TW201312172A - 光學片、其製造方法及液晶顯示裝置用背光源單元 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供能發揮優異的光學功能的光學片、液晶顯示裝置用背光源單元及光學片的製造方法。所述液晶顯示裝置用背光源單元具有高質量。本發明的光學片包括透明的基材層、具有突出設於基材層一個面的多個纖維的光學功能層。所述光學功能層可以具有把多個纖維與所述基材層接合的黏接劑部。所述黏接劑部可以層疊在所述基材層的一個面的整個面上。所述黏接劑部可以由丙烯酸乳液黏接劑形成。所述纖維的折射率可以為1.3以上1.8以下。所述基材層的平面方向上的單位面積的所述纖維的密度為100根/cm2以上5000根/cm2以下。。

Description

光學片、其製造方法及液晶顯示裝置用背光源單元
本發明涉及光學片、使用它的背光源單元以及光學片的製造方法。
作為透射型的液晶顯示裝置，從背面照射液晶層的背光源方式得到普及，在液晶層的下側的面一側配備有邊緣光型(側光型)、正下方型等背光源單元。如圖7所示，所述的邊緣光型的背光源單元40一般配備有作為光源的燈41、以端部沿著所述燈41的方式配置的方形板狀的導光板42、在該導光板42表面一側重疊設置的多個光學片43。作為光源的燈41使用LED(發光二極體)或冷陰極管等，但從小型化和節能的觀點等出發，現在正在逐漸普及LED。所述光學片43對於透射光線具有擴散、折射等光學功能，所述光學片43使用了(1)光擴散片44，配置在導光板42的表面一側，主要具有光擴散功能；(2)棱鏡片45，配置在光擴散片44的表面一側，具有使光線向法線方向一側折射的功能。
此外，雖然圖中沒有表示，但是考慮到所述的導光板42的導光特性和光學片43的光學功能等，也有更多地配置光擴散片和棱鏡片等光學片43的背光源單元。
對所述背光源單元40的功能進行說明，首先，從燈41入射到導光板42的光線被導光板42背面的反射點或反射片(圖中沒有表示)和各側面反射，從導光板42的表面射出。從導光板42射出的光線入射到光擴散片44，擴散後從表面射出。從光擴散片44的表面射出的光線入射到棱鏡片 45，被形成在表面上的多個條形突起的棱鏡部向法線方向一側折射後射出，進而射出的光線對上方的圖中沒有表示的液晶層的整個面進行照明。
所述光擴散片44使透射光線大體均勻分散，使用光擴散片44的目的是通過其光擴散性能使亮度均勻，提高正面方向的亮度等。如圖7的(b)所示，作為所述光擴散片44，包括合成樹脂製的基材層46、以及層疊在該基材層46表面上的光學層47，該光學層47一般使用在黏接劑49中配入有球狀的樹脂珠50而構成的光擴散片(參照日本專利公開公報特開2004-198743號等)。
可是，所述的樹脂珠塗覆型的光擴散片44，為了提高光擴散性能，用於使亮度均勻等，需要增加樹脂珠50的配入量，但是如果增大樹脂珠50的配入量，則會導致正面亮度下降。即，在珠塗覆型的光擴散片44中，光擴散性能和正面亮度存在權衡(tradeoff)的關係。
現有技術文獻
專利文獻1：日本專利公開公報特開2004-198743號。
鑒於所述的問題，本發明的目的在於提供具有高的光擴散性能和正面亮度並能夠發揮優異的光學功能的光學片、使用了該光學片的高質量的液晶顯示裝置用背光源單元及光學片的製造方法。
為了解決所述的問題，本發明提供一種光學片，其包括：透明的基材層；以及光學功能層，具有多個纖維，該多個纖維突出設置於所述基材層的一個面側。
該光學片包括透明的基材層、以及具有突出設置於所述基材層的一個面側的多個纖維的光學功能層。因此，朝向一個面一側透射過基材層並入射到光學功能層的光線，被多個纖維的側面等反射、折射而發生擴散。此外，纖維具有光纖的功能，入射到多個纖維的另一個端面的光線從一個端面向一個面一側射出。因此，該光學片具有邊使光線向一個面一側擴散，邊將光線向法線方向聚光的很高的方向性擴散功能。
此外，較佳的是，所述光學功能層具有黏接劑部，該黏接劑部把所述多個纖維與所述基材層接合。由此，通過黏接劑部接合基材層和多個纖維，可以使多個纖維牢固地與基材層接合，可以防止纖維的脫落。
此外，較佳的是，所述黏接劑部層疊在所述基材層的所述一個面的整個面上。由此，通過把黏接劑部層疊在基材層的一個面的整個面上，可以把多個纖維沿基材層的一個面的整個面突出設置。其結果，該光學片可以沿該一個面的整個面均勻地發揮所述的方向性擴散功能。
此外，較佳的是，所述基材層的所述一個面具有以分散的點的方式附設有所述黏接劑部的區域。這樣，基材層的一個面具有以分散的點的方式附設有所述黏接劑部的區域，由此可以按照基材層的區域，發揮所希望的方向性擴散功能。此外，在以分散的點的方式附設有黏接劑部的區域的情況，與整個面附設有黏接劑部的情況相比，可以減少塗覆的黏接劑的量。
此外，較佳的是，所述黏接劑部由丙烯酸乳液黏接劑形成。丙烯酸乳液黏接劑是透明的，此外容易向基材層塗 覆，著火的危險性小。因此可以提高該光學片的光線透射率和加工性能。
此外，較佳的是，所述纖維的折射率為1.3以上1.8以下。由此，通過使突出設置在基材層一個面一側的多個纖維的折射率在所述範圍內，可以進一步提高該光學片的方向性擴散功能。
此外，較佳的是，所述基材層在平面方向上的單位面積的所述纖維的密度為100根/cm2以上5000根/cm2以下。由此，通過使基材層在平面方向上的單位面積的纖維的密度在所述範圍內，可以保持該光學片的方向性擴散功能，並且可以抑制生產成本的增加。
此外，較佳的是，所述纖維的平均直徑為0.1μm以上50μm以下，平均長度為1μm以上1mm以下，平均長度與平均直徑的比為2以上50以下。由此，通過使纖維的平均直徑、平均長度和平均長度與平均直徑之比在所述範圍內，可以保持該光學片的方向性擴散功能，並且可以使採用了該光學片的液晶顯示裝置更薄、更輕。
此外，較佳的是，所述光學片的全光線透射率為20%以上。由此，通過使全光線透射率在所述範圍內，可以提高使用了該光學片的液晶顯示裝置的亮度。
此外，較佳的是，所述光學片1的霧度為50%以上。由此，通過使霧度在所述範圍內，可以進一步提高該光學片的方向性擴散功能，可以抑制使用了該光學片的液晶顯示裝置的亮度不均。
此外，較佳的是，所述多個纖維還突出設置在所述基材層的另一個面側。由此，通過在基材層的另一個面一側 也突出設置多個纖維，可以提高方向性擴散功能。此外，對於重疊配置在該另一個面一側的其他部件，可以發揮防止黏附的功能。
此外，為了解決所述的問題，本發明還提供一種液晶顯示裝置用背光源單元，把從燈射出的光線導向液晶顯示部，所述液晶顯示裝置用背光源單元包括所述的光學片。該背光源單元利用該光學片所具有的很高方向性擴散功能，可以提高液晶顯示裝置的質量。
此外，為了解決所述的問題，本發明還提供一種光學片的製造方法，其包括：黏接劑塗覆步驟，把黏接劑塗覆在基材層的一個面上；纖維植毛步驟，通過靜電植毛加工法將多個纖維栽植於塗覆有所述黏接劑的面；黏接劑固化步驟，在植毛後，使所述黏接劑固化；以及剩餘纖維去除步驟，在所述黏接劑固化後，從片主體去除剩餘的纖維。
按照該光學片的製造方法，通過具有所述的步驟，可以在光學片所希望的面上植入多個纖維，此外可以用黏接劑把該多個纖維牢固地固定。因此，通過該製造方法得到的光學片具有很高的方向性擴散功能。
在此，所謂的“光學功能層”是指結構包括多個纖維和存在於該多個纖維之間的空氣等的層。所謂“黏接劑部”是指塗覆在片主體上的黏接劑固化後的部分。“全光線透射率”是按照JIS K7361標準測量到的值。霧度是按照JIS K7105標準測量到的值。
按照以上的說明，本發明的光學片可以發揮優異的光學功能。此外，本發明的背光源單元包括具有很高的光學功能的光學片，可以提高液晶顯示裝置的質量。
下面參照適當的附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
圖1的光學片1是用於背光源單元的所謂的光擴散片，光學片1包括基材層2以及光學功能層3，該光學功能層3配置在所述基材層2的表面一側(液晶顯示裝置一側)。光學功能層3具有黏接劑部4和多個纖維5，多個纖維5通過黏接劑部4突出設置於所述基材層2。
基材層
基材層2是由透明的合成樹脂或玻璃製成的平板形的部件。在此所說的透明除了無色透明以外，還包括有色透明、半透明，特別較佳的是無色透明。用於所述基材層2的合成樹脂沒有特別的限定，作為用於所述基材層2的合成樹脂，可以例舉的有：聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烴、醋酸纖維素、耐候性氯乙烯等。其中較佳的是透明性好、強度高的聚對苯二甲酸乙二醇酯，特別較佳的是彎曲性能得到改善的聚對苯二甲酸乙二醇酯。
基材層2可以含有抗靜電劑。通過使基材層2含有抗靜電劑，可以防止因光學功能層3具有的多個纖維5上產生的靜電造成基材層2帶電。作為所述抗靜電劑沒有特別的限定，可以使用公知的抗靜電劑，例如可以使用烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽等陰離子抗靜電劑；第四銨鹽、咪唑啉化合物等陽離子抗靜電劑；聚乙二醇類、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、乙醇醯胺類等非離子抗靜電劑；聚丙烯酸等高分子抗靜電劑等。其中較佳的是抗靜電效果比較好的 陽離子抗靜電劑，少量添加就可以具有抗靜電的效果。此外，在後述的纖維5的靜電植毛加工步驟中，在基材層2中均勻地分散含有適量的所述抗靜電劑，使得可以均勻地突出設置纖維5。
基材層2的平均厚度沒有特別的限定，例如為10μm以上500μm以下，較佳的是35μm以上250μm以下，特別較佳的是50μm以上188μm以下。如果基材層2的厚度比所述範圍的下限小，則在塗覆了用於形成黏接劑部4的樹脂組合物時，容易產生卷邊，產生不易處理等問題。相反，如果基材層2的厚度比所述範圍的上限大，則往往使液晶顯示裝置的亮度降低，此外導致背光源單元的厚度增大，也有違於使液晶顯示裝置薄型化的要求。
黏接劑部
通過在基材層2的整個平滑表面上塗覆的黏接劑形成黏接劑部4。通過該黏接劑部4可以沿基材層2的整個表面突出設置多個纖維5。此外，可以把纖維5的基部更牢固地與基材層2接合，可以防止纖維5的脫落。
形成黏接劑部4的黏接劑沒有特別的限定，形成黏接劑部4的黏接劑可以使用水溶性黏接劑、溶劑型黏接劑、紫外線固化型黏接劑等。其中較佳的是使用水溶性黏接劑，該水溶性黏接劑容易塗覆到片上、且著火的危險性小。具體地說，作為水溶性黏接劑，可以例舉的有丙烯酸乳液、聚胺甲酸酯乳液、環氧乳液、醋酸乙烯乳液等黏接劑，但從噴塗性能和磨損性能的觀點出發，特別較佳的是丙烯酸乳液黏接劑。此外，作為溶劑型黏接劑，具體地可以例舉的有環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、 乙酸乙烯樹脂、氯乙烯樹脂、酚醛樹脂等黏接劑，但從耐熱性能方面出發，特別較佳的是環氧樹脂。此外，從提高光線的透射性能的觀點出發，較佳的是透明的，特別較佳的是無色透明的。此外，如果考慮到對環境的影響，則較佳的是不容易釋放揮發性有機化合物(VOC)的黏接劑(低VOC黏接劑)。此外，黏接劑部4的厚度沒有特別的限定，但較佳的是黏接劑部4的厚度在能夠固定纖維5、且不容易掩埋纖維5的範圍內，較佳的是黏接劑部4的厚度在固化後為0.1μm以上10μm以下。
基材層2和黏接劑部4的折射率比較佳的是0.95以上1.05以下，特別較佳的是0.97以上1.03以下。通過使基材層2和黏接劑部4的折射率比在所述範圍內，可以減少在基材層2和黏接劑部4的介面的漫反射等，因此可以提高該光學片1的全光線透射率。
纖維
多個纖維5被大體均勻地栽植於黏接劑部4，多個纖維5以大體平行的方式從黏接劑部4伸出。
作為多個纖維5的植毛方法，只要是可以把所述的多個纖維5突出設置在基材層2的表面一側的方法，就沒有特別的限定，但較佳的是利用靜電植毛加工方法。如果使用靜電植毛加工方法，則可以把多個纖維5以所希望的角度栽植並固定於基材層2的表面，此外可以調整栽植的纖維5的密度。特別是可以把多個纖維以與基材層2的表面大體垂直的方式栽植並固定於基材層2的表面。通過大體垂直地栽植多個纖維5，可以抑制纖維5在對纖維5的基部進行黏接的黏接劑固化前傾倒。此外，作為靜電植毛加工 方法，可以例舉的是：以使具有未固化的黏接劑的片與一個電極組成對電極的方式進行配置，在電極上施加直流高電壓，利用庫倫力使向所述電極之間提供的多個纖維沿電力線飛行，通過使纖維的基部紮入片的表面來進行植毛的加工方法，等等。作為所述的靜電植毛加工方法只要是公知的靜電植毛加工方法，就沒有特別的限定。
作為纖維5，沒有特別的限定，可以使用天然纖維和化學纖維。作為天然纖維，可以例舉的有棉纖維、麻纖維和纖維素纖維等。作為化學纖維，可以例舉的有黏膠纖維、聚酯類纖維、聚烯烴類纖維(聚乙烯類纖維、聚丙烯類纖維等)、聚醯胺類纖維(脂肪族聚醯胺纖維、芳香族聚醯胺纖維等)、丙烯酸類纖維、聚丙烯腈類纖維、聚乙烯醇纖維、聚醯亞胺類纖維、碳類纖維、矽類纖維和氟類纖維等。化學纖維可以成形為沒有卷邊的形狀，可以適合用於靜電植毛加工法。此外，從提高光線的透射性能的觀點出發，較佳的是透明的纖維，更佳的是無色透明的纖維。此外，在所述纖維中，較佳的是玻璃纖維以外的柔軟的纖維。如果將柔軟的纖維用於所述光學片1，則可以防止在與其他部件接觸時對其他部件造成損傷。
作為纖維5的折射率的下限較佳的是1.3，更佳的是1.4，特別佳的是1.45。另一方面，作為纖維5的折射率的上限較佳的是1.8，更較佳的是1.7，特佳的是1.6。如果纖維5的折射率比所述下限小，則不能得到足夠的使光線散射的效果。相反，如果纖維5的折射率比所述上限大，則反射成分變大，光線的損失變大，存在會導致該光學片1的光線透射性能下降的問題。
黏接劑部4和纖維5的折射率比較佳的是0.95以上1.05以下，特佳的是0.97以上1.03以下。通過使黏接劑部4和纖維5的折射率比在所述範圍內，可以減少在黏接劑部4和纖維5的介面的漫反射等，所以可以提高該光學片1的全光線透射率。
作為基材層2表面的單位面積的纖維5的密度的下限，較佳的是100根/cm2，更佳的是300根/cm2，特佳的是500根/cm2。另一方面，作為纖維5的密度的上限，較佳的是5000根/cm2，更佳的是4500根/cm2，特佳的是4000根/cm2。如果基材層2的表面的纖維5的密度比所述下限小，則存在該光學片1不能充分發揮方向性擴散功能的問題。此外，在纖維5的密度在一定值以上的情況下，混入基材層2表面一側的外來的異物可以被多個纖維5形成的纖維層捕獲，並被封閉在該纖維層內。因此，重疊配置在該面上的其他部件難以與外來的異物接觸，由此可以減少對其他部件造成的損傷。相反，如果所述密度比所述上限大，則不僅製造該光學片1的成本增加，而且不能得到提高方向性擴散功能的效果。
作為纖維5的平均直徑的下限，較佳的是0.1μm，更佳的是1μm，特佳的是2μm。另一方面，作為纖維5的平均直徑的上限，較佳的是50μm，更佳的是40μm，特佳的是30μm。如果纖維5的平均直徑比所述下限小，則存在有該光學片1不能充分發揮方向性擴散功能的問題。相反，如果平均直徑比所述上限大，則存在有該光學片1的光線透射性能降低的問題。
作為纖維5的平均長度的下限，較佳的是1μm，更佳 的是5μm，特佳的是10μm。此外，作為纖維5的平均長度的上限，較佳的是1mm，更佳的是0.5mm，特佳的是0.1mm。如果纖維5的平均長度比所述下限小，則難以把纖維5突出設置在黏接劑部4上，存在有該光學片1不能充分發揮方向性擴散功能的問題。相反，如果平均長度比所述上限大，則因與纖維5的材質、平均直徑等的關係，該光學片1的厚度增加，有違於使液晶顯示裝置的薄型化的要求。此外，當纖維5彎曲時，不能發揮均勻的光擴散性能和光線透射性能，存在有液晶顯示裝置會產生亮度不均的問題。
此外，纖維5的平均長度與平均直徑的比(長徑比)較佳的是2以上50以下。如果纖維5的長徑比小於所述下限，則存在有不能很好地進行所述的靜電植毛加工方法的問題。相反，如果纖維5的長徑比大於所述上限，則會導致纖維5彎曲，從而不能發揮均勻的光擴散性能和光線透射性能，存在有液晶顯示裝置產生亮度不均的問題。
光學功能層
光學功能層3包括：黏接劑部4，層疊在基材層2的平滑表面上；多個纖維5，通過黏接劑部4突出設置；以及空氣，夾在多個纖維5之間。因該纖維5和空氣的折射的差異使該光學片1能夠發揮方向性擴散功能。
光學片
作為該光學片1的全光線透射率，較佳的是20%以上99.99%以下，更佳的是40%以上99.9%以下，特佳的是60%以上99%以下。如果全光線透射率比所述範圍的下限小，則存在液晶顯示裝置產生亮度下降的問題。
作為該光學片1的霧度，較佳的是50%以上99.99%以下，更佳的是70%以上99.9%以下，特佳的是80%以上99%以下。如果霧度比所述範圍的下限小，則該光學片1的擴散性能不夠，存在液晶顯示裝置產生亮度不均的問題。
該光學片1具有多個纖維5，多個纖維5在基材層2的表面一側突出設置，纖維5邊使從基材層2的背面一側入射的部分光線折射並使其擴散，邊把部分光線導向纖維5突出設置的方向，因此可以實現使光線邊朝向基材層2的表面一側擴散邊向表面的法線方向聚光的方向性擴散功能。此外，通過纖維5的直徑、長度、折射率、密度等，可以調節所述的方向性擴散功能。
此外，在使用比較柔軟的纖維作為纖維5的情況下，在把該光學片1重疊保存和輸送的情況下以及組裝液晶顯示裝置的情況下，即使在該光學片1的表面一側與其他部件接觸，在表面方向上作用有力，也由於所述的多個纖維5發生彎曲等變形，從而可以吸收所述的力，因此可以防止對其他部件造成損傷。此外，在纖維5具有柔軟性的情況下，在纖維5從黏接劑部4脫落而與其他部件接觸的情況下，對其他部件造成損傷的可能性也低。其結果，可以顯著減少對其他部件造成的損傷。
光學片的製造方法
作為所述光學片1的製造方法，沒有特別的限定，如圖2的(a)所示，所述光學片1的製造方法可以例舉包括下述步驟的方法：(A)基材片成形步驟，使構成基材層的片(以下稱為基材片101)成形；(B)黏接劑塗覆步驟，把黏接劑塗覆在基材片101的表面；(C)纖維植毛步驟， 把多個纖維5栽植於塗覆了黏接劑後的基材片101的表面；(D)黏接劑固化步驟，在植毛後，使黏接劑固化，形成黏接劑部4；以及(E)剩餘纖維去除步驟，在黏接劑固化後，從基材片101去除剩餘纖維。
基材片成形步驟把熔融的熱塑性樹脂從T型模擠出成形，然後將擠出的擠出成形件向層的長邊方向和層的寬度方向延伸，由此把基材片101成形為長的片。作為使用T型模的公知的擠出成形法，可以例舉的有拋光輥法和冷硬軋輥法。此外，作為可以對基材片101進行延伸加工的公知的膜延伸方法，可以例舉的有管狀膜雙軸拉伸法和平膜雙軸拉伸法等。
黏接劑塗覆步驟把黏接劑塗覆在基材片101的表面。在該步驟中的黏接劑處於未固化的狀態。作為塗覆黏接劑的方法，可以使用公知的方法，可以例舉的有用噴槍噴塗的方法和用輥塗器塗覆的方法。
如圖2的(b)所示，纖維植毛步驟，在平坦狀態的基材片101的表面(塗覆有黏接劑的面)一側，以與基材片101相對的方式配置有纖維供給裝置102，在基材片101和電極103之間施加直流高電壓，使多個纖維5從纖維供給裝置102落向基材片101，並通過庫侖力使纖維5的基部紮入未固化的黏接劑中，從而成為將多個纖維5突出設置在基材片101上的形式。在該步驟中使用的植毛方法只要是公知的靜電植毛加工方法，就沒有特別的限定，除了如圖2的(b)所示的把多個纖維5從基材片101的上方投下的下落法，也可以使用使多個纖維從下方上升的提升法、使多個纖維從橫向飛行的側面法。此外，由於在靜電植毛加工 法中通過操作電力線的方向，可以調整多個纖維的植毛方向，因此也可以在長的基材片101彎曲的狀態下進行植毛，例如也可以在把基材片101卷在輥上的狀態下進行植毛。
黏接劑固化步驟使紮入有多個纖維5的基部的黏接劑固化，形成黏接劑部4。在使用水溶性黏接劑或溶劑型黏接劑的情況下，通過乾燥處理使黏接劑固化。作為乾燥處理的方法，可以使用公知的方法，例如可以舉出利用熱風式乾燥機的方法。在使用紫外線固化型黏接劑的情況下，利用照射紫外線來進行固化。作為紫外線的照射方法，可以使用公知的方法，可以例舉的有將低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、金屬鹵素燈、紫外線鐳射等作為光源的紫外線照射方法。
剩餘纖維去除步驟去除未被固定在基材片101的表面而是附著在該面上的剩餘的纖維。作為去除剩餘的纖維的方法，可以使用公知的方法，可以例舉的有噴吹空氣、施加振動、用刷子刷等方法。在實施了該剩餘纖維去除步驟之後，通過把長的基材片101切斷，從而形成光學片。
按照所述的製造方法，可以把多個纖維5栽植在基材片101的表面，此外，可以利用黏接劑部4把所述的多個纖維5牢固地固定在基材片101的表面。因此，通過所述的製造方法得到的光學片可以發揮很高的方向性擴散功能。
本發明的液晶顯示裝置用背光源單元包括：方形的導光板；燈，沿導光板長邊一側的端部邊緣配置；方形光學片，包括重疊配置在導光板表面的光擴散片、棱鏡片、微透鏡片等，使用所述的光學片1作為該光擴散片。如上所 述，由於該光學片1具有很高的光學功能(方向性擴散功能)、很高的光線透射率、很高的亮度等的均勻性、很高的經濟性和薄膜性等，所以該背光源單元可以顯著提高對從燈射出的光線的利用效率，能夠促進當前社會所要求的高亮度化、高質量化、節能化以及薄型輕量化。
其他的實施方式
本發明的光學片不限於所述的實施方式，也可以採用以下的實施方式。
圖3的光學片11是所謂的光擴散片，包括基材層2以及光學功能層13，該光學功能層13配置在基材層2的表面。光學功能層13包括：黏接劑部14；多個纖維5，通過黏接劑部14突出設置於基材層2；以及空氣，夾在多個纖維5之間。基材層2、片的製造方法、形成黏接劑部14的黏接劑和纖維5的材料等與所述圖1的光學片1相同，所以省略了對它們的說明。
多個纖維5通過以分散的點的方式附設的多個黏接劑部14突出設置於基材層2的表面。黏接劑部14是通過把黏接劑以分散的點(島狀)的方式附設在基材層2的表面而構成的。
如圖3的(b)所示，由於黏接劑部14以分散的點的方式塗覆在基材層2的整個表面上，所以與圖1的黏接劑部4所示那樣的在基材層2的整個表面上塗覆的情況相比，可以使塗覆的黏接劑的量少。其結果，使該光學片11的光線透射性能比所述的實施方式的光學片1高。黏接劑部14大體均勻地形成在基材層2的表面。較佳的是，黏接劑部14的數量和各自的面積、以及在每個黏接劑部上的多 個纖維5的個數設定為：使基材層2的表面上的單位面積的纖維5的密度成為所述的範圍。由此，可以很好地發揮該光學片11的光學功能。此外，在圖3的(a)和圖3的(b)中，表示了固定在一個黏接劑部14上的纖維5為多個，但是固定在一個黏接劑部14上的纖維也可以是一個。此外，多個纖維5的植毛方法與圖1的光學片1相同，可以使用靜電植毛加工法。
圖4的光學片21是所謂的光擴散片，其包括：基材層2；光學功能層3，配置在基材層2的表面上；以及協助工具層6，配置在基材層2的背面。光學功能層3包括：黏接劑部4；多個纖維5，通過黏接劑部4突出設置於基材層2；以及空氣，夾在多個纖維5之間。協助工具層6包括：黏接劑部24；多個纖維25；以及空氣，夾在多個纖維25之間。基材層2和光學功能層3與所述圖1的光學片1相同，所以省略了對它們的說明。
協助工具層6包括：黏接劑部24，層疊在基材層2的平滑背面的整個面上；多個纖維25，通過黏接劑部24突出設置；以及空氣，夾在多個纖維25之間。所述的多個纖維25大體均勻地栽植於黏接劑部24，各纖維以大體平行的方式突出設置。協助工具層6具有使入射到基材層2背面的光線擴散的功能、以及防止與層疊在該光學片21背面一側的其他部件黏附的功能。黏接劑部24和多個纖維25的材料與光學功能層3所具有的黏接劑部4和多個纖維5的材料相同。
作為在基材層2背面上的單位面積的纖維25的密度的下限，較佳的是40根/cm2，更佳的是60根/cm2，特佳的是 8根/cm2。另一方面，作為纖維25的密度的上限，較佳的是5000根/cm2，更佳的是4000根/cm2，特佳的是3000根/cm2。如果基材層2背面的纖維25的密度比所述下限小，則存在不能充分發揮光擴散功能和防止黏附的功能。此外，在纖維25的密度在一定值以上的情況下，混入基材層2背面一側的外來的異物被形成多個纖維25的纖維層捕獲，可以被封閉在該纖維層內。因此，重疊配置在該面上的其他部件不容易與外來的異物接觸，由此可以減少對其他部件的損傷。相反，如果該密度比所述上限大，則只會增大該光學片21的製造成本，而不能提高光擴散功能和防止黏附的功能。
該光學片21在基材層2的背面具有所述協助工具層6，通過該協助工具層6所具有的多個纖維25，使入射到該光學片21的光線擴散，進而通過表面的光學功能層3所具有的多個纖維5，對該光線擴散和聚光，因此可以發揮很高的方向性擴散功能。此外，通過多個纖維25進行接觸，可以防止光學片21和層疊在其背面一側的其他部件黏附，所以可以抑制液晶顯示裝置的畫面的亮度不均。
本發明的光學片和背光源單元不限於所述的實施方式。該光學片的用途不限於所述光擴散片，例如也可以作為導光板、聚光片等光學片使用。
圖5的光學片31是所謂的邊緣光用的導光板，光學片31包括基材層2以及光學功能層33，該光學功能層33配置在基材層2的表面上。光學功能層33包括：黏接劑部34；多個纖維5，通過黏接劑部34突出設置於基材層2；以及空氣，夾在多個纖維5之間。基材層2與所述圖1的光學 片1相同，所以省略了對它的說明。
黏接劑部34以分散的點的方式附設在基材層2的表面，多個纖維5突出設置在該黏接劑部34上。具體地說，黏接劑部34以點狀的方式附設在靠近邊緣光源的端側的基材層2的表面上，並且以隨著去向另一端一側使黏接劑部34的存在比例增大的方式進行附設，在另一端一側黏接劑部34被附設成大體帶狀。纖維5以大體相等的密度突出設置於所述的黏接劑部34上。
從片的側面入射到該光學片31內的來自邊緣光源的光線在該光學片內邊被基材層2的表面和背面反射邊擴展，如果碰到如上所述那樣附設的、突出設置在黏接劑部34上的多個纖維5，則在該光學片31的表面一側被纖維5擴散和聚光後射出。因在靠近邊緣光源的部分，黏接劑部34(纖維5)的密度稀疏，所以射出的光線量少，纖維5的密度越遠離邊緣光源越密，所以射出的光線量變多。其結果，從邊緣光源射出的光線可以從該光學片的整個表面均勻射出。
該光學片31通過具有所述的黏接劑部34和多個纖維5的光學功能層33，可以把來自邊緣光源的線光源變換成面光源，向液晶顯示元件一側射出。
本發明的光學片還可以作為聚光片使用。把光學功能層配置在基材層的表面一側，通過以使入射到該光學片的光線向一定的方向射出的方式，來調節突出設置於基材層表面上的纖維的方向、長度、直徑等，可以作為具有聚光效果的光學片使用。
此外，該光學片除了基材層以外，在片主體上還可以 具有抗靜電劑層、紫外線吸收劑層、頂塗層和易黏接層等其他的層。
此外，作為多個纖維的固定方法，可以不使用黏接劑，而是直接把纖維的基部與基材層接合。例如也可以使用以下的方法：在基材層成形後，在基材層完全固化前，把多個纖維栽植在基材層上，等等。
此外，該光學片可以用於除了背光源單元以外的液晶顯示裝置。作為除了背光源單元以外的液晶顯示裝置，可以例舉的有把影像投影到螢幕上的投影型的液晶顯示裝置。
實施例
下面通過實施例對本發明進一步進行具體的說明，但本發明不限於以下的實施例。
實施例1
用輥塗法把黏接劑(大日精化工業株式會社製造的“E263”)塗覆在基材層的表面上，通過靜電植毛加工植入聚醯胺類纖維。基材層的材質是聚對苯二甲酸乙二醇酯，厚度為100μm。纖維的基材層的表面密度為3500根/cm2，平均直徑為10μm，平均長度為50μm。
用背光源照射所述實施例1的光學片，按JIS K7361標準測量了全光線透射率，其結果為79%。此外，按JIS K7105標準測量了霧度，其結果為86%。
實施例2
使用與實施例1相同的基材層和黏接劑，通過靜電植毛加工植入聚酯類纖維。纖維的基材層表面的密度為3000根/cm2，平均直徑為10μm，平均長度為50μm。
用背光源照射所述實施例2的光學片，按JIS K7361標準測量了全光線透射率，其結果為82%。此外，按JIS K7105標準測量了霧度，其結果為87%。
實施例3
使用與實施例1相同的基材層和黏接劑，通過靜電植毛加工植入纖維素類纖維。纖維的基材層表面的密度為3500根/cm2，平均直徑為10μm，平均長度為50μm。
用背光源照射所述實施例3的光學片，按JIS K7361標準測量了全光線透射率，其結果為85%。此外，按JIS K7105標準測量了霧度，其結果為87%。
比较例1
使用與實施例1相同的基材層，將混合有100重量份的丙烯酸珠(積水化成品工業株式會社製造的“MBX-10”)、100重量份的丙烯酸黏接劑(日本觸媒株式會社製造的“UWRS2840”)、20重量份的異氰酸酯固化劑(日本聚胺基甲酸酯工業株式會社製造的“CORONATEHL”)的混合物，通過輥塗法塗覆在基材層的表面上。
用背光源照射所述比較例1的光學片，按JIS K7361標準測量了全光線透射率，其結果為70%。此外，按JIS K7105標準測量了霧度，其結果為88%。
比較例2
使用與實施例1相同的基材層，將混合了與所述比較例1相同的丙烯酸珠、丙烯酸黏接劑和異氰酸酯固化劑的混合物，通過輥塗法塗覆在基材層表面上。但是，使所述的混合比例為：丙烯酸珠為200質量份、丙烯酸黏接劑為100質量份、異氰酸酯固化劑為20質量份。
用背光源照射所述比較例2的光學片，按JIS K7361標準測量了全光線透射率，其結果為65%。此外，按JIS K7105標準測量了霧度，其結果為92%。
質量評價
使用色彩亮度計(TOPCON株式會社製造的“BM-7”)測量了亮度。具體地說，如圖6所示，在光學片201下側的面上配置有兩個線型LED光源202，在光學片201的上側配置了所述色彩亮度計203，對亮度和熱點比進行了評價。
所述熱點比表示LED光源的光源正上方的亮度(最高亮度)和沒有光源部分的亮度(最低亮度)之比，用最低亮度/最高亮度×100計算出所述熱點比。具體地說，在圖6的亮度測量裝置200中，分別測量LED光源202正上方的部位和兩個LED光源202的中間點的亮度，把它們作為最高亮度和最低亮度來計算熱點比。該熱點比表示因光學片的部位不同造成的明暗差的程度。即，光學片的擴散性能越高，熱點比越高。
針對各實施例和比較例，測量了以實施例1的亮度為100%的亮度比以及所述熱點比，其結果示於下述表1中。
如表1的結果所示，實施例1~實施例3的光學片具有 比以往的使用了珠的比較例1和比較例2的光學片高的亮度和熱點比。即，實施例1~實施例3的光學片與以往的光學片相比，具有高的光擴散性能和正面亮度，亮度不均小，具有適合作為液晶顯示裝置用背光源單元的部件的性能。認為這是由於實施例1~實施例3所具有的纖維使從LED光源入射的光線在片的整體上擴散，並且具有使光線向一個方向聚光的效果。
工業實用性
如上所述，本發明的光學片作為液晶顯示裝置的背光源單元的構成部件是有用的，可以特別適合用於透射型液晶顯示裝置。
1‧‧‧光學片
2‧‧‧基材層
3‧‧‧光學功能層
4‧‧‧黏接劑部
5‧‧‧纖維
11‧‧‧光學片
13‧‧‧光學功能層
14‧‧‧黏接劑部
21‧‧‧光學片
24‧‧‧黏接劑部
25‧‧‧纖維
31‧‧‧光學片
33‧‧‧光學功能層
34‧‧‧黏接劑部
101‧‧‧基材片
102‧‧‧纖維供給裝置
103‧‧‧電極
200‧‧‧亮度測量裝置
201‧‧‧光學片
202‧‧‧LED光源
203‧‧‧色彩亮度計
圖1是表示本發明一個實施方式的光學片的示意剖視圖。
圖2的(a)是表示圖1的光學片的製造方法的流程圖，圖2的(b)是表示步驟(c)的示意說明圖。
圖3是表示與圖1的光學片不同方式的光學片的示意說明圖，圖3的(a)是示意剖視圖，圖3的(b)是用於表示黏接劑部的塗覆狀態的示意俯視圖。
圖4是表示與圖1和圖3的光學片不同方式的光學片的示意剖視圖。
圖5是表示與圖1、圖3和圖4的光學片不同方式的光學片的示意剖視圖。
圖6是表示測量光學片的亮度的裝置的示意說明圖。
圖7的(a)是表示一般的邊緣光型背光源單元的示意立體圖，圖7的(b)是表示一般的光擴散片的示意剖視圖。
1‧‧‧光學片
2‧‧‧基材層
4‧‧‧黏接劑部
5‧‧‧纖維

Claims (13)

  1. 一種光學片，其特徵在於包括：透明的基材層；以及光學功能層，具有多個纖維，該多個纖維突出設置於所述基材層的一個面側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中所述光學功能層具有黏接劑部，該黏接劑部把所述多個纖維與所述基材層接合。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光學片，其中所述黏接劑部層疊在所述基材層的所述一個面的整個面上。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的光學片，其中所述基材層的所述一個面具有以分散的點的方式附設有所述黏接劑部的區域。
  5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項所述的光學片，其中所述黏接劑部由丙烯酸乳液黏接劑形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中所述纖維的折射率為1.3以上1.8以下。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中所述基材層在平面方向上的單位面積的所述纖維的密度為100根/cm2以上5000根/cm2以下。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中所述纖維的平均直徑為0.1μm以上50μm以下，平均長度為1μm以上1mm以下，平均長度與平均直徑的比為2以上50以下。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中全光線透射率為20%以上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中霧度為50%以 上。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的光學片，其中所述多個纖維還突出設置在所述基材層的另一個面側。
  12. 一種液晶顯示裝置用背光源單元，把從燈射出的光線導向液晶顯示部，其特徵在於所述液晶顯示裝置用背光源單元包括權利要求1至11中任一項所述的光學片。
  13. 一種光學片的製造方法，其特徵在於包括：黏接劑塗覆步驟，把黏接劑塗覆在基材層的一個面上；纖維植毛步驟，通過靜電植毛加工法將多個纖維栽植於塗覆有所述黏接劑的面；黏接劑固化步驟，在植毛後，使所述黏接劑固化；以及剩餘纖維去除步驟，在所述黏接劑固化後，從片主體去除剩餘的纖維。
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