TWI472808B - A light diffusion element manufacturing method and a light diffusion element - Google Patents
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Description
本發明係關於一種光擴散元件之製造方法及光擴散元件。
光擴散元件廣泛用於照明燈罩、投影電視之屏幕、面發光裝置(例如液晶顯示裝置)等中。近年來，光擴散元件對於液晶顯示裝置等之顯示品質之提高、視角特性之改善等之利用取得進展。作為光擴散元件，提出有使微粒子分散於樹脂片材等基質中而成者等(例如參照專利文獻1)。於此種光擴散元件中，入射之光之大部分於前方(出射面側)散射，一部分於後方(入射面側)散射。微粒子與基質之折射率差越大，則擴散性(例如霧度值)變得越大，另一方面，若折射率差較大，則後方散射增大。若後方散射較大，則於將光擴散元件用於液晶顯示裝置中之情形時，在外部光入射至液晶顯示裝置中時畫面帶白色，因此具有對比度之影像或圖像之顯示較困難。
作為解決如上所述之後方散射之手段，提出有使折射率自微粒子之中心部朝向外側連續變化之所謂GRIN(gradient index，梯度指數)微粒子等折射率傾斜微粒子分散於樹脂中而成的光擴散元件(例如參照專利文獻2)。但，GRIN微粒子與通常之微粒子相比製造過程較複雜，故生產性不充分而並不實用。
又，於包含上述GRIN微粒子之光擴散元件中，作為使折射率連續變化之手段，提出有於使基質樹脂成分聚合前，使基質樹脂成分之前驅物(例如單體)滲透至微粒子中之技術(參照專利文獻3)。但，關於
此種技術，若欲獲得高霧度之光擴散性，則使基質樹脂成分之前驅物滲透時需要較長時間、或者需要於高溫下進行加熱，就生產性方面而言，仍有改善之餘地。
[專利文獻1]日本專利第3071538號
[專利文獻2]日本專利特開2002-214408號公報
[專利文獻3]日本專利第4756100號
本發明係為了解決上述先前之問題而成者，其目的在於提供一種可以低成本且高生產性(短時間)製造霧度值較高、具有較強之擴散性且表面平滑而抑制後方散射之光擴散元件的光擴散元件之製造方法。
本發明之光擴散元件之製造方法包括：將光擴散性微粒子與有機溶劑混合而製備混合液，並使該光擴散性微粒子膨潤之步驟A；將該混合液與包含樹脂成分之前驅物及超微粒子成分之基質形成材料混合之步驟B；使該樹脂成分之前驅物聚合而形成包含樹脂成分及超微粒子成分的基質之步驟C。
於較佳之實施形態中，上述樹脂成分之前驅物之分子量為100~700。
於較佳之實施形態中，上述有機溶劑之沸點為70℃以上。
於較佳之實施形態中，上述有機溶劑為第1有機溶劑與第2有機溶劑之混合溶劑，該第1有機溶劑係與該第2有機溶劑相比更易滲透至上述光擴散
性微粒子中，且與該第2有機溶劑相比揮發性較高。
於較佳之實施形態中，本發明之光擴散元件之製造方法進而包括對將上述混合液與包含樹脂成分之前驅物及超微粒子成分之基質形成材料混合而獲得之分散液進行加熱之步驟，加熱溫度為80℃以下。
於較佳之實施形態中，於上述步驟C中，在上述基質與上述光擴散性微粒子之界面附近，形成隨著遠離該光擴散性微粒子而該超微粒子成分之重量濃度變高的實質上為球殼狀之濃度調變區域。
根據本發明之另一態樣，提供一種光擴散元件。該光擴散元件係藉由上述方法而獲得，霧度值為70%以上。
於較佳之實施形態中，上述光擴散元件之十點平均表面粗糙度Rz未達0.20 μm。
於較佳之實施形態中，上述光擴散元件之平均傾斜角度θa未達0.5°。
於較佳之實施形態中，上述光擴散元件之算術平均表面粗糙度Ra未達0.05 mm。
根據本發明，於包含光擴散性微粒子、超微粒子成分及樹脂成分之光擴散元件之製造中，首先使光擴散性微粒子含有有機溶劑，預先使光擴散性微粒子膨潤後，將該光擴散性微粒子、與包含樹脂成分之前驅物及超微粒子成分之基質形成材料混合，藉此可使上述前驅物於短時間內滲透至上述光擴散性微粒子中。又，根據本發明之製造方法，使滲透至該光擴散性微粒子中之前驅物與未滲透之前驅物聚合，藉此可於無需特別之處理或操作之情況下製造光擴散元件。於本發明中，可使上述前驅物於短時間內滲透至上述光擴散性微粒子中，因此可製造生產性優異且防止光擴散性微粒子及超微粒子成分之凝聚而平滑性優異之光擴散元件。進而，於製造步驟中，對包含上述各成分之
塗佈液進行塗佈‧乾燥時，膨潤之光擴散性微粒子於塗佈液中具有流動性，可追隨於乾燥時之塗佈面之變化，因此可製造平滑性優異之光擴散元件。
利用本發明之製造方法所獲得之光擴散元件可於光擴散性微粒子之表面附近形成隨著遠離該光擴散性微粒子而超微粒子成分之重量濃度變高之實質上為球殼狀之濃度調變區域，折射率於該濃度調變區域調變，因此可使折射率於光擴散元件與基質之界面附近階段性或實質上連續地發生變化。因此可良好地抑制基質與光擴散性微粒子之界面的反射，可抑制後方散射。進而，根據本發明，藉由使用具有特定之折射率及對於樹脂成分之特定之相溶性的超微粒子成分，可較容易地調整基質之折射率。尤其是，根據本發明，藉由使樹脂成分滲透至光擴散性微粒子內部，可使基質中之超微粒子成分之濃度變高，因此可使基質與光擴散性微粒子之折射率差較容易地變大。其結果為，利用本發明之製造方法所獲得之光擴散元件係霧度值較高、具有較強之擴散性且抑制後方散射。
10‧‧‧基質
11‧‧‧樹脂成分
20‧‧‧光擴散性微粒子
30‧‧‧濃度調變區域
100‧‧‧光擴散元件
圖1係用以對利用本發明之較佳實施形態之製造方法所獲得之光擴散元件中的基質之樹脂成分及光擴散性微粒子之分散狀態進行說明的模式圖。
圖2係對本發明之光擴散元件中之光擴散性微粒子附近進行放大並說明之模式圖。
圖3係用以對基質中之超微粒子成分之面積比率進行說明之穿透式電子顯微鏡圖像。
圖4係用以對本發明之光擴散元件中之自光擴散性微粒子中心部至基質的折射率變化進行說明的概念圖。
圖5之(a)係表示實施例1中所獲得之光擴散元件之剖面的穿透式
顕微鏡照片，(b)係表示比較例1中所獲得之光擴散元件之剖面的穿透式顕微鏡照片，(c)係表示比較例4中所獲得之光擴散元件之剖面的穿透式顕微鏡照片。
本發明之一實施形態之光擴散元件之製造方法包括：將光擴散性微粒子與有機溶劑混合而製備混合液並使該光擴散性微粒子膨潤之步驟(記作步驟A)；將該混合液、與包含樹脂成分之前驅物及超微粒子成分之基質形成材料混合之步驟(記作步驟B)；使該樹脂成分之前驅物聚合而形成包含樹脂成分及超微粒子成分之基質之步驟(記作步驟C)。
於步驟A中，將光擴散性微粒子與有機溶劑混合而製備混合液。藉由將光擴散性微粒子與有機溶劑混合而使光擴散性微粒子之至少一部分含有有機溶劑並使該光擴散性微粒子膨潤。藉由將光擴散性微粒子與有機溶劑混合後歷經特定時間，可使光擴散性微粒子含有有機溶劑。例如藉由歷經15分鐘~90分鐘，可使光擴散性微粒子含有有機溶劑。混合液例如亦可藉由在有機溶劑中攪拌光擴散性微粒子而製備。
上述光擴散性微粒子係由任意之適當之材料構成。上述光擴散性微粒子較佳為其折射率滿足下述式(1)之關係。
0<| nP
-nA
|．．．(1)
式(1)中，nA
表示基質之樹脂成分之折射率，nP
表示光擴散性微粒子之折射率。| nP
-nA
|較佳為0.01~0.10，進而較佳為0.01~0.06，尤佳為0.02~0.06。若| nP
-nA
|未達0.01，則存在不形成濃度調變區域之情況。若| nP
-nA
|超過0.10，則有後方散射增大之虞。
再者，於本說明書中，所謂「濃度調變區域」，係指在光擴散元件中之基質與光擴散性微粒子之界面附近，超微粒子成分之重量濃度調變之區域。於「濃度調變區域」中，隨著遠離光擴散性微粒子而超微粒子成分之重量濃度變高(樹脂成分之重量濃度必然會變低)。又，於「濃度調變區域」中，折射率實質上連續地發生變化。詳細情況如下所述。
較佳為光擴散性微粒子由與後續步驟B中投入之基質之樹脂成分同系之化合物構成。進而較佳為光擴散性微粒子由與基質之樹脂成分同系之化合物中相溶性較高之化合物構成。其原因在於：於後續步驟(例如步驟B)中，基質之樹脂成分之前驅物易滲透至光擴散性微粒子中(詳細情況如下所述)。再者，於本說明書中，所謂「同系」，係指化學結構或特性相同或類似，所謂「不同系」，係指除同系以外者。同系與否可根據基準之選擇之方法而不同。例如於以有機或無機為基準之情形時，有機化合物彼此為同系之化合物，有機化合物與無機化合物為不同系之化合物。於以聚合物之重複單位為基準之情形時，例如儘管丙烯酸系聚合物與環氧系聚合物同為有機化合物，但為不同系之化合物，於以週期律表為基準之情形時，儘管鹼金屬與過渡金屬同為無機元素，但為不同系之元素。
作為構成上述光擴散性微粒子之材料，例如可列舉聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、及該等之共聚物、及該等之交聯物。又，作為構成光擴散性微粒子之材料，亦可使用二氧化矽系粒子。作為與PMMA及PMA之共聚合成分，可列舉聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯(PSt)、三聚氰胺樹脂。光擴散性微粒子尤佳為由PMMA構成。其原因在於：與後續步驟B中所投入之基質之樹脂成分的折射率或熱力學特性之關係較為適當。進而，光擴散性微粒子較佳為具有交聯結構(立體網狀結構)。具有交聯結構之光擴散性微粒子可進行膨潤。因
此，此種光擴散性微粒子與緻密或實心之無機粒子不同，可使具有適當之相溶性之樹脂成分之前驅物良好地滲透至其內部。光擴散性微粒子之交聯密度較佳為較小直至獲得所需之滲透範圍(下述)之程度(較粗)。
上述光擴散性微粒子係平均粒徑(膨潤前之粒徑(直徑))較佳為1.0 μm~5.0 μm，更佳為1.5 μm~4.0 μm，進而較佳為2.0 μm~3.0 μm。光擴散性微粒子之平均粒徑較佳為光擴散元件之厚度之1/2以下(例如1/2~1/20)。若為相對於光擴散元件之厚度而具有此種比率之平均粒徑，則可使光擴散性微粒子於光擴散元件之厚度方向上複數排列，因此可於入射光通過光擴散元件時使該光多重地擴散，其結果為，可獲得充分之光擴散性。
上述混合液中之光擴散性微粒子之重量平均粒徑分佈之標準偏差較佳為1.0 μm以下，更佳為0.5 μm以下，尤佳為0.1 μm以下。又，上述混合液中之擴散性微粒子較佳為單分散狀態，例如重量平均粒徑分佈之變動係數((粒徑之標準偏差)×100/(平均粒徑))較佳為20%以下，更佳為15%以下。若混合有大量相對於重量平均粒徑而粒徑較小之光擴散性微粒子，則存在擴散性過度增大而無法良好地抑制後方散射之情形。若混合有大量相對於重量平均粒徑而粒徑較大之光擴散性微粒子，則無法於光擴散元件之厚度方向上複數排列，存在無法獲得多重擴散之情形，其結果為，存在光擴散性變得不充分之情形。
作為上述光擴散性微粒子之形狀，可根據目的而採用任意之適當之形狀。作為具體例，可列舉圓球狀、鱗片狀、板狀、橢球狀、不定形。大多情況下可使用圓球狀微粒子作為上述光擴散性微粒子。
上述光擴散性微粒子之折射率較佳為1.30~1.70，進而較佳為1.40~1.60。
上述混合液中之上述光擴散性微粒子之調配量相對於所形成之
基質100重量份而較佳為10重量份~100重量份，更佳為15重量份~40重量份。藉由例如以上述調配量含有具有上述適當範圍之平均粒徑之光擴散性微粒子，可獲得具有非常優異之光擴散性之光擴散元件。
如上所述，光擴散性微粒子藉由與有機溶劑混合而膨潤。於步驟B前、即光擴散性微粒子與樹脂成分之前驅物剛接觸前之光擴散性微粒子之膨潤度較佳為105%~200%。又，於步驟A中，光擴散性微粒子較佳為處於最大限地膨潤且未過度膨潤之狀態。若光擴散性微粒子充分地膨潤，則於下一步驟B中，容易使樹脂成分之前驅物滲透至光擴散性微粒子中。再者，於本說明書中，所謂「膨潤度」，係指膨潤狀態之粒子之平均粒徑相對於膨潤前之粒子之平均粒徑的比率。
步驟B前之上述光擴散性微粒子之有機溶劑含有比率較佳為10%~100%，更佳為70%~100%。於本說明書中，所謂「光擴散性微粒子之有機溶劑含有比率」，係指相對於光擴散性微粒子中有機溶劑之含有成為飽和狀態之情形之有機溶劑之含量(最大含量)的光擴散性微粒子之有機溶劑含有比率。
作為上述有機溶劑，只要可使上述光擴散性微粒子膨潤至所需之程度且使光擴散性微粒子及後續步驟B中所投入之各成分溶解或均勻地分散，則可採用任意之適當之有機溶劑。作為有機溶劑之具體例，可列舉乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丙酯、2-丁酮(甲基乙基酮)、甲基異丁基酮、環戊酮、甲苯、異丙醇、正丁醇、水等。
於一實施形態中，上述有機溶劑之沸點較佳為70℃以上，更佳為100℃以上，尤佳為110℃以上，最佳為120℃以上。藉由使用揮發性相對較低之有機溶劑，可於使有機溶劑乾燥時防止快速之揮發，可獲得平滑性優異之光擴散元件。
於另一實施形態中，作為上述有機溶劑，可使用混合溶劑。作
為混合溶劑，例如可使用將容易滲透至上述光擴散性微粒子中之(第1有機溶劑)與揮發性較低之有機溶劑(第2有機溶劑)混合而成之溶劑。上述第1有機溶劑較佳為與第2有機溶劑相比更易滲透至光擴散性微粒子中且揮發性較高。上述第2有機溶劑較佳為與第1有機溶劑相比更難滲透至光擴散性微粒子中且揮發性較低。若使用此種混合溶劑，則可促進光擴散性微粒子之膨潤(即使製造步驟短時間化)且防止有機溶劑之快速之揮發而獲得平滑性更優異之光擴散元件。上述第1有機溶劑之沸點較佳為80℃以下，更佳為70℃~80℃。上述第2有機溶劑之沸點較佳為高於80℃，更佳為100℃以上，進而較佳為110℃以上，最佳為120℃以上。再者，有機溶劑之滲透容易性例如可藉由光擴散性微粒子之對應該有機溶劑之膨潤度而進行比較，以更高膨潤度使光擴散性微粒子膨潤之有機溶劑可謂易滲透至光擴散性微粒子中之有機溶劑。又，溶解性參數(SP值)接近光擴散性微粒子之SP值之有機溶劑有易滲透至光擴散性微粒子中之傾向。上述第1有機溶劑之SP值與光擴散性微粒子之SP值之差較佳為0.5以下，更佳為0.4以下，進而較佳為0.1~0.4。上述第2有機溶劑之SP值與光擴散性微粒子之SP值之差較佳為大於0.5，更佳為0.6以上，進而較佳為0.7~2.0。又，分子量較低之有機溶劑有易滲透至光擴散性微粒子中之傾向。上述第1有機溶劑之分子量較佳為80以下，更佳為75以下，進而較佳為50~75。上述第2有機溶劑之分子量較佳為高於80，更佳為100以上，進而較佳為110~140。
上述混合液可視需要進而含有任意之適當之添加劑。作為添加劑之具體例，可列舉起始劑、分散劑、抗老化劑、改質劑、界面活性劑、防變色劑、紫外線吸收劑、調平劑、消泡劑。
於步驟B中，將上述步驟A中所製備之混合液與含有樹脂成分之
前驅物(單體)及超微粒子成分之基質形成材料混合，而製備使經膨潤之光擴散性微粒子、樹脂成分之前驅物及超微粒子成分溶解或分散於上述有機溶劑中而成之塗佈液(分散液)。有代表性的是，該塗佈液為超微粒子成分及光擴散性微粒子分散於前驅物及有機溶劑中而成之分散體。作為使超微粒子成分及光擴散性微粒子分散之手段，可採用任意之適當之手段(例如攪拌處理)。
較佳為，藉由步驟B以後之步驟而使樹脂成分之前驅物之至少一部分滲透至光擴散性微粒子之內部。於一實施形態中，可考慮在步驟B中使樹脂成分之前驅物之至少一部分滲透至光擴散性微粒子之內部。於本發明中，藉由在上述步驟A中使光擴散性微粒子預先膨潤，可於短時間內使樹脂成分之前驅物滲透至光擴散性微粒子之內部。例如可考慮，於步驟B中，藉由將上述塗佈液攪拌15分鐘~30分鐘，可使樹脂成分之前驅物滲透至光擴散性微粒子之內部。以此種方式製備之塗佈液可於攪拌後立即、即不靜置而供給至後續步驟C中。因此，可防止上述光擴散性微粒子及超微粒子成分凝聚，可獲得平滑性優異、無超微粒子成分之疏密且後方散射較少之光擴散元件。
光擴散性微粒子中之上述前驅物之滲透範圍較佳為10%以上，更佳為50%以上，進而較佳為80%~100%。若為上述範圍，則可良好地形成濃度調變區域而抑制後方散射。於本發明中，在製造光擴散元件時，利用有機溶劑使光擴散性微粒子充分地膨潤後，使基質中之樹脂成分聚合，藉此可使樹脂成分充分地滲透至光擴散性微粒子中。滲透範圍可藉由調整樹脂成分及光擴散性微粒子之材料、光擴散性微粒子之交聯密度、製造時使用之有機溶劑之種類等而加以控制。
上述塗佈液之固形分濃度可以較佳為成為10重量%~70重量%左右之方式進行調整。若為上述固形分濃度，則可獲得具有容易塗佈之黏度之塗佈液。
上述樹脂成分由任意之適當之材料構成。樹脂成分較佳為其折射率滿足上述式(1)之關係。
樹脂成分較佳為由與光擴散性微粒子同系之化合物構成。樹脂成分進而較佳為由與光擴散性微粒子同系之化合物中相溶性較高之化合物構成。藉此，樹脂成分為與光擴散性微粒子同系之材料，因此其前驅物可滲透至光擴散性微粒子內部。該前驅物藉由下述聚合步驟而聚合，結果可於基質與光擴散性微粒子之界面附近良好地形成濃度調變區域。例如於構成基質之樹脂成分之樹脂為丙烯酸酯系樹脂之情形時，光擴散性微粒子亦較佳為由丙烯酸酯系樹脂構成。
上述樹脂成分較佳為由有機化合物構成，更佳為由游離射線硬化型樹脂構成。游離射線硬化型樹脂係塗膜之硬度優異。作為游離射線，例如可列舉紫外線、可見光、紅外線、電子束。較佳為紫外線，因此樹脂成分尤佳為由紫外線硬化型樹脂構成。作為紫外線硬化型樹脂，例如可列舉丙烯酸酯樹脂(環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酸酯、醚丙烯酸酯)等自由基聚合型單體或低聚物等。作為構成丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之具體例，可列舉季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。此種單體成分(前驅物)具有適合滲透至光擴散性微粒子之內部之適當之分子量及立體結構，因此較佳。
上述樹脂成分之前驅物(單體)之分子量較佳為100~700，進而較佳為200~600，尤佳為200~500。若為上述範圍，則樹脂成分之前驅物(單體)容易滲透至光擴散性微粒子之內部，可獲得擴散性優異之光擴散元件。
上述樹脂成分之折射率較佳為1.40~1.60。
上述塗佈液中之上述樹脂成分之調配量相對於所形成之基質100重量份而較佳為20重量份~80重量份，更佳為45重量份~65重量份。
上述樹脂成分亦可含有除上述游離射線硬化型樹脂以外之其他樹脂成分。其他樹脂成分可為游離射線硬化型樹脂，可為熱硬化性樹脂，亦可為熱塑性樹脂。作為其他樹脂成分之代表例，可列舉脂肪族系(例如聚烯烴)樹脂、胺基甲酸酯系樹脂。於使用其他樹脂成分之情形時，其種類或調配量可以良好地形成上述濃度調變區域且折射率滿足上述式(1)之關係之方式進行調整。
上述超微粒子成分代表性而言可作為調整基質之折射率之成分而發揮功能。藉由使用超微粒子成分，可較容易地調整基質之折射率，可使光擴散性微粒子與基質之折射率差變大。尤其是，根據本發明，藉由樹脂成分滲透至光擴散性微粒子內部，可使基質中之超微粒子成分之濃度變高，因此可使基質與光擴散性微粒子之折射率差較容易地變大。其結果為，可獲得為薄膜並且具有高霧度值(較強之擴散性)之光擴散元件。超微粒子成分較佳為其折射率nB滿足下述式(2)：0<| nP
-nA
|<| nP
-nB
|．．．(2)
式(2)中，nA
及nP
如上所述。| nP
-nB
|較佳為0.10~1.50，進而較佳為0.20~0.80。若| nP
-nB
|未達0.10，則霧度值成為90%以下之情形較多，其結果為，於併入至液晶顯示裝置中之情形時無法使源自光源之光充分地擴散，而有視角變窄之虞。若| nP
-nB
|超過1.50，則有後方散射增大之虞。又，較佳為上述樹脂成分、上述超微粒子成分及上述光擴散性微粒子之折射率滿足下述式(3)。更佳為上述樹脂成分、上述超微粒子成分及上述光擴散性微粒子之折射率滿足上述式(2)及下述式(3)。若上述樹脂成分、上述超微粒子成分及上述光擴散性微粒子之折射率為此種關係，則可獲得維持較高之霧度且抑制後方
散射之光擴散元件。
| nP
-nA
|<| nA
-nB
|．．．(3)
超微粒子成分較佳為由與上述樹脂成分及光擴散性微粒子不同系之化合物構成，更佳為由無機化合物構成。作為較佳之無機化合物，例如可列舉金屬氧化物、金屬氟化物。作為金屬氧化物之具體例，可列舉氧化鋯(zirconia)(折射率：2.19)、氧化鋁(折射率：1.56~2.62)、氧化鈦(折射率：2.49~2.74)、氧化矽(折射率：1.25~1.46)。作為金屬氟化物之具體例，可列舉氟化鎂(折射率：1.37)、氟化鈣(折射率：1.40~1.43)。該等金屬氧化物及金屬氟化物由於光之吸收較少，並且游離射線硬化型樹脂或熱塑性樹脂等有機化合物具有難以表現之折射率，因此可使光擴散性微粒子與基質之折射率差變大。並且，該等金屬氧化物及金屬氟化物由於與樹脂成分之分散性較適當，因此可於光擴散性微粒子與基質之界面附近良好地形成濃度調變區域，可抑制後方散射。尤佳之無機化合物為氧化鋯。其原因在於：與光擴散性微粒子之折射率差較大且與樹脂成分之分散性較適當，因此可良好地形成具有所需之特性(或結構)之濃度調變區域。
上述超微粒子成分之折射率較佳為1.40以下或1.60以上，進而較佳為1.40以下或1.70~2.80，尤佳為1.40以下或2.00~2.80。若折射率超過1.40或未達1.60，則光擴散性微粒子與基質之折射率差變得不充分，於將所獲得之光擴散元件用於準直背光正面擴散系統之液晶顯示裝置之情形時，有無法使源自準直背光之光充分地擴散而視角變窄之虞。
上述超微粒子成分亦可藉由多孔質化而降低折射率。
上述超微粒子成分之平均粒徑較佳為1 nm~100 nm，更佳為10 nm~80 nm，進而較佳為20 nm~70 nm。如此，藉由使用平均粒徑小於光之波長之超微粒子成分，可於超微粒子成分與樹脂成分之間不產
生幾何光學反射、折射、散射而獲得光學性均勻之基質。其結果為，可獲得光學性均勻之光擴散元件。
上述超微粒子成分較佳為與上述樹脂成分之分散性良好。於本說明書中，所謂「分散性良好」，係指塗佈將上述樹脂成分、超微粒子成分與有機溶劑混合而獲得之塗佈液並將溶劑乾燥去除而獲得之塗膜為透明。
較佳為，上述超微粒子成分進行過表面改質。藉由進行表面改質，可使超微粒子成分於樹脂成分中良好地分散，且可於光擴散性微粒子與基質之界面附近良好地形成濃度調變區域。作為表面改質手段，只要獲得本發明之效果，則可採用任意之適當之手段。代表性情況下，表面改質係藉由如下方式進行：於超微粒子成分之表面塗佈表面改質劑而形成表面改質劑層。作為較佳之表面改質劑之具體例，可列舉：矽烷系偶合劑、鈦酸酯系偶合劑等偶合劑、脂肪酸系界面活性劑等界面活性劑。藉由使用此種表面改質劑，可提高樹脂成分與超微粒子成分之濡濕性，使樹脂成分與超微粒子成分之界面穩定化，使超微粒子成分於樹脂成分中良好地分散。
上述塗佈液中之上述超微粒子成分之調配量相對於所形成之基質100重量份而較佳為10重量份~70重量份，更佳為30重量份~60重量份。
代表性情況下，於步驟C(使前驅物聚合之步驟)前，於基材上塗佈上述塗佈液。作為基材，只要獲得本發明之效果，則可採用任意之適當之膜。作為具體例，可列舉三乙酸纖維素(TAC)膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜、聚丙烯(PP)膜、尼龍膜、丙烯酸膜、內酯改性丙烯酸膜等。上述基材亦可視需要進行易接著處理等表面改質，亦可包含潤滑劑、防靜電劑、紫外線吸收劑等添加劑。
作為上述塗佈液對基材之塗佈方法，可採用使用任意之適當之塗佈機之方法。作為塗佈機之具體例，可列舉棒式塗佈機、反向塗佈機、接觸式塗佈機、凹版塗佈機、模嘴塗佈機、缺角輪塗佈機。
繼而，使上述前驅物聚合。聚合方法可根據樹脂成分(因此，其前驅物)之種類而採用任意之適當之方法。例如於樹脂成分為游離射線硬化型樹脂之情形時，藉由照射游離射線而使前驅物聚合。於使用紫外線作為游離射線之情形時，其累積光量較佳為200 mJ~400 mJ。游離射線對於光擴散性微粒子之透過率較佳為70%以上，更佳為80%以上。又，例如於樹脂成分為熱硬化型樹脂之情形時，藉由進行加熱而使前驅物聚合。加熱溫度及加熱時間可根據樹脂成分之種類而適當設定。聚合較佳為藉由照射游離射線而進行。若為游離射線照射，則可良好地保持折射率分佈結構(濃度調變區域)而直接使塗膜硬化，因此可製作良好之擴散特性之光擴散元件。較佳為藉由使前驅物聚合而形成基質，同時在光擴散性微粒子之表面附近形成隨著遠離該光擴散性微粒子而該超微粒子成分之重量濃度變高之實質上為球殼狀之濃度調變區域。即，根據本發明之製造方法，藉由使滲透至光擴散性微粒子內部之前驅物與未滲透至光擴散性微粒子中之前驅物同時聚合，可於基質與光擴散性微粒子之界面附近形成上述濃度調變區域之同時形成基質。
自不待言，本發明之光擴散元件之製造方法除包括上述步驟A~步驟C以外，亦可於任意之適當之時刻包括任意之適當之步驟、處理及/或操作。此種步驟等之種類及進行此種步驟等之時刻可根據目的而適當地設定。例如本發明之光擴散元件之製造方法視需要進而包括對塗佈於基材上之塗佈液進行加熱之步驟。於一實施形態中，可藉由該加熱而使塗佈液乾燥。上述加熱例如可於聚合步驟前進行，亦可於聚合步驟後進行。塗佈液之加熱較佳為於聚合步驟前進行。其原因在
於：可藉由加熱而促進樹脂成分之前驅物對光擴散性微粒子之滲透。作為上述塗佈液之加熱方法，可採用任意之適當之方法。加熱溫度例如較佳為80℃以下，更佳為50℃~70℃，加熱時間例如為30秒~5分鐘。根據本發明之製造方法，即便為於低溫下之加熱，亦可促進樹脂成分之前驅物對光擴散性微粒子之滲透，可獲得擴散性較強之光擴散元件。
以上述方式，將光擴散元件塗佈於基材上。利用本發明之製造方法所製造之光擴散元件具有較強之擴散性且平滑性優異。推測，獲得平滑性優異之光擴散元件之機制如下所述。充分地包含有機溶劑而膨潤之光擴散性微粒子於塗佈液中具有流動性，可追隨於塗佈液面之變化(例如由乾燥所引起之塗佈液面之變化)。其結果為，可防止本發明之光擴散性微粒子自塗膜之突出，可獲得平滑性優異之光擴散元件。另一方面，於光擴散性微粒子中不充分地含有有機溶劑而製造之先前之光擴散元件中，光擴散性微粒子於塗佈液中之流動性較低。於將包含此種光擴散性微粒子之塗佈液供給於乾燥步驟中之情形時，光擴散性微粒子無法追隨於塗佈液面之變化。其結果為，光擴散性微粒子自塗膜突出，於光擴散元件之表面產生凹凸。
又，藉由以上述方式使光擴散性微粒子預先膨潤而使樹脂成分之前驅物容易滲透至光擴散性微粒子內部。藉由樹脂成分之前驅物之滲透，光擴散性微粒子進而膨潤，平均粒徑進而增大。若光擴散性微粒子之平均粒徑較大，則可以較少之光擴散性微粒子數表現較強之光擴散性。所包含之光擴散性微粒子之數較少之光擴散元件可抑制後方散射。於本發明中，存在於光擴散性微粒子之周圍之樹脂成分之前驅物滲透至光擴散性微粒子中，故而樹脂成分之前驅物不會滲透至與塗佈於基材上之塗佈液中之光擴散性微粒子之塗佈液面大致接觸之部分。其結果為，可防止光擴散性微粒子自塗膜突出並增大，不會損害
平滑性，可存在平均粒徑較大之光擴散性微粒子。
所獲得之光擴散元件可自基材上剝離而作為單一構件使用，亦可作為附基材之光擴散元件使用，亦可自基材轉印至偏光板等上而作為複合構件(例如附光擴散元件之偏光板)使用，亦可與基材一起貼附於偏光板等上而作為複合構件(例如附光擴散元件之偏光板)使用。於與基材一起貼附於偏光板等上而作為複合構件(例如附光擴散元件之偏光板)使用之情形時，該基材可作為偏光板之保護層而發揮功能。
本發明之光擴散元件可藉由上述A-1項~A-3項中所記載之方法而獲得。本發明之光擴散元件具有包含樹脂成分及超微粒子成分之基質、與分散於該基質中之光擴散性微粒子。本發明之光擴散元件藉由基質與光擴散性微粒子之折射率差而表現光擴散功能。圖1係用以對利用本發明之較佳之實施形態之製造方法所獲得的光擴散元件中之基質之樹脂成分及光擴散性微粒子之分散狀態進行說明之模式圖。本發明之光擴散元件100具有包含樹脂成分11及超微粒子成分12之基質10、與分散於基質10中之光擴散性微粒子20。基質之樹脂成分及光擴散性微粒子較佳為該等之折射率滿足下述式(1)：0<| nP
-nA
|．．．(1)
上述超微粒子成分較佳為其折射率滿足下述式(2)及(3)：0<| nP
-nA
|<| nP
-nB
|．．．(2)
| nP
-nA
|<| nA
-nB
|．．．(3)
藉由使用具有上述式(1)之關係之基質之樹脂成分及光擴散性微粒子並使用具有上述式(2)及(3)之關係之超微粒子成分，可獲得維持高霧度並且抑制後方散射之光擴散元件。
較佳為，如圖1及圖2所示，於基質與光擴散性微粒子之界面附近，形成隨著遠離該光擴散性微粒子而該超微粒子成分之重量濃度變
高之實質上為球殼狀之濃度調變區域30。因此，基質具有與光擴散性微粒子之界面附近之濃度調變區域30、及該濃度調變區域30之外側(遠離光擴散性微粒子之側)之濃度固定區域。基質之濃度調變區域30以外之部分較佳為實質上為濃度固定區域。於濃度調變區域30，折射率實質上連續地發生變化。於本說明書中，「基質與光擴散性微粒子之界面附近」包括光擴散性微粒子表面、表面附近之外部及表面附近之內部。
上述濃度調變區域30較佳為根據基質10中之超微粒子成分12之分散濃度的實質梯度而形成。具體而言，於濃度調變區域30中，隨著遠離光擴散性微粒子20而超微粒子成分12之分散濃度(代表性情況下，由重量濃度所規定)變高(樹脂成分11之重量濃度必然變低)。換言之，於濃度調變區域30之光擴散性微粒子20之最接近區域，超微粒子成分12以相對低濃度分散，隨著遠離光擴散性微粒子20而超微粒子成分12之濃度增大。例如，由穿透式電子顯微鏡(TEM)圖像所獲得之基質10中之超微粒子成分12之面積比率係於接近光擴散性微粒子20之側較小，於接近基質10之側較大，該面積比率係自光擴散性微粒子側至基質側(濃度固定區域側)形成實質之梯度而發生變化。將表示其代表性之分散狀態之TEM圖像示於圖3。於本說明書中，所謂「由穿透式電子顯微鏡圖像所獲得之基質中之超微粒子成分之面積比率」，係指於包含光擴散性微粒子之直徑之剖面之穿透式電子顯微鏡圖像中，超微粒子成分之面積於特定範圍(特定面積)之基質中所占之比率。該面積比率與超微粒子成分之三維分散濃度(實際之分散濃度)相對應。該超微粒子成分之面積比率可藉由任意之適當之圖像解析軟體而求出。再者，上述面積比率代表性情況下與超微粒子成分之各粒子間之平均最短距離相對應。具體而言，超微粒子成分之各粒子間之平均最短距離係於濃度調變區域隨著遠離光擴散性微粒子而變短，於濃度固定區
域中為固定(例如，平均最短距離於光擴散性微粒子之最接近區域中為3 nm~100 nm左右，於濃度固定區域中為1 nm~20 nm)。關於平均最短距離，可使如圖3之分散狀態之TEM圖像二值化並使用例如圖像解析軟體「A像君」(Asahi Kasei Engineering公司製造)之重心間距離法而算出。如上所述，根據本發明之製造方法，可利用超微粒子成分12之分散濃度之實質梯度而於基質與光擴散性微粒子之界面附近形成濃度調變區域30，因此與利用繁雜之製造方法製造GRIN微粒子並使該GRIN微粒子分散之情形相比，可以尤其簡便之順序且以尤其低成本製造光擴散元件。進而，藉由利用超微粒子成分之分散濃度之實質之梯度形成濃度調變區域，可於濃度調變區域30與濃度固定區域之邊界使折射率平穩地變化。進而，藉由使用折射率與樹脂成分及光擴散性微粒子差距較大之超微粒子成分，可使光擴散性微粒子與基質(實質上為濃度固定區域)之折射率差變大，且使濃度調變區域之折射率梯度變得陡峭。
上述濃度調變區域可藉由適當選擇基質之樹脂成分、及超微粒子成分以及光擴散性微粒子之構成材料、及化學及熱力學特性而形成。例如，利用同系材料中相溶性較高之材料彼此構成樹脂成分及光擴散性微粒子，藉此可良好地形成濃度調變區域。又，濃度調變區域30例如如上述A-1項~A-3項所說明般，藉由樹脂成分11之前驅物(單體)滲透至光擴散性微粒子20內部之後續聚合而形成。濃度調變區域之厚度及濃度梯度可藉由調整基質之樹脂成分及光擴散性微粒子之化學及熱力學特性而進行控制。
於濃度調變區域30中，如上所述般折射率實質上連續地發生變化。較佳為，除此以外，上述濃度調變區域之最外部之折射率與上述濃度固定區域之折射率實質上相同。換言之，於上述光擴散元件中，折射率自濃度調變區域至濃度固定區域連續地發生變化，較佳為折射
率自光擴散性微粒子(更佳為光擴散性微粒子之表面附近之內部)至濃度固定區域連續地發生變化(圖4)。該折射率變化較佳為如圖4所示般較平穩。即，於濃度調變區域與濃度固定區域之邊界，以在折射率變化曲線上引切線之形狀發生變化。較佳為，於濃度調變區域中，折射率變化之梯度隨著遠離上述光擴散性微粒子而變大。根據本發明之光擴散元件，藉由適當選擇光擴散性微粒子、基質之樹脂成分及超微粒子成分，可實現實質上連續之折射率變化。其結果為，即便使基質10(實質上為濃度固定區域)與光擴散性微粒子20之折射率差變大，亦可抑制基質10與光擴散性微粒子20之界面之反射，可抑制後方散射。進而，於濃度固定區域，由於折射率與光擴散性微粒子20之差距較大之超微粒子成分12之重量濃度相對變高，因此可使基質10(實質上為濃度固定區域)與光擴散性微粒子20之折射率差變大。其結果為，即便為薄膜，亦可實現較高之霧度(較強之擴散性)。於本說明書中，所謂「折射率實質上連續地發生變化」，係指只要折射率於濃度調變區域至少自光擴散性微粒子至濃度固定區域實質上連續地發生變化即可。因此，例如，即便於光擴散性微粒子與濃度調變區域之界面、及/或濃度調變區域與濃度固定區域之界面上存在特定範圍內(例如折射率差為0.05以下)之折射率差距，亦可容許該差距。
上述濃度調變區域30之厚度(自濃度調變區域最內部至濃度調變區域最外部之距離)可固定(即，濃度調變區域亦可於光擴散性微粒子之周圍擴展成同心球狀)，亦可根據光擴散性微粒子表面之位置而厚度不同(例如亦可成為金平糖之外周形狀)。濃度調變區域30之厚度較佳為根據光擴散性微粒子表面之位置而不同。若為此種構成，則可於濃度率調變區域30，使折射率更平穩地連續變化。
上述濃度調變區域30之平均厚度較佳為5 nm~500 nm、更佳為12nm~400 nm、進而較佳為15 nm~300 nm。若平均厚度未達5 nm，
則存在後方散射變大之情形。若平均厚度超過500 nm，則存在擴散性變得不充分之情形。如此，本發明之光擴散元件儘管濃度調變區域30之平均厚度非常薄，但可實現霧度值較高、具有較強之擴散性、且抑制後方散射之薄膜之光擴散元件。關於上述平均厚度，於濃度調變區域30之厚度根據光擴散性微粒子表面之位置而不同之情形時為平均厚度，於厚度固定之情形時為該厚度。
上述光擴散元件霧度值越高越好，具體而言，較佳為70%以上，更佳為90~99.5%，進而較佳為92~99.5%，尤佳為95~99.5%，最佳為97~99.5%。藉由霧度值為70%以上，可較佳地用作準直背光正面擴散系統中之正面光擴散元件。再者，所謂準直背光正面擴散系統，係指於液晶顯示裝置中，使用準直背光(向固定方向聚光之亮度半值寬較窄之背光)且於上側偏光板之視認側設置有正面光擴散元件之系統。
關於上述光擴散元件之擴散特性，若以光擴散半值角表示，則較佳為10°~150°(單側5°~75°)，更佳為10°~100°(單側5°~50°)，進而較佳為30°~80°(單側15°~40°)。
上述光擴散元件之厚度可根據目的或所需之擴散特性而適當地設定。具體而言，上述光擴散元件之厚度較佳為4 μm~50 μm、更佳為4 μm~20 μm。根據本發明，儘管為如上述般非常薄之厚度，亦可獲得具有如上所述之非常高之霧度之光擴散元件。
根據本發明之製造方法，可獲得平滑性優異之光擴散元件。如上述般平滑性優異之光擴散元件之後方散射較少。
上述光擴散元件之算術平均表面粗糙度Ra較佳為未達0.05 mm，更佳為0.04 mm以下，進而較佳為0.03 mm以下。光擴散元件之算術平均表面粗糙度Ra係越小越好，但實用之下限值例如為0.001 mm。再者，於本說明書中，「算術平均表面粗糙度Ra」係JIS B 0601(1994年
版)中所規定之算術平均表面粗糙度Ra。
上述光擴散元件之十點平均表面粗糙度Rz較佳為未達0.20 μm，更佳為未達0.17 μm，進而較佳為未達0.15 μm。光擴散元件之十點平均粗糙度Rz越小越好，但實用之下限值例如為0.005 μm。再者，於本說明書中，「十點平均表面粗糙度Rz」係JIS B 0601(1994年版)中所規定之十點平均表面粗糙度Rz。
上述光擴散元件之平均傾斜角度θa較佳為未達0.50°，更佳為未達0.45°，進而較佳為0.40°以下。光擴散元件之平均傾斜角度θa越小越好，但實用之下限值例如為0.01°。再者，於本說明書中，平均傾斜角度θa係由下述式(4)定義。
θa=tan-1
△a．．．(4)
於上述式(1)中，△a係如下述數式(5)所示般，就JIS B 0601(1994年度版)中所規定之粗糙度曲線之基準長度L而言，為相鄰之波峰之頂點與波谷之最低點的差(高度h)之合計(h1+h2+h3．．．+hn)除以上述基準長度L而獲得之值。上述粗糙度曲線係利用相位差補償形高波段濾波器自剖面曲線去除長於特定波長之表面起伏成分而獲得之曲線。又，所謂上述剖面曲線，係於利用與對象面成直角之平面切斷對象面時其切口所表現出之輪廓。
△a=(h1+h2+h3．．．+hn)/L．．．(5)
於一實施形態中，上述光擴散元件係十點平均表面粗糙度Rz較佳為未達0.20 μm、更佳為未達0.17 μm、進而較佳為未達0.15 μm，且平均傾斜角度θa較佳為未達0.5°、更佳為未達0.45°、進而較佳為未達0.40°。
上述光擴散元件可較佳地用於液晶顯示裝置之視認側構件、液晶顯示裝置之背光用構件、照明器具(例如有機EL、LED)用擴散構件，尤其可較佳地用作準直背光正面擴散系統之正面擴散元件。上述
光擴散元件可單獨作為膜狀或板狀構件而提供，亦可貼附於任意之適當之基材或偏光板上而作為複合構件提供。又，亦可於光擴散元件上積層抗反射層。
以下，藉由實施例而對本發明具體地進行說明，但本發明並不受該等實施例所限定。實施例中之評價方法如下所述。又，只要無特別說明，則實施例中之「份」及「%」為重量基準。
利用微計測器式厚度計(Mitutoyo公司製造)測定基材與光擴散元件之合計厚度，自該合計厚度減去基材之厚度而算出光擴散元件之厚度。
根據JIS 7136中所規定之方法，利用霧度計(村上色彩科學研究所公司製造、商品名「HN-150」)進行測定。
將實施例及比較例中所獲得之光擴散元件與基材之積層體經由透明黏著劑而貼合於黑丙烯酸板(住友化學公司製造、商品名「SUMIPEX」(註冊商標)、厚度2 mm)上而作為測定試樣。利用分光光度計(日立計測器公司製造、商品名「U4100」)測定該測定試樣之積分反射率。另一方面，使用自上述光擴散元件用塗佈液中去除微粒子之塗佈液製作基材與透明塗佈層之積層體而作為對照試樣，以與上述相同之方式測定積分反射率(即表面反射率)。藉由自上述測定試樣之積分反射率減去上述對照試樣之積分反射率(表面反射率)而算出光擴散元件之後方散射率。
使用微細形狀測定機(小坂研究所公司製造、商品名「Surf
Corder ET-4000」)測定十點平均表面粗糙度Rz、算術平均表面粗糙度Ra及平均傾斜角度θa。
利用液氮使實施例及比較例中所獲得之光擴散元件與基材之積層體冷卻，並且使用切片機切割成0.1 μm之厚度而作為測定試樣。對於該測定試樣之剖面，使用穿透式電子顯微鏡(TEM)(日立製作所製造、商品名「H-7650」、加速電壓100kV)觀察二維圖像，確認該測定試樣之光擴散元件內之疏密之產生。於直接倍率×1,200、MAGNIFICATION×10,000之測定視野(13.9 μm×15.5 μm)中，對基質中不存在超微粒子成分且作為白點而觀察到之部分(即測定視野內之源自光擴散性微粒子之較白之部分以外之白點)之數進行計數。針對實施例及比較例中所獲得之光擴散元件與基材之積層體，分別於20處如上所述般對白點之數進行計數，算出其平均值。將該平均值示於表1。白點之數越多，則評價為超微粒子成分之疏密越多。
自具備多區域型垂直排列型模式之液晶單元之市售之液晶電視(SONY公司製造，Bravia 20型、商品名「KDL20J3000」)取出液晶單元，於該液晶單元之兩側，以各自之偏光子之吸收軸正交之方式貼合市售之偏光板(日東電工公司製造、商品名「NPF-SEG1423DU」)。更具體而言，以背光側偏光板之偏光子之吸收軸方向成為垂直方向(與液晶面板之長邊方向成90°)，視認側偏光板之偏光子之吸收軸方向成為水平方向(與液晶面板之長邊方向成0°)之方式貼合。進而，於視認側偏光板之外側，自基材上轉印並貼合實施例及比較例之光擴散元件而製作液晶面板。
另一方面，於PMMA片材之單面，使用轉印輥對雙凸透鏡之圖案
進行熔融熱轉印。於與形成有透鏡圖案之面相反側之面(平滑面)，以光僅透過透鏡之焦點之方式進行鋁之圖案蒸鍍，形成開口部之面積比率7%(反射部之面積比率93%)之反射層。以此種方式製作聚光元件。使用冷陰極螢光燈(索尼公司製造，BRAVIA20J之CCFL)作為背光之光源，於該光源上安裝聚光元件而製作射出準直光之平行光光源裝置(背光單元)。
於上述液晶面板上併入上述背光單元而製作準直背光正面擴散系統之液晶顯示裝置。
按照出射光以與液晶顯示裝置之垂直方向所成之角度15°入射之方式，配置並照射螢光燈(200lx：照度計IM-5之測定值)，利用AUTRONIC MELCHERS公司製造之ConoScope測定黑顯示及白顯示之亮度而評價對比度。
將作為光擴散性微粒子之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒子(積水化成品工業公司製造、商品名「XX131AA」、平均粒徑2.5 μm、折射率1.49)15份、與作為有機溶劑之乙酸丁酯及MEK之混合溶劑(重量比50/50)30份混合，攪拌60分鐘而製備混合液。
繼而，於所獲得之混合液中，添加含有62%作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子(平均粒徑60 nm、折射率2.19)之硬塗用樹脂(JSR公司製造、商品名「Opstar KZ6661」(含有MEK/MIBK))100份、作為樹脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造、商品名「Viscoat#300」、折射率1.52、分子量298)22份、光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemical公司製造、商品名「Irgacure 907」)0.5份及調平劑(DIC公司製造、商品名「GRANDIC PC 4100」)0.5份，使用分散機攪拌15分鐘而製備塗佈液。
製備該塗佈液後立即使用棒式塗佈機塗佈於TAC膜(FUJI FILM公司製造、商品名「Fujitac」)上，於60℃下加熱1分鐘後，照射累積光量300 mJ之紫外線，獲得厚度10 μm之光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。進而，將光擴散元件剖面之TEM照片示於圖5(a)。
再者，將暗處之白亮度設為300 cd/m2
，結果黑亮度成為0.3 cd/m2
，暗處之對比度為1000。
代替作為脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造、商品名「Viscoat#300」、折射率1.52、分子量298)而使用二季戊四醇六丙烯酸酯(新中村化學工業公司製造、商品名「NK酯」、折射率1.52、分子量632)，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。將結果示於表1。
代替作為有機溶劑之乙酸丁酯及MEK之混合溶劑(重量比50/50)30份而使用MEK30份，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。將結果示於表1。
於含有62%作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子(平均粒徑60 nm、折射率2.19)之硬塗用樹脂(JSR公司製造、商品名「Opstar KZ6661」(含有MEK/MIBK))100份中，添加作為樹脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造、商品名「Viscoat#300」、折射率1.52)之50%MEK溶液11份、光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemical公司製造、商品名「Irgacure 907」)0.5份、
調平劑(DIC公司製造、商品名「GRANDIC PC 4100」)0.5份、及作為光擴散性微粒子之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒子(積水化成品工業公司製造、商品名「XX131AA」、平均粒徑2.5 μm、折射率1.49)15份。對該混合物進行5分鐘超音波處理而製備上述各成分均勻地分散之塗佈液。將該塗佈液靜置24小時後，使用棒式塗佈機塗佈於TAC膜(FUJI FILM公司製造、商品名「Fujitac」)上，於60℃下加熱1分鐘後，照射累積光量300 mJ之紫外線，獲得厚度10 μm之光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。將結果示於表1。進而，將光擴散元件剖面之TEM照片示於圖5(b)。
於含有62%作為超微粒子成分之氧化鋯奈米粒子(平均粒徑60 nm、折射率2.19)之硬塗用樹脂(JSR公司製造、商品名「Opstar KZ6661」(含有MEK/MIBK))100份中，添加作為樹脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造、商品名「Viscoat#300」、折射率1.52)之50%乙酸丁酯溶液11份、光聚合起始劑(Ciba Specialty Chemical公司製造、商品名「Irgacure 907」)0.5份、調平劑(DIC公司製造、商品名「GRANDIC PC 4100」)0.5份、及作為光擴散性微粒子之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒子(積水化成品工業公司製造、商品名「XX131AA」、平均粒徑2.5 μm、折射率1.49)15份。對該混合物進行5分鐘超音波處理而製備上述各成分均勻地分散之塗佈液。將該塗佈液靜置72小時後，使用棒式塗佈機塗佈於TAC膜(FUJI FILM公司製造、商品名「Fujitac」)上，於60℃下加熱1分鐘後，照射累積光量300 mJ之紫外線，獲得厚度10 μm之光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。將結果示於表1。
製備塗佈液後，不靜置而立即塗佈，除此以外，以與比較例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。將結果示於表1。
製備塗佈液後，不靜置而立即塗佈，將加熱溫度設為100℃，除此以外，以與比較例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件供於上述(2)~(6)之評價。將結果示於表1。進而，將光擴散元件剖面之TEM照片示於圖5(c)。
根據實施例而明確，藉由本發明之光擴散元件之製造方法，即便製備塗佈液後立即塗佈，亦可製造霧度值較高並具有較強之擴散性之光擴散元件。又，利用本發明之製造方法所獲得之光擴散元件係表面平滑性優異，後方散射較少。根據超微粒子成分之疏密較少之情況而明確，藉由本發明之光擴散元件之製造方法，不易引起光擴散性微粒子及超微粒子成分之凝聚，因此可認為獲得具有如上所述之優異之特性之光擴散元件。進而，於使用低分子量單體作為樹脂成分之前驅物之情形時，可獲得光擴散性更優異之光擴散元件(實施例1與2之比較)。於使用沸點較高之溶劑作為混合液之有機溶劑之情形時，可獲
得表面平滑性更優異之光擴散元件(實施例1與3之比較)。另一方面，如比較例所示，於將光擴散性微粒子、樹脂成分之前驅物及超微粒子成分同時混合之情形時，若不將塗佈液靜置特定時間、或提高塗佈後之加熱溫度，則無法獲得充分之霧度值(比較例3)。又，於將塗佈液靜置特定時間之情形及提高塗佈後之加熱溫度之情形時，藉由光擴散性微粒子及/或超微粒子成分之凝聚，僅獲得後方散射較多之光擴散元件(比較例1、2及4)。
藉由本發明之製造方法所獲得之光擴散元件可較佳地用於液晶顯示裝置之視認側構件、液晶顯示裝置之背光用構件、照明器具(例如有機EL、LED)用擴散構件中，可尤其較佳地用作準直背光正面擴散系統之正面擴散元件。
10‧‧‧基質
11‧‧‧樹脂成分
20‧‧‧光擴散性微粒子
30‧‧‧濃度調變區域
100‧‧‧光擴散元件
Claims (10)
- 一種光擴散元件之製造方法，其包括：將光擴散性微粒子與有機溶劑混合而製備混合液，並使該光擴散性微粒子膨潤之步驟A；將該混合液與包含樹脂成分之前驅物及超微粒子成分之基質形成材料混合之步驟B；及使該樹脂成分之前驅物聚合而形成包含樹脂成分及超微粒子成分之基質之步驟C。
- 如請求項1之光擴散元件之製造方法，其中上述樹脂成分之前驅物之分子量為100~700。
- 如請求項1或2之光擴散元件之製造方法，其中上述有機溶劑之沸點為70℃以上。
- 如請求項1或2之光擴散元件之製造方法，其中上述有機溶劑為第1有機溶劑與第2有機溶劑之混合溶劑，且該第1有機溶劑與該第2有機溶劑相比更易滲透至上述光擴散性微粒子中，且與該第2有機溶劑相比揮發性較高。
- 如請求項1或2之光擴散元件之製造方法，其中進而包括對將上述混合液與包含上述樹脂成分之前驅物及上述超微粒子成分之基質形成材料混合而獲得的分散液進行加熱之步驟，且加熱溫度為80℃以下。
- 如請求項1或2之光擴散元件之製造方法，其中於上述步驟C中，在上述基質與上述光擴散性微粒子之界面附近，形成隨著遠離該光擴散性微粒子而該超微粒子成分之重量濃度變高之實質上為球殼狀之濃度調變區域。
- 一種光擴散元件，其係藉由如請求項1至6中任一項之方法而獲 得者，且霧度值為70%以上。
- 如請求項7之光擴散元件，其十點平均表面粗糙度Rz未達0.20 μm。
- 如請求項7或8之光擴散元件，其平均傾斜角度θa未達0.50°。
- 如請求項7或8之光擴散元件，其算術平均表面粗糙度Ra未達0.05 mm。
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Citations (4)
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| US20020001055A1 (en) * | 2000-05-16 | 2002-01-03 | Yoshihisa Kimura | Light diffusion sheet |
| JP2005309399A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光拡散フィルムの製造方法、反射防止フィルムおよびそれを用いた偏光板並びに液晶表示装置 |
| TW201218854A (en) * | 2010-09-21 | 2012-05-01 | Nitto Denko Corp | Organic el device |
| CN102667586A (zh) * | 2009-11-30 | 2012-09-12 | 日东电工株式会社 | 液晶显示装置 |
-
2013
- 2013-04-15 TW TW102113378A patent/TWI472808B/zh not_active IP Right Cessation
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