TW200903037A - Light diffusing film and liquid crystal backlight unit using the same - Google Patents

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200903037 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可使來自液晶背光單元之光源成爲均 勻、且亮度之角度相依性爲小之光擴散薄膜、及使用它之 液晶背光單元。 【先前技術】 迄今爲止，在使用於液晶背光單元（backlight unit) 之光學薄片方面，爲提高對顯示螢幕平面成法線方向的亮 度，亦即正面亮度（front brightness)而已有各種光擴散薄 片或稜鏡片等之提高亮度的薄片。然而，在使用此等光學 薄片之液晶背光單元，其正面亮度雖然高，但是從斜方向 觀看時’則其對比（contrast )或色再現性卻有降低的情況。 以傳統習知的粒子與黏結劑樹脂所製造之擴散薄膜，一直 係以聚光在顯示螢幕之法線方向爲目的進行開發（發明專 利文獻1、2)。最近在瑞典之TCO Development公司所出 版的T C Ο規格中’對於平板面板顯示之亮度之角度相依性 則有加以規定，而該規定則已受到液晶顯示器製造商重 視’對於平扳面板顯示之亮度的角度相依性之抑制，目前 則已變得非常重要。 (發明專利文獻1)曰本發明專利特開第200 1 - 1 5 4004 號公報 (發明專利文獻2 )日本發明專利特開第2 〇 〇丨_丨6 6丨i 4 號公報 【發明內容】 200903037 〔所欲解決之技術問題〕 然而，針對此等先前的光擴散薄片或稜鏡片等之提高 亮度薄片而言，其係例如在直下型背光（direct backlight-type backlight)設置擴散板，並在其上積層光擴 散薄片或稜鏡片的情況下，一直藉由將以擴散板消除亮度 不均句性（unevenness of brightness)且已經擴大視野角之 光，以珠粒薄片或稜鏡片等將光聚光於顯示之法線方向， 以提高正面亮度。此情況下，雖然可提高正面亮度，但是 例如若由對於顯示平面之法線朝畫面之長邊方向爲30°的位 置、或朝畫面之短邊方向爲1 5°的位置觀看時，則由於液晶 顯示面的位置而產生亮度差，以致有可能導致對比或色再 現性降低的情況。 本發明係有鑑於此等先前技術之背景，而以在液晶背 光單元方面能提供一種可充分地滿足消除亮度不均勻性、 抑制亮度之角度相依性之優越的光擴散薄膜及液晶背光單 元爲其課題。 〔解決問題之技術方法〕 本發明爲解決如上所述之課題而採用如下所述之方 法。亦即，本發明之光擴散薄膜，其特徵爲其中在基質樹 脂（matrix resin)內部含有機粒子之擴散成分（diffusing component)所構成的內部光擴散薄膜（internal light-diffusing film )之至少單面上形成光擴散層，且該光擴散層係至少由 黏結劑樹脂與粒子所構成。 此外’本發明之液晶背光單元，其特徵爲其係使用如 200903037 上所述之光擴散薄膜所構成。 〔發明之功效〕 根據本發明，則由於可提供一種可降低亮度不均勻性 且抑制亮度之角度相依性之優越的光擴散薄膜，因此可提 供一種能充分地滿足對比或色再現性之液晶顯示裝置用之 液晶背光單元。 【實施方式】 〔本發明之最佳實施方式〕 本發明係關於如前所述之技術問題，亦即在液晶背光 單元方面，針對能充分地滿足消除亮度不均勻性、抑制亮 度之角度相依性之優越的光擴散薄膜加以專心檢討，而試 製一種在特定的內部光擴散薄膜之至少單面上積層含有粒 子之特定的光擴散層所獲得之光擴散薄膜，結果可確認以 特定的光擴散層即能發揮擴散性與透鏡效應之聚光性兩種 功能，而一舉成功地解決如前所述之技術問題。 以下，就本發明之實施模式與第1圖同時加以說明。 第1圖係展示在本發明之實施模式之光擴散薄膜之一實例 截面圖。第1圖（a)係經在內部光擴散薄膜之單面上積層 光擴散層所獲得之光擴散薄膜；第1圖（b )係經在內部光 擴散薄膜之兩面上積層光擴散層所獲得之光擴散薄膜。 本發明之光擴散薄膜係在基質樹脂1之內部含有機粒 子之擴散成分2所構成的內部光擴散薄膜5、與在該內部光 擴散薄膜5之至少單面上形成光擴散層6所構成。此時， 重要的是該光擴散層必須爲至少由黏結劑樹脂7與粒子3 200903037 所構成。 本發明之如前所述之內部光擴散薄膜5，由於其係在基 質樹脂1內部含有機粒子之擴散成分2所構成，係屬於具 有可將入射之光加以擴散的功能之薄膜。此外，用於積層 在此等內部光擴散薄膜5上之由黏結劑樹脂7與粒子3所 構成的光擴散層6係同時具有因光之多重折射作用的擴散 性與因透鏡效應的聚光性之層。 對於此等光擴散層6之粒子3,雖然並無特殊的限制， 但是該粒子3較佳爲使用數量平均粒徑爲至50μιη 者，更佳爲至20/zm者。若平均粒徑小於0.5/zm時’ 則有可能在折射、反射或散射時造成波長相依性增大。此 外，若大於5 0 /z m時，則有可能因在光擴散層中之粒子塡 充率降低、在光擴散層中粒子不存在的空間之比率增大而 造成漏光使得擴散性降低的情況。即使在使用平均粒徑爲 較大粒子的情況下，如欲提高擴散性，若藉由增加粒子添 加量、增加光擴散層之厚度、在內部光擴散薄膜之兩面設 置光擴散層、或倂用平均粒徑較小的粒子以塡充粒子之間 的空間之方法也可達成。 此外，此等粒子3之實例是可使用聚甲基丙嫌酸甲醋 系樹脂、聚苯乙烯系樹脂及其等之共聚合物等之有機粒 子、或多晶砂（polysilicon)、一氧化砍、氧化駄等之無機 粒子、及由有機與無機之複合材料所構成的粒子等。 如前所述之黏結劑樹脂較佳爲使用選自由丙稀酸醋 系、聚酯系、環氧系、三聚氰胺系、及胺基甲酸醋系所組 200903037 成的族群中之一種以上。 在本發明之光擴散薄膜中之光擴散層，相對於1 〇〇重 量份之黏結劑樹脂’則粒子較佳爲0.1至5 0重量份。若粒 子相對於黏結劑樹脂之含量爲少於〇. 1重量份時’則有可能 光擴散層無法獲得充分的光擴散性的情況。此外，若超過 5 〇重量份時，則有可能造成在塗布塗液時發生困難的情況。 如前所述之光擴散層之厚度較佳爲0.5/im至100/zm， 更佳爲5 # m至5 0 a m。光擴散層相對於黏結劑樹脂的粒子 之含率與粒子的平均粒徑爲相同時，層厚度一增厚，則擴 散性將增大。由於平均粒徑之較佳的大小爲0.5 // m以上， 光擴散層之較佳的厚度之下限値則與使用此粒子並以單層 塗布粒子時的情況相同。此外，若層厚超過1 00 A m時，則 將可提高擴散性，但是在另一方面卻有可能由於全光線透 射率降低而導致亮度降低的情況。 將光擴散層塗布於內部光擴散薄膜之方法，例如可由 風刀方式、凹版輪轉方式、反轉輥方式、噴塗方式或刮刀 方式等中任意選擇使用。 經將光擴散層塗布於內部光擴散薄膜後，藉由利用熱 風、紅外線、遠紅外線等加熱’即可形成塗布層。 此外，如前所述之內部光擴散薄膜，其基質樹脂！雖 然並無特殊的限制’但是因聚酯樹脂係價廉且具有優越的 透明性、機械強度，且對於來自背光單元之光或熱具有充 分耐性而適合使用。 此外’用於包含在此等內部光擴散薄膜之擴散成分2 200903037 必須爲有機粒子。有機粒子較佳爲使用例如丙烯酸系樹 脂、有機聚矽氧樹脂、聚苯乙烯、聚烯烴、聚酯、尿素樹 脂、甲醛縮合物、氟樹脂等。雖然以無機物用作爲擴散成 分也能獲得擴散性，但是由於有機成分之透明性高，可製 得光之損失爲少的高擴散性且高透射性之內部光擴散薄 膜。其結果，若將經使用該內部光擴散薄膜之光擴散薄膜 適用於液晶背光單元時，則可使液晶背光成爲高亮度。基 於此等理由，在本發明則以有機粒子用作爲擴散成分2。 內部光擴散薄膜之製法，係例如將預先經熔融捏合成 均勻所調配得之切粒（pellet)直接地供應至捏合擠壓機等 加以熔融捏合。茲就成形法加以說明。其係包括例如熔融 射出於模具之射出成形、或由擠壓機經由T-模等而熔融擠 壓之擠壓成形等之方法。成形於薄膜上後，視需要則藉由 延伸步驟、熱處理步驟等，即可製得目的之內部光擴散薄 膜。其中，若需要延伸步驟時，在延伸後則有可能在薄膜 中形成空隙（void )。若在薄膜中發生形成空隙時，則有可 能降低全光線透射率，因此有時候也需要藉由熱處理等步 驟來消除空隙。 然而，就經在此等內部光擴散薄膜、及透明基材薄膜 塗布由（塗布珠粒）黏結劑樹脂7與粒子3所構成的樹脂 組成物以形成光擴散層6所製得之光擴散薄膜而言，即使 分別單獨使用也具有可將光加以擴散之功能，但是即使將 各薄膜單純地加以積層，則也無法顯現與本發明之光擴散 薄膜相同之功能。 -10- 200903037 亦即，就單純地積層此等內部光擴散薄膜與擴散薄膜 所獲得者而言，由於空氣層存在於薄膜之間，對於由透明 基材薄膜所構成的光擴散薄膜之視野角特性將造成極大影 響，因此雖然能稍微提高光擴散性，但是一經測定如第3 圖（a )所示之變角光度時，則在0°視野角附近可確認到突 起狀之波峰。此現象一發生，在使用於例如直下型液晶背 光單元的情況下，則有可能由正面即能視認到螢光管之不 均勻性（第3圖（a)係展示將在透明基材薄膜之單面上塗 布由黏結劑樹脂與粒子所構成的光擴散層所製得之光擴散 薄膜，疊合在內部光擴散薄膜上，並由內部光擴散薄膜側 而入射光時之變角光度特性。第3圖（b )係在經在以（a ) 所使用的內部光擴散薄膜之單面上塗布以（a )所使用的光 擴散層所製得之本發明之光擴散薄膜，顯示由未塗布光擴 散層之面而入射光時之變角光度特性。）。此外，若測定 全光線透射率時，與本發明之光擴散薄膜相比較，則有可 能透射率會降低。 此外，由第4圖之視野角測定的結果也得知，就在透 明基材薄膜上形成光擴散層6所獲得之擴散薄膜、與將其 擴散薄膜單純地與內部光擴散薄膜積層所獲得之構成者而 言，雖然具有相同之視野角特性，但是在本發明之光擴散 薄膜則具有角度相依性爲非常小之優越的視野角特性（第4 圖（a )係展示經在透明基材薄膜之單面上塗布由黏結劑樹 脂與粒子所構成的光擴散層所製得之光擴散薄膜之水平方 向的視野角特性。第4圖（b )係展示經在內部光擴散薄膜 -11- 200903037 之單面上塗布以（a)所使用的光擴散層所製得之本發明之 光擴散薄膜之水平方向的視野角特性。第4圖（c )係展示 經積層（a )之光擴散薄膜與以（b )所使用的內部光擴散薄 膜所製得之擴散薄膜之水平方向的視野角特性。）。 本發明之光擴散薄膜，係不至於發生如前所述之漏 光，且與單純地積層內部光擴散薄膜、與在透明基材薄膜 具有由黏結劑樹脂與粒子所構成的光擴散層之光擴散薄膜 所製得者相比較’則爲同時具有其以上之擴散性與遮蔽性 f ' 、 者。 本發明之光擴散薄膜，其藉由在平行於薄膜面，且互 相成正交之至少兩方向所測定的變角光度所計算得之擴散 度較佳爲皆爲20以上、60以下，更佳爲25以上、60以下。 該測定所使用的變角光度計是三維變角光度計 (GoniophotoMeter) GP-200 (村上色彩技術硏究所股份有 限公司（Murakami Color Research Laboratory Co·,· Ltd.) 製造）。擴散度可由下式計算得，該値係表示由法線方向 c 入射光時之光傳播情況參數，此値愈大，則表示光愈能加 以擴散。

•擴散度={ (L2(T+L7〇。）/ 2} / Ls^XlOO 其中，L5.、L2。·、L7〇·係受光角分別爲5°、20°、70°時 之光度値。 在液晶背光，特別是在使用冷陰極管（CCFL)時，則 其冷陰極管上係呈明亮，在冷陰極管之間則呈暗淡。因此’ 欲使來自不均勻的冷陰極管之光加以面光源化及減小亮度 -12- 200903037 之角度相依性時’則必須使來自冷陰極管之放射光有效率 地加以擴散。 在本發明之光擴散薄膜，若擴散度爲低於2 〇時，則擴 散性並不足夠’由背光面之法線方向觀看時，則有可能視 認到冷陰極管之不均勻性’並且，有可能導致亮度之角度 相依性變大。相反地，若擴散度爲超過60時，則有可能無 法視認到冷陰極管之不均勻性，且亮度之角度相依性減少 之可能性高’但是正面亮度卻有可能降低的情況。 此外’本發明之光擴散薄膜更佳爲其擴散度在平行於 薄膜面之所有方向爲20以上' 60以下。若在所有方向之擴 散度爲2 0以上、6 0以下時’則在將光擴散薄膜組配於背光 時，即使在不在乎光擴散薄膜之方向下來設置，也可使如 後所述之平行方向•垂直方向的背光擴散度達成較佳値。 但是擴散度在互相成正交之至少兩方向爲20以上、60以下 時’則藉由使其兩方向一致於背光之冷陰極管之長度方 向、垂直方向來設置’即可使如後所述之平行方向•垂直 方向的背光擴散度達成較佳値。 欲控制擴散度時，則綜合地藉由將內部光擴散薄膜之 厚度、擴散成分的平均粒徑、添加量、折射率、或光擴散 層之粒子的平均粒徑、折射率、添加量等加以最適化，即 可任意設定擴散度。例如，如第6圖所示，在基質樹脂中 之有機擴散成分的濃度及平均粒徑爲相等的情況下，其擴 散性則因內部光擴散薄膜之厚度而不相同。第6圖（a )係 厚度厚於第6圖（b)者，在此情況下，第6圖（a)與（b) 200903037 相比較時，則其入射於內部光擴散薄膜之光在基質樹脂與 有機擴散成分之界面進行反射的頻率高，其結果擴散性即 將增大。 此外，如第7圖所示，在內部光擴散薄膜之擴散成分 的添加量爲相等的情況下，若增大平均粒徑時，則因基質 樹脂與有機擴散成分之界面所佔有之面積比率將變得狹 小，而使得所入射之光受到界面反射之比率減少，其結果 內部光擴散薄膜之擴散性將減少（第7圖（a))。在另一 方面，若減小平均粒徑時，則因基質樹脂與有機擴散成分 之界面所佔有之面積比率將變得廣闊，而使得所入射之光 受到界面反射之比率增多，其結果擴散性將增大（第7圖 (b ))。但是若平均粒徑爲低於0.5 # m時，則有可能因 光之波長相依性增高而使得擴散光帶色。如第8圖所示， 在內部光擴散薄膜之厚度及平均粒徑爲相等的情況下，第8 圖（b)係基質樹脂中之有機擴散成分的添加量多於第8圖 (a )者，在此情況下，經入射於內部光擴散薄膜之光在基 質樹脂與有機擴散成分之界面進行反射的頻率將增高，其 結果擴散性即將增高。在內部光擴散薄膜中，基質樹脂與 擴散成分之折射率差愈大，臨界角則愈小，使得在界面的 光之反射率增高，其結果擴散性即將增大。 在光擴散層的情況下，雖然粒子之內部光擴散薄膜表 面的塡充率爲重要，但是一般而言，平均粒徑爲愈大’則 塡充率爲愈小而使得擴散度減小。如第9圖所示，在用於 構成光擴散層之粒子的添加量爲相等的情況下，若增大平均 -14- 200903037 粒徑並使粒子之排列爲一層而舖陳在全部薄膜表面上時，則 光之聚光性則因粒子之透鏡效應而增高（第9圖（a))。 若減小平均粒徑時，粒子之配列則與爲大的情況不同而成 爲多層結構，使得粒子之間的多重反射之參與增大而提高 光之擴散性，其結果擴散度則將增大。（第9圖（b ))欲 增大擴散度時，則藉由例如減小平均粒徑，使得光擴散層 之結構加以多層化，以提高在粒子表面之多重反射，或在 即使使用平均粒徑較大者的情況下，藉由增加添加量、控 制塗布層之厚度、或藉由倂用平均粒徑爲較小者以塡滿大 的粒子之間隙來提高粒子之間的多重反射、或在內部光擴 散薄膜之兩面設置光擴散層，則可增大擴散度。 本發明之光擴散薄膜之全光線透射率較佳爲5 0%以 上，更佳爲55%以上。若此等全光線透射率爲低於50%時， 雖然有可能導致亮度之角度相依性減小，但是卻有可能正 面亮度會降低。 本發明之光擴散薄膜藉由下列測定方法來測定時之平 行方向的背光擴散度較佳爲75以上、100以下，更佳爲80 以上、1 00以下。此外，藉由下列測定方法測定時之垂直方 向的背光擴散度較佳爲80以上、100以下，更佳爲85以上、 100以下。 亦即，如後所述之「評估項目及評估方法」中第（3 ) 項背光擴散度之項中所說明，測定方法係將本發明之光擴 散薄膜擺放在液晶背光上來測定亮度之視野角之方法。該 亮度之視野角測定係使用如第2圖所示之液晶背光單元 200903037 1 00，在液晶背光單元上載置擴散板1 1 (全光線透射率爲 65%、厚度爲2 mm)，並在其上設置本發明之光擴散薄膜 1 2來實施。測定係使用EYESCALE-3 ( I-System股份有限 公司製造）。背光擴散度係以下式計算得，該値係表示在 液晶背光上之光傳播情況之參數，此値愈大則表示視野角 相依性愈小。此外，第2圖（a )係直下型背光之截面圖。 第2圖（b)係直下型背光之放大截面圖，其中a係代表從 螢光管中心至擴散板之距離、b係代表螢光管中心之間的距 離、c係代表從螢光管中心至反射板之距離。 •背光擴散度（平行方向）={ ( Β2〇·+ Β7〇·) / 2 } / Β5·χ 100 •背光擴散度（垂直方向）={ (Β2〇·+Β5〇·)/2}/Β5·Χ100 其中，Β5·、Β2〇·、Β5〇_、Β7〇·係受光角分別爲5°、20°、 5 0°、70°時之亮度値。在直下型背光的情況下，其平行方向 爲平行於背光之冷陰極管之長度方向之方向的視野角。垂 直方向係與冷陰極管之長度方向成垂直且平行於光擴散薄 膜面之方向的視野角。 ? 在液晶顯示中，一般則將背光之冷陰極管之長度方向 爲畫面之長邊方向，若平行方向的背光擴散度爲低於75 時*則由畫面之長邊方向的斜向觀看液晶顯不時’即有可 能發生對比降低或色再現性不良。相反地，若平行方向的 背光擴散度爲超過100時，則由斜向觀看時之對比或色再 現性雖然良好，但是卻有可能正面亮度會降低。 該現象，對於畫面之短邊方向而言，也是相同，亦即’ 若垂直方向的背光擴散度爲低於80時，則由畫面之短邊方 -16- 200903037 向的斜向觀看液晶顯示時，則有可能發生對比降低或色再 現性不良。相反地，若垂直方向的背光擴散度爲超過100 時，則由畫面之短邊方向的斜向觀看時之對比或色再現性 雖然良好，但是卻有可能正面亮度會降低。 欲控制平行方向及垂直方向的背光擴散度時，則藉由 調整本發明之擴散薄膜之擴散度即可實現。例如，欲增大 平行方向的背光擴散度時，則在設置於背光時’將屬於其 方向的本發明之擴散薄膜之擴散度加以增大即可達成。關 於擴散薄膜之擴散度的控制，則如前文所述，藉由綜合地 將內部光擴散薄膜之擴散成分的平均粒徑、添加量、折射 率、或光擴散層之粒子的平均粒徑、折射率、添加量等加 以最適化，即可任意設定擴散度。欲增大垂直方向的背光 擴散度時，也是相同。 一般而言，在作爲光擴散薄膜而使用液晶背光單元的 情況下，雖然使作爲光擴散薄膜之基材的內部光擴散薄膜 大致具有等方向擴散性時，則並無任何不妥當，但是必要 時可選擇性地加以控制爲平行方向與垂直方向。例如，若 考慮及內部光擴散薄膜之製法時，則在擠壓機供應在聚酯 樹脂混合調配熱塑性樹脂所獲得之切粒（chip )，並以特定 方法進行溶融擠出，以製造未延伸薄片，接著，則實施逐 次雙軸向延伸或同時雙軸向延伸。此時，若熱塑性樹脂爲 如在延伸時可與聚酯進行共延伸者時，則藉由以長度方向 與寬度方向大幅度變更延伸倍率即可使內部光擴散薄膜之 異方向性顯現。此外，在使用大致棒狀的擴散成分的情況， -17- 200903037 例如在擠壓機供應經在聚酯樹脂混合調配大致棒狀之擴散 成分所獲得之切粒’並以特定方法進行溶融擠出，而以靜 電流延法（electrostatic casting meth〇d)在鏡面之流延轉 筒上加以冷卻時’將流延轉筒之速度比通常速度快來延伸 熔融狀態之聚酯樹脂時，大致棒狀之擴散成分之長度方向 與薄膜之延伸方向將成爲大致平行。然後，將該薄膜加以 逐次雙軸向延伸或同時雙軸向延伸。此時，若形成空隙時， 則藉由熱處理使基質樹脂熔融以使空隙消失，則可使得內 部光擴散薄膜顯現異方向性。 本發明之液晶背光單兀’首先，若在內部光擴散薄膜 之單面使用經形成光擴散層所獲得之光擴散薄膜時，則將 光擴散薄膜設置成可由經形成光擴散層的面之相反面入射 來自液晶背光單元之出射光。與此相對，在內部光擴散薄 膜之兩面使用經形成光擴散層所獲得之光擴散薄膜時，則 可使任何面爲液晶背光單元之出射光面側來設置。 本發明之光擴散薄膜也可積層複數片使用。 《實施例》 以下，藉由實施例將更詳細地說明本發明，但是本發 明並不受限於此等。 (評估項目及評估方法） 就光擴散薄片實施如下所述之評估。 (1)全光線透射率•霧度（haze) 將裁剪成50 mm見方之光擴散薄膜，使用Suga試驗機 股份有限公司（Suga Test Instruments Co.)製造之全自動 200903037 直接讀取霧度電腦型號HGM-2DP (光源爲5 90 nm鈉燈）進 行測定。在藉由在薄膜之單面形成光擴散層所獲得之光擴 散薄膜的情況下，則由與設置光擴散層的面成相反面之側 入射光，而以測定三次所獲得之平均値爲該試樣之平均 値。在藉由在薄膜之兩面形成光擴散層所獲得之光擴散薄 膜的情況下，則由各面入射光來測定，並以各測定三次合 計六次所獲得之平均値爲該試樣之平均値。 (2 )擴散度 將裁剪成100 mm見方之光擴散薄膜，使用村上色彩技 術硏究所股份有限公司製造之三維變角光度計GP-2 00進行 測定。假設對於光擴散薄膜之入射角爲0°，並在垂直於薄 膜面之平面上使受光器以對於光擴散薄膜之法線爲- 90至 90°之範圍移動以測定變角光度。在藉由在薄膜之單面形成 光擴散層所獲得之光擴散薄膜的情況下，則由與經由形成 光擴散層的面之相反面側入射光所獲得之測定結果的數 値’以下式計算得擴散度。至於在藉由在薄膜之兩面形成 光擴散層所獲得之光擴散薄膜的情況下，則以由各面入射 光所獲得之測定結果之平均値，以下式計算得擴散度： •擴散度={ (L2(r + L7(r) / 2} / L5'X100 其中’ L5·、L2〇·、L70·係受光角分別爲5°、20°、70。時 之光度値。 在實際測定擴散度時，則分別計算由受光角爲5。、 2〇°、70°時之光度値所計算得之擴散度（+ )、與由受光角 爲-5°、- 2(Γ、- 70°時之光度値所計算得之擴散度（一）， -19- 200903037 然後由此等兩個擴散度之平均値來計算得其擴散度。 其次，將光擴散薄膜朝面內方向各15°，合計成爲165° 爲止加以旋轉（或旋轉受光器之移動方向），並在各位置 以相同的方式來測定擴散度。以如上所述之方式測定平行 於光擴散薄膜之面且在每隔15°的12方向之擴散度。 (3 )背光擴散度 在第2圖所示，直下型背光1〇〇 (冷陰極管爲12支、 a = 13 mm、b = 24.9 mm、c = 4 mm)之冷陰極管 14 上面 放置擴散板11(日東樹脂股份有限公司製造之Clarex DR-65C、厚度爲2 mm)，在其上面則設置光擴散薄膜12。 若光擴散薄膜爲其在平行於薄膜面之所有方向的擴散度爲 20以上、60以下時，則光擴散薄膜可在任何方向來設置。 若光擴散薄膜爲其在互相成正交之至少兩方向之擴散度爲 20以上、60以下時，則將光擴散薄膜設置成使其兩方向與 冷陰極管之長度方向、垂直方向成爲一致。將冷陰極管點 燈 60分鐘以使光源趨於穩定後，由測定試樣側使用 “ EYESCALE-3 ( I-System股份有限公司製造），在距自直下 型背光之中心爲500 mm之處將附屬之CCD相機設置成對 於直下型背光之面成正面。然後，將CCD相機之影像中心 及C CD相機之旋轉中心對準於設置在液晶背光單元的光擴 散薄膜面之對角線的交叉點，並以其位置爲0°而以朝平行 於冷陰極管之長度方向的方向、及垂直於冷陰極管之長度 方向的方向使相機分別以受光角爲_ 80°至80°之範圍加以 旋轉，以測定在各受光角之亮度。由所測定之亮度値以下 -20 - 200903037 式計算得背光擴散度： •背光擴散度（平行方向）={ ( Β2〇·+ Β7〇·) / 2} / Β^ΧΙΟΟ •背光擴散度（垂直方向）={ ( Β2〇·+ B5。。）/ 2} / Β5·Χ100 其中’ Β5·、Β2(Γ、B5q.、Β7。.係受光角分別爲5°、20°、 50°、70°時之亮度値。在直下型背光的情況下，平行方向係 與冷陰極管之長度方向成平行之方向，垂直方向係與冷陰 極管之長度方向成垂直且平行於光擴散薄膜面的方向之視 野角。 實際測定背光之擴散度時，則分別測定由受光角爲5 °、 20°、50°、7(Γ時之亮度値所計算得之擴散度（+ )、與受 光角爲一 5°、_ 20°、一 50°、一 70°時之亮度値所計算得之擴 散度（-），然後由該兩個背光擴散度之平均値計算得背 光擴散度。 (4 )亮度不均勻性 在第2圖所示，直下型背光100之冷陰極管14上面放 置擴散板 1 1 (日東樹脂股份有限公司製造之 Clarex DR-65C、厚度2 mm )，在其上面則設置本發明之光擴散薄 膜1 2。將冷陰極管點燈60分鐘以使光源趨於穩定後，由測 定試樣側使用 EYESCALE-3 ( I-System股份有限公司製 造），在距自直下型背光之中心爲5 00 mm之處將附屬之 CCD相機設置成對於直下型背光之面成正面。然後，將CCD 相機之影像中心及CCD相機之旋轉中心對準於液晶背光單 元的面之對角線的交叉點以測定亮度（cd/m2 )。測定處係 如第5圖所示，由液晶背光單元的面之對角線的交叉點朝 -21- 200903037 與冷陰極管成垂直之方向，且位於中心附近之4支份螢光 管測定亮度。測定將測定處加以99等分（L 1至L99 )時之 亮度之平均値（Lave )、亮度之最大値（Lmax )、亮度之 最小値（L m i η )，平均亮度、亮度不均勻性則以下式計算 得’並以下列基準評估： • Lave = L1至L99的數値之平均値 •亮度不均勻性={ ( Lmax — Lmin ) / Lave } X 1 00 ( % ) A： 亮度不均勻性爲小於1 %，以目視無法觀察到營光 管不均勻性； B ： 亮度不均勻性爲1 %以上、小於3 %，以目視無法觀 察到螢光管之不均勻性； C ： 亮度不均勻性爲3%以上、小於5%，以目視可確認 到螢光管之不均勻性； D :亮度不均勻性爲5%以上，以目視可確認到螢光管 之不均勻性。 〔實施例1〕 將聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)(與17 mol%之間苯 二甲酸成分共聚合所獲得之聚酯樹脂）（熔點爲2 1 0 °C、密 度爲1·3 5、玻璃轉移溫度爲70T：、折射率爲1.58) 、5重 量％之聚甲基戊烯（熔點爲2 3 5 °C、密度爲〇 · 8 3、折射率爲 1.46 )、及0.5重量％之Hytrel 7247 (東麗·杜邦股份有限 公司（DuPont-Toray Co·，Ltd.)製造）混合之切粒混合供 應至主擠壓機（B層）。此外，將PET(熔點爲265 °C、密 度爲1.35)供應至副擠壓機（ancillary extruder) ( A層）。 -22 - 200903037 然後’以特定方法實施在兩側表面層爲PET之熔融三層共 擠壓’並以靜電流延法在鏡面之流延轉筒上加以冷卻，以 製造未延伸三層積層薄片（積層薄片膜厚：1,700#ιη、積 層比率：Α層：Β層：C層=1:8:1)。將藉此所獲得之三層 積層薄片在90 °C朝長度方向延伸3.3倍，然後以拉幅機經 由90 °C預熱區而在95 °C朝寬度方向延伸3.5倍，並且，進 一步在230 °C熱處理20秒鐘，藉此製得膜厚爲150；απι、擴 散度爲43.8、全光線透射率爲66.9%之內部光擴散薄膜。 ' 其次，對於1〇〇重量份之由20重量％之丙烯酸多元醇 系黏結劑樹脂、3重量％之異氰酸酯系硬化劑、25重量％之 聚甲基丙烯酸甲酯平均粒徑爲20/zm之多分散粒子、3重量 %之聚甲基丙烯酸甲酯平均粒徑爲12/zm之多分散粒子、及 49重量％之甲苯所構成的組成物，與作爲平滑劑之0.1重量 份之多晶矽混合調配得光擴散層用塗布液。將該光擴散層 用塗布液使用Mayer Bar在如前所述之內部光擴散薄膜之 單面塗布成乾燥後之膜厚爲25^ιη’然後在120 °C將其乾燥 ^ 硬化4分鐘，藉此製得光擴散薄膜。 〔實施例2〕 製備以與實施例1相同的方法所獲得之內部光擴散薄 膜、及以與實施例1相同的方法所獲得之光擴散層用塗布 液。將該光擴散層用塗布液使用M a ye r B a r在內部光擴散薄 膜之兩面塗布成乾燥後之膜厚爲25#m，然後在120 °c將其 乾燥硬化4分鐘，藉此製得光擴散薄膜。 〔實施例3〕 -23- 200903037 製備除了變更供應至主擠壓機之聚甲基戊烯爲1.4重 量％、取消Hytrel 7247 (東麗•杜邦股份有限公司製造） 以外，其餘則以與實施例1相同的方法所獲得之膜厚爲1 8 8 #m、擴散度爲13.6、全光線透射率爲95.9之內部光擴散 薄膜、及以與實施例1相同的方法所獲得之光擴散層用塗 布液。將該光擴散層用塗布液使用Mayer Bar在內部光擴散 薄膜之單面塗布成乾燥後之膜厚爲2 5 /z m，然後在1 2 (TC將 其乾燥硬化4分鐘，藉此製得光擴散薄膜。 〔實施例4〕 製備除了變更供應至主擠壓機之聚甲基戊烯爲3.5重 量％以外，其餘則以與實施例1相同的方法所獲得之膜厚爲 125 # m、擴散度爲27.7、全光線透射爲率83.8之內部光擴 散薄膜、及以與實施例1相同的方法所獲得之光擴散層用 塗布液。將該光擴散層用塗布液使用Mayer Bar在內部光擴 散薄膜之單面塗布成乾燥後之膜厚爲25/zm，然後在120 °C 將其乾燥硬化4分鐘，藉此製得光擴散薄膜。 〔實施例5〕 製備除了變更供應至主擠壓機之聚甲基戊烯爲3.3重 量％、使用0.5重量％之聚乙二醇以取代Hytrel 7247(東麗. 杜邦股份有限公司製造）以外’其餘則以與實施例1相同 的方法所獲得之膜厚爲# m、擴散度爲29.0、全光線透 射率爲85.5之內部光擴散薄膜、及以與實施例1相同的方 法所獲得之光擴散層用塗布液’將該光擴散層用塗布液使 用Mayer Bar在內部光擴散薄膜之單面塗布成乾燥後之膜 -24 - 200903037 厚爲25"m，然後在120 °C將其乾燥硬化4分鐘，藉此製得 光擴散薄膜。 〔實施例6〕 製備除了變更供應至主擠壓機之聚甲基戊烯爲3.3重 量％、使用0.5重量％之聚乙二醇以取代Hytrel 7247(東麗· 杜邦股份有限公司製造）以外’其餘則以與實施例1相同 的方法所獲得之膜厚爲1 〇 〇 # m、擴散度爲2 9.0、全光線透 射率爲85.5之內部光擴散薄膜、及以與實施例1相同的方 法所獲得之光擴散層用塗布液’將該光擴散層用塗布液使 用Mayer Bar在內部光擴散薄膜之兩面塗布成乾燥後之膜 厚爲25 # m，然後在120°C將其乾燥硬化4分鐘，藉此製得 光擴散薄膜。 〔實施例7〕 製備除了變更供應至主擠壓機之聚甲基戊烯爲6.7重 量％、使用0.5重量％之聚乙二醇以取代Hytrel 7247(東麗. 杜邦股份有限公司製造）以外，其餘則以與實施例1相同 的方法所獲得之膜厚爲1〇〇 μ m、擴散度爲46.1、全光線透 射率爲6 8 . 1之內部光擴散薄膜、及以與實施例1相同的方 法所獲得之光擴散層用塗布液，將該光擴散層用塗布液使 用Mayer Bar在內部光擴散薄膜之單面塗布成乾燥後之膜 厚爲25//m，然後在120 °C將其乾燥硬化4分鐘，藉此製得 光擴散薄膜。 〔比較例1〕 光擴散薄膜係使用188GM2(KimotoCo·，Ltd,製造）。 -25 - 200903037 〔比較例2〕 在厚度爲125^«1之透明聚酯薄膜（東麗股份有限公司 (Toray Industries，Inc.)製造之 Lumirror(註冊商標）U34) 之單面，將以與實施例1相同的方法所獲得之光擴散層用 塗布液使用Mayer Bar塗布成乾燥後之膜厚爲25/im，然後 在1 20 °C將其乾燥硬化4分鐘，藉此製得光擴散薄膜。 〔比較例3〕 光擴散薄膜係使用100〇1^3(1^111〇1〇(：〇.，1^£1_製造）。

積層實施例4所使用的內部光擴散薄膜與比較例2所 使用的光擴散薄片，藉此製得光擴散薄膜群。 表1

全光線 霧度 擴散度 背光擴散度 亮度 透射率 平行方向 垂直方向 不均勻性 實施例1 59.1% 93.7% 46.6+0.6 84.7 89.5 A 實施例2 57.2% 93.8% 49.7±1.2 91.2 93.4 A 實施例3 66.8% 92.9% 26.2+1.0 76.5 81.6 B 實施例4 67.0% 93.3% 33.010.7 88.6 96.0 B 實施例5 65.2% 93.3% 33.5±1.3 78.7 84.1 B 實施例6 64.8% 93.6% 41.1+0.5 89.4 93.4 A 實施例7 57.3% 93.7% 48.6±1.5 85.3 93.4 A 比較例1 67.7% 90.7% 13·6±1·3 70.0 76.4 D 比較例2 74.3% 90.1% 14.0+0.8 70.2 77.8 --—__ D 比較例3 64.7% 90.8% 14.211.1 71.3 76.4 ----- D 比較例4 60.2% 93.2% 33.0±0.7 69.3 76.0 ·· 〜 -c -26- 200903037 各實施例、比較例之擴散度的數値係表示在12方向的 擴散度之中心値與偏差。 如表1所示’實施例1至7之光擴散薄膜，與比較例！ 至4之光擴散薄膜相比較，其係可充分地滿足降低亮度不 均句性、亮度之角度相依性者。 若將實施例1與4、及實施例5與7相比較時，則得知 即使內部光擴散薄膜之製法爲相同，但是一增加擴散成分 的添加量，擴散度即將增大。若將實施例1與2、及實施例 5與6相比較時，則得知即使使用相同的內部光擴散薄膜與 光擴散層，若將光擴散層設置於兩面時，擴散度即將增大。 此外，由實施例3即得知即使減少內部光擴散薄膜中之擴 散成分的添加量，但是藉由形成光擴散層即可獲得足夠的 擴散性。 與此相對，在比較例1至3之透明基材薄膜上形成光 擴散層所獲得之光擴散薄片，則會造成亮度不均勻性不 良、對於亮度之視野角爲小之結果。此外’就經積層比較 例4之內部光擴散薄膜與在透明基材薄膜形成光擴散層所 獲得之光擴散薄片之構成而言’則其全光線透射率爲低’ 且亮度之角度相依性係大於實施例之光擴散薄片者’結果 導致不良的亮度不均勻性。 【圖式簡單說明】 第1圖係展示本發明之光擴散薄膜之構成一實例截面 圖。 第2圖係用於評估背光擴散度、亮度不均勻性之直下 -27 - 200903037 型背光截面圖。 第3圖係展示變角光度測定之結果的圖表。 第4圖係展示視野角測定之結果的圖表。 第5圖係用於說明亮度不均勻性評估方法的圖。 第6圖係用於說明擴散性係因內部光擴散薄膜之厚度 而變化的情況圖。 第7圖係用於說明擴散性係因內部光擴散薄膜中之擴 散成分平均粒徑而變化的情況圖。 f

第8圖係用於說明擴散性係因內部光擴散薄膜中之擴 散成分含量而變化的情況圖。 第9圖係用於說明擴散性係因光擴散層之結構而變化 的情況圖。 【主要元件符號說明】 1 基質樹脂 2 擴散成分 3 粒子 4 背塗層 5 內部光擴散薄膜 6 光擴散層 7 黏結劑樹脂 11 擴散板 12 光擴散薄膜 13 冷陰極管 14 反射薄膜 -28 - 200903037 15 框 體 20 突 起 狀 波 峰 100 對 於 直 下 型 背 光 之 冷 陰 極 管 成 垂 直 方 向 的 截 面 圖 200 對 於 直 下 型 背 光 之 冷 陰 極 管 成 垂 直 方 向 的 放 大 截 面 圖 300 由 對 於 直 下 型 背 光 之 冷 陰 極 管 面 成 法 線 方 向 所 看 的 圖 400 亮 度 測 疋 位 置 > 測 定位 置 之 各 端 係 螢 光 管 之 間 的 中 央 401 液 晶 背 光 單 元 之 面 之 對 角 線

C -29 -

Claims (1)

1. 200903037 十、申請專利範圍： 1· 一種光擴散薄膜，其中在基質樹脂內部含有機粒子之擴散 成分所構成的內部光擴散薄膜之至少單面上形成光擴散 層，且該光擴散層係至少由黏結劑樹脂與粒子所構成。 2.如申請專利範圍第1項所述之光擴散薄膜，其中該有機粒 子擴散成分係以選自由丙烯酸系樹脂、有機聚矽氧樹脂、 聚苯乙烯、聚烯烴、聚酯、尿素樹脂、甲醛縮合物、及氟 樹脂所組成的族群中之至少一種樹脂所形成。 r ^ ' 3 ·如申請專利範圍第1或2項所述之光擴散薄膜，其中在平 行於該光擴散薄膜之面且互相成正交之至少兩方向，下列 擴散度皆爲20以上、60以下： •擴散度={ (L2(r+L7(r)/2}/LrXl〇〇 其中，L5·、L2〇·、L7()。係分別由變角光測定所測得之受光 角爲5°、20°、70°時之光度値。 4.如申專利範圍第1至3項中任一項所述之光擴散薄膜，其 中全光線透射率爲50%以上。 -/ 5 .如申專利範圍第Ϊ至4項中任一項所述之光擴散薄膜，其 中下列平行方向的背光擴散度爲75以上、1 〇〇以下： •背光擴散度（平行方向）={ ( Β2()·+ Β7〇·) / 2 } / β5·χ 1〇〇 其中，Bs。、Bu·、Β7〇·係分別爲在與直下型背光之冷陰極 管之長度方向成平行的方向所測得之受光角爲5。、2(Γ、 7〇°時之亮度値。 6 _如申專利範圍第1至5項中任一項所述之光擴散薄膜，宜 中下列垂直方向的背光擴散度爲80以上、1 〇〇以下： -30 - 200903037 •背光擴散度（垂直方向）={ (Β2(γ+Β5〇·)/2}/Β5·Χ100 其中，β5·、β2(Γ、β5(γ係分別爲在與直下型背光之冷陰極 管之長度方向成垂直且平行於光擴散薄膜面的方向所測 得之受光角爲5°、20°、70°時之亮度値。 7 . —種液晶背光單元，係使用如申請專利範圍第1至6項中 任一項所述之擴散薄膜所構成。