CN111610583A - 光扩散膜 - Google Patents

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CN111610583A CN202010112166.8A CN202010112166A CN111610583A CN 111610583 A CN111610583 A CN 111610583A CN 202010112166 A CN202010112166 A CN 202010112166A CN 111610583 A CN111610583 A CN 111610583A
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Abstract

本发明提供一种抑制了打痕、碎裂的产生的光扩散膜。该光扩散膜在膜内具有在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构，所述光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量为30MPa以上。

Description

光扩散膜
技术领域
本发明涉及一种能够依赖入射角而使入射光扩散或透射的光扩散膜。
背景技术
在液晶显示装置、有机发光设备等所属的光学技术领域中，正在研究对于来自特定方向的入射光，能够使其向特定的方向强烈扩散的光扩散膜的使用。
作为这样的光扩散膜的一个例子，存在在膜内具有在折射率相对低的区域中，具备多个折射率相对高的区域的内部结构的光扩散膜。更具体而言，存在：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互配置而成的百叶窗结构的光扩散膜；具有将折射率相对高的多个柱状物林立于折射率相对低的区域中而成的柱结构的光扩散膜等。
作为如上所述的光扩散膜，专利文献1中公开了一种将规定的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯化合物、具有芳香族骨架的规定的(甲基)丙烯酸酯化合物、含有规定的光聚合引发剂的光扩散膜用树脂组合物固化而成的光扩散膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6414883号
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，以往的光扩散膜存在在制造时容易产生打痕、或者在层叠于其他构件时容易发生碎裂之类的技术问题。若产生这样的打痕及碎裂，则使用光扩散膜而制造的液晶显示装置等无法发挥期望的性能。
本发明鉴于上述实际情况而完成，其目的在于提供一种抑制了打痕、碎裂的产生的光扩散膜。
解决技术问题的技术手段
为了达成上述目的，第一，本发明提供一种光扩散膜，其在膜内具有在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构，所述光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量(indentation elastic modulus)为30MPa以上(发明1)。
通过使上述发明(发明1)的光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量为上述的范围，可良好地抑制在制造时产生打痕、在层叠于其他构件时发生碎裂。
在上述发明(发明1)中，优选所述光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量为500MPa以下(发明2)。
在上述发明(发明1、2)中，优选所述光扩散膜在23℃下的拉伸弹性模量为1MPa以上、500MPa以下(发明3)。
在上述发明(发明1～3)中，优选：所述光扩散膜中的所述内部结构为，所述多个折射率相对高的区域在所述折射率相对低的区域中沿膜厚方向以规定的长度延伸的内部结构(发明4)。
发明效果
本发明的光扩散膜不易产生打痕、碎裂。
附图说明
图1为示意性示出本发明的一个实施方式的光扩散膜的内部结构的一个例子(柱结构)的透视图。
图2为示意性示出本发明的一个实施方式的光扩散膜的内部结构的另一个例子(百叶窗结构)的透视图。
附图标记说明
112：折射率相对高的柱状物；113：柱结构；114：折射率相对低的区域；122：折射率相对高的板状区域；123：百叶窗结构；124：折射率相对低的区域。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
本发明的一个实施方式的光扩散膜在膜内具有在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构。
1.光扩散膜的物性等
(1)压痕弹性模量
本实施方式的光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量为30MPa以上。由此，本实施方式的光扩散膜达成良好的光扩散性、并同时具有适度的弹性。由此，可抑制在制造时的打痕的产生，且即使在层叠于其他构件时，也可以抑制碎裂的发生。从该角度出发，光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量优选为50MPa以上，特别优选为100MPa以上。
对于光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量的上限值，虽然没有特别限定，但从易于达成良好的光扩散性的角度出发，优选为5000MPa以下，特别优选为1000MPa以下，进一步优选为300MPa以下。另外，上述压痕弹性模量的测定方法的详细情况如后述试验例的记载所示。
(2)拉伸弹性模量
本实施方式的光扩散膜在23℃下的拉伸弹性模量优选为1MPa以上，特别优选为5MPa以上，进一步优选为10MPa以上。此外，上述拉伸弹性模量优选为500MPa以下，特别优选为100MPa以下，进一步优选为50MPa以下。通过使拉伸弹性模量为这些范围，易于将光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量调节为上述的范围。另外，上述拉伸弹性模量的测定方法的详细情况如后述试验例的记载所示。
(3)厚度
本实施方式的光扩散膜的厚度的下限值优选为20μm以上，特别优选为50μm以上，进一步优选为80μm以上。通过使光扩散膜的厚度的下限值为上述范围，易于发挥期望的光扩散性。此外，光扩散膜的厚度的上限值优选为700μm以下，特别优选为400μm以下，进一步优选为200μm以下。通过使光扩散膜的厚度的上限值为上述范围，能够使厚度方向的内部结构形成区域的比例增大，能够使光学特性更优异。
(4)变角雾度角度范围
光扩散膜的内部结构为后述的柱结构时，对于扩散膜的单侧的表面，将该表面的法线方向设为0°，并以-50°～10°的入射角照射光束而测定雾度值，此时显示出90％以上的雾度值的入射角的角度范围(变角雾度角度范围)优选为20°以上，特别优选为30°以上，进一步优选为38°以上。通过使上述变角雾度角度范围为20°以上，可达成良好的光扩散性的入射光的角度范围变得更宽。另外，对于上述变角雾度角度范围的上限值，没有特别限定，例如可以为60°以下，尤其可以为55°以下，进一步可以为50°以下。
此外，光扩散膜的内部结构为后述的百叶窗结构时，对于扩散膜的单侧的表面，将该表面的法线方向设为0°，并以-50°～10°的入射角照射光束而测定雾度值，此时显示出30％以上的雾度值的入射角的角度范围(变角雾度角度范围)优选为10°以上，特别优选为15°以上，进一步优选为20°以上。通过使上述变角雾度角度范围为10°以上，可达成良好的光扩散性的入射光的角度范围变得更宽。另外，对于上述变角雾度角度范围的上限值，没有特别限定，例如可以为50°以下，尤其可以为40°以下，进一步可以为30°以下。
另外，上述的变角雾度角度范围的测定方法的详细情况如后述试验例的记载所示。
2.光扩散膜的构成
用于构成本实施方式的光扩散膜的材料，只要为光扩散膜满足上述的压痕弹性模量相关的物性的材料即可，没有特别限定。例如，本实施方式的光扩散膜可以由含有高折射率成分、及具有低于该高折射率成分的折射率的低折射率成分的光扩散膜用组合物固化而成。
特别是，从易于将在23℃下的压痕弹性模量调节为上述的范围的角度出发，本实施方式的光扩散膜优选为使含有下述成分的光扩散膜用组合物固化而成的膜：具有1个或2个聚合性官能团的高折射率成分；与具有低于该高折射率成分的折射率且同时具有1个或2个聚合性官能团的低折射率成分；及具有3个以上聚合性官能团的多官能性单体。以下，对这样的光扩散膜用组合物进行更详细的说明。
(1)光扩散膜用组合物
(1-1)高折射率成分
上述光扩散膜用组合物通过含有具有1个或2个聚合性官能团的高折射率成分，易于良好地形成如上所述的、在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构。由此，所得到的光扩散膜易于发挥期望的光扩散性。进而，所得到的光扩散膜易于满足上述的压痕弹性模量相关的物性。
作为上述高折射率成分，只要具有1个或2个聚合性官能团且同时所得到的光扩散膜能够发挥期望的光扩散性，则没有特别限定。作为上述高折射率成分的优选的例子，可列举出含有芳香环的(甲基)丙烯酸酯，特别优选列举出含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯。另外，在本说明书中，(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及甲基丙烯酸。其他类似术语也相同。
作为上述的含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯的例子，可列举出(甲基)丙烯酸联苯酯、(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)丙烯酸联苯氧基烷基酯、(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、这些酯的一部分被卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基等取代而成的化合物等。
此外，上述含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯优选为含有联苯环的化合物，特别优选为下述通式(1)表示的联苯化合物。光扩散膜用组合物通过含有通式(1)表示的联苯化合物作为高折射率成分，在使光扩散膜用组合物固化时，易于使高折射率成分与低折射率成分产生聚合速度的差，同时易于降低高折射率成分与低折射率成分的相容性。由此，有效降低两种成分彼此的共聚性，其结果，可更良好地形成上述的内部结构。此外，易于提高源自高折射率成分的高折射率区域的折射率，易于将其与低折射率区域的折射率的差调节为期望的值。
[化学式1]
Figure BDA0002390390970000061
上述通式(1)中，R1～R10各自独立，R1～R10的1个或2个为下述通式(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、羧基烷基及卤原子中的任意的取代基。
[化学式2]
Figure BDA0002390390970000062
上述通式(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。
作为上述的通式(1)表示的联苯化合物的优选的例子，可列举出下述通式(3)的化合物(邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯)、下述通式(4)的化合物(邻苯基苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯)。
[化学式3]
Figure BDA0002390390970000071
[化学式4]
Figure BDA0002390390970000072
本实施方式的高折射率成分的重均分子量的上限值优选为2500以下，特别优选为1500以下，进一步优选为1000以下。通过使高折射率成分的重均分子量的上限值为上述范围，易于产生高折射率成分的重均分子量与低折射率成分的重均分子量的差，由此还易于产生高折射率成分的聚合速度与低折射率成分的聚合速度的差。其结果，易于形成具有期望的内部结构的光扩散膜。
此外，本实施方式的高折射率成分的重均分子量的下限值优选为150以上，特别优选为200以上，进一步优选为250以上。通过使高折射率成分的重均分子量的下限值为上述范围，易于实现高折射率化，高折射率成分容易具有期望的聚合速度。其结果，易于产生高折射率成分的聚合速度与低折射率成分的聚合速度的差，易于形成具有期望的内部结构的光扩散膜。
另外，本说明书中的重均分子量为通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的标准聚苯乙烯换算的值。
本实施方式的高折射率成分的折射率的下限值优选为1.45以上，更优选为1.50以上，特别优选为1.54以上，进一步优选为1.56以上。通过使高折射率成分的折射率的下限值为上述范围，易于在形成于光扩散膜内的折射率相对低的区域与折射率相对高的区域之间达成期望的折射率差。
此外，本实施方式的高折射率成分的折射率的上限值优选为1.70以下，特别优选为1.65以下，进一步优选为1.59以下。通过使高折射率成分的折射率的上限值为上述范围，可抑制高折射率成分与低折射率成分的相容性过度降低，易于形成期望的光扩散膜。
另外，上述的高折射率成分的折射率是指，将光扩散膜用组合物固化前的高折射率成分的折射率，此外，该折射率根据JIS K0062:1992而测定。
此外，相对于低折射率成分100质量份，光扩散膜用组合物中的高折射率成分的含量优选为25质量份以上，特别优选为40质量份以上，进一步优选为50质量份以上。此外，相对于低折射率成分100质量份，光扩散膜用组合物中的高折射率成分的含量优选为400质量份以下，特别优选为300质量份以下，进一步优选为200质量份以下。通过使高折射率成分的含量为这些范围，在所形成的光扩散膜的内部结构中，源自高折射率成分的区域与源自低折射率成分的区域以期望的比例而存在，其结果，光扩散膜易于达成期望的光扩散性。
(1-2)低折射率成分
通过使光扩散膜用组合物含有具有低于高折射率成分的折射率且同时具有1个或2个聚合性官能团的低折射率成分，能够良好地形成如上所述的、在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构。由此，所得到的光扩散膜易于发挥期望的光扩散性。进而，所得到的光扩散膜易于满足上述的压痕弹性模量相关的物性。
作为上述低折射率成分，只要具有低于高折射率成分的折射率，具有1个或2个聚合性官能团，且同时所得到的光扩散膜能够发挥期望的光扩散性，则没有特别限定。作为上述低折射率成分的优选的例子，可列举出氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、侧链上具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸类聚合物、含(甲基)丙烯酰基的硅酮树脂、不饱和聚酯树脂等，特别优选使用氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯。
上述氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯优选由(a)至少含有2个异氰酸酯基的化合物、(b)聚亚烷基二醇、及(c)(甲基)丙烯酸羟基烷基酯形成。
作为上述的(a)至少含有2个异氰酸酯基的化合物的优选的例子，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聚异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族聚异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化二苯甲烷二异氰酸酯等脂环式聚异氰酸酯、以及它们的缩二脲体、异氰脲酸酯体，进一步可列举出作为与乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油等低分子含活性氢化合物的反应物的加合物(例如，苯二亚甲基二异氰酸酯类三官能加合物)等。其中，优选为脂环式聚异氰酸酯，特别优选为仅含有2个异氰酸酯基的脂环式二异氰酸酯。
作为上述的(b)聚亚烷基二醇的优选的例子，可列举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等，其中，优选为聚丙二醇。
另外，(b)聚亚烷基二醇的重均分子量优选为2300以上，特别优选为4300以上，进一步优选为6300以上。此外，(b)聚亚烷基二醇的重均分子量优选为19500以下，特别优选为14300以下，进一步优选为12300以下。通过使(b)聚亚烷基二醇的重均分子量为上述范围，易于将低折射率成分的重均分子量调节为后述的范围。
作为上述的(c)(甲基)丙烯酸羟基烷基酯的优选的例子，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。其中，从使所得到的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的聚合速度降低，能够更有效地形成规定的内部结构的角度出发，优选使用甲基丙烯酸2-羟基乙酯。
以上述的(a)～(c)的成分为材料的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的合成能够按照常法进行。此时，从有效地合成氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的角度出发，(a)～(c)的成分的掺合比例以摩尔比计，优选为(a)成分:(b)成分:(c)成分＝1～5:1:1～5的比例，特别优选为1～3:1:1～3的比例，进一步优选为2:1:2的比例。
本实施方式的低折射率成分的重均分子量的下限值优选为3000以上，特别优选为5000以上，进一步优选为7000以上。通过使低折射率成分的重均分子量的下限值为上述范围，易于产生高折射率成分的重均分子量与低折射率成分的重均分子量的差，由此还易于产生高折射率成分的聚合速度与低折射率成分的聚合速度的差。其结果，易于形成具有期望的内部结构的光扩散膜。
此外，本实施方式的低折射率成分的重均分子量的上限值优选为20000以下，特别优选为15000以下，进一步优选为13000以下。通过使低折射率成分的重均分子量的上限值为上述范围，可抑制高折射率成分与低折射率成分的相容性过度降低，能够有效抑制在将光扩散膜用组合物涂布于工序片的阶段中的高折射率成分的析出等。
本实施方式的低折射率成分的折射率的上限值优选为1.59以下，更优选为1.50以下，特别优选为1.49以下，进一步优选为1.48以下。通过使低折射率成分的折射率的上限值为上述范围，易于以具有期望的折射率差的状态，在光扩散膜内形成折射率相对低的区域与折射率相对高的区域。
此外，本实施方式的低折射率成分的折射率的下限值优选为1.30以上，特别优选为1.40以上，进一步优选为1.46以上。通过使低折射率成分的折射率的下限值为上述范围，可抑制高折射率成分与低折射率成分的相容性过度降低，易于形成期望的光扩散膜。
另外，上述的低折射率成分的折射率是指，将光扩散膜用组合物固化前的低折射率成分的折射率，此外，该折射率根据JIS K0062:1992而测定。
此外，本实施方式中，高折射率成分与低折射率成分的折射率的差优选为0.01以上，特别优选为0.05以上，进一步优选为0.1以上。通过使折射率的差为上述范围，所形成的光扩散膜易于达成期望的光扩散性。另一方面，从将这些成分的相容性调节为适度的范围的角度出发，高折射率成分与低折射率成分的折射率的差优选为0.5以下，特别优选为0.2以下。
(1-3)多官能度单体
光扩散膜用组合物通过以上述的含量含有具有3个以上聚合性官能团的多官能度单体，所得到的光扩散膜易于满足上述的压痕弹性模量相关的物性。
作为上述多官能度单体，只要具有3个以上聚合性官能团则没有特别限定，特别优选使用多官能(甲基)丙烯酸酯。作为这样的具有3个以上聚合性官能团的多官能(甲基)丙烯酸酯，例如能够使用三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、丙酸改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、丙酸改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。这些单体可以单独使用一种，或者也可以组合使用两种以上。上述的多官能(甲基)丙烯酸酯中，优选使用三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯及季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
相对于高折射率成分与低折射率成分的合计量100质量份，光扩散膜用组合物中的多官能度单体的含量优选为0.1质量份以上，特别优选为1质量份以上，进一步特别优选为4质量份以上。此外，相对于高折射率成分与低折射率成分的合计量100质量份，上述含量优选为14质量份以下，特别优选为10质量份以下，进一步特别优选为8质量份以下。通过使多官能度单体的含量为这些范围，所得到的光扩散膜更易于满足上述的压痕弹性模量相关的物性。
(1-4)其他
除了上述的成分以外，在不损害本发明的效果的范围内，光扩散膜用组合物还可以含有其他添加剂。作为其他添加剂，例如可列举出光聚合引发剂、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、及流平剂(levelingagent)等。
其中，光扩散膜用组合物优选含有光聚合引发剂。通过使光扩散膜用组合物含有光聚合引发剂，易于有效地形成具有期望的内部结构的光扩散膜。
作为光聚合引发剂的例子，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-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙烷-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、对二甲基氨基苯甲酸酯、低聚[2-羟基-2-甲基-1[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]等。这些光聚合引发剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
使用光聚合引发剂时，相对于高折射率成分与低折射率成分的合计量100质量份，光扩散膜用组合物中的光聚合引发剂的含量优选为0.2质量份以上，特别优选为0.5质量份以上，进一步优选为1质量份以上。此外，相对于高折射率成分与低折射率成分的合计量100质量份，光聚合引发剂的含量优选为20质量份以下，特别优选为15质量份以下，进一步优选为10质量份以下。通过使光扩散膜用组合物中的光聚合引发剂的含量为上述范围，易于有效形成光扩散膜。
(1-5)光扩散膜用组合物的制备
光扩散膜用组合物能够通过将上述的高折射率成分、低折射率成分及多官能度单体、以及根据所需的光聚合引发剂等其他添加剂均匀混合而制备。
在进行上述混合时，可边加热至40～80℃的温度边搅拌，得到均匀的光扩散膜用组合物。此外，可以添加稀释溶剂并进行混合，以使所得到的光扩散膜用组合物成为期望的粘度。
(2)内部结构
接着，对本实施方式的光扩散膜的内部结构更进行详细的说明。本实施方式的光扩散膜在膜内具有在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构。更具体而言，本实施方式的光扩散膜具有多个折射率相对高的区域在折射率相对低的区域中沿膜厚方向以规定的长度延伸的内部结构。另外，此处的内部结构为折射率相对高的区域沿膜厚方向延伸而成的结构，在这一点上，与一个相无明确规则性地存在于另一个相中的相分离结构、或在海成分中存在几乎为球状的岛成分的海岛结构有所区分。
作为本实施方式的内部结构的一个例子，可列举出使折射率相对高的多个柱状物沿膜的膜厚方向林立于折射率相对低的区域中而成的柱结构。此外，作为上述的内部结构的另一个例子，可列举出将折射率不同的多个板状区域在沿膜表面的任意的一个方向交互配置而成的百叶窗结构。
(2-1)柱结构
图1为示意性示出上述的柱结构的透视图。如图1所示，柱结构113中，为在厚度方向林立有多个折射率相对高的柱状物112，并在其周围填充有折射率相对低的区域114的结构。另外，图1中，虽然柱状物112被绘制成存在于柱结构113内的厚度方向的全部区域中，但在柱结构113的厚度方向的上端部及下端部中的至少一端部也可以不存在柱状物112。
入射至具有这样的柱结构113的光扩散膜的光落入规定的入射角范围内时，具有规定的开角并强烈地扩散，并同时从光扩散膜中射出。另一方面，入射光通过上述入射角范围外的角度的入射时，不发生扩散而透射，或者伴随比入射角范围内的入射光时要弱的扩散而射出。另外，通过柱结构113产生的扩散与通过百叶窗结构产生的扩散不同，所射出的光的行进方向不仅被限制于规定的方向，其为通常被称作各向同性扩散的扩散。
柱结构113中，折射率相对高的柱状物112的折射率与折射率相对低的区域114的折射率的差优选为0.01以上，特别优选为0.05以上，进一步优选为0.1以上。通过使上述差为0.01以上，可进行有效的扩散。另外，上述差的上限没有特别限定，例如可以为0.3以下。
上述的柱状物112优选具有直径从光扩散膜的一侧面向另一侧面增加的结构。与直径从一侧面向另一侧面几乎不变化的柱状物相比，具有这样的结构的柱状物112易于变更与柱状物的轴线方向平行的光的行进方向，由此光扩散膜可有效地使光扩散。
此外，将柱状物112沿轴线方向以水平的面切断时的截面中的、直径的最大值优选为0.1μm以上，特别优选为0.5μm以上，进一步优选为1μm以上。此外，该最大值优选为15μm以下，特别优选为10μm以下，进一步优选为5μm以下。通过使直径的最大值为上述范围，光扩散膜可有效地使光扩散。另外，对于以与柱状物112的轴线方向垂直的面切断时的截面形状虽然没有特别限定，但例如优选为圆、椭圆、多边形、不规则形状等。
柱结构113中，相邻的柱状物112间的距离优选为0.1μm以上，特别优选为0.5μm以上，进一步优选为1μm以上。此外，上述距离优选为15μm以下，特别优选为10μm以下，进一步优选为5μm以下。通过使相邻的柱状物112间的距离为上述范围，光扩散膜可有效地使光扩散。
此外，柱结构113中，柱状物112可以平行于光扩散膜的膜厚方向而林立，也可以以一定的倾斜角而林立。以一定的倾斜角而林立时的倾斜角、即柱结构113的柱状物112的轴线与光扩散膜的法线所呈的锐角侧的角度优选为1°以上，特别优选为5°以上，进一步优选为10°以上。此外，上述角度优选为50°以下，特别优选为40°以下，进一步优选为30°以下。通过使柱状物112以上述范围倾斜，具备这样的柱结构113的光扩散膜可使透射的光边沿期望的方向偏移边扩散。
另外，以上的柱结构113的内部结构的尺寸、规定的角度等能够通过使用光学数字显微镜观察柱结构113的截面而测定。
(2-2)百叶窗结构
图2为示意性示出上述的百叶窗结构的透视图。如图2所示，百叶窗结构123为在沿膜表面的一个方向交互配置有折射率相对高的板状区域122，并在这些板状区域之间填充有折射率相对低的区域124的结构。另外，图2中，板状区域122被绘制成存在于百叶窗结构123内的厚度方向的全部区域，但在百叶窗结构123的厚度方向的上端部及下端部中的至少一端部也可以不存在板状区域122。
入射至具有这样的百叶窗结构123的光扩散膜的光根据其入射角，边扩散边从光扩散膜射出，或者不发生扩散而透射。另外，具有百叶窗结构123的光扩散膜具有易于发生向与板状区域122的排列方向垂直的方向扩散的性质。通常将这样的、所射出的光的行进方向主要仅为规定方向的扩散称为各向异性扩散。
百叶窗结构123中，折射率相对高的板状区域122的折射率与折射率相对低的区域124的折射率的差优选为0.01以上。通过使上述差为0.01以上，具备百叶窗结构123的光扩散膜可有效地使光扩散。另外，上述差的上限没有特别限定，例如可以为0.3以下。
百叶窗结构123中，各个板状区域122的厚度(排列方向的长度)优选为0.1μm以上，特别优选为0.5μm以上，进一步优选为1.0μm以上。此外，上述厚度优选为15μm以下，特别优选为10μm以下，进一步优选为5μm以下。此外，相邻的板状区域122的间隔也优选为与上述相同的范围。通过使板状区域122的厚度及相邻的板状区域122的间隔分别为上述范围，透过百叶窗结构123内的光能够良好地变更其行进方向，其结果，光扩散膜可有效地使光扩散。
百叶窗结构123中，板状区域122可以沿其排列方向倾斜，也可以不倾斜而以与膜法线方向一致的方式排列。沿排列方向倾斜时的倾斜角，即板状区域122的单面与光扩散膜的法线所呈的锐角侧的角度优选为1°以上，更优选为5°以上，特别优选为10°以上，进一步优选为20°以上。此外，上述倾斜角优选为80°以下，特别优选为60°以下，进一步优选为45°以下。通过使板状区域122以上述范围倾斜，具备这样的百叶窗结构123的光扩散膜可使光边沿规定的方向偏移边扩散。
另外，以上的百叶窗结构123的内部结构的尺寸、规定的角度等能够通过使用光学数字显微镜观察百叶窗结构123的截面而测定。
(2-3)其他内部结构
本实施方式的光扩散膜的内部结构可以具有除上述的柱结构113及百叶窗结构123以外的结构。例如，光扩散膜可以具有上述的柱结构113中的柱状物112在光扩散膜的厚度方向的中途弯曲而成的结构，作为内部结构。此外，光扩散膜可以具有上述的百叶窗结构123中的柱状物112在光扩散膜的厚度方向的中途弯曲而成的结构，作为内部结构。或者，本实施方式的光扩散膜可以具有使柱结构113及百叶窗结构123、或将具有上述弯曲的结构以任意的组合层叠而成的内部结构。
3.光扩散膜的制造方法
作为本实施方式的光扩散膜的制造方法，只要所得到的光扩散膜能够达成上述的效果，则没有特别限定，例如能够利用以往的方法进行制造。更详细而言，在工序片的单面涂布上述的光扩散膜用组合物，形成涂膜后，对该涂膜照射活性能量射线，使其固化，由此能够得到光扩散膜。
作为上述工序片，塑料膜、纸均能够使用。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类膜；聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烃类膜；三乙酸纤维素膜等纤维素类膜、及聚酰亚胺类膜等。此外，作为纸，例如可列举出玻璃纸、涂布纸、及层压纸等。此外，作为工序片，优选对热或活性能量射线的尺寸稳定性优异的塑料膜。作为这样的塑料膜，可优选列举出上述膜中的聚酯类膜、聚烯烃类膜及聚酰亚胺类膜。
此外，对于上述工序片，为了易于将固化的涂膜从工序片上剥离，优选在工序片中的光扩散膜用组合物的涂布面侧设置剥离层。该剥离层能够使用硅酮类剥离剂、氟类剥离剂、醇酸类剥离剂、烯烃类剥离剂等以往公知的剥离剂而形成。
作为上述涂布的方法，例如可列举出刮刀涂布法、辊涂法、棒涂法、刮片涂布法、模涂法及凹板涂布法等。此外，光扩散膜用组合物可根据需要使用溶剂进行稀释。
根据欲形成的内部结构，通过不同的方式对涂膜照射活性能量射线。例如，形成上述的柱结构113时，对涂膜照射光束平行度高的平行光。此处，平行光是指，发出的光的方向从任意方向观察时均不扩展的大致平行的光。这样的平行光例如能够使用镜片、遮光构件之类的公知的手段来准备。在进行照射时，优选边使用传送带等使涂膜与工序片的层叠体沿其长度方向移动，边照射上述平行光。另外，通过调节上述平行光的照射角度，还能够调节形成于柱结构113内的柱状物112的倾斜角度。
另外，上述活性能量射线是指电磁波或带电粒子束中具有能量量子的活性能量射线，具体而言，可列举出紫外线、电子束等。活性能量射线中，优选易于操作的紫外线。
使用紫外线作为活性能量射线形成柱结构113时，作为其照射条件，优选将涂膜表面的峰值照度设为0.1～10mW/cm2。另外，此处的峰值照度是指，照射至涂膜表面的活性能量射线显示最大值的部分的测定值。另外，优选将涂膜表面的累积光量设为5～200mJ/cm2。
此外，使用紫外线作为活性能量射线形成柱结构113时，活性能量射线的光源相对于上述层叠体的相对移动速度优选设为0.1～10m/分钟。
另一方面，形成上述的百叶窗结构123时，使用线状光源作为活性能量射线的光源，对层叠体表面照射在宽度方向(TD方向)为无规则且与传送方向(MD方向)大致平行的带状(几乎为线状)的光。另外，通过调节上述光的照射角度，还能够调节形成于百叶窗结构123内的板状区域122的倾斜角度。
使用紫外线作为活性能量射线形成百叶窗结构123时，作为其照射条件，优选将涂膜表面的峰值照度设为0.1～50mW/cm2以下。进一步，优选将涂膜表面的累积光量设为5～300mJ/cm2以下。此外，活性能量射线的光源相对于上述层叠体的相对移动速度优选设为0.1～10m/分钟以下。
另外，从完成更确实的固化的角度出发，在进行使用了如上所述的平行光或带状光的固化后，还优选对层叠体照射通常的活性能量射线(未进行变换为平行光或带状光的处理的活性能量射线，散射光)。此时，从均匀地固化的角度出发，可以对涂膜表面层叠剥离片。
4.光扩散膜的使用
本实施方式的光扩散膜的用途没有特别限定，能够以与以往的光扩散膜相同的方式使用。例如，本实施方式的光扩散膜能够用于制造液晶显示装置、有机发光设备、电子纸等。
本实施方式的光扩散膜能够良好地抑制在制造其时的打痕的产生、及在层叠于其他构件时的碎裂的发生。因此，本实施方式的光扩散膜能够良好地发挥期望的光扩散性，使用这样的光扩散膜而制造的、上述的液晶显示装置等也能够良好地发挥期望的性能。
以上说明的实施方式是为了便于理解本发明而记载的，并非为了限定本发明。因此，上述实施方式所公开的各要件，也涵盖隶属于本发明的技术范畴内的所有设计变更或均等物。
实施例
以下，利用实施例等，对本发明进行进一步具体的说明，但本发明的范围并非限定于这些实施例。
[实施例1]
1.光扩散膜用组合物的制备
向40质量份的作为低折射率成分的、使聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯及甲基丙烯酸2-羟基乙酯反应而得到的重均分子量为9,900的聚醚氨基甲酸乙酯甲基丙烯酸酯(固体成分换算值；以下相同)，添加60质量份的作为高折射率成分的、分子量为268的邻苯基苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、5质量份的作为多官能度单体的二季戊四醇六丙烯酸酯(相对于高折射率成分及低折射率成分的合计量100质量份为5质量份)、及8质量份的作为光聚合引发剂的2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮，然后在80℃的条件下进行加热混合，得到光扩散膜用组合物。
另外，使用阿贝折射仪(ATAGO CO.,LTD.制造，产品名称“阿贝折射仪DR-M2”，Na光源，波长589nm)依据JIS K0062-1992测定上述高折射率成分及上述低折射率成分的折射率，结果分别为1.58和1.46。
2.光扩散膜的形成
将所得到的光扩散膜用组合物涂布于作为工序片的、长的聚对苯二甲酸乙二醇酯片的单面，形成涂膜。由此，得到了由该涂膜与工序片构成的层叠体。
接着，将所得到的层叠体载置于传送带上。此时，使层叠体中的涂膜侧的面为上侧，并同时使工序片的长度方向与传送带的传送方向平行。然后，对载置有层叠体的传送带，设置将中心光束平行度控制在±3°以内的紫外线点平行光源(JATEC CO.,LTD.制造)。此时，以能够照射在与传送带的传送方向相反的一侧，相对于层叠体中的涂膜侧的面的法线方向倾斜15°的方向的平行光的方式设置该光源。并且以上述涂膜的表面与上述光源的距离为240mm的方式进行设置。
然后，使传送带运作，一边使层叠体以0.2m/分钟的速度移动，一边以涂膜表面的峰值照度为2.00mW/cm2、累积光量为53.13mJ/cm2的条件，照射平行度为2°以下的平行光(来自主峰波长为365nm、且在其他254nm、303nm、313nm处具有峰的高压汞灯的紫外线)，由此使层叠体中的涂膜固化(为了方便有时将该固化称为“一次固化”)。
接着，从使上述涂膜充分固化的角度出发，在层叠体中的涂膜侧的面上层叠厚度为38μm的具有紫外线透射性的剥离片(Lintec Corporation.制造，产品名称“SP-PET382050”，紫外线照射侧的表面的中心线平均粗糙度：0.01μm，雾度值：1.80％，图像清晰度：425，波长360nm的透射率为84.3％)后，以峰值照度为10mW/cm2、累积光量为150mJ/cm2的条件，隔着该剥离片对涂膜照射紫外线(散射光)，由此使层叠体中的涂膜固化(为了方便，有时将该固化称为“二次固化”)。另外，上述的峰值照度及累积光量通过将安装有光接收器的UV METER(Eye graphics Co.,Ltd.制造，产品名称“EYE紫外线积算照度计UVPF-A1”)设置于上述涂膜的位置而测定。
通过以上的一次固化及二次固化，以层叠于剥离片与工序片之间的状态得到上述的由涂膜固化而成的厚度为75μm的光扩散膜。另外，使用定压厚度测定器(Teclock公司制造，产品名称“TECLOCK PG-02J”)测定光扩散膜的厚度。
另外，进行所形成的光扩散膜的截面的显微镜观察等，结果，确认到在光扩散膜的内部形成有使多个柱状物在厚度方向林立而成的柱结构。特别是确认到该柱状物在与传送带的前进方向相反的一侧，相对于光扩散膜的厚度方向倾斜20°(倾斜角-20°)。另外，对于该倾斜角，将膜表面法线方向设为0°，将传送带前进方向记为正，将其相反方向记为负。
[实施例2、3]
除了将多官能度单体的种类及厚度变更为表1所示以外，以与实施例1相同的方式制造光扩散膜。
[比较例1]
除了未使用多官能度单体以外，以与实施例1相同的方式制造光扩散膜。
[试验例1](压痕弹性模量的测定)
对从实施例及比较例中制造的光扩散膜上剥离工序片及剥离膜而露出的单面，使用超微小硬度计(Shimadzu Corporation制造，“岛津动态超微小硬度计DUH-W201S”)，测定在23℃下的压痕弹性模量(MPa)。将结果示于表1。
[试验例2](拉伸弹性模量的测定)
从实施例及比较例中制造的光扩散膜上剥离去除工序片及剥离膜后，将其裁切成15mm×140mm的大小，由此得到光扩散膜的试验片。对于该试验片，依据JIS K7127:1999，测定在23℃下的拉伸弹性模量。具体而言，利用拉伸试验机(Shimadzu Corporation制造，产品名称“AUTOGRAPH AG-IS 500N”)，将夹头间距设定为100mm后，以200mm/分钟的速度对上述试验片进行拉伸试验，测定拉伸弹性模量(MPa)。将结果示于表1。
[试验例3](抑制打痕的评价)
从实施例及比较例中制造的光扩散膜上剥离工序片。将由此而得到的、由光扩散膜与剥离膜组成的层叠体以剥离膜侧的面朝上的方式置于硬质的支撑台上。然后，隔着剥离膜对光扩散膜施加点负荷从而赋予其打痕。具体而言，使用压头的尖端为直径为2.54mm的半球的硬度计(KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.制造，产品名称“Asker硬度计C2”)，施加225g的负荷10秒钟。
从施加上述点负荷开始经过5分钟后，从光扩散膜上剥离剥离膜，由此露出光扩散膜，使用光干涉显微镜(Veeco Instruments,Inc.制造，产品名称“表面形状测定装置WYKONT110”)测定残留于该露出面的打痕深度。然后，基于以下的基准，对抑制打痕进行评价。将结果示于表1。
◎…残留的打痕的深度为0nm以上、10nm以下。
〇…残留的打痕的深度大于10nm、且为20nm以下。
×…残留的打痕的深度大于20nm。
此外，将施加点负荷时的负荷变更为443g，进行与上述相同的测定，对抑制打痕进行评价。该结果也示于表1。
[试验例4](变角雾度测定)
对于实施例及比较例中制作的光扩散膜，使用变角雾度计(Toyo Seiki Seisaku-sho,Ltd.制造，产品名称“Haze-Gard-Plus、变角雾度计”)测定雾度值(％)。具体而言，从光扩散膜上剥离工序片及剥离膜后，对该光扩散膜的单面，一边沿光扩散膜的长度方向以-50°～10°的范围改变相对于其法线的入射角，一边照射光束，并依次测定雾度值(％)。
接着，对于依次测定的结果，确定入射角的测定范围(-50°～10°)中，雾度值为90％以上的入射角的范围，进而算出作为该范围的端点的2个角度的差，将其作为得到90％以上的雾度值的角度范围(变角雾度角度范围)。将其结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002390390970000221
如表1所示，根据实施例的光扩散膜，能够良好地抑制打痕的产生。
工业实用性
本发明的光扩散膜适合用于液晶显示装置等的制造。

Claims (4)

1.一种光扩散膜，其在膜内具有在折射率相对低的区域中具备多个折射率相对高的区域的内部结构，其特征在于，
所述光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量为30MPa以上。
2.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，所述光扩散膜在23℃下的压痕弹性模量为500MPa以下。
3.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，所述光扩散膜在23℃下的拉伸弹性模量为1MPa以上、500MPa以下。
4.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，所述光扩散膜中的所述内部结构为：所述多个折射率相对高的区域在所述折射率相对低的区域中沿膜厚方向以规定的长度延伸的内部结构。
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