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1、(10)申请公布号 CN 103109213 A (43)申请公布日 2013.05.15 CN 103109213 A *CN103109213A* (21)申请号 201180044551.2 (22)申请日 2011.09.16 2010-210127 2010.09.17 JP 2010-210333 2010.09.21 JP 2010-210586 2010.09.21 JP G02B 5/02(2006.01) F21S 2/00(2006.01) F21V 3/04(2006.01) G09F 9/00(2006.01) G02F 1/1335(2006.01) G02F 1/。
2、13357(2006.01) (71)申请人 日东电工株式会社 地址 日本大阪府 (72)发明人 西村明宪 中村恒三 武本博之 渊田岳仁 山形一斗 首藤俊介 泷田智仁 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 王玉玲 (54) 发明名称 光扩散元件、 带光扩散元件的偏振板、 偏光元 件、 及使用其的液晶显示装置 (57) 摘要 本发明提供一种可实现低后向散射且高浊度 的薄膜的光扩散元件。本发明的光扩散元件具 有 : 第 1 区域, 其具有第 1 折射率 n1 ; 折射率调制 区域, 其包围第 1 区域且实质上为球壳状 ; 以及第 2 区域, 其位于折射率调制区域。
3、的与第 1 区域相 反侧且具有第 2 折射率 n2 ; 并且光扩散元件满足 下 述 式 (1) 及 (2) : 0.0006 n/L(1), 10 (n)2AB 100(2)。在 这 里, n 是第 1 折射率 n1 与第 2 折射率 n2 之差的绝 对值 |n1-n2|, L(nm) 是折射率调制区域的平均厚 度, n/L 的单位是 (nm), A 是将整个光扩散元 件设为 100 重量份时的构成第 1 区域的材料的重 量份数, B是将整个光扩散元件设为100重量份时 的构成第 2 区域的材料的重量份数。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.03.15 (86)P。
4、CT申请的申请数据 PCT/JP2011/071229 2011.09.16 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/036270 JA 2012.03.22 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 38 页 附图 16 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书38页 附图16页 (10)申请公布号 CN 103109213 A CN 103109213 A *CN103109213A* 1/2 页 2 1. 一种光扩散元件, 其具有 : 第 1 区域, 其具有第 1 折射率 n1 ; 折射率调制区域, 其包围该第 1 区域且实质上。
5、为球壳状 ; 以及 第 2 区域, 其位于该折射率调制区域的与该第 1 区域相反侧且具有第 2 折射率 n2 ; 并且所述光扩散元件满足下述式 (1) 及 (2) : 0.0006 n/L(1) 10 (n)2AB 100(2) 在这里, n 是第 1 折射率 n1 与第 2 折射率 n2 之差的绝对值 |n1-n2|, L(nm) 是折射 率调制区域的平均厚度, n/L 的单位是 nm-1, A 是将整个光扩散元件设为 100 重量份时的 构成第 1 区域的材料的重量份数, B 是将整个光扩散元件设为 100 重量份时的构成第 2 区 域的材料的重量份数。 2. 一种光扩散元件, 其具有基质。
6、及分散在该基质中的光扩散性微粒, 在该光扩散性微粒的表面附近外部形成有折射率实质上连续变化的折射率调制区域, 且所述光扩散元件满足下述式 (1) 及 (2) : 0.0006 n/L(1) 10 (n)2AB 100(2) 在这里, n 是基质的平均折射率 nM与光扩散性微粒的折射率 nP之差的绝对值 |nM-nP|, L(nm) 是折射率调制区域的平均厚度, n/L 的单位是 nm-1, A 是将整个光扩散元件 设为 100 重量份时的光扩散性微粒的重量份数, B 是将整个光扩散元件设为 100 重量份时 的基质的重量份数。 3. 如权利要求 2 的所述光扩散元件, 其中, nM nP。 4。
7、. 如权利要求 2 或 3 所述的光扩散元件, 其中, 所述光扩散元件满足式 (3) : 0.005 L/rP 0.40(3) 在这里, rP是所述光扩散性微粒的半径 (nm)。 5. 如权利要求 2 4 中任意一项所述的光扩散元件, 其中, 所述基质包含树脂成分及超微粒成分, 所述折射率调制区域基于该基质中的该超微粒 成分的分散浓度的实质性梯度形成。 6. 如权利要求 5 所述的光扩散元件, 其中, 所述光扩散元件满足式 (4) : |nP-nA| |nP-nB|(4) 在这里, nA表示基质的树脂成分的折射率, nB表示基质的超微粒成分的折射率。 7. 如权利要求 2 6 中任意一项所述的。
8、光扩散元件, 其中, 所述光扩散元件的浊度为 90 99.9。 8. 如权利要求 2 7 中任意一项所述的光扩散元件, 其中, 所述光扩散元件的厚度为 4m 50m。 9. 如权利要求 2 8 中任意一项所述的光扩散元件, 其中, 所述光扩散元件的光扩散半值角为 10 150。 权 利 要 求 书 CN 103109213 A 2 2/2 页 3 10. 一种带光扩散元件的偏振板, 其具有权利要求 1 9 中任意一项所述的光扩散元 件、 和偏振片。 11. 如权利要求 10 所述的带光扩散元件的偏振板, 其中, 该带光扩散元件的偏振板用于包含液晶单元、 前基板及平行光光源装置的液晶显示装 置,。
9、 且 在用于该液晶显示装置时, 配置成使该光扩散元件与该前基板对置。 12. 一种偏光元件, 其配置于液晶显示装置的液晶单元的背光侧, 且具有 : 权利要求 1 9 中任意一项所述的光扩散元件、 和反射型偏振片。 13. 如权利要求 12 所述的偏光元件, 其中, 所述光扩散元件直接形成于所述反射型偏振片。 14. 如权利要求 12 或者 13 所述的偏光元件, 其中, 还具有吸收型偏振片。 15. 一种液晶显示装置, 其具有 : 液晶单元 ; 平行光光源装置, 其朝向该液晶单元射出准直光 ; 以及 权利要求 1 9 中任意一项所述的光扩散元件, 其使穿过该液晶单元的准直光透过及 扩散。 16。
10、. 一种液晶显示装置, 其具有 : 液晶单元 ; 平行光光源装置, 其朝向该液晶单元射出准直光 ; 权利要求 1 9 中任意一项所述的光扩散元件, 其使穿过该液晶单元的准直光透过及 扩散 ; 以及 前基板, 其配置在比该光扩散元件更靠近视认侧的位置。 17. 如权利要求 16 所述的液晶显示装置, 其中, 所述前基板是透明保护板或触控面板。 18. 一种液晶显示装置, 其具有 : 液晶单元 ; 偏振板, 其配置在该液晶单元的两侧 ; 触控面板, 其在比配置于视认侧的偏振板更靠近视认侧的位置, 以与该偏振板对置的 方式而配置 ; 权利要求 1 9 中任意一项所述的光扩散元件, 其配置在该触控面板。
11、的玻璃板与导电 性薄膜之间 ; 以及 平行光光源装置, 其配置于偏振板的外侧并射出准直光, 所述偏振板配置于与视认侧 相反的位置。 19. 一种液晶显示装置, 其具有 : 液晶单元 ; 背光部 ; 以及 权利要求1214中任意一项所述的偏光元件, 其配置在该液晶单元与该背光部之间。 权 利 要 求 书 CN 103109213 A 3 1/38 页 4 光扩散元件、 带光扩散元件的偏振板、 偏光元件、 及使用其 的液晶显示装置 技术领域 0001 本发明涉及一种光扩散元件、 带光扩散元件的偏振板、 偏光元件、 及使用其的液晶 显示装置。 背景技术 0002 光扩散元件被广泛用于照明罩、 投影电。
12、视的屏幕、 面发光装置 ( 例如, 液晶显示装 置 ) 等。近年来, 正推进将光扩散元件用于液晶显示装置等的显示质量的提高、 视角特性的 改善等。作为光扩散元件, 提出有将微粒分散在树脂片材等的基质中而成的元件等 ( 例如 参照专利文献1)。 在这种光扩散元件中, 入射的光的大部分向前方(射出面侧)散射, 但一 部分向后方 ( 入射面侧 ) 散射。微粒与基质的折射率差越大, 扩散性 ( 例如, 浊度值 ) 变得 越大, 但若折射率差较大, 则会导致后向散射增大。更具体而言, 例如提出有将光扩散元件 配置于液晶显示装置的最表面以提高液晶显示装置的显示质量的技术, 但这样的光扩散元 件不具有充分的。
13、光扩散性 ( 例如, 浊度值低于 90 ), 使得显示质量的改善效果不充分。另 一方面, 若为提高显示质量而将光扩散性较大 ( 例如, 浊度值为 90以上 ) 的光扩散元件 用于液晶显示装置, 则存在如下问题, 即, 外部光入射至液晶显示装置时导致画面发白, 使 得明处难以显示对比率较高的影像或图像。其原因在于 : 光扩散元件中的微粒不仅会使入 射光向前方散射, 而且使其向后方散射。根据以往的光扩散元件, 由于浊度值变得越大, 则 后向散射变得越大, 因此极难兼顾到光扩散性的增大与后向散射的抑制。 进而, 在照明用途 中, 若浊度值增大, 则后向散射增大, 总光线透过率下降, 因此也会导致光利。
14、用效率下降。 0003 作为解决如上所述的问题的方法, 基于所谓抑制微粒与基质的界面上的反射的概 念, 而提出将核与壳的折射率不同的核壳微粒或折射率从微粒的中心部朝向外侧连续变化 的所谓 GRIN(gradient index, 梯度指数 ) 微粒等折射率倾斜微粒分散在树脂中 ( 例如参 照专利文献 2 8)。然而, 通过这些任一种技术, 均无法获得既薄且浊度较高的光扩散元 件。例如, 根据专利文献 8 的 GRIN 微粒, 当将折射率变化部分的厚度设为 L(nm), 将折射率 变化部分的折射率变化量设为n时, 形成有n/L为0.00053(nm-1)的陡峭的折射率变化 部分。然而, 使用专利。
15、文献 8 的 GRIN 微粒的光扩散膜, 即便将膜厚加厚到 20m, 也只能获 得 86.5的浊度。如上所述, 强烈期望一种既薄且浊度较高 ( 具有优异的光扩散性 ) 的光 扩散元件。 0004 然而, 随着近年来液晶显示装置的用途扩大, 产生各种新问题。例如, 在移动电话 中, 为赋予耐久性及设计性, 在液晶显示部上配置有塑料基板(通常是压克力板)。 另外, 在 汽车导航等车载用显示器、 或工业上普遍使用的平板 PC(Tablet Personal Computer, 平板 计算机 )、 公共显示器 (Public Display)、 及多功能移动电话中, 在显示部的表面配置有触 控面板 (。
16、 例如参照专利文献 9)。这样的前基板 ( 例如塑料基板、 触控面板 ) 与偏振板通常 利用粘贴于偏振板的缘部的双面胶而得以固定。双面胶的厚度通常为 120m 左右, 故而存 在所谓整个液晶显示装置的厚度增加的问题。在用于触控面板的情形时, 为尽可能防止冲 说 明 书 CN 103109213 A 4 2/38 页 5 击, 而也与双面胶一起使用约 1000m 的海绵, 因此厚度会进一步增加。另外, 因只有缘部 由双面胶加以粘接, 故而在偏振板与前基板之间形成有空气层。空气的折射率大约为 1.0, 与此相对, 聚合物或玻璃等形成前基板的部件的折射率为 1.4 1.7 左右。因此, 空气层与 前。
17、基板之间的折射率差增大, 故而存在由于外部光的界面反射而使明亮环境下的视认性下 降的问题。进而, 在液晶显示装置中, 通常液晶单元的彩色滤光层发挥作为屏幕的功能。在 使用触控面板作为前基板的情形时, 其输入打点是前基板的表面。 在该情形时, 因与成为屏 幕的液晶单元的表面之间有距离, 故而存在产生视差的问题。 0005 使用前基板的液晶显示装置中, 众所周知有为了抑制外部光的映入或显示画面的 闪烁而借助具有光扩散功能的粘合层贴合前基板与偏振板或显示器的液晶显示装置 ( 例 如参照专利文献 10 及 11)。然而, 光扩散粘合层是必须增加厚度来提高浊度 ( 赋予光扩散 性 ), 故而难以实现薄型。
18、化。 0006 进而, 近年来进行抑制液晶显示装置的消耗电力的研究。液晶显示装置通常分为 面板部与背光部进行开发, 抑制消耗电力的研究是以背光部为中心进行的。图 23 示出一般 的直下型背光单元的基本结构。光源 551 是以规定间隔排列于内面安装有反射膜的灯室 550。扩散板 552 是以保持灯室形状或消除灯影 (lamp image) 等为目的而配置于灯室 550 上。通常, 仅利用扩散板 552 难以消除灯影, 因此配置有数张扩散片材 ( 扩散膜 )570。另 外, 为了提高亮度, 而配置有反射型偏振片等亮度改善片材110。 背光光源所发出的光有限, 因此期望提高其利用效率。因此, 例如提。
19、出有使用了包含排列于线栅上的金属晶格的反射 型偏光分离元件的背光单元例如参照专利文献 12)。然而, 期望进一步提高利用效率。 0007 现有技术文献 0008 专利文献 0009 专利文献 1 日本专利第 3071538 号 0010 专利文献 2 日本专利特开平 6-347617 号公报 0011 专利文献 3 日本专利特开 2003-262710 号公报 0012 专利文献 4 日本专利特开 2002-212245 号公报 0013 专利文献 5 日本专利特开 2002-214408 号公报 0014 专利文献 6 日本专利特开 2002-328207 号公报 0015 专利文献 7 日。
20、本专利特开 2010-077243 号公报 0016 专利文献 8 日本专利特开 2010-107616 号公报 0017 专利文献 9 日本专利特开 2001-201741 号公报 0018 专利文献 10 日本专利特开 2004-127243 号公报 0019 专利文献 11 日本专利特开 2010-008475 号公报 0020 专利文献 12 日本专利特开 2006-324107 号公报 0021 专利文献 13 日本专利特表 2009-516902 号公报 发明内容 0022 本发明正是为了解决上述以往的课题而完成的发明, 其目的在于, 提供一种可实 现低后向散射且高浊度的薄膜的光扩。
21、散元件。本发明的其他目的在于, 提供一种可获得明 亮环境下的视认性优异、 可降低视差、 可实现薄型化的包含前基板的液晶显示装置的光扩 说 明 书 CN 103109213 A 5 3/38 页 6 散元件。本发明的进而其他目的在于, 提供一种可获得良好地消除灯影等亮度不均且有助 于提高光利用效率的背光侧偏光元件的光扩散元件。 0023 本发明的一个实施方式的光扩散元件, 其具有 : 第 1 区域, 其具有第 1 折射率 n1 ; 折射率调制区域, 其包围该第 1 区域且实质上为球壳状 ; 以及第 2 区域, 其位于该折射率调 制区域的与该第1区域相反侧的位置, 具有第2折射率n2 ; 所述光扩。
22、散元件满足下述式(1) 及 (2) : 0024 0.0006 n/L(1) 0025 10 (n)2AB 100(2) 0026 在这里, n 是第 1 折射率 n1 与第 2 折射率 n2 之差的绝对值 |n1-n2|, L(nm) 是 折射率调制区域的平均厚度, n/L 的单位是 (nm-1), A 是将整个光扩散元件设为 100 重量 份时的构成第 1 区域的材料的重量份数, B 是将整个光扩散元件设为 100 重量份时的构成 第 2 区域的材料的重量份数。 0027 本发明的其他实施方式的光扩散元件, 具有基质及分散在该基质中的光扩散性微 粒, 在该光扩散性微粒的表面附近外部形成有折。
23、射率实质上连续变化的折射率调制区域, 且所述光扩散元件满足下述式 (1) 及 (2) : 0028 0.0006 n/L(1) 0029 10 (n)2AB 100(2) 0030 在这里, n 是基质的平均折射率 nM与光扩散性微粒的折射率 nP之差的绝对值 |nM-nP|, L(nm) 是折射率调制区域的平均厚度, n/L 的单位是 (nm-1), A 是将整个光扩散元 件设为 100 重量份时的光扩散性微粒的重量份数, B 是将整个光扩散元件设为 100 重量份 时的基质的重量份数。 0031 在优选的实施方式中, 上述光扩散元件中 nM nP。 0032 在优选的实施方式中, 上述光扩。
24、散元件满足式 (3) : 0033 0.005 L/rP 0.40(3) 0034 在这里, rP是上述光扩散性微粒的半径 (nm)。 0035 在优选的实施方式中, 上述基质包含树脂成分及超微粒成分, 上述折射率调制区 域基于该基质中的该超微粒成分的分散浓度的实质性梯度形成。 0036 在优选的实施方式中, 上述光扩散元件满足式 (4) : 0037 |nP-nA| |nP-nB|(4) 0038 在这里, nA表示基质的树脂成分的折射率, nB表示基质的超微粒成分的折射率。 0039 在优选的实施方式中, 上述光扩散元件的浊度为 90 99.9。 0040 在优选的实施方式中, 上述光扩散。
25、元件的厚度为 4m 50m。 0041 在优选的实施方式中, 上述光扩散元件的光扩散半值角为 10 150。 0042 根据本发明的其他方面, 提供一种带光扩散元件的偏振板。该带光扩散元件的偏 振板具有上述光扩散元件及偏振片。 0043 在优选的实施方式中, 上述带光扩散元件的偏振板用于具有液晶单元、 前基板及 平行光光源装置的液晶显示装置, 此时, 配置成使该光扩散元件与该前基板对置。 0044 根据本发明的进而其他方面, 提供一种偏光元件。该偏光元件具有上述光扩散元 件及反射型偏振片, 配置于液晶显示装置的液晶单元的背光侧。 说 明 书 CN 103109213 A 6 4/38 页 7 。
26、0045 在优选的实施方式中, 上述光扩散元件直接形成于上述反射型偏振片。 0046 在优选的实施方式中, 上述偏光元件还具有吸收型偏振片。 0047 根据本发明的进而其他方面, 提供一种液晶显示装置。 该液晶显示装置具有 : 液晶 单元 ; 平行光光源装置, 其朝向该液晶单元射出准直光 ; 以及上述光扩散元件, 其使穿过该 液晶单元的准直光透过及扩散。 0048 本发明的其他实施方式的液晶显示装置具有 : 液晶单元 ; 平行光光源装置, 其朝 向该液晶单元射出准直光 ; 上述的光扩散元件, 其使穿过该液晶单元的准直光透过及扩散 ; 以及前基板, 其配置在比该光扩散元件更靠近视认侧的位置。 0。
27、049 在优选的实施方式中, 上述前基板是透明保护板或触控面板。 0050 本发明的进而其他实施方式的液晶显示装置具有 : 液晶单元 ; 偏振板, 其配置在 该液晶单元的两侧 ; 触控面板, 其在比配置于视认侧的偏振板更靠近视认侧的位置, 配置成 与该偏振板对置 ; 上述光扩散元件, 其配置在该触控面板的玻璃板与导电性薄膜之间 ; 以 及平行光光源装置, 其配置于与视认侧相反配置的偏振板的外侧且射出准直光。 0051 本发明的进而其他实施方式的液晶显示装置, 具有 : 液晶单元、 背光部、 以及在该 液晶单元与该背光部之间配置的上述偏光元件。 0052 发明的效果 0053 根据本发明, 形成。
28、具有第 1 折射率 n1 的第 1 区域、 包围第 1 区域且实质上为球壳 状的折射率调制区域、 以及位于折射率调制区域的与第 1 区域相反侧的位置且具有第 2 折 射率 n2 的第 2 区域, 且以满足上述式 (1) 及 (2) 的方式使得第 1 区域、 第 2 区域及折射率 调制区域最佳化, 由此可获得可实现低后向散射且高浊度的薄膜的光扩散元件。 附图说明 0054 图 1A 是本发明的优选实施方式的光扩散元件的概略剖面图。 0055 图 1B 是将图 1A 的光扩散元件中的光扩散微粒附近放大进行说明的示意图。 0056 图 2 是用于说明图 1A 的光扩散元件中的从光扩散性微粒中心部至基。
29、质的折射率 变化的概念图。 0057 图 3 是用于说明基质中的超微粒成分的面积比率的透过型电子显微镜图像。 0058 图4(a)是用于说明基质的平均折射率nM光扩散性微粒的折射率nP时的后向散 射的产生机理的概念图, (b) 是用于说明 nM nP时的后向散射产生机理的概念图。 0059 图 5 是本发明的其他实施方式的光扩散元件的概略剖面图。 0060 图 6 是本发明的优选实施方式的带光扩散元件的偏振板的概略剖面图。 0061 图 7 是对本发明的带光扩散元件的偏振板的制造方法进行说明的一例的示意图。 0062 图 8 是本发明的优选实施方式的偏光元件的概略剖面图。 0063 图 9 是。
30、本发明的其他优选实施方式的偏光元件的概略剖面图。 0064 图 10 是本发明的优选实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。 0065 图 11A 是本发明中使用的平行光光源装置的概略图。 0066 图 11B 是本发明中使用的平行光光源装置的其他方式的概略图。 0067 图 12 是用于说明本发明中算出半值角的方法的示意图。 0068 图 13 是本发明的其他实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。 说 明 书 CN 103109213 A 7 5/38 页 8 0069 图 14 是本发明的进而其他实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。 0070 图 15 是用于说明算出光扩散半值角的方法的示意图。。
31、 0071 图 16 是对测定光扩散照度时的方位角及极角进行说明的示意图。 0072 图17A是对于实施例1的光扩散元件用于说明基质与光扩散性微粒的界面附近的 超微粒成分的分散浓度 ( 存在比率 ) 的算出方法的图。 0073 图17B是对于实施例1的光扩散元件表示距光扩散性微粒表面的距离与超微粒成 分的分散浓度 ( 存在比率 ) 的关系的曲线图。 0074 图 18(a) (c) 是表示基质的平均折射率及光扩散性微粒的折射率、 与后向散射 的关系的模拟曲线图。 0075 图 19(a) (b) 是表示基质的平均折射率及光扩散性微粒的折射率、 与扩散性及 后向散射的关系的模拟曲线图。 0076。
32、 图 20(a) (b) 是表示基质的平均折射率及光扩散性微粒的折射率、 与扩散性及 后向散射的关系的模拟曲线图。 0077 图 21(a) (b) 是表示基质的平均折射率及光扩散性微粒的折射率、 与扩散性及 后向散射的关系的模拟曲线图。 0078 图 22 是表示 n/L 与扩散性的关系的模拟曲线图。 0079 图 23 是表示一般的直下型背光单元的基本结构的概略剖面图。 具体实施方式 0080 以下, 一面参照附图一面对本发明的优选实施方式进行说明, 但本发明并不限于 这些具体实施方式。 0081 A. 光扩散元件 0082 A-1. 整体构成 0083 本发明的光扩散元件, 具有 : 具。
33、有第 1 折射率 n1 的第 1 区域及具有第 2 折射率 n2 的第 2 区域。本发明的光扩散元件, 是通过第 1 区域与第 2 区域的折射率差来表现光扩散 功能。在本发明中, 第 1 区域由实质上为球壳状的折射率调制区域包围, 第 2 区域以位于折 射率调制区域的与第 1 区域相反侧的方式构成。因此, 在本发明的光扩散元件中, 外观上成 为由折射率调制区域包围的第 1 区域分散在第 2 区域中的状态。在折射率调制区域中, 折 射率实质上连续变化。在本说明书中, 所谓 “折射率实质上连续变化” 是指折射率调制区域 中折射率实质上连续变化即可。因此, 即便在例如第 1 区域与折射率调制区域的界。
34、面及 / 或折射率调制区域与第 2 区域的界面上存在规定范围内 ( 例如, 折射率差为 0.05 以下 ) 的 折射率间隙 (refractive index gap), 该间隙也可以被允许。 0084 在本发明中, 光扩散元件满足下述式 (1) 及 (2) : 0085 0.0006 n/L(1) 0086 10 (n)2AB 100(2) 0087 在这里, n 是第 1 折射率 n1 与第 2 折射率 n2 之差的绝对值 |n1-n2|, L(nm) 是 折射率调制区域的平均厚度, n/L 的单位是 (nm-1), A 是将整个光扩散元件设为 100 重量 份时的构成第1区域的材料的重量。
35、份数, B是将整个光扩散元件设为100重量份时的构成第 2 区域的材料的重量份数。根据本发明, 以满足式 (1) 及 (2) 的方式使得第 1 区域及第 2 区 说 明 书 CN 103109213 A 8 6/38 页 9 域以及折射率调制区域最佳化, 由此可获得可实现低后向散射且高浊度的薄膜的光扩散元 件。更具体而言, 将 n/L 设为规定值以上 ( 形成折射率变化陡峭的折射率调制区域 ) 而 缩小折射率调制区域所占的空间, 由此提高第 1 区域的存在比率, 由此提高散射效率, 即便 是薄膜, 也可实现较高的浊度 ( 优异的光扩散性 )。进而, 通过与利用折射率调制区域的后 向散射的抑制的。
36、协同效果, 可获得可实现低后向散射且高浊度的薄膜的光扩散元件。 0088 n 优选为 0.08 以上, 更优选为 0.10 以上。n 的上限例如为 0.30。若 n 低 于 0.08, 则大多数情况下无法获得充分大的 (n)2AB, 因此无法获得薄膜状且具有较 强的光扩散性的光扩散元件 ( 例如, 浊度成为 90以下 ), 其结果, 在组装到液晶显示装置 的情形时无法使来自光源的光充分地扩散, 故而有视角变窄的可能。 若n超过0.30, 则即 便形成有折射率调制区域, 也无法充分抑制后向散射, 故而有后向散射增大的可能。另外, 有时构成第 1 区域及第 2 区域的材料选定变得困难。可实现这样的。
37、 n/L 的折射率调制区 域的平均厚度 L 优选为 5nm 500nm, 更优选为 12nm 400nm, 进而优选为 15nm 300nm。 若平均厚度 L 低于 5nm, 则有时后向散射增大。若平均厚度 L 超过 500nm, 则第 1 区域或第 2 区域减少, 结果无法获得充分的 (n)2AB, 故而有时无法获得薄膜状且具有较强的光 扩散性的光扩散元件。 0089 n/L 优选为 0.0006 0.01。在 n/L 低于 0.0006 的情形时, n 低于 0.08 或 者L超过500nm的情形较多, 因此后向散射增大, 或者无法获得薄膜状且具有较强的光扩散 性的光扩散元件的情形较多。若。
38、 n/L 超过 0.01, 则有时折射率调制区域中难以使折射率 实质上连续变化。 0090 如式(2)所表示, (n)2AB为10100, 优选为2050。 若(n)2AB低于 10, 则无法获得薄膜状且具有较强的光扩散性的光扩散元件的情形较多。在 (n)2AB 超过 100 的情形时, n 超过 0.3 的情形较多, 结果有时无法有效抑制后向散射。以下对使 (n)2AB 的值在式 (2) 的范围内最佳化的技术含义进行说明。在本发明的光扩散元件 中, 光扩散性微粒的优选直径如下所述为 1m 10m。已知在这样的粒径范围内引起的 光散射是 Mie 散射的区域, 在 Mie 散射的区域中, 光扩散。
39、强度与 n 的平方成比例。另一方 面, 不限于光, 若根据一般电磁波的散射理论, 则体积分率的电子密度(在光的情形时为 折射率)的波动存在于基质内时的物体散射强度与(1-)成比例。 其原因在于 : 若 超过 50, 则基质成分成为少数成分, 基质反转成散射成分。同样, 若将具有第 1 折射率的 材料 ( 构成第 1 区域的材料 ) 的重量份数设为 A, 将具有第 2 折射率的材料 ( 构成第 2 区域 的材料 ) 的重量份数设为 B, 则光扩散强度与 AB 成比例。即, 必须是不仅使充分量的第 1 区域 ( 例如, 光扩散性微粒 ) 存在于第 2 区域 ( 例如, 基质 ) 中, 而且要在该第。
40、 1 区域的周 围存在充分量的第 2 区域。在这里, 在从第 1 折射率变成第 2 折射率的折射率调制区域存 在于第1区域与第2区域的边界的情形时, 该折射率调制区域发挥出抑制后向散射的作用, 另一方面, 无助于光扩散强度。即, 若该折射率调制区域 ( 即, 既非 A 也非 B 的区域 ) 大量 存在于光扩散元件中, 则第 1 区域或第 2 区域减少, 因此即便可抑制后向散射, 也难以获得 既薄且具有较强光扩散性的光扩散元件。根据本发明, 以满足式 (1) 的方式使得 n/L 最 佳化, 且以满足式 (2) 的方式使得 (n)2AB 最佳化, 由此可获得具有较强的光扩散性 ( 较高的浊度 ) 。
41、且后向散射较少的薄膜的光扩散元件。 0091 将整个光扩散元件设为 100 重量份时的构成第 1 区域的材料的重量份数 A 优选 说 明 书 CN 103109213 A 9 7/38 页 10 为 10 重量份 60 重量份, 更优选为 15 重量份 50 重量份。将整个光扩散元件设为 100 重量份时的构成第 2 区域的材料的重量份数 B 优选为 40 重量份 90 重量份, 更优选为 50 重量份 85 重量份。在重量份数 A 或 B 偏离这样的优选范围的情形时, 无法获得充分大的 n2AB, 故而有无法获得薄膜状且具有较强的光扩散性的光扩散元件的可能。进而, 在 重量份数 A 超过 6。
42、0 重量份或者重量份数 B 低于 40 重量份的情形时, 光扩散性微粒的形状 会引起光扩散元件的表面形成凹凸, 故而有从光扩散元件的表面产生较强的后向散射的可 能。根据本发明, 因存在于第 1 区域 ( 例如光扩散性微粒 ) 与第 2 区域 ( 例如基质 ) 之间 的折射率调制区域的折射率梯度十分陡峭, 故而折射率调制区域在光扩散元件中所占的比 例较少即可, 因此可确保尽管薄膜但足以获得较强的光扩散性的第 1 区域及第 2 区域。本 发明的光扩散元件中折射率调制区域所占的重量份数 C, 在将整个光扩散元件设为 100 重 量份时, 优选为 1 重量份 20 重量份, 更优选为 1 重量份 5 。
43、重量份。进而, 重量份数 C 相 对于重量份数 A 的比例 (C/A) 优选为 5 100。 0092 第 1 区域、 第 2 区域及折射率调制区域是可通过任意适当的方法而形成。例如可 列举如下所述的方法 : (1) 将折射率从微粒的中心部朝向外侧连续变化的所谓 GRIN 微粒等 折射率倾斜微粒分散在树脂中, 而将折射率倾斜部分用作折射率调制区域 ; (2) 基质中使 用树脂成分与超微粒成分, 通过超微粒成分的分散浓度的实质性梯度而在基质与光扩散性 微粒的界面或其附近形成折射率调制区域。以下, 主要对基质中使用树脂成分与超微粒成 分的实施方式进行说明, 关于使用折射率倾斜微粒的实施方式, 仅对。
44、其特征部分进行简单 说明。 0093 在一个实施方式中, 本发明的光扩散元件具有基质及分散在该基质中的光扩散性 微粒, 在该光扩散性微粒的表面附近外部, 形成有折射率实质上连续变化的折射率调制区 域。 即, 光扩散性微粒对应于第1区域, 基质对应于第2区域。 本实施方式的光扩散元件, 通 过基质与光扩散性微粒的折射率差来表现光扩散功能。如上所述, 在光扩散性微粒的表面 附近外部形成有折射率调制区域, 因此基质具有该光扩散性微粒的表面附近外部的折射率 调制区域及该折射率调制区域的外侧 ( 远离光扩散性微粒的一侧 ) 的折射率恒定区域。优 选基质中的除折射率调制区域以外的部分实质上为折射率恒定区域。
45、。如上所述, 在本说明 书中, 所谓 “折射率实质上连续变化” 是指折射率调制区域中折射率至少从光扩散性微粒表 面至折射率恒定区域实质上连续变化即可。因此, 例如在光扩散性微粒与折射率调制区域 的界面、 及 / 或折射率调制区域与折射率恒定区域的界面上, 即便存在规定范围内 ( 例如, 折射率差为 0.05 以下 ) 的折射率间隙, 该间隙也可以被允许。 0094 在本实施方式中, 上述式 (1) 及 (2) 中的 n 是基质的平均折射率 nM与光扩散性 微粒的折射率 nP之差的绝对值 |nM-nP|, L(nm) 是折射率调制区域的平均厚度, n/L 的单 位是 (nm-1), A 是将整个。
46、光扩散元件设为 100 重量份时的光扩散性微粒的重量份数, B 是将 整个光扩散元件设为 100 重量份时的基质的重量份数。优选为 nM nP。需要说明的是, 在 本实施方式中, 仅在涉及式 (2) 的情形时, 基质是指从光扩散元件去除光扩散性微粒及折 射率调制区域的部分 ( 即, 折射率恒定区域 )。 0095 图 1A 是本实施方式的光扩散元件的概略剖面图, 图 1B 是将图 1A 的光扩散元件中 的光扩散微粒附近放大进行说明的示意图。基质优选包含树脂成分及超微粒成分。图 1A 的光扩散元件 100 具有 : 包含树脂成分 11 及超微粒成分 12 的基质 10、 以及分散在基质 10 说。
47、 明 书 CN 103109213 A 10 8/38 页 11 中的光扩散性微粒 20。图 1A 中, 在光扩散性微粒 20 的表面附近外部形成有折射率调制区 域 30。在折射率调制区域 30 中, 如上所述折射率实质上连续变化。 0096 优选在折射率调制区域 30 中, 除了折射率实质上连续变化之外, 上述折射率调制 区域的最外部的折射率与上述折射率恒定区域的折射率实质上相同。换言之, 在本实施方 式的光扩散元件中, 折射率从折射率调制区域向折射率恒定区域连续地变化, 优选折射率 从光扩散性微粒向折射率恒定区域连续地变化(图2)。 优选该折射率变化系如图2所示般 平稳。 即, 在折射率调。
48、制区域与折射率恒定区域的边界, 以能在折射率变化曲线上引出切线 的形状产生变化。优选在折射率调制区域中, 折射率变化的梯度会随着远离上述光扩散性 微粒而变大。 根据本实施方式, 如后所述适当地选择光扩散性微粒、 基质的树脂成分及超微 粒成分, 由此可实现实质上连续的折射率变化。如上所述实现陡峭 (n/L 非常大 ) 且这样 的实质上连续的折射率变化的情况是本发明的特征之一。其结果, 即便增大基质 10( 实质 上为折射率恒定区域 ) 与光扩散性微粒 20 的折射率差, 也可抑制基质 10 与光扩散性微粒 20 的界面的反射, 故而可抑制后向散射。进而, 在折射率恒定区域中, 折射率与光扩散性微 粒 20 有较大不同的超微粒成分 12 的重量浓度相对升高, 因此可增大基质 10( 实质上为折 射率恒定区域 ) 与光扩散性微粒 20 的折射率差。此外, 在本实施方式的光扩。