WO2005085914A1 - 光制御フィルムおよびそれを用いたバックライト装置 - Google Patents

光制御フィルムおよびそれを用いたバックライト装置 Download PDF

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WO2005085914A1
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Hideki Etori
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Kimoto Co., Ltd.
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    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members

Definitions

  • the present invention relates to a light control film used for a knock light device such as a liquid crystal display, and a backlight device using the same.
  • an edge light type or a direct type backlight device is used for a liquid crystal display or the like.
  • Edge-light type backlight devices are used for notebook PCs because the thickness of the knock light itself can be reduced, and direct-type backlight devices are often used for large-size liquid crystal televisions. .
  • a conventional backlight device uses a combination of a plurality of optical films such as a prism sheet and a light diffusion film, and emits the emitted light to the front (for example, See JP-A-9-127314 (Claim 1, Paragraph No. 0034).
  • the prism sheet can increase the ratio of light emitted to the front (the surface orthogonal to the film surface) by a surface design based on geometrical optics.
  • the interference pattern is caused by the regularly arranged convex portions.
  • glare is caused by itself and it becomes difficult to see.
  • the viewing angle cannot be widened.
  • the prism sheet and the light diffusion film are used in combination.
  • the use of a diffusion film reduces the frontal brightness enhanced by the prism sheet, and the lamination of the film causes a -Euton ring between members. It causes problems such as generation and damage due to contact between members.
  • Patent document 1 JP-A-9-127314
  • the present invention can reliably improve the front luminance alone or in combination with a prism sheet, and has an appropriate light diffusion property, and does not have a problem of an interference pattern or a glare. It is an object to provide a light control film and a backlight device using the same.
  • the present inventor has set the surface shape of the light control film in terms of the uneven shape, the length or inclination of the uneven portion with respect to the film surface (reference surface), the uneven height, the pitch, and the like.
  • the inclination and shape of the uneven surface with respect to the film surface are controlled appropriately, so that light incident on the film can be efficiently directed to the front direction (outgoing direction) of the film. It has been found that by starting up, the front luminance can be improved.
  • Al and A2 are parameters for determining the degree of inclination of the unevenness existing on the film surface
  • conditions Bl and B2 are parameters for determining the shape of the unevenness.
  • the skewness P is the asymmetry of the height of the unevenness, that is, the degree of deviation (the probability density function in the height direction).
  • the probability density function has a normal distribution in the form of kurtosis P force ⁇ . If the kurtosis P is larger, the shape becomes sharper and smaller.
  • the light control film of the present invention satisfies at least one of Al and A2 and at least one of Bl and B2 with respect to the condition regarding such inclination and shape.
  • the light control film of the present invention is a light control film having an uneven surface, wherein the uneven surface is a cross-sectional edge defined by the uneven surface for an arbitrary cross section perpendicular to a reference surface of the film.
  • the average of the absolute values ( ⁇ (degrees)) of the slopes of the curves (hereinafter referred to as cross-sectional curves) with respect to the reference plane is not less than 20 degrees and not more than 75 degrees, and the skew of the cross-sectional curves is
  • condition A1 + condition Bl JIS B0601: 2001
  • the light control film of the present invention is a light control film having an uneven surface formed by an uneven layer having a material power of a predetermined refractive index n, wherein the uneven surface is a reference surface of the film.
  • the average of the absolute value of the slope ( ⁇ ) of the curve at the end of the cross section defined by the uneven surface hereinafter referred to as the cross section curve) with respect to the reference plane.
  • ave (degree)) is not less than (36-10 ⁇ ) degrees and not more than (86-10 ⁇ ) degrees, and the absolute value of the skewness (JIS B0601: 2001) of the cross-sectional curve is not more than (n-0.4).
  • the following condition is satisfied in substantially all cross-sectional curves (condition A1 '(condition A1 plus refractive index n) + condition Bl).
  • the light control film of the present invention is a light control film having an uneven surface, wherein the uneven surface is a cross-sectional edge defined by the uneven surface for an arbitrary cross section perpendicular to the reference surface of the film.
  • the average of the absolute values ( ⁇ (degrees)) of the inclination of the curve of the section (hereinafter referred to as the cross-sectional curve) with respect to the reference plane is not less than 20 degrees and not more than 75 degrees, and the Kurtoshi of the cross-sectional curve is
  • the light control film of the present invention is formed by a concavo-convex layer having a material power of a predetermined refractive index n.
  • the average ( ⁇ (degrees)) of the absolute value of the inclination with respect to the reference plane is (36 ⁇ 10 ⁇ ) ave
  • the light control film of the present invention is a light control film having a concave-convex surface, wherein the concave-convex surface has an arbitrary cross section perpendicular to the reference surface of the film.
  • the ratio (L L2ZL1) of the length (L2) of the curve of the cross-section end defined by the uneven surface (hereinafter referred to as the cross-section curve) to the length (L1) of the straight line defined by
  • the condition that L ⁇ 1.8 and the absolute value of the skewness (JIS B0601: 2001) of the cross-sectional curve is 1.2 or less is satisfied for substantially all cross-sections ( Condition A2 + B1).
  • the light control film of the present invention is a light control film having an uneven surface formed by an uneven layer having a material power of a predetermined refractive index n, wherein the uneven surface is formed on a reference surface of the film.
  • the length of the curve (hereinafter referred to as the cross section curve) of the cross section end defined by the uneven surface with respect to the length (L1) of the straight line defined by the intersection of the reference plane and the cross section
  • the absolute value of the skewness (JIS B0601: 2001) of the cross-sectional curve is (n- 0.4) It is characterized by satisfying the following conditions for substantially all cross sections (Condition A2 '(Condition A2 plus refractive index n) + Condition Bl).
  • the light control film of the present invention is a light control film having an uneven surface, wherein the uneven surface is an arbitrary cross section perpendicular to the reference surface of the film, and the intersection of the reference surface and the cross section
  • the condition that L ⁇ 1.8 and the kurtosis (JIS B0601: 2001) force of the cross-sectional curve is 0 or more and 4.5 or less is satisfied for substantially all cross-sections ( Condition A2 + Condition B2).
  • the light control film of the present invention is a light control film having a concavo-convex surface formed by a concavo-convex layer having a material power of a predetermined refractive index n, wherein the concavo-convex surface is a reference surface of the film.
  • the reference surface of the film means a plane when the film is regarded as a schematic plane, and is opposite to the surface of the light control film of the present invention on which the unevenness is formed. If the surface is smooth, it can be regarded as the reference surface. In addition, when the opposite surface is not smooth but an uneven surface, a surface including the center lines in the two different directions can be regarded as a reference surface.
  • the slope of the cross-sectional curve with respect to the reference plane is generally obtained by differentiating the cross-sectional curve f (x) with X
  • a cross-sectional curve is measured from an arbitrary point on an uneven surface in an arbitrary direction by a surface shape measuring device.
  • the measurement result is a position (d, d, d, ..., d) at a predetermined interval (Ad) in the section direction
  • the data is expressed as a graph in which the vertical axis represents the height of the unevenness and the horizontal axis represents the direction of the cross-sectional curve.
  • the average of the slopes obtained for all portions of the cross-sectional curve sectioned at the predetermined interval (Ad) is defined as the average ⁇ ⁇ of the absolute value of the slope.
  • the length of the above-described interval (Ad) is a length that can sufficiently accurately reflect the shape of the uneven surface included in the cross-sectional curve, and specifically, is about 1.0 m or less. is there.
  • a light guide plate having a light source disposed at at least one end and having a light exit surface substantially orthogonal to the one end, and light disposed on a light exit surface of the light guide plate
  • the light control film is used as the light control film.
  • a knock light device is characterized in that a prism sheet is used between the light control film of the backlight device and the light guide plate.
  • the backlight device of the present invention comprises a light source, a light diffusion plate disposed on one side of the light source, and a light control film disposed on another side of the light source of the light diffusion plate.
  • the light control film is used as the light control film.
  • the light control film of the present invention has an irregular surface of a specific shape, of the light that enters from the opposite side to the irregular surface and exits from the irregular surface side, it has a front surface, particularly an emission angle of 0 to 30 degrees.
  • the range of components can be increased, and a much higher frontal brightness can be achieved than with conventional diffusion films. It also has a moderate force and moderate light diffusion, and does not cause glare or interference patterns.
  • the backlight device of the present invention uses a specific light control film, It is a backlight device that has a high surface luminance and has a moderate light diffusing property with no glare or interference pattern. Further, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the prism sheet due to contact between the prism sheet and other members.
  • FIG. 3 (a)-(c) is a diagram schematically showing an embodiment of the light control film of the present invention.
  • the light control film of the present invention is formed by forming fine irregularities on one surface of a substantially flat film, and is characterized by the shape of the irregularities.
  • the irregularities may be formed on a layer formed on one surface of the film as a substrate as shown in (a) and (b), or may be formed as shown in (c).
  • the light control film may be composed of only the layers.
  • the frontal force of the emitted light when light having a surface force on the opposite side to the surface on which the irregularities are formed is incident on the irregular surface, the frontal force of the emitted light also falls within a predetermined angle range.
  • the direction of the light is controlled so that the light component is increased, thereby increasing the frontal luminance and providing light diffusion that can prevent glare.
  • the surface on the side opposite to the surface on which the irregularities are formed is typically a smooth surface, but is not limited to a smooth surface. For example, it may be a matsutoidori or a predetermined dot pattern formed.
  • the refractive index n inside the convex portion was calculated as 1.5, which is the refractive index of a general acrylic resin.
  • FIG. 5 is a graph showing the emission light distribution as a result of simulating the convex portion having the shape shown in FIG.
  • the solid line shows the outgoing light distribution
  • the dotted line shows the incident light distribution.
  • Figure 6 shows the results.
  • the horizontal axis is the average ( ⁇ ⁇ ) of the absolute values of the slopes of the cross-sectional curves
  • the vertical axis is the emitted light energy
  • the first group 601 is the emitted light within the range of 6 degrees with respect to the z-axis (hereinafter referred to as the emitted light).
  • the second group 602 is within 18 degrees of the z axis
  • Outgoing light (hereinafter referred to as outgoing light), the third group 603 is within 30 degrees of the z-axis.
  • emission light 30 Included emission light (hereinafter referred to as emission light 30).
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams showing the results of the simulation, and both show the change in the emitted light energy when the average (0) of the absolute value of the slope is plotted on the horizontal axis.
  • the average ( ⁇ (degree)) force of the absolute values of the slopes of this cross-sectional curve is 20 degrees or more and 70 degrees or less, preferably ave
  • the kurtosis P of the surface curve is 1.5 or more and 5.0 or less, preferably 1.5 or more and 4.5 or less ku
  • FIG. 9 shows the result of simulating the relationship between the length ratio (L) of the cross-sectional curve and the emitted light energy.
  • the horizontal axis is the ratio (L) of the length of the cross-sectional curve to the length of the straight line defined by the intersection between the reference plane and the cross section of the light control film, and the vertical axis is the emitted light energy.
  • the group 901 of 1 is for outgoing light within 6 degrees about the z-axis (hereinafter referred to as outgoing light).
  • the second group 902 is the outgoing light included in the range of 18 degrees about the z-axis (hereinafter referred to as outgoing light)
  • the third group 903 is the outgoing light included in the range of 30 degrees about the z-axis (hereinafter referred to as the outgoing light).
  • the ratio r 30 of the emitted light increases as the length ratio (L) increases, but tends to decrease as the ratio increases to a certain extent. Therefore, when examining a comprehensive index of the concavo-convex shape that can be correlated with the emitted light, the light control film
  • FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing the results of the simulation, and both show the change of the emitted light energy when the length ratio (L) is plotted on the horizontal axis.
  • the kurtosis (P) value of the cross-sectional curve was 1.0 or more and 4.5 or less (see “see” in Fig. 11).
  • the kurtosis P of the cross-sectional curve is 1.0 or more 4.
  • substantially all cross-sections means that when observing a plurality of cross-sections of a specific light control film, it suffices to satisfy all of the observed cross-sections.
  • the meaning includes the case where the cross section of 2 is included.
  • the above condition is not satisfied because there are few irregularities V. In some cases, the force is relatively long.
  • the conditions of the present invention shall be satisfied.
  • the convex portion has a material force having a refractive index of 1.5.
  • a material generally used for an optical film can be adopted, and its refractive index is not limited to 1.5.
  • the average ( ⁇ (degree)) of the absolute value of the slope of the cross-sectional curve is not less than (36-10 ⁇ ) degrees and not more than (86-10n) degrees.
  • the above effect can be obtained when the absolute value of the skewness of the curve is (n ⁇ 0.4) or less, and the kurtosis of the cross-sectional curve is 1.5 or more (10 ⁇ 11) or less.
  • the length ratio (L) is not less than (1.9-0.5n) and not more than 1.8, and the absolute value of the skewness of the sectional curve is not more than (n-0.4).
  • the above effect is obtained when the kurtosis of is not less than 1.0 and not more than (10 ⁇ -11.5).
  • the luminance in the front direction can be further improved.
  • the light control film of the present invention can be made to have a certain level of diffusivity with high front luminance by designing the uneven surface to satisfy the above-mentioned conditions.
  • This The light control film of the present invention having such characteristics is disposed, for example, directly on a light guide plate of an edge light type backlight device or on a light source of a direct type backlight device via a light diffusing material or the like, It is used as a film for controlling the direction of the emitted light.
  • the arrangement of the protrusions is not particularly limited as long as the cross-sectional curve of the uneven surface satisfies the above-described conditions, but it is preferable that the protrusions and the recesses are randomly arranged. With the random arrangement, it is easy to substantially satisfy the above conditions in all cross sections, and the occurrence of an interference pattern can be prevented.
  • the shapes of the individual projections and depressions may be the same! / Different! /, And may be arranged so as to overlap each other, or arranged so that some or all of the projections and depressions overlap. You may.
  • the height of the protrusions and the depth of the recesses are both about 3 to 100 m, and the arrangement density of the protrusions or the recesses is about 10 to 200,000 Z mm 2 .
  • Fig. 12 shows the uneven surface of a typical light control film satisfying the above conditions.
  • the base material 11 is not particularly limited as long as it has good light transmittance, and is not particularly limited.
  • a plastic film such as cellulose, acrylic, or polychlorinated vinyl can be used.
  • the material constituting the uneven layer 12 is not particularly limited as long as it has good light transmittance, and glass, polymer resin, or the like can be used.
  • the glass include oxidized glass such as silicate glass, phosphate glass, and borate glass.
  • polyester resin acrylic resin, acrylic urethane resin, polyester acrylate resin, polyurethane atalylate resin, epoxy atalylate resin, urethane resin, Epoxy resin, polycarbonate resin, cellulose resin, acetal resin, bullet resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyimide resin, Melamine-based fat, phenol-based And thermoplastic resins such as fats, silicone resins, and fluorine resins, thermosetting resins, and ionizing radiation-curable resins.
  • polymer resins are preferred in terms of workability and handleability. Particularly, those having a refractive index (JIS K7142: 1996) of about S1.3.1.7. preferable. Even when a material having a refractive index ⁇ outside the above range is used as a material for forming the uneven layer, good brightness can be achieved by satisfying the condition ( ⁇ 1 OR A2) AND (Bl OR B2). High brightness can be obtained by using a material having a proper range. In particular, by making the uneven surface satisfy the condition (A1 ′ OR '2 ′) AND (B1 OR B2) according to the refractive index of the material, the front luminance can be further improved.
  • the uneven layer 12 may contain a light diffusing agent such as organic beads or an inorganic pigment as in a general light diffusing sheet, but is not essential.
  • a light diffusing agent such as organic beads or an inorganic pigment as in a general light diffusing sheet, but is not essential.
  • a certain degree of light diffusion effect can be exerted on the uneven surface itself without including a light diffusing agent. Therefore, other members are not damaged due to the light diffusing agent, and the light diffusing agent does not peel off and generate dust.
  • a method of forming the uneven layer 12 for example, 1) a method using an embossing roll, 2) an etching treatment, and 3) molding by a mold can be adopted.
  • a method using a mold is preferable in that a light control film having the same can be manufactured.
  • a mold having a shape force complementary to the uneven surface is prepared, and a material for forming the uneven surface, such as a polymer resin, is poured into the mold and cured, and then removed from the mold.
  • a material for forming the uneven surface such as a polymer resin
  • a method for forming a shape complementary to the concave and convex surface on the mold is not particularly limited, but the following method can be employed.
  • convex portions having a specific shape are formed on a flat plate so that the arrangement density is, for example, several thousand Zmm 2, and this is used as a male mold to produce a mold (female mold).
  • a convex part of a specific shape is defined by measuring the cross-sectional curves of the entire convex part at equal intervals with a width (1.0 m or less) that correctly reflects the shape, and averaging the conditions (Al OR A2) AND ( Bl OR B2).
  • the resin in which particles of the particle size are dispersed is cured to prepare a resin plate having an uneven layer, and the surface of the uneven layer is measured with a surface measuring device, and a resin plate that meets the above conditions is selected.
  • This is used as a male mold to make a mold (female mold) for molding.
  • the surface of the light control film opposite to the surface on which the uneven layer force is also formed may be smooth.
  • a mat treatment or an anti-reflection treatment for improving light transmittance may be performed.
  • the optical property of the light control film is desirably 60% or more, preferably 70% or more.
  • haze is a value of haze in JIS K713 6: 2000
  • haze (%) [( ⁇ / ⁇ ) — ⁇ ( ⁇ / ⁇
  • ⁇ is a value obtained from the formula of 100 ( ⁇ : luminous flux of incident light, ⁇ : transmitted through the test piece)
  • the thickness of the entire light control film is not particularly limited, but is usually about 20 to 300 ⁇ m.
  • the light control film of the present invention described above is mainly used as a part of a backlight device constituting a liquid crystal display, an illuminated signboard, and the like.
  • the knock light device of the present invention includes at least a light control film and a light source.
  • the light control film described above is used as the light control film.
  • the direction of the light control film in the knock light device is not particularly limited, but it is preferable to use the light control film so that the uneven surface is on the light emission surface side. It is preferable that the knock light device adopt a so-called edge light type or a direct type.
  • the edge light type backlight device includes a light guide plate, a light source disposed at at least one end of the light guide plate, and a light control film disposed on the light exit surface side of the light guide plate.
  • the light control film is used such that the uneven surface becomes the light emission surface.
  • the light guide plate has at least one side surface as a light incident surface and one surface substantially orthogonal to the light incident surface. This is an approximately flat force formed to be an emission surface, and is mainly composed of a matrix resin selected from highly transparent resins such as polymethyl methacrylate. If necessary, resin particles having a different refractive index from the matrix resin may be added.
  • Each surface of the light guide plate may have a complicated surface shape instead of a uniform plane, or may be provided with a diffusion print such as a dot pattern.
  • the light source is arranged at at least one end of the light guide plate, and a cold cathode tube is mainly used.
  • Examples of the shape of the light source include a linear light source and an L-shaped light source.
  • the edge light type backlight device includes, in addition to the above-described light control film, light guide plate, and light source, a reflector, a polarizing film, an electromagnetic wave shielding film, and the like according to purposes.
  • FIG. 13 shows an embodiment of the edge light type backlight device of the present invention.
  • This knock light device 140 has a configuration in which light sources 142 are provided on both sides of a light guide plate 141, and a light control film 143 is placed on the upper side of the light guide plate 141 such that the uneven surface is on the outside. .
  • the light source 142 is covered with a light source reflector 144 except for a portion facing the light guide plate 141 so that light having a light source power is efficiently incident on the light guide plate 141.
  • a reflection plate 146 housed in a chassis 145 is provided below the light guide plate 141. As a result, the light emitted to the side opposite to the emission side of the light guide plate 141 is returned to the light guide plate 141 again, so that the amount of light emitted from the emission surface of the light guide plate 141 is increased.
  • the direct-type backlight device is composed of a light control film, a light diffusing material, a light source, and the like, which are sequentially provided on a surface opposite to the light exit surface of the light control film.
  • the light control film is used such that the uneven surface is a light emission surface.
  • the light diffusing material is for erasing the pattern of the light source.
  • a transparent film (lighting curtain) having a dot pattern formed in a portion corresponding to the light source a light diffusing material is provided on a transparent base material.
  • a so-called light diffusion film having an uneven light diffusion layer can be used alone or in an appropriate combination.
  • a cold cathode tube is mainly used as a light source.
  • the shape of the light source is linear or L-shaped Throw.
  • the direct-type backlight device may include a reflector, a polarizing film, an electromagnetic wave shielding film, and the like, depending on the purpose, in addition to the light control film, the light diffusing material, and the light source described above.
  • FIG. 14 shows an embodiment of the direct-type knock light device of the present invention.
  • the backlight device 150 includes a plurality of light sources 152 disposed on a reflector 156 housed in a chassis 155, and a light control film 153 mounted thereon via a light diffusing material 157.
  • the structure is
  • the backlight device of the present invention uses a light control film having a specific uneven surface as a light control film for controlling the direction of light emitted from a light source or a light guide plate.
  • the front brightness can be improved as compared with the above, and the problem of glare that occurs when a prism sheet is used alone is less likely to occur.
  • molds (1)-(4) with predetermined irregularities formed by laser microfabrication technology were fabricated, and (1)-(3) molds were made of UV-curable resin with a refractive index of 1.50, ( In the mold of 4), a silicone resin having a refractive index of 1.40 was poured. Next, after the poured resin is cured, the resin is taken out of the mold, and the light control film (1)-(4) of 23 cm (in the direction perpendicular to the light source) X 31 cm (in the direction parallel to the light source) (Examples 1-4) Light control film).
  • the surface shape of the uneven surface (light emitting surface) of the light control film (1)-(4) was measured using a surface shape measuring device (SAS-2010SAU-II: Meishinki Co., Ltd.) according to JIS B0601: Measured according to 2001.
  • the shape of the stylus of this surface shape measuring device is a conical shape having a spherical tip, the radius of the tip is 2 / ⁇ , and the taper angle of the cone is 60 degrees.
  • the measurement interval was 1. O / zm.
  • the measurement was performed at five arbitrary positions on each light control film in arbitrary directions, and the average ( ⁇ ⁇ ) of the absolute value of the inclination with respect to the light incident surface of the obtained sectional curve was calculated. Furthermore, the same
  • each of the light control films of Examples 14 to 14 had a haze of 70% or more, satisfying the optical characteristics necessary for obtaining good front luminance.
  • molds (5)-(8) with predetermined irregularities formed by laser microfabrication technology were produced, and UV-curable resin with a refractive index of 1.50 was used for molds (5)-(7).
  • Two molds (8) were filled with a silicone resin having a refractive index of 1.40. Then, after hardening the poured resin, Then, a light control film (5)-(8) of 23 cm ⁇ 31 cm (light control film of Examples 5-8) was obtained.
  • Table 3 shows the results obtained for (8) (the unit of the slope is “degree”). Table 3 also shows the results of measuring the haze of the light control films (5) to (8) in accordance with JIS K7136: 2,000 using a turbidity meter (NDH2000: Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
  • the average of the absolute values of the slopes in all the cross-sectional curves was not less than 20 degrees and not more than 75 degrees.
  • the kurtosis of all cross-sectional curves was 1.5 or more and 5.0 or less.
  • the haze of each of the light control films of Examples 5 to 8 was 70% or more, satisfying the optical characteristics necessary for obtaining good front luminance.
  • the light control film (5)-(8) is installed on the light guide plate so that the uneven surface becomes the light emission surface, and is parallel and perpendicular to the light source (cold cathode tube) at the center of the backlight device.
  • the results obtained for the light control films (5)-(8) are shown in Table 4 (unit: cdZm 2 ).
  • Table 5 shows the results obtained for (9)-(11) (the unit of the slope is “degree”).
  • Table 7 shows the results obtained for the light control films (12)-(14).
  • the light diffusing sheets of Comparative Examples 7-8 had average values of the absolute values of the inclinations of not less than 20 degrees and not more than 75 degrees at all the measurement points.
  • molds (15)-(18) with predetermined irregularities formed by laser microfabrication technology were manufactured, and molds (15)-(17) were made of UV-curable resin with a refractive index of 1.50, (18)
  • the mold (1) was filled with silicone resin with a refractive index of 1.40. Then, after the poured resin was cured, the mold force was also removed, and a light control film (15)-(18) of 23 cm (vertical direction to the light source) X 31 cm (parallel to the light source) (Examples 9-12) Light control film).
  • the surface shape of the uneven surface (light emitting surface) of the light control film (15)-(18) was measured in accordance with JIS B0601: 2001 using a surface shape measuring device (SAS-2010SAU- ⁇ : Meishinki Co., Ltd.). It was measured.
  • the shape of the stylus of this surface shape measuring device is a cone with a spherical tip, the radius of the tip is 2 / ⁇ , and the taper angle of the cone is 60 degrees.
  • the measurement interval was 1. O / zm.
  • Table 11 shows the results of measuring the haze of the light control films (15)-(18) using a turbidity meter (NDH2000: Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) in accordance with JIS K7136: 2000.
  • the light control films of Examples 9-112 had a length ratio (L) of 1.1 or more and 1.8 or less in all cross-sectional curves.
  • the absolute values of the skewness of all cross-sectional curves were 1.2 or less.
  • the haze of each of the light control films of Examples 9-112 was 70% or more, satisfying the optical characteristics necessary for obtaining good front luminance! / ⁇ ⁇ .
  • the light control films (15)-(18) were placed in a 15-inch edge light type backlight device (cool shade).
  • the lamp was installed in each of the upper and lower poles of the electrode and the front luminance was measured. That is, the light control film (15) is placed on the light guide plate such that the uneven surface of the light control film (18) becomes the light emission surface, and is parallel to and perpendicular to the light source (cold cathode tube) at the center of the backlight device.
  • molds (19) and (22) with predetermined irregularities formed by laser microfabrication technology were manufactured, and the molds (19) and (21) were made of UV-curable resin with a refractive index of 1.50, In one mold (22) A silicone resin with a refractive index of 1.40 was poured. Next, after the poured resin was cured, it was taken out of the mold to obtain a light control film (19)-(22) of 23 cm ⁇ 31 cm (light control film of Examples 13-16).
  • the surface shape of the uneven surface (light emitting surface) of the light control film (19)-(22) was measured in accordance with JIS B0601: 2001 in the same manner as in Examples 1-4.
  • the measurement was performed at any of the five points on each light control film in any direction, and the length (L2) of the lever was measured according to the obtained cross-sectional curve.
  • Table 13 The results obtained for the light control films (19)-(22) are shown in Table 13 (the unit of inclination is “degree”). Table 13 also shows the results of measuring the haze of the light control films (19)-(22) using a turbidity meter (NDH2000: Nippon Denshoku Industries) according to JIS K7136: 2000.
  • the light control films of the examples had a length ratio (L) of 1.1 or more and 1.8 or less in all cross-sectional curves.
  • the kurtosis of all cross-sectional curves is 1.0 or less.
  • Above 4.5 was below.
  • the haze of each of the light control films of Examples 13 to 16 was 70% or more, satisfying the optical characteristics necessary for obtaining good front luminance.
  • the light control films of Comparative Examples 9-11 had a length ratio (L) of 1.1 or more and 1.8 or less in all the cross-sectional curves. While applying force, the absolute value of the skewness of all cross-sectional curves was greater than 1.2.
  • UV-curable resin with a refractive index of 1.50 was poured into the molds. Next, after the poured resin was cured, it was taken out of the mold to obtain a 23 cm ⁇ 31 cm light control film (26)-(28) (light control film of Comparative Examples 12-14).
  • the light control films of Comparative Examples 12 to 14 had a length ratio (L) of 1.1 or more and 1.8 or less in all the cross-sectional curves. While applying force, the knolletic force of all the cross-sectional curves was greater than 1.0 / J and the force was greater than 4.5. [0141] Next, the light control films (26)-(28) were incorporated into a 15-inch edge light type backlight device (one for each of the upper and lower cold cathode tubes), and the front luminance was measured.
  • the light control film (26) is placed on the light guide plate so that the uneven surface of the light control film (28) becomes the light emission surface, and the light source (cold cathode tube) at the center of the backlight device is parallel and perpendicular to the light source.
  • the results obtained for the light control films (26)-(28) are shown in Table 18 (unit: cdZm 2 ).
  • the light control film of the example has excellent front luminance and moderate light diffusion by making the uneven surface satisfy a specific configuration. Met.
  • a light control film into a backlight device, it has been possible to obtain a backlight device in which the front luminance is high and no glare or interference pattern occurs.
  • FIG. 1 is a view for explaining the uneven surface of the light control film of the present invention.
  • ⁇ 2 Diagram for explaining the cross-sectional curve of the light control film of the present invention
  • FIG. 4-1 Cross-sectional view of 3D convex shape used to simulate the difference in emission angle characteristics depending on the shape
  • FIG. 7 is a diagram showing the results of a three-dimensional simulation
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of a three-dimensional simulation
  • FIG. 12 A perspective view showing an example of the uneven surface of the light control film of the present invention.

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Abstract

　正面輝度の向上を図ることができるとともに、適度の光拡散性を備え、干渉状パターンやぎらつきの問題のない光制御フィルムを提供する。 　凹凸面を有する光制御フィルム１０であって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、その断面曲線の基準面に対する傾きの絶対値の平均（θａｖｅ（度））が２０度以上７５度以下であり、かつ断面曲線のスキューネス（ＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１）の絶対値が１．２以下となる条件を、実質的にすべての断面曲線において満たすように構成する。

Description

明 細 書
光制御フィルムおよびそれを用いたバックライト装置
技術分野
[0001] 本発明は、液晶ディスプレイ等のノ ックライト装置などに用いる光制御フィルム、お よびそれを用いたバックライト装置に関する。
背景技術
[0002] 従来力 液晶ディスプレイ等には、エッジライト型若しくは直下型のバックライト装置 が用いられている。エッジライト型のバックライト装置は、ノ ックライト自身の厚みを薄く できるためノートパソコンなどに使用されており、直下型のバックライト装置は、大型液 晶テレビなどに使用されて 、る場合が多 、。
[0003] これら従来のバックライト装置においては、正面から傾いて出射する光の成分が存 在する。特に、エッジライト型のバックライト装置においては、正面から大きく傾いて出 射する光の成分が多ぐ高い正面輝度が得られにくい。
[0004] このため、従来のバックライト装置では正面輝度を向上するために、プリズムシート 等の光学フィルムや光拡散フィルムを複数枚組み合わせて使用し、出射光を正面に 立ち上げている（例えば、特開平 9— 127314号公報 (請求項 1、段落番号 0034)参 照)。
[0005] プリズムシートは、幾何光学に基づいた表面設計によって正面（フィルム面と直交 する面）に出射する光の割合を多くすることができるが、規則正しく配列する凸部に 起因して干渉状パターンが現れやすぐまたそれのみではぎらつきが生じ、見にくく なるという欠点がある。また、正面に光^^めすぎる結果、視野角を広くすることがで きない。
[0006] 一方、拡散フィルム単独で使用した場合には、上記問題は生じないものの、正面輝 度が不十分である。
[0007] したがって、上述したように、プリズムシートと光拡散フィルムが併用されている。し かし、拡散フィルムを使用することにより、プリズムシートによって高められた正面輝度 は低下してしまい、また、フィルムを積層することにより各部材間に-ユートンリングが 発生したり、部材どうしの接触による傷などが問題となる。
特許文献 1：特開平 9—127314号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] そこで、本発明は、単独であるいはプリズムシートとの併用で、確実に正面輝度の 向上を図ることができるとともに、適度の光拡散性を備え、干渉状パターンやぎらつき の問題のない光制御フィルム、およびそれを用いたバックライト装置を提供することを 目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 上記目的を達成するため、本発明者は光制御フィルムの表面形状について、凹凸 形状、フィルム面 (基準面）に対する凹凸部分の長さ或いは傾き、凹凸高さ、ピッチ等 の表面形状を規定する種々の要素について鋭意研究を行った結果、凹凸面のフィ ルム面に対する傾きと形状を適切に制御することにより、フィルムに入射した光を効 率的にフィルムの正面方向（出射方向）に立ち上げることで、正面輝度を向上させる ことができることを見出した。
[0010] より具体的には、図 1に示すように、フィルム面（凹凸面が形成された面と反対側の 面）に垂直な任意方向の断面 100を想定した場合に、その断面の端部を画定する曲 線（断面曲線 101)の傾き（度）の絶対値の平均（ Θ )が所定の範囲である（条件 A1
ave
)或いはフィルム面と断面との交差部で決まる直線 102の長さ (L1)と断面曲線 101 の長さ（L2)との比（Lr = L2ZLl)が所定の範囲にあること（条件 A2)の!、ずれかを 満たし、さらに断面曲線のスキューネス P (JIS B0601 : 2001)が所定の範囲であ
sk
ること（条件 B1)または、クルトシス P (JIS B0601 : 2001)が特定の範囲にあること
ku
(条件 B2)を満たすときに優れた正面輝度を達成できることを見出し、本発明に至つ たものである。
[0011] 上記条件のうち Al、 A2は、フィルム面に存在する凹凸の傾斜の度合いを決めるパ ラメータであり、また条件 Bl、 B2は凹凸の形状を決めるパラメータである。具体的に はスキューネス P は凹凸の高さの非対称性即ち偏り度（高さ方向の確率密度関数の
sk
非対称性の尺度)を表し、例えば一つの凸形状を考えたときに中心線からの偏りがな い場合が P は 0であり、中心線からどちらに偏っているかにより符号が異なる力 絶 sk
対値が大きいほど中心線力ゝらの偏りが大きい。またクルトシス P は凹凸の尖り度 (確
ku
率密度関数の高さ方向の鋭さの尺度)を表し、確率密度関数が正規分布の形状はク ルトシス P 力^であり、それよりクルトシス P が大きい場合は尖った形状となり、小さ
ku ku
い場合は凸部の先端がつぶれた形状となる。本発明の光制御フィルムは、このような 傾き及び形状に関する条件について、 Al、 A2の少なくとも一方を満たし、且つ Bl、 B2の少なくとも一方を満たすものである。
[0012] すなわち、本発明の光制御フィルムは、凹凸面を有する光制御フィルムであって、 前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、凹凸面によって画 定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線という）の、前記基準面に対する傾きの絶 対値の平均（ Θ (度)）が、 20度以上 75度以下であり、かつ前記断面曲線のスキュ
ave
一ネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値が 1. 2以下となる条件を、実質的にすべての 断面曲線において満たすことを特徴とするものである（条件 A1 +条件 Bl)。
[0013] また、本発明の光制御フィルムは、所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形 成された凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面 に垂直な断面について、凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲 線と 、う）の、前記基準面に対する傾きの絶対値の平均 ( Θ
ave (度)）が、（36— 10η) 度以上、（86— 10η)度以下であり、かつ前記断面曲線のスキューネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値が（n— 0. 4)以下となる条件を、実質的にすべての断面曲線におい て満たすことを特徴とするるものである (条件 A1 ' (条件 A1に屈折率 nを加えた条件） +条件 Bl)。
[0014] さらに、本発明の光制御フィルムは、凹凸面を有する光制御フィルムであって、前 記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、凹凸面によって画定 される断面端部の曲線 (以下、断面曲線という）の、前記基準面に対する傾きの絶対 値の平均（ Θ (度)）が、 20度以上 75度以下であり、かつ前記断面曲線のクルトシ
ave
ス (JIS B0601 : 2001)が 1. 5以上 5. 0以下となる条件を、実質的にすべての断面 曲線において満たすことを特徴とするものである（条件 A1 +条件 B2)。
[0015] また、本発明の光制御フィルムは、所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形 成された凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面 に垂直な断面について、凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲 線と 、う）の、前記基準面に対する傾きの絶対値の平均 ( Θ (度)）が、（36— 10η) ave
度以上、（86— 10η)度以下であり、かつ前記断面曲線のクルトシス (JIS B0601 : 2 001)が 1. 5以上（10η— 11)以下となる条件を、実質的にすべての断面曲線におい て満たすことを特徴とするものである (条件 A1 ' +条件 B2)。
[0016] また本発明の光制御フィルムは、凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹 凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、前記基準面と断面との交 差部によって画定される直線の長さ（L1)に対する前記凹凸面によって画定される断 面端部の曲線 (以下、断面曲線という）の長さ（L2)の比 (L =L2ZL1)が 1. 1≤L ≤1. 8であり、かつ前記断面曲線のスキューネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値が 1 . 2以下となる条件を、実質的にすべての断面について満たすことを特徴とするもの である（条件 A2 + B1)。
[0017] また、本発明の光制御フィルムは、所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形 成された凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面 に垂直な任意の断面について、前記基準面と断面との交差部によって画定される直 線の長さ（L1)に対する前記凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面 曲線という）の長さ（L2)の比（L =L2ZL1)が（1. 9-0. 5n)≤L≤1. 8であり、力 つ前記断面曲線のスキューネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値が（n— 0. 4)以下と なる条件を、実質的にすべての断面について満たすことを特徴とするものである (条 件 A2' (条件 A2に屈折率 nを加えた条件） +条件 Bl)。
[0018] さらに、本発明の光制御フィルムは、凹凸面を有する光制御フィルムであって、前 記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、前記基準面と断面と の交差部によって画定される直線の長さ (L1)に対する前記凹凸面によって画定され る断面端部の曲線 (以下、断面曲線という）の長さ（L2)の比 (L =L2ZL1)が 1. 1 ≤L≤1. 8であり、かつ前記断面曲線のクルトシス (JIS B0601 : 2001)力 0以 上 4. 5以下となる条件を、実質的にすべての断面について満たすことを特徴とするも のである（条件 A2 +条件 B2)。 [0019] また、本発明の光制御フィルムは、所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形 成された凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面 に垂直な任意の断面について、前記基準面と断面との交差部によって画定される直 線の長さ（L1)に対する前記凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面 曲線という）の長さ（L2)の比（L =L2ZL1)が（1. 9-0. 5n)≤L≤1. 8であり、力 つ前記断面曲線のクルトシス (JIS B0601 : 2001)力 1. 0以上（10η— 11. 5)以下と なる条件を、実質的にすべての断面について満たすことを特徴とするものである (条 件 A2' +条件 B2)。
[0020] 本発明にお!/、て、フィルムの基準面とは、フィルムを概略平面とみなした時のその 平面を意味し、本発明の光制御フィルムの凹凸が形成される面と反対側の面が平滑 である場合にはその面を基準面とみなすことができる。また、反対側の面が平滑でな く凹凸面である場合には、その異なる 2方向の中心線を含む面を基準面とみなすこと ができる。
[0021] このような基準面に対する断面曲線の長さ (L2)は、一般的には断面曲線^ y=f (x )で表したとき、 f (x)を Xで微分した f ' (X)を使って、下記の式（1)で表すことができる
[0022] [数 1]
L2 = " ^ + (x)2dx (1)
[0023] また基準面に対する断面曲線の傾きは、一般的には断面曲線 f (x)を Xで微分した f
' (X)として求めることができ、その絶対値の平均（S )は、上記値を求める区間の長 av
さを Lとすると、下記の式（2)で表すことができる。さらに、この傾きを角度表示した傾 きの絶対値の平均 ( Θ )は、下記の式（3)で表すことができる。
av
[0024] [数 2]
Figure imgf000007_0001
[0025] [数 3]
Figure imgf000008_0001
[0026] しかし製品設計としてこのような関数を用いることは可能であるが、実際の製品につ いて断面曲線を一般的な関数で記述することは困難であり、したがって長さ (L2)を 得ることも、また傾きの絶対値の平均を得ることも困難である。したがって、本発明で は以下のようにして求めた値を、断面曲線の長さ及び傾きの絶対値の平均として定 義する。
[0027] まず、表面形状測定装置により、凹凸面上の任意の点から任意の方向に断面曲線 を測定する。測定結果は断面方向に所定の間隔（Ad)の位置 (d、 d、 d、 ···、 d )
1 2 3 m で測定された表面の高さデータ (h(d )、 h (d )、 h(d )、···、 h(d ) )により構成され
1 2 3 m
ている。例えば、図 2に示すような、縦軸を凹凸の高さ、横軸を断面曲線の方向とする グラフとして表現されるデータである。一つの間隔で区切られた断面曲線の部分 (例 えば (a b)、（c d))は、間隔が十分に短ければ直線とみなすことができ、その長さ λ (ΐ=1, 2, 3, ···, m— 1)は次式 (4)で表すことができる。
[0028] [数 4]
Figure imgf000008_0002
[0029] そして、次式（5)のように、所定間隔（Ad)で区切られた断面曲線のすべての部分 につ 、て求めた長さを合計し L2とする。
[0030] [数 5] 2 = (5) また、上記一つの間隔で区切られた断面曲全の部分の傾きの絶対値 0 (1=1, 2, 3, ···, m-l) (単位は「度」）は次式 (6)で表すことができる。
[0031] [数 6] イ^ ')—み ) (6)
1 { Ad J w
[0032] そして、次式（7)のように、所定間隔（A d)で区切られた断面曲線のすべての部分 について求めた上記傾きの平均を傾きの絶対値の平均 Θ とする。
ave
[0033] [数 7]
^ =丄∑| | (7)
[0034] 上述した間隔（A d)の長さは、断面曲線に含まれる凹凸面の形状を十分正しく反 映できる程度の長さであり、具体的には 1. 0 m以下程度の間隔である。
[0035] 本発明のバックライト装置は、少なくとも一端部に光源が配置され、前記一端部に 略直交する面を光出射面とする導光板と、前記導光板の光出射面に配置される光制 御フィルムとを備えたバックライト装置において、前記光制御フィルムとして、上記光 制御フィルムを使用したことを特徴とするものである。
また、本発明のノ ックライト装置は、上記バックライト装置の前記光制御フィルムと前 記導光板との間に、プリズムシートを使用したことを特徴とするものである。
[0036] 本発明のバックライト装置は、光源と、前記光源の一方の側に配置される光拡散板 と、前記光拡散板の、前記光源の別の側に配置される光制御フィルムとを備えたバッ クライト装置において、前記光制御フィルムとして、上記光制御フィルムを使用したこ とを特徴とするものである。
発明の効果
[0037] 本発明の光制御フィルムは、特定形状の凹凸面を有することから、凹凸面と反対側 から入射され、凹凸面側から出射する光のうち、正面、特に出射角 0— 30度の範囲 の成分を増加することができ、通常の拡散フィルムよりはるかに高 、正面輝度を達成 できる。し力も、適度の光拡散性も併せ備え、ぎらつきや干渉パターンを生じることが ない。
[0038] また、本発明のバックライト装置は、特定の光制御フィルムを使用しているので、正 面輝度が高ぐし力も適度の光拡散性を備えぎらつきや干渉パターンを生じないバッ クライト装置である。また、プリズムシートと他の部材との接触によるプリズムシートのキ ズの発生などをおさえることができる。 発明を実施するための最良の形態
[0039] 以下、本発明の光制御フィルムおよびバックライト装置について図面を参照して詳 細に説明する。なお、本発明の説明に用いる図面において、各要素のサイズ (厚み、 幅、高さ等）は説明のために必要に応じて拡大あるいは縮小されたものであって、実 際の光制御フィルムおよびバックライト装置の各要素のサイズを反映したものではな い。
[0040] 図 3 (a)一 (c)は、本発明の光制御フィルムの実施形態を模式的に示す図である。
図示するように、本発明の光制御フィルムは、ほぼ平面状のフィルムの一方の面に微 細な凹凸が形成されたものであり、その凹凸の形状に特徴を有している。凹凸は、（a )および (b)に示すように、基材となるフィルムの一方の面に形成された層に形成され ていてもよいし、（c)に示すように、凹凸が形成された層のみで光制御フィルムを構成 してちよい。
[0041] 本発明の光制御フィルムは、凹凸が形成された面と反対側の面力も入射した光が 凹凸面から出射される際に、出射光のうち正面力も所定の角度範囲内に向力 光の 成分がより多くなるように光の向きを制御し、これによつて正面輝度を高めるとともにぎ らっきを防止しうる光拡散性を与えるものである。凹凸が形成された面と反対側の面 は、典型的には平滑面であるが平滑面に限定されない。例えば、マツトイ匕されていた り、所定のドットパターンなどが形成されて 、てもよ 、。
[0042] 次に、上述した光の向きを制御するための凹凸の形状に関する条件について説明 する。
[0043] 本発明では、最初に図 4 1に示すような、 xy平面を基準面とし、それと直交する面 に描出した任意の曲線を z軸について回転した回転体力 なる単一の凸部形状（図 4 -2)について、凸形状、高さ、入射光の入射角等を変えて、入射光と出射光との関係 を 3次元空間内でシミュレートし、最適な出射光を得られる条件を検討した。そして、 この凸部の底面から、実際のバックライト装置の導光板力 出射される光の分布と同 じ分布を有する光が入射した場合に凸部側から出射する光の分布（出射角特性)を 計算により求めた。ここで凸部の内部の屈折率 nは、一般的なアクリル系榭脂の屈折 率である 1. 5として計算した。
[0044] 図 5は、図 4 2に示す形状の凸部についてシミュレートした結果である出射光分布 を表すグラフである。図中、実線が出射光分布、点線が入射光分布を示す。ここで、 正面輝度が良好で、かつ、ある程度の光散乱性を備えるためには、正面 (0度)から 士 30度の範囲に出射される光の成分が多 、ことが望ま 、。
[0045] 次に複数の凸部が形成された凹凸面について、このような条件の出射光特性を得 るための条件を見出すために、上述した凸部が複数存在する系について、凸部の形 状および高さを種々に変更したときの出射光分布の変化をシミュレートした。
断面曲線の傾きの絶対値の平均（ Θ )と出射光エネルギーとの関係をシミュレート ave
した結果を図 6に示す。図中、横軸は断面曲線の傾きの絶対値の平均（ Θ )、縦軸 ave は出射光エネルギーであり、第 1のグループ 601は z軸について 6度の範囲内の出射 光（以下、出射光という）、第 2のグループ 602は z軸について 18度の範囲に含まれ
6
る出射光（以下、出射光 という）、第 3のグループ 603は z軸について 30度の範囲に
18
含まれる出射光 (以下、出射光 30という）である。
[0046] このシミュレーション結果から、傾きの絶対値の平均（ Θ )が大きくなるにつれ、出 ave
射光 の
30 割合が増加するが、ある程度まで大きくなると逆に減少する傾向が見られた
。そこで出射光 30との相関が得られる凹凸形状の総合的な指標を検討したところ、光 制御フィルムの凹凸面上に現れる断面曲線について、 JIS B0601 : 2001に規定さ れたスキューネス P あるいは、同じ IS B0601 : 2001に規定されたクノレトシス P sk ku を用いた場合に、出射光 との関連を最もよく記述できることがわ力つた。
30
[0047] 図 7および図 8は、シミュレーションの結果を示す図であり、ともに傾きの絶対値の平 均（ 0 )を横軸に取ったときの出射光エネルギーの変化を示している。
ave
[0048] これらのシミュレーション結果では、断面曲線の傾きの絶対値の平均（ Θ )が 20度 ave 以上 70度以下のときに、出射角 30度の範囲の出射光エネルギーが大幅に増加する 傾向がみられる力 傾きの絶対値の平均（0
ave )がこの範囲にあっても出射光 30の割 合が高くならない場合が見られることがわ力つた。しかしながら、断面曲線のスキュー ネス (P )の絶対値が 1. 2以下となる結果（図 7の「參」点 604)のみに注目すると、出 sk
射光 の割合が必ず高いことがわ力つた。また、断面曲線のクルトシス (P )の値が 1
30 ku
. 5以上 5. 0以下となる結果（図 8の「參」点 605)のみに注目すると、出射光 の割合
30 が必ず高いことがわ力つた。
[0049] この断面曲線の傾きの絶対値の平均 ( Θ (度)）力 20度以上 70度以下、好ましく ave
は 20度以上 60度以下、より好ましくは 20度以上 50度以下のときにおいて、断面曲 線のスキューネス P の絶対値が 1. 2以下、好ましくは 1. 1以下にあるとき、または断 sk
面曲線のクルトシス P が 1. 5以上 5. 0以下、好ましくは 1. 5以上 4. 5以下であるとき ku
に特に優れた効果が得られる。
[0050] また断面曲線の長さの比 (L )と出射光エネルギーとの関係をシミュレートした結果 を図 9に示す。図中、横軸は、光制御フィルムの基準面と断面との交差部によって画 定される直線の長さに対する断面曲線の長さの比 (L )、縦軸は出射光エネルギーで あり、第 1のグループ 901は z軸について 6度の範囲内の出射光（以下、出射光とい
6 う）、第 2のグループ 902は z軸について 18度の範囲に含まれる出射光（以下、出射 光 という）、第 3のグループ 903は z軸について 30度の範囲に含まれる出射光（以下
18
、出射光 30という）である。
[0051] このシミュレーション結果から、長さの比 (L )が大きくなるにつれ、出射光 の割合 r 30 が増加するが、ある程度まで大きくなると逆に減少する傾向が見られた。そこで出射 光 との相関が得られる凹凸形状の総合的な指標を検討したところ、光制御フィルム
30
の凹凸面上に現れる断面曲線について、 JIS B0601 : 2001に規定されたスキュー ネス P あるいは、同じ IS 0601 : 2001に規定されたクルトシス！3 を用いた場合 sk ku に、出射光 との関連を最もよく記述できることがわ力つた。
30
[0052] 図 10および図 11は、シミュレーションの結果を示す図であり、ともに長さの比（L )を 横軸に取ったときの出射光エネルギーの変化を示している。
これらのシミュレーション結果では、長さの比（L )が 1. 1以上 1. 8以下のときに、出 射角 30度の範囲の出射光エネルギーが大幅に増加する傾向がみられる力 長さの 比 (L )がこの範囲にあっても出射光 の割合が高くならない場合が見られることがわ r 30
力つた。し力しながら、断面曲線のスキューネス (P )の絶対値が 1. 2以下となる結果 (図 10の參点 904)のみに注目すると、出射光 の割合が必ず高いことがわ力つた。
30
また、断面曲線のクルトシス (P )の値が 1. 0以上 4. 5以下となる結果（図 11の「參」 ku
点 905)のみに注目すると、出射光 の割合が必ず高いことがわ力つた。
30
[0053] この長さの比（L )が 1. 1以上 1. 8以下、好ましくは 1. 2以上 1. 7以下、より好ましく は 1. 3以上 1. 6以下のときにおいて、断面曲線のスキューネス P の絶対値が 1. 2 sk
以下、好ましくは 1. 1以下にあるとき、または断面曲線のクルトシス P が 1. 0以上 4.
ku
5以下、好ましくは 1. 0以上 4. 0以下であるときに特に優れた効果が得られる。
[0054] 上述した条件は、実質的にすべての断面について満たす必要がある。「実質的に すべての断面」とは、特定の光制御フィルムについて複数の断面について観察したと きに、観察したほとんどの断面において満たしていればよいという意味であり、上記条 件を満たさない 1、 2の断面を含んでいる場合も含む意味である。例えば断面として 光制御フィルムの端部に断面をとつた場合、凹凸が少ないため上記条件を満たさな V、場合もあり得る力 比較的長 、断面曲線にっ 、て上記条件を満たして 、れば本発 明の条件を満たすものとする。
[0055] ところで本発明の凹凸面が満たすべき条件を見出すための上記シミュレーションで は、凸部が屈折率 1. 5の材質力 なるものと仮定している力 本発明の光制御フィル ムの凹凸層は、一般に光学フィルムに使用される材料を採用することができ、その屈 折率は 1. 5に限定されない。屈折率 nを考慮して一般化した場合、断面曲線の傾き の絶対値の平均（ Θ (度)）は、（36— 10η)度以上、（86-10n)度以下であり、断面 ave
曲線のスキューネスの絶対値は、（n— 0. 4)以下であり、断面曲線のクルトシスは、 1 . 5以上（10η— 11)以下であるときに上記効果が得られる。また長さの比 (L )は、（1 . 9-0. 5n)以上、 1. 8以下であり、断面曲線のスキューネスの絶対値は、（n— 0. 4) 以下であり、断面曲線のクルトシスは、 1. 0以上（10η— 11. 5)以下であるときに上記 効果が得られる。
[0056] このように凹凸層を構成する材料の屈折率を考慮して、凹凸面の形状を設計するこ とにより、より正面方向への輝度を向上することができる。
[0057] 本発明の光制御フィルムは、その凹凸面を上述した条件を満たすように設計するこ とにより、正面輝度が高ぐある程度の拡散性を有するものとすることができる。このよ うな特性を有する本発明の光制御フィルムは、例えば、エッジライト型のバックライト装 置の導光板上に直接、あるいは直下型のバックライト装置の光源上に光拡散材等を 介して配置され、その出射光の向きを制御するフィルムとして使用される。
[0058] 本発明の光制御フィルムは、凹凸面の断面曲線が上述した条件を満たす限り、凸 部の配置は特に限定されないが、凸部および凹部がランダムに配置されていることが 好ましい。ランダムな配置とすることにより、実質的に全ての断面で上記条件を満た すことが容易となり、また干渉パターンの発生を防止することができる。個々の凸部お よび凹部の形状は同一でもよ!/、し異なって!/、てもよく、互いに重なるように配置しても 、一部もしくは全部の凸部および凹部を重ねるように配置してもよい。凸部の高さ、凹 部の深さは何れも 3— 100 m程度、凸部又は凹部の配置密度は 10個一 20万個 Z mm2程度であることが好ま 、。上記条件を満たす典型的な光制御フィルムの凹凸 面を図 12に示す。
[0059] 次に、上述した凹凸面を有する光制御フィルムを製造するための具体的構成につ いて説明する。
[0060] 本発明の光制御フィルム 10の基材 11および凹凸層 12を構成する材料としては、 一般に光学フィルムに用いられる材料を用いることができる。具体的には、基材 11は 、光透過性が良好なものであれば特に制限されることなぐポリエチレンテレフタレー ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリェチ レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、トリァセチルセルロース、アクリル、ポリ塩化ビュル などのプラスチックフィルムなどを使用することができる。
[0061] 凹凸層 12を構成する材料としても、光透過性が良好なものであれば特に制限され ることなく、ガラス、高分子榭脂などを使用することができる。ガラスとしては、ケィ酸塩 ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラスなどの酸ィ匕ガラスなどがあげられる。高分子 榭脂としては、ポリエステル系榭脂、アクリル系榭脂、アクリルウレタン系榭脂、ポリエ ステルアタリレート系榭脂、ポリウレタンアタリレート系榭脂、エポキシアタリレート系榭 脂、ウレタン系榭脂、エポキシ系榭脂、ポリカーボネート系榭脂、セルロース系榭脂、 ァセタール系樹脂、ビュル系榭脂、ポリエチレン系榭脂、ポリスチレン系榭脂、ポリプ ロピレン系榭脂、ポリアミド系榭脂、ポリイミド系榭脂、メラミン系榭脂、フエノール系榭 脂、シリコーン系榭脂、フッ素系榭脂などの熱可塑性榭脂、熱硬化性榭脂、電離放 射線硬化性榭脂などがあげられる。
[0062] これら材料のうち、加工性、取扱い性の観点力 高分子榭脂が好適であり、特に屈 折率 (JIS K7142 : 1996)力 S1. 3-1. 7程度のものを用いることが好ましい。凹凸 層を形成する材料として屈折率 ηが上記範囲以外のものを用いた場合でも、条件 (Α 1 OR A2) AND (Bl OR B2)を満たすことにより、良好な輝度が実現できるが 、このような範囲のものを用いることにより高い輝度が得られる。特に、材料の屈折率 に応じて、凹凸面が条件（A1 ' OR Α2' ) AND (Bl OR B2)を満たすようにす ることにより、より一層正面輝度を向上させることができる。
[0063] 凹凸層 12には、一般的な光拡散性シートのように、有機ビーズや無機顔料などの 光拡散剤を含有させてもよいが、必須ではない。本発明の光制御フィルムにおいて は、光拡散剤を含有させなくても凹凸面自体である程度の光拡散効果を発揮するこ とができる。したがって、光拡散剤を原因として他の部材を傷つけたり、光拡散剤が 剥がれ落ちてゴミが発生することもな 、。
[0064] 凹凸層 12の形成方法としては、例えば、 1)エンボスロールを用いた方法、 2)エツ チング処理、 3)型による成型を採用することができるが、再現性よく所定の凹凸層を 有する光制御フィルムを製造できる点で、型を使用して製造する方法が好ましい。具 体的には、凹凸面と相補的な形状力 なる型を作製し、当該型に高分子榭脂などの 凹凸面を構成する材料を流し込んで硬化させた後、型から取り出すことにより製造す ることができる。基材を使用する場合には、型に高分子榭脂などを流し込み、その上 に透明基材を重ね合わせた後、高分子榭脂などを硬化させ、透明基材ごと型から取 り出すことにより製造することができる。
[0065] 型に凹凸面と相補的な形状を形成する方法としては、特に限定されないが、次のよ うな方法を採用することができる。例えば、レーザー微細加工技術により、特定形状 の凸部を平板上に配置密度が例えば数千個 Zmm2となるように形成し、これを雄型 として成型用の型 (雌型)を作製する。特定形状の凸部とは、一つの凸部全体をその 形状が正しく反映される幅（1. 0 m以下)で等間隔に断面曲線を測定し、その平均 が条件（Al OR A2) AND (Bl OR B2)を満たすものである。あるいは所定の 粒子径の粒子を分散させた榭脂を硬化して凹凸層を有する榭脂板を作製し、これら 凹凸層の表面を表面測定装置で測定し、上記条件に合致する榭脂板を選択し、これ を雄型として成型用の型 (雌型)を作製する。
[0066] なお、光制御フィルムの凹凸層力も形成される面とは反対側の面は平滑であっても よいが、導光板ゃ榭脂板と接する際に-ユートンリングを生じさせないように微マット 処理を施したり、光透過率を向上させるため反射防止処理を施してもよい。
[0067] また、良好な正面輝度を得るため、光制御フィルムの光学特性として、ヘーズが 60 %以上、好ましくは 70%以上であることが望ましい。ここで、ヘーズとは、 JIS K713 6 : 2000におけるヘーズの値のことであり、ヘーズ（％) = [ ( τ / τ )—τ ( τ / τ
4 2 3 2
) ] Χ 100の式から求められる値である（τ ：入射光の光束、 τ ：試験片を透過した
1 1 2
全光束、 τ ：装置で拡散した光束、 τ ：装置および試験片で拡散した光束)。
3 4
[0068] 光制御フィルム全体の厚みは特に制限されることはないが、通常 20— 300 μ m程 度である。
[0069] 以上説明した本発明の光制御フィルムは、主として、液晶ディスプレイ、電飾看板な どを構成するバックライト装置の一部品として用いられる。
[0070] 次に、本発明のノ ックライト装置について説明する。本発明のノ ックライト装置は、 少なくとも光制御フィルムと、光源とから構成される。光制御フィルムとしては上述した 光制御フィルムを用いる。ノ ックライト装置中における光制御フィルムの向きは特に制 限されることはないが、好ましくは凹凸面を光出射面側となるようにして用いる。ノ ック ライト装置は、いわゆるエッジライト型、直下型といわれる構成を採用することが好まし い。
[0071] エッジライト型のバックライト装置は、導光板と、導光板の少なくとも一端に配置され た光源と、導光板の光出射面側に配置された光制御フィルムなど力 構成される。こ こで、光制御フィルムは、凹凸面を光出射面となるようにして用いることが好ましい。ま た、導光板と光制御フィルムとの間にプリズムシートを使用することが好ましい。このよ うな構成とすることで、正面輝度、視野角のバランスに優れるとともに、プリズムシート 特有の問題であるぎらつきのないバックライト装置とすることができる。
[0072] 導光板は、少なくとも一つの側面を光入射面とし、これと略直交する一方の面を光 出射面とするように成形された略平板状力 なるものであり、主としてポリメチルメタク リレートなどの高透明な榭脂から選ばれるマトリックス榭脂からなる。必要に応じてマト リックス榭脂と屈折率の異なる榭脂粒子が添加されて 、てもよ 、。導光板の各面は、 一様な平面ではなく複雑な表面形状をしているものでも、ドットパターンなどの拡散印 刷が設けられていてもよい。
[0073] 光源は導光板の少なくとも一端に配置されるものであり、主として冷陰極管が使用 される。光源の形状としては線状、 L字状のものなどがあげられる。
[0074] エッジライト型バックライト装置は、上述した光制御フィルム、導光板、光源のほかに 、 目的に応じて反射板、偏光フィルム、電磁波シールドフィルムなどが備えられる。
[0075] 本発明のエッジライト型のバックライト装置の一実施形態を図 13に示す。このノ ック ライト装置 140は、導光板 141の両側に光源 142を備えた構成を有し、導光板 141 の上側に、凹凸面が外側となるように光制御フィルム 143が載置されている。光源 14 2は光源力もの光が効率よく導光板 141に入射されるように、導光板 141と対向する 部分を除き光源リフレクタ 144で覆われている。また導光板 141の下側には、シヤー シ 145に収納された反射板 146が備えられている。これによつて導光板 141の出射 側と反対側に出射された光を再度導光板 141に戻し、導光板 141の出射面からの出 射光を多くするようにして 、る。
[0076] 直下型のバックライト装置は、光制御フィルムと、光制御フィルムの光出射面とは反 対側の面に順に備えられた、光拡散材、光源などカゝら構成される。ここで、光制御フ イルムは、凹凸面を光出射面となるようにして用いることが好ましい。また、光拡散材と 光制御フィルムとの間にプリズムシートを使用することが好ましい。このような構成とす ることで、正面輝度、視野角のバランスに優れるとともに、プリズムシート特有の問題 であるぎらつきのないバックライト装置とすることができる。
[0077] 光拡散材は光源のパターンを消すためのものであり、乳白色の榭脂板、光源に対 応する部分にドットパターンを形成した透明フィルム (ライティングカーテン)の他、透 明基材上に凹凸の光拡散層を有するいわゆる光拡散フィルムなどを単独あるいは適 宜組み合わせて使用することができる。
[0078] 光源は主として冷陰極管が使用される。光源の形状としては線状、 L字状のものな どがあげられる。直下型のバックライト装置は、上述した光制御フィルム、光拡散材、 光源の他に、 目的に応じて、反射板、偏光フィルム、電磁波シールドフィルムなどを 備えていてもよい。
[0079] 本発明の直下型のノ ックライト装置の一実施形態を図 14に示す。このバックライト 装置 150は、図示するように、シャーシ 155内に収納した反射板 156の上に光源 15 2を複数配置し、その上に光拡散材 157を介して、光制御フィルム 153が載置された 構造を有している。
[0080] 本発明のバックライト装置は、光源あるいは導光板から出射される光の向きを制御 する光制御フィルムとして、特定の凹凸面を有する光制御フィルムを用いたことにより 、従来のバックライト装置に比べ正面輝度を向上することができ、しかもプリズムシート を単体で用いた場合のようなぎらつきの問題ゃキズつきの発生が少な 、。
実施例
[0081] 以下、実施例により本発明を更に説明する。
[実施例 1一 4]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 4種類の型（1)一 (4)を作製し 、（1)一（3)の型には屈折率 1. 50の紫外線硬化型榭脂、（4)の型には、屈折率 1. 40のシリコーン榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭脂を硬化させた後、型から 取り出して、 23cm (光源と垂直方向） X 31cm (光源と平行方向）の光制御フィルム（ 1)一（4) (実施例 1一 4の光制御フィルム）を得た。
[0082] 次 、で、表面形状測定装置（SAS— 2010SAU— II：明伸ェ機社）により光制御フィ ルム（1)一（4)の凹凸面（光出射面）の表面形状を JIS B0601： 2001に従 、測定し た。この表面形状測定装置の触針の形状は、球状先端をもつ円すい形で、先端の半 径 2 /ζ πι、円すいのテーパ角度 60度である。測定間隔は 1. O /z mとした。測定は、各 光制御フィルム上の 5点の任意の位置にぉ 、て任意の方向で行 、、得られた断面曲 線について光入射面に対する傾きの絶対値の平均（ Θ )を算出した。さらに、同じ
ave
断面曲線から、 JIS B0601 : 2001に規定された断面曲線のスキューネス（P )を求
sk めた。光制御フィルム（1)一（4)につ 、て得られた結果を表 1に示す (傾きの単位は「 度」）。また、濁度計 (NDH2000 :日本電色工業社）により、光制御フィルム（1)一（4 )のヘーズを JIS K7136 : 2000に従 、測定した結果を合わせて表 1に示す。
[0083] [表 1]
Figure imgf000019_0001
[0084] 表 1からわ力るように、実施例 1一 4の光制御フィルムは、全ての断面曲線において 傾きの絶対値の平均が 20度以上 75度以下であった。また、全ての断面曲線のスキ ユーネスの絶対値が 1. 2以下であった。また、実施例 1一 4の各光制御フィルムのへ ーズは何れも 70%以上であり、良好な正面輝度を得るため必要な光学特性を満たし ていた。
[0085] 次に、光制御フィルム（1)一（4)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰極 管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（1)一（ 4)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の中心 における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度を測 定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（1)一（4)について得られた結果を表 2に示す（単位は「cdZm2」）。
[0086] [表 2]
Figure imgf000020_0001
[0087] 表 2の結果から、実施例 1一 4の光制御フィルムは、バックライト装置に 1枚組み込ん だのみで、出射角 30度以内の輝度を高くすることができ、正面方向に対し高い出射 光が得られることが示された。
[0088] [実施例 5— 8]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 4種類の型（5)— (8)を作製し 、型（5)—（7)には屈折率 1. 50の紫外線硬化型榭脂を、一つの型 (8)には屈折率 1 . 40のシリコーン榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭脂を硬化させた後、型か ら取り出して、 23cm X 31cmの光制御フィルム（5)—（8) (実施例 5— 8の光制御フィ ルム）を得た。
[0089] 次いで、実施例 1一 4と同様に光制御フィルム（5)—（8)の凹凸面 (光出射面）の表 面形状を JIS B0601： 2001に従 、測定した。測定は、各光制御フィルム上の 5点の 任意の位置にぉ 、て任意の方向で行 、、得られた断面曲線にっ 、て光入射面に対 する傾きの絶対値の平均（ Θ )を算出した。さらに、同じ断面曲線から、 JIS B060
ave
1 : 2001に規定された断面曲線のクルトシス（P )を求めた。光制御フィルム（5)—（
ku
8)について得られた結果を表 3に示す (傾きの単位は「度」）。また、濁度計 (NDH2 000 :日本電色工業社）により、光制御フィルム（5)—（8)のヘーズを JIS K7136 : 2 000に従い測定した結果を合わせて表 3に示す。
[0090] [表 3]
ヘーズ
P ku
(度） (%)
42. 3 2. 590
40. 8 2. 472
実施例 5 40. 9 2. 515 82. 7
43. 8 2. 580
41. 6 2. 618
38. 0 2. 260
36. 9 2. 268
実施例 6 36. 8 2. 347 82. 1
38. 5 2. 320
37. 1 2. 267
24. 5 1. 925
23. 9 1. 930
実細 7 24. 1 1. 971 77. 5
24. 7 1. 962
24. 7 1. 837
25. 3 3. 885
25. 9 4. 058
実施例 8 24. 6 3. 835 82. 0
25. 5 3. 697
24. 6 3. 932 表 3からわ力るように、実施例の光制御フィルムは、全ての断面曲線において傾き の絶対値の平均が 20度以上 75度以下であった。また、全ての断面曲線のクルトシス が 1. 5以上 5.0以下であった。また、実施例 5— 8の各光制御フィルムのヘーズは何 れも 70%以上であり、良好な正面輝度を得るため必要な光学特性を満たして ヽた。 [0092] 次に、光制御フィルム（5)— (8)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰極 管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（5)—（ 8)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の中心 における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度を測 定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（5)—（8)について得られた結果を表 4に示す（単位は「cdZm2」 )。
[0093] [表 4]
Figure imgf000023_0001
[0094] 表 4の結果から、実施例 5— 8の光制御フィルムは、バックライト装置に 1枚組み込ん だのみで、出射角 30度以内の輝度を高くすることができ、正面方向に対し高い出射 光が得られることが示された。
[0095] [比較例 1一 3]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 3種類の型（9) - (11)を作製 し、型に屈折率 1.50の紫外線硬化型榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭脂 を硬化させた後、型から取り出して、 23cm X 31cmの光制御フィルム（9)一（11) (比 較例 1一 3の光制御フィルム）を得た。
[0096] 次いで、実施例 1一 4と同様に光制御フィルム（9)一（11)の凹凸面 (光出射面）の 表面形状を JIS B0601:2001に従い測定した。得られた断面曲線について光入射 面に対する傾きの絶対値の平均（ Θ )を算出した。さらに、同じ断面曲線から、 JIS
ave
B0601:2001に規定された断面曲線のスキューネス（P )を求めた。光制御フィル
sk
ム（9)一（ 11)につ 、て得られた結果を表 5に示す (傾きの単位は「度」）。
[0097] [表 5]
P ave ヘーズ
1 Psk 1
(度） (%)
31. 1. 261
32. 8 1. 251 比較例 1 32. 5 1. 310 80. 6
31. 8 1. 303
33. 0 1. 229
25. 1 1. 755
25. 6 1. 673
比較例 2 24. 6 1. 719 72. 7
25. 5 1. 759
25. 4 1. 786
20. 3 2. 159
20. 8 2. 221
比較例 3 20. 4 2. 123 68. 0
20. 3 2. 185
21. 2 2. 130 [0098] 表 5からわ力るように、比較例 1一 3の光制御フィルムは、全ての断面曲線において 傾きの絶対値の平均が 20度以上 75度以下であった。し力しながら、全ての断面曲 線のスキューネスの絶対値が 1. 2より大き力つた。
[0099] 次に、光制御フィルム（9)一（11)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰 極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（9) 一（11)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の 中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度 を測定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（9)一（11)について得られた結 果を表 6に示す (単位は「cdZm2」 )。
[0100] [表 6]
Figure imgf000025_0001
表 6の結果から、比較例 1一 3の光制御フィルムは、バックライト装置に組み込んだ 場合の正面輝度が十分でな 、ことがわ力つた。 [0102] [比較例 4一 6]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 3種類の型（12)—（14)を作 製し、型に屈折率 1. 50の紫外線硬化型榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭 脂を硬化させた後、型から取り出して、 23cm X 3 lcmの光制御フィルム（12)—（14) (比較例 4一 6の光制御フィルム）を得た。
[0103] 次いで、実施例と同様に光制御フィルム（12)—（14)の凹凸面 (光出射面）の表面 形状を JIS B0601 : 2001に従い測定した。得られた断面曲線について光入射面に 対する傾きの絶対値の平均（ Θ )を算出した。さらに、同じ断面曲線から、 JIS B06
ave
01： 2001に規定された断面曲線のクルトシス (P )を求めた。
ku
光制御フィルム（ 12)—（ 14)につ 、て得られた結果を表 7に示す (傾きの単位は「度」
) o
[0104] [表 7]
e ヘーズ
Γ u
(度） (%)
2 1 . 2 7. 7 2 0
2 1 . 3 7. 9 1 8
比較例 4 2 1. 0 8. 0 4 2 7 3. 2
2 0. 3 7. 3 4 9
20. 6 7. 6 0 0
2 5. 1 1 . 3 5 1
2 5. 7 1. 3 4 7
比較例 5 2 4. 4 1. 3 0 6 7 5. 8
2 5. 7 1. 4 1 6
2 4. 8 1. 2 9 9
3 1. 2 5. 8 8 5
3 2. 3 5. 8 0 9
比較例 6 3 0. 0 6. 0 0 2 7 7. 1
3 0. 3 5. 7 5 9
3 0. 8 5. 6 7 2
[0105] 表 7からわ力るように、比較例 4一 6の光制御フィルムは、全ての断面曲線において 傾きの絶対値の平均が 20度以上 75度以下であった。し力しながら、全ての断面曲 線のクノレ卜シス力 S1. 5より/ Jヽさい力 5.0より大き力つた。
[0106] 次に、光制御フィルム（12)—（14)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰 極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（12) 一（14)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の 中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度 を測定した（1インチ =2. 54cm) o光制御フィルム（12)—（14)について得られた結 果を表 8に示す (単位は「cdZm2」 )。
[0107] [表 8] 輝度 (c d/m2) 比較例 4 比較例 5 比較例 6 左 45度 1 240 1 1 90 1 230
平
左 30度 1 390 1540 1 430
行
0度 1 330 1550 1 390
方
右 30度 1 390 1 530 1 430
向
右 45度 1 230 1 190 1 220 上 45度 1 540 1380 1 490
垂
上 30度 1 560 1 700 1 6 1 0
直
0度 1 330 1 90
方
下 30度 1580 1 7 10 1 620
向
下 45度 1530 1370 1 480
[0108] 表 8の結果から、比較例 4一 6の光制御フィルムは、バックライト装置に組み込んだ 場合の正面輝度が十分でな 、ことがわかる。
[0109] [比較例 7— 8]
市販の光拡散性シート (比較例 7— 8)について、実施例と同様にフィルム上の任意 の 5点で任意の方向に凹凸面 (光出射面）の表面形状を測定し、断面曲線の傾きの 絶対値の平均（ Θ )を求めた。さらに、同じ断面曲線から、断面曲線のスキューネス
ave
(P )とクルトシス (P )を求めた。結果を表 9に示す。
sk ku
[0110] [表 9] ^ a V e
1 Psb l 1 ku
(度）
17. 1 0. 131 3. 329
17. 2 0. 130 3. 277 比較例 7 16. 8 0. 133 3. 482
16. 9 0. 126 3. 261
17. 2 0. 135 3. 422
10. 9 0. 752 3. 673
10. 7 0. 750 3. 813 比較例 8 10. 5 0. 736 3. 618
10. 9 0. 747 3. 736
11. 1 0. 736 3. 691
[0111] 表 9からわ力るように、比較例 7— 8の光拡散性シートは、全ての測定点において、 傾きの絶対値の平均が 20度以上 75度以下にならないものであった。
[0112] 次いで、比較例 7— 8の光拡散性シートを 15インチエッジライト型バックライト装置（ 冷陰極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、比較例 7— 8の 光拡散性シートの凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト 装置の中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごと の輝度を測定した（1インチ =2. 54cm)。結果を表 10に示す。
[0113] [表 10] 輝度 (c d/m2) 比較例 7 比較例 8
左 45度 1190 1260
平
左 30度 1560 1330
行
0度 1580 1240
方
右 30度 1550 1 330
向
右 45度 1 180 1 250
上 45度 1360 1 610
垂
上 30度 1720 1500
直
0度 1580 1 240
方
下 30度 1730 1 520
向
下 45度 1350 1600
[0114] 表 10の結果力ももわ力るように、従来の光拡散性シートをバックライト装置に組み込 んだ場合には、良好な正面輝度を得ることはできな力つた。
[0115] [実施例 9一 12]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 4種類の型（15)—（18)を作 製し、（15)—（17)の型には屈折率 1.50の紫外線硬化型榭脂、（18)の型には、屈 折率 1.40のシリコーン榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭脂を硬化させた後 、型力も取り出して、 23cm (光源と垂直方向） X 31cm (光源と平行方向）の光制御フ イルム（ 15)—（ 18) (実施例 9一 12の光制御フィルム）を得た。
[0116] 次いで、表面形状測定装置（SAS— 2010SAU— Π:明伸ェ機社）により光制御フィ ルム（15)—（18)の凹凸面（光出射面）の表面形状を JIS B0601： 2001に従い測 定した。この表面形状測定装置の触針の形状は、球状先端をもつ円すい形で、先端 の半径 2/ζπι、円すいのテーパ角度 60度である。測定間隔は 1. O/zmとした。
[0117] 測定は、各光制御フィルム上の 5点の任意の位置において任意の方向で行い、得 られた断面曲線についてその長さ（L2)を測定し、その断面の底辺の長さ（L1)に対 する比（L =L2ZL1)を算出した。さらに、同じ断面曲線から、 JIS B0601 : 2001 に規定された断面曲線のスキューネス（P )を求めた。光制御フィルム（15)—（18)
sk
について得られた結果を表 11に示す (傾きの単位は「度」）。また、濁度計 (NDH20 00 :日本電色工業社）により、光制御フィルム（15)—（18)のヘーズを JIS K7136 : 2000に従 、測定した結果を合わせて表 11に示す。
[表 11]
ヘーズ
1 Psk 1
(%)
1. 677 0. 097
1. 630 0. 097
実細 9 1. 654 0. 095 82. 7
1. 650 0. 101
1. 661 0. 094
1. 392 0. 248
1. 330 0. 237
実 Jfe例 10 1. 360 0. 253 82. 1
1. 341 0. 251
1. 346 0. 237
1. 265 0. 461
1. 215 0. 483
実細 11 1. 202 0. 439 96. 5
1. 262 0. 455
1. 254 0. 459
1. 455 0. 120
1. 489 0. 126
実施例 12 1. 450 0. 117 82. 5
1. 513 0. 126
1. 457 0. 121
[0119] 表 11からわ力るように、実施例 9一 12の光制御フィルムは、全ての断面曲線におい て長さの比 (L)が 1.1以上 1.8以下であった。また、全ての断面曲線のスキューネ スの絶対値が 1.2以下であった。また、実施例 9一 12の各光制御フィルムのヘーズ は何れも 70%以上であり、良好な正面輝度を得るため必要な光学特性を満たして!/ヽ た。
[0120] 次に、光制御フィルム（15)—（18)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰 極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（15) 一（18)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の 中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度 を測定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（15)—（18)について得られた結 果を表 12に示す (単位は「cdZm2」 )。
[0121] [表 12]
Figure imgf000033_0001
[0122] 表 12の結果から、実施例 9一 12の光制御フィルムは、バックライト装置に 1枚組み 込んだのみで、出射角 30度以内の輝度を高くすることができ、正面方向に対し高い 出射光が得られることが示された。
[0123] [実施例 13— 16]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 4種類の型（19)一（22)を作 製し、型（19)一（21)には屈折率 1. 50の紫外線硬化型榭脂を、一つの型（22)には 屈折率 1. 40のシリコーン榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭脂を硬化させた 後、型から取り出して、 23cm X 31cmの光制御フィルム（19)一（22) (実施例 13— 1 6の光制御フィルム）を得た。
[0124] 次いで、実施例 1一 4と同様に光制御フィルム（19)一（22)の凹凸面 (光出射面）の 表面形状を JIS B0601： 2001に従 、測定した。測定は、各光制御フィルム上の 5点 の任意の位置にぉ 、て任意の方向で行 、、得られた断面曲線にっ 、てその長さ (L 2)を測定し、その断面の底辺の長さ（L1)に対する比 (L =L2ZL1)を算出した。さ らに、同じ断面曲線から、 JIS B0601 : 2001に規定された断面曲線のクルトシス（P k
)を求めた。光制御フィルム（19)一（22)について得られた結果を表 13に示す (傾き の単位は「度」）。また、濁度計 (NDH2000 :日本電色工業社）により、光制御フィル ム（19)一（22)のヘーズを JIS K7136 : 2000に従い測定した結果を合わせて表 13 に示す。
[0125] [表 13]
ヘーズ
P ku
(%)
1. 685 1 651
1. 679 1 651
実施例 13 1. 761 1 700 82. 3
1. 657 1 624
1. 682 1 676
1. 376 4 023
1. 326 4 032
実施例 14 1. 333 3 848 76. 2
1. 316 4 141
1. 418 3 942
1. 288 2 146
1. 250 2 206
実施例 15 1. 261 2 148 82. 6
1. 275 2 248
1. 276 2 099
1. 326 2 260
1. 391 2 343
実施例 16 1. 381 2 197 94. 3
1. 365 2 244
1. 323 2 372 表 13からわ力るように、実施例の光制御フィルムは、全ての断面曲線において長さ の比（L)が 1.1以上 1.8以下であった。また、全ての断面曲線のクルトシスが 1.0以 上 4. 5以下であった。また、実施例 13— 16の各光制御フィルムのヘーズは何れも 7 0%以上であり、良好な正面輝度を得るため必要な光学特性を満たしていた。
[0127] 次に、光制御フィルム（19)一（22)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰 極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（19) 一（22)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の 中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度 を測定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（19)一（22)について得られた結 果を表 I4に示す（単位は「cdZm2」 )。
[0128] [表 14]
Figure imgf000036_0001
表 14の結果から、実施例 13— 16の光制御フィルムは、バックライト装置に 1枚組み 込んだのみで、出射角 30度以内の輝度を高くすることができ、正面方向に対し高い 出射光が得られることが示された。 [0130] [比較例 9一 11]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 3種類の型（23)— (25)を作 製し、型に屈折率 1. 50の紫外線硬化型榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭 脂を硬化させた後、型から取り出して、 23cm X 31cmの光制御フィルム（23)—（25) (比較例 9一 11の光制御フィルム）を得た。
[0131] 次いで、実施例 1一 4と同様に光制御フィルム（23)—（25)の凹凸面 (光出射面）の 表面形状を JIS B0601 : 2001に従い測定した。得られた断面曲線についてその長 さ（L2)を測定し、その断面の底辺の長さ（L1)に対する比 (L =L2/L1)を算出した 。さらに、同じ断面曲線から、 JIS B0601 : 2001に規定された断面曲線のスキュー ネス（P )を求めた。光制御フィルム（23)—（25)について得られた結果を表 15に示 sk
す (傾きの単位は「度」）。
[0132] [表 15]
ヘーズ
し r 1 Psk 1
(%)
1. 202 1. 261
1. 143 1. 236 比較例 9 1. 161 1. 302 81. 5
1. 162 1. 261
1. 234 1. 304
1. 141 1. 755
1. 186 1. 741 比較例 10 1. 113 1. 785 60. 8
1. 166 1. 708
1. 130 1. 719
1. 121 2. 159
1. 153 2. 246 比較例 11 1. 168 2. 655 64. 4
1. 143 2. 243
1. 170 2. 225
[0133] 表 15からわ力るように、比較例 9一 11の光制御フィルムは、全ての断面曲線におい て長さの比（L)が 1.1以上 1.8以下であった。し力しながら、全ての断面曲線のスキ ユーネスの絶対値が 1.2より大きかった。
[0134] 次に、光制御フィルム（23)—（25)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰 極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（23) 一（25)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の 中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度 を測定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（23)—（25)について得られた結 果を表 16に示す（単位は「cdZm2」 )。
[表 16]
Figure imgf000039_0001
[0136] 表 16の結果から、比較例 9一 11の光制御フィルムは、バックライト装置に組み込ん だ場合の正面輝度が十分でな 、ことがわ力つた。
[0137] [比較例 12— 14]
レーザー微細加工技術により所定の凹凸を形成した 3種類の型（26)— (28)を作 製し、型に屈折率 1. 50の紫外線硬化型榭脂を流し込んだ。次いで、流し込んだ榭 脂を硬化させた後、型から取り出して、 23cm X 31cmの光制御フィルム（26)—（28) (比較例 12— 14の光制御フィルム）を得た。
[0138] 次いで、実施例と同様に光制御フィルム（26)—（28)の凹凸面 (光出射面）の表面 形状を JIS B0601 : 2001に従い測定した。得られた断面曲線についてその長さ（L 2)を測定し、その断面の底辺の長さ（L1)に対する比 (L =L2ZL1)を算出した。さ らに、同じ断面曲線から、 JIS B0601 : 2001に規定された断面曲線のクルトシス（P k
)を求めた。光制御フィルム（26)—（28)について得られた結果を表 17に示す (傾き の単位は「度」）。
[表 17]
Figure imgf000040_0001
表 17からわ力るように、比較例 12— 14の光制御フィルムは、全ての断面曲線にお いて長さの比（L )が 1. 1以上 1. 8以下であった。し力しながら、全ての断面曲線のク ノレトシス力 1. 0より/ Jヽさい力 4. 5より大き力つた。 [0141] 次に、光制御フィルム（26)—（28)を 15インチエッジライト型バックライト装置 (冷陰 極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、光制御フィルム（26) 一（28)の凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バックライト装置の 中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度ごとの輝度 を測定した（1インチ = 2. 54cm) o光制御フィルム（26)—（28)について得られた結 果を表 18に示す（単位は「cdZm2」 )。
[0142] [表 18]
Figure imgf000041_0001
[0143] 表 18の結果から、比較例 12— 14の光制御フィルムは、バックライト装置に組み込 んだ場合の正面輝度が十分でないことがわ力つた。
[0144] [比較例 15、 16]
市販の光拡散性シート（比較例 15、 16)について、実施例と同様にフィルム上の任 意の 5点で任意の方向に凹凸面 (光出射面)の表面形状を測定し、測定した断面曲 線についてその長さ（L2)を測定し、その断面の底辺の長さ（L1)に対する比 (L =L 2ZL1)を算出した。さらに、同じ断面曲線から、断面曲線のスキューネス (P )とクル sk トシス (P )を求めた。比較例 15、 16の光拡散性シートについて得られた結果を表 1 ku
9に示す。
[表 19]
Figure imgf000042_0001
[0146] 表 19からわ力るように、比較例 15、 16の光拡散性シートは、全ての測定点におい て、長さの比（L )が 1. 1以上 1. 8以下にならないものであった。
[0147] 次いで、比較例 15、 16の光拡散性シートを 15インチエッジライト型バックライト装置
(冷陰極管上下各 1灯）に組み込み、正面輝度を測定した。すなわち、比較例 15、 1 6の光拡散性シートの凹凸面が光出射面となるようにして導光板上に設置し、バック ライト装置の中心における光源 (冷陰極管）と平行方向と垂直方向における出射角度 ごとの輝度を測定した（1インチ =2. 54cm) o結果を表 20に示す。
[0148] [表 20] 輝度 (c d/m2) 比較例 7 比較例 8 左 45度 1 1 80 1260
平
左 30度 1560 1330
行
0度 1560 1240
方
右 30度 1550 1330
向
右 45度 1 1 80 1250 上 45度 1350 1610 上 30度 17 10 1500
0度 1560 1240
方
下 30度 1720 1520
向
下 45度 1360 1600
[0149] 表 20の結果力ももわ力るように、従来の光拡散性シートをバックライト装置に組み込 んだ場合には、良好な正面輝度を得ることはできな力つた。
[0150] 以上の実施例からも明らかなように、実施例の光制御フィルムは、凹凸面を特定の 構成を満たすようにしたことにより、正面輝度に優れ、適度の光拡散性を備えたもの であった。また、このような光制御フィルムをバックライト装置に組み込むことにより、正 面輝度が高ぐぎらつきや干渉パターンの発生のないバックライト装置とすることがで きた。
図面の簡単な説明
[0151] [図 1]本発明の光制御フィルムの凹凸面を説明する図 圆 2]本発明の光制御フィルムの断面曲線を説明する図
圆 3]本発明の光制御フィルムの実施形態を示す断面図
[図 4-1]形状による出射角特性の違いをシミュレートするのに用いた 3次元凸部形状 の断面図
[図 4-2]形状による出射角特性の違いをシミュレートするのに用いた 3次元凸部形状 の一例を示す図
[図 5]3次元シミュレーションの結果を示す図
[図 6]3次元シミュレーションの結果を示す図
[図 7]3次元シミュレーションの結果を示す図
[図 8]3次元シミュレーションの結果を示す図
[図 9]3次元シミュレーションの結果を示す図
[図 10]3次元シミュレーションの結果を示す図
[図 11]3次元シミュレーションの結果を示す図
圆 12]本発明の光制御フィルムの凹凸面の一例を示す斜視図
圆 13]本発明のバックライト装置の一実施形態を示す図
圆 14]本発明のバックライト装置の一実施形態を示す図

Claims

請求の範囲
[1] 凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直 な任意の断面について、凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲 線と 、う）の、前記基準面に対する傾きの絶対値の平均 ( Θ (度)）が、 20度以上 75 ave
度以下であり、かつ前記断面曲線のスキューネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値が 1. 2以下となる条件を、実質的にすべての断面曲線において満たすことを特徴とす る光制御フィルム。
[2] 所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形成された凹凸面を有する光制御フィ ルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な断面について、凹凸面に よって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線という）の、前記基準面に対する 傾きの絶対値の平均（Θ (度)）が、（36— 10η)度以上、（86-10n)度以下であり、 ave
かつ前記断面曲線のスキューネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値力 S (n— 0. 4)以下 となる条件を、実質的にすべての断面曲線において満たすことを特徴とする光制御 フイノレム。
[3] 凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直 な任意の断面について、凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲 線と 、う）の、前記基準面に対する傾きの絶対値の平均 ( Θ (度)）が、 20度以上 75 ave
度以下であり、かつ前記断面曲線のクルトシス (JIS B0601 : 2001)が 1. 5以上 5. 0以下となる条件を、実質的にすべての断面曲線において満たすことを特徴とする光 制御フィルム。
[4] 所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形成された凹凸面を有する光制御フィ ルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な断面について、凹凸面に よって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線という）の、前記基準面に対する 傾きの絶対値の平均（Θ (度)）が、（36— 10η)度以上、（86-10n)度以下であり、 ave
かつ前記断面曲線のクルトシス (JIS B0601 : 2001)力 i. 5以上（10η— 11)以下と なる条件を、実質的にすべての断面曲線において満たすことを特徴とする光制御フ イノレム。
[5] 凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直 な任意の断面について、前記基準面と断面との交差部によって画定される直線の長 さ (L1)に対する前記凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線と いう）の長さ（L2)の比（L =L2ZL1)が 1. 1≤L≤1. 8であり、かつ前記断面曲線 のスキューネス (JIS B0601 : 2001)の絶対値が 1. 2以下となる条件を、実質的に すべての断面について満たすことを特徴とする光制御フィルム。
[6] 所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形成された凹凸面を有する光制御フィ ルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、前 記基準面と断面との交差部によって画定される直線の長さ (L1)に対する前記凹凸 面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線と!/、う）の長さ（L2)の比 (L =L2ZL1)が（1. 9-0. 5n)≤L≤1. 8であり、かつ前記断面曲線のスキューネス（ JIS B0601： 2001)の絶対値が（n— 0. 4)以下となる条件を、実質的にすべての断 面について満たすことを特徴とする光制御フィルム。
[7] 凹凸面を有する光制御フィルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直 な任意の断面について、前記基準面と断面との交差部によって画定される直線の長 さ (L1)に対する前記凹凸面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線と いう）の長さ（L2)の比（L =L2ZL1)が 1. 1≤L≤1. 8であり、かつ前記断面曲線 のクルトシス (JIS B0601 : 2001)力 . 0以上 4. 5以下となる条件を、実質的にすべ ての断面について満たすことを特徴とする光制御フィルム。
[8] 所定の屈折率 nの材料力もなる凹凸層により形成された凹凸面を有する光制御フィ ルムであって、前記凹凸面は、フィルムの基準面に垂直な任意の断面について、前 記基準面と断面との交差部によって画定される直線の長さ (L1)に対する前記凹凸 面によって画定される断面端部の曲線 (以下、断面曲線と!/、う）の長さ（L2)の比 (L =L2ZL1)が（1. 9-0. 5n)≤L≤1. 8であり、かつ前記断面曲線のクルトシス (JIS
B0601 : 2001)が 1. 0以上（10η— 11. 5)以下となる条件を、実質的にすべての 断面について満たすことを特徴とする光制御フィルム。
[9] 少なくとも一端部に光源が配置され、前記一端部に略直交する面を光出射面とす る導光板と、前記導光板の光出射面に配置される光制御フィルムとを備えたバックラ イト装置において、前記光制御フィルムとして、請求項 1から 8いずれか 1項記載の光 制御フィルムを使用したことを特徴とするバックライト装置。
[10] 前記光制御フィルムと前記導光板との間に、プリズムシートを使用したことを特徴と する請求項 9記載のノ ックライト装置。
[11] 光源と、前記光源の一方の側に配置される光拡散板と、前記光拡散板の、前記光 源の別の側に配置される光制御フィルムとを備えたバックライト装置にぉ 、て、前記 光制御フィルムとして、請求項 1から 8いずれか 1項に記載の光制御フィルムを使用し たことを特徴とするバックライト装置。
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