TWI578027B - 光擴散膜之製造方法及光擴散膜 - Google Patents
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Description
本發明關於光擴散膜之製造方法及光擴散膜。尤指有關能夠高效率地製造光擴散膜之光擴散膜的製造方法及用該方法得到的光擴散膜,上述光擴散膜可容易地調節多個百葉結構區域中的板狀區域之傾斜角組合,並有效的擴大光擴散角度區域。
以往,在液晶顯示裝置中,可利用設在裝置內部之光源(內部光源)射出的光識別規定圖像。
然而,近年來,由於手機、車載用電視機等的普及,在室外觀看液晶顯示畫面之機會增加,由而產生來自內部光源之光強度不敵外光、不易看清規定畫面之問題。
此外,在手機等移動用途中,液晶顯示裝置之內部光源導致的電耗相對於總電耗佔有很大部分,因此產生頻繁使用內部光源時導致電池持續時間縮短的問題。
因此,為解決此等問題,已開發用外光作為光源之反射型液晶顯示裝置。
該反射型液晶顯示裝置由於使用外光作為光源,因此,外光越強,越能顯示鮮明的圖像,而且,還能有效抑制內部光源之電力消耗。
即,已提出在如此的反射型液晶顯示裝置中,為高效率地使外光透射而進入液晶顯示裝置內部,並將此外光作為光源有效利用,具備用於高效率地進行光擴散的光擴散膜(例如,專利文獻1)。
更具體地說,如第24a~24b圖所示,專利文獻1已公開一種液晶裝置1112,其具有在上基板1103與下基板1107之間夾持液晶層1105而成的液晶單元、設在下基板1107側的光反射板1110、及設在液晶層1105與光反射板1110之間的光控制板(光擴散膜)1108。
並且,設有用於使以規定角度入射的光選擇性地散射且使以規定角度以外的角度入射之光透射的光控制板1108,該光控制板1108以下述方式配置在液晶單元中:使得將以規定角度入射的光選擇性地散射的方向投影在光控制板1108表面上的散射軸方向1121在液晶單元面內基本上成6點鐘方向之方位。
此外,已知在反射型液晶顯示裝置中使用的光擴散膜有各種形態,尤其是具備百葉(louver)結構的光擴散膜被廣泛使用,在上述百葉結構中,順著沿膜面的任一方向,將細長板狀的高折射率區域及細長板狀的低折射率區域交互地平行配置,由此,能夠在膜內控制光方向或調節光分散性(例如,專利文獻2~4)。
即,專利文獻2已公開一種光控制膜,其特徵在於,上述光
控制膜通過從特定方向向含多種具有聚合性碳碳雙鍵之化合物的膜狀組合物照射紫外線而使該組合物固化而得到,上述光控制膜選擇性地僅使特定角度範圍之入射光散射,在該光控制膜(光擴散膜)中,上述組合物中所含的至少一種化合物係分子內具有多個芳香環及一個聚合性碳碳雙鍵之化合物。
此外,專利文獻3已公開一種以含有分子內具有聚合性碳碳雙鍵之芴系化合物(A)、與該芴系化合物(A)之折射率不同的陽離子聚合性化合物(B)及光陽離子聚合引發劑(C)為特徵之光固化性組合物與使其固化而成的光控制膜。
另外,專利文獻4已公開一種至少由(A)通式(5)表示的雙酚A型環氧樹脂或溴化雙酚A型環氧樹脂、(B)結構單元中至少含一個以上烯不飽和鍵之具有自由基聚合性的化合物、(D)通過化學放射線而產生自由基種的光聚合引發劑及(E)通過熱量而產生陽離子種之熱聚合引發劑組成的光擴散膜用組合物及用該組合物製成的光擴散膜。更具體地說,已公開一種光擴散膜用組合物及用該組合物製成的光擴散膜,上述光擴散膜用組合物之特徵在於,常溫下(B)具有自由基聚合性的化合物之折射率較(A)雙酚A型環氧樹脂或溴化雙酚A型環氧樹脂與(C)分子內至少具有一個陽離子聚合性基團之化合物低。
(通式(5)中,R表示氫原子或溴原子,重複數p表示自然數。)
另一方面,已公開為進一步擴大光擴散入射角度區域之寬度而將光擴散膜層疊的方法(例如,專利文獻5)。
即,專利文獻5已公開一種投影用螢幕,其特徵在於,將多片光控制膜(光擴散膜)層疊而成,上述光控制膜對霧度有角度依賴性,相對於其表面,以0~180°的角度使光入射時,顯示60%以上的霧度之光散射角度區域為30°以上。
此外,作為擴大光擴散入射角度區域之寬度的其他方法,還已公開在預先製成的光擴散膜上再塗佈光擴散膜用組合物後光固化,從而在膜內形成2個百葉結構之方法(例如,專利文獻6)。
即,專利文獻6已公開一種光控制板(光擴散膜)之製造方法,其特徵在於,包括第1步驟及第2步驟,並根據需要重複進行第2步驟,在上述第1步驟中,將由各自的折射率有差異的多個在分子內具有1個以上聚合性碳碳雙鍵之化合物組成的樹脂組合物維持在膜上,從特定方法照射紫外線而使該組合物固化;在上述第2步驟中,在所得固化物上將樹脂組合物維持(塗佈)在膜上,從與第1步驟不同的方向照射紫外線而使其固化。
此外,作為擴大光擴散入射角度區域寬度之另一種方法,還公開了一種對光擴散膜用組合物照射具有特定波長分佈之紫外線,在膜內之規定範圍形成彎曲的百葉結構之方法(例如,專利文獻7)。
即,對比檔7已公開由一種光控制膜(光擴散膜)之製造方法,對含有各分子內具有聚合性碳碳鍵且折射率互不相同的至少2種化合物之膜狀組合物,隔著在波長313nm之透射率為0~60%的干涉濾光片照射紫外線,使該組合物固化。
除此之外,雖然不是以擴大光擴散入射角度區域寬度為目的之方法,而是以抑制光擴散膜之黏連感為目的之方法,還公開一種分2次對光擴散膜用組合物進行光照射的光擴散膜之製造方法(例如,專利文獻8)。
即,專利文獻8已公開一種光控制板(光擴散膜)之製造方法,其特徵在於,將光從特定方向照射在由形成於片材上之光聚合組合物構成的膜狀體上,使該膜狀體固化而得到固化膜後,在該固化膜上以密合的方式層壓透明基材後,用光照射。
專利文獻1:日本特許3480260號公報(申請專利範圍)
專利文獻2:日本特開2006-350290號公報(申請專利範圍)
專利文獻3:日本特開2008-239757號公報(申請專利範圍)
專利文獻4:日本特許3829601號公報(申請專利範圍)
專利文獻5:日本特開2005-316354號公報(申請專利範圍)
專利文獻6:日本特開昭63-309902號公報(申請專利範圍)
專利文獻7:日本特開2006-323379號公報(申請專利範圍)
專利文獻8:日本特開平11-133213號公報(申請專利範圍)
然而,專利文獻1~4中所公開的光擴散膜由於其膜內僅形成有1個百葉結構,因此,光擴散中的光擴散角度區域狹小,因此,在反射型液晶顯示裝置中,難以高效率地利用外光。
此外,從降低成本之角度考慮而減小該膜的膜厚時,無法保持光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,從而在光擴散角度區域內之規定角度顯示非常強的峰。
這表明,在該規定角度,入射光無擴散地透射光擴散膜。
因此,將此種的光擴散膜用在反射型液晶顯示裝置上時,出現顯示畫面內會有斑點,可視性變得非常差的問題。
另一方面,專利文獻5所公開的光擴散膜雖然能夠在一定程度上擴大光擴散入射角度區域之寬度,但由於將多片光擴散膜層疊,引起不僅總膜厚增加,而且會產生圖像鮮明度下降、出現虹彩色(莫爾現象)或成品率低的此種問題。
此外,專利文獻6所公開的擴散膜雖然能夠一定程度上擴大光擴散角度區域之寬度,但由於是在第1片光擴散膜上另行形成其他的光擴散膜,因此,不僅成品率差,而且容易出現層間剝離,進而,從降低膜厚的角度考慮,也有改善的必要。
還有,專利文獻7公開的光擴散膜雖然也能夠一定程度上擴大光擴散入射角度區域,但由於照射具有特定波長分佈的紫外線,因此,出現必須使用特定的干涉濾光片、製造步驟變得煩雜的問題。
此外,在光擴散膜用組合物含有對特定波長的紫外線具有吸收特性的成份之情況下,還存在難以在膜內的規定範圍形成彎曲的百葉結構,從而難以穩定地製造所期望的光擴散膜之問題。
另一方面,在專利文獻8所公開的光擴散膜只不過是為抑制其黏連,以使光擴散膜完全固化為目的而進行2階段之光照射。
更具體地說,由於是在通過第1次光照射而在膜內形成百葉結構之後在第2次的光照射中照射擴散光,因此,不會由於第2次光照射而形成新的百葉結構等,只是使膜內殘留的單體成份固
化。
由此,專利文獻8所公開的光擴散膜存在與專利文獻1~4同樣的問題。
因而,高效率的製造光擴散角度區域得到有效擴大且總膜厚得到充分降低的光擴散膜是仍然難以實現的狀況。
據此,本發明之發明人鑒於上述情況進行深入的研究,結果發現,通過實施包含規定步驟之光擴散膜的製造方法,能夠高效率地在同一膜內形成具有規定結構之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,並由此能夠解決上述問題,從而完成本發明。
即,本發明之目的是,提供一種能夠高效率地製造光擴散膜之光擴散膜的製造方法及用該方法得到的光擴散膜,上述光擴散膜可容易地調節多個百葉結構區域中的板狀區域之傾斜角組合,並提高光擴散角度區域中的擴散光之強度均勻性高,還擴大光擴散角度區域。
根據本發明,通過提供光擴散膜之製造方法,能夠解決上述問題,上述光擴散膜之製造方法,其特徵在於,上述光擴散膜具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,上述光擴散膜之製造方法包括下述步驟(a)~(d),(a)準備含折射率不同的2種聚合性化合物之光擴散膜用組
合物的步驟,(b)對加工片塗佈光擴散膜用組合物而形成塗佈層之步驟,(c)在有氧氣氛下,對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域,並在塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟,(d)在非氧氣氛下,對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域之步驟。
即,在本發明之光擴散膜的製造方法中,由於是在有氧氣氛下(優選在空氣氣氛下)對由規定的光擴散膜用組合物構成的塗佈層進行第1活性能量射線照射,因此,能夠在塗佈層下方部分高效率地形成第1百葉結構區域,同時,利用氧阻礙的影響,在塗佈層之上方部分穩定地保留百葉結構未形成區域。
此外,由於是在非氧氣氛下進行第2活性能量射線照射,因此,能夠在所得百葉結構未形成區域抑制氧阻礙的影響而高效率地形成第2百葉結構區域。
還有,通過適宜地調節各活性能量射線照射中的照射角度,能夠容易地調節各百葉結構區域中的板狀區域之傾斜角組合。
因而,使用本發明之光擴散膜的製造方法,能夠高效率地製造在光之透射及擴散中具有良好的入射角度依賴性之同時在光擴
散角度區域中的擴散光之均勻性高、並且有效擴大了光擴散角度區域之光擴散膜。
應予說明,在本發明中,“光擴散入射角度區域”是指相對於光擴散膜,使來自點光源之入射光的角度變化時,與射出擴散光相對應的入射光之角度範圍。
另一方面,在本發明中,“光擴散角度區域”是指將點光源固定在入射光相對於光擴散膜最擴散的角度,並在該狀態下得到的擴散光之角度範圍。
在此,在本發明之光擴散膜中,在特性上,光擴散角度區域之寬度(以下有時稱“擴散光之開角”)與光擴散入射角度區域之寬度大致相同。
還有,“良好的入射角度依賴性”是指光擴散入射角度區域與入射光不擴散而以原狀透射的非擴散入射角度區域之間的區別得到明確控制。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,在第1及第2活性能量射線照射中,以對塗佈層的上表面以線狀照射活性能量射線為較宜.
通過如此實施,可以更高效率地形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,以使第1活性能量射線照射中的照射角度與第2活性能量射線照射中的照射角度之差的絕對值為1°以上的值為較宜。
通過如此實施,能夠更有效地擴大所得光擴散膜中的光擴散角度區域。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,以使第1活性能量射線照射中的塗佈層表面之照度為0.1~3mW/cm2範圍內的值為較宜。
通過如此實施,能夠在高效率地形成第1百葉結構區域之同時,更穩定地保留百葉結構未形成區域。
應予說明,在此所說的照度是指在照射在塗佈層表面之活性能量射線顯示最大值的部分之測定值。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,以使第1活性能量射線照射中的塗佈層表面的光量為5~100mJ/cm2範圍內的值為較宜。
通過如此實施,能夠在高效率地形成第1百葉結構區域之同時,更穩定地保留百葉結構未形成區域。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,以使上述第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之照度為0.1~20mW/cm2範圍
內的值為較宜。
通過如此實施,能夠在百葉結構未形成區域更高效率地形成第2百葉結構區域。
應予說明,在此所說的照度與第1活性能量射線照射時同樣,是指在照射在塗佈層表面之活性能量射線顯示最大值的部分之測定值為較宜。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,以使第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之光量為5~300mJ/cm2範圍內的值。
通過如此實施,能夠在百葉結構未形成區域進一步高效率地形成第2百葉結構區域。
此外,在實施本發明之光擴散膜的製造方法時,以在(d)步驟中,對所述塗佈層之上表面在層壓活性能量射線透射片的狀態下進行第2活性能量射線照射為較宜。
通過如此實施,能夠更有效地抑制氧阻礙的影響,在百葉結構未形成區域,更高效率地形成第2百葉結構區域。
應予說明,這時,上述照度及光量是指在活性能量射線透射片表面上的值。
此外,本發明之另一實施方式是一種光擴散膜,其中,具有
將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,通過包括下述步驟(a)~(d)的製造方法而得到,(a)準備含折射率不同的2種聚合性化合物之光擴散膜用組合物的步驟,(b)對加工片塗佈光擴散膜用組合物塗佈而形成塗佈層之步驟,(c)在有氧氣氛下,對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域,並在上述塗佈層的上方部分保留百葉結構未形成區域之步驟,(d)在非氧氣氛,對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域之步驟。
即,本發明之光擴散膜在膜內具有第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,因此,能夠在光之透射及擴散中具有良好的入射角度依賴性且在光擴散角度區域中的擴散光之均勻性優異,並能夠有效擴大光擴散角度區域。
本發明之第1實施方式是一種光擴散膜的製造方法,其特徵在於,上述光擴散膜具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜
面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,上述光擴散膜之製造方法包括下述步驟(a)~(d):(a)準備含折射率不同的2種聚合性化合物之光擴散膜用組合物的步驟,(b)對加工片塗佈光擴散膜用組合物而形成塗佈層之步驟,(c)在有氧氣氛下(以在空氣氣氛下為較宜),對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域並,在塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟,(d)在非氧氣氛下,對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域之步驟。
下面,適當參照圖式,對本發明之第1實施方式作具體說明,但為使說明容易理解,首先,對光擴散膜之基本原理及用本發明的光擴散膜之製造方法得到的規定的光擴散膜中的光擴散之基本構成進行說明。
首先,使用圖1~2對光擴散膜中的光擴散基本原理進行說明。
首先,圖1a已示出光擴散膜10的上表面圖(平面圖),第1b圖已示出將圖1a所示光擴散膜10沿虛線A-A在垂直方向上切
開、從箭頭所示方向眺望切開面時的光擴散膜10之截面圖。
此外,圖2a示出光擴散膜10之整體圖,圖2b示出從X方向觀看圖2a之光擴散膜10時的截面圖。
如上述圖1a之平面圖所示,光擴散膜10具有順著沿膜面之任一方向將折射率相對較高的板狀區域12及折射率相對較低的板狀區域14交互地平行配置而成之百葉結構13。
此外,如圖1b的截面圖所示,高折射率之板狀區域12及低折射率之板狀區域14分別具有規定厚度,即使在光擴散膜10之垂直方向上,也保持著交互平行配置的狀態。
由此,如圖2a所示,當入射角在光擴散入射角區域內時,推斷入射光通過光擴散膜10而擴散。
即,如圖1b所示,相對於百葉結構13之邊界面13’,入射光對於光擴散膜10之入射角為平行~規定角度範圍內的值,即,光擴散入射角區域內的值時,推斷入射光(52、54)在使方向進行變化的同時,沿膜厚方向穿過百葉結構內的高折射率板狀區域12內,從而在光射出面一側的光之行進方向變得不一樣。
其結果,當入射角在光擴散入射角度區域內時,推斷入射角會通過光擴散膜10而擴散(52’、54’)。
另一方面,入射光對於光擴散膜10之入射角在光擴散入射角
度區域以外時,如圖1b所示,推斷入射光56不因光擴散膜而擴散,而是原狀透射光擴散膜10(56’)。
根據以上基本原理,具有百葉結構13之光擴散膜10如例如圖2a所示地,可在光之透射及擴散中發揮入射角度依賴性。
此外,如圖2a所示,光擴散膜在入射光之入射角包含在光擴散入射角區域內時,即使在其入射角不同的情況下,也能在光射出面一側進行基本相同的光擴散。
因此,可以說得到的光擴散膜還具有使光集中在規定地方之集光作用。
在此,光擴散入射角度區域如圖2a所示,是根據光擴散膜中的百葉結構之折射率差、傾斜角等,就每一光擴散膜分別確定的角度區域。
此外,百葉結構內的高折射率區域12內的入射光之方向變化除圖1b所示的通過全反射而直線狀地曲折地進行方向變化之階躍型的情形之外,還可考慮曲線狀地進行方向變化之漸變型。
此外,由本發明得到的光擴散膜以為具有各向異性之光擴散膜(以下有時稱“各向異性光擴散膜”為宜)。
在此,“各向異性”是指如圖2a所示,光通過膜而擴散時,擴散的射出光中在與膜平行的面內的該光之擴散程度(擴散光之
擴散形狀)具有根據在該面內的方向而不同的性質。
更具體地說,如圖2a所示,在入射光所含的成份中,與順著沿膜面的任一方向延伸的百葉結構之方向垂直的成份選擇性地出現光擴散,另一方面,入射光中所含成份中,與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向平行的成份不易出現光擴散,由此,各向異性光擴散得以實現。
因此,具有各向異性之光擴散膜中的擴散光之擴散形狀如第2a圖所示,成近似橢圓狀。
此外,如上所述,參與各向異性光擴散之入射光的成份主要是與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向垂直的成份,因此,如圖2b所示,在本發明中,入射光之“入射角θ1”是指與順著沿膜面的任一方向延伸的百葉結構之方向垂直的成份之入射角。此外,這時,入射角θ1是指將相對於光擴散膜之入射側表面的法線之角度設為0°時的角度(°)。
此外,在本發明中,“擴散光之開角”是指光擴散角度區域之寬度,是如圖2b所示的從與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向平行的方向X眺望膜截面時擴散光相對於規定入射角θ1之入射光的開角θ2。
接著,利用圖式,對由本發明之製造方法得到的光擴散膜之
基本構成進行說明。
如圖3a~3b所示,由本發明之製造方法得到的光擴散膜40之特徵在於,沿光擴散膜膜厚方向,從下方依次具有第1百葉結構區域20及第2百葉結構區域30。
因此,由本發明之製造方法得到的光擴散膜如例如圖3a所示,通過使各百葉結構區域所具有的入射角度依賴性不同,可提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並可有效擴大光擴散入射角度區域。
另一方面,如圖3b所示,使各百葉結構區域所具有的光擴散角度區域重複時,雖然對光擴散角度區域之擴大所起的作用小,但能穩定地使膜厚方向之作為整體的百葉長度延長,因此,能有效提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
在此,上述“下方”是指在加工片(process sheet)上設置塗佈層時,塗佈層之膜厚方向的靠近加工片之一側。因此,是為便於說明本發明而採用的一個用語,而非是對光擴散膜自身的上下方向之任何限定。
此外,本發明之光擴散膜的製造方法之特徵在於,對由光擴散膜用組合物構成的塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域,並在塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域。
本發明之製造方法的特徵還在於,然後,對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域。
因而,由本發明之製造方法得到的光擴散膜可採用第4a~4b圖所示的形態。
即,作為第1種形態,可舉出第4a圖所示的光擴散膜40,其具有第1百葉結構區域20的上端部與第2百葉結構區域30之下端部重合的重複百葉結構區域50。
此外,作為第2種形態,可舉出第4b圖所示的光擴散膜40,在該光擴散膜40中,在第1百葉結構區域20與第2百葉結構區域30之介面存在未形成有百葉結構的間隔部分50’,或第1百葉結構區域20與第2百葉結構區域30正好相接。
另一方面,如第4c圖所示,膜內部存在的2個百葉結構區域(20、30)過度重合的光擴散膜42無法通過以分2個階段實施活性能量射線照射為特徵之本發明的製造方法而得到。
步驟(a)是準備光擴散膜用組合物之步驟。
更具體地說,以在40~80℃之高溫條件下將折射率不同的2種化合物攪拌而形成均勻的混合液為較宜。
此外,較宜為,與此同時,根據需要,在混合液中添加光聚合引發劑等添加劑後,在攪拌至均勻的同時,再根據需要添加稀釋溶劑,使混合液達到需要的粘度,由此得到光擴散膜用組合物之溶液。
下面對步驟(a)作更具體的說明。
在折射率不同的2種聚合性化合物中,對折射率高的聚合性化合物(以下有時稱“(A)成份”)之種類未予特別限定,但以其主成份為含多個芳香環之(甲基)丙烯酸酯為宜。
其理由是,據推斷,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成份,能夠使(A)成份之聚合速度比折射率低的一方之聚合性化合物(以下有時稱“(B)成份”)的聚合速度快,使它們的成份間之聚合速度產生規定的差異,有效抑制兩成份之共聚性。
其結果,在進行光固化時,能夠高效率地形成來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份之板狀區域交互地延伸的所謂的百葉結構。
此外,據推斷,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成份,能夠在單體階段與(B)成份具有充分的相容性之同時,還
能夠在聚合過程中,在多個相連的階段,使其與(B)成份之相容性降低至規定的範圍,更高效率地形成百葉結構。
另外,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成份,能夠提高百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的折射率,將其與來自(B)成份之板狀區域的折射率之差調整至規定以上的值。
因此,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成份,與後述的(B)成份之特性結合,能夠高效率地得到具有折射率不同的板狀區域交互延伸而成之第1百葉結構區域與第2百葉結構區域之光擴散膜。
在此,“含多個芳香環之(甲基)丙烯酸酯”是指(甲基)丙烯酸酯之酯殘基部分具有多個芳香環的化合物。
此外,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及甲基丙烯酸兩者。
此外,作為此種的(A)成份隻之含多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯例如可以是(甲基)丙烯酸聯苯酯、(甲基)丙烯酸萘基酯、(甲基)丙烯酸蒽基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯基酯、(甲基)丙烯酸聯苯基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸萘氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸蒽基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯氧基烷基酯等,或者芳香環上之氫原子的一部分被鹵素、烷基、烷氧基、鹵代烷基等取代的化合物等。
此外,作為(A)成份之含多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯優
選包括含聯苯環之化合物,特別是,以包括下列通式(1)表示之聯苯化合物為宜。
(通式(1)中,R1~R10各自獨立,R1~R10中之至少一個為下列通式(2)表示的取代基,其餘為氫原子、羥基、羧基、烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基烷基、羧基烷基與鹵原子中之任一取代基。)
(通式(2)中,R11為氫原子或甲基,碳原子數n為1~4的整數,重複數m為1~10的整數。)
其理由是,據推斷,通過含有具有特定結構之聯苯化合物作為(A)成份,能夠使(A)成與(B)成份之聚合速度產生規定的差異,將(A)成份與(B)成份之相容性降低至規定的範圍,從而降低兩成份之間的共聚性。
此外,能夠提高第1百葉結構與第2百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的折射率,更容易地使其與來自(B)成份之板狀區域的折射率之差調節至規定以上的值。
此外,通式(1)中的R1~R10包含烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基烷基與羧基烷基中之任一種時,其烷基部分之碳原子數較宜為1~4範圍內的值。
其理由是,上述碳原子數為大於4的值時,則存在(A)成份之聚合速度下降、來自(A)成份之板狀區域的折射率過低、難以高效率地形成第1百葉結構區域及第2百葉結構之情況。
因此,通式(1)中的R1~R10包含烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基烷基及羧基烷基中之任意種時,其烷基部分之碳原子數較宜為1~3之範圍內的值,尤宜為1~2之範圍內的值。
此外,通式(1)中之R1~R10為鹵代烷基或鹵原子以外的取代基,即,宜為不含鹵素之取代基。
其理由是,從對光擴散膜作焚燒等處理時防止戴奧辛發生、自保護環境之角度考慮,係較宜的。
此外,在具有以往的百葉結構之光擴散膜中,在獲取規定的百葉結構時,為使單體成份高折射率化,一般在單體成份中進行鹵素取代。
在這一點上,如果使用通式(1)表示的聯苯化合物,即使在不進行鹵素取代的情況下,也能使其具有高折射率。
因此,本發明中之使光擴散膜用組合物光固化而成的光擴散
膜即使在不含鹵素之情況下,也能發揮良好的入射角度依賴性。
此外,通式(1)中的R2~R9中的任一個宜為通式(2)表示的取代基。
其理由是,通過使通式(2)表示的取代基之位置位於R1及R10以外的位置,能夠在進行光固化前的階段有效防止(A)成份彼此定向、結晶化。
還有,其在進行光固化前的階段為液狀,即使不使用稀釋溶劑等,也能在表觀上使其與(B)成份均勻混合。
由此,可在光固化階段使(A)成份與(B)成份在微細水準上凝集、相分離,更高效率地得到具有第1百葉結構及第2百葉結構區域之光擴散膜。
還有,從同樣的觀點出發,通式(1)中的R3、R5、R6及R8中的任一個尤宜為通式(2)表示的取代基。
此外,通式(2)表示的取代基中之重複數m通常為1~10的整數。
其理由是,若重複數m為大於10的值,則將聚合部位與聯苯環連接的氧亞烷基鏈過長,有時會阻礙聚合部位中(A)成份彼此的聚合。
因此,通式(2)表示的取代基中之重複數m宜為1~4的整
數,尤宜為1~2的整數。
此外,從同樣的觀點出發,通式(2)表示的取代基中之碳原子數n通常宜為1~4的整數。
此外,若還考慮到作為聚合部位之聚合性碳碳雙鍵的位置過於靠近聯苯環而使得聯苯環成為立體障礙、導致(A)成份之聚合速度下降的情況,通式(2)表示的取代基中之碳原子數n較宜為2~4的整數,尤宜為2~3的整數。
此外,作為通式(1)表示的聯苯化合物之具體例子,可舉出下式(3)~(4)表示的化合物為宜。
此外,(A)成份之分子量宜為200~2500之範圍內的值。
其理由是,據推斷,通過使(A)成份之分子量在規定的範圍,可進一步加快(A)成份之聚合速度,更有效地降低(A)成份及
(B)成份之共聚性。
其結果,進行光固化時,能夠更高效率地形成來自(A)成份之板狀區域及來自(B)成份之板狀區域向交互延伸的百葉結構。
即,這是因為,若(A)成份之分子量為小於200的值,則有時會由於立體障礙而導致聚合速度下降,與(B)成份之聚合速度接近,與(B)成份之共聚容易發生。另一方面,若(A)成份之分子量為大於2500的值,則推斷為隨著與(B)成份的分子量之差變小,(A)成份之聚合速度會下降而與(B)成份之聚合速度接近,容易發生與(B)成份之共聚,其結果,有時難以高效率地形成百葉結構。
因此,(A)成份之分子量較宜為240~1500之範圍內的值,尤宜為260~1000之範圍內的值。
此外,(A)成份之分子量可根據由分子的組成及構成原子之原子量而得的計算值求出,也可用凝膠滲透色譜(GPC)作為重均分子量測出。
此外,本發明中的光擴散膜用組合物之特徵在於,作為形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中之折射率高的板狀區域之單體成份,含有(A)成份,但(A)成份宜為以一種成份含有。
其理由是,通過如此構成,能夠有效抑制來自(A)成份之板狀區域即折射率高的板狀區域中之折射率的波動,更高效率地得到具有第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之光擴散膜。
即,當(A)成份在(B)成份中的相容性低時,例如,(A)成份為鹵系化合物等時,作為使(A)成份與(B)成份相容的第3成份,有時並用其他(A)成份(例如,非鹵系化合物等)。
然而,這種情況下,由於上述第3成份之影響,來自(A)成份之折射率高的板狀區域之折射率有時會出現波動或容易下降。
其結果,與來自(B)成份之折射率低的板狀區域之折射率差有時會變得不均勻,或容易過度下降。
因此,較宜為,選擇與(B)成份具有相容性的高折射率之單體成份,將其用作單獨的(A)成份。
此外,例如,作為(A)成份之式(3)表示的聯苯化合物由於粘度低,從而具有與(B)成份之相容性,因此,可用作單獨的(A)成份。
此外,以使(A)成份的折射率為1.5~1.65之範圍內的值為宜。
其理由是,通過使(A)成份之折射率為上述範圍內的值,能
夠更容易地調節來自(A)成份之板狀區域的折射率與來自(B)成份之板狀區域的折射率之差,更高效率地得到具有第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之光擴散膜。
即,若(A)成份之折射率為小於1.5的值,則其與(B)成份的折射率之差過小,有時難以得到有效的光擴散角度區域。另一方面,若(A)成份之折射率為大於1.65的值,則雖然與(B)成份的折射率之差變大,但有時與(B)成份之表觀上的相容狀態都難以形成。
因此,(A)成份之折射率較宜為1.52~1.65之範圍內的值,尤宜為1.56~1.6之範圍內的值。
此外,上述(A)成份之折射率是指通過光照射而固化之前的(A)成份的折射率。
此外,折射率可按例如JISK0062予以測定。
此外,光擴散膜用組合物中的(A)成份之含量相對於後述的(B)成份100重量份,宜為25~400重量份之範圍內的值。
其理由是,若(A)成份之含量為小於25重量份的值,則有時(A)成份相對於(B)成份之存在比率小,來自(A)成份之板狀區域的寬度與來自(B)成份之板狀區域的寬度相比過小,難以
得到具有良好入射角度依賴性之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。此外,有時光擴散膜厚度方向之百葉長度不充分,顯示不出光擴散性。另一方面,若(A)成份之含量為大於400重量份的值,則(A)成份相對於(B)成份之存在比率大,來自(A)成份之板狀區域的寬度與來自(B)成份之板狀區域的寬度相比,過度地大,反而難以得到具有良好入射角度依賴性之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。此外,有時光擴散膜厚度方向之百葉長度不充分,顯示不出光擴散性。
因此,(A)成份含量相對於(B)成份100重量份,較宜為40~300重量份之範圍內的值,尤宜為50~200重量份之範圍內的值。
在折射率不同的2種聚合性化合物中,對折射率低的聚合性化合物((B)成份)之種類無特別限定,其主成份例如可舉出聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、側鏈有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物、含(甲基)丙烯醯基之有機矽樹脂、不飽和聚酯樹脂等,但以聚氨酯(甲基)丙烯酸酯為尤宜。
其理由是,使用聚氨酯(甲基)丙烯酸酯時,不僅可以更容易地調節來自(A)成份之板狀區域的折射率與來自(B)成份之
板狀區域的折射率之差,而且,能夠有效抑制來自(B)成份之板狀區域的折射率的波動、更高效率地得到具有第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之光擴散膜。
因而,下面主要就作為(B)成份之聚氨酯(甲基)丙烯酸酯進行說明。
在此,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者。
首先,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯由(a)具有至少2個異氰酸酯基團的化合物,(b)多元醇化合物、以二元醇化合物為宜、以聚亞烷基二醇為較宜,以及(c)羥基烷基(甲基)丙烯酸酯形成。
此外,(B)成份還包括具有氨基甲酸酯鍵重複單元的低聚物。
其中,作為(a)成份之具有至少2個異氰酸酯基團的化合物例如可舉出2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二亞甲基二異氰酸酯、1,4-苯二亞甲基二異氰酸酯等芳香族多異氰酸酯,六亞甲基二異氰酸酯等脂肪族多異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯等脂環式多異氰酸酯以及它們的縮二脲、異氰尿酸酯,以及與乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、蓖麻油等含活潑氫的低分子化合物的反應物即加合物(例如,苯二亞甲基二異氰酸酯系3官能加合物)等。
此外,在上述化合物中,以脂環式多異氰酸酯為尤宜。
其理由是,脂環式多異氰酸酯與脂肪族多異氰酸酯相比,由於立體構象等關係,容易在各異氰酸酯基團的反應速度上設置差異。
由此,能夠抑制(a)成份僅與(b)成份反應或(a)成份僅與(c)成份反應,使(a)成份切實地與(b)成份及(c)成份反應,防止產生多餘的副產物。
其結果,能夠有效抑制第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中來自(B)成份的板狀區域即低折射率板狀區域之折射率的波動。
此外,若使用脂環式多異氰酸酯,則與芳香族多異氰酸酯相比,能夠將所得(B)成份與(A)成份之相容性降低至規定的範圍,更高效率地形成百葉結構。
還有,若使用脂環式多異氰酸酯,則與芳香族多異氰酸酯相比,能夠降低所得(B)成份之折射率,從而能夠擴大與(A)成份的折射率之差,更切實地顯現光擴散性,並且能夠更高效率地形成光擴散角度區域內之擴散光均勻性高的百葉結構。
此外,在此類脂環式多異氰酸酯中,優選僅含2個異氰酸酯基團之脂環式二異氰酸酯。
其理由是,使用脂環式二異氰酸酯時,能夠與(b)成份及(c)成份定量反應,得到單一的(B)成份。
作為此類脂環式二異氰酸酯,可以舉出為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為尤宜。
其理由是,可在2個異氰酸酯基團之反應性上設置有效差異。
此外,在形成聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之成份中,作為(b)成份之聚亞烷基二醇,例如可舉出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中,以聚丙二醇為尤宜。
其理由是,聚丙二醇之粘度低,因此,不用溶劑也可操作。
此外,這是因為聚丙二醇在使(B)成份固化時成為該固化物中良好的軟鏈段,從而能夠有效提高光擴散膜之操作性及安裝性能。
此外,(B)成份之重均分子量可主要通過(b)成份之重均分子量進行調節。這裡,(b)成份之重均分子量通常為2300~19500,宜為4300~14300,較宜為6300~12300。
此外,在形成聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之成份中,作為(c)成份之(甲基)丙烯酸羥基烷基酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙基酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁基酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁基酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁基酯等。
此外,從降低所得聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之聚合速度、更
高效率地形成規定的百葉結構之角度考慮,以甲基丙烯酸羥基烷基酯為較宜,以甲基丙烯酸2-羥基乙基酯為尤宜。
此外,用(a)~(c)成份進行的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之合成可按常法實施。
此時,(a)~(c)成份之配合比例以莫耳比計,宜為(a)成份:(b)成份:(c)成份=1~5:1:1~5之比例。
其理由是,通過該配合比例,對於(b)成份所具有的2個羥基,分別有(a)成份所具有的一方之異氰酸酯基團與其反應而結合,而且,對於2個(a)成份分別具有的另一方之異氰酸酯基團,(c)成份所具有的羥基與其反應而結合,從而能夠高效率地合成聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
因此,(a)~(c)成份之配合比例以莫耳比計,較宜為(a)成份:(b)成份:(c)成份=1~3:1:1~3之比例,尤宜為2:1:2之比例。
此外,以使(B)成份之重均分子量為3000~20000之範圍內的值為宜。
其理由是,通過使(B)成份之重均分子量在規定的範圍內,能夠使(A)成份及(B)成份之聚合速度產生規定的差異,有效
降低兩成份之共聚性。
其結果,進行光固化時,能夠高效率地形成來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份之板狀區域交互延伸而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。
即,這是因為若(B)成份之重均分子量為小於3000的值,則(B)成份之聚合速度變快,與(A)成份之聚合速度接近,容易發生與(A)成份之共聚,其結果,有時難以高效率地形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。另一方面,若(B)成份之重均分子量為大於20000的值,則有時難以形成來自(A)成份及來自(B)成份之板狀區域交互延伸而成的第1百葉結構區域與第2百葉結構區域,或與(A)成份之相容性過低、在塗佈階段析出(A)成份。
此,(B)成份之重均分子量較宜為5000~15000之範圍內的值,尤宜為7000~13000之範圍內的值。
此外,(B)成份之重均分子量可用凝膠滲透色譜(GPC)測定。
此外,(B)成份可以並用分子結構、重均分子量不同的2種以上化合物,但從抑制第1百葉結構區域與第2百葉結構區域中來自(B)成份之板狀區域的折射率之波動的角度考慮,以僅使用
1種為宜。
即,這是因為使用多個(B)成份時,來自(B)成份之折射率低的板狀區域之折射率有時波動,或者折射率變大,導致其與來自(A)成份之折射率高的板狀區域之折射率之差不均勻,又或者過度降低。
此外,以使(B)成份之折射率為1.4~1.55之範圍內的值為宜。
其理由是,通過使(B)成份之折射率為上述範圍內的值,能夠更容易地調節來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份之板狀區域的折射率之差,更高效率地得到具有第1百葉結構及第2百葉結構之光擴散膜。
即,這是因為若(B)成份之折射率為小於1.4的值,則雖然與(A)成份的折射率之差大,但有與(A)成份之相容性極端惡化、難以形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之虞。另一方面,若(B)成份之折射率為大於1.55的值,則有時與(A)成份的折射率之差過小,難以得到所希望的入射角度依賴性。
因此,(B)成份之折射率較宜為1.45~1.54之範圍內的值,尤宜為1.46~1.52之範圍內的值。
此外,上述(B)成份之折射率是指通過光照射進行固化之前的(B)成份之折射率。
另外,折射率可按例如JIS K0062予以測定。
此外,上述(A)成份之折射率與(B)成份的折射率之差以在0.01以上的值為宜。
其理由是,通過使該折射率之差為上述範圍內的值,能夠得到具有在光之透射及擴散中的更良好的入射角度依賴性、以及更寬的光擴散入射角度區域之光擴散膜。
即,若該折射率之差為小於0.01的值,則入射光在第1百葉結構區域及第2百葉結構區域內進行全反射的角度區域會變窄,其結果,光擴散中的開角有時過窄。另一方面,若該折射率之差為過大的值,則有(A)成份與(B)成份之相容性過度地惡化,難以形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之虞。
因此,(A)成份之折射率與(B)成份的折射率之差較宜為0.05~0.5之範圍內的值,尤宜為0.1~0.2之範圍內的值。
在此所說的(A)成份及(B)成份之折射率是指通過光照射進行固化之前的(A)成份及(B)成份之折射率。
此外,宜為使光擴散膜用組合物中(B)成份之含量相對於光
擴散膜用組合物總量(100重量%),為10~80重量%之範圍內的值。
其理由是,若(B)成份之含量為小於10重量%的值,則有時(B)成份相對於(A)成份之存在比率小,來自(B)成份之板狀區域的寬度與來自(A)成份之板狀區域的寬度相比過小,難以得到具有良好入射角度依賴性之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。此外,是因為光擴散膜厚度方向之百葉長度有時不充分。另一方面是因為,若(B)成份之含量為大於80重量%的值,則有時(B)成份相對於(A)成份之存在比率大,來自(B)成份之板狀區域的寬度與來自(A)成份之板狀區域的寬度相比過大,反而難以得到具有良好入射角度依賴性之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。此外,是因為光擴散膜厚度方向之百葉長度有時會不充分。
因此,(B)成份之含量相對於光擴散膜用組合物的總量100重量%,較宜為20~70重量%之範圍內的值,尤宜為30~60重量%之範圍內的值。
此外,本發明之光擴散膜用組合物中,根據需要,宜為含有光聚合引發劑作為(C)成份。
其理由是,通過含有光聚合引發劑,能夠在對光擴散膜用組
合物照射活性能量射線時高效率地形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。
在此,光聚合引發劑是指通過紫外線等活性能量射線之照射而產生自由基種的化合物。
作為上述光聚合引發劑,例如可舉出苯偶姻(benzoin)、苯偶姻甲醚、苯偶姻***、苯偶姻異丙醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻異丁醚、乙醯苯、二甲基氨基乙醯苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯、2,2-二乙氧基-2-苯基乙醯苯、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-(羥基-2-苯基)甲酮、二苯甲酮、對苯基二苯甲酮、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-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻噸酮、2-乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、苄基二甲基縮酮、乙醯苯二甲基縮酮、對二甲氨基苯甲酸酯、低聚〔2-羥基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕丙烷等,它們可單獨使用,也可二種以上合用。
此外,作為含有光聚合引發劑時的含量,相對於(A)成份及(B)成份之總量100重量份,宜為0.2~20重量份之範圍內的值,較宜為0.5~15重量份之範圍內的值,尤宜為1~10重量份之範圍內的值。
此外,在不影響本發明效果之範圍內,可適宜地添加上述化合物以外的添加劑。
作為此類添加劑,例如可舉出抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、聚合促進劑、阻聚劑、紅外線吸收劑、增塑劑、稀釋溶劑及流平劑等。
此外,此類添加劑之含量通常相對於(A)成份及(B)成份之總量100重量份,宜為0.01~5重量份之範圍內的值,較宜為0.02~3重量份之範圍內的值尤宜為0.05~2重量份之範圍內的值。
步驟(b)是如圖5a所示,將準備好的光擴散膜用組合物塗佈在加工片2上而形成塗佈層1之步驟。
作為加工片,可使用塑膠膜和紙中的任一種。
其中,作為塑膠膜,可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯系膜,聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烴系膜,三乙醯纖維素膜等纖維素系膜及聚醯亞胺系膜等。
此外,作為紙,例如可以舉出玻璃紙、塗層紙及層壓紙等。
還有,考慮到後述的步驟,作為加工片2,宜為對熱、活性能量射線之尺度穩定性優異的膜。
作為此類膜,在上述膜中,優選聚酯系膜、聚烯烴膜及聚醯亞胺系膜。
此外,對於加工片,為在光固化後容易從加工片上剝離所得光擴散膜,以在加工片之光擴散膜用組合物的塗佈面一側設置剝離層為宜。
上述剝離層可用矽氧系剝離劑、氟系剝離劑、醇酸系剝離劑、烯烴系剝離劑等以往公知的剝離劑形成。
此外,該加工片的厚度通常宜為25~200μm之範圍內的值。
此外,作為在加工片上塗佈光擴散膜用組合物之方法,可通過例如刮板塗佈法、輥塗法、棒塗法、刮刀塗佈法、模塗佈法、凹版塗佈法等以往公知的方法予以進行。
此外,此時,塗佈層之厚度宜為100~700μm之範圍內的值。
步驟(c)是在有氧氣氛下(以在空氣氣氛下為宜)對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層下方部分形成第1百葉結構區域並在塗佈層上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟。
即,如圖5b所示,對於在加工片2上形成的塗佈層1之上表面,以線狀照射活性能量射線150為宜。
更具體地,例如,如圖6a所示,線上狀的紫外線燈125上設有集光用冷鏡122之紫外線照射裝置120(例如,市售的有EYE GRAPHICS株式會社製的ECS-4011GX等)上配置熱射線截止濾波器121及遮光板123,射出僅由照射角度得到控制的直接光構成的活性能量射線150,照射在形成於加工片2上的塗佈層1。
此外,線狀的紫外線燈設置成以與具有塗佈層1之加工片2的長度方向垂直的方向為基準(0°),通常為-80~80°之範圍內的值,宜為-50~50°之範圍內的值,較宜為-30~30°之範圍內的值。
在此,使用線狀光源之理由是,能夠高效率地且穩定地製造折射率不同的板狀區域交互地且與膜厚方向成一定傾斜角地平行配置而成的第1百葉結構區域。
更具體地說,通過使用線狀光源,就能照射如下的光:該光從線狀光源之軸方向觀看時,其實質上是平行的光,從與線狀光源之軸方向垂直的方向觀看時,其是非平行的光。
此時,作為照射光之照射角度,如圖6b所示,將相對於塗佈層1之表面的法線之角度設為0°時的照射角度θ3通常宜為-80~80°之範圍內的值。
其理由是,若照射角度為-80~80°的範圍之外的值,則在塗佈層1表面之反射等的影響大,有時難以形成充分的百葉結構。
此外,照射角度θ3以具有1~80°之寬度(照射角度寬度)θ3’為宜。
其理由是,若上述照射角度寬度θ3’為小於1°的值時,則百葉結構之間隔會過窄,有時難以得到所希望的第1百葉間隔區域。另一方面,若上述照射角度寬度θ3’為大於80°的值時,則照射光過於分散,有時難以形成百葉結構。
因此,照射角度θ3之照射角度寬度θ3’較宜為2~45°之範圍內的值,尤宜為5~20°之範圍內的值。
此外,作為照射光可舉出紫外線、電子束等,但以使用紫外線為宜。
其理由是,使用電子束時,由於聚合速度非常快,因此,有時聚合過程中(A)成份與(B)成份無法充分相分離,難以形成百葉結構。另一方面,與可見光等相比,紫外線由於通過其照射而固化的紫外線固化型樹脂、可使用的光聚合引發劑之變化豐富,因此,可擴大(A)成份及(B)成份之選擇範圍。
此外,第1活性能量射線照射中塗佈層表面之照度宜為0.1~3mW/cm2之範圍內的值。
其理由是,通過使第1活性能量射線照射中的照度為上述範圍內的值,能夠在高效率地形成第1百葉結構區域之同時,更穩定地保留百葉結構未形成區域。
即,這是因為若上述照度為小於0.1mW/cm2的值,則有時雖然能夠確保百葉結構未形成區域,但有時難以明確形成第1百葉結構區域。另一方面,是因為若上述照度為大於3mW/cm2的值時,則即使有百葉結構未形成區域存在,但推斷在該區域之固化反應會進行過度,在後述的第2活性能量射線照射中有時會難以充分形成第2百葉結構區域。
因此,第1活性能量射線照射中塗佈層表面之照度較宜為0.3~2mW/cm2之範圍內的值,尤宜為0.5~1.5mW/cm2之範圍內的值。
此外,第1活性能量射線照射中塗佈層表面之光量宜為5~100mJ/cm2之範圍內的值。
其理由是,通過使第1活性能量射線照射中的光量為上述範圍內的值,能夠在高效率地形成第1百葉結構區域之同時,更穩定地保留百葉結構未形成區域。
即,若上述光量為小於5mJ/cm2的值,有時難以使第1百葉結構區域從上方向著下方充分伸長,或形成第2百葉結構區域時第1百葉結構區域變形。另一方面,若上述光量為大於100mJ/cm2的值,則有時百葉結構未形成區域之固化會進行過度,在後述的第2
活性能量射線照射步驟中難以充分形成第2百葉結構區域。
因此,第1活性能量射線照射中塗佈層表面之光量較宜為7~50mJ/cm2之範圍內的值,尤宜為10~30mJ/cm2之範圍內的值。
此外,宜為將形成在加工片上的塗佈層以0.1~10m/分鐘之速度移動,使利用紫外線照射裝置之紫外線照射部分通過。
其理由是,若上述速度為小於0.1m/分鐘的值,則有時量產性過渡下降。另一方面是因為,若上述速度為大於10m/分鐘的值,則有時會比塗佈層的固化更快,換言之,會比百葉結構的形成更快,紫外線對塗佈層之入射角度發生變化,百葉結構之形成會不充分。
因此,較宜為,將形成在加工片上的塗佈層以0.2~5m/分鐘的範圍內之速度移動,使利用紫外線照射裝置之紫外線照射的部分通過,尤宜為以0.5~3m/分鐘之範圍內的速度使其通過。
此外,第1活性能量射線照射步驟之徵在於,從高效率地保留百葉結構未形成區域之角度考慮,在有氧氣氛下(以在空氣氣氛下為宜)實施。
其理由是,通過在有氧氣氛下進行第1活性能量射線照射,能夠在高效率地在塗佈層下方部分形成第1百葉結構區域之同時,利用氧阻礙的影響,在塗佈層之上方部分穩定地保留百葉結構未形成區域。
因此,在後述的第2活性能量射線照射步驟中,在上述百葉結構未形成區域,可高效率地形成第2百葉結構區域。
即,這是因為假使第1活性能量射線照射不是在有氧氣氛下進行,而是在非氧氣氛下進行,則有時膜上部未保留結構未形成區域,第1百葉結構區域形成至膜之幾乎最表面。
應予說明,“有氧氣氛下”是指在塗佈層上表面與空氣等含氧氣體直接接觸的條件下,其中,“空氣氣氛下”是指在塗佈層上表面與空氣直接接觸的條件下。
因此,不實施在塗佈層上表面層壓膜或進行氮氣吹掃般的特定手段,而是在使塗佈層上表面直接露出在空氣中的狀態下進行第1活性能量射線照射相當於在“空氣氣氛下”之第1活性能量射線照射。
步驟(d)是在非氧氣氛下對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域之步驟。
即,如圖5b所示,優選對加工片2上形成的、經過第1活性能量射線照射的塗佈層1之上表面以線狀照射活性能量射線150,並宜為以基本上與第1活性能量射線照射步驟相同的方式進行。
但是,第2活性能量射線照射步驟與第1活性能量射線照射步驟之情況不同,其特徵在於,在非氧氣氛下對塗佈層照射活性能量射線。
其理由是,通過在非氧氣氛下進行第2活性能量射線照射,能夠在通過第1活性能量射線照射而得到的百葉結構未形成區域抑制氧阻礙的影響,高效率地形成第2百葉結構區域。
即,這是因為假使不是在非氧氣氛下,而是在有氧氣氛下進行了第2活性能量射線照射的情況下,則若高照度地進行照射時,也許能在表面附近的非常淺的位置形成第2百葉結構區域,但有時難以得到光擴散所必需的折射率。此外,用低照度進行照射的情況下,有時會受到氧阻礙的影響,有時難以在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域。
在此所說的“非氧氣氛下”是指在塗佈層的上表面與氧氣氛或含氧氣氛不直接接觸的條件下。
因此,例如,在將膜層壓於塗佈層上表面或用氮氣置換空氣而進行氮氣吹掃的狀態下進行第2活性能量射線照射相當於在“非氧氣氛下”之第2活性能量射線照射。
此外,作為在上述“非氧氣氛下”之第2活性能量射線照射,較宜為對塗佈層上表面在層壓活性能量射線透射片之狀態下進行第2活性能量射線照射。
其理由是,通過如此進行第2活性能量射線照射,能夠有效抑制氧阻礙的影響,在百葉結構未形成區域,更高效率地形成第2百葉結構區域。
即,這是因為通過對塗佈層上表面層疊活性能量射線透射片,能夠在穩定地防止塗佈層上表面與氧接觸的同時,透射該片材,高效率地對塗佈層照射活性能量射線。
此外,作為活性能量射線透射片,若是在步驟(b)(塗佈步驟)中記載的加工片,只要是能夠透射活性能量射線者即可,無特別限製。
此外,作為活性能量射線透射片,宜為其與塗佈層不接觸一側表面之中心線平均粗糙度為2μm以下的值,較宜為1μm以下的值,尤宜為0.05μm以下的值。
其理由是,此種的中心線平均粗糙度能夠有效防止第2活性能量射線由於活性能量射線透射片而擴散,高效率地形成第2百葉結構區域。
中心線平均粗糙度可通過JIS B 0633予以求出。
從同樣的角度考慮,活性能量射線透射片之霧度以選為0~8%之範圍內的值為宜,以0.1~5%的範圍內的值為較宜。
此外,霧度值可通過JIS K 7136予以求出。
此外,活性能量射線透射片之圖像鮮明度(狹縫寬度:0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mm和2mm的合計值)宜為200~500之範圍內的值,較宜為300~490之範圍內的值。
其理由是,若圖像鮮明度為此種的範圍內的值,則可使活性能量射線在沒有在該片材上的損失的情況下透射塗佈層,高效率地形成第2百葉結構區域。
圖像鮮明度可通過JIS K 7374予以求出。
此外,從同樣的角度考慮,活性能量射線透射片對波長360nm之光的透射率宜為30~100%之範圍內的值,較宜為45~95%之範圍內的值,尤宜為75~90%之範圍內的值。
此外,在進行第2活性能量射線照射時,第1活性能量射線照射中的照射角度與第2活性能量射線照射中的照射角度之差的絕對值宜為1°以上的值。
其理由是,通過如此地在照射角度上設置差異,能夠更有效地擴大所得光擴散膜中的光擴散角度區域。
另一方面,若照射角度之差的絕對值過大,則有時所得光擴散膜之各百葉結構區域所引起的擴散光完全獨立,從而無法達成高效率地擴大光擴散角度區域。
因此,在進行第2活性能量射線照射時,第1活性能量射線
照射中的照射角度與第2活性能量射線照射中的照射角度之差的絕對值較宜為2~30°之範圍內的值,尤宜為5~20°之範圍內的值。
此外,第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之照度宜為0.1~20mW/cm2之範圍內的值。
其理由是,通過使第2活性能量射線照射中的照度為上述範圍內的值,能夠在百葉結構未形成區域更高效率地形成第2百葉結構區域。
即,這是因為若上述照度為小於0.1mW/cm2的值時,有時難以明確形成第2百葉結構區域。另一方面,若上述照度為大於20mW/cm2的值時,則推斷固化速度會過快,有時無法有效形成第2百葉結構區域。
因此,第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之照度較宜為0.3~10mW/cm2之範圍內的值,尤宜為0.5~5mW/cm2之範圍內的值。
此外,在透射上述活性能量射線透射片進行第2活性能量射線照射時,塗佈層表面之照度值是指在活性能量射線透射片露出面一側的照度之值。
此外,第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之光量宜為5~300mJ/cm2之範圍內的值。
其理由是,通過使第2活性能量射線中的光量為上述範圍內
的值,能夠在百葉結構未形成區域更高效率地形成第2百葉結構區域。
即,這是因為若上述光量為小於5mJ/cm2的值時,則有時難以使第2百葉結構區域從上方向著下方充分伸展。另一方面,若上述光量為大於300mJ/cm2的值時,則有時所得光擴散膜發生著色。
因此,第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之光量較宜為30~200mJ/cm2之範圍內的值,尤宜為50~150mJ/cm2之範圍內的值。
此外,在本發明中,如上所述,通過第1活性能量射線照射及第2活性能量射線照射而分別形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,因此,可容易地調節各百葉結構區域中的板狀區域之傾斜角的組合。
即,僅通過適當調節各活性能量射線照射中的照射角度,就能夠容易地調節各百葉結構區域中的板狀區域之傾斜角組合。
此外,在通過上述活性能量射線透射片進行第2活性能量射線照射時,塗佈層表面的光量之值表示在活性能量射線透射片之露出面一側的光量。
此外,為達到使塗佈層充分固化的光量,宜為在第1及第2活性能量射線照射之外,進一步照射活性能量射線。
此時的活性能量射線由於是以使塗佈層充分固化為目的,因此,宜為使用在膜之長度方向及寬度方向中的任一個行進方向上均隨機的光,而非平行光。
此外,光固化步驟後的光擴散膜通過將加工片剝離而達到可最終使用的狀態。
本發明之第2實施方式是一種光擴散膜,其具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,通過包括下述步驟(a)~(d)之製造方法而得到,(a)準備含折射率不同的2種聚合性化合物之光擴散膜用組合物的步驟,(b)對加工片塗佈光擴散膜用組合物而形成塗佈層之步驟,(c)在有氧氣氛下(宜為空氣氣氛下),對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域,並在塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟,(d)在非氧氣氛下,對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域之步驟。
下面,以與第1實施方式的不同點為中心,參照圖式,對本
發明之第2實施方式作具體說明。
在第1百葉結構區域中,折射率不同的板狀區域間之折射率之差,即,高折射率板狀區域之折射率與低折射率板狀區域的折射率之差宜為0.01以上的值。
其理由是,通過使該折射率之差為0.01以上的值,能夠在第1百葉結構區域內使入射光穩定地反射,進一步提高來自第1百葉結構區域之入射角度依賴性。
更具體地說,若該折射率之差為小於0.01的值時,則有時入射光在百葉結構內進行全反射的角度區域變窄,其結果,入射角度依賴性過度降低。
因此,第1百葉結構區域中之折射率不同的板狀區域間之折射率之差較宜為0.05以上的值,尤宜為0.1以上的值。
此外,高折射率板狀區域之折射率與低折射率板狀區域的折射率之差越大越佳,但從選用可形成百葉結構之材料的角度考慮,認為0.3左右為上限。
此外,在第1百葉結構區域中,以使折射率相對較高的板狀區域之折射率為1.5~1.7之範圍內的值為宜。
其理由是,若高折射率板狀區域之折射率為小於1.5的值時,則與低折射率板狀區域之差過小,有時難以得到所希望的百葉結構。另一方面,若高折射率板狀區域之折射率為大於1.7的值時,則有時光擴散膜用組合物中的材料物質間之相容性過低。
因此,第1百葉結構區域中的高折射率板狀區域之折射率校宜為1.52~1.65之範圍內的值,尤宜為1.55~1.6之範圍內的值。
此外,高折射率板狀區域之折射率可按例如JIS K0062予以測定。
此外,在第1百葉結構區域中,折射率相對較低的板狀區域之折射率宜為1.4~1.5之範圍內的值。
其理由是,若該低折射率板狀區域之折射率為小於1.4的值時,則有時會使所得光擴散膜之剛性下降。另一方面,若該低折射率板狀區域之折射率為大於1.5的值時,則與高折射率板狀區域的折射率之差過小,有時難以得到所希望的百葉結構。
因此,第1百葉結構區域中的低折射率板狀區域之折射率較宜為1.42~1.48之範圍內的值,尤宜為1.44~1.46之範圍內的值。
此外,低折射率板狀區域之折射率可按例如JIS K0062予以測定。
此外,如圖7a所示,在第1百葉結構區域20中,以使折射率不同的高折射率板狀區域12及低折射率板狀區域14之寬度(S1、S2)分別為0.1~15μm之範圍內的值為宜。
其理由是,通過使此等板狀區域之寬度為0.1~15μm之範圍內的值,能夠在第1百葉結構區域內使入射光更穩定地反射,更有效地提高來自第1百葉結構區域之入射角度依賴性。
即,這是因為若該板狀區域寬度為小於0.1μm的值時,則有時無論入射光之入射角度如何,難以顯示光擴散。另一方面,若該寬度為大於15μm的值時,則有時存在在百葉結構內筆直行進的光增加、光擴散的均勻性惡化的情況。
因此,在第1百葉結構區域中,折射率不同的板狀區域之寬度分別為0.5~10μm之範圍內的值為較宜,尤宜為1~5μm之範圍內的值。
此外,構成百葉之板狀區域的寬度、長度等可通過用光學數位顯微鏡觀察膜截面而予以測定。
此外,如圖7a所示,較宜為,在第1百葉結構區域中,折射率不同的多個高折射率板狀區域12及多個低折射率板狀區域14
相對於膜厚方向分別以一定的傾斜角θa延伸而成。
其理由是,通過使板狀區域之各傾斜角θa恒定,能夠在第1百葉結構區域內更穩定地使入射光反射,進一步提高來自第1百葉結構區域之入射角度依賴性。
此外,θa是指在相對於順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構垂直的面將膜切割時,在所得截面上測得的、將相對於膜表面的之法線的角度設為0°時的板狀區域之傾斜角(°)。
更具體地說,如圖7a所示,是指在第1百葉結構區域上端面之法線與板狀區域之最上部之間所形成的角度中窄的一側之角度。此外,如圖7a所示,以板狀區域向右側傾斜時的傾斜角為基準,將板狀區域向左側傾斜時的傾斜角用負值表示。
此外,如圖7b所示,第1百葉結構區域中折射率不同的板狀區域(12、14)以沿著光擴散膜膜厚方向朝上方或下方彎曲(第7b圖中,示出向下方彎曲的情形)為宜。
其理由是,通過板狀區域結構彎曲,能夠使第1百葉結構區域中的反射與透射的平衡複雜化,有效擴大擴散光之開角。
此外,此種的彎曲的百葉結構被認為可通過延遲在塗膜膜厚方向之利用紫外線進行的聚合反應之速度而得到。
具體地,可通過抑制線狀光源發出的紫外線之照度、使被照
射狀態之塗膜低速移動而形成。
此外,第1百葉結構區域之厚度,即,圖7a~7b所示的膜表面法線方向之百葉結構存在部分的厚度L1宜為50~500μm之範圍內的值。
其理由是,通過使第1百葉結構區域之厚度為上述範圍內的值,能夠穩定地確保沿著膜厚方向之百葉結構長度,在第1百葉結構區域內使入射光更穩定地反射,進一步提高來自第1百葉結構區域之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
即,若上述第1百葉結構區域之厚度L1為小於50μm的值,則有時百葉結構之長度不夠,在百葉結構內筆直行進的入射光增加,難以得到光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。另一方面,若上述第1百葉結構區域之厚度L1為大於500μm的值,則對光擴散膜用組合物照射活性能量射線而形成百葉結構時,有時初期形成的百葉結構使得光聚合的進行方向擴散,難以形成所希望的百葉結構。
因此,第1百葉結構區域之厚度L1較宜為70~300μm之範圍內的值,尤宜為80~200 μm之範圍內的值。
本發明之光擴散膜的特徵在於,沿著光擴散膜膜厚方向,在上述第1百葉結構區域之上方具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第2百葉結構區域。
應予說明,第2百葉結構區域之構成與第1百葉結構區域之構成基本上相同,因此省略其說明。
但從在光擴散中引起第1百葉結構區域之輔助作用的角度考慮,第2百葉結構區域之厚度宜為10~200μm之範圍內的值,較宜為20~150μm之範圍內的值,尤宜為40~100μm之範圍內的值。
此外,從第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之厚度之和中扣除後述的重複百葉結構區域的厚度之後的值以相對於光擴散膜膜厚(100%)為80%以上的值為宜。
其理由是,通過使形成有百葉結構的區域之和相對於膜整體所占的比例為上述範圍內的值,能夠更有效地提高來自第1百葉結構及第2百葉結構之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
即,這是因為若形成有百葉結構的區域之和相對於膜整體所占的比例為小於80%的值時,則百葉結構的絕對量不足,有時難以得到足夠的光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
另一方面,形成有百葉結構的區域之和相對於膜整體所占的比率越大越好,其上限是100%。
但考慮到穩定的再現性等,上限宜為98%左右。
本發明之光擴散膜以具有第1百葉結構區域上端部與第2百葉結構區域下端部重合的重複百葉結構區域為宜。
其理由是,通過具有重複百葉結構區域,能夠在有限的膜厚中高效率地實現光擴散角度區域內的擴散光強度之均一化。
下面對重複百葉結構區域作具體說明。
重複百葉結構區域50只要是第1百葉結構區域20之上端部與第2百葉結構區域30之下端部重合而形成的即可,無特別限定。
更具體地說,如圖8a~8b所示,重複百葉結構區域50宜為第1百葉結構區域20及第2百葉結構區域30之任一方的前端與來自另一方百葉結構區域之板狀區域的前端附近接觸而成。
或者,如圖8c所示,重複百葉結構區域50還宜為來自第1百葉結構區域20及第2百葉結構區域30之各板狀區域彼此在非接觸狀態下重複而成。
此外,分別來自第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之板
狀區域的傾斜角之差的絕對值宜為1°以上的值。
即,如圖8a所示,來自第1百葉結構區域的板狀區域之傾斜角θa與來自第2百葉結構區域之傾斜角θb’之差的絕對值宜為1°以上的值。
其理由是,通過使上述傾斜角之差的絕對值為1°以上的值,能夠更有效地擴大光擴散角度區域。
另一方面,若上述傾斜角之差的絕對值過大時,則有時所得光擴散膜之各百葉結構所產生的擴散光會完全獨立,難以實現光擴散角度區域之高效率的擴大。
因此,來自第1百葉結構區域之板狀區域的傾斜角θa與來自第2百葉結構區域之板狀區域的傾斜角θb’之差的絕對值較宜為2~30°之範圍內的值,尤宜為5~20°之範圍內的值。
應予說明,θa及θb’是指在與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構垂直的面將膜切割時,在所得截面上測得的將相對於膜表面之法線的角度設為0°時的板狀區域之傾斜角(°)。
更具體地說,如第圖8a~8c所示,θa是指第1百葉結構區域之上端面法線與板狀區域最上部所形成的角度中窄的一側之角度。
此外,θb’是指第2百葉結構區域之下端面法線與板狀區域
最下部所形成的角度中窄的一側之角度。
此外,如圖8a~8c所示,以板狀區域向右側傾斜時的傾斜角為基準,將板狀區域向左側傾斜時的傾斜角用負值表示。
此外,如圖8a~8c所示,θb是指第1百葉結構區域之下端面法線與板狀區域最下部所形成的角度中窄的一側之角度。θa’是指第2百葉結構區域之上端面法線與板狀區域最上部所形成的角度中窄的一側之角度。
此外,宜為來自第2百葉結構區域之板狀區域的傾斜角之絕對值為比來自第1百葉結構區域之折射率不同的板狀區域之傾斜角的絕對值大的值。
其理由是,通過如此構成,在與第1百葉結構區域相比其形成較困難的第2百葉結構區域,能夠沿著光擴散膜膜厚方向,得到足夠長度之板狀區域,更有效地擴大光擴散角度區域。
此外,以使重複百葉結構區域之厚度L2為1~40μm之範圍內的值為宜。
其理由是,通過使重複百葉結構區域之厚度L2為上述範圍內的值,能夠將重複百葉結構區域中的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之重合程度調整至合適的範圍內,從而能夠抑制各自
百葉結構區域之連接部分的散射光之發生,更穩定地保持光擴散中的各向異性。
即,這是因為若重複百葉結構區域之厚度L2為小於1μm的值時,則有時各自百葉結構區域之連接部分易發生散射光,穩定地保持光擴散中的各向異性會變得困難。
另一方面是因為,若重複百葉結構區域之厚度L2為大於40μm的值時,則有時擴散光射出效率降低。即,預測重複百葉結構區域之厚度L2過長時,在該區域會發生後方散亂等,導致擴散光之射出效率下降。
因此,重複百葉結構區域之厚度L2校宜為3~35μm之範圍內的值,尤宜為5~30μm之範圍內的值。
此外,重複百葉結構區域之厚度相對於光擴散膜膜厚(100%),宜為0.1~10%之範圍內的值。
其理由是,通過使重複百葉結構區域相對於膜整體所占的比例為上述範圍內的值,能夠將重複百葉結構區域中第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之重合程度調整至更合適的範圍,從而能夠抑制各百葉結構區域間之百葉結構未形成部分中的散射光之發生,更穩定地保持擴散光之射出效率。
即,這是因為若重複百葉結構區域相對於膜整體所占的比例為小於0.1%的值時,則第1百葉結構區域及第2百葉結構區域在
微觀上觀看,未形成重複結構之部分有時會增多。因此,有時會出現該結構區域容易發生散射光、擴散光之射出效率下降的情況。
另一方面,若重複百葉結構區域相對於膜整體所占的比例為大於10%的值時,則相對地,有時第1或第2百葉結構區域之厚度不充分。
因此,重複百葉結構區域之厚度相對於光擴散膜膜厚(100%),較宜為0.2~5%之範圍內的值,尤宜為0.5~4%之範圍內的值。
此外,本發明之光擴散膜的總膜厚宜為60~700μm之範圍內的值。
其理由是,若光擴散膜之總膜厚為小於60μm的值時,則在百葉結構區域內筆直行進的入射光增加,有時難以顯示光擴散。另一方面,若光擴散膜之總膜厚為大於700μm的值時,則對光擴散膜用組合物照射活性能量射線而形成百葉結構區域時,有時會由於初期形成的百葉結構而導致光聚合的進行方向擴散,難以形成所希望的百葉結構區域。
因此,光擴散膜之總膜厚較宜為90~450μm之範圍內的值,尤宜為120~250μm之範圍內的值。
此外,還可進一步交互地形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,例如,可作為第3百葉結構區域、第4百葉結構區域等設置。
此外,本發明之光擴散膜可通過分別調節第1百葉結構區域中板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角θa及第2百葉結構區域中板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角θa’而使其光擴散特性進行變化。
即,例如,如圖3a所示,通過使各自百葉結構區域所具有的入射角度區域依賴性產生差異,可實現光透射及擴散中的良好的入射角度依賴性,並且能夠有效擴大光擴散入射角度區域及光擴散角度區域。
這種情況下,宜為在第1百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa為-80~80°之範圍內的值,並在第2百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa’為-80~80°之範圍內的值,且使θa-θa’之絕對值為0~80°的範圍內的值,較宜為2~30°之範圍內的值,尤宜為5~20°的範圍內的值。
另一方面,如圖3b所示,使各自的百葉結構區域所具有的入射角度依賴性重複時,雖然對光擴散角度區域之擴大所作的貢獻
小,但會穩定地延長膜厚方向上作為整體的百葉長度,因此,能夠有效地提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
這種情況下,宜為在第1百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa為-80~80°之範圍內的值,並在第2百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa’為-80~80°之範圍內的值,且使θa-θa’之絕對值為0~20°之範圍內的值,較宜為θa-θa’之絕對值為2~15°之範圍內的值。
此外,在本發明之光擴散膜中,從保持光擴散中的各向異性之角度考慮,沿著膜面之方向的板狀區域之方向宜為第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的沿著膜面之方向的板狀區域之方向如圖3a和圖3b所示,為平行或實質上平行,但視用途而異,並不限於此等。
還有,在第1百葉結構區域之下方及第2百葉結構區域之上方,可以以規定的厚度設置未形成有百葉結構之空白區域。
此外,如圖9所示,優選在反射型液晶顯示裝置100中使用本發明之光擴散膜。
其理由是,本發明之光擴散膜能夠使外光集光並高效率地透射,射入液晶顯示裝置內部,且能夠使該光高效率地擴散,使其可用作光源。
因此,本發明之光擴散膜宜為配置在由玻璃板(104、108)及液晶106、以及鏡面反射板107等構成的液晶單元110之上表面或下表面上,用作反射型液晶顯示裝置100中的光擴散板103。
此外,本發明之光擴散膜也可通過應用於偏光板101或位相差板102而得到廣視角偏光板或廣視角位元相差板。
下面參照實施例對本發明之光擴散膜的製造方法等作更詳細的說明。
在容器內放入作為(b)成份之重均分子量9200的聚丙二醇(PPG)1莫耳、作為(a)成份的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)2莫耳及作為(c)成份的甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)2莫耳後,按常法縮合,得到重均分子量9900的聚醚聚氨酯甲基丙烯酸酯。
其中,聚丙二醇及聚醚聚氨酯甲基丙烯酸酯之重均分子量是用凝膠滲透色譜(GPC)在下述條件下測得的苯乙烯換算值。
.GPC測定裝置:東曹株式會社製,HLC-8020
.GPC柱:東曹株式會社製(下面,按通過順序記載)
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMH×L(×2)
TSK gel G2000H×L
.測定溶劑:四氫呋喃
.測定溫度:40℃
然後,添加作為所得(B)成份之重均分子量9900的聚醚聚氨酯甲基丙烯酸酯100重量份、作為(A)成份之下式(3)所示的重均分子量268之鄰苯基苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(新中村化學株式會社製,NK ester A-LEN-10)100重量份及作為(C)成份之2-羥基-2-甲基苯丙酮5重量份後,在80℃之條件下加熱混合,得到光擴散膜用組合物。
此外,上述(A)成份及(B)成份之折射率用阿貝氏折射計(ATAGO公司製,產品名稱“阿貝氏折射計DR-M2”,Na光源,波長:589nm)按JIS K 0062予以測定,分別為1.58及1.46。
接著,用塗佈器將所得光擴散膜用組合物塗佈在作為加工片的透明聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(以下稱“PET”),得到膜厚200μm之塗佈層。
然後,準備圖6a所示的線狀高壓汞燈上裝有集光用冷鏡之紫外線照射裝置(EYE GRAPHICS株式會社製,ECS-4011GX)。
接著,在熱射線截止濾波器框上設置遮光板,照射在塗佈層表面之紫外線,設定成在從線狀紫外線燈之長度方向上觀察時的由塗佈層及PET構成的層疊體之法線方向設為0°的情況下,來自燈之直接的紫外線之照射角度(圖6b的θ3)為30°。
此時,將燈設定為高出塗佈層500mm,並使照度為1.0mW/cm2,光量為50mJ/cm2。
此外,為防止在遮光板等上的反射光在照射機器內部成雜散光、給予塗佈層之光固化帶來影響,在輸送器附近也設置遮光板,並設定成僅使燈直接發出的紫外線照射在塗佈層上。
此外,上述照度及光量可通過在塗佈層之位置上設置裝有受光器之EYE GRAPHICS株式會社製的UV METER EYE紫外線累積照
度計“UVPF-A1”予以進行測定。
然後,在用輸送器使塗佈層在圖6a中的右方向上以0.2m/分鐘之速度移動的同時,照射上述設定的紫外線。
接著,在經過用線狀光源進行的第1紫外線照射步驟之後,在塗佈層之露出面一側層壓厚38μm之具有紫外線透射性的剝離膜(Lintec株式會社製,SP-PET382050;紫外線照射側表面之中心線平均粗糙度0.01μm,霧度值1.80%,圖像鮮明度425,波長360nm之透射率84.3%)作為活性能量射線透射片。
然後,用與第1紫外線照射同樣的紫外線照射裝置,將來自燈之直接的紫外線之照射角度(圖6b的θ3)設定為16°。此時,使燈高出塗佈層500mm,並設定照度為3.0mW/cm2,光量為80mJ/cm2。
接著,在用輸送器使塗佈層在圖6a中的右方向上以0.2m/分鐘之速度移動的同時,照射上述設定的紫外線,得到總膜厚200μm之光擴散膜。
此外,上述光擴散膜之膜厚用定壓厚度測定器(寶製作所(株)製,TECLOCK PG-02J)予以測定。
此外,確認所得光擴散膜如圖10所示,其第1百葉結構區域
中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為26°,第2百葉結構區域中的板狀區域也為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為12°。
另外,上述圖10所示圖為示出在與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,第1百葉結構區域之厚度為165μm,第2百葉結構區域之厚度為50μm,重複百葉結構區域之厚度為15μm。
用錐光偏振儀(autronic-MELCHERS GmbH公司製)如圖11a所示,從所得光擴散膜之下側,即從第1百葉結構區域所存在的一側對該膜邊改變入射角θ1(°)邊使光入射,作為入射光最擴散的入射角,決定θ1=35°。
此時,將通過光擴散膜而擴散的擴散光中的擴散角度(°)示於橫軸,將擴散光強度(cd/m2)示於縱軸,將此時的光譜圖示於圖11a,將在圖11a中從Z方向觀察到的擴散光之照片示於圖11b。
此外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)示於表1。
此外,上述光擴散角度區域為照射入射光而使光擴散膜表面上的照度為65勒克斯且通過光擴散膜而擴散的光之強度在
100cd/m2以上的角度區域。
此外,將光擴散角度區域內的擴散光強度中的最大峰值(cd/cm2)示於表1。
此外,上述最大峰值表示1500cd/m2以上的值時,判斷為在光擴散角度區域內存在入射光未擴散而原狀透射的部分,表明擴散光之均勻性差。
在實施例2中,除改變塗佈層厚度並在使塗佈層固化時將第2紫外線照射的照射角度θ3改變為30°以外,按與實施例1相同的方法得到光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖12所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為23°,第2百葉結構區域中的板狀區域也為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為21°。
另外,上述圖12所示的圖為示出在與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面的示意圖。
還有,總膜厚為130μm,第1百葉結構區域之厚度為95μm,第2百葉結構區域之厚度為50μm,重複百葉結構區域之厚度為
15μm。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1=35°的條件下測定了因光擴散膜而擴散的光的強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖13a,將在圖13a中從Z方向觀察到的擴散光的照片示於圖13b。
此外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在實施例3中,改變塗佈層厚度,並在使塗佈層固化時將第1紫外線照射的照射角度θ3改變為24.3°,且將照度改為0.8mW/cm2、光量改為20mJ/cm2,並且還將第2紫外線照射的照射角度θ3改變為5°、將照度改為1.4mW/cm2、光量改為40mJ/cm2。
還有,除將第1及第2紫外線照射中的塗佈層之移動速度改為1.0m/分鐘之外,按與實施例1相同的方法得到光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖14所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域因照度低而為彎曲狀,其傾斜角θa=11°,θb=16°。
另外,確認第2百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為2°。
還有,上述圖14所示的圖為示出在與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面的示意圖。
此外,總膜厚為165μm,第1百葉結構區域之厚度為105μm,第2百葉結構區域之厚度為75μm,重複百葉結構區域之厚度為15μm。
還有,將所得光擴散膜之截面照片及由該截面照片得到的線圖示於圖15a~15c。
此外,圖15a為示出所得光擴散膜之整個截面的截面照片及線圖,圖15b為以膜截面之上方部分即第2百葉結構區域部分為中心而示出的截面照片及線圖,圖15c為以膜截面之下方部分即第1百葉結構區域部分為中心而示出的截面照片及線圖。
此外,除入射光之入射角θ1=10°之外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀測定因光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖16a,將在圖16a中從Z方向觀察到的擴散光的照片示於圖16b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在比較例1中,除在使塗佈層固化時作為第2紫外線照射而照射照度為10mW/cm2、光量為80mJ/cm2之散射光以外,按與實施例1相同的方法而得光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖17所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為22°,第2百葉結構區域未形成。
此外,上述圖17所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中的板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面的示意圖。
還有,總膜厚為200μm,第1百葉結構區域的厚度為165μm,與第2百葉結構區域相當的部分的厚度為35μm。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1=35°的條件下測定因光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖18a,將在圖18a中從Z方向觀察到的擴散光之照片示於圖18b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在比較例2中,除改變塗佈層厚度並在使塗佈層固化時作為第2紫外線照射而照射照度為10mW/cm2、光量為80mJ/cm2的散射
光之外,按與實施例1相同的方法得到光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖19所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為22°,第2百葉結構區域未形成。
此外,上述圖19所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中的板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,總膜厚為130μm,第1百葉結構區域之厚度為95μm,相當於第2百葉結構區域之部分的厚度為35μm。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1=35°的條件下測定因光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖20a,將在圖20a中從Z方向觀察而得的擴散光之照片示於圖20b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在比較例3中,改變塗佈層厚度,並在使塗佈層固化時將第1紫外線照射的照射角度θ3改為24.3°,照度改為0.8mW/cm2,光量改為20mJ/cm2,並作為第2紫外線照射而照射照度為10mW/cm2、光量為40mJ/cm2之散射光。
再將第1及第2紫外線照射中的塗佈層移動速度改為1.0m/分鐘之外,按與實施例1相同的方法得到光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖21所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為13°,第2百葉結構區域未形成。
此外,上述圖21所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中的板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,總膜厚為165μm,第1百葉結構區域之厚度為100μm,相當於第2百葉結構區域之部分的厚度為65μm。
再將所得光擴散膜之截面照片及由截面照片得到的線圖示於圖22a~22c。
此外,圖22a是示出所得光擴散膜之截面整體的截面照片及線圖,圖22b是以膜截面之上方部分即相當於第2百葉結構區域之部分為中心而示出的截面照片及線圖,圖22c是以膜截面之下方部分即第1百葉結構區域部分為中心而示出的截面照片及線圖。
此外,除入射光之入射角θ1=30°之外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀測定因光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖23a,將在圖23a中從Z方向觀察而得的擴散光之照片示於圖23b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
考察以上結果,將實施例1與比較例1比較,或將實施例3與比較例3比較,可以發現,具有第2百葉結構區域及重複百葉結構之一者,其光擴散角度區域之寬度(擴散光開角)寬。
另外還可知,在比較例2中,光擴散角度區域內的擴散光強度中的最大峰值(cd/cm2)大於1500cd/cm2,因此,作為光擴散膜,被判定為膜厚不足,而在實施例2中,雖然是同樣的膜厚,但能夠將上述最大峰值(cd/cm2)抑制為小於1500cd/cm2的值。
如上面所詳細描述的,根據本發明,通過實施包含規定步驟之光擴散膜的製造方法,能夠高效率地形成在同一膜內具有規定結構之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,並由此能夠高效率地製造在光擴散角度區域內的散射光之均勻性高且有效擴大光
擴散角度區域之光擴散膜。
此外,能夠容易地調節具有規定結構之第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的板狀區域之傾斜角的組合。
因此,本發明之光擴散膜的製造方法等能夠適用於反射型液晶裝置中的光控制膜,還可適用於視角控制膜、視角擴大膜以及投影用螢幕,可期待對此等產品之品質提高及成品率提高發揮顯著作用。
1‧‧‧塗佈層
2‧‧‧加工片
10‧‧‧通常的光擴散膜
12‧‧‧折射率相對高的板狀區域
13‧‧‧百葉結構區域
13’‧‧‧百葉結構之邊界面
14‧‧‧折射率相對低的板狀區域
20‧‧‧第1百葉結構區域
20’‧‧‧百葉結構未形成區域
30‧‧‧第2百葉結構區域
40‧‧‧本發明之光擴散膜
50‧‧‧重複百葉結構區域
100‧‧‧反射型液晶顯示裝置
101‧‧‧偏光板
102‧‧‧位相差板
103‧‧‧光擴散板
104‧‧‧玻璃板
105‧‧‧濾色片
106‧‧‧液晶
107‧‧‧鏡面反射板
108‧‧‧玻璃板
110‧‧‧液晶單元
120‧‧‧紫外線照射裝置
121‧‧‧熱射線截止濾波器
122‧‧‧冷鏡
123‧‧‧遮光板
125‧‧‧線狀的紫外線燈
150‧‧‧活性能量射線
圖1a~1b係供說明光擴散膜中的百葉結構之概略而用的圖。
圖2a~2b係供說明光擴散膜中的入射角度依賴性、各向異性及開角而用的圖。
圖3a~3b係供說明光擴散膜中的入射角度依賴性、各向異性及開角而用的另外圖。
圖4a~4c係供說明光擴散膜之形態而用的圖。
圖5a~5b係供說明第1及第2活性能量射線照射步驟而用的圖。
圖6a~6b係供說明第1及第2活性能量射線照射步驟而用的另外圖。
圖7a~7b係供說明第1百葉結構區域而用的圖。
圖8a~8c係供說明重複百葉結構而用的圖。
圖9係供說明反射型液晶顯示裝置中的光擴散膜之適用例而用的圖。
圖10係供說明實施例1之光擴散膜的構成而用的圖。
圖11a~11b係供說明實施例1之光擴散膜的光擴散特性之光譜圖及照片。
圖12係供說明實施例2之光擴散膜的構成而用的圖。
圖13a~13b係供說明實施例2之光擴散膜的光擴散特性之光譜圖及照片。
圖14係供說明實施例3之光擴散膜的構成而用的圖。
圖15a~15c係供說明實施例3之光擴散膜的截面情況之照片及圖。
圖16a~16b係供說明實施例3之光擴散膜的光擴散特性之光譜圖及照片。
圖17係供說明比較例1之光擴散膜的構成而用的圖。
圖18a~18b係供說明比較例1之光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖19係供說明比較例2之光擴散膜的構成而用的圖。
圖20a~20b係供說明比較例2之光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖21係供說明比較例3之光擴散膜的構成而用的圖。
圖22a~22c係供說明比較例3之光擴散膜的截面情況而用的照片及圖。
圖23a~23b係供說明比較例3之光擴散膜的光擴散特性而用的光譜圖及照片。
圖24a~24b係供說明使用以往的光擴散膜之反射型液晶顯示裝置而用的圖。
20‧‧‧第1百葉結構區域
30‧‧‧第2百葉結構區域
40‧‧‧本發明之光擴散膜
Claims (9)
- 一種光擴散膜之製造方法,係對具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域而成光擴散膜之製造方法,其特徵在於前述光擴散膜具有於與前述板狀區域延伸的方向垂直的截面上,前述第1百葉結構區域之上端部伸展入該第2百葉結構區域之下端部的重疊百葉結構,且包括下述步驟(a)~(d):(a)準備含折射率不同的2種聚合性化合物之光擴散膜用組合物的步驟,(b)對加工片塗佈該光擴散膜用組合物而形成塗佈層之步驟,(c)在有氧氣氛下,對該塗佈層進行第1活性能量射線照射,在該塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域,並在該塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟,(d)在非氧氣氛下,對該塗佈層進行第2活性能量射線照射,在該百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域的步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中在該第1及第2活性能量射線照射中,對該塗佈層之上表面以線狀照射活性能量射線。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中該第1活性能量射線照射中的照射角度與該第2活性能量射線照射中的照射角度之差的絕對值為1°以上的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中該第1活性能量射線照射中的塗佈層表面之照度為0.1~3mW/cm2範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中該第1活性能量射線照射中的塗佈層表面之光量為5~100mJ/cm2範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中該第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之照度為0.1~20mW/cm2範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中該第2活性能量射線照射中的塗佈層表面之光量為5~300mJ/cm2範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的光擴散膜之製造方法,其中在該(d)步驟中,對該塗佈層之上表面在層壓活性能量射線透射片之狀態下進行該第2活性能量射線照射。
- 一種光擴散膜,其係具有將折射率不同的多個板狀區域順著 沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之光擴散膜,於與前述板狀區域延伸的方向垂直的截面上,前述第1百葉結構區域之上端部伸展入該第2百葉結構區域之下端部的重疊百葉結構,且通過包括下述步驟(a)~(d)之製造方法而得的光擴散膜,(a)準備含折射率不同的2種聚合性化合物之光擴散膜用組合物的步驟,(b)對加工片塗佈該光擴散膜用組合物而形成塗佈層之步驟,(c)在有氧氣氛下,對該塗佈層進行第1活性能量射線照射,在該塗佈層之下方部分形成第1百葉結構區域,並在該塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟,(d)在非氧氣氛下,對該塗佈層進行第2活性能量射線照射,在該百葉結構未形成區域形成第2百葉結構區域之步驟。
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