CN103513302A - 光扩散膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够效率良好地制造有效扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜的光扩散膜的制造方法。其是具有规定的百叶窗结构的长条状光扩散膜的制造方法,包括下述工序(a)~(e):(a)准备光扩散膜用组合物的工序;(b)形成第1涂布层的工序;(c)对第1涂布层,使用线状光源进行第1活性能量线照射,形成第1百叶窗结构的工序;(d)形成由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的工序;(e)对第2涂布层,使用线状光源进行第2活性能量线照射,形成第2百叶窗结构,其中,从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向所成的锐角θ1为10~90°的范围内的值的工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种光扩散膜的制造方法。
本发明特别涉及如下光扩散膜的制造方法:其能够效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光扩散面积的长条状光扩散膜。
背景技术
以往,例如,在液晶显示装置等所属的光学技术领域中,提出了能够使来自特定方向的入射光向特定方向扩散而使来自该特定方向以外的方向的入射光直接直行透射的光扩散膜的使用。
作为这样的光扩散膜,已知有各种方式,特别是,具有将折射率不同的多个板状区域沿着沿膜面的任一方向交替地配置而成的百叶窗结构的光扩散膜被广泛使用(例如,专利文献1~2)。
即,专利文献1中公开了一种光控制板(光扩散膜),其特征在于,是塑料片,对该片选择性地散射2个以上角度范围的入射光。
另外,专利文献1中公开了一种光控制板(光扩散膜)的制造方法,其特征在于,由下述第1工序和第2工序构成:第1工序,将由多个各折射率存在差别的在分子内具有一个以上的聚合性碳-碳双键的化合物构成的树脂组合物维持成膜状,从特定方向照射紫外线而使该组合物固化;第2工序,在得到的固化物上将树脂组合物维持成膜状,并从与第1工序不同的方向照射紫外线而使其固化,根据需要重复第2工序。
另外,专利文献2中公开了一种投影用屏幕,其特征在于,是将数张光控制膜(光扩散膜)层叠而成的,所述光控制膜(光扩散膜)在雾度方面具有角度依赖性,且在使光以0~180°的角度对其表面入射时,显示60%以上的雾度的光散射角度域(光扩散入射角度区域)为30°以上,其中,如图23(a)~(b)所示,数张光控制膜(光扩散膜)中的2张是以光散射角度域(光扩散入射角度区域)的方向几乎正交的方式层叠而成的。
专利文献1:日本特开昭63-309902号公报(权利要求书)
专利文献2:日本特开2005-316354号公报(权利要求书)
发明内容
然而,在专利文献1中,在连续大量生产光扩散膜时,一边用输送机等移动由光扩散膜用组合物构成的涂布层,一边使用线状光源对该涂布层照射活性能量线,从而制造具有规定的百叶窗结构的光扩散膜。
因此,对于专利文献1而言,发现了如下问题:虽然能够得到使入射光在沿着涂布层的移动方向、即膜的长度方向的方向上进行光扩散的光扩散膜,但无法得到使入射光在与膜的长度方向正交的方向上进行光扩散的光扩散膜。
更具体而言,为了得到使入射光在与膜的长度方向正交的方向上进行光扩散的光扩散膜,需要形成由在膜的长度方向上延伸的板状区域构成的百叶窗结构。
因此,在专利文献1中,如果要形成这样的百叶窗结构,则将线状光源以线状光源的长轴方向成为沿着涂布层移动方向的方向的方式进行配置。
但是,即使这样配置线状光源,由于从涂布层的移动方向截面看时,在涂布层表面的宽度方向上的各位置不同,导致来自线状光源的活性能量线被以不同的角度照射,所以得到的光扩散膜的光扩散特性也会变得不均匀。
因此,在引用文献1中,如果要得到使入射光在与其长度方向正交的方向上进行光扩散的长条状光扩散膜,则首先有必要得到从上面看膜时具有沿着宽度方向配置板状区域而成的百叶窗结构的光扩散膜。接着,产生将它们裁断并改变90°方向而将多个光扩散膜接合的必要。因此,发现了在接缝部分光扩散性变得不均匀、或者膜的强度变得容易降低之类的问题。
另外,在引用文献1中,第1工序中得到的百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2工序中得到的百叶窗结构中的板状区域的延伸方向基本平行。
因此,发现了如下问题,即,根本不可能使入射光也向与其长度方向正交的方向进行光扩散。
另一方面,在专利文献2中,如图23(a)~(b)所示,使多张光扩散膜中的2张以光扩散入射角度区域的方向几乎正交的方式层叠,所以乍一看,也会认为能够使入射光不仅在沿着其长度方向的方向上进行光扩散,也在与其长度方向正交的方向上进行光扩散。
然而,对于专利文献2而言,在连续大量生产光扩散膜时,也要一边用输送机等移动由光扩散膜用组合物构成的涂布层,一边使用线状光源来照射活性能量线。
因此,出于与专利文献1相同的理由,难以得到如图23(a)所示的使入射光在与膜的长度方向正交的方向上进行光扩散的光扩散膜221。
因此,结果是,即使是专利文献2中公开的光扩散膜,如果要得到如图23(a)所示的使入射光在与其长度方向正交的方向上进行光扩散的长条状光扩散膜221,则也产生将多个光扩散膜接合的必要,所以与专利文献1的情况同样地,在接缝部分光扩散性变得不均匀、或者膜的强度变得容易降低。
因此,发现了如下问题:无法通过使入射光不仅在沿着其长度方向的方向上、也在与其长度方向正交的方向上进行光扩散来有效地扩大入射光的扩散面积。
在这种情况下,寻求容易应用于大画面屏幕等且不产生接缝等问题的长条状光扩散膜。
即,寻求通过使入射光不仅在沿着其长度方向的方向上、也在与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜的制造方法。
因此,本发明的发明人等鉴于如上情况而经过深入努力,结果发现在包括使用了线状光源的2次活性能量线照射工序的规定的制造方法中,将该2次活性能量线照射工序中的各线状光源的配置角度的关系规定为规定的范围,从而能够得到解决了上述问题的长条状光扩散膜,从而完成了本发明。
即,本发明的目的在于提供一种光扩散膜的制造方法,该制造方法能够效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散,从而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
根据本发明,可提供一种光扩散膜的制造方法,并能够解决上述问题,上述制造方法的特征在于是沿着膜的膜厚方向从下方开始依次具有将折射率不同的多个板状区域在沿着膜面的任一方向交替地平行配置而成的第1百叶窗结构和第2百叶窗结构的长条状的光扩散膜的制造方法,并且包括下述工序(a)~(e):
(a)准备含有折射率不同的2个聚合性化合物的光扩散膜用组合物的工序;
(b)对工艺片材涂布光扩散膜用组合物,形成第1涂布层的工序;
(c)对第1涂布层,一边使该第1涂布层进行移动,一边使用线状光源进行第1活性能量线照射,形成第1百叶窗结构的工序;
(d)对形成有第1百叶窗结构的第1涂布层,涂布光扩散膜用组合物,形成由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的工序;
(e)对第2涂布层,一边使由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体进行移动,一边使用线状光源进行第2活性能量线照射,形成第2百叶窗结构,其中,从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向所成的锐角θ1为10~90°的范围内的值的工序。
即,如果为本发明的光扩散膜的制造方法,则在使用了线状光源的2次活性能量线照射工序中,将各线状光源的配置角度的关系规定为规定的范围,所以能够效率良好地制造使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向以规定的角度交叉而成的长条状光扩散膜。
因此,能够效率良好地制造通过使入射光不仅向沿其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
更具体而言,可以得到能够在不像以往那样地将多个光扩散膜接合的情况下,使入射光在沿着其长度方向的方向上、以及在与其长度方向正交的方向上进行光扩散的长条状光扩散膜。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在工序(c)中,从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与沿着第1涂布层的移动方向的假想线所成的锐角θ2为10~80°的范围内的值,并且在工序(e)中,从膜上方看时,优选使第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与由沿着第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动方向的假想线所成的锐角θ3为10~80°的范围内的值。
通过这样实施,能够更效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在工序(e)中,从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向,相对于与由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动方向正交的假想线成为线对称。
通过这样实施,从而能够使入射光在得到的光扩散膜中更均匀地进行光扩散。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在工序(c)和工序(e)中,介由具有长槽状的活性能量线透射部的遮光板进行第1活性能量线照射和第2活性能量线照射,并且活性能量线透射部的长边方向优选为与线状光源的长轴方向平行的方向。
通过这样实施,能够进一步效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在工序(c)中,使第1活性能量线照射时的第1涂布层的表面的峰值照度为0.1~50mW/cm2的范围内的值,并且使第1涂布层的表面的累计光量为5~300mJ/cm2的范围内的值。
通过这样实施,能够更有效率地形成第1百叶窗结构。
应予说明,此处所谓的峰值照度是指在被照射到第1涂布层表面的活性能量线显示最大值的部分的测定值。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在工序(e)中,使第2活性能量线照射时的第2涂布层的表面的峰值照度为0.1~50mW/cm2的范围内的值,并且使第2涂布层的表面的累计光量为5~300mJ/cm2的范围内的值。
通过这样实施,能够更有效率地形成第2百叶窗结构。
应予说明,此处所谓的峰值照度是指在被照射到第2涂布层表面的活性能量线显示最大值的部分的测定值。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在工序(b)中,使第1涂布层的膜厚为80~700μm的范围内的值,并且在工序(d)中,使第2涂布层的膜厚为80~700μm的范围内的值。
通过这样实施,能够进一步有效率地形成第1和第2百叶窗结构。
另外,在实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选使工序(c)中的第1涂布层的移动速度和工序(e)中的由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动速度分别为0.1~10m/分钟的范围内的值。
通过这样实施,能够进一步有效率地形成第1百叶窗结构和第2百叶窗结构。
附图说明
图1(a)~(b)是为了说明光扩散膜中的百叶窗结构的概略而提供的图。
图2(a)~(b)是为了说明光扩散膜中的入射角度依赖性、各向异性和开口角而提供的图。
图3(a)~(c)是为了对利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜的基本构成进行说明而提供的图。
图4(a)~(d)是为了说明本发明的制造方法中的各工序而提供的图。
图5(a)~(b)是为了对使用了线状光源的活性能量线照射进行说明而提供的图。
图6(a)~(b)是为了对线状光源的配置角度进行说明而提供的图。
图7是为了对使用了线状光源的活性能量线照射进行说明而提供的另一图。
图8(a)~(e)是为了对线状光源的配置角度与入射光的扩散面积的关系进行说明而提供的图。
图9(a)~(e)是为了对线状光源的配置角度与入射光的扩散面积的关系进行说明而提供的照片。
图10(a)~(b)是为了说明百叶窗结构而提供的图。
图11(a)~(b)是为了对长条状光扩散膜的形状进行说明而提供的图。
图12是为了说明实施例1的长条状光扩散膜的构成而提供的图。
图13(a)~(b)是为了说明实施例1的长条状光扩散膜的截面的情况而提供的照片。
图14(a)~(b)是为了说明实施例1的长条状光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
图15是为了说明比较例1的长条状光扩散膜的构成而提供的图。
图16(a)~(b)是为了说明比较例1的长条状光扩散膜的截面的情况而提供的照片。
图17(a)~(b)是为了说明比较例1的长条状光扩散膜的光扩散特性而提供的光谱图和照片。
图18(a)~(c)是为了说明比较例2中的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层的构成而提供的图。
图19是为了说明比较例2的长条状光扩散膜的构成而提供的图。
图20(a)~(b)是为了说明比较例2的长条状光扩散膜的截面的情况而提供的照片。
图21(a)~(b)是为了说明比较例2的长条状光扩散膜的非接缝部分的光扩散特性而提供的光谱图和照片。
图22(a)~(b)是为了说明比较例2的长条状光扩散膜的接缝部分的光扩散特性而提供的光谱图和照片。
图23(a)~(b)是为了对以往的光扩散膜进行说明而提供的图。
具体实施方式
本发明的实施方式是一种光扩散膜的制造方法,其特征在于,是沿着膜的膜厚方向从下方开始依次具有将折射率不同的多个板状区域在沿着膜面的任一方向交替地平行配置而成的第1百叶窗结构和第2百叶窗结构的长条状光扩散膜的制造方法,包括下述工序(a)~(e):
(a)准备含有折射率不同的2个聚合性化合物的光扩散膜用组合物的工序;
(b)对工艺片材,涂布光扩散膜用组合物,形成第1涂布层的工序;
(c)对第1涂布层,一边使该第1涂布层进行移动,一边使用线状光源进行第1活性能量线照射,形成第1百叶窗结构的工序;
(d)对形成有第1百叶窗结构的第1涂布层涂布光扩散膜用组合物,形成由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的工序;
(e)对第2涂布层,一边使由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体进行移动,一边使用线状光源进行第2活性能量线照射,形成第2百叶窗结构,其中,从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向所成的锐角θ1为10~90°的范围内的值的工序。
以下,适当地参照附图,具体说明本发明的实施方式,但为了使该说明容易理解,首先,对光扩散膜的光扩散的基本原理和利用本发明的光扩散膜的制造方法而得到的规定的光扩散膜的基本构成进行说明。
1.光扩散膜的光扩散的基本原理
最初,使用图1~2对光扩散膜的光扩散的基本原理进行说明。
首先,图1(a)表示光扩散膜10的俯视图(平面图),图1(b)表示将图1(a)所示的光扩散膜10沿着虚线A-A在垂直方向切断并从箭头方向看切断面时的光扩散膜10的截面图。
另外,图2(a)表示光扩散膜10的整体图,图2(b)表示从X方向看图2(a)的光扩散膜10时的截面图。
如该图1(a)的平面图所示,光扩散膜10具备在沿着膜面的任一方向上,折射率相对高的板状区域12与折射率相对低的板状区域14交替地平行配置而成的百叶窗结构13。
换言之,将膜放置于水平面时,膜内具备由在水平方向上延伸而成的板状区域构成的百叶窗结构。
另外,如图1(b)的截面图所示,相对高折射率的板状区域12和相对低折射率的板状区域14分别具有规定厚度,即使在光扩散膜10的法线方向(膜厚方向)上,也保持交替地平行配置的状态。
由此,如图2(a)所示,入射角在光扩散入射角度区域内时,推定入射光被光扩散膜10扩散。
即,如图1(b)所示,入射光对光扩散膜10的的入射角相对于百叶窗结构13的边界面13′为从平行到规定的角度范围的值,换言之,为光扩散入射角度区域内的值时,推定入射光(52、54)通过在百叶窗结构内的相对高折射率的板状区域12的内部,一边改变方向,一边沿着膜厚方向穿过,从而在出光面侧的光的行进方向变得不同。
其结果是,入射角为光扩散入射角度区域内时,推定入射光被光扩散膜10扩散(52′、54′)。
另一方面,入射光对光扩散膜10的入射角在光扩散入射角度区域外时,如图1(b)所示,推定入射光56不被光扩散膜扩散,而直接透过光扩散膜10(56′)。
应予说明,在本发明中,“光扩散入射角度区域”是指,相对于光扩散膜,改变来自点光源的入射光的角度时,与发出的扩散光对应的入射光的角度范围。
另外,上述“光扩散入射角度区域”是指,如图2(a)所示,根据光扩散膜中的百叶窗结构的折射率差、倾斜角等而对每个该光扩散膜确定的角度区域。
根据以上基本原理,具备百叶窗结构13的光扩散膜10例如如图2(a)所示,能够在光的透射和扩散中发挥入射角度依赖性。
另外,如图1~图2所示,具有单一的百叶窗结构13的光扩散膜通常具有“各向异性”。
此处,在本发明中“各向异性”是指,如图2(a)所示,具有在入射光被膜扩散时,被扩散的射出光的在与膜平行的面内的该光的扩散情况(扩散光的扩大形状)因在该面内的方向不同而异的性质。
更具体而言,如图2(a)所示,对于入射光所含有的成分中与沿着沿膜面的任一方向而延伸的百叶窗结构的朝向垂直的成分而言,会选择性地发生光的扩散,另一方面,对于入射光中含有的成分中与沿着沿膜面的任一方向而延伸的百叶窗结构的朝向平行的成分而言,难以发生光的扩散,所以实现各向异性光扩散。
因此,如图2(a)所示,具有各向异性的光扩散膜的扩散光的扩大形状大致呈椭圆形状。
另外,如上所述,有助于光扩散的入射光的成分主要是与沿着沿膜面的任一方向延伸的百叶窗结构的朝向垂直的成分,所以如图2(b)所示,在本发明中,提到入射光的“入射角θ4”时,是指与沿着沿膜面的任一方向延伸的百叶窗结构的朝向垂直的成分的入射角。另外,此时,入射角θ4是指将相对于光扩散膜的入射侧面的法线的角度设为0°时的角度(°)。
另外,在本发明中,“光扩散角度区域”是指,相对于光扩散膜,将点光源固定在入射光最扩散的角度,在该状态下得到的扩散光的角度范围。
进而,在本发明中,“扩散光的开口角”是上述“光扩散角度区域”的宽度,是指如图2(b)所示,从与沿着沿膜面的任一方向延伸的百叶窗结构的朝向平行的方向X看膜的截面时的扩散光的开口角θ5。
另外,如图2(a)所示,就光扩散膜而言,入射光的入射角被包含于光扩散入射角度区域时,即使该入射角不同,也能够使几乎相同的光扩散在出光面侧进行。
因此,可以说得到的光扩散膜具有使光集中于规定位置的聚光作用。
应予说明,就百叶窗结构内的高折射率区域12的内部的入射光的方向变化而言,除了成为如图1(b)所示的通过全反射而呈直线状地、呈之字型地改变方向的阶跃折射率型的情况之外,也可考虑成为呈曲线状地改变方向的梯度折射率型的情况。
另外,在图1(a)和(b)中,为了简单起见而将折射率相对高的板状区域12与折射率相对低的板状区域14的界面用直线表示,但实际上,界面略有曲折,各板状区域形成伴随分支、消失的复杂的折射率分布结构。
其结果,推定它们复杂地作用于光扩散特性。
2.基本构成
接着,用图3对利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜的基本构成进行说明。
即,如图3(c)所示,利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜20的特征是沿着膜的膜厚方向从下方开始依次具有图3(a)所示的第1百叶窗结构13a和图3(b)所示的第2百叶窗结构13b。
进而,图3(a)所示的第1百叶窗结构13a的板状区域的延伸方向与图3(b)所示的第2百叶窗结构13b的板状区域的延伸方向分别不同,从膜上方向看时,发生交叉。
因此,如果是利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜20,则使向膜入射的光例如首先通过如图3(b)所示第2百叶窗结构13b进行各向异性光扩散。
接着,使通过第2百叶窗结构13b而进行了各向异性光扩散的扩散光进一步如图3(a)所示通过第1百叶窗结构13a,在与第2百叶窗结构13b不同的方向上进行各向异性光扩散。
其结果,如图3(c)所示,入射到本发明的光扩散膜20的光被光扩散成矩形形状,从而能够有效地扩大入射光的扩散面积。
应予说明,上述“下方”是指,在工艺片材上设有涂布层时,涂布层的膜厚方向上的靠近工艺片材的一侧。因此,是用于说明本发明的简便的用语,并不对光扩散膜本身的上下方向进行任何制约。
另外,“入射光的扩散面积”是指,如图3(c)所示,入射光被膜扩散时,被扩散的射出光在从膜起规定距离的与膜平行的面内的扩散光分布的面积。
以下,对本实施方式所涉及的光扩散膜的制造方法进行详述。
3.工序(a):光扩散膜用组合物的准备工序
工序(a)是准备规定的光扩散膜用组合物的工序。
更具体而言,优选为将折射率不同的至少2种聚合性化合物、光聚合引发剂和根据所需而定的其它添加剂混合的工序。
另外,混合时,可以在室温下直接搅拌,但从提高均匀性的观点出发,例如,优选在40~80℃的加热条件下搅拌,形成均匀的混合液。
另外,还优选进一步添加稀释溶剂以成为适合涂装的所希望的粘度。
以下,对工序(a)进行更具体的说明。
(1)高折射率聚合性化合物
(1)-1种类
折射率不同的2种聚合性化合物中,折射率相对高的聚合性化合物(以下,有时称为(A)成分)的种类没有特别限定,优选使其主成分为含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯。
其理由是由于推定如下:作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,从而能够使(A)成分的聚合速度比折射率相对低的聚合性化合物(以下,有时称为(B)成分)的聚合速度快,使这些成分间的聚合速度产生规定之差,有效地降低两成分的共聚性。
其结果,光固化时,能够效率良好地形成来自(A)成分的板状区域和来自(B)成分的板状区域交替地延伸的所谓百叶窗结构。
另外,推定作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,从而虽然在单体阶段与(B)成分具有充分的相溶性,但是能够在聚合过程中,在多个相连的阶段使与(B)成分的相溶性降低至规定的范围,进一步效率良好地形成百叶窗结构。
进而,作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,从而能够提高来自百叶窗结构中的(A)成分的板状区域的折射率,将与来自(B)成分的板状区域的折射率之差调节为规定以上的值。
因此,作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,从而与后述的(B)成分的特性结合,能够有效率地得到折射率不同的板状区域交替地延伸的百叶窗结构。
应予说明,“含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯”是指在(甲基)丙烯酸酯的酯残基部分具有多个芳香环的化合物。
另外,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸这两者。
另外,作为这样的(A)成分的含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸苄基苯酯、(甲基)丙烯酸联苯基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸萘基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸蒽基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯基氧基烷基酯等,或者芳香环上的氢原子的一部分被卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基等取代而得的(甲基)丙烯酸酯等。
另外,对于作为(A)成分的含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯,优选包含含有联苯环的化合物,特别优选包含由下述通式(1)表示的联苯化合物。
(通式(1)中,R1~R10各自独立,R1~R10中的至少一个为由下述通式(2)表示的取代基,其余为氢原子、羟基、羧基、烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基烷基、羧基烷基以及卤原子中的任意取代基)
(通式(2)中,R11为氢原子或甲基,碳原子数n为1~4的整数,重复数m为1~10的整数)
其理由是由于推定如下:作为(A)成分,通过含有具有特定结构的联苯化合物,从而能够使(A)成分和(B)成分的聚合速度产生规定之差,使(A)成分与(B)成分的相溶性降低至规定的范围,降低两成分彼此的共聚性。
另外,能够提高来自百叶窗结构中的(A)成分的板状区域的折射率,而更容易将与来自(B)成分的板状区域的折射率之差调节为规定以上的值。
另外,通式(1)中的R1~R10含有烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基烷基以及羧基烷基中的任一种时,优选使其烷基部分的碳原子数为1~4的范围内的值。
其理由是由于如果上述碳原子数为超过4的值,则(A)成分的聚合速度降低,或者来自(A)成分的板状区域的折射率变得过低,有时难以有效率地形成百叶窗结构。
因此,通式(1)中的R1~R10含有烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基烷基以及羧基烷基中的任一种时,更优选使其烷基部分的碳原子数为1~3的范围内的值,进一步优选为1~2的范围内的值。
另外,优选通式(1)中的R1~R10为含有卤代烷基或卤原子以外的取代基、即不含有卤素的取代基。
应予说明,在以往的具备百叶窗结构的光扩散膜中,在得到规定的百叶窗结构时,出于使单体成分高折射率化目的,通常在单体成分中进行卤素取代。
在这方面,如果是由通式(1)表示的联苯化合物,则即使不进行卤素取代,也能够为高的折射率。
因此,如果是将本发明中的光扩散膜用组合物进行光固化而成的光扩散膜,则即使不含有卤素,也能够发挥良好的入射角度依赖性。
应予说明,“良好的入射角度依赖性”是指,光扩散入射角度区域与入射光不被扩散而直接透射的非扩散入射角度区域的区别得到明确控制。
另外,优选通式(1)中的R2~R9中的任一个为由通式(2)表示的取代基。
其理由是由于,通过使由通式(2)表示的取代基的位置为R1和R10以外的位置,从而能够有效地防止在进行光固化之前的阶段,(A)成分彼此取向并结晶化。
进而,在进行光固化之前的单体阶段为液态,即使不使用稀释溶剂等,也能够在表观上与(B)成分均匀混合。
由此,在光固化的阶段,(A)成分和(B)成分可在细微水平上进行凝结、相分离,能够更有效率地得到具备百叶窗结构的光扩散膜。
进而,从相同的观点出发,特别优选通式(1)中的R3、R5、R6以及R8中的任一个为由通式(2)表示的取代基。
另外,通常优选使由通式(2)表示的取代基的重复数m为1~10的整数。
其理由是由于,如果重复数m成为超过10的值,则连接聚合部位与联苯环的氧化烯链变得过长,有时阻碍聚合部位的(A)成分彼此的聚合。
因此,更优选使由通式(2)表示的取代基的重复数m为1~4的整数,特别优选为1~2的整数。
应予说明,从相同的观点出发,通常优选使由通式(2)表示的取代基的碳原子数n为1~4的整数。
另外,如果考虑到作为聚合部位的聚合性碳-碳双键的位置相对于联苯环过近、联苯环成为空间位阻而使(A)成分的聚合速度降低的情况,则更优选使由通式(2)表示的取代基的碳原子数n为2~4的整数,特别优选为2~3的整数。
另外,作为由通式(1)表示的联苯化合物的具体例,可优选举出由下述式(3)~(4)表示的化合物。
(1)-2分子量
另外,优选使(A)成分的分子量为200~2500的范围内的值。
其理由是由于推定如下:通过使(A)成分的分子量为规定的范围,从而能够进一步加快(A)成分的聚合速度,更有效地降低(A)成分和(B)成分的共聚性。
其结果,在进行光固化时,能够更有效地形成来自(A)成分的板状区域和来自(B)成分的板状区域交替地延伸而成的百叶窗结构。
即,如果(A)成分的分子量为小于200的值,则由于空间位阻而导致聚合速度降低,变得与(B)成分的聚合速度接近,有时容易发生与(B)成分的共聚。另一方面,如果(A)成分的分子量为超过2500的值,则随着与(B)成分的分子量之差变小,(A)成分的聚合速度也降低,变得与(B)成分的聚合速度接近,推定容易发生与(B)成分的共聚,其结果,有时难以效率良好地形成百叶窗结构。
因此,更优选使(A)成分的分子量为240~1500的范围内的值,进一步优选为260~1000的范围内的值。
应予说明,就(A)成分的分子量而言,可根据由分子的组成与构成原子的原子量得到的计算值求得,也可使用凝胶渗透色谱法(GPC)测定重均分子量。
(1)-3单独使用
另外,本发明中的光扩散膜用组合物的特征是含有(A)成分作为形成百叶窗结构中的折射率相对高的板状区域的单体成分,但优选以单成分含有(A)成分。
其理由是由于,通过这样构成,从而能够有效地控制来自(A)成分的板状区域、即折射率相对高的板状区域的折射率的波动,更有效率地得到具备百叶窗结构的光扩散膜。
即,(A)成分相对于(B)成分的相溶性低时,例如,(A)成分为卤素系化合物等时,有时并用其它(A)成分(例如,非卤素系化合物等)作为用于使(A)成分与(B)成分相溶的第3成分。
然而,此时,由于上述第3成分的影响,有时来自(A)成分的折射率相对高的板状区域的折射率产生波动、或者容易降低。
其结果,有时与来自(B)成分的折射率相对低的板状区域的折射率差变得不均匀、或者容易过度降低。
因此,优选选择具有与(B)成分的相溶性的高折射率的单体成分,并使用它作为单独的(A)成分。
应予说明,例如,如果是作为(A)成分的由式(3)表示的联苯化合物,则由于是低粘度,所以具有与(B)成分的相溶性,因此能够作为单独的(A)成分使用。
(1)-4折射率
另外,优选使(A)成分的折射率为1.5~1.65的范围内的值。
其理由是由于,通过使(A)成分的折射率为上述范围内的值,从而能够更容易地调节来自(A)成分的板状区域的折射率与来自(B)成分的板状区域的折射率之差,更有效率地得到具备百叶窗结构的光扩散膜。
即,如果(A)成分的折射率为小于1.5的值,则与(B)成分的折射率之差变得过小,有时难以得到有效的光扩散角度区域。另一方面,如果(A)成分的折射率为超过1.65的值,则虽然与(B)成分的折射率之差变大,但有时连与(B)成分的表观上的相溶状态也难以形成。
因此,更优选使(A)成分的折射率为1.52~1.65的范围内的值,进一步优选为1.56~1.6的范围内的值。
应予说明,上述(A)成分的折射率是指利用光照射进行固化之前的(A)成分的折射率。
另外,折射率例如可以根据JIS K0062测定。
(1)-5含量
另外,优选使光扩散膜用组合物中的(A)成分的含量相对于作为后述的折射率相对低的聚合性化合物的(B)成分100重量份为25~400重量份的范围内的值。
其理由是由于,如果(A)成分的含量为小于25重量份的值,则(A)成分相对于(B)成分的存在比例变少,来自(A)成分的板状区域的宽度与来自(B)成分的板状区域的宽度相比过度变小,有时难以得到具有良好的入射角度依赖性的百叶窗结构。另外,光扩散膜的厚度方向的百叶窗的长度变得不充分,有时无法显示光扩散性。另一方面,如果(A)成分的含量为超过400重量份的值,则(A)成分相对于(B)成分的存在比例变多,来自(A)成分的板状区域的宽度与来自(B)成分的板状区域的宽度相比过度变大,有时反而难以得到具有良好的入射角度依赖性的百叶窗结构。另外,光扩散膜的厚度方向上的百叶窗的长度变得不充分,有时不显示光扩散性。
因此,进一步优选使(A)成分的含量相对于(B)成分100重量份为40~300重量份的范围内的值,进一步优选为50~200重量份的范围内的值。
(2)低折射率聚合性化合物
(2)-1种类
折射率不同的2种聚合性化合物中,折射率相对低的聚合性化合物((B)成分)的种类没有特别限定,作为其主成分,例如可举出尿烷(甲基)丙烯酸酯、在侧链具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系聚合物、含有(甲基)丙烯酰基的有机硅树脂、不饱和聚酯树脂等,但特别优选为尿烷(甲基)丙烯酸酯。
其理由是由于,如果是尿烷(甲基)丙烯酸酯,则不仅能够更容易调节来自(A)成分的板状区域的折射率与来自(B)成分的板状区域的折射率之差,还能够有效抑制来自(B)成分的板状区域的折射率的波动,更有效率地得到具备百叶窗结构的光扩散膜。
因此,以下,主要对作为(B)成分的尿烷(甲基)丙烯酸酯进行说明。
应予说明,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯这两者。
首先,尿烷(甲基)丙烯酸酯由(B1)至少含有2个异氰酸酯基的化合物、(B2)多元醇化合物以及(B3)(甲基)丙烯酸羟基烷基酯形成,其中,(B2)优选二元醇化合物,特别优选聚亚烷基二醇。
应予说明,(B)成分中还含有具有尿烷键的重复单元的低聚物。
其中,作为(B1)成分的至少含有2个异氰酸酯基的化合物,例如可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-苯二亚甲基二异氰酸酯、1,4-苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香族聚异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族聚异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯等脂环式聚异氰酸酯,以及它们的缩二脲体、异氰脲酸酯体、以及作为与乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油等低分子含活性氢化合物的反应物的加合物(例如,苯二亚甲基二异氰酸酯系三官能度加合物)等。
另外,上述中,特别优选为脂环式聚异氰酸酯。
其理由是由于,如果为脂环式聚异氰酸酯,则与脂肪族聚异氰酸酯相比,由于空间构象等关系而容易对各异氰酸酯基的反应速度设置差别。
由此,能够抑制(B1)成分仅与(B2)成分反应、或者(B1)成分仅与(B3)成分反应,使(B1)成分与(B2)成分和(B3)成分可靠地反应,能够防止多余的副产物的产生。
其结果,能够有效抑制百叶窗结构中的来自(B)成分的板状区域,即,低折射率板状区域的折射率的波动。
另外,如果为脂环式聚异氰酸酯,则与芳香族聚异氰酸酯相比,能够将得到的(B)成分与(A)成分的相溶性降低至规定的范围,更有效率地形成百叶窗结构。
进而,如果是脂环式聚异氰酸酯,则与芳香族聚异氰酸酯相比,能够减小得到的(B)成分的折射率,所以增大与(A)成分的折射率之差,能够更可靠地显示光扩散性,并且进一步效率良好地形成光扩散角度区域内的扩散光的均匀性高的百叶窗结构。
另外,在这样的脂环式聚异氰酸酯中,优选仅含有2个异氰酸酯基的脂环式二异氰酸酯。
其理由是由于,如果是脂环式二异氰酸酯,则能够与(B2)成分和(B3)成分定量地反应,得到单一的(B)成分。
作为这样的脂环式二异氰酸酯,可特别优选地举出为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
其理由是由于,能够对2个异氰酸酯基的反应性设置有效的差异。
另外,在形成尿烷(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B2)成分即聚亚烷基二醇,例如可举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中,特别优选为聚丙二醇。
其理由是由于,如果是聚丙二醇,则由于粘度低,所以可以进行无溶剂处理。
另外,如果是聚丙二醇,则在使(B)成分固化时,成为该固化物中的良好的软链段,能够有效地提高光扩散膜的操作性、安装性。
应予说明,(B)成分的重均分子量可主要通过(B2)成分的重均分子量进行调节。此处,(B2)成分的重均分子量通常为2300~19500,优选为4300~14300,特别优选为6300~12300。
另外,在形成尿烷(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B3)成分即(甲基)丙烯酸羟基烷基酯,例如可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等。
另外,从降低所得到的尿烷(甲基)丙烯酸酯的聚合速度,更有效率地形成规定的百叶窗结构的观点出发,特别是更优选为甲基丙烯酸羟基烷基酯、进一步优选为甲基丙烯酸2-羟基乙酯。
另外,利用(B1)~(B3)成分进行的尿烷(甲基)丙烯酸酯的合成可以根据常规方法实施。
此时,优选使(B1)~(B3)成分的配合比例以摩尔比计为(B1)成分:(B2)成分:(B3)成分=1~5:1:1~5的比例。
其理由是由于,通过为上述配合比例,从而能够有效率地合成(B1)成分具有的一个异氰酸酯基与(B2)成分具有的2个羟基分别反应并键合、进而(B3)成分具有的羟基与2个(B1)成分分别具有的另一个异氰酸酯基反应并键合而成的尿烷(甲基)丙烯酸酯。
因此,更优选使(B1)~(B3)成分的配合比例以摩尔比计为(B1)成分:(B2)成分:(B3)成分=1~3:1:1~3的比例,进一步优选为2:1:2的比例。
(2)-2重均分子量
另外,优选使(B)成分的重均分子量为3000~20000的范围内的值。
其理由是由于,通过使(B)成分的重均分子量为规定的范围,从而能够使(A)成分和(B)成分的聚合速度产生规定之差,有效地降低两成分的共聚性。
其结果,进行光固化时,能够效率良好地形成来自(A)成分的板状区域和来自(B)成分的板状区域交替地延伸而成的百叶窗结构。
即,如果(B)成分的重均分子量为小于3000的值,则(B)成分的聚合速度变快,与(A)成分的聚合速度接近,容易发生与(A)成分的共聚,结果有时难以效率良好地形成百叶窗结构。另一方面,如果(B)成分的重均分子量为超过20000的值,则有时难以形成来自(A)成分和(B)成分的板状区域交替地延伸而成的百叶窗结构、或者与(A)成分的相溶性过度降低而使(A)成分在涂布阶段析出。
因此,更优选使(B)成分的重均分子量为5000~15000的范围内的值,进一步优选为7000~13000的范围内的值。
应予说明,(B)成分的重均分子量可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)来测定。
(2)-3单独使用
另外,(B)成分可以并用分子结构、重均分子量不同的2种以上,但从抑制百叶窗结构中的来自(B)成分的板状区域的折射率的波动的观点出发,优选仅使用1种。
即,使用多种(B)成分时,来自(B)成分的折射率相对低的板状区域的折射率产生波动、或者变高,有时与来自(A)成分的折射率相对高的板状区域的折射率差变得不均匀、或者过度降低。
(2)-4折射率
另外,优选使(B)成分的折射率为1.4~1.55的范围内的值。
其理由是由于,通过使(B)成分的折射率为上述范围内的值,从而能够更容易调节来自(A)成分的板状区域与来自(B)成分的板状区域的折射率之差,更有效率地得到具备百叶窗结构的光扩散膜。
即,如果(B)成分的折射率为小于1.4的值,则虽然与(A)成分的折射率之差变大,但与(A)成分的相溶性极度变差,有可能无法形成百叶窗结构。另一方面,如果(B)成分的折射率为超过1.55的值,则与(A)成分的折射率之差变得过小,有时难以得到所希望的入射角度依赖性。
因此,更优选使(B)成分的折射率为1.45~1.54的范围内的值,进一步优选为1.46~1.52的范围内的值。
应予说明,上述(B)成分的折射率是指利用光照射进行固化之前的(B)成分的折射率。
而且,折射率例如可以根据JIS K0062测定。
另外,优选使上述(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差为0.01以上的值。
其理由是由于,通过使上述折射率之差为规定的范围内的值,从而能够得到具有在光的透射和扩散中的更良好的入射角度依赖性、和更广的光扩散入射角度区域的光扩散膜。
即,如果上述折射率之差为小于0.01的值,则入射光在百叶窗结构内全反射的角度域变得狭窄,所以有时光扩散的开口角变得过度狭窄。另一方面,如果上述折射率之差为过度大的值,则(A)成分与(B)成分的相溶性过于变差,有可能无法形成百叶窗结构。
因此,更优选使(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差为0.05~0.5的范围内的值,进一步优选为0.1~0.2的范围内的值。
应予说明,此处所说的(A)成分和(B)成分的折射率是指在利用光照射进行固化之前的(A)成分和(B)成分的折射率。
(2)-5含量
另外,优选使光扩散膜用组合物中的(B)成分的含量相对于光扩散膜用组合物的总量100重量%为10~80重量%的范围内的值。
其理由是由于,如果(B)成分的含量为小于10重量%的值,则(B)成分相对于(A)成分的存在比例变少,来自(B)成分的板状区域的宽度与来自(A)成分的板状区域的宽度相比过度变小,有时难以得到具有良好的入射角度依赖性的百叶窗结构。另外,有时光扩散膜的厚度方向上的百叶窗的长度变得不充分。另一方面,如果(B)成分的含量为超过80重量%的值,则(B)成分相对于(A)成分的存在比例变多,来自(B)成分的板状区域的宽度与来自(A)成分的板状区域的宽度相比过度变大,有时反而难以得到具有良好的入射角度依赖性的百叶窗结构。另外,有时光扩散膜的厚度方向上的百叶窗的长度变得不充分。
因此,更优选使(B)成分的含量相对于光扩散膜用组合物的总量100重量%为20~70重量%的范围内的值,进一步优选为30~60重量%的范围内的值。
(3)光聚合引发剂
另外,在本发明中的光扩散膜用组合物中,根据所需,优选含有光聚合引发剂作为(C)成分。
其理由是由于,通过含有光聚合引发剂,从而在对光扩散膜用组合物照射活性能量线时,能够有效率地形成百叶窗结构。
此处,光聚合引发剂是指通过紫外线等活性能量线的照射而产生自由基种的化合物。
作为上述光聚合引发剂,例如可举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻***、苯偶姻异丙醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻异丁醚、苯乙酮、二甲氨基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4,4-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、苯偶酰二甲基缩酮、苯乙酮二甲基缩酮、对二甲胺苯甲酸酯、寡[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷]等,可以单独使用其中的1种,也可以组合2种以上使用。
应予说明,作为含有光聚合引发剂时的含量,优选相对于(A)成分和(B)成分的总计量100重量份为0.2~20重量份的范围内的值,更优选为0.5~15重量份的范围内的值,进一步优选为1~10重量份的范围内的值。
(4)其它添加剂
另外,在不损害本发明的效果的范围内,可以适当地添加上述化合物以外的添加剂。
作为这样的添加剂,例如可举出抗氧化剂、紫外线吸收剂、防静电剂、聚合促进剂、阻聚剂、红外线吸收剂、增塑剂、稀释溶剂以及流平剂等。
应予说明,这样的添加剂的含量通常优选相对于(A)成分和(B)成分的总计量100重量份为0.01~5重量份的范围内的值,更优选为0.02~3重量份的范围内的值,进一步优选为0.05~2重量份的范围内的值。
4.工序(b):第1涂布工序
工序(b)是如图4(a)所示对工艺片材2涂布所准备的光扩散膜用组合物,形成第1涂布层1a的工序。
作为工艺片材,可以使用塑料膜、纸中的任一种。
其中,作为塑料膜,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯系膜,聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烃系膜,三乙酰纤维素膜等纤维素系膜,以及聚酰亚胺系膜等。
另外,作为纸,例如可举出玻璃纸、涂布纸和层压纸等。
另外,如果考虑到后述的工序,则作为工艺片材2,优选为对热、活性能量线的尺寸稳定性优异的塑料膜。
作为这样的塑料膜,在上述塑料膜中,可优选举出聚酯系膜、聚烯烃系膜和聚酰亚胺系膜。
另外,对工艺片材进行光固化后,为了使得到的光扩散膜容易从工艺片材剥离,优选在工艺片材的光扩散膜用组合物的涂布面侧设置剥离层。
上述剥离层可以使用有机硅系剥离剂、氟系剥离剂、醇酸系剥离剂、烯烃系剥离剂等以往公知的剥离剂来形成。
应予说明,工艺片材的厚度通常优选为25~200μm的范围内的值。
另外,作为在工艺片材上涂布光扩散膜用组合物的方法,例如可以利用刮刀涂布法、辊涂法、棒涂法、刮板涂布法、模涂法以及凹版涂布法等以往公知的方法进行。
另外,优选使第1涂布层的膜厚为80~700μm的范围内的值。
其理由是由于,通过使第1涂布层的膜厚为上述范围内的值,从而能够进一步有效率地形成第1百叶窗结构。
即,如果第1涂布层的膜厚为小于80μm的值,则所形成的第1百叶窗结构的长度不足,在第1百叶窗结构内直行的入射光增加,有时难以得到光扩散角度区域内的扩散光的强度的均匀性。另一方面,如果第1涂布层的膜厚为超过700μm的值,则对第1涂布层照射活性能量线而形成第1百叶窗结构时,由于初期形成的百叶窗结构而导致光聚合的行进方向扩散,有时难以形成所希望的百叶窗结构。
因此,更优选使第1涂布层的膜厚为100~500μm的范围内的值,进一步优选为120~300μm的范围内的值。
5.工序(c):第1活性能量线照射工序
如图4(b)所示,工序(c)是如下工序:对于第1涂布层1a,一边使该第1涂布层1a沿着移动方向E进行移动,一边使用线状光源125a进行第1活性能量线照射150a,形成第1百叶窗结构13a。
更具体而言,例如,图5(a)所示,通过在对线状的紫外线灯125a中设有聚光用的冷光镜122的紫外线照射装置120(例如,若为市售品,则为EYE GRAPHICS株式会社制,ECS-4011GX等)中配置热辐射截止滤光器121和遮光板123(123a、123b),从而取出仅由照射角度得到控制的直接光构成的活性能量线150a,并对在工艺片材2上形成的第1涂布层1a进行照射。
另外,如图6(a)所示,优选从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源125a的长轴方向与沿着第1涂布层1a的移动方向E的假想线E′所成的锐角θ2为10~80°的范围内的值。
其理由是由于,通过这样规定线状光源的配置角度,从而与后述工序(e)中的线状光源的配置角度相结合,能够更效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
即,如果上述θ2为小于10°的值,则虽然也取决于后述工序(e)中的线状光源的配置角度,但通常向沿着膜的长度方向的方向的光扩散特性过度降低,有时入射光的扩散面积过度变小。另一方面,如果上述θ2为超过80°的值,则虽然也取决于后述工序(e)中的线状光源的配置角度,但通常向与膜的长度方向正交的方向的光扩散特性过度降低,有时入射光的扩散面积过度变小。
因此,从膜上方看时,更优选使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与沿着第1涂布层的移动方向的假想线所成的锐角θ2为35~55°的范围内的值,进一步优选为40~50°的范围内的值,更进一步优选为44~46°的范围内的值。
应予说明,优选线状光源125a与涂布层1a的间隔在任意位置均大致相同。
另外,作为活性能量线的照射角度,如图5(b)所示,通常优选使相对于第1涂布层1a的表面的法线的角度为0°时的照射角度θ6为-80~80°的范围内的值。
其理由是由于,如果上述照射角度为-80~80°的范围外的值,则在第1涂布层1a的表面的反射等的影响变大,有时难以形成充分的百叶窗结构。
另外,照射角度θ6优选具有1~80°的宽度(照射角度宽度)θ6′。
其理由是由于,如果上述照射角度宽度θ6′为小于1°的值,则必须使涂布层的移动速度过度降低,有时制造效率降低。另一方面,如果上述照射角度宽度θ6′为超过80°的值,则照射光过于分散,有时难以形成百叶窗结构。
因此,更优选使照射角度θ6的照射角度宽度θ6′为2~45°的范围内的值,进一步优选为5~20°的范围内的值。
应予说明,具有照射角度宽度θ6′时,将其正中间位置的角度作为照射角度θ6。
另外,优选介由具有长槽状活性能量线透射部的遮光板进行第1活性能量线照射,并且活性能量线透射部的长边方向为与线状光源的长边方向平行的方向。
应予说明,只要活性能量线透射部是透射活性能量线的状态,就无论为何种方式均可。
例如,可以由石英玻璃构成,也可以是不存在遮光材料的单纯的空间等。
具体而言,如图7所示,优选介由由2张遮光板123(123a、123b)形成的长槽状间隙(活性能量线透射部)进行,并且长槽状间隙的长边方向为与线状光源125a的长轴方向平行的方向。
通过这样配置遮光板,从而能够将如图5(a)所示的活性能量线150a的照射角度θ6调节为规定的范围内的值,能够有效抑制由于第1涂布层1a的表面的各位置不同而来自线状光源125a的活性能量线150a以过度不同的角度照射。
其结果,能够使形成的百叶窗结构中的板状区域的倾斜角均匀,进而使得到的长条状光扩散膜的光扩散特性均匀。
另外,优选使第1活性能量线照射时的第1涂布层的表面的峰值照度为0.1~50mW/cm2的范围内的值。
其理由是由于,通过使第1活性能量线照射时的峰值照度为上述范围内的值,从而能够更有效率地形成第1百叶窗结构。
即,如果上述峰值照度为小于0.1mW/cm2的值,则有时难以明确地形成第1百叶窗结构。另一方面,如果上述峰值照度为超过50mW/cm2的值,则推定固化速度变得过快,有时无法明确地形成第1百叶窗结构。
因此,更优选使第1活性能量线照射时的第1涂布层的表面的峰值照度为0.3~10mW/cm2的范围内的值,进一步优选为0.5~5mW/cm2的范围内的值。
另外,优选使第1活性能量线照射时的第1涂布层的表面的累计光量为5~300mJ/cm2的范围内的值。
其理由是由于,通过使第1活性能量线照射时的累计光量为上述范围内的值,从而能够更有效率地形成第1百叶窗结构。
即,如果上述累计光量为小于5mJ/cm2的值,则有时难以使第1百叶窗结构从上方充分地伸长到下方。另一方面,如果上述累计光量为超过300mJ/cm2的值,则有时得到的光扩散膜产生着色。
因此,更优选使第1活性能量线照射时的第1涂布层的表面的累计光量为10~200mJ/cm2的范围内的值,进一步优选为20~150mJ/cm2的范围内的值。
另外,优选使第1涂布层的移动速度为0.1~10m/分钟的范围内的值。
其理由是由于,通过使第1涂布层的移动速度为上述范围内的值,从而能够进一步有效率地形成第1百叶窗结构。
即,如果第1涂布层的移动速度为小于0.1m/分钟的值,则有时生产率过度降低。另一方面,如果第1涂布层的移动速度为超过10m/分钟的值,则比第1涂布层的固化,换言之,比第1百叶窗结构的形成快,活性能量线对第1涂布层的入射角度发生改变,有时第1百叶窗结构的形成变得不充分。
因此,进一步优选使第1涂布层的移动速度为0.2~5m/分钟的范围内的值,进一步优选为0.5~3m/分钟的范围内的值。
另外,还优选对于第1涂布层的上表面,以层压有活性能量线透射片的状态照射活性能量线。
其理由是由于,通过层压活性能量线透射片,从而能够有效抑制氧阻碍的影响,更有效率地形成第1百叶窗结构。
即,通过对第1涂布层的上表面层压活性能量线透射片,从而能够一边稳定地防止第1涂布层的上表面与氧接触,一边使该片透射,有效率地对第1涂布层照射活性能量线。
应予说明,作为活性能量线透射片,只要是在工序(b)(涂布工序)中记载的工艺片材中活性能量线能够透射的工艺片材,就可以没有特别限制地使用。
另外,还优选以成为第1涂布层充分固化的累计光量的方式,与作为工序(c)的第1活性能量线照射不同地,进一步照射活性能量线。
由于使第1涂布层充分固化的目的,所以此时的活性能量线优选不使用平行光,而使用任意行进方向中随机的光。
6.工序(d):第2涂布工序
如图4(c)所示,工序(d)是对形成有第1百叶窗结构13a的第1涂布层1a′涂布光扩散膜用组合物,形成由第1涂布层1a′和第2涂布层1b构成的层叠体1c。
应予说明,在形成第1百叶窗结构13a时,在使用活性能量线透射片的情况下,将该片剥离,露出涂布层1a′的表面,然后进行上述操作。
另外,第2涂布层1b的形成中使用的光扩散膜用组合物优选使用与第1涂布层1a的形成中使用的光扩散膜用组合物相同的光扩散膜用组合物。
其理由是由于,通过使用相同的光扩散膜用组合物,从而能够抑制在涂布层1a′与涂布层1b′的界面的反射,并且还能够提高粘合性。
另外,作为在形成有第1百叶窗结构的第1涂布层上涂布光扩散膜用组合物的方法,例如,可以利用刮刀涂布法、辊涂法、棒涂法、刮板涂布法、模涂法以及凹版涂布法等与上述工序(b)相同的方法进行。
另外,优选使第2涂布层的膜厚为80~700μm的范围内的值。
其理由是由于,通过使第2涂布层的膜厚为上述范围内的值,从而能够更进一步有效率地形成第2百叶窗结构。
即,如果第2涂布层的膜厚为小于80μm的值,则形成的第2百叶窗结构的长度不足,在第2百叶窗结构内直行的入射光增加,有时难以得到光扩散角度区域内的扩散光的强度的均匀性。另一方面,如果第2涂布层的膜厚为超过700μm的值,则对第2涂布层照射活性能量线形成第2百叶窗结构时,由于初期形成的百叶窗结构而导致光聚合的行进方向发生扩散,有时难以形成所希望的百叶窗结构。
因此,更优选使第2涂布层的膜厚为100~500μm的范围内的值,进一步优选为120~300μm的范围内的值。
7.工序(e):第2活性能量线照射工序
如图4(d)所示,工序(e)是如下工序:对第2涂布层1b,一边移动由形成有第1百叶窗结构13a的第1涂布层1a′和第2涂布层1b构成的层叠体1c,一边使用线状光源125b进行第2活性能量线照射,形成第2百叶窗结构13b,并且,如图6(b)所示,是如下工序:从膜上方看时,使第1活性能量线照射时的线状光源125a的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源125b的长轴方向所成的锐角θ1为10~90°的范围内的值。
即,在使用了线状光源的2次活性能量线照射工序中,通过将各线状光源的配置角度的关系规定为规定的范围,从而能够效率良好地制造使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向以规定的角度交叉而成的长条状光扩散膜。
因此,能够效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
更具体而言,能够得到在不像以往那样将多个光扩散膜接合的情况下,能够使入射光在沿着其长度方向的方向上以及在与其长度方向正交的方向上进行光扩散的长条状光扩散膜。
即,如果图6(b)所示的锐角θ1为小于10°的值,则有时入射光的扩散面积过度变小。
因此,从膜上方看时,更优选使第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向所成的锐角θ1为80~90°的范围内的值,进一步优选为85~90°的范围内的值,更进一步优选为89~90°的范围内的值。
另外,如图6(b)所示,从膜上方看时,优选使第2活性能量线照射时的线状光源125b的长轴方向与沿着由形成有第1百叶窗结构13a的第1涂布层1a′和第2涂布层1b构成的层叠体1c的移动方向E的假想线E′所成的锐角θ3为10~80°的范围内的值。
其理由是由于,通过这样规定线状光源的配置角度,从而与上述工序(c)的线状光源的配置角度相结合,能够更效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
即,如果上述θ3为小于10°的值,则虽然也取决于上述工序(c)中的线状光源的配置角度,但通常向沿着膜的长度方向的方向的光扩散特性过度降低,有时入射光的扩散面积过度变小。另一方面,如果上述θ3为超过80°的值,则虽然也取决于上述工序(c)中的线状光源的配置角度,但通常向沿着与膜的长度方向正交方向的光扩散特性过度降低,有时入射光的扩散面积过度变小。
因此,从膜上方看时,更优选使第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与沿着由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动方向的假想线所成的角度θ3为35~55°的范围内的值,进一步优选为40~50°的范围内的值,更进一步优选为44~46°的范围内的值。
应予说明,优选线状光源125b与涂布层1b的间隔在任意位置均大致相同。
另外,对于活性能量线的照射角度和照射角度宽度,优选为与使用图5(a)~(b)说明的第1活性能量线照射的情况相同的数值范围。
另外,如图6(b)所示,优选从膜上方看时,第1活性能量线照射时的线状光源125a的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源125b的长轴方向,相对于与由第1涂布层1a′和第2涂布层1b构成的层叠体的移动方向E正交的假想线E″成为线对称。
其理由是由于,通过这样配置第2活性能量线照射时的线状光源,从而在得到的光扩散膜中,使入射光更均匀地进行光扩散。
即,特别是,在θ2=45°、θ3=45°时,或者分别为其附近值时,通过以成为线对称的方式配置线状光源,从而如后述图8(a)所示,能够将扩散光的左右方向上的扩大和上下方向上的扩大分别最大限度地扩大。
因此,在将上述光扩散膜应用于屏幕时,能够将横向的视场角和纵向的视场角分别最大限度地扩大。
此处,使用图8(a)~(e),对线状光源的配置角度(≈板状区域的延伸方向)和入射光的扩散面积的关系进行说明。
即,对于图8(a)~(e),分别为在左侧表示第1百叶窗结构13a和入射到它的光的扩散情况50′,在右侧表示第2百叶窗结构13b和入射到它的利用第1百叶窗结构13a进行的扩散光的扩散情况51′。
首先,图8(a)表示θ1=90°、θ2=45°、θ3=45°时的入射光的扩散情况,可知最终的入射光扩散面积充分扩大(51′)。
另一方面,图8(b)表示θ1=60°、θ2=30°、θ3=30°时的入射光的扩散情况,与图8(a)的情况相比,可知向沿着膜的长度方向E′的方向扩散的光扩散特性降低,入射光的扩散面积变小(51′)。
另外,图8(c)表示θ1=60°、θ2=60°、θ3=60°时的入射光的扩散情况,与图8(a)的情况相比,可知向与膜的长度方向E′正交的方向扩散的光扩散特性降低,入射光的扩散面积变小(51′)。
另外,图8(d)表示θ1=30°、θ2=15°、θ3=15°时的入射光的扩散情况,与图8(a)的情况相比,可知向沿着膜的长度方向E′的方向扩散的光扩散特性进一步降低,入射光的扩散面积进一步变小(51′)。
另外,图8(e)表示θ1=30°、θ2=75°、θ3=75°时的入射光的扩散情况,与图8(a)的情况相比,可知向与膜的长度方向E′正交的方向的光扩散特性进一步降低,入射光的扩散面积进一步变小(51′)。
应予说明,将与图8(a)~(e)对应的扩散光的照片示于图9(a)~(e)。
另外,如图7所示,基于与第1活性能量线照射的情况相同的理由,关于第2活性能量线照射,也优选介由由2张遮光板形成的长槽状间隙进行,并且长槽状间隙的长边方向为与线状光源的长轴方向平行的方向。
另外,优选使第2活性能量线照射时的第2涂布层的表面的峰值照度为0.1~50mW/cm2的范围内的值。
其理由是由于,通过使第2活性能量线照射时的峰值照度为上述范围内的值,能够更有效率地形成第2百叶窗结构。
即,如果上述峰值照度为小于0.1mW/cm2的值,则有时难以明确地形成第2百叶窗结构。另一方面,如果上述峰值照度为超过50mW/cm2的值,则推定固化速度变得过快,有时无法明确地形成第2百叶窗结构。
因此,更优选使第2活性能量线照射时的第2涂布层的表面的峰值照度为0.3~10mW/cm2的范围内的值,进一步优选为0.5~5mW/cm2的范围内的值。
另外,优选使第2活性能量线照射时的第2涂布层的表面的累计光量为5~300mJ/cm2的范围内的值。
其理由是由于,通过使第2活性能量线照射时的累计光量为上述范围内的值,从而能够更有效率地形成第2百叶窗结构。
即,如果上述累计光量为小于5mJ/cm2的值,则有时难以使第2百叶窗结构从上方充分地伸长到下方。另一方面,如果上述累计光量为超过300mJ/cm2的值,则有时得到的光扩散膜产生着色。
因此,更优选使第2活性能量线照射时的第2涂布层的表面的累计光量为10~200mJ/cm2的范围内的值,进一步优选为20~150mJ/cm2的范围内的值。
另外,在第2活性能量线照射中,基于与第1活性能量线照射的情况相同的理由,优选使由形成有第1百叶窗结构的第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动速度为0.1~10m/分钟的范围内的值,更优选为0.2~5m/分钟的范围内的值,进一步优选为0.5~3m/分钟的范围内的值。
另外,从与工序(c)的情况相同的观点出发,也优选对第2涂布层的上表面,以层压有活性能量线透射片的状态照射活性能量线。
另外,还优选以成为第2涂布层充分固化的累计光量的方式,与作为工序(e)的第2活性能量线照射不同地,进一步照射活性能量线。
由于使第2涂布层充分固化的目的,所以此时的活性能量线优选不使用平行光,而使用在任意行进方向上随机的光。
应予说明,上述工序(d)~(e)可以使用1个输送机与工序(b)~(c)连续进行,也可以将由工序(b)~(c)得到的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层以辊状回收,并将其放置于另外的输送机来进行工序(d)~(e)。
因此,对于前者而言,将工序(c)中的线状光源和工序(e)中的线状光源分开配设,对于后者而言,可以将同一线状光源变更(旋转)配置角度来使用。
8.光扩散膜
以下,对利用本发明的制造方法得到的光扩散膜进行说明。
(1)第1百叶窗结构
(1)-1折射率
在第1百叶窗结构中,优选使折射率不同的板状区域间的折射率之差,即,相对高的折射率的板状区域的折射率与相对低的折射率的板状区域的折射率之差为0.01以上的值。
其理由是由于,通过使上述折射率之差为0.01以上的值,从而能够在第1百叶窗结构内使入射光稳定地反射,进一步提高来自第1百叶窗结构的入射角度依赖性。
更具体而言,如果上述折射率之差是小于0.01的值,则入射光在第1百叶窗结构内全反射的角度域变得狭窄,有时入射角度依赖性过度降低。
因此,更优选使第1百叶窗结构中的折射率不同的板状区域间的折射率之差为0.03以上的值,进一步优选为0.05以上的值。
应予说明,高折射率板状区域的折射率与低折射率板状区域的折射率之差越大越优选,但从选定可形成第1百叶窗结构的材料观点出发,认为0.3左右为上限。
另外,在第1百叶窗结构中,优选使折射率相对高的板状区域的折射率为1.5~1.7的范围内的值。
其理由是由于,如果高折射率板状区域的折射率为小于1.5的值,则与低折射率板状区域之差变得过小,有时难以得到所希望的百叶窗结构。另一方面,如果高折射率板状区域的折射率为超过1.7的值,则有时光扩散膜用组合物的材料物质间的相溶性过度变低。
因此,更优选使第1百叶窗结构中的高折射率板状区域的折射率为1.52~1.65的范围内的值,进一步优选为1.55~1.6的范围内的值。
应予说明,高折射率板状区域的折射率例如可以根据JIS K0062测定。
另外,在第1百叶窗结构中,优选使折射率相对低的板状区域的折射率为1.4~1.5的范围内的值。
其理由是由于,如果上述低折射率板状区域的折射率为小于1.4的值则,则有时使得到的光扩散膜的刚性降低。另一方面,如果上述低折射率板状区域的折射率为超过1.5的值,则与高折射率板状区域的折射率之差变得过小,有时难以得到所希望的百叶窗结构。
因此,更优选使第1百叶窗结构中的低折射率板状区域的折射率为1.42~1.48的范围内的值,进一步优选为1.44~1.46的范围内的值。
应予说明,低折射率板状区域的折射率例如可以根据JIS K0062测定。
(1)-2宽度
另外,如图10(a)所示,在第1百叶窗结构13a中,优选使折射率不同的高折射率板状区域12和低折射率板状区域14的宽度(S1、S2)分别为0.1~15μm的范围内的值。
其理由是由于,通过使这些板状区域的宽度为0.1~15μm的范围内的值,从而能够在第1百叶窗结构内使入射光更稳定地反射,更有效地提高来自第1百叶窗结构的入射角度依赖性。
即,如果上述板状区域的宽度为小于0.1μm的值,则有无论入射光的入射角度如何,都难以显示光扩散的情况。另一方面,如果上述宽度为超过15μm的值,则在第1百叶窗结构内直行的光增加,有时扩散光的均匀性变差。
因此,在第1百叶窗结构中,更优选使折射率不同的板状区域的宽度分别为0.5~10μm的范围内的值,进一步优选为1~5μm的范围内的值。
应予说明,构成第1百叶窗结构的板状区域的宽度、长度等可以通过利用光学数字显微镜进行膜截面观察来测定。
(1)-3倾斜角
另外,如图10(a)所示,在第1百叶窗结构中,优选折射率不同的多个高折射率板状区域12和多个低折射率板状区域14是相对于膜厚方向分别以恒定的倾斜角θa平行配置而成的。
其理由是由于,通过使板状区域的各倾斜角θa恒定,从而能够在第1百叶窗结构内使入射光更稳定地反射,进一步提高来自第1百叶窗结构的入射角度依赖性。
应予说明,θa是指在沿相对于沿着膜面的任一方向延伸的第1百叶窗结构垂直的面将膜切断时的截面,所测定的将相对于膜表面的法线的角度设为0°时的板状区域的倾斜角(°)。
更具体而言,如图10(a)所示,是指第1百叶窗结构的上端面的法线与板状区域的最上部所成的角度中狭窄侧的角度。应予说明,以图10(a)所示的板状区域向右侧倾斜时的倾斜角为基准,将板状区域向左侧倾斜时的倾斜角标记为负。
另外,如图10(b)所示,也优选第1百叶窗结构中的折射率不同的板状区域(12、14)沿着膜的膜厚方向从上方弯曲到下方。
其理由是由于,通过使板状区域弯曲,从而能够使第1百叶窗结构中的反射与透射的平衡复杂化,有效地扩大扩散光的开口角。
应予说明,这样的弯曲的百叶窗结构可通过减慢在涂膜的厚度方向上的利用紫外线进行的聚合反应速度而得到。
具体而言,能够通过抑制从线状光源发出的紫外线的照度,使被照射的状态下的涂膜以低速移动来形成。
(1)-4厚度
另外,优选使第1百叶窗结构的厚度,即,如图10(a)~(b)所示的膜表面的法线方向上的第1百叶窗结构存在部分的长度L1为50~500μm的范围内的值。
其理由是由于,通过使第1百叶窗结构的厚度为上述范围内的值,从而能够稳定地确保沿着膜厚方向的第1百叶窗结构的长度,在第1百叶窗结构内使入射光更稳定地反射,进一步提高来自第1百叶窗结构的光扩散角度区域内的扩散光的强度的均匀性。
即,如果上述第1百叶窗结构的厚度L1为小于50μm的值,则第1百叶窗结构的长度不足,在第1百叶窗结构内直行的入射光增加,有时难以得到光扩散角度区域内的扩散光的强度的均匀性。另一方面,如果上述第1百叶窗结构的厚度L1为超过500μm的值,则对光扩散膜用组合物照射活性能量线而形成第1百叶窗结构时,由于初期形成的百叶窗结构而导致光聚合的行进方向发生扩散,有时难以形成所希望的第1百叶窗结构。
因此,更优选使第1百叶窗结构的厚度L1为70~300μm的范围内的值,进一步优选为80~200μm的范围内的值。
(1)-5延伸方向
另外,优选从膜上方看时,使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为10~80°的范围内的值。
其理由是由于,通过使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向为上述范围内的值,从而与第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向相结合,使入射光不仅向沿着其长度方向的方向,也向与其长度方向正交的方向进行光扩散,由此能够有效扩大入射光的扩散面积。
即,如果上述锐角为小于10°的值,则虽然也取决于第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向,但通常向沿着膜的长度方向的方向的光扩散特性过度降低,有时入射光的扩散面积过度变小。另一方面,如果上述锐角为超过80°的值,则虽然也取决于第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向,但通常向与膜的长度方向正交的方向扩散的光扩散特性过度降低,有时入射光的扩散面积过度变小。
因此,更优选从膜上方看时,使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为35~55°的范围内的值,进一步优选为40~50°的范围内的值,更进一步优选为44~46°的范围内的值。
(2)第2百叶窗结构
第2百叶窗结构的构成基本与第1百叶窗结构的构成相同,所以省略其说明。
(3)膜厚
另外,优选使光扩散膜的膜厚为50~500μm的范围内的值。
其理由是由于,如果上述膜厚为小于50μm的值,则膜内形成的膜厚方向的百叶窗结构的长度过度变短,在百叶窗结构内直行的入射光增加,有时难以得到充分的入射角度依赖性。另一方面,如果上述膜厚为超过500μm的值,则由于长时间照射照射光,所以量产性过度降低,或者照射光由于初期形成的百叶窗结构而发生扩散,有时难以形成所希望的百叶窗结构。
因此,更优选使光扩散膜的膜厚为70~300μm的范围内的值,进一步优选为80~200μm的范围内的值。
应予说明,在光扩散膜的膜厚方向,例如,在表层部等也可以有不存在百叶窗结构的部分。
因此,光扩散膜的膜厚等于第1百叶窗结构的厚度与第2百叶窗结构的厚度的总计,或超过该第1百叶窗结构的厚度与第2百叶窗结构的厚度的总计。
(4)膜的形状
另外,利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜的形状的特征是长条状。
更具体而言,如图11(a)所示,优选使光扩散膜10的宽度方向上的长度L2为0.1~3m的范围内的值,更优选为0.5~2m的范围内的值。
另一方面,对于长度方向的长度,没有特别限制。
即,如果是本发明的制造方法,则能够连续地制造能够使入射光不仅在沿着其长度方向的方向,也在与其长度方向正交的方向上能够进行光扩散的光扩散膜。
因此,优选使长度方向的长度L3为3m以上的值,更优选为15m以上的值。
其理由是由于,通过形成这样的形状的膜,从而能够得到能够使入射光不仅向沿着其长度方向的方向进行光扩散、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散的长条状且大面积的光扩散膜。
另外,如图11(b)所示,优选光扩散膜20是卷成辊状的。
其理由是由于,通过形成辊状,从而能够得到能够使入射光在与其长度方向正交的方向、或其附近的方向上进行光扩散的长条状且更大面积的光扩散膜。
另外,能够提高保存、搬运时的操作性。
更具体而言,如果为辊状,则与一边落在片上一边生产相比,作业性提高。
另外,如果为辊状,则即使在要应用膜的显示器等的尺寸多种多样的情况下,也可以之后切割成需要的尺寸。
另外,如果为辊状,则在接下来的工序中能够用辊到辊法(roll toroll)与其它膜贴合,与片到片法(sheet to sheet)的情况相比,能够提高生产率。
(5)延伸方向的组合
另外,在利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜中,优选从膜上方看时,使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向所成的锐角为10~90°的范围内的值。
其理由是由于,通过这样构成,从而能够得到通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状膜。
即,如果上述锐角为小于10°的值,则有时入射光的扩散面积过度变小。
因此,更优选从膜上方看时,使第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向所成的锐角为80~90°的范围内的值,进一步优选为85~90°的范围内的值,更进一步优选为89~90°的范围内的值。
(6)粘合剂层
另外,利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜在其单面或双面具备用于对被粘体进行层叠的粘合剂层。
作为构成上述粘合剂层的粘合剂,没有特别限制,可以使用以往公知的丙烯酸系、有机硅系、尿烷系、橡胶系等粘合剂。
实施例
以下,参照实施例,进一步对本发明的光扩散膜的制造方法进行详细说明。
[实施例1]
1.低折射率聚合性化合物(B)成分的合成
在容器内,收容作为(B2)成分的重均分子量9200的聚丙二醇(PPG)1摩尔,并相对于此,收容作为(B1)成分的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)2摩尔和作为(B3)成分的甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)2摩尔后,根据常用方法进行聚合,得到重均分子量9900的聚醚尿烷甲基丙烯酸酯。
应予说明,聚丙二醇和聚醚尿烷甲基丙烯酸酯的重均分子量是利用凝胶渗透色谱法(GPC)按照下述条件测定出的聚苯乙烯换算值。
·GPC测定装置:TOSOH株式会社制,HLC-8020
·GPC column:TOSOH株式会社制(以下,按通过顺序进行记载)
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
·测定溶剂:四氢呋喃
·测定温度:40℃
2.光扩散膜用组合物的制备
接着,相对于所得到的作为(B)成分的重均分子量9900的聚醚尿烷甲基丙烯酸酯100重量份,添加作为(A)成分的下述式(3)表示的重均分子量268的丙烯酸邻苯基苯氧基乙氧基乙酯(新中村化学株式会社制,NK ESTER A-LEN-10)100重量份和作为(C)成分的2-羟基-2-甲基苯丙酮5重量份后,在80℃的条件下进行加热混合,得到光扩散膜用组合物。
应予说明,(A)成分和(B)成分的折射率使用阿贝折射仪(ATAGO株式会社制,阿贝折射仪DR-M2,Na光源,波长589nm)根据JIS K0062测定,结果分别为1.58和1.46。
3.第1涂布工序
接着,对作为工艺片材的膜状透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(以下,称为PET)涂布所得到的光扩散膜用组合物,形成膜厚165μm的第1涂布层。
4.第1活性能量线照射工序
接着,准备如图5(a)所示的在线状高压汞灯中附带聚光用冷光镜而成的紫外线照射装置(EYE GRAPHICS株式会社制,ECS-4011GX)。
此时,以从膜上方看时,线状光源的长轴方向与沿着第1涂布层的移动方向的假想线所成的锐角θ2成为45°的方式设置紫外线照射装置。
接着,在热辐射截止滤光器框上设置遮光板,被照射于第1涂布层的表面的紫外线设定为:在使从线状光源的长轴方向看时的第1涂布层表面的法线为0°时,从线状光源直射的紫外线的照射角度(图5(b)的θ6)成为16°。
另外,设定为:从第1涂布层表面到线状光源的高度为2000mm、峰值照度成为1.26mW/cm2、累计光量成为23.48mJ/cm2。
另外,为了防止遮光板等的反射光在照射机内部成为杂散光而对第1涂布层的光固化产生影响,如图7所示,在输送机附近也设置2张遮光板,以对第1涂布层仅照射从线状光源直接发出的紫外线的方式设定。
更具体而言,如图7所示,以形成由2张遮光板形成的长槽状间隙(间隙宽度:35cm)的方式配置,并以该长槽状间隙的长边方向成为与线状光源的长轴方向平行的方向的方式设置。
接着,一边利用输送机使第1涂布层向图4(b)中的右边以1.0m/分钟的速度移动,一边照射紫外线,得到长度方向(第1涂布层的移动方向)上的长度为30m、宽度方向上的长度为1.25m、膜厚165μm的长条状的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层。
接着,为了实现可靠的固化,在第1涂布层的露出面侧层压厚度38μm的具有紫外线透射性的剥离膜(Lintec株式会社制,SP-PET382050;紫外线照射侧的表面的中心线平均粗糙度0.01μm、雾度值1.80%、图像清晰度425、波长360nm的透射率84.3%)作为活性能量线透射性片。
接着,以成为峰值照度13.7mW/cm2、累计光量213.6mJ/cm2的方式进行散射光照射。
应予说明,上述峰值照度和累计光量是通过将安装有受光器的UVMETER(EYE GRAPHICS株式会社制,EYE紫外线累计照度计UVPF-A1)设置在第1涂布层的位置来测定的。
另外,所得到的长条状的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层的膜厚是使用定压厚度测定器(宝制作所株式会社制,TECLOCK PG-02J)测定的。
5.第2涂布工序
接着,将活性能量线透射片从所得到的长条状的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层剥离。
接着,对所得到的长条状的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层的露出面,涂布与形成第1涂布层时使用的光扩散膜用组合物相同的光扩散膜用组合物,形成膜厚165μm的第2涂布层。
6.第2活性能量线照射工序
接着,从膜上方看时,以第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向所成的锐角θ1成为90°的方式设置紫外线照射装置,除此之外,与第1活性能量线照射工序同样地照射紫外线,得到内部具有第1百叶窗结构和第2百叶窗结构的膜厚330μm的长条状光扩散膜。
应予说明,从膜上方看时,线状光源的长轴方向与沿着由形成有第1百叶窗结构的第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动方向的假想线所成的锐角θ3为45°。
另外,对第2涂布层照射紫外线后,与第1涂布层的情况同样地,也以层压有活性能量线透射片(具有紫外线透射性的剥离膜)的状态照射散射光,实现可靠的固化。
另外,对于得到的光扩散膜,如图12所示,确认了从膜上方看时,第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向所成的锐角为90°。
另外,确认了从膜上方看时,第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为45°。
进而,确认了从膜上方看时,第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为45°。
另外,在图13(a)中示出将所得到的光扩散膜沿与膜的长度方向正交的面切断而成的截面的照片,在图13(b)中示出将所得到的光扩散膜沿与膜的长度方向平行且与膜面正交的面切断而成的截面的照片。
应予说明,光扩散膜的切断是用剃刀进行的,截面照片的拍摄是用光学显微镜(反射观察)进行的。
7.测定
如图12所示,从得到的光扩散膜的下侧(第1百叶窗结构所在侧),对该膜从与膜面正交的方向入射光。
接着,使用变角测色计(Suga Test Instruments株式会社制,VC-2),得到在与膜的长度方向正交的方向上、和在与膜的长度方向平行的方向上的扩散光的光谱图。
即,如图14(a)所示,得到采用被光扩散膜扩散的扩散光的光扩散角度(°)作为横轴,采用扩散光的相对强度(-)作为纵轴时的光谱图。
此处,图14(a)所示的光谱图A对应于与膜的长度方向正交的方向上的扩散光,光谱图B对应于与膜的长度方向平行的方向上的扩散光。
另外,使用锥光偏振仪(autronic-MELCHERS GmbH公司制),如图14(b)所示,得到从图12的Z方向看时的扩散光的照片。
上述图14(a)~(b)所示的结果与根据具有如图12所示的内部结构的膜所预测的光扩散特性一致。
[比较例1]
在比较例1中,不实施第2涂布工序和第2活性能量线照射工序,除此之外,与实施例1同样地制造光扩散膜。
另外,就得到的光扩散膜而言,如图15所示,确认了从膜上方看时,百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为45°。
另外,在图16(a)中示出将得到的光扩散膜沿与膜的长度方向正交的面切断而成的截面的照片,在图16(b)中示出将得到的光扩散膜沿与膜的长度方向平行且与膜面正交的面切断而成的截面的照片。
另外,与实施例1同样地,测定从得到的光扩散膜的下侧,对该膜从与膜面正交的方向入射光时的光扩散情况。
将得到的扩散光的光谱图示于图17(a),将从图15中的Z方向看时的扩散光的照片示于图17(b)。
其中,图17(a)表示沿着图17(b)所示的扩散光的扩散方向(长轴方向)的方向的光谱图。
上述图17(a)~(b)所示的结果与根据具有由图15所示的内部结构的膜所预测的光扩散特性一致。
[比较例2]
在比较例2中,在第1活性能量线照射工序中,从膜上方看时,使线状光源的长度方向与沿着第1涂布层的移动方向的假想线所成的锐角θ2为90°,除此之外,与实施例1同样地,对第1涂布层进行第1活性能量线照射工序,得到第1涂布层(内部形成有第1百叶窗结构的涂布层)。
对于此时得到的形成有第1百叶窗结构的第1涂布层,如图18(a)所示,确认了从膜上方看时,百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与其长度方向所成的锐角为90°。
接着,如图18(b)所示,将得到的形成有第1百叶窗结构的长条状的第1涂布层在长度方向上每1.1m地进行切断,得到形成有第1百叶窗结构的多个非长条状的第1涂布层。
接着,如图18(c)所示,将得到的形成有第1百叶窗结构的多个非长条状的第1涂布层分别在平面内旋转90°后,以横向排列且间隔为0.5mm以下的方式分别接合。
由此,如图18(c)所示,得到从膜上方看时,百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与其长度方向所成的锐角为0°的形成有第1百叶窗结构的长条状的第1涂布层(内部形成有第1百叶窗结构的涂布层)。
接着,对由图18(c)所示的所得到的形成有第1百叶窗结构的长条状的第1涂布层,介由膜厚25μm的丙烯酸系透明粘合剂层层叠由图18(a)所示的长条状的涂布层作为形成有第2百叶窗结构的长条状的第2涂布层,得到光扩散膜。
另外,就得到的光扩散膜而言,如图19所示,确认了从膜上方看时,第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与第2百叶窗结构区域中的板状区域的延伸方向所成的锐角为90°。
另外,确认了从膜上方看时,第1百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为0°。
进而,确认了从膜上方看时,第2百叶窗结构中的板状区域的延伸方向与膜的长度方向所成的锐角为90°。
另外,在图20(a)中示出将得到的光扩散膜沿与膜的长度方向正交的面切断而成的截面的照片,在图20(b)中示出将得到的光扩散膜沿与膜的长度方向平行且与膜面正交的面切断而成截面的照片。
另外,与实施例1同样地,测定从得到的光扩散膜的下侧,对该膜从与膜面正交的方向入射光时的光扩散情况。
将在没有接缝的部分入射光而得到的扩散光的光谱图示于图21(a),将此时从图19中的Z方向看时的扩散光的照片示于图21(b)。
上述图21(a)~(b)所示的结果与根据具有如图19所示的内部结构的膜所预测的光扩散特性一致。
但是,在接缝的部分入射光时,确认了如图22(a)~(b)所示,由于膜的接缝部分而导致光扩散性容易变得不均匀的不良情况。
产业上的可利用性
如上详述,根据本发明,在包括使用了线状光源的2次活性能量线照射工序的规定的制造方法中,通过将该2次活性能量线照射工序中的各线状光源的配置角度的关系规定为规定的范围,从而能够效率良好地制造通过使入射光不仅向沿着其长度方向的方向、也向与其长度方向正交的方向进行光扩散而有效地扩大了入射光的扩散面积的长条状光扩散膜。
因此,本发明的光扩散膜的制造方法特别被期待显著地有助于投影屏幕、反射型液晶装置等所使用的大面积的光扩散膜的生产率、高品质化。
符号说明
1a:第1涂布层,1a′:形成有第1百叶窗结构的第1涂布层,1b:第2涂布层,1c:由第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体,2:工艺片材,10:光扩散膜,12:折射率相对高的板状区域,13:百叶窗结构,13a:第1百叶窗结构,13b:第2百叶窗结构,13′:百叶窗结构的边界面,14:折射率相对低的板状区域,20:利用本发明的制造方法而得到的光扩散膜,50′:光的扩散情况,51′:扩散光的扩散情况,120:紫外线照射装置,121:热辐射截止滤光器,123:遮光板,125:线状光源,150:活性能量线
Claims (8)
1.一种光扩散膜的制造方法,其特征在于,是沿着膜的膜厚方向从下方开始依次具有将折射率不同的多个板状区域在沿着膜面的任一方向交替地平行配置而成的第1百叶窗结构和第2百叶窗结构的长条状的光扩散膜的制造方法;
所述光扩散膜的制造方法包括下述工序(a)~(e):
(a)准备含有折射率不同的2个聚合性化合物的光扩散膜用组合物的工序,
(b)对工艺片材涂布所述光扩散膜用组合物,形成第1涂布层的工序,
(c)对所述第1涂布层,一边使该第1涂布层进行移动,一边使用线状光源进行第1活性能量线照射,形成第1百叶窗结构的工序,
(d)对形成有所述第1百叶窗结构的所述第1涂布层,涂布所述光扩散膜用组合物,形成由所述第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的工序,
(e)一边移动由所述第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体,一边使用线状光源对所述第2涂布层进行第2活性能量线照射,形成第2百叶窗结构,其中,从膜上方看时,使所述第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与所述第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向所成的锐角θ1为10~90°的范围内的值的工序。
2.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(c)中,从膜上方看时,使所述第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与沿着所述第1涂布层的移动方向的假想线所成的锐角θ2为10~80°的范围内的值,并且在所述工序(e)中,从膜上方看时,所述第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与沿着由所述第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动方向的假想线所成的锐角θ3为10~80°的范围内的值。
3.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(e)中,从膜上方看时,所述第1活性能量线照射时的线状光源的长轴方向与所述第2活性能量线照射时的线状光源的长轴方向,相对于与由所述第1涂布层和第2涂布层构成的层叠体的移动方向正交的假想线成线对称。
4.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(c)和工序(e)中,介由具有长槽状的活性能量线透射部的遮光板进行第1活性能量线照射和第2活性能量线照射,并且所述活性能量线透射部的长边方向为与所述线状光源的长轴方向平行的方向。
5.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(c)中,使所述第1活性能量线照射时的所述第1涂布层的表面的峰值照度为0.1~50mW/cm2的范围内的值,并且使所述第1涂布层的表面的累计光量为5~300mJ/cm2的范围内的值。
6.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(e)中,使所述第2活性能量线照射时的所述第2涂布层的表面的峰值照度为0.1~50mW/cm2的范围内的值,并且使所述第2涂布层的表面的累计光量为5~300mJ/cm2的范围内的值。
7.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(b)中,使所述第1涂布层的膜厚为80~700μm的范围内的值,并且在所述工序(d)中,使所述第2涂布层的膜厚为80~700μm的范围内的值。
8.根据权利要求1所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,使所述工序(c)中的所述第1涂布层的移动速度和所述工序(e)中的由所述第1涂布层和所述第2涂布层构成的层叠体的移动速度分别为0.1~10m/分钟的范围内的值。
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