JPWO2014156420A1 - 光拡散フィルムおよび光拡散フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、複数のカラム構造領域における柱状物の傾斜角の組み合わせを調節することにより、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を高めたり、光拡散角度領域を効果的に拡大したりすることができる単一層からなる光拡散フィルムおよび光拡散フィルムの製造方法に関する。
したがって、例えば、反射型液晶表示装置の光制御板として用いた場合には、一枚の光拡散フィルムでは十分な視野角が得られないため、光拡散フィルムを複数枚積層しなければならないという問題が見られた。
また、複数のルーバー構造を順次形成した積層構造であることから、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を高めたり、光拡散角度領域を効果的に拡大したりすることはできるものの、製造が煩雑であるばかりか、膜厚が厚くなり画像にボケが生じ易くなったり、層間剥離が生じ易くなったりするという問題が見られた。
また、ルーバー構造による異方性光拡散の特徴であるが、光拡散入射角度領域と、非光拡散入射角度領域との間において光の拡散具合に急峻な切り替わりが生じてしまうという問題も見られた。
したがって、例えば、反射型液晶表示装置の光制御板として用いた場合には、やはり、一枚の光拡散フィルムでは十分な視野角が得られないため、光拡散フィルムを複数枚積層しなければならないという問題が見られた。
したがって、例えば、反射型液晶表示装置の光制御板として用いた場合には、入射光に対してディスプレイを徐々に傾けた際に、表示の明暗の切り替わりが急峻となり、ディスプレイ画面を観ている人に違和感が生じてしまうという問題が見られた。
すなわち、本発明の目的は、複数のカラム構造領域における柱状物の傾斜角の組み合わせを調節することにより、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を高めたり、光拡散角度領域を効果的に拡大したりすることができる単一層からなる光拡散フィルムおよびその製造方法を提供することにある。
すなわち、本発明の光拡散フィルムであれば、第1のカラム構造領域と、第2のカラム構造領域とを有している。
したがって、それぞれのカラム構造領域が有する柱状物の傾斜角を異ならせることで、光拡散角度領域を効果的に拡大することができる。
一方、それぞれのカラム構造領域が有する柱状物の傾斜角を重複させた場合には、光拡散角度領域の拡大に対する寄与は少ないものの、膜厚方向におけるトータルとしての柱状物の長さを安定的に延長することになる。そのため、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を向上させることができる。
さらに、本発明の光拡散フィルムは、単一層の中に第1および第2のカラム構造領域を有することから、層間剥離の発生を根本的に抑制することができる。
このように構成することにより、それぞれのカラム構造領域間のカラム構造未形成部分における散乱光の発生を抑制して、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を、さらに向上させることができる。
このように構成することにより、限られたフィルム膜厚内に効率的にカラム構造を配置することができ、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を向上させるとともに、光拡散角度領域をより効果的に拡大することができる。
このように構成することにより、重複カラム構造領域における第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域の重複部分における散乱光の発生を抑制して、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性をより安定的に保持することができる。
このように構成することにより、重複カラム構造領域における第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域の重なり具合をより良好な範囲に調整することができることから、それぞれのカラム構造領域の重複部分における散乱光の発生を抑制して、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性をさらに安定的に保持することができる。
このように構成することにより、光拡散角度領域を、より効果的に拡大することができる。
このように構成することにより、第1および第2のカラム構造領域を、より明確に形成することができる。
(a)光拡散フィルム用組成物を準備する工程
(b)光拡散フィルム用組成物を工程シートに対して塗布し、塗布層を形成する工程
(c)塗布層に対して第1の活性エネルギー線照射を行い、塗布層の下方部分に第1のカラム構造領域を形成するとともに、塗布層の上方部分にカラム構造未形成領域を残す工程
(d)塗布層に対して第2の活性エネルギー線照射を行い、カラム構造未形成領域に第2のカラム構造領域を形成する工程
すなわち、本発明の光拡散フィルムの製造方法であれば、所定の光拡散フィルム用組成物からなる塗布層に対し、第1および第2の活性エネルギー線照射を行うことから、各活性エネルギー線照射における照射角度を適宜調節することにより、第1および第2のカラム構造領域における柱状物の傾斜角の組み合わせを容易に調節することができる。
また、単一層の中に第1および第2のカラム構造領域を形成することから、得られた光拡散フィルムにおける層間剥離の発生を根本的に抑制することができる。
このように実施することにより、塗布層の下方部分に効率的に第1のカラム構造領域を形成しつつ、酸素阻害の影響を利用して、塗布層の上方部分に安定的にカラム構造未形成領域を残すことができる。
一方、得られたカラム構造未形成領域において、酸素阻害の影響を抑制して効率的に第2のカラム構造領域を形成することができる。
本発明の第1の実施形態は、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柱状物を林立させてなる第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域を、フィルム膜厚方向に沿って下方から順次に有する単一層の光拡散層を有する光拡散フィルムである。
以下、本発明の第1の実施形態である光拡散フィルムを、図面を適宜参照して、具体的に説明する。
最初に、図1〜2を用いて光拡散フィルムにおける光拡散の基本原理について説明する。
まず、図1(a)には、光拡散フィルム10の上面図(平面図)が示してあり、図1(b)には、図1(a)に示す光拡散フィルム10を、点線A−Aに沿って垂直方向に切断して、切断面を矢印に沿った方向から眺めた場合の光拡散フィルム10の断面図が示してある。
また、図2(a)には、光拡散フィルム10の全体図を示し、図2(b)には、図2(a)の光拡散フィルム10をX方向から見た場合の断面図を示す。
かかる図1(a)の平面図に示すように、光拡散フィルム10は、屈折率が相対的に高い柱状物12と、屈折率が相対的に低い領域14とからなるカラム構造13を有している。
また、図1(b)の断面図に示すように、光拡散フィルム10の垂直方向においては、屈折率が相対的に高い柱状物12と、屈折率が相対的に低い領域14は、それぞれ所定の幅を有して交互に配置された状態となっている。
すなわち、図1(b)に示すように、光拡散フィルム10に対する入射光の入射角が、カラム構造13の境界面13´に対し、平行から所定の角度範囲の値、つまり、光拡散入射角度領域内の値である場合には、入射光(52、54)は、カラム構造内の相対的に高屈折率の柱状物12の内部を、方向を変化させながら膜厚方向に沿って通り抜けることにより、出光面側での光の進行方向が一様でなくなるものと推定される。
その結果、入射角が光拡散入射角度領域内である場合には、入射光が光拡散フィルム10によって拡散され、拡散光(52´、54´)になると推定される。
一方、光拡散フィルム10に対する入射光の入射角が、光拡散入射角度領域から外れる場合には、図1(b)に示すように、入射光56は、光拡散フィルムによって拡散されることなく、そのまま光拡散フィルム10を透過し、透過光56´になるものと推定される。
なお、本発明において、「光拡散入射角度領域」とは、光拡散フィルムに対し、点光源からの入射光の角度を変化させた場合に、拡散光を出光するのに対応する入射光の角度範囲を意味する。
また、かかる「光拡散入射角度領域」は、図2(a)に示すように、光拡散フィルムにおけるカラム構造の屈折率差や傾斜角等によって、その光拡散フィルムごとに決定される角度領域である。
また、図1〜図2に示すように、カラム構造13を有する光拡散フィルムは、通常、「等方性」を有することになる。
ここで、本発明において「等方性」とは、図2(a)に示すように、入射光がフィルムによって拡散された場合に、拡散された出射光におけるフィルムと平行な面内での、その光の拡散具合(拡散光の広がりの形状)が、同面内での方向によって変化しない性質を有することを意味する。
より具体的には、図2(a)に示すように、入射光がフィルムによって拡散された場合に、拡散された出射光の拡散具合は、フィルムと平行な面内において円状になる。
また、本発明において、「光拡散角度領域」とは、光拡散フィルムに対して、入射光が最も拡散される角度に点光源を固定し、この状態で得られる拡散光の角度範囲を意味するものとする。
さらに、本発明において、「拡散光の開き角」とは、上述した「光拡散角度領域」の角度幅(°)であり、図2(b)に示すように、フィルムの断面を矢印Xに沿った方向から眺めた場合における拡散光の開き角θ2を意味するものとする。
なお、光拡散角度領域の角度幅(°)と、光拡散入射角度領域の幅は、略同一になることが確認されている。
したがって、得られた光拡散フィルムは、光を所定箇所に集中させる集光作用を有すると言うことができる。
なお、カラム構造内の柱状物12の内部における入射光の方向変化は、図1(b)に示すような全反射により直線状にジグザグに方向変化するステップインデックス型となる場合の他、曲線状に方向変化するグラディエントインデックス型となる場合も考えられる。
また、図1(a)および(b)では、相対的に屈折率が高い柱状物12と、相対的に屈折率が低い領域14と、の境界面を簡単のために直線で表わしたが、実際には、界面は僅かに蛇行しており、それぞれの柱状物は分岐や消滅を伴った複雑な屈折率分布構造を形成している。
その結果、一様でない光学特性の分布が光拡散性を高めているものと推定される。
次いで、図面を用いて、本発明の光拡散フィルムの基本的構成について説明する。
図3(a)〜(b)に示すように、本発明の光拡散フィルム40は、同一フィルム内において第1のカラム構造領域20、および第2のカラム構造領域30を、フィルム膜厚方向に沿って下方から順次に有することを特徴としている。
したがって、本発明の光拡散フィルムであれば、例えば、図3(a)に示すように、それぞれのカラム構造領域が有する柱状物の傾斜角を異ならせることで、光拡散角度領域および光拡散入射角度領域を効果的に拡大することができる。
一方、図3(b)に示すように、それぞれのカラム構造領域が有する柱状物の傾斜角を重複させた場合には、光拡散角度領域の拡大に対する寄与は少ないものの、膜厚方向におけるトータルとしての柱状物の長さを安定的に延長することになるため、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を効率的に向上させることができる。
なお、上述した「下方」とは、工程シート上に塗布層を設けた際に、塗布層の膜厚方向における工程シートに近い側を意味する。したがって、本発明を説明するための便宜的な用語であり、光拡散フィルム自体の上下方向を何ら制約するものではない。
すなわち、1つ目の態様としては、図4(a)に示すように、第1のカラム構造領域20の上端部と、第2のカラム構造領域30の下端部とが重なり合う重複カラム構造領域50を有する光拡散フィルム40が挙げられる。
また、2つ目の態様としては、図4(b)に示すように、第1のカラム構造領域20および第2のカラム構造領域30の界面において、カラム構造が形成されない間隔部分50´が存在するか、第1のカラム構造領域20および第2のカラム構造領域30が丁度接しているような光拡散フィルム40が挙げられる。
一方、図4(c)に示すように、フィルムの内部に存在する2つのカラム構造領域(20、30)が過度に重なり合う光拡散フィルム42は、本発明の光拡散フィルムには含まれない。
これは、本発明の光拡散フィルムは、同一フィルム内に2つのカラム構造領域を有することを特徴としていることから、その製造方法として、事実上、光拡散フィルム用組成物からなる単一の塗布層に対して活性エネルギー線照射を2段階に分けて実施することが必須となる。
そして、そのような製造方法では、図4(c)に示すような光拡散フィルム42は得ることができないためである。
また、当該光拡散フィルム42は、柱状物とその周辺部分の屈折率差が極端に小さくなるため、拡散光の強度の均一性を高めたり、あるいは光拡散角度領域を効果的に拡大したりするといった本発明の効果を十分に得ることができなくなる。
本発明の光拡散フィルムは、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柱状物を林立させてなる第1のカラム構造領域を有することを特徴とする。
以下、第1のカラム構造領域について図面を用いて具体的に説明する。
なお、図5では、説明を簡略化するため、第1のカラム構造領域または第2のカラム構造領域のいずれか一方のみを抽出して表している。したがって、図5中の「20(30)」という表現は、図3における第1のカラム構造領域20と第2のカラム構造領域30のいずれかを表すことを意味する。
カラム構造領域において、屈折率が相対的に高い柱状物の屈折率と、屈折率が相対的に低い領域の屈折率との差を0.01以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる屈折率の差を0.01以上の値とすることにより、カラム構造領域内において入射光を安定的に反射させて、入射角度依存性および拡散光の開き角をより向上させることができるためである。
すなわち、かかる屈折率の差が0.01未満の値となると、入射光がカラム構造領域内で全反射する角度域が狭くなることから、入射角度依存性が過度に低下したり、拡散光の開き角が過度に狭くなったりする場合があるためである。
したがって、カラム構造領域における屈折率が相対的に高い柱状物の屈折率と、屈折率が相対的に低い領域の屈折率との差を0.05以上の値とすることがより好ましく、0.1以上の値とすることがさらに好ましい。
なお、屈折率の差は大きい程好ましいが、カラム構造領域を形成可能な材料を選定する観点から、0.3程度が上限であると考えられる。
また、図5(a)に示すように、カラム構造領域において、柱状物の断面における最大径Scを0.1〜15μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる最大径を0.1〜15μmの範囲内の値とすることにより、カラム構造領域内において入射光をより安定的に反射させて、入射角度依存性および拡散光の開き角をさらに向上させることができるためである。
すなわち、かかる最大径が0.1μm未満の値となると、入射光の入射角度に関わらず、光拡散性を示すことが困難になる場合があるためである。一方、かかる最大径が15μmを超えた値となると、カラム構造領域内を直進する光が増加し、光拡散の均一性が悪化する場合があるためである。
したがって、カラム構造領域において、柱状物の断面における最大径を0.5〜10μmの範囲内の値とすることがより好ましく、1〜5μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、柱状物の断面形状については、特に限定されるものではないが、例えば、円、楕円、多角形、異形等とすることが好ましい。
また、柱状物の断面とは、フィルム表面と平行な面によって切断された断面を意味する。
なお、柱状物の最大径や長さ等は、光学デジタル顕微鏡にて観察することにより算出することができる。
また、図5(b)に示すように、カラム構造領域において、柱状物の厚さ(長さ)Laを30〜500μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる厚さが30μm未満の値となると、柱状物の厚さが不足して、カラム構造領域内を直進してしまう入射光が増加し、十分な入射角度依存性および拡散光の開き角を得ることが困難になる場合があるためである。一方、かかる厚さが500μmを超えた値となると、光拡散フィルム用組成物に対して活性エネルギー線を照射してカラム構造領域を形成する際に、初期に形成されたカラム構造によって光重合の進行方向が拡散してしまい、所望のカラム構造領域を形成することが困難になる場合があるためである。
したがって、カラム構造領域において、柱状物の厚さを50〜300μmの範囲内の値とすることがより好ましく、70〜200μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、図5(a)に示すように、カラム構造領域において、柱状物間における距離、すなわち、隣接する柱状物におけるスペースPを0.1〜15μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる距離を0.1〜15μmの範囲内の値とすることにより、カラム構造領域内において入射光をより安定的に反射させて、入射角度依存性および拡散光の開き角をさらに向上させることができるためである。
すなわち、かかる距離が0.1μm未満の値となると、入射光の入射角度にかかわらず、光拡散性を示すことが困難になる場合があるためである。一方、かかる距離が15μmを超えた値となると、カラム構造領域内を直進する光が増加し、光拡散の均一性が悪化する場合があるためである。
したがって、カラム構造領域において、柱状物間における距離を0.5〜10μmの範囲内の値とすることがより好ましく、1〜5μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、図5(b)に示すように、カラム構造領域において、柱状物12が膜厚方向に対して一定の傾斜角θaにて林立してなることが好ましい。
この理由は、柱状物の傾斜角を一定とすることにより、カラム構造領域内において入射光をより安定的に反射させて、入射角度依存性および拡散光の開き角をさらに向上させることができるためである。
また、図5(c)に示すように、柱状物が屈曲していることも好ましい。
この理由は、柱状物が屈曲していることにより、カラム構造領域内を直進してしまう入射光を減少させて、光拡散の均一性を向上させることができるためである。
なお、このような屈曲した柱状物は、活性エネルギー線照射を行う際に、照射光の照射角度を変化させながら光を照射することによって得ることができるが、カラム構造領域を形成する材料物質の種類にも大きく依存する。
また、θaはフィルム面に垂直な面であって、1本の柱状物全体を軸線に沿って2つに切断する面によってフィルムを切断した場合の断面において測定されるフィルム表面に対する法線の角度を0°とした場合の柱状物の傾斜角(°)(該法線と柱状物の為す角度のうち狭い側の角度)を意味する。なお、図5(b)に示すとおり柱状物が右側に傾いているときの傾斜角を基準とし、柱状物が左側に傾いているときの傾斜角をマイナスで表記する。
本発明の光拡散フィルムは、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柱状物を林立させてなる第2のカラム構造領域を有することを特徴とする。
なお、第2のカラム構造領域の構成は、基本的に第1のカラム構造領域の構成と同様であるため、具体的な内容については重複を避けて、省略する。
但し、第2のカラム構造領域は、光拡散における第1のカラム構造領域の補助的な役割を果たす観点から、その厚さを10〜200μmの範囲内の値とすることが好ましく、20〜150μmの範囲内の値とすることがより好ましく、40〜100μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、フィルム全体に対してカラム構造が形成されている領域の合計が占める割合をかかる範囲内の値とすることにより、第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域に由来した光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を、さらに効果的に向上させることができるためである。
すなわち、フィルム全体に対してカラム構造が形成されている領域の合計が占める割合が80%未満の値となると、カラム構造の絶対量が不足して、十分な光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を得ることが困難になる場合があるためである。
一方、フィルム全体に対してカラム構造が形成されている領域の合計が占める割合は、大きい程良いため、上限は100%となる。
但し、安定的な再現性等を考慮すると、上限は98%程度であることが好ましい。
本発明の光拡散フィルムは、第1のカラム構造領域の上端部と、第2のカラム構造領域の下端部とが重なり合う重複カラム構造領域を有することが好ましい。
この理由は、重複カラム構造領域を有することにより、限られたフィルム厚において光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一化を効率的に実現することができるためである。
以下、重複カラム構造領域について具体的に説明する。
重複カラム構造領域50は、第1のカラム構造領域20の上端部と、第2のカラム構造領域30の下端部とが重なり合って形成されていれば、特に限定されるものではない。
より具体的には、図6(a)〜(b)に示すように、第1のカラム構造領域20および第2のカラム構造領域30のいずれか一方の先端が、もう一方のカラム構造領域に由来した柱状物の先端近傍に対して接触してなる重複カラム構造領域50であることが好ましい。
あるいは、図6(c)に示すように、第1のカラム構造領域20および第2のカラム構造領域30に由来したそれぞれの柱状物同士が、非接触の状態で重複してなる重複カラム構造領域50であることも好ましい。
また、第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域にそれぞれ由来した柱状物の傾斜角の差の絶対値を、1°以上の値とすることが好ましい。
すなわち、図6(a)に示すように、第1のカラム構造領域に由来した柱状物の傾斜角θaと、第2のカラム構造領域に由来した柱状物の傾斜角θb´との差の絶対値を、1°以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる傾斜角の差の絶対値を1°以上の値とすることにより、光拡散角度領域を、より効果的に拡大することができるためである。
一方、かかる傾斜角の差の絶対値が過度に大きな値となると、得られる光拡散フィルムの各カラム構造領域に起因する拡散光が完全に独立してしまい、光拡散角度領域を効率的に拡大するには至らない場合がある。
したがって、第1のカラム構造領域に由来した柱状物の傾斜角θaと、第2のカラム構造領域に由来した柱状物の傾斜角θb´との差の絶対値を、2〜30°の範囲内の値とすることがより好ましく、5〜20°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、θaおよびθb´は、フィルム面に垂直な面であって、1本の柱状物全体を軸線に沿って2つに切断する面によってフィルムを切断した場合の断面において測定されるフィルム表面に対する法線の角度を0°とした場合の柱状物の傾斜角(°)を意味する。
より具体的には、図6(a)〜(c)に示す通り、θaは、第1のカラム構造領域の上端面の法線と柱状物の最上部との為す角度の内狭い側の角度を意味する。
また、θb´は、第2のカラム構造領域の下端面の法線と柱状物の最下部との為す角度の内狭い側の角度を意味する。
また、図6(a)〜(c)に示す通り柱状物が右側に傾いているときの傾斜角を基準とし、柱状物が左側に傾いているときの傾斜角をマイナスで表記する。
なお、図6(a)〜(c)に示すように、θbは、第1のカラム構造領域の下端面の法線と柱状物の最下部との為す角度の内狭い側の角度を意味し、θa´は、第2のカラム構造領域の上端面の法線と柱状物の最上部との為す角度の内狭い側の角度を意味する。
この理由は、このように構成することにより、第1のカラム構造領域よりも、比較的、形成が困難である第2のカラム構造領域において、フィルム膜厚方向に沿って十分な長さの柱状物を得ることができ、光拡散角度領域を、より効果的に拡大することができるためである。
また、重複カラム構造領域の厚さLbを1〜40μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、重複カラム構造領域の厚さLbをかかる範囲内の値とすることにより、重複カラム構造領域における第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域の重なり具合を好適な範囲に調整することができることから、それぞれのカラム構造領域の連結部分における散乱光の発生を抑制して、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性をより安定的に保持することができるためである。
すなわち、重複カラム構造領域の厚さLbが1μm未満の値となると、それぞれのカラム構造領域の連結部分において、散乱光が発生し易くなり、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性をより安定的に保持することが困難になる場合があるためである。一方、重複カラム構造領域の厚さLbが40μmを超えた値となると、拡散光の取り出し効率が低下する場合があるためである。つまり、重複カラム構造領域の厚さLbが長すぎる場合、当該領域で後方散乱等が生じ、拡散光の取り出し効率の低下を招くことが予想される。
したがって、重複カラム構造領域の厚さLbを3〜35μmの範囲内の値とすることがより好ましく、5〜30μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、フィルム全体に対して重複カラム構造領域が占める割合をかかる範囲内の値とすることにより、重複カラム構造領域における第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域の重なり具合をより好適な範囲に調整することができることから、それぞれのカラム構造領域間のカラム構造未形成部分における散乱光の発生を抑制して、光拡散の取り出し効率をさらに安定的に保持することができるためである。
すなわち、フィルム全体に対して重複カラム構造領域が占める割合が0.1%未満の値となると、第1のカラム構造領域と、第2のカラム構造領域とが、ミクロにみて重複構造を形成していない部分が多くなる場合があるためである。そのため、当該構造領域において散乱光が発生し易くなり、拡散光の取り出し効率が低下する場合があるためである。一方、フィルム全体に対して重複カラム構造領域が占める割合が10%を超えた値となると、相対的に第1もしくは第2のカラム構造領域の厚さが不十分になる場合があるためである。
したがって、重複カラム構造領域の厚さを、フィルム膜厚(100%)に対して0.2〜5%の範囲内の値とすることがより好ましく、0.5〜4%の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、本発明の光拡散フィルムの総膜厚を60〜700μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、光拡散フィルムの総膜厚が60μm未満の値となると、カラム構造領域内を直進する入射光が増加し、光拡散を示すことが困難になる場合があるためである。一方、光拡散フィルムの総膜厚が700μmを超えた値となると、光拡散フィルム用組成物に対して活性エネルギー線を照射してカラム構造領域を形成する際に、初期に形成されたカラム構造によって光重合の進行方向が拡散してしまい、所望のカラム構造領域を形成することが困難になる場合があるためである。
したがって、光拡散フィルムの総膜厚を80〜450μmの範囲内の値とすることがより好ましく、100〜250μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、第1のカラム構造領域と、第2のカラム構造領域を、さらに交互に形成し、例えば、第3のカラム構造領域、第4のカラム構造領域等として設けてもよい。
また、本発明の光拡散フィルムであれば、第1のカラム構造領域における膜厚方向に対する柱状物の傾斜角θaと、第2のカラム構造領域における膜厚方向に対する柱状物の傾斜角θa´とを、それぞれ調節することにより、その光拡散特性を変化させることができる。
すなわち、例えば、図3(a)に示すように、それぞれのカラム構造領域が有する入射角度依存性を異ならせることで、光の透過と拡散における良好な入射角度依存性を実現できるとともに、光拡散角度領域および光拡散入射角度領域を効果的に拡大することができる。
この場合、第1のカラム構造領域において、膜厚方向に対する柱状物の傾斜角(図6(a)〜(c)のθa)を−80〜80°の範囲内の値とするとともに、第2のカラム構造領域において、膜厚方向に対する柱状物の傾斜角(図6(a)〜(c)のθa´)を−80〜80°の範囲内の値とし、かつ、θa−θa´の絶対値を0〜80°の範囲内の値とすることが好ましく、2〜30°の範囲内の値とすることがより好ましく、5〜20°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、「良好な入射角度依存性」とは、光拡散入射角度領域と、入射光が拡散されずにそのまま透過する非拡散入射角度領域との区別が、明確に制御されていることを意味する。
この場合、第1のカラム構造領域において、膜厚方向に対する柱状物の傾斜角θaを−80〜80°の範囲内の値とするとともに、第2のカラム構造領域において、膜厚方向に対する柱状物の傾斜角θa´を−80〜80°の範囲内の値とし、かつ、θa−θa´の絶対値を0〜20°の範囲内の値とすることが好ましく、θa−θa´の絶対値を2〜15°の範囲内の値とすることがより好ましい。
なお、本発明の光拡散フィルムにおいては、通常、規則性のある入射角度依存性を保持する観点から、第1および第2のカラム構造領域における柱状物の傾斜方向は、フィルム上方から眺めた場合に、同方向もしくは逆方向となっていることが好ましいが、用途によってはこれに限定されるものではない。
また、第1のカラム構造領域の下方および第2のカラム構造領域の上方に、カラム構造が形成されていない空白領域を、所定の厚さで設けてもよい。
また、本発明の製造方法によって得られる光拡散フィルムは、その片面または両面に、被着体に対して積層するための粘着剤層を別途備えていてもよい。
かかる粘着剤層を構成する粘着剤としては、特に制限されるものではなく、従来公知のアクリル系、シリコーン系、ウレタン系、ゴム系等の粘着剤を使用することができる。
本発明の第2の実施形態は、下記工程(a)〜(d)を含むことを特徴とする光拡散フィルムの製造方法である。
(a)光拡散フィルム用組成物を準備する工程
(b)光拡散フィルム用組成物を工程シートに対して塗布し、塗布層を形成する工程
(c)塗布層に対して第1の活性エネルギー線照射を行い、塗布層の下方部分に第1のカラム構造領域を形成するとともに、塗布層の上方部分にカラム構造未形成領域を残す工程
(d)塗布層に対して第2の活性エネルギー線照射を行い、カラム構造未形成領域に第2のカラム構造領域を形成する工程
以下、本発明の第2の実施形態を、第1の実施形態と異なる点を中心に、図面を参照しつつ、具体的に説明する。
かかる工程は、所定の光拡散フィルム用組成物を準備する工程である。
より具体的には、屈折率が異なる少なくとも2つの重合性化合物、光重合開始剤および所望によりその他の添加剤を混合する工程である。
また、混合に際しては、室温下でそのまま撹拌してもよいが、均一性を向上させる観点からは、例えば、40〜80℃の加温条件下にて撹拌して、均一な混合液とすることが好ましい。
また、塗工に適した所望の粘度となるように、希釈溶剤をさらに加えることも好ましい。
以下、光拡散フィルム用組成物について、より具体的に説明する。
(1)−1 種類
屈折率が異なる2つの重合性化合物のうち、屈折率が相対的に高い方の重合性化合物(以下、(A)成分と称する場合がある。)の種類は、特に限定されないが、その主成分を複数の芳香環を含有する(メタ)アクリル酸エステルとすることが好ましい。
この理由は、(A)成分として、特定の(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、(A)成分の重合速度を、屈折率が相対的に低い方の重合性化合物(以下、(B)成分と称する場合がある。)の重合速度よりも速くして、これらの成分間における重合速度に所定の差を生じさせ、両成分の共重合性を効果的に低下させることができるものと推定されるためである。
その結果、光硬化させた際に、(B)成分に由来した屈折率が相対的に低い領域中に、(A)成分に由来した屈折率が相対的に高い複数の柱状物を林立させてなるカラム構造領域を効率良く形成することができる。
また、(A)成分として、特定の(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、単量体の段階では(B)成分と十分な相溶性を有しつつも、重合の過程において複数繋がった段階では(B)成分との相溶性を所定の範囲にまで低下させて、カラム構造領域をさらに効率よく形成することができるものと推定される。
さらに、(A)成分として、特定の(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、カラム構造領域における(A)成分に由来した領域の屈折率を高くして、(B)成分に由来した領域の屈折率との差を、所定以上の値に調節することができる。
したがって、(A)成分として、特定の(メタ)アクリル酸エステルを含むことにより、後述する(B)成分の特性と相まって、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柱状物を林立させてなるカラム構造領域を効率的に得ることができる。
なお、「複数の芳香環を含有する(メタ)アクリル酸エステル」とは、(メタ)アクリル酸エステルのエステル残基部分に複数の芳香環を有する化合物を意味する。
また、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の両方を意味する。
また、カラム構造領域における(A)成分に由来した領域の屈折率を高くして、(B)成分に由来した領域の屈折率との差を、所定以上の値に、より容易に調節することができる。
この理由は、かかる炭素数が4を超えた値となると、(A)成分の重合速度が低下したり、(A)成分に由来した領域の屈折率が低くなり過ぎたりして、カラム構造領域を効率的に形成することが困難になる場合があるためである。
したがって、一般式(1)におけるR1〜R10が、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、およびカルボキシアルキル基のいずれかを含む場合には、そのアルキル部分の炭素数を1〜3の範囲内の値とすることがより好ましく、1〜2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、光拡散フィルムを焼却等する際に、ダイオキシンが発生することを防止して、環境保護の観点から好ましいためである。
なお、従来のカラム構造を備えた光拡散フィルムにおいては、所定のカラム構造を得るにあたり、モノマー成分を高屈折率化する目的で、モノマー成分においてハロゲン置換が行われることが一般的であった。
この点、一般式(1)で表わされるビフェニル化合物であれば、ハロゲン置換を行わない場合であっても、高い屈折率とすることができる。
したがって、本発明における光拡散フィルム用組成物を光硬化してなる光拡散フィルムであれば、ハロゲンを含まない場合であっても、良好な入射角度依存性を発揮することができる。
この理由は、一般式(2)で表わされる置換基の位置を、R1およびR10以外の位置とすることにより、光硬化させる前の段階において、(A)成分同士が配向し、結晶化することを効果的に防止することができるためである。
さらに、光硬化させる前のモノマー段階で液状であり、希釈溶媒等を使用しなくとも、見掛け上(B)成分と均一に混合することができる。
これにより、光硬化の段階において、(A)成分および(B)成分の微細なレベルでの凝集・相分離を可能とし、カラム構造領域を備えた光拡散フィルムを、より効率的に得ることができるためである。
さらに、同様の観点から、一般式(1)におけるR3、R5、R6およびR8のいずれか一つが、一般式(2)で表わされる置換基であることが特に好ましい。
この理由は、繰り返し数mが10を超えた値となると、重合部位と、ビフェニル環とをつなぐオキシアルキレン鎖が長くなりすぎて、重合部位における(A)成分同士の重合を阻害する場合があるためである。
したがって、一般式(2)で表わされる置換基における繰り返し数mを、1〜4の整数とすることがより好ましく、1〜2の整数とすることが特に好ましい。
なお、同様の観点から、一般式(2)で表わされる置換基における炭素数nを、通常1〜4の整数とすることが好ましい。
また、重合部位である重合性炭素−炭素二重結合の位置が、ビフェニル環に対して近すぎて、ビフェニル環が立体障害となり、(A)成分の重合速度が低下する場合をも考慮すると、一般式(2)で表わされる置換基における炭素数nを、2〜4の整数とすることがより好ましく、2〜3の整数とすることが特に好ましい。
また、(A)成分の分子量を、200〜2,500の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(A)成分の分子量を所定の範囲とすることにより、(A)成分の重合速度をさらに速くして、(A)成分および(B)成分の共重合性をより効果的に低下させることができるものと推定されるためである。
その結果、光硬化させた際に、(B)成分に由来した屈折率が相対的に低い領域中に、(A)成分に由来した屈折率が相対的に高い複数の柱状物を林立させてなるカラム構造領域を、より効率的に形成することができる。
すなわち、(A)成分の分子量が200未満の値となると、立体障害により重合速度が低下して、(B)成分の重合速度に近くなり、(B)成分との共重合が生じ易くなる場合があるためである。一方、(A)成分の分子量が2,500を超えた値となると、(B)成分との分子量の差が小さくなるのにともなって、(A)成分の重合速度が低下して(B)成分の重合速度に近くなり、(B)成分との共重合が生じ易くなるものと推定され、その結果、カラム構造領域を効率よく形成することが困難になる場合があるためである。
したがって、(A)成分の分子量を、240〜1,500の範囲内の値とすることがより好ましく、260〜1,000の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、(A)成分の分子量は、分子の組成と、構成原子の原子量から得られる計算値から求めることができ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて重量平均分子量として測定することもできる。
また、本発明における光拡散フィルム用組成物は、カラム構造領域における屈折率が相対的に高い領域を形成するモノマー成分として、(A)成分を含むことを特徴とするが、(A)成分は一成分で含まれることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、(A)成分に由来した領域、つまり屈折率が相対的に高い柱状物における屈折率のばらつきを効果的に抑制して、カラム構造領域を備えた光拡散フィルムを、より効率的に得ることができるためである。
すなわち、(A)成分における(B)成分に対する相溶性が低い場合、例えば、(A)成分がハロゲン系化合物等の場合、(A)成分を(B)成分に相溶させるための第3成分として、他の(A)成分(例えば、非ハロゲン系化合物等)を併用する場合がある。
しかしながら、この場合、かかる第3成分の影響により、(A)成分に由来した屈折率が相対的に高い領域における屈折率がばらついたり、低下し易くなったりすることがある。
その結果、(B)成分に由来した屈折率が相対的に低い領域との屈折率差が不均一になったり、過度に低下し易くなったりする場合がある。
したがって、(B)成分との相溶性を有する高屈折率なモノマー成分を選択し、それを単独の(A)成分として用いることが好ましい。
なお、例えば、(A)成分としての式(3)で表わされるビフェニル化合物であれば、低粘度であることから、(B)成分との相溶性を有するため、単独の(A)成分として使用することができる。
また、(A)成分の屈折率を1.5〜1.65の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(A)成分の屈折率をかかる範囲内の値とすることにより、(A)成分に由来した領域の屈折率と、(B)成分に由来した領域の屈折率との差を、より容易に調節して、カラム構造領域を備えた光拡散フィルムを、より効率的に得ることができるためである。
すなわち、(A)成分の屈折率が1.5未満の値となると、(B)成分の屈折率との差が小さくなり過ぎて、有効な光拡散角度領域を得ることが困難になる場合があるためである。一方、(A)成分の屈折率が1.65を超えた値となると、(B)成分の屈折率との差は大きくなるものの、(B)成分との見かけ上の相溶状態さえも形成困難になる場合があるためである。
したがって、(A)成分の屈折率を、1.52〜1.62の範囲内の値とすることがより好ましく、1.56〜1.6の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、上述した(A)成分の屈折率とは、光照射により硬化する前の(A)成分の屈折率を意味する。
また、屈折率は、例えば、JIS K0062に準じて測定することができる。
また、光拡散フィルム用組成物における(A)成分の含有量を、後述する相対的に屈折率が低い重合性化合物である(B)成分100重量部に対して、25〜400重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(A)成分の含有量が25重量部未満の値となると、(B)成分に対する(A)成分の存在割合が少なくなって、(A)成分に由来した柱状物の幅が過度に小さくなり、良好な入射角度依存性を有するカラム構造領域を得ることが困難になる場合があるためである。また、光拡散フィルムの厚さ方向における柱状物の長さが不十分になり、光拡散性を示さなくなる場合があるためである。一方、(A)成分の含有量が400重量部を超えた値となると、(B)成分に対する(A)成分の存在割合が多くなって、(A)成分に由来した柱状物の幅が過度に大きくなり、逆に、良好な入射角度依存性を有するカラム構造領域を得ることが困難になる場合があるためである。また、光拡散フィルムの厚さ方向における柱状物の長さが不十分になり、光拡散性を示さなくなる場合があるためである。
したがって、(A)成分の含有量を、(B)成分100重量部に対して、40〜300重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、50〜200重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(2)−1 種類
屈折率が異なる2つの重合性化合物のうち、屈折率が相対的に低い方の重合性化合物((B)成分)の種類は、特に限定されず、その主成分として、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、側鎖に(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル系ポリマー、(メタ)アクリロイル基含有シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられるが、特に、ウレタン(メタ)アクリレートとすることが好ましい。
この理由は、ウレタン(メタ)アクリレートであれば、(A)成分に由来した領域の屈折率と、(B)成分に由来した領域の屈折率との差を、より容易に調節できるばかりか、(B)成分に由来した領域の屈折率のばらつきを有効に抑制し、カラム構造領域を備えた光拡散フィルムを、より効率的に得ることができるためである。
したがって、以下においては、(B)成分としてのウレタン(メタ)アクリレートについて、主に説明する。
なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を意味する。
なお、(B)成分には、ウレタン結合の繰り返し単位を有するオリゴマーも含むものとする。
このうち、(B1)成分であるイソシアナート基を少なくとも2つ含有する化合物としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアナート、2,6−トリレンジイソシアナート、1,3−キシリレンジイソシアナート、1,4−キシリレンジイソシアナート等の芳香族ポリイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート等の脂肪族ポリイソシアナート、イソホロンジイソシアナート(IPDI)、水素添加ジフェニルメタンジイソシアナート等の脂環式ポリイソシアナート、およびこれらのビウレット体、イソシアヌレート体、さらにはエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ヒマシ油等の低分子活性水素含有化合物との反応物であるアダクト体(例えば、キシリレンジイソシアナート系3官能アダクト体)等を挙げることができる。
この理由は、脂環式ポリイソシアナートであれば、脂肪族ポリイソシアナートと比較して、立体配座等の関係で各イソシアナート基の反応速度に差を設けやすいためである。
これにより、(B1)成分が(B2)成分とのみ反応したり、(B1)成分が(B3)成分とのみ反応したりすることを抑制して、(B1)成分を、(B2)成分および(B3)成分と確実に反応させることができ、余分な副生成物の発生を防止することができる。
その結果、カラム構造領域における(B)成分に由来した領域、すなわち、低屈折率領域の屈折率のばらつきを効果的に抑制することができる。
さらに、脂環式ポリイソシアナートであれば、芳香族ポリイソシアナートと比較して、得られる(B)成分の屈折率を小さくすることができることから、(A)成分の屈折率との差を大きくし、光拡散性をより確実に発現するとともに、光拡散角度領域内における拡散光の均一性の高いカラム構造領域をさらに効率よく形成することができる。
また、このような脂環式ポリイソシアナートの中でも、イソシアナート基を2つのみ含有する脂環式ジイソシアナートが好ましい。
この理由は、脂環式ジイソシアナートであれば、(B2)成分および(B3)成分と定量的に反応し、単一の(B)成分を得ることができるためである。
このような脂環式ジイソシアナートとしては、イソホロンジイソシアナート(IPDI)を特に好ましく挙げることができる。
この理由は、2つのイソシアナート基の反応性に有効な差異を設けることができるためである。
この理由は、ポリプロピレングリコール由来のウレタン(メタ)アクリレートは、粘度が低いことから無溶剤で取り扱うことができるためである。
また、ポリプロピレングリコールであれば、(B)成分を硬化させた際に、当該硬化物における良好なソフトセグメントとなり、光拡散フィルムのハンドリング性や実装性を、効果的に向上させることができるためである。
なお、(B)成分の重量平均分子量は、主に、(B2)成分の重量平均分子量により調節することができる。ここで、(B2)成分の重量平均分子量は、通常、2,300〜19,500であり、好ましくは4,300〜14,300であり、特に好ましくは6,300〜12,300である。
また、得られるウレタン(メタ)アクリレートの重合速度を低下させ、所定のカラム構造をより効率的に形成する観点から、特に、ヒドロキシアルキルメタクリレートであることがより好ましく、2−ヒドロキシエチルメタクリレートであることがさらに好ましい。
このとき(B1)〜(B3)成分の配合割合を、モル比にて(B1)成分:(B2)成分:(B3)成分=1〜5:1:1〜5の割合とすることが好ましい。
この理由は、かかる配合割合とすることにより、(B2)成分の有する2つの水酸基に対してそれぞれ(B1)成分の有する一方のイソシアナート基が反応して結合し、さらに2つの(B1)成分がそれぞれ有するもう一方のイソシアナート基に対して、(B3)成分の有する水酸基が反応して結合したウレタン(メタ)アクリレートを効率的に合成することができるためである。
したがって、(B1)〜(B3)成分の配合割合を、モル比にて(B1)成分:(B2)成分:(B3)成分=1〜3:1:1〜3の割合とすることがより好ましく、2:1:2の割合とすることがさらに好ましい。
また、(B)成分の重量平均分子量を、3,000〜20,000の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B)成分の重量平均分子量を所定の範囲とすることにより、(A)成分および(B)成分の重合速度に所定の差を生じさせ、両成分の共重合性を効果的に低下させることができるためである。
その結果、光硬化させた際に、(B)成分に由来した屈折率が相対的に低い領域中に、(A)成分に由来した屈折率が相対的に高い複数の柱状物を林立させてなるカラム構造領域を効率良く形成することができる。
すなわち、(B)成分の重量平均分子量が3,000未満の値となると、(B)成分の重合速度が速くなって、(A)成分の重合速度に近くなり、(A)成分との共重合が生じ易くなる結果、カラム構造領域を効率よく形成することが困難になる場合があるためである。一方、(B)成分の重量平均分子量が20,000を超えた値となると、(B)成分に由来した屈折率が相対的に低い領域中に、(A)成分に由来した屈折率が相対的に高い複数の柱状物を林立させてなるカラム構造領域を形成することが困難になったり、(A)成分との相溶性が過度に低下して、塗布段階で(A)成分が析出したりする場合があるためである。
したがって、(B)成分の重量平均分子量を、5,000〜15,000の範囲内の値とすることがより好ましく、7,000〜13,000の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、(B)成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
また、(B)成分は、分子構造や重量平均分子量が異なる2種以上を併用してもよいが、カラム構造領域における(B)成分に由来した領域の屈折率のばらつきを抑制する観点からは、1種類のみを用いることが好ましい。
すなわち、(B)成分を複数用いた場合、(B)成分に由来した屈折率が相対的に低い領域における屈折率がばらついたり、高くなったりして、(A)成分に由来した屈折率が相対的に高い領域との屈折率差が不均一になったり、過度に低下する場合があるためである。
また、(B)成分の屈折率を1.4〜1.55の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B)成分の屈折率をかかる範囲内の値とすることにより、(A)成分に由来した領域の屈折率と、(B)成分に由来した領域の屈折率との差を、より容易に調節して、カラム構造領域を備えた光拡散フィルムを、より効率的に得ることができるためである。
すなわち、(B)成分の屈折率が1.4未満の値となると、(A)成分の屈折率との差は大きくなるものの、(A)成分との相溶性が極端に悪化し、カラム構造領域を形成することができないおそれがあるためである。一方、(B)成分の屈折率が1.55を超えた値となると、(A)成分の屈折率との差が小さくなり過ぎて、所望の入射角度依存性を得ることが困難になる場合があるためである。
したがって、(B)成分の屈折率を、1.45〜1.54の範囲内の値とすることがより好ましく、1.46〜1.52の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、上述した(B)成分の屈折率とは、光照射により硬化する前の(B)成分の屈折率を意味する。
そして、屈折率は、例えば、JIS K0062に準じて測定することができる。
この理由は、かかる屈折率の差を所定の範囲内の値とすることにより、光の透過と拡散におけるより良好な入射角度依存性、およびより広い光拡散入射角度領域を有する光拡散フィルムを得ることができるためである。
すなわち、かかる屈折率の差が0.01未満の値となると、入射光がカラム構造領域内で全反射する角度域が狭くなることから、光拡散における開き角が過度に狭くなる場合があるためである。一方、かかる屈折率の差が過度に大きな値となると、(A)成分と(B)成分の相溶性が悪化しすぎて、カラム構造領域を形成できないおそれがあるためである。
したがって、(A)成分の屈折率と、(B)成分の屈折率との差を、0.05〜0.5の範囲内の値とすることがより好ましく、0.1〜0.2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、ここでいう(A)成分および(B)成分の屈折率とは、光照射により硬化する前の(A)成分および(B)成分の屈折率を意味する。
また、光拡散フィルム用組成物における(B)成分の含有量を、光拡散フィルム用組成物の全体量100重量部に対して、10〜80重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B)成分の含有量が10重量部未満の値となると、(A)成分に対する(B)成分の存在割合が少なくなって、(B)成分に由来した領域が、(A)成分に由来した領域と比較して過度に小さくなり、良好な入射角度依存性を有するカラム構造領域を得ることが困難になる場合があるためである。一方、(B)成分の含有量が80重量部を超えた値となると、(A)成分に対する(B)成分の存在割合が多くなって、(B)成分に由来した領域が、(A)成分に由来した領域と比較して過度に大きくなり、逆に、良好な入射角度依存性を有するカラム構造領域を得ることが困難になる場合があるためである。
したがって、(B)成分の含有量を、光拡散フィルム用組成物の全体量100重量部に対して、20〜70重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、30〜60重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、本発明における光拡散フィルム用組成物においては、所望により、(C)成分として、光重合開始剤を含有させることが好ましい。
この理由は、光重合開始剤を含有させることにより、光拡散フィルム用組成物に対して活性エネルギー線を照射した際に、効率的にカラム構造領域を形成することができるためである。
ここで、光重合開始剤とは、紫外線等の活性エネルギー線の照射により、ラジカル種を発生させる化合物をいう。
なお、光重合開始剤を含有させる場合の含有量としては、(A)成分および(B)成分の合計量100重量部に対し、0.2〜20重量部の範囲内の値とすることが好ましく、0.5〜15重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、1〜10重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、適宜、上述した化合物以外の添加剤を添加することができる。
このような添加剤としては、例えば、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。
なお、このような添加剤の含有量は、一般に、(A)成分および(B)成分の合計量100重量部に対して、0.01〜5重量部の範囲内の値とすることが好ましく、0.02〜3重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、0.05〜2重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
工程(b)は、図7(a)に示すように、光拡散フィルム用組成物を工程シート2に対して塗布し、塗布層1を形成する工程である。
工程シートとしては、プラスチックフィルム、紙のいずれも使用することができる。
このうち、プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフィン系フィルム、トリアセチルセルロースフィルム等のセルロース系フィルム、およびポリイミド系フィルム等が挙げられる。
また、紙としては、例えば、グラシン紙、コート紙、およびラミネート紙等が挙げられる。
また、後述する工程を考慮すると、工程シート2としては、熱や活性エネルギー線に対する寸法安定性に優れたプラスチックフィルムであることが好ましい。
このようなプラスチックフィルムとしては、上述したもののうち、ポリエステル系フィルム、ポリオレフィン系フィルムおよびポリイミド系フィルムが好ましく挙げられる。
かかる剥離層は、シリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、アルキッド系剥離剤、オレフィン系剥離剤等、従来公知の剥離剤を用いて形成することができる。
なお、工程シートの厚さは、通常、25〜200μmの範囲内の値とすることが好ましい。
なお、このとき、塗布層の膜厚を60〜700μmの範囲内の値とすることが好ましい。
工程(c)は、図7(b)に示すように、塗布層1に対して第1の活性エネルギー線照射を行い、塗布層1の下方部分に第1のカラム構造領域20を形成するとともに、塗布層1の上方部分にカラム構造未形成領域20´を残す工程である。
すなわち、第1の活性エネルギー線照射工程においては、工程シートの上に形成された塗布層に対し、光線の平行度が高い平行光を照射する。
より具体的には、例えば、図8(a)に示すように、点光源202からの照射光60をレンズ204によって平行光70とした後、塗布層に照射したり、図8(b)〜(c)に示すように、線状光源125からの照射光60を、照射光平行化部材200(200a、200b)によって平行光70とした後、塗布層に照射したりすることが好ましい。
より具体的には、線状光源125による直接光のうち、板状部材210aや筒状部材210b等の遮光部材210に対する平行度が低い光は、これらに接触し、吸収される。
したがって、板状部材210aや筒状部材210b等の遮光部材210に対する平行度が高い光、すなわち、平行光のみが、照射光平行化部材200を通過することになり、結果として、線状光源125による直接光が、照射光平行化部材200により平行光に変換されることになる。
なお、板状部材210aや筒状部材210b等の遮光部材210の材料物質としては、遮光部材210に対する平行度の低い光を吸収できるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、耐熱黒塗装を施したアルスター鋼板等を用いることができる。
この理由は、照射光の平行度をかかる範囲内の値とすることにより、複数の柱状物が膜厚方向に対して一定の傾斜角にて林立してなるカラム構造領域を、効率的、かつ、安定的に形成することができるためである。
したがって、照射光の平行度を5°以下の値とすることがより好ましく、2°以下の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、照射角が−80〜80°の範囲外の値となると、塗布層1の表面での反射等の影響が大きくなって、十分なカラム構造領域を形成することが困難になる場合があるためである。
なお、図9における矢印Bは、塗布層の移動方向を示す。
この理由は、電子線の場合、重合速度が非常に速いため、重合過程で(A)成分と(B)成分が十分に相分離できず、カラム構造を形成することが困難になる場合があるためである。一方、可視光等と比較した場合、紫外線の方が、その照射により硬化する紫外線硬化樹脂や、使用可能な光重合開始剤のバリエーションが豊富であることから、(A)成分および(B)成分の選択の幅を広げることができるためである。
この理由は、かかるピーク照度が0.1mW/cm2未満の値となると、カラム構造未形成領域を十分に確保することができるものの、第1のカラム構造領域を明確に形成することが困難になる場合があるためである。一方、かかるピーク照度が3mW/cm2を超えた値となると、カラム構造未形成領域が存在しても、当該領域における硬化反応が進行し過ぎているものと推定され、後述する第2の活性エネルギー線照射工程において、第2のカラム構造領域を十分に形成することが困難になる場合があるためである。
したがって、第1の活性エネルギー線照射における塗布層表面のピーク照度を0.3〜2mW/cm2の範囲内の値とすることがより好ましく、0.5〜1.5mW/cm2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、かかる積算光量が5mJ/cm2未満の値となると、第1のカラム構造領域を、上方から下方に向けて十分に伸長させることが困難になったり、第2のカラム構造領域を形成する際に第1のカラム構造領域が変形したりする場合があるためである。一方、かかる積算光量が100mJ/cm2を超えた値となると、カラム構造未形成領域の硬化が進み過ぎて、後述する第2の活性エネルギー線照射工程において、第2のカラム構造領域を十分に形成することが困難になる場合があるためである。
したがって、第1の活性エネルギー線照射における塗布層表面における積算光量を7〜50mJ/cm2の範囲内の値とすることがより好ましく、10〜30mJ/cm2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、かかる速度が0.1m/分未満の値となると、量産性が過度に低下する場合があるためである。一方、かかる速度が10m/分を超えた値となると、塗布層の硬化、言い換えれば、カラム構造領域の形成よりも速く、塗布層に対する紫外線の入射角度が変化してしまい、カラム構造領域の形成が不十分になる場合があるためである。
したがって、第1の活性エネルギー線照射の際に、工程シート上に形成された塗布層を、0.2〜5m/分の範囲内の速度にて移動させることがより好ましく、0.3〜3m/分の範囲内の速度にて移動させることがさらに好ましい。
この理由は、酸素存在雰囲気下において第1の活性エネルギー線照射を行うことにより、塗布層の下方部分に効率的に第1のカラム構造領域を形成しつつ、酸素阻害の影響を利用して、塗布層の上方部分に安定的にカラム構造未形成領域を残すことができるためである。
したがって、後述する第2の活性エネルギー線照射において、かかるカラム構造未形成領域において、効率的に第2のカラム構造未形成領域を残すことができる。
すなわち、仮に第1の活性エネルギー線照射を、酸素存在雰囲気下ではなく、酸素が存在しない非酸素雰囲気下にて行った場合、フィルムの上部にはカラム構造未形成領域が残らず、フィルムのほぼ最表面まで連続的に第1のカラム構造領域が形成される場合があるためである。
なお、「酸素存在雰囲気下」とは、塗布層の上面が空気等の酸素を含む気体と直接接触している条件下を意味し、その中でも「空気雰囲気下」とは、塗布層の上面が空気と直接接触している条件下を意味する。
したがって、塗布層の上面にフィルムをラミネートしたり、あるいは、窒素パージを行ったりといった特定の手段を実施することなく、塗布層の上面をそのまま空気に露出させた状態で第1の活性エネルギー線照射を行うことが、「空気雰囲気下」での第1の活性エネルギー線照射に該当する。
工程(d)は、図7(c)に示すように、塗布層1に対して、さらに第2の活性エネルギー線照射を行い、カラム構造未形成領域20´に第2のカラム構造領域30を形成する工程である。
かかる第2の活性エネルギー線照射工程は、基本的に第1の活性エネルギー線照射工程と同様にして行うことができる。
この理由は、かかるピーク照度が0.1mW/cm2未満の値となると、第2のカラム構造領域を明確に形成することが困難になる場合があるためである。一方、かかる照度が20mW/cm2を超えた値となると、硬化速度が速くなり過ぎるものと推定され、第2のカラム構造領域を有効に形成できない場合があるためである。
したがって、塗布層表面における紫外線のピーク照度を0.3〜10mW/cm2の範囲内の値とすることがより好ましく、0.5〜5mW/cm2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、かかる積算光量が5mJ/cm2未満の値となると、第2のカラム構造領域を、上方から下方に向けて十分に伸長させることが困難になる場合があるためである。一方、かかる積算光量が300mJ/cm2を超えた値となると、得られるフィルムに着色が生じる場合があるためである。
したがって、塗布層表面における積算光量を30〜200mJ/cm2の範囲内の値とすることがより好ましく、50〜150mJ/cm2の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、非酸素雰囲気下において第2の活性エネルギー線照射を行うことにより、第1の活性エネルギー線照射によって得られたカラム構造未形成領域に、酸素阻害の影響を抑制して効率的に第2のカラム構造領域を形成することができるためである。
すなわち、仮に第2の活性エネルギー線照射を、非酸素雰囲気下ではなく、酸素雰囲気下にて行った場合、高照度で照射すれば、表面近傍の非常に浅い位置に第2のカラム構造領域を形成することができるかもしれないが、光拡散に必要な屈折率差を得ることができない場合があるためである。また、低照度で照射した場合には、酸素阻害の影響を受け、カラム構造未形成領域に第2のカラム構造領域を形成することができない場合があるためである。
なお、「非酸素雰囲気下」とは、塗布層の上面が酸素雰囲気、または酸素が含まれる雰囲気と直接接触していない条件下を意味する。
したがって、例えば、塗布層の上面にフィルムをラミネートしたり、あるいは、空気を窒素ガスで置換して、窒素パージを行ったりした状態で第2の活性エネルギー線照射を行うことが、「非酸素雰囲気下」での第2の活性エネルギー線照射に該当する。
この理由は、このように第2の活性エネルギー線照射を行うことにより、酸素阻害の影響を効果的に抑制して、カラム構造未形成領域に、さらに効率的に第2のカラム構造領域を形成することができるためである。
すなわち、塗布層の上面に対し、活性エネルギー線透過シートをラミネートすることで、塗布層の上面が酸素と接触することを安定的に防止しながら、当該シートを透過させて、効率的に塗布層に対して活性エネルギー線を照射することができるためである。
なお、活性エネルギー線透過シートとしては、工程(b)(塗布工程)において記載した工程シートのうち、活性エネルギー線が透過可能なものであれば、特に制限無く使用することができる。
このときの活性エネルギー線は、塗布層を十分に硬化させることを目的とするものであるため、平行光ではなくフィルムの長手方向および幅方向のいずれの進行方向においてもランダムな光を用いることが好ましい。
また、光硬化工程後の光拡散フィルムは、工程シートを剥離することによって、最終的に使用可能な状態となる。
すなわち、それぞれの活性エネルギー線照射における照射角を適宜調節するのみで、容易に各カラム構造領域における柱状物の傾斜角の組み合わせを調節することが可能となる。
1.(B)成分の合成
容器内に、(B2)成分としての重量平均分子量9,200のポリプロピレングリコール(PPG)1モルに対して、(B1)成分としてのイソホロンジイソシアナート(IPDI)2モル、および(B3)成分としての2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)2モルを収容した後、常法に従って反応させ、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を得た。
・GPC測定装置:東ソー(株)製、HLC−8020
・GPCカラム :東ソー(株)製(以下、通過順に記載)
TSK guard column HXL−H
TSK gel GMHXL(×2)
TSK gel G2000HXL
・測定溶媒 :テトラヒドロフラン
・測定温度 :40℃
次いで、得られた(B)成分としての重量平均分子量9,900のポリエーテルウレタンメタクリレート100重量部に対し、(A)成分としての下記式(3)で表わされる分子量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(新中村化学(株)製、NKエステル A−LEN−10)100重量部と、(C)成分としての2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン8重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。
なお、(A)成分および(B)成分の屈折率は、アッベ屈折計(アタゴ(株)製、アッベ屈折計DR−M2、Na光源、波長:589nm)により、JIS K0062に準じて測定したところ、それぞれ1.58および1.46であった。
次いで、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フィルム状の透明ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称する。)に対して塗布し、膜厚105μmの塗布層を得た。
次いで、中心光線平行度を±3°以内に制御した紫外線スポット平行光源(ジャテック(株)製)を用い、平行度が2°以下の平行光を、照射角(図9のθ3)がほぼ0°となるように塗布層に照射した。
その際のピーク照度は0.98mW/cm2、積算光量は19.78mJ/cm2、ランプ高さは240mmとし、塗布層の移動速度は0.17m/分とした。
次いで、第1の紫外線照射工程を経たのち、塗布層の露出面側を厚さ38μmの紫外線透過性を有する剥離フィルム(リンテック(株)製、SP−PET382050)によりラミネートして、非酸素雰囲気下の状態とした。
次いで、第1の紫外線照射工程と同様に、平行光を照射角(図9のθ3)がほぼ0°となるように剥離フィルム越しに塗布層に照射し、膜厚105μmの光拡散フィルムが得られた。
その際のピーク照度は2.88mW/cm2、積算光量は20.06mJ/cm2、ランプ高さは240mmとし、塗布層の移動速度は0.54m/分とした。
なお、光拡散フィルムの膜厚は、定圧厚さ測定器(宝製作所(株)製、テクロック PG−02J)を用いて測定した。
なお、図10(a)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面の模式図である。
また、第1のカラム構造領域の膜厚は55μmであり、第2のカラム構造領域の膜厚は60μmであり、重複カラム構造領域の膜厚は10μmであった。
さらに、第1のカラム構造領域における柱状物の傾斜角、すなわち、1本の柱状物全体をその軸線に沿って2つに切断する面によってフィルムを切断した場合の断面において測定されるフィルム表面に対する法線の角度を0°とした場合の柱状物の傾斜角(図6におけるθa=θb)は0°であり、同断面において測定される第2のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa´=θb´)も0°であった。
また、得られた光拡散フィルムの断面写真を、図10(b)に示す。図10(b)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面写真である。
コノスコープ(autronic−MELCHERS GmbH社製)を用いて、図10(a)に示すように、得られた光拡散フィルムの下側、つまり、第1のカラム構造領域が存在する側より、当該フィルムに対して、入射角θ1(°)を40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°、−5°、−10°、−15°、−20°、−25°、−30°、−35°、−40°に変えながら光を入射させた。
そして、それぞれの入射角θ1における拡散光の拡散具合を、図10(a)におけるZ方向から写真撮影した。入射角θ1が40〜−40°の場合の写真を、それぞれ図11(a)〜(q)に示す。
かかる結果より、第1および第2のカラム構造領域を形成することによって、105μmという薄膜であるにもかかわらず、入射光の入射角θ1が0°の場合であっても入射光の直進透過を防止することができ、十分に均一な光拡散特性が得られていることが分かる。
実施例2では、光拡散フィルム用組成物の塗布工程において、塗布層の膜厚を142μmに変えるとともに、第2の紫外線照射工程において、平行光の照射角(図9のθ3)を30°に変え、ピーク照度を2.75mW/cm2、積算光量を19.50mJ/cm2に変えたほかは、実施例1と同様にして膜厚142μmの光拡散フィルムを得た。
また、得られた光拡散フィルムは、図12(a)のフィルム断面の模式図に示すように、フィルムの下方に第1のカラム構造領域が形成され、フィルムの上方に第2のカラム構造領域が形成された光拡散フィルムであることを確認した。
なお、図12(a)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面の模式図である。
また、第1のカラム構造領域の膜厚は82μmであり、第2のカラム構造領域の膜厚は72μmであり、重複カラム構造の膜厚は12μmであった。
さらに、第1のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa=θb)は0°であり、同断面において測定される第2のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa´=θb´)は30°であった。
また、得られた光拡散フィルムの断面写真を、図12(b)に示す。図12(b)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面写真である。
すなわち、図12(a)に示すように、得られた光拡散フィルムの下側より、当該フィルムに対して、入射角θ1(°)を40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°、−5°、−10°、−15°、−20°、−25°、−30°、−35°、−40°、−45°、−50°、−55°、−60°、−65°に変えながら光を入射させた。
そして、それぞれの入射角θ1における拡散光の拡散具合を、図12(a)におけるZ方向から写真撮影した。入射角θ1が40〜−65°の場合の写真を、それぞれ図13(a)〜(v)に示す。
かかる結果より、広範囲の入射光の入射角度に対し、第1および第2のそれぞれのカラム構造領域における柱状物の傾斜角に沿った等方性光拡散特性、あるいは2つのカラム構造領域を通過することで複合化された等方性光拡散特性を示すことが分かる。
実施例3では、光拡散フィルム用組成物の塗布工程において、塗布層の膜厚を142μmに変えるとともに、第1の紫外線照射工程において、平行光の照射角(図9のθ3)を30°に変え、ピーク照度を1.05mW/cm2、積算光量を20.88mJ/cm2に変え、さらに、塗布層の移動速度を0.17m/分に変えた。
また、第2の紫外線照射工程において、平行光の照射角(図9のθ3)を−30°に変え、ピーク照度を2.75mW/cm2、積算光量を19.50mJ/cm2に変えた。
それ以外は、実施例1と同様にして膜厚142μmの光拡散フィルムを得た。
また、得られた光拡散フィルムは、図14(a)のフィルム断面の模式図に示すように、フィルムの下方に第1のカラム構造領域が形成され、フィルムの上方に第2のカラム構造領域が形成された光拡散フィルムであることを確認した。
なお、図14(a)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面の模式図である。
また、第1のカラム構造領域の膜厚は82μmであり、第2のカラム構造領域の膜厚は66μmであり、重複カラム構造領域の膜厚は6μmであった。
さらに、第1のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa=θb)は30°であり、同断面において測定される第2のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa´=θb´)は−30°であった。
また、得られた光拡散フィルムの断面写真を、図14(b)に示す。図14(b)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面写真である。
すなわち、図14(a)に示すように、得られた光拡散フィルムの下方より、当該フィルムに対して、入射角θ1(°)を60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°、−5°、−10°、−15°、−20°、−25°、−30°、−35°、−40°、−45°、−50°、−55°に変えながら光を入射させた。
そして、それぞれの入射角θ1における拡散光の拡散具合を、図14(a)におけるZ方向から写真撮影した。入射角θ1が60〜−55°の場合の写真を、それぞれ図15(a)〜(x)に示す。
かかる結果より、より広範囲の入射光の入射角度に対し、第1および第2のそれぞれのカラム構造領域における柱状物の傾斜角に沿った等方性光拡散特性、あるいは2つのカラム構造領域を通過することで複合化された等方性光拡散特性を示すことが分かる。
比較例1では、第2の紫外線照射工程において、ピーク照度10.2mW/cm2、積算光量142.2mJ/cm2の散乱光を照射するとともに、塗布層の移動速度を0.40m/分に変えた。
それ以外は、実施例1と同様にして膜厚152μmの光拡散フィルムを得た。
また、得られた光拡散フィルムは、図16(a)のフィルム断面の模式図に示すように、フィルムの下方に第1のカラム構造領域が形成され、フィルムの上方には第2のカラム構造領域が形成されていない光拡散フィルムであることを確認した。
なお、図16(a)は、塗布層の移動方向に平行なフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面の模式図である。
また、第1のカラム構造領域の膜厚は86μmであり、第1のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa=θb)は0°であった。
また、得られた光拡散フィルムの断面写真を、図16(b)に示す。図16(b)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面写真である。
すなわち、図16(a)に示すように、得られた光拡散フィルムの下方より、当該フィルムに対して、入射角θ1(°)を40°、35°、30°、25°、20°、15°、10°、5°、0°、−5°、−10°、−15°、−20°、−25°、−30°、−35°−40°に変えながら光を入射させた。
そして、それぞれの入射角θ1における拡散光の拡散具合を、図16(a)におけるZ方向から写真撮影した。入射角θ1が40〜−40°の場合の写真を、それぞれ図17(a)〜(q)に示す。
かかる結果より、実施例1と比較すると、実施例1の光拡散フィルムよりも総膜厚が厚いにもかかわらず、断面観察結果からも分かるように、カラム構造領域の膜厚が薄いために、十分に均一な光拡散特性が得られていないことが分かる。
特に、入射光の入射角θ1が0°の場合に、入射光の直進透過を防止することができず、光拡散特性が著しく不均一になっていることが分かる。
比較例2では、光拡散フィルム用組成物の塗布工程において、塗布層の膜厚を138μmに変えるとともに、第1の紫外線照射工程において、平行光の照射角(図9のθ3)を30°に変え、ピーク照度を2.75mW/cm2、積算光量を19.50mJ/cm2に変え、さらに、塗布層の移動速度を0.54m/分に変えた。
また、第2の紫外線照射工程において、ピーク照度10.2mW/cm2、積算光量142.2mJ/cm2の散乱光を照射するとともに、塗布層の移動速度を0.40m/分に変えた。
それ以外は、実施例1と同様にして膜厚138μmの光拡散フィルムを得た。
また、得られた光拡散フィルムは、図18(a)のフィルム断面の模式図に示すように、フィルムの下方に第1のカラム構造領域が形成され、フィルムの上方には第2のカラム構造領域が形成されていない光拡散フィルムであることを確認した。
なお、図18(a)は、塗布層の移動方向に対して平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面の模式図である。
また、第1のカラム構造領域の膜厚は104μmであり、第1のカラム構造領域における柱状物の傾斜角(図6におけるθa=θb)は30°であった。
また、得られた光拡散フィルムの断面写真を、図18(b)に示す。図18(b)は、塗布層の移動方向に平行でフィルム面に対して垂直な面でフィルムを切断した場合の断面写真である。
すなわち、図18(a)に示すように、得られた光拡散フィルムの下方より、当該フィルムに対して、入射角θ1(°)を10°、5°、0°、−5°、−10°、−15°、−20°、−25°、−30°、−35°、−40°、−45°、−50°、−55°、−60°、−65°に変えながら光を入射させた。
そして、それぞれの入射角θ1における拡散光の拡散具合を、図18(a)におけるZ方向から写真撮影した。入射角θ1が10〜−65°の場合の写真を、それぞれ図19(a)〜(p)に示す。
かかる結果より、実施例3と比較すると、実施例3の場合よりも高照度にて第1の紫外線照射を行っているため、第1のカラム構造領域の膜厚は厚くなっており、第1のカラム構造領域単独での等方性光拡散の均一性は高いが、広範囲の入射光の入射角度に対しては、十分に光拡散特性を示すことができないことが分かる。
したがって、本発明の光拡散フィルム等は、反射型液晶表示装置における光制御膜の他、視野角制御フィルム、視野角拡大フィルム、さらにはプロジェクション用スクリーンにも提供することができ、これらの高品質化に著しく寄与することが期待される。
すなわち、本発明の光拡散フィルムであれば、第1のカラム構造領域と、第2のカラム構造領域とを有している。
したがって、それぞれのカラム構造領域が有する柱状物の傾斜角を異ならせることで、光拡散角度領域を効果的に拡大することができる。
一方、それぞれのカラム構造領域が有する柱状物の傾斜角を重複させた場合には、光拡散角度領域の拡大に対する寄与は少ないものの、膜厚方向におけるトータルとしての柱状物の長さを安定的に延長することになる。そのため、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を向上させることができる。
さらに、本発明の光拡散フィルムは、単一層の中に第1および第2のカラム構造領域を有することから、層間剥離の発生を根本的に抑制することができる。
また、このように構成することにより、それぞれのカラム構造領域間のカラム構造未形成部分における散乱光の発生を抑制して、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を、さらに向上させることができる。
(a)光拡散フィルム用組成物を準備する工程
(b)光拡散フィルム用組成物を工程シートに対して塗布し、塗布層を形成する工程
(c)塗布層に対して第1の活性エネルギー線照射を行い、塗布層の下方部分に第1のカラム構造領域を形成するとともに、塗布層の上方部分にカラム構造未形成領域を残す工程
(d)塗布層に対して第2の活性エネルギー線照射を行い、カラム構造未形成領域に第2のカラム構造領域を形成すると同時に、第1のカラム構造領域の上端部と、第2のカラム構造領域の下端部とが重なりあう厚さが5〜40μmの範囲内の値である重複カラム構造領域を形成する工程
すなわち、本発明の光拡散フィルムの製造方法であれば、所定の光拡散フィルム用組成物からなる塗布層に対し、第1および第2の活性エネルギー線照射を行うことから、各活性エネルギー線照射における照射角度を適宜調節することにより、第1および第2のカラム構造領域における柱状物の傾斜角の組み合わせを容易に調節することができる。
また、単一層の中に第1および第2のカラム構造領域を形成することから、得られた光拡散フィルムにおける層間剥離の発生を根本的に抑制することができる。
Claims (9)
- 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柱状物を林立させてなる第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域を、フィルム膜厚方向に沿って下方から順次に有する単一層の光拡散層を有する光拡散フィルム。
- 前記第1のカラム構造領域の上端部と、前記第2のカラム構造領域の下端部とが重なりあう重複カラム構造領域を有することを特徴とする請求項1に記載の光拡散フィルム。
- 前記重複カラム構造領域が、前記第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域にそれぞれ由来した前記柱状物のいずれか一方の先端が、もう一方のカラム構造領域に由来した柱状物の先端近傍に対して接触してなることを特徴とする請求項2に記載の光拡散フィルム。
- 前記重複カラム構造領域の厚さを1〜40μmの範囲内の値とすることを特徴とする請求項2または3に記載の光拡散フィルム。
- 前記重複カラム構造領域の厚さを、フィルム膜厚(100%)に対して0.1〜10%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
- 前記重複カラム構造領域において、前記第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域にそれぞれ由来した前記柱状物の傾斜角の差の絶対値を、1°以上の値とすることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
- 前記第1のカラム構造領域および第2のカラム構造領域における前記柱状物の主成分が、複数の芳香環を含有する(メタ)アクリル酸エステル重合体であり、前記屈折率が相対的に低い領域の主成分が、ウレタン(メタ)アクリレートの重合体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光拡散フィルム。
- 下記工程(a)〜(d)を含むことを特徴とする光拡散フィルムの製造方法。
(a)光拡散フィルム用組成物を準備する工程
(b)前記光拡散フィルム用組成物を工程シートに対して塗布し、塗布層を形成する工程
(c)前記塗布層に対して第1の活性エネルギー線照射を行い、前記塗布層の下方部分に第1のカラム構造領域を形成するとともに、前記塗布層の上方部分にカラム構造未形成領域を残す工程
(d)前記塗布層に対して第2の活性エネルギー線照射を行い、前記カラム構造未形成領域に第2のカラム構造領域を形成する工程 - 前記第1の活性エネルギー線照射を、酸素存在雰囲気下において実施するとともに、前記第2の活性エネルギー線照射を、非酸素雰囲気下において実施することを特徴とする請求項8に記載の光拡散フィルムの製造方法。
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