TW202021797A

TW202021797A - 使用各向異性光學膜之導光積層體，及使用該導光積層體的顯示裝置用面狀照明裝置

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Publication number: TW202021797A
Application number: TW108129649A
Authority: TW
Inventors: 加藤昌央; 杉山仁英
Original assignee: 日商巴川製紙所股份有限公司
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-06-16
Also published as: JPWO2020066312A1; JP7428987B2; WO2020066312A1

Abstract

本發明之課題為提供一種導光積層體、及使用該導光積層體的顯示裝置用面狀照明裝置，該導光積層體具有以下特性：周圍環境較暗時，使用光源係具有與導光板單獨時相同的射出特性(擴散性)，周圍環境明亮時，即使不使用光源時亦充分明亮(辨識性高)。

本發明之解決手段為一種導光積層體，係包含導光板、及至少1個各向異性光學膜，前述導光板係具有供光射入前述導光板內部之射入面、及供從前述射入面射入的光在前述導光板內反射及折射後射出之射出面，前述各向異性光學膜為直線穿透率會按照光射入前述各向異性光學膜的角度而改變的膜，前述直線穿透率為所射入之光之直線方向的穿透光量/射入光之光量，前述各向異性光學膜係直接或隔著其他層而積層於前述射出面，前述各向異性光學膜係包含基質區域、及含有複數個構造體之構造區域，在來自前述射出面的光之射出強度變得最大之方向中所射出之光在射入前述各向異性光學膜時，前述各向異性光學膜之直線穿透率超過30%。

Description

使用各向異性光學膜之導光積層體，及使用該導光積層體的顯示裝置用面狀照明裝置

本發明係關於用於穿透型顯示裝置、反射型顯示裝置等之使用各向異性光學膜之導光積層體、及使用前述導光積層體之顯示裝置用面狀光源照明裝置。

近年來，內藏有照明裝置的顯示裝置係強烈要求薄型、輕量、低消費電力。作為如此顯示裝置，近來較普及的是具備導光板的類型，該導光板係用以使來自光源的照明光在顯示面板面內的亮度或照射方向均一。

在組合光源及導光板之顯示裝置用照明裝置中，在顯示面板(具有導光板)肢端面部具備光源且作為顯示面板的照明光之顯示裝置用照明裝置，也被稱為邊緣型照明方式，其薄型化、輕量化較容易。又，具有以下優點：即使以減少消耗電力為目的而降低光源數量，光源間的暗部亦不會成為顯示面板之顯示面內的暗部。具有此優點之邊緣型照明方式常使用作為液晶顯示裝置之顯示裝置用照明裝置。

又，邊緣型照明方式係有邊緣型前光(front light)及邊緣型背光。邊緣型前光中係將導光板配置於顯示面板辨識側，邊緣型背光中係將導光板配置於顯示面板背面側(與顯示面板辨識側相反之側)。

邊緣型照明方式之顯示裝置用照明裝置係於透明丙烯樹脂等所構成的導光板之端面設置LED等光源，在與導光板之光的射出面(與顯示面板對向的面)相反側的面(光偏向面)設置光反射膜，在射出面設置光擴散膜及聚光膜。射入導光板端面並在導光板內傳播的光會藉由形成於光偏向面之光偏向元件而改變光的傳播方向，藉此從光射出面取出光。

前述光偏向元件已知可藉由點狀印刷白色印墨之方法(專利文獻1)、以噴墨法形成微透鏡之方法(專利文獻2)、使用雷射剝蝕法形成凹處之方法(專利文獻3)、使用模具形成凹凸之方法(專利文獻4)等而形成。

從線狀光源射入導光板內部的光會成為(1)從射出面直接射出的光、(2)藉由光偏向元件反射並從射出面射出的光，(3)不藉由光偏向元件反射而藉由前述光反射膜反射並再次回到導光板內後從射出面射出的光。其中(2)及(3)之光會形成漫反射，為顯示面板亮度不均的原因。

以藉由光的散射與擴散而緩和前述亮度不均，並使顯示面板表面之光照度均一化為目的，而設置有光擴散膜。進一步為了提高導光板表面之法線方向(顯示面板之正面方向)之正面亮度而使用聚光片。前述聚光片係於表面形成多數的稜鏡構造、波狀構造、角錐構造等凹凸構造之透明片，可使用1層或2層。

為了提高邊緣型照明方式的顯示裝置用照明裝置之亮度並要求小型輕量化，而已提出在導光板表面積層光擴散膜之方法(專利文獻5)。

又，反射型顯示裝置中，一般為了擴大視角而使用光擴散膜。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開平1-241590號公報

專利文獻2：日本特開2013-185040號公報

專利文獻3：國際2015/178391號公報

專利文獻4：日本特開平5-210014號公報

專利文獻5：日本特開平8-227273號公報

例如相對於反射型顯示裝置，為了確保暗處的辨識性而將邊緣型前光作為顯示裝置用面狀照明裝置使用時，反射型顯示裝置會因一般使用之各向同性光擴散膜，而有導光板本來的射出特性發生變化之問題。

本發明係鑑於上述情況而達成者，其目的為提供一種導光積層體，係藉由組合具有特定的光學特性之導光板、及具有特定的光學特性之各向異性光學膜而具有以下特性：(1)周圍環境較暗時，使用光源而具有與導光板單獨時相同的射出特性(擴散性)；(2)周圍環境明亮時，即使不使用光源而僅藉由外光亦充分明亮(辨識性高)。

本發明人等針對上述課題而專心致志進行檢討，發現一導光積層體可解決前述課題，從而完成本發明，該導光積層體係將具有射入面及射出面之導光板及各向異性光學膜兩者直接或隔著其他層而積層，該導光板各向異性光學膜在前述射出強度變得最大之方向的光射入時之直線穿透率超過30%。

亦即，本發明(1)為一種導光積層體，係包含導光板、及至少1個各向異性光學膜，

前述導光板係具有供光射入前述導光板內部之射入面、及供從前述射入面射入的光在前述導光板內反射及折射後射出之射出面，

前述各向異性光學膜為直線穿透率會按照光射入前述各向異性光學膜的角度而改變的膜，前述直線穿透率為所射入之光之直線方向的穿透光量/射入光之光量，

前述各向異性光學膜係直接或隔著其他層而積層於前述射出面，

前述各向異性光學膜係包含基質區域、及含有複數個構造體之構造區域，

在來自前述射出面的光之射出強度變得最大之方向中所射出之光在射入前述各向異性光學膜時，前述各向異性光學膜之直線穿透率超過30%。

本發明(2)為前述發明(1)之導光積層體，其中前述複數個構造體之散射中心軸方向與前述光之射出強度變得最大之方向的夾角角度超過20°。

本發明(3)為前述發明(1)或(2)之導光積層體，其中從前述射出面射出的光之射出強度變得最大之方向與前述射出面之法線方向的夾角角度未滿20°。

本發明(4)為前述發明(1)至(3)之導光積層體，其中與前述射出面為相反側的面係光偏向面，前述光偏向面具有複數個凹型之光偏向元件，前述光偏向元件的尺寸為50μm以下、深度為50μm以下。

本發明(5)為前述發明(1)至(3)之導光積層體，其中與前述射出面為相反側的面係光偏向面，前述光偏向面具有複數個凸型之光偏向元件，前述光偏向元件的尺寸為50μm以下、高度為50μm以下。

本發明(6)為前述發明(1)至(5)之導光積層體，其中前述其他層係包含偏光板及相位差板中的至少一者。

本發明(7)為一種顯示裝置用面狀照明裝置，係包含前述發明(1)至(6)之任一導光積層體、及光源。

根據本發明可提供一種導光積層體、及使用該導光積層體的顯示裝置用面狀照明裝置，該導光積層體具有以下特性：周圍環境較暗時，使用光源係具有與導光板單獨時相同的射出特性(擴散性)，周圍環境明亮時，即使是不使用光源時亦充分明亮(辨識性高)。

1‧‧‧導光積層體

2‧‧‧導光板

3、3a、3b‧‧‧各向異性光學膜

4‧‧‧偏光板

5‧‧‧相位差板

6‧‧‧密封層

7‧‧‧透明板

10、11‧‧‧光源

21‧‧‧射出面

22‧‧‧光偏向元件

23‧‧‧凹型光偏向元件

24‧‧‧凸型光偏向元件

25‧‧‧光偏向面

26‧‧‧導光板端面

31a、31b‧‧‧基質區域

32a‧‧‧柱構造體

32b‧‧‧百葉構造體

40‧‧‧光源

41‧‧‧檢測器

71‧‧‧主面

第1圖係表示本發明之導光積層體之構造例的剖面圖。

第2圖係表示導光板內光的行進之示意圖。

第3圖係表示導光板之表面構造的放大圖。

第4圖係例示凹型點構造形狀的俯視圖及剖面圖。

第5圖係表示導光板中點構造之分佈例的示意圖。

第6圖係表示具有柱構造及百葉構造之複數個各構造體之各向異性光學膜之構造、及射入該等各向異性光學膜的穿透光之情形一例的示意圖。

第7圖係表示各向異性光學膜之光擴散性之評價方法的說明圖。

第8圖係表示對第6圖所示之柱構造及百葉構造的各向異性光學膜的射入光角度與直線穿透率的關係之圖表。

第9圖係用以說明各向異性光學膜中的擴散區域及非擴散區域(光學輪廓)之圖表。

第10圖表示係用以說明各向異性光學膜中的散射中心軸之3維極座標。

1.主要用語之定義

本說明書中，「從射出面射出的光之射出強度變得最大之方向與前述射出面之法線方向的夾角角度」之表示在未特別說明下有時表示為「射出強度變得最大之角度」。

又，本說明書中，「各向異性光學膜所含的複數個構造體」及「各向異性光學膜所含之包含複數個構造體之構造區域」之表示在未特別說明下有時表示為「複數個構造體」、「構造區域」。

「直線穿透率」是指一般有關射入各向異性光學膜的光之直線穿透性，光從某個射入光角度射入時，射入之光之直線方向的穿透光量與射入之光之光量的比率係以下述式表示。

直線穿透率(%)=(直線穿透光量/射入光量)×100

「柱構造」表示各向異性光學膜中之複數個構造體之剖面形狀之長徑(長軸)與短徑(短軸)的比之長寬比為1以上且未滿2。又，前述剖面形狀是指與前述複數個構造體支配向方向正交之平面中前述複數個構造體之剖面形狀。

又，本發明中，剖面形狀具有長徑(長軸)及短徑(短軸)時，以長徑/短徑為長寬比，剖面形狀幾乎為圓形且無法明確地指定長徑及短徑時，長徑及短徑皆為圓的直徑，此時之長寬比為1。

「百葉構造」表示各向異性光學膜中複數個構造體之剖面形狀之長徑(長軸)與短徑(短軸)的比之長寬比為2以上。又，前述剖面形狀與「柱構造」時相同。

2.導光積層體

2-1.導光積層體之構成

本發明之導光積層體係包含導光板、及至少1個各向異性光學膜。可組合用以調整前述導光積層體的光學特性之光擴散性相異的複數個各向異性光學膜而使用。

前述各向異性光學膜係直接或隔著其他層而積層於後述之前述導光板之射出面。

前述其他層在不阻礙本發明之效果的範圍內並無特別限定。前述其他層可舉例如用以接合導光板與各向異性光學膜之黏著劑層、偏光板、相位差板等，該等可單獨使用或組合複數個使用。導光積層體之構造例示於第1圖(a)至(e)。又，雖省略圖示，但黏著劑層可積層於各層間。

前述黏著材層之材質及厚度在不阻礙本發明之效果的範圍內即特別限定。只要可固定導光板2或各向異性光學膜3等即可，可選擇適合於導光板等被黏體者。又，前述黏著劑層可為接著劑。

偏光板4係使從導光板2射出的射出光僅通過特定方向的偏光或偏振光之板，例如在使用作為使用本發明之導光積層體之液晶顯示裝置用面狀照明裝置時利用。本發明所使用之偏光板4並無特別限定，可配合所要求的導光積層體1之光學特性而選擇。

相位差板5例如為用於液晶顯示器之光學補償用的材料，其利用目的為防止產生雙折射性所形成之光學畸變、或視角方向的調變所造成之顯示著色等視角依存性。本發明所使用之相位差板5並無特別限定，可配合所要求之導光積層體1之光學特性而選擇。

又，導光板2之射出面的相反側表面之光偏向面25可積層密封層6或反射板等。

前述密封層6例如密封光偏向面表面之光偏向元件22。前述密封層6可預防光偏向元件22因損傷或附著污垢等而使導光積層體1之光學特性的降低。

2-1-1.導光板

2-1-1-1.導光板之構造

本發明之導光板具有將至少1個光源的發光射入導光板內部之1個以上之射入面。又，具有使射入光在導光板內傳播並從導光板射出之至少1個射出面。邊緣型照明方式時，前述射入面為導光板的端面。

前述射入面不限於單數而可具有複數，可以提高導光板之射出強度為目的而配置複數個光源。

前述導光板與光源可相鄰配置，可間隔配置。以光源的發光不易衰減及顯示裝置小型化之觀點來看，光源與導光板較佳為相鄰配置。

又，光源所發出的光可直接射入導光板，亦可透過鏡子或導光材等間接射入。

前述導光板係具有從光源射入的光在其內部反射並使射出導光板外之射出面、及將在導光板內部傳播的光在射出面方向反射、折射並從射出面射出之光偏向元件。在前述導光板內部傳播的光係藉由光偏向元件在射出面方向反射、折射，並從射出面射出。

前述光偏向元件的設置位置只要使在導光板內傳播的光在射出面方向反射，且不阻礙作為導光板的功能，則無特別限定。為使用導光板的液晶顯示裝置時，較佳者係在寬廣射出面整體的射出光強度為均一者，故光偏向元件較佳者係設置於與射出面對向之相反側之導光板表面之光偏向面。

第2圖(a)表示使光源10與導光板所使用的材質之透明板7之端面相鄰，在光射入時板內的光的行進。射入於板內的光在透明板7內部一邊藉由全反射而反射一邊行進，並從與光源10的相反側之端面射出。光在板內面全反射，故無法從導光板中的主面71射出。

接著使用第2圖(b)說明光偏向元件22。

從設置於導光板側面(第2圖(b)之導光板端面26)之光源10射入導光板2的光一邊在導光板內面重覆全反射一邊在導光板內前進。於導光板2設置複數個光偏向元件22，該光偏向元件22係在光進行全反射時改變反射角度(第2圖(b)中，作為光偏向元件22一例而設置凹型構造之光偏向元件)，在前述光偏向元件22改變反射角度的光從射出面21射出至外部。前述光偏向元件22設置於導光板2之主面的一面，亦即與射出面者相反側的面之光偏向面25。

導光板係以板、膜等透明構件、或該等構件之積層物所構成。導光板之材質只要為透明構件即可，可舉例如透明樹脂或玻璃等，較佳為透明樹脂，更佳為透明性高之熱塑性樹脂。透明性高之熱塑性樹脂可舉例如聚烯烴系樹脂、乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚胺甲酸乙酯系樹脂、聚醚系樹脂等。其中以透明性之觀點來看，較佳為可見光區域中無波長吸收區域之聚碳酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂。

改變前述導光板內的光之反射角度之光偏向元件之構造並無特別限定，較佳為具有複數個凹型或凸型的構造之點構造，更佳為凹型點構造。該等構造可單獨使用亦可組合複數個構造使用。又，凹型表示對導光板表面為凹型形狀者，凸型表示對導光板表面為凸型形狀者。第3圖(a)為表示凹型點構造之例，係在與導光板2之射出面21相反側的面之光偏向面25表面形成複數個半球狀之凹型光偏向元件23。第3圖(b)為表示凸型點構造之例，係於導光板2之光偏向面25表面形成複數個半球狀之凸型光偏向元件24。

前述光偏向元件較佳係尺寸為50μm以下、高度或深度為50μm以下之凹型或凸型的點構造，更佳為尺寸及深度為50μm以下之凹型點構造。藉此，將本發明之導光積層體作為前光使用時，可防止前述光偏向元件構造被辨識。

導光板之光偏向元件面積相對於光偏向面的面積之比率較佳為30%以下，更佳為20%以下，又更佳為10%以下。上述光偏向元件面積之比率如為30%以下，則不會妨礙作為顯示裝置用面狀照明裝置時的辨識性。

以下詳細說明前述光偏向元件構造為較佳例之凹型點構造的情形。

如上述，前述凹型點構造較佳為尺寸及深度為50μm以下者。

第4圖(a)至(g)表示前述凹型點構造之形狀例。前述凹型點構造並不限於該等。藉由如此製作前述凹型點構造可使光容易擴散，故可提高射出面內的光的均一性。該等形狀、尺寸及深度可統一為一種類或組合複數種。

第4圖(a)至(g)所示前述凹型點構造中，導光板光偏向面為凹型點構造，亦可作為凸型點構造。

在此，凹型點構造之尺寸可為第4圖(a)至(g)所示長度之X。X表示面對光行進方向之凹型點構造的長度，係賦予凹型點構造對光的性能。又，凹型點構造之深度可為具有凹型點構造之平面A-A到凹型點構造最深位置的距離。

在此，在上述凸型點構造時，凹型點構造之「深度」為「高度」。此時，高度可為從具有凸型點構造之平面到凸型點構造最高位置的距離。

又，前述凹型點構造之尺寸及深度分別以50μm為上限，可因應到光源的距離而改變。例如前述凹型點構造之尺寸及深度可隨著離開光源而連續變大。此時，在靠近光源且光較強的位置由射出面射出的光量較小，並隨著遠離光源構件而使射出光量變大，故可提高射出光的光量之均等性。

又，可僅在欲射出更強光的部分形成大尺寸之凹型點構造，亦可為以僅部分呈現不同外觀之方式形成僅部分為不同構造之點構造。

前述點構造可隨機複數配置於導光板表面、或可隨著從導光板2之光源10的近側到遠側而提高點構造分佈密度之方式配置{第5圖(a)}。例如前述分佈密度在最靠近光源10之區域中可為50個/mm²左右，在離光源最遠之區域中可為300個/mm²左右。如上述，藉此可提高射出面內的光的射出均一性。

又，亦在導光板2之其他側部設置光源11時{第5圖(b)}，為了提高前述射出面內的光的射出均一性，可適當地調整上述點構造之配置及分佈密度。

2-1-1-2.導光板之特性

一般顯示裝置中，假設是由顯示裝置之辨識側表面之法線方向辨識，故本發明之導光板的射出面內中，從導光板射出的光之射出強度變得最大之方向與射出面之法線方向的夾角角度θ_LGmax較佳為未滿20°。

2-1-1-3.導光板之製造方法

在導光板之任一面形成有改變光反射角度之光偏向元件。前述光偏向元件之製作方法無特別限定，可使用習知方法。可舉例如超音波加工、加熱加工、雷射加工、切割加工、奈米壓印加工等加工方法。例如藉由將前端面排列成具有使凹型點構造反轉之形狀的凸型點構造之超音波加工焊頭，對導光板材料垂直按壓，使點構造之形狀反轉而可形成凹型點構造。

又，點構造亦可藉由網版印刷或絲網印刷等而製作。

又，點構造係使用準備以可形成點構造之方式製作之模具等，而導光板時，可同時形成凹型形狀或凸型形狀。

2-1-2.各向異性光學膜

2-1-2-1.各向異性光學膜之構造

本發明之各向異性光學膜直接或隔著其他層而積層於前述導光板之射出面，具有使從前述導光板射出的光在特定之射入光角度中擴散的功能。亦即，前述各向異性光學膜的特徵為按照射入光角度而改變光擴散性。

本發明之各向異性光學膜之擴散性可表示為按照光射入前述各向異性光學膜的角度的直線穿透率，該直線穿透率為射入光之直線方向的穿透光量/射入光之光量。亦即，直線穿透率較高時，射入於各向異性光學膜的光係直線穿透之光成分較多，擴散性較低。直線穿透率較低時，前述射入之光係直線穿透之成分較少，擴散性較高。

本發明之各向異性光學膜係包含基質區域、及含有複數個構造體之構造區域。以下參照第6至9圖並詳加敘述該構造體。

第6圖的示意圖係表示具有柱(略呈柱狀)構造及百葉(略呈板狀)構造之複數個構造體所構成的構造區域之各向異性光學膜之構造、及射入該等各向異性光學膜的穿透光之情形的一例。第7圖的說明圖係表示各向異性光學膜之光擴散性之評價方法。第8圖的圖表係表示對第6圖所示具有柱構造及百葉構造之各向異性光學膜的射入光之角度與直線穿透率的關係。第9圖的圖表係用以說明擴散區域及非擴散區域(光學輪廓)。

各向異性光學膜係於膜的膜厚方向形成構造區域，該構造區域係折射率與膜之基質區域相異之複數個構造體所構成。

前述構造區域可於前述各向異性光學膜之一表面到另一表面之區域全面形成，亦可部分地或間歇地形成。

前述構造體之剖面形狀並無特別限制，係有例如第6圖(a)所示之各向異性光學膜(柱構造之各向異性光學膜3a)，係在基質區域31a中形成有柱構造體32a，該柱構造體32a形成為長徑與短徑之長寬比較小之略呈柱狀(例如棒狀)，且折射率與基質區域者相異；或第6圖(b)所示之各向異性光學膜(百葉構造之各向異性光學膜3b)，係在基質區域31b中形成有百葉構造體32b，該百葉構造體32b形成為長寬比較大之略呈板狀，且折射率與基質區域者相異。

該等構造區域之形狀可僅以單一形狀構成，亦可組合複數種形狀使用。例如可使前述柱構造體與前述百葉構造體混合存在。藉此可以較大範圍調整光學膜的光學特性，尤其是直線穿透率及擴散性。

2-1-2-2.各向異性光學膜之特性

具有上述構造之各向異性光學膜為按照對該膜的射入光角度使光擴散性相異之光擴散膜，亦即為具有射入光角度依存性之光擴散膜。以特定角度射入該各向異性光學膜的光在與折射率相異的區域之配向方向(例如柱構造中的柱構造體32a之延伸存在方向(配向方向)或百葉構造中的百葉構造體32b之高度方向)略呈平行時會優先擴散，不與該方向平行時會優先穿透。

在此參照第7圖及第8圖更具體說明各向異性光學膜之光擴散性。在此列舉上述柱構造之各向異性光學膜3a、及百葉構造之各向異性光學膜3b之光擴散性為例進行說明。

光擴散性之評價方法用以下方式進行。首先，如第7圖所示，將各向異性光學膜3a、3b配置於光源40與檢測器41之間。本形態中，來自光源40的照射光I從各向異性光學膜3a、3b之法線方向射入時，為射入光角度0°。又，各向異性光學膜3a、3b係以直線L為中心並以可任意旋轉之方式配置，光源40及檢測器41為固定。亦即，根據該方法，在光源40與檢測器41之間配置試樣(各向異性光學膜3a、3b)，以試樣表面之直線L為中心軸一邊改變角度一邊測定直接穿透試樣而進入檢測器41之直線穿透光量，藉此可計算每個射入角的直線穿透率。

將第6圖之TD方向(各向異性光學膜之寬度方向)選擇為第7圖所示旋轉中心的直線L時，分別評價各向異性光學膜3a、3b的光擴散性，所得光擴散性之評價結果示於第8圖。

第8圖係表示使用第7圖所示方法測定之第6圖所示各向異性光學膜3a、3b所具有的光擴散性(光散射性)之射入光角度依存性。第8圖之縱軸表示顯示散射程度之指標之直線穿透率{本形態中，將特定光量之照射光從各向異性光學膜3a、3b之法線方向射入時，為在與射入方向相同方向射出的光之光量比率，更具體而言，係直線穿透率=(存在各向異性光學膜3a、3b時的檢測器41之檢測光量之直線穿透光量/不存在各向異性光學膜3a、3b時的檢測器41之檢測光量之射入光量)×100}，橫軸表示對各向異性光學膜3a、3b的射入光角度。

第8圖中的實線表示柱構造的各向異性光學膜3a之光擴散性，虛線表示百葉構造的各向異性光學膜3b之光擴散性。又，射入光角度的正負表示各向異性光學膜3a、3b旋轉之方向相反。

如第8圖所示，各向異性光學膜3a、3b具有光擴散性的射入光角度依存性，係按照射入光角度而改變直線穿透率者。在此，如第8圖所示，將表示光擴散性的射入光角度依存性之曲線稱為「光學輪廓」。

光學輪廓並非直接表現光擴散性，但若解釋為因直線穿透率降低反而使擴散穿透率增大，則可說是一般顯示光擴散性。

又，在光學輪廓中，在改變對各向異性光學膜的射入光角度時光擴散性(直線穿透性)與射入光角度一致的方向稱為「散射中心軸方向」，該射入光係以射入光角度為境界具有略對稱性，該對稱軸稱為「散射中心軸」。又，為「具有略對稱性」的原因為：散射中心軸相對於各向異性光學膜之法線方向傾斜時，光學特性之光學輪廓嚴謹而言係不具有對稱性。又，此時，射入光角度係測定各向異性光學膜之光學輪廓並為光學輪廓中極小值所夾住的略中央部(擴散區域中央部)。

構造區域之複數個構造體之配向方向(延伸方向)較佳為以與散射中心軸方向平行之方式形成，各向異性光學膜可以具有所求直線穿透率或擴散性之方式適當地決定。又，散射中心軸方向與柱狀區域之配向方向平行者係只要滿足折射率法則(Snell法則)即可而無需嚴謹的平行。

Snell法則為：光從折射率n1之介質射入折射率n2之介質的界面時，其射入光角度θ1與折射角θ2之間成立n1sinθ1=n2sinθ2之關係。例如n1=1(空氣)、n2=1.51(各向異性光學膜)時，射入光角度為30°時，構造區域之配向方向(折射角)約為19°，但如上述，即使射入光角度與折射角相異，只要滿足Snell法則，則包括於本發明中的平行概念內。

接著參照第10圖進一步說明各向異性光學膜中的散射中心軸P。第10圖的3維極座標表示係用以說明各向異性光學膜中的散射中心軸P。

根據第10圖所示之3維極座標表示，以各向異性光學膜之表面為xy平面且以法線為z軸時，則上述散射中心軸可藉由極角θ及方位角

表現。亦即第10圖中之Pxy可謂為投影至上述各向異性光學膜表面之散射中心軸P之長度方向。

在此，將各向異性光學膜之法線(第10圖所示之z軸)與前述複數個構造體之配向方向(包括配向方向與散射中心軸方向為上述平行之概念的情形)的夾角的極角θ(-90°<θ<90°)定義為本發明中的散射中心軸角度。在製造複數個構造體時，改變照射於含有薄片狀光聚合性化合物之組成物的光線方向，藉此可使複數個構造體之配向方向調整至所求角度。

本發明之各向異性光學膜包含複數個散射中心軸時，較佳為含有前述複數個構造體，前述複數個構造體之複數個散射中心軸分別與配向方向為上述平行關係。

相對於光學輪廓，一般各向同性的光擴散膜中顯示波峰接近0°之山型光學輪廓。另一方面，各向異性光學膜3a、3b中，如第8圖所示，谷型光學輪廓係對柱構造體32a、百葉構造體32b之各向異性光學膜的法線方向之散射中心軸方向的角度為0°(此時由第6圖可知複數個構造體之配向方向亦為0°)時，則在0°附近(-20°至+20°)之射入光角度的直線穿透率較小，且直線穿透率隨著射入光角度(之絕對值)變大而變大。

如上述，各向異性光學膜具有以下性質：射入光在靠近散射中心軸之射入光角度範圍中強烈擴散，但在其以上之射入光角度範圍中擴散變弱，而直線穿透率提高。以下將最大直線穿透率與最小直線穿透率的中間值之直線穿透率所對應的2個射入光角度之角度範圍稱為擴散區域，其他之射入光角度範圍稱為非擴散區域(穿透區域)。

在此參照第9圖列舉百葉構造之各向異性光學膜3a為例說明擴散區域及非擴散區域。第9圖表示第8圖之百葉構造的各向異性光學膜3b之光學輪廓，如第9圖所示，最大直線穿透率(第9圖例中直線穿透率約為78%)與最小直線穿透率(第9圖例中直線穿透率約為6%)的中間值之直線穿透率(第9圖例中直線穿透率約為42%)所對應的2個射入光角度之間(第9圖所示光學輪廓上2個黑點位置之2個射入光角度的內側)之射入光角度範圍為擴散區域，此外(第9 圖所示光學輪廓上2個黑點位置之2個射入光角度的外側)之射入光角度範圍為非擴散區域。

又，本發明中，由於各向異性光學膜係與導光板組合使用，故直線穿透率為30%以下之射入光的角度範圍(光學輪廓上2個直線穿透率為30%以下之各射入光角度值間之範圍)為高擴散性之範圍，視為「擴散範圍」。亦即本發明中的各向異性光學膜中，從導光板之射出面中射出強度變得最大之方向射入時，其直線穿透率超過30%，故相對於從前述導光板之射出面中射出強度變得最大之方向的光具有低擴散性。

柱構造之各向異性光學膜3a中，由第6圖(a)之穿透光之情形可知，穿透光為略圓形狀，MD方向及TD方向顯示大略相同的光擴散性。亦即，柱構造之各向異性光學膜3a中，光的擴散具有各向同性。

又，如第8圖之實線所示，即使改變射入光角度，光擴散性(尤其是非擴散區域與擴散區域的境界附近中的光學輪廓)的變化也較緩和，故有亮度不會急遽變化或不會產生眩光的效果。

但是，各向異性光學膜3a中，與第8圖之虛線所示百葉構造的各向異性光學膜3b之光學輪廓比較可知，非擴散區域中的直線穿透率較低，故有顯示特性(亮度或對比等)稍降低之問題。

又，相較於百葉構造之各向異性光學膜3b，柱構造的各向異性光學膜3a有擴散區域寬度狹窄之問題。

另一方面，百葉構造之各向異性光學膜3b中，由第6圖(b)之穿透光之情形可知，穿透光為略針狀，MD方向及TD方向的光擴散性大為相異。亦即，百葉構造之各向異性光學膜3b中，光的擴散具有各向異性。

具體而言，第6圖所示例中，相較於柱構造，MD方向之擴散較寬廣，但TD方向擴散較狹窄。

又，如第8圖之虛線所示，若改變射入光角度，則(本形態的情形為TD方向中)光擴散性(尤其是非擴散區域與擴散區域的境界附近中的光學輪廓)變化極為陡峭，故將各向異性光學膜3b施用於顯示裝置時，會產生亮度急遽變化或眩光，有辨識性降低之虞。

又，百葉構造之各向異性光學膜有容易產生光干涉(彩虹)之問題。

另一方面，各向異性光學膜3b中，非擴散區域中的直線穿透率較高，有可提高顯示特性之效果。

如上述，各向異性光學膜之光學特性會按照各向異性光學膜內複數個構造體之長寬比而改變。亦即，藉由調整前述長寬比而可調整各向異性光學膜之光學特性。

在此，有關於前述長寬比，複數個構造體中，在以複數個構造體之配向方向為法線方向之平面中的剖面形狀具有長徑(長軸)及短徑(短軸)時，以長徑/短徑為長寬比，剖面形狀幾乎為圓形且無法有意義規定長徑及短徑時，長徑及短徑皆為圓的直徑，此時之長寬比為1。

前述徑之測定方法可用習知方法測定。測定方法例如可用掃描型電子顯微鏡等觀察隨機選擇的10個構造體之剖面形狀並測定各徑，以其各平均徑為長寬比。

前述長寬比並無特別限定，但隨著長寬比的變大而有亮度急遽變化或產生眩光之虞，故較佳為1以上且未滿50，更佳為1以上10以下，又更佳為1以上5以下。藉由使上述長寬比在該範圍而抑制亮度急遽變化或眩光，使光的擴散性、聚光性更優異。

又，相對於前述導光板的射出面內之射出強度變得最大之角度中的射入光，前述各向異性光學膜的直線穿透率超過30%。亦即擴散性低，可在射入光直線穿透率較高狀態下通過，故可保持導光板射出方向之照度。藉此，將本發明之導光積層體使用作為顯示裝置之前光時，周圍環境較暗時，使用光源可具有與導光板單獨時相同的射出特性(擴散性)。

又，前述各向異性光學膜之複數個構造體之散射中心軸方向與前述導光板之射出強度變得最大之方向的夾角角度較佳為超過20°。藉此，主要從導光板射出面之射出光不會在各向異性光學膜內進一步擴散，不易損及導光板之射出特性(擴散性)。

又，在前述角度為20°以下之導光板射出光之射入角度範圍內，擴散性會提高，有直線穿透率降低之虞。

又，前述各向異性光學膜之複數個構造體之配向方向與前述導光板之射出強度變得最大之方向的夾角角度較佳為超過13°。藉此，主要從導光板射出面之射出光不會在各向異性光學膜內進一步擴散，不易損及導光板之射出特性(擴散性)。

又，在前述角度為13°以下之導光板射出光之射入角度範圍內，擴散性會提高，有直線穿透率降低之虞。

2-1-2-3.各向異性光學膜之製造方法

本發明之各向異性光學膜可用習知方法製造，並無特別限定。作為本發明之各向異性光學膜之較佳製造方法，例如柱構造之各向異性光學膜可使用國際公開WO2015/111523號公報所揭示之製造方法，百葉構造之各向異性光學膜可使用日本特開2015-127819號公報所揭示之製造方法。

2-1-2-4.導光積層體之製造方法

本發明之導光積層體係將上述導光板與各向異性光學膜直接或隔著其他層而積層。積層方法可使用習知方法。可舉例如在平板上進行之輥貼合方法、或通過二個輥的間隙之貼合方法等。含有黏著劑層等的情形等可使用視需要加熱並貼合之方法等。

2-1-2-5.導光積層體之用途

前述導光積層體藉由在導光板側面部(端面)設置光源而可作為邊緣型照明方式之顯示裝置用面狀照明裝置使用。光源可設置於導光板之一個或複數個側面部(端面)。光源設置於複數個側面部時，可以上述方式調整導光板表面之點構造之分佈密度。以裝置省尺寸化之觀點來看，光源較佳為設置於一個側面部。

前述光源可使用習知者，並無特別限定。可舉例如棒狀冷陰極管或LED等。以省尺寸化或消耗電力之觀點來看，較佳為LED光源。

前述面狀照明裝置可作為顯示裝置用前光使用。

前述顯示裝置用面狀照明裝置係用於穿透型顯示裝置、反射型顯示裝置。

2-1-2-6.作為顯示裝置用面狀照明裝置時之導光積層體的光學作用

本發明之導光積層體在設置光源並作為顯示裝置用面狀照明裝置時，因太陽光或照明等外光而周圍環境較明亮時，顯示裝置用面狀照明裝置無需使用光源，但外光從導光板之光偏向面側射入後，在各向異性光學膜內以各向異性光學膜之散射中心軸方向及複數個構造體之配向方向為中心，而會產生光的擴散及聚光，故即使僅有外光時亦具有充分明亮(辨識性高)特性之導光積層體，且可形成使用該導光積層體之顯示裝置用照明裝置。

又，周圍環境較暗時，會使用光源，但從導光板射出面的光之射出強度變得最大之方向中的射出光射入各向異性光學膜時，各向異性光學膜之直線穿透率超過30%，故各向異性光學膜之散射中心軸方向及複數個構造體之配向方向與導光板之射出方向的差較大。因此，導光板之射出強度變得最大的光在各向異性光學膜內的擴散性低，可使從導光板射入各向異性光學膜內的射入光在直線穿透率較高之狀態下通過並射出，故可保持導光板射出方向之照度，可為與導光板單獨時相同之射出特性(擴散性)。

(實施例)

接著藉由實施例及比較例進一步具體說明本發明，但本發明不限定於該等例。

(導光板之製作)

本發明所使用之導光板係製作如下者：使用習知奈米壓印技術，在主面為130mm×90mm、厚度為2mm之PMMA薄片以約100個/mm²之密度尺寸存在有縱橫皆約為10μm、深度約為10μm之第4圖(f)所示形狀之凹型點構造，作為導光板1。

又，除了凹型點構造具有第4圖(a)所示形狀以外，以與導光板1之相同方式製作導光板2。

(導光板面狀照明裝置之製作)

於上述所製作之導光板射出面側隔著透明性矽黏著膜(NSA-50，nippa股份有限公司製)貼合光學PET膜(A4100，東洋紡股份有限公司製)。

接著對導光板之90mm邊端部以15mm之間隔設置5個LED光源(200mW)作成導光板面狀照明裝置。

(導光板面狀照明裝置之光學特性評價)

將導光板面狀照明裝置之LED光源點亮，以變角光度計Goniophoto Meter(Genesia股份有限公司製)測定從導光板之光射出側的射出面或光偏向面之中心附近射出之光的照度(射出強度)，藉此評價導光板之光學特性。又，測定照度時，為了避免從與測定面相反側的面(射出面或光偏向面)的光的影響，相對於相反側的面密貼厚度2mm之黑色氈片(FU-714，和氣產業股份有限公司製)並測定。

藉由本測定所得射出面中顯示光照度最大值(射出強度的最大值)之射出光方向與射出面之法線方向的夾角角度為θ_LGmax。

接著以射出面中光照度測定值之圖表(射出光輪廓)的HWHM(Half Width HalfMaximum)為光擴散性指標之擴散寬度(但是本實施例中，射出強度變得最大之射出光角度遠離射出面之法線方向的0°，故在圖表之測定範圍內僅確認到1處射出強度為1/2之射出光角度時，將射出強度變得最大之射出光角度與可確認射出強度為1/2之射出光角度之1角度的差之絕對值作為HWHM之擴散寬度)。

如以上，將作為導光板面狀照明裝置時之光學特性的評價結果呈示於表1。

[表1]

(各向異性光學膜之製作)

各向異性光學膜(LCF1至13)之製作方法，首先對柱構造之各向異性光學膜係參考國際公開WO2015/111523，接著百葉構造之各向異性光學膜係參考日本特開2015-127819並依各種條件，藉此製作具有表2所記載之構造體之厚度40μm之各向異性光學膜(LCF1至13)。

[表2]

(各向異性光學膜之特性評價)

用以下方式實施所製作之各向異性光學膜(LCF1至13)之特性評價。

(各向異性光學膜之厚度)

以光學顯微鏡觀察各向異性光學膜之厚度方向剖面，藉此測定各向異性光學膜(LCF1至13)之厚度。

(長寬比)

以光學顯微鏡觀察各向異性光學膜(LCF1至13)表面(製造時之紫外線照射側)，測定任意10個構造之徑(徑或長徑及短徑)，並計算各平均值後，根據所計算之徑而計算長寬比(具有長徑及短徑時為平均長徑/平均短徑，僅為一種直徑時為1)。

(配向角)

各向異性光學膜(LCF1至13)之複數個構造體之配向方向的角度(配向角)係觀察各向異性光學膜之厚度方向剖面而測定。

(散射中心軸角度、直線穿透率)

如第7圖所示，使用變角光度計Goniophoto Meter(Genesia股份有限公司製)進行實施例及比較例之各向異性光學膜之光學特性的評價。將檢測器固定於接受來自固定光源的直射光之位置，並於其間之試樣支架設置各向異性光學膜(LCF1至13)之試樣。如第7圖所示，以直線(L)為旋轉軸使試樣旋轉，並測定對應各射入光角度(直射光包括各向異性光學膜平面之法線方向之0°)之直線穿透光量，獲得直線穿透率。在此第7圖所示直線(L)係與第6圖所示各構造中的TD方向為同軸。又，直線穿透光量之測定係在使用視感度過濾器在可見光區域波長中測定。

根據上述直線穿透率製作光學輪廓，根據該光學輪廓，以具有略對稱性之射入光角度為散射中心軸角度(θ_LCF)，而得導光板之光學特性評價所得顯示射出強度之最大值(-5°及+55°)之射出光角度中的直線穿透率。

以上，所製作之各向異性光學膜(LCF1至13)之特性評價結果呈示於表2。

(各向同性散射體之製作)

用以下方式製作比較用之各向同性散射體。

相對於下述折射率1.47之丙烯酸系黏著劑組成物100質量份，適當地添加聚矽氧樹脂微粒子(TOSPEARL 145，Momentive Performance Materials公司製)作為折射率與黏著劑組成物相異之微粒子，並調整為所求的霧度值。此時以攪拌器攪拌30分鐘而形成微粒子分散塗液。使用缺角輪塗布器將該塗液以溶劑乾燥後膜厚成為40μm之方式塗布於PET離型膜1(Cerapeel BX8A，TORAY FILM PROCESSING股份有限公司製)上並乾燥，製作附有PET之各向同性散射體。又，於散射體表面積層剝離力高於PET離型膜1之厚度38μm之PET離型膜2(Cerapeel BXE，TORAY FILM PROCESSING股份有限公司製)，製作兩面附有PET之各向同性擴散黏著層之各向同性散射體(DA1)。

丙烯酸系黏著劑組成物

．丙烯酸系黏著劑(全固形分濃度18.8%，溶劑：乙酸乙酯、甲基乙基酮)100質量份

(綜研化學公司製，商品名：SK-Dyne TM206)

．異氰酸酯系硬化劑0.5質量份

(綜研化學公司製，商品名：L-45)

．環氧系硬化劑0.2質量份

(綜研化學公司製，商品名：E-5XM)

(各向同性散射體之霧度值之評價)

霧度值之測定係使用日本電色社工業股份有限公司製的霧度計NDH-2000並根據JIS K 7136而測定。

以上，所製作之各向同性散射體(DA1)之霧度值的評價結果呈示於表3。

[表3]

(導光積層體之製作)

於上述所得導光板(導光板1及2)的射出面貼合透明性矽黏著膜(NSA-50，nippa股份有限公司製)後，於所貼合之黏著膜表面貼合各向異性光學膜(LCF1至13)或各向同性散射體(DA1)，藉此獲得表4所示之導光積層體(積層體1至5、比較積層體1至10)。

相對於所製作之各導光積層體，將所使用之導光板、顯示導光板的射出強度之最大值之射出光角度(θ_LGmax)、所使用之各向異性光學膜及各向同性散射體名、各向異性光學膜之散射中心軸角度(θ_LCF)、顯示導光板射出強度的最大值之射出光角度中的各向異性光學膜之直線穿透率、θ_LGmax與θ_LCF的差之絕對值之θ_LGmax-θ_LCF彙整並呈示於表4。

[表4]

(導光積層體面狀照明裝置之製作及導光積層體面狀照明裝置之光學特性評價)

導光積層體面狀照明裝置之製作係除了取代上述導光板面狀照明裝置之製作中的導光板及透明性矽黏著膜而使用上述所製作之導光積層體(積層體1至5、比較積層體1至10)以外，以相同方式獲得表5所示之導光積層體面狀照明裝置(實施例1至5、比較例1至10)。

又，導光積層體面狀照明裝置之光學特性評價係取代導光板面狀照明裝置而使用上述所製作之導光積層體面狀照明裝置(實施例1至5、比較例1至10)，上述導光板面狀照明裝置的射出面中的評價更改為導光積層體面狀照明裝置中各向異性光學膜或各向同性散射體側的表面並進行評價，除此之外，以與上述導光板面狀照明裝置之光學特性評價相同方式進行評價。

(反射亮度之評價)

製作於導光積層體面狀照明裝置之各向異性光學膜或各向同性散射體側表面隔著透明黏著層而貼合平滑鏡面反射板(反射率約90%)者，作為反射亮度評價用試樣。

使用變角光度計Goniophoto Meter(Genesia股份有限公司製)測定前述反射亮度評價用試樣之反射亮度(此時，面狀照明裝置之光源在評價中不點亮)。具體而言，使來自鹵素燈光源隔著準直透鏡將準直光對評價用試樣之法線方向以-30°之射入角從光偏向面側照射。此時，使用各向異性光學膜之試樣時，從與散射中心軸之方位角方向相差180°之方位角方向(相反方位角)照射準直光。再者，不使用各向異性光學膜之試樣時，方位角方向為任意。檢測器設置於試樣之法線方向(測定角為+15°)並測定反射亮度。預先在射入角-30°、測定角+30°中以標準白色板測定反射亮度，並以下述式計算反射亮度增益。

反射亮度增益=(試樣之反射亮度÷標準白色板之反射亮度)×100

以上，將導光積層體面狀照明裝置中使用的導光積層體之關係、作為導光積層體面狀照明裝置時之光學特性、及反射亮度之評價結果呈示於以下表5。進一步藉由以下基準評價擴散寬度及反射亮度，並呈示於表5。

(擴散寬度評價基準)

○：擴散寬度係相對於所使用之各導光板面狀照明裝置之擴散寬度為-10%至+10%範圍內的值。

×：擴散寬度係相對於所使用之各導光板面狀照明裝置之擴散寬度為小於-10%或大於+10%的值。

(反射亮度評價基準)

○：反射亮度為10以上，反射亮度充分(明亮且辨識性佳)

×：反射亮度未滿10，反射亮度不充分(較暗且辨識性差)

[表5]

(評價結果)

如表5所示可知，相對於比較例1至10，本發明實施例1至5中，可保持與導光板面狀照明裝置之擴散寬度相近(-10%至+10%之範圍內)之擴散寬度，且反射亮度充分良好，亦即，作為顯示裝置用面狀照明裝置時，具有以下特性：即使周圍環境較暗且使用光源時，可具有與導光板單獨時相同之射出特性(擴散性)，即使周圍環境明亮且不使用光源時，亦具有充分明亮(辨識性高)。

對此，可知使用霧度值為85%之各向同性散射體DA1之比較例1及9、或使用導光板之光射出強度變得最大之射出光角度的各向異性光學膜之直線穿透率為30%以下之LCF4至10及13之比較例2至8、10中，與導光板面狀照明裝置之擴散寬度的差為較大值(小於-10%或大於+10%的值)，會損及導光板所具有之特性。推測其原因為：導光板的光射出強度變得最大之射出光角度中，藉由各向同性散射體之各向同性光擴散性所造成；或是各向異性光學膜之擴散性高低所造成。

又，比較例3中，除了損及上述導光板所具有之特性以外，由於使用各向異性光學膜之散射中心軸角度及配向角為0°之LCF5，故僅對於外光之反射亮度值亦較低，結果辨識性也較差。

以上，本發明可提供一種導光積層體、及使用該導光積層體的顯示裝置用面狀照明裝置，該導光積層體具有以下特性：周圍環境較暗時，使用光源係具有與導光板單獨時相同的射出特性(擴散性)，周圍環境明亮時，即使不使用光源時亦充分明亮(辨識性高)。