的。进行5次该操作，将该平均值作为p。但在5次的操作结果的最大值和最小值之差为5次的平均值的20％以上时，进行50次该操作，将50次的平均值作为p。p值是使小数点后第二位四舍五入至小数点后第一位而求出的。表1示出了这样评价的结果。
光漫射元件含有与否的确认是对光漫射基材使用切片机垂直于该光漫射基材面进行冷冻切断，对该截面使用离子涂布机蒸镀铂/钯，使用日本电子(株)制场致放射扫描型电镜JSM-6700F，在500～10000倍的范围内，以可包含光漫射基材的总厚度的倍率进行观察，5次改变计测位置进行观察。将可这样确认膜内含有光漫射元件的(不透明的)记为W，将不能确认的(透明的)记为W/O，示于表1中。
(3)总厚度的测定(t)
光漫射基材的总厚度是通过使用ミツトヨ制带千分表的厚度规，以测定触头与不具有凹凸的面相接触的方式设置光漫射基材，从而测定的。改变位置测定5次，将其平均值作为总厚度。另外，在两面具有凹凸的情况中，测定触头与任一面接触均可。
(4)基材凹凸部分的折射率的测定
构成凹凸部分的物质的折射率是使用切片机仅切削凹凸部分而制作试片，将试片放置在载玻片上，在其上滴加折射率在1.4～1.7的范围内的各区别0.01的市售的折射液，再在上面放置盖玻片而制作显微镜用标本，用光源为钠D线(波长589)的显微镜观察该显微镜用标本，将最难以看到试片轮廓的折射液的折射率作为试片的折射率。进行5次该操作，将其平均值作为折射率，求出至小数点后第二位。
[实施例1]
在厚度100μm的透明聚酯膜上涂布光固化性树脂，使涂膜厚度为50μm，然后将具有下面那样的表面形状的模具按压在涂膜上，并从膜方向照射光，使光固化性树脂固化，然后剥离，从而得到所希望的表面形状。其中，a＝b＝50μm。
模具形状
将(式1)、(式2)所示的曲线在z＝zmin+0.2(zmax-zmin)的位置翻转，并将该形状在x轴方向重复而成的形状。
z = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2         (式1)
zmin+0.2(zmax-zmin)≤z≤zmax     (式2)
其中，zmin表示(式1)所示曲线中的z的最小值，zmax是其最大值。
作为光固化性树脂，使用大日本インキ化学工业株式会社制的ユニデイツク15-829。光源使用汞灯，以500mJ/cm2的强度照射36秒。然后在80℃下加热30分钟，进行光固化处理，然后剥离模具从而得到表面具有凹凸形状的光漫射膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3500cd/m2，亮度不均匀为500cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1500cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例2
除了使用下面的模具形状以外，用与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
模具形状
将(式3)、(式4)所示的曲线在z＝zmin+0.4(zmax-zmin)的位置翻转，并将其在x轴方向重复而成的形状。
z = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2        (式3)
zmin+0.4(zmax-zmin)≤z≤zmax    (式4)
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3400cd/m2，亮度不均匀为400cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1500cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例3
除了使用下面的模具形状，使a＝b＝50μm、c＝0.1以外，用与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
模具形状
在(式5)、(式6)中，c＝0.1，并且如果(z1-z2)≧0则z＝z2，如果(z1-z2)<0，则z＝z1，将z的范围如(式7)所示的曲线在z＝zmin+0.2(zmax-zmin)位置翻转，并其在x轴方向重复而成的形状。其中，zmin表示(式5)、(式6)所示曲线中的z的最小值，zmax是其最大值。
z 1 = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2        (式5)
z 2 = b 2 - b 2 a 2 ( x - ac ) 2        (式6)
zmin+0.2(zmax-zmin)≤z≤zmax   (式7)
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3500cd/m2，亮度不均匀为300cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1300cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例4
除了使a＝50、b＝100μm以外，使用与实施例1同样的模具，用同样的方法得到光漫射膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3700cd/m2，亮度不均匀为200cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1200cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例5
除了使用下面的模具形状，并设定a＝50、b＝100μm以外，使用与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
模具形状
将(式8)、(式9)所示的曲线在z＝zmin+0.4(zmax-zmin)的位置翻转，并将其在x轴方向重复而成的形状。
z = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2         (式8)
zmin+0.4(zmax-zmin)≤z≤zmax    (式9)
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3800cd/m2，亮度不均匀为200cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。
斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1000cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例6
除了使用下面的模具形状，并设定a＝50、b＝125μm以外，使用与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
模具形状
将(式10)、(式11)所示的曲线在z＝zmin+0.56(zmax-zmin)的位置翻转，并将其在x轴方向重复而成的形状。
z = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2          (式10)
zmin+0.56(zmax-zmin)≤z≤zmax   (式11)
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3900cd/m2，亮度不均匀为200cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1000cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例7
除了设定a＝50、b＝137.5以外，使用与实施例1同样的模具，以同样的方法得到光漫射膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3800cd/m2，亮度不均匀为200cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了1000cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例8
在实施例4中，代替厚度100μm的透明聚酯膜而使用按照以下方法制作的厚度125μm的膜，此外与实施例4的方法同样得到光漫射膜。下面示出了厚度125μm的膜的制作方法。
向具有主挤出机A和副挤出机B的复合制膜装置中供给下述组成的原料。即向主挤出机A中供给在180℃下真空干燥4小时的混合了96重量％的聚酯树脂(熔点200℃、玻璃化转变温度70℃、折射率1.6)和4重量％的聚甲基戊烯(熔点230℃、折射率1.46)的碎片，所述聚酯树脂是在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中共聚了10摩尔％的间苯二甲酸成分、和10摩尔％的环己烷二甲醇(玻璃化转变温度163℃、折射率1.46)而成的。另外，向副挤出机中供给聚对苯二甲酸乙二醇酯(熔点265℃)。
分别从挤出机A、B在280℃下熔融挤出各原料，以主挤出机A的熔融原料为内层、副挤出机B的熔融原料为两表面层的方式共挤出熔融三层，从而制作复合膜。复合膜的厚度构成比是B/A/B(10/80/10)。在表面温度20℃的镜面冷却鼓上浇铸该片，制成未拉伸片。将该片在85℃下沿长度方向拉伸3倍。然后接着在100℃的气氛中沿宽度方向拉伸3倍，使长度方向和宽度方向的拉伸倍率比为1。进而，在主要构成成分即聚酯树脂的熔点以上的温度235℃的气氛中热处理20秒，从而得到厚度125μm的聚酯膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3600cd/m2，亮度不均匀为100cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度30°以下时亮度不均匀为600cd/m2以下，但在测定角度为45°时产生了800cd/m2的亮度不均匀，为B。
实施例9
在实施例6的光漫射基材的下面配置作为含有珠层的基材的きもと(株)制188GM3。
这样得到的面光源如表1所示，平均亮度为4300cd/m2，亮度不均匀为100cd/m2，同时具有高的平均亮度和低的亮度不均匀，显示出优异的亮度特性。另外，斜亮度特性，在测定角度60°时亮度不均匀为400cd/m2，为A。
比较例1
除了使用下面的模具形状以外，与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
模具形状
将(式12)所示的曲线在z＝zmin的位置翻转，且将其在x轴方向重复而成的形状。
z = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2         (式12)
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3100cd/m2，亮度不均匀为1500cd/m2，亮度不均匀大，屏幕看起来不好。
比较例2
除了使用下面的模具形状以外，与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
模具形状
将(式13)、(式14)所示的曲线在z＝zmin+0.6(zmax-zmin)的位置翻转，并将其在x轴方向重复而成的形状。
z = b 2 - b 2 a 2 ( x - a ) 2          (式13)
zmin+0.6(zmax-zmin)≤z≤zmax     (式14)
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3300cd/m2，亮度不均匀为1200cd/m2，亮度不均匀大，屏幕看起来不好。
比较例3
除了在重复的形状之间设置2μm的平坦部以外，用与实施例1同样的方法得到光漫射膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3500cd/m2，亮度不均匀为1800cd/m2，亮度不均匀大。
比较例4
除了使用的模具具有顶角为30°的等腰三角形、且周期为100μm的凹凸以外，用与实施例1同样的方法得到光漫射膜。即，得到了邻接的底部间的切线斜率在x增加方向上不增加的光漫射膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3500cd/m2，亮度不均匀为5000cd/m2，亮度不均匀非常大，屏幕看起来不好。
比较例5
除了设定a＝50、b＝100以外，使用与比较例1同样的模具，以同样的方法得到光漫射膜。
这样得到的膜如表1所示，平均亮度为3000cd/m2，亮度不均匀为400cd/m2，平均亮度低，屏幕暗。
产业可利用性
本发明的光漫射膜和使用该光漫射膜的面光源，适合作为在电脑、电视机或便携电话等的显示器中使用的面光源，特别适合作为在液晶显示器等的平面显示器中使用的面光源，所以是有用的。

Claims (7)

1.一种光漫射基材，是在至少一个面上具有包含重复的顶部和底部的凹凸形状的基材，其中，该基材由折射率在1.45～1.65的范围内的材质形成，在将顶部和底部的重复方向设为x、将基材的厚度方向设为z时，x-z平面上的凹凸形状的下摆角度θ在55°～85°的范围内或在95°～125°的范围内，并且邻接的底部间的切线的斜率沿x增加的方向减小。
2.根据权利要求1所述的光漫射基材，在相邻顶部之间不存在实质性的平坦部。
3.根据权利要求1或2所述的光漫射基材，所述下摆角度θ在65°～85°的范围内或在95°～115°的范围内。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的光漫射基材，所述凹凸形状在z方向的最大值比由具有与所述凹凸形状相同的下摆角度θ的圆的一部分构成的形状在z方向的最大值大。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的光漫射基材，所述凹凸形状的纵横尺寸比在1～3的范围内。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的光漫射基材，基材内部含有光漫射元件。
7.一种面光源，具有权利要求1～6的任一项所述的光漫射基材和发光装置。
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