JP2004280044A - Light control film and back light using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶ディスプレイ等のバックライトに用いられる光制御フィルム、および当該光制御フィルムを用いたバックライトに関する。 The present invention relates to a light control film used for a backlight such as a liquid crystal display and a backlight using the light control film.
液晶ディスプレイ等のバックライトとして、導光板の少なくとも一端に光源を配置したエッジライト型のバックライト、若しくは、光拡散板の直下に光源を配置した直下型のバックライトが用いられている。エッジライト型のバックライトは、バックライト自身の厚みを薄くできるためノートパソコンなどに使用され、直下型のバックライトは、大きな輝度を得やすいため大型液晶テレビなどに使用される場合が多い。 As a backlight of a liquid crystal display or the like, an edge light type backlight in which a light source is disposed at least at one end of a light guide plate, or a direct type backlight in which a light source is disposed immediately below a light diffusion plate is used. Edge-light type backlights are used for notebook computers and the like because the thickness of the backlights themselves can be reduced, and direct-type backlights are often used for large-size liquid crystal televisions and the like because they can easily obtain large brightness.
これら従来のバックライトは、正面方向に対して傾いた方向に出射される成分が多く、特にエッジライト型のバックライトにおいてこの傾向が顕著である。このため、エッジライト型のバックライトを用いる液晶ディスプレイでは、導光板の光出射面側に光拡散性シートやプリズムシートなどの光学フィルムを複数枚組み合わせて配置し、出射光を正面方向に立ち上げることにより、正面方向の輝度を向上させている（例えば、特許文献１参照）。 These conventional backlights have many components emitted in a direction inclined with respect to the front direction, and this tendency is particularly remarkable in an edge light type backlight. For this reason, in a liquid crystal display using an edge light type backlight, a plurality of optical films such as a light diffusing sheet and a prism sheet are arranged in combination on the light emitting surface side of the light guide plate, and the emitted light rises in the front direction. Thereby, the brightness in the front direction is improved (for example, see Patent Document 1).
しかし、従来のバックライトにおいては、正面輝度を向上させるために、光拡散性シートやプリズムシートなどの光学フィルムを複数枚組み合わせて使用する必要があり、バックライトの薄型化、低コスト化に支障を生じていた。また、複数の光学フィルムを積層するため、光学フィルム間にニュートンリングが生じたり、光学フィルム同士が擦れて傷が発生するなどの問題があった。 However, in the conventional backlight, it is necessary to use a combination of a plurality of optical films such as a light diffusing sheet and a prism sheet in order to improve the front luminance, which hinders the reduction in thickness and cost of the backlight. Was occurring. In addition, since a plurality of optical films are laminated, there are problems such as generation of Newton's rings between the optical films, scratching between the optical films, and the like.
また、プリズムシートやレンズシートを含む従来の光制御フィルムは、幾何光学に基づいた表面設計によって正面（フィルム主平面と直交する面）に出射する光の割合を多くすることができるが、規則正しく配列する凸部に起因して干渉状パターンが現れやすく、またそれのみではぎらつき、見にくくなるという欠点がある。これを解消するためには、光拡散シート等との併用が必要となり、それにより上述したフィルム積層の問題や、全体的な輝度低下という問題も生じる。
本発明は、少ない枚数で、正面方向に対して進行方向が傾斜した光成分を正面方向に立ち上げ、正面輝度を向上させることのできる光制御フィルムを提供することを目的とする。
In the conventional light control film including the prism sheet and the lens sheet, the ratio of light emitted to the front surface (the surface orthogonal to the main plane of the film) can be increased by a surface design based on geometrical optics. There is a disadvantage that the interference pattern is likely to appear due to the protruding portion, and the pattern alone is glaring and difficult to see. In order to solve this, it is necessary to use together with a light diffusing sheet or the like, thereby causing the above-described problem of film lamination and a problem of a decrease in overall luminance.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light control film capable of raising the light component whose traveling direction is inclined with respect to the front direction in the front direction and improving the front luminance with a small number of sheets.
上記問題を解決するため本発明者は鋭意研究した結果、凹凸パターンを有する光制御フィルムを用い、凹凸の表面形状を制御することにより、フィルムに入射した光を効率的に正面方向に立ち上げることができ、より少ない枚数の光学フィルムで正面輝度を向上させることができることを見出しこれを解決するに至った。 In order to solve the above problem, the present inventor has conducted intensive studies, and as a result, using a light control film having a concavo-convex pattern, by controlling the surface shape of the concavo-convex pattern, it is possible to efficiently launch light incident on the film in the front direction. It has been found that the front luminance can be improved with a smaller number of optical films, and this has been solved.
即ち、本発明の光制御フィルムは、凹凸パターン面を有するものであって、前記光制御フィルムは、前記凹凸パターン面上の任意の点を通り主平面に垂直な断面の前記凹凸パターン面側縁形状を画定する曲線（以下断面曲線と称す）について、前記光制御フィルムの主平面に対する傾きの絶対値の平均を算出した場合に、前記任意の点を通る前記断面の方向が予め定めた所定の方向から該方向に垂直な方向に向かうにつれて、前記傾きの絶対値の平均が大きくなり、かつ、前記断面の方向の相違による前記傾きの絶対値の平均の差が３０度以内であるという条件を満たすものである。この条件が、凹凸パターン面の実質的にすべての任意の点について満たされているものである。 That is, the light control film of the present invention has a concavo-convex pattern surface, and the light control film has a concavo-convex pattern surface side edge having a cross section perpendicular to a main plane passing an arbitrary point on the concavo-convex pattern surface. For a curve defining a shape (hereinafter referred to as a cross-sectional curve), when the average of the absolute value of the inclination with respect to the main plane of the light control film is calculated, the direction of the cross-section passing through the arbitrary point is a predetermined predetermined value. From the direction to the direction perpendicular to the direction, the condition that the average of the absolute value of the inclination becomes larger and the difference of the average of the absolute value of the inclination due to the difference in the direction of the cross section is within 30 degrees. To satisfy. This condition is satisfied for substantially all arbitrary points on the uneven pattern surface.
好ましくは、前記予め定めた所定の方向と垂直な方向についての前記断面を一定の間隔の複数の区間に分割し、前記区間に含まれる前記断面曲線の予め定めた一側を向いた傾斜面の傾きの絶対値の平均を前記区間ごとに算出した場合に、当該傾きの絶対値の平均が前記一側に近い区間ほど大きいものである。 Preferably, the cross section in a direction perpendicular to the predetermined direction is divided into a plurality of sections at a constant interval, and a slope of a predetermined one side of the cross section curve included in the section is included. When the average of the absolute value of the slope is calculated for each of the sections, the average of the absolute values of the slope is larger in a section closer to the one side.
好ましくは、前記予め定めた所定の方向と垂直な方向についての前記断面を一定の間隔の複数の区間に分割し、前記区間に含まれる前記断面曲線の予め定めた一側に対して逆の側を向いた傾斜面の傾きの絶対値の平均を前記区間ごとに算出した場合に、当該傾きの絶対値の平均が前記一側に近い区間ほど小さいものである。 Preferably, the cross section in a direction perpendicular to the predetermined direction is divided into a plurality of sections at a constant interval, and a side opposite to a predetermined one side of the cross section curve included in the section. When the average of the absolute value of the slope of the inclined surface facing is calculated for each of the sections, the average of the absolute values of the slopes is smaller in a section closer to the one side.
また、本発明のバックライトは、導光板と、導光板の少なくとも一端に配置された光源と、導光板の光出射面側に配置された光制御フィルムを備えたものであって、前記光制御フィルムとして、上記光制御フィルムを用いる構成にすることができる。若しくは、光制御フィルムと、光制御フィルムの光出射面とは反対側の面に、光拡散材、光源をこの順に備えたものであって、前記光制御フィルムとして、上記光制御フィルムを用いる構成にすることができる。この場合、上記光制御フィルムの予め定めた方向とは、光源の長手方向とする。また、一側とは、光源側とする。 Further, the backlight of the present invention includes a light guide plate, a light source disposed at at least one end of the light guide plate, and a light control film disposed on a light exit surface side of the light guide plate, wherein the light control As the film, a configuration using the above light control film can be adopted. Alternatively, a light control film and a light diffusion material and a light source are provided in this order on the surface opposite to the light exit surface of the light control film, and the light control film is used as the light control film. Can be In this case, the predetermined direction of the light control film is the longitudinal direction of the light source. One side is the light source side.
本発明によれば、少ない枚数で、正面方向に対して進行方向が傾斜した光成分を正面方向に立ち上げ、正面輝度を向上させることのできる光制御フィルムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light control film capable of improving the front brightness with a small number of light components whose traveling direction is inclined with respect to the front direction, rising in the front direction.
以下、本発明の光制御フィルム及びバックライト装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の説明に用いる図面において、フィルムや光源など各要素のサイズ（厚み、幅、高さ等）は、説明を容易にするために必要に応じて拡大あるいは縮小されており、実際の光制御フィルム及びバックライト装置の各要素のサイズを反映したものではない。 Hereinafter, the light control film and the backlight device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for describing the present invention, the size (thickness, width, height, etc.) of each element such as a film and a light source is enlarged or reduced as necessary to facilitate the description. It does not reflect the size of each element of the light control film and the backlight device.
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の光制御フィルム１の実施の形態の断面形状を示す模式図であり、図２はその表面形状を示す斜視図である。図示するように、本発明の光制御フィルム１は、光出射面となる表面に微細な凹凸パターンが形成されており、凹凸パターンの形状に特徴を有している。凹凸パターンの形状の特徴については後述する。光制御フィルム１の裏面は光入射面であり、平滑な面もしくはマット加工等のニュートンリングを防止するための所望の処理が施された面である。光制御フィルム１の構造は、一方の面に凹凸パターンが形成された層１２を基材１１に搭載した構成（図１（ａ）、図１（ｂ））であっても、光制御フィルム１を構成する層１２そのものに凹凸パターンが形成された構成であってもよい（図１（ｃ））。 1A to 1C are schematic views showing a cross-sectional shape of an embodiment of a light control film 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a surface shape thereof. As shown in the figure, the light control film 1 of the present invention has a fine concavo-convex pattern formed on a surface serving as a light emitting surface, and has a feature in the shape of the concavo-convex pattern. The features of the shape of the concavo-convex pattern will be described later. The back surface of the light control film 1 is a light incident surface, which is a smooth surface or a surface which has been subjected to a desired treatment for preventing Newton's ring such as matting. The light control film 1 has a structure in which a layer 12 having an uneven pattern formed on one surface is mounted on a substrate 11 (FIGS. 1A and 1B). (FIG. 1 (c)).
本発明の光制御フィルム１を用いたエッジライト型バックライト２の構成例を図３に示す。エッジライト型のバックライト２は、導光板２１と、導光板２１の対向する２つの端面にそれぞれ配置された２本の光源２４とを有する。２本の光源２４の長手方向は、導光板の端面に平行に向けられている。光制御フィルム１は、導光板２１と重なるように導光板２１上に配置され、裏面（光入射面）側が導光板２１の上面（光出射面）側に向けられている。このような配置により、光源２４から出射された光は、導光板２１の２つの端面から入射して進行方向が変更されることにより導光板２１の光出射面（上面）から出射され、光制御フィルム１の裏面に入射する。光制御フィルム１は、上面の凹凸パターンにより、進行方向が正面方向（光制御フィルム１の主平面に垂直な方向）に対して傾斜している光成分を正面方向に立ち上げて出射することにより、エッジライト型バックライトの正面輝度を向上させる。なお、光源２４の外側にはリフレクタ２５が、導光板２１の下部には反射板２２およびシャーシ２３等がそれぞれ必要に応じて配置される。 FIG. 3 shows a configuration example of an edge light type backlight 2 using the light control film 1 of the present invention. The edge light type backlight 2 includes a light guide plate 21 and two light sources 24 arranged on two opposing end surfaces of the light guide plate 21, respectively. The longitudinal directions of the two light sources 24 are directed parallel to the end faces of the light guide plate. The light control film 1 is disposed on the light guide plate 21 so as to overlap with the light guide plate 21, and the back surface (light incident surface) is directed to the upper surface (light emission surface) of the light guide plate 21. With such an arrangement, the light emitted from the light source 24 enters from the two end surfaces of the light guide plate 21 and is emitted from the light emission surface (upper surface) of the light guide plate 21 by changing the traveling direction, thereby controlling the light. The light enters the back surface of the film 1. The light control film 1 raises and emits a light component whose traveling direction is inclined with respect to the front direction (direction perpendicular to the main plane of the light control film 1) in the front direction by the uneven pattern on the upper surface. In addition, the front luminance of the edge light type backlight is improved. A reflector 25 is arranged outside the light source 24, and a reflector 22 and a chassis 23 are arranged below the light guide plate 21 as required.
また、本実施の形態の光制御フィルムを用いた直下型バックライトの実施の形態の断面図を図４に示す。直下型バックライトでは、複数本の光源２４が裏面側に配置されたフィルム状もしくは薄板状の光拡散材３１が用いられ、光制御フィルム１は、その裏面（光入射面）を光拡散材３１側に向けて、光拡散材３１上に重なるように配置される。光源２４から出射された光は、光拡散材３１によって拡散され、光拡散材３１の上面から出射され、光制御フィルム１の裏面から入射する。光制御フィルム１は上面の凹凸パターンによって、進行方向が正面方向に対して傾斜している光成分を正面方向に立ち上げて出射することにより、直下型バックライトの正面輝度を向上させる。なお、必要に応じて、光源２４の下部には、反射板２２ならびにシャーシ２３等が配置される。 FIG. 4 is a cross-sectional view of an embodiment of a direct type backlight using the light control film of the present embodiment. In the direct-type backlight, a film-shaped or thin-plate-shaped light diffusing material 31 in which a plurality of light sources 24 are arranged on the back surface side is used, and the light control film 1 uses the light diffusing material 31 on its back surface (light incident surface). It is arranged so as to overlap on the light diffusing material 31 toward the side. The light emitted from the light source 24 is diffused by the light diffusion material 31, emitted from the upper surface of the light diffusion material 31, and enters from the back surface of the light control film 1. The light control film 1 raises the light component whose traveling direction is inclined with respect to the front direction and emits the light component in the front direction by the concavo-convex pattern on the upper surface, thereby improving the front luminance of the direct type backlight. In addition, a reflection plate 22 and a chassis 23 are disposed below the light source 24 as necessary.
つぎに、本実施の形態の光制御フィルム１の光出射面に形成されている凹凸パターンの形状について図５，図６，図７を用いて説明する。本実施の形態では、凹凸パターン形状を特定するために、図５に示したように、使用されるバックライトに合わせて所望の大きさに切断された光制御フィルム１について、表面の任意の位置に点Ａを設定し、この点Ａを通って任意の方向（例えばａ1−ａ1’方向）に光制御フィルム１を横切る断面１００を想定する。ただし、断面１００は、光制御フィルム１の主平面（裏面と平行な面）と直交する面とする。この断面１００の光出射面側縁部形状を画定する曲線（以下、断面曲線と称する）１０１を求める。この断面曲線１０１について、端部ａ1からａ1’までを所定の間隔ｄＬで分割する微小区間を設定し（図６参照）、各微小区間ごとに断面曲線１０１の傾きの絶対値を求め、全区間（端部ａ1〜ａ1’）の平均を算出する。 Next, the shape of the concavo-convex pattern formed on the light emitting surface of the light control film 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, in order to specify the uneven pattern shape, as shown in FIG. 5, the light control film 1 cut into a desired size according to the backlight to be used has an arbitrary position on the surface. A point A is set, and a cross section 100 that crosses the light control film 1 in an arbitrary direction (for example, the a1-a1 'direction) through the point A is assumed. However, the cross section 100 is a plane orthogonal to the main plane (the plane parallel to the back surface) of the light control film 1. A curve (hereinafter, referred to as a cross-sectional curve) 101 that defines the light-emitting surface side edge shape of the cross section 100 is obtained. With respect to the cross-sectional curve 101, a minute section that divides the end portions a1 to a1 'at a predetermined interval dL is set (see FIG. 6), and the absolute value of the slope of the sectional curve 101 is obtained for each minute section. The average of (ends a1 to a1 ') is calculated.
傾きの絶対値の平均値は、点Ａを通り角度φ（例えばφ＝１０°）おきに設定したすべての方向の断面１００（ａ2−a2'断面等）の断面曲線１０１ごとにそれぞれ求める。求めた傾きの絶対値の平均値を比較した場合に、点Ａを通る断面１００の方向が光源２４の長手方向に対して平行方向（図７でいうｘ方向）から垂直方向（図７でいうｙ方向）に向かうにつれて、傾きの絶対値の平均が大きくなり、かつ、断面１００の方向の相違による傾きの絶対値の平均の差が３０度以内、好ましくは２０度以内となるという条件を満たすように、凹凸パターンの形状を定める。この条件が、点Ａのみならず光制御フィルム１上の実質的に全ての点について満たされるように凹凸パターンを定める。これにより、正面方向に対して大きく傾いて入射した光成分を効率的に立ち上げることができ、正面輝度を向上させることができる。 The average value of the absolute value of the inclination is obtained for each of the cross-sectional curves 101 of the cross-sections 100 (a2-a2 'cross-section, etc.) in all directions passing through the point A and set at an angle φ (for example, φ = 10 °). When the average of the obtained absolute values of the inclinations is compared, the direction of the cross section 100 passing through the point A is parallel to the longitudinal direction of the light source 24 (x direction in FIG. 7) to the vertical direction (in FIG. 7). (y direction), the condition that the average of the absolute value of the inclination increases and the difference in the average of the absolute value of the inclination due to the difference in the direction of the cross section 100 is within 30 degrees, preferably within 20 degrees. In this way, the shape of the concavo-convex pattern is determined. The concavo-convex pattern is determined so that this condition is satisfied not only at the point A but also at substantially all points on the light control film 1. Accordingly, the light component that has entered with a large inclination with respect to the front direction can be efficiently started, and the front luminance can be improved.
上記条件は、光制御フィルム１上のすべての点において満足されることが望ましいが、局所的に満足されない点があっても正面輝度を向上させる効果は得られる。光制御フィルムの四隅に近い点などは、方向によって得られる断面曲線１０１の長さが極端に短くなってしまうことがあり、傾きの絶対値の平均を算出しても凹凸パターンの特徴を示す値が得られない。このため、断面曲線１０１の長さが短くなる場所と方向によっては、傾きの絶対値の平均の差が３０度以内にならなかったり、光源２４の長手方向に対して平行方向から垂直方向に向かうにつれ上記傾きの絶対値の平均が大きくなるという異方性の条件を満たさないという現象が生じ得る。よって、フィルムの四隅などの一部の領域の点が上記条件を満たさない場合であっても、その領域が特異点である、もしくは、その領域の面積が全体面積に比較して小さいという場合は、そのような点が存在しても許容でき、正面方向に光を立ち上げる効果は得られる。また、断面曲線１０１の測定は、断面曲線の測定長さが十分採れる点および方向について行うことが望ましく、測定長さが十分に得られる点について上記条件が満たされていれば正面に光を立ち上げる効果が得られる凹凸パターン形状であるということができる。なお、光制御フィルム１の主平面は、裏面に平行な面であるが、裏面がマット化されている場合には、裏面の凹凸の中心線を通る面を主平面とする。 The above conditions are desirably satisfied at all points on the light control film 1, but the effect of improving the frontal luminance can be obtained even if there are local points that are not satisfied. At points near the four corners of the light control film, the length of the cross-sectional curve 101 obtained depending on the direction may be extremely short, and even if the average of the absolute value of the inclination is calculated, the value indicating the characteristic of the concavo-convex pattern is obtained. Can not be obtained. For this reason, depending on the place and direction in which the length of the cross-sectional curve 101 becomes shorter, the difference between the averages of the absolute values of the inclinations does not fall within 30 degrees or goes from the direction parallel to the longitudinal direction of the light source 24 to the direction perpendicular to the longitudinal direction. As a result, the phenomenon that the anisotropy condition that the average of the absolute value of the inclination becomes larger may not be satisfied may occur. Therefore, even when the points of some regions such as the four corners of the film do not satisfy the above conditions, the region is a singular point, or if the area of the region is smaller than the entire area, However, even if such a point exists, it is permissible, and the effect of raising light in the front direction can be obtained. The measurement of the cross-sectional curve 101 is desirably performed at a point and a direction where the measured length of the cross-sectional curve is sufficiently obtained. It can be said that it is a concavo-convex pattern shape that can obtain the effect of increasing. The main plane of the light control film 1 is a plane parallel to the back surface, but when the back surface is matted, a surface passing through the center line of the unevenness of the back surface is defined as the main plane.
ここで、上記説明を補足する。バックライトに使用される一般的な光源２４について、輝度の出射角依存性を測定した場合、測定方向が光源２４の長手方向に対して平行な方向から垂直な方向に向かうにつれて、正面から傾いた出射角の光が多くなる傾向にある。例えば、図３のエッジライト型バックライトにおいて、図７に示したように光制御フィルム１の中央の点Ｃの位置で、導光板２１から出射される光の輝度の出射角依存性を測定した場合、光源２４の長手方向に対して平行なｘ方向については、正面方向である出射角０度の輝度と出射角６０度付近の輝度の差はそれほど大きくないが、光源２４の長手方向に対して垂直なｙ方向については、正面方向である出射角０度の輝度よりも出射角６０度付近の輝度が大幅に大きいことがわかる。輝度の出射角依存性が光源２４の長手方向に対して垂直な方向が平行な方向よりも大きくなる傾向は、エッジライト型バックライトの構造において特に顕著であるが、直下型バックライトにおいても生じ、特に光拡散材３１の光源２４上の部分にドットパターンを設けた場合等に顕著となる。本実施の形態では、上述したように、光源に対して平行方向から垂直方向に向かうにつれて上記断面曲線１０１の傾きの絶対値の平均が大きくなり、かつ、断面曲線の方向の相違による傾きの絶対値の平均の差が３０度以内という条件を満たすように構成することにより、正面方向より大きく傾いた光をより正面方向に立ち上げて輝度の出射角依存性をキャンセルし正面輝度を向上させる作用を得ることができる。 Here, the above description is supplemented. When measuring the emission angle dependence of the luminance of a general light source 24 used for a backlight, the measurement direction was inclined from the front as the measurement direction went from a direction parallel to the longitudinal direction of the light source 24 to a direction perpendicular to the longitudinal direction. There is a tendency for light at the emission angle to increase. For example, in the edge light type backlight of FIG. 3, at the position of the center point C of the light control film 1 as shown in FIG. 7, the emission angle dependence of the luminance of the light emitted from the light guide plate 21 was measured. In the case, in the x direction parallel to the longitudinal direction of the light source 24, the difference between the luminance at the emission angle of 0 degree, which is the front direction, and the luminance near the emission angle of 60 degrees is not so large. In the vertical y direction, the luminance near the emission angle of 60 degrees is much larger than the luminance at the emission angle of 0 degrees, which is the front direction. The tendency that the emission angle dependence of the luminance is greater in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the light source 24 than in the direction parallel to the longitudinal direction is particularly remarkable in the structure of the edge light type backlight, but also occurs in the direct type backlight. This is particularly noticeable when a dot pattern is provided in a portion of the light diffusion material 31 on the light source 24. In the present embodiment, as described above, the average of the absolute value of the slope of the cross-sectional curve 101 increases from the direction parallel to the light source to the direction perpendicular to the light source, and the absolute value of the tilt due to the difference in the direction of the cross-sectional curve. By configuring so as to satisfy the condition that the difference between the average values is within 30 degrees, the function of raising the light inclined more greatly than the front direction to the front direction to cancel the emission angle dependence of the luminance and improving the front luminance. Can be obtained.
上記傾きの絶対値の平均は、断面曲線１０１がｙ＝ｆ（ｘ）で表れる場合には、図６の微小区間ｄＬを無限に小さくすることにより、この曲線の傾きの関数はｆ（ｘ）をｘで微分したｆ'（ｘ）となる。したがって、傾きの絶対値の平均（Ｓav）は、断面曲線１０１の全区間（端部ａ〜ａ’）の長さをＬとすると、下記の式（数１）で表すことができる。また、曲線の傾きを角度表示した場合、角度表示した傾きの絶対値の平均（θav）は、下記の式（数２）で表すことができる。 The average of the absolute value of the slope is obtained by reducing the infinitesimal section dL in FIG. 6 to infinity when the cross-sectional curve 101 is represented by y = f (x), so that the function of the slope of the curve is f (x). Is differentiated by x to obtain f ′ (x). Therefore, the average (S av ) of the absolute value of the slope can be expressed by the following equation (Equation 1), where L is the length of the entire section (ends a to a ′) of the cross-sectional curve 101. When the inclination of the curve is displayed in an angle, the average (θ av ) of the absolute value of the displayed angle can be represented by the following equation (Equation 2).
断面曲線１０１が一般的な関数で表現できない場合には、以下のようにして傾きの絶対値の平均を算出することができる。まず、図５のように光制御フィルム１の凹凸パターン面上に任意の点Ａを設定し、この点Ａを通り光制御フィルム１を任意の方向に横切る測定ライン（図５の直線ａ1〜ａ2）を設定し、測定ラインに沿って、表面形状測定装置等を用いて、光制御フィルム１の表面形状（断面曲線１０１）を測定する。この断面曲線を、光制御フィルム１の主平面方向について十分短い間隔ｄＬごとの区間に分ける。ここでいう十分に短い間隔とは、断面曲線に含まれる凹凸パターンの形状を十分正しく反映できるように、一つの凹部または凸部を少なくとも２以上の区間に分割することができる間隔であり、バックライトに使用する用途の光制御フィルム１の凹凸パターンの大きさの場合には具体的には１．０μｍ以下程度の間隔である。 When the cross-sectional curve 101 cannot be represented by a general function, the average of the absolute value of the slope can be calculated as follows. First, an arbitrary point A is set on the uneven pattern surface of the light control film 1 as shown in FIG. 5, and a measurement line passing through the point A and crossing the light control film 1 in an arbitrary direction (the straight lines a1 to a2 in FIG. 5). ) Is set, and the surface shape (cross-sectional curve 101) of the light control film 1 is measured along the measurement line using a surface shape measuring device or the like. This sectional curve is divided into sections at intervals dL that are sufficiently short in the main plane direction of the light control film 1. Here, the sufficiently short interval is an interval that can divide one concave or convex portion into at least two or more sections so that the shape of the concavo-convex pattern included in the cross-sectional curve can be sufficiently accurately reflected. In the case of the size of the concavo-convex pattern of the light control film 1 used for a light, the spacing is specifically about 1.0 μm or less.
ついで、断面曲線１０１の各区間ごとの傾きθ（度）を、隣り合う区間の測定点の高さデータ（ｚi），（ｚi+1）を用い、下記の式（数３）により求める。 Then, the inclination of each section of the profile curve 101 theta (degrees), the height data of the measuring points of adjacent section (z i), obtained by (z i + 1) using the equation (3) below .
上式により断面曲線上のすべて区間について傾きθ（度）を求め、これらの絶対値を取り、全区間について平均することにより、この断面曲線１０１についての傾きの絶対値の平均が算出される。例えば、図６においては、測定点Ｚ１、Ｚ２間の傾きは約＋４５度（絶対値は４５度）であり、測定点Ｚｉ、Ｚｉ＋１間の傾きは約−４５度（絶対値は４５度）である。 The gradient θ (degree) is obtained for all sections on the cross-sectional curve by the above equation, their absolute values are obtained, and the average is obtained for all the sections, thereby calculating the average of the absolute values of the tilt for the cross-sectional curve 101. For example, in FIG. 6, the slope between the measurement points Z 1 and Z 2 is about +45 degrees (the absolute value is 45 degrees), and the slope between the measurement points Z i and Z i + 1 is about −45 degrees (the absolute value is 45 degrees).
また、光制御フィルム１をエッジライト型バックライトに使用する場合、凹凸の傾斜面のうち光源２４が配置されている側を向いた傾斜面の傾きの絶対値が、光源２４から遠い凹凸よりも光源２４に近い凹凸の方が大きくなるように凹凸パターンを構成することが望ましい。この条件は、必ずしも一つ一つの凹凸ごとに満たされている必要はなく、二つの光源２４を結ぶｙ軸に平行な横断面１００の断面曲線１０１を、予め定めた間隔に区切った場合に、区間内の上記傾きの絶対値の平均が、光源２４に近い区間ほど大きくなっていればよい。また、凹凸の傾斜面のうち光源２４とは逆側を向いた傾斜面の傾斜角の絶対値は、光源に近い凹凸ほど小さくなるように凹凸パターンを構成することが望ましい。この条件も一つ一つの凹凸ごとに満たされていなくても、上述した区間内の上記傾きの絶対値の平均が、光源２４に近い区間ほど小さくなっていればよい。 Further, when the light control film 1 is used for an edge light type backlight, the absolute value of the inclination of the inclined surface facing the side where the light source 24 is disposed among the inclined surfaces of the unevenness is larger than that of the unevenness far from the light source 24. It is desirable to form the concavo-convex pattern so that the concavities and convexities near the light source 24 are larger. This condition does not necessarily need to be satisfied for each one of the irregularities, and when the cross-sectional curve 101 of the cross-section 100 parallel to the y-axis connecting the two light sources 24 is divided at a predetermined interval, It is only necessary that the average of the absolute values of the inclinations in the section be larger in the section closer to the light source 24. Further, it is desirable to configure the concavo-convex pattern so that the absolute value of the inclination angle of the inclined surface facing the side opposite to the light source 24 among the inclined surfaces of the irregularities is smaller for the irregularities closer to the light source. Even if this condition is not satisfied for each of the irregularities, the average of the absolute values of the inclinations in the above-described section should be smaller in the section closer to the light source 24.
このように傾斜の大きさを光源２４に対する向き及び距離に応じて定めることにより、導光板２１から出射される光のｙ軸方向についての輝度が光源２４に近い測定点ほど正面から傾いた成分が大きくなる現象を補正することができる。これをさらに説明する。エッジライト型バックライトにおいて導光板２１から光の輝度を、光制御フィルム１の位置でｙ軸方向（光源２４の長手方向に垂直方向）について測定した場合、光制御フィルム１の中央の点Ｃにおいては図８（ｂ）のように正面輝度に対する出射角が傾いた位置の最高輝度が約２倍程度であるが、光源２４寄りの点Ｆにおいては図８（ｃ）に示したように正面輝度に対する出射角が傾いた位置の最高輝度が４倍以上となっている。光制御フィルム１は、光源２４を向いた傾斜面の傾斜が大きいほど正面方向に対して大きく傾いた光をより正面方向に立ち上げることができるため、光制御フィルム１の傾斜の大きさを上記したように光源２４を向いた傾斜面の傾斜の絶対値の平均を、光源２４に近づくほど大きくなるように構成することにより、光制御フィルム１全体の正面輝度を向上させることができる。同時に、光源２４とは反対側の傾斜面については、傾きの絶対値の平均を光源２４に近づくにつれて小さくなるように構成することにより、凹凸パターン面の凹凸の高さを一定に保つことが可能になる。 By determining the magnitude of the inclination in accordance with the direction and the distance with respect to the light source 24 in this manner, a component at which the luminance of the light emitted from the light guide plate 21 in the y-axis direction is closer to the light source 24 as measured at a point closer to the light source 24 is reduced. The phenomenon of the increase can be corrected. This will be further described. When the brightness of light from the light guide plate 21 in the edge light type backlight is measured in the y-axis direction (perpendicular to the longitudinal direction of the light source 24) at the position of the light control film 1, at the center C of the light control film 1 8B, the maximum luminance at a position where the emission angle is inclined with respect to the front luminance is about twice as shown in FIG. 8B, but at the point F near the light source 24, the front luminance as shown in FIG. The maximum luminance at the position where the emission angle is inclined with respect to is four times or more. The light control film 1 can raise the light greatly inclined with respect to the front direction more in the front direction as the inclination of the inclined surface facing the light source 24 is larger. As described above, by configuring the average of the absolute value of the inclination of the inclined surface facing the light source 24 to be larger as approaching the light source 24, the front luminance of the entire light control film 1 can be improved. At the same time, for the inclined surface on the opposite side to the light source 24, the average of the absolute value of the inclination becomes smaller as approaching the light source 24, so that the height of the unevenness on the uneven pattern surface can be kept constant. become.
凹凸パターンの傾斜の大きさを光源２４に対する向き及び距離に応じて定める構成についてさらに説明する。図９は、光源２４が導光板２１の片側（図面の左側）にのみ設置されている場合の断面曲線１０１の例であり、光源２４に近い側から区間１〜７に分けられている。区間１〜７は、任意の等間隔に設定されている。図９の断面曲線１０１の場合、光源２４側を向いた傾斜面とは、図９中の領域αの傾斜面であり、光源２４と反対側の傾斜面とは、図９中の領域βの傾斜面である。よって、区間ごとに領域αの傾きの絶対値の平均値を算出した場合、光源２４から遠い区間７から光源２４に近い区間１に向かうにつれて、その値が大きくなっていることが好ましい。また、区間ごとに領域βの傾きの絶対値の平均値を算出した場合、区間７から区間１に向かうにつれ、その値が小さくなることが好ましい。一方、図１０は、光源２４が導光板の両側に設置されている（図３および図７参照）場合の断面曲線１０１の例である。この場合光源２４側を向いた傾斜面とは、図１０面の左側にある光源２４を基準とした場合には領域αの傾斜面のことをいい、右側の光源２４を基準とした場合には領域βの傾斜面のことをいう。したがって、領域αの傾斜面は、区間７から区間１に向かうにつれ、傾きの絶対値の平均値が大きくなることが好ましく、領域βの傾斜面は、区間１から区間７に向かうにつれ、傾きの絶対値の平均値が大きくなることが好ましい。なお、実際に傾きの絶対値の平均値を算出する際には、上式（数３）により求められる傾きθの符号（±）の違いにより、領域αと領域βとを区別できる。また、上式（数３）で求められた傾きθが０度の場合には、傾き０度の測定点の数を合計し、それをα区間とβ区間に均等に割り振ってそれぞれの絶対値の平均を求める。 The configuration in which the degree of inclination of the concavo-convex pattern is determined according to the direction and the distance to the light source 24 will be further described. FIG. 9 is an example of a cross-sectional curve 101 when the light source 24 is installed only on one side (left side in the drawing) of the light guide plate 21, and is divided into sections 1 to 7 from the side near the light source 24. Sections 1 to 7 are set at arbitrary equal intervals. In the case of the cross-sectional curve 101 in FIG. 9, the inclined surface facing the light source 24 is the inclined surface of the region α in FIG. 9, and the inclined surface on the opposite side to the light source 24 is the region β in FIG. 9. It is a slope. Therefore, when the average value of the absolute value of the slope of the region α is calculated for each section, it is preferable that the average value increases from the section 7 far from the light source 24 to the section 1 near the light source 24. Further, when the average value of the absolute value of the slope of the region β is calculated for each section, it is preferable that the value decreases from the section 7 to the section 1. On the other hand, FIG. 10 is an example of the cross-sectional curve 101 when the light sources 24 are installed on both sides of the light guide plate (see FIGS. 3 and 7). In this case, the inclined surface facing the light source 24 refers to the inclined surface of the area α when the light source 24 on the left side of FIG. 10 is used as a reference, and when the light source 24 on the right side is used as a reference. Refers to the inclined surface of the region β. Therefore, it is preferable that the average value of the absolute values of the slopes in the slope of the area α increase from section 7 to section 1, and the slope of the area β increases in the slope from section 1 to section 7. It is preferable that the average value of the absolute values be large. Note that when actually calculating the average of the absolute values of the gradients, the region α and the region β can be distinguished by the difference in the sign (±) of the gradient θ obtained by the above equation (Equation 3). When the inclination θ obtained by the above equation (Equation 3) is 0 degree, the number of measurement points having the inclination of 0 degree is totaled, and the sum is equally distributed to the α section and the β section to obtain the absolute value of each. Find the average of
上記のように傾きの絶対値を定める条件は、凹凸パターン面上の実質的に全ての点におけるｙ方向の断面曲線において満足されることが好ましい。また、上記条件を満たす本発明の光制御フィルム１は、特に、光源２４が片側もしくは両側に配置されたエッジライト型のバックライトに好適に使用され、光源２４が導光板２１の両側に設置されている場合には、何れの光源２４を基準とした場合にも上記条件を満たすことが好ましい。また、断面曲線１０１を分割する区間の数は２以上であれば任意の区間数に設定することができる。また、複数の光源を有する直下型のバックライト（図４参照）においても、光制御フィルム１に上記条件を適用することが可能である。この場合、近接する２本の光源２４に挟まれた領域については両側に光源２４が配置されているものとして上記条件を適用する。 It is preferable that the condition for determining the absolute value of the inclination as described above is satisfied in the y-direction cross-sectional curves at substantially all points on the uneven pattern surface. In addition, the light control film 1 of the present invention satisfying the above conditions is particularly preferably used for an edge light type backlight in which the light source 24 is arranged on one side or both sides, and the light source 24 is installed on both sides of the light guide plate 21. In this case, it is preferable that the above condition be satisfied regardless of which light source 24 is used as a reference. Further, the number of sections for dividing the cross-sectional curve 101 can be set to an arbitrary number of sections as long as the number is two or more. The above conditions can be applied to the light control film 1 also in a direct type backlight having a plurality of light sources (see FIG. 4). In this case, the above-described condition is applied to a region sandwiched between two adjacent light sources 24 on the assumption that the light sources 24 are arranged on both sides.
凹凸パターンを構成する個々の凸部及び凹部の形状等は特に制限されないが、一例としては、一つ一つの凸部を、主平面に平行な断面の径が図７のｘ軸方向に長くｙ軸方向に短い異方性を有する形状とすることにより、断面１００の方向がｘ軸方向からｙ軸方向に向かうにつれて、断面曲線の傾きの絶対値の平均が大きくなるという条件を満たす凹凸パターンを設計できる。このとき、主平面に平行な断面のｘ軸方向の径とｙ軸方向の径との比率を調整することにより、断面１００の方向の相違による前記傾きの絶対値の平均の差が３０度以内の条件を満たす凹凸パターンを設計することができる。また、例えば、一つ一つの凸部の頂点の位置を、凸部の基部の主平面に平行な断面の中心に対して光源２４に近い側にずらすことにより、光源に向いた斜面の傾きの絶対値の平均が光源に近づくにつれて大きくなるという条件を満たす凹凸パターンを設計することができる。上記条件を満たすように設計された一つ一つの凸部を主平面方向に二次元に配置することにより、全体として上記条件を満たす凹凸パターンを設計することができる。凸部または凹部は、主平面方向にランダムに配置されていることが好ましい。凸部及び凹部をランダムに配置することにより、任意の点について断面１００の方向の相違による断面曲線１０１の傾きの絶対値の平均の差を３０度以内にしやすくなり、光制御フィルム１上の光学特性をほぼ一定にすることができる。また、凸部及び凹部をランダムに配置することにより、干渉パターンの発生を防止することもできる。例えば隣接する凸部及び凹部の間に空隙が生じるように配置してもよいし（図１（ａ））、一部を接するように配置してもよい（図１（ｂ）、図１（ｃ））。凸部の高さ、または凹部の深さは、例えば３〜１００μｍ程度にすることが望ましい。また、凸部又は凹部の配置密度は１０個〜２０万個／ｍｍ2程度であることが好ましい。具体的な凹凸パターンの形状は、コンピュータシミュレーションによって設計することができる。 The shape and the like of the individual convex portions and concave portions constituting the concavo-convex pattern are not particularly limited, but as an example, each convex portion is formed such that the diameter of the cross section parallel to the main plane is longer in the x-axis direction in FIG. By having a shape having a short anisotropy in the axial direction, a concavo-convex pattern satisfying the condition that the average of the absolute value of the slope of the cross-sectional curve increases as the direction of the cross section 100 moves from the x-axis direction to the y-axis direction. Can be designed. At this time, by adjusting the ratio between the diameter in the x-axis direction and the diameter in the y-axis direction of the cross section parallel to the main plane, the average difference in absolute value of the inclination due to the difference in the direction of the cross section 100 is within 30 degrees. Can be designed. Further, for example, by shifting the position of the apex of each convex portion to the side closer to the light source 24 with respect to the center of the cross section parallel to the main plane of the base of the convex portion, the inclination of the slope facing the light source can be reduced. It is possible to design a concavo-convex pattern that satisfies the condition that the average of the absolute values increases as approaching the light source. By arranging each convex portion designed to satisfy the above condition two-dimensionally in the main plane direction, it is possible to design an uneven pattern that satisfies the above condition as a whole. It is preferable that the convex portions or the concave portions are randomly arranged in the main plane direction. By arranging the convex portions and the concave portions at random, it becomes easy to make the average difference in absolute value of the inclination of the cross-sectional curve 101 due to the difference in the direction of the cross section 100 within an arbitrary point within 30 degrees. The characteristics can be made almost constant. Further, by arranging the convex portions and the concave portions at random, it is possible to prevent the occurrence of an interference pattern. For example, they may be arranged so that a gap is formed between the adjacent protrusions and recesses (FIG. 1A), or may be arranged so as to be partially in contact (FIGS. 1B and 1B). c)). It is desirable that the height of the convex portion or the depth of the concave portion is, for example, about 3 to 100 μm. Further, the arrangement density of the convex portions or concave portions is preferably about 100 to 200,000 / mm 2 . The specific shape of the concavo-convex pattern can be designed by computer simulation.
以上説明した光制御フィルム１の構成としては、例えば透明な基材１１の上に凹凸パターンを有する層１２を搭載した構成（図１（ａ）、図１（ｂ））や、凹凸パターンを有する層１２そのものがフィルム１である構成（図１（ｃ））とすることが可能である。 The configuration of the light control film 1 described above includes, for example, a configuration in which a layer 12 having a concavo-convex pattern is mounted on a transparent base material 11 (FIGS. 1A and 1B), and a configuration having a concavo-convex pattern. It is possible to adopt a configuration in which the layer 12 itself is the film 1 (FIG. 1C).
基材１１は光透過性が良好なものであれば特に制限されることなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリアセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルムなどを使用することができる。 The base material 11 is not particularly limited as long as it has good light transmission properties, such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, triacetyl cellulose, acrylic, and polyvinyl chloride. Plastic film or the like can be used.
凹凸パターンを有する層１２を構成する材料は、光透過性が良好なものであれば特に制限されることなく、ガラス、高分子樹脂などを使用することができるが、加工性、取扱い性の観点から高分子樹脂が好適である。 The material constituting the layer 12 having the concavo-convex pattern is not particularly limited as long as it has good light transmittance, and glass, a polymer resin, or the like can be used. Therefore, a polymer resin is preferable.
ガラスとしては、ケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどの酸化ガラスなどがあげられる。 Examples of the glass include oxide glass such as silicate glass, phosphate glass, and borate glass.
高分子樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などがあげられる。 As the polymer resin, polyester resin, acrylic resin, acrylic urethane resin, polyester acrylate resin, polyurethane acrylate resin, epoxy acrylate resin, urethane resin, epoxy resin, polycarbonate resin, cellulose resin, Thermoplastic resins such as acetal resin, vinyl resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyimide resin, melamine resin, phenol resin, silicone resin, and fluorine resin, heat Curable resin, ionizing radiation curable resin and the like can be mentioned.
凹凸パターンを有する層１２には、一般的な光拡散性シートのように、有機ビーズや無機顔料などの光拡散剤を含有させることも可能であるが、本発明の光制御フィルムにおいては、光拡散剤を含有させなくても光拡散効果を発揮することができる。よって、光拡散剤を原因として他の部材を傷つけてしまったり、光拡散剤が剥がれ落ちてゴミが発生することもない。 The layer 12 having the concavo-convex pattern may contain a light diffusing agent such as an organic bead or an inorganic pigment, as in a general light diffusing sheet. The light diffusion effect can be exerted without containing a diffusing agent. Therefore, the light diffusing agent does not damage other members, and the light diffusing agent does not peel off and generate dust.
凹凸パターンを有する層１２は、平滑なシートにエンボスロールを押しあてる方法、エッチング処理、または、型による成型等を使用して製造することができるが、再現性よく所定の凹凸パターンを有する光制御フィルム１を製造できるという点で型による成型方法が好ましい。具体的には、凹凸パターンと対称的な形状を備えた型を作製し、当該型に高分子樹脂などの凹凸パターンを構成する材料を流し込んで硬化させた後、型から取り出すことにより製造することができる。透明基材１１を使用する場合には、型に高分子樹脂などを流し込み、その上に透明基材を重ね合わせた後、高分子樹脂などを硬化させ、透明基材ごと型から取り出すことにより製造することができる。 The layer 12 having a concavo-convex pattern can be manufactured using a method in which an embossing roll is pressed against a smooth sheet, etching, or molding using a mold. A molding method using a mold is preferable in that the film 1 can be manufactured. Specifically, a mold having a shape symmetrical to the concavo-convex pattern is produced, and a material for the concavo-convex pattern, such as a polymer resin, is poured into the mold, cured, and then removed from the mold. Can be. When the transparent base material 11 is used, it is manufactured by pouring a polymer resin or the like into a mold, stacking the transparent base material thereon, curing the polymer resin or the like, and removing the transparent base material from the mold. can do.
凹凸パターンと対称な形状を備える型を製造する方法としては、例えばレーザー微細加工技術を用いることができる。この場合まず上記してきた凹凸パターンの要件を満たすパターン形状をコンピュータシミュレーションにより設計し、設計した凹凸パターン形状上に、加工に用いるレーザー光の集光スポット径の大きさのマトリクス状の格子を想定し、格子の一つ一つについて、平板材料をその凹凸の高さまで加工するために必要なレーザーパルス数を決定する。雄型となる平板を用意し、レーザー光束を平板上で２次元に移動させながら各格子に対応する位置にそれぞれ所定のレーザーパルス数を照射することにより、設計した凹凸パターン形状を備えた雄型を製造する。この雄型から成型用の型（雌型）を製造する。なお、レーザー光としては、設計した凹凸パターンの形状を十分に反映することができるスポット径のものを用いる。 As a method of manufacturing a mold having a shape symmetric to the concavo-convex pattern, for example, a laser fine processing technique can be used. In this case, a pattern shape that satisfies the requirements of the above-mentioned uneven pattern is first designed by computer simulation, and a matrix-like lattice having a size of a focused spot diameter of laser light used for processing is assumed on the designed uneven pattern shape. The number of laser pulses required to process the plate material to the height of the irregularities is determined for each of the gratings. A male plate with a designed concavo-convex pattern is prepared by preparing a male plate and irradiating a predetermined number of laser pulses to the position corresponding to each lattice while moving the laser beam two-dimensionally on the plate. To manufacture. A mold for molding (female mold) is manufactured from the male mold. Note that a laser beam having a spot diameter that can sufficiently reflect the shape of the designed concavo-convex pattern is used.
なお、光制御フィルム１の裏面（光入射面）は、平滑であってもよいが、他の部材と接する際にニュートンリングを生じさせないように微マット処理を施したり、光透過率を向上させるため反射防止処理を施してもよい。 The back surface (light incident surface) of the light control film 1 may be smooth, but is subjected to a fine matte treatment so as not to generate Newton rings when coming into contact with other members, or to improve light transmittance. Therefore, an anti-reflection treatment may be performed.
また、良好な正面輝度を得るため、光制御フィルムの光学特性として、ヘーズが６０％以上、好ましくは７０％以上であることが望ましい。ここで、ヘーズとは、JIS-K7136:2000におけるヘーズの値のことであり、ヘーズ（％）＝［（τ4／τ2）−τ3（τ2／τ1）］×１００の式から求められる値である（τ1：入射光の光束、τ2：試験片を透過した全光束、τ3：装置で拡散した光束、τ4：装置および試験片で拡散した光束）。 Further, in order to obtain good front luminance, it is desirable that the haze is 60% or more, preferably 70% or more, as an optical property of the light control film. Here, haze is a value of haze in JIS-K7136: 2000, and is calculated from a formula of haze (%) = [(τ 4 / τ 2 ) −τ 3 (τ 2 / τ 1 )] × 100. These values are obtained (τ 1 : light flux of incident light, τ 2 : total light flux transmitted through the test piece, τ 3 : light flux diffused by the device, τ 4 : light flux diffused by the device and the test piece).
光制御フィルム１全体の厚みは特に制限されることはないが、通常２０〜３００μｍ程度である。 Although the thickness of the entire light control film 1 is not particularly limited, it is usually about 20 to 300 μm.
以上説明した本発明の光制御フィルムは、主として、液晶ディスプレイ、電飾看板などを構成するバックライトの一部品として用いられる。 The light control film of the present invention described above is mainly used as one component of a backlight constituting a liquid crystal display, an illuminated signboard, and the like.
バックライトは、少なくとも光制御フィルムと光源とを含んで構成される。具体的なバックライトの構成としては、例えば、すでに説明した図３のエッジライト型バックライトまたは図４の直下型バックライトの構成を用いることができる。光制御フィルム１の向きは、図３および図４のように凹凸パターン面を光出射面として用いることが好ましいが、逆向きにして、凹凸パターン面を光入射面とし裏面を光出射面として用いることも可能であり、ある程度の正面輝度向上の効果が得られる。 The backlight includes at least a light control film and a light source. As a specific configuration of the backlight, for example, the above-described configuration of the edge light type backlight of FIG. 3 or the configuration of the direct type backlight of FIG. 4 can be used. The direction of the light control film 1 is preferably such that the uneven pattern surface is used as a light emitting surface as shown in FIGS. 3 and 4, but is reversed, and the uneven pattern surface is used as a light incident surface and the back surface is used as a light emitting surface. It is also possible to obtain an effect of improving the front luminance to some extent.
図３に示したエッジライト型バックライトに用いられる導光板２１は、少なくとも一つの端面を光入射面とし、これと略直交する一方の面を光出射面とするように成形された略平板状のものである。このような導光板２１の各面は、一様な平面ではなく複雑な表面形状をしているものであっても、ドットパターンなどの拡散のための形状が設けられたものであってもよい。このような導光板は、主としてポリメチルメタクリレートなどの高透明な樹脂から選ばれるマトリックス樹脂からなり、必要に応じてマトリックス樹脂と屈折率の異なる樹脂粒子が添加される。 The light guide plate 21 used in the edge light type backlight shown in FIG. 3 has a substantially flat plate shape in which at least one end surface is a light incident surface and one surface substantially orthogonal to the light incident surface is a light exit surface. belongs to. Each surface of the light guide plate 21 may have a complicated surface shape instead of a uniform plane, or may have a shape for diffusion such as a dot pattern. . Such a light guide plate is mainly made of a matrix resin selected from highly transparent resins such as polymethyl methacrylate, and resin particles having a different refractive index from the matrix resin are added as needed.
光源２４は、主として冷陰極管が使用される。光源の形状としては線状、Ｌ字状のものなどを用いることが可能である。 As the light source 24, a cold cathode tube is mainly used. As the shape of the light source, a linear or L-shaped light source can be used.
また、エッジライト型バックライトにおいては、導光板２１、光源２４、光制御フィルム１の他に、図３に示すように、光源リフレクタ２４、反射板２２、シャーシ２３などを備えることが好ましい。また、目的に応じて、偏光フィルム、電磁波シールドフィルムなどを備える構成にすることもできる。 Further, the edge light type backlight preferably includes a light source reflector 24, a reflection plate 22, a chassis 23, and the like, as shown in FIG. 3, in addition to the light guide plate 21, the light source 24, and the light control film 1. In addition, depending on the purpose, a configuration including a polarizing film, an electromagnetic wave shielding film, and the like can be adopted.
直下型のバックライトの光拡散材３１は、光源２４の形状が透けるのを消すためのものであり、乳白色の樹脂板、光源に対応する部分にドットパターンを形成した透明フィルム（ライティングカーテン）の他、透明基材上に凹凸の光拡散層を有するいわゆる光拡散フィルムなどを単独あるいは適宜組み合わせて使用することができる。光源２４は、主として冷陰極管が使用される。光源の形状としては線状、Ｌ字状のものなどがあげられる。 The light-diffusing material 31 of the direct-type backlight is used to prevent the shape of the light source 24 from being transparent. The light-diffusing material 31 is made of a milky resin plate and a transparent film (lighting curtain) in which a dot pattern is formed in a portion corresponding to the light source. In addition, a so-called light diffusion film having a light diffusion layer having irregularities on a transparent substrate can be used alone or in an appropriate combination. As the light source 24, a cold cathode tube is mainly used. Examples of the shape of the light source include a linear light source and an L-shaped light source.
また、直下型のバックライトにおいては、光制御フィルム１、光拡散材３１、光源２４の他に、図４に示すように、反射板２２、シャーシ２３などを備えることが好ましい。また、目的に応じて、偏光フィルム、電磁波シールドフィルムなどを備えることも可能である。 Further, in the direct type backlight, it is preferable to include a reflection plate 22, a chassis 23, and the like as shown in FIG. 4 in addition to the light control film 1, the light diffusion material 31, and the light source 24. In addition, a polarizing film, an electromagnetic wave shielding film, and the like can be provided according to the purpose.
以下、本発明の実施例について説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described.
[実施例]
まず、上述の実施の形態で説明した条件を満たす凹凸パターン形状を３種類設計した。ここでいう条件とは、断面曲線の傾きの絶対値の平均値を比較した場合に、任意の点を通る断面１００の方向が光源２４の長手方向に対して平行方向（図７でいうｘ方向）から垂直方向（図７でいうｙ方向）に向かうにつれて、傾きの絶対値の平均が大きくなり、かつ、断面１００の方向の相違による傾きの絶対値の平均の差が３０度以内という第１の条件、および、ｙ軸に平行な横断面１００の断面曲線１０１を予め定めた間隔に区切り、凹凸の傾斜面のうち光源２４が配置されている側を向いた傾斜面の傾きの絶対値の平均を各区間ごと求めた場合に、光源２４に近い区間ほど大きい値になるという第２の条件である。なお、第２の条件は、光制御フィルム１が、両側に光源２４を備えるエッジライト型バックライトに使用されるものとして設計した。
[Example]
First, three types of concave and convex pattern shapes satisfying the conditions described in the above embodiment were designed. The condition here means that the direction of the cross section 100 passing through an arbitrary point is parallel to the longitudinal direction of the light source 24 (the x direction in FIG. 7) when comparing the average values of the absolute values of the slopes of the cross section curves. ) In the vertical direction (the y direction in FIG. 7), the average of the absolute values of the inclinations increases, and the difference in the average of the absolute values of the inclinations due to the difference in the direction of the cross section 100 is within 30 degrees. And the sectional curve 101 of the cross section 100 parallel to the y-axis is divided into predetermined intervals, and the absolute value of the inclination of the inclined surface facing the side where the light source 24 is arranged among the uneven inclined surfaces is defined. The second condition is that, when the average is obtained for each section, the closer to the light source 24, the larger the value. The second condition was designed such that the light control film 1 was used for an edge light type backlight having the light sources 24 on both sides.
設計した３種類の凹凸パターンの光制御フィルム１を製造するために、それぞれの凹凸パターン形状の雌型（型ａ、型ｂ、型ｃ）を作製した。型ａには屈折率１．４０のシリコーン樹脂、型ｂ、型ｃには屈折率１．５０の紫外線硬化型樹脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ樹脂を硬化させた後、型から取り出して、外形が２３ｃｍ（図７のｙ方向）×３１ｃｍ（ｘ方向）の光制御フィルムａ〜ｃを得た。 In order to manufacture the light control film 1 having the three types of designed concavo-convex patterns, female molds (type a, type b, and type c) having respective concavo-convex pattern shapes were produced. A silicone resin having a refractive index of 1.40 was poured into the mold a, and an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.50 was poured into the molds b and c. Next, after the poured resin was cured, the resin was taken out of the mold to obtain light control films a to c having an outer shape of 23 cm (y direction in FIG. 7) × 31 cm (x direction).
この光制御フィルムａ〜ｃの凹凸パターン形状を以下のように確認した。光制御フィルムａ〜ｃ上のＡ〜Ｅ点について、各方向の断面１００を設定し、断面曲線１０１を測定した。Ａ〜Ｅ点は、図７のように光制御フィルム上に引いた対角線を４等分し、対角線の始点及び終点を除いた５点である。断面１００の方向は、光源２４の長手方向（ｘ方向）と平行な方向を始点（φ＝０度）とし、再度ｘ方向に一致する（φ＝１８０度）まで、反時計回りに１５度ごとに設定した。断面曲線１０１の測定は、実際に光制御フィルムを切断するのではなく、表面形状測定装置（ＳＡＳ−２０１０ ＳＡＵ−ＩＩ：明伸工機社）を用いて、触針を設定した断面１００方向に移動させながら凹凸パターン面の高さデータを逐次取得することにより測定した。触針の形状は、球状先端をもつ円すいであり、先端の半径は２μｍ、円すいのテーパ角度は６０度である。この方法により、非破壊で図６に示したような断面曲線１０１を取得した。測定した断面曲線１０１について、数３を用いて光制御フィルムの主平面の傾きの絶対値の平均を算出した。なお、主平面方向の測定間隔ｄＬは１．０μｍである。光制御フィルムａ〜ｃの各測定点について得られた結果を断面曲線の方向ごと（０度〜１６５度）に表１〜３に示す（単位は「度」）。 The uneven pattern shapes of the light control films a to c were confirmed as follows. About the points A to E on the light control films a to c, the cross section 100 in each direction was set, and the cross section curve 101 was measured. Points A to E are five points obtained by dividing the diagonal line drawn on the light control film into four equal parts as shown in FIG. 7 and excluding the start point and the end point of the diagonal line. The direction of the cross section 100 starts from a direction parallel to the longitudinal direction (x direction) of the light source 24 (φ = 0 degree), and is counterclockwise every 15 degrees until it coincides with the x direction again (φ = 180 degrees). Set to. The measurement of the cross-sectional curve 101 does not actually cut the light control film, but moves the stylus in the direction of the set cross-section 100 using a surface shape measuring device (SAS-2010 SAU-II: Meishinki Co., Ltd.). The height was measured by sequentially acquiring the height data of the concave-convex pattern surface. The shape of the stylus is a cone having a spherical tip, the radius of the tip is 2 μm, and the taper angle of the cone is 60 degrees. By this method, a non-destructive cross-sectional curve 101 as shown in FIG. 6 was obtained. With respect to the measured cross-sectional curve 101, the average of the absolute values of the inclinations of the main plane of the light control film was calculated using Expression 3. The measurement interval dL in the main plane direction is 1.0 μm. The results obtained for each measurement point of the light control films a to c are shown in Tables 1 to 3 for each direction of the cross-sectional curve (0 ° to 165 °) (unit is “degree”).
次いで、光制御フィルムａ〜ｃのＡ、Ｃ、Ｅ点における９０度（ｙ方向）の断面曲線１０１を、ｙ方向について７等分し、各区間１〜７ごとに、断面曲線１０１の光源(ｐ)２４側を向いた傾斜面、および、光源(ｐ)と反対側を向いた（すなわち光源(ｑ)２４側を向いた）傾斜面の傾きの絶対値の平均を算出した。光制御フィルムａ〜ｃについて得られた結果を表４〜６に示す（単位は「度」）。なお、測定結果は光源(ｐ)２４を基準にした場合と光源(ｑ)２４を基準にした場合とで分け、分割した区間は、光源(ｐ)２４から光源(ｑ)２４に向かうにつれ、区間１→区間７とした。 Next, the cross-sectional curve 101 at 90 degrees (y direction) at points A, C, and E of the light control films a to c is divided into seven equal parts in the y direction, and the light source ( The average of the absolute values of the inclinations of the inclined surface facing p) 24 and the inclined surface facing the light source (p) (ie, facing the light source (q) 24) was calculated. The results obtained for the light control films a to c are shown in Tables 4 to 6 (unit is “degree”). The measurement result is divided into a case based on the light source (p) 24 and a case based on the light source (q) 24, and the divided sections are as follows from the light source (p) 24 to the light source (q) 24. Section 1 → Section 7
つぎに、光制御フィルムa〜ｃを用いたエッジ型バックライト（図３参照）の正面輝度を測定した。大きさは１５インチであり、光源２４は冷陰極管である。光制御フィルムａ〜ｃの向きは、凹凸パターン面が光出射面となるようにした。このバックライトの光制御フィルムａ〜ｃの光出射面上のＡ〜Ｅ点（図７参照）における輝度を、ｘ方向（光源２４の長手方向に平行方向）とｙ方向（光源２４の長手方向に垂直方向）について出射角度ごと（左４５度から右４５度まで）に測定した。正面方向が０度である。光制御フィルムａ〜ｃについて得られた結果を順に表７〜９に示す（単位は「ｃｄ／ｍ2」）。 Next, the front luminance of the edge type backlight (see FIG. 3) using the light control films a to c was measured. The size is 15 inches, and the light source 24 is a cold cathode tube. The direction of the light control films a to c was such that the uneven pattern surface was the light emission surface. The luminance at points A to E (see FIG. 7) on the light emitting surfaces of the light control films a to c of the backlight is defined by the x direction (the direction parallel to the longitudinal direction of the light source 24) and the y direction (the longitudinal direction of the light source 24). (In the direction perpendicular to the vertical direction) at each emission angle (from 45 degrees left to 45 degrees right). The front direction is 0 degrees. The results obtained for the light control films a to c are shown in Tables 7 to 9 in order (unit is “cd / m 2 ”).
［比較例］
市販のプリズムシートｅ及び光拡散性シートｆ〜ｈについて、実施例と同様に、Ａ〜Ｅ点の断面方向ごとに断面曲線の傾きの絶対値の平均を求めた。プリズムシートｅについて得られた結果を表１０に、光拡散性シートｆ〜ｈについて得られた結果を順に表１１〜１３に示す（単位は「度」）。
[Comparative example]
For the commercially available prism sheet e and the light diffusing sheets f to h, the average of the absolute values of the slopes of the cross-sectional curves was determined for each of the cross-sectional directions at points A to E in the same manner as in the example. Table 10 shows the results obtained for the prism sheet e, and Tables 11 to 13 show the results obtained for the light diffusing sheets f to h (unit is “degree”).
次いで、図３のエッジライト型バックライトに、光制御フィルム１に代えて比較例のプリズムシートｅおよび光拡散性シートｆ〜ｈを搭載したものをそれぞれ作製した。サイズは１５インチであり、光源２４は冷陰極管である。プリズムシートｅのプリズム面および光拡散性シートｆ〜ｈの向きは、凹凸面が光出射面となるようにした。実施例と同様に、バックライト上のＡ〜Ｅ点における輝度をｘ方向（光源２４の長手方向と平行方向）とｙ方向（光源２４の長手方向と垂直方向）について、出射角度ごと（左４５度から右４５度まで）に測定した。正面方向が０度である。プリズムシートｅについて得られた結果を表１４に、光拡散性シートｆ〜ｈについて得られた結果を順に表１５〜１７に示す（単位は「ｃｄ／ｍ2」）。 Then, a prism sheet e and light diffusing sheets f to h of comparative examples mounted on the edge light type backlight of FIG. The size is 15 inches, and the light source 24 is a cold cathode tube. The direction of the prism surface of the prism sheet e and the directions of the light diffusing sheets f to h were such that the uneven surface was the light emitting surface. As in the embodiment, the luminance at points A to E on the backlight is changed for each of the emission angles (left 45 in the x direction (parallel to the longitudinal direction of the light source 24) and y direction (vertical to the longitudinal direction of the light source 24). Degrees to 45 degrees to the right). The front direction is 0 degrees. Table 14 shows the results obtained for the prism sheet e, and Tables 15 to 17 show the results obtained for the light diffusing sheets f to h (unit is "cd / m 2 ").
表１〜３を見て明らかなように、実施例の光制御フィルムは、全ての測定点の全ての方向の断面１００について、断面曲線１０１の傾きの絶対値の平均の差が３０度以内であり、かつ、断面１００の方向が光源２４の長手方向に対して平行方向（０度、１８０度）から垂直方向（９０度）に向かうにつれて、傾きの絶対値の平均が大きくなる特徴を有する凹凸パターンが実現されていることが確認できた。このような凹凸パターンの光制御フィルムであるため、表７〜９に示したように、光制御フィルムを１枚だけ組み込んだバックライトでありながら、いずれの測定点においても正面方向（０度方向）の正面輝度が大きく良好な正面輝度が得られている。 As is apparent from Tables 1 to 3, the light control films of the examples have a difference in the average of the absolute values of the slopes of the cross-sectional curves 101 within 30 degrees for the cross-sections 100 in all directions at all the measurement points. In addition, the unevenness has a feature that the average of the absolute value of the inclination increases as the direction of the cross section 100 goes from the direction parallel (0 degrees, 180 degrees) to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the light source 24 (90 degrees). It was confirmed that the pattern was realized. Since the light control film has such a concavo-convex pattern, as shown in Tables 7 to 9, even though the backlight has only one light control film incorporated therein, the front direction (0 ° direction) ), The front luminance is large and good front luminance is obtained.
また、表４、５から明らかなように、光制御フィルムａ、ｂは、光源ｐを基準とした場合には、区間７から区間１に向かうにつれて、光源ｐ側の傾斜面の傾きの絶対値の平均が大きくなり、光源ｑを基準とした場合には、区間１から区間７に向かうにつれて、光源ｑ側の傾斜面の傾きの絶対値の平均が大きくなるという条件を満たす形状を有する。一方、光制御フィルムｃは、表６からわかるようにこの条件は満たしていない。このため、光制御フィルムａ，ｂは、表７、８から明らかなように、光制御フィルムｃ（表９）と比較して、Ｃ点より光源の位置に近いＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ点においても、光源２４の長手方向と垂直な方向における正面（０度）から大きく傾いた光を効率的に正面方向に向けることができており、良好な正面輝度を得ることができるものであった。具体的には、光制御フィルムａ，ｂについて示した表７、８の輝度は、光制御フィルムｃについ示した表９の輝度に比べ、Ｃ点とＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ点との正面輝度の差が小さく、また、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ点のｙ方向（光源２４の長手方向と垂直方向）についての上３０度と下３０度の輝度の差及び上４５度と下４５度の輝度の差が小さく、かつ正面方向（０度）の輝度の値より格段に小さい割合になっている。このことから、出射光の位置による片寄りが少なく、光が効率的に正面方向に向けられていることが分かる。 Further, as is clear from Tables 4 and 5, when the light control films a and b are based on the light source p, the absolute value of the inclination of the slope on the light source p side increases from section 7 to section 1. Has a shape that satisfies the condition that the average of the absolute value of the inclination of the inclined surface on the light source q side increases from section 1 to section 7 when the light source q is used as a reference. On the other hand, the light control film c does not satisfy this condition as can be seen from Table 6. Therefore, as apparent from Tables 7 and 8, the light control films a and b have points A, B, D, and E closer to the position of the light source than point C, as compared to the light control films c (table 9). In this case, light greatly inclined from the front (0 degrees) in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the light source 24 can be efficiently directed to the front, and good front luminance can be obtained. . More specifically, the luminances in Tables 7 and 8 shown for the light control films a and b are different from the luminances in Table 9 shown for the light control film c. The difference in luminance is small, and the difference in luminance between upper 30 degrees and lower 30 degrees and the upper 45 degrees and lower 45 degrees in the y direction (perpendicular to the longitudinal direction of the light source 24) at points A, B, D, and E. Are small, and are significantly smaller than the luminance value in the front direction (0 degrees). From this, it can be seen that there is little deviation due to the position of the emitted light, and the light is efficiently directed in the front direction.
一方、表１０〜１３から明らかなように、比較例のものは、全ての測定点、あるいは一部の測定点において、傾きの絶対値の平均の差が３０度以内でなかったり、断面曲線の方向が光源の向きに対して平行方向（０度、１８０度）から垂直方向（９０度）に向かうにつれて、傾きの絶対値の平均が大きくならないものである。したがって、比較例のものをバックライトに組み込んでも、実施例のもの（表７〜９）に比べ、良好な正面輝度を得ることはできなかった（表１４〜１７）。 On the other hand, as is clear from Tables 10 to 13, in the comparative example, the difference between the averages of the absolute values of the slopes was not within 30 degrees at all the measurement points or some of the measurement points, The average of the absolute value of the inclination does not increase as the direction goes from the direction parallel to the light source (0 degrees, 180 degrees) to the direction perpendicular to the light source (90 degrees). Therefore, even when the backlight of the comparative example was incorporated into the backlight, a better front luminance could not be obtained as compared with the backlight of the embodiment (Tables 7 to 9) (Tables 14 to 17).
なお、比較例で用意したプリズムシートｅおよび光拡散性シートｆ〜ｈを適宜複数枚組み合わせてバックライトに組み込むことにより、実施例と同等の正面輝度が得られることがあるが、バックライトの厚みが増してしまい、また、コストも増加してしまう。 By combining a plurality of the prism sheets e and the light diffusing sheets f to h prepared in the comparative example as appropriate and incorporating them in the backlight, the same front luminance as that of the example may be obtained. Increases, and the cost also increases.
以上のように、本発明の光制御フィルムは、凹凸パターンからなる表面形状を特定の条件を満たす形状に制御することにより、本発明の光制御フィルムのみで光を効率的に正面方向に立ち上げることができ、良好な正面輝度を得ることができる。 As described above, the light control film of the present invention controls the surface shape composed of the concavo-convex pattern to a shape that satisfies a specific condition, so that light is efficiently started in the front direction only with the light control film of the present invention. And a good front luminance can be obtained.
１・・・光制御フィルム
１１・・透明基材
１２・・凹凸パターンを有する層
２・・・エッジライト型バックライト
２１・・導光板
２２・・反射板
２３・・シャーシ
２４・・光源
２５・・光源リフレクタ
３・・・直下型バックライト
３１・・光拡散材
４・・・断面曲線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light control film 11 ... Transparent base material 12 ... Layer having an uneven pattern 2 ... Edge light type backlight 21 ... Light guide plate 22 ... Reflection plate 23 ... Chassis 24 ... Light source 25 ... · Light source reflector 3 · · · direct backlight 31 · · · light diffusion material 4 · · · cross-sectional curve
Claims (6)
前記光制御フィルムは、凹凸パターン面を有し、前記凹凸パターン面上の任意の点を通り主平面に垂直な断面の前記凹凸パターン面側縁形状を画定する曲線について、前記光制御フィルムの主平面に対する傾きの絶対値の平均を算出した場合に、前記任意の点を通る前記断面の方向が前記光源の長手方向に平行な方向から垂直な方向に向かうにつれて、前記傾きの絶対値の平均が大きくなり、かつ、前記断面の方向の相違による前記傾きの絶対値の平均の差が３０度以内であることを特徴とするバックライト。 A light guide plate or a light diffusing material, a light source, and a backlight having a light control film disposed on a light emitting surface of the light guide plate or the light diffusing material,
The light control film has a concavo-convex pattern surface, and a curve defining the concavo-convex pattern surface side edge shape of a cross-section perpendicular to a main plane passing an arbitrary point on the concavo-convex pattern surface is mainly used for the light control film. When calculating the average of the absolute value of the inclination with respect to the plane, as the direction of the cross section passing through the arbitrary point goes from the direction parallel to the longitudinal direction of the light source to the direction perpendicular to the plane, the average of the absolute value of the inclination is A backlight, wherein the difference between the averages of the absolute values of the inclination due to the difference in the direction of the cross section is within 30 degrees.
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