TW200835941A - Light diffusion base material and area light source using the same - Google Patents

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200835941 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種不僅亮度不均較少、可提高畫面 上之均勻度，而且可發揮高亮度特性之光擴散基材及由 該基材構成之面光源。 【先前技術】 近年來，爲數眾多係使用採用液晶元件的顯示器來 作爲個人電腦、電視或行動電話等的顯示裝置。該等液 晶顯示器由於其本身並非爲發光體，爲了因應不僅照射 光而且必須均勻照射畫面整體的需求，因而採用一種被 稱爲側光型背光或直下型背光之面光源的構造者。此 時，當在背光的出射光出現不均時，顯示器的畫質會降 低，因此需要均勻照射畫面整體。 其中，對於電視等係適用直下型背光。所謂直下型 背光係指將光源配置在中空的框體，藉由由該光源出射 光，而使光由該框體的一主要平面出射光之方式的面光 源（例如專利文獻1 )。亦即，形成將多數螢光管等光 源配置在光出射面之正下方位置的構造。 因此，在各種背光中，若爲直下型背光，在畫面上 位於光源正上方的位置及非該位置容易產生較大的亮 度差，而有容易辨識出亮度不均的課題。因此，一般而 言，在光出射面設置具有非常強的光擴散性之使光擴散 性粒子分散在丙烯酸樹脂等之半透明乳白板（所謂光擴 散板），而且在其上方適當配置擴散片或稜鏡片等。 .200835941 另一方面，由於使面光源更加高亮度化的需求非常 強烈’以其手段而言，例如亦有增加燈的數量，使輸出 提升等方法。然而，該等方法會形成成本大幅上升的因 素，而且亦不具效率性。 此外’對於上述之高亮度化的需求，已提出一種關 於在表面具有凹凸形狀之薄膜的提案。具體而言，係已 提出將圓柱狀透鏡（cylindrical lens )部配置成條紋狀 者（參照專利文獻2 )或配置橄欖球狀之形狀者（參照 專利文獻3 )等。 專利文獻1 :日本專利特開平5 · 1 1 9 3 1 1號公報 專利文獻2 :日本專利特開2002-625 28號公報 專利文獻3 :日本專利特開2 0 0 2 - 1 0 7 5 1 0號公報 【發明內容】 發明所欲解決之課題 然而，在習知之具備乳白板的背光中，由於光的擴 散性過強，因而難以充分提高亮度。此外，在裝載有具 備半圓柱狀之柱面透鏡部之所謂雙凸狀薄片 (Lenticular Sheet )的直下型背光中，由冷陰極線管等 螢光管朝斜向出射之光的一部分係藉由全反射，如第1 圖所示，朝入射方向之相反方向的斜向強力出射，因此 無法獲得充分高的正面亮度。亦即，任一形態的背光均 未兼備充分高的亮度及均勻度乃爲實際情形。 本發明係鑑於上述習知技術的背景，提供一種可有 效解決亮度不均且可一面提高畫面上之均勻度一面達 200835941 成高亮度特性之光擴散基材、以及使用該光擴散基材之 兼具高亮度且高均勻度之面光源者。 用以解決課題的手段 本發明爲了解決上述課題而採用如下的任一種手 段。 U)—種光擴散基材，其係至少在單面具有由頂部 及底部之反覆所構成之凹凸形狀的基材，該基材係由折 射率在1.45〜1.65之範圍內的材質所構成，當將頂部及 底部之反覆方向設爲X、基材的厚度方向設爲z時，x-z 平面中之凹凸形狀之底邊角度Θ在55°〜85°的範圍內 或95〜125°的範圍內，而且鄰接底部間的切線斜率係朝 X増加方向減少。 (2) 如前述（1)之光擴散基材，其中，在相鄰頂部之 間未存在實質的平坦部。 (3) 如前述（1)或（2)之光擴散基材，其中，前述底邊 角度Θ在65°〜85°的範圍內或95〜115°的範圍內。 (4) 如前述（ί)至（3)中任一項之光擴散基材，其中， 前述凹凸形狀之ζ方向的最大値係大於由具有與該凹 凸形狀相同之底邊角度Θ之正圓形的一部分所構成的 形狀。 (5) 如前述（1)至（4)中任一項之光擴散基材，其中， 前述凹凸形狀的縱橫比在1〜3的範圍內。 (6) 如前述（1)至（5)中任一項之光擴散基材，其中， 在基材內部含有光擴散元件。 200835941 (7)—種面光源’係具備如前述（1)至（6)中任一項之 光擴散基材及發光手段。 發明之效果 本發明之光擴散基材係由僅僅是半圓柱狀形狀改 變賦予在表面的凹凸形狀，藉此可兼顧高亮度及均勻 度。亦即’本發明之基材係至少在單面具有由頂部及底 部之反覆所構成之凹凸形狀的基材，該基材係由折射率 在1.45〜1·65之範圍內的材質所構成’當將頂部及底部 之反覆方向設爲X、基材的厚度方向設爲Ζ時，Χ-Ζ平 面中之凹凸形狀之底邊角度Θ在55。〜85。的範圍內或 9 5〜1 2 5 °的範圍內，而且鄰接底部間的切線斜率係朝χ 増加方向減少，藉此在由螢光管以斜向入射的光中，使 朝與入射方向相反方向的斜向強力出射之光的比例減 少，而可達成提升正面亮度。因此，適於作爲用在個人 電腦、電視或行動電話等之顯示裝置、尤其液晶顯示裝 置等平面顯示裝置的面光源用。以面光源而言，係有直 下型面光源及側光型面光源，但是本發明之光擴散基材 在該任一面光源中，均可裝設在出射面予以使用。 【實施方式】 用以實施發明的最佳形態 本發明係有關於上述課題，亦即有關於可提高亮度 且兼顧畫面上之均勻度及高亮度特性的光擴散基材，經 精心硏究結果所完成者，發現如第3圖所示之至少在單 面具有由頂部1 0 1及底部1 02之反覆所構成之凹凸形狀 200835941 的基材100，由折射率在1.45〜1.65之範圍內的材質所 構成，當將頂部及底部之反覆方向設爲X、基材的厚度 方向設爲z時，x-z平面中之凹凸形狀之底邊角度Θ在 5 5 °〜8 5 °的範圍內或9 5〜1 2 5 °的範圍內，而且鄰接底部 間的切線斜率係朝X増加方向減少之具有凹凸形狀的 基材，藉此在由螢光管以斜向出射的光中，使朝與入射 方向相反方向的斜向強力出射之光的比例減少，而且可 將由螢光管以斜向出射的光朝正面方向彎曲，而可一舉 解決前述課題。 詳如第2圖所示，底邊角度Θ係由將凹凸形狀的底 部10與爲該凹凸形狀上的位置且由該底部10朝凹凸形 狀之反覆周期P之1 / 1 000的距離X方向離開的位置1 1 相連結的直線、及由該凹凸形狀的底部1 0朝X方向描 繪的直線1 2所構成的角。 以底邊的角度Θ在6 5 °〜8 5。的範圍內或1 0 0〜1 1 5 ° 的範圍內爲更佳。 該基材的折射率必須爲1 . 4 5〜1.6 5。以1 . 5〜1 . 6 爲更佳。在此所謂基材的折射率係指若爲由單層構成的 光擴散基材，係指基材的折射率，若爲由複數層構成的 光擴散基材，則指已賦予凹凸形狀之層的折射率。藉由 將該基材的折射率設在該等範圍，而且將底邊角度設在 上述範圍內，在由螢光管朝斜向入射的光中，使朝與入 射方向相反方向的斜向強力出射之光的比例減少，而且 可將由螢光管以斜向入射的光朝正面方向彎曲，而在不 200835941 會增大亮度不均的情形下使亮度提升。 以滿足該要件之基材而言’係列舉如聚酯、聚碳酸 酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等。在此所謂聚酯係 指以聚對苯二甲酸乙二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚 對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、1，4-環己院 二甲醇爲共聚合成分的聚酯及該等共聚物等。以所共聚 % 合的酸成分、二醇成分而言，係可使用芳香族二羧酸、 含有磺酸金屬鹽基之二羧酸、碳數3〜25的伸烷基二 醇、聚伸烷基二醇等，但並非特別限定於此等。 該凹凸形狀係必須使鄰接底部間的切線斜率朝X 増加方向慢慢減少。藉由滿足該要件，形狀係形成曲 線，且變成可具有用以將以各種角度入射而來的光朝正 面方向彎曲的切線角度，而可減輕亮度不均。以曲線形 狀而言，係列舉如半圓、半橢圓、拋物線、雙曲線、三 角函數或構成該曲線之預定部位等，但並非限定於此。 此外，該形狀較佳爲以頂部爲軸，而呈線對稱。本 發明之光擴散基材係適於用在例如液晶顯示器，此時， 藉由滿足該要件，而成爲由左右觀看時的觀看方式不會 改變者，故較佳。 此外，於本發明中，以在相鄰頂部之間未存在例如 日本專利特開平11_ 1 42 622號公報所示之實質的平坦部 爲佳。所謂實質的平坦部係指由螢光管出射的光直線前 進透射的部分，並不包含當藉由例如模具加工而對基材 賦予凹凸形狀時等不得已所產生的寬度（上述X方向中 / -10- 200835941 的長度）1 μηι以下的平坦部分。藉由排除實質的平坦 部，可防止由螢光管出射的光直線前進透射，而可防止 亮度不均。 此外，在本發明中，如第4圖所示，較佳爲凹凸形 狀之ζ方向的最大値（h )大於由具有與該凹凸形狀5 相同底邊角度Θ之正圓形的一部分5 ’所構成之形狀之z 方向的最大値（h’）。滿足該要件係指在凹凸形狀5中， 切線斜率較大的區域會增加。因此，可加強將斜向入射 至光擴散基材的光朝向正面方向彎曲的效果，在適用於 螢光管數量較少的背光或薄型背光時，亦可加強解決亮 度不均的效果。 較佳爲凹凸形狀的縱橫比在1〜3的範圍內。在此 所謂的縱橫比係指如第2圖所示，X方向中自頂部至底 部的距離w、及ζ方向中自頂部至底部的距離h的比 値，爲h/w。將縱橫比設爲1以上，藉此可使由螢光管 以斜向入射的光更加確實地朝向正面方向，而可更加確 實防止亮度不均。另一方面，將縱橫比設爲3以下，藉 此亦可確保由斜向觀看畫面時的亮度。縱橫比的更佳範 圍爲1.3〜2.8的範圍。 此外，凹凸形狀係以在頂部具有不連續點爲佳。其 中，所謂在頂部具有不連續點係指頂部爲不可微分的 點。由於在頂部具有不連續點，因此在螢光管正上方亦 可使入射光折射，而可減低亮度不均。 此外，凹凸形狀的反覆周期（P)係以Ιμπι〜ΙΟΟΟμηχ -11 - ‘200835941 爲佳。藉由將反覆周期P設爲1 μιη以上，可忽略光的 繞射’而可防止因光的繞射所造成的著色、裝載背光時 之畫面的畫質悪化。另一方面，藉由設爲ΙΟΟΟμπι以下， 可防止眼睛看得到表面形狀，且可防止在裝載背光時畫 面的畫質悪化。反覆周期（ρ)係以10 μιη〜200 μιη爲更 佳。藉由將凹凸形狀的反覆周期形成爲如上所示的範圍 內，可輕易賦予凹凸形狀，以達成提升生産性。其中， 如第3圖所示，反覆周期（ρ )係由某凹凸形狀的底部 102經由頂部1〇1至下一個底部1〇2爲止的X方向的長 度。 在本發明中，光擴散基材的總厚度（t )係以i 〇 μιη 〜ΙΟΟΟμπι爲佳。以20〜5 00μπι爲較佳，以50〜25 0 μιη 爲更佳。由於形成在該範圍內，使成本、處理性的優點 變得較爲明顯。厚度（t)爲ΙΟΟΟμπι以上的光擴散基材， 原料使用量會增加而形成高成本，故較不適合。而且， 當厚度（t )爲ΙΟμιη以下時，處理性爲差的，在組裝背 光時，有時需要專用的設備，結果會造成高成本。其中， 關於本發明中之光擴散基材的總厚·度（t )，當僅在單 面具有凹凸形狀時，如第3圖所示，係指由設在一面之 凹凸的頂部至不具有凹凸形狀之另一面爲止的距離，當 在兩面具有凹凸形狀時，則係指由設在一面之凹凸的頂 部至其相反面之凹凸的頂部爲止的距離。 此外，本發明之光擴散基材係以在內部具有光擴散 元件爲佳。在此所謂的光擴散元件係指玻璃、氧化矽、 -12- 200835941 硫酸鋇、氧化鈦、硫酸鎂、碳酸鈣等無機微粒子、或丙 烯酸樹脂、有機矽酮樹脂、聚苯乙烯、聚烯烴、聚酯、 尿素樹脂、甲醛縮合物、氟樹脂等有機微粒子等，但並 非特別限定於此等。此外，該等亦可混合使用1種或2 種以上。 光擴散元件的平均粒子徑一般係以 1〜50μπι爲 佳。以1〜30μιη爲較佳，以1〜20μιη爲更佳。藉由使 粒子徑大於Ιμπι，可獲得更爲高亮度的畫面，而且藉由 小於5 0 μιη，在不會使基材強度降低的情形下，可獲得 良好的光擴散性。其中，在此所謂的平均粒子徑係指一 次粒子的平均粒子徑，對於各粒子，求取成爲最長的粒 子徑及與其正交之方向之粒子徑的平均値，就50個粒 子進行相關操作，而設定爲將該等予以算術平均所得的 値。 此外，關於該等光擴散元件的折射率，較佳爲與上 述折射率在1.4 5〜1 . 6 5的範圍內的光擴散基材之主要 構成成分之折射率爲不同。當光擴散元件與光擴散基材 的主要構成成分相同時，不會發生在主要構成成分與光 擴散元件的界面中因折射及反射所造成的光擴散現 象，而難以獲得所希望的光擴散效果。此外，爲了獲得 有效的光擴散性，較佳爲光擴散基材的主要構成成分與 光擴散元件的折射率差爲0. 〇 1以上。當折射率差未達 0.0 1時，光擴散效果較少，爲了獲得良好的擴散效果， 必須添加大量粒子或增大基材厚度等，有時會使機械強 -13- .200835941 度變弱，而會出現必須比所希望的膜厚厚的影響。 再者，光擴散元件的剖面形狀爲圓或橢圓、三角 形、四角形等多角形、或者該等一部分的集合體等，並 未特別限定，在本發明中，係以近於圓形的形狀爲佳。 其中，在此所謂的擴散元件的剖面形狀係指當將基材以 垂直於基材面的方式予以切斷時所觀察到的剖面形狀。 此外，光擴散基材中所調配之光擴散元件的比例係 藉由所求光擴散性的程度而適當選擇，一般而言，體積 _ 分率以〇 · 〇 1 %〜5 0 %爲佳，以0 · 1 %〜3 5 %爲更佳，以1 〜2 5 °/〇爲最佳。 接著說明本發明之光擴散基材之製造方法。本發明 之光擴散基材係藉由例如在周知之熱可塑性樹脂的薄 膜、片狀物、板狀物（以下稱爲基底基材）等之表面賦 予如上所述的凹凸形狀而得。 在此’以賦予如上所述之凹凸形狀的方法而言，並 ^ 非特別有所限定者，列舉如熱壓印法或光壓印法等。 戶斤謂熱壓印法係指將具有微細表面形狀的模具與 樹脂加熱’將模具按壓在樹脂，冷却後予以脫模，藉此 將已施予在模具表面的形狀轉印至樹脂的手法。在此， 在熱壓印所使用的樹脂可爲熱可塑性樹脂，亦可爲熱硬 化性樹脂’但以爲透明性高的樹脂爲佳。 以熱可塑性樹脂而言，可列舉如聚對苯二甲酸乙二 酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯、聚鄰苯二甲酸丙二酯、聚 對苯二甲酸丁二酯、環己烷二甲醇共聚合聚酯樹脂、間 -14- •200835941 苯二甲酸共聚合聚酯樹脂、螺二醇共聚合聚酯樹脂、芴 共聚合聚酯樹脂等作爲聚酯系樹脂。此外亦可列舉脂環 式烯烴共聚合樹脂作爲烯烴系樹脂，列舉聚甲基丙烯酸 甲酯作爲丙烯酸.系樹脂。此外，其他樹脂亦可列舉如： 聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醚、聚酯醯胺、聚醚 酉曰、聚氯乙細寺。此外’亦可爲以該等爲成分的共聚物’ 或者亦可使用該等樹脂的混合物。 0 其中，就機械強度、耐熱性、尺寸安定性方面來看， 更佳爲將使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚2,6-萘二甲酸乙 二酯、或以該等爲基底之其他成分的共聚物或混合物等 聚酯樹脂予以雙軸延伸。 此外，以熱硬化性樹脂而言，係列舉如：丙烯酸樹 脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚樹脂、脲·三聚氰 胺樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽酮樹脂等，可使用選自 該等樹脂之1種或2種以上的混合物。 φ 另一方面，所謂光壓印法係指在薄膜或片狀物、板 狀物之上塗佈光硬化性樹脂，將具有微細凹凸形狀的模 具按壓在光硬化性樹脂部分，並且由按壓模具的面的相 反方向照射紫外光而使光硬化性樹脂硬化，將該模具脫 模，藉此將模具的微細凹凸形狀轉印在薄膜等的方法。 以光硬化性樹脂之例而言，係列舉在分子內具有至 少1個自由基聚合性的化合物、或具有陽離子聚合性的 化合物等。具有自由基聚合性的化合物係指在存在有藉 由活性能量線而發生自由基之聚合起始劑的情形下，藉 -15- •200835941 由照射活性能量線而進行高分子或交聯反應的化合 物。列舉如：在構造單元中至少包含1個以上的乙烯性 不飽和鍵者，除了1官能的乙烯單體以外亦包含其他官 能乙烯單體者。此外亦可爲該等寡聚物、聚合物、混合 物。此外，在分子內具有至少1個陽離子聚合性的化合 物係列舉如：選自具有環氧乙烷環的化合物、具有環氧 丙烷烷環的化合物、乙烯醚化合物之1種或2種以上的 化合物。 以基底基材而言，若爲薄膜，例如將以1 8 0 °c進行 4小時真空乾燥的聚對苯二甲酸乙二酯供給至由主擠出 機所構成的製膜裝置而進行熔融擠出，在表面温度20°C 的鏡面冷卻鼓上將該片材（sheet )予以鑄型（cast )而 獲得未延伸片材。之後，可藉由將該片材以85T：朝長 邊方向延伸3倍，連續在10CTC的氣體環境中朝寬度方 向延伸3倍而獲得。此外，當基底基材爲片狀物或板狀 物時，由於與薄膜的厚度不同，因此有時無法以相同製 法獲得，但若以周知方法予以製造即可。 以上所示之本發明之光擴散基材係適用於背光（面 光源）的光出射面，尤其在直下型背光中，可呈現良好 性能，因此極爲有用。 直下型背光例如係在中空框體具有螢光管等發光 手段，在其上方配置光擴散基材而成者，使來自該發光 手段的出射光由該框體之主要一平面，亦即，由配置有 光擴散基材的面出射的方式的面光源。此外，在直下型 -16- 200835941 背光有時亦在中空框體的底部及側部裝載顯示優異反 射特性之所謂反射板。反射板可爲反射薄膜單體，亦可 爲在框體或與框體不同的鋁板積層反射薄膜而成者。此 外，亦可爲配合光源的配置而予以溝加工者。接著，關 於螢光管等發光手段的數量、畫面大小，並無特別限制。 當將本發明之光擴散基材應用於此種面光源時，該 面光源會在未增大亮度不均的情形下形成高亮度，甚至 亦可形成爲薄型且輕量，此外，可形成爲加工性佳、尺 寸安定性及強度均佳者。因此，尤其適用於液晶顯示器 的直下型背光。其中，當本發明之光擴散基材適用於面 光源時，係以使具有如上所述之特徵形狀之凹凸之側的 面成爲光源之相反側的方式配置。 此外，在面光源中，係可在發光手段之上以單體配 置本發明之光擴散基材，但是在發光手段之上配置含有 珠粒層（bead layer)的基材與在表面賦予半球狀之圓 頂（dome )形狀的基材、或含有乳白板等光擴散材的擴 散板，且在其上設置本發明之光擴散基材，藉此不僅由 正面，連由斜向觀看顯示器時，亦可獲得良好的亮度特 性。其中，所謂含有珠粒層的基材係指在內部含有透明 基材或擴散材的擴散基材之上塗布透明珠粒，且以黏結 劑樹脂予以固定的層。此外，在表面賦予半球狀之圓頂 形狀的基材係指在內部含有透明基材或擴散材的擴散 基材表面利用沖壓加工等賦予半球狀之圓頂形狀者。 -17- 200835941 實施例 以下藉由實施例，更進一步詳加說明本發明。 〔特性的測定方法及評估方法〕 以下各測定係避開在高濕條件下（8 0%以上），以 室温（20°C〜30t)而且在大氣壓中進行。 (1)背光的亮度及亮度不均 由例如在日本專利特開平5 -1 1 9 3 1 1號公報中所示 之直下型背光卸除設定在冷陰極線管之上的擴散板（厚 度2mm的丙烯酸製），在此以使具有凹凸的面爲CCD 攝影機側的方式，而且以使與該基材之xz平面呈正交 的方向與冷陰極線管之長邊方向相一致的方式設置本 發明之光擴散基材’在將冷陰極線管點売6 0分鐘而使 光源穩定之後，使用EYESCALE-3 ( I System(股））， 在距離背光表面90cm的地點，以使相對於背光面成爲 正面的方式設置附屬 CCD攝影機，而測定出亮度 (cd/m2 ) 〇 此外，亮度係在背光中央部的二支冷陰極線管的位 置（計2點）、以及該等二支冷陰極線管及與該等冷陰 極線管鄰接之另外二支冷陰極線管的中點位置（計3 點）進行觀測，且將在冷陰極線管之位置的亮度平均設 爲Lmax，將在共計四支冷陰極線管的中點位置的亮度平 均設爲Lmin。此時二支冷陰極線管及與該等冷陰極線管 鄰接之另外二支冷陰極線管的位置係藉由在未設置光 擴散基材的情形下僅以背光測定亮度來決定。 -18- 200835941 接著，將（Lmax+ Lmin) /2設爲本發明中的平均亮 度。該平均亮度愈高愈好，將3400 c d/m2以上的情形設 爲P，未達3 4 00cd/m2的情形設爲F。 此外，使用（Lmax — Lwn)作爲表示亮度不均的値。 亮度不均愈小愈好。將亮度不均爲600 cd/m2以下的情 形設爲P，將超過600cd/m2的情形設爲F。 亮度特性係關於平均亮度與亮度不均之雙方爲P 者，將由平均亮度減去亮度不均所得的値爲3 000cd/m2 以下的情形設爲B，超過3000cd/m2的情形設爲A。將 如上評估的結果顯示於表1。 此外，由斜向觀看背光時的亮度特性亦使用 EYESCALE-3 ( I System(股））予以測定。首先，以在背 光正上方而且距離背光表面9〇cm的方式將附屬CCD攝 影機設置在角度可變的平台，而測定亮度。接著，將此 時的測定角度設爲〇°，以測定角度〇°時的焦點爲旋轉 中心且保持CCD攝影機與背光中心的距離爲90cm的七 式旋轉CCD攝影機，在0〜60°的範圍內，每隔15°進 行測定亮度。將在任何情形下’亮度不均皆爲600cd/m2 以下的情形設爲A。將0°〜30°的亮度不均爲6 00cd/m2 以下、但在超過 30°的範圍亮度不均爲超過 600cd/m2 的情形設爲B，將0°〜30°的亮度不均爲超過600cd/m2 的情形設爲C。 (2)凹凸形狀之底邊角度（Θ )、縱橫比及凹凸形狀之反 覆周期（P )的測定以及含有光擴散元件的確認方法 -19- 200835941 由將凹凸形狀的底部與爲該凹凸形狀上的位置且 由底部朝凹凸形狀之反覆周期P之1/1000的距離\方 向離開的位置相連結的直線、及由該凹凸形狀的底部朝 X方向描繪的直線所構成之凹凸形狀的底邊角度（Θ) 係使用微切片機（microtome)將光擴散基材以垂直於 該光擴散基材面的方式進行凍結切斷，將其剖面利用離 子覆膜機將鉑/鈀進行蒸鍍，且使用日本電子（股）製電 場放射掃描型電子顯微鏡JSM-6700F，在500至1000 0 倍的範圍內，放大至尺寸可確認出具有凹凸之層的厚 度，將一個凹凸形狀藉由畫像處理軟體將各座標點數値 化，且將其在表計算上進彳了微分，藉此求出Θ値。進行 5次上述操作，將其平均値設爲Θ。但是，操作5次的 結果，其最大値及最小値的差爲5次平均値的5 0%以上 時，進行該操作5 0次，將其平均値設爲Θ。Θ値係將小 數點以下第一位四捨五入而求到整數位。將以上述方式 所評估的結果顯示於表1。又，表中，Θ i係求出爲該凹 凸形狀上的位置，且由底部以正的方向朝凹凸形狀之反 覆周期P之1/1〇〇〇的距離\方向離開的位置時的値，02 係求出由底部以負的方向朝凹凸形狀之反覆周期P之 1 /1 0 0 0之距離X方向離開的位置時的値。 此外，縱橫比係使用微切片機將光擴散基材以垂直 於該光擴散基材面的方式進行凍結切斷’將其剖面利用 離子覆膜機將鉛/鈀進行蒸鍍’且使用日本電子（股）製 電場放射掃描型電子顯微鏡JSM_67()0F，在500至10000 -20- 200835941 倍的範圍內，放大至尺寸可確認出具有凹凸之層的厚 度，藉由畫像處理軟體將各座標點數値化而求出一個凹 凸形狀。進行該操作5次，且將其平均値設爲縱橫比。 其中，5次操作的結果，當其最大値與最小値的差爲5 次平均値的20%以上時，係進行該操作5〇次，且將其 平均値設爲縱橫比。縱橫比的値係將小數點以下第三位 進行四捨五入而求至小數點以下第二位。將如上評估的 結果顯示於表1。 凹凸形狀的反覆周期（p)意指在一個凹凸形狀中， 由底部經由頂部，至下一個底部爲止的距離，使用微切 片機將光擴散基材以垂直於該光擴散基材面的方式進 行凍結切斷，將其剖面利用離子覆膜機將鉑/鈀進行蒸 鍍，且使用日本電子（股）製電場放射掃描型電子顯微鏡 JSM-6700F，在5 00至1 0000倍的範圍內，放大至尺寸 可確認出具有凹凸之層的厚度，將一個凹凸形狀藉由畫 像處理軟體將各座標點數値化而求出。進行該操作5 次，且將其平均値設爲P。其中，5次操作的結果，當 其最大値與最小値的差爲5次平均値的20%以上時，係 進行該操作5 0次，且將其平均値設爲p。p値係將小數 點以下第二位進行四捨五入而求至小數點以下第一 位。將如上評估的結果顯示於表1。 含有光擴散元件的確認係使用微切片機將光擴散 基材以垂直於該光擴散基材面的方式進行凍結切斷，將 其剖面利用離子覆膜機將鉑/鈀進行蒸鍍，且使用曰本 -21- 200835941 電子（股）製電場放射掃描型電子顯微鏡JSM-6700F，在 5 0 0至1 0 0 0 0倍的範圍內，以容納光擴散基材之總厚度 的倍率進行観察，改變5次計測位置而進行觀察。如上 所示確認出在薄膜內部含有光擴散元件者（非爲透明 者）係設爲W，未確認出者（透明者）係設爲W/0，且 顯示於表1。 (3) 總厚度測定（t) 光擴散基材的總厚度係使用三豐（Mi tut oyo )公司 製的指示量表（D i al g au g e )，以使測定子與不具有凹 凸的面相接的方式設置光擴散基材而進行測定。測定係 改變場所進行5次，將其平均値設爲總厚度。又，當在 兩面具有凹凸時，亦可使測定子與任一面相接。 (4) 基材凹凸部分的折射率測定 構成凹凸部分之物質的折射率係使用微切片機而 製成僅切削凹凸部分的試料片，將試料片載置於載玻片 (slide glass)，滴下折射率在1 · 4〜l . 7的範圍內逐次 差異0.01的市售折射液，在其上載置蓋玻片（cover g 1 a s s )而製成標本’利用光源爲納D線（波長5 8 9 n m ) 的顯微鏡觀察該標本，將最難以看到試料片之輪廓的折 射液的折射率設爲試料片的折射率。進行該操作5次， 將其平均値設爲折射率，且求至小數點以下第二位。 〔實施例1〕 以使塗布膜厚爲5 0 μιη的方式將光硬化性樹脂塗布 在厚度ΙΟΟμιη的透明聚酯薄膜，將具有如下所示之表 -22- •200835941 面形狀的模具按壓在塗膜，由薄膜方向照射光，使光硬 化性樹脂硬化且予以剥離，藉此賦予所希望的表面形 狀。在此，a = b = 5 Ο μ m。 <模具形狀> 將（式1 )、（式2)所表示的曲線在z = Zmin+ 0.2 (zmax— zmin)的位置予以反轉，而且在χ軸方向將其 反覆所具有的形狀。 [數1] • Γ-^— ζ 叫办 _7(χ-a)2 (式 1) [數2]

Zmin + 〇.2(Zmax · Zmin ) < Z < Zmax (式 2 ) 其中，zmin係以（式1 )表示之曲線中之z的最小 値，Zmax係其最大値。

以光硬化性樹脂而言，係使用大日本油墨化學工業 股份有限公司製的UNIDIC 1 5 -829。對於光源係使用水 ^ 銀燈，以強度5 00mJ/cm2照射36秒鐘。之後，以80°C 加熱3 0分鐘，實施光硬化處理，之後將模具剥離，藉 此獲得在表面具有微細凹凸形狀的光擴散薄膜。 以此方式所得的薄膜係如表1所示，平均亮度 3 500cd/m2，亮度不均500cd/m2，兼顧高平均亮度及低 亮度不均，顯示出優異的亮度特性。此外，斜向亮度特 性雖然在測定角度30°以下，亮度不均爲600cd/m2以 下，但在測定角度45°中，會發生1 500cd/m2的亮度不 均，而爲B。 -23- 200835941 〔實施例2〕 除了使用以下的模具形狀以外，係利用與實施例1 相同的方法獲得光擴散薄膜。 <模具形狀> 將（式3 )、（式4)所表示的曲線在z== Zmin+ 〇 4 (Zmax—Zmin)的位置予以反轉，而且在X軸方向將宜 反覆所具有的形狀。

[數3]

(式3) [數4]

Zmin + 〇.4(Zmax - Zmin )幺 Z S Z隱 （式 4 ) 如上所得之薄膜係如表1所示，平均亮度 3400cd/m2，亮度不均400cd/m2，兼顧高平均亮度及低 亮度不均，而顯示出優異的亮度特性。此外，關於斜向 亮度特性，在測定角度30°以下，則亮度不均爲600cd/m2 以下，但是在測定角度4 5 °中，會發生1 5 〇 〇 c d / m 2的亮 度不均，而爲B。 〔實施例3〕 除了使用以下模具形狀’ a二b = 5 〇 μιη、c二〇 · 1以 外，係利用與實施例1相同的方法獲得光擴散薄膜。 <模具形狀> 在（式5)、（式6)中爲c=〇.l，而且在（Zl—z2)g〇, 即按照z = z2，在（ζ^ζΟ < 〇，則按照z = Zl，將以（式 -24- 200835941 7)表示z之範圍的曲線在z= Zinin+ 〇 V Zmax — Zmin； 的位置予以反轉，而且在x軸方向將其反覆所具有的形 狀。其中，ζ_係以（式5 )、（式6 )表示之曲線中 的Ζ的最小値，Zmax係其最大値。 [數5]

(式5)

[數6] (式Ο b2^(x^ac)2 [數7]

Zmin + 〇.2(Zmax - Ζ— ) < Z S Zmax (式 7 ) 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3 5 00cd/m2,亮度不均3 00cd/m2,兼_高平均亮度及低 亮度不均，而顯示出優異的亮度特性。此外，斜向亮度 特性’在測定角度30°以下’則亮度不均爲6〇〇cd/m2 以下，但是在測定角度45。中，會發生i3〇〇cd/m2的亮 度不均，而爲B。 〔實施例4〕 除了設定a = 5 0、b = 1 0 0 μ m以外，係利用與實施例 1相同的模具，以相同的方法獲得光擴散薄膜。 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3 70〇cd/m2，亮度不均200cd/m2，兼顧高平均亮度及低 亮度不均，而顯示出優異的亮度特性。此外，斜向亮度 -25- 200835941 特性，在測定角度30°以下，則亮度不均爲 60〇cd/m2 以下，但是在測定角度45。中，會發生1 200cd/m2的亮 度不均，而爲B。 〔實施例5〕 除了使用以下模具形狀，設定 a = 50、b = ΙΟΟμπι 以外’係利用與實施例1相同的方法獲得光擴散薄膜。 <模具形狀>

將（式8)、（式9)所表示的曲線在z=zmin+0.4 (zmax-zmin)的位置予以反轉，而且在X軸方向將其 反覆所具有的形狀。 [數8]

[數9]

Zmin + 〇.4(Zmax - Zmin ) S Z < Zmax (式 9 ) # 如上所得之薄膜係如表1所示，平均亮度 3 8 00cd/m2，亮度不均200cd/m2，兼顧高平均亮度及低 亮度不均，而顯示出優異的亮度特性。 斜向亮度特性，在測定角度3 0。以下，則亮度不均 爲600cd/m2以下，但是在測定角度45。中，會發生 lOOOcd/m2的亮度不均，而爲B。 〔實施例6〕 除了使用以下模具形狀，設定 a=50、b=125pm 以外，係利用與實施例1相同的方法獲得光擴散薄膜。 -26- 200835941 <模具形狀> 將（式1 ο )、（式1 1 )所表示 〇.56(zmax — zmin)的位置予以反轉 將其反覆所具有的形狀。 [數 10]

[數 11]

Zmin +〇·56(Ζ_ -Zmin) S z€zmax 如上所得之薄膜係如表1 3900cd/m2，亮度不均 200cd/m2， 売度不均’而顯不出優異的亮度特 特性，在測定角度3 0。以下，則凟 以下，但是在測定角度4 5。中，會 度不均，而爲B。 〔實施例7〕 除 了設定 a=50、b=137.5 以 1相同的模具，以相同的方法獲得 如上所得之薄膜係如表1 3800cd/m2’ 亮度不均 200cd/m2， 亮度不均，而顯示出優異的亮度特 特性，在測定角度3 0。以下，則| 以下，但是在測定角度4 5。中，會 度不均，而爲B。 的曲線在Z=Zmin + ，而且在X軸方向 (式 10) (式 11) 所示，平均亮度 兼顧高平均亮度及低 性。此外，斜向亮度 ;度不均爲 600cd/m2 發生 1000cd/m2的亮 外，係使用與實施例 光擴散薄膜。 所示，平均亮度 兼顧高平均亮度及低 性。此外，斜向亮度 E度不均爲 600cd/m2 發生1000cd/m2的亮 -27- .200835941 〔實施例8〕 除了使用利用以下所示方法所製成之厚度1 2 5 μπι 的薄膜取代實施例4中厚度100μιη的透明聚酯薄膜以 外’係利用相同的方法獲得光擴散薄膜。以下顯示厚度 125μιη之薄膜的製作方法。 將下述組成的原料供給至具有主擠出機Α及副擠 出機B的複合製膜裝置。亦即，將在以1 8 〇它進行4小 時真空乾燥的聚對苯二甲酸乙二酯（PET)共聚合 1 0 m ο 1 %的間苯一甲酸成分且共聚合1 〇❿〇 1 %的環己院二 甲醇（玻璃轉移點1 6 3 °C、折射率1.4 6 )所得的聚酯樹 脂（熔點2 0 0 °C、玻璃轉移點7 0 °C、折射率1 · 6 ) 9 6重 量％、及聚甲基戊烯（熔點2 3 0 °C、折射率1 · 4 6 ) 4重 量％加以混合而得的顆粒（chip )供給至主擠出機A。 此外，將聚對苯二甲酸乙二酯（熔點2 6 5 °C )供給至副 擠出機B。 由該擠出機A、B，以2 8 0 °C熔融擠出各個原料， 以使主擠出機A的熔融原料在內層、副擠出機B的熔 融原料在兩表面層的方式，一起擠出溶融3層，而製成 複合薄膜。複合薄膜的厚度構成比爲 B/A/B (10/80/10)。將該片材在表面温度20 °C的鏡面冷卻鼓 上進行鑄型而形成未延伸片材。將該片材以8 5 °C朝長 邊方,向延伸3倍。之後連續在1 00 °C的氣體環境中以寬 度方向延伸3倍，將長邊方向與寬度方向的延伸倍率比 設爲1。此外，在主要構成成分之聚酯樹脂之熔點以上 -28- ,200835941 的23 5 °C的氣體環境中進行20秒鐘的熱處理，而獲得 厚度125μιη的聚酯薄膜。 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3600cd/m2，亮度不均100cd/m2，兼顧高平均亮度及低 亮度不均，而顯示出優異的亮度特性。此外，斜向亮度 特性，在測定角度30°以下，則亮度不均爲 600cd/m2 以下，但是在測定角度45°中，會發生800 cd/m2的亮度 不均，而爲B。 〔實施例9〕 在實施例6之光擴散基材之下配置KIMOTO(股）製 188GM3作爲含有珠粒層的基材。 如上所得之面光源係如表 1所示，平均亮度 4300cd/m2，亮度不均100cd/m2，兼顧高平均亮度及低 亮度不均，而顯示出優異的亮度特性。此外，斜向亮度 特性在測定角度60°中，亮度不均亦爲40 Ocd/m2，故爲 A 〇 〔比較例1〕 除了使用以下模具形狀以外，係利用與實施例1相 同的方法而獲得光擴散薄膜。 <模具形狀> 將（式12)所表示的曲線在z = Zmin的位置予以反 轉，而且在X軸方向將其反覆所具有的形狀。 -29 - 200835941 [數 12] (式 12) 如上所得之薄膜係如表丨所示，平均亮度 3100cd/m2’亮度不均i5〇〇cd/m2，亮度不均較大，形成 觀看方式較差的晝面。 〔比較例2〕

除了使用以下模具形狀以外，係利用與實施例1相 同的方法而獲得光擴散薄膜。 <模具形狀> 將（式13)、（式14)所表示的曲線在ζ== ζ_ + 〇.6(zmax— zmin)的位置予以反轉，而且在χ軸方向將 其反覆所具有的形狀。 [數 13]

(式 13) m 14] zmin +〇-6(zmax -zmin) < z<zmax (式 14 ) 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3 3 0 0cd/m2，亮度不均1200cd/m2，亮度不均較大，形成 觀看方式較差的畫面。 〔比較例3〕 在實施例1中，除了在反覆形狀間設置2 μπι的平 坦部以外，係利用相同的方法獲得光擴散薄膜。 -30- 200835941 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3500cd/m2，亮度不均1800cd/m2，亮度不均較大。 〔比較例4〕 除了使用頂角爲30°的二等邊三角形而且周期爲 1 00 μπι之具有凹凸的模具以外，係以與實施例1相同的 方法獲得光擴散薄膜。亦即，獲得鄰接底部間之切線斜 率不會朝X増加方向増加的光擴散薄膜。 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3 5 00cd/m2，亮度不均5 000cd/m2，亮度不均非常大，形 成觀看方式較差的畫面。 〔比較例5〕 除了設定a = 5 0、b二1 0 0以外，係使用與比較例1 相同的模具，而以相同方法獲得光擴散薄膜。 如上所得之薄膜係如表 1所示，平均亮度 3 000cd/m2，亮度不均400cd/m2，平均亮度較低，而形 成較暗的畫面。 -31- 200835941

【I撇】 斜向亮度特性 PQ PQ CQ CQ m CQ CQ PQ < 亮度特性 0Q PQ < < < < < < < 亮度不均 (cd/m2) Ρ (500) P (400) P(300) P (200) P (200) P (200) P (200) P(100) P(100) F(1500) F(1200) F(1800) F (5000) P (400) 平均亮度 (cd/m2) Ρ(3500) P (3400) P(3500) P(3700) P(3800) P(3900) P(3800) P(3600) P(4300) F(3100) F (3300) P(3500) P(3500) F(3000) 擴散元件 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 W/0 厚度(μιη) 〇 o 1—4 o § 1 ^ f-H 200 § f-H o r—H o 寸 r—^ 286.6 200 Ρ(μιη) 〇〇 ON 91.8 88.2 oo ON 91.8 m 00 96.2 oo ON m ΌΟ 〇 § s 〇 ▼-H o 縱橫比 0.82 0.66 〇\ o m VO H 1.31 _1 1.33 2.08 m m rn 〇 0.82 3.73 <N 觀察倍率 1000 1000 1000 1000 _1〇〇〇_, 1000 1000 L. — 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 〇2 (°) g m r-H s VO Os g ON Q\ 卜 (N 2 s 1 * 〇1 (°) oo oo S oo JO s S in m oo IQ 實施例1 實施例2 實施例3 I 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 丨ιί· 200835941 産業上利用可能性 本發明之光擴散薄膜及使用該薄膜之面光源係適 於作爲用在個人電腦、電視或行動電話等之顯示裝置、 尤其液晶顯示裝置等平面顯示裝置的面光源用，乃極爲 有用。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示設在本發明之光擴散基材表面之凹 I 凸形狀之一實施形態的示意圖。 第2圖係顯示設在本發明之光擴散基材表面之凹 凸形狀之一實施形態的示意圖。 第3圖係顯示本發明之光擴散基材之一實施形態 的示意圖。 第4圖係顯示本發明之光擴散基材之一實施形態 的示意圖。 【主要元件符號說明】 ^ 1 雙凸透鏡（Lenticular lens)所具有之表面形狀的示意圖 2 在雙凸透鏡的底邊部由斜向入射之光線的軌跡 3 在斜向入射的光之中進行全反射之光線的軌跡 4 經全反射的光線藉由折射而出射至與入射方向相反 方向之光線的軌跡 5 顯示本發明之一實施形態之光擴散基材的表面凹凸 形狀 5 ’具有與凹凸形狀5相同底邊角度Θ的正圓形的一部分 1 0 凹凸形狀的底部 -33- 200835941 11爲凹凸形狀上的位置，由底部1 0朝凹凸形狀之反覆 周期Ρ之1/ 1 000的距離X方向離開的位置 12由凹凸形狀的底部10朝X方向描繪的直線 1〇〇光擴散基材 1 0 1凹凸形狀的頂部 102凹凸形狀的底部 Θ 由將凹凸形狀的底部1 〇與爲該凹凸形狀上的位置且 由該底部1 〇朝凹凸形狀之反覆周期ρ之1 /1 0 0 0的距 離X方向離開的位置11相連結的直線、及由該凹凸 形狀的底部1 〇朝X方向描繪的直線1 2所構成的角 W X方向中自頂部至底部的距離 h Z方向中自頂部至底部的距離 h5由具有與凹凸形狀5相同底邊角度Θ之正圓形的一部 分5 ’構成之形狀之z方向的最大値 P 反覆周期（由某凹凸形狀的底部經由頂部至下一個底 部爲止之X方向的長度） t 本發明書中所定義的總厚度 -34-

Claims (1)

1. 200835941 十、申請專利範圍： 1 · 一種光擴散基材，其係至少在單面具有由頂部及底部之 反覆所構成之凹凸形狀的基材，該基材係由折射率在1.45 〜1.65之範圍內的材質所構成，當將頂部及底部之反覆 方向設爲X、基材的厚度方向設爲z時，χ-ζ平面中之凹 凸形狀之底邊角度0在55°〜85°的範圍內或95〜125°的 範圍內，而且鄰接底部間的切線斜率係朝X増加方向減 少。 ® 2.如申請專利範圍第1項之光擴散基材，其中，在相鄰頂 部之間未存在實質的平坦部。 3. 如申請專利範圍第1或2項之光擴散基材，其中，前述 底邊角度0在65°〜85°的範圍內或95〜lir的範圍內。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光擴散基材，其 中，前述凹凸形狀之z方向的最大値係大於由具有與該 凹凸形狀相同之底邊角度0之正圓形的一部分所構成的 ^ 形狀。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之光擴散基材，其 中，前述凹凸形狀的縱橫比在1〜3的範圍內。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之光擴散基材，其 中，在基材內部含有光擴散元件。 7. —種面光源，係具備如申請專利範圍第1至6項中任一 項之光擴散基材及發光手段。 -35-