TW201331633A - 各向異性光擴散膜 - Google Patents
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Abstract
提供一種能夠提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性且能夠有效擴大光擴散角度區域之各向異性光擴散膜。上述各向異性光擴散膜沿著膜厚方向從下方依次具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,並具有第1百葉結構區域之上端部與第2百葉結構區域之下端部重合的重複百葉結構區域。
Description
本發明係有關各向異性光擴散膜。尤其關於能提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性並能有效擴大光擴散角度區域之各向異性光擴散膜。
以往,在液晶顯示裝置中,可利用設在裝置內部之光源(內部光源)射出的光識別規定圖像。
然而,近年來,由於手機、車載用電視機等的普及,在室外觀看液晶顯示畫面之機會增加,隨之產生來自內部光源之光強度不敵外光、不易看清規定畫面之問題。
此外,在手機等移動用途中,液晶顯示裝置之內部光源導致的電耗相對於總電耗佔有很大部分,因此產生頻繁使用內部光源時導致電池持續時間縮短的問題。
因此,為解決此等問題,已開發用外光作為光源之反射型液晶顯示裝置。
該反射型液晶顯示裝置由於使用外光作為光源,因此,外光越強,越能顯示鮮明的圖像,而且,還能有效抑制內部光源之電力消耗。
即,已提出在此種反射型液晶顯示裝置中,為高效率地使外光透射而進入液晶顯示裝置內部,並將此外光作為光源有效利用,具備用於高效率地進行光擴散的各向異性光擴散膜(例如,專利文獻1)。
更具體地說,如圖26a~26b所示,專利文獻1已公開一種液晶裝置1112,其具有在上基板1103與下基板1107之間夾持液晶層1105而成的液晶單元、設在下基板1107側之光反射板1110、及設在液晶層1105與光反射板1110之間的光控制板(各向異性光擴散膜)1108。
並且,設有用於使以規定角度入射的光選擇性地散射且使以規定角度以外的角度入射的光透射之光控制板1108,該光控制板1108以下述方式配置在液晶單元中:使得將以規定角度入射的光選擇性地散射的方向投影在光控制板1108表面上之散射軸方向1121在液晶單元面內基本上成6點鐘方向之方位。
此外,已知在反射型液晶顯示裝置中使用的各向異性光擴散膜有各種形態,尤其是具備百葉(louver)結構之各向異性光擴散膜被廣泛使用,在上述百葉結構中,順著沿膜面之任一方向,將細長板狀的高折射率區域及細長板狀的低折射率區域交互地平行配置,由此,能夠在膜內控制光方向或調節光分散性(例如,專利文獻2~4)。
即,專利文獻2已公開一種光控制膜,其特徵在於,上述光控制膜通過從特定方向向含多種具有聚合性碳碳雙鍵之化合物的膜狀組合物照射紫外線而使該組合物固化而得到,上述光控制膜選擇性地僅使特定角度範圍之入射光散射,在光控制膜(各向異性光擴散膜)中,上述組合物中所含的至少一種化合物係分子內具有多個芳香環及一個聚合性碳碳雙鍵之化合物。
此外,專利文獻3已公開一種以含有分子內具有聚合性碳碳雙鍵之茀系化合物(A)、與該茀系化合物(A)之折射率不同的陽離子聚合性化合物(B)及光陽離子聚合引發劑(C)為特徵之光固化性組合物及使其固化而成的光控制膜。
另外,專利文獻4已公開一種至少由(A)通式(5)表示的雙酚A型環氧樹脂或溴化雙酚A型環氧樹脂、(B)結構單元中至少含一個以上烯不飽和鍵之具有自由基聚合性的化合物、(D)通過化學放射線而產生自由基種之光聚合引發劑及(E)通過熱量而產生陽離子種之熱聚合引發劑組成的各向異性光擴散膜用組合物及用該組合物製成的各向異性光擴散膜。更具體地說,已公開一種各向異性光擴散膜用組合物及用該組合物製成的各向異性光擴散膜,上述各向異性光擴散膜用組合物之特徵在於,常溫下(B)具有自由基聚合性的化合物之折射率比(A)雙酚A型環氧樹脂或溴化雙酚A型環氧樹脂及(C)分子內至少具有一個陽離子聚合性基團之化合物低。
(通式(5)中,R表示氫原子或溴原子,重複數p表示自然數。)
另一方面,已公開為進一步擴大光擴散入射角度區域而將各向異性光擴散膜層疊的方法(例如,專利文獻5)。
即,專利文獻5已公開一種投影用螢幕,其特徵在於,將多片光控制膜(各向異性光擴散膜)層疊而成,上述光控制膜對霧度有角度依賴性,相對於其表面,以0~180°的角度使光入射時,顯示60%以上的霧度之光散射角度區域為30°以上。
此外,作為擴大光擴散入射角度區域寬度之其他方法,還已公開在預先製成的各向異性光擴散膜上再塗佈各向異性光擴散膜用組合物後光固化,從而在膜內形成2個百葉結構之方法(例如,專利文獻6)。
即,專利文獻6已公開一種光控制板(各向異性光擴散膜)之製造方法,其特徵在於,包括第1步驟及第2步驟,並根據需要重複進行第2步驟,在上述第1步驟中,將由各自之折射率有差異的多個在分子內具有1個以上聚合性碳碳雙鍵之化合物組成的樹脂組合物維持在膜上,從特定方法照射紫外線而使該組合物固化;在上述第2步驟中,在所得固化物上將樹脂組合物維持(塗
佈)在膜上,從與第1步驟不同的方向照射紫外線而使其固化。
專利文獻1:日本特許3480260號公報(申請專利範圍)
專利文獻2:日本特開2006-350290號公報(申請專利範圍)
專利文獻3:日本特開2008-239757號公報(申請專利範圍)
專利文獻4:日本特許3829601號公報(申請專利範圍)
專利文獻5:日本特開2005-316354號公報(申請專利範圍)
專利文獻6:日本特開昭63-309902號公報(申請專利範圍)
然而,專利文獻1~4中所公開的各向異性光擴散膜由於各向異性光擴散中的光擴散角度區域狹小,因此,在反射型液晶顯示裝置中,難以高效率地利用外光。
此外,從降低成本之角度考慮而減小該膜之膜厚時,無法保持光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,從而在該光擴散角度區域內的規定角度顯示非常強的峰。
此表明,在該規定角度,入射光已無擴散地透射光擴散膜。
因此,將此種光擴散膜用在反射型液晶顯示裝置上時,出現顯示畫面內會有斑點,可視性變得非常差的問題。
另一方面,專利文獻5所公開的各向異性光擴散膜雖然能夠在一定程度上擴大光擴散入射角度區域之寬度,但由於將多片各向異性光擴散膜層疊,因此,會產生圖像鮮明度下降、出現虹彩色(莫爾現象)或經濟上不利此種問題。
此外,專利文獻6所公開的各向異性擴散膜雖然能夠一定程度上擴大光擴散角度區域之寬度,但由於是在第1片各向異性光擴散膜上另行形成其他的各向異性光擴散膜,因此,也存在不僅經濟上不利、而且容易產生層間剝離之問題。
不僅如此,專利文獻5及6所公開的各向異性光擴散膜由於在膜記憶體內的2個百葉結構區域之介面中存在未形成有百葉結構之間隔部分,因此,從減小總膜厚之角度觀點是不利的,而且還會出現在該間隔部分會發生未預期的散射光、光擴散中之各向異性容易下降的問題。
據此,本發明之發明人等鑒於上述情況已進行深入的研究,結果發現,在同一膜內形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,並設置使此等百葉結構區域部分重合的重複百葉結構區域,可得到已解決上述問題之各向異性光擴散膜,並由此完成本發明。
即,本發明之目的在於,提供一種能提高光擴散角度區域內
的擴散光強度之均勻性並能有效擴大光擴散角度區域之各向異性光擴散膜。
在此,“良好的入射角度依賴性”是指相對於發生入射光光擴散的膜之入射角度區域(光擴散入射角度區域)與不發生光擴散的其他入射角度區域之間的區別得到明確控制。關於光擴散入射角度區域之詳細情況,會在後面詳述。
根據本發明,提供一種各向異性光擴散膜,從而能夠解決上述問題。上述各向異性光擴散膜,其特徵在於,沿著光擴散膜之膜厚方向從下方依次具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,並具有第1百葉結構區域上端部與第2百葉結構區域下端部重合的重複百葉結構區域。
即,本發明之各向異性光擴散膜具有第1百葉結構區域及第2百葉結構區域。
因此,通過使各自的百葉結構區域所具有的板狀區域之傾斜角有差異,可提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
另一方面,使各自的百葉結構區域所具有的板狀區域之傾斜角重複時,雖然對光擴散角度區域之擴大所起的作用小,但能夠穩定地使膜厚方向之作為整體的百葉長度延長。由此,可提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
此外,由於本發明之各向異性光擴散膜具有第1百葉結構區域上端部與第2百葉結構區域下端部重合的重複百葉結構區域,因此,能夠抑制各自百葉結構區域間之百葉結構未形成部分中的散射光之發生,穩定地保持光擴散中的各向異性。
應予說明,在本發明中,“光擴散入射角度區域”是指相對於各向異性光擴散膜,使來自點光源之入射光的角度變化時與射出擴散光相對應的入射光之角度範圍。
另一方面,在本發明中,“光擴散角度區域”是指將點光源固定在入射光相對於各向異性光擴散膜最擴散的角度,並在該狀態下得到的擴散光之角度範圍。
在此,在本發明之各向異性光擴散膜中,在特性上,光擴散角度區域之寬度(以下有時稱“擴散光之開角”)與光擴散入射角度區域之寬度大致相同。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為重複百葉結構區域如下構成:分別來自第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之板狀區域的任一方的前端對於來自另一方百葉結構區域之板狀區域的前端附近進行接觸而成的。
通過如此構成,可在有限的光擴散膜之膜厚內高效率地配置百葉結構,提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並且,能夠更有效地擴大光擴散角度區域。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為使重複百葉結構區域之厚度為1~40μm之範圍內的值。
通過如此構成,能夠抑制重複百葉結構區域中第1百葉結構區域與第2百葉結構區域之重複部分發生散射光,更穩定地保持光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
此外,在構成本發明的各向異性光擴散膜時,使重複百葉結構區域之厚度相對於光擴散膜之膜厚(100%),為0.1~10%之範圍內的值。
通過如此構成,能夠將重複百葉結構區域中的第1百葉結構區域與第2百葉結構之重合程度調整至更合適的範圍,從而能夠抑制各自百葉結構區域之重複部分中的散射光的發生,更穩定地保持光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
此外,構成本發明之各向異性光擴散膜時,在重複百葉結構區域,宜為使分別來自第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之折射率不同的板狀區域的傾斜角之差的絕對值為1°以上的值。
通過如此構成,能夠更有效地擴大光擴散角度區域。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,在重複百葉結構區域,宜為使來自第2百葉結構區域之板狀區域的傾斜角絕對值為大於來自第1百葉結構區域之板狀區域的傾斜角絕對值的值。
通過如此構成,可在相對於第1百葉結構區域、其形成較困難的第2百葉結構區域,沿著各向異性光擴散膜之膜厚方向得到足夠長度之板狀區域,提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並且,能夠更有效地擴大光擴散角度區域。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為使第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的板狀區域之寬度分別為0.1~15μm之範圍內的值。
通過如此構成,可在第1百葉結構區域及第2百葉結構區域內使入射光更穩定地反射,更有效地提高來自第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為第1百葉結構區域中的板狀區域沿各向異性光擴散膜之膜厚方向朝上方或下方彎曲。
通過如此構成,可使第1百葉結構區域中的反射與透射之平衡複雜化,有效提高擴散光之開角。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為,在第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的板狀區域中,折射率高的板狀區域之主成份係含多個芳香環之(甲基)丙烯酸酯聚合物,折射率低的板狀區域之主成份是聚氨酯(甲基)丙烯酸酯共聚物。
通過如此構成,可高效率地形成第1百葉結構區域及第2百
葉結構區域以及重複百葉結構區域。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為,第1百葉結構區域之厚度為50~500μm之範圍內的值,並且第2百葉結構區域之厚度為10~200μm之範圍內的值。
通過如此構成,能夠更有效地提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
此外,在構成本發明之各向異性光擴散膜時,宜為從第1百葉結構區域及第2百葉結構區域的厚度之和減去重複百葉結構區域厚度而得的值相對於各向異性光擴散膜之膜厚(100%),為80%以上的值。
通過如此構成,可更有效地提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
本發明係一種各向異性光擴散膜,其特徵在於,該各向異性光擴散膜沿著光擴散膜之膜厚方向,從下方依次具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿光擴散膜膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,並具有第1百葉結構區域上端部與第2百葉結構區域下端部重合的重複百葉結構區域。
下,適當參照圖式,對本發明之各向異性光擴散膜進行具體說明。
首先,使用圖1~2對各向異性光擴散膜中的光擴散基本原理進行說明。
應予說明,在本發明中,“各向異性”是指如圖2a所示,光通過膜而擴散時,擴散的射出光中在與膜平行的面內之該光的擴散程度(擴散光之擴散形狀)具有根據在該面內之方向而不同的性質。
更具體地說,如圖2a所示,在入射光所含的成份中,與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向垂直的成份選擇性地出現光擴散,另一方面,入射光中所含成份中,與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向平行的成份不易出現光擴散,由此,各向異性光擴散得以實現。
因此,各向異性光擴散膜中的擴散光之擴散形狀如圖2a所示,成近似橢圓狀。
此外,如上所述,參與各向異性光擴散的入射光之成份主要是與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向垂直的成份,因此,如圖2b所示,在本發明中,入射光之“入射角θ1”是指與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向垂直的成份之入
射角。此外,此時,入射角θ1是指將相對於各向異性光擴散膜之入射側表面的法線之角度設為0°時的角度(°)。
此外,在本發明中,“擴散光之開角”是指光擴散角度區域之寬度,是如圖2b所示的從與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構之方向平行的方向X眺望膜截面時擴散光相對於規定入射角θ1之入射光的開角θ2。
在此,圖1a示出膜內具有1個百葉結構區域之各向異性光擴散膜10的上表面圖(平面圖),圖1b示出了將圖1a所示各向異性光擴散膜10沿虛線A-A在垂直方向切開、從箭頭所示方向眺望切開面時的各向異性光擴散膜10之截面圖。
此外,圖2a示出各向異性光擴散膜10之整體圖,圖2b示出從X方向看圖2a之各向異性光擴散膜10時的截面圖。
如上述圖1a之平面圖所示,各向異性光擴散膜10具有順著沿膜面之任一方向將折射率相對較高的板狀區域12及折射率相對較低的板狀區域14交互地平行配置而成的百葉結構13。
此外,如圖1b的截面圖所示,高折射率之板狀區域12及低折射率之板狀區域14分別具有規定厚度,即使在各向異性光擴散膜10之垂直方向,也保持著交互平行配置的狀態。
由此,如圖2a所示,當入射角在光擴散入射角區域內時,推斷入射光通過各向異性光擴散膜10而擴散。
即,如圖1b所示,相對於百葉結構13之邊界面13’,入射光對於各向異性光擴散膜10之入射角為平行~規定角度範圍內的值,即,光擴散入射角區域內的值時,推斷入射光(52、54)在使方向進行變化的同時,沿膜厚方向穿過百葉結構內的高折射率板狀區域12內,從而在光射出面一側的光之行進方向變得不一樣。
其結果,當入射角在光擴散入射角度區域內時,推斷入射角會通過各向異性光擴散膜10而擴散(52’、54’)。
另一方面,入射光對於各向異性光擴散膜10之入射角在光擴散入射角度區域以外時,如圖1b所示,推斷入射光56不因各向異性光擴散膜而擴散,而是原狀透射各向異性光擴散膜10(56’)。
根據以上基本原理,具有百葉結構13之各向異性光擴散膜10如例如圖2a所示地,可在光之透射及擴散中發揮入射角度依賴性。
此外,如圖2a所示,各向異性光擴散膜在入射光之入射角包含在光擴散入射角區域內時,即使在其入射角不同的情況下,也能在光射出面一側進行基本相同的光擴散。
因此,可以說各向異性光擴散膜還具有使光集中在規定地方的集光作用。
在此,光擴散入射角度區域如圖2a所示,是根據各向異性光擴散膜中的百葉結構之折射率差、傾斜角等,就每一各向異性光擴散膜分別確定的角度區域。
此外,百葉結構內之高折射率區域12內的入射光之方向變化除圖1b所示的通過全反射而直線狀地曲折地進行方向變化的階躍型的情形之外,還可考慮曲線狀地進行方向變化的漸變型。
接著,利用圖式,對本發明之各向異性光擴散膜的基本構成進行說明。
如圖3a~3b所示,本發明之各向異性光擴散膜40的特徵在於,沿光擴散膜之膜厚方向,從下方依次具有第1百葉結構區域20及第2百葉結構區域30。
因此,本發明之各向異性光擴散膜如例如圖3a所示,通過使各百葉結構區域所具有的板狀區域之傾斜角不同,可提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並可有效地擴大光擴散入射角度區域。
另一方面,如圖3b所示,使各百葉結構區域所具有的板狀區域之傾斜角重複時,雖然對光擴散角度區域之擴大所起的作用小,但能穩定地使膜厚方向之作為整體的百葉長度延長,因此,能高效率地提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
在此,上述“下方”是指在加工片(process sheet)上設置塗佈層時,在塗佈層之膜厚方向的靠近加工片之一側。因此,是為便於說明本發明而採用的一個用語,而非是對各向異性光擴散
膜自身的上下方向之任何限定。
此外,如圖4a所示,本發明的各向異性光擴散膜40之特徵在於,具有第1百葉結構區域20之上端部與第2百葉結構區域30的下端部重合的重複百葉結構區域50。
因此,本發明之各向異性光擴散膜能夠抑制各百葉結構區域間的百葉結構未形成部分中的散射光之發生,穩定地保持光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性及光擴散角度區域寬度(擴散光開角)的大小此二者。
另一方面,如圖4b所示,當存在於膜42內部的2個百葉結構區域(20、30)之介面有百葉結構未形成部分50’存在時,有時光擴散角度區域內的擴散光強度均勻性會容易下降或擴散光開角會不充分。
據推斷,該現象是由於通過第2百葉結構區域而進入的入射光遇到第1百葉結構之上端部而散射,使得光擴散中的各向異性容易下降所致。
此外,如圖4c所示,當存在於膜44內部之2個百葉結構區域(20、30)過度重合時,有時擴散光開角會變窄。
據推斷,該現象是由於高折射率板狀區域與低折射率板狀區域之間的折射率差縮小,各百葉結構引起的光擴散不充分所致。
在此一點上,如圖4a所示,本發明之各向異性光擴散膜40由於具有第1百葉結構區域20之上端部與第2百葉結構區域30之下端部重合的重複百葉結構區域50,因此,能夠解決上述問題點,穩定地保持光擴散中的各向異性。
本發明之各向異性光擴散膜的特徵在於,具有順著沿膜面之任一方向交互地平行配置折射率不同的多個板狀區域而成的第1百葉結構區域。
下面對第1百葉結構區域作具體說明。
在第1百葉結構區域中,折射率不同的板狀區域間之折射率之差,即,高折射率板狀區域之折射率與低折射率板狀區域的折射率之差宜為0.01以上的值。
其理由是,通過使該折射率之差為0.01以上的值,能夠在第1百葉結構區域內使入射光穩定地反射,更有效地擴大來自第1百葉結構區域之擴散光的開角。
更具體地說,若該折射率之差為小於0.01的值,則有時入射光在百葉結構內全反射的角度區域會變窄,,因此實質上顯示不出光擴散性。
因此,第1百葉結構區域中之折射率不同的板狀區域間之折射率之差校宜為0.05以上的值,尤宜為為0.1以上的值。
此外,高折射率板狀區域之折射率與低折射率板狀區域之折射率之差越大越佳,但從選用可形成百葉結構之材料的角度考慮,認為0.3左右為上限。
此外,在第1百葉結構區域中,宜為使折射率相對較高的板狀區域的折射率為1.5~1.7之範圍內的值。
其理由是,若高折射率板狀區域之折射率為小於1.5的值,則與低折射率板狀區域之差過小,有時難以得到所希望的百葉結構。
另一方面是因為,若高折射率板狀區域之折射率為大於1.7的值,則有時各向異性光擴散膜用組合物中的材料物質間之相容性過低。
因此,第1百葉結構區域中的高折射率板狀區域之折射率校宜為1.52~1.65之範圍內的值,尤宜為1.55~1.6之範圍內的值。
此外,高折射率板狀區域之折射率可按例如JIS K0062予以測定。
此外,在第1百葉結構區域中,折射率相對較低的板狀區域
之折射率宜為1.4~1.55之範圍內的值。
其理由是,若該低折射率板狀區域之折射率為小於1.4的值,則有時會使所得各向異性光擴散膜之剛性下降。
另一方面是因為,若該低折射率板狀區域之折射率為大於1.55的值,則有時與高折射率板狀區域的折射率之差過小,難以得到所希望的百葉結構。
因此,第1百葉結構區域中的低折射率板狀區域之折射率校宜為1.42~1.54之範圍內的值,尤宜為1.44~1.52之範圍內的值。
此外,低折射率板狀區域之折射率可按例如JIS K0062予以測定。
此外,如圖5a所示,在第1百葉結構區域20中,宜為使折射率不同的高折射率板狀區域12及低折射率板狀區域14之寬度(S1、S2)分別為0.1~15μm之範圍內的值。
其理由是,通過使此等板狀區域之寬度為0.1~15μm之範圍內的值,能夠在第1百葉結構區域內使入射光更穩定地反射,進一步提高來自第1百葉結構區域之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並且更有效地擴大擴散光之開角。
即,這是因為若該板狀區域寬度為小於0.1μm的值,則有時無論入射光之入射角度如何,難以顯示各向異性光擴散。另一方面,若該寬度為大於15μm的值,則有時存在在百葉結構內筆直行進的光增加、各向異性光擴散的均勻性惡化的情況。
因此,在第1百葉結構區域,折射率不同的板狀區域之寬度校宜為分別為0.5~10μm之範圍內的值,尤宜為1~5μm之範圍內的值。
此外,構成百葉之板狀區域的寬度、長度等可通過用光學數位顯微鏡觀察膜截面而予以測定。
此外,如圖5a所示,優選的是,在第1百葉結構區域中,折射率不同的多個高折射率板狀區域12及多個低折射率板狀區域14相對於膜厚方向分別以一定的傾斜角θa延伸而成。
其理由是,通過使各板狀區域之傾斜角θa恒定,能夠在第1百葉結構區域內更穩定地使入射光反射,進一步提高來自第1百葉結構區域之光擴散角度區域中的擴散光強度之均勻性,並且更有效地擴大擴散光之開角。
此外,θa是指在相對於順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構垂直的面將膜切割時,在所得截面上測得的、將相對於膜表面的法線之角度設為0°時的板狀區域之傾斜角(°)。
更具體地說,如圖5a所示,是指在第1百葉結構區域上端面之法線與板狀區域的最上部之間所形成的角度中較窄的一側之角度。此外,如圖5a所示,以板狀區域向右側傾斜時的傾斜角為基準,將板狀區域向左側傾斜時的傾斜角用負值表示。
此外,如圖5b所示,第1百葉結構區域中折射率不同的板狀區域(12、14)宜為沿著各向異性光擴散膜之膜厚方向朝上方或下方彎曲(第5b圖中,示出向下方彎曲的情形)。
其理由是,通過百葉結構彎曲,能夠使第1百葉結構區域中的反射與透射的平衡複雜化,有效擴大擴散光之開角。
此外,此種彎曲的百葉結構被認為可通過延遲在塗膜的膜厚方向之利用紫外線進行的聚合反應之速度而得到。
具體地,可通過抑制線狀光源發出的紫外線之照度,使被照射狀態之塗膜低速移動而形成。
此外,第1百葉結構區域之厚度,即,圖5a~5b所示的膜表面法線方向之百葉結構存在部分的厚度L1,宜為50~500μm之範圍內的值。
其理由是,通過使第1百葉結構區域之厚度為上述範圍內的值,能夠穩定地確保沿著膜厚方向之百葉結構長度,在第1百葉
結構區域內使入射光更穩定地反射,進一步提高來自第1百葉結構區域之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並能夠進一步擴大擴散光之開角。
即,這是因為,若上述第1百葉結構區域之厚度L1為小於50μm的值,則有時存在光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性惡化或擴散光開角不足的情況。
另一方面,這是因為,若上述第1百葉結構區域之厚度L1為大於500μm的值,則對各向異性光擴散膜用組合物照射活性能量射線而形成百葉結構時,有時初期形成的百葉結構使得光聚合的進行方向擴散,難以形成所希望的百葉結構。
因此,第1百葉結構區域之厚度L1,較宜為70~300μm之範圍內的值,尤宜為80~200 μm之範圍內的值。
此外,在第1百葉結構區域中,對構成折射率不同的板狀區域中折射率相對較高的板狀區域之材料物質種類無特別限定,但宜為其主成份為含多個芳香環之(甲基)丙烯酸酯的聚合物。
其理由是,上述材料物質不僅能夠高效率地形成作為第1百葉結構區域之百葉結構,而且能夠進一步提高來自第1百葉結構
區域之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並且能夠進一步擴大擴散光之開角。
即,據推斷,通過使高折射率板狀區域之主成份(以下有時稱“(A)成份”)為特定的(甲基)丙烯酸酯之聚合物,能夠在形成第1百葉結構區域時,使通過聚合而成為(A)成份之單體成份(以下有時稱“單體(A)成份”)的聚合速度比通過聚合而成為後述的折射率低的板狀區域之主成份(以下有時稱“(B)成份”)之單體成份(以下有時稱“單體(B)成份”)的聚合速度快。
並且,據推斷,能夠使此等單體成份間之聚合速度產生規定的差異,抑制兩單體成份彼此均勻共聚,更具體地,能夠使兩單體成份之相容性降低至規定的範圍,有效降低兩單體成份彼此的共聚性。
其結果,能夠通過活性能量射線之照射,更高效率地形成來自(A)成份之板狀區域及來自(B)成份之板狀區域順著沿膜面的任一方向交互延伸而成的百葉結構。
此外,通過使用特定的(甲基)丙烯酸酯作為單體(A)成份,能夠使其與單體成份(B)之間的相容性降低至規定的範圍,更高效率地形成百葉結構。
另外,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯之聚合物作為(A)
成份,能夠提高百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的折射率,將其與來自(B)成份的板狀區域的折射率之差調整至規定以上的值。
因此,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯之聚合物作為(A)成份,與後述的(B)成份之特性結合,能夠高效率地得到折射率不同的板狀區域順著沿膜面之任一方向交互延伸而成的百葉結構。
由此,能夠得到提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性且有效地擴大擴散光的開角之第1百葉結構區域。
在此,“含多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯”是指(甲基)丙烯酸酯的酯殘基部分具有多個芳香環之化合物。
此外,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及甲基丙烯酸兩者。
此外,作為構成此種(A)成份之單體(A)成份的含多個芳香環之(甲基)丙烯酸酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸聯苯酯、(甲基)丙烯酸萘基酯、(甲基)丙烯酸蒽基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯基酯、(甲基)丙烯酸聯苯基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸萘氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸蒽基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯氧基烷基酯等,或者芳香環上的氫原子之一部分被鹵素、烷基、烷氧基、鹵代烷基等取代的化合物等。
此外,作為構成(A)成份之單體(A)成份的含多個芳香環
之(甲基)丙烯酸酯,宜為包括含聯苯環之化合物,較宜為包括下列通式(1)表示的聯苯化合物。
(通式(1)中,R1~R10各自獨立,R1~R10中之至少一個為下列通式(2)表示的取代基,其餘為氫原子、羥基、羧基、烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基烷基、羧基烷基和鹵原子中的任一取代基。)
(通式(2)中,R11為氫原子或甲基,碳原子數n為1~4的整數,重複數m為1~10的整數。)
其理由是,據推斷,通過使用具有特定結構之聯苯化合物作為構成(A)成份的單體(A)成份,能夠使單體(A)成份之聚合速度比單體(B)成份之聚合速度快。
此外,據推斷,能夠容易地使其與單體(B)成份之相容性降低至規定的範圍,且能夠提高百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的折射率,更容易地使其與來自(B)成份之板狀區域的折射率之差調節至規定以上的值。
進而,此種單體(A)成份在進行光固化前的單體階段為液狀,不用稀釋溶劑等,也能夠使其與單體(B)成份之代表性例子聚氨酯(甲基)丙烯酸酯均勻混合。
此外,通式(1)中的R1~R10包含烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基烷基及羧基烷基中的任一種時,其烷基部分之碳原子數宜為1~4之範圍內的值。
其理由是,上述碳原子數為大於4的值時,則存在單體(A)成份之聚合速度下降、百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的折射率過低、難以高效率地形成第1百葉結構區域中之規定的百葉結構之情況。
因此,通式(1)中的R1~R10包含烷基、烷氧基、鹵代烷基、羥基烷基及羧基烷基中的任一種時,其烷基部分之碳原子數較宜為1~3之範圍內的值,尤宜為1~2之範圍內的值。
此外,通式(1)中的R1~R10宜為鹵代烷基或鹵原子以外的取代基,即,宜為不含鹵素之取代基。
其理由是,從對各向異性光擴散膜作焚燒等處理時防止戴奧辛(Dioxin)發生、保護環境之角度考慮,係較宜的。
此外,在具有以往的百葉結構之各向異性光擴散膜中,在獲取規定的百葉結構時,為使單體成份高折射率化,一般在單體成份中進行鹵素取代。
在此一點上,如果使用通式(1)表示的聯苯化合物,即使在不進行鹵素取代的情況下,也能使其具有高折射率。
因此,通過使用通式(1)表示的聯苯化合物作為單體(A)成份,即使在不含鹵素之情況下,也能發揮良好的入射角度依賴性。
此外,通式(1)中之R2~R9中的任一個宜為通式(2)表示的取代基。
其理由是,通過使通式(2)表示的取代基之位置位於聯苯環中R1及R10以外的位置,能夠在進行光固化前的階段有效防止單體(A)成份彼此定向、結晶化。
還有,其在進行光固化前的階段為液狀,即使不使用稀釋溶劑等,也能在表觀上使其與單體(B)成份均勻混合。
由此,可在光固化階段使單體(A)成份及單體(B)成份在微細水準上凝集、相分離,更高效率地得到具有規定百葉結構之第1百葉結構區域。
還有,從同樣的觀點出發,通式(1)中的R3、R5、R6及R8中的任一個較宜為通式(2)表示的取代基。
此外,通式(2)表示的取代基中之重複數m通常宜為1~10的整數。
其理由是,若重複數m為大於10的值,則有時將聚合部位與聯苯環連接的氧亞烷基鏈過長,阻礙聚合部位中單體(A)成份彼此的聚合。
因此,通式(2)表示的取代基中的重複數m較宜為1~4的整數,尤宜為1~2的整數。
此外,從同樣的觀點出發,通式(2)表示的取代基中的碳原子數n通常宜為1~4的整數。
尤其是,從防止作為聚合部位之聚合性碳碳雙鍵的位置過於靠近聯苯環而使得聯苯環成為立體障礙、導致單體(A)成份之聚合速度下降的角度考慮,通式(2)表示的取代基中之碳原子數n較宜為2~4的整數,尤宜為2~3的整數。
此外,作為通式(1)表示的聯苯化合物之具體例子,可舉出下式(3)~(4)表示的化合物。
此外,構成(A)成份之單體(A)成份的分子量宜為200~2500之範圍內的值。
其理由是,據推斷,通過使單體(A)成份之分子量在規定的範圍,可進一步加快單體(A)成份之聚合速度,更有效地降低單體(A)成份及單體(B)成份之共聚性。
其結果,進行光固化時,能夠更高效率地形成使來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份之板狀區域順著沿膜面之任一方向交互延伸的百葉結構。
即,這是因為,若單體(A)成份之分子量為小於200的值,則有時會出現例如多個芳香環的位置與聚合性碳碳雙鍵的位置過於靠近,由於立體障礙而導致單體(A)成份的聚合速度下降,與單體(B)成份的聚合速度接近,容易發生與單體(B)成份之共聚的情況。另一方面,若單體(A)成份的重均分子量為大於2500的值,則有時會出現單體(A)成份的聚合速度下降而與單體(B)成份的聚合速度接近,容易發生與單體(B)成份的共聚,結果導致難以高效率地形成百葉結構的情況。
因此,單體(A)成份的分子量更優選為240~1500的範圍內的值,進一步優選為260~1000的範圍內的值。
此外,單體(A)成份的分子量可根據由分子的組成和構成原子的原子量而得到的計算值求出,也可用凝膠滲透色譜(GPC)作
為重均分子量測出。
此外,形成百葉結構中折射率高的部分的單體(A)成份優選為單一的成份。
其理由是,通過如此構成,能夠有效抑制百葉結構中來自(A)成份的板狀區域即折射率高的板狀區域的折射率差異,更高效率地得到具有規定百葉結構的第1百葉結構區域。
即,當單體(A)成份對單體(B)成份的相容性低時,例如,單體(A)成份為鹵系化合物等時,作為使單體(A)成份與單體(B)成份相容的第3成份,有時並用其他單體(A)成份(例如,非鹵系化合物等)。
然而,這種情況下,由於上述第3成份的影響,來自(A)成份之折射率高的板狀區域之折射率有時會出現波動或下降。
其結果,有時與來自(B)成份之折射率低的板狀區域之折射率之差變得不均一,或容易過度降低。
因此,優選的是,選擇與單體(B)成份具有相容性的高折射率的單體成份,將其用作單一的單體(A)成份。
此外,例如,作為單體(A)成份的式(3)~(4)表示的聯苯化合物由於與單體(B)成份具有相容性,因此,可用作單一的單體(A)成份。
此外,在第1百葉結構區域中,對用於構成折射率不同的板狀區域中折射率低的板狀區域之材料物質的種類無特別限定,但宜為其主成份為聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之聚合物。
其理由是,此種材料物質不僅能夠高效率地形成作為第1百葉結構區域之百葉結構,而且,能夠進一步提高來自第1百葉結構區域之入射角度依賴性及光擴散中的各向異性。
即,這是因為通過使低折射率板狀區域之主成份((B)成份)為聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之聚合物,不僅可以容易地調節來自(A)成份之板狀區域的折射率與來自(B)成份之板狀區域的折射率之差,而且,能夠有效抑制來自(B)成份之板狀區域的折射率之差異、更高效率地得到具有規定的百葉結構之第1百葉結構區域。
在此,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯兩者。
首先,作為構成(B)成份之單體(B)成份的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯由(a)含有至少2個異氰酸酯基團之化合物,(b)多元醇化合物、宜為二元醇化合物、較宜為聚亞烷基二醇,以及(c)羥基烷基(甲基)丙烯酸酯形成。
應予說明,單體(B)成份還包括具有氨基甲酸酯鍵重複單元之低聚物。
其中,作為(a)成份之含有至少2個異氰酸酯基團的化合物例如可舉出2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-苯二亞甲基二異氰酸酯、1,4-苯二亞甲基二異氰酸酯等芳香族多異氰酸酯,六亞甲基二異氰酸酯等脂肪族多異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯等脂環式多異氰酸酯以及該等的縮二脲、異氰尿酸酯,以及與乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、蓖麻油等含活潑氫之低分子化合物的反應物即加合物(例如,苯二亞甲基二異氰酸酯系3官能加合物)等。
此外,在上述化合物中,宜為脂環式多異氰酸酯。
其理由是,脂環式多異氰酸酯由於立體構象等關係,與脂肪族多異氰酸酯相比,容易在各異氰酸酯基團之反應速度上設置差異,從而容易對所得聚氨酯(甲基)丙烯酸酯進行分子設計。
此外,較宜為(a)成份為脂環式二異氰酸酯。
其理由是,使用脂環式二異氰酸酯,能夠抑制例如(a)成份僅與(b)成份反應或(a)成份僅與(c)成份反應的情況,使(a)成份切實地與(b)成份及(c)成份反應,防止產生多餘的副產物。
其結果,能夠有效抑制第1百葉結構區域中來自(B)成份之板狀區域即低折射率板狀區域之折射率的波動。
此外,脂環式二異氰酸酯與芳香族二異氰酸酯相比,能夠使其與所得單體(B)成份以及作為單體(A)成份代表例之具有特定結構的聯苯化合物之相容性降低至規定的範圍,更高效率地形成百葉結構。
還有,脂環式二異氰酸酯與芳香族二異氰酸酯相比,能夠減小所得單體(B)成份之折射率,從而能夠增大與作為單體(A)成份代表例之具有特定結構的聯苯化合物之折射率之差,更切實地顯示光擴散性,並且更高效率地形成在光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性高的百葉結構。
此外,在此類脂環式二異氰酸酯中,較宜為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI),這是因為其2個異氰酸酯基團之反應性差異大。
此外,在形成作為單體(B)成份之聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的成份中,作為(b)成份之聚亞烷基二醇,例如可舉出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中,較宜為聚丙二醇。
其理由是,聚丙二醇之粘度低,因此,不用溶劑也可操作。
此外,這是因為聚丙二醇在使單體(B)成份固化時成為該固化物中良好的軟鏈段,從而能夠有效提高各向異性光擴散膜之操作性及安裝性能。
此外,單體(B)成份之重均分子量可通過(b)成份之重均分子量進行調節。在此,(b)成份之重均分子量通常為2300~
19500,宜為4300~14300,較宜為6300~12300。
此外,在形成作為單體(B)成份之聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的成份中,作為(c)成份之(甲基)丙烯酸羥基烷基酯,例如可舉出(甲基)丙烯酸2-羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙基酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁基酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁基酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁基酯等。
此外,從降低所得聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之聚合速度、更高效率地形成規定的百葉結構之角度考慮,尤宜為甲基丙烯酸羥基烷基酯,更宜為甲基丙烯酸2-羥基乙基酯。
此外,用(a)~(c)成份進行的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯之合成可按常法實施。
此時,(a)~(c)成份之配合比例以莫耳比計,宜為(a)成份:(b)成份:(c)成份=1~5:1:1~5之比例。
其理由是,通過該配合比例,對於(b)成份所具有的2個羥基,分別有(a)成份所具有的1個異氰酸酯基團與其反應而結合,而且,對於2個(a)成份分別具有的另一個異氰酸酯基團,(c)成份所具有的羥基與其反應而結合,從而能夠高效率地合成聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。
因此,(a)~(c)成份之配合比例以莫耳比計,較宜為(a)
成份:(b)成份:(c)成份=1~3:1:1~3之比例,尤宜為2:1:2之比例。
此外,宜為使構成(B)成份之單體(B)成份的重均分子量為3000~20000之範圍內的值。
其理由是,據推斷,通過使單體(B)成份之重均分子量在規定的範圍內,能夠使單體(A)成份及單體(B)成份之聚合速度產生規定的差異,有效降低二成份之共聚性。
其結果,進行光固化時,能夠高效率地形成使來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份之板狀區域交互延伸的百葉結構。
即,這是因為若單體(B)成份之重均分子量為小於3000的值,則單體(B)成份之聚合速度變快,與單體(A)成份之聚合速度接近,容易發生與單體(A)成份之共聚,其結果,有時難以高效率地形成百葉結構。另一方面,若單體(B)成份之重均分子量為大於20000的值,則有時難以形成使來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份之板狀區域順著沿膜面的任一方向交互延伸的百葉結構,或與單體(A)成份之相容性過低、在各向異性光擴散膜用組合物之塗佈階段析出單體(A)成份。
因此,單體(B)成份之重均分子量較宜為5000~15000之範圍內的值,尤宜為7000~13000之範圍內的值。
此外,單體(B)成份之重均分子量可用凝膠滲透色譜(GPC)
測定,或者根據構成原子的原子量,從結構式算出。
此外,單體(B)成份可以並用分子結構、重均分子量不同的2種以上物質,但從抑制百葉結構中來自(B)成份之板狀區域的折射率差異之角度考慮,宜為僅使用1種。
即,這是因為使用多個單體(B)成份時,來自(B)成份之折射率低的板狀區域之折射率有時波動,或者折射率變大,導致其與來自(A)成份之折射率高的板狀區域之折射率之差不均勻,又或者過度降低。
本發明之各向異性光擴散膜的特徵在於,沿著上述光擴散膜之膜厚方向,在上述第1百葉結構區域之上方具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第2百葉結構區域。
此外,第2百葉結構區域之構成與第1百葉結構區域之構成基本上相同,因此對於具體內容,為避免重複而省略。
但從在光擴散中起第1百葉結構區域之輔助作用的角度考慮,第2百葉結構區域之厚度宜為10~200μm之範圍內的值,較宜為20~150μm之範圍內的值,尤宜為40~100μm之範圍內的值。
此外,從第1百葉結構區域及第2百葉結構區域的厚度之和中減去重複百葉結構區域的厚度而得的值優選相對於光擴散膜之膜厚(100%)為80%以上的值。
其理由是,通過使形成有百葉結構的區域之與相對於膜整體所占的比例為上述範圍內的值,能夠進一步提高來自第1百葉結構及第2百葉結構之光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並且能夠進一步擴大擴散光之開角。
即,這是因為若形成有百葉結構的區域之和相對於膜整體所占的比例為小於80%的值,則百葉結構之絕對量不足,有時出現光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性不充分、或擴散光開角不充分的情況。
因此,從第1百葉結構區域及第2百葉結構區域的厚度之和減去重複百葉結構區域的厚度後的值較宜為相對於光擴散膜之膜厚(100%)為90%以上的值,尤宜為95%以上的值。
本發明之各向異性光擴散膜的特徵在於,具有第1百葉結構區域上端部與第2百葉結構區域下端部重合的重複百葉結構區域。
下面對重複百葉結構區域作具體說明。
本發明之重複百葉結構區域50只要是第1百葉結構區域20之上端部與第2百葉結構區域30之下端部重合而形成的即可,無特別限定。
更具體地說,如圖6a~6b所示,重複百葉結構區域50宜為第1百葉結構區域20及第2百葉結構區域30之任一方的前端與來自另一方百葉結構區域之板狀區域的前端附近接觸而成。
其理由是,通過如此構成重複百葉結構區域,能夠在有限的光擴散膜之膜厚內高效率地配置百葉結構,提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性,並且能夠更有效地擴大光擴散角度區域。
此外,如圖6c所示,重複百葉結構區域50也可以是來自第1百葉結構區域20及第2百葉結構區域30之各板狀區域彼此在非接觸狀態下重複而成。
此外,分別來自第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之板狀區域的傾斜角之差宜為1°以上的值。
即,如圖6a所示,來自第1百葉結構區域之板狀區域的傾斜角θa與來自第2百葉結構區域之傾斜角θb’之差的絕對值宜為1°以上的值。
其理由是,通過使上述傾斜角之差的絕對值為1°以上的值,能夠更有效地擴大光擴散角度區域。
即,這是因為,若上述差之絕對值為小於10的值,則第1百葉結構區域及第2百葉結構區域所具有的入射角度依賴性之任一方有時會不充分,難以有效擴大光擴散角度區域。
另一方面,若上述傾斜角之差的絕對值過大,則與第1及第2的各自百葉結構區域對應,擴散光會獨立地發生,有時難以有效擴大擴散光之開角。
因此,來自第1百葉結構區域之板狀區域的傾斜角θa與來自第2百葉結構區域的傾斜角θb’之差的絕對值較宜為2~30°之範圍內的值,尤宜為5~20°之範圍內的值。
應予說明,θa及θb’是指在與順著沿膜面之任一方向延伸的百葉結構垂直的面將膜切割時,在所得截面上測得的將相對於膜表面之法線的角度設為0°時的板狀區域之傾斜角(°)。
更具體地說,如圖6a~6c所示,θa是指第1百葉結構區域之上端面法線與板狀區域最上部所形成的角度中窄的一側之角度。
此外,θb’是指第2百葉結構區域之下端面法線與板狀區域最下部所形成的角度中窄的一側之角度。
此外,如圖6a~6c所示,以板狀區域向右側傾斜時的傾斜角
為基準,將板狀區域向左側傾斜時的傾斜角用負值表示。
此外,如圖6a~6c所示,θb是指第1百葉結構區域之下端面法線與板狀區域最下部所形成的角度中窄的一側之角度。θa’是指第2百葉結構區域之上端面法線與板狀區域最上部所形成的角度中窄的一側之角度。
此外,宜為來自第2百葉結構區域之板狀區域的傾斜角之絕對值為大於來自第1百葉結構區域之折射率不同的板狀區域之傾斜角的絕對值之值。
其理由是,通過如此構成,在與第1百葉結構區域相比其形成較困難的第2百葉結構區域,能夠沿著各向異性光擴散膜之膜厚方向,得到足夠長度之板狀區域,更有效地擴大光擴散角度區域。
此外,宜為使重複百葉結構區域之厚度L2為1~40μm之範圍內的值。
其理由是,通過使重複百葉結構區域之厚度L2為上述範圍內的值,能夠將重複百葉結構區域中的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之重合程度調整至合適的範圍內,從而能夠抑制各自百葉結構區域間之百葉結構未形成部分中的散射光之發生,更穩定地保持光擴散中的各向異性。
即,這是因為若重複百葉結構區域之厚度L2為小於1μm的值,則有時各自百葉結構區域之連接部分易發生散射光,穩定地保持光擴散中的各向異性會變得困難。
另一方面是因為,若重複百葉結構區域之厚度L2為大於40μm的值,則有時由各向異性光擴散帶來的擴散光之射出效率降低。
即,認為重複百葉結構區域與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域相比,相鄰板狀區域間之折射率差小,若重複百葉結構區域過長,推測其區域內的擴散光會有損失。
因此,重複百葉結構區域之厚度L2較宜為3~35μm之範圍內的值,尤宜為5~30μm之範圍內的值。
此外,重複百葉結構區域之厚度相對於光擴散膜之膜厚(100%),宜為0.1~10%之範圍內的值。
其理由是,通過使重複百葉結構區域相對於膜整體所占的比例為上述範圍內的值,能夠將重複百葉結構區域中第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之重合程度調整至更合適的範圍,從而能夠抑制各百葉結構區域間之百葉結構未形成部分中的散射光之發生,更穩定地保持擴散光中的各向異性。
即,這是因為若重複百葉結構區域相對於膜整體所占的比例為小於0.1%的值,則第1百葉結構區域及第2百葉結構區域在微
觀上看,未形成重複結構之部分有時會增多。因此,有時會出現該結構區域容易發生散射光、擴散光之射出效率下降的情況。
另一方面,若重複百葉結構區域相對於膜整體所占的比例為大於10%的值,則相對地,有時第1或第2百葉結構區域之厚度會不充分。
因此,重複百葉結構區域之厚度相對於光擴散膜之膜厚(100%),較宜為0.2~5%之範圍內的值,尤宜為0.5~4%之範圍內的值。
此外,本發明之各向異性光擴散膜的總膜厚宜為60~700μm之範圍內的值。
其理由是,若各向異性光擴散膜之總膜厚為小於60μm的值,則在百葉結構區域內筆直行進的入射光會增加,有時難以顯示各向異性光擴散。另一方面,若各向異性光擴散膜之總膜厚為大於700μm的值,則對各向異性光擴散膜用組合物照射活性能量射線而形成百葉結構區域時,有時會由於初期形成的百葉結構而導致光聚合的進行方向擴散,難以形成所希望的百葉結構區域。
因此,各向異性光擴散膜之總膜厚較宜為90~450μm之範圍內的值,尤宜為120~250μm之範圍內的值。
此外,還可進一步交互地形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域,例如,可作為第3百葉結構區域、第4百葉結構區域等設置。
此外,本發明之各向異性光擴散膜可通過分別調節第1百葉結構區域中板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角θa及第2百葉結構區域中板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角θa’而使其光擴散特性進行變化。
即,例如,如圖3a所示,通過使各自百葉結構區域所具有的入射角度區域依賴性產生差異,可實現光透射及擴散中的良好的入射角度依賴性,並且能夠有效擴大光擴散入射角度區域及光擴散角度區域。
這種情況下,宜為在第1百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa為-80~80°之範圍內的值,並在第2百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa’為-80~80°之範圍內的值,且使θa-θa’之絕對值為0~80°之範圍內的值,較宜為2~30°之範圍內的值,尤宜為5~20°之的範圍內的值。
另一方面,如圖3b所示,使各自的百葉結構區域所具有的入射角度依賴性重複時,雖然對光擴散角度區域之擴大所作的貢獻
小,但會穩定地延長膜厚方向上作為整體的百葉長度,因此,能夠有效地增強光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性。
這種情況下,宜為在第1百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa為-80~80°之範圍內的值,並在第2百葉結構區域,使板狀區域相對於膜厚方向之傾斜角度θa’為-80~80°之範圍內的值,且使θa-θa’之絕對值為0~20°之範圍內的值,慮及開角之增加及擴散光強度之均勻性,較宜為θa-θa’之絕對值為2~15°之範圍內的值。
此外,在本發明之各向異性光擴散膜中,從保持光擴散中的各向異性的角度考慮,沿著膜面的方向之板狀區域的方向宜為第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的沿著膜面之方向的板狀區域之方向如圖3a~3b所示,為平行或實質上平行,但根據用途,也不限於此等。
還有,在第1百葉結構區域之下方及第2百葉結構區域之上方,可以以規定的厚度設置未形成有百葉結構之空白區域。
此外,如圖7所示,優選在反射型液晶顯示裝置100中使用本發明之各向異性光擴散膜。
其理由是,本發明之各向異性光擴散膜能夠使外光集光並高效率地透射,射入液晶顯示裝置內部,且能夠使該光高效率地擴
散,使其可用作光源。
因此,本發明之各向異性光擴散膜宜為配置在由玻璃板(104、108)及液晶106、以及鏡面反射板107等構成的液晶單元110之上表面或下表面上,用作反射型液晶顯示裝置100中的光擴散板103。
此外,本發明之各向異性光擴散膜也可通過提供給偏光板101、位相差板102而得到廣視角偏光板或廣視角位元相差板。
此外,本發明之各向異性光擴散膜可通過包含以下步驟(a)~(d)之製造方法而製得。
(a)準備各向異性光擴散膜用組合物之步驟;(b)對加工片塗佈各向異性光擴散膜用組合物而形成塗佈層之步驟;(c)對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層之下方部分形成使折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉加工區域,並在塗佈層之上方部分保留百葉結構未形成區域的步驟;(d)對塗佈層進行第2活性能量射線照射,在百葉結構未形成區域形成使折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向
交互地平行配置而成的第2百葉結構區域之步驟。
下面參照圖式對該製造方法作具體說明。
步驟(a)是準備各向異性光擴散膜用組合物之步驟。
更具體地說,宜為在40~80℃之高溫條件下將單體(A)成份及單體(B)成份攪拌、形成均勻的混合液。
此外,宜為,與此同時,根據需要,對混合液添加後述的(C)成份等其他添加劑後,在攪拌至均勻的同時,根據需要,以達到需要的粘度之方式進一步添加稀釋溶劑,由此得到各向異性光擴散膜用組合物之溶液。
此外,單體(A)成份是通過聚合而構成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的高折射率板狀區域之(A)成份的單體成份,單體(B)成份是通過聚合而構成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的低折射率板狀區域之(B)成份的單體成份。
此外,關於單體(A)成份及單體(B)成份之種類的詳細情況因與前面上述的相同而予省略。
此外,宜為使單體(A)成份之折射率為1.5~1.65之範圍內
的值。
其理由是,通過使單體(A)成份之折射率在上述範圍內,能夠更容易地調節百葉結構中來自單體(A)成份之板狀區域與來自單體(B)成份之板狀區域的折射率之差,更高效率地得到具有規定的百葉結構之各向異性光擴散膜。
即,若單體(A)成份之折射率為小於1.5的值時,則其與單體(B)成份的折射率之差過小,有時難以得到所希望的入射角度依賴性。另一方面,若單體(A)成份之折射率為大於1.65的值時,則雖然其與單體(B)成份之折射率之差變大,但有時粘度過於降低,難以與單體(B)成份相容。
因此,(A)成份之折射率較宜為1.52~1.65之範圍內的值,尤宜為1.56~1.6之範圍內的值。
此外,上述單體(A)成份之折射率是指通過光照射而固化之前的單體(A)成份之折射率。
並且,單體(A)成份之折射率可按例如JIS K0062予以測定。
此外,宜為單體(A)成份之含量相對於後述的單體(B)成份100重量份為25~400重量份之範圍內的值。
其理由是,通過使單體(A)成份之含量為上述範圍內的值,
能夠在維持與單體(B)成份之混合性能的同時,在進行光照射時,有效降低二成份之共聚性,高效率地形成規定的百葉。
即,這是因為若單體(A)成份之含量為小於25重量份的值時,則有時(A)成份相對於單體(B)成份之存在比率小,百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的寬度等與來自(B)成份之板狀區域的寬度等相比過小,難以形成具有良好入射角度依賴性之百葉結構。此外,是因為各向異性光擴散膜厚度方向之百葉長度有時會不充分。另一方面,若單體(A)成份之含量為大於400重量份的值時,則有時單體(A)成份相對於單體(B)成份之存在比率大,百葉結構中來自(A)成份之板狀區域的寬度等與來自(B)成份之板狀區域的寬度等相比過大,反而難以得到具有良好入射角度依賴性之百葉結構。此外,是因為各向異性光擴散膜厚度方向之百葉長度有時會不充分。
因此,相對於單體(B)成份100重量份,單體(A)成份含量較宜為40~300重量份之範圍內的值,尤宜為50~200重量份之範圍內的值。
此外,宜為使單體(B)成份之折射率為1.4~1.55之範圍內的值。
其理由是,通過使單體(B)成份之折射率為上述範圍內的值,
能夠更容易地調節百葉結構中來自(A)成份之板狀區域與來自(B)成份的板狀區域的折射率之差,更高效率地得到具有規定百葉結構之各向異性光擴散膜。
即,這是因為若單體(B)成份之折射率為小於1.4的值時,則雖然與單體(A)成份之折射率之差大,但與單體(A)成份之相容性有時會極端惡化,難以形成百葉結構。另一方面,若單體(B)成份的折射率為大於1.55的值時,則有時與單體(A)成份的折射率之差過小,難以得到所希望的入射角度依賴性。
因此,單體(B)成份之折射率較宜為1.45~1.54之範圍內的值,尤宜為1.46~1.52之範圍內的值。
此外,上述單體(B)成份之折射率是指通過光照射進行固化之前的單體(B)成份之折射率。
並且,對於單體(B)成份之折射率,也可按例如JIS K0062予以測定。
此外,相對於各向異性光擴散膜用組合物總量(100重量%),單體(B)成份之含量宜為20~80重量%之範圍內的值。
其理由是,若單體(B)成份之含量為小於20重量%的值時,則有時單體(B)成份相對於單體(A)成份之存在比率小,百葉
結構中來自(B)成份之板狀區域的寬度等與來自(A)成份之板狀區域的寬度等相比過小,難以得到具有良好入射角度依賴性之百葉結構。此外,是因為各向異性光擴散膜厚度方向之百葉長度有時會不充分。
另一方面,若單體(B)成份之含量為大於80重量%的值時,則有時單體(B)成份相對於單體(A)成份之存在比率大,百葉結構中來自(B)成份之板狀區域的寬度等與來自(A)成份之板狀區域的寬度等相比過大,反而難以得到具有良好入射角度依賴性之百葉結構。此外,是因為各向異性光擴散膜厚度方向之百葉長度有時會不充分。
因此,相對於各向異性光擴散膜用組合物之總量,單體(B)成份之含量較宜為30~70重量%之範圍內的值,尤宜為40~60重量%之範圍內的值。
此外,本發明之各向異性光擴散膜用組合物中,根據需要,宜為含有光聚合引發劑作為(C)成份。
其理由是,通過含有光聚合引發劑,能夠在對各向異性光擴散膜用組合物照射活性能量射線時,高效率地形成規定的百葉結構。
在此,光聚合引發劑是指通過紫外線等活性能量射線之照射而產生自由基種的化合物。
作為上述光聚合引發劑,例如可舉出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻異丁醚、乙醯苯、二甲基氨基乙醯苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯、2,2-二乙氧基-2-苯基乙醯苯、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-(羥基-2-丙基)甲酮、二苯甲酮、對苯基二苯甲酮、4,4-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻噸酮、2-乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、苄基二甲基縮酮、乙醯苯二甲基縮酮、對二甲氨基苯甲酸酯、低聚〔2-羥基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕丙烷等,它們可單獨使用,也可二種以上合用。
此外,至於含有光聚合引發劑之含量,相對於單體(A)成份及單體(B)成份之總量100重量份,宜為0.2~20重量份之範圍內的值,較宜為0.5~15重量份之範圍內的值,尤宜為1~10重量份之範圍內的值。
此外,在不影響本發明效果之範圍內,可適宜地添加上述以外的化合物。
作為此類添加劑,例如可舉出抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、聚合促進劑、阻聚劑、紅外線吸收劑、增塑劑、稀釋溶劑和流平劑等。
此外,此類添加劑之含量通常相對於單體(A)成份及單體(B)成份總量100重量份,宜為0.01~5重量份之範圍內的值,較宜為0.02~3重量份之範圍內的值,尤宜為0.05~2重量份之範圍內的值。
步驟(b)是如圖8a所示,將準備好的各向異性光擴散膜用組合物塗佈在加工片2上而形成塗佈層1之步驟。
作為加工片,可使用塑膠膜和紙中的任一種。
其中,作為塑膠膜,可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯系膜,聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烴系膜,三乙醯纖維素膜等纖維素系膜和聚醯亞胺系膜等。
此外,作為紙,例如可舉出玻璃紙、塗層紙及層壓紙等。
還有,考慮到後述的步驟,作為加工片2,優選為對熱、活性能量射線之尺寸穩定性優異的膜。
作為此類膜,在上述膜中,宜為聚酯系膜、聚烯烴膜及聚醯亞胺系膜。
此外,對於加工片,為了在光固化後容易從加工片上剝離所得各向異性光擴散膜,宜為在加工片之各向異性光擴散膜用組合物的塗佈面一側設置剝離層。
上述剝離層可用矽氧系剝離劑、氟系剝離劑、醇酸系剝離劑、烯烴系剝離劑等以往公知的剝離劑形成。
此外,該加工片之厚度通常宜為25~200μm之範圍內的值。
此外,作為在加工片上塗佈各向異性光擴散膜用組合物之方法,可通過例如刮板塗佈法、輥塗法、棒塗法、刮刀塗佈法、模塗佈法、凹版塗佈法等以往公知的方法。
此外,此時,塗佈層之厚度宜為100~700μm之範圍內的值。
步驟(c)是對塗佈層進行第1活性能量射線照射,在塗佈層下方部分形成將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域,並在塗佈層上方部分保留百葉結構未形成區域之步驟。
即,如圖8b所示,對於在加工片2上形成的塗佈層1,照射僅由照射角度得到控制的直接光構成的活性能量射線150。
更具體地,例如,如圖9a所示,線上狀的紫外線燈125上設有集光用冷鏡122的紫外線照射裝置120(例如,市售的有EYE
GRAPHICS株式會社製的ECS-4011GX等)上配置熱射線截止濾波器121及遮光板123,射出僅由照射角度得到控制的直接光構成的活性能量射線150,照射在形成於加工片2上的塗佈層1。
此外,線狀的紫外線燈設置成以與具有塗佈層1之加工片2的長度方向垂直的方向為基準(0°),通常為-80~80°之範圍內的值,宜為-50~50°之範圍內的值,尤宜為-30~30°之範圍內的值。
在此,使用線狀光源之理由是,能夠高效率地且穩定地製造折射率不同的板狀區域交互地且與膜厚方向成一定傾斜角地平行配置而成的第1百葉結構區域。
更具體地說,通過使用線狀光源,就能照射如下的光:該光從線狀光源之軸方向觀看時,其是實質上平行的光,從與線狀光源的軸方向垂直的方向看時,其是非平行的光。
此時,作為照射光之照射角度,如圖9b所示,將相對於塗佈層1的表面的法線之角度設為0°時的照射角度θ3通常宜為-80~80°之範圍內的值。
其理由是,若照射角度為-80~80°的範圍之外的值時,則在塗佈層1表面之反射等的影響大,有時難以形成充分的百葉結構。
此外,照射角度θ3宜為具有1~80°之寬度(照射角度寬度)θ3’。
其理由是,若上述照射角度寬度為θ3’小於1°的值時,則百葉結構之間隔會過窄,有時難以得到所希望的第1百葉間隔區域。另一方面,若上述照射角度寬度θ3’為大於80°的值時,則照射光過於分散,有時難以形成百葉結構。
因此,照射角度θ3之照射角度寬度θ3’較宜為2~45°之範圍內的值,尤宜為5~20°之範圍內的值。
此外,作為照射光可舉出紫外線、電子束等,但以使用紫外線為宜。
其理由是,使用電子束時,由於聚合速度非常快,因此,有時聚合過程中單體(A)成份與單體(B)成份無法充分相分離,難以形成百葉結構。另一方面,與可見光等相比,紫外線由於通過其照射而固化的紫外線固化型樹脂、可使用的光聚合引發劑之變化豐富,因此,可擴大單體(A)成份及單體(B)成份之選擇範圍。
此外,至於紫外線之照射條件,宜為使塗佈層表面之照度為0.1~3mW/cm2之範圍內的值。
其理由是,若照度為小於0.1mW/cm2之值時,則有時雖然能夠充分形成百葉結構未形成區域,但形成第1百葉結構區域甚費時間。
另一方面,若照度為大於3mW/cm2之值時,則第1百葉結構區
域在膜之總膜厚中所占比率過大,有時難以充分形成能夠達到發揮其光擴散特性之程度的第2百葉結構。此外,重複百葉結構區域有時難以形成。
因此,塗佈層表面上的紫外線照度較宜為0.3~2mW/cm2之範圍內的值,尤宜為0.5~1.5mW/cm2之範圍內的值。
應予說明,在此所說的照度是指在照射在塗佈層表面之活性能量射線顯示最大值之部分的測定值。
此外,在塗佈層表面之光量宜為10~100mJ/cm2之範圍內的值。
其理由是,若光量為小於10mJ/cm2之值時,有時難以形成第1百葉結構區域。
另一方面,若光量為大於100mJ/cm2之值時,則第1百葉結構區域所占比率過大,有時用於形成第2百葉結構區域之百葉結構未形成區域的層厚會不充分,或者即使百葉結構未形成區域得到充分確保,但該百葉結構未形成區域之固化反應進行過度,在後述的第2活性能量射線照射步驟中無法充分形成第2百葉結構區域。
因此,塗佈層表面之紫外線光量較宜為7~50mJ/cm2之範圍內的值,尤宜為10~30mJ/cm2之範圍內的值。
此外,從高效率地保留百葉結構未形成區域之角度考慮,第1活性能量照射步驟宜為在空氣氣氛下實施。
此外,宜為將形成在加工片上的塗佈層以0.1~10m/分鐘之速度移動,使利用紫外線照射裝置進行紫外線照射之部分通過。
其理由是,若上述速度為小於0.1m/分鐘之值時,則有時量產性會過渡下降。另一方面,若上述速度為大於10m/分鐘之值時,則有時會比塗佈層的固化更快,換言之,會比百葉結構之形成更快,紫外線對塗佈層之入射角度會變化,百葉結構之形成會不充分。
因此,較宜為,將形成在加工片上的塗佈層以0.2~5m/分鐘之範圍內的速度移動、使利用紫外線照射裝置進行紫外線照射之部分通過,尤宜為,以0.5~3m/分鐘之範圍內的速度使其通過。
步驟(d)是再對塗佈層進行第2活性能量射線照射、在百葉結構未形成區域形成將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第2百葉結構區域之步驟。
即,對形成在加工片上的塗佈層,照射僅由照射角度得到控制的直接光構成的活性能量射線。
上述第2活性能量射線照射步驟可按與第1活性能量射線步驟
基本相同的方法進行。
此外,作為用紫外線作為活性能量射線時之照射條件,塗佈層表面之照度宜為0.1~20mW/cm2之範圍內的值。
其理由是,若照度為小於0.1mW/cm2之值時,有時難以充分形成第2百葉結構區域。
另一方面,若照度為大於20 mW/cm2之值時,則在百葉結構未形成區域,有時在高折射率成份及低折射率成份之相分離發生之前二成份固化,百葉結構無法形成。
因此,塗佈層表面之紫外線照度較宜為0.3~10mW/cm2之範圍內的值,尤宜為0.5~5mW/cm2之範圍內的值。
此外,塗佈層表面之光量宜為5~300mJ/cm2之範圍內的值。
其理由是,若光量為小於5mJ/cm2之值時,則有時難以充分形成第2百葉結構區域。
另一方面是因為,若光量為大於300mJ/cm2之值時,則有時各向異性光擴散膜上會有黃變等異常發生。
因此,塗佈層表面的紫外線之光量較宜為30~200mJ/cm2之範圍內的值,尤宜為50~150mJ/cm2之範圍內的值。
此外,從高效率地形成第2百葉結構區域之角度考慮,較宜
為,在露出的塗佈層表面層疊剝離膜,或用氮氣吹掃等,在非氧氣氛中實施第2活性能量射線照射步驟。
即,宜為,在露出的塗佈層表面層疊剝離膜,透射剝離膜進行照射。作為剝離膜,可在上述加工片中適當選擇具有紫外線透射性的膜。
此外,作為剝離膜,與塗佈層不接觸一側表面之中心線平均粗糙度宜為2μm以下的值,較宜為小於1μm的值,尤宜為小於0.05μm。
其理由是,此種中心線平均粗糙度能夠有效防止第2活性能量射線由於剝離膜而擴散,高效率地形成第2百葉結構區域。
此外,中心線平均粗糙度可通過JIS B 0633予以求出。
從同樣的角度考慮,剝離膜之霧度值(haze)宜為0~8%之範圍內的值,較宜為0.1~5%之範圍內的值。
此外,霧度值可通過JIS K 7136予以求出。
此外,剝離膜之像鮮明度(狹縫寬度:0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mm及2mm之合計值)宜為200~500之範圍內的值,尤宜為300~490之範圍內的值。
其理由是,若圖像鮮明度為上述範圍內的值時,則可使活性能量射線透射塗膜層而不會在剝離膜上損失,高效率地形成第2
百葉結構區域。
此外,圖像鮮明度可通過JIS K 7374予以求出。
此外,從同樣的角度考慮,剝離膜對波長360nm之光的透射率宜為30~100%之範圍內的值,較宜為45~95%之範圍內的值,尤宜為75~90%。
此外,為達到使塗佈層充分固化的累積光量,宜為在第1及第2活性能量射線照射之外,再照射活性能量射線。
此時的活性能量射線由於是以使塗佈層充分固化為目的,因此,宜為使用在膜之長度方向及寬度方向中的任一個行進方向均隨機的光,而非平行光。
此外,光固化步驟後的光擴散膜通過將加工片剝離而達到可最終使用的狀態。
下面參照實施例對本發明之各向異性光擴散膜作更詳細的說明。
在容器內放入作為(b)成份之重均分子量9200的聚丙二醇
(PPG)1莫耳、作為(a)成份之異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)2莫耳及作為(c)成份之甲基丙烯酸2-羥乙酯(HEMA)2莫耳後,按常法縮合,得到重均分子量9900之聚醚聚氨酯甲基丙烯酸酯。
應予說明,聚丙二醇及聚醚聚氨酯甲基丙烯酸酯之重均分子量是用凝膠滲透色譜(GPC)在下述條件下測得的苯乙烯換算值。
‧GPC測定装置:東曹株式會社製,HLC-8020
‧GPC柱:東曹株式會社製(下面,按通過順序記載)
TSK guard column HXL-H
TSK gel GMH×L(×2)
TSK gel G2000H×L
‧測定溶劑:四氫呋喃
‧測定溫度:40℃
然後,添加作為所得單體(B)成份之重均分子量9900的聚醚聚氨酯甲基丙烯酸酯100重量份、作為單體(A)成份之下式(3)所示的重均分子量268之鄰苯基苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(新中村化學株式會社製,NK ester A-LEN-10)100重量份及作為(C)成份之2-羥基-2-甲基苯丙酮5重量份後,在80℃的條件下加
熱混合,得到各向異性光擴散膜用組合物。
此外,上述單體(A)成份及單體(B)成份之折射率用阿貝氏折射計(ATAGO公司製,產品名稱“阿貝氏折射計DR-M2”,Na光源,波長:589nm)按JIS K 0062進行測定,分別為1.58及1.46。
接著,用塗佈器將所得各向異性光擴散膜用組合物塗佈在作為加工片之透明聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(以下稱“PET”),得到膜厚200μm之塗佈層。
然後,準備圖9a所示的線狀高壓汞燈上裝有集光用冷鏡之紫外線照射裝置(EYE GRAPHICS株式會社製,ECS-4011GX)。
接著,在熱射線截止濾波器框上設置遮光板,照射在塗佈層表面之紫外線,設定成在從線狀的紫外線燈之長度方向觀察時的由塗佈層及PET構成的層疊體之法線方向設為0°的情況下,來自燈之直接的紫外線之照射角度(圖9b之θ3)為30°。
此時,將燈設定為高出塗佈層500mm,並使峰照度為1.0mW/cm2,累積光量為50mJ/cm2。
此外,為防止在遮光板等上的反射光在照射機器內部成雜散光、對塗佈層之光固化帶來影響,在輸送器附近也設置遮光板,並設定成僅使燈直接發出的紫外線照射在塗佈層上。
此外,上述照度及光量可通過在塗佈層之位置上設置裝有受光器之EYE GRAPHICS株式會社製的UV METER EYE紫外線累積照度計“UVPF-A1”予以進行測定。
然後,在用輸送器使塗佈層在圖9a中的右方向以0.2m/分鐘之速度移動的同時,照射上述設定的紫外線。
接著,在經過用線狀光源進行的第1紫外線照射步驟之後,在塗佈層之露出面一側層壓厚38μm之具有紫外線透射性的剝離膜(Lintech株式會社製,SP-PET382050;紫外線照射側表面之中心線平均粗糙度0.01μm,霧度值1.80%,圖像鮮明度425,波長360nm之透射率84.3%)。
然後,用與第1紫外線照射同樣的紫外線照射裝置,將來自燈之直接的紫外線之照射角度(圖9b之θ3)設定為16°。此時,使燈高出塗佈層500mm,並設定在塗佈層表面之峰照度為3.0mW/cm2,累積光量為80mJ/cm2。
接著,在用輸送器使塗佈層在圖9a中的右方向以0.2m/分鐘之速度移動的同時,照射上述設定的紫外線,得到總膜厚200μm之各向異性光擴散膜。
此外,上述各向異性光擴散膜之膜厚用定壓厚度測定器(寶製作所(株)製,TECLOCK PG-02J)進行測定。
此外,確認所得各向異性光擴散膜如圖10所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為26°,第2百葉結構區域中的板狀區域也為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為12°。
另外,上述圖10所示的圖為示出在與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,第1百葉結構區域之厚度為165μm,第2百葉結構區域之厚度為50μm,重複百葉結構區域之厚度為15μm。
用錐光偏振儀(autronic-MELCHERS GmbH公司製)如第11a圖)所示,從所得各向異性光擴散膜之下側,即從第1百葉結構區域所存在的一側對該膜邊改變入射角θ1(°)邊使光入射,作為入射光最擴散的入射角,決定θ1=35°。
此時,將通過各向異性光擴散膜而擴散的擴散光中的擴散角度(°)示於橫軸,將擴散光強度(cd/m2)示於縱軸,將此時的光譜圖示於圖11a,將在圖11a中從Z方向觀察到的擴散光的照片示於圖11b。
此外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)示於表1。
此外,上述光擴散角度區域為照射入射光而使各向異性光擴散膜表面上的照度為65勒克斯且通過各向異性光擴散膜而擴散的光之強度在100cd/m2以上的角度區域。
此外,將光擴散角度區域內之擴散光強度中的最大峰值(cd/m2)示於表1。
此外,上述最大峰值表示1500cd/m2以上的值時,判斷為在光擴散角度區域內存在入射光未擴散而原狀透射的部分,表明擴散光之均勻性差。
在實施例2中,除改變塗佈層厚度並在使塗佈層固化時將第2紫外線照射的照射角度θ3改變為30°以外,餘與實施例1相同的方法得到光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖12所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為23°,第2百
葉結構區域中的板狀區域也為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為21°。
另外,上述圖12所示的圖為示出在與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,總膜厚為130μm,第1百葉結構區域之厚度為95μm,第2百葉結構區域之厚度為50μm,重複百葉結構區域之厚度為15μm。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1=35°的條件下測定因光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖13a,將在圖13a中從Z方向觀察到的擴散光的照片示於圖13b。
此外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在實施例3中,改變塗佈層厚度,並在使塗佈層固化時將第1紫外線照射的照射角度θ3改變為24.3°,且將照度改為0.8mW/cm2、光量改為20mJ/cm2,並且還將第2紫外線照射的照射角度θ3改變為5°、將照度改為1.4mW/cm2、光量改為40mJ/cm2。
還有,除將第1及第2紫外線照射中的塗佈層之移動速度改為1.0m/分鐘之外,按與實施例1相同的方法得到光擴散膜。
此外,確認所得光擴散膜如圖14所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域因照度低而為彎曲狀,其傾斜角θa=11°,θb=16°。
另外,確認第2百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為2°。
還有,上述圖14所示的圖為示出在與第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
此外,總膜厚為165μm,第1百葉結構區域之厚度為105μm,第2百葉結構區域之厚度為75μm,重複百葉結構區域之厚度為15μm。
還有,將所得光擴散膜之截面照片及由該截面照片得到的線圖示於圖15a~15c。
此外,圖15a為示出所得光擴散膜之整個截面的截面照片及線圖,圖15b為以膜截面之上方部分即第2百葉結構區域部分為中心而示出的截面照片及線圖,圖15c為以膜截面之下方部分即第1百葉結構區域部分為中心而示出的截面照片及線圖。
此外,除入射光之入射角θ1=10°之外,餘與實施例1同樣,用錐光偏振儀測定因光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖16a,將在圖16a中從Z方向觀察到的擴散光之照片示於圖16b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在比較例1中,除在使塗佈層固化時將第1紫外線照射的峰照度改變為3.0mW/cm2以外,餘與實施例1相同的方法得到各向異性光擴散膜。
此外,確認所得各向異性光擴散膜如圖17所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為22°,第2百葉結構區域中的板狀區域也為直線狀,其傾斜角θa’(=θb’)為10°。
另外,上述第17圖所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,總膜厚為200μm,第1百葉結構區域之厚度為165μm,第2百葉結構區域之厚度為35μm,不存在重複百葉結構區域。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1
=35°的條件下測定因各向異性光擴散膜而擴散的光的強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖18a,將在圖18a中從Z方向觀察而得的擴散光之照片示於圖18b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在比較例2中,除在使塗佈層固化時作為第2紫外線照射而照射照度為10mW/cm2、光量為80mJ/cm2的散射光之外,餘與實施例1相同的方法得到各向異性光擴散膜。
此外,確認所得各向異性光擴散膜如圖19所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為22°,第2百葉結構區域未形成。
另外,上述圖19所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,總膜厚為200μm,第1百葉結構區域之厚度為165μm,相當於第2百葉結構區域之部分的厚度為35μm。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1=35°的條件下測定因各向異性光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖20a,將在圖20a中從Z方向觀
察而得的擴散光之照片示於圖20b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
在比較例3中,除改變塗佈層厚度並在使塗佈層固化時作為第2紫外線照射而照射照度為10mW/cm2、光量為80mJ/cm2的散射光之外,餘與實施例1相同的方法得到各向異性光擴散膜。
此外,確認所得各向異性光擴散膜如圖21所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(=θb)為22°,第2百葉結構區域未形成。
另外,上述圖21所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
還有,總膜厚為130μm,第1百葉結構區域之厚度為95μm,相當於第2百葉結構區域之部分的厚度為35μm。
此外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀在入射光之入射角θ1=35°的條件下測定因各向異性光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖22a,將在圖22a中從Z方向觀察到的擴散光的照片示於圖22b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰
值(cd/cm2)示於表1。
在比較例4中,改變塗佈層厚度,並在使塗佈層固化時將第1紫外線照射的照射角度θ3改變為24.3°、將照度改為0.8mW/cm2、光量改為20mJ/cm2,並且,作為第2紫外線照射,照射照度為10mW/cm2、光量改為40mJ/cm2的散射光。
還有,除將第1及第2紫外線照射中的塗佈層之移動速度改為1.0m/分鐘之外,餘與實施例1相同的方法得到各向異性光擴散膜。
此外,確認所得各向異性光擴散膜如圖23所示,其第1百葉結構區域中的板狀區域為直線狀,其傾斜角θa(θb)為13°,第2百葉結構區域未形成。
此外,上述圖23所示的圖為示出在與第1百葉結構區域中之板狀區域垂直的面進行切割後的膜截面之示意圖。
此外,總膜厚為165μm,第1百葉結構區域之厚度為100μm,相當於第2百葉結構區域之部分的厚度為65μm。
還有,將所得各向異性光擴散膜之截面照片及由該截面照片得到的線圖示於圖24a~24c。
此外,圖24a為示出所得各向異性光擴散膜之整個截面的截
面照片及線圖,圖24b為以膜截面之上方部分即相當於第2百葉結構區域之部分為中心而示出的截面照片及線圖,圖24c為以膜截面之下方部分即第1百葉結構區域部分為中心而示出的截面照片及線圖。
此外,除入射光之入射角θ1=30°之外,與實施例1同樣,用錐光偏振儀測定因各向異性光擴散膜而擴散的光之強度(cd/cm2)。將所得光譜圖示於圖25a,將在圖25a中從Z方向觀察而得的擴散光之照片示於圖25b。
另外,將由上述光譜圖認定的光擴散角度區域(°)及最大峰值(cd/cm2)示於表1。
考察以上結果,將實施例1與比較例1比較,可以發現,具有重複百葉結構區域之實施例1與不具有該重複百葉結構區域之比較例1相比,光擴散角度區域之寬度(擴散光開角)寬。
此外,將實施例1與比較例2,或將實施例3與比較例4進
行比較,可以發現,具有第2百葉結構區域及重複百葉結構區域之一方,其光擴散角度區域之寬度(擴散光開角)寬。
另外還可知,在比較例3中,光擴散角度區域內之擴散光強度中的最大峰值(cd/cm2)大於1500cd/cm2,因此,作為各向異性光擴散膜,被判定為膜厚不足,與此相對,在實施例2中,雖然是同樣的膜厚,但能夠將上述最大峰值(cd/cm2)抑制為小於1500cd/cm2的值。
如上所詳述班,若根據本發明時,在同一膜內形成第1百葉結構區域及第2百葉結構區域並設置將此等百葉結構區域部分重合的重複百葉結構區域,由此就能夠得到已提高光擴散角度區域內的擴散光強度之均勻性並有效擴大光擴散角度區域之各向異性光擴散膜。
因此,本發明之各向異性光擴散膜有望用於反射型液晶裝置中的光控制膜,還可用於視角控制膜、視角擴大膜以及投影用螢幕,對此等產品之品質提高發揮顯著作用。
1‧‧‧塗佈層
2‧‧‧加工片
10‧‧‧普通的各向異性光擴散膜
12‧‧‧折射率相對高的板狀區域
13‧‧‧百葉結構區域
13’‧‧‧百葉結構之邊界面
14‧‧‧折射率相對低的板狀區域
20‧‧‧第1百葉結構區域
20’‧‧‧百葉結構未形成區域
30‧‧‧第2百葉結構區域
40‧‧‧本發明之各向異性光擴散膜
50‧‧‧重複百葉結構區域
100‧‧‧反射型液晶顯示裝置
101‧‧‧偏光板
102‧‧‧位相差板
103‧‧‧光擴散板
104‧‧‧玻璃板
105‧‧‧濾色片
106‧‧‧液晶
107‧‧‧鏡面反射板
108‧‧‧玻璃板
110‧‧‧液晶單元
120‧‧‧紫外線照射裝置
121‧‧‧熱射線截止濾波器
122‧‧‧冷鏡
123‧‧‧遮光板
125‧‧‧線狀的紫外線燈
150‧‧‧活性能量射線
圖1a~1b係供說明各向異性光擴散膜中的百葉結構之概況而用的圖。
第2a~2b圖係供說明各向異性光擴散膜中之入射角度依賴性、各向異性及開角而用的圖。
圖3a~3b係供說明各向異性光擴散膜中之入射角度依賴性、各向異性及開角而用的另外圖。
圖4a~4c係供說明重複百葉結構區域而用的圖。
圖5a~5b係供說明第1百葉結構區域而用的圖。
圖6a~6c係供說明重複百葉結構區域而用的另外圖。
圖7係供說明反射型液晶顯示裝置中之各向異性光擴散膜適用例而用的圖。
圖8a~8b係供說明第1及第2活性能量射線照射步驟而用的圖。
圖9a~9b係供說明第1及第2活性能量射線照射步驟而用的另外圖。
圖10係供說明實施例1之各向異性光擴散膜的構成而用的圖。
圖11a~11b係供說明實施例1之各向異性光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖12係供說明實施例2之各向異性光擴散膜的構成而用之圖。
圖13a~13b係供說明實施例2之各向異性光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖14係供說明實施例3之各向異性光擴散膜的構成而用之圖。
圖15a~15c係供說明實施例3之各向異性光擴散膜截面情況而用的照片及圖。
圖16a~16b係供說明實施例3之各向異性光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖17係供說明比較例1之各向異性光擴散膜的構成而用之圖。
圖18a~18b係供說明比較例1之各向異性光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖19係供說明比較例2之各向異性光擴散膜的構成而用之圖。
圖20a~20b係供說明比較例2之各向異性光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖21係供說明比較例3之各向異性光擴散膜的構成而用之圖。
圖22a~22b係供說明比較例3之各向異性光擴散膜的光擴散特性而用之光譜圖及照片。
圖23係供說明比較例4之各向異性光擴散膜的構成而用之圖。
圖24a~24係供說明比較例4之各向異性光擴散膜截面情況而用的照片及圖。
圖25a~25b係供說明比較例4之各向異性光擴散膜的光擴散特
性而用之光譜圖及照片。
圖26a~26b係供說明使用以往的各向異性光擴散膜之反射型液晶顯示裝置而用的圖。
20‧‧‧第1百葉結構區域
30‧‧‧第2百葉結構區域
40‧‧‧本發明之各向異性光擴散膜
Claims (11)
- 一種各向異性光擴散膜,其係具有將折射率不同的多個板狀區域順著沿膜面之任一方向交互地平行配置而成的第1百葉結構區域及第2百葉結構區域從下方依次順著膜厚方向而得者,其特徵在於具有該第1百葉結構區域之上端部與該第2百葉結構區域之下端部重合的重複百葉結構區域。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該重複百葉結構區域係分別來自該第1百葉結構區域及第2百葉結構區域之該板狀區域的任一者之前端對於來自另一者之百葉結構區域的板狀區域之前端附近進行接觸而成的。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該重複百葉結構區域之厚度為1~40μm之範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該重複百葉結構區域之厚度相對於各向異性光擴散膜之膜厚100%,為0.1~10%之範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中在該重複百葉結構區域中,分別來自該第1百葉結構區域及第2 百葉結構區域之該折射率不同的板狀區域之傾斜角之差的絕對值為1°以上的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中在該重複百葉結構區域中,來自該第2百葉結構區域之該板狀區域的傾斜角之絕對值為大於來自該第1百葉結構區域之該板狀區域的傾斜角之絕對值的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的該板狀區域之寬度分別為0.1~15μm之範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該第1百葉結構區域中的該板狀區域沿著各向異性光擴散膜之膜厚方向朝上方或下方彎曲。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該第1百葉結構區域及第2百葉結構區域中的該板狀區域中,折射率高的板狀區域之主成份係含多個芳香環之(甲基)丙烯酸酯聚合物,折射率低的板狀區域的主成份係聚氨酯(甲基) 丙烯酸酯之聚合物。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中該第1百葉結構區域之厚度為50~500μm之範圍內的值,並且該第2百葉結構區域之厚度為10~200μm之範圍內的值。
- 如申請專利範圍第1項所述的各向異性光擴散膜,其中從該第1百葉結構區域及第2百葉結構區域的厚度之和減去該重複百葉結構區域之厚度而得的值相對於各向異性光擴散膜之膜厚100%為80%以上的值。
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