TW202246860A - 各向異性光擴散膜及顯示裝置 - Google Patents

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TW202246860A TW111111163A TW111111163A TW202246860A TW 202246860 A TW202246860 A TW 202246860A TW 111111163 A TW111111163 A TW 111111163A TW 111111163 A TW111111163 A TW 111111163A TW 202246860 A TW202246860 A TW 202246860A
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加藤昌央
荒島純弥
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日商巴川製紙所股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種各向異性光擴散膜,其在抑制厚度及成本的同時,還具備對於上下或左右等具有對稱性之2方位之視角擴大及模糊抑制效果。本發明之各向異性光擴散膜,為擴散性會依據光之入射角度而變化者,且該各向異性光擴散膜具有基質區域與柱狀區域,該柱狀區域係折射率與基質區域相異的複數個柱狀結構體;當將各向異性光擴散膜之法線角度設為0°時,在超過0°且未達90°之角度範圍具有散射中心軸A及散射中心軸B;當將散射中心軸A之方位角
Figure 111111163-A0202-11-0001-30
A設為0°時,散射中心軸B之方位角
Figure 111111163-A0202-11-0001-1
係170°至190°;當將法線與散射中心軸A所構成的角度設為散射中心軸角度θA,且將法線與散射中心軸B所構成的角度設為散射中心軸角度θB時,θBA±10°。

Description

各向異性光擴散膜及顯示裝置
本發明係關於各向異性光擴散膜及具備各向異性光擴散膜的顯示裝置。
在顯示裝置中,「視角」係重要的特性之一,若排除防止窺視等之用途,則一般認為以寬視角為較佳。屬於最具代表性的顯示裝置之一的LCD,其視角擴大方法大致可分為2種。
第1種係TN、VA、IPS等液晶面板的驅動方式、及就光學補償用目的之相位差膜之使用等的「藉由液晶面板之內部設計的方法」。
第2種係在特定之液晶面板視認側表面使用擴散膜等之「藉由在液晶面板表面追加構件的方法」。
「藉由液晶面板之內部設計的方法」係基本方法,惟為了針對每個個別用途及使用環境進行最適化,則「藉由在液晶面板表面追加構件的方法」的方法以生產性的方面而言為有利。
「藉由在液晶面板表面追加構件的方法」之具體例,例如:(1)如專利文獻1所示般的使用具有分散有透光性微粒子之光擴散層的光擴散膜等 「各向同性擴散體」的方法、(2)如專利文獻2及3所示般的將微透鏡陣列、及波透鏡膜等「透鏡類」配置於液晶面板表面的方法、(3)如專利文獻4所示般的藉由設置「具有角度依賴性之光控制膜」而使視角特性提升的方法等。
就「具有角度依賴性之光控制膜」而言,可因應入射光之入射角度而使直線透射光量變化之「具有各向異性及指向性之各向異性光擴散膜」,由於可將視角擴大至特定方位,光之配向亦不陡峭,且易於與其他構件貼合,因此活用於顯示裝置等。
專利文獻5中,揭示一種由單一層所構成之光擴散膜,其係藉由在光之擴散與透射具有入射角依賴性,且在同一膜內具有2個結構區域,而可效果地擴大光擴散角度區域。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-98526號公報
[專利文獻2]日本特開平8-166582號公報
[專利文獻3]日本特開平7-239467號公報
[專利文獻4]日本特開平7-146404號公報
[專利文獻5]國際公開WO2014/156420
專利文獻1之「各向同性擴散體」,由於在所有方位產生視角擴大效果,因此即使在欲使視角在特定方位擴大之情況下,亦會擴散至該特定方位外,而有著在欲使視角擴大的方位之亮度難以降低的問題。
專利文獻2及3之「透鏡類」,由於利用光之折射及反射,故光之配向變得陡峭,並且因視角之變化而導致的亮度容易驟變;及由於因其排列及圖案結構而導致的干擾,因此有著容易產生眩光及波紋(moire)的問題。除此之外,在透鏡之凹凸結構位於最表面之情況下,有著因污垢等之附著而效果易於降低的問題。更且,為了保護凹凸結構而考慮使其他膜等貼合之情況下,在使用黏著層貼附時,有著凹凸被黏著層埋填而光學特性產生變化的問題,即使不使用黏著層,也會有在凹凸結構與膜間存在空氣層等而導致透射率降低的問題。
專利文獻4之「具有角度依賴性的光控制膜」,由於對於光之入射角的霧度率之變化陡峭,因此有著因視角變化而導致的亮度變化急遽的問題。
專利文獻5之「光擴散膜」,由於在例如TV及數位標牌等用途中,不常從上下之深角度觀看,因此主要要求對於左右之2方位的視角擴大,惟在欲使視角在左右2方位擴大之情況下,藉由在厚度方向階段性地擴散,不僅難以左右均衡地使視角擴大,而且在光擴散膜之結構上,亦有著厚度會增加及成本提高的問題。
因此,本發明之課題在於提供一種各向異性光擴散膜,其在抑制厚度及成本的同時,還能夠對於上下或左右等具有對稱性之2方位擴大視角及抑制模糊。
發現藉由設為具有特定之性質的各向異性光擴散膜,而能夠解決上述課題,從而完成本發明。亦即,本發明係如以下所述。
本發明係一種各向異性光擴散膜,其為擴散性會依據光之入射角度而變化者,其中,
前述各向異性光擴散膜具有基質區域及柱狀區域,該柱狀區域係折射率與前述基質區域相異的複數個柱狀結構體;
當將前述各向異性光擴散膜之法線角度設為0°時,在超過0°且未達90°之角度範圍具有散射中心軸A及散射中心軸B;
當前述散射中心軸A之方位角
Figure 111111163-A0202-12-0004-4
設為0°時,前述散射中心軸B之方位角
Figure 111111163-A0202-12-0004-3
係170°至190°;
當將前述法線與前述散射中心軸A所構成的角度設為散射中心軸角度θA,且將前述法線與前述散射中心軸B所構成的角度設為散射中心軸角度θB時,θBA±10°。
當將在前述散射中心軸A與法線之間的角度之極小直線透射率設為TminA,且將在前述散射中心軸B與法線之間的角度之極小直線透射率設為TminB時,較佳係|TminA-TminB|≦5百分點。
前述散射中心軸角度θA較佳係10°至60°。
霧度值較佳係40%以上。
前述複數個柱狀結構體之垂直於配向方向的剖面中,短徑與長徑之縱橫比較佳係未達2。
此外,本發明係一種顯示裝置,其包含前述各向異性光擴散膜。
依據本發明,能夠提供一種各向異性光擴散膜,其在抑制厚度及成本的同時,還具備對於上下或左右等具有對稱性之2方位之視角擴大及模糊抑制效果。
圖1係顯示各向異性光擴散膜之入射光角度依賴性的說明圖。
圖2係顯示各向異性光擴散膜之表面結構的俯視圖。
圖3係顯示各向異性光擴散膜之例的示意圖。
圖4係用於說明各向異性光擴散膜中之散射中心軸的3維極坐標表示。
圖5係顯示各向異性光擴散膜之光學曲線圖(profile)之一例的圖表。
圖6係顯示各向異性光擴散膜之直線透射光量之測定方法的示意圖。
圖7係顯示各向異性光擴散膜中之散射中心軸A與散射中心軸B之關係的示意圖。
圖8係顯示藉由任意步驟1-3而進行之本發明之各向異性光擴散膜之製造方法的示意圖。
以下,針對一般的各向異性光擴散膜(僅具1個散射中心軸角度的各向異性光擴散膜)的結構等進行說明。
其次,針對本發明之各向異性光擴散膜(具有2個散射中心軸角度的各向異性光擴散膜)的結構、物性、製造方法、用途等進行說明。
<<<<1 一般的各向異性光擴散膜>>>>
各向異性光擴散膜係意指:直線透射率〔(所入射之光之直線方向的透射光量)/(所入射之光的光量)〕會依據光之入射角而變化之具有光學各向異性的膜。亦即,針對相對於各向異性光擴散膜之入射光,既定角度範圍之入射光維持直線性並透射,其他角度範圍之入射光則顯示擴散性。
例如,圖1所示之一例的各向異性光擴散膜中,在入射角為20°至50°時顯示擴散性,在其他入射角則不顯示擴散性,而顯示直線透射性。
各向異性光擴散膜具有基質區域及柱狀區域,該柱狀區域係折射率與基質區域相異的複數個柱狀結構體。此外,各向異性光擴散膜中含有的複數個柱狀結構體,通常係從各向異性光擴散膜之一表面配向至另一表面,且從該各向異性光擴散膜之一表面延伸至另一表面而構成(參照圖3)。
柱狀結構體之長度並無特別限定,可為從各向異性光擴散膜之一表面貫穿至另一表面者,亦可為不會從一表面到達另一表面的長度。
各向異性光擴散膜中含有的複數個柱狀結構體之垂直於柱軸之剖面的形狀,可設為具有短徑與長徑的形狀。
柱狀結構體之剖面形狀,並無特別限定,可設為例如圓形、橢圓形、多邊形。在圓形之情況,短徑與長徑相等,在橢圓形之情況,短徑係短軸之長度,長徑係長軸的長度,在多邊形之情況,可將多邊形內之最短長度設為短徑,最長長度設為長徑。圖2顯示從各向異性光擴散膜之表面方向觀看時的複數個柱狀結構體。圖2中,LA表示長徑,SA表示短徑。
圖2(a)顯示柱狀結構體之縱橫比係2至20的各向異性光擴散膜之一例。
此外,圖2(b)顯示柱狀結構體之縱橫比係1以上且未達2的各向異性光擴散膜之一例,縱橫比為1時,則LA=SA。
在縱橫比為1以上且未達2時,在照射與柱狀結構體之軸方向平行的光之情況下,其透射光係各向同性地擴散{參照圖3(a)}。另一方面,在縱橫比為2至20時,同樣地在照射與軸方向平行的光之情況下,會因應縱橫比而以各向異性擴散{參照圖3(b)}。
柱狀結構體之短徑及長徑可利用光學顯微鏡觀察各向異性光擴散膜之垂直於柱軸的剖面,並針對經任意地選擇的20個柱狀結構體測量各別之短徑、長徑,而設為此等之平均值。
於此,折射率相異係意指,只要入射至各向異性光擴散膜之光的至少一部分會在基質區域與柱狀區域之界面產生反射之程度的差異即可,並無特別限定,惟例如,基質區域與柱狀區域之折射率之差為0.001以上即可。
藉由調整柱狀區域之相對於各向異性光擴散膜之法線方向的傾斜角度,可調整後述散射中心軸角度。
<<<1-1 散射中心軸>>>
在具有散射中心軸之各向異性光擴散膜中,散射中心軸與複數個柱狀結構體之配向方向(延伸方向)通常為平行的關係。又,散射中心軸與複數個柱狀結構體之配向方向平行係意指,只要符合折射率之定律(司乃耳定律),則不一定需要為嚴謹的平行。
司乃耳定律係在光從折射率n1之介質對折射率n2之介質的界面進行入射之情況下,其入射光角度θ1與折射角θ2之間成立n1sin θ1=n2sin θ2之關係者。例如,在設為n1=1(空氣)、n2=1.51(各向異性光擴散膜)時,在入射光角度為30°之情況下,柱狀區域之配向方向(折射角)呈約19°,惟即使如此般入射光角度與折射角相異,只要符合司乃耳定律,則包含於本發明中之平行概念。
其次,在參照圖4的同時針對各向異性光擴散膜中之散射中心軸P進行更詳細的說明。圖4係用於說明各向異性光擴散膜中之散射中心軸P的3維極坐標表示。
散射中心軸係意指與「在使對於各向異性光擴散膜之入射光角度變化之際,光擴散性會以其入射光角度為界而具有略對稱性之光的入射光角度」一致的方向。又,此時之入射光角度成為光學曲線圖(圖5為一例)中之被夾在直線透射率極小值間之略中央部(擴散區域之中央部)的角度,該光學曲線圖係測定各向異性光擴散膜之直線透射光量,並將所算出之直線透射率針對每個入射光角度進行繪製(plot)而得者。
關於散射中心軸,若依據如圖4所示之3維極坐標表示,則當將各向異性光擴散膜之表面設為xy平面且將相對於各向異性光擴散膜之表面的法線設為z軸時,可藉由極角θ與方位角
Figure 111111163-A0202-12-0008-34
呈現。
於此,可將各向異性光擴散膜之法線(圖4所示之z軸)與柱狀區域所構成的極角θ(0°≦θ<90°)定義為散射中心軸角度。在使未硬化樹脂組成物層經光硬化而形成柱狀區域之步驟中,藉由改變要照射之光線的方向,而可將複數個柱狀結構體之軸方向的角度調整至期望的範圍。
<<<1-2 光學曲線圖>>>
如圖5所示,各向異性光擴散膜係具有直線透射率會依據入射光角度而變化之光擴散性的入射光角度依賴性者。於此,以下將如圖5般表示光擴散性的入射光角度依賴性的曲線稱為「光學曲線圖」。
光學曲線圖可藉由例如以下所述方式而製作。
如圖6所示,將各向異性光擴散膜配置於光源1與檢測器2之間。本型態中,將源自光源1之照射光I從各向異性光擴散膜之法線方向入射之情況設為入射光角度0°。此外,各向異性光擴散膜係以將直線V作為旋轉軸並可任意地旋轉的方式配置,光源1及檢測器2被固定。亦即,依據此方法,在光源1與檢測器2之間配置樣品(各向異性光擴散膜),在將樣品表面之直線V作為旋轉軸而使角度變化的同時,測定直進透射樣品而進入檢測器2之直線透射光量(該直線V係與散射中心軸之傾斜方位垂直的各向異性光擴散膜上之線)。其後,依據該直線透射光量而算出直線透射率,並針對每個角度繪製直線透射率以製作光學曲線圖。
光學曲線圖無法直接呈現光擴散性,惟若解釋為由於直線透射率降低,而相反地擴散透射率增加,則可謂大致顯示光擴散性。
在通常之各向同性的光擴散膜,會顯示以0°附近之入射光角度為尖峰之山型的光學曲線圖。
在各向異性光擴散膜,例如,當將散射中心軸角度設為0°(圖5)時,會顯示於0°附近之入射光角度,直線透射率小,並隨著入射光角度(之絕對值)變大而直線透射率變大之谷型的光學曲線圖。
如上所述,各向異性光擴散膜具有入射光在靠近散射中心軸之入射光角度範圍時被強烈擴散,惟在此以上之入射光角度範圍時,則擴散減弱而直線透射率增高的性質。
在散射中心軸角度為0°以外之情況,以於散射中心軸角度附近之入射光角度,直線透射率會變小的方式移動光學曲線圖(光學曲線圖之谷部往散射中心軸角度側移動)。
<<<1-3 直線透射率>>>
如圖5所示,將以直線透射率會成為最大的入射角而入射至各向異性光擴散膜之光的直線透射率稱為最大直線透射率。
如圖5所示,將以直線透射率會成為最小的入射角而入射至各向異性光擴散膜之光的直線透射率稱為最小直線透射率。
如圖5所示,將相對於最大直線透射率與最小直線透射率之中間值的直線透射率之2個入射光角度的角度範圍稱為擴散區域(將該擴散區域之寬度為「擴散寬度」),將除此之外的入射光角度範圍稱為非擴散區域(透射區域)。
<<<1-4 霧度值>>>
各向異性光擴散膜之霧度值(全霧度)係顯示各向異性光擴散膜之擴散性的指標。霧度值越大,則各向異性光擴散膜之擴散性越高。
霧度值之測定方法並無特別限定,可由習知之方法測定。可藉由例如JIS K7136-1:2000「塑料-透明材料之霧度的求出方法」而測定。
<<<<2 本發明之各向異性光擴散膜>>>>
以下,針對本發明之各向異性光擴散膜進行說明。以下之說明中,於不存在矛盾之範圍內,前述之一般各向異性光擴散膜所說明的事項全部皆可適用。
<<<2-1 本發明之各向異性光擴散膜的結構>>>
本發明之各向異性光擴散膜,在1層內具有第1柱狀區域及第2柱狀區域,該第1柱狀區域係由在相對於各向異性光擴散膜之法線方向的一定方向傾斜的複數個柱狀結構體所構成,該第2柱狀區域係由在相對於各向異性光擴散膜之法線方向的與第1柱狀區域不同的方向傾斜的複數個柱狀結構體所構成,且延伸方向與第1柱狀區域相異。
本發明之各向異性光擴散膜,由於具有如此之構成,故作為依據第1柱狀區域之第1散射中心軸(散射中心軸A)、及依據第2柱狀區域之第2散射中心軸(散射中心軸B),而在1層內具有2個散射中心軸(參照圖7(1))。
<<2-1-1 散射中心軸A及散射中心軸B之位置關係>>
於此,本發明之各向異性光擴散膜中,第1柱狀區域及第2柱狀區域皆在從各向異性光擴散膜之一表面至另一表面相對於各向異性光擴散膜之法線方向具有傾斜的結構。因此,「散射中心軸A與散射中心軸B之位置關係」與「使散射中心軸B圍繞各向異性光擴散膜之法線而旋轉180°時之散射中心軸A與散射中心軸B的位置關係」會相異。
因此,本發明中,散射中心軸A及B之位置關係,係藉由上述極角θ及方位角
Figure 111111163-A0202-12-0011-36
而表示。
參照圖7的同時,針對散射中心軸A及散射中心軸B之位置關係進行具體的說明。
如圖7(1)所示,本發明中,當將相對於各向異性光擴散膜之表面的法線方向設為Z軸時,將散射中心軸A設為於X軸上者、其方位角
Figure 111111163-A0202-12-0012-37
(圖7(1)中為3點鐘方向)設為0°。
更且,如圖7(2)所示,從散射中心軸A投射在X-Y平面(各向異性光擴散膜之表面方向的平面)之線與從散射中心軸B投射在X-Y平面之線所構成的角度
Figure 111111163-A0202-12-0012-40
係170°至190°,較佳係175°至185°,更佳係180°(圖7(2)顯示較佳例)。藉由將
Figure 111111163-A0202-12-0012-41
設為如此之範圍,則各向異性光擴散膜之對於上下或左右等具有對稱性之2方位的視角擴大優異。
本發明之各向異性光擴散膜,當將各向異性光擴散膜之法線方向之角度設為0°時,在超過0°且未達90°(較佳係10°至60°,更佳係20°至45°)之角度範圍具有2個散射中心軸。亦即,如圖7(3)所示,當將各向異性光擴散膜之法線與散射中心軸A所構成的角度設為散射中心軸角度θA,且將各向異性光擴散膜之法線與散射中心軸B所構成的角度設為散射中心軸角度θB時,θA及θB符合超過0°且未達90°之關係。
更且,θBA±10°(較佳係θBA±5°,更佳係θBA±3°)。
依據本發明,藉由在一層之各向異性光擴散膜內部存在符合上述關係之2個散射中心軸(散射中心軸A及散射中心軸B),可抑制厚度並且成為具有優異的光學特性之各向異性光擴散膜,而對上下或左右等具有對稱性的2方位能夠擴大視角。
<<2-1-2 柱狀區域>>
如前所述,本發明之各向異性光擴散膜存在所謂的構成散射中心軸A之第1柱狀區域、及構成散射中心軸B之第2柱狀區域的延伸方向相異的2個柱狀區域。
以下,針對第1柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體及第2柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體,敘述共通的結構(短徑、長徑、縱橫比)。第1柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體之結構、與第2柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體之結構可相同或相異。
由於本發明之第1柱狀區域及第2柱狀區域係從2個相異角度照射光使樹脂硬化而得者,因此藉由變更各自的光之照射條件,可個別地調整第1柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體之結構、與第2柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體之結構。
<2-1-2-1 短徑>
柱狀結構體之短徑的平均值(平均短徑)較佳係0.5μm以上,更佳係1.0μm以上,再更佳係1.5μm以上。另一方面,柱狀結構體之平均短徑較佳係5.0μm以下,更佳係4.0μm以下,再更佳係3.0μm以下。可適當地組合此等柱狀結構體之短徑的下限值及上限值。
<2-1-2-2 長徑>
柱狀結構體之長徑的平均值(平均長徑)較佳係0.5μm以上,更佳係1.0μm以上,再更佳係1.5μm以上。另一方面,柱狀結構體之平均長徑較佳係100μm以下,更佳係50μm以下,再更佳係30μm以下。可適當地組合此等柱狀結構體之長徑的下限值及上限值。
<2-1-2-3 縱橫比>
柱狀結構體之平均長徑對於平均短徑之比(平均長徑/平均短徑),亦即,縱橫比較佳係1至20,更佳係未達2。
為了更提高本發明之效果,第1柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體與第2柱狀區域中含有的複數個柱狀結構體中,縱橫比之比較佳係1:2至2:1,更佳係2:3至3:2,再更佳係9:10至10:9。
<<2-1-3 厚度>>
各向異性光擴散膜之厚度較佳係15μm至100μm,更佳係30μm至80μm。藉由設為如此之範圍,則可在使材料費、UV照射所需之費用等的製造成本降低的同時,還具有充分的視覺依賴性改善效果。
<<<2-2 各向異性光擴散膜之物性>>>
<<2-2-1 直線透射率>>
本發明之各向異性光擴散膜具有2個散射中心軸。因此,本發明之各向異性光擴散膜的光學曲線圖中,存在著在對應於散射中心軸A之入射光角度範圍的直線透射率、與在對應於散射中心軸B之入射光角度範圍的直線透射率。
<<2-2-2 極小直線透射率>>
本發明之各向異性光擴散膜中,「在散射中心軸A與各向異性光擴散膜之法線之間的角度之極小直線透射率TminA」與「在散射中心軸B與各向異性光擴散膜之法線之間的角度之極小直線透射率TminB」之差的絕對值亦即|TminA-TminB|係5百分點以下,較佳係3百分點以下,更佳係1百分點以下。藉此,各向異性光擴散膜之對稱性可提升,並能夠對上下或左右等具有對稱性之2方向擴大視角。
<<2-2-3 最大直線透射率>>
本發明之各向異性光擴散膜中,最大直線透射率較佳係50%以下,更佳係30%以下。藉此,各向異性光擴散膜之對稱性可提升,並能夠對上下或左右等具有對稱性之2方位擴大視角。
直線透射率可藉由各向異性光擴散膜之材料的折射率(使用複數種樹脂時則為其折射率差)及塗膜之膜厚、UV照度及結構形成時之溫度等硬化條件而調整。例如,在進行UV照射之際,有著塗膜之膜厚越厚、塗膜之溫度越高、使用複數種樹脂時的折射率差越大,則直線透射率越減少的傾向。
<<2-2-4 霧度值>>
各向異性光擴散膜之霧度值較佳係40%以上,更佳係50%以上。藉由設為如此之範圍,則可更提高本發明之效果。
霧度值可藉由各向異性光擴散膜之材料的折射率(使用複數種樹脂時則為其折射率差)及塗膜之膜厚、UV照度及結構形成時之溫度等硬化條件而調整。例如,在進行UV照射之際,有著照射角度越接近塗膜之法線方向、塗膜之層厚越厚、塗膜之溫度越高、使用複數種樹脂時的折射率差越大,則霧度值越增加的傾向。
<<<2-3 各向異性光擴散膜之製造方法>>>
以下,針對各向異性光擴散膜之製造方法進行說明。
<<2-3-1 原料>>
針對各向異性光擴散膜之原料,係以(1)光聚合性化合物、(2)光起始劑、(3)調配量、其他任意成分之順序進行說明。
<2-3-1-1 光聚合性化合物>
光聚合性化合物係由選自具有自由基聚合性或陽離子聚合性之官能基的巨單體、聚合物、寡聚物、單體之光聚合性化合物與光起始劑所構成,並藉由照射紫外線及/或可見光線而聚合/硬化的材料。
於此,即使形成各向異性光擴散膜之材料僅係1種類,亦可藉由密度之高低差而產生折射率差。由於在UV之照射強度強的部分之硬化速度會變快,故聚合/硬化材料移動到其硬化區域周圍,結果,形成折射率變高的區域與折射率變低的區域。又,(甲基)丙烯酸酯意指可為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯之任一者。
自由基聚合性化合物係主要在分子中含有1個以上不飽和雙鍵者,具體而言可列舉:以環氧丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、聚矽氧丙烯酸酯等名稱而稱呼的丙烯酸寡聚物、與丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸丁氧基乙酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異降莰酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、2-丙烯醯氧基鄰苯二甲酸、丙烯酸二環戊烯酯、三乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、雙酚A之EO加成物二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、四丙烯酸新戊四酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯等丙烯酸酯單體。又,此等化合物可使用各單體,亦可混合複數種使用。又,雖然同樣亦能夠使用甲基丙烯酸酯,惟一般而言,由於相較於甲基丙烯酸酯,丙烯酸酯之光聚合速度更快故為較佳。
陽離子聚合性化合物可使用在分子中具有1個以上環氧基或乙烯基醚基、氧雜環丁烷(oxetane)基的化合物。具有環氧基之化合物,可列舉:2-乙 基己基二甘醇縮水甘油基醚、聯苯之縮水甘油基醚、雙酚A、氫化雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、四氯雙酚A、四溴雙酚A等雙酚類的二縮水甘油基醚類、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、溴化苯酚酚醛清漆、鄰甲酚酚醛清漆等酚醛清漆樹脂之聚縮水甘油基醚類、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1,4-環己烷二甲醇、雙酚A之EO加成物、雙酚A之PO加成物等烷二醇類之二縮水甘油基醚類、六氫鄰苯二甲酸之縮水甘油酯及二聚酸之二縮水甘油酯等縮水甘油酯類。
具有環氧基之化合物,可更列舉:3’,4’-環氧基環己烷羧酸3,4-環氧基環己基甲基酯、2-(3,4-環氧基環己基-5,5-螺-3,4-環氧基)環己烷-間二噁烷、二(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯、二(3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基)己二酸酯、3’,4’-環氧基-6’-甲基環己烷羧酸3,4-環氧基-6-甲基環己基酯、亞甲基雙(3,4-環氧基環己烷)、二環戊二烯二環氧化物、乙二醇之二(3,4-環氧基環己基甲基)醚、伸乙基雙(3,4-環氧基環己烷羧酸酯)、3’,4’-環氧基環己烷羧酸內酯改質3,4-環氧基環己基甲基酯、四(3,4-環氧基環己基甲基)丁烷四羧酸酯、二(3,4-環氧基環己基甲基)-4,5-環氧基四氫鄰苯二甲酸酯等脂環式環氧基化合物,惟並非限定於此等者。
具有乙烯基醚基之化合物,可列舉例如:二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、環己烷二甲醇二乙烯基醚、羥基丁基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、十二基乙烯基醚、三羥甲基丙烷三乙烯基醚、丙烯醚碳酸丙烯酯等,惟並非限定於此等者。又,乙烯基醚基化合物,一般而言,係陽離子聚合性,惟亦能夠藉由與丙烯酸酯組合而進行自由基聚合。
又,具有氧雜環丁烷基之化合物,可使用1,4-雙〔(3-乙基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基〕苯、3-乙基-3-(羥基甲基)-氧雜環丁烷等。
又,以上之陽離子聚合性化合物,可使用各單體,亦可混合複數種使用。上述光聚合性化合物並非限定於前述者。
此外,為了使充分的折射率差產生,在上述光聚合性化合物中,為了謀求低折射率化,可導入氟原子(F),為了謀求高折射率化,則可導入硫原子(S)、溴原子(Br)、各種金屬原子。更且,如日本特表2005-514487號公報所揭示,將在由氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化錫(SnOx)等高折射率的金屬氧化物所構成之超微粒子的表面導入丙烯酸基或甲基丙烯酸基、環氧基等光聚合性官能基而得的機能性超微粒子添加於前述光聚合性化合物,亦屬有效者。
光聚合性化合物,較佳係使用具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物。具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物會隨著其結構(主要係醚鍵)進行配向而聚合/硬化,而形成低折射率區域、高折射率區域、或低折射率區域及高折射率區域。藉由使用具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物,變得易於使柱狀結構體傾斜,並提升對於正面方向之聚光性。又,低折射率區域係相當於柱狀區域或基質區域之任一者,另一者則相當於高折射率區域。
低折射率區域中,屬於具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物之硬化物的聚矽氧樹脂較佳係相對地變多。藉此,由於可易於更使散射中心軸傾斜,故會提升對於正面方向的聚光性。由於相較於不具聚矽氧骨架的化合物,聚矽氧樹脂含有較多量的矽(Si),故藉由將該矽作為指標,並使用EDS(能量色散X射線光譜儀),可確認聚矽氧樹脂之相對的量。
具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物,係具有自由基聚合性或陽離子聚合性之官能基的單體、寡聚物、預聚合物或巨單體。自由基聚合性之官能基,可列舉丙烯醯基、甲基丙烯醯基、烯丙基等,陽離子聚合性之官能基,可列舉環氧基、氧雜環丁烷基等。此等官能基的種類與數量並無特別限制,惟官能基越多則交聯密度越提升,越容易產生折射率之差,故為較佳,由此而言,較佳係具有多官能之丙烯醯基或甲基丙烯醯基。又,具有聚矽氧骨架之化合物,雖由於其結構而與其他化合物之相溶性有時不充分,惟在如此之情況中,可進行胺基甲酸酯化以提高相溶性。本型態中,適合使用在末端具有丙烯醯基或甲基丙烯醯基之聚矽氧/胺基甲酸酯/(甲基)丙烯酸酯。
具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物的重量平均分子量(Mw)較佳係於500至50,000之範圍。更佳係2,000至20,000之範圍。藉由使重量平均分子量在上述範圍,則會引起充分的光硬化反應,且各向異性光擴散膜之存在於各個各向異性光擴散膜內的聚矽氧樹脂變得易於配向。隨著聚矽氧樹脂之配向,而變得易於使散射中心軸傾斜。
就聚矽氧骨架而言,例如,下述通式(1)所示者即為相符者。通式(1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6各別獨立地具有甲基、烷基、氟烷基、苯基、環氧基、胺基、羧基、聚醚基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基等官能基。又,通式(1)中,n較佳係1至500之整數。
Figure 111111163-A0202-12-0020-5
在具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物中調配不具聚矽氧骨架之化合物,以形成各向異性光擴散膜時,低折射率區域與高折射率區域分離而易於形成,各向異性之程度變強,而為較佳。
不具聚矽氧骨架之化合物,除了光聚合性化合物以外,還可使用熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂,亦可併用此等。
光聚合性化合物,可使用具有自由基聚合性或陽離子聚合性之官能基的聚合物、寡聚物、單體(惟,其係不具聚矽氧骨架者)。
熱塑性樹脂,可列舉聚酯、聚醚、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚縮醛、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸樹脂與其共聚物或改質物。在使用熱塑性樹脂之情況中,使用會溶解熱塑性樹脂的溶劑而溶解、塗佈、乾燥後,以紫外線使具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物硬化而使各向異性光擴散膜成形。
熱硬化性樹脂,可列舉環氧樹脂、苯酚樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯與其共聚物或改質物。在使用熱硬化性樹脂之情況中,以紫外線使具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物硬化後,藉由適當加熱,使熱硬化性樹脂硬化而使各向異性光擴散膜成形。
不具聚矽氧骨架之化合物,最佳係光聚合性化合物,其由於低折射率區域與高折射率區域易於分離、不需當使用熱塑性樹脂時的溶劑而無需乾燥過程、無需如熱硬化性樹脂般的熱硬化過程等,因此生產性優異。
<2-3-1-2 光起始劑>
可使自由基聚合性化合物聚合的光起始劑,可列舉:二苯基酮、二苯乙二酮、米氏酮、2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、苄基二甲基縮酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉基丙酮-1、1-〔4-(2-羥基乙氧基)-苯基〕-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、雙(環戊二烯基)-雙〔2,6-二氟-3-(吡咯-1-基)苯基〕鈦、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等。又,此等化合物可使用各單體,亦可混合複數種使用。
陽離子聚合性化合物之光起始劑,係藉由光照射產生酸並藉由所產生的酸而可使前述陽離子聚合性化合物進行聚合的化合物,一般而言,適合使用鎓鹽、茂金屬錯合物。
鎓鹽,可使用重氮鹽、鋶鹽、錪鹽、鏻鹽、硒鹽等,此等之相對離子中,可使用BF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -等陰離子。具體例,可列舉:4-氯苯重氮六氟磷酸鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽、三苯基鋶六氟磷酸鹽、(4-苯基硫基苯基)二苯基鋶六氟銻酸鹽、(4-苯基硫基苯基)二苯基鋶六氟磷酸鹽、雙〔4-(二苯基鋶基)苯基〕硫化物-雙-六氟銻酸鹽、雙〔4-(二苯基鋶基)苯基〕硫化物-雙-六氟磷酸鹽、(4-甲氧基苯基)二苯基鋶六氟銻酸鹽、(4-甲氧基苯基)苯基錪六氟銻酸鹽、雙(4-三級丁基苯基)錪六氟磷酸鹽、苄基三苯基鏻六氟銻酸鹽、 三苯基硒六氟磷酸鹽、(η 5-異丙基苯)(η 5-環戊二烯基)鐵(II)六氟磷酸鹽等,惟並非限定於此等者。又,此等化合物,可使用各單體,亦可混合複數種使用。
相對於光聚合性化合物100質量份,光起始劑較佳係以0.01至10質量份,更佳係以0.1至7質量份,再更佳係以0.1至5質量份左右調配。這是因為若未達0.01質量份則光硬化性降低,調配成超過10質量份時,則僅表面硬化而導致內部之硬化性降低之弊端、著色、柱狀結構之形成受到阻礙之故。
<2-3-1-3 其他成分>
光起始劑通常係將粉體在光聚合性化合物中直接溶解而使用,惟溶解性不佳之情況下,可使用預先使光起始劑高濃度地溶解於極少量的溶劑而得者。如此之溶劑,以具光聚合性者為更佳,具體而言,可列舉碳酸丙烯酯、γ-丁內酯等。此外,為了使光聚合性提升,亦能夠添加習知的各種染料及增感劑。更且,為了調整聚合速度,亦能夠添加聚合抑制劑等。
更且,可將可藉由將光聚合性化合物加熱而使其硬化的熱硬化起始劑與光起始劑一起併用。此時,可期待藉由光硬化後的加熱而更促進光聚合性化合物之聚合硬化並使其成為完全者。可使光聚合性化合物單獨硬化、或使混合複數種而得的組成物硬化,而形成各向異性光擴散膜。
即使藉由使光聚合性化合物與不具光硬化性之高分子樹脂的混合物硬化,亦可形成各向異性光擴散膜。
於此可使用的高分子樹脂,可列舉:丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、纖維素系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛樹脂等。 此等高分子樹脂與光聚合性化合物雖必須在光硬化前具有充分的相溶性,惟為了確保該相溶性,亦能夠使用各種有機溶劑、可塑劑等。
在作為光聚合性化合物而使用丙烯酸酯之情況下,就相溶性之觀點而言,較佳係選自丙烯酸樹脂而作為高分子樹脂。
具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物、與不具聚矽氧骨架之化合物的比率,以質量比而言,較佳係於15:85至85:15之範圍。更佳係於30:70至70:30之範圍。藉由設於該範圍,在低折射率區域與高折射率區域之相分離變得易於進行的同時,柱狀結構體變得易於傾斜。具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物的比率未達下限值或超過上限值時,則相分離難以進行,柱狀結構體難以傾斜。
在作為具有聚矽氧骨架之光聚合性化合物而使用聚矽氧/胺基甲酸酯/(甲基)丙烯酸酯時,會提升與不具聚矽氧骨架之化合物的相溶性。藉此,即使材料之混合比率廣泛,亦可使柱狀結構體傾斜。
在調配包含光聚合性化合物之組成物之際的溶劑,可使用例如:乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、甲苯、二甲苯等。
<<2-3-2 製造製程>>
其次,針對各向異性光擴散膜之製造製程進行說明。
首先,將包含上述光聚合性化合物的塗料塗佈在如透明PET膜般之適當的基體上,設成片狀並因應需要而使其乾燥而成膜,並設置未硬化樹脂組成物層。在該未硬化樹脂組成物層上,藉由光照射,而可製作各向異性光擴散膜。
更具體而言,各向異性光擴散膜之形成步驟,主要係具有以下之步驟者。
(1)步驟1-1:將未硬化樹脂組成物層設置於基體上的步驟
(2)步驟1-2:從光源獲得平行光線的步驟
(3)任意步驟1-3:獲得具指向性之光線的步驟
(4)步驟1-4:使未硬化樹脂組成物層硬化的步驟
如前所述,本發明之各向異性光擴散膜具有2個散射中心軸(散射中心軸A及散射中心軸B)。藉由將欲照射於未硬化樹脂組成物層之光線從2方向予以照射,而以對應於各光線之照射方向之形式延伸散射中心軸A及散射中心軸B。藉由變更光線之照射角度以外之條件,可使第1柱狀區域中含有的柱狀結構體之結構、與第2柱狀區域中含有的柱狀結構體之結構呈相異質的結構。
此外,亦能夠藉由在光線之路徑上配置棱鏡片並將光線分割成2方向來照射,而從2方向照射。在如此使用棱鏡透鏡的製造方法之情況下,除了光線之照射角度相異以外同質的光線從2方向照射,而可將第1柱狀區域之複數個柱狀結構體、與第2柱狀區域之複數個柱狀結構體設為除了傾斜方向以外大致相同的結構體。
<2-3-2-1 步驟1-1:將未硬化樹脂組成物層設置於基體上的步驟>
將包含光聚合性化合物的塗料作為未硬化樹脂組成物層而以片狀設置在基體上之手法,可適用通常之塗佈方式、印刷方式。具體而言,可使用氣動刮刀塗佈、棒塗、刮刀塗佈、刀塗佈、逆向塗佈、轉印輥塗佈、凹版輥塗佈、吻合塗佈、流延塗佈、噴塗佈、槽孔塗佈、壓延塗佈、壩塗佈、浸漬塗佈、模頭塗佈等塗佈、 及凹版印刷等凹版印刷、網版印刷等孔版印刷等的印刷等。在塗料係低黏度之情況下,亦可在基體周圍設置一定高度的堰,並將塗料澆注在被此堰所包圍之中。
步驟1-1中,為了防止未硬化樹脂組成物層之氧阻礙並有效率地形成屬於各向異性光擴散膜之特徵的柱狀結構體,亦能夠在未硬化樹脂組成物層之光照射側積層密著並局部地使光照射強度變化的遮罩。
遮罩之材質,較佳係如將碳等光吸收性的填料分散在基質中者,且入射光之一部分被碳吸收,惟此等以外之入射光可充分地透射般的結構者。如此之基質,可為PET、TAC、PVAc、PVA、丙烯酸、聚乙烯等透明塑膠、玻璃、石英等無機物、或者在包含此等基質的片材中包含有用於控制紫外線透射量之圖案或吸收紫外線之顏料者亦無訪。
在不使用如此之遮罩之情況中,藉由在氮氣氛圍下進行光照射,而能夠防止未硬化樹脂組成物層的氧阻礙。此外,即使僅將通常之透明膜積層在未硬化樹脂組成物層上,亦可防止氧阻礙而有效促進柱狀區域的形成。經介如此之遮罩、透明膜的光照射中,在包含光聚合性化合物的塗料中,由於會因應其照射強度產生光聚合反應,故易於產生折射率分佈,而有效於本型態之各向異性光擴散膜的製作。
<2-3-2-2 步驟1-2:從光源獲得平行光線的步驟>
就光源而言,通常係使用短弧紫外線產生光源,具體而言,能夠使用高壓汞燈、低壓汞燈、金屬鹵素燈、氙燈等。此時,需要獲得與期望的散射中心軸平行的光線,惟如此之平行光線,可藉由例如配置點光源,並在該點光源與未硬化樹脂組成物層之間配置用於照射平行光線之夫瑞奈透鏡等光學透鏡,除此以外,在 光源背後配置反射鏡,並在既定方向以點光源之形式使光進行出射的方式等,而獲得。
<2-3-2-3 任意步驟1-3:獲得具指向性之光線的步驟>
任意步驟1-3係使平行光線入射於指向性擴散元件,而獲得具指向性之光線的步驟。圖8係顯示藉由任意步驟1-3而進行之本發明之各向異性光擴散膜的製造方法的示意圖。
任意步驟1-3中所用的指向性擴散元件301及302若為會對從光源300所入射的平行光線D賦予指向性者即可。
圖8中記載具指向性之光E以在X方向大量擴散而在Y方向幾乎無擴散之態樣,入射至未硬化樹脂組成物層303。為了獲得如此之具指向性的光,可採用例如在使指向性擴散元件301及302內含有縱橫比高之針狀填料的同時,將該針狀填料以長軸方向在Y方向延伸的方式使其配向的方法。指向性擴散元件301及302,除了使用針狀填料之方法以外,還可使用各種方法。
於此,具指向性之光E的縱橫比,較佳係設為2至20。形成具有幾乎對應於該縱橫比之縱橫比的柱狀區域。上述縱橫比之上限值較佳係10以下,更佳係5以下。縱橫比超過20時,則有著產生干涉彩虹及眩光之虞。
任意步驟1-3中,藉由調整具指向性之光E的擴展,而可適當決定要形成之柱狀區域的大小(縱橫比、短徑SA、長徑LA等)。例如,圖8(a)、(b)之任一者中,皆可獲得本型態之各向異性光擴散膜。圖8(a)與(b)之差異在於:具指向性之光E的擴展,在(a)中屬大,相對於此,在(b)中屬小。相依於具指向性之光E的擴展大小,而柱狀區域之大小相異。
具指向性之光E的擴展,主要係相依於指向性擴散元件301及302之種類、及與未硬化樹脂組成物層303之距離。該距離越短則柱狀區域之大小越小,該距離越長則柱狀區域之大小越大。因此,藉由調整該距離,而可調整柱狀區域之大小。
<2-3-2-4 步驟1-4:使未硬化樹脂組成物層硬化的步驟>
對未硬化樹脂組成物層進行照射並使未硬化樹脂組成物層硬化的光線,需要包含能夠使光聚合性化合物硬化的波長,通常使用以汞燈的365nm為中心的波長之光。在使用該波長帶製作各向異性光擴散膜之情況下,照度較佳係0.01mW/cm2至100mW/cm2之範圍,更佳係0.1mW/cm2至20mW/cm2。照度若未達0.01mW/cm2,則由於需要長時間硬化而生產效率惡劣,若超過100mW/cm2,則光聚合性化合物之硬化過快而不形成結構,而無法顯現目的光學特性。
又,光之照射時間並無特別限定,惟較佳係10秒至180秒,更佳係30秒至120秒。
如前所述,藉由將欲照射的光線從2個方向予以照射,而可獲得本發明之各向異性光擴散膜。
各向異性光擴散膜,如前所述,係藉由比較長時間照射低照度之光,而在未硬化樹脂組成物層中形成特定的內部結構,藉此而獲得者。因此,僅由如此之光照射,則有著未反應之單體成分殘留、產生黏性、或操作性及耐久性有問題的情況。如此之情況下,可追加照射1000mW/cm2以上之高照度的光,並使殘留單體聚合。此時之光照射亦可從積層有遮罩之側的相反側進行。
如前所述,藉由在使未硬化樹脂組成物層硬化之際,調整欲對未硬化樹脂組成物層照射之光的角度,可使獲得的各向異性光擴散膜之散射中心軸為所期望的散射中心軸。
<<<<2-4 各向異性光擴散膜之用途>>>>
各向異性光擴散膜,就視角依賴性改善效果優異而言,可應用於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、電漿顯示器等任何顯示裝置。
各向異性光擴散膜亦可特佳使用於易於產生視角依賴性之問題的TN方式之液晶。
於此,依據本發明,能夠提供包含液晶層與各向異性光擴散膜之液晶顯示裝置。此時,各向異性光擴散膜設置於較液晶層更靠近視認側。液晶顯示裝置可為TN方式、VA方式、IPS方式等之任一者。更具體而言,一般的液晶裝置,係具有從顯示裝置朝向視認側而依序積層有光源、偏光板、玻璃基板、透明電極膜、液晶層、透明電極膜、彩色濾光片、玻璃基板、偏光板的層結構,此外,雖進一步具有適宜的機能層,惟各向異性光擴散膜可設置在會較液晶層更靠近視認側之任何位置。
此外,依據本發明,能夠提供包含發光層、各向異性光擴散膜之有機EL顯示裝置。此時,各向異性光擴散膜係設置(積層)於較發光層(包含與發光層連接的電極)更靠近視認側。有機EL顯示裝置可為頂部發光方式、底部發光方式等之任一方式,此外,在彩色的有機EL顯示裝置之情況中,可為RGB分別塗裝方式、彩色濾光片方式等之任一方式。此外,有機EL顯示裝置可為更多層化者。
[實施例]
<<<實施例>>>
其次,藉由實施例及比較例更具體地說明本發明,惟本發明並非限定於此等之例者。
<<各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體之製作>>
在厚度100μm之PET膜(東洋紡公司製,商品名:A4300)的邊緣部全周邊,使用分配器,以硬化性樹脂形成高度30μm或60μm的分隔壁。於其中滴入包含下述之會進行紫外線硬化之光聚合性化合物的塗料,並以另一PET膜覆蓋。
.聚矽氧/胺基甲酸酯/丙烯酸酯(折射率:1.460,重量平均分子量:5890) 20重量份
(RAHN公司製,商品名:00-225/TM18)
.新戊二醇二丙烯酸酯(折射率:1.450) 30重量份
(DAICEL ALLNEX公司製,商品名Ebecryl145)
.雙酚A之EO加成物二丙烯酸酯(折射率:1.536) 15重量份
(DAICEL ALLNEX公司製,商品名Ebecryl150)
.苯氧基乙基丙烯酸酯(折射率1.518) 40重量份
(共榮社化學製,商品名:輕質丙烯酸酯PO-A)
.2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮 4重量份
(BASF公司製,商品名:Irgacure651)
<具有2個散射中心軸之各向異性光擴散膜的製作>
對於被挾持在兩面PET膜之間的60μm厚度的液膜,從UV點光源(Hamamatsu Photonics公司製,商品名:L2859-01)之落射用照射單元照射屬照射強度10mW/cm2至100mW/cm2之平行光線的紫外線。此時,在光源與液膜之間設置棱鏡片,將平行光線分割成2方向,而以2方向的平行光線的方位角180°來進行照射。
藉由改變液膜之厚度、UV照度、平行光線照射時之液膜溫度等參數,而獲得具有表1之特性之具有2個散射中心軸的各向異性光擴散膜1至5。
又,關於2個散射中心軸,在藉由直線透射光量之測定而製作光學曲線圖時(於後述詳細說明測定),以光擴散性具有略對稱性之入射光角度,獲得位於較0°更靠近正側的角度(被夾在直線透射率極小值間的略中央部(擴散區域之中央部)的角度)作為散射中心軸A之散射中心軸角度θA,並獲得位於較0°更靠近負側的角度作為散射中心軸B之散射中心軸角度θB
此外,獲得的各個各向異性光擴散膜之方位角係以直線透射光量測定,在圖6所示之配置中,將散射中心軸A之方位角
Figure 111111163-A0202-12-0030-6
作為0°、且每次各1°而從圖6之配置起使各個各向異性光擴散膜旋轉(圖6中表示旋轉之圓狀的雙箭頭成為垂直的旋轉,惟直線V保持不變)而製作每個旋轉角度之光學曲線圖時,將各圖表形狀中確認到了散射中心軸角度附近之直線透射率的反曲之圖表的旋轉角度設為散射中心軸B之方位角
Figure 111111163-A0202-12-0030-7
時,則方位角
Figure 111111163-A0202-12-0030-8
皆為180°。此乃與2方向之平行光線的方位角為一致。
又,以下,為了區別,將所製作的各向異性光擴散膜之光線照射側面稱為「照射表面」,將相反側面稱為「背面」。
<具有1個散射中心軸之各向異性光擴散膜的製作>
對於被挾持在兩面PET膜之間之30μm厚度的液膜,從UV點光源(Hamamatsu Photonics公司製,商品名:L2859-01)之落射用照射單元照射屬照射強度10mW/cm2至100mW/cm2之平行光線的紫外線。藉由改變照射角度及液膜之厚度、UV照度、平行光線照射時之液膜溫度等參數,而獲得具有表1之特性之具有1個散射中心軸的各向異性光擴散膜6至8。
<具有2個散射中心軸之各向異性光擴散膜積層體的製作>
準備2片各向異性光擴散膜6,以2片之散射中心軸成為彼此相異的方式將傾斜方位偏移180°,經介5μm之厚度的透明黏著積層,以獲得具有2個散射中心軸的各向異性光擴散膜積層體1。此時,經介透明黏著而將第2個各向異性光擴散膜6之背面積層在各向異性光擴散膜6之照射表面。
又,以下,為了區別,將屬於構成所製作的各向異性光擴散膜積層體之各向異性光擴散膜之露出面的照射表面側稱為「積層體表面」,將屬於構成各向異性光擴散膜積層體之各向異性光擴散膜之露出面的背面側稱謂「積層體背面」。
此外,構成各向異性光擴散膜積層體之各向異性光擴散膜內,具有積層體表面之各向異性光擴散膜的散射中心軸為散射中心軸A,且設為具有散射中心軸角度θA者,具有積層體背面之各向異性光擴散膜的散射中心軸為散射中心軸B,且設為具有散射中心軸角度θB者。
繼而,以與使用各向異性光擴散膜7而製造之各向異性光擴散膜積層體1相同的製法亦製作各向異性光擴散膜7及8,而各別獲得各向異性光擴散膜積層體2及3。包含特性在內,示於表1。
<<特性測定>>
依據以下方法測定特性。
<厚度>
對於實施例中所獲得的各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體,使用測微器(Mitutoyo公司製)進行測定。測定值係將在包含所製作的各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體之在平面之4個角附近、與在平面之中央附近的1處在內的總共5處所測定之值的平均值設為厚度。
<直線透射率、散射中心軸角度>
如圖6所示,使用可任意地改變光源之投光角、檢測器之受光角的變角光度計配光測定器(GENESIA公司製),以進行實施例中獲得的各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體之直線透射光量的測定。在會接收從光源之直進光的位置固定檢測器,於其之間的樣品架裝設實施例中獲得的各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體。又,該直線V係以成為散射中心軸之垂直於傾斜方位的各向異性光擴散膜上之線的方式而配置。
此外,從光源之光的入射側,於各向異性光擴散膜中係在照射表面側、於各向異性光擴散膜積層體中係在積層體表面側,且以具有積層體表面之各向異性光擴散膜的散射中心軸角度θA成為正值的方式而設置。
如圖6所示,將直線V作為旋轉軸而使樣品旋轉,測定對應於各別的入射光角度之直線透射光量,算出直線透射率,繪製每個角度的直線透射率,並製作光學曲線圖。藉由該評估方法,可評估在哪個角度範圍所入射之光會擴散。直線透射光量之測定係使用視感度過濾器而在可見光區域之波長測定。
依據如以上所測定之結果獲得的光學曲線圖,而獲得屬於直線透射率之最大值的最大直線透射率及在該最大直線透射率的入射光角度。
此外,具有2個散射中心軸之各向異性光擴散膜時,以光擴散性具有略對稱性之入射光角度,獲得位於較0°更靠近正側的角度(被夾在直線透射率極小值間的略中央部(擴散區域之中央部)的角度)作為散射中心軸A之散射中心軸角度θA,並獲得位於較0°更靠近負側的角度(被夾在直線透射率極小值間的略中央部(擴散區域之中央部)的角度)作為散射中心軸B之散射中心軸角度θB
更且,具有1個散射中心軸之各向異性光擴散膜時,獲得光擴散性具有略對稱性之入射光角度(被夾在直線透射率極小值間的略中央部(擴散區域之中央部)的角度)作為散射中心軸A之散射中心軸角度θA
然後,具有2個散射中心軸之各向異性光擴散膜時,獲得在散射中心軸A與各向異性光擴散膜平面法線之間的角度之極小直線透射率作為TminA,獲得在散射中心軸B與各向異性光擴散膜平面法線之間的角度之極小直線透射率作為TminB,並算出|TminA-TminB|。
更且,具有1個散射中心軸之各向異性光擴散膜時,獲得在散射中心軸與各向異性光擴散膜平面法線之間的角度之極小直線透射率作為TminA
<柱狀結構體之縱橫比>
以光學顯微鏡觀察實施例中獲得的各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體之複數個柱狀結構體之垂直於柱軸的剖面(紫外線照射時之照射光側),並測定柱狀區域中之柱狀結構體的長徑LA及短徑SA。平均長徑LA及平均短徑SA之計算中,使用任意20個柱狀結構體的平均值。此外,對於求出的平均長徑LA及平均短徑SA,將平均長徑LA/平均短徑SA作為縱橫比而計算出。
<霧度值(Hz)>
使用霧度計NDH-2000(日本電色工業公司製),依據JIS K7136-1:2000,進行實施例中獲得的各向異性光擴散膜及各向異性光擴散膜積層體之霧度值的測定。
又,光之入射側係各向異性光擴散膜中的照射表面、各向異性光擴散膜積層體中的積層體表面。
表1
Figure 111111163-A0202-12-0035-9
<<評估>>
繼而,將實施例中所製作的各向異性光擴散膜1至5及各向異性光擴散膜積層體1至3作為表2所示之實施例1至5的各向異性光擴散膜1至5及比較例1至3的各向異性光擴散膜積層體1至3,並進行以下評估。
表2
Figure 111111163-A0202-12-0036-10
<白亮度比>
將實施例中獲得的各向異性光擴散膜或各向異性光擴散膜積層體貼合於TN模式的液晶顯示器表面。更詳細而言,當從正面觀看液晶顯示器之平面時,會成為右側之3點鐘的方位設為
Figure 111111163-A0202-12-0036-11
、0點鐘的方位設為
Figure 111111163-A0202-12-0036-14
、9點鐘方位設為
Figure 111111163-A0202-12-0036-13
、6點鐘方位設為
Figure 111111163-A0202-12-0036-12
相對於此,實施例1至5之各向異性光擴散膜1至5中,將散射中心軸A之傾斜方位配合
Figure 111111163-A0202-12-0036-15
而積層貼合,比較例1至3之各向異性光擴散膜積層體1至3中,將積層體表面之散射中心軸A的傾斜方位配合
Figure 111111163-A0202-12-0036-16
而積層貼合。
繼而,使用視角測定裝置Conometer80(Westboro公司製),測定當使液晶顯示器顯示白色時,在相對於液晶顯示器之法線方向而言的極角0至80°之範圍之白亮度。
測定屬於液晶顯示器之法線方向(極角θ=0°)的正面之白亮度、與在顯示器平面之左右方向(
Figure 111111163-A0202-12-0037-17
、180°)之視角30°及70°(極角θ=30°及70°)時的白亮度,表3彙整屬於與對空白比之對比的白亮度比。
又,關於白亮度比,係以將在液晶顯示器表面不貼合各向異性光擴散膜或各向異性光擴散膜積層體之狀態設為1之對空白比的形式而計算出。
<模糊>
在白亮度之評估中所使用的構成(在液晶顯示器表面貼合各向異性光擴散膜或各向異性光擴散膜積層體)中,使液晶顯示器顯示白色,並使用放大鏡從表面確認RGB像素。
<<評估基準>>
以下係白亮度及模糊之評估基準。
<白亮度比評估基準>
極角θ=0°或30°時
0.8以上:○
未達0.8:×
極角θ=70°時
1.30以上:○
未達1.30:×
<模糊評估基準>
RGB像素可清楚地看到屬於其邊界的黑色矩陣者:◎
RGB可各別識別者:○
至少RGB之一部分看起來混雜者:×
表3
Figure 111111163-A0202-12-0038-18
<<評估結果>>
如實施例1至5所示,本發明之具有2個散射中心軸的各向異性光擴散膜,抑制在正面(極角θ=0°)、比較淺的視角(極角θ=30°)之液晶顯示器平面之左右方向(
Figure 111111163-A0202-12-0038-19
、180°)的亮度降低的同時,在深的視角(極角θ=70°)中,相較於該正面及比較淺的視角,亮度提升。亦即,可謂顯現出對於相對之2方位擴大視角的效果。此外,同時亦抑制圖像模糊。
另一方面,比較例1至3,係準備2片具有1個散射中心軸的各向異性光擴散膜,且以2片散射中心軸彼此相異的方式,將傾斜方位偏移180°,並經介透明黏著而積層者,惟由於液晶顯示器之光階段性地擴散,故左右的擴散性產生差異,而在該比較淺的視角或深的視角中,液晶顯示器平面之左右方向之任一者的亮度降低。更且,比較例2及3中,該正面之亮度降低、模糊增加。
此外,本發明之各向異性光擴散膜積層體,相較於比較例之各向異性光擴散膜積層體,可由1層而獲得本評估結果,故就厚度及成本之觀點而言,認為屬有利者。
認為本發明可藉由使用特定之各向異性光擴散膜作為具有特定擴散特性之擴散介質而獲得本評估結果。
因此,可獲得抑制厚度及成本的同時,還具備對於上下或左右等具有對稱性之2方位之視角擴大及模糊抑制效果的各向異性光擴散膜。

Claims (6)

  1. 一種各向異性光擴散膜,其為擴散性會依據光之入射角度而變化者,其中,
    前述各向異性光擴散膜具有基質區域及柱狀區域,該柱狀區域係折射率與前述基質區域相異的複數個柱狀結構體;
    當將前述各向異性光擴散膜之法線角度設為0°時,在超過0°且未達90°之角度範圍具有散射中心軸A及散射中心軸B;
    當將前述散射中心軸A之方位角
    Figure 111111163-A0202-13-0001-20
    設為0°時,前述散射中心軸B之方位角
    Figure 111111163-A0202-13-0001-21
    係170°至190°;
    當將前述法線與前述散射中心軸A所構成的角度設為散射中心軸角度θA,且將前述法線與前述散射中心軸B所構成的角度設為散射中心軸角度θB時,θBA±10°。
  2. 如請求項1所述之各向異性光擴散膜,其中,當將在前述散射中心軸A與法線之間的角度之極小直線透射率設為TminA,且將在前述散射中心軸B與法線之間的角度之極小直線透射率設為TminB時,|TminA-TminB|≦5百分點。
  3. 如請求項1或2所述之各向異性光擴散膜,其中,前述散射中心軸角度θA係10°至60°。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之各向異性光擴散膜,其中,霧度值係40%以上。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之各向異性光擴散膜,其中,前述複數個柱狀結構體之垂直於配向方向的剖面中,短徑與長徑之縱橫比係未達2。
  6. 一種顯示裝置,其係包含請求項1至5中任一項所述之各向異性光擴散膜。
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