JP2009134077A - 光拡散粒子偏在ポリマー層を有する光拡散部材、及び光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光拡散部材は、ポリマー層と、そのポリマーを構成する少なくとも1種のモノマー成分を吸収可能なモノマー吸収層との積層構造を有する部材であって、該ポリマー層が、モノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏って分布する形態で光拡散粒子を含む光拡散粒子偏在ポリマー層であることを特徴とする。前記光拡散部材では、モノマー吸収層とは反対側の界面近傍は、モノマー吸収層とは反対側の界面から厚み方向の全厚みに対して50%以内の領域であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明の他の目的は、さらに、光拡散粒子偏在ポリマー層において光拡散粒子の分布を制御でき、さらに光拡散粒子偏在ポリマー層とモノマー吸収層との密着性に優れている、光拡散粒子偏在ポリマー層とモノマー吸収層との積層構造を有する光拡散部材を提供することにある。
光拡散粒子含有重合性組成物層は、光や熱により重合可能な重合性モノマー、及び光拡散粒子を少なくとも含む光拡散粒子含有重合性組成物により形成される層である。なお、光拡散粒子含有重合性組成物は、取り扱い性、塗工性等の点から、一部分が重合した部分重合組成物であってもよい。
本発明の光拡散部材は、モノマー吸収層の片面又は両面に、光拡散粒子含有重合性組成物による光拡散粒子含有重合性組成物層を形成し、該光拡散粒子含有重合性組成物層内で光拡散粒子を移動させ、光拡散粒子がモノマー吸収層との界面とは反対側の界面又は該界面近傍に存在する光拡散粒子偏在重合性組成物層を得てから、該光拡散粒子偏在重合性組成物層を重合させ、光拡散粒子偏在ポリマー層を形成し、光拡散粒子偏在ポリマー層とモノマー吸収層との積層構造を得ることにより作製する。
モノマー吸収層は、モノマー吸収性シートにおいてモノマー吸収面を提供する層であり、モノマー吸収面上に設けられた光拡散粒子含有重合性組成物層から少なくとも重合性モノマーを吸収することができればよい。このようなモノマー吸収層を形成するものとしては、例えば紙製シート(例えば、クラフト紙やクレープ紙、和紙など);繊維系シート(例えば、布、不織布、ネットなど);多孔質フィルム;ポリマー(アクリル系ポリマー、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂);天然ゴム;合成ゴムなどが挙げられる。なお、モノマー吸収層は、これらを単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
モノマー吸収性シートが基材付きモノマー吸収性シートである場合に用いられる基材としては、例えば、紙などの紙系基材;布、不織布、ネットなどの繊維系基材;金属箔、金属板などの金属系基材;プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材;ゴムシートなどのゴム系基材;発泡シートなどの発泡体や、これらの積層体[例えば、プラスチック系基材と他の基材との積層体や、プラスチックフィルム(又はシート)同士の積層体など]等の適宜な薄葉体を用いることができる。基材としては、プラスチックのフィルムやシートなどのプラスチック系基材を好適に用いることができる。このようなプラスチックのフィルムやシートにおける素材としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のα−オレフィンをモノマー成分とするオレフィン系樹脂;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)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂;ポリ塩化ビニル(PVC);酢酸ビニル系樹脂;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリアミド(ナイロン)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等のアミド系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが挙げられる。これらの素材は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明では、モノマー吸収層の少なくとも一方の面に、光拡散粒子含有重合性組成物を用いて光拡散粒子含有重合性組成物層を設け、光拡散粒子偏在重合性組成物層を得てから、該光拡散粒子偏在重合性組成物層を重合させ、光拡散粒子偏在ポリマー層を形成するが、光拡散粒子偏在重合性組成物層を重合する際、空気中の酸素等により反応が阻害されるため、カバーフィルムで光拡散粒子偏在重合性組成物層表面を覆うことが好ましい。また、光拡散部材を利用する際には、カバーフィルムを剥がして用いてもよいし、カバーフィルムを剥がさずに用いてもよい。なお、光拡散部材を利用する際にカバーフィルムを剥がさずに用いる場合、カバーフィルムは、光拡散部材の一部として用いられる。
本発明の光拡散部材は、少なくともポリマー層と、該ポリマー層を構成するモノマー成分のうち少なくともひとつのモノマーを吸収できるモノマー吸収層との積層構造を有する部材であって、該ポリマー層が光拡散粒子をモノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏在する形態(偏析する形態)で含有する光拡散粒子含有偏在ポリマー層(光拡散粒子含有偏析ポリマー層)である部材であって、光拡散粒子含有偏在ポリマー層のモノマー吸収層とは反対側の層表面で光拡散粒子による凹凸を有している部材である。
本発明の光学素子は、前記光拡散部材を光学素子の片面又は両面に設けられている構成を有しており、前記光拡散部材を光学素子の片面又は両面に設けることにより形成される。
本発明の表示装置は、前記光拡散板又は前記光学素子を装着した表示装置であり、前記光拡散板又は前記光学素子を表示装置に装着することにより形成できる。
モノマー成分として、2−へチルシクロヘキシルアクリレート:90重量部、アクリル酸:10重量部、光重合開始剤(商品名「イルガキュア651」チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製):0.05重量部、及び光重合開始剤(商品名「イルガキュア184」チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製):0.05重量部を、攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、冷却管を備えた4つ口のセパラブルフラスコ中で均一になるまで攪拌した後、窒素ガスによりバブリングを1時間行って溶存酸素を除去した。その後、高圧水銀灯により紫外線をフラスコ外側より照射して重合し、適度な粘度になった時点でランプを消灯、窒素吹き込みを停止して、重合率7%の一部が重合した組成物(シロップ)(「光重合性シロップ(A)」と称する場合がある)を調製した。
光重合性シロップ(A):100重量部に、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA):0.1重量部、下記表1により対応する光拡散粒子を所定の量加えて、小型ディスパー(商品名「T.K.ロボミックス」プライミックス社製)にて1000rpmで5分間攪拌し、光拡散粒子含有重合性組成物(光拡散粒子配合重合性組成物)(「光拡散粒子含有重合性組成物(A)〜(C)と称する場合がある」)を得た。
カバーフィルムは、片面がシリコーン系離型処理された、厚さ38μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名「MRN38」三菱化学ポリエステルフィルム社製)を用いた。
基材フィルムは、厚さ38μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名「ルミラーS10」東レ社製)を用いた。
光重合性シロップ(A):100重量部に1,6−ヘキサンジオールジアクリレート:0.1重量部を均一に混合した光重合性シロップ組成物(「光重合性シロップ組成物(A)」と称する場合がある)を、前記基材フィルムに、硬化後の厚さが30μmとなるように塗布し、光重合性シロップ組成物層を形成させた。そして、該層上に、離型処理された面が接する形態で上記カバーフィルムを貼り合わせ、ブラックライトを用いて紫外線(照度:5mW/cm2)を両面から同時に5分間照射し、該層を硬化させてモノマー吸収層を形成させることにより、モノマー吸収層表面が上記カバーフィルムで保護されている基材付きモノマー吸収性シート(「基材付きモノマー吸収性シート(A)」と称する場合がある)を作製した。
上記カバーフィルムの離型処理された面に、部材作製後のモノマー吸収層及び光拡散粒子含有光重合硬化層の合わせた厚さが70μmとなるように、表2の各実施例に対応する前記光拡散粒子含有重合性組成物を塗布し、カバーフィルム上に光拡散粒子含有重合性組成物層を有するシートを作製した。
該カバーフィルム上に光拡散粒子含有重合性組成物層を有するシートを、カバーフィルムを剥がしてモノマー吸収層を露出させた前記基材付きモノマー吸収性シートに、モノマー吸収層と光拡散粒子含有重合性組成物層とが接する形態で貼り合わせて、積層体を形成した。
次に、該積層体を、積層体形成後から1分後に、光源としてブラックライトランプを用いて紫外線(照度:5mW/cm2)を両面から同時に5分間照射し、光拡散粒子含有重合性組成物層を硬化させて光拡散粒子含有光重合硬化層(光拡散粒子配合光重合硬化層)を形成させることにより、それぞれの実施例の部材を作製した。
上記カバーフィルムの離型処理された面に、光拡散粒子含有光重合硬化層の厚さが48μmとなるように、前記光拡散粒子含有重合性組成物(A)を塗布し、カバーフィルム上に光拡散粒子含有重合性組成物層を有するシートを作製した。
該カバーフィルム上に光拡散粒子含有重合性組成物層を有するシートを、前記基材フィルムに貼り合わせて、積層体を形成した。
次に、該積層体を、積層体形成後から1分後に、光源としてブラックライトランプを用いて紫外線(照度:5mW/cm2)を両面から同時に5分間照射し、光拡散粒子含有重合性組成物層を硬化させて光拡散粒子含有光重合硬化層を形成させることにより部材を作製した。
比較例2の部材として、前記基材付きモノマー吸収性シート(A)を使用した。
実施例及び比較例について、下記の(全光透過率、拡散透過率及びヘイズの測定方法)により、全光透過率、ヘイズ値を測定した。これらの測定結果は、表3に示した。
部材のカバーフィルムを剥がして、室温(23℃)で12時間以上(24時間以内)放置して、測定用サンプルとした。そして、該測定用サンプルの基材付きモノマー吸収性シートの基材フィルムの面側から、濁度計(商品名「ヘーズメーターHM−150」村上色彩技術研究所社製)を用い、JIS K 7361及びJIS K 7136に基づいて、全光透過率、拡散透過率及びヘイズを測定した。
なお、測定は3回行い、その平均値を部材の全光透過率、拡散透過率及びヘイズとした。
走査型電子顕微鏡(SEM)で、カバーフィルムを剥がしたそれぞれの部材の部材断面及び部材表面を観察した。なお、走査型電子顕微鏡(SEM)として、株式会社日立ハイテクノロジーズ製S−4800を使用した。それぞれの部材の部材断面の走査型電子顕微鏡写真(SEM像)を、図1〜図3に示した。なお、部材を示す図において、各図におけるaの走査型電子顕微鏡写真に相当する部材断面の走査型電子顕微鏡写真の倍率は、500倍である。また、各図におけるbの走査型電子顕微鏡写真に相当する部材表面の走査型電子顕微鏡写真の倍率は、500倍である。また、各図において、A層は光拡散粒子含有光重合硬化層を示し、B層はモノマー吸収層を示し、C層は光拡散粒子含有光重合硬化層中の光拡散粒子偏在部を示す。
前記走査型電子顕微鏡(SEM)で部材の断面を観察することや、基材付きモノマー吸収性シート及び部材の厚さの1/1000ダイヤルゲージを用いた測定により、光拡散粒子含有光重合硬化層の厚さ(厚さ:A)、モノマー吸収層の厚さ(厚さ:B)、光拡散粒子含有光重合硬化層における光拡散粒子が偏在している部分(光拡散粒子偏在部、光拡散粒子偏析部)の厚さ(厚さ:C)を求めた。これらの厚さについては、表4のそれぞれの厚さの欄に示した。また、下記の(偏析率の算出方法)により偏析率を求め、さらに下記の(占有率の算出方法)により占有率を求め、これらの値を表4のそれぞれの偏析率あるいは占有率の欄に示した。
なお、光拡散粒子含有光重合硬化層の厚さ(厚さ:A)は、測定値ではなく、理論値である。
なお、光拡散粒子含有光重合硬化層中の光拡散粒子偏在部の厚さは、走査型電子顕微鏡による部材断面の走査型電子顕微鏡写真から測定した平均の値である。
光拡散粒子含有光重合硬化層の偏析率は、下記式より算出した。
偏析率(%)=(1−C/A)×100
光拡散粒子偏在部がモノマー吸収層と光拡散粒子含有光重合硬化層との積層構造の厚さ(厚さ:A+B、全体の厚さ)における光拡散粒子含有光重合硬化層表面から深さ方向(厚さ方向)に占める割合(占有率)は、下記式より算出した。
占有率(%)=C/(A+B)×100
1b 実施例1の部材の部材表面
2a 実施例2の部材の部材断面
2b 実施例2の部材の部材表面
3a 実施例3の部材の部材断面
3b 実施例3の部材の部材表面
Claims (26)
- ポリマー層と、そのポリマーを構成する少なくとも1種のモノマー成分を吸収可能なモノマー吸収層との積層構造を有する部材であって、該ポリマー層が、モノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏って分布する形態で光拡散粒子を含む光拡散粒子偏在ポリマー層であることを特徴とする光拡散部材。
- モノマー吸収層とは反対側の界面近傍が、モノマー吸収層とは反対側の界面から厚み方向の全厚みに対して50%以内の領域である請求項1記載の光拡散部材。
- モノマー吸収層が、ポリマーからなるモノマー吸収ポリマー層である請求項1又は2記載の光拡散部材。
- モノマー吸収ポリマー層のポリマーを構成するモノマー成分が、光拡散粒子偏在ポリマー層のポリマーを構成するモノマー成分の少なくとも1つと共通する請求項3記載の光拡散部材。
- モノマー吸収ポリマー層のポリマーが、アクリル系ポリマーである請求項3記載の光拡散部材。
- モノマー吸収層が、粘着剤層である請求項1〜5の何れかの項に記載の光拡散部材。
- 光拡散粒子が、有機物粒子又は無機物粒子である請求項1〜6の何れかの項に記載の光拡散部材。
- 光拡散粒子の平均粒径が、光拡散粒子偏在ポリマー層を形成する光拡散粒子含有重合性組成物層の厚みの1/3以下である請求項1〜7の何れかの項に記載の光拡散部材。
- 光拡散粒子偏在ポリマー層のポリマーがアクリル系ポリマーである請求項1〜8の何れかの項に記載の光拡散部材。
- テープ状又はシート状の形態を有する請求項1〜9の何れかの項に記載の光拡散部材。
- 請求項1〜10の何れかの項に記載の光拡散部材が、光学素子の片面又は両面に設けられていることを特徴とする光学素子。
- 請求項1〜10の何れかの項に記載の光拡散部材又は請求項11記載の光学素子が装着されていることを特徴とする表示装置。
- 重合性モノマーを吸収可能なモノマー吸収層の少なくとも一方の面に、重合性モノマー及び光拡散粒子を少なくとも含有する光拡散粒子含有重合性組成物からなる光拡散粒子含有重合性組成物層を設けることにより、光拡散粒子含有重合性組成物層内で光拡散粒子を移動させて、光拡散粒子がモノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏って分布している光拡散粒子偏在重合性組成物層を得た後、該光拡散粒子偏在重合性組成物層を重合させて、光拡散粒子がモノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏って分布している光拡散粒子偏在ポリマー層を形成し、光拡散粒子偏在ポリマー層とモノマー吸収層との積層構造を有する部材を得ることを特徴とする光拡散部材の製造方法。
- 重合性モノマーを吸収可能なモノマー吸収性シートのモノマー吸収面上に、重合性モノマー及び光拡散粒子を少なくとも含有する光拡散粒子含有重合性組成物からなる光拡散粒子含有重合性組成物層が積層され、さらに光拡散粒子含有重合性組成物層上にカバーフィルムが積層された構成を有している積層体を作製し、光拡散粒子含有重合性組成物層内で光拡散粒子を移動させて、光拡散粒子がモノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏って分布している光拡散粒子偏在重合性組成物層を得た後、該光拡散粒子偏在重合性組成物層を重合させ、光拡散粒子がモノマー吸収層とは反対側の界面又は該界面近傍に偏って分布している光拡散粒子偏在ポリマー層を形成し、光拡散粒子偏在ポリマー層とモノマー吸収層との積層構造を有する部材を得ることを特徴とする光拡散部材の製造方法。
- カバーフィルムが、剥離性を有する請求項14記載の光拡散部材の製造方法。
- モノマー吸収層が、ポリマーからなるモノマー吸収ポリマー層である請求項13〜15の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- モノマー吸収ポリマー層のポリマーを構成するモノマー成分が、光拡散粒子偏在ポリマー層のポリマーを構成するモノマー成分の少なくとも1つと共通する請求項16記載の光拡散部材の製造方法。
- モノマー吸収ポリマー層のポリマーが、アクリル系ポリマーである請求項16記載の光拡散部材の製造方法。
- モノマー吸収層が、粘着剤層である請求項13〜18の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- 光拡散粒子含有重合性組成物層の重合の際に光照射を用いる請求項13〜19の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- 光拡散粒子が、有機物粒子又は無機物粒子である請求項13〜20の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- 光拡散粒子の平均粒径が、光拡散粒子偏在ポリマー層を形成する光拡散粒子含有重合性組成物層の厚みの1/3以下である請求項13〜21の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- 重合性モノマーとして、アクリル系モノマーを用いる請求項13〜22の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- テープ状又はシート状の形態を有する光拡散部材を得る請求項13〜23の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法。
- 請求項13〜24の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法により光拡散部材を得て、該光拡散部材を光学素子の片面又は両面に設けることにより形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
- 請求項13〜24の何れかの項に記載の光拡散部材の製造方法により得られる光拡散部材又は請求項25記載の光学素子の製造方法により得られる光学素子を、表示装置に装着することにより形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
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