JP7414397B2 - 光拡散フィルム - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係る光拡散フィルムは、フィルム内に、屈折率が相対的に低い領域中に屈折率が相対的に高い複数の領域を備えた内部構造を有する。
本実施形態に係る光拡散フィルムは、1個または2個の重合性官能基を有する高屈折率成分と、当該高屈折率成分よりも低い屈折率を有するとともに、1個または2個の重合性官能基を有する低屈折率成分と、3個以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーとを含有する光拡散フィルム用組成物を硬化させてなるものである。
(1)光拡散フィルム用組成物
(1-1)高屈折率成分
本実施形態における光拡散フィルム用組成物は、1個または2個の重合性官能基を有する高屈折率成分を含有する。光拡散フィルム用組成物がこのような高屈折率成分を含有することにより、当該光拡散フィルム用組成物は、前述した内部構造を良好に形成することができるとともに、所望の光拡散性を発揮するものとなる。
(上記一般式(1)中、R1~R10は、それぞれ独立しており、R1~R10の1個または2個は、下記一般式(2)で表される置換基であり、残りは、水素原子、水酸基、カルボキシル基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基およびハロゲン原子のいずれかの置換基である。)
(上記一般式(2)中、R11は、水素原子またはメチル基であり、炭素数nは1~4の整数であり、繰り返し数mは1~10の整数である。)
本実施形態における光拡散フィルム用組成物は、高屈折率成分よりも低い屈折率を有するとともに、1個または2個の重合性官能基を有する低屈折率成分を含有する。光拡散フィルム用組成物がこのような低屈折率成分を含有することにより、当該光拡散フィルム用組成物は、前述した内部構造を良好に形成することができるとともに、所望の光拡散性を発揮するものとなる。
本実施形態における光拡散フィルム用組成物は、3個以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーを前述した含有量で含有する。光拡散フィルム用組成物がこのような多官能性モノマーを含有することにより、得られる光拡散フィルムが比較的高い弾性を有するものとなり、光拡散フィルムを製造する際における打痕の発生や、光拡散フィルムをその他の部材に積層する際における潰れの発生を抑制することが可能となる。なお、光拡散フィルム用組成物中における上記多官能性モノマーの含有量は、前述した通りである。
本実施形態における光拡散フィルム用組成物は、前述した成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、例えば、光重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、重合促進剤、重合禁止剤、赤外線吸収剤、可塑剤、希釈溶剤、およびレベリング剤等が挙げられる。
本実施形態における光拡散フィルム用組成物は、前述した高屈折率成分、低屈折率成分および多官能性モノマー、並びに、所望により光重合開始剤等のその他の添加剤を均一に混合することで調整することができる。
次に、本実施形態に係る光拡散フィルムの内部構造について、より詳細に説明する。本実施形態に係る光拡散フィルムは、フィルム内に、屈折率が相対的に低い領域中に屈折率が相対的に高い複数の領域を備えた内部構造を有する。より具体的には、本実施形態に係る光拡散フィルムは、屈折率が相対的に低い領域中に、屈折率が相対的に高い複数の領域が、フィルム膜厚方向に、所定の長さで延在する内部構造を有する。なお、ここにおける内部構造は、屈折率が相対的に高い領域がフィルム膜厚方向に延在してなるものである点で、一方の相が他方の相中に明確な規則性なく存在してなる相分離構造や、海成分中にほぼ球状の島成分が存在してなる海島構造とは区別されるものである。
図1は、上述したカラム構造を概略的に示した斜視図である。図1に示されるように、カラム構造113では、屈折率が相対的に高い柱状物112が厚さ方向に複数林立し、その周囲を、屈折率が相対的に低い領域114を埋める構造となっている。なお、図1では、柱状物112が、カラム構造113内の厚さ方向全域に存在するものとして描かれているものの、カラム構造113の厚さ方向の上端部および下端部の少なくとも一方に、柱状物112が存在しないものとなっていてもよい。
図2は、前述したルーバー構造を概略的に示した斜視図である。図2に示されるように、ルーバー構造123では、屈折率が相対的に高い板状領域122が、フィルム面に沿った一方向に交互に配置しており、それらの間を、屈折率が相対的に低い領域124が埋める構造となっている。なお、図2では、板状領域122が、ルーバー構造123内の厚さ方向全域に存在するものとして描かれているものの、ルーバー構造123の厚さ方向の上端部および下端部の少なくとも一方に、板状領域122が存在しないものとなっていてもよい。
本実施形態に係る光拡散フィルムの内部構造は、上述したカラム構造113およびルーバー構造123以外の構造を有していてもよい。例えば、光拡散フィルムは、内部構造として、上述したカラム構造113における柱状物112が、光拡散フィルムの厚さ方向の途中において屈曲してなる構造を有していてもよい。また、光拡散フィルムは、内部構造として、上述したルーバー構造123における柱状物112が、光拡散フィルムの厚さ方向の途中において屈曲してなる構造を有していてもよい。あるいは、本実施形態に係る光拡散フィルムは、カラム構造113およびルーバー構造123や、上述した屈曲を有する構造を任意の組み合わせで積層してなる内部構造を有したものであってもよい。
(1)押込弾性率
本実施形態に係る光拡散フィルムの23℃における押込弾性率は、下限値として、30MPa以上であることが好ましく、特に50MPa以上であることが好ましく、さらには100MPa以上であることが好ましい。押込弾性率の下限値が上記範囲であることで、光拡散フィルムにおける打痕や潰れの発生を効果的に抑制することが可能となる。また、上記押込弾性率は、上限値として、5000MPa以下であることが好ましく、特に1000MPa以下であることが好ましく、さらには300MPa以下であることが好ましい。押込弾性率の上限値が上記範囲であることで、光拡散フィルムが適度な柔軟性を有するものとなり、光拡散フィルムの所望のハンドリング性を有し易いものとなる。なお、上記押込弾性率の測定方法の詳細は、後述する試験例に記載の通りである。
本実施形態に係る光拡散フィルムの厚さは、下限値として、20μm以上であることが好ましく、特に50μm以上であることが好ましく、さらには80μm以上であることが好ましい。光拡散フィルムの厚さの下限値が上記範囲であることで、所望の光拡散性を発揮し易いものとなる。また、光拡散フィルムの厚さは、上限値として、700μm以下であることが好ましく、特に400μm以下であることが好ましく、さらには200μm以下であることが好ましい。光拡散フィルムの厚さの上限値が上記範囲であることで、打痕や潰れの発生を抑制し易いものとなる。
光拡散フィルムにおける内部構造が前述したカラム構造113である場合、拡散フィルムの片方の表面に対して、当該表面の法線方向を0°として-50°~10°の入射角度で光線を照射したときに測定される最大ヘイズ値の90%を閾値とし、当該閾値以上のヘイズ値を示す入射角度の角度範囲(変角ヘイズ角度範囲)は、20°以上であることが好ましく、特に30°以上であることが好ましく、さらには38°以上であることが好ましい。上記変角ヘイズ角度範囲が20°以上であることで、良好な光拡散性を達成し得る入射光の角度範囲がより広いものとなる。なお、上記変角ヘイズ角度範囲の上限値については特に限定されず、例えば、60°以下であってよく、特に55°以下であってよく、さらには50°以下であってもよい。
本実施形態に係る光拡散フィルムの製造方法としては、得られた光拡散フィルムが前述した効果を達成できるものとなる限り特に限定されず、例えば従来の方法により製造することができる。より詳細には、工程シートの片面に、前述した光拡散フィルム用組成物を塗布し、塗膜を形成した後、当該塗膜に対して活性エネルギー線を照射して硬化させることにより、光拡散フィルムを得ることができる。
本実施形態に係る光拡散フィルムの用途は特に限定されず、従来の光拡散フィルムと同様に使用することができる。例えば、本実施形態に係る光拡散フィルムは、液晶表示装置、有機発光デバイス、電子ペーパー等を製造するために使用することができる。
1.光拡散フィルム用組成物の調製
低屈折率成分としての、ポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアナートと2-ヒドロキシエチルメタクリレートとを反応させて得られた重量平均分子量9,900のポリエーテルウレタンメタクリレート40質量部(固形分換算値;以下同じ)に対し、高屈折率成分としての、分子量268のo-フェニルフェノキシエトキシエチルアクリレート60質量部と、多官能性モノマーとしてのジペンタエリスリトールヘキサアクリレート1質量部(高屈折率成分および低屈折率成分の合計量100質量部に対して1質量部)と、光重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン8質量部とを添加した後、80℃の条件下にて加熱混合を行い、光拡散フィルム用組成物を得た。
得られた光拡散フィルム用組成物を、工程シートとしての、長尺のポリエチレンテレフタレートシートの片面に塗布し、塗膜を形成した。これにより、当該塗膜と工程シートとからなる積層体を得た。
多官能性モノマーの種類および含有量、ならびに光拡散フィルムの厚さを表1に示すように変更した以外、実施例1と同様にして光拡散フィルムを製造した。
多官能性モノマーの含有量を5質量部に変更する以外、実施例1における工程1と同様にして光拡散フィルム用組成物を調製した。そして、当該光拡散フィルム用組成物を用いて、実施例1の工程2における、塗膜の一次硬化を後述の通り変更するとともに、二次硬化におけるピーク照度および積算光量をそれぞれ13.7mW/cm2および積算光量213.6mJ/cm2に変更し、さらに光拡散フィルムの厚さを165μmとしたこと以外、実施例1と同様に光拡散フィルムを製造した。
多官能性モノマーの含有量を表1に示すように変更した以外、実施例7と同様にして光拡散フィルムを製造した。
多官能性モノマーを使用しないこと以外、実施例1と同様に光拡散フィルムを製造した。
多官能性モノマーを使用しないこと以外、実施例7と同様に光拡散フィルムを製造した。
多官能性モノマーの含有量を15質量部に変更したこと以外、実施例7と同様に光拡散フィルムを製造した。
実施例および比較例にて作製した光拡散フィルムについて、変角ヘイズメーター(東洋精機製作所社製,製品名「ヘイズガードプラス、変角ヘイズメーター」)を用いて、ヘイズ値(%)を測定した。具体的には、光拡散フィルムから工程シートおよび剥離フィルムを剥離した後、当該光拡散フィルムの片面に対し、その法線に対する入射角度を、光拡散フィルムの長手方向に沿って-50°~10°の範囲で変えながら光線を照射し、順次ヘイズ値(%)を測定した。その測定結果のうち、5°刻みの入射角度にて測定されたヘイズ値(%)を表2および表3に示す。
実施例および比較例で製造した光拡散フィルムから工程シートおよび剥離フィルムを剥離して露出した片面について、超微小硬度計(島津製作所社製,「島津ダイナミック超微小硬度計DUH-W201S」)を使用して、23℃における押込弾性率(MPa)を測定した。結果を表1に示す。
113…カラム構造
114…屈折率が相対的に低い領域
122…屈折率が相対的に高い板状領域
123…ルーバー構造
124…屈折率が相対的に低い領域
Claims (5)
- フィルム内に、屈折率が相対的に低い領域中に屈折率が相対的に高い複数の領域を備えた内部構造を有する光拡散フィルムであって、
前記光拡散フィルムが、
1個または2個の重合性官能基を有する高屈折率成分と、
前記高屈折率成分よりも低い屈折率を有するとともに、1個または2個の重合性官能基を有する低屈折率成分と、
3個以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーと
を含有する光拡散フィルム用組成物を硬化させてなるものであり、
前記光拡散フィルム用組成物中における前記多官能性モノマーの含有量が、前記高屈折率成分と前記低屈折率成分との合計量100質量部に対して、0.1質量部以上、14質量部以下であり、
前記内部構造が、屈折率が異なる複数の板状領域をフィルム面に沿った任意の一方向に交互に配置してなるルーバー構造であり、
前記内部構造が、前記光拡散フィルムの厚さ方向の途中において屈曲してなる構造を有しておらず、
前記光拡散フィルム用組成物が、シリコーン骨格を有する光硬化性化合物のモノマー、オリゴマー、プレポリマーまたはマクロモノマーを含有しない
ことを特徴とする光拡散フィルム。 - 前記高屈折率成分の屈折率が、1.45以上、1.65以下であることを特徴とする請求項1に記載の光拡散フィルム。
- 前記低屈折率成分の屈折率が、1.40以上、1.59以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光拡散フィルム。
- 前記高屈折率成分が、芳香環を含有する(メタ)アクリル酸エステルであることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
- 前記低屈折率成分が、ウレタン(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
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