CN101796437A - 棱镜片、采用该棱镜片的背光单元及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供棱镜片、采用该棱镜片的背光单元及液晶显示装置。该棱镜片在被用作液晶显示装置所采用的背光单元的棱镜片时，其抑制莫尔条纹的效果较高，能获得较高的正面亮度，而且，能够减少零件件数。该棱镜片的特征在于，在其一个面包括具有互相平行且等间隔地形成的棱的棱镜列，在其另一个面具有含有多孔性粒子的光扩散层。优选隔着透光性片而在一侧具有棱镜列，在另一侧具有光扩散层。

Description

棱镜片、采用该棱镜片的背光单元及液晶显示装置

技术领域

本发明涉及可用作液晶显示器装置(LCD)等的背光单元的组成部件的棱镜片。

背景技术

在装备于计算机、手机、数码照相机等的液晶显示器装置中，作为用于从背面侧照明其液晶显示面的装置，组装有背光单元。图1表示液晶显示器装置的通常构造的一个例子。在以往的背光单元2中，在利用反射片6等对从冷阴极荧光灯管(CCFL)、发光二极管(LED)等光源3发出的光进行反射的同时、使该光入射到导光板5，使从该导光板5的上表面出射的光通过光扩散膜(下扩散膜)7向正面方向会聚。来自光扩散膜(下扩散膜)7的出射光从形成有棱镜列的棱镜片8的未形成棱镜列的面(非棱镜面)入射到棱镜片8中，从棱镜片8的形成有棱镜列的面(棱镜面)出射，从而更强烈地向正面方向会聚。这样地从棱镜面出射来的光从具有液晶显示面的液晶组件1的下表面入射到液晶组件1，用作来自背面侧的照明。也有在棱镜片8与液晶组件1之间配置有光扩散膜(上扩散膜)9的情况。

这样，棱镜片8具有这样的作用，即，利用形成在透明基体面上的棱镜斜面使来自光扩散膜(下扩散膜)的出射光折射，使该出射光进一步偏转至正面方向，从而提高液晶显示器的由观察者看到的正面方向的亮度。此时，作为将棱镜片8配置于光路中的朝向，可以将非棱镜面朝向导光板的出射面地配置，也可以相反地将棱镜的棱朝向导光板的出射面地配置，但在以往的背光单元中，由于不需要调整射向棱镜片的入射角，因此，大多情况下将非棱镜面朝向导光板的出射面地配置。

就棱镜片而言，通常是其连续的棱镜列以棱相互间保持等间隔且平行的方式形成，各个棱镜单位，通常其截面是等腰三角形。因此，在与等间隔排列的液晶单元的区块重合时，有可能形成被称作莫尔条纹的可视图案，在观察图像时会观察到浓淡花纹。

莫尔条纹是在棱镜列的间距和液晶面板的像素的间距之间产生的、比各间距间隔粗的条纹花样。

产生这样的莫尔条纹时，在液晶显示面的背景中产生浓淡的条纹花样，因此，会导致显示图像的图像清晰度降低。特别是在需要高分辨率显示的液晶显示装置中，抑制莫尔条纹很重要。

作为使莫尔条纹难以产生的方法，可进行向棱镜片的出射侧插入光扩散膜(上扩散膜)的操作。对于上扩散膜的插入，虽然降低莫尔条纹的效果并不一定充分，也会导致降低液晶显示面的亮度，但作为莫尔条纹降低的有效对策以往一直被采用。

但是，近来，液晶显示装置进一步薄型化的要求强烈，对于背光单元，在维持与以往相同性能的同时、人们对其构成要素的削减、构成要素及整体构造的薄型化也进行了研究。例如，在将棱镜片的棱镜的棱朝向导光板的出射面地配置的背光单元中，即使在导光板的出射面与棱镜片之间不配置光扩散膜，也能够利用导光板的设计与棱镜片的设计的组合获得充分的聚光效果。

下面，对于在将单面具有棱镜列的棱镜片插入到光路中时，将非棱镜面朝向导光板的出射面地配置、或者将棱镜的棱朝向导光板的出射面地配置这两种配置所产生的聚光效果的区别进行说明。

图2及图3表示将棱镜片的非棱镜面朝向导光板的出射面地配置的、通常的背光单元的各光学元件的配置。图2是表示通常的背光单元中的棱镜片的配置的立体图，图3表示通常的背光单元中的光路的一个例子。从导光板15上表面出射的光利用光扩散膜(下扩散膜)17的扩散效果进一步向正面方向会聚，成为出射角分布扩大的出射光，从棱镜片18的非棱镜面入射到棱镜片18中。然后，在光经过棱镜片基体到从棱镜列出射为止的期间里，构成棱镜单位的材料与空气之间的折射率差使光产生折射，出射角分布扩大的光进一步偏转至正面方向地出射。假如没有光扩散膜(下扩散膜)17，仅利用棱镜出射面中的折射，未必会使从导光板出射的光如图3所示地向正面方向充分弯折，大多情况下靠近光源侧的亮度不会充分地上升。因此，为了使背光正面方向的亮度分布升高且均匀，需要使扩展了角度分布后的光一度入射到棱镜片，光扩散膜(下扩散膜)17是必需的。另一方面，对于利用光扩散膜17在正面方向的大角度扩散的光，为了充分地发挥棱镜片18的聚光作用，使来自导光板的出射光高效地向背光正面方向会聚，需要重叠2张棱镜片18，并将两张棱镜片18以棱镜列大致正交的方式配置，从而需要1张光扩散膜(下扩散膜)和2张棱镜片、合计至少3张光学片。

另一方面，图4表示是将棱镜片的棱镜面朝向导光板的出射面地配置的背光单元的各光学元件的配置。从导光板25上表面出射的光经过空气层射至棱镜列，在从棱镜列32中的棱镜单位的一个斜面向棱内部入射之后，以大于临界角的入射角入射到另一个斜面，该光被该斜面全反射，大幅度地改变方向而向背光正面方向会聚出射。因而，通过与导光板的出射光方向等的特性相结合地设计棱镜列，能够不采用光扩散膜(下扩散膜)，而仅利用1张棱镜片就在背光正面方向上实现较高且均匀的亮度分布。

这样，通过采取上述的棱镜片的配置，能够减少零件件数，从而具有能够将背光单元薄型化、使生产效率升高这样的优点。但是，相反，与采用下扩散膜的以往的背光单元的情况相比，这样容易观察到更强的莫尔条纹，在以往的采用上扩散膜的莫尔条纹防止方法(例如参照专利文献1或专利文献2)中，即使提高扩散膜的雾度而大幅度牺牲液晶显示面的亮度，也有可能无法将莫尔条纹降低到能够实际使用的水平。

在棱镜片与液晶组件之间配置具有利用褶皱加工形成的粗糙面的第2扩散板的专利文献1的方法中，零件件数增多，组装花费成本，并且，背光单元的厚度大幅度增加，这不符合近来对薄型化的要求。另外，在棱镜片与液晶组件之间配置含有树脂粒子等作为扩散材料的雾度较低的扩散膜的专利文献2的方法中，其零件件数增加，并且，原封不动地使用市面上销售的扩散膜，抑制莫尔条纹不充分，不能说其适合近来的液晶显示装置的高分辨率显示。

以往，对具有减少零件件数的优点的、采用使棱镜片的棱镜面朝向导光板的出射面的构造的背光单元进行了各种研究，但莫尔条纹的抑制对策不充分，均具有应解决的问题。例如，一般认为以下构造的背光单元对于莫尔条纹的抑制均具有一些效果，但依然不充分。例如，作为用于获得背光单元的亮度均匀性的方法，研究了将棱镜片的非棱镜面做成粗糙面的方案(例如参照专利文献3)。另外，研究了使来自导光板的出射光入射到棱镜片的棱镜面、在出射侧的非棱镜面配置有将表面加工出凹凸或者含有扩散粒子的扩散板的方案(例如参照专利文献4)。另外，研究了包括在入射面形成棱镜状透镜、在出射面含有光扩散材料的光扩散层的方案(例如专利文献5)。

但是，在对非棱镜面仅实施以往的粗糙面化加工的专利文献3的棱镜片中，虽然零件件数减少，但抑制莫尔条纹不充分。另外，在向棱镜片的非棱镜面、即出射面侧插入扩散板的专利文献4的构造中，对于除去在导光板用的反射板上形成的点图像是有效的，但对于莫尔条纹的除去并没有进行研究。假如考虑用扩散板来除去点图像，由于扩散板的厚度变厚，因此，易于导致液晶显示面的亮度降低，而且，也有可能妨碍液晶显示装置的整体薄型化。并且，在对非棱镜面实施以往的光扩散层的专利文献5的棱镜片中，虽然能获得扩大视场角的效果，与专利文献1的棱镜片同样地零件件数减少，但是这会使抑制莫尔条纹的效果有限，即使能够抑制，也还是有可能导致液晶显示面的亮度降低。

这样，在专利文献3～专利文献5所述的棱镜片中，在这些棱镜片的出射面侧形成有各种光扩散层。但是，相对于将表面粗糙面化、或者含有以往使用的光扩散材料的以往的光扩散膜所采用的用于防止莫尔条纹的构造而言，这些光扩散层的构造并没有变化，虽然在使棱镜面朝向导光板的出射面的新构造中，更加易于产生莫尔条纹，仍没有特别对莫尔条纹的降低进行新的研究。即，在专利文献3～专利文献5所述的棱镜片中，使来自棱镜片出射面的会聚了的光进一步入射到光扩散层，在陷入导致液晶显示面的亮度降低的隐患的同时，对于莫尔条纹的降低依然无法获得很大的效果。这些棱镜片均面向液晶显示面的亮度均匀性，都并未积极地将防止产生莫尔条纹作为其原本的目的，其效果也有限。

另一方面，在光扩散膜的扩散层中，将多孔性粒子用作扩散粒子(参照专利文献6、7)。在专利文献6中记载有这样的光扩散膜：该光扩散膜具有由一次粒子的平均直径为2.5μm以上且10μm以下的球状多孔性硅石和树脂粘合剂形成的光扩散层。在专利文献7中记载有在透明的基材层中分散有多孔性的透明微粒的光扩散片。但是，光扩散膜、光扩散片以通过使用多孔性粒子来提高光扩散功能为目的，但是其基本的功能、形态与以往的光扩散膜、片没有本质的不同。利用具有多孔性粒子的光扩散层的固有特性无法发现以往所没有的功能，而且，与棱镜片组合起来发挥莫尔条纹的抑制作用的内容完全没有公开。

专利文献1：日本特开平6-034972号公报

专利文献2：日本特开平6-102506号公报

专利文献3：日本特开平5-341132号公报

专利文献4：日本特开平9-211230号公报

专利文献5：日本特开平10-160914号公报

专利文献6：日本特开2004-061598号公报

专利文献7：日本特开2004-348000号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种这样的棱镜片，即，在该棱镜片被用作液晶显示装置所采用的背光单元用棱镜片时，其抑制莫尔条纹的效果较高，能获得背光单元、液晶显示面的较高的正面亮度，而且，与以往的背光单元相比，能够减少零件件数而实现液晶显示装置的薄型化。

本发明人发现，通过采用特定的多孔性粒子，在棱镜片的非棱镜面形成含有该多孔性粒子的光扩散层，能够制作不会大幅度降低正面亮度、能够防止莫尔条纹的棱镜片，从而完成本发明。

即，本发明提供一种棱镜片，其特征在于，在其一个面具有棱镜列，在其另一个面具有含有多孔性粒子的光扩散层。

并且，本发明提供一种液晶显示元件用背光单元，其特征在于，在导光板的至少单侧端面侧配置光源，而且，以使上述棱镜的棱朝向导光板的出射面侧的方式，至少将上述棱镜配置在单侧出射面侧。

此外，本发明提供一种液晶显示装置，其特征在于，使用有上述背光单元。

本发明的棱镜片上，在与具有棱镜列的棱的面相反一侧具有含有多孔性粒子的光扩散层，以使棱镜列的棱朝向导光板的出射面侧的方式，使棱镜片与导光板相邻配置。因此，具有将以往的莫尔条纹抑制用的上扩散膜与棱镜片一体化而成的构造，能够降低背光单元的零件数，并且，能够减薄其总厚度。此外，在采用本棱镜片的背光单元的构造中，射出导光板而入射到棱镜片的具有棱镜列的棱的面中的光在棱镜部分向液晶显示面的正面方向会聚，并且该光在光扩散层扩散。光扩散层所含有的多孔性粒子含有许多的微孔，而且该微孔含有空气，因此，入射到光扩散层的光在这些微孔、保持这些微孔的粘合剂及微孔内的空气中通过的期间里，经过多次的反复反射、折射。结果，与通常的树脂粒子相比较，利用含量较少的多孔性粒子、膜厚较薄的光扩散层，光也会良好地扩散。因此，能够在使入射光向棱镜片良好地散射而抑制产生莫尔条纹的同时、降低光透射过棱镜片时的光损失，从而能够将总透光率维持在较高的值，因此，能够在将液晶显示的亮度保持得较高的同时、抑制产生莫尔条纹。本发明所具有的上述效果的理由并不一定必须明显，这些多孔性粒子基本上在多孔性粒子表面具有比粒径小几个数量级的凹凸，它们通常比棱镜的棱线间距、液晶元件的像素间距更小。因此，借助由该多孔性粒子表面的微细构造产生的反射、折射，在棱镜、液晶像素等规则的构造中通过的光线的光路更有效地被搅乱，即使是较少的多孔性粒子的添加量，与在表面不具有这样的微细凹凸的扩散粒子相比，也能够非常有效地抑制产生莫尔条纹。

本发明的棱镜片中，在与有棱镜列的棱的面相反一侧的面上，与之一体化地具有起到光扩散膜的作用的光扩散层，因此，能够减少背光单元的零件件数，能够减薄背光单元的总厚度。

并且，由于光扩散层所含有的多孔性粒子以较少的含量使入射光有效地扩散，因此，在用作构成液晶显示元件所采用的背光单元的棱镜片的情况下，能够在维持液晶显示面的较高亮度的同时、抑制产生莫尔条纹。

并且，通过以将上述棱镜片与导光板的出射面相邻的方式配置而构成的背光单元能够薄膜化且零件件数较少，在被用作液晶显示装置的光源时，能够在抑制产生莫尔条纹的同时、维持较高的液晶显示面的亮度。

并且，采用本发明的上述背光单元的液晶显示装置能够薄膜化，并且，不会产生莫尔条纹，而且能够保持液晶显示面的较高的亮度。

附图说明

图1是表示液晶显示装置的通常构造的例子的分解图。

图2是表示将棱镜片的非棱镜面配置在导光板的出射面侧而构成的背光单元的构造的图。

图3是表示图2所示的背光单元中的始于光源的光路的一部分的示意图。

图4是表示将棱镜片的棱镜面配置在导光板的出射面侧而构成的背光单元的构造和始于光源的光路的一部分的示意图。

附图标记说明

1、液晶组件

2、背光单元

3、光源

4、反光膜

5、导光板

6、反射片

7、光扩散膜(下扩散膜)

8、棱镜片

9、光扩散膜(上扩散膜)

12、以往的普通的背光单元

13、23、光源

15、25、导光板

17、光扩散膜(下扩散膜)

18、以往的普通的棱镜片

19、基体

20、棱镜列

22、使用本发明的棱镜片的背光单元

30、本发明的棱镜片

31、基材

32、棱镜列

33、本发明的棱镜片的光扩散层

具体实施方式

本发明的棱镜片中，在其一个面上具有棱镜列，在其另一个面上具有含有多孔性粒子的光扩散层。棱镜列具有互相平行且等间隔地形成的棱，在制造容易性的方面较佳。

作为棱镜片的构造，可以是将透明基板或者透明膜作为基体而在其两个面各自形成独立的棱镜列和光扩散层而构成3层构造，也可以是具有棱镜列的层或光扩散层中的任一个承担基体的作用并在其上层叠形成另一个层的2层构造，或者也可以将具有棱镜列的层和光扩散层直接层压。但是，采用独立的透明基板或者透明膜等透光性基体的方式，能够通过涂敷工序形成棱镜列及光扩散层，而且，也易于控制各层的组成、形状等，因此较佳。

即，作为本发明的棱镜片的更优选的方式，由透光性基体、形成于透光性基体上的一个面的棱镜列、和在基体的与形成有棱镜列的面不同的面上所形成的光扩散层构成。

下面，按顺序对上述较佳方式的本发明的棱镜片的各部分进行详细说明，并且，对于能够在维持上述棱镜片的性能的同时、对棱镜片的各部分实施的构造变形例也进行说明。

首先，本发明的棱镜片的光扩散层中，作为光扩散材料，含有多孔性粒子。该多孔性粒子的特性以微孔容积、平均孔径表示，但只要是在粒子内部具有微孔的多孔性的微粒，就能够没有特别限制地使用。能够适合采用该平均孔径为1～50nm的范围、该微孔容积为0.1～3ml/g的范围的粒子。多孔性粒子优选整体为比球形更加不定形的形状，从而使得通过棱镜列、液晶像素排列后的光线的光路更高效地被搅乱。即，优选做成在观察截面时，由具有不规则长度的边和具有不规则大小的角度构成的多边形状的方式，作为其构造，优选一次粒子聚集而形成粒径为1～10μm的不定形的聚集粒子，作为一次粒子，优选粒径为10～100nm的物质。另外，为了更高效地引起反射、折射，粒度分布的宽度较大的方式的不规则较佳。虽然能够同时使用有机微粒、无机微粒，但是其中多孔性硅石、多孔性氧化铝、多孔性氧化钛、多孔性玻璃等无机材料易于与粘合剂树脂间得到较大的折射率差，易于提高粒子表面的反射率，因此，在高效地获得扩散反射光的方面较为优选。并且，在易于提高光扩散层的表面硬度的方面也较为优选。其中，多孔性硅石的粒子更优选。

该光扩散层中，除上述多孔性粒子之外，也可以根据需要含有无机粒子、有机粒子或无机-有机混合材料粒子。例如，可以在不妨碍光扩散层的各种特性的范围内含有氧化钛、氧化锌等白色颜料、碳酸钙、滑石等填料。也可以含有丙烯酸粒子、丙烯酸氨基甲酸酯粒子等有机粒子。另外，也可以将含有上述粒子的层层叠于光扩散层。

也可以根据需要，在该光扩散层中含有固化剂、固化催化剂、分散剂、增塑剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、防劣化剂等。但是，优选在上述光扩散层中不含有在可见光区域具有吸收性的物质，优选不会因在可见光区域具有吸收性的物质的存在而透射光发生衰减。

光扩散层的形成能够通过将上述多孔性粒子等和粘合剂树脂、及含有溶剂的光扩散层用涂料涂敷在基体上并烘干来进行，但也可以通过使基体和扩散层一体化来进行。例如采用分散有多孔性粒子的粘合剂树脂，利用挤出法等通常的片材制造方法制作既是基体片又整体为光扩散层的材料，能够减薄棱镜片的整体膜厚。但是，在多孔性粒子的含量较多时，片自身的力学特性有可能变脆弱，为了确保强度，优选将棱镜片的光扩散功能和支承体功能分离，将透明基体、透明膜用作光扩散层及棱镜列的支承体。

作为上述粘合剂树脂，只要是能够将上述多孔性粒子均匀地分散于树脂中、能够成形为片状的材料，或者是进一步添加溶剂来制作涂料、并能涂敷在透光性基体上层叠为涂膜，就没有特别的限定，可以使用通常的成形用树脂、涂料用树脂等。例如可列举丙烯酸类树脂、氯乙烯类树脂、聚酯类树脂、聚氨基甲酸乙酯类树脂、苯乙烯类树脂、聚碳酸酯类树脂、环烯类树脂等。

作为利用涂敷形成光扩散层时的光扩散层用涂料所采用的溶剂，考虑到粘合剂树脂的溶解性、多孔性粒子等的分散性、形成的扩散层的膜厚、及涂膜烘干性等，通常，可以从涂料所使用的公知的溶剂中适当地选择来使用。

本发明中形成的光扩散层在使入射光的尽可能多的部分高效地扩散的同时、使该入射光向与入射方向相反侧透射的方面较为重要。因此，本发明的光扩散层的部分的雾度虽然取决于应达到的莫尔条纹抑制效果、正面亮度，但其优选为50％以上，更优选为55％以上，进一步优选为60％以上。并且，总透光率优选为85％以上，更优选为90％以上。在本发明中，由于光扩散层中的多孔性粒子使入射光高效地散射，因此，能够以极低的损失将入射光转换为朝向与入射光相反的方向传播的扩散透射光，而且，能够有效地抑制莫尔条纹。与以往的棱镜片所采用的光扩散层相比，本发明的棱镜片利用更少量的光扩散粒子实现了与以往相同或更高的莫尔条纹抑制效果。因此，如果在相同的莫尔条纹抑制效果下进行比较，则始终能实现比以往的棱镜片更高的正面亮度。为了采用本棱镜片在维持液晶显示面的亮度的同时、有效地抑制莫尔条纹，含量相对于树脂粘合剂的固态成分100质量％，光扩散层中的多孔性粒子的含量优选为2～40质量％，更优选为5～30质量％，最优选为10～25质量％。就本发明的棱镜片中的光扩散层而言，由于多孔性粒子的扩散效果良好，因此，与以往相比能够减薄膜厚，从而能够将棱镜片薄膜化。为了在维持莫尔条纹的抑制效果的同时、将光扩散层薄膜化，虽然可根据多孔性粒子的含量，在厚度上有些许不同，但优选做成2～25μm的膜厚的光扩散层。特别是在减薄棱镜片的整体厚度而以背光单元的薄型化、特别是手机用液晶显示装置的薄型化为目的时，优选为2～10μm。

在多孔性粒子自光扩散层的树脂粘合剂表面突出时，扩散光易于从正面方向受到较大地偏转。因此，为了在更高效地抑制莫尔条纹的同时、将正面亮度保持的较高，并且抑制棱镜片的整体膜厚，光扩散层的膜厚优选为多孔性粒子的体积平均粒径的1～5倍。更优选为1～2.5倍，最优选为1.5～2倍的范围。

在此，光扩散层的厚度并不是通过测量距突出的光扩散材料的顶点的高度测得，而是通过测量距保持光扩散材料的树脂粘合剂表面的片状基体的高度测得。

作为用作本发明的棱镜片的支承体的透光性基体，只要作为支承体而具有充分的物理强度和透光性，就没有特别的限定，但优选为透明性基体。鉴于表面的平滑性、机械强度，可从聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、丙烯酸膜、聚丙烯膜、聚碳酸酯、环烯、丙烯酸等透明或半透明树脂片或者膜中选择。其中，PET膜或PEN膜从其机械强度的方面考虑特别优选。基体的厚度优选为5～300μm，更优选为10～100μm的范围。在基体厚度小于5μm的情况下，不仅难以进行处理，也存在产生由热收缩引起的卷曲而显著降低作业性等、降低加工性的倾向。在基体厚度大于300μm的情况下，棱镜片的整体厚度变厚而无法用于薄型的电子装置等，并且，基体其自身的可见光透射率易于降低，存在背光单元的正面亮度减低的倾向。特别是在减薄棱镜片的整体厚度而以背光单元的薄型化、特别是手机用液晶显示装置的薄型化为目的时，优选为7～50μm。

为了提高与棱镜列及/或光扩散层的密合性，优选对基体表面中的至少一个面进行涂敷易粘接处理层、或者实施电晕处理等来进行易粘接处理，进一步优选两个面均进行上述处理。

本发明的棱镜片的具有棱镜列的层优选具有将具有顶角的截面形状为三角形的棱镜排列而成的、具有平行且等间隔地形成的棱的棱镜列。棱镜列的表面优选截面形状相同的等腰三角形的直线状的单位棱镜并列且无间隔地排列而成的形状，棱镜列的等腰三角形顶角优选为50°～80°，更优选为60°～70°。通过将截面做成相同形状的等腰三角形，不仅使棱镜列的制造容易，并且，能够在减薄棱镜片的同时、切实地发挥棱镜功能。通过将棱镜的顶角做成50°以上且80°以下的范围，在将本发明的棱镜片的以棱镜列的棱朝向导光板的出射面侧的方式配置时，利用棱镜列斜面中的全反射现象，能够在LCD正面方向上获得较高的聚光性。另外，相邻的棱镜列的间隔，可以考虑棱镜列部分的厚度的薄膜化程度、棱镜列的制造容易程度、莫尔条纹的产生容易程度等来适当地加以决定，该间隔优选为5～100μm，更优选为10～50μm。棱镜列的高度也会影响棱镜列的间隔，在以减薄棱镜片的整体厚度而使背光单元的薄型化、特别是使手机用液晶显示装置的薄型化为目的时，该间隔优选为7～50μm。

本发明的棱镜片中的棱镜列的形成可以与支承体一体化地形成，也可以另外地层叠在支承体上地形成。这些操作可以采用公知的形成方法。这些棱镜片的制造方法的一个例子说明如下。

例如，像日本特开平11-171941号公报中公开的那样，能够采用这样的方法，即，利用按压辊将连续基体按压于模辊，向被按压的基体与模辊的接触开始部分供给液状的紫外线固化型树脂，照射紫外线而将树脂的形状固定，自模辊将它们剥离。

或者，像日本特开2002-258410号公报中公开的那样，能够采用这样的方法，即，使液状的紫外线固化树脂附着于模辊，之后，使模辊与连续基体接触，照射紫外线而将树脂的形状固定，自模辊将其剥离。

或者，利用公知的涂敷方式在透明的基体上涂敷紫外线固化树脂，使紫外线固化树脂以未固化状态接触并被按压于模辊，照射紫外线而将树脂形状固定，自模辊将其剥离。

例如，根据上述形成方法，作为本发明的棱镜片中的棱镜列所采用的材料，只要是透明的，并且起初具有流动性且利用紫外线等光能够固化而成为固体的材料，或者是通过加热而软化而产生流动性且通过冷却而再次成为固体的材料，就能够没有特别限制地使用。例如，能够使用紫外线固化性树脂组合物、热塑性树脂等。

作为紫外线固化性树脂组合物，能够采用以不饱和聚酯类、丙烯酸类、乙烯醚类、马来酰亚胺、环氧类等各种紫外线固化型低聚物单体为主要成分，且根据需要配合反应性稀释剂、聚合引发剂、聚合促进剂、有机溶剂等混合而成的材料。

作为热塑性树脂，能够采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯等、通过加热而产生流动性的通用的热塑性树脂。

其中，优选采用紫外线固化性树脂组合物。其理由在于，在使用热塑性树脂，并将基体加热至比玻化温度更高温度的情况下，热会导致基体变形，有可能产生不良，与采用热塑性树脂的情况相比，采用紫外线固化性树脂组合物能够显著缩短加热、冷却时间，因此，在生产效率方面有利。

作为制造本发明的棱镜片的方法，例如，能够在基体的一个面形成了光扩散层之后，在基体的另一个面形成上述棱镜面。例如，能够在形成在一个面具有上述棱镜列的片材之后，在该片材的与棱镜面相反一侧形成光扩散层。具有棱镜列的片材可以形成在基体上，也可以与基体一体化地形成，例如在具有基体的片的情况下，可以在基体上的与形成棱镜列的面不同的面涂敷光扩散层用涂料并将该涂料烘干，形成光扩散层。涂敷的方法能够利用通常的涂敷方式。例如，能够利用刮板、刀、铸造、浸渍、浸渗机、丝网、旋转、逆转辊、空气刮刀、凹版、喷涂、帘式涂布、挤出、刷涂、轻触、杆、压铸、正旋转辊、轻触涂敷辊等各涂敷方式。

涂膜的烘干能够利用通常的烘干方式，例如能够利用热风、红外线、微波、感应加热、紫外线固化、电子束固化等烘干方式。

光扩散层用涂料能够根据选出的涂敷方法、烘干方法及设定膜厚适当地选择配比上述大部分的多孔性粒子、粘合剂树脂及溶剂来制作。

这样地制成的棱镜片的整体厚度为20～500μm，在能够使背光单元薄型化的方面来看，优选为20～100μm。特别是在薄型化的要求强烈的手机用液晶显示装置所采用的背光单元的情况下，能够使整体厚度小于100μm，更优选为20～70μm，因此，大大地有助于显示部甚至手机的薄型化。

为了使用如上所述地制成的棱镜片制作液晶显示装置用背光单元，只要利用以往公知的方法，以与在端面具有光源的导光板的出射面相邻的方式，以使棱镜面朝向导光板的出射面侧的状态配置、固定本发明的棱镜片即可。在这种情况下，能够去掉下扩散膜、上扩散膜，因此，能够大幅度地降低背光单元的整体厚度。

并且，通过利用以往公知的方法将这样地制成的背光单元的出射面配置、固定在液晶显示面的背面侧，能够制作本发明的液晶显示装置。

实施例

下面，使用实施例说明本发明。

扩散层用涂料(a)的调制工序

甲苯                            230质量份

MEK                             230质量份

不定形多孔性硅石‘Sylysia430’  26质量份

[平均孔径：17nm、微孔容积：1.25ml/g、

平均粒径(采用激光法测得)：4.1μm、富士Silysia化学工业公司制]

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic 52-666’170质量份

[固态成分50％、固态成分的羟基价75、大日本油墨化学工业公司制]

防静电剂‘Nopcostat SN A-2’    1质量份

[咪唑啉型阳离子性防静电剂、San Nopco公司制]

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’    60质量份

[固态成分75％、HDI类、固态成分中的有效NCO含量17％、日本聚酰压胺工业公司制]

利用分散搅拌机将以上成分混合，获得扩散层用涂料(a)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为20％(质量比)。

扩散层用涂料(b)的调制工序

甲苯         270质量份

MEK          270质量份

不定形多孔性硅石‘Sylysia430’     34质量份

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic 52-666’   200质量份

防静电剂‘Nopcostat SN A-2’       2质量份

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’       70质量份

利用分散搅拌机将以上成分混合，获得扩散层用涂料(b)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为22％(质量比)。

扩散层用涂料(c)的调制工序

甲苯                               310质量份

环己酮                             75质量份

丙烯酸氨基甲酸酯树脂粒子[BC-79]    80质量份

[体积平均粒径约6μm、岐阜shellac制造所公司制]

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic WDU-938’  220质量份

防静电剂‘Nopcostat SN A-2’       6质量份

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’       30质量份

利用分散搅拌机将以上成分混合，获得扩散层用涂料(c)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为60％(质量比)。

扩散层用涂料(d)的调制工序

甲苯                               310质量份

环己酮                             70质量份

丙烯酸微粒‘MX-150’               100质量份

[体积平均粒径约1.5μm、综研化学公司制]

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic WDU-938’  160质量份

防静电剂‘Nopco stat SN A-2’      5质量份

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’       22质量份

利用分散搅拌机将以上成分混合，获得扩散层用涂料(d)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为100％(质量比)。

扩散层用涂料(e)的调制工序

使用丙烯酸氨基甲酸酯树脂粒子‘BC-79’作为扩散材料，除此之外与扩散层用涂料(d)的调整同样地获得扩散层用涂料(e)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为100％(质量比)。

扩散层用涂料(f)的调制工序

使用非正球状丙烯酸微粒‘TECHPOLYMER L-XX-24BF’(平均粒径3～12μm(球体换算直径)、积水化成品工业公司制)作为扩散材料，除此之外与扩散层用涂料(d)的调整同样地获得扩散层用涂料(f)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为100％(质量比)。

扩散层用涂料(g)的调制工序

使用非正球状丙烯酸微粒‘HK-1030’(体积平均粒径3.0μm、综研化学公司制)作为扩散材料，除此之外与扩散层用涂料(d)的调整同样地获得扩散层用涂料(g)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为100％(质量比)。

扩散层用涂料(h)的调制工序

使用丙烯酸微粒‘MX-500’(体积平均粒径5.0μm、综研化学公司制)作为扩散材料，除此之外与扩散层用涂料(d)的调整同样地获得扩散层用涂料(h)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为100％(质量比)。

实施例1实施例2比较例1～7

扩散层用涂料(i)的调制工序

甲苯                  330质量份

环己酮                            90质量份

丙烯酸微粒‘MX-500’              50质量份

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic WDU-938’ 330质量份

防静电剂‘Nopcostat SN A-2’      10质量份

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’      45质量份

利用分散搅拌机将以上成分混合，获得扩散层用涂料(i)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为25％(质量比)。

对基体进行涂敷、烘干、固化工序

作为基体，使用厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。将紫外线固化性树脂组合物加热至约80℃而降低其粘度，利用挤压式涂敷法将其以厚度30μm涂敷在基体的一个面。紫外线固化性树脂组合物采用UnidicRC 27-637(不饱和聚酯、丙烯酸酯单体、光引发剂等混合物、大日本油墨化学工业公司制)。接着，将用于形成棱镜间距：12.4μm，棱镜高度：10μm，顶角64度的棱镜列的版的平板状模具与形成有上述未固化树脂层的基体一同以110℃加热2分钟。将基体上的未固化树脂层面与模具面重合，用辊从基体的背面轻轻按压。从基体的背面侧照射紫外线，将未固化树脂固化固定。紫外线灯使用高压水银灯，照射能量以累计值为600mJ。将模具、树脂、基体的层叠物冷却至室温左右，自模具剥离基体，结果，可获得在基体表面形成有规定的棱镜的材料。

在另一个面，以烘干膜厚约5μm的方式涂敷上述扩散层用涂料(a)、(b)，将用热风烘干而获得扩散层的烘干涂膜而成的制件分别作为实施例1、2的棱镜片。同样地，将根据使用的扩散材料粒子的粒径，以烘干膜厚为2～10μm的方式涂敷上述扩散层用涂料(c)～(i)中的任一种(参照表1、表2)，并利用热风烘干而获得扩散层的烘干涂膜而成的制件分别作为比较例1～7的棱镜片。为了将扩散材料稳定地固定于涂膜，而且使扩散材料的突起局部突出来发挥良好的扩散功能，将光扩散层的膜厚设定为接近各扩散材料的体积平均粒径的值。为了在上述涂敷工序结束之后促进固化反应，在40℃恒温室中保管48小时。

利用以下方法对这样地制成的棱镜片的特性进行评价。

光学特性的评价

拆解市面上销售的手机的背光单元，将组装的4张膜(下用光扩散膜、棱镜片2张、上用光扩散膜)更换为该试样，将本发明的棱镜片以棱镜面位于导光板出射面侧的方式组装在背光单元中，测定背光单元的正面亮度。测定装置采用多点亮度计EyeWin 390c(Eye·system公司制)。测定区域是在背光单元发光面中从各个背光单元发光面的左右端除去整个横向宽度的15％的宽度、而且从各个背光单元发光面的上下端除去整个纵向宽度的15％的宽度而成的中心部分的矩形区域。将该测定区域以3×3的方式分割为9个，在测定各个区域的亮度之后，取它们的平均值而测定亮度平均值。利用雾度计NDH 2000(日本电色公司制)对雾度进行测定。膜厚用电子测微计K402B(安立有限公司制)测定5点，使用最小值。

对于莫尔条纹的评价，将手机(Vodafon V601SH)的液晶单元覆盖在测定了上述亮度后的背光单元上，用肉眼确认，用以下的5级评价基准进行评价。

莫尔条纹评价值

评价值1...能够明确地确认产生莫尔条纹，亮度均匀性也较低。

评价值2...亮度均匀性提高，但能够明确地确认产生莫尔条纹。

评价值3...莫尔条纹比较模模糊糊，但仍能够容易的确认存在莫尔条纹。

评价值4...经仔细观察能够确认莫尔条纹。

(评价值4.5...莫尔条纹的确认存在困难。)

评价值5...完全无法确认莫尔条纹。

在本发明的棱镜片中，不会降低背光单元、液晶显示装置的显示面的正面亮度，能够防止产生莫尔条纹，但正面亮度的提高与背光单元、液晶显示装置的莫尔条纹降低之间存在折衷的关系的状况不变。为了使本发明的效果更加明确，将针对每个恒定的莫尔条纹评价值使用的背光单元的正面亮度进行比较。由于几乎不产生莫尔条纹的状态的莫尔条纹评价值为4以上，因此，在实用方面没有问题的等级为4以上，针对4、4.5的各莫尔条纹评价值，对于实施例和比较例分别表示背光单元的正面亮度的值的测定值。

表1表示莫尔条纹评价值为4时的评价结果，表2表示莫尔条纹评价值为4.5时的评价结果，作为参考数据，表3表示莫尔条纹评价值为3.5时的评价结果。另外，为了设定正面亮度良好的光扩散层，与以往相比，优选至少调整为光扩散层的雾度处于40％～95％的范围，因此，本次的实施例、比较例的制作也以满足上述雾度为中心。

表1

莫尔条纹评价值为4时

表2

莫尔条纹评价值为4.5时

表3

莫尔条纹评价值为3时

由表1及表2可知，对于各个莫尔条纹评价值，采用在光扩散层中含有多孔性粒子的实施例的棱镜片的实施例中，表现出背光单元的较高的正面亮度。相对于此，采用在光扩散层中含有以往的树脂粒子的比较例的棱镜片的实施例中，正面亮度未达到2000(cd/m²)，通过采用本发明的棱镜片，能够将正面亮度提高5～13％。由出射光特性及表3可知，在欲使用以往的棱镜片将背光单元的正面亮度维持在2000(cd/m²)以上时，导致莫尔条纹评价值降低到3以下。即使采用以往的其他树脂粒子，状况也大致相同。

实施例3～5

多孔性粒子的粒径与光扩散层的膜厚的关系

为了调查多孔性粒子的体积平均粒径与光扩散层的膜厚的关系，制作以下的扩散层用涂料。

扩散层用涂料(j)的调制工序

甲苯                              280质量份

环己酮                            80质量份

不定形多孔性硅石‘Sylysia430’    30质量份

[平均孔径：17nm、微孔容积：1.25ml/g、

平均粒径(采用激光法测得)：4.1μm、富士Silysia化学工业公司制]

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic WDU-938’ 330质量份

[固态成分50％、DIC公司制]

防静电剂‘Nopcostat SN A-2’      2质量份

[咪唑啉型阳离子性防静电剂、San Nopco公司制]

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’      40质量份

[固态成分75％、HDI类、固态成分中的有效NCO含量17％、日本聚酰压胺工业公司制]

利用分散搅拌机将以上成分混合，获得扩散层用涂料(j)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为15％(质量比)。

与实施例1、2、比较例1～7同样地使用厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，在基体的一个面形成规定的棱镜形状之后，在其另一个面，以烘干膜厚为7、5、9μm的方式涂敷上述扩散层用涂料(j)，将用热风烘干而获得扩散层的烘干涂膜的制件分别作为实施例3、4、5的棱镜片。为了在上述涂敷工序结束之后促进固化反应，在40℃恒温室中保管48小时。

表4表示结果。

表4

通过像实施例3那样地使光扩散层厚度为7μm(膜厚/粒径＝1.7)，表现出更高的正面亮度。另一方面，像实施例4那样地将光扩散层厚度减薄至5μm(膜厚/粒径＝1.22)左右时，因扩散层的出射光特性的影响导致扩散光自正面的偏转变大，存在正面亮度降低的倾向，在像实施例5那样地将光扩散层厚度增厚至9μm(膜厚/粒径＝2.2)时，虽然获得较高的正面亮度，但是在膜的薄型化方面很不利。这样地含有多孔性硅石的光扩散层的厚度优选被设定为多孔性硅石的平均粒径的1～2.5倍的范围内，若是在1.5倍～2倍的范围内则更优选。

实施例6实施例7

球形的多孔性粒子与不定形的多孔性粒子的比较

为了比较不定形的多孔性粒子和球形的多孔性粒子，制作采用以下的球形多孔性粒子的扩散层用涂料。

扩散层用涂料(k)的调制工序

甲苯                                    250质量份

环己酮                                  72质量份

球状多孔性硅石‘Sylosphere C-1504’     27质量份

[微孔容积：1.5ml/g、平均粒径(采用激光法测得)：4μm、富士Silysia化学工业公司制]

丙烯酸树脂溶液‘Acrydic WD U-938’      300质量份

防静电剂‘Nopcostat SN A-2’            2质量份

聚异氰酸酯溶液‘Coronet HL’            40质量份

利用分散搅拌机将以上成分搅拌混合，获得扩散层用涂料(k)。此时，树脂粒子相对于树脂粘合剂的固态成分的添加量为15％(质量比)。

与实施例1、2、比较例1～7同样地使用厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，在基体的一个面形成规定的棱镜形状之后，在其另一个面，将以烘干膜厚为6μm的方式涂敷扩散层用涂料(j)的制件作为实施例6的棱镜片，将以烘干膜厚为6.5μm的方式涂敷扩散层用涂料(k)的制件作为实施例7的棱镜片。

表5表示结果。

表5

由表5可明确，多孔性的不定形粒子的扩散效率优于多孔性的球形粒子，能够以少于通常的添加量抑制莫尔条纹。另外，虽然是多孔性粒子，但是，一般认为与不定形粒子相比，球形粒子使入射光偏转至指定方向的倾向更加强烈，结果，正面亮度降低。

通过使用采用了本发明的棱镜片的背光单元，例如没有降低背光单元、液晶显示装置的显示面的亮度，就能有效地抑制产生莫尔条纹。并且，以往，除抑制莫尔条纹之外，出于亮度均匀化、视场角增加等目的而采用上扩散膜，但本发明的棱镜片能够在维持液晶显示面的亮度的同时、实现这些以往上扩散膜所起到的功能。实际上，在液晶显示装置薄型化的要求和制约下，背光单元、液晶显示面的亮度提高在几％的水平上存在争论，对于能够在维持正面亮度的同时、抑制莫尔条纹本，发明的棱镜片的意义极大。

Claims (9)

1.一种棱镜片，其特征在于，

在其一个面具有棱镜列，在其另一个面具有含有多孔性粒子的光扩散层。

2.根据权利要求1所述的棱镜片，其特征在于，

上述棱镜片在透光性基体的一个面具有棱镜列，而且，在其另一个面具有含有树脂粘合剂和多孔性粒子的光扩散层。

3.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，

上述光扩散层的膜厚为上述多孔性粒子的体积平均粒径的1～2.5倍。

4.根据权利要求3所述的棱镜片，其特征在于，

上述光扩散层的膜厚为2～10μm。

5.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，

上述棱镜列的顶角为50°～80°。

6.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，

上述多孔性粒子的微孔容积为0.1～3ml/g，平均孔径为1～50nm。

7.根据权利要求1或2所述的棱镜片，其特征在于，

上述多孔性粒子为多孔性硅石。

8.一种液晶显示装置用背光单元，其特征在于，

在导光板的至少单侧端面侧配置光源，而且，将权利要求1或2所述的棱镜片配置在导光板的至少单侧出射面侧，并使上述棱镜片的棱镜的棱朝向导光板的出射面侧。

9.一种液晶显示装置，其特征在于，

采用权利要求8所述的背光单元。

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