JP6902895B2 - 異方性光学フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
入射光角度により直線透過率が変化する、異方性光拡散層を少なくとも備えた異方性光学フィルムであって、
前記異方性光拡散層は、
マトリックス領域と複数の第1柱状構造体とを有し、第1の表面と中間面とを有する第1の異方性光拡散層と、
前記中間面において第1の異方性光拡散層と連続する第2の異方性光拡散層であって、マトリックス領域と複数の第2柱状構造体と複数の第1柱状構造体とを有し、第2の表面を有する第2の異方性光拡散層と、を有し、
前記中間面は、前記第1の異方性光拡散層と前記第2の異方性光拡散層との層厚の、前記第1の表面から20%を超えた位置であり、
前記第1柱状構造体は、前記第1の異方性光拡散層の前記第1の表面から前記第2の異方性光拡散層の前記第2の表面にかけて配向して構成され、
前記第2柱状構造体は、前記中間面から前記第2の表面にかけて配向して構成され、
前記第1柱状構造体は、前記第1の表面及び前記第2の表面において不連続となり、
前記第2柱状構造体は、前記第2の表面において不連続となる異方性光学フィルムである。
本発明(2)は、
前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の一方における、平均短径と平均長径とのアスペクト比が、2以上であり、
前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の他方における、平均短径と平均長径とのアスペクト比が、2未満であることを特徴とする、前記発明(1)の異方性光学フィルム
である。
本発明(3)は、
前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の一方における、平均短径及び平均長径が、夫々0.5μm〜5.0μm及び1μm〜100μmであり、
前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の他方における、平均短径及び平均長径が、夫々0.5μm〜5.0μm及び0.5μm〜8.0μmであることを特徴とする、前記発明(1)又は(2)の異方性光学フィルムである。
本発明(4)は、
前記異方性光拡散層の厚さが10μm〜200μmであることを特徴とする、前記発明(1)〜(3)のいずれかの異方性光学フィルムである。
本発明(5)は、
最大直線透過率が、30%以上80%未満であることを特徴とする、前記発明(1)〜(4)のいずれかの異方性光学フィルムである。
本発明(6)は、
前記第1柱状構造体の散乱中心軸角度と、前記第2柱状構造体の散乱中心軸角度との差の絶対値が、0°〜30°であることを特徴とする、前記発明(1)〜(5)のいずれかの異方性光学フィルムである。
本発明(7)は、
MD方向拡散幅が30°以上70°未満であり、TD方向拡散幅が10°以上30°未満であることを特徴とする、前記発明(1)〜(6)のいずれかの異方性光学フィルムである。
本発明(8)は、
基材上に、異方性光拡散層形成用組成物を塗工し、塗工膜を設ける塗工工程と、
前記塗工膜上にマスクフィルムを積層した後、上部からの光線の照射により硬化を行う、第1構造体形成工程と、
前記第1構造体形成工程の後、連続して、光線の照射により硬化を行う第2構造体形成工程とを含み、
前記第1構造体形成工程及び前記第2構造体形成工程のうち、一方の工程が1方向拡散光線の照射により硬化を行い、他方の工程が平行光線の照射により硬化を行うことを特徴とする、前記発明(1)〜(7)のいずれかの異方性光学フィルムの製造方法。
本発明(9)は、
前記第1構造体形成工程又は前記第2構造体形成工程における前記1方向拡散光線が、指向性拡散素子を介して得られる拡散光線であり、当該拡散光線のアスペクト比が2以上であることを特徴とする、前記発明(8)に記載の製造方法である。
「低屈折率領域」と「高屈折率領域」は、本発明に係る異方性光学フィルムを構成する材料の局所的な屈折率の高低差により形成される領域であって、他方に比べて屈折率が低いか高いかを示した相対的なものである。これらの領域は、異方性光学フィルムを形成する材料が硬化する際に形成される。
直線透過率(%)=(直線透過光量/入射光量)×100
図1〜図4を参照しながら、本形態に係る異方性光学フィルムについて説明する前提として、従来技術に係る単層の異方性光学フィルム(本形態で言う「異方性光拡散層」が一層のみの場合の異方性光学フィルム)の構造と特性について説明する。
異方性光学フィルムとは、フィルムの膜厚方向に、フィルムのマトリックス領域とは屈折率の異なる領域が形成されたフィルムである。屈折率の異なる領域の形状は、特に制限されるものではないが、例えば、図1(a)に示すように、マトリックス領域11中に、短径と長径のアスペクト比の小さな柱状(例えば、棒状)に形成された屈折率の異なる柱状領域13が形成された異方性光学フィルム(ピラー構造の異方性光学フィルム)10や、図1(b)に示すように、マトリックス領域21中に、アスペクト比の大きな柱状(例えば、略板状)に形成された屈折率の異なる柱状領域23が形成された異方性光学フィルム(ルーバー構造の異方性光学フィルム)20等がある。
上述した構造を有する異方性光学フィルムは、当該フィルムへの入射光角度により光拡散性が異なる光拡散フィルム、すなわち入射光角度依存性を有する光拡散フィルムである。この異方性光学フィルムに所定の入射光角度で入射した光は、屈折率の異なる領域の配向方向(例えば、ピラー構造における柱状領域13の延在方向(配向方向)やルーバー構造における板状領域23の高さ方向)と略平行である場合には拡散が優先され、当該方向に平行でない場合には透過が優先される。
図5を参照しながら、本形態に係る異方性光学フィルム100の構成について説明する。図5は、本形態に係る異方性光学フィルム100における異方性光拡散層110及び120の構成の一例を示す斜視図である。なお、以下においては、異方性光学フィルム100とした場合、単に、異方性光拡散層110及び120を有する異方性光拡散層を示す場合がある。
図5に示すように、異方性光学フィルム100は、入射光角度により直線透過率が変化する2つの異方性光拡散層110及び120を有する異方性光学フィルムである。2つの異方性光拡散層110及び120は、連続して形成されている(異方性光拡散層110及び120は、概念上別の名称となっているが、一層として連続した層である)。ここで、異方性光学フィルム100の厚みは、異方性拡散層110と120の厚みの合計である。
ここで柱状領域113及び123の配向方向に垂直な断面の断面形状は、特に限定されるものではないが、柱状領域113をルーバー構造とした場合には、柱状領域123をピラー構造とすることができ、又は、柱状領域113をピラー構造とした場合には、柱状領域123をルーバー構造とすることができる。
異方性光拡散層110は、柱状領域113を有しており、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。又、異方性光拡散層110は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなり、図5及び図6Aに示すように、マトリックス領域111と、当該マトリックス領域111とは屈折率の異なる複数の柱状領域113を有している。この柱状領域113の配向方向(延在方向)Pは、散乱中心軸と平行になるように形成されており、異方性光拡散層110が所望の直線透過率及び拡散性を有するように適宜定められている。なお、散乱中心軸と柱状領域の配向方向とが平行であるとは、屈折率の法則(Snellの法則)を満たすものであればよく、厳密に平行である必要はない。Snellの法則は、屈折率n1の媒質から屈折率n2の媒質の界面に対して光が入射する場合、その入射光角度θ1と屈折角θ2との間に、n1sinθ1=n2sinθ2の関係が成立するものである。例えば、n1=1(空気)、n2=1.51(異方性光学フィルム)とすると、入射光角度が30°の場合、柱状領域の配向方向(屈折角)は約19°となるが、このように入射光角度と屈折角が異なっていてもSnellの法則を満たしていれば、本形態においては平行の概念に包含される。
本形態に係る柱状領域113は、マトリックス領域111中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域113は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層110における複数の柱状領域113は、互いに平行となるように形成されている。
異方性光拡散層120は、柱状領域113と、柱状領域123とが共存し、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。又、図6Bに示すように、異方性光拡散層120は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなり、マトリックス領域121と、当該マトリックス領域121とは屈折率の異なる複数の柱状領域113及び123を有している。複数の柱状領域113及び123並びにマトリックス領域121は、不規則な分布や形状を有するが、異方性光拡散層120の全面にわたって形成されることで、得られる光学特性(例えば、直線透過率等)は略同じとなる。複数の柱状領域113及び123並びにマトリックス領域121が不規則な分布や形状を有するため、本形態に係る異方性光拡散層120は、光の干渉(虹)が発生することが少ない。
本形態に係る柱状領域113は、マトリックス領域121中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域113は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層120における複数の柱状領域113は、互いに平行となるように形成されている。この異方性光拡散層120における複数の柱状領域113は、異方性光拡散層110の複数の柱状領域113と同様であり、詳細な説明を省略する(前述のように、柱状領域113は、異方性光拡散層110と異方性光拡散層120とに跨って、連続的に存在する構造体である)。
本形態に係る柱状領域123は、マトリックス領域121中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域123は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層120における複数の柱状領域123は、互いに平行となるように形成されている。
その際の短径SA及び長径LAは、断面形状が例えば円形状である場合、短径SAと長径LAの長さが等しいものとなり、その他図形(距離空間の部分集合)である場合、その図形に含まれる二点の距離の上限を長径LA、下限を短径SAとするものとする。
<柱状領域113及び柱状領域123のアスペクト比>
柱状領域113及び柱状領域123のどちらか一方をルーバー構造とした場合、短径SAの平均値(平均短径)と長径LAの平均値(平均長径)のアスペクト比(=平均長径/平均短径)は、2以上であることが好ましく、2以上50未満であることがより好ましく、2以上10以下であることが更に好ましく、2以上5以下であることが特に好ましい。
又、柱状領域113及び柱状領域123の短径SAの平均値(平均短径)は0.5μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることがより好ましく、1.5μm以上であることが更に好ましい。一方、柱状領域113及び柱状領域123の短径SAの平均値(平均短径)は5.0μm以下であることが好ましく、4.0μm以下であることがより好ましく、3.0μm以下であることが更に好ましい。これら柱状領域113及び柱状領域123の平均短径の下限値及び上限値は、適宜組み合わせることができる。
柱状領域113は、異方性光拡散層110及び120の双方に形成される。異方性光拡散層110と120の全体の厚さは、後述するように、10μm〜200μmであるのが好ましい。
上述したように、異方性光拡散層110と異方性光拡散層120の全体の厚さの合計は、10μm〜200μmであるのが好ましく、20μm以上100μm未満であることがより好ましく、20μm以上50μm未満であることが更に好ましい。前記厚さが200μmを超える場合、材料費がよりかかるだけでなく、UV照射にかかる費用も増すため、コストがかかるだけなく、異方性光拡散層の厚さ方向での拡散性増加により、画像ボケやコントラスト低下が起こりやすくなる。又、厚さが10μm未満の場合、光の拡散性及び集光性を十分なものとすることが難しい場合がある。本発明では、異方性光拡散層の厚さを該規定範囲内とすることにより、コストの問題を少なくし、光の拡散性及び集光性に優れ、かつ、異方性光拡散層の厚さ方向での光拡散性低下により、画像ボケが発生し難くなり、コントラストも向上させることができる。
上述したように、異方性光学フィルム100は、異方性光拡散層110及び120を有する。より具体的には、異方性光拡散層110は、ルーバー構造(好適にはアスペクト比が2以上の柱状領域を有する領域)を有する。異方性光拡散層120は、ピラー構造(好適にはアスペクト比が2未満の柱状領域を有する領域)と、ルーバー構造(好適にはアスペクト比が2以上の柱状領域を有する領域)と、からなるハイブリッド構造を有する。以下、このような異方性光学フィルム100の性質に関して説明する。
ここで、直線透過率が最大となる入射光角度で異方性光学フィルム100(異方性光拡散層110及び120)に入射した光の直線透過率を「最大直線透過率」と定義すると、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層110及び120)は、最大直線透過率が30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましい。
上記方法により、異方性光学フィルム100の最大直線透過率と最小直線透過率を求め、最大直線透過率と最小直線透過率との中間値の直線透過率を求める。この中間値の直線透過率に対する2つの入射光角度を読み取る。光学プロファイルにおいては、法線方向を0°とし、入射光角度をマイナス方向及びプラス方向で示している。したがって、入射光角度及び交点に対応する入射光角度はマイナスの値を有する場合がある。2つの交点の値がプラスの入射光角度値と、マイナスの入射光角度値を有するものであれば、マイナスの入射光角度値の絶対値とプラスの入射光角度値の和が入射光の拡散領域の角度範囲である、拡散幅となる。2つの交点の値が両方ともプラスである場合、より大きい値からより小さい値を引いた差が入射光角度の角度範囲である拡散幅となる。2つの交点の値が両方ともマイナスである場合、それぞれの絶対値をとり、より大きい値からより小さい値を引いた差が入射光角度の角度範囲である拡散幅となる。
次に、図13を参照しながら、異方性光拡散層における散乱中心軸Pについて説明する。図13は、異方性光学フィルム100(異方性光拡散層)における散乱中心軸Pを説明するための3次元極座標表示である。
異方性光拡散層110、120は、光重合性化合物を含む組成物を硬化したものであるが、この組成物としては、次のような組み合わせが使用可能である。
(1)後述する単独の光重合性化合物を使用するもの
(2)後述する複数の光重合性化合物を混合使用するもの
(3)単独又は複数の光重合性化合物と、光重合性を有しない高分子化合物とを混合して使用するもの
本形態に係る異方性光学フィルム100は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなる異方性光拡散層(本形態では、異方性光拡散層110及び120からなる連続する層)を有するが、この異方性光拡散層を透光性基体上に積層してもよい。ここで、透光性基体としては、透明性が高いもの程良好であり、全光線透過率(JIS K7361−1)が80%以上、より好ましくは85%以上、最も好ましくは90%以上のものが好適に使用でき、又、ヘイズ値(JIS K7136)が3.0以下、より好ましくは1.0以下、最も好ましくは0.5以下のものが好適に使用できる。具体的には、透光性基体としては、透明なプラスチックフィルムやガラス板等が使用可能であるが、薄く、軽く、割れ難く、生産性に優れる点でプラスチックフィルムが好適である。具体例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルスルホン(PES)、セロファン、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリビニルアルコール(PVA)、シクロオレフィン樹脂等が挙げられ、これらを単独で又は混合して、更には積層したものを用いることができる。又、透光性基体の厚みは、用途や生産性を考慮すると、1μm〜5mmであることが好ましく、10〜500μmであることがより好ましく、50〜150μmであることが更に好ましい。
以上、本形態に係る異方性光学フィルム100の構成について詳細に説明したが、続いて、かかる構成を有する異方性光学フィルム100の製造方法について説明する。
異方性光拡散層(異方性光拡散層110及び120)の原料については、(1)光重合性化合物、(2)光開始剤、(3)配合量、その他任意成分の順に説明する。
本形態に係る異方性光拡散層110、120を形成する材料である光重合性化合物は、ラジカル重合性又はカチオン重合性の官能基を有するマクロモノマー、ポリマー、オリゴマー、モノマーから選択される光重合性化合物と光開始剤とから構成され、紫外線及び/又は可視光線を照射することにより重合・硬化する材料である。ここで、異方性光学フィルム100に含まれる異方性光拡散層を形成する材料が1種類であっても、密度の高低差ができることによって屈折率差が生ずる。UVの照射強度が強い部分は硬化速度が早くなるため、その硬化領域周囲に重合・硬化材料が移動し、結果として屈折率が高くなる領域と屈折率が低くなる領域が形成されるからである。なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタアクリレートのどちらであってもよいことを意味する。
本形態では、光重合性化合物として、シリコーン骨格を有する光重合性化合物を使用することが好ましい。シリコーン骨格を有する光重合性化合物は、その構造(主にエーテル結合)に伴い配向して重合・硬化し、低屈折率領域、高屈折率領域、又は、低屈折率領域及び高屈折率領域を形成する。シリコーン骨格を有する光重合性化合物を使用することによって、柱状領域113、123を傾斜させやすくなり、正面方向への集光性が向上する。なお、低屈折率領域は柱状領域113、123又はマトリックス領域111、121のいずれか一方に相当するものであり、他方が高屈折率領域に相当する。
シリコーン骨格を有する光重合性化合物にシリコーン骨格を有さない化合物を配合して、異方性光拡散層を形成すると、低屈折率領域と高屈折率領域が分離して形成されやすくなり、異方性の程度が強くなり好ましい。シリコーン骨格を有さない化合物は、光重合性化合物のほかに熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることができ、これらを併用することもできる。光重合性化合物としては、ラジカル重合性又はカチオン重合性の官能基を有するポリマー、オリゴマー、モノマーを使用することができる(ただし、シリコーン骨格を有していないものである)。熱可塑性樹脂としては、ポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂とその共重合体や変性物が挙げられる。熱可塑性樹脂を用いる場合においては熱可塑性樹脂が溶解する溶剤を使用して溶解し、塗布、乾燥後に紫外線でシリコーン骨格を有する光重合性化合物を硬化させて異方性光拡散層を成形する。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステルとその共重合体や変性物が挙げられる。熱硬化性樹脂を用いる場合においては、紫外線でシリコーン骨格を有する光重合性化合物を硬化させた後に適宜加熱することで、熱硬化性樹脂を硬化させて異方性光拡散層を成形する。シリコーン骨格を有さない化合物として最も好ましいのは光重合性化合物であり、低屈折率領域と高屈折率領域が分離しやすいことと、熱可塑性樹脂を用いる場合の溶剤が不要で乾燥過程が不要であること、熱硬化性樹脂のような熱硬化過程が不要であることとなど、生産性に優れている。
ラジカル重合性化合物を重合させることのできる光開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパノン−1、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピル−1−イル)チタニウム、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。又、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。
本形態において、上記光開始剤は、光重合性化合物100重量部に対して、0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜7重量部、より好ましくは0.1〜5重量部程度配合される。これは、0.01重量部未満では光硬化性が低下し、10重量部を超えて配合した場合には、表面だけが硬化して内部の硬化性が低下してしまう弊害、着色、柱状構造の形成の阻害を招くからである。これらの光開始剤は、通常粉体を光重合性化合物中に直接溶解して使用されるが、溶解性が悪い場合は光開始剤を予め極少量の溶剤に高濃度に溶解させたものを使用することもできる。このような溶剤としては光重合性であることが更に好ましく、具体的には炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。又、光重合性を向上させるために公知の各種染料や増感剤を添加することも可能である。更に、光重合性化合物を加熱により硬化させることのできる熱硬化開始剤を光開始剤と共に併用することもできる。この場合、光硬化の後に加熱することにより光重合性化合物の重合硬化を更に促進し完全なものにすることが期待できる。
光重合性化合物を含む組成物を調製する際の溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン等を使用することができる。
前記異方性光学フィルムの実施の態様例について、図7に基づいて説明する。
図7に示したように、異方性光拡散層210は、ルーバー構造の柱状領域213を有しており、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。
本形態に係る柱状領域213は、マトリックス領域211中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域213は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層210における複数の柱状領域213は、互いに平行となるように形成されている。
異方性光拡散層220は、ルーバー構造である柱状領域213と、ピラー構造である柱状領域223とが共存し、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。又、図8Bに示すように、異方性光拡散層220は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなり、マトリックス領域221と、当該マトリックス領域221とは屈折率の異なる複数の柱状領域213及び223を有している。複数の柱状領域213及び223並びにマトリックス領域221は、不規則な分布や形状を有するが、異方性光拡散層220の全面にわたって形成されることで、得られる光学特性(例えば、直線透過率等)は略同じとなる。複数の柱状領域213及び223並びにマトリックス領域221が不規則な分布や形状を有するため、本形態に係る異方性光拡散層220は、光の干渉(虹)が発生することが少ない。
本態様に係る柱状領域213は、マトリックス領域221中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域213は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層220における複数の柱状領域213は、互いに平行となるように形成されている。この異方性光拡散層220における複数の柱状領域213は、異方性光拡散層210の複数の柱状領域213と同様である。
本形態に係る柱状領域223は、マトリックス領域221中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域223は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されている。したがって、同一の異方性光拡散層220における複数の柱状領域223は、互いに平行となるように形成されている。
<柱状領域213及び柱状領域223のアスペクト比>
柱状領域213はルーバー構造であり、短径SAの平均値(平均短径)と長径LAの平均値(平均長径)のアスペクト比(=平均長径/平均短径)は、2以上である。
柱状領域213はルーバー構造であり、柱状領域213の短径SAの平均値(平均短径)は0.5μm〜5.0μmであり、長径LAの平均値(平均長径)は1μm〜100μmである。
前記異方性光学フィルムの実施の態様の別の例について、図9に基づいて説明する。
図9に示したように、異方性光拡散層310は、ピラー構造の柱状領域313を有しており、入社光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。
本形態に係る柱状領域313は、マトリックス領域311中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域313は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層310における複数の柱状領域313は、互いに平行となるように形成されている。
異方性光拡散層320は、ピラー構造である柱状領域313と、ルーバー構造である柱状領域323とが共存し、入射光角度により直線透過率が変化する光拡散性を有している。又、図10Bに示すように、異方性光拡散層320は、光重合性化合物を含む組成物の硬化物からなり、マトリックス領域321と、当該マトリックス領域321とは屈折率の異なる複数の柱状領域313及び323を有している。複数の柱状領域313及び323並びにマトリックス領域321は、不規則な分布や形状を有するが、異方性光拡散層320の全面にわたって形成されることで、得られる光学特性(例えば、直線透過率等)は略同じとなる。複数の柱状領域313及び323並びにマトリックス領域321が不規則な分布や形状を有するため、本形態に係る異方性光拡散層320は、光の干渉(虹)が発生することが少ない。
本態様に係る柱状領域313は、マトリックス領域321中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域313は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されたものである。したがって、同一の異方性光拡散層320における複数の柱状領域313は、互いに平行となるように形成されている。この異方性光拡散層320における複数の柱状領域313は、異方性光拡散層310の複数の柱状領域313と同様であり、詳細な説明を省略する(前述のように、柱状領域313は、異方性光拡散層310と異方性光拡散層320とに跨って、連続的に存在する構造体である)。
本形態に係る柱状領域323は、マトリックス領域321中に、複数の柱状の硬化領域として設けられており、各々の柱状領域323は、それぞれ配向方向が散乱中心軸と平行になるように形成されている。したがって、同一の異方性光拡散層320における複数の柱状領域323は、互いに平行となるように形成されている。
<柱状領域313及び柱状領域323のアスペクト比>
柱状領域313はピラー構造であり、短径SAの平均値(平均短径)と長径LAの平均値(平均長径)のアスペクト比(=平均長径/平均短径)は、2未満である。
柱状領域313はピラー構造であり、柱状領域313の短径SAの平均値(平均短径)は0.5μm〜5.0μmであり、長径LAの平均値(平均長径)は0.5μm〜5.0μmである。
次に、図11及び図12に基づいて、本形態の異方性光学フィルム200及び300のプロセス(製造方法)について説明する。図11及び図12は、本形態の異方性光学フィルム200及び300の製造プロセスの概要及び異方性光学フィルム200及び300の製造プロセスに従って成長する柱状領域213及び223、並びに柱状領域313及び323の概略を示す。
本形態に係る異方性光学フィルム200の形成工程として、以下の工程について詳述する。
(工程1)基材上に、異方性光拡散層形成用組成物を塗工し、塗工膜250を設ける塗工工程
(工程2)塗工膜250上にマスクフィルムを積層するマスクフィルム積層工程(任意)
(工程3)塗工膜250上で、1方向拡散光線の照射により硬化を行う第1構造体形成工程(異方性光拡散層210形成工程)及び第1構造体形成工程の後に、連続的に、塗工膜250上で、平行光線の照射により硬化を行う第2構造体形成工程(異方性光拡散層220形成工程)
工程1において、光重合性化合物を含む組成物を基体上にシート状に設ける手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。組成物が低粘度の場合は、基体の周囲に一定の高さの堰を設けて、この堰で囲まれた中に組成物をキャストすることもできる。
工程2において、光硬化性組成物層の酸素阻害を防止して、本形態に係る異方性光拡散層210の特徴である柱状領域213を効率良く形成させるために、光硬化性組成物層の光照射側に密着して光の照射強度を局所的に変化させるマスクフィルム(以下、単にマスク等とする。)を積層することが好ましい。マスクの材質としては、特に限定されず、例えば、通常の透明プラスチックフィルム等を用いればよいが、カーボン等の光吸収性のフィラーをマトリックス中に分散したもので、入射光の一部はカーボンに吸収されるが、開口部は光が十分に透過できるような構成のものでもよい。このようなマトリックスとしては、PET、TAC、PVAc、PVA、アクリル、ポリエチレン等の透明プラスチックや、ガラス、石英等の無機物や、これらのマトリックスを含むシートに紫外線透過量を制御するためのパターニングや紫外線を吸収する顔料を含んだものであっても構わない。このようなマスクを用いない場合には、窒素雰囲気下で光照射を行うことで、光硬化性組成物層の酸素阻害を防止することも可能である。又、通常の透明フィルムを光硬化性組成物層上に積層するだけでも、酸素阻害を防ぎ柱状領域213の形成を促す上で有効である。このようにマスクや透明フィルムを介した光照射は、本形態に係る異方性光拡散層210の作製に有効である。
次に、図11に基づいて、異方性光拡散層形成工程にて使用する装置の説明を行い、異方性光拡散層の具体的な形成プロセスについて説明する。
先ず、異方性光学フィルム200の製造には、図11に示すように、主に、光源(図示せず)と、指向性拡散素子240と、遮光板230と、移動ステージ(図示せず)とを用いる。
AR1領域の工程では、塗工膜250の全体が未だ遮光板230によって覆われており、光源から発せられた光は塗工膜250上に照射されていない。この段階では、塗工膜250の全てが、領域AR1に位置している。従って、図11の状態(a)に示すように、柱状領域213及び223は形成されず、塗工膜250の全体が未硬化の状態である。
移動ステージの駆動によって、塗工膜250がある程度の距離を移動すると、塗工膜250は領域AR1から領域AR2に移動する。
移動ステージの駆動によって、塗工膜250が更に移動すると、領域AR3の工程となる。
移動ステージを用いた方法を採用しているが、これには限定されず、図11(a)〜(c)まで(領域AR2の工程まで)を一工程とし、図11(d)〜(e)まで(領域AR3の工程以降)を別工程とする等の方法によって、塗膜の上層を硬化させ異方性光拡散層210を形成し、次いで、塗膜の下層として未硬化状態の層が存在する状態にて、光照射の条件を変更させることで異方性光拡散層220を形成させる、等の方法によっても、本形態に係る異方性光学フィルム200を形成可能である。
本形態に係る異方性光学フィルム300の形成工程として、以下の工程について詳述する。
(工程1)基材上に、異方性光拡散層形成用組成物を塗工し、塗工膜350を設ける塗工工程
(工程2)塗工膜350上にマスクフィルムを積層するマスクフィルム積層工程(任意)
(工程3)塗工膜350上で、平行光線の照射により硬化を行う第1構造体形成工程(異方性光拡散層310形成工程)及び第1構造体形成工程の後に、連続的に、塗工膜350上で、1方向拡散光線の照射により硬化を行う第2構造体形成工程(異方性光拡散層320形成工程)
工程1において、光重合性化合物を含む組成物を基体上にシート状に設ける手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。組成物が低粘度の場合は、基体の周囲に一定の高さの堰を設けて、この堰で囲まれた中に組成物をキャストすることもできる。
工程2において、光硬化性組成物層の酸素阻害を防止して、本形態に係る異方性光拡散層310の特徴である柱状領域313を効率良く形成させるために、光硬化性組成物層の光照射側に密着して光の照射強度を局所的に変化させるマスクフィルム(以下、単にマスク等とする。)を積層することが好ましい。マスクの材質としては、特に限定されず、例えば、通常の透明プラスチックフィルム等を用いればよいが、カーボン等の光吸収性のフィラーをマトリックス中に分散したもので、入射光の一部はカーボンに吸収されるが、開口部は光が十分に透過できるような構成のものでもよい。このようなマトリックスとしては、PET、TAC、PVAc、PVA、アクリル、ポリエチレン等の透明プラスチックや、ガラス、石英等の無機物や、これらのマトリックスを含むシートに紫外線透過量を制御するためのパターニングや紫外線を吸収する顔料を含んだものであっても構わない。このようなマスクを用いない場合には、窒素雰囲気下で光照射を行うことで、光硬化性組成物層の酸素阻害を防止することも可能である。又、通常の透明フィルムを光硬化性組成物層上に積層するだけでも、酸素阻害を防ぎ柱状領域313の形成を促す上で有効である。このようにマスクや透明フィルムを介した光照射は、本形態に係る異方性光拡散層310の作製に有効である。
次に、図12に基づいて、異方性光拡散層形成工程にて使用する装置の説明を行い、異方性光拡散層の具体的な形成プロセスについて説明する。
先ず、異方性光学フィルム300の製造には、図12に示すように、主に、光源(図示せず)と、指向性拡散素子340と、遮光板330と、移動ステージ(図示せず)とを用いる。
AR4領域の工程では、塗工膜350の全体が未だ遮光板330によって覆われており、光源から発せられた光は塗工膜350上に照射されていない。この段階では、塗工膜350の全てが、領域AR4に位置している。従って、図12の状態(a)に示すように、柱状領域313及び323は形成されず、塗工膜350の全体が未硬化の状態である。
移動ステージの駆動によって、塗工膜350がある程度の距離を移動すると、塗工膜350は領域AR4から領域AR5に移動する。
移動ステージの駆動によって、塗工膜350が更に移動すると、領域AR6の工程となる。
本発明に係る異方性光学フィルムは、表示装置用の拡散フィルムとして好適に使用することができる。異方性光学フィルムを好適に利用可能な表示装置としては、例えば、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、リアプロジェクター、陰極管表示装置(CRT)、表面電界ディスプレイ(SED)、電子ペーパー等を挙げることができる。特に好ましくは、LCDに用いられる。
以下の方法にしたがって、本発明の異方性光学フィルム及び比較例の異方性光学フィルムを製造した。
厚さ100μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:A4300)の縁部全周に、ディスペンサーを使い硬化型樹脂で高さ0.045mmの隔壁を形成した。この中に下記の光硬化性樹脂組成物を充填し、PETフィルムでカバーした。
・シリコーン・ウレタン・アクリレート(屈折率:1.460、重量平均分子量:5,890) 20重量部
(RAHN社製、商品名:00−225/TM18)
・ネオペンチルグリコールジアクリレート(屈折率:1.450) 30重量部
(ダイセルサイテック社製、商品名Ebecryl145)
・ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート(屈折率:1.536) 15重量部
(ダイセルサイテック社製、商品名:Ebecyl150)
・フェノキシエチルアクリレート(屈折率:1.518) 40重量部
(共栄社化学製、商品名:ライトアクリレートPO−A)
・2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン 4重量部
(BASF社製、商品名:Irgacure651)
指向性拡散素子を介して線状光線に変換した光を10秒間照射に、平行光線を30秒間照射にしたこと、及び透過UV光線のアスペクト比が3で短径が3μmとなる指向性拡散素子に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
指向性拡散素子を介して線状光線に変換した光を30秒間照射に、平行光線を10秒間照射にしたこと、及び透過UV光線のアスペクト比が3で短径が1.3μmとなる指向性拡散素子を変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
厚さ100μmのPETフィルム(東洋紡社製、商品名:A4300)の縁部全周に、ディスペンサーを使い硬化型樹脂で高さ0.045mmの隔壁を形成した。この中に実施例1と同様の光硬化性樹脂組成物を充填し、PETフィルムでカバーした。
平行光線を30秒間照射に、指向性拡散素子を介して線状光線に変換した光を10秒間照射に、及び透過UV光線のアスペクト比が3で短径が1.3μmとなる指向性拡散素子に変更したこと以外は実施例4新と同様にして、実施例5新の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
透過UV光線のアスペクト比が8で短径が2μmとなる指向性拡散素子に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
透過UV光線のアスペクト比が45で短径が2μmとなる指向性拡散素子に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
平行光線を20秒間照射に、指向性拡散素子を介して線状光線に変換した光を20秒間照射に、及び透過UV光線のアスペクト比が8で短径が2μmとなる指向性拡散素子に変更したこと以外は実施例4と同様にして、実施例8の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
紫外線の照射強度2mW/cm2としたこと以外は実施例1と同様にして、実施例9の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表2に示した。
平行光線を塗膜面の法線方向から10°傾けて照射した以外は実施例1と同様にして、実施例7の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。又、本例に係る異方性光学フィルムのMD方向及びTD方向の断面写真を図15に示す。
紫外線による線状光線及び平行光線の照射強度3.5mW/cm2としたこと、及び平行光線を塗膜面の法線方向から25°傾けて照射したこと以外は実施例1と同様にして、実施例8の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
平行光線を塗膜面の法線方向から10°傾けて照射したこと、透過UV光線のアスペクト比が3で短径が2μmとなる指向性拡散素子に変更したこと以外は実施例4新と同様にして、実施例9新の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、第1柱状構造体及び第2柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
実施例1の指向性拡散素子を介して線状光線に変換した紫外線を40秒間照射、平行光線を0秒間照射に変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の異方性光学フィルムを得た。すなわち、本比較例では第1柱状構造体のみを有する異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
実施例1の指向性拡散素子を介して線状光線に変換した紫外線を0秒間照射、平行光線を40秒間照射に変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例2の異方性光学フィルムを得た。すなわち、本比較例では第2柱状構造体のみを有する異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
透過UV光線のアスペクト比が45で短径が2μmとなる指向性拡散素子に変更し、指向性拡散素子を介して線状光線に変換した紫外線を40秒間照射、平行光線を0秒間照射に変更したこと以外は実施例1と同様にして、比較例3の異方性光学フィルムを得た。すなわち、本比較例では第1柱状構造体のみを有する異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
実施例1の隔壁を0.025mmとし、指向性拡散素子を介して線状光線に変換した紫外線のみを塗膜面の法線方向から垂直に20秒間照射して、1層目の異方性光拡散層を形成した。1層目の異方性光拡散層を得た後、カバーのPETフィルムを剥離した後、0.020mmの隔壁を1層目に形成した隔壁の上に更に追加して形成し、1層目の異方性光拡散層の上に同様の光硬化性樹脂組成物を充填しPETフィルムでカバーした。その後、平行光線を塗膜面の法線方向から垂直に20秒間照射して、2層目の異方性光拡散層を得て、比較例4の異方性光学フィルムとした。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
比較例4の線状光線照射と平行光線照射の順番を入れ替えたこと以外は同様にして、比較例4の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
実施例1と同様に硬化型樹脂で高さ0.200mmの隔壁を形成し、この中に実施例1と同様の光硬化性樹脂組成物を充填した。
実施例1と同様に、この液膜を加熱して、上部からUVスポット光源の落射用照射ユニットから出射される平行UV光線を透過UV光線のアスペクト比が45で短径が2μmとなる指向性拡散素子を介して線状光線に変換した紫外線を垂直に、照射強度5mW/cm2として20秒間照射して、板状構造を多数有する異方性光拡散層を、液膜の下層に形成した。
更に、液膜をPETフィルムでカバーし、上部からUVスポット光源の落射用照射ユニットから出射される平行光線を塗膜面の法線方向から垂直に、照射強度5mW/cm2として20秒間照射して、柱状構造と板状構造を多数有する異方性光拡散層を、液膜の上層に形成して、比較例6の異方性光学フィルムを得た。PETフィルムを剥離した上で、異方性光拡散層と、柱状構造体の構造とを測定した結果を表1・表2に示した。更に、異方性光学フィルムの光学特性を評価した結果を表3に示した。
このフィルムは、ルーバー構造と、ピラー構造との間に、構造未形成層(厚さ0.095mm)を内部に有していた。
上記のようにして製造した実施例及び比較例の異方性光学フィルムに関し、以下のようにして評価を行った。
光重合性化合物として使用したシリコーン・ウレタン・アクリレートの重量平均分子量(Mw)の測定は、ポリスチレン換算分子量として、GPC法を用いて下記条件で行った。
デガッサー:DG−980−51(日本分光株式会社製)
ポンプ:PU−980−51(日本分光株式会社製)
オートサンプラー:AS−950(日本分光株式会社製)
恒温槽:C−965(日本分光株式会社製)
カラム:Shodex KF−806L × 2本 (昭和電工株式会社製)
検出器:RI (SHIMAMURA YDR−880)
温度:40℃
溶離液:THF
注入量:150μl
流量:1.0ml/min
サンプル濃度:0.2%
実施例及び比較例の異方性光学フィルムの各異方性光拡散層の厚さは、ミクロトームを使用して形成した異方性光学フィルム断面を、光学顕微鏡で観察して測定することによって行った。
実施例及び比較例の異方性光学フィルムの表面(紫外線照射時の照射光の反対側)を光学顕微鏡で観察し、任意の100個の第1柱状構造体の長径LA及び短径SA並びに任意の100個の第2柱状構造体の長径LA及び短径SAを測定し、各々の平均値を算出した(表1参照)。更に、算出された平均長径及び平均短径に基づき、アスペクト比(平均長径/平均短径)を算出した。
図2に示すような、光源の投光角、検出器の受光角を任意に可変できる変角光度計ゴニオフォトメータ(ジェネシア社製)を用いて、実施例及び比較例の異方性光学フィルムの光学特性の評価を行った。光源からの直進光を受ける位置に検出器を固定し、その間のサンプルホルダーに実施例及び比較例で得られた異方性光学フィルムをセットした。図2に示すように回転軸(L)としてサンプルを回転させてそれぞれの入射光角度に対応する直線透過光量を測定した。この評価方法によって、どの角度の範囲で入射される光が拡散するかを評価することができる。この回転軸(L)は、図6に示されるサンプルの構造におけるC−C軸と同じ軸である。直線透過光量の測定は、視感度フィルターを用いて可視光領域の波長を測定した。以上のような測定の結果得られた光学プロファイルに基づき、直線透過率の最大値(最大直線透過率)及び最小値(最小直線透過率)を求めた。
図2に示すような装置を用い、固定した光源から、実施例及び比較例の異方性光学フィルムに直進光を照射し、サンプルをMD方向及びTD方向に動かし(回転させ)ながら、透過光を検出器に受光させることで、透過率を測定した。サンプルをMD方向に動かした場合と、TD方向に動かした場合のそれぞれについて、上記透過率測定に基づき光学プロファイルを作成した。そして、MD方向及びTD方向に動かしたときのそれぞれの光学プロファイルから、最大直線透過率と最小直線透過率の中間値となる入射光角度の範囲を求め、この範囲をそれぞれ、MD方向拡散及びTD方向拡散の幅(°)とした。
上述した直線透過率の測定において、図16に示すように、最大直線透過率FA(%)をとる角度A(°)と最小直線透過率FB(%)をとる角度B(°)との間で、直線透過率が急激に変化すれば、輝度も急激に変化することになるので、直線透過率の傾きを求めて、その傾きが急であれば輝度の急激な変化があり、傾きが緩やかであれば輝度の急激な変化がないものと判断した。具体的には、上記直線透過率の傾きαを(FA−FB)/|A−B|とし、この傾きαが、α≧1.7であれば、輝度の急激な変化があるとし、1.5≦α<1.7であれば、やや変化が急だが許容範囲とし、α<1.5であれば、輝度の変化が緩やかで違和感なしと判断した。なお、図17に示すように、それぞれ2種類ある最大直線透過率(FA1及びFA2)及び最小直線透過率(FB1及びFB2)において、下記(a)、(b)のうち、値がより大きいものをFA及びA、及びFB及びBとした。
(a)(FA1−FB1)/|A1−B1|
(b)(FA2−FB2)/|A2−B2|
即ち、光学プロファイルにいて最大直線透過率から最小直線透過率への傾きαとして、上記(a)と(b)のうちの大きい側の値を用いた。
実施例及び比較例の異方性光学フィルムの下層に光反射層を設け、その上方から光を入射させて、その反射光のギラツキを目視で確認した。
生産性は、異方性光学フィルムを製造する工程で、製造を中断せず、連続的(1パス)に塗工及びUV照射を行うことができるものを生産性が高いものとし、それ以外の場合、生産性が低いものと判定した。
表2における評価の評価基準は以下の通りである。
「最大直線透過率」
◎ 70%以上
○ 50%以上70%未満
△ 30%以上50%未満
× 30%未満
「MD方向拡散幅」
◎ 40°以上
○ 30°以上40°未満
△ 20°以上30°未満
× 20°未満
「TD方向拡散幅」
◎ 20°以上
○ 10°以上20°未満
△ 5°以上10°未満
× 5°未満
「輝度の急激な変化」
◎ 輝度の変化が緩やか、違和感なし
△ やや変化が急だが許容範囲
× 輝度の急激な変化がある
「ギラツキ」
◎ ギラツキがない
△ 多少ギラツキがあるが許容範囲
× ギラツキがハッキリとある
「生産性」
◎ 1パスの塗工・UV照射で製造可能、生産性高い
× 2パス以上の塗工・UV照射が必要で、生産性低い
実施例は全ての評価項目において高いレベルの特性をバランス良く有していた。一方で、比較例はすくなくともいずれか一つ以上の項目で×という非常に悪い結果であった。
110、210、310 (単一の柱状領域を有する)異方性光拡散層
111、211、311 マトリックス領域
113、213、313 柱状領域
119 上端面
120、220、320 (ハイブリッド構造を有する)異方性光拡散層
121、221、321 マトリックス領域
123、223、323 柱状領域
129 下端面
240、340 指向性拡散素子
330 遮光板
250,350 塗工膜
SA 短径
LA 長径
Claims (9)
- 入射光角度により直線透過率が変化する、異方性光拡散層を少なくとも備えた異方性光学フィルムであって、
前記異方性光拡散層は、
マトリックス領域と複数の第1柱状構造体とを有し、第1の表面と中間面とを有する第1の異方性光拡散層と、
前記中間面において第1の異方性光拡散層と連続する第2の異方性光拡散層であって、マトリックス領域と複数の第2柱状構造体と複数の第1柱状構造体とを有し、第2の表面を有する第2の異方性光拡散層と、を有し、
前記中間面は、前記第1の異方性光拡散層と前記第2の異方性光拡散層との層厚の、前記第1の表面から20%を超えた位置であり、
前記第1柱状構造体は、前記第1の異方性光拡散層の前記第1の表面から前記第2の異方性光拡散層の前記第2の表面にかけて配向して構成され、
前記第2柱状構造体は、前記中間面から前記第2の表面にかけて配向して構成され、
前記第1柱状構造体は、前記第1の表面及び前記第2の表面において不連続となり、
前記第2柱状構造体は、前記第2の表面において不連続となる
ことを特徴とする、異方性光学フィルム。 - 前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の一方における、平均短径と平均長径とのアスペクト比が、2以上であり、
前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の他方における、平均短径と平均長径とのアスペクト比が、2未満であることを特徴とする、請求項1に記載の異方性光学フィルム。 - 前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の一方における、平均短径及び平均長径が、夫々0.5μm〜5.0μm及び1μm〜100μmであり、
前記第1柱状構造体及び前記第2柱状構造体の他方における、平均短径及び平均長径が、夫々0.5μm〜5.0μm及び0.5μm〜8.0μmであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の異方性光学フィルム。 - 前記異方性光拡散層の厚さが10μm〜200μmであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の異方性光学フィルム。
- 最大直線透過率が、30%以上80%未満であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の異方性光学フィルム。
- 前記第1柱状構造体の散乱中心軸角度と、前記第2柱状構造体の散乱中心軸角度との差の絶対値が、0°〜30°であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の異方性光学フィルム。
- MD方向拡散幅が30°以上70°未満であり、TD方向拡散幅が10°以上30°未満であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の異方性光学フィルム。
- 基材上に、異方性光拡散層形成用組成物を塗工し、塗工膜を設ける塗工工程と、
前記塗工膜上にマスクフィルムを積層した後、上部からの光線の照射により硬化を行う、第1構造体形成工程と、
前記第1構造体形成工程の後、連続して、光線の照射により硬化を行う第2構造体形成工程とを含み、
前記第1構造体形成工程及び前記第2構造体形成工程のうち、一方の工程が1方向拡散光線の照射により硬化を行い、他方の工程が平行光線の照射により硬化を行うことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の異方性光学フィルムの製造方法。 - 前記第1構造体形成工程又は前記第2構造体形成工程における前記1方向拡散光線が、指向性拡散素子を介して得られる拡散光線であり、当該拡散光線のアスペクト比が2以上であることを特徴とする、請求項8に記載の製造方法。
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