CN104797962B - 光扩散膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形、对长方形显示器的适用性优异的光扩散膜。光扩散膜,其是用于使入射光光扩散成椭圆形的光扩散膜,其中,在膜内具有将折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的结构,并且将光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的宽度设为T50(μm)、将薄片状物在上述任一方向上的长度设为L50(μm)时,满足下列关系式(1):0.05≤T50/L50<0.9 (1)。
Description
技术领域
本发明涉及光扩散膜。
本发明尤其涉及能够使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形、对长方形显示器的适用性优异的光扩散膜。
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,并能够使来自该特定方向以外的方向的入射光直接直线传播透射的光扩散膜的使用。
作为这样的光扩散膜,已知各种方式,特别是在膜内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配置而成的百叶窗(louver)结构的光扩散膜广为人知(例如,专利文献1)。
即,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,该方法包括:使由多个各折射率存在差异的分子内具有一个以上的聚合性碳-碳双键的化合物组成的树脂组合物保持膜状,从特定方向照射紫外线使该组合物固化的第一工序;以及在所得的固化物上使树脂组合物保持膜状,从与第一工序不同的方向照射紫外线使其固化的第二工序,根据需要重复第二工序。
另一方面,作为其它类型的光扩散膜,在膜内具有使折射率相对较高的多个柱状物林立在折射率相对较低的区域中而成的柱结构的光扩散膜广为人知(例如,专利文献2~3)。
即,专利文献2中公开了一种光控制膜(光扩散膜)的制造装置,其特征在于,是以与光固化性树脂组合物膜隔离对置的方式配置线状光源,一边移动光固化性树脂组合物膜和线状光源的至少一方、一边从线状光源照射光使光固化性树脂组合物膜固化而形成光控制膜(光扩散膜)的制造装置,其中,线状光源的轴向与移动方向交叉,彼此对置的多片薄板状遮光部件在光固化性树脂组合物膜和线状光源之间在相对于移动方向大致垂直的方向上以规定间隔、并且以遮光部件的与光固化性树脂组合物膜对置的一边分别与移动方向处于同一方向的方式设置。
另外,专利文献3中公开了一种光扩散膜的制造方法,其特征在于,是将含有光固化性化合物的组合物设置成片状,从规定的方向P对该片材照射平行光线使组合物固化,在片材内部形成与方向P平行地延伸的多个棒状固化区域的集合体的光扩散膜的制造方法,其中,与方向P平行地配置的筒状物的集合介于线状光源与片材之间,穿透该筒状物进行光照射。
现有技术文献
专利文献
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2009-173018号公报(权利要求书)
专利文献3:日本特开2005-292219号公报(权利要求书)。
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,由专利文献1的制造方法所得的具有百叶窗结构的光扩散膜出现以下问题:入射光所含的成分中,对于顺着在沿膜面的任一方向上延伸的百叶窗结构的朝向直行的成分,虽然能够充分扩散,但是对于与百叶窗结构的朝向平行的成分,难以充分扩散。
其结果,出现以下问题:虽然扩散光的形状中的长径足够长,但短径明显变短,因此难以适用于广泛普遍使用的长方形显示器。
另一方面,由专利文献2的制造装置或专利文献3的制造方法所得的具有柱结构的光扩散膜出现以下问题:与专利文献1的情况不同,虽然能够使入射光均匀扩散,但扩散光的形状变成圆形,因此仍然难以适用于广泛普遍使用的在水平方向和垂直方向上所需的视角不同的长方形显示器。
因此,本发明的发明人等鉴于以上情况,经过认真努力,结果发现通过在膜内形成具备规定的多个薄片状物的内部结构,能够得到可使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形的光扩散膜,从而完成了本发明。
即,本发明的目的在于提供一种能够使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形,对长方形显示器的适用性优异的光扩散膜。
解决技术问题用的手段
根据本发明,提供一种光扩散膜,其特征在于,是用于使入射光光扩散成椭圆形的光扩散膜,在膜内具有将折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的结构,并且将光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的宽度设为T50(μm)、将薄片状物在上述任一方向上的长度设为L50(μm)时,满足下列关系式(1):
0.05≤T50/L50<0.9 (1)
从而能够解决上述问题。
即,本发明的光扩散膜在膜内具有既不同于以往的百叶窗结构也不同于以往的柱结构的具备规定的多个薄片状物的内部结构。
其结果,通过上述规定的内部结构,能够使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形,进而可容易地适用于长方形显示器。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,优选T50为0.1~15μm范围内的值,并且L50为0.11~300μm范围内的值。
通过这样构成,能够使入射光更有效地光扩散成椭圆形。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,优选薄片状物在上述任一方向上的长度L从光扩散膜的膜厚方向的上端部侧向下方变长。
通过这样构成,能够使入射光进一步有效地光扩散成椭圆形。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,将光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的薄片状物的宽度设为T75(μm)、将薄片状物在上述任一方向上的长度设为L75(μm)时,优选满足下列关系式(2):
0.01≤T75/L75<0.5 (2)
通过这样构成,能够使入射光更加有效地光扩散成椭圆形。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,将光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下100μm的位置处的薄片状物的宽度设为T100(μm)、将薄片状物在上述任一方向上的长度设为L100(μm)时,优选满足下列关系式(3):
0.005≤T100/L100≤0.1 (3)
通过这样构成,能够使入射光进一步更加有效地光扩散成椭圆形。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,优选光扩散膜的膜厚为100~500μm范围内的值。
通过这样构成,能够获得更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,能够明确地控制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。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,优选光扩散膜的原材料为含有折射率不同的两种聚合性化合物的光扩散膜用组合物。
通过这样构成,能够更稳定地形成规定的内部结构。
另外,在构成本发明的光扩散膜时,在利用光扩散膜使入射光扩散时所得的椭圆形的光扩散中,将长径方向的扩散光的开口角设为θ2(°)、将短径方向的扩散光的开口角设为θ2′(°)时,优选满足下列关系式(4):
0.2≤θ2′/θ2≤0.9 (4)
通过这样构成,能够进一步提高对长方形显示器的适用性。
附图说明
图1:图1(a)~(b)是为了说明膜内具有百叶窗结构的光扩散膜的概况而提供的图;
图2:图2(a)~(b)是为了说明膜内具有百叶窗结构的光扩散膜的入射角度依赖性和各向异性光扩散而提供的图;
图3:图3(a)~(b)是为了说明膜内具有柱结构的光扩散膜的概况而提供的图;
图4:图4(a)~(b)是为了说明膜内具有柱结构的光扩散膜的入射角度依赖性和各向同性光扩散而提供的图;
图5:图5(a)~(b)是为了说明本发明的光扩散膜的概况而提供的图;
图6:图6(a)~(c)是为了说明本发明的光扩散膜的入射角度依赖性和椭圆形光扩散而提供的图;
图7:图7(a)~(c)是为了说明本发明的光扩散膜的规定的内部结构而提供的图;
图8:图8(a)~(b)是为了说明本发明的光扩散膜的规定的内部结构而提供的另一图;
图9:图9(a)~(b)是为了说明本发明的光扩散膜的规定的内部结构而提供的又一图;
图10:图10(a)~(c)是为了说明本发明的光扩散膜的规定的内部结构的形态而提供的图;
图11:图11(a)~(c)是为了说明本发明的光扩散膜的制造方法的概况而提供的图;
图12:图12(a)~(c)是为了说明每个方位角方向的入射角度宽度的控制而提供的图;
图13:图13是为了说明入射角度宽度的最大值与椭圆形光扩散的关系而提供的图;
图14:图14(a)~(b)是为了对入射角度宽度调节部件的配置进行说明而提供的图;
图15:图15(a)~(b)是为了说明活性能量线照射工序而提供的图;
图16:图16(a)~(c)是为了说明实施例1的光扩散膜的截面情况而提供的照片;
图17:图17是为了说明膜的切割形态而提供的图;
图18:图18(a)~(b)是用于说明实施例1的光扩散膜的光扩散特性的受光角度-相对亮度图;
图19:图19(a)~(b)是用于说明实施例1的光扩散膜的光扩散特性的照片和图;
图20:图20(a)~(c)是为了说明比较例1的光扩散膜的截面情况而提供的图;
图21:图21(a)~(b)是用于说明比较例1的光扩散膜的光扩散特性的受光角度-相对亮度图;
图22:图22(a)~(b)是为了说明比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供的照片和图;
图23:图23(a)~(c)是为了说明比较例2的光扩散膜的截面情况而提供的图;
图24:图24(a)~(b)是用于说明比较例2的光扩散膜的光扩散特性的受光角度-相对亮度图;
图25:图25(a)~(b)是用于说明比较例2的光扩散膜的光扩散特性的照片和图。
具体实施方式
本发明的实施方式是一种光扩散膜,其特征在于,是用于使入射光光扩散成椭圆形的光扩散膜,在膜内具有将折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的结构,并且将光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的宽度设为T50(μm)、将薄片状物在上述任一方向上的长度设为L50(μm)时,满足下列关系式(1):
0.05≤T50/L50<0.9 (1)。
以下,适当地参照附图,对本发明的实施方式进行具体说明,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进行说明。
1. 利用光扩散膜的光扩散的基本原理
(1)各向异性光扩散
最初,使用图1~2对具有各向异性光扩散特性的光扩散膜进行说明。
首先,图1(a)表示各向异性光扩散膜10的俯视图(平面图),图1(b)表示将图1(a)所示的各向异性光扩散膜10沿虚线A-A在垂直方向上切割,顺着箭头方向观察切割面时的各向异性光扩散膜10的截面图。
另外,图2(a)表示膜内具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜10的整体图,图2(b)表示从X方向观察图2(a)的各向异性光扩散膜10时的截面图。
如该图1(a)的平面图所示,各向异性光扩散膜10具有折射率相对较高的板状区域12与折射率相对较低的板状区域14交替平行配置在沿膜面的任一方向上的百叶窗结构13。
另外,如图1(b)的截面图所示,折射率相对较高的板状区域12与折射率相对较低的板状区域14分别具有规定的厚度,即使在相对于各向异性光扩散膜10的法线方向(膜厚方向)上也保持交替平行配置的状态。
由此,如图2(a)所示,入射光的入射角在光扩散入射角度区域内时,推定被各向异性光扩散膜10扩散。
即,如图1(b)所示,入射光相对于各向异性光扩散膜10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、即光扩散入射角度区域内的值时,推定入射光(52、54)一边改变方向,一边沿着膜厚方向穿过百叶窗结构内的折射率相对较高的板状区域12的内部,从而光射出面侧的光的行进方向变得不同。
其结果,入射光在光扩散入射角度区域内时,推定入射光被各向异性光扩散膜10扩散,成为扩散光(52′、54′)。
另一方面,入射光相对于各向异性光扩散膜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不会被各向异性光扩散膜扩散,而是直接透过各向异性光扩散膜10,成为透射光56′。
应予说明,在本发明中,“光扩散入射角度区域”是指,对于光扩散膜,改变来自点光源的入射光的角度时,与射出扩散光相对应的入射光的角度范围。
另外,如图2(a)、图4(a)和图6(a)所示,上述“光扩散入射角度区域”是根据光扩散膜中的百叶窗结构等的折射率差、倾斜角等,每个该光扩散膜决定的角度区域。
根据以上的基本原理,具备百叶窗结构13的各向异性光扩散膜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2(a)所示,具有百叶窗结构13的各向异性光扩散膜10通常具有“各向异性”作为其光扩散特性。
此处,本发明中“各向异性”是指,如图2(a)所示,入射光被膜扩散时,扩散了的射出光中在与膜平行的面内的该光的扩散情况(扩散光的扩散形状)根据在该面内的方向而不同的性质。
更具体而言,如图2(a)所示,对于与沿着沿膜面的任一方向延伸的百叶窗结构垂直的朝向,选择性地产生光的扩散,另一方面,对于与百叶窗结构平行的朝向,难以产生光的扩散,因此推定实现了各向异性光扩散。
因此,具有各向异性的光扩散膜中的扩散光的扩散形状如图2(a)所示为棒状。
另外,如上所述,在各向异性光扩散膜中,光扩散产生在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朝向上,因此如图2(b)所示,称为入射光的“入射角θ1”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θ1是指将相对于光扩散膜的入射侧表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为扩散的角度,在该状态下得到的扩散光的角度范围。
进而,在各向异性光扩散膜中,“扩散光的开口角”是指上述“光扩散角度区域”的宽度,如图2(b)所示,是指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方向)观察膜的截面时的扩散光的开口角θ2。
另外,如图2(a)所示,各向异性光扩散膜在入射光的入射角包含在光扩散入射角度区域内时,即使在该入射角不同的情况下,也能够在光射出面侧进行大致相同的光扩散。
因此,可以说所得的各向异性光扩散膜具有使光集中在规定位置的聚光作用。
应予说明,认为百叶窗结构内折射率相对较高的区域12内部的入射光的方向变化,是如图1(b)所示那样的通过全反射而呈直线状曲折地变化方向的阶跃折射率(stepindex)型的情形,除此之外还有呈曲线状变化方向的梯度折射率(gradient index)型的情形。
另外,在图1(a)和(b)中,为方便起见,用直线表示折射率相对较高的板状区域12与折射率相对较低的板状区域14的界面,但实际上界面稍微曲折,各板状区域形成伴有分支、消失的复杂的折射率分布结构。
其结果,推定不同的光学特性的分布使光扩散特性提高。
(2)各向同性光扩散
接着,使用图3~4对具有各向同性光扩散特性的光扩散膜进行说明。
首先,图3(a)表示各向同性光扩散膜20的俯视图(平面图),图3(b)表示将图3(a)所示的各向同性光扩散膜20沿虚线A-A在垂直方向上切割,顺着箭头方向观察切割面时的各向同性光扩散膜20的截面图。
另外,图4(a)表示膜内具有柱结构的各向同性光扩散膜20的整体图,图4(b)表示从X方向观察图4(a)的各向同性光扩散膜20时的截面图。
如该图3(a)的平面图所示,各向同性光扩散膜20具有由折射率相对较高的柱状物22和折射率相对较低的区域24构成的柱结构23。
另外,如图3(b)的截面图所示,折射率相对较高的柱状物22与折射率相对较低的区域24在相对于各向同性光扩散膜20的法线方向(膜厚方向)上,保持分别具有规定的宽度并交替配置的状态。
由此,如图4(a)所示,入射光的入射角在光扩散入射角度区域内时,推定被各向同性光扩散膜20扩散。
即,如图3(b)所示,入射光相对于各向同性光扩散膜20的入射角,相对于柱结构23的边界面23′为规定的角度范围的值、即光扩散入射角度区域内的值时,推定入射光(62、64)一边改变方向,一边沿着膜厚方向穿过柱结构内的折射率相对较高的柱状物22的内部,从而光射出面侧的光的行进方向变得不同。
其结果,入射光在光扩散入射角度区域内时,推定入射光被各向同性光扩散膜20扩散,成为扩散光(62′、64′)。
另一方面,入射光相对于各向同性光扩散膜20的入射角在光扩散入射角度区域外时,如图3(b)所示,推定入射光66不会被各向同性光扩散膜扩散,而是直接透过各向同性光扩散膜20,成为透射光66′。
因此,根据与上述各向异性光扩散膜相同的基本原理,具备柱结构23的各向同性光扩散膜20例如如图4(a)所示,能够在光的透射和扩散中发挥入射角度依赖性。
但是,如图4(a)所示,具有柱结构23的各向同性光扩散膜通常具有“各向同性”作为其光扩散特性。
推定这是因为在柱结构23中,即使在与如图3(b)所示的截面垂直的截面上,同样地能够一边反复进行阶跃折射率型或梯度折射率型的反射一边使光穿过柱结构内。
此处,本发明中“各向同性”是指,如图4(a)所示,入射光被膜扩散时,扩散了的射出光中在与膜平行的面内的该光的扩散情况(扩散光的扩散形状)不因该面内的方向而变化的性质。
更具体而言,如图4(a)所示,扩散了的射出光的扩散情况在与膜平行的面内形成圆形。
另外,在各向同性光扩散膜中,与各向异性光扩散膜不同,光扩散产生的朝向没有特别限制。
因此,在各向同性光扩散膜中称为入射光的“入射角θ1”时,仅是指将相对于各向同性光扩散膜的入射侧表面的法线的角度设为0°时的角度(°)。
其它内容与上述各向异性光扩散膜的内容重复,故省略。
2. 基本构成
接着,使用图5~6对本发明的具有椭圆形光扩散特性的光扩散膜的基本构成进行说明。
首先,图5(a)表示椭圆形光扩散膜30的俯视图(平面图),图5(b)表示将椭圆形光扩散膜30沿虚线A-A在垂直方向上切割,顺着箭头方向观察切割面时的椭圆形光扩散膜30的截面图。
另外,图6(a)表示膜内具有规定的内部结构的椭圆形光扩散膜30的整体图,图6(b)表示从X方向观察图6(a)的椭圆形光扩散膜30时的截面图,图6(c)表示从Y方向观察图6(a)的椭圆形光扩散膜30时的截面图。
如该图5(a)的平面图所示,椭圆形光扩散膜30具有将折射率相对较高的多个薄片状物32沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域34中排列多列而成的规定的内部结构33。
另外,排成一列的多个薄片状物32隔着规定的间隔配置,折射率相对较低的区域34存在于其间隙内。
即,薄片状物32由端部和被两个端部夹着的板状部分构成,所述端部通过折射率高的百叶窗结构的延伸被折射率相对较低的区域34切割而形成。
应予说明,在图5(a)中,为方便起见,用长方形表示薄片状物32,但实际上为角部为圆形的近似于长方形的形状。
另外,如图5(b)的截面图所示,折射率相对较高的薄片状物32与折射率相对较低的区域34,在相对于椭圆形光扩散膜30的法线方向(膜厚方向)上保持分别交替配置的状态。
由此,根据与上述各向异性光扩散膜和各向同性光扩散膜相同的原理(图5(b)),具备规定的内部结构33的椭圆形光扩散膜30例如如图6(a)所示,能够在光的透射和扩散中发挥入射角度依赖性。
但是,如图5~6所示,椭圆形光扩散膜30,由于具有将折射率相对较高的多个薄片状物32沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域34中排列多列而成的规定的内部结构33,因此如图6(a)所示,具有椭圆形的光扩散特性作为其光扩散特性。
即,椭圆形光扩散膜30中的规定的内部结构33可以说是各向异性光扩散膜10中的百叶窗结构13与各向同性光扩散膜20中的柱结构23的混合(hybrid)结构。
更具体而言,推定构成规定的内部结构的薄片状物中,中央的板状部分呈现各向异性光扩散,端部呈现各向同性光扩散。
因此,推定规定的内部结构中产生椭圆形光扩散。
即,百叶窗结构中,构成该百叶窗结构的板状区域基本上没有端部,因此产生各向异性强而各向同性几乎没有的光扩散、即各向异性光扩散。
另外,柱结构中,构成该柱结构的柱状物没有板状部分,因此产生各向同性强而各向异性几乎没有的光扩散、即各向同性光扩散。
因此,具备同时具有板状部分和端部的薄片状物的规定的内部结构中,推定产生百叶窗结构和柱结构的中间的光扩散,产生兼具各向异性和各向同性的椭圆形光扩散。
另外,在椭圆形光扩散膜中,如图6(b)所示,椭圆形光扩散的长径方向为与沿着沿膜面的任一方向排列多列而成的薄片状物的排列方向垂直的朝向,因此称为入射光的“入射角θ1”时,是指与在沿膜面的任一方向排列而成的薄片状物的排列方向垂直的成分的入射角。另外,此时入射角θ1是指将相对于光扩散膜的入射侧表面的法线的角度设为0°时的角度(°)。
另外,在椭圆形光扩散膜中,“扩散光的开口角”被定义为:如图6(b)所示从与沿着沿膜面的任一方向排列多列而成的薄片状物的排列方向平行的X方向观察膜的截面时的长径方向的扩散光的开口角θ2、以及如图6(c)所示从与X方向正交的Y方向观察膜的截面时的短径方向的扩散光的开口角θ2′这两个开口角。
其它内容与上述各向异性光扩散膜的内容重复,故省略。
3. 内部结构
本发明的光扩散膜的特征在于,在膜内具有将折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构。
以下对上述规定的内部结构进行具体说明。
(1)折射率
优选在规定的内部结构中,折射率相对较高的薄片状物的折射率与折射率相对较低的区域的折射率之差为0.01以上的值。
其原因是,通过使该折射率之差为0.01以上的值,能够在规定的内部结构内使入射光稳定地进行反射,进一步提高入射角度依赖性和扩散光的开口角度。
即,这是因为如果上述折射率之差为小于0.01的值,则入射光在规定的内部结构内全反射的角度域变窄,因此有时入射角度依赖性过度降低,或者扩散光的开口角过度变窄。
因此,规定的内部结构中折射率相对较高的薄片状物的折射率与折射率相对较低的区域的折射率之差更优选为0.05以上的值,进一步优选为0.1以上的值。
应予说明,折射率之差越大越优选,但从选择可形成规定的内部结构的材料的观点考虑,0.3左右为上限。
(2) 关系式(1)
另外,本发明的光扩散膜的特征在于,如图7(a)~(c)所示,将该光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物32的上端部(线A)起向下50μm的位置(线B)处的薄片状物32的宽度设为T50(μm)、将薄片状物32的沿膜面的排列方向上的长度设为L50(μm)时,满足下列关系式(1)。
应予说明,图7(a)是将光扩散膜30在与薄片状物32的沿膜面的排列方向正交的面上切割后的截面图(侧视图),图7(b)是将光扩散膜30在与通过线B的膜面平行的面上切割后的截面图(俯视图),图7(c)是图7(b)所示的截面图的局部放大的放大图;
0.05≤T50/L50<0.9 (1)。
其原因是,通过使T50和L50满足关系式(1),能够在膜内形成不同于以往的百叶窗结构、也不同于以往的柱结构的规定的内部结构,使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形。
即,这是因为如果T50/L50为小于0.05的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过小,有时会成为与以往的具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜相同的光扩散特性。另一方面是因为,如果T50/L50为0.9以上的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过大,有时会成为与以往的具有柱结构的各向同性光扩散膜相同的光扩散特性。
此处,在本发明中,并不存在在0.05以上且小于0.9的数值范围内特别优选的T50/L50的值,通过在该数值范围内使T50/L50的值适当地变化,能够根据各种用途控制椭圆形光扩散的椭圆率。
但是,从为了使本发明与以往的各向异性光扩散膜或各向同性光扩散膜的不同变得更明确的观点出发,将膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的宽度设为T50(μm)、将薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度设为L50(μm)时,更优选满足下列关系式(1′),进一步优选满足下列关系式(1″):
0.08≤T50/L50≤0.8 (1′)
0.1≤T50/L50≤0.5 (1″)。
另外,如图7(a)~(c)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下50μm的位置(线B)处的薄片状物32的宽度T50优选为0.1~15μm范围内的值。
其原因是,通过使薄片状物的宽度T50为上述范围内的值,能够使入射光更有效地光扩散成椭圆形。
即,这是因为如果上述薄片状物的宽度T50为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的宽度T50为大于15μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的宽度T50更优选为0.5~10μm范围内的值,进一步优选为1~5μm范围内的值。
另外,如图7(a)~(c)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下50μm的位置(线B)处的薄片状物32的沿膜面的排列方向上的长度L50优选为0.11~300μm范围内的值。
其原因是,通过使薄片状物的长度L50为上述范围内的值,能够使入射光更有效地光扩散成椭圆形。
即,这是因为如果上述薄片状物的长度L50为小于0.11μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的长度L50为大于300μm的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过小,有时会成为与以往具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜相同的光扩散特性。
因此,从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度L50更优选为0.56~200μm范围内的值,进一步优选为1.1~100μm范围内的值。
另外,如图7(a)~(c)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下50μm的位置(线B)处的薄片状物32的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物32之间的距离P50优选为0.1~100μm范围内的值。
其原因是,如果上述多个薄片状物间的距离P50为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述多个薄片状物间的距离P50为大于100μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物外、即低折射率区域内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物间的距离P50更优选为0.5~75μm范围内的值,进一步优选为1~50μm范围内的值。
另外,如图7(a)~(c)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下50μm的位置(线B)处的排列多列的薄片状物32的列间的距离P50′优选为0.1~15μm范围内的值。
其原因是,如果上述薄片状物的列间的距离P50′为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的列间的距离P50′为大于15μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物外、即低折射率区域内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的排列多列的薄片状物的列间的距离P50′更优选为0.5~10μm范围内的值,进一步优选为1~5μm范围内的值。
(3) 关系式(2)
另外,优选薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度L从光扩散膜的膜厚方向的上端部侧向下方变长。
另外,对于薄片状物的宽度T,也优选从光扩散膜的膜厚方向的上方向下方变厚。
其原因是,通过这样构成规定的内部结构,能够使入射光进一步有效地光扩散成椭圆形。
即,推定通过使薄片状物的截面积整体从上端部侧向下方增大,可抑制返回光,促进射出光的扩散。
更具体而言,如图7(a)和图8(a)~(b)所示,将光扩散膜30的膜厚方向上的从薄片状物32的上端部(线A)起向下75μm的位置(线C)处的薄片状物32的宽度设为T75(μm)、将薄片状物32的沿膜面的排列方向上的长度设为L75(μm)时,优选满足下列关系式(2)。
应予说明,图8(a)是将光扩散膜30在与通过线C的膜面平行的面上切割后的截面图(俯视图),图8(b)是图8(a)所示的截面图的局部放大的放大图;
0.01≤T75/L75<0.5 (2)。
其原因是,如果T75/L75为小于0.01的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过小,有时会成为与以往具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜相同的光扩散特性。另一方面是因为,如果T75/L75为0.5以上的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过大,有时会成为与以往具有柱结构的各向同性光扩散膜相同的光扩散特性。
此处,在本发明中,并不存在在0.01以上且小于0.5的数值范围内特别优选的T75/L75的值,通过在该数值范围内适当改变T75/L75的值,能够根据各种用途控制椭圆形光扩散的椭圆率。
但是,从为了使本发明与以往的各向异性光扩散膜或各向同性光扩散膜的不同变得更明确的观点出发,将膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的薄片状物的宽度设为T75(μm)、将薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度设为L75(μm)时,更优选满足下列关系式(2′),进一步优选满足下列关系式(2″):
0.02≤T75/L75≤0.2 (2′)
0.05≤T75/L75≤0.1 (2″)。
另外,如图7(a)和图8(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下75μm的位置(线C)处的薄片状物32的宽度T75优选为0.1~15μm范围内的值。
其原因是,如果上述薄片状物的宽度T75为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的宽度T75为大于15μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的薄片状物的宽度T75更优选为0.5~10μm范围内的值,进一步优选为1~5μm范围内的值。
另外,如图7(a)和图8(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下75μm的位置(线C)处的薄片状物32的沿膜面的排列方向上的长度L75优选为0.2~1500μm范围内的值。
其原因是,如果上述薄片状物的长度L75为小于0.2μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的长度L75为大于1500μm的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过小,有时会成为与以往具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜相同的光扩散特性。
因此,从薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度L75更优选为1~1000μm范围内的值,进一步优选为2~500μm范围内的值。
另外,如图7(a)和图8(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下75μm的位置(线C)处的薄片状物32的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物32之间的距离P75优选为0.1~100μm范围内的值。
其原因是,如果上述多个薄片状物间的距离P75为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述多个薄片状物间的距离P75为大于100μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物外、即低折射率区域内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的薄片状物的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物间的距离P75更优选为0.5~75μm范围内的值,进一步优选为1~50μm范围内的值。
另外,如图7(a)和图8(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下75μm的位置(线C)处的排列多列的薄片状物32的列间的距离P75′优选为0.1~15μm范围内的值。
其原因是,如果上述薄片状物的列间的距离P75′为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的列间的距离P75′为大于15μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物外、即低折射率区域内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的排列多列的薄片状物的列间的距离P75′更优选为0.5~10μm范围内的值,进一步优选为1~5μm范围内的值。
(4) 关系式(3)
另外,如图7(a)和图9(a)~(b)所示,将光扩散膜30的膜厚方向上的从薄片状物32的上端部(线A)起向下100μm的位置(线D)处的薄片状物32的宽度设为T100(μm)、将薄片状物32的沿膜面的排列方向上的长度设为L100(μm)时,优选满足下列关系式(3)。
应予说明,图9(a)将光扩散膜30在与通过线D的膜面平行的面上切割后的截面图(俯视图),图9(b)是图9(a)所示的截面图的局部放大的放大图;
0.005≤T100/L100<0.1 (3)。
其原因是,如果T100/L100为小于0.005的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过小,有时会成为与以往具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜相同的光扩散特性。另一方面是因为,如果T100/L100为大于0.1的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过大,有时会成为与以往具有柱结构的各向同性光扩散膜相同的光扩散特性。
此处,在本发明中,并不存在在0.005以上且小于0.1的数值范围内特别优选的T100/L100的值,通过在该数值范围内适当改变T100/L100的值,能够根据各种用途控制椭圆形光扩散的椭圆率。
但是,从为了使本发明与以往的各向异性光扩散膜或各向同性光扩散膜的不同变得更明确的观点出发,将膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端起向下100μm的位置处的薄片状物的宽度设为T100(μm)、将薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度设为L100(μm)时,更优选满足下列关系式(3′),进一步优选满足下列关系式(3″):
0.008≤T100/L100≤0.08 (3′)
0.01≤T100/L100≤0.06 (3″)。
另外,如图7(a)和图9(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下100μm的位置(线D)处的薄片状物32的宽度T100优选为0.1~15μm范围内的值。
其原因是,如果上述薄片状物的宽度T100为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的宽度T100为大于15μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下100μm的位置处的薄片状物的宽度T100更优选为0.5~10μm范围内的值,进一步优选为1~5μm范围内的值。
另外,如图7(a)和图9(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下100μm的位置(线D)处的薄片状物32的沿膜面的排列方向上的长度L100优选为1~3000μm范围内的值。
其原因是,如果薄片状物的长度L100为小于1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的长度L100为大于3000μm的值,则向与薄片状物的排列方向平行的方向进行的光扩散变得过小,有时会成为与以往具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜相同的光扩散特性。
因此,从薄片状物的上端部起向下100μm的位置处的薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度L100更优选为5~2000μm范围内的值,进一步优选为10~1000μm范围内的值。
另外,如图7(a)和图9(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下100μm的位置(线D)处的薄片状物32的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物32之间的距离P100优选为0.1~100μm范围内的值。
其原因是,如果上述多个薄片状物间的距离P100为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述多个薄片状物间的距离P100为大于100μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物外、即低折射率区域内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下100μm的位置处的薄片状物的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物间的距离P100更优选为0.5~75μm范围内的值,进一步优选为1~50μm范围内的值。
另外,如图7(a)和图9(a)~(b)所示,从薄片状物32的上端部(线A)起向下100μm的位置(线D)处的排列多列的薄片状物32的列间的距离P100′优选为0.1~15μm范围内的值。
其原因是,如果上述薄片状物的列间的距离P100′为小于0.1μm的值,则有时无论入射光的入射角度为多少,都难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果上述薄片状物的列间的距离P100′为大于15μm的值,则有时直线传播并直接通过薄片状物外、即低折射率区域内的光增加,扩散光的均匀性降低。
因此,从薄片状物的上端部起向下100μm的位置处的排列多列的薄片状物的列间的距离P100′更优选为0.5~10μm范围内的值,进一步优选为1~5μm范围内的值。
(5) 膜厚方向的长度
另外,如图10(a)~(b)所示,薄片状物32在膜厚方向上的长度Na优选为50~500μm范围内的值。
其原因是,如果上述长度Na为小于50μm的值,则在规定的内部结构内直线传播的入射光增加,有时难以得到充分的入射角度依赖性和扩散光的开口角。另一方面是因为,如果上述长度Na为大于500μm的值,则在对光扩散膜用组合物照射活性能量线而形成规定的内部结构时,有时光聚合的行进方向会因初期形成的规定的内部结构而扩散,从而难以形成所需的内部结构。
因此,薄片状物在膜厚方向的长度Na更优选为70~300μm范围内的值,进一步优选为80~200μm范围内的值。
应予说明,如图10(b)所示,规定的内部结构可以不形成至膜的膜厚方向的上下端部分。
此时,未形成规定的内部结构的上下端部分的宽度Nb虽然也取决于膜的厚度,但通常优选为0~50μm范围内的值,更优选为0~5μm范围内的值。
(6) 倾斜角
另外,如图10(a)~(b)所示,优选薄片状物32相对于膜30的膜厚方向以一定的倾斜角θa倾斜。
其原因是,通过使薄片状物以一定的倾斜角θa倾斜,能够调节光扩散入射角度区域。
应予说明,θa是在与薄片状物的排列方向垂直的面将膜切割时的截面上测得的倾斜角,是指将相对于膜表面的法线的角度设为0°时的薄片状物的倾斜角(°)。
更具体而言,如图10(a)~(b)所示,θa是指规定的内部结构的上端面的法线与薄片状物32的上端部所成的角度中较窄侧的角度。应予说明,如图10(a)~(b)所示,以薄片状物32向右侧倾斜时的倾斜角为基准,薄片状物32向左侧倾斜时的倾斜角用负值表示。
另外,如图10(c)所示,还优选薄片状物弯曲。
其原因是,通过使薄片状物32弯曲,能够减少在规定的内部结构内直线传播的入射光,提高光扩散的均匀性。
应予说明,这种弯曲的薄片状物可通过在进行活性能量线照射时一边改变照射光的照射角度一边照射光而得到,但很大程度上也取决于形成规定的内部结构的材料物质的种类。
4. 膜厚
另外,优选光扩散膜的膜厚为100~500μm范围内的值。
其原因是,通过使光扩散膜的膜厚为上述范围内的值,能够得到更优异的入射角度依赖性。
即,这是因为如果光扩散膜的膜厚为小于100μm的值,则在规定的内部结构内直线传播的光增加,有时难以表现出光扩散特性。另一方面是因为,如果光扩散膜的膜厚为大于500μm的值,则在对光扩散膜用组合物照射活性能量线而形成规定的内部结构时,有时光聚合的行进方向会因初期形成的内部结构而扩散,从而难以形成所需的内部结构。
因此,更优选光扩散膜的膜厚为130~300μm范围内的值,进一步优选为150~250μm范围内的值。
5. 粘合剂层
另外,本发明的光扩散膜还可以在其单面或双面具备用于对被粘体进行层叠的粘合剂层。
作为构成该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、聚氨酯系、橡胶系等粘合剂。
6. 椭圆形光扩散
另外,如图6(b)~(c)所示,在利用光扩散膜使入射光扩散时所得的椭圆形的光扩散中,将长径方向的扩散光的开口角设为θ2(°)、将短径方向的扩散光的开口角设为θ2′(°)时,优选满足下列关系式(4):
0.2≤θ2′/θ2≤0.9 (4)。
其原因是,通过满足关系式(4),能够进一步提高对长方形显示器的适用性。
即,这是因为如果θ2′/θ2为小于0.2的值,则有时会与各向异性光扩散相近似而难以使显示器整面明亮。另一方面是因为,如果θ2′/θ2为大于0.9的值,则有时会与各向同性光扩散相近似而在长方形显示器中存在不必要的扩散光。
此处,在本发明中,并不存在在0.2~0.9的数值范围内特别优选的θ2′/θ2的值,通过在该数值范围内适当改变θ2′/θ2的值,能够根据各种用途得到最佳的椭圆形光扩散。
但是,从为了使本发明与以往的各向异性光扩散膜或各向同性光扩散膜的不同变得更明确的观点出发,在利用光扩散膜使入射光扩散时所得的椭圆形的光扩散中,将长径方向的扩散光的开口角设为θ2(°)、将短径方向的扩散光的开口角设为θ2′(°)时,更优选满足下列关系式(4′),进一步优选满足下列关系式(4″):
0.3≤θ2′/θ2≤0.8 (4′)
0.4≤θ2′/θ2≤0.7 (4″)。
7. 制造方法
另外,本发明的光扩散膜例如可以通过包括下列工序(a)~(c)的制造方法制造:
(a)准备光扩散膜用组合物的工序;
(b)对加工片涂布光扩散膜用组合物,形成涂布层的工序;
(c)对涂布层照射活性能量线的工序,该工序是在涂布层的表面,使位于来自活性能量线光源的活性能量线的照度为最大的区域上的任意一点的、活性能量线的入射角度宽度取最小值的方位角方向与活性能量线的入射角度宽度取最大值的方位角方向正交,并且将活性能量线的入射角度宽度的最小值设为10°以下的值,同时将活性能量线的入射角度宽度的最大值设为大于10°且40°以下的范围内的值。
以下,参照附图对该制造方法进行具体说明。
(1)工序(a):准备光扩散膜用组合物的工序
该工序是准备规定的光扩散膜用组合物的工序。
更具体而言,是将折射率不同的至少两种聚合性化合物、光聚合引发剂和所需的其它添加剂混合的工序。
另外,进行混合时,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,为了达到适合涂装的所需粘度,优选进一步添加稀释溶剂。
以下,对光扩散膜用组合物进行更具体的说明。
(1)-1 高折射率聚合性化合物
(i) 种类
折射率不同的两种聚合性化合物中,折射率相对较高的聚合性化合物(以下有时称为(A)成分)的种类没有特别限定,但优选其主成分为含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯。
其原因推定如下:作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,能够使(A)成分的聚合速度比折射率相对较低的聚合性化合物(以下有时称为(B)成分)的聚合速度更快,使这些成分间的聚合速度产生规定差异,从而有效降低两成分的共聚性。
其结果,在进行光固化时,能够效率良好地形成将来自(A)成分的折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在来自(B)成分的折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构。
另外,推定作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,能够在单体阶段与(B)成分具有充分的相容性,同时在聚合过程中多个相连的阶段中使与(B)成分的相容性降低至规定范围,进一步效率良好地形成规定的内部结构。
进而,作为(A)成分,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯,能够提高规定的内部结构中的来自(A)成分的区域的折射率,将该折射率与来自(B)成分的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,与后述的(B)成分的特性相结合,能够有效形成折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构。
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,例如可列举出(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、卤代烷基等取代所得的(甲基)丙烯酸酯等。
另外,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,特优选包含下列通式(1)表示的联苯化合物;
(通式(1)中,R1~R10各自独立,R1~R10中的至少一个为下列通式(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的取代基。)
(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。)。
其原因推定如下:作为(A)成分,通过含有具有特定结构的联苯化合物,能够使(A)成分和(B)成分的聚合速度产生规定差异,使(A)成分与(B)成分的相容性降低至规定的范围,从而降低两成分之间的共聚性。
另外,能够提高来自(A)成分的区域的折射率,更易于将该折射率与来自(B)成分的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。
其原因是,如果上述碳原子数为大于4的值,则(A)成分的聚合速度降低,或者来自(A)成分的区域的折射率变得过低,有时难以有效形成规定的内部结构。
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,通式(1)中的R1~R10优选为卤代烷基或卤原子以外的取代基、即不含卤素的取代基。
其原因是,在废弃光扩散膜时,防止因焚烧而产生二噁英,从环境保护的观点出发较优选。
应予说明,以往的光扩散膜中,为了在得到所需的内部结构时使单体成分高折射率化,通常在单体成分中进行卤素取代。
关于这一点,若是通式(1)表示的联苯化合物,则即使在不进行卤素取代的情况下也能得到高折射率。
因此,若是使本发明中的光扩散膜用组合物光固化而成的光扩散膜,则即使在不含卤素的情况下也能发挥良好的入射角度依赖性。
另外,优选通式(1)中的R2~R9的任一个为通式(2)表示的取代基。
其原因是,通过使通式(2)表示的取代基的位置为R1和R10以外的位置,能够在进行光固化之前的阶段中有效地防止(A)成分彼此取向而结晶化。
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,也能在外观上与(B)成分均匀混合。
由此,在光固化的阶段,可进行(A)成分和(B)成分的细微水平上的凝集/相分离,能够更有效地得到具备规定的内部结构的光扩散膜。
进而,从相同的观点出发,特别优选通式(1)中的R3、R5、R6和R8中的任一个为通式(2)表示的取代基。
另外,优选通式(2)表示的取代基中的重复数m通常为1~10的整数。
其原因是,如果重复数m为大于10的值,则连接聚合部位和联苯环的氧化烯链变得过长,有时会阻碍聚合部位中的(A)成分之间的聚合。
因此,通式(2)表示的取代基中的重复数m更优选为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,优选通式(2)表示的取代基中的碳原子数n通常为1~4的整数。
另外,如果还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)表示的取代基中的碳原子数n为2~4的整数,特别优选为2~3的整数。
另外,作为通式(1)表示的联苯化合物的具体例,可优选列举下列式(3)~(4)表示的化合物;
。
(ii) 分子量
另外,优选使(A)成分的分子量为200~2500范围内的值。
其原因推定如下:通过使(A)成分的分子量在规定范围内,能够使(A)成分的聚合速度进一步加快,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)成分的折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在来自(B)成分的折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构。
即,这是因为如果(A)成分的分子量为小于200的值,则聚合速度会因空间位阻而降低,与(B)成分的聚合速度相近,有时容易发生与(B)成分的共聚。另一方面是因为,如果(A)成分的分子量为大于2500的值,则推定随着与(B)成分的分子量之差变小,(A)成分的聚合速度降低而与(B)成分的聚合速度相近,容易发生与(B)成分的共聚,其结果有时会难以效率良好地形成规定的内部结构。
因此,更优选(A)成分的分子量为240~1500范围内的值,进一步优选为260~1000范围内的值。
应予说明,(A)成分的分子量可根据由分子组成、构成原子的原子量所得的计算值求出,也可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)作为重均分子量而测定。
(iii) 单独使用
另外,本发明中的光扩散膜用组合物的特征在于,含有(A)成分作为形成规定的内部结构中的折射率相对较高的区域的单体成分,优选(A)成分以单一成分含有。
其原因是,通过这样构成,能够有效抑制来自(A)成分的区域、即折射率相对较高的薄片状物中的折射率的波动,更有效地得到具备规定的内部结构的光扩散膜。
即,(A)成分相对于(B)成分的相容性低时,例如(A)成分为卤素系化合物等时,有时并用其它的(A)成分(例如非卤素系化合物等)作为用于使(A)成分与(B)成分相容的第三成分。
然而,此时由于上述第三成分的影响,有时来自(A)成分的折射率相对较高的区域中的折射率出现波动,或者容易降低。
其结果,有时与来自(B)成分的折射率相对较低的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)成分的相容性的高折射率的单体成分,将其作为单独的(A)成分使用。
应予说明,例如若是作为(A)成分的式(3)表示的联苯化合物,则由于是低粘度化合物,故具有与(B)成分的相容性,因此能够作为单独的(A)成分使用。
(iv) 折射率
另外,优选使(A)成分的折射率为1.5~1.65范围内的值。
其原因是,通过使(A)成分的折射率为上述范围内的值,能够更容易地调节来自(A)成分的区域的折射率与来自(B)成分的区域的折射率之差,更有效地得到具备规定的内部结构的光扩散膜。
即,这是因为如果(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。另一方面是因为,如果(A)成分的折射率为大于1.65的值,则虽然与(B)成分的折射率之差增大,但是有时甚至与(B)成分在外观上的相容状态也难以形成。
因此,更优选(A)成分的折射率为1.52~1.62范围内的值,进一步优选为1.56~1.6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来测定。
(v) 含量
另外,优选使光扩散膜用组合物中的(A)成分的含量相对于后述的折射率相对较低的聚合性化合物即(B)成分100重量份为25~400重量份范围内的值。
其原因是,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)成分的存在比例减少,来自(A)成分的薄片状物的宽度过度减小,有时难以得到具有良好的入射角度依赖性的内部结构。另外是因为,光扩散膜的厚度方向上的薄片状物的长度变得不充分,有时不会表现出光扩散性。另一方面是因为,如果(A)成分的含量为大于400重量份的值,则(A)成分相对于(B)成分的存在比例增多,来自(A)成分的薄片状物的宽度过度增大,有时反而难以得到具有良好的入射角度依赖性的规定的内部结构。另外是因为,光扩散膜的厚度方向上的薄片状物的长度变得不充分,有时不会表现出光扩散性。
因此,更优选(A)成分的含量相对于(B)成分100重量份为40~300重量份范围内的值,进一步优选为50~200重量份范围内的值。
(1)-2 低折射率聚合性化合物
(i) 种类
折射率不同的两种聚合性化合物中,折射率相对较低的聚合性化合物((B)成分)的种类没有特别限制,作为其主成分,例如可列举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(urethane(meth)acrylate)、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,特别优选为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
其原因是,若是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,则不但能够更容易地调节来自(A)成分的区域的折射率与来自(B)成分的区域的折射率之差,还能够有效抑制来自(B)成分的区域的折射率的波动,更有效地得到具备规定的内部结构的光扩散膜。
因此,以下主要对作为(B)成分的氨基甲酸酯(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,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯由(B1)至少含有两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,所述(B2)多元醇化合物优选二元醇化合物,特别优选聚亚烷基二醇。
应予说明,(B)成分中还含有具有氨基甲酸酯键的重复单元的低聚物。
其中,作为(B1)成分的至少含有两个异氰酸酯基的化合物,例如可列举出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多异氰酸酯;六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯;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多异氰酸酯;以及它们的缩二脲体、异氰脲酸酯体、进而作为与乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油等低分子含活性氢的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加合物)等。
另外,上述中,特别优选为脂环式多异氰酸酯。
其原因是,若为脂环式多异氰酸酯,则与脂肪族多异氰酸酯相比,由于立体构象等的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,能够使(B1)成分可靠地与(B2)成分和(B3)成分反应,能够防止产生多余的副产物。
其结果,能够有效地抑制规定的内部结构中的来自(B)成分的区域、即低折射率区域的折射率的波动。
另外,若是脂环式多异氰酸酯,则与芳香族多异氰酸酯相比,能够将所得的(B)成分与(A)成分的相容性降低至规定范围,更加效率良好地形成规定的内部结构。
进而,若是脂环式多异氰酸酯,则与芳香族多异氰酸酯相比,能够减小所得的(B)成分的折射率,因此能够增大与(A)成分的折射率之差,更可靠地表现光扩散性,并且能够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规定的内部结构。
另外,在这样的脂环式多异氰酸酯中,优选仅含有两个异氰酸酯基的脂环式二异氰酸酯。
其原因是,若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,可特别优选列举出异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
其原因是,能够对两个异氰酸酯基的反应性设置有效的差异。
另外,在形成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B2)成分的聚亚烷基二醇,例如可列举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中,特别优选为聚丙二醇。
其原因是,若是聚丙二醇,则粘度低,因此能够在无溶剂的条件下进行处理。
另外,若是聚丙二醇,则能够在使(B)成分固化时,成为该固化物中的良好的软链段,有效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利用(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,在形成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B3)成分的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯,例如可列举出(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,从降低所得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的聚合速度,更有效地形成规定的内部结构的观点出发,特别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)成分进行的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的合成可以根据常规方法实施。
此时,优选(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。
其原因是,通过设为上述的配合比例,能够有效地合成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是(B1)成分所具有的一个异氰酸酯基与(B2)成分所具有的两个羟基分别进行反应键合,进而(B3)成分所具有的羟基与两个(B1)成分分别所具有的另一个异氰酸酯基反应键合而成。
因此,(B1)~(B3)成分的配合比例以摩尔比计更优选为(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。
(ii)重均分子量
另外,优选使(B)成分的重均分子量为3000~20000范围内的值。
其原因是,通过使(B)成分的重均分子量在规定的范围内,能够使(A)成分与(B)成分的聚合速度产生规定差异,有效降低两成分的共聚性。
其结果,在进行光固化时,能够效率良好地形成来自(A)成分的折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在来自(B)成分的折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构。
即,这是因为,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)成分的聚合速度相近,容易发生与(A)成分的共聚,结果有时难以效率良好地形成规定的内部结构。另一方面是因为,如果(B)成分的重均分子量为大于20000的值,则有时难以形成来自(A)成分的折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在来自(B)成分的折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构,或者与(A)成分的相容性过度降低而使(A)成分在涂布阶段析出。
因此,(B)成分的重均分子量更优选为5000~15000范围内的值,进一步优选为7000~13000范围内的值。
应予说明,(B)成分的重均分子量可以采用凝胶渗透色谱法(GPC)来测定。
(iii) 单独使用
另外,(B)成分可并用分子结构或重均分子量不同的两种以上,但从抑制来自(B)成分的区域的折射率波动的观点出发,优选仅使用一种。
即,这是因为,使用多种(B)成分时,有时来自(B)成分的折射率相对较低的区域中的折射率会产生波动或者增大,与来自(A)成分的折射率相对较高的区域的折射率差变得不均匀或者过度降低。
(iv) 折射率
另外,优选(B)成分的折射率为1.4~1.55范围内的值。
其原因是,通过使(B)成分的折射率为上述范围内的值,能够更容易地调节来自(A)成分的区域的折射率与来自(B)成分的区域的折射率之差,更有效地得到具备规定的内部结构的光扩散膜。
即,这是因为,如果(B)成分的折射率为小于1.4的值,则虽然与(A)成分的折射率之差增大,但与(A)成分的相容性极度变差,可能会无法形成规定的内部结构。另一方面是因为,如果(B)成分的折射率为大于1.55的值,则与(A)成分的折射率之差变得过小,有时难以得到所需的入射角度依赖性。
因此,(B)成分的折射率更优选为1.45~1.54范围内的值,进一步优选为1.46~1.52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。
其原因是,通过使上述折射率之差为规定范围内的值,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、以及更广的光扩散入射角度区域的光扩散膜。
即,这是因为,如果上述折射率之差为小于0.01的值,则入射光在规定的内部结构内全反射的角度域变窄,因此有时光扩散的开口角变得过度狭窄。另一方面是因为,如果上述折射率之差为过大的值,则(A)成分与(B)成分的相容性过于变差,可能会无法形成规定的内部结构。
因此,(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差更优选为0.05~0.5范围内的值,进一步优选为0.1~0.2范围内的值。
应予说明,此处所谓的(A)成分和(B)成分的折射率是指,利用光照射进行固化之前的(A)成分和(B)成分的折射率。
(v) 含量
另外,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%,优选为10~80重量%范围内的值。
其原因是,如果(B)成分的含量为小于10重量%的值,则(B)成分相对于(A)成分的存在比例减少,来自(B)成分的区域与来自(A)成分的区域相比过度减小,有时难以得到具有良好的入射角度依赖性的规定的内部结构。另一方面是因为,如果(B)成分的含量为大于80重量%的值,则(B)成分相对于(A)成分的存在比例增加,来自(B)成分的区域与来自(A)成分的区域相比过度增大,有时反而难以得到具有良好的入射角度依赖性的规定的内部结构。
因此,(B)成分的含量相对于光扩散膜用组合物的总量100重量%更优选为20~70重量%范围内的值,进一步优选为30~60重量%范围内的值。
(1)-3 光聚合引发剂
另外,在本发明的光扩散膜用组合物中,根据需要优选含有光聚合引发剂作为(C)成分。
其原因是,通过含有光聚合引发剂,对光扩散膜用组合物照射活性能量线时,能够有效地形成规定的内部结构。
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,例如可列举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、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-羟基环己基苯甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)甲酮、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、寡聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷等,其中可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
应予说明,作为含有光聚合引发剂时的含量,相对于(A)成分和(B)成分的总量100重量份,优选为0.2~20重量份范围内的值,更优选为0.5~15重量份范围内的值,进一步优选为1~10重量份范围内的值。
(1)-4 其它添加剂
另外,在无损本发明的效果的范围内,可以适当添加上述化合物以外的添加剂。
作为这样的添加剂,例如可列举出抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、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,上述添加剂的含量,通常相对于(A)成分和(B)成分的总量100重量份,优选为0.01~5重量份范围内的值,更优选为0.02~3重量份范围内的值,进一步优选为0.05~2重量份范围内的值。
(2) 工序(b):涂布工序
如图11(a)所示,工序(b)为对加工片2涂布光扩散膜用组合物,形成涂布层1的工序。
作为加工片,可以使用塑料膜、纸中的任一种。
其中,作为塑料膜,可列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,例如可列举出玻璃纸、涂布纸和层压纸等。
应予说明,从片材强度和表面平滑性优异方面出发,优选塑料膜作为加工片。
另外,如果考虑到后述工序,则进一步优选对热、活性能量线的尺寸稳定性优异的塑料膜作为加工片2。
作为这样的塑料膜,在上述塑料膜中,可优选列举出聚酯系膜、聚烯烃系膜和聚酰亚胺系膜。
另外,对于加工片,为了在光固化后使所得的光扩散膜容易从加工片剥离,优选在加工片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,加工片的厚度通常优选为25~200μm范围内的值。
另外,作为在加工片上涂布光扩散膜用组合物的方法,例如可以采用刮刀涂布法、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,涂布层的膜厚优选为80~700μm范围内的值。
其原因是,通过使涂布层的膜厚为上述范围内的值,能够更进一步有效地形成规定的内部结构。
即,这是因为,如果涂布层的膜厚为小于80μm的值,则所形成的规定的内部结构的膜在膜厚方向上的长度不足,在规定的内部结构内直线传播的入射光增加,有时难以得到光扩散角度区域内的扩散光的强度均匀性。另一方面是因为,如果涂布层的膜厚为大于700μm的值,则对涂布层照射活性能量线而形成规定的内部结构时,光聚合的行进方向被初期形成的规定的内部结构扩散,有时难以形成所需的内部结构。
因此,涂布层的膜厚更优选为100~500μm范围内的值,进一步优选为120~300μm范围内的值。
(3) 工序(c):活性能量线照射工序
(3)-1 活性能量线照射准备工序
上述工序是如下工序:在后述活性能量线照射工序之前,进行用于将来自活性能量线光源的活性能量线转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线的准备。
在实施上述工序时,如图11(b)所示,优选使用作为活性能量线光源的线状光源125、以及用于调节来自该线状光源125的活性能量线的入射角度宽度的入射角度宽度调节部件200,并且将入射角度宽度调节部件200配置在线状光源125与涂布层1之间且来自线状光源125的活性能量线的放射区域中。
更具体而言,如图11(b)所示,优选入射角度宽度调节部件200由多个板状部件210构成,并且多个板状部件210在使各主面对置的同时平行配置,并且主面在垂直方向平行。
其原因是,通过如此实施活性能量线照射准备工序,能够将来自线状光源的活性能量线转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线,对涂布层进行照射。
应予说明,虽然“多个板状部件在使各主面对置的同时平行配置”,但从将来自线状光源的直射光转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线的观点出发,实质上只要平行即可。
另外,“线状光源125与涂布层1之间且来自线状光源125的活性能量线的放射区域中”是指,例如如图11(c)所示,从线状光源125向垂直下方照射活性能量线时,线状光源125的垂直下方且涂布层1的垂直上方。
即,本发明的椭圆形光扩散膜的特征在于,在膜内具有图5(a)~(b)和图6(a)~(c)所示的规定的内部结构,但为了形成上述规定的内部结构,优选对涂布层照射在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线。
更具体而言,如图12(a)~(c)所示,优选在涂布层1的表面,位于来自活性能量线光源125的活性能量线60的照度最大的区域上的任意一点R的、活性能量线的入射角度宽度取最小值θ3的方位角方向X与活性能量线的入射角度宽度取最大值θ4的方位角方向Y正交,并且活性能量线的入射角度宽度的最小值θ3为10°以下的值,同时活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为大于10°且40°以下的范围内的值。
此处,图12(a)是从涂布层1的上方观察时的平面图,图12(b)是从图12(a)中的方向Y观察时的侧视图,是表示方位角方向X上的活性能量线的入射角度宽度的图。
另外,图12(c)是从图12(a)中的方向X观察时的侧视图,是表示方位角方向Y上的活性能量线的入射角度宽度的图。
首先,“在涂布层的表面,来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域”是指,如图12(a)~(c)所示,使用线状光源125作为活性能量线光源时,对涂布层1的表面大致线状地照射的活性能量线60的分布的中心线。
因此,如图12(b)所示,从线状光源125向垂直下方照射活性能量线60时,图12(a)的涂布层1表面上的朝着线状光源125的中心线的垂直下方的投影线即为来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域。
另外,例如从线状光源向右斜下方照射活性能量线时,涂布层表面上的朝着线状光源的中心线的右斜下方的投影线附近即为来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域。
接着,“在涂布层的表面,位于来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域上的任意一点的、活性能量线的入射角度宽度取最小值的方位角方向”是指,如图12(a)~(c)所示使用线状光源125作为活性能量线光源时,如图12(b)所示,活性能量线60的入射角度宽度取最小值θ3的方位角方向X,是与线状光源125的轴线方向正交的方向。
而且,作为“任意一点”的点R的活性能量线60的入射角度宽度的最小值θ3如图12(b)所示,是从点R到线状光源125的截面圆的两根切线所成的角度。
进而,“在涂布层的表面,位于来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域上的任意一点的、活性能量线的入射角度宽度取最大值的方位角方向”是指,如图12(a)~(c)所示,在使用线状光源125作为活性能量线光源时,如图12(c)所示,活性能量线60的入射角度宽度取最大值θ4的方位角方向Y,是与上述方位角方向X正交的方位角方向。
而且,作为“任意一点”的点R的活性能量线60的入射角度宽度的最大值θ4如图12(c)所示,是从点R到相邻的两片板状部件210的线状光源125侧的端部的两根切线所成的角度。
这样,通过使活性能量线的入射角度宽度取最小值θ3的方位角方向X与活性能量线的入射角度宽度取最大值θ4的方位角方向Y正交,能够效率良好地形成规定的内部结构。
以上,对使用线状光源作为活性能量线光源的情况进行了具体说明,但所用的活性能量线光源并不限于线状光源。
此时,来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域也可以通过以下方式容易地确定:在活性能量线照射下,在未设置涂布层的加工片上设置照度光量计,一边移动加工片一边对照度光量作图,从而容易地确定照度最大的区域。
另外,对于活性能量线的入射角度宽度的最大值和最小值,可以分别作为在位于来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域上的任意一点、在没有被入射角度宽度调节部件的板状部件等所遮挡的条件下、照射在该任意一点上的活性能量线的入射角度宽度的最大值和最小值进行确定。
应予说明,上述确定方法也适用于使用线状光源作为活性能量线光源的情况。
另外,如果图12(b)所示的活性能量线的入射角度宽度的最小值θ3为大于10°的值,则在方位角方向X和Y上均成为大的入射角度宽度,有时与照射散射光的情况相同,成为完全不会表现出扩散特性的膜。另一方面,如果活性能量线的入射角度宽度的最小值θ3变得过小,则有时活性能量线的累积光量变得过低,生产性极度下降。
因此,在涂布层的表面,位于来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域上的涂布层表面的任意一点的、活性能量线的入射角度宽度的最小值θ3更优选为0.1~7°范围内的值,进一步优选为0.5~5°范围内的值。
另外,如果图12(c)所示的活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为小于10°的值,则在方位角方向X和Y上均成为小的入射角度宽度,有时与照射平行光的情况相同,成为在膜内具有柱结构的各向同性光扩散膜。另一方面,如果活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为大于40°的值,则在方位角方向X和Y上的入射角度宽度之差变得过大,有时与从线状光源照射直射光的情况相同,成为在膜内具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜。
因此,在涂布层的表面,位于来自活性能量线光源的活性能量线的照度最大的区域上的任意一点的、活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4更优选为12~35°范围内的值,进一步优选为15~30°范围内的值。
接着,利用图13对入射角度宽度的最大值θ4与椭圆形光扩散的关系进行说明。
即,图13表示横轴采用活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4(°),纵轴采用θ2′/θ2(-)的特性曲线。
此处,如图6(b)~(c)所示,θ2是指椭圆形光扩散中的长径方向的扩散光的开口角(°),θ2′是指椭圆形光扩散中的短径方向的扩散光的开口角(°)。
从该特性曲线理解可知,如果θ4为10°以下的值,则θ2′/θ2的值变得过大,表现出接近各向同性光扩散的光扩散特性,另一方面,如果θ4为大于40°的值,则θ2′/θ2的值变得过小,表现出接近各向异性光扩散的光扩散特性。
而且还可知,θ4为大于10°且40°以下的范围内的值时,表现出各向同性光扩散和各向异性光扩散的中间的光扩散特性即椭圆形光扩散。
进而可以理解,θ4在大于10°且40°以下的范围内,随着θ4的值的变化而θ2′/θ2的值也变化,因此通过在制造椭圆形光扩散膜时调节θ4的值,能够有效地控制椭圆形光扩散的椭圆率。
另外,如图14(a)所示,多个板状部件210的间隔L1虽然也取决于板状部件210的上下方向的长度L3等,但优选为1~1000mm范围内的值。
其原因是,通过使多个板状部件210的间隔L1为上述范围内的值,能够将来自线状光源的活性能量线更有效地转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线。
即,这是因为,如果多个板状部件的间隔L1为小于1mm的值,则活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为10°以下的值,因此有时在方位角方向X和Y上均成为小的入射角度宽度,与照射平行光的情况相同,成为在膜内具有柱结构的各向同性光扩散膜。另外,如果L1过小,则在板状部件间等热量聚集,板状部件可能会发生变形。另一方面是因为,如果多个板状部件的间隔L1为大于1000mm的值,则活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为大于40°的值,因此有时方位角方向X和Y上的入射角度宽度之差变得过大,与从线状光源照射直射光的情况相同,成为在膜内具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜。
因此,多个板状部件的间隔L1更优选为5~750mm范围内的值,进一步优选为10~500mm范围内的值。
应予说明,在图14(a)中,板状部件的片数为四片,但这仅为一例,实际的板状部件的片数可根据作为活性能量线照射对象的涂布层的宽度、多个板状部件的间隔L1之类的各种条件来决定。
另外,板状部件210的宽度L2没有特别限制,但通常优选为1~5000mm范围内的值,更优选为10~100mm范围内的值。
应予说明,线状光源125的从轴线方向观察的直径通常优选为5~100mm范围内的值。
另外,优选板状部件210的厚度为0.1~5mm范围内的值。
其原因是,通过使板状部件的厚度为上述范围内的值,能够抑制因入射角度宽度调节部件带来的影子的影响,并且也能有效抑制由活性能量线造成的板状部件的变形。
即,这是因为,如果板状部件的厚度为小于0.1mm的值,则有时会容易产生由活性能量线造成的变形。另一方面是因为,如果板状部件的厚度为大于5mm的值,则板状部件的影子的影响增大,有时难以抑制涂布层的照度不均。
因此,板状部件的厚度更优选为0.5~2mm范围内的值,进一步优选为0.7~1.5mm范围内的值。
进而,对于板状部件210的材料物质,只要是能够吸收相对于板状部件210的平行度低的光的材料物质则没有特别限制,例如可以使用实施了耐热黑涂装的阿尔斯特(アルスター)钢板等。
另外,优选在板状部件与线状光源的轴线方向交叉的朝向上配置入射角度宽度调节部件200。
进而,更优选在从涂布层的上方观察时,在板状部件210与线状光源125的轴线方向正交的朝向上配置入射角度宽度调节部件200。
其原因是,通过如此配置入射角度宽度调节部件,即使在多个板状部件的间隔L1的值相同的情况下,也能减小活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4的值。
即,不使板状部件与线状光源的轴线方向正交时,与正交时相比,即使是相同的L1值,在线状光源的轴线方向上观察的板状部件的间隔也会增大。
而且,如果板状部件的间隔增大,则将活性能量线平行化的能力减弱,因此θ4会变为大的值。
反之可以说,不使板状部件与线状光源的轴线方向正交时,为了得到与正交时相同的θ4的值,必须减小L1的值。
而且,L1的值越小,就越容易发生在板状部件间等热量聚集、使板状部件发生变形这样的弊病。
另外,如图14(b)所示,板状部件的上下方向的长度L3虽然也取决于多个板状部件210的间隔L1等,但优选为10~1000mm范围内的值。
其原因是,通过使板状部件的上下方向的长度L3为上述范围内的值,能够将来自线状光源的活性能量线进一步有效地转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线。
即,这是因为,如果上述长度L3为小于10mm的值,则活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为大于40°的值,因此在方位角方向X和Y上的入射角度宽度之差变得过大,有时与从线状光源照射直射光的情况相同,会成为在膜内具有百叶窗结构的各向异性光扩散膜。另一方面是因为,如果上述长度L3为大于1000mm的值,则活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为10°以下的值,因此在方位角方向X和Y上均成为小的入射角度宽度,有时与照射平行光的情况相同,成为在膜内具有柱结构的各向同性光扩散膜。
因此,板状部件的上下方向的长度L3更优选为20~750mm范围内的值,进一步优选为50~500mm范围内的值。
应予说明,图14(b)是从线状光源125的轴线方向观察图14(a)所示的入射角度宽度调节部件200a所得的侧视图。
另外,如图14(b)所示,优选入射角度宽度调节部件200的上端与线状光源125的下端之间的距离L4为0.1~1000mm范围内的值。
其原因是,通过使距离L4为上述范围内的值,能够将来自线状光源的活性能量线进一步有效地转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线,并对涂布层照射足够量的活性能量线。
即,这是因为,如果上述距离L4为小于0.1mm的值,则入射角度宽度调节部件过于接近线状光源,有时板状部件会因热而发生变形。另一方面是因为,如果上述距离L4为大于1000mm的值,则有时涂布层离线状光源过远,入射涂布层的活性能量线过度减弱。
因此,入射角度宽度调节部件的上端与线状光源的下端之间的距离L4更优选为0.5~500mm范围内的值,进一步优选为1~100mm范围内的值。
另外,如图14(b)所示,优选入射角度宽度调节部件的下端与涂布层的表面之间的距离L5为0.1~1000mm范围内的值。
其原因是,通过使距离L5为上述范围内的值,能够更有效地抑制因入射角度宽度调节部件带来的影子的影响,并且将来自线状光源的活性能量线进一步有效地转换成在每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线。
即,这是因为,如果上述距离L5为小于0.1mm的值,则不但板状部件的影子的影响变得过大,而且有时会因照射时的微小振动而使入射角度宽度调节部件的下端与涂布层的表面接触。
另一方面是因为,如果上述距离L5为大于1000mm的值,则有时涂布层离线状光源过远,入射涂布层的活性能量线过度减弱。
因此,入射角度宽度调节部件的下端与涂布层的表面之间的距离L5更优选为0.5~500mm范围内的值,进一步优选为1~100mm范围内的值。
应予说明,目前,作为入射角度宽度调节部件仅记载了板状部件平行排列的情况,作为活性能量线光源仅记载了线状光源,但制造椭圆形光扩散膜时的重点是θ3和θ4为规定范围内的值。
因此,例如可以使用长方形筒的集合体作为入射角度宽度调节部件,并使用面光源作为活性能量线光源以实现规定范围内的θ3和θ4。
进而,可以不使用入射角度宽度调节部件,使用平行光源作为活性能量线光源,利用椭圆形光扩散膜等椭圆形光扩散元件使该光源扩散,以实现规定范围内的θ3和θ4。
(3)-2 活性能量线照射工序
如图11(c)所示,上述工序通常是一边移动涂布层1一边对涂布层1照射活性能量线的工序,如图12(a)~(c)所示,上述工序是在涂布层1的表面,位于来自活性能量线光源125的活性能量线60的照度最大的区域上的任意一点R的、活性能量线的入射角度宽度取最小值θ3的方位角方向X与活性能量线的入射角度宽度取最大值θ4的方位角方向Y正交,并且活性能量线的入射角度宽度的最小值θ3为10°以下的值,同时活性能量线的入射角度宽度的最大值θ4为大于10°且40°以下的范围内的值的工序。
更具体而言,如图15(a)所示,利用在线状的紫外线灯125上设置有聚光用的冷镜122的紫外线照射装置120(例如,若是市售品,则为Eye Graphics(株)制,ECS-4011GX等),经由入射角度宽度调节部件200,对形成在加工片2上的涂布层1照射活性能量线50。
另外,优选通过在入射角度宽度调节部件200与涂布层1之间设置遮光部件123a、b,使活性能量线50的平行度进一步提高。
进而,从提高活性能量线50的平行度的观点出发,优选在线状光源125与入射角度宽度调节部件200之间设置遮光板121,将活性能量线50仅为来自线状光源125的直射光。
应予说明,从涂布层1的上方观察时,以与涂布层1的移动方向正交的方向为基准(0°),线状的紫外线灯125通常设置为-80~80°范围内的值,优选为-50~50°范围内的值,特别优选为-30~30°范围内的值。
另外,作为活性能量线的照射角度,如图15(b)所示,优选将相对于涂布层1表面的法线的角度设为0°时的照射角度θ5通常为-80~80°范围内的值。
其原因是,如果上述照射角度为-80~80°范围外的值,则在涂布层1表面的反射等的影响增大,有时难以形成规定的内部结构。
另外,照射角度θ5优选具有1~80°的宽度(照射角度宽度)θ5′。
其原因是,如果上述照射角度宽度θ5′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。另一方面是因为,如果上述照射角度宽度θ5′为大于80°的值,则照射光过于分散,有时难以形成规定的内部结构。
因此,照射角度θ5的照射角度宽度θ5′更优选为2~45°范围内的值,进一步优选为5~20°范围内的值。
应予说明,具有照射角度宽度θ5′时,将其正中间位置的角度作为照射角度θ5。
另外,优选使活性能量线照射下的涂布层表面的峰值照度为0.01~50mW/cm2范围内的值。
其原因是,通过使活性能量线照射下的峰值照度为上述范围内的值,能够在膜内更稳定地形成规定的内部结构。
即,这是因为,如果上述峰值照度为小于0.01mW/cm2的值,则有时难以明确地形成规定的内部结构。另一方面是因为,如果上述峰值照度为大于50mW/cm2的值,则推定固化速度变得过快,有时无法明确地形成规定的内部结构。
因此,活性能量线照射下的涂布层表面的峰值照度更优选为0.05~40mW/cm2范围内的值,进一步优选为0.1~30mW/cm2范围内的值。
另外,优选活性能量线照射下的涂布层表面的累积光量为1~1000mJ/cm2范围内的值。
其原因是,通过使活性能量线照射下的累积光量为上述范围内的值,能够在膜内更稳定地形成规定的内部结构。
即,这是因为,如果上述累积光量为小于1mJ/cm2的值,则有时难以使规定的内部结构从上方朝向下方充分地伸长。另一方面是因为,如果上述累积光量为大于1000mJ/cm2的值,则有时所得的光扩散膜产生着色。
因此,活性能量线照射下的涂布层表面的累积光量更优选为2~500mJ/cm2范围内的值,进一步优选为5~200mJ/cm2范围内的值。
另外,优选涂布层的移动速度为0.1~10m/分钟的范围内的值。
其原因是,通过使涂布层的移动速度为上述范围内的值,能够效率良好地制造椭圆形光扩散膜。
即,这是因为,如果涂布层的移动速度为小于0.1m/分钟的值,则有时椭圆形光扩散膜的制造效率极度下降。另一方面是因为,如果涂布层的移动速度为大于10m/分钟的值,则累积光量不足,有时难以使规定的内部结构从上方朝向下方充分地伸长。
因此,涂布层的移动速度更优选为0.2~5m/分钟范围内的值,进一步优选为0.5~3m/分钟范围内的值。
另外,还优选对于涂布层的上表面,以层压有活性能量线透射片的状态照射活性能量线。
其原因是,通过层压活性能量线透射片,能够有效地抑制氧阻碍的影响,更有效地形成规定的内部结构。
即,这是因为,通过对涂布层的上表面层压活性能量线透射片,能够一边稳定地防止涂布层的上表面与氧接触,一边透射该片,有效地对涂布层照射活性能量线。
应予说明,作为活性能量线透射片,在工序(b)(涂布工序)中记载的加工片中,只要是活性能量线能够透射的片,则可以无特别限制地使用。
另外,为了达到使涂布层充分固化的累积光量,优选在作为工序(c)的活性能量线照射之外,进一步照射活性能量线。
此时的活性能量线,以使涂布层充分固化为目的,因此优选使用各自的矢量未被控制的随机光(散射光)而非平行光等。
实施例
(实施例1)
1. (B)成分的合成
在容器内加入作为(B2)成分的重均分子量9200的聚丙二醇(PPG)1摩尔、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,按照常规方法进行反应,得到重均分子量9900的聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯。
应予说明,聚丙二醇和聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯的重均分子量是用凝胶渗透色谱法(GPC)按照下述条件测定出的聚苯乙烯换算值;
・GPC测定装置:东曹株式会社制,HLC-8020
・GPC柱:东曹株式会社制(以下按通过顺序记载)
TSK 保护柱(guard column) HXL-H
TSK 凝胶(gel) GMHXL(×2)
TSK 凝胶(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,向所得的作为(B)成分的重均分子量9900的聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯100重量份中,添加作为(A)成分的下列式(3)表示的分子量268的丙烯酸邻苯基苯氧基乙氧基乙酯(新中村化学(株)制,NK ESTER A-LEN-10)100重量份、以及作为(C)成分的2-羟基-2-甲基苯丙酮10重量份,然后在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)成分的折射率是使用阿贝折射仪(ATAGO(株)制,阿贝折射仪DR-M2,Na光源,波长:589nm),按照JIS K0062进行测定,结果分别为1.58和1.46;
。
3. 光扩散膜用组合物的涂布
接着,对作为加工片的膜状透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(以下,称为PET)涂布所得的光扩散膜用组合物,得到膜厚200μm的涂布层。
4. 入射角度宽度调节部件的配置
接着,准备由在如图15(a)所示的线状的高压汞灯(直径25mm,长度0.4m,输出功率4.5kW)中附带有聚光用冷镜的紫外线照射装置(Eye Graphics(株)制,ECS-4011GX)构成的线状的紫外线灯。
接着,如图11(b)所示,在线状的紫外线灯与涂布层之间配置由多个板状部件分别平行配置而成的入射角度宽度调节部件。
此时,将入射角度宽度调节部件配置成:从涂布层的上方观察时,涂布层的移动方向与板状部件的延伸方向所成的锐角为0°。
另外,入射角度宽度调节部件的多个板状部件的间隔(图14(a)中的L1)为20mm,板状部件的宽度(图14(a)中的L2)为150mm,板状部件的厚度为1mm,材料为实施了耐热黑涂装的阿尔斯特钢材。
进而,从入射角度宽度调节部件的上端到下端的长度(图14(b)中的L3)为70mm,入射角度宽度调节部件的上端与线状的紫外线灯的下端之间的距离(图14(b)中的L4)为250mm,入射角度宽度调节部件的下端与涂布层表面之间的距离(图14(b)中的L5)为180mm。
另外,线状的紫外线灯配置成:涂布层的移动方向与线状的紫外线灯的长轴方向正交,并且从紫外线灯朝向垂直下方照射活性能量线(紫外线)。
因此,涂布层表面上的朝着紫外线灯的中心线的垂直下方的投影线即为来自紫外线灯的活性能量线(紫外线)的照度最大的区域。
5. 紫外线的照射
接着,通过经由入射角度宽度调节部件从线状的紫外线灯照射紫外线,在涂布层的表面的位于上述紫外线的照度最大的区域上的任意一点,隔着剥离膜对涂布层照射紫外线,以使从线状的紫外线灯的轴线方向观察时,紫外线的入射角度宽度取1.4°作为最小值(图12(b)的θ3),从与其正交的方向即涂布层的移动方向观察时,紫外线的入射角度宽度取16°作为最大值(图12(c)的θ4)。
其结果,得到膜厚193μm的光扩散膜。
此时剥离膜表面的峰值照度为2.46mW/cm2,累积光量为23.49mJ/cm2,灯高度为500mm,涂布层的移动速度为0.6m/分钟。
应予说明,光扩散膜的膜厚使用定压厚度测定器(宝制作所(株)制,TECLOCK PG-02J)测定。
另外,可确认,所得的光扩散膜在膜内具有将折射率相对较高的多个薄片状物沿着沿膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的规定的内部结构,薄片状物的倾斜角为0°。
另外,所得的光扩散膜的截面照片如图16(a)~(c)所示。
即,图16(a)是,如图17所示,将在相对于膜面具有45°的倾斜的面A上将膜切割时的截面从正面、即箭头D的方向拍摄成的照片;图16(b)是,在与涂布层的移动方向平行且与膜面垂直的面上将膜切割时的截面照片;图16(c)是,在与图16(b)中的切割面垂直的面上将膜切割时的截面照片。
此时,光扩散膜的膜厚方向上的从薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的薄片状物的宽度T50为1.3μm,同一位置的薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度L50为9.3μm。
因此,T50/L50为0.13。
另外,同一位置的薄片状物的沿膜面的排列方向上的多个薄片状物间的距离P50为6.6μm,同一位置的排列多列的薄片状物的列间的距离P50′为1.1μm。
另外,T75为1.2μm,L75为19μm,因此T75/L75为0.063,P75为10μm,P75′为2.1μm。
进而,T100为1.5μm,L100为31μm,因此T100/L100为0.048,P100为8.4μm,P100′为2.5μm。
6. 评价
(1) 扩散光的受光角度-相对亮度图
对所得的光扩散膜的受光角度-相对亮度图进行测定。
即,对所得的光扩散膜入射图6(b)的θ1=0°的光。
接着,使用变角测色计(スガ试验机(株)制、VC-2),得到与涂布层的移动方向平行的方向、以及与涂布层的移动方向正交的方向上的扩散光的受光角度-相对亮度图。
即,如图18(a)~(b)所示,得到横轴采用被光扩散膜扩散后的扩散光的光扩散角度(°)、纵轴采用扩散光的相对强度(-)时的受光角度-相对亮度图。
此处,图18(a)所示的受光角度-相对亮度图A对应于与涂布层的移动方向平行的方向上的扩散光,图18(b)所示的受光角度-相对亮度图B对应于与涂布层的移动方向正交的方向上的扩散光。
另外,基于受光角度-相对亮度图A的半值宽度的θ2(椭圆形光扩散中的长径方向的扩散光的开口角)为28°,基于受光角度-相对亮度图B的半值宽度的θ2′(椭圆形光扩散中的短径方向的扩散光的开口角)为16°,θ2′/θ2为0.57。
(2) 扩散光的照片
进行所得的光扩散膜的扩散光的照片拍摄。
即,对所得的光扩散膜入射图6(b)的θ1=0°的光使其扩散,拍摄扩散光的照片。所得的照片如图19(a)所示,根据该照片绘制的线图如图19(b)所示。
由上述照片和图可确认,扩散光的扩散情况为,在与膜平行的面内呈长径(DL)12.5mm、短径(DS)7.0mm、DS/DL=0.56的椭圆形。
另外,经上述照片和图确认的扩散光的扩散情况与测出的受光角度-相对亮度图所示的光扩散特性一致。
(比较例1)
在比较例1中,不使用入射角度宽度调节部件,从线状的紫外线灯照射紫外线。
由此,在涂布层表面的位于上述紫外线的照度最大的区域上的任意一点,隔着剥离膜对涂布层照射紫外线,以使从线状的紫外线灯的轴线方向观察时,紫外线的入射角度宽度取1.4°作为最小值(图12(b)的θ3),从与其正交的方向即涂布层的移动方向观察时,紫外线的入射角度宽度取44°作为最大值(图12(c)的θ4)。
另外,此时剥离膜表面的峰值照度为7.42mW/cm2,累积光量为21mJ/cm2,涂布层的移动速度为2m/分钟,除此之外的条件与实施例1相同。
另外,可确认,所得的光扩散膜在膜内具有折射率不同的多个板状区域沿着沿膜面的任一方向交替配置而成的百叶窗结构,板状区域的倾斜角为0°。
另外,所得的光扩散膜的截面照片如图20(a)~(c)所示。
即,图20(a)是,如图17所示,在相对于膜面具有45°的倾斜的面上将膜切割时的截面照片;图20(b)是,在与涂布层的移动方向平行且与膜面垂直的面上将膜切割时的截面照片;图20(c)是,在与图20(b)中的切割面垂直的面上将膜切割时的截面照片。
此时,光扩散膜的膜厚方向上的从板状区域的上端部起向下50μm的位置处的板状区域的宽度T50为1.5μm,同一位置的薄片状物的沿膜面的排列方向上的长度L50为46μm。
因此,T50/L50为0.032。
另外,图21(a)~(b)表示所得的光扩散膜的受光角度-相对亮度图。
此处,图21(a)所示的受光角度-相对亮度图A对应于与涂布层的移动方向平行的方向上的扩散光,图21(b)所示的受光角度-相对亮度图B对应于与涂布层的移动方向正交的方向上的扩散光。
另外,基于受光角度-相对亮度图A的半值宽度的θ2为25°,基于受光角度-相对亮度图B的半值宽度的θ2′为4°,θ2′/θ2为0.16。
进而,图22(a)中示出了表示所得的光扩散膜的扩散光的扩散情况的照片,根据该照片绘制的线图示于图22(b)。
由上述照片和图可确认,扩散光的扩散情况为在与膜平行的面内呈长径(DL)11.1mm、短径(DS)1.7mm、DS/DL=0.16的棒状,因此为各向异性光扩散。
另外,经上述照片和图确认的扩散光的扩散情况与测出的受光角度-相对亮度图所示的光扩散特性一致。
(比较例2)
在比较例2中,代替入射角度宽度调节部件,将两块遮光板在紫外线灯的附近并且沿垂直下方具有规定的间隔的同时与涂布层平行地配置,上述两块遮光板用于仅让来自线状的紫外线灯轴线方向上的一部分的紫外线通过下方,进行调整以使来自线状的紫外线灯的紫外线大致为平行光,照射紫外线。
由此,在涂布层表面的任意点上,隔着剥离膜对涂布层照射紫外线,以使从线状的紫外线灯的轴线方向观察时,紫外线的入射角度宽度取1.4°作为最小值(图12(b)的θ3),从与其正交的方向即涂布层的移动方向观察时,紫外线的入射角度宽度取2.2°作为最大值(图12(c)的θ4)。
另外,此时的峰值照度为0.36mW/cm2,累积光量为43.99mJ/cm2,涂布层的移动速度为0.05m/分钟,除此之外的条件与实施例1相同。
另外,可确认,所得的光扩散膜在膜内具有折射率相对较高的多个柱状物林立在折射率相对较低的区域中而成的柱结构,柱状物的倾斜角为0°。
另外,所得的光扩散膜的截面照片如图23(a)~(c)所示。
即,图23(a)是,如图17所示,在相对于膜面具有45°的倾斜的面上将膜切割时的截面照片;图23(b)是,在与涂布层的移动方向平行且与膜面垂直的面上将膜切割时的截面照片;图23(c)是,在与图23(b)中的切割面垂直的面上将膜切割时的截面照片。
此时,光扩散膜的膜厚方向上的从柱状物的上端部起向下50μm的位置处的柱状物的直径T50(=L50)为2.3μm。
因此,与T50/L50相当的值为1。
另外,图24(a)~(b)表示所得的光扩散膜的受光角度-相对亮度图。
此处,图24(a)所示的受光角度-相对亮度图A对应于与涂布层的移动方向平行的方向上的扩散光,图24(b)所示的受光角度-相对亮度图B对应于与涂布层的移动方向正交的方向上的扩散光。
另外,基于受光角度-相对亮度图A的半值宽度的θ2为26°,基于受光角度-相对亮度图B的半值宽度的θ2′为25°,θ2′/θ2为0.96。
进而,图25(a)中示出了表示所得的光扩散膜的扩散光的扩散情况的照片,根据该照片绘制的线图示于图25(b)。
由上述照片和图可确认为各向同性光扩散。
由上述照片和图可确认,扩散光的扩散情况为在与膜平行的面内呈长径(DL)11.5mm、短径(DS)11.1mm、DS/DL=0.96的圆形。
另外,经上述照片和图确认的扩散光的扩散情况与测出的受光角度-相对亮度图所示的光扩散特性一致。
产业适用性
如上详述,根据本发明,通过在膜内形成具备规定的多个薄片状物的内部结构,能够使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形。
其结果,能够使入射光相对于与光扩散膜平行的面光扩散成椭圆形,从而可提供对长方形显示器的适用性优异的光扩散膜。
因此,期待本发明的光扩散膜不仅对反射型液晶装置中的光控制膜、还对视角控制膜、视角扩大膜、投影用屏幕等中使用的光扩散膜的高品质化作出显著贡献。
符号说明
1:涂布层,2:加工片,10:各向异性光扩散膜,12:折射率相对较高的板状区域,13:百叶窗结构,14:折射率相对较低的板状区域,20:各向同性光扩散膜,22:折射率相对较高的柱状物,23:柱结构,24:折射率相对较低的区域,30:椭圆形光扩散膜,32:折射率相对较高的薄片状物,33:规定的内部结构,34:折射率相对较低的区域,50:来自活性能量线光源的活性能量线,60:每个方位角方向上入射角度宽度被控制为规定范围内的值的活性能量线,121:遮光板,122:聚光用冷镜,123:遮光部件,125:线状光源,200:入射角度宽度调节部件,210:板状部件。
Claims (7)
1.光扩散膜,其特征在于,是用于使入射光扩散成椭圆形的光扩散膜,
在膜内具有将折射率相对较高的多个薄片状物沿着膜面的任一方向在折射率相对较低的区域中排列多列而成的结构,并且,
所述薄片状物在所述任一方向上的长度L从所述光扩散膜的膜厚方向的所述薄片状物的上端部侧向下方变长,而且,
将所述光扩散膜的膜厚方向上的从所述薄片状物的上端部起向下50μm的位置处的所述薄片状物的宽度、以及同一位置处的所述薄片状物在所述任一方向上的长度分别设为T50(μm)及L50(μm)时,满足下列关系式(1):
0.05≤T50/L50<0.9 (1)。
2.权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,所述T50为0.1~15μm范围内的值,并且所述L50为0.11~300μm范围内的值。
3.权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,将所述光扩散膜的膜厚方向上的从所述薄片状物的上端部起向下75μm的位置处的所述薄片状物的宽度、以及同一位置处的所述薄片状物在所述任一方向上的长度分别设为T75(μm)及L75(μm)时,满足下列关系式(2):
0.01≤T75/L75<0.5 (2)。
4.权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,将所述光扩散膜的膜厚方向上的从所述薄片状物的上端部起向下100μm的位置处的所述薄片状物的宽度、以及同一位置处的所述薄片状物在所述任一方向上的长度分别设为T100(μm)及L100(μm)时,满足下列关系式(3):
0.005≤T100/L100≤0.1 (3)。
5.权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,所述光扩散膜的膜厚为100~500μm范围内的值。
6.权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,所述光扩散膜的原材料为含有折射率不同的两种聚合性化合物的光扩散膜用组合物。
7.权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,在利用所述光扩散膜使入射光扩散时所得的椭圆形的光扩散中,将长径方向的扩散光的开口角设为θ2(°)、将短径方向的扩散光的开口角设为θ2′(°)时,满足下列关系式(4):
0.2≤θ2′/θ2≤0.9 (4)。
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