擴散片、層壓棱鏡片以及層壓光學片的制作方法

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本發明提供一種具有可以防止由于光學保護膜的薄型化引起的波狀起伏(翹曲現象)的低翹曲性的擴散片、層壓棱鏡片以及層壓光學片。

背景技術：

已知的液晶面板用背光單元的結構，是將擴散片、棱鏡片和導光板通過物理層疊而成(參照專利文獻1)。也就是說，如圖9所示的，具有從光源32導光的導光板30和反射片34，在其上方有下擴散片2、下棱鏡片11、有擴散性的上棱鏡片21構成的背光單元。在上棱鏡片21上方有液晶面板40。液晶面板40是在液晶單元42的表面側和背面側使用偏光板(41，43)貼合構成。

為了實現背光單元的薄型化，將上下棱鏡片(11，21)或下擴散片2薄化，由于led的放射熱，使各個部材發生翹曲，要實現部材的貼合是困難的。因此，棱鏡片或擴散片的厚度是有限度的。由此，要實現棱鏡片或擴散片的薄型化或輕量化，需要具備低翹曲性。

圖6示意的是將棱鏡片和擴散片通過物理層疊構成的(粘合劑無圖示)一般結構的背光單元的截面圖。為了實現不發生翹曲、提高部材貼合時的處理，上下棱鏡片(11，21)和下擴散片2需要具備低翹曲性。目前，移動信息終端的屏幕尺寸通常為4～5英寸，如圖6所示的d1、d2、d3的各個厚度都需要在150μm以上。其結果是，背光單元的厚度達到450μm以上。如果d1、d2、d3的各個厚度未滿150μm的話，各個片層會因為受到背光單元的led光源的放射熱的影響發生翹曲，出現外觀缺陷等問題。

要解決該問題，對把上棱鏡片21、下棱鏡片11、下擴散片2分別貼合呈一體化的方法進行了研究。可是，通常若要將下棱鏡片11和上棱鏡片21一體化時，如圖7(圖6的a部分的擴大圖)所示，在上棱鏡片21的背面設置粘合層23，將粘合層23與下棱鏡片11貼合呈一體化，下棱鏡片11表面的所有的棱鏡列的頂點部分被粘合層23埋沒，與沒有一體化時的進行比較的話，光學系能低下。也就是說，若將下棱鏡片11和上棱鏡片21一體化，存在無法獲得足夠的采光性能的問題。

此外，通常若將下棱鏡片11和下擴散片2一體化時，如圖8(圖6的b部分的擴大圖)所示，在下棱鏡片11的背面設置粘合層13，將粘合層13與下擴散片2的擴散層3貼合呈一體化，下擴散層2的表面的擴散層3被粘合層13完全埋沒，很明顯存在失去下擴散層2的擴散性能的問題。

如上，將上棱鏡片、下棱鏡片、下擴散片貼合呈一體化引起的光學性能或擴散性能下降成為問題。

【專利文獻1】特開2000－352607號公報

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

鑒于上述情況，本發明以提供一種具有可以防止波狀起伏(翹曲現象)的低翹曲性能、且具有優良的光學特性或擴散特性的擴散片、層壓棱鏡片以及使用這些光學片材的層壓光學片為目的。

解決問題的方法

也就是說，本發明的擴散片，其特征是：表面呈微細的凹凸形狀，是由平行布置的具有第1高度的第1凸部，和周期性或隨機性布置的比第1高度低的具有隨機高度的第2凸部形成。

然后，當在擴散片上層壓上層片時，層壓在擴散片表面的上層片的背面的粘合層，與第1凸部的一部分粘接，與第2凸部不粘接。

根據這種構成，上層片的背面的粘合層與第1凸部的一部分粘接，擴散片可以被牢牢的固定，可以抑制擴散片本身的波狀起伏(翹曲現象)。也就是說，擴散片具有低翹曲性。此外，上層片的背面的粘合層與第2凸部不粘接，不會造成擴散片的第2凸部的擴散性能下降或減少下降，擴散片整體的光學特性或擴散特性是優秀的。

在此，關于上述擴散片的第1凸部的高度與第2凸部的高度差值，作為優選，最好大于粘合層的厚度。即使第1凸部與粘合層牢固的粘接在一起，但是第2凸部的頂點部分與粘合層不粘接，可以防止擴散片的第2凸部的擴散性能下降。

此外，關于上述擴散片，作為優選，將第1凸部的高度視為h1，寬度為w1，第2凸部的高度視為h2，寬度為w2，滿足h1:h2＝1:x(x為0.5～0.1)，且w1:w2＝1:y(y為1.0～0.1)。將第2凸部的高度(h2)設定為第1凸部的高度(h1)的一半以下，即使第1凸部與上層片的粘合層牢固地粘接在一起時，第2凸部的頂點部分無法與粘合層粘接，使其具備低翹曲性，可以防止擴散片的第2凸部的擴散性能下降。

此外，將第2凸部的幅寬(w2)設定為與第1凸部的幅寬(w1)相同或比其更短。這樣是為了調整第2凸部的形狀或頂角。例如，將第2凸部的高度(h2)設定為第1凸部的高度(h2)的一半時，若要嘗試讓第1凸部與第2凸部的形狀相同的話，將第2凸部的幅寬(w2)設定為第1凸部的幅寬(w1)的一半。若將第2凸部的高度(h2)設定為第1凸部的高度(h1)的一半，第2凸部的幅寬(w2)設定為與第1凸部的幅寬(w1)相同的話，第2凸部的基底部會比第1凸部的基底部更加蔓延擴大呈平緩凸起的形狀。

關于本發明的擴散片，作為優選，第1凸部為條紋狀。選擇第1凸部為條紋狀，可以更容易成型，還可提高產品質量。此外，當成型變得容易的話，還可以降低生產成本。在此，在布置條紋時，作為優選，最好是周期性的平行布置，若是隨機間隔的平行布置也是可以的。

本發明的擴散片，可在相互鄰接的第1凸部之間至少布置一個第2凸部。

由于高度比第1凸部低的第2凸部的頂點部分與粘合層不粘接，其光學性能沒有降低，可保持原來的擴散性能。因此，在第1凸部中間布置復數的第2凸部，可以提高擴散片整體的擴散性能。此外，若相互鄰接的第1凸部之間布置了1個第2凸部時，第1凸部與第2凸部是呈交替布置的。

此外，本發明的擴散片，只有第1凸部、可在復數鄰接的第1凸部群組之間布置至少一個的第2凸部。由于第1凸部的頂點部分與粘合層粘接，只有第1凸部設置與其鄰接的第1凸部群組，才可提高與上層片的粘合強度。

本發明的擴散片，作為優選，不含光漫射顆粒。為了防止因為光漫射顆粒聚集產生的不均勻或缺陷，在模具表面形成凹凸，使用紫外線固化樹脂或熱塑性樹脂，將模具的凹凸轉移成型，不使用光漫射顆粒制作的擴散片。

接下來，就本發明的層壓棱鏡片進行說明。

本發明的層壓棱鏡片，是表面上由復數個略呈三角形的棱鏡單元平行排列成棱鏡列的至少有兩層的棱鏡片，有層壓上層棱鏡片的下層棱鏡片的棱鏡列，是由復數具有第1高度的第1棱鏡列、和復數具有比第1高度低的第2棱鏡列周期性的布置排列的。然后，上層棱鏡片背面的粘合層與下層棱鏡片的第1棱鏡列的頂點部分粘接，不與第2棱鏡列的頂點部分粘合的結構構成的。

根據這樣的結構，上層棱鏡片的背面的粘合層與下層棱鏡片的第1棱鏡列的頂點部分粘接，與第2棱鏡列的頂點部分不粘合的結構特征，使下層棱鏡片的表面的所有棱鏡列的頂點部分被粘合層埋沒，與沒有一體化時進行比較的話，光學性能下降，可回避無法獲得足夠的采光性能的問題。

此外，因為棱鏡列的高度不均，可防止在層壓棱鏡片時發生的稱為光耦合(wet-out)現象時產生的斑點。

本發明的棱鏡片，可在相互鄰接的第1棱鏡列之間布置至少一個的第2棱鏡列。由于高度比第1棱鏡列低的第2棱鏡列的頂點部分不與粘合層粘接，其光學性能沒有降低，可保持原來的聚光性能。因此，在第1棱鏡列中間布置復數的第2棱鏡列，可提高棱鏡片整體的聚光性能。此外，當在相互鄰接的第1棱鏡列之間布置1個第2棱鏡列時，第1棱鏡列與第2棱鏡列是呈交替布置的。

此外，只有第1棱鏡列可在與復數鄰接的第1棱鏡列組之間布置至少一個第2棱鏡列。因為第1棱鏡列的頂點部分與粘合層粘接，只有第1棱鏡列設置與其鄰接的第1棱鏡列組，才可提高粘合強度。

在此，本發明的層壓棱鏡片中的上層棱鏡片，在其背面具有微細凹凸形狀的擴散層，粘合層被層疊在擴散層上，作為優選，粘合層的折射率nb和擴散層的折射率nm滿足|nb－nm|＞0.1。

像這種情況，上層棱鏡片就是具有擴散性能的上層棱鏡片。

對粘合層的折射率nb和擴散層的折射率設定一定的折射率差，即使粘合層被層疊在擴散層上時，擴散層還可以發揮其擴散功能。

本發明的層壓棱鏡片中的第2棱鏡列的第2高度，當第1棱鏡列的第1高度為1時，作為優選，理想高度是0.6～0.9。若第1棱鏡列的第1高度與第2棱鏡列的第2高度之間的高度差太小的話，在下層棱鏡片的第1棱鏡列的頂點部分被粘接，第2棱鏡列的頂點部分沒被粘接的狀態時，存在與粘合層的結合強度變弱的缺點。此外，若第1棱鏡列的第1高度與第2棱鏡列的第2高度之間的高度差太大的話，當下層棱鏡片的第1棱鏡列的頂點部分被粘接，第2棱鏡列的頂點部分沒被粘接的狀態時，雖然與粘合層的結合強度變強，但是與粘合層的粘合部分變大，存在光學性能降低的缺點。因此，作為優選，將第1棱鏡列的第1高度與第2棱鏡列的第2高度的高度差設定為一定差值。

作為優選，將本發明的層壓棱鏡片中的第1棱鏡列的高度設為m1、寬度設為k1，第2棱鏡列的高度設為m2、寬度設為k2，滿足m1:m2＝x(其中、x為0.6～0.9)、且k1:k2＝1:1。這是取得理想的擴散效果和光學效果的條件。此外，層壓棱鏡片中的第1棱鏡列的形狀形成與第2棱鏡列的形狀可以是相似形。

本發明的擴散層，作為優選，鄰接的第1凸部的相互間隔為0.1～0.6mm。設定這樣的范圍，即可以保持光學性能，又可以有效的抑制翹曲。若第1凸部的相互間隔大于0.6mm時，條紋模樣用肉眼都可以確認，這是不理想的。若第1凸部的相互間隔小于0.1mm時，會容易產生摩爾紋，導致光學性能劣化，這是不理想的。

本發明的擴散層，作為優選，在層疊在擴散片表面的上層片的背面的粘合層和第2凸部之間，設置1～100μm的空氣層。設置空氣層，即可防止光學性能的劣化，還可保持原來的擴散性能。

本發明的層壓棱鏡片中的下層棱鏡片中的棱鏡列的棱鏡單元的頂端部形狀呈曲面，下層棱鏡片的棱鏡列的頂端部與上層棱鏡片的背面的粘合層面粘接，不穿入也是可以的。棱鏡單元的頂端部不穿入粘合層的話，就不會破壞棱鏡片的聚光性，可防止亮度下降。此外，一般下層棱鏡片的頂端部呈銳角的層壓棱鏡片，棱鏡單元的頂端部要想不穿入粘合層進行粘接的話，粘合面積變窄，頂端部的接觸點和粘合層的界面接近的效果幾乎無法期待，將接觸點以μm單位級的穿入粘合層，從彈性的角度來看，不提高粘合層的強度的話，粘合力是不夠的。但是，本發明的層壓棱鏡片，頂端部的形狀呈曲面，粘合面積變大，由于相對與粘合層的界面比例大，由于界面的靜電相互作用、界面的分子結合變強，使粘合力變大，可提高剝離強度。

此外，棱鏡單元的頂端部形狀呈曲面，可提高可視角度的亮度特性。

本發明的層壓棱鏡片，下層棱鏡片的棱鏡列的棱鏡單元的頂端部形狀呈曲面，下層棱鏡片的棱鏡列的頂端部與上層棱鏡片的背面的粘合層的表面粘接，若沒有穿入時，作為優選，粘合層的理想厚度為0.5～2μm，若有0.8～1.3μm的話會更好。由于棱鏡單元的頂端部不穿入粘合層，這樣就可以將粘合層的厚度設計為薄的。

本發明的層壓光學片，是在本發明的擴散片上方層壓本發明的層壓棱鏡片。此外，本發明的層壓光學片，使用目前已知的棱鏡片層壓在本發明的擴散片上方也是可以的。另外，本發明的層壓光學片，在本發明的擴散片上層壓p波穿透而s波反射的棱鏡片也是可以的。p波穿透而s波反射的棱鏡片，將反射的s波通過反射片的反射，使p波偏光以增加p波，可以提高亮度。

發明效果

本發明的擴散片、層壓棱鏡片以及層壓光學片，具有低翹曲性，而且具有優秀的光學性能或擴散性能。

附圖說明

【圖1】本發明的擴散片的截面構成圖

【圖2】下棱鏡片和下擴散片的粘合截面構成的比較圖

【圖3】本發明的層壓棱鏡片的截面構成圖

【圖4】上棱鏡片和下棱鏡片的粘合截面構成的比較圖

【圖5】本發明的層壓光學片的截面構成圖

【圖6】一般的背光單元的截面構成圖

【圖7】一般的上棱鏡片和下棱鏡片的粘合部分截面構成的比較圖

【圖8】一般的下棱鏡片和下擴散片的粘合部分的截面構成的比較圖

【圖9】液晶面板的構成圖

【圖10】試制品的截面放大照片

【圖11】顯示試制品的亮度性能測定數據一覽表的圖

【圖12】下棱鏡片和有凸部的擴散片的粘合部分的截面構成圖

【圖13】實施例2中所涉及的擴散片的截面構成圖

【圖14】實施例3中所涉及的上棱鏡片和下棱鏡片的粘合部分的截面構成圖

【圖15】實施例3中所涉及的第1棱鏡列的放大截面圖

具體實施方式

接下來，就本發明的實施形態參照附圖進行說明。此外，關于本發明的范圍，不限定于以下的實施方式或圖示例，可以有其他的變更或變形。

圖1示意的是本發明的擴散片的截面構成圖。有凸部的擴散片1，在擴散片2的表面具有第1高度的第1凸部3a、和具有比第1高度低的第2高度的第2凸部3b平行布置形成的呈微細凹凸形狀的擴散層3，擴散片2的背面有高度均一或任意凸部4a形成的擴散層4。

然后，層壓在擴散片1表面上的上層片(無圖示)的背面的粘合層(無圖示)，與擴散層3上的第1凸部3a粘接，不與擴散層3上的第2凸部3b粘接。

此外，如圖1所示的擴散片1中，將第1凸部3a的高度設為h1、寬度為w1，第2凸部3b的高度設為h2、寬度為w2，設定h1:h2＝1:0.5、w1:w2＝1:1時的圖示。此外，將第1凸部3a的高度h1和第2凸部3b的高度h2的差值δd1設定為比粘合層的厚度大。

圖2示意的是關于一般結構與本發明的擴散片結構中的下棱鏡片和下擴散片的粘合截面構成的比較。如圖2(1)示意的是一般結構，圖2(2)示意的是本發明的擴散片結構。如圖2(1)所示意的一般結構，在擴散片(下擴散片)2表面的擴散層3所形成的凸部的高度大致均一，全部埋沒在層壓在表面的上層片(下棱鏡片)11的背面的粘合層13中的結構。凸部被埋沒的話，會導致擴散性能下降，特別是，當所有的凸部被埋沒的話，擴散性能明顯下降。

另一方面，如圖2(2)所示意的本發明的擴散片結構，擴散片(下擴散片)2的表面的擴散層3宋形成的的凸部的高度不均勻，第1凸部3a、和比第1凸部3a低的第2凸部3b平行排列，層壓在表面的上層片(下棱鏡片)11的背面的粘合層13，只與第1凸部3a的一部分粘接。然后，高度低的第2凸部3b不與下棱鏡片11的背面的粘合層13粘接，第2凸部3b的擴散性能可以繼續保持。因此，本發明的擴散片結構與一般結構相比，擴散性能下降少，擴散性能優秀。

圖12示意的是下棱鏡片和本發明的擴散片的粘合截面構成圖。如圖12所示，有凸部的擴散片1，擴散片2的表面由具有第1高度的第1凸部3a、和具有比第1高度低的第2高度的第2凸部3b平行排列形成的微細凹凸形狀的擴散層3，在擴散片2的背面形成有高度均一或隨機凹凸部4a的擴散層4。

然后，層壓在擴散層1表面的下棱鏡片11背面的粘合層13，與擴散層3的第1凸部3a的一部分粘接，不與擴散層3的第2凸部3b粘接。在此，鄰接的第1凸部3a的間隔p為0.1～0.6mm。此外，高度的差值δd3為1～100μm。

圖3是上棱鏡片21和下棱鏡片11的粘合部分的截面構成圖。下棱鏡片11是由復數具有第1高度的第1棱鏡列12a、和復數具有高度比第1高度低的第2高度的第2棱鏡列12b周期性布置形成。然后，上棱鏡片21的背面的粘合層23與下棱鏡列11的第1棱鏡列12a的頂端部分粘接，不與第2棱鏡列12b的頂端部分粘接。

如圖3所示的上棱鏡片21，表面的棱鏡層22由復數高度均一的呈略三角形的棱鏡單元平行布置的復數的棱鏡列22a，背面形成有高度均一或隨機凸部的擴散層24，且形成有粘合層23。在此，粘合層的厚度顯示為db。

如圖3所示的下棱鏡片11，將第1棱鏡列12a的高度設為m1、幅寬為k1，第2棱鏡列12b的高度設為m2、幅寬為k2，滿足m1:m2＝1:0.5、k1:k2＝1:1時的顯示圖。此外，將第1棱鏡列12a的高度m1和第2棱鏡列12b的高度m2的高度差值δd2設成比粘合層的厚度db大。

圖4是關于一般結構與本發明的層壓棱鏡片結構中的上棱鏡片和下棱鏡片的粘合部分的截面構成圖。圖4(1)示意的是一般結構，圖4(2)示意的是本發明的層壓棱鏡片結構。如圖4(1)所示意的一般結構，下棱鏡片11的表面的棱鏡列12的高度均勻，棱鏡列12的頂端部分全部埋沒在層壓在下棱鏡片11表面的上棱鏡片21背面的粘合層23中的結構。棱鏡列12的頂端部被埋沒的話，會導致擴散性能下降，特別是，當所有的棱鏡列的頂端部分都被埋沒的話，擴散性能明顯下降。

另一方面，如圖4(2)所示的本發明的層壓棱鏡片結構，下棱鏡片11的表面的棱鏡列12的高度不均勻，第1棱鏡列12a、和比第1棱鏡列低的第2棱鏡列12b周期性的平行排列，層壓在表面的上棱鏡片21背面的粘合層23，只與第1棱鏡列12a粘接。然后，高度低的第2棱鏡列12b不與上棱鏡片21背面的粘合層23粘接，第2棱鏡列12b的聚光性能可以繼續保持。因此，本發明的層壓棱鏡片結構與一般結構相比，聚光性能的下降少，整體作為層壓棱鏡片的擴散性能優秀。

圖5示意的是本發明的層壓光學片的截面構成圖。本發明的層壓光學片，是在導光板30的上面層壓下擴散片2、下棱鏡片11、具有擴散功能的上棱鏡片21。

下擴散片2是由具有第1高度的第1凸部、和比第1高度低的具有第2高度的第2凸部平行布置的。鄰接的第1凸部之間，至少布置有1個以上的第2凸部。如圖5所示，第2凸部連續布置，就像布置著1個第1條紋凸部。

層壓在下擴散層2表面的下棱鏡片11背面的粘合層13，與第1凸部的一部分粘接，不與第2凸部粘接。此外，下擴散片2的背面形成有高度均勻或隨機的凸部的擴散層4。

在上棱鏡片21的表面上形成有高度均勻的平行布置的棱鏡列的棱鏡層22，在背面不僅形成有高度均勻的凸部的擴散層，還形成有粘合層23。然后，下棱鏡片11，由復數具有第1高度的第1棱鏡列、復數具有比第1高度低的第2高度的第2棱鏡列周期性的布置形成的棱鏡層12，

上棱鏡片21的背面的粘合層23與下棱鏡列11的第1棱鏡列的頂端部分粘接，不與第2棱鏡列的頂端部分粘接。

【實施例1】

(試制品的評價結果)

制作了下棱鏡片和擴散片粘合的4種試制品(no.1～4)，其截面放大照片及亮度性能的測定結果分別示于圖10、圖11。

截面放大照片是將粘合片的截面放大2000倍的照片。

如試制品no.1所示，由于凸部的高度不足，粘合層幾乎將擴散部分全部埋沒，造成擴散性能下降。此外，如試制品no.2、no.3所示，凸部的高度比粘合層的厚度大，可以在確保擴散性能的情況下進行貼合，可證實擴散性能是優秀的。此外，如試制品no.4所示，雖然擴散性能沒有問題，由于在粘合時的壓力過大，凸部分被穿入上棱鏡片(參照放大照片)，結果導致亮度下降。

【實施例2】

圖13示意的是實施例2中涉及的擴散片的截面構成圖。

如圖13所示，具有凸部的擴散片1a，與圖1中所示的擴散片1同樣，在擴散片2的表面有由第1高度的第1凸部3a、和具有比第1高度低的第2高度的第2凸部3b平行布置形成的呈微細凹凸形狀的擴散層3，擴散片2的背面有高度均一或任意的凸部4a的形成的擴散層4。

但是，在圖1中，在1個第1凸部3a和1個第1凸部3a之間布置復數的第2凸部3b，而在本實施例中，在3個第1凸部3a和3個第1凸部3a之間布置復數個第2凸部3b。通過布置多個第1凸部3a，當將擴散層1a與上層片粘合時，可以提高粘合強度。在這里雖沒有圖示，在本實施例中，第1凸部3a如圖13中的從前面向后方布置成條紋狀。

【實施例3】

圖14是實施例3中涉及的上棱鏡片21和下棱鏡片11粘合部分的截面構成圖。下棱鏡片11上有復數具有第1高度的第1棱鏡列12c、和復數具有比第1高度低的第2高度的第2棱鏡列12b周期性的布置。然后，上棱鏡片21背面的粘合層23，與下棱鏡片11的第1棱鏡列12c的頂端部粘接，不與第2棱鏡列12b的頂端部粘接。

圖15是實施例3所涉及的第1棱鏡列的放大圖，是圖14的c部分的放大圖。如果棱鏡列被埋入粘合層的話，會使亮度降低，如圖15所示，第1棱鏡列12c的頂端部25與粘合層只有表面粘接，沒有穿入。因此，與第1棱鏡列的頂端部呈銳角的棱鏡片比起，與粘合層23的粘合范圍變大。圖15是截面圖，實際上是表面接觸表面。如此，棱鏡列的頂端部呈曲面，不僅可以提高粘合力，還可以防止亮度性能的低下。此外，在這里雖沒有圖示，第2棱鏡列12b的頂端部，也是與第1棱鏡列12c的頂端部25一樣呈曲面。

此外，第1棱鏡列12c的頂端部25的曲率半徑r為3r。如果頂端部的曲率半徑小于2r的話，棱鏡單元的頂端部會穿入粘合層，會造成亮度明顯下降。此外，如果頂端部的曲率半徑大于5r的話，棱鏡片原有的光學性能將無法得到充分發揮。(其他實施例)

與實施例3不同，下棱鏡片，復數僅具有第1高度的第1棱鏡列的頂端部呈曲面形狀，第2棱鏡列的頂端部呈銳角也是可以的。將頂端部呈曲面形狀的棱鏡列與銳角的棱鏡列混在一起，正面亮度和視角亮度中的任何一個都可以得到提高。

工業應用性

本發明作為構成液晶面板的背光單元的光學片是有用的。

圖中符號說明

1，1a有凸部的擴散片

2擴散片

3a第1凸部

3b第2凸部

3，4，24擴散層

11下棱鏡片

12，22棱鏡片