CN112771441A - 使用了各向异性光学膜的导光层叠体及使用了该导光层叠体的显示装置用面状照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光层叠体、以及使用了该导光层叠体的显示装置用面状照明装置，该导光层叠体即使不进行导光板的微调整也不降低出射光的对比度，且具有视角广的特性。一种导光层叠体，其包含导光板以及至少1个各向异性光学膜，其特征在于，所述导光板具有使光入射到所述导光板内部的入射面、以及从所述入射面入射的光在所述导光片内反射和折射后射出的出射面，从所述出射面射出的光的出射强度最大的方向与所述出射面的法线方向所成的角度小于20°，所述各向异性光学膜是根据光入射到所述各向异性光学膜的角度，使入射的光的直线方向的透射光量/入射的光的光量即直线透射率发生变化的膜，所述各向异性光学膜直接或隔着其他层而层叠于所述出射面，所述各向异性光学膜包含基质区域和包含多个结构体的结构区域，在光从所述出射面的出射强度最大的方向上射出的光入射到所述各向异性光学膜时的所述各向异性光学膜的直线透射率为30％以下。

Description

使用了各向异性光学膜的导光层叠体及使用了该导光层叠体 的显示装置用面状照明装置

技术领域

本发明涉及透射型显示装置、反射型显示装置等中使用的、使用了各向异性光学膜的导光层叠体、和使用了上述导光层叠体的显示装置用面状光源照明装置。

背景技术

近年来，内置照明装置的显示装置强烈要求薄型、轻量、低耗电。作为这样的显示装置，正在普及具备用于使来自光源的照明光在显示面板内的亮度、照射方向均匀的导光板的类型。

在组合有光源和导光板的显示装置用照明装置中，在显示面板(包含导光板)的端面部具备光源并作为显示面板的照明光的显示装置用照明装置被称为边缘型照明方式，容易薄型化、轻量化。进而，以削减耗电为目的，具有即使减少光源的数量，光源间的暗部也不会成为显示面板的显示面内的暗部这样的优点。具有这样的优点的边缘型照明方式多用作液晶显示装置的显示装置用照明装置。

另外，在边缘型照明方式中，有边缘型前光源和边缘型背光源。边缘型前光源的导光板配置在显示面板的观看侧，边缘型背光源的导光板配置在显示面板的背面侧(与显示面板的观看侧为相反侧)。

用于边缘型照明方式的导光板通过将入射到导光板端面并在导光板内传播的光利用例如形成于导光板的与光出射面(与显示面板对置的面)相反侧的面(光偏转面)的光偏转要素来改变光的传播方向，从而从光出射面取出。

已知光偏转要素可通过将白色的油墨印刷为点状的方法(专利文献1)、利用喷墨法形成微透镜的方法(专利文献2)、使用激光烧蚀法形成凹陷的方法(专利文献3)、使用模具形成凹凸的方法(专利文献4)等形成。

从显示装置的画面显示性能的观点出发，从导光板射出的出射光优选按照以导光板表面的法线方向(正面方向)为中心扩展至一定的角度范围的方式射出。在此，作为用于在导光板的光出射面的法线方向上得到足够强度的出射光的方法，提出了例如应用上述光偏转要素的形成，或者在导光板的光出射面和/或光偏转面上配置距作为光入射部的导光板端面的法线方向的角度越大则衍射效率越大那样的衍射光栅的方法(专利文献5)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-241590号公报

专利文献2：日本特开2013-185040号公报

专利文献3：国际2015/178391号公报

专利文献4：日本特开平5-210014号公报

专利文献5：日本特开2006-228595号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，对于在光出射面整面上在靠近法线方向的角度具有出射强度的峰值的导光板而言，作为显示装置用的导光板，在显示器的一般的观看方向即法线方向上亮度高，在这一点上优异，但为了将出射强度的峰值设为法线附近，一般而言，光偏转要素的形状复杂。因此，对于这样的导光板，为了扩大视角而进行出射光特性的微调整，需要重新设计光偏转要素，存在导致制造成本和前置时间(lead time)增大的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种通过组合特定的导光板和各向异性光学膜，从而即使不进行所述导光板的微调整，也不会降低出射光的对比度，且具有视角广的特性的导光层叠体、以及使用了该导光层叠体的显示装置用面状照明装置。

用于解决课题的手段

关于上述课题，本发明人等进行了深入研究，结果发现，将从出射面射出的光的出射强度最大的方向与出射面的法线方向所成的角度小于20°的导光板、和所述出射强度最大的方向的光入射时的直线透射率为30％以下的各向异性光学膜直接或隔着其他层层叠而成的导光层叠体解决上述课题，从而完成了本发明。

即，

本发明(1)是一种导光层叠体，其包含导光板以及至少1个各向异性光学膜，其特征在于，

上述导光板具有：使光入射到上述导光板的内部的入射面、以及

从上述入射面入射的光在上述导光板内反射和折射后射出的出射面，

从上述出射面射出的光的出射强度最大的方向与上述出射面的法线方向所成的角度小于20°，

上述各向异性光学膜是根据光入射到上述各向异性光学膜的角度，使入射的光的直线方向的透射光量/入射的光的光量即直线透射率发生变化的膜，

上述各向异性光学膜直接或隔着其他层而层叠于上述出射面，

上述各向异性光学膜包含基质区域和包含多个结构体的结构区域，

在光从上述出射面的出射强度最大的方向上射出的光入射到上述各向异性光学膜时的上述各向异性光学膜的直线透射率为30％以下。

本发明(2)是如上述发明(1)的导光层叠体，其特征在于，上述多个结构体的散射中心轴方向与上述光的出射强度最大的方向所成的角度为25°以下。

本发明(3)是如上述发明(1)或(2)的导光层叠体，其特征在于，在与上述出射面为相反侧的面即光偏转面上具有多个大小为50μm以下、深度为50μm以下的凹型的光偏转要素。

本发明(4)是如上述发明(1)或(2)的导光层叠体，其特征在于，在与上述出射面为相反侧的面即光偏转面上具有多个大小为50μm以下、高度为50μm以下的凸型的光偏转要素。

本发明(5)是如上述发明(1)～(4)的导光层叠体，其特征在于，上述其他层包含偏光板、相位差板中的至少任一种。

本发明(6)是一种显示装置用面状照明装置，其特征在于，包含上述发明(1)～(5)中任一项的导光层叠体以及光源。

发明效果

根据本发明，能够提供即使不进行导光板的微调整，也不会降低出射光的对比度，且具有视角广的特性的导光层叠体、以及使用了该导光层叠体的显示装置用面状照明装置。

附图说明

图1是表示本发明涉及的导光层叠体的结构例的剖视图。

图2是表示导光板内的光的行进的示意图。

图3是表示导光板的表面结构的放大图。

图4是例示凹型点结构的形状的俯视图及剖视图。

图5是表示导光板中的点结构的分布例的示意图。

图6是表示导光板的光学行为的说明图。

图7是表示具有立柱结构和百叶结构的多个各结构体的各向异性光学膜的结构和入射到这些各向异性光学膜中的透射光的情况的一例的示意图。

图8是表示各向异性光学膜的光扩散性的评价方法的说明图。

图9是表示向图7所示的立柱结构和百叶结构的各向异性光学膜中的入射光角度与直线透射率的关系的图表。

图10是用于说明在各向异性光学膜中的扩散区域和非扩散区域的图表(光学曲线)。

图11是用于说明在各向异性光学膜中的散射中心轴的3维坐标显示。

具体实施方式

1.主要用语的定义

在本说明书中，有时将“从出射面射出的光的出射强度最大的方向与上述出射面的法线方向所成的角度”的表述不做任何说明而表现为“出射强度最大的角度”。

在本说明书中，有时将“在各向异性光学膜中所包含的多个结构体”和“在各向异性光学膜中所包含的包含多个结构体的结构区域”的表述不做任何说明而分别表现为“多个结构体”、“结构区域”。

“直线透射率”一般涉及入射到各向异性光学膜的光的直线透射性，是在光从某个入射光角度入射时，入射的光的直线方向的透射光量与入射的光的光量的比率，由下述式表示。

直线透射率(％)＝(直线透射光量/入射光量)×100

“立柱结构”表示各向异性光学膜中的多个结构体的截面形状的长宽比为1以上且小于2的结构。需要说明的是，所述截面形状是基于与所述多个结构体的取向方向正交的平面得到的所述多个结构体的截面形状。

需要说明的是，在本发明中，在截面形状具有长径(长轴)和短径(短轴)的情况下，以长径/短径作为长宽比，截面形状为大致圆形，在无法有意地规定长径和短径的情况下，长径和短径均相当于圆的直径，将该情况下的长宽比设为1。

“百叶结构”是表示各向异性光学膜中的多个结构体的截面形状的长径(长轴)与短径(短轴)之比即长宽比为2以上的结构。需要说明的是，所述截面形状与“立柱结构”的情况相同。

2.导光层叠体

2-1.导光层叠体的构成

本发明涉及的导光层叠体包含导光板和至少1个各向异性光学膜。为了调整所述导光层叠体的光学特性，可以组合使用多个光扩散性不同的各向异性光学膜。

所述各向异性光学膜直接或隔着其他层而层叠于后述的所述导光板的出射面。

所述其他层只要不阻碍本发明的效果，就没有特别限定。所述其他层例如可以举出用于将导光板和各向异性光学膜接合的粘合剂层、偏光板、相位差板等，可以将它们单独使用或组合多个使用。将导光层叠体的结构例示于图1的(a)～(e)。需要说明的是，对于粘合剂层，虽然省略了图示，但可以层叠在各层之间。

所述粘合剂层的材质、厚度只要不妨碍本发明的效果，就没有特别限定。只要能够固定导光板2、各向异性光学膜3等即可，能够选择适合导光板等被粘物的粘合剂层。另外，所述粘合剂层可以为粘接剂。

偏光板4是仅限使从导光板2射出的出射光在特定方向上偏光或偏振了的光通过的板，例如在用作使用了本发明的导光层叠体的液晶显示装置用面状照明装置的情况下使用。本发明中使用的偏光板4没有特别限定，可以根据所期望的导光层叠体1的光学特性来进行选择。

相位差板5是例如用于液晶显示器的光学补偿的材料，出于防止以因双折射性引起的光学变形、因视角方向引起的调制为由而引起的显示的着色等视角依赖性的产生的目的而使用。本发明中使用的相位差板5没有特别限定，可以根据所期望的导光层叠体1的光学特性来进行选择。

另外，在作为导光板2的出射面的相反侧的表面即光偏转面25上可以层叠密封层6、反射板等。

所述密封层6例如密封光偏光面的表面的光偏转要素22。所述密封层6能够防止由于光偏转要素22损伤或附着灰尘等而导光层叠体1的光学特性降低。

2-2-1.导光板

2-1-1-1.导光板的结构

本发明涉及的导光板具有一个以上使从至少1个光源发出的光入射到导光板内部的入射面。另外，具有至少1个使所入射的光在导光板内传播并从导光板射出的出射面。在边缘型照明方式的情况下，所述入射面是导光板的端面。

所述入射面并不限定于单个，也可以具有多个，出于提高导光板的出射强度的目的，能够配置多个光源。

所述导光板和光源可以相邻地配置，也可以隔开间隔地配置。从光源发出的光不易衰减的观点，另外，从显示装置的小型化的观点出发，优选光源和导光板相邻地配置。

另外，从光源发出的光可以直接入射到导光板，也可以经由反射镜、导光材料等间接地入射。

所述导光板具有：将从光源入射的光在其内部反射而向导光板外射出的出射面；以及光偏转要素，其用于使在导光板内部传播的光在出射面方向上反射、折射，并使其从出射面射出。在所述导光板内部传播的光通过光偏转要素在出射面方向上反射、折射，从出射面射出。

关于设置所述光偏转要素的位置，只要使在导光板内传播的光向出射面方向反射，不阻碍作为导光板的功能，就没有限定。在使用导光板的液晶显示装置的情况下，优选宽的出射面整体的出射光的强度均匀，因此光偏转要素优选设置于与出射面相对的相反侧的导光板表面即光偏转面。

图2(a)示出了使光源10与导光板所使用的材质的透明板7的端面邻接，使光入射的情况下的板内的光的行进。入射到板内的光一边通过全反射在透明板7的内部反射一边行进，从与光源10为相反侧的端面射出。由于光在板内面被全反射，因此无法从导光板中的主面71射出。

接着，使用图2(b)，对光偏转要素22进行说明。

从设置于导光板侧面(图2(b)的导光板端面26)的光源10入射到导光板2的光一边在导光板内面反复进行全反射一边在导光板内前进。在导光板2设置有多个在光进行全反射时改变反射角度的光偏转要素22(在图2(b)中，作为光偏转要素22的一个例子，设置有作为凹型结构的光偏转要素)，由所述光偏转要素22改变了反射角度的光从出射面21向外部射出。所述光偏转要素22设置于导光板2的主面的一方、即与出射面为相反侧的面即光偏转面25。

导光板由板、膜等透明部件、或这些部件的层叠物构成。导光板的材质只要是透明部件即可，例如可举出透明树脂、玻璃等，优选透明树脂，更优选透明性高的热塑性树脂。作为透明性高的热塑性树脂，例如可举出聚烯烃系树脂、乙烯基系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯系树脂、聚醚系树脂等。其中，从透明性的观点出发，优选在可见光区域没有波长的吸收区域的聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂。

改变所述导光板内的光的反射角度的光偏转要素的结构没有特别限定，优选为具有多个作为凹型或凸型结构的点结构，更优选为凹型点结构。这些结构可以单独使用，也可以组合使用多个结构。需要说明的是，凹型表示相对于导光板表面为凹型形状，凸型表示相对于导光板表面为凸型形状。图3(a)是表示凹型点结构的例子，对于作为与导光板2的出射面21为相反侧的面的光偏转面25表面，形成有多个半球状的凹型光偏转要素23。图3(b)是表示凸型点结构的例子，对于导光板2的光偏转面25表面，形成有多个半球状的凸型光偏转要素24。

所述光偏转要素优选为大小为50μm以下、高度或深度为50μm以下的凹型或凸型的点结构，更优选为大小和深度为50μm以下的凹型点结构。由此，在将本发明涉及的导光层叠体作为前光源使用的情况下，能够防止所述光偏转要素结构被观察到。

以下，对将所述光偏转要素的结构设为作为优选例的凹型点结构的情况进行详细记载。

如上所述，所述凹型点结构的大小和深度优选为50μm以下。

将所述凹型点结构的形状例示于图4的(a)～(g)中。所述凹形点结构并不限定于此。通过这样设置所述凹形点结构，能够使光变得容易扩散，因此能够提高出射面内的光的均匀性。这些形状、大小以及深度可以统一为一种，也可以组合多种。

就图4的(a)～(g)所示的所述凹型点结构而言，导光板光偏转面为凹型点结构，但也可以设为凸型点结构。

在此，凹型点结构的大小可以设为图4的(a)～(g)所示的长度即X。X表示面向光的行进方向的凹型点结构的长度，有助于凹型点结构对于光的性能。另外，凹形点结构的深度能够设为从具有凹形点结构的平面A-A起到凹形点结构的最深的位置为止的距离。

在此，在上述凸型点结构的情况下，凹型点结构的“深度”成为“高度”。在该情况下，高度能够设为从具有凸型点结构的平面起到凸型点结构的最高的位置为止的距离。

另外，所述凹型点结构的大小和深度分别以50μm为上限，能够根据距光源的距离而变化。例如，能够使所述凹形点结构的大小和深度随着远离光源而连续地增大。在该情况下，在离光源近而光强的位置，从出射面射出的光量小，随着远离光源部件而射出的光量增大，因此能够提高射出的光的光量的均等性。

另外，也可以仅在想要射出更强的光的部分形成大尺寸的凹型点结构，也可以形成仅一部分结构不同的点结构，以便呈现仅一部分不同的外观。

所述点结构能够在导光板表面随机配置多个，或者能够以随着从靠近导光板2的光源10的一侧向远侧远离而点结构的分布密度变高的方式配置{图5(a)}。例如，所述分布密度在最靠近光源10的区域设为50个/mm²左右，在最远离光源的区域设为300个/mm²左右。通过这样操作，能够提高出射面内的光的出射均匀性。

需要说明的是，在导光板2的其他侧部也设置光源11的情况下{图5(b)}，由于能够提高所述出射面内的光的出射均匀性，因此能够适当地调整上述的点结构的配置、分布密度。

2-1-1-2.导光板的特性

本发明中的导光板的出射面内的从导光板射出的出射光的出射强度最大的方向与出射面的法线方向所成的角度θ_LGmax(图6)小于20°。在所述角度处于这样的范围的情况下，通过与后述的各向异性光学膜组合，从而制成导光层叠体，能够不降低出射光的对比度而具有视角广的特性。

2-1-1-3.导光板的制造方法

在导光板的任一面上形成有改变光的反射角度的光偏转要素。作为所述光偏转要素的制作方法，没有特别限定，可以使用公知的方法。例如可以举出超声波加工、加热加工、激光加工、切削加工、基于纳米压印的加工等加工方法。例如，在通过超声波加工制作凹型点结构的情况下，通过对导光板材料垂直地按压超声波加工模具(horn)，该超声波加工模具在前端面排列有具有使凹型点结构反转而成的形状的凸型点结构，从而能够转印点结构的形状而形成凹型点结构。

另外，点结构也能够通过丝网印刷(screen printing)、丝印(silk printing)等来制作。

需要说明的是，点结构可以使用预先以能够形成点结构的方式制作的模具等，在导光板的成形时，同时成形凹型形状或凸型形状。

2-1-2.各向异性光学膜

2-1-2-1.各向异性光学膜的结构

基于本发明的各向异性光学膜直接或隔着其他层而层叠于所述导光板的出射面，具有使从所述导光板射出的光在特定的入射光角度扩散的作用。即，所述各向异性光学膜的特征在于，光的扩散性根据入射光角度而变化。

本发明涉及的各向异性光学膜的扩散性，可以根据光入射到所述各向异性光学膜的角度，作为入射的光的直线方向的透射光量/入射的光的光量即直线透射率来表示。即，在直线透射率高的情况下，入射到各向异性光学膜的光中，直线透过的光的成分多，扩散性低。在直线透射率低的情况下，所述入射的光中直线透过的成分少，扩散性提高。

本发明涉及的各向异性光学膜包含基质区域和包含多个结构体的结构区域。以下，一边参照图7～图10，一边对该结构体进行详细说明。

图7是表示具有由立柱(大致柱状)结构及百叶(大致板状)结构的多个结构体构成的结构区域的各向异性光学膜的结构、和入射到这些各向异性光学膜的透射光的情况的一例的图。图8是表示各向异性光学膜的光扩散性的评价方法的说明图。图9是表示向图7所示的具有立柱结构和百叶结构的各向异性光学膜的入射光角度与直线透射率的关系的图表。图10是用于说明扩散区域和非扩散区域的图表(光学曲线)。

各向异性光学膜是在膜的膜厚方向上形成有由折射率与膜的基质区域不同的多个结构体构成的结构区域的膜。

所述结构区域可以遍及从所述各向异性光学膜的一个表面到另一个表面的整个区域形成，也可以部分地或断续地形成。

所述结构体的截面形状没有特别限制，例如有如图7(a)所示，在基质区域31a中形成有立柱结构体32a的各向异性光学膜(立柱结构的各向异性光学膜3a)，该立柱结构体32a形成为长径与短径的长宽比小的大致柱状(例如棒状)且折射率与基质区域不同；如图7(b)所示，在基质区域31b中形成有百叶结构体32b的各向异性光学膜(百叶结构的各向异性光学膜3b)，该百叶结构体32b形成为长宽比大的大致板状且折射率与基质区域不同。

这些结构区域的形状可以仅由单一的形状构成，也可以组合使用多个形状。例如，也可以使所述立柱结构体和所述百叶结构体混合存在。由此，能够宽泛地调整光学膜的光学特性、特别是直线透射率、扩散性。

这些结构区域的取向方向也可以相对于膜的法线方向具有倾角。由此，入射光在靠近从法线方向倾斜预定角度的方向上的入射光角度范围(扩散区域)中被强烈地扩散，但在其以上的入射光角度范围(非扩散区域)中扩散变弱，能够具有直线透射率提高这样的性质。在本发明的导光层叠体中，显示出如下显著的效果：在导光板的出射光的出射强度最大的方向与所述结构区域的多个结构体的散射中心轴方向所成的角度为25°以下的情况下，能够不降低出射光的对比度而具有视角广的特性。

2-1-2-2.各向异性光学膜的特性

具有上述结构的各向异性光学膜是根据向该膜的入射光角度的不同而光扩散性不同的光扩散膜、即具有入射光角度依赖性的光扩散膜。以预定的入射角度入射到该各向异性光学膜的光，在与折射率不同的区域的取向方向(例如，立柱结构中的立柱结构体32a的延伸方向(取向方向)、百叶结构中的百叶结构体32b的高度方向)大致平行的情况下优先扩散，在不与该方向平行的情况下优先透射。

在此，参照图8和图9，对各向异性光学膜的光扩散性进行更具体的说明。在此，以上述的立柱结构的各向异性光学膜3a和百叶结构的各向异性光学膜3b的光扩散性为例进行说明。

光扩散性的评价方法如下进行。首先，如图8所示，将各向异性光学膜3a、3b配置在光源40与检测器41之间。在本实施方式中，将来自光源40的照射光I从各向异性光学膜3a、3b的法线方向入射的情况设为入射光角度0°。另外，各向异性光学膜3a、3b被配置为能够以直线L为中心任意地旋转，光源40和检测器41被固定。即，根据该方法，通过在光源40与检测器41之间配置样品(各向异性光学膜3a、3b)，一边以样品表面的直线L为中心轴改变角度一边测定在样品中直进透射并进入检测器41的直线透射光量，由此能够计算每个入射角的直线透射率。

对于各向异性光学膜3a、3b，分别评价选择图7的TD方向(各向异性光学膜的宽度方向)作为图8中示出的旋转中心的直线L时的光扩散性，将得到的光扩散性的评价结果示于图9。

图9表示使用图8所示的方法测定的图7所示的各向异性光学膜3a、3b所具有的光扩散性(光散射性)的入射光角度依赖性。图9的纵轴表示作为表示散射程度的指标的直线透射率{在本方式中，使预定光量的照射光从各向异性光学膜3a、3b的法线方向入射时，向与入射方向相同的方向射出的光的光量的比例，更具体而言，直线透射率＝(具有各向异性光学膜3a、3b时的检测器41的检测光量即直线透射光量/没有各向异性光学膜3a、3b时的检测器41的检测光量即入射光量)×100}，横轴表示向各向异性光学膜3a、3b的入射光角度。

图9中的实线表示立柱结构的各向异性光学膜3a的光扩散性，虚线表示百叶结构的各向异性光学膜3b的光扩散性。需要说明的是，入射光角度的正负表示使各向异性光学膜3a、3b旋转的方向相反。

如图9所示，各向异性光学膜3a、3b具有直线透射率根据入射光角度而变化的光扩散性的入射光角度依赖性。在此，如图9所示，将表示光扩散性的入射光角度依赖性的曲线称为“光学曲线”。

光学曲线并不直接表现光扩散性，但如果解释为由于直线透射率降低反而扩散透射率增大，则可以说大致显示光扩散性。

另外，在光学曲线中，将与在使向各向异性光学膜的入射光角度变化时，光扩散性(直线透射性)以其入射光角度为界具有大致对称性的光的入射光角度一致的方向称为“散射中心轴方向”，将该对称轴称为“散射中心轴”。需要说明的是，记为“具有大致对称性”是因为，在散射中心轴相对于各向异性光学膜的法线方向具有倾角的情况下，作为光学特性的光学曲线严格来说不具有对称性。需要说明的是，此时的入射光角度成为测定各向异性光学膜的光学曲线得到的、被光学曲线中的极小值夹着的大致中央部(扩散区域的中央部)。

结构区域的多个结构体的取向方向(延伸方向)优选形成为与散射中心轴方向平行，各向异性光学膜可以以具有所期望的直线透射率、扩散性的方式适当确定。需要说明的是，所谓散射中心轴方向与柱状区域的取向方向平行，只要满足折射率定律(Snell定律)即可，不需要严格地平行。

Snell定律是：在光从折射率n1的介质向折射率n2的介质的界面入射时，在该入射光角度θ1与折射角θ2之间，n1sinθ1＝n2sinθ2的关系成立。例如，当设为n1＝1(空气)、n2＝1.51(各向异性光学膜)时，在入射光角度为30°的情况下，结构区域的取向方向(折射角)为约19°，但即使像这样入射光角度与折射角不同，只要满足Snell法则，在本发明中也包含在平行的概念中。

接着，参照图11，进一步对各向异性光学膜中的散射中心轴P进行说明。图11是用于说明各向异性光学膜中的散射中心轴P的3维坐标显示。

对于上述散射中心轴，根据图11所示那样的3维坐标显示，在将各向异性光学膜的表面设为xy平面，将法线设为z轴时，能够通过极角θ和方位角

来表现。即，图11中的Pxy可以称为投影到上述各向异性光学膜表面的散射中心轴P的长度方向。

在此，将各向异性光学膜的法线(图11所示的z轴)与上述多个结构体的取向方向(取向方向与散射中心轴方向包含在上述叙述的平行的概念中的情况下)所成的极角θ(-90°＜θ＜90°)定义为本发明中的散射中心轴角度。对于多个结构体的取向方向，在制造这些结构体时，通过改变照射到片状的包含光聚合性化合物的组合物的光线的方向，能够调整为所期望的角度。

在本发明涉及的各向异性光学膜中包含多个散射中心轴的情况下，优选包含多个散射中心轴的每一个与取向方向为上述平行的关系的所述多个结构体。

对于光学曲线，在通常的各向同性的光扩散膜中，显示以0°附近为峰值的山型的光学曲线。另一方面，在各向异性光学膜3a、3b中，如图9所示那样，若将立柱结构体32a、百叶结构体32b的各向异性光学膜的散射中心轴方向相对于法线方向的角度设为0°(在该情况下，从图7来看，多个结构体的取向方向也为0°)，则显示在0°附近(-20°～+20°)的入射光角度时直线透射率小，随着入射光角度(的绝对值)变大而直线透射率变大的谷形的光学曲线。

这样，各向异性光学膜具有如下性质：入射光在靠近散射中心轴的入射光角度范围被强烈地扩散，但在其以上的入射光角度范围中扩散变弱，直线透射率提高。以下，将与最大直线透射率和最小直线透射率的中间值的直线透射率对应的2个入射光角度的角度范围称为扩散区域，将除此以外的入射光角度范围称为非扩散区域(透射区域)。

在此，参照图10，以百叶结构的各向异性光学膜3a为例对扩散区域和非扩散区域进行说明。图10示出图9的百叶结构的各向异性光学膜3b的光学曲线，但如图10所示，与最大直线透射率(在图10的例子中，直线透射率为约78％)和最小直线透射率(在图10的例子中，直线透射率为约6％)的中间值的直线透射率(在图10的例子中，直线透射率为约42％)对应的2个入射光角度之间(图10所示的光学曲线上的2个黑点的位置的2个入射光角度的内侧)的入射光角度范围为扩散区域，除此以外(图10所示的光学曲线上的2个黑点的位置的2个入射光角度的外侧)的入射光角度范围为非扩散区域。

需要说明的是，在本发明中，由于将各向异性光学膜与导光板组合使用，因此将直线透射率为30％以下的入射光的角度范围(在光学曲线上2个直线透射率为30％以下的各入射光角度值间的范围)作为扩散性高的范围即“扩散范围”来进行处理。即，就本发明中的各向异性光学膜而言，在从导光板的出射面上的出射强度最大的方向存在入射的情况下，其直线透射率成为30％以下，因此，对于来自上述导光板的出射面上的出射强度最大的方向的光，可以说是高扩散性。

在立柱结构的各向异性光学膜3a中，观察图7(a)的透射光的情况可知，透射光为大致圆形状，在MD方向和TD方向上显示大致相同的光扩散性。即，在立柱结构的各向异性光学膜3a中，光的扩散具有各向同性。

另外，如图9的实线所示，即使改变入射光角度，光扩散性(特别是在非扩散区域与扩散区域的边界附近的光学曲线)的变化也比较平缓，因此具有不产生亮度的急剧变化、晃眼的效果。

但是，在各向异性光学膜3a中，与图9的虚线所示的百叶结构的各向异性光学膜3b的光学曲线相比可知，由于在非扩散区域中的直线透射率低，因此也存在显示特性(亮度、对比度等)稍微降低这样的问题。

另外，立柱结构的各向异性光学膜3a与百叶结构的各向异性光学膜3b相比，还存在扩散区域的宽度也窄这样的问题。

另一方面，在百叶结构的各向异性光学膜3b中，观察图7(b)的透射光的情况可知，透射光为大致针状，在MD方向和TD方向上光扩散性大不相同。即，在百叶结构的各向异性光学膜3b中，光的扩散具有各向异性。

具体而言，在图7所示的例子中，与立柱结构的情况相比，在MD方向上扩散更宽，但与立柱结构的情况相比，在TD方向上扩散更窄。

另外，如图9的虚线所示，当改变入射光角度时，(在本方式的情况下，在TD方向上)光扩散性(特别是，在非扩散区域与扩散区域的边界附近的光学曲线)的变化极其陡峭，因此在将各向异性光学膜3b应用于显示装置的情况下，会出现亮度的急剧变化、晃眼，有可能使视觉辨认性降低。

进而，百叶结构的各向异性光学膜也存在容易产生光的干涉(彩虹)这样的问题。

另一方面，在各向异性光学膜3b中，具有在非扩散区域中的直线透射率高、能够提高显示特性这样的效果。

如上所述，根据各向异性光学膜内的多个结构体的长宽比，各向异性光学膜的光学特性发生变化。即，通过调整所述长宽比，从而能够调整各向异性光学膜的光学特性。

在此，对于所述长宽比，在多个结构体中的将多个结构体的取向方向设为法线方向的平面上的截面形状具有长径(长轴)和短径(短轴)的情况下，将长径/短径设为长宽比，在截面形状为大致圆形且无法有意地规定长径和短径的情况下，长径和短径都相当于圆的直径，将该情况下的长宽比设为1。

所述直径的测定方法可以利用公知的方法进行测定。作为测定方法，例如可以用扫描型电子显微镜等观察随机选择的10个结构体的截面形状，测定各直径，根据其各平均直径，作为长宽比。

所述长宽比没有特别限定，但随着长宽比增大，有可能产生亮度的急剧变化、晃眼，因此优选为1以上且小于50，更优选为1以上且10以下，进一步优选为1以上且5以下。通过将上述长宽比设为这样的范围，能够抑制亮度的急剧的变化、晃眼，光的扩散性、集光性更优异。

另外，就所述各向异性光学膜而言，对于所述导光板的出射面内的出射强度最大的角度(小于20°)的入射光，其直线透射率为30％以下。即，由于扩散性强，因此能够增强法线方向的光的照度，能够不降低出射光的对比度而形成具有视角广的特性的导光层叠体。

进而，所述各向异性光学膜的多个结构体的散射中心轴方向与所述导光板的出射强度最大的方向所成的角度优选为25°以下，更优选为20°以下。由此，导光板出射光能够被强烈地扩散，但超过25°时，扩散性减弱，直线透射率提高。

而且，所述各向异性光学膜的多个结构体的取向方向与所述导光板的出射强度最大的方向所成的角度优选为17°以下，更优选为13°以下。由此，导光板出射光能够被强烈地扩散，但超过17°时，扩散性减弱，直线透射率提高。

2-1-2-3.各向异性光学膜的制造方法

本发明涉及的各向异性光学膜可以利用公知的方法制造，没有特别限定。作为本发明涉及的各向异性光学膜的适合的制造方法，例如，对于立柱结构的各向异性光学膜，可以使用国际公开WO2015/111523号公报中公开的制造方法，对于百叶结构的各向异性光学膜，可以使用日本特开2015-127819号公报中公开的制造方法。

2-2.导光层叠体的制造方法

本发明涉及的导光层叠体是将上述的导光板和各向异性光学膜直接或隔着其他层进行层叠。作为层叠方法，可以使用公知的方法。例如，可以举出在平板上进行的利用辊的贴合方法、穿过两个辊的间隙的贴合方法等。在包含粘合剂层等的情况下等，可以使用根据需要加热而贴合的方法等。

2-3.导光层叠体的用途

所述导光层叠体通过在导光板的侧面部(端面)设置光源，能够作为边缘型照明方式的显示装置用面状照明装置使用。光源可以设置于导光板的一个或多个侧面部(端面)。在多个侧面部设置光源的情况下，如上所述，能够调整导光板表面的点结构的分布密度。从装置的省尺寸化的观点出发，光源优选设置于一个侧面部。

所述光源可以使用公知的光源，没有特别限定。作为例子，可以举出棒状的冷阴极管、LED等。从省尺寸化、耗电的观点出发，优选LED光源。

所述显示装置用面状照明装置用于透射型显示装置、反射型显示装置。

实施例

接下来，通过实施例和比较例进一步具体地说明本发明，但本发明并不会受到这些例子的任何限制。

(导光板的制作)

本发明中使用的导光板，使用公知的纳米压印技术，制作在主面为130mm×90mm、厚度为2mm的PMMA的片材上，以约100个/mm²的密度存在大小为纵横均约10μm、深度约10μm的图4(f)所示的形状的凹型点结构的导光板。

(导光板面状照明装置的制作)

在上述制作的导光板出射面侧，隔着透明性有机硅粘着膜(NSA-50，株式会社NIPPA制造)贴合光学PET膜(A4100，东洋纺株式会社制造)。

接着，对于导光板的90mm边端部，以15mm的间隔设置5个LED光源(200mW)，制成导光板面状照明装置。

(导光板面状照明装置的光学特性评价)

点亮导光板面状照明装置的LED光源，利用变角光度计Goniophotometer(株式会社Genesia制造)测定从导光板的光出射侧的出射面或光偏转面的中心附近射出的光的照度(出射强度)，由此来评价导光板的光学特性。需要说明的是，在测定照度时，为了避免来自与测定的面为相反侧的面(出射面或光偏转面)的光的影响，使厚度2mm的黑色毛毡片(FU-714，和气产业株式会社制造)密合于相反侧的面来进行测定。

根据本测定，将显示出射面中的光的照度的最大值(出射强度的最大值)的出射光方向与出射面的法线方向所成的角度设为θ_LGmax。

接着，将在出射面中的光的照度测定值的图表(出射光曲线)中的FWHM(FullWidth Half Maximum，半峰宽)作为光扩散性的指标即扩散宽度。

然后，将相对于导光板出射面的法线方向为±2°以内的照度测定值除以相对于光偏转面的法线方向为±2°以内的照度测定值，将所得的值作为表背对比度。

以上，将制成了导光板面状照明装置时的光学特性的评价结果示于表1。

[表1]

(各向异性光学膜的制作)

关于各向异性光学膜(LCF1～7)的制作方法，首先，对于立柱结构的各向异性光学膜，以国际公开WO2015/111523为参考设定各种条件，接着，对于百叶结构的各向异性光学膜，以日本特开2015-127819为参考设定各种条件，由此制作具有表2中记载的结构体的厚度40μm的各向异性光学膜(LCF1～8)。

[表2]

(各向异性光学膜的特性评价)

所制作的各向异性光学膜(LCF1～7)的特性评价如下实施。

(各向异性光学膜的厚度)

对于各向异性光学膜(LCF1～7)的厚度，通过用光学显微镜观察各向异性光学膜的厚度方向截面来测定。

(长宽比)

用光学显微镜观察各向异性光学膜(LCF1～7)的表面(制造时的紫外线照射侧)，测定任意10个结构的直径(直径、或长径和短径)，算出各自的平均值后，根据算出的直径算出长宽比(在具有长径和短径的情况下，为平均长径/平均短径；在仅直径的情况下设为1)。

(取向角)

对于各向异性光学膜(LCF1～7)的多个结构体的取向方向的角度(取向角)，通过观察各向异性光学膜的厚度方向截面来测定。

(散射中心轴角度、直线透射率)

使用图8所示那样的变角光度计Goniophotometer(株式会社Genesia制造)，进行实施例和比较例的各向异性光学膜的光学特性的评价。在接受来自固定光源的直行光的位置上固定检测器，在它们之间的样品架上设置各向异性光学膜(LCF1～7)的样品。如图8所示，以直线(L)为旋转轴使样品旋转，测定与各个入射光角度(包括直行光为各向异性光学膜平面的法线方向的0°在内)对应的直线透射光量，求出直线透射率。在此，图8所示的直线(L)是与图7所示的各结构中的TD方向相同的轴。需要说明的是，直线透射光量的测定在使用了可见度滤光器的可见光区域的波长下进行测定。

根据上述直线透射率制作光学曲线，根据该光学曲线，将具有大致对称性的入射光角度设为散射中心轴角度(θ_LCF)，获得了在导光板的光学特性评价中得到的、显示出射强度的最大值的出射光角度(-5°)时的直线透射率。

以上，将制作的各向异性光学膜(LCF1～7)的特性评价结果示于表2。

(各向同性散射体的制作)

如下制作比较用各向同性散射体。

相对于下述折射率1.47的丙烯酸系粘合剂组合物100质量份，适当添加作为折射率与粘合剂组合物不同的微粒的有机硅树脂微粒(Tospearl 145，迈图高新材料(Momentive Performance Materials)公司制造)，调整为所希望的雾度值。此时，利用搅拌器进行30分钟的搅拌，制成了微粒分散涂液。使用缺角轮涂布机将该涂液以溶剂干燥后的膜厚为40μm的方式涂布于脱模PET膜1(Cerapeel BX8A、东丽膜加工株式会社制造)上，使其干燥，制作带PET的各向同性散射体。进而，对于散射体表面，层压剥离力比脱模PET膜1高的厚度38μm的脱模PET膜2(Cerapeel BXE，东丽膜加工株式会社制造)，制作作为双面带PET的各向同性扩散粘着层的各向同性散射体(DA1和DA2)。

(丙烯酸系粘合剂组合物)

·丙烯酸系粘合剂(总固体成分浓度18.8％，溶剂：乙酸乙酯、甲基乙基酮)100质量份

(综研化学公司制造，商品名：SK-Dyne TM206)

·异氰酸酯系固化剂0.5质量份

(综研化学公司制造，商品名：L-45)

·环氧系固化剂0.2质量份

(综研化学公司制造，商品名：E-5XM)

(各向同性散射体的雾度值的评价)

雾度值的测定使用日本电色公司工业株式会社制造的雾度计NDH-2000，依据JISK7136进行测定。

以上，将制作的各向同性散射体(DA1和DA2)的雾度值的评价结果示于表3。

[表3]

各向同性散射体	雾度值
		DA1	50％
DA2	85％

(导光层叠体的制作)

在对上述得到的导光板的出射面贴合透明性有机硅粘着膜(NSA-50、株式会社NIPPA制造)后，对已贴合的粘着膜的表面贴合各向异性光学膜(LCF1～7)和各向同性散射体(DA1和DA2)，由此得到表4所示的导光层叠体(层叠体1、2、4～6、比较层叠体1～4)。

对于所制作的各导光层叠体，将所使用的各向异性光学膜和各向同性散射体的名称、各向异性光学膜的散射中心轴角度(θ_LCF)、显示出导光板出射强度最大值的出射光角度(θ_LGmax、-5°)时的各向异性光学膜的直线透射率、以及θ_LGmax与θ_LCF之差的绝对值即θ_LGmax-θ_LCF汇总于表中，并示于表4中。

[表4]

(导光层叠体面状照明装置的制作和导光层叠体面状照明装置的光学特性评价)

对于导光层叠体面状照明装置的制作，除了使用上述制作的导光层叠体(层叠体1、2、4～6、比较层叠体1～4)来代替上述导光板面状照明装置的制作中的导光板和透明性有机硅粘着膜以外，进行同样的操作，得到了表5所示的导光层叠体面状照明装置(实施例1～5、比较例1～4)。

另外，关于导光层叠体面状照明装置的光学特性评价，也使用上述制作的导光层叠体面状照明装置(实施例1～5、比较例1～4)来代替导光板面状照明装置，关于上述导光板面状照明装置中的出射面的评价，在导光层叠体面状照明装置中替换为各向异性光学膜或各向同性散射体侧的表面来进行评价，除此以外，与上述导光板面状照明装置的光学特性评价同样地进行，并进行了评价。

以上，将在导光层叠体面状装置中使用的导光层叠体的关系和作为导光层叠体面状照明装置时的光学特性评价结果示于以下的表5中。进而，在扩散宽度和表背对比度中，根据以下评价基准进行评价，并示于表5中。

(扩散宽度评价基准)

◎：55°以上，扩大扩散性的能力充分

○：50°以上且小于55°，具有扩大扩散性的能力

×：小于50°，扩大扩散性的能力不足

(表背对比度评价基准)

○：8.0以上，与导光板对比度同等。

×：小于8.0，对比度降低显著。

[表5]

(评价结果)

如表5所示，可知本发明实施例1～5与比较例1～4相比，能够在维持了导光板对比度水平的状态下，与扩散宽度的数值相比，扩大出射光的扩散性，即能够具有视角广的特性。

与此相对，在使用了雾度值为50％的各向同性散射体DA1的比较例1中，虽然能够维持导光板对比度水平，但无法观察到扩大扩散性的效果。另外，在使用了雾度值为85％的各向同性散射体DA2的比较例2中，虽然能够扩大扩散性，但确认到对比度降低。推测其原因是由为了将雾度值设为85％而大量添加的有机硅树脂微粒引起的后方散射。

另外，使用了显示出导光板出射强度最大值的出射光角度时的各向异性光学膜的直线透射率大于30％的LCF6和LCF7的比较例3和4中，虽然能够维持导光板对比度水平，但由于显示出导光板出射强度最大值的出射光角度时的各向异性光学膜的扩散性弱，因此无法扩大扩散性。

以上，本发明能够提供即使不进行导光板的微调整，也不降低出射光的对比度，且具有视角广的特性的导光层叠体、以及使用了该导光层叠体的显示装置用面状照明装置。

符号说明

1：导光层叠体

2：导光板

3：各向异性光学膜

3a：立柱结构的各向异性光学膜

3b：百叶结构的各向异性光学膜

4：偏光板

5：相位差板

6：密封层

7：透明板

10、11：光源

21：出射面

22：光偏转要素

23：凹型光偏转要素

24：凸型光偏转要素

25：光偏转面

26：导光板端面

31a、31b：基质区域

32a：立柱结构体

32b：百叶结构体

40：光源

41：检测器

71：主面。

Claims (6)

1.一种导光层叠体，其包含导光板以及至少1个各向异性光学膜，其特征在于，

所述导光板具有：使光入射到所述导光板的内部的入射面、以及

从所述入射面入射的光在所述导光板内反射和折射后射出的出射面；

从所述出射面射出的光的出射强度最大的方向与所述出射面的法线方向所成的角度小于20°，

所述各向异性光学膜是根据光入射到所述各向异性光学膜的角度，使入射的光的直线方向的透射光量/入射的光的光量即直线透射率发生变化的膜，

所述各向异性光学膜直接或隔着其他层而层叠于所述出射面，

所述各向异性光学膜包含基质区域和包含多个结构体的结构区域，

在光从所述出射面的出射强度最大的方向上射出的光入射到所述各向异性光学膜时的所述各向异性光学膜的直线透射率为30％以下。

2.根据权利要求1所述的导光层叠体，其特征在于，所述各向异性光学膜的多个结构体的散射中心轴方向与所述导光板的光的出射强度最大的方向所成的角度为25°以下。

3.根据权利要求1或2所述的导光层叠体，其特征在于，在所述导光板的与所述出射面为相反侧的面即光偏转面上具有多个大小为50μm以下、深度为50μm以下的凹型的光偏转要素。

4.根据权利要求1或2所述的导光层叠体，其特征在于，在所述导光板的与所述出射面为相反侧的面即光偏转面上具有多个大小为50μm以下、高度为50μm以下的凸型的光偏转要素。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的导光层叠体，其特征在于，所述其他层包含偏光板、相位差板中的至少任一种。

6.一种显示装置用面状照明装置，其特征在于，包含权利要求1～5中任一项所述的导光层叠体以及光源。

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