WO2023190626A1 - 導光積層体、及び、面状光源装置 - Google Patents

導光積層体、及び、面状光源装置 Download PDF

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WO2023190626A1
WO2023190626A1 PCT/JP2023/012711 JP2023012711W WO2023190626A1 WO 2023190626 A1 WO2023190626 A1 WO 2023190626A1 JP 2023012711 W JP2023012711 W JP 2023012711W WO 2023190626 A1 WO2023190626 A1 WO 2023190626A1
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WO
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light guide
light
guide plate
angle
optical film
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Application number
PCT/JP2023/012711
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English (en)
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Inventor
昌央 加藤
Original Assignee
株式会社巴川製紙所
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light guide laminate and a planar light source device used in transmissive display devices, reflective display devices, etc.
  • reflective liquid crystal display devices have used planar light source devices that are edge-light front lights that combine a light guide plate with a light source.
  • planar light source device is one using a light guide plate having a prism structure (for example, see Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide a light guide laminate with excellent contrast.
  • An aspect of the present invention is It has an anisotropic optical film whose diffusivity changes depending on the incident angle of light, and a light guide plate,
  • the light guide plate has an entrance surface that is provided at an end of the light guide plate and can introduce light into the light guide plate, and a light that enters from the entrance surface and is reflected and refracted within the light guide plate and outputs the light.
  • the anisotropic optical film is laminated on the exit surface of the light guide plate directly or via another layer,
  • the anisotropic optical film has a matrix region and a columnar region composed of a plurality of columnar structures having a different refractive index from the matrix region,
  • the plurality of columnar structures are configured to be oriented and extend from one main surface to the other main surface of the anisotropic optical film,
  • the scattering central axis angle ⁇ 1 of the anisotropic optical film is more than 15°
  • the light guide plate has at least a range of less than 5° from the normal direction angle when measuring the output light intensity of transmitted light that is incident on the opposite surface from the normal direction of the opposite surface and exits from the exit surface.
  • the guide is characterized in that the difference ( ⁇ 1 ⁇ 2 ) between the scattering central axis angle ⁇ 1 and the polar angle ⁇ 2 is ⁇ 10° or more and less than ⁇ 1° or more than +1° and no more than +35°. It is an optical laminate.
  • the in-line transmittance of light incident from the normal direction of the one main surface or the other main surface of the anisotropic optical film is 15% or more. If the azimuth angle of the columnar structure of the anisotropic optical film is ⁇ 1 , and the azimuth angle at the second maximum value of the light guide plate is ⁇ 2 ,
  • the light guide plate has a polar angle of ⁇ 3 , which is an angle at which the intensity of the output light emitted from the output surface reaches a maximum value when light is introduced into the interior of the light guide plate from the input surface. It is preferable that the polar angle ⁇ 3 is within the range of ⁇ 15°.
  • the in-line transmittance of the anisotropic optical film at the polar angle ⁇ 3 when light is introduced into the light guide plate from the incident surface is 10% or more.
  • the columnar structure preferably has an aspect ratio of 4 to 50, which is calculated by dividing the major axis by the minor axis in a cross section perpendicular to the columnar axis of the columnar structure.
  • the light guide plate has an uneven shape as a light deflection element. It is preferable that the uneven shape is a prism lens shape. It is preferable that the depth of the prism lens shape is 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • Another form of the present invention is a planar light source device comprising the light guide laminate and a light source.
  • a light guide laminate with excellent contrast can be provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structural example of a light guide laminate A according to the present embodiment.
  • 1 is a conceptual cross-sectional view of an anisotropic optical film 100 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method for creating an optical profile.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a scattering central axis P in an anisotropic optical film 100.
  • FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view of a light guide plate 200 according to this embodiment. It is a conceptual diagram explaining the path of light which passes through the light guide laminated body A based on this aspect.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of a graph of the transmitted light intensity of the light guide plate 1 alone and the light guide laminate of Example 2 at an angle of 0° in the normal direction of the anisotropic emission surface.
  • FIG. 1 shows a conceptual cross-sectional view of a light guide laminate A according to the present invention.
  • the light guide laminate A according to the present invention includes an anisotropic optical film 100 and a light guide plate 200.
  • the light guide plate 200 has an exit surface 220 that is one main surface, an opposite surface 230 that is the other main surface, and an entrance surface 210 provided on the side, and has an anisotropic optical
  • the film 100 is laminated on the exit surface 220 side of the light guide plate 200, either directly or via another layer (see FIG. 1).
  • the emission surface 220 and the opposite surface 230 are conceptual surfaces, and even if the surfaces of the emission surface 220 and the opposite surface 230 have an uneven shape, the surfaces can be It may be treated as a flat surface.
  • anisotropic optical film 100 the light guide plate 200, and other layers will be explained.
  • anisotropic optical film 100 has diffusivity that changes depending on the incident angle of light (has incident light angle dependence). In other words, the anisotropic optical film 100 transmits light incident on the anisotropic optical film 100 while maintaining linearity in a predetermined angular range, and transmits the incident light in other angular ranges without diffusivity. show.
  • the anisotropic optical film 100 has a low refractive index region and a high refractive index region having a relatively higher refractive index than the low refractive index region.
  • the low refractive index region and the high refractive index region are regions formed by local height differences in refractive index of the materials constituting the anisotropic optical film 100, and are regions whose refractive index is lower or higher than the other. This is a relative value. It is known that these regions are formed when the material forming the anisotropic optical film 100 is cured.
  • the anisotropic optical film 100 has therein a matrix region 121 and a columnar region made up of a plurality of columnar structures 123.
  • the plurality of columnar structures 123 are provided in the matrix region 121 as a plurality of columnar structures, and extend from one surface (principal surface) of the anisotropic optical film 100 to the other surface (principal surface). oriented and extended.
  • FIG. 2 shows a case where the aspect ratio of the columnar structure 123 described later is relatively low.
  • the aspect ratio is relatively low (for example, 1 or more and less than 2)
  • the aspect ratio is relatively high (for example, 2 or more)
  • the aspect ratio is relatively high (for example, 2 or more)
  • the refractive index of the matrix region 121 may be different from the refractive index of the columnar region (column structure 123), but the degree of difference in the refractive index is not particularly limited and is relative.
  • the refractive index of the matrix region 121 is lower than the refractive index of the columnar region (column structure 123)
  • the matrix region 121 becomes a low refractive index region.
  • the refractive index of the matrix region 121 is higher than the refractive index of the columnar region (column structure 123)
  • the matrix region 121 becomes a high refractive index region.
  • different refractive indexes means that there is a difference in refractive index of preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, and still more preferably 0.10 or more.
  • the length of the columnar region is not particularly limited, and may be a length that penetrates from one surface of the anisotropic optical film 100 to the other surface, or a length that does not reach from one surface to the other surface. It's okay.
  • the columnar structure 123 can have a shape in a cross section perpendicular to the column axis of the columnar structure 123 having a short axis and a long axis.
  • FIG. 2(2) schematically shows the columnar structure 123 in a cross section perpendicular to the column axis of the columnar structure 123.
  • LA represents the major axis
  • SA represents the minor axis.
  • the lower limit of the average short axis SA of the plurality of columnar structures 123 is not particularly limited, but is preferably 0.5 ⁇ m or more, and 0.7 ⁇ m or more. It is more preferable that the thickness is 1.0 ⁇ m or more, and even more preferable that it is 1.0 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average value (average minor axis) of the minor axis SA of the plurality of columnar structures 123 is not particularly limited, but is preferably 5.0 ⁇ m or less, more preferably 4.0 ⁇ m or less. The thickness is preferably 3.0 ⁇ m or less, and more preferably 3.0 ⁇ m or less.
  • the lower limit and upper limit of the average breadth of the plurality of columnar structures 123 can be appropriately combined.
  • the lower limit of the average length LA of the plurality of columnar structures 123 (average length axis of the columnar structures 123) is not particularly limited, but is preferably 0.5 ⁇ m or more, and 1.0 ⁇ m or more. It is more preferable that the thickness is 2.0 ⁇ m or more, and even more preferable that it is 2.0 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the average value (average major axis) of the major axis LA of the plurality of columnar structures 123 is not particularly limited, but is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 45 ⁇ m or less, and 30 ⁇ m or less. It is more preferable that The lower limit and upper limit of the average length of the plurality of columnar structures 123 can be appropriately combined.
  • the aspect ratio between the average minor axis and the average major axis (average major axis/average minor axis) of the columnar structure 123 is preferably 1 to 50, more preferably 2 to 50, and 4 to 50. More preferably, the number is 50, and particularly preferably 4 to 20.
  • the anisotropic optical film 100 can have an excellent balance between transmittance and diffusivity. In other words, it is possible to achieve both optical properties and image blur reduction, so the optical properties of the light guide laminate A can be improved.
  • the short axis and long axis of the plurality of columnar structures 123 in the anisotropic optical film 100 are determined by observing a cross section perpendicular to the columnar axis of the anisotropic optical film 100 with an optical microscope, and arbitrarily selecting 20 pieces. This is a value calculated as the average value of the short axis and long axis of each columnar structure measured.
  • the surface shape of the columnar structure 123 is not particularly limited, and may be, for example, circular, elliptical, or polygonal.
  • the minor axis is the length of the minor axis
  • the major axis is the length of the major axis.
  • the surface shape of the columnar region is polygonal, the shortest length connecting two points of the polygonal outline within the polygon can be taken as the short axis, and the longest length can be taken as the long axis.
  • the thickness T 1 of the anisotropic optical film 100 is preferably 10 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 90 ⁇ m, and even more preferably 30 ⁇ m to 80 ⁇ m. By setting the thickness T1 within such a range, it is possible to increase productivity while suppressing image blurring and contrast reduction.
  • Linear transmittance generally refers to the straight-line transmittance of light incident on an anisotropic optical film, and refers to the amount of transmitted light in the straight direction of the incident light (linear It is the ratio between the amount of transmitted light) and the amount of incident light (amount of incident light), and is expressed by the following formula.
  • Linear transmittance (%) (linear transmitted light amount / incident light amount) x 10
  • the in-line transmittance of light (0° light) incident from the normal direction of the main surface (one main surface or the other main surface) of the anisotropic optical film 100 is preferably 15% or more, It is more preferably 25% or more, and even more preferably 40% or more. By setting the linear transmittance within such a range, it is possible to suppress the occurrence of image blur.
  • an anisotropic optical film 100 is placed between a light source 1 and a detector 2.
  • the incident light angle is 0°.
  • the anisotropic optical film 100 is arranged so that it can be rotated arbitrarily about the straight line V as the rotation axis, and the light source 1 and the detector 2 are fixed. That is, according to this method, a sample (anisotropic optical film 100) is placed between a light source 1 and a detector 2, and light is transmitted straight through the sample while changing the angle with the straight line V on the sample surface as the axis of rotation. The amount of straight-line transmitted light entering the detector 2 is measured. Thereafter, the linear transmittance is calculated from the amount of linearly transmitted light, and the linear transmittance is plotted for each angle to create an optical profile.
  • the straight-line transmittance of light incident on the anisotropic optical film 100 at the incident angle at which the straight-line transmittance is maximum is referred to as the maximum straight-line transmittance.
  • the maximum linear transmittance of the anisotropic optical film 100 is preferably 30% to 99%, more preferably 50% to 90%.
  • the straight-line transmittance of light that is incident on the anisotropic optical film 100 at the incident angle that minimizes the straight-line transmittance is referred to as the minimum straight-line transmittance.
  • the minimum linear transmittance of the anisotropic optical film 100 is preferably 0.1% to 30%, more preferably 0.1% to 20%.
  • the anisotropic optical film 100 preferably has a scattering center axis angle ⁇ 1 of more than 15°, when the normal angle of the anisotropic optical film 100 is 0°, and more than 15° and 75°. More preferably, the angle is less than 16°, even more preferably 16° to 65°, and particularly preferably 18° to 60°.
  • the "scattering central axis" of the anisotropic optical film 100 is defined as the axis of light whose light diffusivity is approximately symmetrical with respect to the incident light angle when the incident light angle to the anisotropic optical film 100 is changed. It means the direction that corresponds to the angle of incident light.
  • approximately symmetrical means that if the central scattering axis has an inclination with respect to the normal direction of the anisotropic optical film 100, the optical profile related to light diffusivity strictly has symmetry. This is to prevent it from happening.
  • the scattering central axis and the orientation direction (extending direction) of the columnar region (column structure 123) are usually in a parallel relationship.
  • the scattering central axis and the alignment direction of the columnar region (column structure 123) are parallel as long as they satisfy the law of refractive index (Snell's law), and do not need to be strictly parallel. .
  • the scattering central axis coincides with the incident light angle of light whose light diffusivity is approximately symmetrical with respect to the incident light angle when the incident light angle to the anisotropic optical film 100 is changed. It means the direction.
  • the central axis of scattering at this time is determined by calculating the linear transmittance according to the angle of incidence of light on the anisotropic optical film 100, creating an optical profile that is a graph showing the relationship, and then calculating the straight line in this optical profile.
  • the incident light angle can be set to approximately the center between the minimum values of transmittance.
  • the optical profile does not directly express light diffusivity, but if it is interpreted as a decrease in linear transmittance and an increase in diffuse transmittance, it generally indicates light diffusivity. It can be said that there are.
  • FIG. 4 is a three-dimensional polar coordinate representation for explaining the scattering central axis P in the anisotropic optical film 100.
  • the scattering central axis is defined as the polar It can be expressed by an angle ⁇ and an azimuth angle ⁇ . That is, Pxy in FIG. 4 can be said to be the length direction of the central scattering axis projected onto the surface of the anisotropic optical film 100.
  • the anisotropic optical film 100 can be manufactured according to a known method, and the manufacturing method is not particularly limited.
  • the anisotropic optical film 100 can be manufactured, for example, with reference to the methods and raw materials described in JP2021-162733A, JP2006-119241A, and International Publication No. WO2014/084361. can.
  • Step 1-1 Step of providing an uncured resin composition layer on the substrate
  • Step 1-2 Step of obtaining parallel light rays from a light source
  • Step 1-3 Making parallel light rays incident on a directional diffusion element to obtain directional light
  • Step 1-4 Step of curing the uncured resin composition layer by irradiating the uncured resin composition layer with a light beam
  • step 1-3 the shape (aspect ratio, short axis SA, long axis LA, etc.) of the columnar structure 123 in the anisotropic optical film 100 is adjusted by adjusting the spread of the directional light E. ) can be adjusted.
  • the scattering central axis angle of the anisotropic optical film 100 can be adjusted by adjusting the angle at which the parallel light rays are incident on the directional diffusion element.
  • FIG. 5 shows a conceptual cross-sectional view of an example of the light guide plate 200.
  • the light guide plate 200 includes an entrance surface 210 that is provided at an end of the light guide plate 200 and can introduce light into the inside of the light guide plate 200, and an entrance surface 210 that emits light that is incident from the entrance surface 210 and is reflected and refracted within the light guide plate 200. It has an exit surface 220 that is a first main surface, and an opposite surface 230 that is a second main surface located on the opposite side of the exit surface 220. Further, the light guide plate 200 is usually provided with a light deflection element 240 for changing the reflection path of the light incident on the light guide plate 200.
  • FIG. 5 illustrates an edge-type light guide plate.
  • the incident surface 210 is provided on the side surface of the light guide plate 200.
  • Light emitted from a light source (not shown) installed near the light guide plate 200 is incident (introduced) into the light guide plate 200 via the entrance surface 210.
  • the light incident on the light guide plate 200 travels through the light guide plate 200 while repeating total reflection on the inner surface of the light guide plate 200.
  • the light deflection element 240 since the light deflection element 240 is present within the light guide plate 200, the light collides with the light deflection element 240 when it is totally reflected within the light guide plate 200.
  • the light deflection element 240 changes the reflection angle of the light, and the light is emitted from the exit surface 220 to the outside.
  • the number of incident surfaces 210 is not limited to one, but may be plural. By providing a plurality of incident surfaces 210 (by arranging a plurality of light sources), it is possible to increase the output intensity of the light guide plate 200.
  • a sealing layer 250 is laminated to cover the optical deflection element 240.
  • the optical deflection elements 240 are physically protected, and the gaps (gap portions 245) between the optical deflection elements 240 are substantially sealed, so that the optical It becomes easier to maintain the characteristics.
  • the light guide plate 200 does not need to have the sealing layer 250.
  • the sealing layer 250 is preferably one that does not impair the optical properties of the light guide plate 200, and examples thereof include transparent resin (preferably an acrylic plate).
  • the void 245 may be replaced by a predetermined element such as air, a gas other than air, vacuum, solid, liquid, etc.
  • the light deflection element 240 is provided on the exit surface 220 side (including the vicinity of the exit surface 220), which is one principal surface of the light guide plate 200. but not limited to.
  • the light deflection element 240 may be provided on the opposite surface 230 side (including the vicinity of the opposite surface 230), which is the main surface opposite to the emission surface 220, or inside the light guide plate 200 (on the emission surface 220 and the opposite surface). 230).
  • the structure of the light deflection element 240 is not particularly limited, it is preferably an uneven shape formed by lining up a plurality of uneven parts. In other words, it is preferable that the light guide plate 200 has an uneven shape as the light deflection element 240.
  • the uneven shape is a prism lens shape (shape as shown in FIG. 5) formed by arranging prism lenses.
  • the prism lens shape in the present invention refers to a shape having a specific inclined surface rather than a curved surface.
  • the depth D of the uneven portions constituting the uneven shape is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 70 ⁇ m. More preferably, the thickness is from 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the width W of the uneven portion constituting the uneven shape (especially the width of each prism lens in the prism lens shape) is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 70 ⁇ m, More preferably, it is 5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the pitch Pi of the uneven portions constituting the uneven shape is preferably 0.1 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 200 ⁇ m. suitable.
  • the uneven shape may have a structure in which a plurality of uneven parts are continuously repeated.
  • the width W of the prism lens and the pitch Pi of the prism lens may be in a substantially equal relationship.
  • the angle of the inclined surface with respect to the main surface of the light guide plate may be 15° to 75°.
  • the angle is preferably between 25° and 65°.
  • each uneven portion may have a different depth and width, and the pitch between the uneven portions may not be constant.
  • the light guide plate 200 is made of a transparent member such as a plate or a film, or a laminate of these members.
  • the material of the light guide plate 200 is usually a transparent member, and examples thereof include transparent resin and glass.
  • Transparent resin is preferable, and highly transparent thermoplastic resin is more preferable.
  • highly transparent thermoplastic resins include polyolefin resins, vinyl resins, acrylic resins, polyamide resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyurethane resins, and polyether resins. Among these, from the viewpoint of transparency, polycarbonate resins, acrylic resins, and urethane resins, which have no wavelength absorption region in the visible light region, are preferred.
  • Such a light guide plate may be a commercially available product.
  • the light guide plate 200 measures the intensity of transmitted light (transmitted light intensity) that is incident on the opposite surface 230 from the normal direction of the opposite surface 230 and exits from the exit surface 220, the light guide plate 200 has a range of less than 5 degrees from the normal direction angle.
  • the angle is the front side of the light guide plate 200, preferably more than -1° and less than 1° or 0°
  • exhibits the first maximum value hereinafter referred to as the main peak
  • a second maximum value hereinafter referred to as a side peak
  • a side peak is shown in a range of 5° or more from the linear direction angle.
  • the transmitted light intensity at the second maximum value is lower than the transmitted light intensity at the first maximum value. More details are as follows.
  • light for example, external light entering the light guide plate 200 from the front direction of the light guide plate 200
  • the light deflection element 240 As a result, light traveling along the normal direction and refracted light (light refracted in a direction different from the normal direction angle) are generated.
  • the light traveling along the normal direction and the refracted light are reflected by each layer, and become light along the normal direction and light having an angle different from the normal direction angle, respectively, and are emitted from the output surface 220. .
  • the position (angle) and intensity of the transmitted light (side peak) related to such a second maximum value are determined by the structure, density, etc. of the light deflection element 240.
  • the polar angle ⁇ 2 is, for example, -40° to -5° or +5° to +40°, -35° to -5° or +5° to +35°, or -30° to -5° or +5° to +30°. °etc.
  • the polar angle ⁇ 2 related to the transmitted light intensity of the light guide plate 200 can be measured by the following method. Using a goniophotometer (manufactured by Murakami Color Research Institute Co., Ltd., variable angle photometer GP-5), linear light is incident from the normal direction of the opposite surface 230 (the surface opposite to the output surface 220) of the light guide plate 200. Then, the distribution of the intensity of the transmitted light transmitted from the output surface 220 is measured.
  • a goniophotometer manufactured by Murakami Color Research Institute Co., Ltd., variable angle photometer GP-5
  • an appropriate straight line perpendicular to the normal direction and on the main surface of the light guide plate 200 is set as a starting straight line, and The starting straight line is rotated clockwise in 1° increments while remaining vertical, and the transmitted light intensity in the range of -75° to +75° is measured on the straight line at each angle.
  • the angle at which the transmitted light intensity reaches its maximum value in the range excluding the front direction (the light emitting direction of the set light guide plate) is defined as the polar angle ⁇ 2 .
  • the in-line transmittance of the anisotropic optical film 100 at a polar angle ⁇ 2 is preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and 8% or more. It is even more preferable that By combining such an anisotropic optical film 100 with a light guide plate 200, a light guide laminate A having excellent optical properties can be obtained.
  • ⁇ Polar angle ⁇ 3 when light guide plate is lit When light is introduced into the light guide plate 200 from the incident surface 210 (when the light guide plate 200 is turned on), the light guide plate 200 has a maximum intensity of light emitted from the output surface 220 of the light guide plate 200 during lighting. It is preferable that the polar angle ⁇ 3 , which is the angle serving as the value, is within the range of ⁇ 15° ( ⁇ 15° or more and +15° or less), and more preferably within the range of ⁇ 10°, More preferably, the angle is within a range of ⁇ 7°. By using such a light guide plate 200, it is possible to obtain a light guide laminate A that is bright when the light guide plate is turned on and has optical characteristics with high contrast.
  • the in-line transmittance of the anisotropic optical film 100 at a polar angle ⁇ 3 is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, and more preferably 30% or more. It is even more preferable that By combining such an anisotropic optical film 100 with the light guide plate 200, it is possible to obtain a light guide laminate A that suppresses image blurring and has excellent optical properties.
  • the method for manufacturing the optical deflection element 240 provided on the light guide plate 200 is not particularly limited, and known methods (for example, ultrasonic processing, heating processing, laser processing, cutting processing, processing by nanoimprinting, etc.) can be used. .
  • the inside of the recess is replaced with an element other than air (a gas other than air, a vacuum, a solid, a liquid, etc.) or not.
  • an appropriate sealing layer 250 may be laminated to cover the optical deflection element 240.
  • ⁇ Other layers>>>>>>>>>> Other layers laminated between the anisotropic optical film 100 and the light guide plate 200 are not particularly limited, and may include an adhesive layer, a polarizing plate, and a positioning layer for bonding the anisotropic optical film 100 and the light guide plate 200. Examples include a retardation plate.
  • the material and thickness of the adhesive layer are not particularly limited.
  • the adhesive layer only needs to be capable of fixing the anisotropic optical film 100, the light guide plate 200, etc., and can be appropriately selected depending on the material of each layer. Further, the adhesive layer may be an adhesive.
  • the polarizing plate is a plate that allows the output light emitted from the light guide plate 200 to be polarized in a specific direction, or to allow only polarized light to pass through. Used when used as a spread illumination device.
  • the polarizing plate is not particularly limited, and can be selected depending on the desired optical characteristics of the light guide laminate.
  • a retardation plate is a material used for optical compensation in liquid crystal displays, for example, and prevents viewing angle dependence, such as optical distortion due to birefringence and coloring of the display caused by modulation depending on the viewing angle direction. used for a purpose.
  • the retardation plate is not particularly limited, and can be selected depending on the desired optical characteristics of the light guide laminate A.
  • the light guide laminate A may include a plurality of anisotropic optical films.
  • ) When the azimuth angle of the columnar structure of the anisotropic optical film 100 is ⁇ 1 and the azimuth angle at the second maximum value of the light guide plate 200 is ⁇ 2 ,
  • the mechanism of contrast improvement when the light guide laminate A according to this embodiment in which a predetermined light guide plate 200 is combined with a predetermined anisotropic optical film 100 is provided in a reflective liquid crystal display device, etc. is as follows. Guessed. As an example, with reference to FIG. 6, consider a case where the light guide plate has a prism lens shape, the reflective liquid crystal display device displays "black", and "the display device is viewed from the front". (1) External light entering from the normal direction or external light from an oblique direction enters the light guide plate 200. (2) External light incident from the normal direction is refracted by the light deflection element 240, and a portion is bent at a specific angle (angle ⁇ ).
  • the light guide laminate A according to this embodiment includes the predetermined anisotropic optical film 100, the area near the viewer in the front direction of the reflective liquid crystal display device is generated from external light refracted within the light guide plate. It is possible to reduce the intensity of the emitted light that reaches the area and improve the contrast.
  • the anisotropic optical film 100 diffuses light originating from external light that has been refracted at a specific angle (angle ⁇ ) through the light deflection element 240, further changing the angle and reflecting it at each layer interface. (FIG. 6A), or the anisotropic optical film 100 is refracted at a specific angle (angle ⁇ ).
  • the light guide plate 200 having side peaks when used alone, there are cases where the contrast is unfavorably lowered, but by using the predetermined anisotropic optical film 100 together, the light guide plate 200 While maintaining the original excellent optical properties, the influence of side peaks can be reduced and contrast can be improved.
  • the light guide laminate according to this embodiment is obtained by laminating the anisotropic optical film 100 and the light guide plate 200 directly or via another layer.
  • a known method can be used. Examples include a method of laminating using a roller on a flat plate, a method of laminating through a gap between two rollers, and the like.
  • the light guide laminate can be used as a planar illumination device for an edge-type display device by installing a light source on the end face (side part) of the light guide plate.
  • the light source can be installed on one or more end surfaces (side surfaces) of the light guide plate.
  • the light guide plate and the light source may be placed adjacent to each other or spaced apart from each other. It is preferable that the light source and the light guide plate be arranged adjacent to each other from the viewpoint of making it difficult for the light emitted from the light source to attenuate and to downsize the display device.
  • the light emitted from the light source may be directly incident on the light guide plate, or may be incident indirectly through a mirror, a light guide, or the like.
  • a known light source can be used and is not particularly limited. Examples include rod-shaped cold cathode tubes and LEDs. An LED light source is preferable from the viewpoint of size saving and power consumption.
  • a spread illumination device can be used as a front light for a display device.
  • a spread illumination device for a display device is used for a transmissive display device and a reflective display device.
  • One main surface of an 80 ⁇ m acrylic plate is used as the exit surface, and parallel grooves are cut on the opposite surface to the exit surface so that the depth is 20 ⁇ m, the width is 30 ⁇ m, the pitch is 100 ⁇ m, and the angle of the slope is 60°. It was formed by Subsequently, a 50 ⁇ m acrylic plate was bonded to the grooved main surface under heating to obtain a light guide plate 1 in which the grooves were hollow.
  • ⁇ Measurement of transmitted light intensity of light guide plate 1> Using a goniophotometer (manufactured by Murakami Color Research Institute Co., Ltd., variable angle photometer GP-5), a straight line light is incident from the normal direction of the surface opposite to the output surface of the light guide plate 1 (opposite surface), The distribution of the intensity of transmitted light transmitted from the exit surface was measured. First, assuming that the normal direction angle of the light guide plate 1 exit surface is 0°, a straight line that is perpendicular to the normal direction and perpendicular to the groove of the light guide plate 1 is taken as a starting straight line, and it is confirmed that it is perpendicular to the normal direction.
  • the starting straight line was rotated clockwise in 1° increments, and the transmitted light intensity in the range of -75° to +75° was measured on the straight line at each angle.
  • the light guide plate 1 has a second maximum value at a polar angle of ⁇ 25° from the normal direction (polar angle ⁇ 2 is ⁇ 25°). It was confirmed that it had a maximum value, and it was also confirmed that the azimuth angle ⁇ 2 indicating the second maximum value was an azimuth perpendicular to the groove.
  • Light guide plate 2 was obtained in the same manner as light guide plate 1 except that the angle of the inclined surface was 45°.
  • ⁇ Silicone urethane acrylate (refractive index: 1.460, weight average molecular weight: 5,890) 20 parts by weight (manufactured by RAHN, product name: 00-225/TM18) ⁇ Neopentyl glycol diacrylate (refractive index: 1.450) 30 parts by weight (manufactured by Daicel Cytec, trade name Ebecryl 145) ⁇ Bisphenol A EO adduct diacrylate (refractive index: 1.536) 15 parts by weight (manufactured by Daicel Cytec, trade name: Ebecyl150) ⁇ Phenoxyethyl acrylate (refractive index: 1.518) 40 parts by weight (manufactured by Kyoeisha Chemical, trade name: Light Acrylate PO-A) ⁇ 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one 4 parts by weight (manufactured by BASF, product name: Irgacure 651)
  • an anisotropic optical film was produced based on the existing method shown below (for example, JP 2006-119241 and International Publication No. WO 2014/084361).
  • a partition wall with a height of 40 ⁇ m or 60 ⁇ m was formed with a curable resin around the entire edge of a 100 ⁇ m thick PET film (manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: A4300).
  • the following ultraviolet curable resin composition was dropped into this, and it was covered with another PET film.
  • This 40 ⁇ m or 60 ⁇ m thick liquid film sandwiched between PET films on both sides was irradiated with an irradiation intensity of 30 mW/cm from an epi-illumination unit of a UV spot light source (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., product name: L2859-01). 2 was irradiated with parallel ultraviolet rays for 1 minute to obtain PET-coated single-layer anisotropic optical films 1 to 9 having a film thickness of 40 ⁇ m or 60 ⁇ m and having a large number of columnar structures.
  • a UV spot light source manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., product name: L2859-01
  • each anisotropic optical film anisotropic optical films 1 to 9
  • the aspect ratio of the directional diffusing element is determined by the anisotropic Whether or not to place it between the optical film and the epi-illumination unit; and (4) when using a directional diffusion element, adjust the placement of the directional diffusion element (move it closer to or away from the anisotropic optical film), etc. By doing so, the performance of each anisotropic optical film was changed.
  • the directional diffusing element imparts directionality to the incident parallel light rays, and in this example, a directional diffusing element containing acicular fine particles with a high aspect ratio was used. Note that the aspect ratio of the columnar structure was formed in a form that almost corresponded to the aspect ratio of parallel light rays changed by the directional diffusion element.
  • Table 2 summarizes the anisotropic optical films produced in Examples. Note that each characteristic was based on the description below.
  • the maximum and minimum in-line transmittance, the in-line transmittance of light incident from the normal direction of the main surface of the anisotropic optical film in-line transmittance at 0°
  • the in-line transmittance in the normal direction the positive values of the polar angles ⁇ 2 of the light guide plates 1 and 2 produced in this example (+25° and +13° in order) and the polar angles ⁇ 3 of the light guide plates 1 and 2 (+7° and +4° in order)
  • the in-line transmittance was derived.
  • ⁇ Azimuth angle ⁇ 1 of anisotropic optical film columnar structure was the azimuth angle of the irradiation light beam when producing the anisotropic optical film.
  • the anisotropic optical film is attached to the output surface of the light guide plate via a silicone adhesive film (manufactured by Nipper Co., Ltd., trade name: NSA-50). were laminated to obtain light guide laminates according to each Example and each Comparative Example. At this time, the anisotropic optical films were laminated so that the azimuth angle ⁇ 1 of the columnar structure coincided with the azimuth angle ⁇ 2 at the second maximum value of the light guide plate.
  • Table 3 summarizes the light guide laminates produced in Examples. Note that physical property measurements and evaluations were based on the following description. Further, the polar angle difference ( ⁇ 1 ⁇ 2 ) was calculated from the value obtained above.
  • ⁇ Azimuth angle difference that is the absolute value of the difference between the azimuth angle ⁇ 1 of the columnar structure of the anisotropic optical film of the light guide laminate and the azimuth angle ⁇ 2 at the second maximum value of the light guide plate>
  • which is the absolute value of the difference between the azimuth angle ⁇ 1 of the columnar structure of the anisotropic optical film and the azimuth angle ⁇ 2 at the second maximum value of the light guide plate, is calculated using a protractor. This was done by visual measurement.
  • the normal direction angle of the anisotropic output surface is 0° (equal to the normal direction angle of the light guide plate exit surface), -75° on a straight line perpendicular to the normal direction and perpendicular to the groove of the light guide plate.
  • ⁇ +75° range (0° normal direction angle of the anisotropic output surface and the plus value of polar angle ⁇ 2 depending on the type of light guide plate used (+25° for light guide plate 1, +13° for light guide plate 2) (range including).
  • the transmitted light intensity of the light guide plate alone at the normal direction angle of 0° and the positive value of each polar angle ⁇ 2 is set as 100%, and the transmission of the light guide laminate. The light intensity ratio was calculated.
  • the evaluation criteria for the transmitted light intensity is that the transmitted light intensity ratio at the normal direction angle of the anisotropic exit surface of 0° is ⁇ when it is 65% or more, ⁇ when it is 50% or more and less than 65%, and 15%. When it is less than 50%, it is ⁇ , when it is less than 15%, it is ⁇ .
  • the transmitted light intensity ratio at polar angle ⁇ 2 when it is 30% or less, ⁇ , when it is more than 30% and 70% or less, it is ⁇ , and 70. When it exceeds %, it is marked as ⁇ .
  • FIG. 7 shows a graph of the transmitted light intensity of the light guide plate 1 alone and the light guide laminate of Example 2 at an angle of 0° in the normal direction of the anisotropic emission surface
  • FIG. 8 shows a partially enlarged view thereof. From each figure, in the light guide plate 1 alone, the second local maximum value (side peak) exists at the angle +25°, while in Example 2, the second local maximum value was confirmed at the angle +25°. A light-guiding laminate was obtained.
  • Anisotropic optical film 121 Matrix region 123 Columnar structure 200 Light guide plate 210 Incident surface 220 Output surface 230 Opposite surface 240 Light deflection element 245 Cavity 250 Sealing layer

Abstract

コントラストに優れた導光積層体を提供する。本発明のある態様の導光積層体を提供は、光の入射光角度により拡散性が変化する異方性光学フィルムと、導光板と、を有する。前記導光板は、前記導光板の端部に設けられており光を前記導光板の内部に導入可能な入射面と、前記入射面から入射し前記導光板内で反射及び屈折した光を出射する第1の主面である出射面と、前記出射面の反対側に位置する第2の主面である反対面とを有する。前記異方性光学フィルムは、前記導光板の前記出射面に、直接又は他の層を介して積層される。前記異方性光学フィルムは、マトリックス領域と、前記マトリックス領域とは屈折率の異なる複数の柱状構造体よりなる柱状領域と、を有する。前記複数の柱状構造体は、前記異方性光学フィルムの一方の主面から他方の主面にかけて配向、且つ、延存して構成される。前記導光板の前記出射面の法線方向角度、及び、前記異方性光学フィルムの法線方向角度を0°とした場合に、前記異方性光学フィルムの散乱中心軸角度θ1が15°超である。前記導光板は、少なくとも、前記反対面の法線方向から前記反対面に入射され前記出射面から出射する透過光の出射光強度を測定した際に、前記法線方向角度から5°未満の範囲に第1の極大値を示し、且つ、前記法線方向角度から5°以上の範囲に第2の極大値を示す。前記第2の極大値を示す極角を極角θ2としたとき、前記散乱中心軸角度θ1と極角θ2との差(θ1-θ2)が、-10°以上-1°未満、又は、+1°超+35°以下である。

Description

導光積層体、及び、面状光源装置
 本発明は、透過型表示装置、反射型表示装置等に用いられる、導光積層体、及び、面状光源装置に関する。
 従来、反射型液晶表示装置には、導光板に光源を組み合わせたエッジライト型フロントライトである面状光源装置が使用されていた。
 面状光源装置の一例として、プリズム構造を有する導光板を用いたものが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。
特開2008-9308号公報
 しかしながら、透明導光板を反射型液晶表示装置等の表面に用いた場合、黒輝度の上昇(白浮き)により、コントラストの低下が生じてしまう場合があった。
 そこで本発明は、コントラストに優れた導光積層体の提供を課題とする。
 本発明のある態様は、
 光の入射光角度により拡散性が変化する異方性光学フィルムと、導光板と、を有し、
 前記導光板は、前記導光板の端部に設けられており光を前記導光板の内部に導入可能な入射面と、前記入射面から入射し前記導光板内で反射及び屈折した光を出射する第1の主面である出射面と、前記出射面の反対側に位置する第2の主面である反対面とを有し、
 前記異方性光学フィルムは、前記導光板の前記出射面に、直接又は他の層を介して積層され、
 前記異方性光学フィルムは、マトリックス領域と、前記マトリックス領域とは屈折率の異なる複数の柱状構造体よりなる柱状領域と、を有し、
 前記複数の柱状構造体は、前記異方性光学フィルムの一方の主面から他方の主面にかけて配向、且つ、延存して構成され、
 前記導光板の前記出射面の法線方向角度、及び、前記異方性光学フィルムの法線方向角度を0°とした場合に、
 前記異方性光学フィルムの散乱中心軸角度θが15°超であり、
 前記導光板は、少なくとも、前記反対面の法線方向から前記反対面に入射され前記出射面から出射する透過光の出射光強度を測定した際に、前記法線方向角度から5°未満の範囲に第1の極大値を示し、且つ、前記法線方向角度から5°以上の範囲に第2の極大値を示し、
 前記第2の極大値を示す極角を極角θとしたとき、
 前記散乱中心軸角度θと極角θとの差(θ-θ)が、-10°以上-1°未満、又は、+1°超+35°以下であることを特徴とする、導光積層体である。
 前記異方性光学フィルムの前記一方の主面又は前記他方の主面の法線方向から入射した光の直線透過率が15%以上であることが好ましい。
 前記異方性光学フィルムの柱状構造体の方位角をφとし、前記導光板の第2の極大値における方位角をφとすると、|φ-φ|≦10°を満たすことが好ましい。
 前記導光板は、前記入射面から前記導光板の内部に光を導入したとき、前記出射面から出射される出射光強度が最大値となる角度である極角を極角θとしたとき、極角θが±15°の範囲内であることが好ましい。
 前記入射面から前記導光板の内部に光を導入したときの前記極角θにおける前記異方性光学フィルムの直線透過率が、10%以上であることが好ましい。
 前記柱状構造体は、前記柱状構造体の柱軸に垂直な断面における長径を短径で除したアスペクト比が4~50であることが好ましい。
 前記導光板が光偏向要素として凹凸形状を有することが好ましい。
 前記凹凸形状がプリズムレンズ形状であることが好ましい。
 前記プリズムレンズ形状の深さが0.1μm~100μmであることが好ましい。
 本発明の別の形態は、前記導光積層体と、光源とからなることを特徴とする、面状光源装置である。
 本発明によれば、コントラストに優れた導光積層体を提供することができる。
本態様に係る導光積層体Aの構造例を示す断面図である。 本態様に係る異方性光学フィルム100の概念断面図である。 光学プロファイルの作成方法を示す概念図である。 異方性光学フィルム100における散乱中心軸Pを説明する概念図である。 本態様に係る導光板200の概念断面図である。 本態様に係る導光積層体Aを通過する光の経路を説明する概念図である。 異方出射面の法線方向角度0°における導光板1単体及び実施例2導光積層体の透過光強度のグラフである。 異方出射面の法線方向角度0°における導光板1単体及び実施例2導光積層体の透過光強度のグラフの部分拡大図である。
 以下、本発明の実施形態について、詳細に説明するが、本発明は以下には限定されない。
 本明細書において、数値範囲の説明における「a~b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下であることを表す。加えて、「散乱」と「拡散」の両者を区別せずに使用し、両者は同じ意味を示すものとする。
<<<<導光積層体の構造>>>>
 図1は、本発明に係る導光積層体Aの概念断面図を示す。
 本発明に係る導光積層体Aは、異方性光学フィルム100と、導光板200とを含む。
 後述するように、導光板200は、一方の主面である出射面220と、他方の主面である反対面230と、側部に設けられた入射面210とを有し、異方性光学フィルム100は、導光板200の出射面220側に、直接又は他の層を介して積層される(図1参照)。
 ただし、出射面220及び反対面230について、本発明の出射面220及び反対面230は概念的な面であり、出射面220及び反対面230の表面が凹凸形状であった場合でも、当該表面を平面であるものとしてとり扱う場合がある。
 以下、異方性光学フィルム100、導光板200、及び、他の層について説明する。
<<<異方性光学フィルム>>>
<<異方性光学フィルムの構造>>
 異方性光学フィルム100は、光の入射光角度により拡散性が変化する(入射光角度依存性を有する)。即ち、異方性光学フィルム100は、異方性光学フィルム100に対する入射光について、所定の角度範囲の入射光は直線性を維持して透過し、その他の角度範囲の入射光は、拡散性を示す。
 異方性光学フィルム100は、低屈折率領域と、低屈折率領域よりも相対的に屈折率が高い高屈折率領域と有する。低屈折率領域及び高屈折率領域は、異方性光学フィルム100を構成する材料の局所的な屈折率の高低差により形成される領域であって、他方に比べて屈折率が低いか高いかを示した相対的なものである。これらの領域は異方性光学フィルム100を形成する材料が硬化する際に形成されることが知られている。
 図2に示されるように、異方性光学フィルム100は、その内部に、マトリックス領域121と、複数の柱状構造体123よりなる柱状領域とを有する。複数の柱状構造体123は、マトリックス領域121中に、複数の柱状の構造体として設けられており、異方性光学フィルム100の一方の表面(主面)から他方の表面(主面)にかけて、配向且つ延在して構成される。
 なお、図2は、後述する柱状構造体123のアスペクト比が比較的低い場合を示す。
 アスペクト比が比較的低い(例えば、1以上2未満)場合には、柱状構造体123の軸方向に平行な光を照射した場合、その透過光は等方的に拡散する。一方、アスペクト比が比較的高い(例えば、2以上)場合には、同様に軸方向に平行な光を照射した場合には、アスペクト比に応じた異方性をもって拡散する。
 マトリックス領域121の屈折率は、柱状領域(柱状構造体123)の屈折率と異なっていればよいが、屈折率がどの程度異なるかは特に限定されず、相対的なものである。
 マトリックス領域121の屈折率が柱状領域(柱状構造体123)の屈折率よりも低い場合、マトリックス領域121は低屈折率領域となる。
 逆に、マトリックス領域121の屈折率が柱状領域(柱状構造体123)の屈折率よりも高い場合、マトリックス領域121は高屈折率領域となる。
 なお、屈折率が異なるとは、好適には0.01以上、より好適には0.05以上、更に好適には0.10以上の屈折率の差があることを示す。前記のような屈折率の差とすることで、光の反射・屈折が生じやすくなり、十分な拡散性を発現させることができる。
 柱状領域(柱状構造体123)の長さは、特に限定されず、異方性光学フィルム100の一方の表面から他方の表面に貫通したものでもよく、一方の表面から他方の表面に届かない長さでもよい。
 柱状構造体123は、柱状構造体123の柱軸に垂直な断面における形状が、短径と長径とを有する形状とすることができる。
 図2(2)に、柱状構造体123の柱軸に垂直な断面における柱状構造体123の概略を示す。図2(2)中、LAは長径を表し、SAは短径を表している。
 複数の柱状構造体123の短径SAの平均値(柱状構造体123の平均短径)の下限は、特に限定されないが、0.5μm以上であることが好適であり、0.7μm以上であることがより好適であり、1.0μm以上であることが更に好適である。また、複数の柱状構造体123の短径SAの平均値(平均短径)の上限は、特に限定されないが、5.0μm以下であることが好適であり、4.0μm以下であることがより好適であり、3.0μm以下であることが更に好適である。これら複数の柱状構造体123の平均短径の下限値及び上限値は、適宜組み合わせることができる。
 更に、複数の柱状構造体123の長径LAの平均値(柱状構造体123の平均長径)の下限は、特に限定されないが、0.5μm以上であることが好適であり、1.0μm以上であることがより好適であり、2.0μm以上であることが更に好適である。一方、複数の柱状構造体123の長径LAの平均値(平均長径)の上限は、特に限定されないが、50μm以下であることが好適であり、45μm以下であることがより好適であり、30μm以下であることが更に好適である。これら複数の柱状構造体123の平均長径の下限値及び上限値は、適宜組み合わせることができる。
 柱状構造体123の平均短径と平均長径とのアスペクト比(平均長径/平均短径)は、1~50であることが好適であり、2~50であることがより好適であり、4~50であることが更に好適であり、4~20であることが特に好適である。
 柱状構造体123のアスペクト比を上記範囲とすることにより透過性と拡散性のバランスに優れた異方性光学フィルム100とすることができる。つまり、光学特性と、画像ボケ低減との両立を図ることができることとなるので、導光積層体Aの光学特性を高めることができる。
 ここで、異方性光学フィルム100における複数の柱状構造体123の短径及び長径は、異方性光学フィルム100の柱軸に垂直な断面を光学顕微鏡で観察し、任意に選択した20個の柱状構造体についてそれぞれの短径、長径を計測し、これらの平均値として算出される値である。
 柱状構造体123の表面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、又は、多角形等とすることができる。柱状領域の表面形状が楕円形の場合には、短径は短軸の長さ、長径は長軸の長さである。柱状領域の表面形状が多角形の場合には、多角形内で多角形外形2点を結ぶ最も短い長さを短径とし、最も長い長さを長径とすることができる。
 異方性光学フィルム100の厚さTは、10μm~100μmであることが好適であり、20μm~90μmであることがより好適であり、30μm~80μmであることが更に好適である。厚さTをこのような範囲とすることで、生産性を高めつつ、画像ボケの発生やコントラスト低下を抑制することができる。
<<異方性光学フィルムの物性/性質>>
<直線透過率>
 「直線透過率」とは、一般に、異方性光学フィルムに対して入射した光の直線透過性に関し、光がある入射光角度から入射した際に、入射した光の直線方向の透過光量(直線透過光量)と、入射した光の光量(入射光量)との比率であり、下記式で表される。
 直線透過率(%)=(直線透過光量/入射光量)×10
 異方性光学フィルム100の主面(一方の主面又は他方の主面)の法線方向から入射した光(0°光)の直線透過率は、15%以上であることが好適であり、25%以上であることがより好適であり、40%以上であることが更に好適である。直線透過率をこのような範囲とすることで、画像ボケの発生を抑制することができる。
 以下のように測定を行い、光学プロファイルを作成することで、異方性光学フィルム100の角度毎の直線透過率を算出することができる。
 図3に示すように、異方性光学フィルム100を光源1と検出器2との間に配置する。
 本態様においては、光源1からの照射光Iが、異方性光学フィルム100の法線方向から入射する場合を入射光角度0°とした。また、異方性光学フィルム100は直線Vを回転軸として、任意に回転させることができるように配置され、光源1及び検出器2は固定されている。すなわち、この方法によれば、光源1と検出器2との間にサンプル(異方性光学フィルム100)を配置し、サンプル表面の直線Vを回転軸として角度を変化させながらサンプルを直進透過して検出器2に入る直線透過光量を測定する。その後、直線透過光量より直線透過率を算出し、この直線透過率を角度ごとにプロットして光学プロファイルを作成する。
 直線透過率が最大となる入射角で異方性光学フィルム100に入射した光の直線透過率は、最大直線透過率と称される。
 異方性光学フィルム100の最大直線透過率は、30%~99%とすることが好適であり、50%~90%がより好適である。
 また、直線透過率が最小となる入射角で異方性光学フィルム100に入射した光の直線透過率は、最小直線透過率と称される。
 異方性光学フィルム100の最小直線透過率は、0.1%~30%とすることが好適であり、0.1%~20%がより好適である。
<散乱中心軸>
 異方性光学フィルム100は、異方性光学フィルム100の法線方向角度を0°とした場合に、散乱中心軸角度θが15°超であることが好適であり、15°超75°未満であることがより好適であり、16°~65°であることが更に好適であり、18°~60°であることが特に好適である。異方性光学フィルム100をこのような範囲とすることで、正面方向での画像ボケを抑えつつ十分な拡散性を得ることができ、導光積層体Aの光学特性を高めることができる。
 異方性光学フィルム100の「散乱中心軸」とは、異方性光学フィルム100への入射光角度を変化させた際に光拡散性がその入射光角度を境に略対称性を有する光の入射光角度と一致する方向を意味する。「略対称性を有する」としたのは、散乱中心軸が異方性光学フィルム100の法線方向に対して傾きを有する場合には、光拡散性に関する光学プロファイルが厳密には対称性を有しないためである。
 ここで、散乱中心軸と柱状領域(柱状構造体123)の配向方向(延在方向)とは、通常、平行な関係にある。なお、散乱中心軸と柱状領域(柱状構造体123)の配向方向とが平行であるとは、屈折率の法則(Snellの法則)を満たすものであればよく、厳密に平行である必要はない。
 Snellの法則は、屈折率nの媒質から屈折率nの媒質の界面に対して光が入射する場合、その入射光角度θA1と屈折角θA2との間に、nsinθA1=nsinθA2の関係が成立するものである。例えば、n=1(空気)、n=1.51(異方性光学フィルム100)とすると、入射光角度が30°の場合、柱状領域の配向方向(屈折角)は約19°となるが、このように入射光角度と屈折角が異なっていてもSnellの法則を満たしていれば、本発明においては平行の概念に包含される。
 散乱中心軸は、上述したように、異方性光学フィルム100への入射光角度を変化させた際に光拡散性がその入射光角度を境に略対称性を有する光の入射光角度と一致する方向を意味する。なお、このときの散乱中心軸は、異方性光学フィルム100への光の入射光角度による直線透過率を算出した後、その関係を示すグラフである光学プロファイルを作成し、この光学プロファイルにおける直線透過率の極小値に挟まれた略中央部の入射光角度とすることができる。
 光学プロファイルは、光拡散性を直接的に表現しているものではないが、直線透過率が低下することで逆に拡散透過率が増大していると解釈すれば、概ね光拡散性を示しているといえる。
 次に、図4を参照しながら、異方性光学フィルム100における散乱中心軸Pについて、別視点により、説明する。図4は、異方性光学フィルム100における散乱中心軸Pを説明するための3次元極座標表示である。
 散乱中心軸は、図4に示すような3次元極座標表示によれば、異方性光学フィルム100の表面をxy平面とし、異方性光学フィルム100の表面に対する法線をz軸とすると、極角θと方位角φとによって表現することができる。つまり、図4中のPxyが、異方性光学フィルム100の表面に投影した散乱中心軸の長さ方向ということができる。
<<異方性光学フィルムの製造方法>>
 異方性光学フィルム100は、公知の方法に従って製造することができ、その製造方法は特に限定されない。異方性光学フィルム100は、例えば、特開2021-162733号公報、特開2006-119241号公報、国際公開番号WO2014/084361号に記載された方法及び原料等を参照して、製造することができる。
 一例として、特開2021-162733号公報では、異方性光学フィルム100の形成工程として以下の工程が開示されている。
 工程1-1:未硬化樹脂組成物層を基体上に設ける工程
 工程1-2:光源から平行光線を得る工程
 工程1-3:平行光線を指向性拡散素子に入射させ、指向性をもった光線を得る工程
 工程1-4:光線を未硬化樹脂組成物層に照射して、未硬化樹脂組成物層を硬化させる工程
 この場合、工程1-3において、指向性をもった光Eの広がりを調整すること等により、異方性光学フィルム100中の柱状構造体123の形状(アスペクト比、短径SA、長径LA等)を調整することができる。
 また、工程1-4において、平行光線を指向性拡散素子に入射させる角度を調整すること等により、異方性光学フィルム100の散乱中心軸角度を調整することができる。
<<<導光板>>>
<<導光板の構造>>
 図5に、導光板200の一例に係る概念断面図を示す。
 導光板200は、導光板200の端部に設けられており導光板200の内部に光を導入可能な入射面210と、入射面210から入射され導光板200内で反射及び屈折した光を出射する、第1の主面である出射面220と、出射面220の反対側に位置する第2の主面である反対面230と、を有する。
 また、導光板200には、通常、導光板200内に入射された光の反射経路を変更するための光偏向要素240が設けられている。
 図5は、エッジ型ライト方式の導光板を例示している。この場合、入射面210は、導光板200の側面に設けられる。
 導光板200の近傍に設置された光源(図示せず)から発せられた光が、入射面210を介して導光板200内に入射(導入)される。導光板200内に入射した光は、導光板200内面で全反射を繰り返しながら導光板200内を進む。この際、導光板200内には光偏向要素240が存在することから、光が導光板200内で全反射する際に光偏向要素240に衝突する。光偏向要素240によって光の反射角度が変わり、出射面220から外部に光が出射される。
 入射面210は、単数に限られず、複数であってもよい。入射面210を複数とする(光源を複数配置する)ことで、導光板200の出射強度を高めることが可能となる。
 図5においては、光偏向要素240を覆うように封止層250が積層されている。このような封止層250を設けることで、光偏向要素240が物理的に保護され、また、光偏向要素240同士の空隙(空隙部245)が略密封されることから、導光板200の光学特性を維持し易くなる。導光板200は封止層250を有しなくともよい。封止層250は、導光板200の光学特性を損なわないものが好ましく、例えば、透明樹脂(好ましくはアクリル板)等が挙げられる。
 空隙部245は、空気、空気以外の気体、真空、固体、液体等、所定の要素によって置換されていてもよい。
 図5においては、光偏向要素240は、導光板200の一方の主面である出射面220側(出射面220の近傍を含む。)に設けられているが、光偏向要素240の配置はこれに限定されない。光偏向要素240は、出射面220の反対側の主面である反対面230側(反対面230の近傍を含む。)に設けられてもよいし、導光板200の内部(出射面220及び反対面230の両方と離隔した位置)に設けられていてもよい。
 光偏向要素240の構造は特に限定されないが、複数の凹凸部が並ぶことで形成された凹凸形状であることが好適である。換言すれば、導光板200は、光偏向要素240として、凹凸形状を有することが好適である。
 凹凸形状は、プリズムレンズが並ぶことで構成されるプリズムレンズ形状(図5に示したような形状)であることがより好適である。なお、本発明におけるプリズムレンズ形状とは、湾曲面ではなく特定の傾斜面を持つ形状のことをいう。
 凹凸形状を構成する凹凸部の深さD(特に、プリズムレンズ形状における各プリズムレンズの深さ)は、0.1μm~100μmであることが好適であり、1μm~70μmであることがより好適であり、5μm~50μmであることが更に好適である。
 凹凸形状を構成する凹凸部の幅W(特に、プリズムレンズ形状における各プリズムレンズの幅)は、0.1μm~100μmであることが好適であり、1μm~70μmであることがより好適であり、5μm~50μmであることが更に好適である。
 凹凸形状を構成する凹凸部のピッチPi(特に、プリズムレンズ形状における隣接するプリズムの頂角同士の幅)は、0.1μm~500μmであることが好適であり、1μm~200μmであることがより好適である。
 なお、凹凸形状は、複数の凹凸部が連続して繰り返された構造を有していてもよい。例えば、図5に示すように、プリズムレンズの幅WとプリズムレンズのピッチPiとが略一致する関係であってもよい。
 凹凸形状を構成する凹凸部が傾斜面を有する場合(例えば、凹凸部がプリズムレンズである場合)、導光板主面(反対面230)に対する傾斜面角度は、15°~75°であることが好適であり、25°~65°であることがより好適である。
 凹凸形状は、各凹凸部が異なる深さや幅を有していてもよく、凹凸部同士のピッチが一定でなくともよい。
 導光板200は、板、フィルムなどの透明部材又はそれら部材の積層物で構成されている。導光板200の材質は、通常、透明部材であり、例えば、透明樹脂やガラスなどが挙げられるが、透明樹脂が好ましく、透明性の高い熱可塑性樹脂がより好ましい。透明性の高い熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹脂などが挙げられる。なかでも透明性の見地から可視光領域に波長の吸収領域がない、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂が好ましい。
 このような導光板は、市販品であってもよい。
<<導光板の物性/性質>>
<透過光強度の極大値>
 導光板200は、反対面230の法線方向から反対面230に入射され出射面220から出射する透過光の強度(透過光強度)を測定した際に、法線方向角度から5°未満の範囲(通常は、導光板200の正面となる角度であり、好ましくは-1°超1°未満乃至は0°)にて第1の極大値(以下、メインピークと称す)を示し、且つ、法線方向角度から5°以上の範囲に第2の極大値(以下、サイドピークと称す)を示す。第2の極大値における透過光強度は、第1の極大値における透過光強度よりも低いものとなる。
 より詳細には、以下の通りである。
 本態様に係る導光板200の反対面230の法線方向から反対面230に光(例えば、導光板200の正面方向から導光板200に入射する外光)が入射されると、光偏向要素240を介することで、法線方向に沿って進む光と、屈折した光(法線方向角度と異なる方向に屈折した光)とが生じる。法線方向に沿って進む光及び屈折した光は、各層で反射し、各々、法線方向に沿った光、及び、法線方向角度と異なる角度を有する光となり、出射面220から出射される。そのため、反対面230の法線方向から反対面230に入射され出射面220から出射する透過光の出射光強度(透過光強度)を測定した際に、法線方向角度以外への光の出射が生じる。この法線方向角度以外への光の出射によって、第1の法線方向角度から5°以上異なる極角θにて第2の極大値が生じる(例えば、図7参照)。
 このような第2の極大値に係る透過光(サイドピーク)の位置(角度)及び強度は、光偏向要素240の構造や密度等によって定まる。
 極角θは、例えば、-40°~-5°又は+5°~+40°、-35°~-5°又は+5°~+35°、若しくは、-30°~-5°又は+5°~+30°等である。
 導光板200の、透過光強度に係る極角θは、以下の方法によって測定することができる。
 ゴニオフォトメーター(村上色彩技術研究所社製、変角光度計 GP-5)を用いて、導光板200の反対面230(出射面220とは反対の面)の法線方向から直線光を入射し、出射面220より透過した透過光強度の分布を測定する。
 具体的には、導光板200の出射面の法線方向角度を0°として、当該法線方向に垂直、かつ、導光板200主面上の適当な直線を開始直線とし、当該法線方向に垂直であることを保持したまま、当該開始直線を時計回りに1°単位で回転させていき、各角度における直線上で、-75°~+75°の範囲の透過光強度を測定する。
 得られた透過光強度の分布において、正面方向(設定された導光板の光出射方向)を除いた範囲で、透過光強度が最大且つ極大値をとる角度を極角θとする。
 また、この場合、極角θにおける異方性光学フィルム100の直線透過率は、3%以上であることが好適であり、5%以上であることがより好適であり、8%以上であることが更に好適である。このような異方性光学フィルム100を導光板200に組み合わせることにより、優れた光学特性となる導光積層体Aを得ることができる。
<<導光板点灯時の極角θ>>
 導光板200は、入射面210から導光板200の内部に光を導入したとき(導光板200を点灯させたとき)、導光板200の出射面220から出射される点灯時の出射光強度が最大値となる角度である極角θが、±15°の範囲内(-15°以上+15°以下)であることが好適であり、±10°の範囲内であることがより好適であり、±7°の範囲内であることが更に好適である。このような導光板200を用いることで、導光板点灯時に明るく、コントラストの高い光学特性を有する導光積層体Aを得ることができる。
 また、この場合、極角θにおける異方性光学フィルム100の直線透過率は、10%以上であることが好適であり、20%以上であることがより好適であり、30%以上であることが更に好適である。このような異方性光学フィルム100を導光板200に組み合わせることにより、画像ボケなどを抑えて優れた光学特性を有する導光積層体Aを得ることができる。
<<導光板の製造方法>>
 導光板200に設けられた光偏向要素240の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法(例えば超音波加工、加熱加工、レーザー加工、切削加工、ナノインプリントによる加工等)を用いることができる。
 また、このような公知の方法によって、凹凸形状を有する光偏向要素240を形成した後に、凹部内を空気以外の要素(空気以外の気体、真空、固体、液体等)に置換して又は置換しないで、光偏向要素240を覆うように、適宜の封止層250を積層してもよい。
<<<他の層>>>
 異方性光学フィルム100と導光板200との間に積層される他の層は特に限定されず、異方性光学フィルム100と導光板200とを接合するための粘着剤層、偏光板、位相差板等が挙げられる。
 粘着材層の材質や厚さは、特に限定されない。粘着材層は、異方性光学フィルム100や導光板200等を固定可能であればよく、各層の材質等に応じて適宜選択することができる。また、粘着剤層は、接着剤であってもよい。
 偏光板は、導光板200から出射された出射光を、特定方向に偏光、又は偏波した光だけに限って通過させる板であり、例えば本発明による導光積層体を用いた液晶表示装置用面状照明装置として用いられる場合に利用される。偏光板は、特に限定されず、所望する導光積層体の光学特性に合わせて選択することができる。
 位相差板は、例えば、液晶ディスプレイの光学補償用に用いられる材料であり、複屈折性による光学的な歪みや視角方向による変調が原因で起こる表示の着色等、視角依存性の発生を防止する目的で利用される。位相差板は、特に限定されず、所望する導光積層体Aの光学特性に合わせて選択することができる。
 また、導光積層体Aは、複数の異方性光学フィルムを含んでいてもよい。
<<<光学積層体の物性/性質>>>
<<極角差(θ-θ)>>
 導光板200の出射面220の法線方向角度、及び、異方性光学フィルム100の法線方向角度を0°とした場合に、異方性光学フィルム100の散乱中心軸角度θと、導光板200の極角θと、の差(θ-θ)が、-10°以上-1°未満、又は、+1°超+35°以下である。
 導光板200及び異方性光学フィルム100をこのような範囲を満たす組み合わせとすることにより、サイドピークを低減することでコントラストを改善し、優れた光学特性となる導光積層体Aを得ることができる。
<<方位角差(|φ-φ|)>>
 また、異方性光学フィルム100の柱状構造の方位角をφとし、導光板200の第2の極大値における方位角をφとしたとき、|φ-φ|≦10°を満たすことが好適であり、|φ-φ|≦5°を満たすことがより好適であり、|φ-φ|≦1°を満たすことが更に好適である。
 導光板200及び異方性光学フィルム100をこのような範囲を満たす組み合わせとすることにより、サイドピークを低減することでコントラストを改善し、優れた光学特性となる導光積層体Aを得ることができる。
 所定の導光板200に所定の異方性光学フィルム100を組み合わせた本態様に係る導光積層体Aを、反射型液晶表示装置等に設けた場合のコントラスト向上の機序は、以下のように推測される。
 一例として、図6を参照しながら、導光板がプリズムレンズ形状を備え、反射型液晶表示装置が「黒表示」で、「正面方向から表示装置を視認する」場合を考える。
(1)法線方向から入射する外光、あるいは斜め方向からの外光が導光板200に入射する。
(2)法線方向から入射した外光が光偏向要素240で屈折し、一部が特定角度(角度θ)に曲げられる。
(3)上記光偏向要素240により屈折した光や、特定角度から導光板200に入射した外光が、表示装置内の各層で界面反射光となる。
(4)界面反射光(光漏れ光も含む)が特定角度で光偏向要素240に入射する。
(5)入射光が光偏向要素240で屈折することで法線方向に光が曲げられて出射する((2)と逆の光路を辿るといえる)。
(6)その結果、黒表示であるにもかかわらず、反射型液晶表示装置正面方向の視認者近辺に出射光が届き、黒輝度の上昇(白浮き)でコントラストの低下が生じてしまう。
(7)本態様に係る導光積層体Aは所定の異方性光学フィルム100を備えることから、導光板内で屈折した外光等に由来する、反射型液晶表示装置正面方向の視認者近辺に届く出射光の強度を低減させ、コントラストを向上させることができる。具体的には、異方性光学フィルム100は、光偏向要素240を介することで、特定角度(角度θ)で屈折した外光等由来の光を更に角度を変えて拡散させ、各層界面で反射して反射型液晶表示装置正面方向の視認者近辺に届く外光等由来の出射光の強度を低減させる(図6A)、又は、異方性光学フィルム100は、特定角度(角度θ)屈折して各層界面で視認者側に反射された光を、異方性光学フィルム100を介することで更に角度を変えて拡散させることで、反射型液晶表示装置正面方向の視認者近辺に届く外光等由来の出射光の強度を低減させる(図6B)、という作用を有する。
 このように、サイドピークを有する導光板200は、単独で使用した場合、コントラストの低下が生じるなど好ましくない場合があったが、所定の異方性光学フィルム100を併用することで、導光板200由来の優れた光学特性を維持しつつ、サイドピークの影響を低減させ、コントラストを向上させることができる。
<<<<導光積層体の製造方法>>>>
 本態様に係る導光積層体は、異方性光学フィルム100と、導光板200とを、直接又は他の層を介して積層して得られる。
 積層方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、平板上で行うローラーによる貼合方法や二つのローラーの隙間を通す貼合方法などを挙げることができる。
 他の層として粘着剤層等を含む場合等には、必要に応じて加熱しながら層同士を貼り合わせる方法等を用いることができる。
<<<<導光積層体の用途>>>>
 導光積層体は、導光板の端面(側面部)に光源を設置することでエッジ型ライト方式の表示装置用面状照明装置として用いることができる。光源は、導光板の一つ又は複数の端面(側面部)に設置することができる。
 導光板と、光源とは、隣接して配置されてもよく、間隔をあけて配置されてもよい。光源から発した光が減衰しにくいこと、また、表示装置の小型化の観点から、光源と導光板とは隣接して配置されることが好ましい。
 光源から発した光は、導光板に直接入射されてもよいし、ミラーや導光材などを介して間接的に入射されてもよい。
 光源は公知のものが使用でき、特に限定されない。例としては棒状の冷陰極管やLEDなどが挙げられる。省サイズ化や消費電力の観点からLED光源が好ましい。
 面状照明装置は、表示装置用のフロントライトとして用いることができる。
 表示装置用の面状照明装置は、透過型表示装置、反射型表示装置に用いられる。
 次に、本発明を実施例及び比較例により、更に具体的に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
<<導光板の作製>>
<導光板1の作製>
 80μmのアクリル板の一方の主面を出射面とし、出射面とは反対の面に、深さ20μm、幅30μm、ピッチ100μm、傾斜面の角度が60°となるように平行な溝を切削にて形成した。続いて溝を形成した主面に対し、50μmのアクリル板を加熱下で貼り合わせ、溝部が空洞となった導光板1を得た。
<導光板1の透過光強度の測定>
 ゴニオフォトメーター(村上色彩技術研究所社製、変角光度計GP-5)を用いて、導光板1の出射面とは反対の面(反対面)の法線方向から直線光を入射し、出射面より透過した透過光強度の分布を測定した。
 まず、導光板1出射面の法線方向角度を0°として、当該法線方向に垂直、かつ、導光板1の溝に垂直な直線を開始直線とし、当該法線方向に垂直であることを保持したまま、当該開始直線を時計回りに1°単位で回転させていき、各角度における直線上で、-75°~+75°の範囲の透過光強度を測定した。これにより、導光板1は、法線方向である0°に第1の極大値を有する以外に、法線方向から極角で±25°(極角θが±25°)に第2の極大値を持つことを確認し、かつ、当該第2の極大値を示す方位角φは、溝に直交する方位であることを確認した。
<導光板1点灯時の出射光強度の測定>
 導光板1の溝に平行な1つの端面(入射面)にLEDを設置し、導光板1内部に光を導入した。LEDを点灯させた状態でゴニオフォトメーターに設置し、導光板1出射面から出射される点灯時の出射光強度を、導光板1出射面の法線方向に垂直、かつ、導光板1の溝に垂直な直線上(LED光の進行方向)で-75°~+75°の範囲で測定した(このとき、ゴニオフォトメーターの光源はOFFにて測定した)。点灯時の出射光強度が最大値となる角度である極角θを確認したところ、+7°であった。
<導光板2の作製>
 傾斜面の角度を45°とした以外は導光板1と同様の方法によって導光板2を得た。
<導光板2の透過光強度の測定>
 導光板1と同様の方法により透過光強度を測定したところ、導光板2は法線方向である0°に第1の極大値を有する以外に、法線方向から極角で±13°(極角θが±13°)に第2の極大値を持つことを確認した。また、当該第2の極大値を示す方位角φは、導光板1と同様に溝に直交する方位であることを確認した。
<導光板2点灯時の出射光輝度の測定>
 導光板1と同様の方法により出射光輝度の測定を行い、出射光の輝度が最大値となる角度である極角θを確認したところ、+4°であった。
 実施例で作製した導光板について、表1にまとめた。
<<異方性光学フィルムの作製>>
 以下に示す原料を混合して、紫外線硬化樹脂組成物を得た。
・シリコーン・ウレタン・アクリレート(屈折率:1.460、重量平均分子量:5,890) 20重量部
 (RAHN社製、商品名:00-225/TM18)
・ネオペンチルグリコールジアクリレート(屈折率:1.450) 30重量部
 (ダイセルサイテック社製、商品名Ebecryl145)
・ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート(屈折率:1.536) 15重量部
 (ダイセルサイテック社製、商品名:Ebecyl150)
・フェノキシエチルアクリレート(屈折率:1.518) 40重量部
 (共栄社化学製、商品名:ライトアクリレートPO-A)
・2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン 4重量部
 (BASF社製、商品名:Irgacure651)
 上記組成物を用いて、以下に示す既存の方法(例えば、特開2006-119241及び国際公開番号WO2014/084361)に基づき、異方性光学フィルムを作製した。
 厚さ100μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:A4300)の縁部全周に、ディスペンサーを使い、硬化性樹脂で高さ40μm又は60μmの隔壁を形成した。この中に下記の紫外線硬化樹脂組成物を滴下し、別のPETフィルムでカバーした。
 この両面をPETフィルムで挟まれた40μm又は60μmの厚さの液膜に対して、UVスポット光源(浜松ホトニクス社製、商品名:L2859-01)の落射用照射ユニットから、照射強度30mW/cmの平行光線である紫外線を1分間照射して、複数の柱状構造体を多数有する40μm又は60μmの膜厚のPET付き単層の異方性光学フィルム1~9を得た。
 なお、各異方性光学フィルム(異方性光学フィルム1~9)の光学特性である、直線透過率及び散乱中心軸角度(異方性光学フィルムの法線方向に対する)と、各柱状構造体のアスペクト比は、(1)紫外線硬化樹脂組成物による液膜の加熱温度、(2)照射する紫外線の光線方向、(3)平行光線のアスペクト比を変更できる指向性拡散素子を、異方性光学フィルムと落射用照射ユニットとの間に配置するか否か、(4)指向性拡散素子を使用する場合に指向性拡散素子の配置の調整(異方性光学フィルムに近づける又は遠ざける)等を行うことで、各異方性光学フィルムの性能を変更した。
 指向性拡散素子は、入射した平行光線に指向性を付与するものであり、本実施例では指向性拡散素子内にアスペクト比の高い針状微粒子を含有したものを使用した。なお、柱状構造体のアスペクト比は、指向性拡散素子によって変更された平行光線のアスペクト比にほぼ対応した形で形成された。
 実施例で作製した異方性光学フィルムについて、表2にまとめた。なお、各特性については、以下記載に基づくものとした。
<異方性光学フィルムの直線透過光量の測定に基づく特性>
 前述した方法に基づき、異方性光学フィルムの直線透過光量の測定により光学プロファイルを作成し、作成した光学プロファイルより、異方性光学フィルムの散乱中心軸角度θを導いた。
 更に作成した光学プロファイルより、最大及び最小直線透過率と、異方性光学フィルムの主面の法線方向から入射した光の直線透過率(0°における直線透過率)と、当該法線方向に対し、本実施例で作製した導光板1及び2の極角θのプラス値(順に+25°、+13°)と、当該導光板1及び2の極角θ(順に+7°、+4°)における直線透過率を導いた。
<異方性光学フィルムの柱状構造体のアスペクト比>
 前述した方法に基づき、異方性光学フィルムの柱状構造体のアスペクト比を測定した。
<異方性光学フィルム柱状構造体の方位角φ
 異方性光学フィルム柱状構造体の方位角φは、異方性光学フィルム作製時の照射光線の方位角とした。
<<導光積層体の作製>>
 表3に示す導光板及び異方性光学フィルムの組み合わせにて、導光板の出射面に対し、シリコーン系粘着フィルム(ニッパ社製、商品名:NSA-50)を介して、異方性光学フィルムを積層し、各実施例及び各比較例に係る導光積層体を得た。この時、異方性光学フィルムの柱状構造体の方位角φが、導光板の第2の極大値における方位角φと一致するようにして積層した。
 実施例で作製した導光積層体について、表3にまとめた。なお、物性測定及び評価については、以下記載に基づくものとした。また、極角差(θ-θ)は、上記で出した値より算出した。
<導光積層体の異方性光学フィルムの柱状構造体の方位角φと、導光板の第2の極大値における方位角φとの差の絶対値である方位角差>
 異方性光学フィルムの柱状構造体の方位角φと、導光板の第2の極大値における方位角φとの差の絶対値である方位角差|φ-φ|は、分度器にて目視測定することにより行った。
<導光積層体の透過光強度の測定>
 ゴニオフォトメーター(村上色彩技術研究所社製、変角光度計GP-5)を用いて、導光積層体の導光板の反対面の法線方向から直線光を入射し、導光積層体の異方性光学フィルムの導光板側ではない主面(異方出射面と称す)より透過した透過光強度の分布を測定した。
 具体的には、異方出射面の法線方向角度を0°(導光板出射面の法線方向角度と等しい)として法線方向に垂直かつ導光板の溝に垂直な直線上で-75°~+75°の範囲(異方出射面の法線方向角度0°と、使用した導光板種類による極角θのプラス値(導光板1のとき+25°、導光板2のとき+13°)とを含む範囲)で測定した。
 求めた各透過光強度に対し、導光板単体で、当該法線方向角度0°と、当該各極角θのプラス値における透過光強度を100%としたときの、導光積層体の透過光強度比を算出した。
 なお、透過光強度の評価基準は、異方出射面の法線方向角度0°における透過光強度比については、65%以上のときを◎、50%以上65%未満のときを○、15%以上50%未満のときを△、15%未満のときを×とし、極角θにおける透過光強度比については、30%以下のときを◎、30%超70%以下のときを○、70%超のときを×とした。
 図7に、異方出射面の法線方向角度0°における導光板1単体及び実施例2導光積層体の透過光強度のグラフ、そして図8にその部分拡大図を示した。
 各図より、導光板1単体では、角度+25°の箇所に第2の極大値(サイドピーク)が存在している一方で、実施例2では、角度+25°に、第2の極大値が確認できない導光積層体が得られた。
 100   異方性光学フィルム
 121   マトリックス領域
 123   柱状構造体
 200   導光板
 210   入射面
 220   出射面
 230   反対面
 240   光偏向要素
 245   空隙部
 250   封止層

Claims (10)

  1.  光の入射光角度により拡散性が変化する異方性光学フィルムと、導光板と、を有し、
     前記導光板は、前記導光板の端部に設けられており光を前記導光板の内部に導入可能な入射面と、前記入射面から入射し前記導光板内で反射及び屈折した光を出射する第1の主面である出射面と、前記出射面の反対側に位置する第2の主面である反対面とを有し、
     前記異方性光学フィルムは、前記導光板の前記出射面に、直接又は他の層を介して積層され、
     前記異方性光学フィルムは、マトリックス領域と、前記マトリックス領域とは屈折率の異なる複数の柱状構造体よりなる柱状領域と、を有し、
     前記複数の柱状構造体は、前記異方性光学フィルムの一方の主面から他方の主面にかけて配向、且つ、延存して構成され、
     前記導光板の前記出射面の法線方向角度、及び、前記異方性光学フィルムの法線方向角度を0°とした場合に、
     前記異方性光学フィルムの散乱中心軸角度θが15°超であり、
     前記導光板は、少なくとも、前記反対面の法線方向から前記反対面に入射され前記出射面から出射する透過光の出射光強度を測定した際に、前記法線方向角度から5°未満の範囲に第1の極大値を示し、且つ、前記法線方向角度から5°以上の範囲に第2の極大値を示し、
     前記第2の極大値を示す極角を極角θとしたとき、
     前記散乱中心軸角度θと極角θとの差(θ-θ)が、-10°以上-1°未満、又は、+1°超+35°以下であることを特徴とする、導光積層体。
  2.  前記異方性光学フィルムの前記一方の主面又は前記他方の主面の法線方向から入射した光の直線透過率が15%以上であることを特徴とする、請求項1に記載の導光積層体。
  3.  前記異方性光学フィルムの柱状構造体の方位角をφとし、前記導光板の第2の極大値における方位角をφとすると、|φ-φ|≦10°を満たすことを特徴とする、請求項1又は2に記載の導光積層体。
  4.  前記導光板は、前記入射面から前記導光板の内部に光を導入したとき、前記出射面から出射される出射光強度が最大値となる角度である極角を極角θとしたとき、極角θが±15°の範囲内であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の導光積層体。
  5.  前記入射面から前記導光板の内部に光を導入したときの前記極角θにおける前記異方性光学フィルムの直線透過率が、10%以上であることを特徴とする、請求項4に記載の導光積層体。
  6.  前記柱状構造体は、前記柱状構造体の柱軸に垂直な断面における長径を短径で除したアスペクト比が4~50であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の導光積層体。
  7.  前記導光板が光偏向要素として凹凸形状を有することを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の導光積層体。
  8.  前記凹凸形状がプリズムレンズ形状であることを特徴とする、請求項7に記載の導光積層体。
  9.  前記プリズムレンズ形状の深さが0.1μm~100μmであることを特徴とする、請求項8に記載の導光積層体。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載の導光積層体と、光源とからなることを特徴とする、面状光源装置。

     
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