專利名稱：光漫射片的制作方法
<技術鄰域>
本發(fā)明涉及一種光漫射片，其被用于液晶顯示器背光單元、裝飾性照明標志牌、照明罩、拱廊、燈光牌、樓廳(balcony)屏幕牌等。
<發(fā)明背景>
液晶顯示器的一般背光單元是由光引入板構造的，該板具有被印刷于其相反側上的用于光漫射的小點(dot)，被安排于該光引入板的一側或兩側上的光源(冷陰極管等)，被疊加在該光引入板上的光漫射片，被疊加在該光引入板上或者在其之上或之下的透鏡膜(棱鏡片)，等等。
這樣的光漫射片，(1)在其中包含作為光漫射劑的聚合物珠或無機微粒的光漫射層被安排于透明基底材料(basematerial)的至少一側的片(日本專利No.2,665,301)，(2)在其中通過對其應用壓花而在透明塑料膜的一側或兩側上形成不均勻性并且包含微粒的光漫射層亦被安排于其一側或兩側的片(丁P-A-11-337711)，(3)在其中在不包含光漫射劑的表面上形成隨機不規(guī)則性的片(日本專利No.2,562,265)等，是已知的。
然而，(1)的光漫射片具有以下問題，如不足的可見度、顯示質量的降低、由于產量低而造成的高生產成本等，這是因為從光漫射層的表面突出的聚合物珠或無機微粒損害了被疊加于其上的透鏡膜并易于因為沖擊等而從光漫射層脫落。
還有，盡管(2)的光漫射片的分散能力由于在其一側或兩側上的不規(guī)則性而被提高，其仍具有與(1)的光漫射片相同的問題，這是因為包含微粒的光漫射層被安排于其表面上，另外，其具有進一步增加其生產成本的另一個問題，這是因為其需要兩個過程，借助壓花的不規(guī)則性形成過程和光漫射層形成過程。
另外，(3)的光漫射層具有的問題在于，當在一側或兩側的表面上形成的不規(guī)則形狀不恰當時，光散射變得不充分或者光散射變得不均勻，從而導致亮度的局部變化，或者變成光引入板面上的小點的可視化。還有一個問題在于，當其被來自光源的光和熱加熱時，在光漫射片上產生了皺紋，從而導致不均勻的光散射和變化的亮度。
本發(fā)明是通過將上述問題加以考慮而進行的，并且其目的是提供一種可容易生產的光漫射片，其富于來自一側的進入光的量，并且可通過將光學損失控制于小程度而從相反側發(fā)射沒有亮度變化的均勻的經漫射的光。還有，其另一個目的是提供一種光漫射片，當被來自光源的光和熱加熱時，其不產生皺紋，并且能以較小的光學損失來進行穩(wěn)定且均勻的光散射。
<發(fā)明公開內容>
為了實現上述目的，本發(fā)明的第一光漫射片是包括可透光樹脂的片，在其中不規(guī)則性被形成于片的兩側上，成為光進入側的一側的平均表面粗糙度大于成為光離開側的相反側的平均表面粗糙度，并且所述一側的表面積比小于所述相反側的表面積比，特征在于所述一側的平均表面粗糙度是從0.2到5.0μm，所述相反側的平均表面粗糙度是從0.2到2.0μm，所述一側的表面積比是從1.001到1.150，而所述相反側的表面積比是從1.010到1.250。
在此所使用的術語“平均表面粗糙度”指的是“從基準平面到指定平面的絕對偏差值的平均值”，其通過三維地擴展由日本工業(yè)標準JIS B 0601定義的中心線平均表面粗糙度Ra以使其可被應用于測量平面而獲得，由以下數學公式來計算。
Ra=1S0∫YBYT∫XLXR|F(X,Y)-Z0|dXdYp]]>在該公式中，Ra對應于平均表面粗糙度，并且S0對應于測量平面的基準面積，F(X，Y)對應于通過將在JI S B 0601中定義的f(x)發(fā)展到表面而獲得的粗糙度曲線，而Z0對應于基準平面的高度。
還有，術語“表面積比”指的是當測量平面被假定為平坦平面時，實際表面積S對面積S0的比(S/S0)。
為了通過將光學損失控制到小程度而發(fā)射沒有亮度變化的均勻的經漫射的光，有必要的是，大量的光可幾乎均勻地從光漫射片的一側容易地進入該片，并且光離開的相反側在光漫射作用上是極佳的。依照本發(fā)明的第一光漫射片，成為光進入側的一側上的不規(guī)則性的高差大于相反側的不規(guī)則性，并且不規(guī)則性的分布密度同時被粗糙化(roughened)，因此大量的光可從所述一側幾乎均勻地進入并且光的干涉和衍射可同時被防止，而另一方面，通過使成為光離開側的相反側上的不規(guī)則性的高差分布得比所述一側上的不規(guī)則性小且密，相反側的光漫射作用被改進，并且通過使被排到面板外的經漫射的光再次返回到面板內，光學損失亦被減小。
就是說，依照本發(fā)明的第一光漫射片，成為光進入側的一側的平均表面粗糙度大于相反側，并且處于從0.2到5.0μm的范圍內，而這一側的表面積比小于相反側，并且處于從1.001到1.150的范圍內，因此這一側的不規(guī)則性具有適合于光幾乎平均地進入的高差(尺寸)和分布密度，并因此當該光漫射片被疊加于例如背光單元的光引入板時，以光引入板內的適當反射而前進的大部分光從所述片的整個一側幾乎均勻地進入到該片中，從而使光學損失較小并且?guī)缀醪话l(fā)生進入的光量的局部變化。另外，由于成為該光漫射片的光離開側的相反側的平均表面粗糙度Ra小于上述的一側，并且處于從0.2到2.0μm的范圍內，而該相反側的表面積比大于上述的一側，并且處于從1.010到1.250的范圍內，因此該相反側的不規(guī)則性被分布得比上述一側的不規(guī)則性小且密，從而使其成為適合于光的散射的不規(guī)則性尺寸和分布密度。因此，在通過該相反側的不規(guī)則性來均勻且充分地漫射光的同時，沒有亮度變化的經漫射的光可被射出。
依照上述的光漫射片，當一側的平均表面粗糙度被控制在從0.3到3.0μm，并且相反側的平均表面粗糙度從0.3到1.5μm，一側的表面積比從1.005到1.070并且相反側的表面積比從1.010到1.200時，光漫射變得更佳并且更均勻的經漫射的光可被射出。
接下來，本發(fā)明的第二光漫射片是包括可透光樹脂的片，在其中不規(guī)則性被形成于片的兩側上，成為光進入側的一側的平均表面粗糙度大于成為光離開側的相反側的平均表面粗糙度，并且其包含光漫射劑，特征在于所述一側的平均表面粗糙度是從0.2到5.0μm，而所述相反側的平均表面粗糙度是從0.2到2.0μm。
由于從一側進入所述片中的光被光漫射劑漫射，該第二光漫射片的光漫射作用被改進。因此，當成為該光漫射片的光進入側的一側的平均表面粗糙度處于從0.2到5.0μm的范圍內并且成為光離開側的相反側的平均表面粗糙度小于上述的一側且處于從0.2到2.0μm的范圍內時，沒有亮度變化的經漫射的光可通過從光引入板進入的光的均勻和充分漫射而射出。還有，由于光漫射劑，所述片的膨脹和收縮變小，并且即使當其被來自光源的光加熱時，在該片上亦不產生皺紋，因此均勻的經漫射的光可被穩(wěn)定地射出。
當上述光漫射劑具有從0.5到50μm的平均顆粒尺寸并且以從0.1到50的重量百分比的量被包含在可透光樹脂中時，光漫射變得更佳，并且不導致對光透射的抑制。還有，通過減小由于來自光源的熱而造成的片的膨脹和收縮，可充分地抑制皺紋的產生，因此可獲得穩(wěn)定的經漫射的光。
理想的是，上述第二光漫射片的一側的表面積比是從1.001到1.150而相反側的表面積比從1.010到1.250，這是因為進入的光變得更均勻并且經漫射的光的亮度變化亦變得更小。
還有，當上述一側的平均表面粗糙度是從1.0到3.0μm，上述相反側的平均表面粗糙度從0.5到1.5μm，上述一側的表面積比從1.030到1.100并且上述相反側的表面積比從1.050到1.200時，上述效應被進一步改進。
還有，理想的是在可透光樹脂中包含作為光漫射劑的10到40的重量百分比的滑石，其具有從1.0到15μm的平均顆粒尺寸，這是因為即使當被來自光源的光加熱一個延長的時間段時，亦不產生皺紋。
另外，以下情況也是理想的包括滑石的光漫射劑和其它光漫射劑以從10到40的重量百分比的量被包含，其中上述的滑石以從5到30的重量百分比和總的光漫射劑的50的重量百分比或更多的量被包含在可透光樹脂中；這是因為即使當被來自光源的光加熱一個延長的時間段時，亦不產生皺紋。
<附圖簡述>


圖1是依照本發(fā)明實施例的光漫射片的截面圖。
圖2是依照本發(fā)明另一個實施例的光漫射片的截面圖。
圖3是依照本發(fā)明又一個實施例的光漫射片的截面圖。
就此而論，附圖中的參考數字1、10和100是光漫射片，1a是成為光進入側的一側(下側)，1b是成為光離開側的相反側(上側)，1c是光漫射劑，2是光引入板，3是透鏡膜(棱鏡片)，而4是光源。
<實施本發(fā)明的最佳模式>
以下基于附圖描述了本發(fā)明的說明性實施例。
圖1是依照本發(fā)明實施例的第一光漫射片的截面圖。
這種光漫射片1是包括可透光樹脂的片，其中不規(guī)則性被形成于該片的兩側1a和1b上。作為可透光樹脂，理想的是使用具有高的總透射比的熱塑性樹脂，如聚碳酸酯、聚脂、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴共聚物(polyolefin copolymer) (例如，聚-4-甲基戊烯-1(poly-4-methylpentene-1)等)、聚氯乙烯、環(huán)狀聚烯烴(cyclicpolyolefin)(例如環(huán)聚烯烴(cyclopolyolefin)等)、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、離子交聯(lián)聚合物(ionomer)等，其中由于其好的耐熱性和軟度，特別理想的是使用聚丙烯，當被結合到液晶顯示器中時，這種耐熱性和軟度使得有可能減小對來自光源的輸出輻射的變形并防止在上側透鏡膜(棱鏡片)上的劃痕。另外，環(huán)狀聚烯烴亦被優(yōu)選地使用，這是因為它具有明顯好的透明度和小的線性膨脹系數，因此可獲得具有極佳光學特性和較小熱變形的片。就此而論，當使用0.1mm厚度的樹脂片來測量時，可透光樹脂是具有50％或更高的總透光率(根據JIS K 7105)的樹脂。
在成為這種光漫射片1的光進入側的一側(下側)1a上形成的不規(guī)則性具有比在成為光離開側的相反側(上側)1b上形成的不規(guī)則性大的高差和粗糙的分布密度。就是說，該一側1a的平均表面粗糙度Ra大于相反側1b，并且處于從0.2到5.0μm的范圍內，而其表面積比(S/S0)小于相反側1b，并且處于從1.001到1.150的范圍內。
反之，與在上述一側1a上形成的不規(guī)則性相比，在成為光離開側的相反側(上側)1b上形成的不規(guī)則性被小且密地分布，其平均表面粗糙度Ra小于所述的一側1a，并且處于從0.2到2.0μm的范圍內，而其表面積比(S/S0)大于所述的一側1b，并且處于從1.010到1.250的范圍內。
由于這種光漫射片1示出了94％或更高的總透光率(厚度110μm)和從60到95％的混濁值(haze value)，它可被制成能以好的漫射來透射光的片。就此而論，總透光率和混濁值是基于日本工業(yè)標準JIS K7105而測量的值。
這種光漫射片1可通過例如以下方法而有效地生產熱塑性樹脂材料(根據情況需要被混合有各種添加劑)被擠壓模制成膜或片，然后用具有不同壓花尺寸的上和下壓花滾筒在所述片的兩側上形成不規(guī)則性。除此之外的已知方法亦可被采用，如通過用具有不規(guī)則性的按壓盤來按壓它以形成膜或片，以及應用涂層并隨后通過在上和下壓花滾筒之間放入所述涂層以形成不規(guī)則性。就此而論，片的厚度不被限制，但在光漫射片被用于液晶顯示器的背光單元的情況下，理想的是將其形成為近似從0.025到1mm的厚度。
由于如在以上已經描述的，光漫射片1的一側1a的不規(guī)則性具有適合于光的進入的高差(尺寸)和分布密度，當如圖1中所示，上述的光漫射片1被疊加于光引入板2上，透鏡膜3被疊加于其上，然后光從光引入板2側的旁邊的光源4進入光引入板2時，在適當地重復反射和光離開的光引入板2內前進的光從片1的整個一側1a幾乎均勻地進入光漫射片1，因此光學損失被減小，同時進入的光量的局部變化幾乎不被產生。另外，由于通過比上述的一側1a的不規(guī)則性細且密地分布，該片1的相反側1b的不規(guī)則性具有適合于光散射的不規(guī)則性尺寸和分布密度，因此進入光漫射片1的光被該相反側1b的不規(guī)則性充分地漫射，并且更均勻的經漫射的光被射向透鏡膜3。因此，光引入板2的表面上的小點成為不可見的，并且亮度的局部變化不被產生。就此而論，5是反射片，被用于使從光引入板2向下離開的光再次進入光引入板2。
當所述片的一側1a的平均表面粗糙度Ra通過變得小于相反側1b而小于0.2μm，并且所述片的一側1a的表面積比(S/S0)通過變得大于相反側1b而超過1.150時，所述片的一側1a處的不規(guī)則反射被增加以導致來自光引入板2等的光的耗散，因此進入片1的光量被減小，并且亮度被降低。還有，當所述片的一側1a的平均表面粗糙度Ra小于0.2μm且表面積比(S/S0)小于1.001時，從光源4前進到光引入板2中的光幾乎不被鏡面反射并且不通過鏡面反射向遠側傳播，而由于光的干涉、衍射等造成的光學不足(optical deficiency)亦被產生，這是因為所述一側1a和光引入板2之間的空氣層變得極薄，因此大量的光從接近光源4的光引入板2的一部分進入片1，并且該一部分的亮度變高，但相反，在整體上產生了亮度變化，這是因為僅小量的光從遠離光源的光引入板2的一部分進入片1，并且該一部分的亮度因此被減小。另外，當過于接近光引入板時，產生了由于光的干涉等而造成的顯示質量的減小，如顏色的模糊。
另一方面，當片1的相反側1b的平均表面粗糙度Ra變?yōu)榇笥?.0μm且表面積比(S/S0)變?yōu)樾∮?.010時，由于光漫射的起始點變少，因此發(fā)生經漫射的光分量的分布不均，并且均勻的表面發(fā)射變得困難。
具體而言，當所述片的一側1a的上述平均表面粗糙度Ra被控制在從0.3到3.0μm并且其表面積比從1.005到1.070，而該片的相反側1b的平均表面粗糙度Ra被控制在從0.3到1.5μm并且其表面積比從0.010到1.200時，所述片1的光入射性能和光漫射性能被明顯改進，并且經充分漫射的光從該片的相反側被射出，因此它不導致亮度的減小并且成為均勻的經漫射的光且不產生亮度的變化。
就此而論，優(yōu)選的是使用具有這樣的不規(guī)則性的光漫射片1，即其尖具有圓度，這是因為當透鏡膜3被疊加于其上時，所述透鏡膜幾乎不被損壞。還有，存在一種使用方法，用于通過疊加兩片光漫射片1，在其之間放入透鏡膜3而改進所述效果。
圖2是依照本發(fā)明另一個實施例的第二光漫射片的截面圖。
依照光漫射片10，光漫射劑1c被均勻地分散并包含在可透光樹脂中，并且不規(guī)則性被形成于該片的兩側1a和1b上。作為這種可透光樹脂，待用于上述實施例中的樹脂被適當地使用。另外，在光漫射片10的兩側上形成的不規(guī)則性具有與上述實施例的情況類似的平均表面粗糙度Ra和表面積比(S/S0)。就是說，成為入射平面的一側1a的平均表面粗糙度Ra被設置到比成為光離開平面的相反側1b大的水平，并且所述一側1a的表面積比(S/S0)被設置到比相反側1b的表面積比(S/S0)小的水平。該一側1a的平均表面粗糙度Ra是從0.2到5.0μm，相反側1b的平均表面粗糙度Ra是從0.2到2.0μm，所述一側的表面積比(S/S0)是從1.001到1.150，而相反側1b的表面積比(S/S0)是從1.010到1.250。
另一方面，包含光漫射劑1c是為了改進光的漫射并且亦通過抑制片10的熱膨脹和收縮來防止產生皺紋，并且其有用的實例包括可透光合成樹脂的珠，其具有與構成片10的可透光樹脂不同的折射率；以及無機顆粒，其折射率與可透光樹脂沒有差別，或者折射率的差別是0.1或以下，或者其具有這樣的顆粒直徑，即它們比光的波長大并且不抑制光的透射，或者是金屬顆粒的細粉。這種光漫射劑1c的實例包括丙烯酸珠、苯乙烯珠、苯胍胺(benzoguanamine)等有機聚合物細顆粒，硅石、云母、合成云母、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、滑石、蒙脫土、高嶺粘土、膨潤土、鋰蒙脫石、晶須(whisker)、玻璃珠等無機顆粒，以及氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁等金屬氧化物細顆粒，其可被單獨使用或用作兩個或多個的組合。
待使用的上述光漫射劑1c具有從0.1到100μm的平均顆粒直徑，優(yōu)選的是從0.5到50μm，最優(yōu)選的是從1到15μm。當顆粒直徑小于0.1μm時，由于其導致聚集的傾向性，其分散是差的，并且即使它們可被均勻地分散，由于光的較大波長，散射效率變差。因此，具有近似0.5μm或以上或者進一步1.0μm或以上的尺寸的顆粒是理想的。還有，當顆粒直徑大于100μm時，光散射變得不規(guī)則，光透射被減小并且顆粒變得可見，這是不理想的，并且由于顆粒數量減小，漫射變差。因此，具有50μm或以下或者進一步15μm或以下的尺寸的顆粒是理想的。
盡管理想的是將光漫射劑1c的含量調節(jié)至從0.05到50的重量百分比的水平，優(yōu)選地從0.1到50的重量百分比，最優(yōu)選地從10到40的重量百分比，然而響應于待使用的光漫射劑的種類和光漫射片所需的質量，它是被任選地改變的。當含量小于0.05的重量百分比時，光漫射效率不能被預計，并且熱膨脹和收縮抑制作用也不能被預計。因此，含量是0.1的重量百分比或更多，更優(yōu)選的是10的重量百分比或更多。另一方面，當含量大于50的重量百分比時，由于顆粒的吸收和反射，光的透射量變小，并且通過光漫射片的顯示幾乎不能被看見，因此機械強度等質量被減小到不能經受使用的水平。因此，理想的是將含量調節(jié)到40的重量百分比或以下。
當硅石被用作光漫射劑1c時，理想的是均勻地包含從0.1到40的重量百分比的硅石，其具有從0.5到50μm的平均顆粒直徑，優(yōu)選的是從3到35的重量百分比的硅石，其具有從1到15μm的平均顆粒直徑。依照該包含硅石的光漫射片10，其總透光率變得幾乎與不包含光漫射劑的片的情況相同，并且其混濁值亦變高，因此它可在液晶顯示器背光單元、裝飾性照明標志牌、拱廊、燈光牌或樓廳屏幕牌中被用作正確地透射光并在隱蔽特性(concealing property)方面極佳的光漫射片。
還有，當滑石被用作光漫射劑1c時，理想的是均勻地包含從5到50的重量百分比的滑石，其具有從0.5到50μm的平均顆粒直徑，優(yōu)選的是從10到40的重量百分比的滑石，其具有從1到15μm的平均顆粒直徑。依照包含該滑石光漫射劑的光漫射片10，其熱膨脹和收縮被大大抑制，因此即使當它被光源4的熱加熱時，光漫射片10的膨脹是小的，并且即使當光漫射片10是通過將其固定而使用時，皺紋的產生可被抑制一個長的時間段。然而，其混濁值比包含硅石的片略差，但作為用于液晶顯示器背光單元的光漫射片是沒有障礙的。
還有，當滑石和硅石被聯(lián)合用作光漫射劑1c時，理想的是以這樣的量來使用它們其總含量成為5到50的重量百分比，優(yōu)選的是10到40的重量百分比，同時滑石占總含量的比成為50的重量百分比或更多。理想的是，這種聯(lián)合使用的光漫射劑1c均勻地包含5到30的重量百分比的滑石，其具有從0.5到50μm的平均顆粒直徑，以及2到15的重量百分比的硅石，其具有從0.1到50μm的平均顆粒直徑；優(yōu)選的是從5到12的重量百分比的滑石，其具有從1.0到20μm的平均顆粒直徑，以及10到20的重量百分比的硅石，其具有從1到20μm的平均顆粒直徑。依照包含滑石和硅石兩者的這種光漫射片，其熱膨脹和收縮被滑石大大抑制而光漫射效果被硅石增加，因此它變成具有好的總透光率和好的混濁值以及小的熱膨脹和收縮的片，即使被光源4的熱加熱時，其伸長是小的，并且即使當光漫射片10被固定時，可防止皺紋的產生。
另外，當滑石和碳酸鈣被聯(lián)合用作光漫射劑1c時，理想的是以這樣的量來使用它們其總含量成為5到50的重量百分比，優(yōu)選的是10到40的重量百分比，同時滑石占總含量的比成為50的重量百分比或更多。理想的是，這種聯(lián)合使用的光漫射劑1c均勻地包含5到30的重量百分比的滑石，其具有從0.5到50μm的平均顆粒直徑，以及2到15的重量百分比的碳酸鈣，其具有從0.1到50μm的平均顆粒直徑；優(yōu)選的是從10到25的重量百分比的滑石，其具有從1到20μm的平均顆粒直徑，以及5到12的重量百分比的碳酸鈣，其具有從0.5到2.0μm的平均顆粒直徑。依照包含滑石和碳酸鈣兩者的這種光漫射片，其熱膨脹和收縮被滑石大大抑制而可塑性被碳酸鈣改進，并且通過這樣的協(xié)同效應，能以好的生產率來生產具有小的熱膨脹和收縮并且?guī)缀醪划a生皺紋的片。
依照以以上方式包含光漫射劑1c的光漫射片10，除了通過所述片的兩側上的不規(guī)則性得到的上述效應以外，從所述一側1a進入片10的光亦被光漫射劑1c漫射，因此除了以下優(yōu)點，即通過光漫射劑1c實現的對片10的熱膨脹和收縮的抑制從而防止皺紋的產生以外，光漫射作用被進一步改進。
另外，由于即使當光漫射劑1c被添加時所述片的兩側仍具有不規(guī)則性，通過從表面投影，光漫射劑1c不與透鏡膜等接觸，并且光漫射劑1c的脫落亦可被防止。
圖3是依照本發(fā)明又一個實施例的第二光漫射片的截面圖。
在該光漫射片100中，可透光樹脂表面層101和101在光漫射層102的兩側上被分層。光漫射層102通過類似于上述實施例的光漫射片10在可透光樹脂中包括光漫射劑1c而被制備，但不同在于不規(guī)則性不被形成于光漫射層102的表面上。由于其它條件與光漫射片10相同，其描述被省略。
表面層101和101的每個具有從1到10μm的厚度，并且在此使用在光漫射層102中使用的相同可透光樹脂或其它可透光樹脂。盡管理想的是表面層101不包含光漫射劑，光漫射劑1c可以以比光漫射層102中的含量小的量而被包含。
不規(guī)則性被形成于該表面層101的表面1a和1b上，并且該不規(guī)則性具有上述實施例的相同平均表面粗糙度和表面積比。這是說，成為入射平面的一側1a的平均表面粗糙度Ra大于成為光離開平面的相反側1b的平均表面粗糙度Ra，而所述一側1a的表面積比(S/S0)小于相反側1b的表面積比(S/S0)。該一側1a的平均表面粗糙度Ra處于從0.2到5.0μm的范圍內，相反側1b的平均表面粗糙度Ra處于從0.2到2.0μm的范圍內，所述一側的表面積比(S/S0)是從1.001到1.150，而相反側1b的表面積比(S/S0)是從1.010到1.250。
在準備這種光漫射片100的過程中，可通過一種方法來有效地生產它，在該方法中，包括可透光樹脂和光漫射劑1c的用于光漫射層的混合物以及包括可透光樹脂的用于表面層的混合物是使用共同擠壓模制技術來共同擠壓的，然后通過借助具有不同壓花尺寸的上和下壓花滾筒，在所述片的兩個表面上形成不規(guī)則性。
由于這種光漫射片100在其擠壓模制時幾乎不沾染共同擠壓模的模唇，就其可被有效生產方面而言它是極佳的。
還有，因為光漫射劑1c完全不存在或者以小量存在于該光漫射片100的表面上，可防止光漫射劑1c的脫落。這種效果可通過表面上的不規(guī)則性而進一步改進。
就此而論，在圖3中不規(guī)則性僅被形成于表面層101上，但當所述不規(guī)則性大時，不規(guī)則性不僅被形成于表面層101上而且被形成于光漫射層102上。
<實例>
接下來，本發(fā)明進一步的說明性實例被描述。
〔發(fā)明性實例1〕具有兩側上的不規(guī)則性的光漫射片是通過以下來準備的將聚丙烯樹脂擠壓模制成厚度110μm的片，并將其傳遞經過具有不同壓花尺寸的上和下壓花滾筒。
當使用WYKO表面形狀測量設備NT-2000(WYKO制造)在230.6×175.4μm的測量范圍內測量以上光漫射片的中心線平均表面粗糙度Ra時，成為入射表面的一側的平均表面粗糙度Ra是0.445μm，而成為光離開平面的相反側的平均表面粗糙度Ra是0.305μm。
還有，當通過使用探頭顯微鏡(使用Seiko Instruments制造的Nanopics 1000控制器和NPX 100頭)在400×400μm的測量范圍內測量以上光漫射片的表面積而計算表面積比(S/S0)時，所述一側的表面積比是1.0064，而相反側的表面積比是1.0239。
接下來，當使用濁度計(Suga Test Instruments制造的HGM-2DP)來測量以上光漫射片的總透光率和混濁值時，其總透光率是95.0％而混濁值是62.4％。
另外，上述光漫射片被置于背光單元的光引入板以用于液晶顯示器，并且液晶面板被進一步置于其上。當通過點亮光源并在距光漫射片22cm的距離處安排MINOLTA制造的亮度計nt-1°p來測量亮度時，它是94.3cd/m2。還有，當用裸眼同時觀察光引入板的背側上的小點的隱蔽時，小點被完全隱蔽并且不可見，因此其小點隱蔽特性是好的。
〔發(fā)明性實例2〕具有兩側上的不規(guī)則性的光漫射片以與發(fā)明性實例1中相同的方式被準備，除了使用具有與發(fā)明性實例1的壓花滾筒不同的壓花尺寸的壓花滾筒。
當以與發(fā)明性實例1中相同的方式來測量該光漫射片的平均表面粗糙度Ra、表面積比(S/S0)、總透光率、混濁值、亮度和小點隱蔽特性時，成為光進入側的一側的平均表面粗糙度Ra是0.642μm，成為光離開側的相反側的平均表面粗糙度Ra是0.322μm，所述一側的表面積比是1.0077，相反側的表面積比是1.0385，總透光率是95.1％，混濁值是64.5％，亮度是96.4cd/m2，而小點隱蔽特性是好的。
以上發(fā)明性實例1和2的測量結果被總結并描述于以下的表1中。
〔比較性實例1到4〕具有兩側上的不規(guī)則性的以下四個光漫射片以與發(fā)明性實例1中相同的方式被準備，除了使用具有不同壓花尺寸的上和下壓花滾筒。
(1)一側的平均表面粗糙度Ra是0.321μm而相反側的平均表面粗糙度Ra是0.052μm(表面積比未被測量)的光漫射片，(2)一側的平均表面粗糙度Ra是0.331μm而相反側的平均表面粗糙度Ra是0.328μm(表面積比未被測量)的光漫射片，(3)一側的平均表面粗糙度Ra是0.394μm、相反側的平均表面粗糙度Ra是0.286μm、一側的表面積比是1.0043而相反側的表面積比是1.0141的光漫射片，(4)一側的平均表面粗糙度Ra是1.248μm、相反側的平均表面粗糙度Ra是1.007μm、一側的表面積比是1.0032而相反側的表面積比是1.0068的光漫射片。
這些光漫射片(1)到(4)的總透光率、混濁值、亮度和小點隱蔽特性以與發(fā)明性實例1中相同的方式被測量，其結果亦在以下的表1中被示出。
表1
就此而論，表1中的○表示由于好的小點隱蔽特性，小點是不可見的，而×表示由于差的小點隱蔽特性，小點是可見的。
從該表1中可看到，本發(fā)明的發(fā)明性實例1和2的光漫射片具有95％或以上的高的總透光率，62.4％和64.5％的適當混濁值以及94cd/m2或以上的高亮度，并且其小點隱蔽特性亦是好的；在所述光漫射片中，一側(光進入側)的平均表面粗糙度大于相反側(光離開側)，該一側的表面積比小于相反側，該一側的平均表面粗糙度處于從0.3到5.0μm的范圍內，相反側的平均表面粗糙度處于從0.3到1.5μm的范圍內，該一側的表面積比處于從1.001到1.080的范圍內，而相反側的表面積比處于從1.010到1.250的范圍內。
與此相反，可以看到，盡管一側(光進入側)的平均表面粗糙度大于相反側(光離開側)，相反側的平均表面粗糙度低于從0.3到1.5μm的范圍的比較性實例1的光漫射片以及兩側的平均表面粗糙度值基本相同的比較性實例2的光漫射片具有好的總透光率和混濁值，但具有72.7cd/m2和74.8cd/m2的低亮度，并且其小點隱蔽特性亦是差的。
還可以看到，兩側的表面積比均滿足本發(fā)明條件但相反側(光離開側)的平均表面粗糙度不滿足本發(fā)明條件的比較性實例3的光漫射片，以及兩側的平均表面粗糙度均滿足本發(fā)明條件但相反側的表面積比不滿足本發(fā)明條件的比較性實例3和4的光漫射片，亦具有低亮度和差的小點隱蔽特性。
〔發(fā)明性實例3到8〕每片的兩側上都具有不規(guī)則性的光漫射片是通過以下來準備的如以下的表2中所示，以1.5的重量百分比、2.5的重量百分比、5的重量百分比和10的重量百分比的相應量將具有4μm和8μm的平均顆粒直徑的硅石光漫射劑(Fuji Silysia Kagaku制造的Sylophobic 505和4004)添加于在發(fā)明性實例1中使用的聚丙烯樹脂，均勻地混合它們，然后使用與發(fā)明性實例1中使用的壓花滾筒不同的壓花滾筒將其混合物擠壓模制成厚度110μm的片。在此情況下，作為比較性實例5，具有相同厚度但不包含以上光漫射劑的光漫射片是使用相同的壓花滾筒來準備的。
這些光漫射片的總透光率和混濁值是以與發(fā)明性實例1中相同的方式來測量的，并且這些光漫射片中的一些的平均表面粗糙度和表面積比是以與發(fā)明性實例1中相同的方式來測量的，其測量結果的總結在以下的表2中被示出。另外，發(fā)明性實例7和8以及比較性實例5的每個光漫射片的線性膨脹(60到65℃)系數是使用Shimadzu Corp制造的熱化學分析設備TMA-50來測量的(5g負載的拉伸模式下的5℃/min的升溫速度)，并且60℃處的拉伸彈性的模數亦是在發(fā)明性實例4、7和8以及比較性實例5的光漫射片上測量的，其結果亦在表2中被示出。拉伸彈性的該模數被示出為使用Rheometric Scientific F.E.制造的動態(tài)粘彈性設備RSA測量的彈性的存儲模數。另外，每個光漫射片被切成預定尺寸(19.6cmm×14.0cm)并被允許在它被固定于三個點即一側的橫向的中心位置和另一側的橫向的兩端的狀態(tài)下，然后在用裸眼觀察光漫射片的條件下，在被維持于60℃的溫度和90％的濕度的恒溫恒濕器中忍受10天，其結果亦在表2中被示出。就此而論，表2中的○表示沒有皺紋的產生，△表示固定部分周圍皺紋的輕微產生，而×表示在片上產生了皺紋。
表2
依照該表2，發(fā)明性實例3到8的光漫射片和比較性實例5的光漫射片的總透光率示出100％的相同值。其原因被認為是由于每個片的強光散射，當用濁度計測量總透光率時，其導致對所反射的經散射的光的重復測量。另一方面，盡管比較性實例5的片的混濁值是86.5％，發(fā)明性實例3到8的片的混濁值是87.6到92.3％，這比前者的情況高1.1到5.8％，由此發(fā)現后者是具有好的光透射比和極佳的光漫射特性的光漫射片。具體而言，設計(formulate)平均顆粒直徑8μm的光漫射劑的發(fā)明性實例5和6的片的混濁值比添加平均顆粒直徑4μm的光漫射劑的相同量的發(fā)明性實例3和4的片高3.1％和0.7％，而設計平均顆粒直徑8μm的光漫射劑的發(fā)明性實例5到8的片的混濁值比比較性實例5的片高4.2到5.8％，由此表明具有8μm平均顆粒直徑的物質作為光漫射劑是上好的。由此可理解，光漫射劑的合適的平均顆粒直徑是近似從5到15μm。
還有，與比較性實例5的片相比，發(fā)明性實例7和8的片的線性膨脹系數值分別小20.8×10-5/℃和20.2×10-5/℃，由此表明前者是即使當被光源的熱加熱時由于小的伸長而幾乎不產生皺紋的片。還有，依照在恒溫恒濕器中10天的皺紋產生測試，除了發(fā)明性實例3的片的情況以外，皺紋的產生被改進，并且特別在發(fā)明性實例6、7和8的片上未發(fā)現皺紋的產生，由此表明即使當用光源加熱時亦不產生皺紋。就此而論，從該皺紋產生測試亦可理解，光漫射劑的合適2顆粒直徑是8μm。另外，設計平均顆粒直徑8μm的光漫射劑的發(fā)明性實例7和8的片具有60℃高溫處的拉伸彈性的高模數，對變形有抵抗力并且進一步具有剛度，因此可以理解，它們是經過10天的恒溫恒濕器測試而幾乎不產生皺紋的片。
從這些結果可以理解，包含硅石光漫射劑的光漫射片是這樣的片，其具有好的透光率和極佳的光漫射和隱蔽特性并亦具有片的小熱膨脹和收縮并且不產生皺紋。
〔發(fā)明性實例9和10〕每片的兩側上都具有不規(guī)則性的光漫射片是通過以下準備的使用具有與發(fā)明性實例1中使用的聚丙烯樹脂不同的熔融指數(meltindex))(MI值)和結晶度的聚丙烯樹脂，以如下表3中所示的16的重量百分比和21的重量百分比的相應量將其添加給具有8μm平均顆粒直徑的在發(fā)明性實例5中使用的硅石，均勻地混合它們，然后使用在發(fā)明性實例3到8中使用的壓花滾筒將其混合物擠壓模制成厚度130μm的片。
這些光漫射片的總透光率和混濁值以與發(fā)明性實例1中相同的方式被測量，其測量結果一起在以下的表3中被示出。還有，每個光漫射片的線性膨脹(20到25℃)系數是使用Rigaku Denki制造的用于熱化學分析設備TMA-8140C的設備來測量的，并且20℃處拉伸彈性的模數亦使用Seiko Instruments制造的DMS6100測量為動態(tài)粘彈性的彈性的存儲模數，其結果亦在表3中被示出。還有，每個光漫射片被置于背光單元的光引入板以用于液晶顯示器，并且通過點亮光源并在距光漫射片20cm的距離處安排MINOLTA制造的亮度計nt-1°p來測量亮度。同時，用裸眼來觀察光引入板的背側上的小點的隱蔽。另外，每個光漫射片被切成預定尺寸(19.6cm×14.0cm)并被允許在它以與發(fā)明性實例7中相同的方式被固定于三個點的狀態(tài)下，并在以兩天的間隔用裸眼觀察光漫射片以獲得皺紋產生時間(皺紋產生時間測試)的條件下，放置在被維持于60℃的溫度和90％的濕度的恒溫恒濕器中。其結果亦在表3中被示出。
〔比較性實例6〕使用發(fā)明性實例9的相同聚丙烯樹脂，具有相同厚度但不包含光漫射劑的片以與發(fā)明性實例9相同的方式被準備并被用作比較性實例6。有關總透光率、混濁值、線性膨脹系數、亮度、小點的隱蔽、皺紋產生時間測試以及拉伸彈性模數的相應測量以與發(fā)明性實例9中相同的方式在該比較性實例6上被實施。其結果亦在表3中被示出。
〔發(fā)明性實例11到13〕使用在發(fā)明性實例9中使用的聚丙烯樹脂，每片的兩側上都具有不規(guī)則性的光漫射片通過以下來準備通過將具有5μm平均顆粒直徑的30％的重量百分比的滑石(Nippon Ta1c制造的Micro Ace K-1)添加給樹脂并均勻地混合它們而準備一種混合物，并通過將具有8μm平均顆粒直徑的15％的重量百分比和30％的重量百分比的上述滑石分別添加給樹脂并均勻地混合它們而準備一種混合物，然后使用在發(fā)明性實例9中使用的壓花滾筒將所述混合物擠壓模制成厚度130μm的相應片。
有關總透光率、混濁值、線性膨脹系數、亮度、小點的隱蔽、皺紋產生時間測試以及拉伸彈性模數的相應測量以與發(fā)明性實例9中相同的方式在這些光漫射片上被實施。其結果亦在表3中被示出。
〔發(fā)明性實例14和15〕使用在發(fā)明性實例9中使用的聚丙烯樹脂，兩側上都具有不規(guī)則性的光漫射片通過以下來準備并用作發(fā)明性實例14添加在發(fā)明性實例12中使用的具有8μm平均顆粒直徑的16％的重量百分比的滑石和在發(fā)明性實例9中使用的具有8μm平均顆粒直徑的8％的重量百分比的硅石并均勻地混合它們，然后使用在發(fā)明性實例9中使用的壓花滾筒將所述混合物擠壓模制成厚度130μm的片。
還有，使用在發(fā)明性實例9中使用的聚丙烯樹脂，兩側上都具有不規(guī)則性的光漫射片通過以下來準備并用作發(fā)明性實例15將具有8μm平均顆粒直徑的10％的重量百分比的滑石(Nippon Talc制造的Micro Ace K-1)和具有0.8μm平均顆粒直徑的5％的重量百分比的碳酸鈣添加給樹脂并均勻地混合它們，然后使用在發(fā)明性實例9中使用的壓花滾筒將所述混合物擠壓模制成厚度130μm的片。
有關總透光率、混濁值、線性膨脹系數、亮度、小點的隱蔽、皺紋產生時間測試以及拉伸彈性模數的相應測量以與發(fā)明性實例9中相同的方式在這些光漫射片上被實施。其結果亦在表3中被示出。
表3
依照該表3，發(fā)明性實例9到15的光漫射片和比較性實例6的光漫射片的總透光率示出100％的相同值。另一方面，盡管比較性實例6的片的混濁值是85.5％，發(fā)明性實例9、10、11、14和15的片的混濁值是92.8到93.8％，這比前者的情況高7.3到8.3％，由此發(fā)現后者是具有好的光透射比和極佳的光漫射特性的光漫射片。還有，與其它發(fā)明性實例相比，發(fā)明性實例12和13的混濁值是低的，但發(fā)明性實例12比比較性實例6高5％，并且發(fā)明性實例13示出發(fā)明性實例6的幾乎相同的混濁值，因此沒有發(fā)現由于添加光漫射劑而導致的混濁值的減小。
還有，與比較性實例6相比，發(fā)明性實例9到15的光漫射片的線性膨脹系數值被大大減小3.1到9.0×10-5/℃，由此表明前者是即使當被熱加熱時由于小的伸長而幾乎不產生皺紋的片。具體而言，與使用硅石的發(fā)明性實例9和10相比，該值在使用滑石的發(fā)明性實例11和15中被大大減小，由此表明即使在惡劣條件下亦幾乎不產生皺紋。另外，依照恒溫恒濕器中的皺紋產生時間測試，與比較性實例6的24小時相比，皺紋的產生時間被大大延緩到96到432小時，由此表明它被明顯改進。在線性膨脹系數和皺紋產生時間測試方面，使用平均顆粒直徑8μm的滑石的發(fā)明性實例12到14示出比其它發(fā)明性實例優(yōu)良的值，由此表明滑石是比其它光漫射劑優(yōu)良的光漫射劑。具體而言，當包含具有8μm平均顆粒直徑的30％的重量百分比的滑石的發(fā)明性實例13的片被單獨放置432小時時，其產生皺紋，由此表明在比比較性實例6長大約18倍的時間段內不產生皺紋。因此，可以理解，使用具有8μm平均顆粒直徑的滑石的發(fā)明性實例12到14，特別是發(fā)明性實例13不會由于進一步的惡劣實際使用而產生皺紋。
還有，使用具有8μm平均顆粒直徑的光漫射劑的發(fā)明性實例9、10、12、13和14的亮度示出比較性實例6的幾乎相同的值，因此可以理解，它們是具有較小光學損失的光片。
另外，依照小點的隱蔽，使用滑石的發(fā)明性實例11到15在小點的隱蔽方面是極佳的，而比較性實例6和發(fā)明性實例9和10在小點的隱蔽方面是差的，由此表明在光漫射劑中，滑石具有極佳的隱蔽。
基于以上結果，使用滑石作為光漫射劑的光漫射片是由于加熱時的小膨脹和收縮而不產生皺紋并基于極佳的隱蔽能力的片，因此作為液晶顯示器背光單元的光漫射片，它是尤其有用的。還有，使用硅石的片具有高混濁值并且作為特別需要光學特性的光漫射片是有用的。
盡管已參照本發(fā)明的特定實施例并具體地描述了本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，顯然可在本發(fā)明的精神和范圍內在其中進行各種改變和修改。
該申請基于在2001年11月22日提交的日本專利申請(日本專利申請No.2001-357616)，其整個內容在此引入作為參考。
<工業(yè)適用性>
從以上描述來看，顯然通過增加從一側進入的光量，本發(fā)明的光漫射片可將光學損失控制于小程度，并且可從相反側發(fā)射沒有亮度變化的均勻的經漫射的光，因此它施加了能以好的隱蔽能力來生產它的顯著效果。
還有，由于包含光漫射劑的光漫射片的隱蔽能力可通過增加其混濁值來提高，并且由于被加熱時片幾乎不膨脹和收縮而可控制皺紋的產生，因此它可適用于液晶顯示器背光單元等。
具體而言，由于使用滑石作為光漫射劑的光漫射片有一個延長的時間段不產生皺紋，它可被用作液晶顯示器背光單元的光漫射片。
權利要求
1.一種包括可透光樹脂的光漫射片，在其中不規(guī)則性被形成于片的兩側上，成為光進入側的一側的平均表面粗糙度大于成為光離開側的相反側的平均表面粗糙度，并且所述一側的表面積比小于所述相反側的表面積比，特征在于所述一側的平均表面粗糙度是從0.2到5.0μm，所述相反側的平均表面粗糙度是從0.2到2.0μm，所述一側的表面積比是從1.001到1.150，而所述相反側的表面積比是從1.010到1.250。
2.權利要求1的光漫射片，特征在于所述一側的平均表面粗糙度是從0.3到3.0μm，所述相反側的平均表面粗糙度是從0.3到1.5μm，所述一側的表面積比是從1.005到1.070，而所述相反側的表面積比是從1.010到1.200。
3.一種作為包括可透光樹脂的片的光漫射片，在其中不規(guī)則性被形成于片的兩側上，成為光進入側的一側的平均表面粗糙度大于成為光離開側的相反側的平均表面粗糙度，并且其包含光漫射劑，特征在于所述一側的平均表面粗糙度是從0.2到5.0μm，而所述相反側的平均表面粗糙度是從0.2到2.0μm。
4.權利要求3的光漫射片，特征在于光漫射劑具有從0.5到50μm的平均顆粒直徑并且以從0.1到50的重量百分比的量被包含在可透光樹脂中。
5.權利要求3的光漫射片，特征在于所述一側的表面積比小于所述相反側的表面積比，并且所述一側的表面積比是從1.001到1.150而所述相反側的表面積比是從1.010到1.250。
6.權利要求3的光漫射片，特征在于所述一側的平均表面粗糙度是從1.0到3.0μm，所述相反側的平均表面粗糙度是從0.5到1.5μm，所述一側的表面積比是從1.030到1.100并且所述相反側的表面積比是從1.050到1.200。
7.權利要求3的光漫射片，特征在于光漫射劑是具有從1.0到15μm的平均顆粒尺寸并以從10到40的重量百分比的量被包含在可透光樹脂中的滑石。
8.權利要求3的光漫射片，特征在于包括滑石的光漫射劑和其它光漫射劑以從10到40的重量百分比的量被包含，其中所述滑石以從5到30的重量百分比和總的光漫射劑的50的重量百分比的量被包含在可透光樹脂中。
全文摘要
一種用半透明樹脂形成的容易制造的光漫射片(1)，通過使大量的光從一個表面進入其中并抑制光損失，該光漫射片能從相反的表面射出沒有亮度變化的均勻的經漫射的光，并且即使當被來自光源的光和熱加熱時也能防止在其上產生皺紋，其中不規(guī)則性被形成于片的兩個表面(1a)和(1b)上，作為光進入表面的一個表面(1a)的平均表面粗糙度大于作為光離開表面的相反表面(1b)的平均表面粗糙度，并且一個表面(1a)的表面積比小于相反表面(1b)的表面積比，一個表面(1a)的平均表面粗糙度是0.2到5.0μm，并且相反表面(1b)的平均表面粗糙度是0.2到2.0μm。具有0.5到50μm的平均粒徑的0.1到50的重量百分比的光漫射劑可被包含在所述半透明樹脂中。
文檔編號G02B5/02GK1505764SQ0280922
公開日2004年6月16日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權日2001年11月22日
發(fā)明者瀨宏一, 大村裕 申請人:多喜蘭株式會社