JPWO2008069324A1 - 光拡散性光学フィルム及びその製造方法、プリズムシート、並びに面光源装置 - Google Patents
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Abstract
透光性基材(43)とその上面に付された透光性薄膜(45)とからなる光拡散性光学フィルムの透光性基材(43)の下面に、複数のプリズム列(411)を互いに並列に配列したプリズム構造を付してなるプリズムシート。透光性薄膜(45)は、下面が透光性基材(43)に接合されており、上面が規則的/周期的な凹凸の構造単位(451)を備えている。透光性薄膜(45)は、上面の傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率が25%以上であり、さらに、上面の算術平均傾斜角RΔaが1.0〜15度である。
Description
本発明は、光拡散性光学フィルム、それを用いたプリズムシート、及びこれらを用いた面光源装置に関するものである。特に、本発明は、液晶表示装置のバックライトとして使用され得る面光源装置、該面光源装置を構成するのに好適なプリズムシート、及び前記面光源装置またはプリズムシートを構成するのに好適な光拡散性光学フィルムに関するものである。
近年、カラー液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン、デスクトップパソコンのモニター、携帯用テレビあるいはビデオ一体型テレビ等の画像表示手段として種々の分野で広く使用されてきている。この液晶表示装置で使用される液晶表示素子(液晶パネル)は、それ自体で発光するものではなく、光シャッターの役割を果たすものである。かくして、液晶表示装置の画像表示性能の向上のためには、液晶パネルの背後にバックライトと呼ばれるの面光源装置を配置して、該面光源装置から発せられる光により液晶パネルを背面から照明することが、一般的に行われている。
このようなバックライトは、例えば特開平2−84618号公報(特許文献1)や実開平3−69184号公報(特許文献2)に記載されているように、一次光源としての蛍光管、導光体、反射シート、及び光偏向素子としてのプリズムシート等から構成される。このうち、プリズムシートは、導光体の光出射面上に配置され、バックライトの光学的な効率を改善して輝度を向上させるためのものであり、例えば、透光性シートの一方の表面に頂角60°〜100°の断面二等辺三角形状のプリズム列をピッチ50μmで並列配置してなるプリズムシートである。
プリズムシートとしては、特開平6−324205号公報(特許文献3)、特開平10−160914号公報(特許文献4)及び特開2000−353413号公報(特許文献5)に記載されているように、光拡散シートまたは光拡散フィルムの機能を持たせるべく、プリズム列を形成した面と反対側の面に光拡散機能を有する表面構造を形成することが提案されている。特許文献3のプリズムシートでは、光拡散機能を有し高さが光源光の波長以上で100μm以下の突起群を形成することで、面光源装置の輝度向上及び輝度ばらつきの低減をはかっている。特許文献4のプリズムシートでは、コーティングタイプ、エンボスタイプまたはサンドブラストタイプの光拡散層を形成することで、面光源装置の輝度向上及び視野角拡大をはかっている。特許文献5のプリズムシートでは、透明ビーズなどの光拡散性微粒子層を塗布することで、輝度向上及び視野角拡大をはかっている。
また、特許第2855510号公報(特許文献6)には、プリズムシート(レンズシート)のプリズム列(レンズ)配列面と反対側の裏面に、多角柱状の微小突起を多数ランダムな二次元分布にて配列してなる微小突起群を形成することにより、プリズムシートに隣接して配置される導光体との密着がなく、干渉縞の発生が防止され、所望の方向への出射光量を増加させ輝度を向上させることが開示されている。更に、特開平9−21907号公報(特許文献7)には、プリズムシートのプリズム構造形成面と反対側の裏面に、円柱形状、多角柱形状または半球形状の突起部を複数形成することにより、該プリズムシートに隣接して配置される拡散シートとの間に僅かな隙間が形成されないようにし、ニュートンリングの発生を防止することが開示されている。
特開平2−84618号公報
実開平3−69184号公報
特開平6−324205号公報
特開平10−160914号公報
特開2000−353413号公報
特許第2855510号公報
特開平9−21907号公報
以上のように、プリズムシートの裏面に形成される表面構造の機能としては、所要の光拡散機能に加えて、隣接して配置される部材に対する密着及びこれによる干渉縞発生の防止がある。
更に、プリズムシートの表面構造の更に別の機能として、プリズム列等のレンズの表面構造欠陥の視認性を低減したり導光体の光出射面またはその反対側の裏面に形成したマット構造やレンズ列配列構造等の表面構造欠陥の視認性を低減したりする、いわゆる欠陥隠蔽が挙げられる。この欠陥隠蔽は、とくに一次光源として高輝度の光源が使用される場合、更にプリズムシートのレンズ形成面が導光体の方を向いて配置される場合に、重要性が増大する。
而して、プリズムシートのプリズム形成面と反対側の面に光拡散機能を有する表面構造を形成すると、導光体から出射されプリズムシートのプリズムで内面反射された非常に指向性の強い光が光拡散機能を有する表面構造と干渉し、塗膜内部の微粒子や表面の凹凸が非常にぎらつくスペックルやスパークリングと呼ばれるぎらつき現象が発生することがある。この場合、表示画像が非常に見づらくなるので、近年、このぎらつき現象を解決することが強く要求されている。上記特許文献3〜7には、このようなぎらつき現象を解消または低減するという技術的課題の示唆はない。
以上のような光拡散機能を有する表面構造に起因するぎらつき現象を抑制する為には、表面構造を形成する塗膜への微粒子の添加量を増加させることにより光拡散性を高めることが考えられる。これによって、ぎらつき現象をある程度減少させることができるが、微粒子の添加量を増加させ過ぎると、面光源装置または液晶表示装置の輝度が大幅に低下してしまうことがある。
そこで、本発明は、面光源装置または液晶表示装置の輝度の大幅な低下を招くことなく、液晶表示装置におけるぎらつき現象を低減することが可能で欠陥隠蔽性の良好なプリズムシートを提供することを目的とするものである。
また、本発明の他の目的は、そのようなプリズムシートの作製に好適な光拡散性光学フィルム、及び上記プリズムシートを用いて構成される面光源装置を提供することにある。
本発明によれば、上記いずれかの課題を解決するものとして、
透光性基材と該透光性基材の少なくとも一方の主面に付された透光性薄膜とからなり、
該透光性薄膜は、第1の主面が前記透光性基材に接合されており、第2の主面が規則的/周期的な凹凸の構造単位を備えており、
前記第2主面の傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率が25%以上であり、さらに、前記第2主面の算術平均傾斜角RΔaが、1.0〜15度であることを特徴とする光拡散性光学フィルム、
が提供される。
透光性基材と該透光性基材の少なくとも一方の主面に付された透光性薄膜とからなり、
該透光性薄膜は、第1の主面が前記透光性基材に接合されており、第2の主面が規則的/周期的な凹凸の構造単位を備えており、
前記第2主面の傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率が25%以上であり、さらに、前記第2主面の算術平均傾斜角RΔaが、1.0〜15度であることを特徴とする光拡散性光学フィルム、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記構造単位の外径は2〜60μmである。本発明の一態様においては、前記構造単位の基底面積は3.0〜3000μm2である。本発明の一態様においては、前記構造単位の高低差は0.5〜10μmである。本発明の一態様においては、前記構造単位の配列ピッチは2〜80μmである。本発明の一態様においては、前記構造単位の配列ピッチが10μm以上で、少なくとも該構造単位の表面に該表面からの微細凹凸変化量として0.1〜5μmの不規則な微細凹凸形状を付与したものである。本発明の一態様においては、前記構造単位の付与された凹凸構造の表面粗さにおける局部山頂の平均間隔Sが5〜50μmである。本発明の一態様においては、前記構造単位は略六方最密に配列されている。本発明の一態様においては、前記構造単位は、外径及び/または形状の異なるものが2種類以上混在している。
本発明の一態様においては、前記第2の主面の算術平均粗さRaは0.10〜1.00μmである。本発明の一態様においては、前記第2の主面の十点平均粗さRzは0.5〜5.0μmである。本発明の一態様においては、前記透光性薄膜の厚さが10〜30μmである。
本発明の一態様においては、前記透光性基材は内部に光拡散材を含んでいる。本発明の一態様においては、前記透光性薄膜は内部に光拡散材を含んでいる。本発明の一態様においては、前記光拡散材の平均粒径は2〜10μmである。本発明の一態様においては、前記光拡散材の粒径分布における標準偏差が5μm以内である。本発明の一態様においては、前記光拡散材と前記透光性薄膜のバインダーとの屈折率差が0.02〜0.09である。本発明の一態様においては、前記透光性薄膜に対する前記光拡散材の重量割合が40%以下である。
本発明の一態様においては、前記光拡散性光学フィルムは、平行光を入射したときの出射光分布の半値全幅が0.7〜20度である。本発明の一態様においては、光拡散性光学フィルムは、ヘイズ値が5〜82%である。本発明の一態様においては、前記光拡散性光学フィルムは、隠蔽度が11lp/mm以下である。
また、本発明によれば、上記いずれかの課題を解決するものとして、上記の光拡散性光学フィルムの前記透光性基材の他方の主面に、レンズ構造を具備してなることを特徴とするレンズシート、が提供される。
本発明の一態様においては、前記レンズ構造は、複数のプリズム列を互いに並列に配列した構造である。
また、本発明によれば、上記いずれかの課題を解決するものとして、
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、該導光体からの出射光が入光するように配置された光偏向素子を備えたエッジライト方式の面光源装置であって、該面光源装置における光偏向素子と液晶表示パネルの間に拡散シ−ト部材が介在せず、前記光偏向素子から出射した光が前記液晶表示パネルへ直接入射する機構を有する、上記の光拡散性光学フィルムを用いた、液晶表示装置及び該表示装置に用いる面光源装置、
が提供される。
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、該導光体からの出射光が入光するように配置された光偏向素子を備えたエッジライト方式の面光源装置であって、該面光源装置における光偏向素子と液晶表示パネルの間に拡散シ−ト部材が介在せず、前記光偏向素子から出射した光が前記液晶表示パネルへ直接入射する機構を有する、上記の光拡散性光学フィルムを用いた、液晶表示装置及び該表示装置に用いる面光源装置、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記液晶表示装置及び該表示装置に用いる面光源装置は、前記光拡散性光学フィルムの透光性薄膜に対する前記光拡散材の重量割合が40%以下である光拡散性光学フィルムを用いた光偏向素子から構成される。本発明の一態様においては、前記液晶表示装置及び該表示装置に用いる面光源装置は、平行光を入射したときの出射光分布の半値全幅が1.5〜20度であることを特徴とする光拡散性光学フィルムを用いた光偏向素子から構成される。本発明の一態様においては、前記液晶表示装置及び該表示装置に用いる面光源装置は、ヘイズ値が12〜82%であることを特徴とする光拡散性光学フィルムを用いた光偏向素子から構成される。
また、本発明によれば、上記いずれかの課題を解決するものとして、
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、該導光体からの出射光が入光するように配置された光偏向素子と、該光偏向素子から出光する光が入射するように配置された光拡散素子とを備えたエッジライト方式の面光源装置であって、上記の光拡散性光学フィルムを用いた光偏向素子から構成される面光源装置、
が提供される。
一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、該導光体からの出射光が入光するように配置された光偏向素子と、該光偏向素子から出光する光が入射するように配置された光拡散素子とを備えたエッジライト方式の面光源装置であって、上記の光拡散性光学フィルムを用いた光偏向素子から構成される面光源装置、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記透光性薄膜に対する前記光拡散材の重量割合が20%以下である。本発明の一態様においては、前記光拡散性光学フィルムは、平行光を入射したときの出射光分布の半値全幅が0.7〜10度である。本発明の一態様においては、前記光拡散性光学フィルムは、ヘイズ値が5〜50%である。本発明の一態様においては、前記面光源装置からの出射光分布の半値全幅が15〜23度である。
本発明の一態様においては、前記光拡散性光学フィルムの前記第2の主面において、前記導光体の光入射端面に対応する位置から前記導光体の前記光入射端面における厚さの2〜30倍の距離までの領域では、20度以上の凹凸構造の面積占有率が変化している。本発明の一態様においては、前記凹凸構造は、凸部または凹部からなる構造単位を離散的に複数配列してなるものであり、前記構造単位が規則性をもって配置されており、前記構造単位の外径を変化させることで、前記面積占有率を変化させている。本発明の一態様においては、前記凹凸構造は、凸部または凹部からなる構造単位を離散的に複数配列してなるものであり、前記構造単位が規則性をもって配置されており、前記構造単位の配置密度を変化させることで、前記面積占有率を変化させている。
また、本発明によれば、上記いずれかの課題を解決するものとして、
光入射面及びその反対側の光出射面を有する光拡散素子と、該光拡散素子の光入射面に隣接して配置された一次光源とを備えている直下方式の面光源装置であって、
前記光拡散素子が少なくとも1枚の上記の光拡散性光学フィルムからなることを特徴とする面光源装置、
が提供される。
光入射面及びその反対側の光出射面を有する光拡散素子と、該光拡散素子の光入射面に隣接して配置された一次光源とを備えている直下方式の面光源装置であって、
前記光拡散素子が少なくとも1枚の上記の光拡散性光学フィルムからなることを特徴とする面光源装置、
が提供される。
また、本発明によれば、上記いずれかの課題を解決するものとして、
上記の光拡散性光学フィルムを製造する方法であって、
金属部材の表面に形成されたレジスト膜のパターニングを行うことで該レジスト膜に前記構造単位の配列に対応するパターンにて配列された複数の開口部を形成し、前記金属部材を前記開口部を介してエッチング処理することで成形用型素材を作製し、該成形用型素材またはそれに対して表面加工を施したものからなる成形用型部材を用いて前記透光性基材の少なくとも一方の主面上にて光硬化性樹脂に対する転写賦形を行って、前記凹凸構造を備えた透光性薄膜を形成することを特徴とする、光拡散性光学フィルムの製造方法、
が提供される。
上記の光拡散性光学フィルムを製造する方法であって、
金属部材の表面に形成されたレジスト膜のパターニングを行うことで該レジスト膜に前記構造単位の配列に対応するパターンにて配列された複数の開口部を形成し、前記金属部材を前記開口部を介してエッチング処理することで成形用型素材を作製し、該成形用型素材またはそれに対して表面加工を施したものからなる成形用型部材を用いて前記透光性基材の少なくとも一方の主面上にて光硬化性樹脂に対する転写賦形を行って、前記凹凸構造を備えた透光性薄膜を形成することを特徴とする、光拡散性光学フィルムの製造方法、
が提供される。
本発明の一態様においては、前記金属部材の表面は平滑面である。本発明の一態様においては、前記金属部材の表面の算術平均粗さRaが0.5μm以下(好ましくは0.3μm以下、さらに好ましくは0.1μm以下)である。本発明の一態様においては、前記金属部材の表面の十点平均粗さRzが1.0μm以下(好ましくは0.5μm以下、さらに好ましくは0.3μm以下)である。
本発明の一態様においては、前記レジスト膜のパターニングは、前記レジスト膜に対する前記パターンまたはそれ以外の部分に対応する部分的レーザー光照射及びこれに続く前記パターンまたはそれを除く部分での前記レジスト膜の部分的溶出(現像プロセス)によりなされる。本発明の一態様においては、前記レジスト膜のパターニングは、前記レジスト膜に対する前記パターンまたはそれ以外の部分での部分的レーザー光照射による前記レジスト膜の部分的除去によりなされる。本発明の一態様においては、前記レーザー光としてYAGレーザー光を用いる。本発明の一態様においては、前記開口部またはそれ以外の部分の外径が2〜80μmである。本発明の一態様においては、前記エッチング処理は薬液
(ウエット)エッチングによる。本発明の一態様においては、前記エッチング処理によって前記金属部材に、表面方向が0.1〜15μmで、深さ方向が0.3〜30μmである凹部が形成される。本発明の一態様においては、前記エッチング処理はブラスト処理による。本発明の一態様においては、前記エッチング処理は電解研磨による。本発明の一態様においては、前記エッチング処理によって形成される前記金属部材の凹部の深さが、0.1〜20μmである。
(ウエット)エッチングによる。本発明の一態様においては、前記エッチング処理によって前記金属部材に、表面方向が0.1〜15μmで、深さ方向が0.3〜30μmである凹部が形成される。本発明の一態様においては、前記エッチング処理はブラスト処理による。本発明の一態様においては、前記エッチング処理は電解研磨による。本発明の一態様においては、前記エッチング処理によって形成される前記金属部材の凹部の深さが、0.1〜20μmである。
本発明の一態様においては、前記成形用型素材の前記エッチング処理を受けなかった表層部を切削処理により除去して、前記成形用型部材を作製する。本発明の一態様においては、前記成形用型素材にめっき処理を行って、金型表面に傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率が25%以上である前記成形用型部材を作製する。本発明の一態様においては、前記めっき処
理により形成されるめっき膜の厚さが5〜100μmである。
理により形成されるめっき膜の厚さが5〜100μmである。
本発明の一態様においては前記めっき処理は硬度の異なる2種類以上のめっきからなり、その最表面におけるめっきの硬度(ビッカース硬度)は200〜400H.V.(好ましくは300〜400H.V.)である。めっき処理の後にブラスト処理を行う場合、最表面の硬度が高いとブラスト効果を得ることが出来ない。また、硬度の低いめっきとして銅、軟質ニッケル等があるが、銅は空気酸化されるので最表面に向かない。一方、軟質ニッケルには微小凹凸があり、光拡散性光学フィルムとしての特性が悪くなる。内側の層に硬質ニッケルを用いて最表面の軟質ニッケルめっきの厚さを薄くすることにより、最表面の微小凹凸が少なくかつ硬度の低いめっきを得ることが出来る。また、最表面におけるめっきの硬度が高すぎるとブラスト効果を得ることが出来ない。低すぎると微小凹凸が大きくなり、光拡散性光学フィルムとしての特性が悪くなる。本発明の一態様においては前記最表面におけるめっきの厚さは1〜15μm(好ましくは2〜10μm、さらに好ましくは3〜5μm)である。最表面におけるめっきの厚さが厚すぎると微小凹凸が大きくなり、光拡散性光学フィルムとしての特性が悪くなる。薄すぎると内側のめっき硬度の影響が出てしまい、最表面めっきの硬度を下げる効果がなくなる。なお、本明細書において、軟質ニッケルめっきとは、ホウ素等の軟質成分が添加された硬度400H.V以下のものを指す。
本発明の一態様においては、前記エッチング処理、及び/または切削処理、及び/またはめっき処理の後に、前記成形用型素材の表面を、さらに中心粒径5〜45μm(好ましくは10〜30μm、さらに好ましくは10〜25μm)の略球形研削材微粒子を用いてブラスト処理することで、不規則で微細な凹凸形状を追加付与し、前記成形用型部材を作製する。本発明の一態様においては、前記研削材微粒子の上限粒径(1%以下混入)が45μm以下(好ましくは30μm、さらに好ましくは25μm以下)の略球形研削材微粒子を用いる。本発明の一態様においては、前記エッチング処理、切削処理、及び/またはめっき処理の後に、前記成形用型素材の表面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施し、前記成形用型部材を作製する。
以上のような本発明によれば、光拡散性光学フィルムにおいて透光性薄膜の第2の主面が規則的/周期的な凹凸の構造単位を備えており、前記第2主面の傾斜角が4〜20度である
部分の面積占有率が25%以上であり、さらに、前記第2主面の算術平均傾斜角RΔaが、1.0〜15度であるので、この光拡散性光学フィルムを用いてプリズムシート等のレンズシート更には面光源装置を形成することで、面光源装置または液晶表示装置の輝度の大幅な低下を招くことなく、液晶表示装置におけるぎらつき現象を低減することが可能となり且つ陥隠蔽性が良好である。
部分の面積占有率が25%以上であり、さらに、前記第2主面の算術平均傾斜角RΔaが、1.0〜15度であるので、この光拡散性光学フィルムを用いてプリズムシート等のレンズシート更には面光源装置を形成することで、面光源装置または液晶表示装置の輝度の大幅な低下を招くことなく、液晶表示装置におけるぎらつき現象を低減することが可能となり且つ陥隠蔽性が良好である。
1 一次光源
2 光源リフレクタ
3 導光体
31 光入射端面
32 側端面
33 光出射面
34 裏面
4 プリズムシート
41 入光面
411 プリズム列
411a,411b プリズム面
42 出光面
43 透光性基材
44 プリズム列形成層
45 透光性薄膜
451 構造単位
5 光反射素子
6 光拡散素子
7 型部材(ロール型)
8 液晶パネル
81 入射面
82 観察面
9 透光性基材
10 活性エネルギー線硬化性組成物
11 圧力機構
12 樹脂タンク
13 ノズル
14 活性エネルギー線照射装置
15 薄板状型部材
16 円筒状ロール
17 構造単位転写部
18 多数のプリズム列転写部
28 ニップロール
151 薄板状金属部材
152 レジスト膜
153 開口部
154 構造単位転写部
155 めっき膜
156 構造単位転写部
201 接着層
202 偏光フィルム
203 防眩処理層
204 フレネルレンズシート
205 両面レンチキュラーレンズシート
240 光拡散性光学フィルム
243 透光性基材
245 透光性薄膜
2451 構造単位
dS 微小領域
2 光源リフレクタ
3 導光体
31 光入射端面
32 側端面
33 光出射面
34 裏面
4 プリズムシート
41 入光面
411 プリズム列
411a,411b プリズム面
42 出光面
43 透光性基材
44 プリズム列形成層
45 透光性薄膜
451 構造単位
5 光反射素子
6 光拡散素子
7 型部材(ロール型)
8 液晶パネル
81 入射面
82 観察面
9 透光性基材
10 活性エネルギー線硬化性組成物
11 圧力機構
12 樹脂タンク
13 ノズル
14 活性エネルギー線照射装置
15 薄板状型部材
16 円筒状ロール
17 構造単位転写部
18 多数のプリズム列転写部
28 ニップロール
151 薄板状金属部材
152 レジスト膜
153 開口部
154 構造単位転写部
155 めっき膜
156 構造単位転写部
201 接着層
202 偏光フィルム
203 防眩処理層
204 フレネルレンズシート
205 両面レンチキュラーレンズシート
240 光拡散性光学フィルム
243 透光性基材
245 透光性薄膜
2451 構造単位
dS 微小領域
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明による光拡散性光学フィルムの一実施形態、該光拡散性光学フィルムを用いた本発明によるプリズムシートの一実施形態、及び該プリズムシートを用いた本発明による面光源装置の一実施形態、及び該面光源装置を用いた液晶表示装置の一実施形態を示す模式的斜視図であり、図2はその模式的部分断面図である。本実施形態においては、面光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射端面31とし、これと略直交する一つの表面を光出射面33とする導光体3と、この導光体3の光入射端面31に対向して配置され光源リフレクタ2で覆われた線状の一次光源1と、導光体3の光出射面上に配置された光偏向素子としてのレンズシートたるプリズムシート4と、導光体3の光出射面33とは反対側の裏面34に対向して配置された光反射素子5とを含んで構成されている。また、本実施形態においては、液晶表示装置は、面光源装置のプリズムシート4の出光面42上に配置された液晶パネル(液晶表示素子)8とを含んでなる。
導光体3は、XY面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。導光体3は4つの側端面を有しており、そのうちYZ面と平行な1対の側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射端面31とする。光入射端面31は一次光源1と対向して配置されており、一次光源1から発せられた光は光入射端面31に入射し導光体3内へと導入される。本発明においては、例えば、光入射端面31とは反対側の側端面32等の他の側端面にも光源を対向配置してもよい。
導光体3の光入射端面31に略直交した2つの主面は、それぞれXY面と略平行に位置しており、いずれか一方の面(図では上面)が光出射面33となる。この光出射面33に粗面やレンズ列からなる指向性光出射機構を付与することによって、光入射端面31から入射した光を導光体3中を導光させながら光出射面33から光入射端面31および光出射面33に直交する面(XZ面)内において指向性のある光を出射させる。このXZ面内分布における出射光光度分布のピークの方向(ピーク光)が光出射面33となす角度をαとする。角度αは例えば10〜40度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば10〜40度である。
導光体3の表面に形成する粗面やレンズ列は、ISO4287/1−1984による平均傾斜角θaが0.5〜15度の範囲のものとすることが、光出射面33内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θaは、さらに好ましくは1〜12度の範囲であり、より好ましくは1.5〜11度の範囲である。この平均傾斜角θaは、導光体3の厚さ(d)と入射光が伝搬する方向の長さ(L)との比(L/d)によって最適範囲が設定されることが好ましい。すなわち、導光体3としてL/dが20〜200程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θaを0.5〜7.5度とすることが好ましく、さらに好ましくは1〜5度の範囲であり、より好ましくは1.5〜4度の範囲である。また、導光体3としてL/dが20以下程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θaを7〜12度とすることが好ましく、さらに好ましくは8〜11度の範囲である。
導光体3に形成される粗面の平均傾斜角θaは、ISO4287/1−1984に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をxとして、得られた傾斜関数f(x)から次の式(1)および式(2)
Δa=(1/L)∫0 L|(d/dx)f(x)|dx ・・・ (1)
θa=tan−1(Δa) ・・・ (2)
を用いて求めることができる。ここで、Lは測定長さであり、Δaは平均傾斜角θaの正接である。
Δa=(1/L)∫0 L|(d/dx)f(x)|dx ・・・ (1)
θa=tan−1(Δa) ・・・ (2)
を用いて求めることができる。ここで、Lは測定長さであり、Δaは平均傾斜角θaの正接である。
さらに、導光体3としては、その光出射率が0.5〜5%の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは1〜3%の範囲である。光出射率を0.5%以上とすることにより、導光体3から出射する光量が多くなり十分な輝度が得られる傾向にある。また、光出射率を5%以下とすることにより、一次光源1の近傍での多量の光の出射が防止され、光出射面33内でのX方向における出射光の減衰が小さくなり、光出射面33での輝度の均斉度が向上する傾向にある。このように導光体3の光出射率を0.5〜5%とすることにより、光出射面から出射する光の出射光光度分布(XZ面内)におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し50〜80度の範囲にあり、光入射端面と光出射面との双方に垂直なXZ面における出射光光度分布(XZ面内)の半値全幅が10〜40度であるような指向性の高い出射特性の光を導光体3から出射させることができ、その出射方向をプリズムシート4で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。
本発明において、導光体3からの光出射率は次のように定義される。光出射面33の光入射端面31側の端縁での出射光の光強度(I0)と光入射端面31側の端縁から距離Lの位置での出射光強度(I)との関係は、導光体3の厚さ(Z方向寸法)をdとすると、次の式(3)
I=I0(A/100)[1−(A/100)]L/d ・・・ (3)
のような関係を満足する。ここで、定数Aが光出射率であり、光出射面33における光入射端面31と直交するX方向での単位長さ(導光体厚さdに相当する長さ)当たりの導光体3から光が出射する割合(百分率:%)である。この光出射率Aは、縦軸に光出射面23からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に(L/d)をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。
I=I0(A/100)[1−(A/100)]L/d ・・・ (3)
のような関係を満足する。ここで、定数Aが光出射率であり、光出射面33における光入射端面31と直交するX方向での単位長さ(導光体厚さdに相当する長さ)当たりの導光体3から光が出射する割合(百分率:%)である。この光出射率Aは、縦軸に光出射面23からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に(L/d)をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。
なお、本発明では、上記のようにして光出射面33に光出射機構を形成する代わりに或いはこれと併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混入分散することで指向性光出射機構を付与してもよい。
また、指向性光出射機構が付与されていない主面である裏面34は、導光体3からの出射光の一次光源1と平行な面(YZ面)での指向性を制御するために、光入射端面31を横切る方向に、より具体的には光入射端面31に対して略垂直の方向(X方向)に、延びる多数のプリズム列を配列したプリズム列形成面とされている。この導光体3の裏面34のプリズム列は、配列ピッチをたとえば10〜100μmの範囲、好ましくは30〜60μmの範囲とすることができる。また、この導光体3の裏面34のプリズム列は、頂角をたとえば85〜110度の範囲とすることができる。これは、頂角をこの範囲とすることによって導光体3からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、頂角はより好ましくは90〜100度の範囲である。
導光体3としては、図1に示したような形状に限定されるものではなく、光入射端面の方が厚いくさび状等の種々の形状のものが使用できる。
導光体3は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが80重量%以上であるものが好ましい。導光体3の粗面等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透光性基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透光性基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能(メタ)アクリル化合物、ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル類、アリル化合物、(メタ)アクリル酸の金属塩等を使用することができる。
プリズムシート4は、導光体3の光出射面33上に配置されている。プリズムシート4はシート状透光性部材からなり、その2つの主面である第1面41及び第2面42は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてXY面と平行に位置する。一方の主面である第1面41(導光体3の光出射面33に対向して位置する主面)が入光面とされており、他方の主面42が出光面とされている。入光面41は、複数のY方向に延在するプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。出光面42は、後述の凹凸構造を備えている。
図3に、プリズムシート4及び導光体3の模式的部分拡大断面図を示す。プリズムシート4は、透光性基材43と透光性レンズ形成層たる透光性プリズム列形成層44と透光性薄膜45とからなる。
透光性基材43及び透光性薄膜45の接合体が、本発明の光拡散性光学フィルムを構成する。即ち、光拡散性光学フィルムは、互いに平行な2つの主面をもつ透光性基材43と該透光性基材の一方の主面(上面)に付された透光性薄膜45とからなる。光拡散性光学フィルムにレンズ構造を具備しない場合には、透光性基材43の他方の主面(下面)にスティッキング防止のための凹凸構造を付与することが好ましい。それらの目的を達成するために、JIS B0601−1994による凹凸構造の算術平均傾斜角RΔaは0.7度以上である。透光性薄膜45は、第1の主面(下面)が透光性基材43の上面に接合されており、第2の主面(上面)が凹凸構造を備えている。
該凹凸構造は、構造単位451をXY面内で規則性をもって離散的に複数配列してなるものとする。ここでいう「規則性」とは、個々の構造単位451の形状や大きさによらず、構造単位451の位置が一定の周期構造に従って2mm×2mm以上の領域で配列している状態のことをいう。例えば、構造単位451が単純格子や最密六方格子などの配列をしている際に、外径が異なる構造単位451が混在していてもよい。また、透光性薄膜45の第2の主面の一部の領域にのみ規則性を有していてもよいし、分割されたそれぞれの領域において互いに異なる規則性を有していてもよい。例えば、第2の主面を多数の細長い長方形の領域に分割し、各領域ごとの構造単位451の配列に異なる配列間隔を持たせ、結果的に一次元方向に構造単位451の数密度を変化させることも出来る。
この凹凸構造の表面の傾斜角が4〜20度、好ましくは8〜20度、さらに好ましくは10〜18度、最も好ましくは10〜15度である部分が全表面の25%以上、好ましくは35%以上、さらに好ましくは60%以上を占めている。ここで、凹凸構造の表面の傾斜角は、図15に示されるようにして定義される。即ち、図15には、Z方向を含む断面における出光面42の一部と入光面41の一部とが示されている。この断面において、出光面42の微小領域dSをとり、その両端を結ぶ直線が入光面41となす角βを微小領域dSの傾斜角とする。微小領域dSとしては、例えば長さ1μmの領域をとることができる。以上、簡単のために、1つの断面における微小領域の傾斜角の定義につき説明したが、実際には、断面のとり方は無数にある。本発明においては、出光面42をXY面内で上記微小領域に対応する大きさの微小面領域をとり、該微小面領域の断面のうち最も大きな傾斜角を示すものを当該微小面領域の傾斜角として採用する。微小面領域のとり方としては、例えば、出光面42にてXY面内で縦横それぞれ1μmピッチで配置された碁盤目の各位置を中心とする直径1μmの円形領域をとることができる。以上のような各微小面領域の傾斜角βの測定は、たとえば超深度形状測定顕微鏡(例えばキーエンス社製のVK−8500[商品名])を用いて測定される出射面62の表面形状に基づき、行うことができる。
凹凸構造の表面の傾斜角は、面光源装置の輝度、ぎらつき現象(スペックル)及び欠陥隠蔽性に関与する度合いが高い。この傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率(例えば、前記2mmX2mmの面積の光拡散フィルムの部分を抽出して評価を行う)を出来るだけ大きくすることで、液晶表示装置の輝度の大幅な低下を招くことなく、液晶表示装置におけるぎらつき現象を低減することが可能で欠陥隠蔽性の良好な面光源装置が得られる。即ち、凹凸構造の表面の傾斜角が4〜20度である部分が全表面に占める面積占有率は、小さすぎると、欠陥隠蔽性が低下したり、光拡散性が低下したりする。凹凸構造の表面の傾斜角が上記範囲であることが好ましい理由は以下のように推測される。図18のように観察者Oと光学欠陥Pとの間にマット表面があると、そこで光の一部は屈折する。観察者Oには、光学欠陥Pから発せられマット表面を直進したOP方向の直進光と、光学欠陥Pから発せられマット表面で屈折してOP’方向に進行する屈折光との両方が到達する。これは、観察者にとっては光学欠陥PがP’にも存在するように認識されることを意味する。したがってマット表面での屈折角αが大きいほど欠陥隠蔽性が高い。しかしながら、人の目の受光角から外れる角度の光は認識されることないため、無駄になる。本出願人は、人の目の受光角内でなるべく屈折角を大きくするためには、屈折角が3〜8度となることが最適であること、およびこのためにはマット傾斜角(凹凸構造の表面の傾斜角)は4〜20度が好ましいことを見出した。なお、本明細書において、傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率とは、傾斜角が4〜20度である領域の出光面(但し、ここでは凹凸構造がないと仮定した場合の平坦面)42へ投影した領域の面積が、出光面42に占める割合をいう。これは、出光面上の構造単位451の基本格子における、傾斜角4〜20度の領域の投影面積の比として算出する。
また、この表面におけるJIS B0601−1994による算術平均傾斜角RΔaは1〜15度、好ましくは1.5〜10度さらに好ましくは2〜8度である。RΔaが小さすぎると散乱効率が小さく光学欠陥の隠蔽性が不充分であり、一方、大きすぎると過剰な散乱や戻り光を誘発し、著しい輝度の低下やスペックルを引き起こす傾向にある。
尚、本発明においては、プリズムシート4の一部の領域においては、以上のような凹凸構造に関する面積占有率の条件から外れていてもよい。例えば、一次光源1に近いプリズムシート4の領域においては、この領域に導光体3を経て到来する光の振る舞いが他の領域とは異なることがある。これに対処するために、この領域の光学的特性を他の領域とは異なるようにしてもよい。この場合には、本発明における光拡散性光学フィルム及びプリズムシートが当該領域を除く他の領域のみからなるものとみなすことで、面光源装置は本発明によるものとなる。
例えば、光拡散性光学フィルムの凹凸構造面(第2の主面)において、導光体3の光入射端面31に対応する位置から導光体の光入射端面における厚さdの2〜30倍の距離までの帯状の領域では、表面の傾斜角が20度以上である部分の面積占有率が変化しているものとすることができる。これは、例えば、後述の構造単位の外径を変化させたり構造単位の配置密度を変化させたりすることで実現することができる。
図4に、構造単位451の模式的縦断面図を示す。構造単位451の形状は、略円錐、略円錐台、略楕円錐または略楕円錐台とするのが好ましいが、略多角錐または略多角錐台、更には球または楕円体の一部のような形状であってもよい。これらの場合、構造単位451の基底面の形状は、略円、略楕円または略多角形となる。多角錐(台)の場合には、側面または底面の辺の数が多く、円錐に近いほど好ましい。側面または底面の辺の数が少ないと、光拡散性や欠陥隠蔽性の方向依存性が生じてしまう。また、構造単位451の縦断面の形状は略三角形、略台形または弓形となる。図4では構造単位451が略円錐台である場合が示されている。ただし、この場合を例にすると、該円錐台における傾斜角の極めて小さい略平坦部(例えば円錐台の上面部)の面積は前述の所望の傾斜角の占有面積の充分な確保の点からすると、より小さい方が好ましい。
尚、本発明においては、構造単位は図3及び図4に示されているような凸部からなるものに限定されず、凹部からなるものであってもよい。以下において、凸部からなる構造単位につき説明するが、その内容は凹部からなるものにも当てはまる。
構造単位451の表面は、最大傾斜角φをもつ。この最大傾斜角φは、構造単位の側面と基底面とのなす角のうちの最大角として現れる。図示されるような略円錐台形状の構造単位451の場合には側面全体において基底面とのなす角がほぼ一定値φであるが、縦断面形状において側面が曲線状である場合には側面と基底面とのなす角のうちの最大角を最大傾斜角φとする。最大傾斜角φは、4〜20度、好ましくは8〜20度、さらに好ましくは10〜18度、最も好ましくは10〜15度である。最大傾斜角φは、小さ過ぎると欠陥隠蔽性や光拡散性が低下しやすくなり、大き過ぎると返り光によりロスが大きくなり輝度が低下しやすくなる。
構造単位451の外径Dは、例えば2〜60μm、好ましくは6〜40μm、より好ましくは10〜30μmである。外径Dは、小さ過ぎると外径むらが発生しやすいなど光拡散性光学フィルムの製造が困難になりやすく、大き過ぎると面光源装置において構造単位が視認されやすくなり、液晶パネルやプリズム列とのモアレが発生しやすくなる。尚、構造単位451の平面形状(XY面内の形状)が円形でない場合には、外径Dとして該平面形状を含有し得る円のうちの最小のものの直径をとる。また、構造単位451の境界が明確でない場合は、構造単位451の平坦部近傍の斜面における接線と平坦部の延長線との交点を構造単位451の境界とする。凹凸構造による斜面が長く続き、平坦部が存在しないような場合には傾斜角が反転する点を構造単位451の境界とする。構造単位451の基底面積は、例えば3〜3000μm2、好ましくは30〜1000μm2、より好ましくは80〜700μm2である。構造単位651の高低差Hは、例えば0.5〜10μm、好ましくは0.8〜6μm、より好ましくは1.5〜4μmである。高低差Hは、大きすぎると傾斜角が付きすぎることにより前述のような問題が生じ、小さ過ぎるとスティッキングが生じやすくなる。
図5に、XY面内での構造単位451の配列形態を示す。図5(a)は構造単位451が略六方最密に配列された形態を示しており、図5(b)は構造単位451が略正方格子に配列された形態を示している。プリズムシート4による欠陥隠蔽性を高めるためには、出光面42における構造単位451の占有率を高めるのが好ましい。この観点から、構造単位451は略六方最密に配列するのがよい。出光面42即ち透光性薄膜45の上面において構造単位451が占める面積割合は、例えば25%以上、好ましくは35%以上、より好ましくは60%以上である。この面積割合は、小さ過ぎると欠陥隠蔽性や光拡散性が低下しやすくなる。構造単位451の配列間隔(配列ピッチ)Tは、例えば2〜80μm、好ましくは6〜60μm、より好ましくは9〜40μmである。配列間隔Tは、小さ過ぎると光拡散性光学フィルムの製造が困難になりやすく、大き過ぎると液晶パネルやプリズム列とのモアレが発生しやすくなる。
配列ピッチTが10μm以上の場合には、少なくとも構造単位451の表面に該表面からの微細凹凸変化量として0.1〜5μm、好ましくは0.5〜5μm、さらに好ましくは0.5〜3μm、最も好ましくは0.5〜2μmの不規則な微細凹凸形状を付与することも出来る。これにより、欠陥隠蔽性や光拡散性を向上させたり、それらの性能の方向依存性を軽減させたりすることが出来る。高さが大きすぎると過剰な散乱や戻り光を誘発し、著しい輝度の低下やスペックルを引き起こす傾向にあり、小さすぎると前述のような効果が出にくい。
出射面42即ち透光性薄膜45の上面のJIS B0601−1994による局部山頂の平均間隔Sは、例えば5〜50μm、好ましくは10〜40μm、より好ましくは15〜30μmである。Sは小さ過ぎると欠陥隠蔽性や光拡散性が低下しやすくなり、大きすぎるとスペックルを引き起こしやすい。JIS B0601−1994による算術平均粗さRaは、例えば0.1〜1μm、好ましくは0.13〜0.7μm、より好ましくは0.15〜0.5μmである。Raは、小さ過ぎると欠陥隠蔽性や光拡散性が低下しやすくなったり、スティッキングを生じやすくなったりする。大きすぎると過剰な散乱や戻り光を誘発し、著しい輝度の低下やスペックルを引き起こしやすい。出射面42即ち透光性薄膜45の上面のJIS B0601−1994による十点平均粗さRzは、例えば0.5〜5μm、好ましくは0.8〜4μm、より好ましくは1.0〜2.5μmである。Rzは、小さ過ぎると欠陥隠蔽性や光拡散性が低下しやすくなり、スティッキングを生じやすくなったりする。大きすぎると過剰な散乱や戻り光を誘発し、著しい輝度の低下やスペックルを引き起こしやすい。
構造単位451も含めた透光性薄膜45の厚さは、例えば10〜30μm、好ましくは15〜27μm、より好ましくは20〜25μmである。透光性薄膜45の厚さは、小さ過ぎる僅かな膜厚むらによって光学特性が不安定になりやすく、大き過ぎるとそりが発生しやすくなり、柔軟性が低下しやすくなり、材料コストが上昇しやすくなる。
透光性薄膜45は、例えばプリズム列形成層44と同様な後述の活性エネルギー線硬化樹脂からなるものとすることができる。プリズム形成層44の厚さとバランスをとることにより、そりを低減することが出来る。また、レンズ構造を具備しない場合には、入光面41に前記と類似のエネルギ−線硬化樹脂組成物を用いて、前記スティッキング防止機能
とかねて、所望の厚さの薄膜を付与することはそり低減効果もあり好ましい。
とかねて、所望の厚さの薄膜を付与することはそり低減効果もあり好ましい。
透光性薄膜45は内部に光拡散材を含んでいてもよい。光拡散材としては、シリカ、アルミナ、ガラスなどの無機系微粒子や、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミンなどの架橋有機微粒子や、シリコーン系微粒子などを適宜選択して使用することができる。なお、2種類以上の光拡散材を目的に応じて併用しても良い。光拡散材の平均粒径は、例えば2〜10μm、好ましくは3〜8μm、さらに好ましくは3〜5μmである。光拡散材の平均粒径は、小さ過ぎると光の干渉により色分かれを生じさせやすく、大き過ぎるとスペックルが発生しやすくなる。光拡散材の粒径分布における標準偏差は、例えば5μm以内である。この標準偏差が大き過ぎると小さ過ぎる粒子や大き過ぎる粒子を含むことになるので、上記の色分かれやスペックルが生じやすくなる。光拡散材とそれが分散される透光性薄膜バインダーとの屈折率差は、例えば0.02〜0.09である。この屈折率差が大き過ぎると輝度が低下しやすくなり、小さ過ぎると光拡散性や欠陥隠蔽性が低下しやすくなる。
前記透光性薄膜に対する前記光拡散材の重量割合は、例えば40%以下、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下である。この重量割合が高すぎると輝度低下が生じやすい。重量割合変化させることにより、用途に応じて拡散性光学フィルムの拡散性を調整することが出来る。透光性基材43の主面に垂直の方向に平行光を入射したときの出射光分布の半値全幅は、例えば0.7〜20度、好ましくは1.5〜15度、さらに好ましくは2〜10度である。また、ヘイズ値は、例えば5〜82%、好ましくは10〜80%、さらに好ましくは15〜75%である。
また、光拡散性光学フィルムの隠蔽性を以下のような方法で評価する。即ち、冷陰極管を側面に配置した15インチサイズのアクリル樹脂製導光体の光出射面上に、図1及び図2に示されているように、該透光性薄膜の付与されていないプリズムシートをプリズム列形成面が下向きとなるように載置し、導光体の側面および裏面を反射シートで覆い、面光源装置を得る。このプリズムシートのプリズム列形成面とは反対側の平坦面即ち透光性基材の主面の上に、種々の空間周波数を有する縞模様パターンの形成されたチャート(厚さ1.5mm)を、縞模様が形成されている面を下向きにして乗せ、さらにその上に上記の光拡散性光学フィルムを凹凸構造を備えている面を上向きにして乗せる。ここで縞模様パターンは、白ラインと黒ラインとの組み合わせを1ラインペアとし、このラインペアが1mmの幅の中に何組設けてあるかを空間周波数として示すものである。光拡散性光学フィルムの上からチャートの縞模様を見た際に、何ラインペア以上の縞模様が目視で識別できなくなるかを調べ、そのラインペア数をその光拡散性光学フィルムの隠蔽度と定義する。単位としてはlp/mmを用い、この値が小さいほど光学フィルムの隠蔽性は高いことを示している。実用上、該数値が11 lp/mm以下であれば隠蔽性としての機能はおおよそ確保していると言えるが輝度が低減しないかぎり該値はより小さい方が好ましい。この定義に従うと、隠蔽度は11lp/mm以下が好ましく、9lp/mm以下がより好ましく、8lp/mm以下がさらに好ましい。
以上のような光拡散性光学フィルムの凹凸構造を備えている面の反対の面に、様々なレンズ構造を具備することが出来る。前記レンズ構造は例えばフレネルレンズやレンチキュラーレンズであっても良いし、複数のプリズム列を互いに並列に配列してもよい。
透光性基材43の材料は、紫外線、電子線等の活性エネルギー線を透過するものが好ましく、このようなものとして、柔軟な硝子板等を使用することもできるが、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ジアセチルセルロース及びトリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン及びアクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィン及びエチレン・プロピレン共重合体等のオレフィン系樹脂、ナイロン及び芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等の透明樹脂シートやフィルムが好ましい。透光性基材43の厚さは、強度や取り扱い性等の作業性などの点から、例えば10〜500μmが好ましく、20〜400μmがより好ましく、30〜300μmが特に好ましい。なお、透光性基材43には、活性エネルギー線硬化樹脂からなる透光性薄膜45やプリズム列形成層44と透光性基材43との密着性を向上させるために、その表面にアンカーコート処理等の密着性向上処理を施したものが好ましい。
透光性基材43は内部に光拡散材を含んでいてもよい。光拡散材としては、透光性薄膜45に関し述べたものを使用することができる。
プリズム列形成層44の上面は、平坦面とされており、上記透光性基材43の下面と接合されている。プリズム列形成層44の下面即ち入光面41は、プリズム列形成面とされており、Y方向に延在する複数のプリズム列411が互いに平行に配列されている。プリズム列形成層44の厚さは例えば10〜500μmである。プリズム列411の配列ピッチPは例えば10μm〜500μmである。
プリズム列411は、2つのプリズム面411a,411bからなる。これらのプリズム面は光学的に十分に平滑な面(鏡面)とされていてもよいし、或いは粗面とされていてもよい。本発明においては、プリズムシートによる所望の光学特性を維持する点から、プリズム面は鏡面とすることが好ましい。上記実施形態のようにプリズムシート4をプリズム列形成面が導光体3に対向するように配置する場合には、プリズム列411の頂角θは40〜75゜程度の範囲であり、好ましくは45〜70゜の範囲である。
プリズム列形成層44は、例えば活性エネルギー線硬化樹脂からなり、液晶表示装置の表示画像の輝度を向上させる等の点から、高い屈折率を有するものが好ましく、具体的には、その屈折率が1.49以上、さらに好ましくは1.5以上、さらに好ましくは1.6以上である。プリズム列形成層44を形成する活性エネルギー線硬化樹脂としては、紫外線、電子線等の活性エネルギー線で硬化させたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリレート系樹脂がその光学特性等の観点から特に好ましい。このような硬化樹脂に使用される活性エネルギー線硬化性組成物としては、取扱い性や硬化性等の点で、多官能アクリレートおよび/または多官能メタクリレート(以下、多官能(メタ)アクリレートとも記載)、単官能のアクリレートおよび/またはメタクリレート(以下、モノ(メタ)アクリレートとも記載)、および活性エネルギー線による光重合開始剤を主成分とするものが好ましい。代表的な多官能(メタ)アクリレートとしては、ポリオールポリ(メタ)アクリレート、ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、エポキシポリ(メタ)アクリレート、ウレタンポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上の混合物として使用される。また、モノ(メタ)アクリレートとしては、モノアルコールの(メタ)アクリル酸エステル、ポリオールの(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。特に、プリズム列形成層44は多官能アクリレートを主成分とする合成樹脂からなるのが好ましい。また、防汚性を付与するためには、親水性またはフッ素系の活性エネルギ−線硬化性樹脂を用いるのが好ましい。
図3には、プリズムシート4によるXZ面内での光偏向の様子が模式的に示されている。この図では、XZ面内での導光体3からのピーク光(出射光分布のピークに対応する光)の進行方向の一例が示されている。導光体3の光出射面33から角度αで斜めに出射されるピーク光の大部分は、プリズム列411の第1のプリズム面411aへ入射し第2のプリズム面411bによりほぼ内面全反射されてほぼ出光面42の法線の方向に進行し、光拡散層45の主として凹凸構造の表面により拡散されて出射する。また、YZ面内では、上記のような導光体裏面34のプリズム列の作用もあって、広範囲の領域において出光面42の法線の方向の輝度の十分な向上を図ることができる。
尚、プリズムシート4のプリズム列411のプリズム面411a,411bの形状は、単一平面に限られず、例えば断面凸多角形状または凸曲面形状とすることができ、これにより、一層の高輝度化や狭視野化を図ることができる。
プリズムシート4においては、所望のプリズム列形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置の使用時におけるプリズム列頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に頂部平坦部あるいは頂部曲面部を形成してもよい。この場合、頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は、3μm以下とすることが、面光源装置としての輝度の低下やスティキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は2μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下である。
図6は、以上のようなプリズムシート4を構成する光拡散性光学フィルムの製造の一実施形態を示す模式図である。
図6中、符号7は、プリズムシート4の出光面として機能する透光性薄膜45の上面(凹凸構造面)を転写形成する形状転写面を円筒状外周面に形成してなる型部材(ロール型)である。このロール型7は、クロム、ニッケル、銅、ステンレス(SUS)、アルミニウム、黄銅、鋼等の金属からなるものとすることができる。図7は、ロール型7の模式的斜視図である。円筒状ロール16の外周面は、凹凸構造面の多数の構造単位451に対応する多数の構造単位転写部17を有する形状転写面とされている。図8は、ロール型7の変形例を示す模式的分解斜視図である。この変形例においては、円筒状ロール16の外周面に薄板状の型部材15を巻き付けて固定している。この薄板状型部材15は、外側の面に形状転写面が形成されている。
図6に示されているように、ロール型7には、その外周面即ち形状転写面に沿って透光性基材9(43)が供給されており、ロール型7と透光性基材9との間に活性エネルギー線硬化性組成物10が樹脂タンク12からノズル13を経て連続的に供給される。透光性基材9の外側には、供給された活性エネルギー線硬化性組成物10の厚さを均一にさせるためのニップロール28が設置されている。ニップロール28としては、金属製ロール、ゴム製ロール等が使用される。また、活性エネルギー線硬化性組成物10の厚さを均一にさせるためには、ニップロール28の真円度、表面粗さ等について高い精度で加工されたものが好ましく、ゴム製ロールの場合にはゴム硬度が60度以上の高い硬度のものが好ましい。このニップロール28は、活性エネルギー線硬化性組成物10の厚さを正確に調整することが必要であり、圧力機構11によって操作されるようになっている。この圧力機構11としては、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、各種ネジ機構等が使用できるが、機構の簡便さ等の観点から空気圧シリンダーが好ましい。空気圧は、圧力調整弁等によって制御される。
ロール型7と透光性基材9との間に供給される活性エネルギー線硬化性組成物10は、得られる透光性薄膜(45)の厚さを一定にするために一定の粘度に保持することが好ましい。粘度範囲は、一般的には、20〜3000mPa・Sの範囲の粘度とすることが好ましく、さらに好ましくは100〜1000mPa・Sの範囲である。活性エネルギー線硬化性組成物10の粘度を20mPa・S以上とすることにより、透光性薄膜の厚さを一定にするためにニップ圧を極めて低く設定したり成形スピードを極端に速くしたりする必要がなくなる。ニップ圧を極めて低くすると、圧力機構11の安定作動ができなくなる傾向にあり、透光性薄膜(45)の厚さが一定しなくなる。また、成形スピードを極端に速くすると、活性エネルギー線の照射量が不足し活性エネルギー線硬化性組成物の硬化が不十分となる傾向にある。一方、活性エネルギー線硬化性組成物10の粘度を3000mPa・S以下とすることにより、ロール型の形状転写面構造の細部まで十分に硬化性組成物10を行き渡らせることができ、凹凸構造の精確な転写が困難となったり気泡の混入による欠陥が発生しやすくなったり成形速度の極端な低下による生産性の悪化をもたらしたりすることがなくなる。このため、活性エネルギー線硬化性組成物10の粘度を一定に保持させるためには、硬化性組成物10の温度制御が行えるように、樹脂タンク12の外部や内部にシーズヒーター、温水ジャケット等の熱源設備を設置しておくことが好ましい。
活性エネルギー線硬化性組成物10をロール型7と透光性基材9との間に供給した後、活性エネルギー線硬化性組成物10がロール型7と透光性基材9との間に挟まれた状態で、活性エネルギー線照射装置14から活性エネルギー線を透光性基材9を通して照射して、活性エネルギー線硬化性組成物10を重合硬化し、ロール型7に形成された形状転写面の転写を行う。活性エネルギー線照射装置14としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等が使用される。活性エネルギー線の照射量としては、200〜600nmの波長の積算エネルギーが0.1〜50J/cm2 となる程度とすることが好ましい。また、活性エネルギー線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。次いで、透光性基材9(43)と活性エネルギー線硬化樹脂で形成された透光性薄膜(45)とからなる光拡散性光学フィルム(4)をロール型7から離型する。
以上のようにして製造された光拡散性光学フィルムを用いて、同様にしてプリズムシート4を製造することができる。その際には、上記図6に関し説明した透光性基材として上記光拡散性光学フィルムを使用し、その透光性薄膜を形成したのと反対側の面に上記プリズム列形成層44を形成する。その際には、ロール型7として、図9に示されているように、円筒状ロール16の外周面に、プリズム列形成面の多数のプリズム列411に対応する多数のプリズム列転写部18を設けたものを使用する。
以上のような光拡散性光学フィルムの製造と、それにより得られた光拡散性光学フィルムを用いたプリズムシートの製造とは、連続して行うことができる。その場合、図6に示される光拡散性光学フィルム製造装置とそれと同様な構成をもつプリズムシート製造装置とを用意し、これらを1ラインに構成すればよい。
以上のような光拡散性光学フィルムの製造に使用されるロール状の型部材7または薄板状の型部材15の作製方法につき、以下、説明する。
図12は、薄板状型部材15の作製方法の一例を示す模式的断面による工程図である。
先ず、図12(a)に示されるように、薄板状金属部材151の表面にレジスト膜152を形成する。この薄板状金属部材151の表面は平滑面であることが望ましい。平滑面でないと、レジスト膜152の膜厚むらが生じ、後述する開口部153の外径むらの原因となる。薄板状金属部材151の表面のJIS B0601−1994による算術平均粗さRaは例えば0.5μm以下、好ましくは0.1μm以下、さらに好ましくは0.02μm以下であることが望ましい。Raが大きいと、レジスト膜152の膜厚むらが生じ、後述する開口部153の外径むらの原因となる。JIS B0601−1994による十点平均粗さRzは例えば1.0μm以下、好ましくは0.5μm以下、さらに好ましくは0.2μm以下であることが望ましい。Rzが大きいと、レジスト膜152の膜厚むらが生じ、後述する開口部153の外径むらの原因となる。
次いで、図12(b)に示されるように、レジスト膜152のパターニングを行うことで、該レジスト膜152に上記構造単位451の配列に対応するパターンにて配列された複数の開口部153を形成する。該開口部153の開口形状は構造単位451の基底面の形状に対応したものとする。開口部153の外径D’は、例えば2〜80μm、好ましくは6〜60μm、より好ましくは10〜40μmである。外径D’は、小さ過ぎると外径むらが発生しやすくなるなど開口部の形成が困難になりやすく、大き過ぎると構造単位451に対応する形状の構造単位転写部の所望の表面最大傾斜角を得るために要する後述のめっき処理を行う際にも大きなめっき膜厚が必要になり製造コストが上昇やすい。また、最終的に得られる構造単位451の外径や配列ピッチが大きくなり、前述のような問題が生じる。
レジスト膜152のパターニングに関しては、所望のパタ−ンを描画されたフィルムフォトマスクを該レジスト膜上に載置して、エネルギ−線(UVやレ−ザ−)露光を行いついで、前記フォトマスクを除去し、該露光されたレジスト膜を現像するなど従来からある手法を用いても良い。
また他の方法として、レジスト膜152のパターニングの際には、上記パターンに対応する部分的レーザー光照射がなされる。このレーザー光としては、例えばYAGレーザー光を用いることができる。このレーザー光のパワーを高くして、レーザー光照射部分のレジスト膜152を部分的に昇華させて除去することで、開口部153を形成することができる。これによれば、レジスト膜152の膜厚にむらがあったとしても、その影響が開口部153の面積むらに現れにくくなる。一方、レーザー光のパワーを低くして、レーザー光照射部分のレジスト膜152を部分的に変質させ、続いて該変質部分のレジスト膜を溶出液により溶出することで、開口部153を形成することもできる。
次いで、図12(c)及びその部分拡大図である図12(d)に示されるように、残留レジスト膜152をエッチングマスクとして金属部材151を開口部152を介して薬液エッチング処理(ウエットエッチング)する。このエッチング処理によって金属部材151が侵食され、金属部材151の材質とエッチング液の組成との組み合わせを選択することで、表面方向にD”(例えば0.1〜15μm、好ましくは0.4〜10μm、より好ましくは0.7〜5μm)で、深さ方向にH’(例えば0.3〜30μm、好ましくは0.9〜20μm、より好ましくは1.5〜9μm)の凹部を形成することができる。金属部材151の侵食は、浅過ぎると所望の傾斜角を得ることができず、深過ぎると構造単位転写部の外径が大きくなり過ぎ、これを修正すべく後述のめっき処理を行う際にも大きなめっき膜厚が必要になり製造コストが上昇しやすい。また、最終的に得られる構造単位451の外径や配列ピッチが大きくなり、前述のような問題が生じる。
これにより、構造単位451に対応する形状の構造単位転写部154をもつ成形用型素材が得られる。この成形用型素材を、そのまま成形用型部材として使用することができる。この場合、H’=Hであり、D’+2D”=Dである。
なお、エッチングの手段としてブラスト加工や電解研磨によるドライエッチングを用いてもよい。その際の加工深さは例えば0.4〜9μm、好ましくは0.7〜5μm、より好ましくは1.5〜3μmである。加工が深すぎると構造単位転写部の傾斜角が大きすぎ、加工が浅すぎると構造単位転写部の傾斜角が小さすぎる。
また、エッチングの手段の如何によらず、レーザー光によるレジスト膜152のパターニングは構造単位451に対応するパターン以外の部分に対して行ってもよい。この場合、構造単位451に対応するパターンに対して行う場合と比べて、多くの面積で所望の傾斜角を得ることが出来る利点がある。さらに、レジスト膜152の変質部分を溶出させる際に溶出液の交換がスムーズに進みやすく、溶出残りによるむらが発生しにくい利点もある。薬液エッチングの場合には、同様の理由でエッチングむらが発生しにくい利点がある。
以上のようにして得られた成形用型素材に対して表面加工を施して成形用型部材とすることも可能である。例えば、図13に示されるように、成形用型素材の作製の際にエッチング処理を受けなかった当該型素材の表層部を面Cまで厚さH’−Hだけ切削処理により除去することで、成形用型部材を作製することができる。これにより、所望深さ及び所望外径の構造単位転写部154を得ることができる。また、構造単位転写部154の表面の最大傾斜角φ”は、成形用素材のものとは異なるものとなり、この切削処理により所望の最大傾斜角とすることができる。
また、図14に示されるように、以上のようにして得られた成形用型素材またはそれに以上のような切削処理を行って得られた型素材にめっき処理を行って、めっき膜155を形成し、金型表面に傾斜角が4〜20度、好ましくは8〜20度、さらに好ましくは10〜18度、最も好ましくは10〜15度である部分が25%以上、好ましくは35%以上、さらに好ましくは60%以上の面積占有率を有する成形用型部材を作製することができる。このめっき膜155の厚さは、例えば5〜100μm、好ましくは8〜70μm、より好ましくは20〜50μmである。このめっき膜155の厚さを調節することで、得られる構造単位転写部156の深さ、外形及び表面最大傾斜角を適宜調節することができる。めっき膜155の厚さは、大き過ぎると構造単位転写部156の傾斜角や外径が小さくなり過ぎやすく、更に構造単位転写部が占める面積割合が小さくなり過ぎやすい。
前記エッチング処理、及び/または切削処理、及び/またはめっき処理の後に、前記成形用型素材の表面を、さらに中心粒径5〜45μm、好ましくは10〜30μm、さらに好ましくは10〜25μmの略球形研削材微粒子を用いてブラスト処理することで、不規則で微細な凹凸形状を追加付与してもよい。研削材微粒子の中心粒径が小さすぎると、ブラストのエネルギーが弱く、金属部材の表面の加工が困難であり、均一で充分な欠陥隠蔽性や光拡散性を発現するための微細凹凸構造を得ることができなくなる傾向にある。また、研削材微粒子の中心粒径が大きすぎると、微細凹凸構造面の表面粗さが大きくなりすぎて、過剰な散乱や戻り光による過剰な輝度の低下を引き起こす傾向にあり、また、微細凹凸構造が粗く強いぎらつきが発生する傾向にある。
また、ブラスト処理におけるブラスト粒子は、上限粒径が45μm以下の研削材微粒子であるのが好ましい。上限粒径は、更に好ましくは30μm以下であり、特に好ましくは25μm以下である。研削材微粒子の上限粒径が大きすぎると、輝点や局所的ぎらつきが発生しやすくなる傾向にある。ここで述べる上限粒径とは該粒子径以上の研削材の混入割合が1質量%以下となる値と定義する。
前記不規則で微細な凹凸形状の好ましい態様としては、前記構造単位の配列ピッチが10μm以上で、少なくとも該構造単位の表面に、該表面からの微細凹凸変化量として0.5〜5μm程度の不規則な微細凹凸形状を追加付与することが好ましい。これにより、上述のように、所望の傾斜角は規則性の凹凸形状で形成しているので、追加付与する不規則な微細構造は極軽微でよく、過剰な傾斜成分を発生させることがなく、効果的な欠陥隠蔽性や光拡散性を追加付与でき、それら性能の方向依存性、スペックル発生や輝度低下の抑制が図れる。
更に、以上のようにしてエッチング処理で得られた成形用型素材、またはそれに以上のようにして切削処理及び/またはめっき処理を施して得られた型素材の表面に、ダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施して、成形用型部材を作製することも可能である。このようにして得られる成形用型部材は、それを用いた成形時に合成樹脂の剥離性(離型性)が良好であり、型部材の耐久性が向上する。
ロール状の型部材7も、本質的には同様にして作製することができる。尚、このロール状型部材の作製には、特開2004−306554号公報において図1〜7を参照して段落[0015]〜[0026]で記載されている凹凸表面構造シート転写用の円筒状型部材の製造方法を適用することも可能である。
さて、図1に戻って、一次光源1はY方向に延在する線状の光源であり、該一次光源1としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。この場合、一次光源1は、図1に示したように、導光体3の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。
光源リフレクタ2は一次光源1の光をロスを少なく導光体3へ導くものである。その材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、光源リフレクタ2は、プリズムシート4を避けて、光反射素子5の端縁部外面から一次光源1の外面を経て導光体3の光出射面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ2は、光反射素子5の端縁部外面から一次光源1の外面を経てプリズムシート4の出光面端縁部へと巻きつけることも可能である。このような光源リフレクタ2と同様な反射部材を、導光体3の光入射端面31以外の側端面に付することも可能である。
光反射素子5としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。本発明においては、光反射素子5として反射シートに代えて、導光体3の裏面34に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。
以上のような一次光源1、光源リフレクタ2、導光体3、プリズムシート4及び光反射素子5を含んでなる面光源装置の発光面(プリズムシート4の出光面42)上に、光拡散シートを介在させずに透過型の液晶パネル(液晶表示素子)8を配置することにより、本発明の面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、上方から観察者により観察される。
尚、以上のような構成の面光源装置においては、構成するプリズムシートに用いられる光拡散性光学フィルム中の透光性薄膜45に対する光拡散材の重量割合は、例えば40%以下、好ましくは1.5〜20%、より好ましくは3〜10%である面光源装置が望ましい。この重量割合は、低過ぎると光拡散性及び欠陥隠蔽性が低下しやすく、高過ぎると輝度低下が生じやすい。また、透光性基材43の主面に垂直の方向に平行光を入射したときの出射光分布の半値全幅は、例えば1.5〜20度、好ましくは3〜15度、さらに好ましくは4〜10度である面光源装置が望ましい。また、ヘイズ値は、例えば12〜82%、好ましくは25〜80%、さらに好ましくは40〜75%である面光源装置が望ましい。
本実施形態の面光源装置のプリズムシート4からの出射光のXZ面内の分布における半値全幅は、例えば15〜23度である。
本実施形態においては、プリズムシート4の特に透光性薄膜45が上記のような特徴を持つので、面光源装置または液晶表示装置の輝度の大幅な低下を招くことなく、液晶表示装置におけるぎらつき現象を低減することが可能になる。更に、欠陥隠蔽性を高めることが可能になる。
以上の実施形態においては、プリズムシート4上に別個の光拡散素子を配置しなくとも、プリズムシート4の透光性薄膜45が光拡散機能を発揮するので、ぎらつき現象を低減し、良好な光拡散特性及び欠陥隠蔽性を得ることができる。
但し、本発明においては、別個の光拡散素子を併用することにより、更に、ぎらつき現象を低減しつつ光拡散性を向上させて輝度を向上させることができる。このような実施形態による液晶表示装置の模式的斜視図を、図10に示す。
併用される別個の光拡散素子6は、プリズムシート4の出光面から出射する光が入射するようにプリズムシート4と液晶パネル8との間に配置される。光拡散素子6は、例えば、少なくとも一方の面が凹凸形状面とされており、該凹凸形状面の平均間隔Sm(JIS B 0601−1994)が120μm以下、好ましくは100μm以下、さらに好ましくは80μm以下で且つ十点平均粗さRzが4μm以下、好ましくは3μm以下、さらに好ましくは2μm以下であることが望ましい。凹凸形状面をこのように形成することにより、ぎらつき現象が一層良好に抑制される。
また、光拡散素子6としては、透光性基材の一方の面に光拡散機能層を付してなるものが例示される。ここで、光拡散機能層は透光性樹脂中に透光性光拡散材を含有させてなるものであり、凹凸形状面は透光性樹脂の表面から光拡散材が突出することで形成される。透光性樹脂及び光拡散材としては、プリズムシートの透光性薄膜45の場合と同様なものを使用することができる。光拡散機能層のヘーズHzは好ましくは20〜70%であり、より好ましくは25〜65%であり、さらに好ましくは30〜60%である。これは、ヘーズHzが20%以下の場合には視野角が低下したりぎらつきが強くなったりし、ヘーズHzが70%を超えると輝度が低下する為である。
凹凸形状面の光拡散材は重量平均粒子径D1が1〜8μmであるのが好ましく、1〜6μmであるのがより好ましく、1〜5μmであるのが特に好ましい。この光拡散材の重量平均粒子径D1が1μmよりも小さくなると、光拡散機能層を通過した光線が着色して面光源装置の色温度を低下させたり、欠陥隠蔽性が低下したりすることがあり、光拡散材の重量平均粒子径D1が8μmよりも大きくなるとぎらつき現象が強く発生することがある。
この実施形態の面光源装置においては、構成するプリズムシートに用いられる光拡散性光学フィルム中の透光性薄膜45に対する光拡散材の重量割合は、20%以下、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である面光源装置が望ましい。この重量割合は、高過ぎると輝度低下が生じやすい。また、透光性基材43の主面に垂直の方向に平行光を入射したときの出射光分布の半値全幅は、例えば0.7〜10度、好ましくは1.5〜8度、さらに好ましくは2〜5度である面光源装置が望ましい。また、ヘイズ値は、例えば5〜50%、好ましくは10〜47%、さらに好ましくは15〜44%である面光源装置が望ましい。
本実施形態の面光源装置の光拡散素子6からの出射光のXZ面内の分布における半値全幅は、例えば15〜23度である。
図11は本発明による光拡散性光学フィルムを光拡散素子として用いた直下方式の面光源装置の一実施形態を示す模式的断面図である。本実施形態においては、透光性基材43及び透光性薄膜45の接合体からなる光拡散性光学フィルムを光拡散素子として用いており、その下方に隣接して一次光源1が配置されている。光拡散素子は2枚重ねて使用することも可能である。
このような光拡散素子を、図10に示されるような構成のエッジライト方式面光源装置の光拡散素子6として使用することも可能である。この場合、透光性基材43をプリズムシート4の出光面に対向するように配置することができる。このようなエッジライト方式面光源装置では、プリズムシート4としては、透光性薄膜45のないものを使用することができる。
図16は本発明による光拡散性光学フィルムを含む透過型スクリーンの一実施形態を示す模式的断面図である。
本実施形態のスクリーンは、光源側から観察側に向かって、光拡散性光学フィルム240、接着層201、偏光フィルム202及び外光反射防止のための防眩処理層203を配置してなる。光拡散性光学フィルム240は、透光性基材243及び透光性薄膜245からなり、透光性薄膜の表面は凹凸構造面とされており、該凹凸構造面は多数の凸部からなる構造単位2451を離散的に規則性をもって複数配列してなるものである。本実施形態においては、特に、透光性薄膜245が光拡散層として機能している。
図17は本発明による光拡散性光学フィルムを含む透過型スクリーンの一実施形態を示す模式的断面図である。
本実施形態のスクリーンは、光源側から観察側に向かって、フレネルレンズシート204、両面レンチキュラーレンズシート205及び光拡散性光学フィルム240を配置してなる。光拡散性光学フィルム240は、透光性基材243及び透光性薄膜245からなり、透光性薄膜の表面は凹凸構造面とされており、該凹凸構造面は多数の凸部からなる構造単位2451を離散的に規則性をもって複数配列してなるものである。本実施形態においては、光拡散性光学フィルム240が前面保護層として機能している。
以上の実施形態では透光性基材43,243の一方の主面にのみ透光性薄膜45,245を接合して光拡散性光学フィルムを形成しているが、本発明においては、透光性基材43,243の双方の主面に透光性薄膜45,245を接合して光拡散性光学フィルムを形成してもよい。その場合、一方の主面側の透光性薄膜における凹凸構造の構造単位の配列と他方の主面側の透光性薄膜における凹凸構造の構造単位の配列とを互いにずれた関係となるようにすることができる。また、この場合、各主面側の透光性薄膜における凹凸構造の構造単位の配列密度を低減して同等の効果を得ることができる。また、前述したごとく付加的効果としては、そりの低減にもつながる。
更に、以上の実施形態では光拡散性光学フィルムの透光性薄膜45,245における凹凸構造の構造単位が凸形状をなしているが、本発明においては、凹凸構造の構造単位が凹形状をなしていてもよい。本発明の光拡散性光学フィルムの機能は、主として構造単位の傾斜した側面によるものであるので、凹凸構造の構造単位が凹形状をなす場合も、同様な作用効果が得られる。
尚、このような凹形状構造単位の凹凸構造をもつ光拡散性光学フィルムの製造に使用される成形用型部材としては、上記のようにして作製された成形用型部材15の転写面を適宜の手法により転写形成して得られる凹凸構造表面をもつものが挙げられる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
[実施例1]
以下のようにして、図1〜図5に関し説明した光拡散性光学フィルム、該光拡散性光学フィルムを用いたプリズムシート、及び該プリズムシートを用いた面光源装置、及び該面光源装置を用いた液晶表示装置を製造した。
以下のようにして、図1〜図5に関し説明した光拡散性光学フィルム、該光拡散性光学フィルムを用いたプリズムシート、及び該プリズムシートを用いた面光源装置、及び該面光源装置を用いた液晶表示装置を製造した。
図12及び図14に関し説明したようにして成形用型部材を作製した。即ち、直径200mm、長さ320mmで表面に銅めっきが施してある円柱状金型の表面にレジスト膜を形成し、該レジスト膜をパターニングして一辺が6μmである正方形(外径8.5μm)の開口部を多数形成した。この開口部の形成は、レーザー光を構造単位の配列に対応するパターンにて照射し、レーザー光照射部分のレジスト膜を部分的に変質させ、続いて該変質部分のレジスト膜を溶出液により溶出することで行った。次いで、残留レジスト膜をエッチングマスクとして円柱状金型の表面をエッチング処理し、構造単位に対応する形状の構造単位転写部をもつ成形用型素材を得た。このエッチング処理による円柱状金型の浸食は表面方向に1μmであり深さ方向に2μmであった。この整形用型素材に銅めっき処理を行って、成形用型部材を得た。めっき膜の厚さは7μm、硬度は220H.V.であった。
この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の面積占有率(以下、占有率ともいう):40%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:34%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:31%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:28%
構造単位の外径:6.9μm
構造単位の基底面積:34μm2
構造単位の高低差:1.1μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:10μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.192μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.01μm
凹凸構造面の算術平均傾斜角RΔa:5.56度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:12.3μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
以上のようにして得られた成形用型部材即ちロール型7とゴムロール28との間に厚さ188μmのPETフィルム(東洋紡績社製、商品名A4300)からなる透光性基材9をロール型に沿って供給し、ゴムロールに接続した空気圧シリンダー11により、ゴムロールとロール型との間で透光性基材をニップした。
表面の傾斜角が4〜20度の面積占有率(以下、占有率ともいう):40%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:34%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:31%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:28%
構造単位の外径:6.9μm
構造単位の基底面積:34μm2
構造単位の高低差:1.1μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:10μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.192μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.01μm
凹凸構造面の算術平均傾斜角RΔa:5.56度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:12.3μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
以上のようにして得られた成形用型部材即ちロール型7とゴムロール28との間に厚さ188μmのPETフィルム(東洋紡績社製、商品名A4300)からなる透光性基材9をロール型に沿って供給し、ゴムロールに接続した空気圧シリンダー11により、ゴムロールとロール型との間で透光性基材をニップした。
一方、以下の紫外線硬化性組成物
フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業社製ビスコート#192):50重量部
ビスフェノールA−ジエポキシ−アクリレート(共栄社油脂化学工業社製エポキシエステル3000A):50重量部
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(チバガイギー社製ダロキュア1173):1.5重量部
を、粘度300mPa・S/25℃に調整した。
フェノキシエチルアクリレート(大阪有機化学工業社製ビスコート#192):50重量部
ビスフェノールA−ジエポキシ−アクリレート(共栄社油脂化学工業社製エポキシエステル3000A):50重量部
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(チバガイギー社製ダロキュア1173):1.5重量部
を、粘度300mPa・S/25℃に調整した。
この紫外線硬化性組成物に、
平均粒径:7.3μm
粒径分布における標準偏差:2.7μm
透光性薄膜のバインダーとの屈折率差:0.04
である光拡散材を
5重量%
含有させたものを、ゴムロールによりロール型へとニップされている透光性基材の一方の表面に供給した。ロール型を回転させながら、紫外線硬化性組成物がロール型と透光性基材との間に挟まれた状態で、紫外線照射装置から紫外線を照射し、紫外線硬化性組成物を重合硬化させロール型の形状転写面の凹凸構造を転写させた。その後、ロール型より離型し、光拡散性光学フィルムを得た。
平均粒径:7.3μm
粒径分布における標準偏差:2.7μm
透光性薄膜のバインダーとの屈折率差:0.04
である光拡散材を
5重量%
含有させたものを、ゴムロールによりロール型へとニップされている透光性基材の一方の表面に供給した。ロール型を回転させながら、紫外線硬化性組成物がロール型と透光性基材との間に挟まれた状態で、紫外線照射装置から紫外線を照射し、紫外線硬化性組成物を重合硬化させロール型の形状転写面の凹凸構造を転写させた。その後、ロール型より離型し、光拡散性光学フィルムを得た。
得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は4.1°であり、ヘイズ値は73%であった。
また、光拡散性光学フィルムの隠蔽性を以下のような方法で評価した。即ち、冷陰極管を側面に配置した15インチサイズのアクリル樹脂製導光体の光出射面上に、図1及び図2に示されているように、該透光性薄膜の付与されていないプリズムシートをプリズム列形成面が下向きとなるように載置し、導光体の側面および裏面を反射シートで覆い、面光源装置を得た。このプリズムシートのプリズム列形成面とは反対側の平坦面即ち透光性基材の主面の上に、種々の空間周波数を有する縞模様パターンの形成されたチャート(厚さ1.5mm)を、縞模様が形成されている面を下向きにして乗せ、さらにその上に上記の光拡散性光学フィルムを凹凸構造を備えている面を上向きにして乗せた。ここで縞模様パターンは、白ラインと黒ラインとの組み合わせを1ラインペアとし、このラインペアが1mmの幅の中に何組設けてあるかを空間周波数として示すものである。光拡散性光学フィルムの上からチャートの縞模様を見た際に、何ラインペア以上の縞模様が目視で識別できなくなるかを調べ、そのラインペア数をその光拡散性光学フィルムの隠蔽度と定義する。単位としてはlp/mmを用い、この値が小さいほど光学フィルムの隠蔽性は高いことを示している。実用上、該数値が11 lp/mm以下であれば隠蔽性としての機能はおおよそ確保していると言えるが輝度が低減しないかぎり該値はより小さい方が好ましい。この定義に従うと、本実施例における隠蔽度は7.1lp/mmであった。
この光拡散性光学フィルムを用い、該光拡散性光学フィルムの製造の場合と同様な構成の製造装置を用いて以下のようにして、プリズムシートを製造した。
まず、表面にプリズム列形成面の形状に対応した形状の形状転写面が形成されているロール型を作製した。ここで、目的とするプリズム列形成面の形状は、ピッチP=50μm、頂角θ=68゜のプリズム列411が多数並列して配置されたものであった。次いで、このロール型とゴムロールとの間に前記透光性薄膜付きの透光性基材をロール型に沿って供給し、ゴムロールに接続した空気圧シリンダーにより、ゴムロールとロール型との間で透光性基材をニップした。
上記光拡散性光学フィルムの製造の場合と同様なアクリル系紫外線硬化性組成物を、ゴムロールによりロール型へとニップされている透光性基材の前記透光性薄膜の付与された面とは反対側の面に供給した。ロール型を回転させながら、紫外線硬化性組成物がロール型と透光性基材との間に挟まれた状態で、紫外線照射装置から紫外線を照射し、紫外線硬化性組成物を重合硬化させロール型の形状転写面のプリズム列パターンを転写させた。その後、ロール型より離型し、プリズムシートを得た。
以上のようにして得られたプリズムシートを15インチサイズに切り出し、これを冷陰極管を側面に配置した15インチサイズのアクリル樹脂製導光体の光出射面上に、図1及び図2に示されているように、プリズム列形成面が下向きとなるように載置し、導光体の側面および裏面を反射シートで覆い、面光源装置を得た。
この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、輝度計(トプコン社製、商品名BM−7)を用いてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:19.6度
であった。
半値全幅:19.6度
であった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシート上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
<特性測定の方法>
(1)ヘイズ値(Hz)、全光線透過率(Tt)及び拡散透過率(Dfs)は、ヘイズメーターNDH2000(日本電色工業製)を用い、JIS K7361-1、K7105、K7136に従って測定を行った。
(1)ヘイズ値(Hz)、全光線透過率(Tt)及び拡散透過率(Dfs)は、ヘイズメーターNDH2000(日本電色工業製)を用い、JIS K7361-1、K7105、K7136に従って測定を行った。
(2)局部山頂の平均間隔(S)、算術平均粗さ(Ra)、十点平均粗さ(Rz)及び算術平均傾斜角(RΔa)は、触針粗さ計SURFCOM1400LCD(東京精密製)を用い、JIS B0601:’94 及び、B0031:’94に従って測定を行った。
[実施例2]
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより外径14μmの開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、実施例1と同様に、表面方向に1μmであり深さ方向に2μmであった。この成形用型素材に銅めっき処理を行って、成形用型部材を得た。めっき膜の厚さは、12μm、硬度は220H.V.であった。
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより外径14μmの開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、実施例1と同様に、表面方向に1μmであり深さ方向に2μmであった。この成形用型素材に銅めっき処理を行って、成形用型部材を得た。めっき膜の厚さは、12μm、硬度は220H.V.であった。
この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:36%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:30%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:27%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:25%
構造単位の外径:11μm
構造単位の基底面積:86μm2
構造単位の高低差:1.7μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:16μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.344μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.16μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:6.01度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:19.5μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:36%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:30%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:27%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:25%
構造単位の外径:11μm
構造単位の基底面積:86μm2
構造単位の高低差:1.7μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:16μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.344μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.16μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:6.01度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:19.5μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は4.6°であり、ヘイズ値は72%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートを用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:20.0度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は8lp/mmであった。
半値全幅:20.0度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は8lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシート上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例3]
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより1辺が11.5μmの正六角形(外径23μm)の開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、表面方向に3.3μmであり深さ方向に6.6μmであった。この成形用型素材に銅めっき処理を行って、型部材を得た。めっき膜の厚さは、29μm、硬度は220H.V.であった。
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより1辺が11.5μmの正六角形(外径23μm)の開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、表面方向に3.3μmであり深さ方向に6.6μmであった。この成形用型素材に銅めっき処理を行って、型部材を得た。めっき膜の厚さは、29μm、硬度は220H.V.であった。
この型部材を、0.72度ステップで回転させながら都度ブラスト加工を行った。ブラスト加工は、ロ−ル表面から220mmの距離に8φのブラストノズルを配置し、該ロ−ル金型の回転中心に向かって吐出圧0.2MPaで、中心粒径が10〜25μm99%の、球形セラミックビ−ズパウダ−を吹き付け、前記型部材に微細な不規則凹凸構造を付与し最終の成形用型部材を得た。
この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:50%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:42%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:38%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:35%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:2.8μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:30μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.495μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:2.41μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:5.27度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:33.44μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量:1μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は4.0°であり、ヘイズ値は71%であった。
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:50%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:42%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:38%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:35%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:2.8μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:30μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.495μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:2.41μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:5.27度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:33.44μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量:1μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は4.0°であり、ヘイズ値は71%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートを用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:18.8度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は6.3lp/mmであった。
半値全幅:18.8度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は6.3lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシートに、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例4]
実施例3と同様の成型用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は3.5°であり、ヘイズ値は43%であった。
実施例3と同様の成型用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は3.5°であり、ヘイズ値は43%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートおよび光拡散素子(ツジデン製拡散シートD132[商品名])を用いて面光源装置を得た。
この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:21.0度
であった。
半値全幅:21.0度
であった。
また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は8lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置の光拡散素子上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例5]
サイズ300X200mmの長方形金型基材(SUS304)に35μmのドライフィルムレジスト(DFR)APD402(旭化成製)をラミネートし、その上に所望のマスクパターンを配置し、水銀ランプにてパターン露光を行った(露光強度200mJで74秒)。その後、前記露光後の本金型を3.3%、30℃のNa2CO3現像液にて現像し、ブラスト前の金型を作製した。これに2000番のSiC研削材を0.2MPaの吐出圧力で前記DFRを付与した金型基材に向けて10mmの高さから吹き付けブラストエッチング加工を行った。該金型を用いて前記光硬化性樹脂を用いてPET基材上に光硬化により規則性マットを有する光学フィルム用基材を作製した。
サイズ300X200mmの長方形金型基材(SUS304)に35μmのドライフィルムレジスト(DFR)APD402(旭化成製)をラミネートし、その上に所望のマスクパターンを配置し、水銀ランプにてパターン露光を行った(露光強度200mJで74秒)。その後、前記露光後の本金型を3.3%、30℃のNa2CO3現像液にて現像し、ブラスト前の金型を作製した。これに2000番のSiC研削材を0.2MPaの吐出圧力で前記DFRを付与した金型基材に向けて10mmの高さから吹き付けブラストエッチング加工を行った。該金型を用いて前記光硬化性樹脂を用いてPET基材上に光硬化により規則性マットを有する光学フィルム用基材を作製した。
この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:38%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:32%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:29%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:26%
構造単位の外径:30μm
構造単位の基底面積:707μm2
構造単位の高低差:2.4μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:45μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.319μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:0.790μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:3.34度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:38.1μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量:0.9μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:38%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:32%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:29%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:26%
構造単位の外径:30μm
構造単位の基底面積:707μm2
構造単位の高低差:2.4μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:45μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.319μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:0.790μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:3.34度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:38.1μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量:0.9μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は3.9°であり、ヘイズ値は70%、隠蔽度は8lp/mmであった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートを用いて面光源装置を得た。
この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:19.0度
であった。
半値全幅:19.0度
であった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシート上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例6]
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより1辺が11.5μmの正六角形(外径23μm)の開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、表面方向に3.3μmであり深さ方向に6.6μmであった。この成形用型素材に軟質ニッケルめっき処理を行って、成形用型部材を得た。めっき膜の厚さは、25μm、硬度は380H.V.であった。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:68%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:57%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:39%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:34%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:3.5μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.372μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.639μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:3.49度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:38.29μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより1辺が11.5μmの正六角形(外径23μm)の開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、表面方向に3.3μmであり深さ方向に6.6μmであった。この成形用型素材に軟質ニッケルめっき処理を行って、成形用型部材を得た。めっき膜の厚さは、25μm、硬度は380H.V.であった。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:68%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:57%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:39%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:34%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:3.5μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.372μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.639μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:3.49度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:38.29μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は3.9°であり、ヘイズ値は55%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートおよび光拡散素子(ツジデン製拡散シートD132[商品名])を用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:22.2度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は16lp/mmであった。
半値全幅:22.2度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は16lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置の光拡散素子上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例7]
実施例6と同様の成型用型部材に対して実施例3と同様のブラスト加工を行い、前記金型に微細な不規則凹凸構造を付与し最終整形用部材を得た。ただし、回転ステップは2度、吐出圧は0.5MPaとした。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:88%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:87%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:81%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:69%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:2.8μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.509μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:2.261μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:6.40度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:24.60μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量: 0.6μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
実施例6と同様の成型用型部材に対して実施例3と同様のブラスト加工を行い、前記金型に微細な不規則凹凸構造を付与し最終整形用部材を得た。ただし、回転ステップは2度、吐出圧は0.5MPaとした。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:88%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:87%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:81%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:69%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:2.8μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.509μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:2.261μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:6.40度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:24.60μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量: 0.6μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は4.3°であり、ヘイズ値は69%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートを用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:19.6度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は7.55lp/mmであった。
半値全幅:19.6度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は7.55lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシート上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例8]
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより1辺が11.5μmの正六角形(外径23μm)の開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、表面方向に3.3μmであり深さ方向に6.6μmであった。この成形用型素材に軟質ニッケルめっき処理を行い、さらに硬質ニッケルめっき処理を行って、成形用型部材を得た。軟質ニッケルめっき膜の厚さは20μm、硬度は380H.V.であり、硬質ニッケルめっき膜の厚さは5μm、硬度は500H.V.であった。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:77%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:26%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:0%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:0%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:1.5μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.329μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.247μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:3.00度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:52.32μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
実施例1と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。但し、円柱状金型の表面に形成されたレジスト膜のパターニングにより1辺が11.5μmの正六角形(外径23μm)の開口部を多数形成した。また、エッチング処理による円柱状金型の浸食は、表面方向に3.3μmであり深さ方向に6.6μmであった。この成形用型素材に軟質ニッケルめっき処理を行い、さらに硬質ニッケルめっき処理を行って、成形用型部材を得た。軟質ニッケルめっき膜の厚さは20μm、硬度は380H.V.であり、硬質ニッケルめっき膜の厚さは5μm、硬度は500H.V.であった。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:77%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:26%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:0%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:0%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:1.5μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.329μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.247μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:3.00度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:52.32μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は3.7°であり、ヘイズ値は32%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートおよび光拡散素子(ツジデン製拡散シートD132[商品名])を用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:20.8度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は15lp/mmであった。
半値全幅:20.8度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は15lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置の光拡散素子上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[実施例9]
実施例8と同様の成型用型部材に対して実施例3と同様のブラスト加工を行い、前記金型に微細な不規則凹凸構造を付与し最終整形用部材を得た。ただし、回転ステップは0.72度、吐出圧は0.4MPaとした。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:81%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:42%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:11%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:11%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:1.4μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.319μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.352μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:4.31度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:21.96μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量: 0.4μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
実施例8と同様の成型用型部材に対して実施例3と同様のブラスト加工を行い、前記金型に微細な不規則凹凸構造を付与し最終整形用部材を得た。ただし、回転ステップは0.72度、吐出圧は0.4MPaとした。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:81%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:42%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:11%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:11%
構造単位の外径:23μm
構造単位の基底面積:415μm2
構造単位の高低差:1.4μm
構造単位の形状:略円錐
構造単位の基底面形状:略円
構造単位の縦断面形状:略三角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:0.319μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:1.352μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:4.31度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:21.96μm
凹凸構造面からの微細凹凸変化量: 0.4μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの側への出射光分布の半値全幅は3.8°であり、ヘイズ値は59%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートを用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:17.3度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は10.5lp/mmであった。
半値全幅:17.3度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は10.5lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシート上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、ぎらつき現象は殆どなく、面光源装置の欠陥は視認されず、モアレの発生もなく、非常に滑らかな質感を有した見易い画質が得られた。
[比較例]
実施例6と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。ただし、エッチング処理後の軟質ニッケルめっきは行わなかった。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:13%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:12%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:6%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:3%
構造単位の外径:29.7μm
構造単位の基底面積:609μm2
構造単位の高低差:6.7μm
構造単位の形状:略六角柱
構造単位の基底面形状:略六角形
構造単位の縦断面形状:略四角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:1.925μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:6.549μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:17.01度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:42.45μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
実施例6と同様にして、光拡散性光学フィルムの製造のための成形用型部材を作製した。ただし、エッチング処理後の軟質ニッケルめっきは行わなかった。この成形用型部材における凹凸構造は、次のような凹凸構造
表面の傾斜角が4〜20度の占有率:13%
表面の傾斜角が8〜20度の占有率:12%
表面の傾斜角が10〜18度の占有率:6%
表面の傾斜角が10〜15度の占有率:3%
構造単位の外径:29.7μm
構造単位の基底面積:609μm2
構造単位の高低差:6.7μm
構造単位の形状:略六角柱
構造単位の基底面形状:略六角形
構造単位の縦断面形状:略四角形
構造単位の配列ピッチ:34μm
構造単位の配列規則:略六方最密
凹凸構造面の算術平均粗さRa:1.925μm
凹凸構造面の十点平均粗さRz:6.549μm
凹凸構造面の算術平均傾斜RΔa:17.01度
凹凸構造面の局部山頂の平均間隔S:42.45μm
をもつ透光性薄膜の表面を転写形成するものであった。
得られた成形用型部材を用いて、拡散材を用いないこと以外は実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムを得た。得られた光拡散性光学フィルムにおける透光性薄膜の膜厚は23μmであった。また、光拡散性光学フィルムにおいて、透光性基材の側から該透光性基材に対して垂直に平行光を入射したときの透光性薄膜からの出射光分布の半値全幅は3.7°であり、ヘイズ値は55%であった。
以上のようにして得られた光拡散性光学フィルムを用いて、実施例1と同様にしてプリズムシートを得、更に該プリズムシートを用いて面光源装置を得た。この面光源装置において、冷陰極管を点灯させ、実施例1と同様にしてXZ面内での輝度分布における半値全幅を測定した。その結果、
半値全幅:17.0度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は12.5lp/mmであった。
半値全幅:17.0度
であった。また、実施例1と同様にして光拡散性光学フィルムの隠蔽性を評価したところ、隠蔽度は12.5lp/mmであった。
以上のようにして得られた面光源装置のプリズムシート上に、透過型液晶パネルを載置した。この液晶表示装置において、面光源装置を発光させ、液晶パネルにより白画像を表示して、観察したところ、面光源装置の欠陥が視認された。
以上の結果を表1にまとめて示す。
Claims (26)
- 透光性基材と該透光性基材の少なくとも一方の主面に付された透光性薄膜とからなり、
該透光性薄膜は、第1の主面が前記透光性基材に接合されており、第2の主面が規則的/周期的な凹凸の構造単位を備えており、
前記第2主面の傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率が25%以上であり、さらに、前記第2主面の算術平均傾斜角RΔaが、1.0〜15度であることを特徴とする光拡散性光学フィルム。 - 前記構造単位の外径は2〜60μmであることを特徴とする、請求項1に記載の光拡散性光学フィルム。
- 前記構造単位の基底面積は3.0〜3000μm2であることを特徴とする、請求項1に記載の光拡散性光学フィルム。
- 前記構造単位の高低差は0.5〜10μmであることを特徴とする、請求項1に記載の光拡散性光学フィルム。
- 前記構造単位の配列ピッチは2〜80μmであることを特徴とする、請求項1に記載の光拡散性光学フィルム。
- 前記構造単位の配列ピッチが10μm以上で、少なくとも該構造単位の表面に該表面からの微細凹凸変化量として0.1〜5μmの不規則な微細凹凸形状を付与したことを特徴とする、請求項1に記載の光拡散性光学フィルム。
- 前記構造単位の付与された凹凸構造の表面粗さにおける局部山頂の平均間隔Sが5〜50μmであることを特徴とする、請求項1に記載の光拡散性光学フィルム。
- 前記第2の主面の算術平均粗さRaは0.10〜1.00μmであり、十点平均粗さRzは0.5〜5.0μmであることを特徴とする、請求項1記載の光拡散性光学フィルム。
- 請求項1に記載の光拡散性光学フィルムの前記透光性基材の他方の主面に、レンズ構造を具備してなることを特徴とするレンズシート。
- 一次光源と、該一次光源から発せられる光が導入され導光され出射する導光体と、該導光体からの出射光が入光するように配置された光偏向素子と、該光偏向素子から出光する光が入射するように配置された光拡散素子とを備えたエッジライト方式の面光源装置であって、前記光偏向素子が請求項1に記載の光拡散性光学フィルムからなることを特徴とする面光源装置。
- 光入射面及びその反対側の光出射面を有する光拡散素子と、該光拡散素子の光入射面に隣接して配置された一次光源とを備えている直下方式の面光源装置であって、前記光拡散素子が少なくとも1枚の請求項1に記載の光拡散性光学フィルムからなることを特徴とする面光源装置。
- 請求項1に記載の光拡散性光学フィルムを製造する方法であって、
金属部材の表面に形成されたレジスト膜のパターニングを行うことで該レジスト膜に前記構造単位の配列に対応するパターンにて配列された複数の開口部を形成し、前記金属部材を前記開口部を介してエッチング処理することで成形用型素材を作製し、該成形用型素材またはそれに対して表面加工を施したものからなる成形用型部材を用いて前記透光性基材の少なくとも一方の主面上にて光硬化性樹脂に対する転写賦形を行って、前記凹凸構造を備えた透光性薄膜を形成することを特徴とする、光拡散性光学フィルムの製造方法。 - 前記金属部材の表面は平滑面であることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記金属部材の表面の算術平均粗さRaが0.5μm以下(好ましくは0.3μm以下、さらに好ましくは0.1μm以下)であることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記金属部材の表面の十点平均粗さRzが1.0μm以下であることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記レジスト膜のパターニングは、前記レジスト膜に対する前記パターンまたはそれ以外の部分に対応する部分的レーザー光照射及びこれに続く前記パターンまたはそれを除く部分での前記レジスト膜の部分的溶出によりなされることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記レジスト膜のパターニングは、前記レジスト膜に対する前記パターンまたはそれ以外の部分での部分的レーザー光照射による前記レジスト膜の部分的除去によりなされることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記開口部またはそれ以外の部分の外径が2〜80μmであることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記エッチング処理によって前記金属部材に、表面方向が0.1〜15μmで、深さ方向が0.3〜30μmである凹部が形成されていることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記成形用型素材の前記エッチング処理を受けなかった表層部を切削処理により除去して、前記成形用型部材を作製することを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記成形用型素材にめっき処理を行って、金型表面に傾斜角が4〜20度である部分の面積占有率が25%以上である前記成形用型部材を作製することを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記めっき処理は硬度の異なる2種類以上のめっきからなり、その最表面におけるめっきの硬度は200〜400H.V.であることを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記最表面におけるめっきの厚さは1〜15μmであることを特徴とする、請求項22に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記エッチング処理、及び/または、前記成形用型素材の前記エッチング処理を受けなかった表層部を除去する切削処理、及び/または、前記成形用型素材に対し行われるめっき処理の後に、前記成形用型素材の表面を、さらに中心粒径5〜45μmの略球形研削材微粒子を用いてブラスト処理することで、不規則で微細な凹凸形状を追加付与し、前記成形用型部材を作製することを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記研削材微粒子の上限粒径が45μm以下の略球形研削材微粒子を用いることを特徴とする、請求項24に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
- 前記エッチング処理、及び/または、前記成形用型素材の前記エッチング処理を受けなかった表層部を除去する切削処理、及び/または、前記成形用型素材に対し行われるめっき処理の後に、前記成形用型素材の表面にダイヤモンドライクカーボンのコーティングを施し、前記成形用型部材を作製することを特徴とする、請求項12に記載の光拡散性光学フィルムの製造方法。
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