JP2009086449A - 異方性拡散媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】これまで得ることが出来なかった特殊な光学プロファイルが単層で得られる異方性拡散媒体の提供。
【解決手段】硬化樹脂層を有する異方性拡散媒体であって、前記硬化樹脂層は、その層を貫く平行方向に配向した複数の柱状体が集合してなる柱状体集合領域を複数有し、隣接する前記柱状体集合領域では前記柱状体の配向方向が相互に異なると共に、当該複数の柱状体集合領域は一定の規則性をもって前記硬化樹脂層の平面方向に延在していることを特徴とする異方性拡散媒体。
【選択図】図７

Description

本発明は、入射角に応じて透過光の拡散性が変化する異方性拡散媒体に関するものである。

光拡散性を有する部材は、古くから照明器具や建材に使われていただけでなく、最近のディスプレイ、特にＬＣＤにおいても広く利用されている。これらの部材の光拡散発現機構としては、表面に形成された凹凸による散乱（表面散乱）、マトリックス樹脂とその中に分散されたフィラー間の屈折率差による散乱（内部散乱）、及び表面散乱と内部散乱の両方によるものが挙げられる。ただし、これらの光拡散部材には、一般にその拡散性能は等方的であり、入射角度を少々変化させても、その透過光の拡散特性が大きく異なることはなかった。なお、本明細書及び本特許請求の範囲では「拡散」と「散乱」の２つの言葉を同じ意味として区別せずに使用している。

しかしながら、特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという光制御板なる特殊な光拡散部材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以上の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物に、特定方向から紫外線を照射して硬化させたプラスチックシートであり、そのシートに対して特定の角度をなす入射光のみを選択的に散乱させるというものである。

この光制御板を作製するための材料としては、上述の「それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以上の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物」以外にも、ウレタンアクリレートオリゴマーを含む組成物が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照）。また、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物Ａと、このＡとの屈折率差が０．０１以上である重合性炭素−炭素二重結合を有しない化合物Ｂとの組み合わせや、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を複数有し、その硬化前後の屈折率差が０．０１以上である化合物が列挙されており（例えば、特許文献５参照）、更に、ラジカル重合性化合物とビニルエーテルを官能基に有するカチオン重合性化合物との組み合わせも開示されている（例えば、特許文献６参照）。

この光制御板は、上記の材料をシート状に固定し、その上空から線状光源を用いて平行な光を照射して硬化せしめたものであり、シート状の基体内には図２に示すように、屈折率の異なる板状の領域が互いに平行に形成されていると言われている。特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという散乱特性の入射角依存性は、図３に示すように、図示しない光源と受光器３との間にサンプルを配置し、サンプル表面の直線Ｌを中心として角度を変化させながらサンプルを直進透過して受光器３に入る直線透過光量を測定することにより得られる。この方法で測定した光制御板の散乱特性の入射角依存性は、図４に示されるように、光制御板作製時にその上空に配置した線状光源を光制御板表面に投影した線が上記の直線Ｌに相当し、これを中心にして光制御板を回転させた場合に観察されるものであり、線状光源の投影線と直交する線を中心に回転した場合は、散乱特性の入射角依存性がほとんど見られないか、先の線状光源の投影線を中心に回転させた場合とは大きく異なる散乱特性の入射角依存性を有するものである。ここで、図４において散乱特性の入射角依存性を示す曲線を今後光学プロファイルと称することにする。なお、この光学プロファイルは、散乱特性を直接表現しているものではないが、直線透過光量が低下することで逆に拡散透過光量が増大していると解釈すれば、概ね拡散特性を示しているといえる。

ところで、本発明者等は、上記の光制御板と同じような材料を用いながら、線状ではなく、点状光源から反射鏡やレンズを使用して平行にした光線を法線方向から照射することで、表面上にいかなる方向の直線Ｌを設定してこれを中心にして回転させても、散乱特性の入射角依存性がほとんど同じである異方性拡散媒体を作製出来ることを見出し特許出願済みである（特許文献７参照）。この場合、その内部には図１に示すように、法線方向に配向した複数の柱状体が集合した領域が形成されている。

特開平１−７７００１号公報 特開平１−１４７４０５号公報 特開平１−１４７４０６号公報 特開平２−５４２０１号公報 特開平３−１０９５０１号公報 特開平６−９７１４号公報 特開２００５−２６５９１５

上記の異方性拡散媒体は、直線Ｌを任意の方向でサンプル上に設けてもほぼ同じ散乱特性の入射角依存性を示すことが出来る、すなわちその光学プロファイルは図５に示すように入射角の方向に依存性がないものである。ここで、図５の光学プロファイルはほぼ０度を中心に対称になっており、これを散乱中心軸と呼ぶことにするが、これは内部の柱状体が配向している方向と一致している。従って、異方性拡散媒体の作製時に平行光線を傾けて照射した場合は、その光線の進行方向に沿って柱状体が配向するため（図６参照）、当然散乱中心軸は０度から外れた値を取り、光学プロファイルはボトムが左右のいずれかに移動した形となる。この場合は、光学プロファイル測定時の直線Ｌの取り方により光学プロファイルは変化するが、大部分の場合散乱特性は入射角依存性を有しており、先の光制御板とはこの点で異なっている。

この異方性拡散媒体は、液晶パネルのバックライトの拡散フィルムや、液晶パネルの視野角制御用フィルム、プロジェクションスクリーンの拡散部材としての用途展開が考えられる。しかし、これらの用途に適用するにはそれぞれ異なる光学プロファイルの作製が求められる。例えば図２の光学プロファイルをＶ型（またはＷ型）と表現すれば、そのボトムを拡げたＵ型や、逆に中央を高くした山型が挙げられる。これらの光学プロファイルを作製するのは通常の方法では困難であった。唯一、光学プロファイルの異なる複数の異方性拡散媒体を積層して、目的のプロファイルを得ることが可能であり、これについては本願発明者が既に特願２００６−２９６８６８で出願しているが、どうしてもコストアップになってしまう問題があった。

本発明は、以上の従来技術を踏まえて異方性拡散媒体の改良を目指すものであり、本発明は、これまで得ることが出来なかった特殊な光学プロファイルを、単層で得られる異方性拡散媒体を提供することを目的としている。

本発明（１）は、硬化樹脂層を有する異方性拡散媒体であって、前記硬化樹脂層は、その層を貫く平行方向に配向した複数の柱状体が集合してなる柱状体集合領域を複数有し、
隣接する前記柱状体集合領域では前記柱状体の配向方向が相互に異なると共に、当該複数の柱状体集合領域は一定の規則性をもって前記硬化樹脂層の平面方向に延在していることを特徴とする異方性拡散媒体である。

本発明（２）は、複数の前記柱状体集合領域が、幅が１０μｍ〜１ｍｍであるストライプ状に形成されている、発明（１）の異方性拡散媒体である。

本発明（３）は、発明（１）又は（２）の異方性拡散媒体を所定基材上に積層した積層体である。

本発明（４）は、前記所定基材が、拡散性、反射性又は屈折性を有する基材である、発明（３）の積層体である。

本発明（５）は、前記基材がプリズムシートである、発明（４）の積層体である。

本発明（６）は、硬化樹脂層を有する異方性拡散媒体の製造方法において、表面形状に規則性のあるプリズムシートと光硬化性樹脂層とを直接又は間接的に積層する工程と、前記シートの上方から光を照射する工程と、を含むことを特徴とする、前記層を貫く多数の柱状体が硬化樹脂層に形成された異方性拡散媒体の製造方法である。

発明を実施するための最良形態

《異方性拡散媒体の構成（硬化樹脂層）》
本発明の異方性拡散媒体を構成する硬化樹脂層は、その層内に平行方向に配向した複数の柱状体が集合した柱状体集合領域を複数有している。ここで、当該複数の柱状体集合領域は、前述のようにそれぞれが平行方向に配向した複数の柱状体を含むと共に、少なくとも隣接した柱状体集合領域同士は、前記複数の柱状体同士の配向方向が相互に異なる。そして、これら複数の柱状体集合体領域は、異方性拡散媒体の平面方向に延在していると共に、前記複数の柱状体の配向方向の変遷について一定の規則性を持ったパターンを構成している。図７は、この様子を模式的に例示したものである。異方性拡散媒体の断面には、膜厚方向にやや傾いて延在する柱状体が示されているが、この柱状体はａ、ｂの領域でそれぞれ傾きが異なっており、これが交互に繰り返されている。また、このａ、ｂの繰り返しパターンは平面方向にストライプ状に延びて形成されている。ここで、ａ、ｂの幅は同じである必要はなく、下記のように異なっていても構わない。
１）ａ、ｂの幅は異なるが、その幅は一定でストライプ状に延びている状態。（パターンが一定）
２）ａ、ｂの幅が、ストライプの延びる方向において変化する状態。なお、ここでの幅は位置により一方が０になる場合を含む。（パターンが長手方向で変化）
３)ａ、ｂの幅が、ストライプの延びる方向と直行する方向において、場所により異なる状態。（パターンが幅方向で変化）
４）上記２）と３）が共存する状態。

また、柱状体集合領域ａとｂとの間には、局部的に柱状体の存在しない部分や２つの方向の柱状体が混在する部分が存在することもある。この様子は図７において点線で囲んで示している。このように、一の柱状体集合領域は、大部分が同一方向の柱状体から構成されるが、当該方向と異なる柱状体を一部に含んでいてもよい。更に、柱状体集合領域は２つでなく３つ以上を交互に配置することも出来る。例えば図８にはａ、ｂ、ｃの３つの繰り返しパターンを例示している。

これらの柱状体集合領域の幅としては、１０μｍ〜１ｍｍの範囲であることが好ましい。幅が１０μｍより狭い場合では上述の柱状体の存在しない部分や方向の異なる柱状体が混在する部分が多くなり、本発明の光学プロファイルを得ることが困難になるからである。また、１ｍｍより広い幅では、筋状のパターンが目視で容易に観察されるため、均一な拡散性を期待される用途では不向きであるからである。

《異方性拡散媒体の構成（他の任意層との積層体）》
本発明の異方性拡散媒体は、その層を貫く平行方向に配向した複数の柱状体が集合してなる硬化樹脂層単独であってもよいが、該硬化樹脂層（異方性拡散層）を透明基体上に積層した構成、該硬化樹脂層（異方性拡散層）の両側に透明基体を積層した構成、該硬化樹脂層（異方性拡散層）を所定の基材上に積層した構成、前記層を積層するための粘着層や接着層を介した構成であってもよい。以下、順に説明する。

まず、透明基体としては、透明性は高いもの程良好であって、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ７３６１―１）が８０％以上、より好ましくは８５％以上、最も好ましくは９０％以上のもの、また、ヘイズ値（ＪＩＳ Ｋ７１３６）が３．０以下、より好ましくは１．０以下、最も好ましくは０．５以下のものが好適に使用できる。透明なプラスチックフィルムやガラス板等が使用可能であるが、薄く、軽く、割れ難く、生産性に優れる点でプラスチックフィルムが好適である。具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリイミド（ＰＩ）、芳香族ポリアミド、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、セロファン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、シクロオレフィン樹脂等が挙げられ、これらの単独または混合、更には積層したものを用いることが出来る。また基体の厚さは、用途や生産性を考慮すると１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１０〜５００μｍ、より好ましくは、５０〜１５０μｍである。

次に、所定の基材としては、拡散性、反射性、屈折性を有するものが使用できる。拡散性基材としては、いわゆる拡散フィルムと呼ばれているものの他に、木材パルプからなる紙類や合成紙の類も使用できる。また、反射性基材としては、アルミニウムや銀等の金属蒸着膜を設けたフィルムやガラス、アルミニウム箔等の金属箔をラミネートしたフィルム、屈折率の異なる２種類の樹脂からなる薄層を数百層積層した合成樹脂フィルム等が使用可能である。更に、屈折性を有する基材としては、後述する本発明の異方性拡散媒体を作製する際に使用されるプリズムシートのような屈折性のシートが使用できる。図１１に示すように、この場合、プリズムシートとその内部に柱状体集合領域を複数有する硬化樹脂層との積層構成には、プリズムシートのプリズム面が硬化樹脂層と接しない場合（ａ）と、プリズム面が硬化樹脂層と接する場合（ｂ）とがある。尚、この（ｂ）の構成からプリズムシートを剥離し、そのプリズムの凹凸を転写された硬化樹脂層も本発明の異方性拡散媒体として有効である。また、以上説明した所定の基材と硬化樹脂層との接着力が強ければ好ましいが、接着力が弱い場合は公知の接着剤や粘着剤を介して接着することも可能である。

《異方性拡散媒体の性質（光学特性）》
次に本発明の異方性拡散媒体の光学特性について説明する。異方性拡散媒体中の柱状体が全て同じ方向に配向している場合の光学特性としては、図５に例示されている。本発明の異方性拡散媒体の光学特性は、柱状体の配向方向が異なる柱状体集合領域が更に集まったものであるため、それぞれの柱状体集合領域が示す光学プロファイルを重ね合わせたものとなる。このような光学プロファイルの重ね合わせは、それ自体は柱状体の配向方向が一定である異方性拡散媒体、もしくは異方性拡散媒体が有する硬化樹脂層を複数積層することでも達成可能であるが、この場合厚くなるだけでなくコストアップになるという問題がある。本発明の異方性拡散媒体では、異なる配向方向を有する柱状体集合領域を厚さ方向でなく同一面内に配置することで、同じく光学プロファイルの重ね合わせを行ったものである。尚、光学プロファイルの重ね合わせについては実施例において具体的に説明する。

《異方性拡散媒体の製造方法（原料）》
次に、本発明に係る異方性拡散媒体の製造方法について説明する。まず、硬化樹脂層の原料としては、光により硬化可能なものであれば、特に限定されないが、例えば、光硬化性樹脂を原料とすることができ、次のような組み合わせが使用可能である。
（１）後述する単独の光重合性化合物を使用するもの
（２）後述する複数の光重合性化合物を混合使用するもの
（３）単独又は複数の光重合性化合物と、光重合性を有しない高分子化合物とを混合して使用するもの

いずれの組み合わせにおいても、光照射により異方性拡散層中に、屈折率の異なるミクロンオーダーの微細な柱状体構造が形成されるようであり、これが、本発明における柱状体であり、当該柱状体により本発明に示される特異な異方性拡散特性が発現できるものと思われる。したがって、上記（１）では光重合の前後における屈折率変化が大きい方が好ましく、また（２）、（３）では屈折率の異なる複数の材料を組み合わせることが好ましい。なお、ここで屈折率変化や、屈折率の差とは、具体的に０．００１以上、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．０５以上の変化や差を示すものである。

本発明の異方性拡散層を形成するのに必須な材料である光硬化性化合物は、ラジカル重合性またはカチオン重合性の官能基を有するポリマー、オリゴマー、モノマーから選択される光重合性化合物と光開始剤とから構成され、紫外線及び／又は可視光線を照射することにより重合・固化する材料である。

ラジカル重合性化合物は、主に分子中に１個以上の不飽和二重結合を含有するもので、具体的にはエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート等の名称で呼ばれるアクリルオリゴマーと、２―エチルヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソノルボルニルアクリレート、２―ヒドロキシエチルアクリレート、２―ヒドロキシプロピルアクリレート、２―アクリロイロキシフタル酸、ジシクロペンテニルアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６―ヘキサンジオールジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変成トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のアクリレートモノマーが挙げられる。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。なお、同様にメタクリレートも使用可能であるが、一般にはメタクリレートよりもアクリレートの方が光重合速度が速いので好ましい。

カチオン重合性化合物としては、分子中にエポキシ基やビニルエーテル基、オキセタン基を１個以上有する化合物が使用出来る。エポキシ基を有する化合物としては、２―エチルヘキシルジグリコールグリシジルエーテル、ビフェニルのグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ等のビスフェノール類のジグリシジルエーテル類、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ブロム化フェノールノボラック、オルトクレゾールノボラック等のノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル類、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブタンジオール、１，６―ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、１，４―シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、ビスフェノールＡのＰＯ付加物等のアルキレングリコール類のジグリシジルエーテル類、ヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステルやダイマー酸のジグリシジルエステル等のグリシジルエステル類が挙げられる。

更に、３，４―エポキシシクロヘキシルメチル―３’，４’―エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２―（３，４―エポキシシクロヘキシル―５，５―スピロ―３，４―エポキシ）シクロヘキサン―メタ―ジオキサン、ジ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ジ（３，４―エポキシ―６―メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４―エポキシ―６―メチルシクロヘキシル―３’，４’―エポキシ―６’―メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス（３，４―エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキシド、エチレングリコールのジ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４―エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、ラクトン変性３，４―エポキシシクロヘキシルメチル―３’，４’―エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、テトラ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）ブタンテトラカルボキシレート、ジ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）―４，５―エポキシテトラヒドロフタレート等の脂環式エポキシ化合物も挙げられるが、これらに限定されるものではない。

ビニルエーテル基を有する化合物としては、例えばジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロペニルエーテルプロピレンカーボネート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なおビニルエーテル化合物は、一般にはカチオン重合性であるが、アクリレートと組み合わせることによりラジカル重合も可能である。

またオキセタン基を有する化合物としては、１，４―ビス［（３―エチル―３―オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、３―エチル―３―（ヒドロキシメチル）―オキセタン等が使用できる。

尚、以上のカチオン重合性化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。上記光重合性化合物は、上述に限定されるものではない。また、十分な屈折率差を生じさせるべく、上記光重合性化合物には、低屈折率化を図るために、フッ素原子（Ｆ）を導入しても良く、高屈折率化を図るために、硫黄原子（Ｓ）、臭素原子（Ｂｒ）、各種金属原子を導入しても良い。また、特表２００５−５１４４８７に開示されるように、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化錫（ＳｎＯｘ）等の高屈折率の金属酸化物からなる超微粒子の表面に、アクリル基やメタクリル基、エポキシ基等の光重合性官能基を導入した機能性超微粒子を上述の光重合性化合物に添加することも有効である。

ラジカル重合性化合物を重合させることの出来る光開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、２―クロロチオキサントン、２，４―ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，２―ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２，２―ジメトキシ―１，２―ジフェニルエタン―１―オン、２―ヒドロキシ―２―メチル―１―フェニルプロパン―１―オン、１―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２―メチル―１―［４―（メチルチオ）フェニル］―２―モルフォリノプロパノン―１、１―［４―（２―ヒドロキシエトキシ）―フェニル］―２―ヒドロキシ―２―メチル―１―プロパン―１―オン、ビス（シクロペンタジエニル）―ビス（２，６―ジフルオロ―３―（ピル―１―イル）チタニウム、２―ベンジル―２―ジメチルアミノ―１―（４―モルフォリノフェニル）―ブタノン―１、２，４，６―トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。

またカチオン重合性化合物の光開始剤は光照射によって酸を発生し、この発生した酸により上述のカチオン重合性化合物を重合させることが出来る化合物であり、一般的には、オニウム塩、メタロセン錯体が好適に用いられる。オニウム塩としては、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩等が使用され、これらの対イオンには、ＢＦ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＡｓＦ_６ ⁻、ＳｂＦ_６ ⁻等のアニオンが用いられる。具体例としては、４―クロロベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、（４―フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、（４―フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス［４―（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィド―ビス―ヘキサフルオロアンチモネート、ビス［４―（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィド―ビス―ヘキサフルオロホスフェート、（４―メトキシフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、（４―メトキシフェニル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４―ｔ―ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロホスフェート、（η５―イソプロピルベンゼン）（η５―シクロペンタジエニル）鉄（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。

本発明において、上記光開始剤は、光重合性化合物１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜７重量部、より好ましくは０．１〜５重量部程度配合される。これは、０．０１重量部未満では光硬化性が低下し、１０重量部を超えて配合した場合には、着色したり、柱状構造の形成を阻害するからである。これらの光開始剤は、通常粉体を光重合性化合物中に直接溶解して使用されるが、溶解性が悪い場合は光開始剤を予め極少量の溶剤に高濃度に溶解させたものを使用することも出来る。このような溶剤としては光重合性であることが更に好ましく具体的には炭酸プロピレン、γ―ブチロラクトン等が挙げられる。また、光重合性を向上させるために公知の各種染料や増感剤を添加することも可能である。更に光重合性化合物を加熱により硬化させることの出来る熱硬化開始剤を光開始剤と共に併用することも出来る。この場合光硬化の後に加熱することにより光重合性化合物の重合硬化を更に促進し完全なものにすることが期待できる。

本発明では、上記の光硬化性化合物を単独で、または複数を混合した組成物を硬化させて、異方性拡散層を形成することが出来る。また、光硬化性化合物と光硬化性を有しない高分子樹脂の混合物を硬化させることによっても本発明の異方性拡散層を形成可能である。ここで使用できる高分子樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン―アクリル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩ビ―酢ビ共重合体、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。これらの高分子樹脂と光硬化性化合物は、光硬化前は十分な相溶性を有していることが必要であるが、この相溶性を確保するために各種有機溶剤や可塑剤等を使用することも可能である。なお、光硬化性化合物としてアクリレートを使用する場合は、高分子樹脂としてはアクリル樹脂から選択することが相溶性の点で好ましい。

《異方性拡散媒体の製造方法（製造プロセス）》
本発明の異方性拡散媒体は、上述の光硬化性化合物を含む組成物をシート状に設け、プリズムシートをその上に搭載した後、当該プリズムシートの上方から光線を照射して、該組成物を硬化させることにより製造されるものである。尚、光硬化性化合物を含む組成物をプリズムシート上に塗布することも当然に可能である。以下、本発明で使用されるプリズムシートについてまず詳述する。

本発明で使用されるプリズムシートとしては、交通安全や防犯用に使用されている三角プリズムも使用できるが、ロール ｔｏ ロールの連続生産を目指す場合は液晶パネルのバックライト等に使用されているストライプ状のものが好ましい。ただし、その断面形状は図１２に示すように様々なものが使用可能である。

プリズムシートには、透明ＰＥＴフィルムのような支持基材上にプリズムの凹凸層を積層した構成と、支持フィルムなしの一体成型品があり、本発明ではそのいずれも使用可能である。前者は、金型に供給した溶融樹脂を支持基材に積層する方法や、支持基材上に積層した熱溶融性の樹脂を加熱した金型により成型する方法、透明支持基材と金型との間にアクリル系の光硬化性樹脂を狭持して透明支持基材側から光照射して樹脂を硬化させる方式等により、また後者は溶融した樹脂を金型で成型する方法や、上述の透明支持基材に相当するフィルムを加熱した金型を押し付けることで直接フィルムに凹凸を形成する方法等により作製することが出来る。

ここで、当該プリズムシートを用いての、本発明の異方性拡散媒体の作製原理について図１３を用いて更に詳述する。図１３には厚さｄ_１の光硬化性組成物の層の上に厚さｄ_２、プリズムピッチｐのプリズムシートが積層されている。上方からこの積層シートの法線方向に入射する平行光線Ａ、Ｂは、それぞれプリズムの異なる傾きの面で屈折してその方向を変えて光硬化性組成物中を通過する。上述の光硬化性組成物はその中を通過する光の進行方向に沿って柱状体を形成する性質があるため、図１３に示されるように光硬化性組成物中には傾きが異なる柱状体集合領域が交互に形成されることになる。しかし、図７、８にも示すように柱状体の傾きが変わる境目には柱状体が交差する領域（Ｄ）や柱状体がほとんど形成されない領域（Ｎ）が存在する。このような領域が多くなると、本発明の異方性拡散媒体の目指す光学特性が損なわれる恐れがあり、所定の方向に配列した柱状体集合領域が存在する領域（Ｓ）よりも、上記（Ｄ）と（Ｎ）の領域を合計したものが広くなることは好ましくない。すなわち、下記の関係が成り立つことが好ましい。
Ｓ＞Ｄ＋Ｎ ・・・・・（１）
このようにプリズムシートの傾斜面（及び平面部分）のひとつひとつが光硬化性組成物中に形成される傾きが異なるそれぞれの柱状体集合領域に対応することになる。ここで、上記（１）の関係を満たすためには、その傾斜面（及び平面部分）の幅Ｔと、各層の厚さとの間には、少なくとも以下のような関係が成立することが求められる。
Ｔ＞ｄ_１，ｄ_２ ・・・・・（２）
ｄ_１＞ｄ_２ ・・・・・（３）
更に、このプリズムシートの傾斜面（及び平面部分）の幅Ｔは、最終的に作成される異方性拡散媒体に求められる柱状体集合領域のストライプの幅１０μｍ〜１ｍｍと当然一致することになる。

そのため、各層の厚さやプリズムシートのピッチの間に少なくとも以下のような関係が成立することが望ましい。
ｐ／２＞ｄ_１，ｄ_２ ｄ_１＞ｄ_２

なお、本発明の異方性拡散媒体の特徴である柱状体を効率良く形成させるために、光硬化性組成物層の光照射側に光の照射強度を局所的に変化させるマスクを配置することも可能である。このマスクは上述のプリズムシートと光硬化性組成物層との間、またはプリズムシートの外側に配置することが出来る。マスクの材質としては、カーボン等の光吸収性のフィラーをポリマーマトリックス中に分散したもので、入射光の一部はカーボンに吸収されるが、開口部は光が十分に透過できるような構成のものが好ましい。

以上で、本発明に係る異方性拡散媒体を製造する際の特徴的な手法（プリズムシートを用いての手法）を詳述したので、以下、その他の製造プロセスを説明する。まず、光硬化性化合物を含む組成物を基体上にシート状に設ける手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。また、組成物が低粘度の場合は、基体の周囲に一定の高さの堰を設けて、この堰で囲まれた中に組成物をキャストすることも出来る。なお、基体上に設けた光硬化性組成物層の膜厚ｄ_１は、溶剤を乾燥除去した後で、５〜５００μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。

シート状に設けた光硬化性化合物を含む組成物に光照射を行うための光源としては、通常はショートアークの紫外線発生光源が使用され、具体的には高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタハライドランプ、キセノンランプ等が使用可能である。これらの光源から発せられる光を平行光線とするためには、ミラーやレンズ系を使った公知の方法が使用できる。また、フレネルレンズも簡便であるため使用可能である。

光硬化性化合物を含む組成物をシート状にしたものに照射する光線は、該光硬化性化合物を硬化可能な波長を含んでいることが必要で、通常は水銀灯の３６５ｎｍを中心とする波長の光が利用される。この波長帯を使って本発明の異方性拡散層を作製する場合、照度としては０．０１〜１００ｍＷ／ｃｍ^２の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．１〜２０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲である。照度が０．０１ｍＷ／ｃｍ^２以下であると硬化に長時間を要するため、生産効率が悪くなり、１００ｍＷ／ｃｍ^２以上であると光硬化性化合物の硬化が速過ぎて構造形成を生じず、目的の異方性拡散特性を発現できなくなるからである。

＜実施例１＞
１００μｍの透明ＰＥＴフィルム上に、特表２００５−５１４４８７の実施例３に示されている処方の光硬化性組成物を塗工し、乾燥膜厚５０μｍの塗工膜を設け、更にこの塗工膜上に、プリズムシート（基材：１６μｍ透明ＰＥＴ、プリズムピッチ：２５０μｍ、プリズム頂角：１６５°）の基材側を接するようにラミネートした。この積層体を、６０℃のホットプレート上に載せて積層体の法線方向から平行なＵＶ光を照射した。照射強度は５ｍＷ／ｃｍ^２、照射時間は９０秒であった。プリズムシートを剥離した、本発明の異方性拡散媒体（透明ＰＥＴ／光硬化樹脂層）は、正面から見た場合曇り度が強く、斜めに傾けると曇り度が低下することが目視で確認できた。これを、図３で示した方法で評価した結果を図９に示す。ここで、実線の曲線Ａが本実施例の示す光学プロファイルであり、±３０°の範囲の入射角については強く拡散していることが分かる。なお、比較用サンプルとして、上述のプリズムシートの代わりに３８μｍの離型ＰＥＴフィルムをラミネートした後、この離型ＰＥＴフィルム側から法線に対して７．５°傾けた方向から平行ＵＶ光を照射し、更に離型ＰＥＴフィルムを剥離したものの光学プロファイルを破線の曲線Ｂで示している。この斜めＵＶ照射により作製した比較サンプルは、プリズムの一方の傾斜面が法線から７．５°傾いていることに対応したものである。曲線Ｂは、−５〜＋３５°の範囲の入射光に対して強い拡散性を示しており、この曲線を角度０°の直線に対して折り返した曲線と加算すると、ほぼ曲線Ａになることが分かる。本発明の異方性拡散媒体の光硬化樹脂層を、ＵＶ照射時に積層していたプリズムシートの山谷の伸びる方向とは垂直な方向で切断した断面の顕微鏡観察では、プリズムシートのピッチのほぼ１／２の間隔で傾きの異なる柱状体集合領域が交互に形成されていることが確認された。柱状体は必ずしも直線状ではないが、法線方向からの傾き角は概ね１２°であった。なお、比較用サンプルについても、この柱状体の傾き角はほぼ同じ１２°であった。

＜実施例２＞
プリズムシートのプリズムピッチを３００μｍ、プリズム頂角：１２０°に変えた以外は実施例１と同様の条件で、本発明の異方性拡散媒体を作製した。また、比較用サンプルは法線方向から３０°傾いた方向からのＵＶ照射により作製した。その結果を図１０に示す。ここでは、本発明の異方性拡散媒体は実線の曲線Ａで示されるように、正面方向では透過率が高く、±３０°より大きい角度で強く拡散していることが分かる。また、比較用サンプルの示す破線の曲線Ｂは、＋４５°を中心とした強散乱角度域を有し、逆に−４０°付近で最も高い透過率を示す。これについても、曲線Ｂとそれを０°で反転させた曲線との重ね合わせが曲線Ａを形成することが容易に推察できる。なお、曲線Ａの異方性拡散媒体中の柱状体集合領域は、１５０μｍピッチで交互にその傾きを変えており、その傾き角は約３０°であることが断面写真から確認された。

図１は、複数の柱状体が集合した領域が形成されている、従来の異方性拡散媒体である。 図２は、屈折率の異なる板状の領域が互いに平行して形成されている、従来の光制御板である。 図３は、散乱特性の入射角依存性を測定する方法を図示したものである。 図４は、散乱特性の入射角依存性を示す光学プロファイルの一例である。 図５は、従来の異方性拡散媒体の、散乱特性の入射角依存性を示す光学プロファイルである。 図６は、平行光線を傾けて照射した場合における、斜めに柱状体が配向した異方性拡散媒体である。 図７は、本発明に係る異方性拡散媒体の斜視図である。 図８は、本発明に係る異方性拡散媒体の断面図である。 図９は、実施例１に係る異方性拡散媒体の光学プロファイルである。 図１０は、実施例２に係る異方性拡散媒体の光学プロファイルである。 図１１は、本発明における、プリズムシートのプリズム面が硬化樹脂層と接しない場合（ａ）と、プリズム面が硬化樹脂層と接する場合（ｂ）を示した図である。 図１２は、各種断面形状のプリズムシート例である。 図１３は、本発明に係る異方性拡散媒体の作製原理の概念図である。

Claims (6)

1. 硬化樹脂層を有する異方性拡散媒体であって、前記硬化樹脂層は、その層を貫く平行方向に配向した複数の柱状体が集合してなる柱状体集合領域を複数有し、
   隣接する前記柱状体集合領域では前記柱状体の配向方向が相互に異なると共に、当該複数の柱状体集合領域は一定の規則性をもって前記硬化樹脂層の平面方向に延在していることを特徴とする異方性拡散媒体。
2. 複数の前記柱状体集合領域が、幅が１０μｍ〜１ｍｍであるストライプ状に形成されている、請求項１記載の異方性拡散媒体。
3. 請求項１又は２記載の異方性拡散媒体を所定基材上に積層した積層体。
4. 前記所定基材が、拡散性、反射性又は屈折性を有する基材である、請求項３記載の積層体。
5. 前記基材がプリズムシートである、請求項４記載の積層体。
6. 硬化樹脂層を有する異方性拡散媒体の製造方法において、表面形状に規則性のあるプリズムシートと光硬化性樹脂層とを直接又は間接的に積層する工程と、前記シートの上方から光を照射する工程と、を含むことを特徴とする、前記層を貫く多数の柱状体が硬化樹脂層に形成された異方性拡散媒体の製造方法。

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