CN106687831A - 光扩散膜和光扩散膜的制造方法 - Google Patents

光扩散膜和光扩散膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供由单一层构成的光扩散膜和其制造方法,所述光扩散膜能够有效地扩大光扩散入射角度区域,并且即使在光扩散入射角度区域内改变入射光的入射角度的情况下,也能够有效地抑制光扩散特性的变化。其为在膜内部具有单一层的光扩散层的光扩散膜,所述单一层的光扩散层沿着膜的膜厚方向从下方依次具有在折射率相对低的区域中具备折射率相对高的多个区域的第一内部结构和第二内部结构,第一内部结构中的折射率相对高的区域在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部。

Description

光扩散膜和光扩散膜的制造方法
技术领域
本发明涉及光扩散膜和光扩散膜的制造方法。
特别地,涉及由单一层构成的光扩散膜和光扩散膜的制造方法,所述光扩散膜能够有效地扩大光扩散入射角度区域,并且即使在光扩散入射角度区域内改变入射光的入射角度的情况下,也能够有效地抑制光扩散特性的变化。
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,使用能够使来自特定方向的入射光朝特定方向扩散、并且能够使来自除此以外的方向的入射光直接直行透射的光扩散膜。
作为这样的光扩散膜,已知多种方式,特别地,广泛使用的光扩散膜在膜内具有将折射率不同的多个板状区域沿着沿膜表面的任意一个方向交替地配置而得到的百叶结构。
此外,作为另一类型的光扩散膜,还广泛使用的光扩散膜在膜内具有在折射率相对低的区域中大量排布有折射率相对高的多个柱状物而得到的柱结构。
然而,发现的问题在于,在膜内仅具有具备单一倾斜角的百叶结构、柱结构的情况下,无法获得充分的光扩散入射角度区域。
因此,提出了下述技术:调节向光扩散膜用组合物照射活性能量线从而形成内部结构时的条件,使内部结构在膜厚方向上整体弯曲,或者在内部结构中设置弯折部,从而扩大光扩散入射角度区域(例如,专利文献1~2)。
应予说明,“光扩散入射角度区域”是指对光扩散膜而言、改变来自点光源的入射光的入射角度时能够发射出扩散光的入射角度的范围。
即,专利文献1中公开了光控制膜(光扩散膜)的制造方法,其中,隔着在波长313nm下透射率为0~60%的干涉滤波器,对膜状组合物(光扩散膜用组合物)照射紫外线,使该组合物固化,所述膜状组合物包含在各分子内具有聚合性碳-碳键、且彼此折射率不同的至少两种化合物。
此外,如图21(a)~(b)所示,公开了光控制膜207,其中,作为通过上述方法制造的光控制膜207,通过光学显微镜进行观察的光控制膜207的截面中最小倾斜角度αa与最大倾斜角度αb之差(αab)为10°以上。
此外,专利文献2中,如图22所示,公开了各向异性光学膜(光扩散膜)353,其特征在于,在一层各向异性扩散层307的内部至少具有低折射率区域(341、342、343)和高折射率区域306,在该一层各向异性扩散层307的表面,该低折射率区域(341、343)与该高折射率区域306交替排列,在该一层各向异性扩散层307的截面,具有低折射率区域(341、342、343)和高折射率区域306在厚度方向上弯折延伸的结构,一层各向异性扩散层307的上部371中具有第一扩散中心轴,一层各向异性扩散层的中部372中具有第二扩散中心轴,该第一扩散中心轴相对于法线方向的倾斜度和该第二扩散中心轴相对于法线方向的倾斜度不同。
此外,作为形成弯折的内部结构的方法,公开了在光固化性组合物层(由光扩散膜用组合物构成的层)的厚度方向上施予温度分布并照射紫外线的方法。
进一步,专利文献2中,还公开了如图22所示那样在一层各向异性扩散层307的下部373中具有第三扩散中心轴的方式、即内部结构具有两种弯折部的方式。
另一方面,提出了下述技术:通过对光扩散膜用组合物分2阶段照射活性能量线,沿着膜的膜厚方向从下方依次形成两种内部结构,从而扩大光扩散入射角度区域(例如,专利文献3~4)。
即,专利文献3中,如图23(a)~(b)所示,公开了光扩散膜430,其为具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域410、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域420的光扩散膜430,其特征在于,第一结构区域410为将折射率不同的多个板状区域沿着膜表面方向交替地平行配置而得到的百叶结构区域,第二结构区域为在介质物中大量排布有折射率不同于该介质物的多个柱状物而得到的柱结构区域。
此外,专利文献4中,如图24(a)~(b)所示,公开了各向异性光扩散膜540,其为沿着膜的膜厚方向从下方依次具有将折射率不同的多个板状区域沿着沿膜表面的任意一个方向交替地平行配置而得到的第一百叶结构区域520和第二百叶结构区域530的各向异性光扩散膜540,其特征在于,具有第一百叶结构区域520的上端部的位置与第二百叶结构区域530的下端部的位置在膜厚方向上重合的重叠百叶结构区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-323379号公报(专利权利要求书)
专利文献2:日本特开2013-195672号公报(专利权利要求书)
专利文献3:日本特开2012-141593号公报(专利权利要求书)
专利文献4:WO2013/108540号公报(权利要求书)。
发明内容
发明要解决的问题
然而,对于专利文献1所述的光扩散膜,发现的问题在于在弯曲的控制方面的自由度低,难以充分扩大光扩散入射角度区域。
此外,还发现的问题在于在弯曲的控制方面的稳定性也低,难以以期望的角度使内部结构稳定地弯曲。
进一步,在使内部结构弯曲的情况中,还发现的问题在于,对光扩散膜用组合物照射紫外线时,必须使用非常昂贵的带通滤波器等干涉滤波器,在经济性方面不利。
此外,对于专利文献2所述的光扩散膜,发现的问题也在于在弯折部的控制方面的自由度低,难以充分扩大光扩散入射角度区域。
此外,专利文献2中,由于通过对光扩散膜用组合物施予温度分布并照射紫外线从而形成弯折部,因此发现的问题在于,在弯折部的控制方面的稳定性极低,难以以期望的角度使内部结构稳定地弯折。
另一方面,对于专利文献3~4所述的光扩散膜,由于为分别形成有两种内部结构的构成,因此在各内部结构的倾斜角的控制方面的自由度高,能够在一定程度上扩大光扩散入射角度区域。
然而,将光扩散入射角度区域扩大至规定以上时,根据入射光的入射角度,有时发生被推测为被第一种内部结构扩散的光几乎无法被第二种内部结构扩散、或者几乎无法被第一种内部结构扩散的光被第二种内部结构扩散的现象。
因此,尽管在光扩散入射角度区域内改变入射光的入射角度,但也存在光扩散特性发生变化的情况。
作为对该问题的应对方案,举出的方式是增加基于第一种内部结构的光扩散入射角度区域与基于第二种内部结构的光扩散入射角度区域相重叠的区域。然而,此时内部结构的倾斜角的自由度、基于两种内部结构的以膜整体计的光扩散入射角度区域变窄。
因此,本发明人鉴于如上所述的情况,经过深入研究而发现的是,在膜内形成第一内部结构和第二内部结构,并且至少在构成第一内部结构的折射率相对高的区域中设有弯折部,由此能够有效地扩大光扩散入射角度区域,并且即使在光扩散入射角度区域内改变入射光的入射角度的情况下,也能够有效地抑制光扩散特性的变化,从而完成了本发明。
即,本发明的目的在于,提供由单一层构成的光扩散膜和其制造方法,所述光扩散膜能够有效地扩大光扩散入射角度区域,并且即使在光扩散入射角度区域内改变入射光的入射角度的情况下,也能够有效地抑制光扩散特性的变化。
解决课题的手段
根据本发明,通过提供下述光扩散膜,可以解决上述问题,所述光扩散膜是在膜内部具有单一层的光扩散层的光扩散膜,所述单一层的光扩散层沿着膜的膜厚方向从下方依次具有在折射率相对低的区域(以下有时称为“低折射率区域”)中具备折射率相对高的多个区域(以下有时称为“高折射率区域”)的第一内部结构和第二内部结构,其特征在于,第一内部结构中的折射率相对高的区域在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部。
即,只要是本发明的光扩散膜,则由于在膜内具有第一内部结构和第二内部结构、并且至少在构成第一内部结构的折射率相对高的区域中设有弯折部,因此能够稳定地得到源自第一内部结构的两种光扩散入射角度区域、和源自第二内部结构的至少一种光扩散入射角度区域。
因此,使总计三种光扩散入射角度区域在适当的范围内错位并重合,由此能够有效地扩大以膜整体计的光扩散入射角度区域。
此外,由于能够使入射光经过3阶段逐步扩散,因此与以2阶段的扩散进行扩散的情况相比,即使在以同样的程度扩大以膜整体计的光扩散入射角度区域的情况下,也能够有效地抑制与入射光的入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
此外,由于为单一层,因此与层叠多个光扩散膜的情况相比,能够减少贴合工序,不仅在经济性方面有利,而且还能够对显示图像中的模糊的产生、层间剥离的产生进行有效地抑制。
应予说明,“单一层”是指未层叠有多个光扩散膜。
此外,“中间点”不仅意指相对于两端的中心点,而且意指两端中间中的任意一点。
此外,构成本发明的光扩散膜时,优选具有第一内部结构的上端部的位置与第二内部结构的下端部的位置在膜厚方向上重合的重叠内部结构。
通过这样构成,与在各内部结构之间存在未形成内部结构的部分的情况相比,能够有效地抑制散射光的产生,能够提高扩散光的强度的均匀性。
此外,构成本发明的光扩散膜时,重叠内部结构优选为分别源自第一内部结构和第二内部结构的折射率相对高的区域中的任一者的前端与源自另一者的内部结构的折射率相对高的区域的前端附近处相接触而得到的重叠内部结构,或者为分别源自第一内部结构和第二内部结构的折射率相对高的区域彼此以非接触的状态进行重叠而得到的重叠内部结构。
通过这样构成,能够在有限的膜的膜厚内高效地配置内部结构,并且能够更有效地抑制散射光的产生、能够提高扩散光的强度的均匀性。
此外,构成本发明的光扩散膜时,重叠内部结构的厚度优选为1~40μm的范围内的值。
通过这样构成,能够进一步有效地抑制重叠内部结构内的散射光的产生、能够提高扩散光的强度的均匀性。
此外,构成本发明的光扩散膜时,在重叠内部结构中,分别源自第一内部结构和第二内部结构的折射率相对高的区域的倾斜角之差的绝对值优选为1°以上的值。
通过这样构成,能够更有效地扩大光扩散入射角度区域。
此外,构成本发明的光扩散膜时,第一内部结构当中,比弯折部更靠近上方的部分中的折射率相对高的区域相对于膜表面的法线的倾斜角θa优选为0~30°的范围内的值,并且比弯折部更靠近下方的部分中的折射率相对高的区域相对于膜表面的法线的倾斜角θb优选为1~60°的范围内的值。
通过这样构成,能够进一步有效地扩大光扩散入射角度区域。
应予说明,“比弯折部更靠近上方的部分”是指以弯折部为基准、在制造光扩散膜时照射活性能量线的一侧的部分,“比弯折部更靠近下方的部分”是指以弯折部为基准、与其相反一侧的部分。
此外,构成本发明的光扩散膜时,第一内部结构当中,比弯折部更靠近上方的部分中的折射率相对高的区域的长度La优选为15~475μm的范围内的值,并且比弯折部更靠近下方的部分中的折射率相对高的区域的长度Lb优选为15~475μm的范围内的值。
通过这样构成,能够更进一步地有效地扩大光扩散入射角度区域,同时能够有效地抑制与入射光的入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
此外,构成本发明的光扩散膜时,第一内部结构优选为在折射率相对低的区域中在膜的膜厚方向上大量排布有折射率相对高的多个柱状物而得到的柱结构,或者为将折射率不同的多个板状区域在沿膜表面的任意一个方向上交替配置而得到的百叶结构。
通过这样构成,能够形成具有规定的折射率差的明确的第一内部结构,并且能够对折射率相对高的区域明确地设置弯折部。
此外,构成本发明的光扩散膜时,第二内部结构优选为在折射率相对低的区域中在膜的膜厚方向上大量排布有折射率相对高的多个柱状物而得到的柱结构,或者为将折射率不同的多个板状区域在沿膜表面的任意一个方向上交替配置而得到的百叶结构。
通过这样构成,能够形成具有规定的折射率差的明确的第二内部结构。
此外,本发明的另一个方式在于光扩散膜的制造方法,其为上述光扩散膜的制造方法,其特征在于,包括下述工序(a)~(d):
(a)准备光扩散膜用组合物的工序,所述光扩散用组合物是包含折射率不同的至少两种聚合性化合物、光聚合引发剂、和紫外线吸收剂的光扩散膜用组合物,紫外线吸收剂的含量相对于折射率不同的至少两种聚合性化合物的总计量(100重量份)为低于2重量份的值,但0重量份除外;
(b)对加工片涂布光扩散膜用组合物从而形成涂布层的工序;
(c)对涂布层进行第一活性能量线照射、从而在涂布层的下方部分形成第一内部结构并且在涂布层的上方部分残留未形成内部结构的区域的工序;
(d)对涂布层进行第二活性能量线照射、从而在未形成内部结构的区域中形成第二内部结构的工序。
即,只要是本发明的光扩散膜的制造方法,则由于光扩散膜用组合物包含规定量的紫外线吸收剂,因此通过第一活性能量线照射,能够对构成第一内部结构的折射率相对高的区域稳定地设置弯折部。
此外,由于对包含规定的光扩散膜用组合物的涂布层进行第一和第二活性能量线照射,因此通过适当调节各活性能量线照射中的照射角度,从而能够容易地调节第一和第二内部结构中的折射率相对高的区域的倾斜角的组合。
此外,由于在单一层中形成第一和第二内部结构,因此能够从根本上抑制所得到的光扩散膜中的层间剥离的产生。
此外,实施本发明的光扩散膜的制造方法时,优选在有氧氛围下实施第一活性能量线照射、并且在无氧氛围下实施第二活性能量线照射。
通过这样实施,能够在涂布层的下方部分高效地形成第一内部结构,同时利用氧气阻碍的影响,能够在涂布层的上方部分稳定地残留未形成内部结构的区域。
另一方面,在未形成内部结构的区域中抑制氧气阻碍的影响,从而能够高效地形成第二内部结构。
附图说明
图1:图1(a)~(b)是为了说明本发明的光扩散膜的构成而提供的图。
图2:图2是为了说明本发明的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
图3:图3是为了说明以往的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
图4:图4(a)~(b)是为了说明本发明的光扩散膜的方式而提供的图。
图5:图5(a)~(b)是为了说明重叠内部结构的方式而提供的图。
图6:图6(a)~(c)是为了说明本发明的光扩散膜的制造方法而提供的图。
图7:图7是为了说明活性能量线的照射角而提供的图。
图8:图8(a)~(b)是实施例1的光扩散膜中的截面示意图和照片。
图9:图9(a)~(b)是为了说明测定光扩散特性时的相对于光扩散膜的入射角θ2而提供的图。
图10:图10(a)~(g)是为了说明实施例1的光扩散膜中的光扩散特性而提供的图。
图11:图11(a)~(b)是实施例2的光扩散膜中的截面示意图和照片。
图12:图12(a)~(g)是为了说明实施例2的光扩散膜中的光扩散特性而提供的图。
图13:图13(a)~(b)是实施例3的光扩散膜中的截面示意图和照片。
图14:图14(a)~(g)是为了说明实施例3的光扩散膜中的光扩散特性而提供的图。
图15:图15(a)~(b)是比较例1的光扩散膜中的截面示意图和照片。
图16:图16(a)~(g)是为了说明比较例1的光扩散膜中的光扩散特性而提供的图。
图17:图17(a)~(b)是比较例2的光扩散膜中的截面示意图和照片。
图18:图18(a)~(g)是为了说明比较例2的光扩散膜中的光扩散特性而提供的图。
图19:图19(a)~(b)是比较例3的光扩散膜中的截面示意图和照片。
图20:图20(a)~(g)是为了说明比较例3的光扩散膜中的光扩散特性而提供的图。
图21:图21(a)~(b)是为了说明以往的光扩散膜而提供的图。
图22:图22是为了说明以往的光扩散膜而提供的另外的图。
图23:图23(a)~(b)是为了说明以往的光扩散膜而提供的又另外的图。
图24:图24(a)~(b)是为了说明以往的光扩散膜而提供的又另外的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
本发明的第一方式为光扩散膜,其为在膜内部具有单一层的光扩散层的光扩散膜,所述单一层的光扩散层沿着膜的膜厚方向从下方依次具有在折射率相对低的区域中具备折射率相对高的多个区域的第一内部结构和第二内部结构,其特征在于,第一内部结构中的折射率相对高的区域在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部。
以下,适当参照附图,对本发明的第一实施方式进行具体说明。
1.基本构成
首先,使用图1(a)~(b),针对本发明的光扩散膜10的基本构成,举出第一内部结构20和第二内部结构30同时为柱结构(20a、30a)的情况为例进行具体说明。
在此,图1(a)中示出显示光扩散膜10整体的立体图,图1(b)中示出图1(a)的光扩散膜10的截面图。
但是,图1(b)不仅限于第一和第二内部结构(20、30)同时为柱结构(20a、30a)的情况,还作为包括例如百叶结构等其他内部结构的情况的概括性的图而使用。
如所述图1(a)~(b)所示,光扩散膜10是具有单一层的光扩散层50的膜10,所述单一层的光扩散层50沿着膜的膜厚方向从下方依次具有在折射率相对低的区域11中具备作为折射率相对高的多个区域(12、12’)的柱状物(12a、12a’)的第一柱结构20a和第二柱结构30a。
此外,第一柱结构20a中的柱状物12a的特征在于,在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部14。
2.光扩散特性
接着,使用图2,针对本发明的光扩散膜10的光扩散特性,举出第一内部结构20和第二内部结构30同时为柱结构(20a、30a)的情况为例进行具体说明。
在此,图2中示出光扩散膜10的立体图。
如所述图2所示,光扩散膜10在膜内具有第一柱结构20a和第二柱结构30a,并且在构成第一柱结构20a的柱状物中设有弯折部14。
因此,如图2所示,使源自各第一柱结构20a和第二柱结构30a的三种光扩散入射角度区域在适当的范围内错位并重合,由此能够有效地扩大以膜整体计的光扩散入射角度区域。
在此,在柱结构中,能够使入射角度与构成其的柱状物的倾斜角度大致平行的入射光高效地扩散而不发生损失。其理由在于,这样的入射角度被包括在光扩散入射角度区域内。
然而,关于入射角度与柱状物的倾斜角度完全一致的入射光,有时会透射而不会充分扩散。
对此,只要是本发明的光扩散膜10,则能够有效地解决该问题。
例如,如箭头A所示的入射光那样,入射角度与第二柱结构30a的柱状物的倾斜角度完全平行的入射光存在不能被第二柱结构30a充分扩散的倾向。然而,只要是图2所示的光扩散膜10,则通过由具有弯折部14的柱状物构成的第一柱结构20a,从而逐步地分2阶段进行扩散,因此最终能够以充分的水平进行扩散。
此外,例如,如箭头B所示的入射光那样,入射角度与第二柱结构30a的柱状物的倾斜角度相差较大的入射光仅被第二柱结构30a的柱状物的侧面扩散成娥眉月状,在第二柱结构30a的阶段中存在扩散变得不充分的倾向。然而,只要是图2所示的光扩散膜10,则通过由具有弯折部14的柱状物构成的第一柱结构20a,从而最终能够以充分的水平进行扩散。
因此,只要是本发明的光扩散膜,则能够有效地扩大以膜整体计的光扩散入射角度区域,同时能够有效地抑制与入射光的入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
另一方面,如图3所示,即使在使入射光以2阶段进行扩散的情况下,也能够扩大以膜整体计的光扩散入射角度区域。
然而,在想要将光扩散入射角度区域扩大至与本发明的光扩散膜10相同程度的情况下,有时必须使第一柱结构20的柱状物与第二柱结构30的柱状物的倾斜角度相差较大。此时,可能导致难以有效地抑制与入射光的入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
例如,在图3所示的光扩散膜10’中,如箭头A所示的入射光那样,入射角度与第二柱结构30的柱状物的倾斜角度完全平行的入射光有时不能被第二柱结构30充分扩散。并且,这样的不充分的扩散光以与第一柱结构20的柱状物的倾斜角度相差较大的入射角度侵入第一柱结构中时,有时无法高效地将该扩散光引导至第一柱结构20的柱状物内,最终无法以充分的水平进行扩散。
此外,例如,如箭头B所示的入射光那样,入射角度与第二柱结构30的柱状物的倾斜角度相差较大的入射光仅被第二柱结构30的柱状物的侧面扩散成娥眉月状,存在扩散变得不充分的倾向。并且,在图3所示的光扩散膜10’的場合中,由于第一柱结构20由不具有弯折部的柱状物构成,因此,有时无法高效地将未充分被第二柱结构30扩散的光引导至第一柱结构20的柱状物内,最终无法以充分地水平进行扩散。
进一步,如果为了改善这样的光扩散特性改善而使第一、第二柱结构的倾斜角接近,则光扩散入射角度区域会变窄。
因此,在以往的以2阶段进行扩散的类型的光扩散膜的情况中,尽管能够有效地扩大以膜整体计的入射角度区域,但有时难以抑制与入射光的入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
应予说明,仅举出入射光从第二柱结构侧入射的情况为例进行说明,但即使入射光从第一柱结构侧入射时,也同样如此。
此外,举出以3阶段进行的扩散为例进行说明,但也可以进行4阶段以上的扩散。
应予说明,针对本发明的光扩散膜,举出第一和第二内部结构同时为柱结构的情况为例进行说明,但第一和第二内部结构没有特别的限制。
具体而言,可以举出如图4(a)所示那样的第一和第二内部结构同时为百叶结构(20b、30b)的方式、如图4(b)所示的第一内部结构为百叶结构20b且第二内部结构为柱结构30a的方式、或者第一内部结构为柱结构20a且第二内部结构为百叶结构30b的方式等。
应予说明,柱结构使入射光各向同性地进行光扩散(扩散光的平面形状形成大致圆形的光扩散),与此相对的是,百叶结构的不同之处在于其使入射光各向异性地进行光扩散(扩散光的平面形状形成线状的光扩散)。
此外,可以认为,基于柱结构、百叶结构的光扩散是通过使入射至各自结构中的柱状物、板状区域等折射率相对高的区域中的光在与折射率相对低的区域的界面处反复反射并穿过膜而产生的。
3.第一内部结构
本发明的光扩散膜中的第一内部结构只要是在折射率相对低的区域中具备折射率相对高的多个区域的结构则没有特别的限制,其特征在于,折射率相对高的区域在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部。
以下,举出弯折柱结构和弯折百叶结构为例进行说明。
(1)弯折柱结构
如图1(a)所示,第一内部结构是在折射率相对低的区域11中在膜的膜厚方向上大量排布有折射率相对高的多个柱状物12a而得到的柱结构20a,柱状物12a优选为在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部14的弯折柱结构20a。
其理由在于,只要为这样的弯折柱结构,则能够形成具有规定的折射率差的明确的第一内部结构,并且能够对折射率相对高的区域明确地设置弯折部。
以下,针对弯折柱结构进行具体说明。
(1)-1 折射率
弯折柱结构中,折射率相对高的柱状物的折射率与折射率相对低的区域的折射率之差优选为0.01以上的值。
其理由在于,如果所述折射率之差为低于0.01的值,则入射光在弯折柱结构内出现全反射的角度区域变窄,因此存在入射角度依赖性过度下降的情况。
因此,所述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,所述折射率之差越大越优选,但从选择能够形成弯折柱结构的材料的观点出发,可以认为上限为0.3左右。
应予说明,“入射角度依赖性”是指能够明确地区分入射光被扩散的入射光的入射角度区域与入射光未被扩散的入射光的入射角度区域的特性。
(1)-2 最大直径和间隔
此外,如图1(a)所示那样的弯折柱结构20a中,柱状物12a的截面中的最大直径和柱状物12a之间的间隔分别优选为0.1~15μm的范围内的值。
其理由在于,如果所述最大直径和间隔为低于0.1μm的值,则无论入射光的入射角度如何,都存在难以显示出光扩散特性的情况。其另一方面的理由在于,如果所述最大直径和间隔为大于15μm的值,则在弯折柱结构内直行的光增加,存在光扩散的均匀性下降的情况。
因此,在弯折柱结构中,所述最大直径和间隔更优选为0.5μm以上的值,进一步优选为1μm以上的值。
此外,在弯折柱结构中,所述最大直径和间隔更优选为10μm以下的值,进一步优选5μm以下的值。
应予说明,针对柱状物的截面形状没有特别的限制,优选为例如圆、楕圆、多边形、不规则形状等。
此外,柱状物的截面是指被与膜表面相平行的面切断而得到的截面。
此外,柱状物的最大直径、长度等可以通过用光学数字显微镜进行观察来算出。
(1)-3 厚度
此外,如图1(a)所示那样的弯折柱结构20a的厚度(膜厚方向上的长度)、即图1(b)中的长度L1优选为30~500μm的范围内的值。
其理由在于,如果所述长度L1为低于30μm的值,则在弯折柱结构内直行的入射光增加,存在难以得到充分的入射角度依赖性和光扩散入射角度区域的情况。其另一方面的理由在于,如果所述长度L1为大于500μm的值,则对光扩散膜用组合物照射活性能量线从而形成弯折柱结构时,因在初期形成的柱结构而导致光聚合的进行方向发生扩散,存在难以形成期望的弯折柱结构的情况。
因此,弯折柱结构的长度L1更优选为50μm以上的值,进一步优选为70μm以上的值。
此外,弯折柱结构的长度L1更优选为325μm以下的值,进一步优选为200μm以下的值。
此外,如图1(a)所示的弯折柱结构20a当中,比弯折部14更靠近上方的部分(以弯折部为基准,在制造光扩散膜时照射活性能量线的一侧的部分)中的柱状物12a在膜厚方向上的长度、即图1(b)中的长度La优选为15~475μm的范围内的值。
其理由在于,如果所述长度La为低于15μm的值,则源自上方部分的柱结构的扩散变得过弱,有时难以有效地扩大光扩散入射角度区域。应予说明,存在光扩散膜用组合物中的紫外线吸收剂的含量越多、则所述长度变得越短的倾向。因此,反过来说,所述长度过短即是指紫外线吸收剂的含量变得非常多,在该情况下,使光扩散膜用组合物光固化时,产生膜的收缩褶皱的可能性变高,控制变得困难。
另一方面,如果所述长度La为大于475μm的值,则紫外线吸收剂的含量变得非常少,在该情况下,有可能无法充分形成下方部分的柱结构,难以有效地扩大光扩散入射角度区域。
因此,弯折柱结构当中,比弯折部更靠近上方的部分中的柱状物的长度La更优选为25μm以上的值,进一步优选为30μm以上的值。
此外,弯折柱结构当中,比弯折部更靠近上方的部分中的柱状物的长度La更优选为300μm以下的值,进一步优选为150μm以下的值。
此外,如图1(a)所示的弯折柱结构20a当中,比弯折部14更靠近下方的部分(以弯折部为基准,与上述上方部分相反一侧的部分)中的柱状物12a在膜厚方向上的长度、即图1(b)中的长度Lb优选为15~475μm的范围内的值。
其理由在于,如果所述长度Lb为低于15μm的值,则源自下方部分的柱结构的扩散变得过弱,有时难以有效地扩大光扩散入射角度区域。其另一方面的理由在于,如果所述长度Lb为大于475μm的值,则尽管充分地得到了源自下方部分的柱结构的扩散,但光扩散膜的膜厚变得过厚,存在难以作为显示器用途进行应用的情况。
因此,弯折柱结构当中,比弯折部更靠近下方的部分中的柱状物的长度Lb更优选为25μm以上的值,进一步优选为30μm以上的值。
此外,弯折柱结构当中,比弯折部更靠近下方的部分中的柱状物的长度Lb更优选为300μm以下的值,进一步优选为150μm以下的值。
(1)-4 倾斜角
此外,如图1(a)所示那样的弯折柱结构20a中,如图1(b)所示,作为折射率相对高的区域12(以下有时称为高折射区域)的柱状物12a优选以相对于膜厚方向为恒定的倾斜角进行平行配置。
其理由在于,通过使柱状物的倾斜角为恒定,能够在弯折柱结构内更稳定地使入射光反射,能够进一步提高源自弯折柱结构的入射角度依赖性。
更具体而言,如图1(b)所示,在作为第一内部结构20的弯折柱结构20a当中,比弯折部14更靠近上方的部分中的作为高折射区域12的柱状物12a相对于膜表面的法线的倾斜角θa优选为0~30°的范围内的值。
其理由在于,如果所述倾斜角θa为大于30°的值,则与其相伴的活性能量线的入射角度的绝对值也变大,因此活性能量线在空气与涂布层的界面处的反射比例增加,导致在形成弯折柱结构时需要照射更高照度的活性能量线。另一方面,活性能量线以恰好0°入射时,有可能变得无法得到产生弯折的因素,其结果是有可能不产生弯折。
因此,所述倾斜角θa更优选为0.5°以上的值,进一步优选为1°以上的值。
此外,所述倾斜角θa更优选为25°以下的值,进一步优选为20°以下的值。
此外,如图1(b)所示,在作为第一内部结构20的弯折柱结构20a当中,比弯折部14更靠近下方的部分中的柱状物12a相对于膜表面的法线的倾斜角θb优选为1~60°的范围内的值。
其理由在于,如果所述倾斜角θb为低于1°的值,则即使考虑到与比弯折部更靠近上方的部分中的柱状物之间的协同作用,有时也难以充分地得到扩大光扩散入射角度区域的效果。其另一方面的理由在于,如果所述倾斜角θb为大于60°的值,则与其相伴的活性能量线的入射角度的绝对值也变大,因此活性能量线在空气与涂布层的界面处的反射比例增加,导致在形成弯折柱结构时需要照射更高照度的活性能量线。此外,如果考虑到与比弯折部更靠近上方的部分中的柱状物之间的协同作用,即使不形成在此以上的倾斜角,也能够充分地扩大光扩散入射角度区域。
因此,所述倾斜角θb更优选为3°以上的值,进一步优选为5°以上的值。
此外,所述倾斜角θb更优选为55°以下的值,进一步优选为50°以下的值。
进一步,θb-θa的绝对值优选为1°以上的值、更优选为3°以上的值、进一步优选为5°以上的值。
此外,θb-θa的绝对值优选为30°以下的值、更优选为25°以下的值、进一步优选为20°以下的值。
应予说明,θa和θb是指将膜用下述面进行切断时、在截面中所测定到的以相对于膜表面的法线的角度为0°时的柱状物的倾斜角(°),所述面为垂直于膜表面的面、且将一根柱状物整体沿着轴线切断成两部分。
更具体而言,如图1(b)所示,θa为膜表面的法线与比弯折部更靠近上方的部分中的柱状物的最上部处的轴线所形成的角度当中锐角侧的角度。
此外,θb为膜表面的法线与比弯折部更靠近下方的部分中的柱状物的最上部处的轴线所形成的角度当中锐角侧的角度。
(2)弯折百叶结构
此外,如图4(a)~(b)所示,第一内部结构优选为弯折百叶结构20b,其为将折射率不同的多个板状区域(11、12b)在沿着膜表面的任意一个方向上交替配置而得到的百叶结构20b,其中,板状区域(11、12b)在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部14。
其理由在于,只要为这样的弯折百叶结构,则能够形成具有规定的折射率差的明确的第一内部结构,并且能够对折射率相对高的区域明确地设置弯折部。
以下,针对弯折百叶结构进行具体说明。
(2)-1 折射率
弯折百叶结构中的折射率相对高的板状区域的折射率和折射率相对低的板状区域的折射率之间的关系优选为与上述弯折柱结构中的折射率相对高的柱状物的折射率和折射率相对低的区域的折射率之间的关系相同。
(2)-2 宽度
此外,如图4(a)~(b)所示那样的弯折百叶结构20b中,折射率不同的高折射率板状区域12b和低折射率板状区域11的宽度优选为与上述弯折柱结构中柱状物的截面中的最大直径和柱状物之间的间隔相同。
(2)-3 厚度
此外,如图4(a)~(b)所示那样的弯折百叶结构20b的厚度(膜厚方向上的长度)优选为与上述弯折柱结构的厚度相同。
(2)-4 倾斜角
此外,如图4(a)~(b)所示那样的弯折百叶结构20b中,折射率不同的板状区域(11、12b)的倾斜角优选为与上述弯折柱结构中的柱状物的倾斜角相同。
应予说明,板状区域的倾斜角是指将膜用垂直于沿着膜表面的任意一个方向延伸的板状区域的面进行切断时、在截面中所测定到的以相对于膜表面的法线的角度为0°时的板状区域的倾斜角(°)。
4.第二内部结构
本发明的光扩散膜中的第二内部结构基本上与上述第一内部结构的构成相同,因此针对具体内容,为避免重复而省略说明。
但是,与上述第一内部结构不同的是,如图1(a)和图4(a)~(b)所示,折射率相对高的区域优选在沿着膜的膜厚方向的中间点处不具有弯折部。
其理由可以推测为,第二内部结构是以低照度照射活性能量线而形成的结构,其厚度的上限受到限制,因此难以形成上下均具有充分长度的弯折内部结构。
此外,形成第二内部结构的未形成内部结构的区域的组成因已经形成第一内部结构而导致与初期的光扩散膜用组合物的组成不同,因此,在第二内部结构内存在组成上下分离的倾向。
因此可以推测,第二内部结构中,存在因所述组成的分离而导致难以产生弯折的倾向。
进一步,还可以推测理由在于,由于先形成第一内部结构,导致紫外线吸收剂在第一内部结构中被消耗,未形成内部结构的区域内未残留有为使第二内部结构弯折而需要的紫外线吸收剂。
此外,如图1(a)和图4(a)~(b)所示那样的第二内部结构(30a、30b)的厚度(膜厚方向上的长度)、即图1(b)中的L2优选为10~200μm的范围内的值。
其理由在于,第二内部结构是在光扩散中发挥第一内部结构的辅助功能的部分。
因此,第二内部结构的长度L2更优选为20μm以上的值,进一步优选为40μm以上的值。
此外,第二内部结构的长度L2更优选为150μm以下的值,进一步优选为100μm以下的值。
此外,出于与倾斜角θa相同的理由,图1(b)所示的第二内部结构30中的折射率相对高的区域12’的倾斜角θc优选为0~30°的范围内的值。
因此,所述倾斜角θc更优选为25°以下的值,进一步优选为20°以下的值。
此外,倾斜角θa、θb、θc优选朝着同一侧倾斜(还包括倾斜角为0°)、并且倾斜角按照该顺序逐步变大。
其理由在于,通过使倾斜角逐步变化,源自各内部结构的光扩散入射角度区域重合,能够更有效地抑制与入射光的入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
5.重叠内部结构
此外,如图1(b)所示,本发明的光扩散膜10优选具有第一内部结构20的上端部的位置与第二内部结构30的下端部的位置在膜厚方向上重合的重叠内部结构40。
其理由在于,通过具有重叠内部结构,与在各内部结构之间存在未形成内部结构的部分的情况相比,能够有效地抑制散射光的产生,能够提高扩散光的强度的均匀性。
以下,针对重叠内部结构进行具体说明。
(1)方式
重叠内部结构只要是第一内部结构的上端部的位置与第二内部结构的下端部的位置在膜厚方向上重合从而形成,则没有特别的限制。
更具体而言,如图5(a)所示,优选为分别源自第一内部结构20和第二内部结构30的折射率相对高的区域(12、12’)中的任一者的前端与源自另一者的内部结构(30、20)的折射率相对高的区域(12’、12)的前端附近处相接触而得到的重叠柱结构40。
或者,如图5(b)所示,还优选为分别源自第一内部结构20和第二内部结构30的折射率相对高的区域(12、12’)彼此以非接触的状态进行重叠而得到的重叠内部结构40。
(2)倾斜角之差
此外,图1(b)所示的分别源自第一内部结构20和第二内部结构30的折射率相对高的区域(12、12’)的倾斜角(θa、θc)之差的绝对值优选为1°以上的值。
其理由在于,通过使所述倾斜角之差的绝对值为1°以上的值,能够更有效地扩大光扩散入射角度区域。另一方面,如果所述倾斜角之差的绝对值为过大的值,则存在下述情况:所得到的光扩散膜的源自各内部结构的光扩散入射角度区域完全独立,不能实现高效地扩大以膜整体计的光扩散入射角度区域。
因此,所述倾斜角之差的绝对值更优选为2°以上的值,进一步优选为5°以上的值。
此外,所述倾斜角之差的绝对值优选为30°以下的值,更优选为20°以下的值。
(3)厚度
此外,图1(b)所示的重叠内部结构的厚度(膜厚方向上的长度)L3优选为1~40μm的范围内的值。
其理由在于,如果所述长度L3为低于1μm的值,则存在下述情况:在各内部结构的连结部分处变得容易产生散射光,难以更稳定地保持扩散光的强度的均匀性。另一方面,如果所述长度L3为大于40μm的值,则存在扩散光的提取效率降低的情况。也即是说,重叠内部结构的长度过长时,可以预想到该区域中发生背散射等,导致扩散光的提取效率降低。
因此,重叠内部结构的长度L3更优选为3μm以上的值,进一步优选为5μm以上的值。
此外,重叠内部结构的长度L3更优选为35μm以下的值,进一步优选为30μm以下的值。
6.总膜厚
此外,本发明的光扩散膜的总膜厚优选为60~700μm的范围内的值。
其理由在于,如果光扩散膜的总膜厚为低于60μm的值,则在内部结构中直行的入射光增加,存在难以显示出光扩散的情况。其另一方面的理由在于,如果光扩散膜的总厚度为大于700μm的值,则对光扩散膜用组合物照射活性能量线从而形成内部结构时,因在初期形成的内部结构而导致光聚合的进行方向发生扩散,存在难以形成期望的内部结构的情况。
因此,光扩散膜的总膜厚更优选为80μm以上的值,进一步优选为100μm以上的值。
此外,光扩散膜的总膜厚更优选为450μm以下的值,进一步优选为250μm以下的值。
7.粘接剂层
此外,本发明的光扩散膜可以在其单面或两面上具备用于与其他材料层叠的粘接剂层。
作为构成所述粘接剂层的粘接剂,没有特别的限制,可以使用以往公知的丙烯酸系、硅酮系、氨基甲酸酯系、橡胶系等粘接剂。
[第二实施方式]
本发明的第二实施方式是光扩散膜的制造方法,其为第一实施方式的光扩散膜的制造方法,其特征在于,包括下述工序(a)~(d):
(a)准备光扩散膜用组合物的工序,所述光扩散用组合物是包含折射率不同的至少两种聚合性化合物、光聚合引发剂、和紫外线吸收剂的光扩散膜用组合物,紫外线吸收剂的含量相对于折射率不同的至少两种聚合性化合物的总计量(100重量份)为低于2重量份的值,但0重量份除外;
(b)对加工片涂布光扩散膜用组合物从而形成涂布层的工序;
(c)对涂布层进行第一活性能量线照射、从而在涂布层的下方部分形成第一内部结构并且在涂布层的上方部分残留未形成内部结构的区域的工序;
(d)对涂布层进行第二活性能量线照射、从而在未形成内部结构的区域中形成第二内部结构的工序。
以下,参照附图,以与第一实施方式的不同之处为中心,对本发明的第二实施方式进行具体说明。
1.工序(a):光扩散膜用组合物的准备工序
工序(a)是准备规定的光扩散膜用组合物的工序。
更具体而言,优选将折射率不同的两种聚合性化合物等在40~80℃的高温条件下进行搅拌,从而制成均匀的混合液。
此外,优选以达到期望粘度的方式根据需要进一步添加稀释溶剂,由此得到光扩散膜用组合物的溶液。
以下,针对工序(a)进行更具体的说明。
(1)(A)高折射率聚合性化合物
(1)-1 折射率
折射率不同的两种聚合性化合物当中,折射率高的聚合性化合物(以下有时称为(A)成分)的折射率优选为1.5~1.65的范围内的值。
其理由在于,如果(A)成分的折射率为低于1.5的值,则与折射率低的聚合性化合物(以下有时称为(B)成分)的折射率之差变得过小,存在难以得到有效的光扩散角度区域的情况。其另一方面的理由在于,如果(A)成分的折射率为大于1.65的值,则尽管与(B)成分的折射率之差变大,但有时甚至连与(B)成分在表观上相容的状态都难以形成。
因此,(A)成分的折射率更优选为1.55以上的值,进一步优选为1.56以上的值。
此外,(A)成分的折射率更优选为1.6以下的值,进一步优选为1.59以下的值。
应予说明,上述(A)成分的折射率是指通过光照射而固化之前的(A)成分的折射率。
此外,折射率可以按照例如JIS K0062来进行测定。
应予说明,“光扩散角度区域”是指将点光源固定于对光扩散膜而言入射光最大程度扩散的角度、并在此状态下得到的扩散光的扩散角度范围。
此外,已知“光扩散角度区域”的宽度与“光扩散入射角度区域”的宽度几乎一致。
(1)-2 种类
此外,(A)成分的种类没有特别限定,可以举出例如(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸苯甲基苯酯、(甲基)丙烯酸联苯基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸萘氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸蒽氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸苯甲基苯氧基烷基酯等、或者它们的一部分被卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基等取代而得到的物质等。
此外,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸两者。
此外,作为(A)成分,更优选包含含有联苯环的化合物,特别地,进一步优选包含下述通式(1)所示的联苯化合物。
[化1]
(通式(1)中,R1~R10各自独立,R1~R10中的至少一个为下述通式(2)所示的取代基,剩余的为氢原子、羟基、羧基、烷基、烷氧基、卤代烷基、羟烷基、羧烷基和卤素原子中的任一种取代基)。
[化2]
(通式(2)中,R11为氢原子或甲基,碳原子数n为1~4的整数,重复单元数m为1~10的整数)。
其理由可以推测为,通过包含具有特定结构的联苯化合物作为(A)成分,从而使(A)成分和(B)成分的聚合速度之间产生规定的差异,使(A)成分与(B)成分的相容性下降至规定的范围,由此能够降低两种成分彼此的共聚性。
此外,能够提高源自(A)成分的高折射率区域的折射率,从而能够更容易地将与源自(B)成分的低折射率区域的折射率之差调节至规定以上的值。
[化3]
[化4]
(1)-3 含量
此外,光扩散膜用组合物中的(A)成分的含量相对于后述(B)成分100重量份优选为25~400重量份的范围内的值。
其理由在于,如果(A)成分的含量为低于25重量份的值,则(A)成分相对于(B)成分的存在比例变少,源自(A)成分的高折射率区域的宽度与源自(B)成分的低折射率区域的宽度相比变得过小,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。其另一方面的理由在于,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)成分的存在比例变多,源自(A)成分的高折射率区域的宽度与源自(B)成分的低折射率区域的宽度相比变得过大,有时反而会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,(A)成分的含量相对于(B)成分100重量份更优选为40重量份以上的值、进一步优选为50重量份以上的值。
此外,(A)成分的含量相对于(B)成分100重量份更优选为300重量份以下的值、进一步优选为200重量份以下的值。
(2)低折射率聚合性化合物
(2)-1 折射率
(B)成分、即折射率不同的两种聚合性化合物当中折射率低的聚合性化合物的折射率优选为1.4~1.5的范围内的值。
其理由在于,如果(B)成分的折射率为低于1.4的值,则尽管与(A)成分的折射率之差变大,但与(A)成分的相容性急剧恶化,存在难以形成规定的内部结构的情况。其另一方面的理由在于,如果(B)成分的折射率为大于1.5的值,则与(A)成分的折射率之差变得过小,存在难以得到期望的入射角度依赖性的情况。
因此,(B)成分的折射率更优选为1.45以上的值,进一步优选为1.46以上的值。
此外,(B)成分的折射率更优选为1.49以下的值,进一步优选为1.48以下的值。
应予说明,上述(B)成分的折射率是指通过光照射而固化之前的(B)成分的折射率。
此外,折射率可以按照例如JIS K0062来进行测定。
此外,上述(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差优选为0.01以上的值。
其理由在于,如果所述折射率之差为低于0.01的值,则入射光在规定的内部结构内出现全反射的角度区域变窄,因此存在光扩散角度区域变得过窄的情况。其另一方面的理由在于,如果所述折射率之差为过大的值,则有时(A)成分与(B)成分的相容性过度恶化,难以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以上的值,进一步优选为0.1以上的值。
此外,(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差更优选为0.5以下的值,进一步优选为0.2以下的值。
应予说明,在此所称的(A)成分和(B)成分的折射率是指通过光照射而固化之前的(A)成分和(B)成分的折射率。
(2)-2 种类
此外,(B)成分的种类没有特别限定,可以举出例如氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、侧链上具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系聚合物、含(甲基)丙烯酰基的硅酮树脂、不饱和聚酯树脂等,特别地,优选为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
其理由在于,只要为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,则不仅能够更容易地调节源自(A)成分的高折射率区域的折射率与源自(B)成分的低折射率区域的折射率之差,而且还有效地抑制源自(B)成分的低折射率区域的折射率的偏差,能够更高效地得到具备规定的内部结构的光扩散膜。
应予说明,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。
(3)光聚合引发剂
此外,本发明的第二实施方式中的光扩散膜用组合物中,根据期望,优选含有光聚合引发剂作为(C)成分。
其理由在于,通过含有光聚合引发剂,在对光扩散膜用组合物照射活性能量线时,能够高效地形成规定的内部结构。
在此,光聚合引发剂是指通过照射紫外线等活性能量线而产生自由基种的化合物。
作为所述光聚合引发剂,可以举出例如苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻-正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、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-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4,4-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、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、对二甲基胺苯甲酸酯、低聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷]等,可以单独使用这些中的一种,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)成分的总计量100重量份优选为0.2~20重量份的范围内的值、更优选为0.5~15重量份的范围内的值、进一步优选为1~10重量份的范围内的值。
(4)紫外线吸收剂
(4)-1 种类
此外,本发明的第二实施方式中的光扩散膜用组合物优选包含紫外线吸收剂作为(D)成分。
其理由在于,通过包含紫外线吸收剂作为(D)成分,在照射活性能量线时,能够在规定范围内选择性地吸收规定波长的活性能量线。
其结果是,能够在光扩散膜用组合物的固化不受阻碍的情况下,在膜内所形成的第一内部结构中产生弯折。
在此,现阶段针对紫外线吸收剂使得在膜内所形成的第一内部结构中产生弯折的具体机理尚未充分阐明。
但可以推测为如下所述的机理。
即,可以确认到的倾向在于,紫外线吸收剂的添加量越少,则弯折的角度变得越小,光扩散角度区域变得越窄。
此外,可以确认到,紫外线吸收剂所具有的峰的位置越接近作为高压汞灯的主波长的365nm的波长,则以越少的添加量产生弯折。
因此,可以推测,通过紫外线吸收剂,越是控制由高压汞灯发出的紫外线的波长、即越是改变由高压汞灯发出的紫外线中的各波长的强度比,则涂布层中朝膜厚方向的下方的聚合进行变得越慢,在聚合已进行至一定程度的深度处,聚合的进行方向发生变化。
应予说明,作为使聚合的进行方向发生变化的因素,可以认为有(A)成分与(B)成分中的折射率差,但对于所述折射率差而言,在计算上不会产生实际能被观察到的程度的弯折。
此外,(D)成分优选为选自羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂和羟基苯甲酸酯系紫外线吸收剂中的至少一种。
其理由在于,只要是这些紫外线吸收剂,则能够在第一内部结构中更明确地产生弯折,因此能够更有效地扩大所得到的光扩散膜中的光扩散入射角度区域。
即,可以确认到,只要是所具有的峰的位置更接近作为高压汞灯的主波长的365nm的波长的这些紫外线吸收剂,则以少的添加量产生弯折。
(4)-2 吸收波长
此外,(D)成分优选对波长为330~380nm的光具有吸收峰。
其理由在于,只要(D)成分的吸收峰为该范围,则能够高效地吸收作为高压汞灯的主波长的365nm的能量,从而能够对所得到的光扩散膜高效地形成具有弯折的第一内部结构。
另一方面,吸收峰为低于330nm的值的紫外线吸收剂大多对365nm的吸收非常小。因此,即使使用这样的紫外线吸收剂,也存在无法在所得到的光扩散膜中形成具有充分弯折的第一内部结构的情况。
另一方面,吸收峰大于380nm的紫外线吸收剂确实大多也具有365nm的吸收。但是,这样的紫外线吸收剂大多在紫外线区域整体中具有吸收,因此为了获取365nm下的吸收,还需要增加添加量。其结果是,使用吸收峰大于380nm的紫外线吸收剂时,存在光扩散膜的固化本身受到阻碍的情况。
因此,(D)成分中的吸收峰更优选为波长为335~375nm的范围内的值、进一步优选为波长为340~370nm的范围内的值。
(4)-3 含量
此外,光扩散膜用组合物中的(D)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的总计量(100重量份)优选为低于2重量份的值(但是0重量份除外)。
其理由在于,通过使(D)成分的含量为所述范围内的值,能够在光扩散膜用组合物的固化不受阻碍的情况下在膜内所形成的第一内部结构中产生弯折,由此,能够有效地扩大所得到的光扩散膜中的光扩散入射角度区域。
即,如果(D)成分的含量为2重量份以上的值,则光扩散膜用组合物的固化受到阻碍,存在在膜表面产生收缩褶皱、或者完全不固化的情况。另一方面,如果(D)成分的含量变得过少,则对于膜内所形成的第一内部结构而言,难以产生充分的弯折,存在难以有效地扩大所得到的光扩散膜中的光扩散入射角度区域的情况。
因此,(D)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的总计量(100重量份)更优选为0.01重量份以上的值、进一步优选为0.02重量份以上的值。
此外,(D)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的总计量(100重量份)更优选为1.5重量份以下的值、进一步优选为1重量份以下的值。
(5)其他添加剂
此外,在不损害本发明的效果范围内,可以适当添加其他添加剂。
作为其他添加剂,可以举出例如抗氧化剂、防静电剂、聚合促进剂、阻聚剂、红外线吸收剂、增塑剂、稀释溶剂、和流平剂等。
应予说明,其他添加剂的含量通常相对于(A)成分和(B)成分的总计量(100重量份)优选为0.01~5重量份的范围内的值。
2.工序(b):涂布工序
工序(b)如图6(a)所示,为将所准备的光扩散膜用组合物对加工片2进行涂布从而形成涂布层1的工序。
作为加工片,可以使用塑料膜、纸中的任一者。
其中,作为塑料膜,可以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;三乙酰基纤维素膜等纤维素系膜;和聚酰亚胺系膜等。
此外,作为纸,可以举出例如玻璃纸(glassine paper)、涂覆纸、和层压纸等。
此外,如果考虑到后述的工序,则作为加工片2优选为对热、活性能量线的尺寸稳定性优异的膜。
作为这样的膜,在上述当中,可以优选举出聚酯系膜、聚烯烃系膜和聚酰亚胺系膜。
此外,对于加工片,为了在光固化后容易得将所得到的光扩散膜从加工片上剥离,优选在加工片中的光扩散膜用组合物的涂布面侧上设有剥离层。
所述剥离层可以使用硅酮系剥离剂、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的范围内的值。
此外,作为在加工片上涂布光扩散膜用组合物的方法,可以通过例如刀涂法、辊涂法、棒涂法、刮涂法、模涂法、和凹版涂布法等以往公知的方法来进行。
应予说明,此时,涂布层的厚度优选为10~700μm的范围内的值。
3.工序(c):第一活性能量线照射工序
工序(c)如图6(b)~(c)所示,为对涂布层1进行第一活性能量线照射、从而在涂布层1的下方部分形成第一内部结构20并且在涂布层1的上方部分残留未形成内部结构的区域20’的工序。
以下,针对第一活性能量线照射工序,分为形成弯折柱结构的情况和形成弯折百叶结构的情况进行说明。
(1)形成弯折柱结构的情况
形成弯折柱结构作为第一内部结构时,如图6(b)所示,对在加工片上形成的涂布层1照射作为照射光的光线的平行度高的平行光60。
在此,平行光是指所发出的光的方向从任意方向观察时都不具备广度的实质上平行的光。
具体而言,照射光的平行度优选为10°以下的值。
其理由在于,通过使照射光的平行度为所述范围内的值,能够高效且稳定地形成多个柱状物以对膜厚方向而言恒定的倾斜角大量排布而得到的弯折柱结构。
因此,照射光的平行度更优选为5°以下的值、进一步优选为2°以下的值。
此外,作为照射光的照射角,如图7所示,以相对于涂布层1的表面的法线的角度为0°时的照射角θ1通常优选为-80~80°的范围内的值。
其理由在于,如果照射角为-80~80°的范围以外的值,则涂布层1的表面处的反射等的影响变大,有时难以形成充分的弯折柱结构。
应予说明,图7中的箭头B表示涂布层的移动方向。
此外,作为照射光,优选使用紫外线。
其理由在于,在电子射线的情况下,聚合速度非常快,因此在聚合过程中(A)成分与(B)成分无法充分地进行相分离,存在难以形成弯折柱结构的情况。其另一方面的理由在于,与可见光等相比时,在紫外线的情况下,通过其照射而固化的紫外线固化树脂、能够使用的光聚合引发剂的品种丰富,因此能够拓展(A)成分和(B)成分的选择范围。
此外,作为第一活性能量线的照射条件,涂布层表面上的峰照度优选为0.1~3mW/cm2的范围内的值。
其理由在于,如果所述峰照度为低于0.1mW/cm2的值,则尽管可以充分地确保未形成内部结构的区域,但有时难以明确地形成弯折柱结构。其另一方面的理由在于,如果所述峰照度为大于3mW/cm2的值,则即使存在未形成内部结构的区域,但可以推测该区域中的固化反应过度进行,在后述的第二活性能量线照射工序中,有时难以充分地形成第二内部结构。
因此,第一活性能量线照射中的涂布层表面的峰照度更优选为0.3mW/cm2以上的值、进一步优选为0.5mW/cm2以上的值。
此外,第一活性能量线照射中的涂布层表面的峰照度更优选为2mW/cm2以下的值、进一步优选为1.5mW/cm2以下的值。
此外,第一活性能量线照射中的涂布层表面上的累积光量优选为5~100mJ/cm2的范围内的值。
其理由在于,如果所述累积光量为低于5mJ/cm2的值,则有时难以使弯折柱结构充分地从上方朝向下方伸长,或者在形成第二内部结构时弯折柱结构发生变形。其另一方面的理由在于,如果所述累积光量为大于100mJ/cm2的值,则未形成内部结构的区域的固化过度进行,在后述的第二活性能量线照射工序中,有时难以充分地形成第二内部结构。
因此,第一活性能量线照射中的涂布层表面上的累积光量更优选为7mJ/cm2以上的值、进一步优选为10mJ/cm2以上的值。
此外,第一活性能量线照射中的涂布层表面上的累积光量更优选为50mJ/cm2以下的值、进一步优选为30mJ/m2以下的值。
此外,从维持量产性并稳定地形成弯折柱结构的观点出发,进行第一活性能量线照射时,优选以0.1~10m/分钟的范围内的速度使形成于加工片上的涂布层移动。
特别地,更优选以0.2m/分钟以上的速度进行移动,此外,更优选以3m/分钟以下的速度进行移动。
此外,第一活性能量线照射工序从高效地残留未形成内部结构的区域的观点出发,优选在有氧氛围下(优选为空气氛围下)实施。
其理由在于,通过在有氧氛围下进行第一活性能量线照射,能够在涂布层的下方部分高效地形成弯折柱结构,同时利用氧气阻碍的影响,能够在涂布层的上方部分稳定地残留未形成内部结构的区域。
即,假如在不存在氧气的无氧氛围下而非有氧氛围下进行第一活性能量线照射时,有时在膜的上部不会残留未形成内部结构的区域,弯折柱结构连续地形成直至膜的几乎最表面为止。
应予说明,“有氧氛围下”是指在涂布层的上表面与空气等包含氧气的基体直接接触的条件下,其中,“空气氛围下”是指在涂布层的上表面与空气直接接触的条件下。
因此,属于“空气氛围下”的第一活性能量线照射的是,在不实施将膜层压于涂布层的上表面、或者不实施进行氮气吹扫等特定手段的情况下,在使涂布层的上表面直接露出至空气中的状态下进行第一活性能量线照射。
(2)形成弯折百叶结构的情况
形成弯折百叶结构作为第一内部结构时,如图6(c)所示,对在加工片上形成的涂布层1照射从一个方向上观察时为实质上平行的光、并且从其他方向观察时可观察到非平行的无规则光的光。
这样的光例如可以使用线状光源125来进行照射,此时,从线状光源125的轴方向观察时为实质上平行的光,并且从其他方向观察时可观察到非平行的无规则光70’。
应予说明,针对其他照射条件,按照上述“形成弯折柱结构的情况”进行,故而省略说明。
4.工序(d):第二活性能量线照射工序
工序(d)是对涂布层进一步进行第二活性能量线照射、从而在未形成内部结构的区域中形成第二内部结构的工序。
所述第二活性能量线照射工序可以基本上以与第一活性能量线照射工序同样的方式来进行。
因此,第二活性能量线照射工序中,形成柱结构作为第二内部结构时,如图6(b)所示那样照射平行光,形成百叶结构作为第二内部结构时,如图6(c)所示那样照射从一个方向观察时为实质上平行的光、并且从其他方向观察时可观察到非平行的无规则光的光即可。
此外,作为第二活性能量线的照射条件,涂布层表面上的峰照度优选为0.1~20mW/cm2的范围内的值。
其理由在于,如果所述峰照度为低于0.1mW/cm2的值,则有时难以明确地形成第二内部结构。其另一方面的理由在于,如果所述照度为大于20mW/cm2的值,则可以推定固化速度变得过快,有时难以有效地形成第二内部结构。
因此,第二活性能量线照射中的涂布层表面的峰照度更优选为0.3mW/cm2以上的值、进一步优选为0.5mW/cm2以上的值。
此外,第二活性能量线照射中的涂布层表面的峰照度更优选为10mW/cm2以下的值、进一步优选为5mW/cm2以下的值。
此外,第二活性能量线照射中的涂布层表面上的累积光量优选为5~300mJ/cm2的范围内的值。
其理由在于,如果所述累积光量为低于5mJ/cm2的值,则有时难以使第二内部结构充分地从上方朝向下方伸长。其另一方面的理由在于,如果所述累积光量为大于300mJ/cm2的值,则有时在所得到的膜中发生着色。
因此,第二活性能量线照射中的涂布层表面上的累积光量更优选为10mJ/cm2以上的值、进一步优选为20mJ/cm2以上的值。
此外,第二活性能量线照射中的涂布层表面上的累积光量更优选为200mJ/cm2以下的值、进一步优选为150mJ/cm2以下的值。
此外,第二活性能量线照射优选在无氧氛围下实施。
其理由在于,通过在无氧氛围下进行第二活性能量线照射,能够在通过第一活性能量线照射得到的未形成内部结构的区域中抑制氧气阻碍的影响从而高效地形成第二内部结构。
即,假如在氧气氛围下而非无氧氛围下进行第二活性能量线照射时,如果以高照度进行照射,则尽管或许能够在表面附近的非常浅的位置处形成第二内部结构,但存在无法得到光扩散所需要的折射率差的情况。此外,在以低照度进行照射的情况中,受到氧气阻碍的影响,存在无法在未形成内部结构的区域中形成第二内部结构的情况。
应予说明,“无氧氛围下”是指在涂布层的上表面不与氧气氛围、或者包含氧气的氛围直接接触的条件下。
因此,属于“无氧氛围下”的第二活性能量线照射的是例如,在将膜层压于涂布层的上表面的状态下、或者将空气替换成氮气气体从而进行氮气吹扫的状态下,进行第二活性能量线照射。
如上所述,本发明中,通过第一活性能量线照射和第二活性能量线照射,从而分别形成第一内部结构和第二内部结构,因此能够容易地调节各内部结构中的折射率相对高的区域的倾斜角的组合。
即,仅通过适当调节各活性能量线照射中的照射角,就能够容易地调节各内部结构中的折射率相对高的区域的倾斜角的组合。
实施例
以下,参照实施例,对本发明进行进一步详细的说明。
[实施例1]
1.低折射率聚合性化合物(B)成分的合成
在容器内,相对于重均分子量为9,200的聚丙二醇(PPG)1摩尔,容纳有异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)2摩尔、和甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)2摩尔,然后按照常规方法使其反应,从而得到重均分子量为9,900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)按照下述条件进行测定而得到的聚苯乙烯换算值。
·GPC测定装置:东曹(株)制、HLC-8020
·GPC柱 :东曹(株)制(以下按照通过顺序记载)
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
·测定溶剂 :四氢呋喃
·测定温度 :40℃。
2.光扩散膜用组合物的制备
接着,对所得到的作为(B)成分的重均分子量为9,900的聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯100重量份,添加作为(A)成分的前述式(3)所示的分子量为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)150重量份、作为(C)成分的2-羟基-2-甲基苯丙酮20重量份(相对于(A)成分和(B)成分的总计量(100重量份)为8重量份)、和作为(D)成分的苯并三唑系紫外线吸收剂(BASF(株)制、TINUVIN 384-2)0.5重量份(相对于(A)成分和(B)成分的总计量(100重量份)为0.2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)成分的折射率使用阿贝折射率(ATAGO(株)制、阿贝折射仪DR-M2、Na光源、波长589nm),按照JIS K0062测定时,分别为1.58和1.46。
3.涂布工序
接着,将所得到的光扩散膜用组合物对作为加工片的膜状的透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET)进行涂布,形成膜厚为198μm的涂布层。
4.第一紫外线照射
接着,使用中心光线平行度被控制在±3°以内的紫外线点平行光源(JATEC(株)制),以图7所示的照射角θ1达到几乎20°的方式对涂布层照射平行度为2°以下的平行光。
此时的峰照度为1.18mW/cm2,累积光量为24.1mJ/cm2,灯高度为240mm,涂布层的移动速度为0.2m/分钟。
5.第二紫外线照射
接着,经过第一紫外线照射工序后,利用厚度为38μm的具有紫外线透射性的剥离膜(LINTEC(株)制、SP-PET382050)对涂布层的露出面侧进行层压,从而形成无氧氛围下的状态。
接着,与第一紫外线照射工序同样,以图7所示的照射角θ1达到几乎0°的方式,从与第一紫外线照射工序相同一侧隔着剥离膜对涂布层照射平行度为2°以下的平行光,得到膜厚为198μm的光扩散膜。
此时的峰照度为1.26mW/cm2,累积光量为22.4mJ/cm2,灯高度为240mm,涂布层的移动速度为0.2m/分钟。
应予说明,上述峰照度和累积光量通过将安装有光接收器的紫外线计(EYEGRAPHICS(株)制、EYE紫外线累积照度计UVPF-A1)设置于涂布层的位置来测定。
此外,光扩散膜的膜厚使用恒压厚度测定器(宝制作所(株)制、TELCLOCK PG-02J)来测定。
此外,将所得到的光扩散膜用与涂布层的移动方向相平行且与膜表面相正交的面进行切断而得到的截面的示意图示于图8(a),其截面照片示于图8(b)。
此外,如图8(a)所示,第一柱结构的长度L1为142.2μm,所述第一柱结构当中,比弯折部更靠近上方的部分的长度La为41.0μm,其倾斜角θa为15°。
此外,第一柱结构当中,比弯折部更靠近下方的部分的长度Lb为101.2μm,倾斜角θb为32°。
此外,θb-θa的绝对值为17°。
此外,第二柱结构的长度L2为71.8μm,倾斜角θc为0°。
进一步,存在源自第二柱结构的柱状物的前端与源自第一柱结构的柱状物的前端附近处相接触而得到的重叠柱结构(重叠内部结构),其长度L3为16μm。
此外,重叠内部结构中的θa-θc的绝对值为15°。
应予说明,光扩散膜的切断使用剃刀进行,截面的照片拍摄使用电子显微镜(基恩士(株)制、VHX-2000)通过反射观察来进行。
此外,图8(a)的示意图中,用实线表示内部结构中的高折射率区域(以下皆同)。
6.光扩散特性的评价
对所得到的光扩散膜的光扩散特性进行评价。
即,在被PET和剥离膜夹持的状态下,在所得到的光扩散膜的剥离膜表面上设置粘接剂层,对厚度为1.1mm的钠玻璃进行贴合,制成评价用试验片。
接着,使用锥光镜(autronic-MELCHERS GmbH公司制),如图9所示,从试验片的玻璃侧、即第二内部结构侧,针对光扩散膜,将入射角θ2(°)改变为0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°并使光入射。所得到的锥光镜图像示于图10(a)~(g)。
由所述结果可知,即使在0~60°内改变入射光的入射角度θ2时,入射光也会扩散,因此具有至少包括0~60°的宽光扩散入射角度区域。
此外可知,尽管根据入射角度而在扩散光的形状、强度分布方面出现变化,但并未产生显示出扩散不充分的宽度极细的娥眉月状的扩散、半径极小的圆形形状的扩散,因此能够有效地抑制光扩散特性的变化。
[实施例2]
实施例2中,制备光扩散膜用组合物时,将作为(D)成分的紫外线吸收剂的种类改变为作为羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂的混合物的BASF(株)制、TINUVIN 477,并且使其添加量相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份为0.1重量份,进一步,使光扩散膜的膜厚为194μm,除此以外,以与实施例1同样的方式制造光扩散膜。所得到的结果示于图11(a)~(b)。
应予说明,图11(a)是将所得到的光扩散膜用与涂布层的移动方向相平行且与膜表面相正交的面进行切断而得到的截面的示意图,图11(b)是其截面照片。
此外,如图11(a)所示,第一柱结构的长度L1为144.7μm,所述第一柱结构当中,比弯折部更靠近上方的部分的长度La为43.5μm,倾斜角θa为15°。
此外,第一柱结构当中,比弯折部更靠近下方的部分的长度Lb为101.2μm,倾斜角θb为37°。
此外,θb-θa的绝对值为22°。
此外,第二柱结构的长度L2为72μm,倾斜角θc为0°。
进一步,存在源自第二柱结构的柱状物的前端与源自第一柱结构的柱状物的前端附近处相接触而得到的重叠柱结构(重叠内部结构),其长度L3为22.7μm。
此外,重叠内部结构中的θa-θc的绝对值为15°。
此外,对所得到的光扩散膜的光扩散特性以与实施例1同样的方式进行评价。所得到的锥光镜图像示于图12(a)~(g)。
由所述结果可知,即使在0~60°内改变入射光的入射角度θ2时,入射光也会扩散,因此具有至少包括0~60°的宽光扩散入射角度区域。
此外可知,尽管根据入射角度而在扩散光的形状、强度分布方面出现变化,但并未产生显示出扩散不充分的宽度极细的娥眉月状的扩散、半径小的圆形形状的扩散,因此能够有效地抑制光扩散特性的变化。
[实施例3]
实施例3中,制备光扩散膜用组合物时,将作为(D)成分的紫外线吸收剂的种类改变为作为羟基苯基三嗪系紫外线吸收剂的混合物的BASF(株)制、TINUVIN 477,并且使其添加量相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份为0.1重量份,进一步,使光扩散膜的膜厚为190μm。
此外,作为第一紫外线照射,如图6(c)所示,使用线状光源125,以图7所示的照射角θ1达到几乎20°的方式对涂布层1照射从线状光源125的轴方向观察时为实质上平行的光、并且从其他方向观察时可观察到非平行的无规则光70’的光。
此时的峰照度为21.95mW/m2,累积光量为24.65mJ/m2,灯高度为500mm,涂布层的移动速度为0.2m/分钟。
此外,经过第一紫外线照射工序后,利用厚度为38μm的具有紫外线透射性的剥离膜(LINTEC(株)制、SP-PET382050)对涂布层的露出面侧进行层压,从而形成无氧氛围下的状态。
接着,作为第二紫外线照射,与第一紫外线照射同样,使用线状光源以图7所示的照射角θ1达到几乎0°的方式对涂布层进行照射。
此时的峰照度为1.24mW/m2,累积光量为44.35mJ/m2,灯高度为500mm,涂布层的移动速度为0.2m/分钟。
除此以外,以与实施例1同样的方式制造光扩散膜。所得到的结果示于图13(a)~(b)。
应予说明,图13(a)是将所得到的光扩散膜用与涂布层的移动方向相平行且与膜表面相正交的面进行切断而得到的截面的示意图,图13(b)是其截面照片。
此外,如图13(a)所示,第一百叶结构的长度L1为148μm,所述第一百叶结构当中,比弯折部更靠近上方的部分的长度La为51.2μm,倾斜角θa为11°。
此外,第一百叶结构当中,比弯折部更靠近下方的部分的长度Lb为96.8μm,倾斜角θb为24°。
此外,θb-θa的绝对值为13°。
此外,第二百叶结构的长度L2为62.4μm,倾斜角θc为0°。
进一步,存在源自第二百叶结构的高折射率板状区域的前端与源自第一百叶结构的高折射率板状区域的前端附近处相接触而得到的重叠百叶结构(重叠内部结构),其长度L3为20.4μm。
此外,重叠内部结构中的θa-θc的绝对值为11°。
此外,对所得到的光扩散膜的光扩散特性,除如图9(b)所示那样从第一内部结构侧使入射光入射以外,以与实施例1同样的方式进行评价。所得到的锥光镜图像示于图14(a)~(g)。
由所述结果可知,即使在0~40°内改变入射光的入射角度θ2时,入射光也会扩散,因此具有至少包括0~40°的宽光扩散入射角度区域。
此外可知,尽管根据入射角度而在扩散光的形状、强度分布方面出现变化,但并未产生显示出因扩散不充分而导致入射光几乎透射的点状的扩散,因此能够有效地抑制光扩散特性的变化。
[比较例1]
比较例1中,制备光扩散膜用组合物时,不添加作为(D)成分的紫外线吸收剂,进一步,使光扩散膜的膜厚为198μm,除此以外,以与实施例1同样的方式制造光扩散膜。所得到的结果示于图15(a)~(b)。
应予说明,图15(a)是将所得到的光扩散膜用与涂布层的移动方向相平行且与膜表面相正交的面进行切断而得到的截面的示意图,图15(b)是其截面照片。
此外,如图15(a)所示,第一柱结构的长度L1为143μm,倾斜角θa为19°。应予说明,构成所述第一柱结构的柱状物不具有弯折部。
此外,第二柱结构的长度L2为69.8μm,倾斜角θc为0°。
进一步,存在源自第二柱结构的柱状物的前端与源自第一柱结构的柱状物的前端附近处相接触而得到的重叠柱结构(重叠内部结构),其长度L3为14.8μm。
此外,重叠内部结构中的θa-θc的绝对值为19°。
此外,对所得到的光扩散膜的光扩散特性以与实施例1同样的方式进行评价。所得到的锥光镜图像示于图16(a)~(g)。
由所述结果可知,即使在0~60°内改变入射光的入射角度θ2时,入射光也会扩散,因此具有至少包括0~60°的宽光扩散入射角度区域。
但是,根据入射角度而导致扩散光的形状、强度分布发生显著变化,例如,θ2为50°、60°时产生宽度细的娥眉月状或者环状的扩散,θ2为20°、30°时产生半径小的圆形形状的扩散。
因此可知,无法抑制与入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
[比较例2]
比较例2中,制备光扩散膜用组合物时,不添加作为(D)成分的紫外线吸收剂,使第一紫外线照射中的如图7所示的照射角θ1为几乎40°,峰照度为1.26mW/cm2,累积光量为31.7mJ/cm2,除此以外,以与实施例1同样的方式制造光扩散膜。所得到的结果示于图17(a)~(b)。
应予说明,图17(a)是将所得到的光扩散膜用与涂布层的移动方向相平行且与膜表面相正交的面进行切断而得到的截面的示意图,图17(b)是其截面照片。
此外,如图17(a)所示,第一柱结构的长度L1为145.6μm,倾斜角θa为31°。应予说明,构成所述第一柱结构的柱状物不具有弯折部。
此外,第二柱结构的长度L2为67.6μm,倾斜角θc为0°。
进一步,存在源自第二柱结构的柱状物的前端与源自第一柱结构的柱状物的前端附近处相接触而得到的重叠柱结构(重叠内部结构),其长度L3为15.2μm。
此外,重叠内部结构中的θa-θc的绝对值为31°。
此外,对所得到的光扩散膜的光扩散特性以与实施例1同样的方式进行评价。所得到的锥光镜图像示于图18(a)~(g)。
由所述结果可知,即使在0~60°内改变入射光的入射角度θ2时,入射光也会扩散,因此具有至少包括0~60°的宽光扩散入射角度区域。
但是,根据入射角度而导致扩散光的形状、强度分布发生显著变化,例如,θ2为30°、40°、50°时产生半径小的圆形形状的扩散。
因此可知,无法抑制与入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
[比较例3]
比较例3中,制备光扩散膜用组合物时,不添加作为(D)成分的紫外线吸收剂,进一步,使光扩散膜的膜厚为196μm,除此以外,以与实施例3同样的方式制造光扩散膜。所得到的结果示于图19(a)~(b)。
应予说明,图19(a)是将所得到的光扩散膜用与涂布层的移动方向相平行且与膜表面相正交的面进行切断而得到的截面的示意图,图19(b)是其截面照片。
此外,如图19(a)所示,第一百叶结构的长度L1为143.6μm,倾斜角θa为19°。应予说明,构成所述第一百叶结构的高折射率板状区域不具有弯折部。
此外,第二百叶结构的长度L2为81.2μm,倾斜角θc为0°。
进一步,存在源自第二百叶结构的高折射率板状区域的前端与源自第一百叶结构的高折射率板状区域的前端附近处相接触而得到的重叠百叶结构(重叠内部结构),其长度L3为28.8μm。
此外,重叠内部结构中的θa-θc的绝对值为19°。
此外,对所得到的光扩散膜的光扩散特性以与实施例3同样的方式进行评价。所得到的锥光镜图像示于图20(a)~(g)。
由所述结果可知,即使在0~40°内改变入射光的入射角度θ2时,入射光也会扩散,因此具有至少包括0~40°的宽光扩散入射角度区域。
但是,根据入射角度而导致扩散光的强度分布发生显著变化,例如,θ2为30°、40°时未在膜正面观察到扩散光。
此外,θ2为0°时的扩散显著降低,几乎均透射。
因此可知,无法抑制与入射角度的变化相伴的光扩散特性的变化。
工业实用性
如上文详细所述,根据本发明,在膜内形成第一内部结构和第二内部结构,并且至少在构成第一内部结构的折射率相对高的区域中设有弯折部,由此能够有效地扩大光扩散入射角度区域,并且即使在光扩散入射角度区域内改变入射光的入射角度的情况下,也能够有效地抑制光扩散特性的变化。
因此,本发明的光扩散膜等能够应用于反射型液晶显示装置中的光控制膜,除此之外还能够应用于视角控制膜、视角扩大膜,进一步还能够应用于投影用屏幕,可以期待对这些的高品质化作出显著贡献。
附图标记说明
1:涂布层,2:加工片,10:光扩散膜,11:低折射率区域,12:第一内部结构中的高折射率区域,12a:第一内部结构中的柱状物,12b:第一内部结构中的高折射板状区域,12’:第二内部结构中的高折射率区域,12a’:第二内部结构中的柱状物,12b’:第二内部结构中的高折射板状区域,14:弯折部,20:第一内部结构,20a:作为第一内部结构的柱结构(弯折柱结构),20b:作为第一内部结构的百叶结构(弯折百叶结构),30:第二内部结构,30a:作为第二内部结构的柱结构,30b:作为第二内部结构的百叶结构,40:重叠内部结构,50:光扩散层,60:平行光,70:来自点光源的照射光,70’:来自线光源的照射光,102:点光源,104:透镜,125:线状光源。

Claims (11)

1.光扩散膜,其为在膜内部具有单一层的光扩散层的光扩散膜,所述单一层的光扩散层具有沿着膜的膜厚方向从下方依次具有在折射率相对低的区域中具备折射率相对高的多个区域的第一内部结构和第二内部结构,其特征在于,
所述第一内部结构中的所述折射率相对高的区域在沿着膜的膜厚方向的中间点处具有弯折部。
2.根据权利要求1所述的光扩散膜,其特征在于,具有所述第一内部结构的上端部的位置与所述第二内部结构的下端部的位置在膜厚方向上重合的重叠内部结构。
3.根据权利要求2所述的光扩散膜,其特征在于,所述重叠内部结构为分别源自所述第一内部结构和第二内部结构的折射率相对高的区域中的任一者的前端与源自另一者的内部结构的折射率相对高的区域的前端附近处相接触而得到的重叠内部结构,或者为分别源自所述第一内部结构和第二内部结构的折射率相对高的区域彼此以非接触的状态进行重叠而得到的重叠内部结构。
4.根据权利要求2或3所述的光扩散膜,其特征在于,所述重叠内部结构的厚度为1~40μm的范围内的值。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的光扩散膜,其特征在于,所述重叠内部结构中,分别源自所述第一内部结构和第二内部结构的所述折射率相对高的区域的倾斜角之差的绝对值为1°以上的值。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光扩散膜,其特征在于,所述第一内部结构当中,比所述弯折部更靠近上方的部分中的所述折射率相对高的区域相对于膜表面的法线的倾斜角θa为0~30°的范围内的值,并且比所述弯折部更靠近下方的部分中的所述折射率相对高的区域相对于膜表面的法线的倾斜角θb为1~60°的范围内的值。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的光扩散膜,其特征在于,所述第一内部结构当中,比所述弯折部更靠近上方的部分中的所述折射率相对高的区域的长度La为15~475μm的范围内的值,并且比所述弯折部更靠近下方的部分中的所述折射率相对高的区域的长度Lb为15~475μm的范围内的值。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的光扩散膜,其特征在于,所述第一内部结构为在折射率相对低的区域中在膜的膜厚方向上大量排布有折射率相对高的多个柱状物而得到的柱结构,或者为将折射率不同的多个板状区域在沿膜表面的任意一个方向上交替配置而得到的百叶结构。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的光扩散膜,其特征在于,所述第二内部结构为在折射率相对低的区域中在膜的膜厚方向上大量排布有折射率相对高的多个柱状物而得到的柱结构,或者为将折射率不同的多个板状区域在沿膜表面的任意一个方向上交替配置而得到的百叶结构。
10.光扩散膜的制造方法,其为权利要求1~9中任一项所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,包括下述工序(a)~(d):
(a)准备光扩散膜用组合物的工序,所述光扩散用组合物是包含折射率不同的至少两种聚合性化合物、光聚合引发剂、和紫外线吸收剂的光扩散膜用组合物,所述紫外线吸收剂的含量相对于所述折射率不同的至少两种聚合性化合物的总计量100重量份为低于2重量份的值,但0重量份除外;
(b)对加工片涂布所述光扩散膜用组合物从而形成涂布层的工序;
(c)对所述涂布层进行第一活性能量线照射、从而在所述涂布层的下方部分形成第一内部结构并且在所述涂布层的上方部分残留未形成内部结构的区域的工序;
(d)对所述涂布层进行第二活性能量线照射、从而在所述未形成内部结构的区域中形成第二内部结构的工序。
11.根据权利要求10所述的光扩散膜的制造方法,其特征在于,在有氧氛围下实施所述第一活性能量线照射,并且在无氧氛围下实施所述第二活性能量线照射。
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