JP3630396B2 - Manufacturing method of filler lens - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、LCD、EL、FED等のディスプレイに好適に用いられ、特に、これらディスプレイの輝度ムラ防止、コントラスト向上に優れた効果を発揮するフィラーレンズの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
LCD、EL、FED等のディスプレイは、近年開発が目覚ましい。特に、LCDは、ノートパソコン、携帯端末等あらゆる分野に普及しており、将来への期待も大きい。このLCDは、液晶パネルを照明する光の取り入れ方式により、反射型と透過型とに大別される。反射型は、反射率の高いアルミニウム膜等を貼った反射板を液晶パネルの背面に配し、ディスプレイ表面側から入射する外光を反射板で反射させて液晶パネルを照明し液晶画像を得る。一方、透過型は、液晶パネルの背面に配したバックライトユニットにより液晶パネルを照明する方式である。反射型にあっては、アルミニウムの地色が出てコントラストが悪化することを防ぐために、液晶パネルと反射板との間に光を適度に拡散する媒体を介装して背景色をペーパーホワイト色に近づけることが行われている。また、透過型におけるバックライトユニットは、一般に、冷陰極管を備えたアクリル導光板等の光源と、この光源の光を拡散する光拡散板とを備え、均一な面状の光が液晶パネルを照明する構成となっている。
【0003】
このように、反射型、透過型のいずれの方式にあっても、概ね光拡散性の媒体(以下光拡散体と記す)は用いられている。この光拡散体としては、例えば、透明樹脂フィルムの片面に、光拡散性のフィラーが分散された結着樹脂を積層したものが挙げられる。このような従来の光拡散体は、結着樹脂に溶剤を混合した溶液中にフィラーを分散させて塗料とし、この塗料をスプレーやコーターでフィルム上に塗工するといった方法で製造されていた。図10は、そのような製造方法で得られる光拡散体を模式的に示しており、フィルム1上に結着樹脂の溶液が硬化した結着層2が形成され、この結着層2中にフィラー3が分散している。
【0004】
上記従来の光拡散体の全光線拡散透過率と全光線拡散反射率は、入射光の方向が、フィラー側とフィルム側で、大差なく、ほぼ同じ値を示す。光の入射方向によらず、光拡散性が同じであること、すなわち、指向性がないことが分かる。この理由としては、フィラーが結着層中に完全に埋め込まれ、さらに、フィラーが厚さ方向に重なり複層の状態になっていたりすることや、フィラーの充填密度が粗の場合に表面形状が比較的対称なサインカーブ(正弦曲線)になることなどが挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、結着層の表層に一部が突出するようにフィラーを埋め込み、突出したフィラーが微細なレンズとなるような構成のフィラーレンズを作製するために鋭意研究を重ねた結果、加圧媒体を介した外力によってフィラーに打撃を加えてフィラーを結着層に埋め込む方法を開発し、指向性のある光拡散性を発現するフィラーレンズを作製するに至った。
【0006】
しかしながら、上記のフィラーレンズでは、結着層の粘着剤がフィラーを埋め込む際の柔軟性のある状態で保持されているために、特に高温高湿下においては粘着剤の熱流動によって、フィラーの埋設状態が変化し、光学特性の信頼性、すなわち特定の光学特性を維持することが困難であった。
【0007】
したがって、本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、フィラーのレンズ効果が十分発現され、この光学特性を高温高湿条件下においてさえも保持し続けるフィラーレンズの製造方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィラーレンズの製造方法は、基体と、この基体上に直接または他の層を介して積層された少なくとも放射線硬化型樹脂を含有する結着層と、この結着層の表層に当該結着層の表面から一部が突出する状態で埋め込まれたフィラー層とを備えたフィラーレンズを製造する方法であって、基体上に、直接または他の層を介して結着層を積層する工程と、粒状物である加圧媒体を介した外力によってフィラーに打撃を加えてこのフィラーを結着層に埋め込む工程と、結着層を硬化する工程と、上記工程で得た積層体に付着した余剰フィラーを除去する工程とを具備することを特徴としている。フィラーを結着層に埋め込む具体的方法としては、粒状物の加圧媒体を振動させることにより、加圧媒体がフィラーを打撃して結着層に埋め込むといった形態が挙げられる。
【0009】
本発明のフィラーレンズの製造方法によれば、フィラーの埋め込み深さが均一化され、フィラーが面方向に高密度で配置し、結着層表層に単層で、フィラーの一部が結着層の表面から突出するように埋め込まれている構成のフィラーレンズを製造することができる。さらに、このフィラーレンズは、フィラーを埋め込んだ結着層の粘着剤が硬化しているため、高温高湿の条件下にあっても粘着剤の熱流動が生じることなく、フィラーレンズの光学特性が一定に維持することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の製造方法によって得られるフィラーレンズの一例を模式的に示した断面図である。このフィラーレンズLは、基体1上に結着層2が直接積層され、この結着層2の表層に、多数のフィラー3が、単層で、結着層2の表面から一部突出する状態で、さらに、面方向で高密度になるように埋め込まれることにより、フィラー層3Aが形成されている。
【0011】
以下、本発明によって得られるフィラーレンズに好適な構成材料および製造方法について説明する。
A.構成材料
(1)基体
本発明に用いる基体としては、公知の透明なフィルムを使用することができる。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)、ポリアレート、ポリイミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セロファン、芳香族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール等からなる各種樹脂フィルムを好適に使用することができる。本発明の基体は、このようなフィルムに限定されず、上記樹脂からなる硬質板や、樹脂板以外にも石英ガラス、ソーダガラス等ガラス材料からなるシート状部材も用いることができる。
【0012】
基体としては、光が透過されるものであれば非透明状物のものでもかまわないが、液晶ディスプレイに用いる場合等は屈折率の適合上、屈折率(JIS K−7142)が1.45〜1.55の範囲にある透明基体が望ましい。具体例には、トリアセチルセルロース(TAC)やポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂フィルム等を挙げることができる。これら透明基体の透明性は高いもの程良好であるが、光線透過率(JIS C−6714)としては80%以上、より好ましくは90%以上のもの、ヘイズ( JIS K7105)としては1.0以下、より好ましくは0.5以下のものである。また、その透明基体を小型軽量の液晶ディスプレイに用いる場合には、透明基体はフィルムであることがより好ましい。透明基材の厚さに関しては、軽量化の観点から薄いほうが望ましいが、その生産性を考慮すると、1μ〜5mmの範囲のものを使用することが好適である。
【0013】
(2)結着層
本発明における結着層は、少なくとも放射線(紫外線、電子線等)硬化型樹脂を含有するものである。かかる樹脂に、必要に応じて架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤等を加えることができ、これらは単独もしくは複数混合して使用しても良い。
【0014】
放射線硬化型樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ポリブタジエン樹脂、スピロールアセタール樹脂、ウレタン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の(メタ)アクリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーおよび反応性希釈剤としてエチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N−ビニルピロリドン等の単官能モノマー及び多官能モノマー等を挙げることができる。特に、アクリル系樹脂は透明性がよく、耐水性、耐熱性、耐光性等に優れ、粘着力、さらに、液晶ディスプレイに用いる場合には屈折率をそれに適合するように調整しやすい等から好ましい。
【0015】
結着層には、粘着力等を調整するために熱硬化型樹脂を用いることができる。熱硬化型樹脂としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、グアナミン樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を用いることができる。これらの中でも、特に粘着力、塗料の粘度調整、透明性等からアクリル樹脂が好ましい。具体例としては、アクリル酸およびそのエステル、メタクリル酸およびそのエステル、アクリルアミド、アクリルニトリル等のアクリルモノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体、さらに、前記アクリルモノマーの少なくとも1種と、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン等の芳香族ビニルモノマーとの共重合体を挙げることができる。特に、粘着性を発現するエチレンアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等の主モノマー、凝集力成分となる酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、スチレン、メタクリレート、メチルアクリレート等のモノマー、さらに粘着力向上や、架橋化起点を付与するメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等の官能基含有モノマーからなる共重合体で、Tg(ガラス転移点)が−60〜−15℃の範囲にあり、重量平均分子量が20万〜100万の範囲にあるものが好ましい。Tgが−60℃以下では結着層が柔らかすぎて、埋め込まれたフィラー層に傷が付きやすくなる。Tgが−15℃以上では、フィラーの埋め込みが悪くなる。また、基体がプラスチックフィルムである場合には、硬化温度を高く設定することができない。特に、PET、TACを使用する場合は、使用する硬化樹脂は、100℃以下で硬化できることが望ましい。
【0016】
本発明で用いる放射線硬化型樹脂を硬化するには、例えば紫外線、電子線、X線などの放射線を照射すれば良いが、紫外線により硬化させる場合は、光重合開始剤を添加する必要がある。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン類、α−アミロキシムエステル、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類を混合して用いることができ、また、光増感剤として、n−ブチルアミン、トリエチルアミンなどを混合して用いることもできる。光重合開始剤の含有量としては、放射線硬化型樹脂に対し、0.1〜10重量%の範囲が良い。この範囲より多くても少なくても効果が悪くなる。また、熱硬化型樹脂の硬化剤としては、例えば金属キレート系、イソシアネート系、エポキシ系の架橋剤が必要に応じて1種あるいは2種以上混合されて用いられる。
【0017】
本発明において、放射線硬化型樹脂を硬化する前の結着層の粘着力(JIS Z0237による180度引き剥がし粘着力)が50〜3000g/25mm、放射線硬化後の粘着力が30g/25mm 以下になるように配合されていることが実用上好ましい。硬化前の粘着力が50g/25mm未満の場合は、フィラーが埋め込み難くなったり、埋め込んだフィラーが脱離したりする。逆に、粘着力が3000g/25mmを越えると、フィラーが過度に埋め込まれたり、形成されるフィラー層の表面に傷や圧痕が付き易くなる。また、硬化後の粘着力が30g/25mmを越えると、フィラー層表面に傷や圧痕が付き易くなったり、耐環境性が悪く、特に、高温高湿下において光学特性が変化するという問題が生ずるおそれがある。
【0018】
(3)フィラー
フィラーとしては、シリカ、アルミナ等の無機系の透明または白色顔料、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、テフロン等有機系の透明または白色顔料等を使用することができる。特にシリカ、アクリルビーズ、シリコーンビーズが好ましい。フィラーは、球状であることが望ましく、その真円度は、80%以上、より好ましくは90%以上が良い。球状フィラーは、埋め込み深さのばらつきが生じ難いというメリットもある。その平均粒子径(JIS B9921)は、1〜50μmが好適であり、3〜30μmであればより好ましく、さらに好ましくは3〜9μmが良い。また、良好なレンズ効果を得るには、粒径分布は狭い方が良く、単分散時に、最も良い効果が得られる。
【0019】
また、液晶ディスプレイに用いる場合等は屈折率の適合上、フィラーの屈折率は、1.45〜1.55の範囲にあることが望ましく、さらに、基体、結着層およびフィラーの各々の屈折率の差が0.30以下であることが好ましく、より好ましくは、0.15以下がよい。
【0020】
なお、本明細書では、「真円度」とは下記一般式(1)で定義される。
真円度=4πA/B2 …(1)
A:フィラー粒子の投影面積
B:フィラー粒子の周囲長
この真円度は、例えばフィラー粒子を透過型電子顕微鏡で撮影して投影像を得、それを画像解析装置(例えば日本アビオニクス社製、商品名:EXECLII)を用いて画像解析することにより得た上記A、Bから算出することができる。上式から明らかなように、真円度は粒子が真球に近づけば1に近くなり、不定形の場合はそれより小さな値となる。
【0021】
(4)他の層
他の層として、光の屈折率や透過性を調整するための調整層、または基体と結着層とを強固に接着させるための接着層等を設けてもよい。
【0022】
B.製造方法
次に、本発明のフィラーレンズの製造方法の具体例を示す。
「工程1:結着層の積層」
上記基体の片面または両面に、直接あるいは他の層を介して、上記粘着剤を、エアドクターコーティング、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、電着コーティング、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フレキソ印刷等の凸版印刷、ダイレクトグラビア印刷、オフセットグラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の塗布または印刷により、結着層として積層させる。特に、ロールコーターを使用するコーティングが、均一な層厚が得られることから好ましい。結着層の厚さは、埋め込むフィラーの平均粒子径の0.5〜2倍程度が好ましい。
【0023】
次いで、基体上の結着層にフィラーを付着させる。その方法としては、例えば、容器内に充填したフィラーを振動もしくは流動化エアーにより流動化させ、そのフィラーに基体をくぐらせたり、スプレーによりフィラーを結着層に吹き付けたりする方法が挙げられる。結着層にフィラーを付着させる目的は、後の加圧媒体によりフィラーを結着層に埋め込む工程において加圧媒体が結着層に付着することを防止することにあり、したがって、ここでは単にフィラーが結着層の表面全面に、結着層の粘着力によって高密度状態で付着していればよい。
【0024】
「工程2:結着層へのフィラーの埋め込み」
結着層の表面に付着させたフィラーを、加圧媒体を介して結着層に埋め込む。その方法としては、適当な容器に加圧媒体を投入し、容器ごと加圧媒体を振動させ、この中に、フィラーが結着層に付着した状態の基体を投入するか、あるいはくぐらせることにより、フィラーに外力を与える。すると、フィラーは加圧媒体により打撃され、結着層の表層に埋め込まれる。このような方法により、フィラーは、埋め込み深さが均一な状態で結着層から一部突出し、かつ全体に高密度に埋め込まれ、結着層中において積層せず単層の状態のフィラー層として形成される。なお、フィラーを埋め込むために与える外力としては、振動の他に、回転、落下等を採用してもよい。回転の場合には、回転容器や、内側に撹拌羽を有する容器等が用いられる。また、外力として落下を採用する場合には、Vブレンダー、タンブラー等が用いられる。
【0025】
ここで、フィラーの埋め込みに用いる加圧媒体を例示する。
加圧媒体は、上記のように振動等によりフィラーを打撃して結着層に埋め込む作用をなす粒状物であり、鉄、炭素鋼、合金鋼、銅および銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、その他の各種金属、合金からなるもの、あるいは、Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2 、SiC等のセラミックスからなるもの、さらには、ガラス、硬質プラスチックス等からなるものが用いられる。また、十分な打撃力を粉体に与えることができるのであれば、硬質のゴムを用いてもよい。いずれにしろ、加圧媒体の材質はフィラーの材質等に応じて適宜選択される。また、その形状は、フィラーに対する加圧力が均一になるように真球に近いものが好ましく、かつ全体の粒子分布がなるべく狭い方が好ましい。加圧媒体の粒子径としては、フィラーの材質やフィラーの埋め込み深さに応じて適宜選択されるが、概ね0.3〜2.0mm程度が好適である。
【0026】
また、フィラーの埋め込み深さは、結着層からのフィラーの剥離が抑えられ、かつ結着層の表面から突出して確実にレンズ効果が発現され得るために、結着層に、直径の10〜90%、好ましくは30〜90%、より好ましくは40〜70%埋め込まれていることが望ましく、レンズの光学特性に応じて、調整することが可能である。
【0027】
「工程3:結着層の硬化」
フィラーを埋め込んだ結着層に、紫外線、電子線等の放射線を照射して粘着剤を硬化する。上記フィラーの埋め込み工程までは、粘着剤が柔らかく、フィラーの埋め込み深さをコントロールしやすいことが好ましいが、フィラーを埋め込んだ後には、フィラーレンズの光学的特性を維持するために、高温高湿下においても熱流動を生じないように放射線硬化させる必要がある。
【0028】
「工程4:余剰フィラーの除去」
結着層硬化の工程の後は、余剰フィラーを除去する。余剰フィラーとは、例えば、結着層へ不完全に埋め込まれていたり、埋め込まれたフィラーにファンデルワールス力等の粒子間力によって付着しているだけのフィラー等を言い、このような余剰フィラーを、水洗浄やエアーブロー等による流体圧をフィラー層に与えることにより除去する。フィラーの粒子径が比較的小さい場合は、イオン交換水等を用いて湿式洗浄することが好ましい。
【0029】
【実施例】
次に、本発明をより具体化した実施例を説明する。なお、下記において部とは重量部を示す。
<実施例1>
透明基体として、厚さ80μmのトリアセチルセルロース(商品名:富士タックUVD80、富士写真フィルム社製、屈折率1.49)を用いた。このフィルムの片面上に、ディスパーにて15分間攪拌・混合した下記結着層用塗工液を、乾燥後の厚さが10μmになるようにリバースコーターで塗工、100℃で2分間乾燥し、結着層を形成した。
【0030】
[結着層用塗工液の配合]
・アクリル系粘着剤 100部
(商品名:SKダイン1852、全固形分23%エチルアセテート溶解液、綜研化学社製)
・イソシアネート系硬化剤 1.5部
(商品名:D−90、全固形分90%エチルアセテート溶解液、綜研化学社製)
・エポキシ系化合物 45部
(商品名:サイラキュアUVR−6110、ユニオンカーバイド(株)社製)
・アクリル系化合物 45部
トリペンタエリスリトールポリアクリレート
・光カチオン重合開始剤 2部
(商品名:サイラキュアUVI−6990、ユニオンカーバイド(株)社製)
・イソプロピルアルコール 5部
・メチルエチルケトン 210部
・エチルアセテート 650部
【0031】
次に、フィラーとして、粒子径が4.5μmの単分散で、屈折率1.45のメチルシリコーンからなるフィラーを用い、このフィラーを、底部からエアーを噴出する多孔板容器に投入した。その後、この容器を振動させ、振動と噴出エアーの相乗効果によって、フィラーを流動化させる。結着層を表面に形成した上記フィルムを適宜時間をかけてくぐらせ、結着層の表面にフィラーを付着させた。
【0032】
次いで、図2に示す加振装置により、結着層の表層にフィラーを埋め込んだ。この加振装置は、加振機構V上にセットされた容器C内に、加圧媒体、フィラーおよび上記フィルムが投入され、これら投入物を、加振機構Vで容器Cごと振動させることにより、フィルムの結着層にフィラーを埋め込むものである。
【0033】
容器Cは、硬質合成樹脂あるいは金属等の硬質材からなるもので、上部に開口部c1を有する碗状に形成されており、その底部c2の中央部には、上方に膨出して開口部c1と同程度の高さに達する柱状部c3が突設されている。一方、加振機構Vは、機台F上にコイルスプリングf1、f2を介して振動板f3が取り付けられ、振動板f3の上面中央部に上方に延びる垂直軸f4が突設され、振動板f3の下面中央部にモータf5が固定され、このモータf5の出力軸f6に重錘f7が偏心して取り付けられた構成となっている。容器Cは、振動板f3に置かれた状態で、柱状部c3の上端が垂直軸f4の上端に固定されることによりセットされ、モータf5が駆動されて重錘f7が回転すると加振されるようになっている。
【0034】
この加振装置の容器C内に、加圧媒体として粒子径が0.5mmの真球状ジルコニア球3kgを投入し、さらに、上記メチルシリコーンからなるフィラー30gを投入して両者を混合した。次に、加振装置を、容器Cが図2に示す状態から45度傾く状態に保持して容器Cを振動させながら、上記フィルムを、フィラーが付着された結着層側を上方に向くようにして容器Cの底を30cm/分の速度で移動させることにより加圧媒体中をくぐらせた。これによって、フィラーは振動する加圧媒体に打撃されて結着層の表層に埋め込まれ、フィラー層が形成される。
【0035】
次に、UVランプ出力120w/cmの集光型高圧水銀灯1灯を用いて、照射距離(ランプ中心から塗工面までの距離)10cm、処理速度(塗工基体側のUVランプに対する速度)5m/分で上記フィルムにUV照射を行い、塗工膜を硬化させた。次いで、イオン交換水を用いてフィラー層に水圧シャワーをかけてフィラー層を洗浄することにより余剰フィラーを除去し、この後、エアーブローにより全体を乾燥した。さらに、20〜40℃にて10日間エージングを行い、実施例1のフィラーレンズを得た。
【0036】
<実施例2>
結着層用塗工液におけるアクリル系化合物としてジペンタエリスリトールトリアクリレートを用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2のフィラーレンズを得た。
【0037】
<比較例1>
下記成分からなる混合物をサンドミルにて30分間分散することによって得られた塗料を、膜厚80μm、透過率92%からなる透明基体のトリアセチルセルロース(商品名:富士タックUVD80、富士写真フィルム社製、屈折率1.49)の片面上に、リバースコーティング方式にて塗布し、100℃で2分間乾燥後、120w/cm集光型高圧水銀灯1灯で紫外線照射を行い(照射距離10cm、照射時間30秒)、塗工膜を硬化させ、比較例1のフィラーレンズを得た。
・エポキシアクリレート系UV樹脂 95部
(商品名:KR−566、固形分95%溶液、旭電化社製)
・架橋アクリルビーズ顔料 10部
(商品名:MX150、粒径1.5μm±0.5、綜研化学社製)
・イソプロピルアルコール 230部
【0038】
<比較例2>
実施例1の結着層用塗工液の組成を下記に代え、紫外線照射の工程を除いた以外は実施例1と同様にして、比較例2のフィラーレンズを得た。
[結着層用塗工液の配合]
・アクリル系粘着剤 100部
(商品名:SKダイン811L、全固形分23%エチルアセテート溶解液、綜研化学社製)
・イソシアネート系硬化剤 1.5部
(商品名:D−90、全固形分90%エチルアセテート溶解液、綜研化学社製)
【0039】
1.フィラー層の観察
実施例1,2のフィラーレンズの平面および断面を、電子顕微鏡によって観察した。図3(a),(b),(c)は、それぞれ実施例1のフィラーレンズの平面を1000倍、2000倍、5000倍の倍率で撮影した顕微鏡写真、図4(a),(b)は、それぞれ実施例1のフィラーレンズの断面を2000倍、5000倍の倍率で撮影した顕微鏡写真である。また、図5(a),(b),(c)は、それぞれ実施例2のフィラーレンズの平面を1000倍、2000倍、5000倍の倍率で撮影した顕微鏡写真、図6(a),(b)は、それぞれ実施例2のフィラーレンズの断面を2000倍、5000倍の倍率で撮影した顕微鏡写真である。実施例1,2ともに、平面写真からわかるようにフィラーはほぼ均一に結着層中に密な状態で分散している。また、断面写真からわかるように、フィラーは、実施例1の場合は直径の70%程度が結着層に埋め込まれ、実施例2では直径の60%程度が埋め込まれた状態で、結着層の表面から一様に突出している。
【0040】
2.光拡散性試験
上記実施例1,2および比較例1,2のフィラーレンズについて、図7(a)に示すように光をフィルム1側から入射させた場合と図7(b)に示すように光をフィラー3側から入射させた場合の、全光線拡散透過率:T%と全光線拡散反射率:R%を、島津製作所製の分光光度計UV3100で積分球式を用いて測定した。
その測定方法は、全光線拡散透過率:T%については、図8(a)に示すように、入射光と基準白色板(硫酸マグネシウム)10との間にフィラーレンズLを介在させて前方に散乱した光の全光線拡散透過率を測定した。なお、図8(a)では図7(a)のようにフィルム側から光を入射させているが、図7(b)のようにフィラー側から光を入射させた場合も同様に行った。
また、全光線拡散反射率:R%は、まず、基準白色板(硫酸マグネシウム)に光をあてその後方に散乱した光の全光線拡散反射値を測定しその値を100とする。次に図8(b)に示すように、フィラーレンズLに光を入射して全光線拡散反射値を測定し、上記基準白色板の全光線拡散反射値との割合で算出した。なお、図8(b)では図7(a)のようにフィルム側から光を入射させているが、図7(b)のようにフィラー側から光を入射させた場合も同様に行った。この場合の測定波長は400〜700nmであり、測定値はこの波長領域の平均値で示した。
【0041】
次に、上記実施例1,2および比較例1,2のフィラーレンズを高温高湿(80℃,90%)条件下に3日間放置し、その後、上記と同様に光拡散性の試験を行い耐高温高湿性、すなわち、高温高湿下における信頼性の評価を行った。
【0042】
3.粘着力評価
各実施例および比較例における結着層用塗工液をPETフィルム上に塗布乾燥(乾燥塗布厚10μm)したもの用いて、JIS Z0237に基づいて粘着力を測定した。なお、評価は硬化前と硬化後(硬化条件は実施例1と同様)のそれぞれについて実施した。
これらの結果を、表1に示す。
【0043】
【表1】
【0044】
表1によれば、フィラーを樹脂中に分散させた比較例1においては、光がフィルム側とフィラー側のいずれから入射しても、全光線拡散透過率は約91%、全光線拡散反射率は約26%と差はみられなかった。一方、実施例1,2および比較例2の光散乱性は、光の入射方向がフィルム側からとフィラー側からとで差が認められた。光がフィルム側から入射する場合には、全光線拡散透過率が比較例1より低いが、全光線拡散反射率は高く、また、光がフィラー側から入射する場合には、全光線拡散透過率がきわめて高く、逆に全光線拡散反射率は低かった。
【0045】
また、高温高湿下に放置後、実施例1,2および比較例1の光散乱性には、ほとんど変化が見られなかったが、結着層の粘着剤を硬化させていない比較例2については、光がフィルム側から入射する場合の全光線拡散透過率が上昇し、一方、全光線拡散反射率が低下した。すなわち、本発明の製造法によれば、光の入射方向が表裏いずれであるかによって光散乱性が異なるレンズ効果が認められ、かつ高温高湿下においても特定の光散乱性を保持し続けるフィラーレンズを得ることが可能である。
【0046】
例えば、透過型の液晶ディスプレイに用いる場合、図9(a)に示すように、液晶パネル20とバックライト21との間に、光拡散板として、本発明のフィラーレンズLのフィルム1を液晶パネル20側に向けて配置すると、バックライト21の光の透過率がきわめて高く、これに加えてディスプレイの前面側(図で上側)から入射する太陽光や電灯光は反射しやすい状態となる。したがって、液晶パネル20を照明する光量がきわめて多くなり、液晶画像の鮮明化ならびに節電効果を得ることができる。また、図9(b)に示すように、液晶パネル20の前面側にフィルム1を前方に向けて配置すると、バックライト21の透過率が高いことから、視野角がきわめて広い光拡散レンズとして使用することができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、結着層の表面から一部が突出する状態にフィラーを結着層表層に埋め込んであるため、フィラーのレンズ効果が十分発現され、さらに、結着層の粘着剤が硬化していることから、この光学特性を高温高湿条件下においても保持し続けるフィラーレンズの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィラーレンズの一例を模式的に示す断面図である。
【図2】本発明のフィラーレンズを製造するにあたって好適な加振装置の正面断面図である。
【図3】本発明の実施例1のフィラーレンズの平面を(a)1000倍、(b)2000倍、(c)5000倍で示す顕微鏡写真である。
【図4】本発明の実施例1のフィラーレンズの断面を(a)2000倍、(b)5000倍で示す顕微鏡写真である。
【図5】本発明の実施例2のフィラーレンズの平面を(a)1000倍、(b)2000倍、(c)5000倍で示す顕微鏡写真である。
【図6】本発明の実施例2のフィラーレンズの断面を(a)2000倍、(b)5000倍で示す顕微鏡写真である。
【図7】フィラーレンズに対する光散乱性を説明するための図であって、全光線拡散透過率と全光線拡散反射率を示す模式図である。
【図8】光散乱性の測定方法を説明するための図であって、(a)全光線拡散透過率、(b)全光線拡散反射率の測定方法を示す模式図である。
【図9】(a)、(b)はそれぞれ本発明のフィラーレンズを液晶ディスプレイに適用した例を模式的に示す断面図である。
【図10】従来のフィラーレンズの一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
1…フィルム(基体)、2…結着層、3…フィラー、3A…フィラー層、L…フィラーレンズ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a filler lens that is suitably used for displays such as LCD, EL, FED, and the like, and in particular, exhibits excellent effects in preventing luminance unevenness and improving contrast in these displays.
[0002]
[Prior art]
In recent years, displays such as LCD, EL, and FED have been remarkably developed. In particular, LCDs are widespread in various fields such as notebook personal computers and portable terminals, and there are high expectations for the future. This LCD is divided into a reflective type and a transmissive type by taking in light to illuminate the liquid crystal panel.BroadIs done. In the reflective type, a reflective plate with a highly reflective aluminum film or the like is disposed on the back surface of the liquid crystal panel, and external light incident from the display surface side is reflected by the reflective plate to illuminate the liquid crystal panel to obtain a liquid crystal image. On the other hand, the transmission type is a method in which the liquid crystal panel is illuminated by a backlight unit disposed on the back surface of the liquid crystal panel. In the reflective type, the background color is paper white with a medium that diffuses light appropriately between the liquid crystal panel and the reflector to prevent the aluminum ground color from deteriorating the contrast. It is done to approach. A transmissive backlight unit generally includes a light source such as an acrylic light guide plate having a cold cathode tube and a light diffusing plate that diffuses the light from the light source. It is configured to illuminate.
[0003]
As described above, a light diffusing medium (hereinafter referred to as a light diffuser) is generally used regardless of whether the reflection type or the transmission type is used. Examples of the light diffuser include a laminate of a binder resin in which a light diffusing filler is dispersed on one surface of a transparent resin film. Such a conventional light diffuser has been manufactured by a method in which a filler is dispersed in a solution in which a solvent is mixed with a binder resin to form a paint, and this paint is applied on a film with a spray or a coater. FIG. 10 schematically shows a light diffuser obtained by such a manufacturing method. A binding
[0004]
The total light diffusing transmittance and total light diffusing reflectance of the above-mentioned conventional light diffuser show almost the same value with no significant difference in the direction of incident light between the filler side and the film side. It can be seen that the light diffusivity is the same, that is, there is no directivity regardless of the incident direction of light. The reason for this is that the filler is completely embedded in the binder layer, and the filler is overlapped in the thickness direction to form a multilayer, or the surface shape is rough when the packing density of the filler is rough. For example, it becomes a relatively sine curve (sine curve).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present inventors have intensively studied to produce a filler lens having a structure in which a filler is embedded so that a part of the surface of the binder layer protrudes and the protruding filler becomes a fine lens. As a result, a method of embedding the filler in the binder layer by hitting the filler with an external force through a pressurized medium has been developed, and a filler lens that exhibits directional light diffusivity has been produced.
[0006]
However, in the above filler lens, since the adhesive of the binder layer is held in a flexible state when the filler is embedded, the filler is embedded by heat flow of the adhesive, particularly under high temperature and high humidity. The state has changed, and it has been difficult to maintain the reliability of optical characteristics, that is, specific optical characteristics.
[0007]
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for producing a filler lens in which the lens effect of the filler is sufficiently expressed and this optical property is maintained even under high temperature and high humidity conditions. It is said.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a filler lens of the present invention includes a base, a binding layer containing at least a radiation curable resin laminated directly or via another layer on the base, and a surface layer of the binding layer. A method for producing a filler lens comprising a filler layer embedded in a state in which a part protrudes from the surface of the adhesion layer, wherein the binder layer is laminated on the substrate directly or via another layer When,GranularA step of embedding the filler in the binder layer by applying an external force through the pressurizing medium, a step of curing the binder layer, and a step of removing excess filler adhering to the laminate obtained in the above step It is characterized by comprising. As a specific method of embedding the filler in the binder layer, a form in which the pressurized medium strikes the filler and embeds it in the binder layer by vibrating the granular pressurized medium can be mentioned.
[0009]
According to the method for manufacturing a filler lens of the present invention, the filling depth of the filler is made uniform, the filler is arranged in a high density in the surface direction, a single layer is formed on the surface of the binding layer, and a part of the filler is the binding layer. It is possible to manufacture a filler lens having a configuration embedded so as to protrude from the surface. Furthermore, since the adhesive of the binder layer in which the filler is embedded is cured in this filler lens, the thermal characteristics of the adhesive do not occur even under high temperature and high humidity conditions, and the optical characteristics of the filler lens are improved. It can be kept constant.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a filler lens obtained by the manufacturing method of the present invention. In this filler lens L, the
[0011]
Hereinafter, the constituent material and manufacturing method suitable for the filler lens obtained by the present invention will be described.
A. Constituent material
(1) Base
As the substrate used in the present invention, a known transparent film can be used. Specifically, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), triacetyl cellulose (TAC), polyarate, polyimide, polyether, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, cellophane, aromatic polyamide, polyethylene, polypropylene, Various resin films made of polyvinyl alcohol or the like can be suitably used. The substrate of the present invention is not limited to such a film, and a sheet-like member made of a glass material such as quartz glass and soda glass can be used in addition to the hard plate made of the resin and the resin plate.
[0012]
The substrate may be a non-transparent material as long as it transmits light. However, when used in a liquid crystal display, the refractive index (JIS K-7142) is 1.45 to suit the refractive index. A transparent substrate in the range of 1.55 is desirable. Specific examples include acrylic resin films such as triacetyl cellulose (TAC) and polymethyl methacrylate. The higher the transparency of these transparent substrates, the better. However, the light transmittance (JIS C-6714) is 80% or more, more preferably 90% or more, and the haze (JIS K7105) is 1.0 or less. More preferably, it is 0.5 or less. When the transparent substrate is used for a small and light liquid crystal display, the transparent substrate is more preferably a film. Regarding the thickness of the transparent base material, it is desirable that the thickness is thin from the viewpoint of weight reduction, but considering the productivity, it is preferable to use a material having a thickness in the range of 1 to 5 mm.
[0013]
(2) Binder layer
The binder layer in the present invention contains at least a radiation (ultraviolet ray, electron beam, etc.) curable resin. A curing agent such as a crosslinking agent and a polymerization initiator, a polymerization accelerator, a solvent, a viscosity modifier and the like can be added to such a resin as necessary, and these may be used alone or in combination..
[0014]
Specific examples of radiation curable resins include polyester resins, polyether resins, acrylic resins, epoxy resins, alkyd resins, polybutadiene resins, spirol acetal resins, urethane resins, polyfunctional compounds (meth) acrylates such as polyhydric alcohols. Examples of such oligomers or prepolymers and reactive diluents include monofunctional monomers and polyfunctional monomers such as ethyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, methylstyrene, and N-vinylpyrrolidone. In particular, an acrylic resin is preferable because it has good transparency, is excellent in water resistance, heat resistance, light resistance, and the like, has an adhesive force, and when used in a liquid crystal display, the refractive index can be easily adjusted to suit it.
[0015]
A thermosetting resin can be used for the binder layer in order to adjust the adhesive force and the like. Thermosetting resins include acrylic resin, phenol resin, melamine resin, polyurethane resin, urea resin, diallyl phthalate resin, guanamine resin, unsaturated polyester resin, amino alkyd resin, melamine-urea co-condensation resin, guanamine resin, silicon resin Polysiloxane resin or the like can be used. Among these, acrylic resins are particularly preferable from the viewpoints of adhesive strength, viscosity adjustment of paint, transparency and the like. Specific examples include acrylic acid and esters thereof, methacrylic acid and esters thereof, homopolymers or copolymers of acrylic monomers such as acrylamide and acrylonitrile, and at least one of the acrylic monomers, vinyl acetate, Mention may be made of copolymers with aromatic vinyl monomers such as maleic anhydride and styrene. In particular, main monomers such as ethylene acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate that exhibit adhesiveness, monomers such as vinyl acetate, acrylonitrile, acrylamide, styrene, methacrylate, and methyl acrylate, which are cohesive components, Contains functional groups such as methacrylic acid, acrylic acid, itaconic acid, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminomethyl methacrylate, acrylamide, methylol acrylamide, glycidyl methacrylate, maleic anhydride, etc. It is a copolymer composed of monomers, Tg (glass transition point) is in the range of −60 to −15 ° C., and the weight average molecular weight is in the range of 200,000 to 1,000,000. Preference is. When Tg is −60 ° C. or lower, the binder layer is too soft, and the embedded filler layer is easily damaged. When Tg is −15 ° C. or higher, embedding of the filler is deteriorated.Further, when the substrate is a plastic film, the curing temperature cannot be set high. In particular, when PET or TAC is used, it is desirable that the cured resin to be used can be cured at 100 ° C. or lower.
[0016]
In order to cure the radiation curable resin used in the present invention, for example, irradiation with ultraviolet rays, electron beams, X-rays or the like may be performed. However, when curing with ultraviolet rays, it is necessary to add a photopolymerization initiator. As a photopolymerization initiator, benzophenones, α-amyloxime ester, Michler benzoyl benzoate, tetramethylthiuram monosulfide, thioxanthones can be mixed and used, and as a photosensitizer, n-butylamine, Triethylamine or the like can also be mixed and used. The content of the photopolymerization initiator is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight with respect to the radiation curable resin. Even if it is more or less than this range, the effect becomes worse. Further, as the curing agent for the thermosetting resin, for example, a metal chelate-based, isocyanate-based, or epoxy-based crosslinking agent may be used alone or in combination as required.
[0017]
In the present invention, the adhesive strength (180 degree peel adhesive strength according to JIS Z0237) of the binder layer before curing the radiation curable resin is 50 to 3000 g / 25 mm, and the adhesive strength after radiation curing is 30 g / 25 mm or less. It is practically preferable that they are blended as described above. When the adhesive strength before curing is less than 50 g / 25 mm, the filler becomes difficult to be embedded or the embedded filler is detached. On the other hand, when the adhesive strength exceeds 3000 g / 25 mm, the filler is embedded excessively, or the surface of the formed filler layer is likely to be damaged or indented. Further, if the adhesive strength after curing exceeds 30 g / 25 mm, the filler layer surface is likely to be scratched or indented, and the environmental resistance is poor, and in particular, the optical properties change under high temperature and high humidity. There is a fear.
[0018]
(3) Filler
As the filler, use an inorganic transparent or white pigment such as silica or alumina, an organic transparent or white pigment such as acrylic resin, polystyrene resin, polyethylene resin, epoxy resin, silicone resin, polyvinylidene fluoride, or Teflon. Can do. In particular, silica, acrylic beads, and silicone beads are preferable. The filler is preferably spherical, and its roundness is 80% or more, more preferably 90% or more. Spherical fillers also have the merit that variations in embedding depth hardly occur. The average particle size (JIS B9921) is preferably 1 to 50 μm, more preferably 3 to 30 μm, and even more preferably 3 to 9 μm. In order to obtain a good lens effect, it is better that the particle size distribution is narrow, and the best effect is obtained at the time of monodispersion.
[0019]
In addition, when used for a liquid crystal display or the like, the refractive index of the filler is preferably in the range of 1.45 to 1.55 for the suitability of the refractive index, and further, the refractive index of each of the substrate, the binder layer and the filler. Is preferably 0.30 or less, and more preferably 0.15 or less.
[0020]
In this specification, “roundness” is defined by the following general formula (1).
Roundness = 4πA / B2 ... (1)
A: Projection area of filler particles
B: Perimeter length of filler particles
This roundness was obtained, for example, by photographing a filler particle with a transmission electron microscope to obtain a projection image, and analyzing the image using an image analysis apparatus (for example, product name: EXECLII manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.). It can be calculated from the above A and B. As is apparent from the above equation, the roundness is close to 1 when the particle is close to a true sphere, and is smaller than that when the particle is indefinite.
[0021]
(4) Other layers
As another layer, an adjustment layer for adjusting the refractive index and transmittance of light, an adhesive layer for firmly bonding the substrate and the binder layer, or the like may be provided.
[0022]
B. Production method
Next, the specific example of the manufacturing method of the filler lens of this invention is shown.
"Step 1: Lamination of binder layer"
Apply the above adhesive directly or through other layers on one or both sides of the substrate, air doctor coating, blade coating, knife coating, reverse coating, transfer roll coating, gravure roll coating, kiss coating, cast coating, spray Coating, slot orifice coating, calendar coating, electrodeposition coating, dip coating, die coating, etc., relief printing such as flexographic printing, intaglio printing such as direct gravure printing, offset gravure printing, lithographic printing such as offset printing, screen printing The binder layer is laminated by coating or printing such as stencil printing. In particular, a coating using a roll coater is preferable because a uniform layer thickness can be obtained. The thickness of the binder layer is preferably about 0.5 to 2 times the average particle diameter of the filler to be embedded.
[0023]
Next, a filler is attached to the binding layer on the substrate. Examples of the method include a method in which a filler filled in a container is fluidized by vibration or fluidized air, and a substrate is passed through the filler, or a filler is sprayed on a binder layer by spraying. The purpose of adhering the filler to the binder layer is to prevent the pressurizing medium from adhering to the binder layer in the step of embedding the filler in the binder layer by the subsequent pressurizing medium. May be attached to the entire surface of the binder layer in a high density state by the adhesive force of the binder layer.
[0024]
“Step 2: Embedding of filler in the binder layer”
The filler adhered to the surface of the binding layer is embedded in the binding layer through a pressure medium. As the method, the pressurized medium is put into a suitable container, the pressurized medium is vibrated together with the container, and the substrate with the filler attached to the binder layer is put in or passed through. Apply external force to the filler. Then, the filler is struck by a pressurized medium and embedded in the surface layer of the binding layer. By such a method, the filler is bonded to the binder layer with a uniform embedding depth.Part fromIt protrudes and is embedded at a high density throughout, and is formed as a single filler layer without being laminated in the binder layer. As an external force applied for embedding the filler, rotation, dropping, or the like may be employed in addition to vibration. In the case of rotation, a rotating container or a container having a stirring blade inside is used. In addition, when adopting a drop as an external force, a V blender, a tumbler or the like is used.
[0025]
Here, the pressurization medium used for embedding a filler is illustrated.
The pressurizing medium is a granular material that acts to hit the filler by vibration or the like and embed it in the binder layer as described above. Iron, carbon steel, alloy steel, copper and copper alloy, aluminum and aluminum alloy, other Made of various metals and alloys, or Al2O3, SiO2TiO2, ZrO2 Those made of ceramics such as SiC, and those made of glass, hard plastics and the like are used. Further, hard rubber may be used as long as a sufficient striking force can be applied to the powder. In any case, the material of the pressure medium is appropriately selected according to the material of the filler. The shape is preferably close to a true sphere so that the pressure applied to the filler is uniform, and the overall particle distribution is preferably as narrow as possible. The particle diameter of the pressurizing medium is appropriately selected according to the filler material and the filler embedding depth, but is preferably about 0.3 to 2.0 mm.
[0026]
The filler embedding depth is such that the peeling of the filler from the binder layer is suppressed, and the lens effect can be reliably expressed by protruding from the surface of the binder layer. 90%, preferably 30 to 90%, more preferably 40 to 70% is desirably embedded, and can be adjusted according to the optical characteristics of the lens.
[0027]
"Step 3: Curing the binder layer"
The adhesive layer is cured by irradiating the binder layer embedded with the filler with radiation such as ultraviolet rays and electron beams. Up to the filler embedding process, it is preferable that the adhesive is soft and the embedding depth of the filler is easy to control, but after embedding the filler, in order to maintain the optical characteristics of the filler lens, It is necessary to cure by radiation so as not to cause heat flow.
[0028]
“Process 4: Removal of excess filler”
After the binder layer curing step, excess filler is removed. The surplus filler is, for example, a filler that is imperfectly embedded in the binder layer, or only adhered to the embedded filler by interparticle forces such as van der Waals force. Is removed by applying fluid pressure to the filler layer by water washing or air blow. When the particle diameter of the filler is relatively small, it is preferable to perform wet cleaning using ion exchange water or the like.
[0029]
【Example】
Next, an embodiment that further embodies the present invention will be described. In the following, “part” means “part by weight”.
<Example 1>
As the transparent substrate, triacetyl cellulose (trade name: Fuji Tac UVD80, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., refractive index 1.49) having a thickness of 80 μm was used. On one side of this film, the following binder layer coating solution stirred and mixed with a disper for 15 minutes was coated with a reverse coater so that the thickness after drying was 10 μm, and dried at 100 ° C. for 2 minutes. A binding layer was formed.
[0030]
[Composition of binder layer coating solution]
・ 100 parts acrylic adhesive
(Product name: SK Dyne 1852, total solid content 23% ethyl acetate solution, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
・ Isocyanate curing agent 1.5 parts
(Product name: D-90, 90% total solid ethyl acetate solution, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
・ Epoxy compound 45 parts
(Product name: Cyracure UVR-6110, manufactured by Union Carbide Corp.)
・ Acrylic compound 45 parts
Tripentaerythritol polyacrylate
・ Photo
(Product name: Cyracure UVI-6990, manufactured by Union Carbide Corp.)
・ Isopropyl alcohol 5 parts
・ Methyl ethyl ketone 210 parts
・ 650 parts of ethyl acetate
[0031]
Next, as a filler, a filler made of methyl silicone having a monodisperse particle diameter of 4.5 μm and a refractive index of 1.45 was used, and this filler was put into a perforated plate container that ejects air from the bottom. Thereafter, the container is vibrated, and the filler is fluidized by the synergistic effect of the vibration and the blown air. The above-mentioned film having the binding layer formed on the surface was appropriately passed over time, and a filler was attached to the surface of the binding layer.
[0032]
Subsequently, the filler was embedded in the surface layer of the binder layer by the vibration apparatus shown in FIG. In this vibration apparatus, a pressurized medium, a filler, and the film are placed in a container C set on the vibration mechanism V, and the charged material is vibrated together with the container C by the vibration mechanism V. A filler is embedded in the binding layer of the film.
[0033]
The container C is made of a hard material such as hard synthetic resin or metal, and is formed in a bowl shape having an opening c1 at the top, and bulges upward at the center of the bottom c2 to open the opening c1. A columnar portion c3 that reaches the same height as the projection is provided. On the other hand, in the vibration mechanism V, a diaphragm f3 is mounted on a machine base F via coil springs f1 and f2, and a vertical shaft f4 extending upward is projected from the center of the upper surface of the diaphragm f3, so that the diaphragm f3 is provided. The motor f5 is fixed to the center of the lower surface of the motor, and the weight f7 is eccentrically attached to the output shaft f6 of the motor f5. The container C is set by fixing the upper end of the columnar part c3 to the upper end of the vertical axis f4 while being placed on the diaphragm f3, and is excited when the motor f5 is driven to rotate the weight f7. It is like that.
[0034]
3 kg of spherical zirconia spheres having a particle diameter of 0.5 mm as a pressurizing medium are put into the container C of this vibration apparatus, andMade of methyl silicone30 g of filler was added and both were mixed. Next, the vibrating device is held in a state where the container C is inclined 45 degrees from the state shown in FIG. 2 and the container C is vibrated, so that the film faces the binding layer to which the filler is attached upward. Then, the bottom of the container C was moved at a speed of 30 cm / min to pass through the pressurized medium. As a result, the filler is struck by the vibrating pressurized medium and embedded in the surface layer of the binding layer to form a filler layer.
[0035]
Next, using one condensing high-pressure mercury lamp with a UV lamp output of 120 w / cm, the irradiation distance (distance from the lamp center to the coating surface) is 10 cm, the processing speed (speed relative to the UV lamp on the coating substrate side) is 5 m / In minutes, the film was irradiated with UV to cure the coating film. Next, the filler layer was washed by applying a water pressure shower to the filler layer using ion-exchanged water to remove excess filler, and then the whole was dried by air blowing. Further, aging was performed at 20 to 40 ° C. for 10 days to obtain a filler lens of Example 1.
[0036]
<Example 2>
A filler lens of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that dipentaerythritol triacrylate was used as the acrylic compound in the coating liquid for the binder layer.
[0037]
<Comparative Example 1>
A paint obtained by dispersing a mixture of the following components in a sand mill for 30 minutes was converted to triacetyl cellulose (trade name: Fujitac UVD80, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) with a film thickness of 80 μm and a transmittance of 92%. , With a refractive index of 1.49), applied by a reverse coating method, dried at 100 ° C. for 2 minutes, and then irradiated with ultraviolet light with one 120 w / cm condensing high-pressure mercury lamp (
・ 95 parts of epoxy acrylate UV resin
(Product name: KR-566, 95% solid content solution, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.)
・ 10 parts of crosslinked acrylic bead pigment
(Product name: MX150, particle size 1.5 μm ± 0.5, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
・ Isopropyl alcohol 230 parts
[0038]
<Comparative example 2>
A filler lens of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the binder layer coating liquid of Example 1 was changed to the following and the ultraviolet irradiation step was omitted.
[Composition of binder layer coating solution]
・ 100 parts acrylic adhesive
(Product name: SK Dyne 811L, total solid content 23% ethyl acetate solution, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
・ Isocyanate curing agent 1.5 parts
(Product name: D-90, 90% total solid ethyl acetate solution, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.)
[0039]
1. Observation of filler layer
The plane and cross section of the filler lenses of Examples 1 and 2 were observed with an electron microscope. 3 (a), (b), and (c) are micrographs taken at 1000, 2000, and 5000 times, respectively, of the plane of the filler lens of Example 1, and FIGS. 4 (a) and 4 (b). These are the microscope pictures which each image | photographed the cross section of the filler lens of Example 1 with the magnification of 2000 times and 5000 times. 5 (a), (b), and (c) are micrographs taken at 1000, 2000, and 5000 times, respectively, of the plane of the filler lens of Example 2, and FIGS. b) are micrographs obtained by photographing the cross section of the filler lens of Example 2 at a magnification of 2000 times and 5000 times, respectively. In both Examples 1 and 2, as can be seen from the planar photographs, the filler is almost uniformly dispersed in the binder layer in a dense state. As can be seen from the cross-sectional photograph, in the case of Example 1, about 70% of the diameter is embedded in the binding layer, and in Example 2, the filler is embedded in the state where about 60% of the diameter is embedded. It protrudes uniformly from the surface.
[0040]
2. Light diffusivity test
With respect to the filler lenses of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, when the light is incident from the
The measurement method is as follows. With respect to the total light diffusion transmittance: T%, as shown in FIG. 8A, a filler lens L is interposed between the incident light and the reference white plate (magnesium sulfate) 10 in the forward direction. The total light diffuse transmittance of the scattered light was measured. In FIG. 8 (a), light is incident from the film side as shown in FIG. 7 (a), but the same process was performed when light was incident from the filler side as shown in FIG. 7 (b).
Further, the total light diffuse reflectance: R% is determined by measuring the total light diffuse reflection value of light scattered on the reference white plate (magnesium sulfate) and scattered backward, and set the value to 100. Next, as shown in FIG. 8B, light was incident on the filler lens L, the total light diffuse reflection value was measured, and the ratio was calculated with respect to the total light diffuse reflection value of the reference white plate. In FIG. 8B, light is incident from the film side as shown in FIG. 7A, but the same process was performed when light was incident from the filler side as shown in FIG. 7B. The measurement wavelength in this case was 400 to 700 nm, and the measurement value was shown as an average value in this wavelength region.
[0041]
Next, the filler lenses of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were left under high temperature and high humidity (80 ° C., 90%) conditions for 3 days, and then a light diffusivity test was performed in the same manner as above. High temperature and high humidity resistance, that is, reliability under high temperature and high humidity was evaluated.
[0042]
3. Adhesive strength evaluation
Adhesive strength was measured based on JIS Z0237 using the coating liquid for binding layers in each Example and Comparative Example, which was applied and dried on a PET film (dry coating thickness: 10 μm). The evaluation was performed before and after curing (curing conditions are the same as in Example 1).
These results are shown in Table 1.
[0043]
[Table 1]
[0044]
According to Table 1, in Comparative Example 1 in which the filler was dispersed in the resin, the total light diffusion transmittance was about 91% regardless of whether the light was incident from the film side or the filler side. There was no difference of about 26%. On the other hand, in the light scattering properties of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2, a difference was observed between the light incident direction from the film side and the filler side. When light is incident from the film side, the total light diffuse transmittance is lower than that of Comparative Example 1, but the total light diffuse reflectance is high, and when light is incident from the filler side, the total light diffuse transmittance is high. However, the total light diffuse reflectance was low.
[0045]
Further, after leaving under high temperature and high humidity, the light scattering properties of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were hardly changed, but Comparative Example 2 in which the adhesive of the binder layer was not cured. The total light diffuse transmittance increased when light was incident from the film side, while the total light diffuse reflectance decreased. In other words, according to the production method of the present invention, a filler effect in which light scattering properties are different depending on whether the incident direction of light is front or back, and keeps specific light scattering properties even under high temperature and high humidity. It is possible to obtain a lens.
[0046]
For example, when used in a transmissive liquid crystal display, the
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the filler is embedded in the binding layer surface layer in a state in which a part protrudes from the surface of the binding layer, the lens effect of the filler is sufficiently expressed, and further, the binding Since the adhesive of the layer is cured, it is possible to provide a method for producing a filler lens that keeps this optical property even under high temperature and high humidity conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a filler lens of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of a vibration exciter suitable for producing the filler lens of the present invention.
3 is a photomicrograph showing the plane of the filler lens of Example 1 of the present invention at (a) 1000 times, (b) 2000 times, and (c) 5000 times. FIG.
4 is a photomicrograph showing the cross section of the filler lens of Example 1 of the present invention at (a) 2000 times and (b) 5000 times. FIG.
5 is a photomicrograph showing the plane of the filler lens of Example 2 of the present invention at (a) 1000 times, (b) 2000 times, and (c) 5000 times. FIG.
6 is a photomicrograph showing the cross section of the filler lens of Example 2 of the present invention at (a) 2000 times and (b) 5000 times. FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining light scattering properties with respect to a filler lens, and is a schematic diagram showing total light diffuse transmittance and total light diffuse reflectance.
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining a method for measuring light scattering properties, and are schematic diagrams showing a method for measuring (a) total light diffuse transmittance and (b) total light diffuse reflectance. FIGS.
9A and 9B are cross-sectional views schematically showing an example in which the filler lens of the present invention is applied to a liquid crystal display.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a conventional filler lens.
[Explanation of symbols]
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