TWI461745B - Method for manufacturing light diffusing element, light diffusing element, polarizing plate with light diffusing element, and method for manufacturing liquid crystal display device - Google Patents

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TWI461745B
TWI461745B TW099108037A TW99108037A TWI461745B TW I461745 B TWI461745 B TW I461745B TW 099108037 A TW099108037 A TW 099108037A TW 99108037 A TW99108037 A TW 99108037A TW I461745 B TWI461745 B TW I461745B
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Hiroyuki Takemoto
Shunsuke Shutou
Minoru Miyatake
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Nitto Denko Corp
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Description

光擴散元件之製造方法、光擴散元件、與附光擴散元件之偏光板及液晶顯示裝置之製造方法
本發明係關於一種光擴散元件之製造方法、光擴散元件、以及附光擴散元件之偏光板及液晶顯示裝置之製造方法。
光擴散元件正被廣泛用於照明燈罩、背投電視之螢幕、面發光裝置(例如液晶顯示裝置)等。近年來，光擴散元件在提高液晶顯示裝置等之顯示品質、改善視角特性等方面之利用正在推進。作為光擴散元件，已提出有使微粒分散於樹脂片材等基質中而成者等(例如參照專利文獻1)。於此種光擴散元件中，所入射之光之大部分係向前方(出射面側)散射，而有一部分則向後方(入射面側)散射。微粒與基質之折射率差越大則擴散性(例如霧度值)越大，但另一方面，若折射率差較大則背向散射會增大。若背向散射較大，則於將光擴散元件用於液晶顯示裝置之情形時，當外部光入射至液晶顯示裝置時畫面會變得發白，因此難以顯示具有對比度之影像或圖像。
作為解決上述問題之方法，基於抑制微粒與基質之界面上之反射的構想，已提出有使核與殼之折射率不同之核殼微粒(core-shell particle)、或折射率自微粒之中心部向外側連續變化之所謂GRIN(gradient index，梯度指數)微粒等之梯度折射率微粒分散於樹脂中之方法(例如參照專利文獻2~4)。然而，此等微粒與普通微粒相比，製造製程較為複雜，因此生產率不充分而不具有實用性。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利第3071538號
專利文獻2：日本專利特開平6-347617號公報
專利文獻3：日本專利特開2003-262710號公報
專利文獻4：日本專利特開2002-212245號公報
本發明係為解決上述先前之課題開發而成者，其目的在於提供一種可低成本且高生產率地製造霧度值較高，具有較強之擴散性，且抑制背向散射之光擴散元件的光擴散元件之製造方法。
本發明之光擴散元件之製造方法包括如下步驟：使包含樹脂成分之前驅物及超微粒成分之基質形成材料與光擴散性微粒相接觸；使該前驅物之至少一部分滲透至該光擴散性微粒之內部；以及使已滲透至該光擴散性微粒之內部之前驅物及未滲透至該光擴散性微粒之前驅物同時發生聚合而形成包含樹脂成分及超微粒成分之基質，並同時於該光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域。
於較佳實施形態中，上述製造方法係於上述滲透步驟中，使上述前驅物自上述光擴散性微粒之表面滲透至該光擴散性微粒之平均粒徑之10%以上95%以下之範圍為止。
於較佳實施形態中，上述製造方法係使上述樹脂成分之前驅物與該光擴散性微粒接觸較上述光擴散性微粒之粒徑實質上達到最大為止之時間更長之時間。
於較佳實施形態中，上述樹脂成分為電離放射線硬化型樹脂，上述製造方法係藉由照射電離放射線而使該樹脂成分之前驅物發生聚合。
根據本發明之另一態樣，提供一種光擴散元件。該光擴散元件係藉由上述之方法而獲得，包括包含樹脂成分及超微粒成分之基質、以及分散於該基質中之光擴散性微粒，且於該光擴散性微粒之表面附近內部具有該樹脂成分經滲透而形成之濃度調變區域。
根據本發明之進而另一態樣，提供一種附光擴散元件之偏光板之製造方法。該方法中使用上述光擴散元件之製造方法。
根據本發明之進而另一態樣，提供一種液晶顯示裝置之製造方法。該方法中使用上述光擴散元件之製造方法。
根據本發明，於藉由組合使用特定之基質樹脂成分(實質上為其前驅物)與特定之光擴散性微粒而製造光擴散元件時，可使基質樹脂成分之前驅物滲透至光擴散性微粒內部。可藉由使該基質樹脂成分之前驅物發生聚合而形成基質，並同時於該光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域(即，可一次性地(one batch)形成基質與濃度調變區域)。如此，根據本發明，無需為形成濃度調變區域而進行特殊之處理或操作，因此可低成本且高生產率地製造光擴散元件。而且，藉由本發明之製造方法所獲得之光擴散元件於光擴散性微粒之表面附近內部形成有濃度調變區域，因此可於光擴散性元件與基質之界面附近使折射率階段性地或實質上連續性地變化。因此，可良好地控制基質與光擴散性微粒之界面之反射，從而可抑制背向散射。此外，根據本發明，藉由使用具有特定之折射率及對於樹脂成分有特定相溶性之超微粒成分，可容易地調整基質之折射率。特別是根據本發明，藉由使樹脂成分滲透至光擴散性微粒內部而可提高基質中之超微粒成分之濃度，因此可容易地擴大基質與光擴散性微粒之折射率差。其結果為，藉由本發明之製造方法所獲得之光擴散元件之霧度值較高，具有較強之擴散性，且抑制了背向散射。
以下，一面參照圖式，一面就本發明之較佳實施形態加以說明，但本發明並不限定於此等具體實施形態。
A.　光擴散元件之製造方法
本發明之光擴散元件之製造方法包括如下步驟：使包含樹脂成分之前驅物及超微粒成分之基質形成材料與光擴散性微粒相接觸(設為步驟A)；使該前驅物之至少一部分滲透至該光擴散性微粒之內部(設為步驟B)；以及使該前驅物發生聚合而形成包含樹脂成分及超微粒成分之基質，並同時於該光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域(設為步驟C)。
A-1.　步驟A
於步驟A中，具代表性的是製備塗敷液，該塗敷液係使包含樹脂成分之前驅物及超微粒成分之基質形成材料與光擴散性微粒溶解或分散於揮發性溶劑中而成之溶液。具代表性的是，該塗敷液係將超微粒成分及光擴散性微粒分散於前驅物及揮發性溶劑中而成之分散體。作為使超微粒成分及光擴散性微粒分散之方法，可採用任意適當之方法(例如超聲波處理)。於該塗敷液中，光擴散性微粒與樹脂成分之前驅物接觸。
A-1-1.　樹脂成分
上述樹脂成分只要能良好地形成上述濃度調變區域，便可包含任意適當之材料。樹脂成分之折射率宜滿足下述式(1)之關係：
0<∣nP -nA ∣‧‧‧(1)。
式(1)中，nA 表示基質之樹脂成分之折射率，nP 表示光擴散性微粒之折射率。∣nP -nA ∣宜為0.01~0.10，更佳為0.01~0.06，特佳為0.02~0.06。若∣nP -nA ∣未達0.01，則存在不形成上述濃度調變區域之情形。若∣nP -nA ∣超過0.10，則有背向散射增大之虞。
樹脂成分宜包含與光擴散性微粒為同系之化合物。更佳為，樹脂成分包含與光擴散性微粒為同系之化合物中相溶性較高之化合物。藉此，樹脂成分因係與光擴散性微粒同系之材料，故而其前驅物(單體)可滲透至光擴散性微粒內部。該前驅物(單體)藉由後述之聚合步驟而發生聚合之結果為，可利用樹脂成分於光擴散性微粒之表面附近內部良好地形成濃度調變區域。再者，本說明書中所謂「同系」，係指化學結構或特性同等或類似，所謂「不同系」係指同系以外之情形。是否為同系，可因基準之選擇方法而不同。例如，於以有機或無機為基準之情形時，有機化合物一族為同系之化合物，而有機化合物與無機化合物則為不同系之化合物。於以聚合物之重複單元為基準之情形時，例如丙烯酸系聚合物與環氧系聚合物雖為有機化合物一族，但仍為不同系之化合物，於以週期表為基準之情形時，鹼金屬與過渡金屬雖為無機元素一族，但仍為不同系之元素。
上述樹脂成分宜包含有機化合物，更佳為包含電離放射線硬化型樹脂。電離放射線硬化型樹脂之塗膜硬度優異。作為電離放射線，可列舉例如紫外線、可見光、紅外線、電子束。以紫外線為宜，因此樹脂成分特佳為包含紫外線硬化型樹脂。作為紫外線硬化型樹脂，可列舉例如丙烯酸酯樹脂(環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酯、醚丙烯酸酯)等自由基聚合型單體或者低聚物等。構成丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之分子量宜為200~700。作為構成丙烯酸酯樹脂之單體成分(前驅物)之具體例，可列舉季戊四醇三丙烯酸酯(PETA(pentaerythritol triacrylate)：分子量為298)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA(neopentyl glycol diacrylate)：分子量為212)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA(dipentaerythritol hexaacrylate)：分子量為632)、二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA(dipentaerythritol pentaacrylate)：分子量為578)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA(trimethylolpropane triacrylate)：分子量為296)。此種單體成分(前驅物)具有適於滲透至光擴散性微粒之交聯結構(三維網狀結構)之分子量及立體結構，故而較佳。亦可根據需要添加起始劑。作為起始劑，可列舉例如UV(ultraviolet，紫外線)自由基產生劑(汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)公司製造之Irgacure 907、Irgacure 127、Irgacure 192等)、過氧化苯甲醯。上述樹脂成分除包含上述電離放射線硬化型樹脂以外，亦可包含其他樹脂成分。其他樹脂成分可為電離放射線硬化型樹脂，亦可為熱固性樹脂，亦可為熱塑性樹脂。作為其他樹脂成分之代表例，可列舉脂肪族系(例如聚烯烴)樹脂、胺酯系樹脂。於使用其他樹脂成分之情形時，對其種類或調配量進行調整，以使得良好地形成上述濃度調變區域，且折射率滿足上述式(1)之關係。
上述樹脂成分之折射率宜為1.40~1.60。
相對於所形成之基質100重量份，上述塗敷液中之上述樹脂成分之調配量宜為20重量份~80重量份，更佳為45重量份~65重量份。
A-1-2.　超微粒成分
上述超微粒成分中，具代表性的是可作為調整基質折射率之成分而發揮作用。藉由使用超微粒成分，可容易地調整基質之折射率，從而可擴大光擴散性微粒與基質之折射率差。特別是根據本發明，藉由樹脂成分滲透至光擴散性微粒內部，可提高基質中之超微粒成分之濃度，因此可容易地擴大基質與光擴散性微粒之折射率差。其結果為，可獲得雖為薄膜卻具有高霧度值(強擴散性)之光擴散元件。超微粒成分之折射率nB 宜滿足下述式(2)：
0<∣nP -nA ∣<∣nP -nB ∣‧‧‧(2)。
式(2)中，nA 及nP 為如上所述。∣nP -nB ∣宜為0.10~1.50，更佳為0.20~0.80。若∣nP -nB ∣未達0.10，則多數情形下霧度為90%以下，其結果為，存在當裝入至液晶顯示裝置時無法充分擴散來自光源之光而使得視角變窄之虞。若∣nP -nB ∣超過1.50，則存在背向散射增大之虞。
超微粒成分宜包含與上述樹脂成分及光擴散性微粒為不同系之化合物，更佳為包含無機化合物。作為較佳之無機化合物，可列舉例如金屬氧化物、金屬氟化物。作為金屬氧化物之具體例，可列舉氧化鋯(zirconia)(折射率：2.19)、氧化鋁(折射率：1.56~2.62)、氧化鈦(折射率：2.49~2.74)、氧化矽(折射率：1.25~1.46)。作為金屬氟化物之具體例，可列舉氟化鎂(折射率：1.37)、氟化鈣(折射率：1.40~1.43)。此等金屬氧化物及金屬氟化物對光之吸收較少，並且具有在電離放射線硬化型樹脂或熱塑性樹脂等有機化合物中難以體現之折射率，因此可擴大光擴散性微粒與基質之折射率差。而且，此等金屬氧化物及金屬氟化物因與樹脂成分之分散性適當，故而可於光擴散性微粒與基質之界面附近(光擴散性微粒之周邊部)形成其他濃度調變區域。將此種其他濃度調變區域亦形成於光擴散微粒之外部，藉此與僅在光擴散性微粒內部形成濃度調變區域之情形時相比，可進一步抑制背向散射。無機化合物特佳為氧化鋯。其原因在於，由於與光擴散性微粒之折射率差較大，且與樹脂成分之分散性適當，因而可良好地形成具有所期望之特性(或結構)之其他濃度調變區域。再者，於本發明中，只要於光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域即可，亦可不形成上述其他濃度調變區域。
上述超微粒成分之折射率宜為1.40以下或1.60以上，更佳為1.40以下或1.70~2.80，特佳為1.40以下或2.00~2.80。若折射率超過1.40或未達1.60，則有可能導致光擴散性微粒與基質之折射率差不充分，當將所獲得之光擴散元件用於準直背光前面擴散系統之液晶顯示裝置中時，無法充分擴散來自準直背光之光而導致視角變窄。
上述超微粒成分亦可藉由多孔質化而降低折射率。
上述超微粒成分之平均粒徑宜為1 nm~100 nm，更佳為10 nm~80 nm，進而更佳為20 nm~70 nm。如此，藉由使用小於光之波長之平均粒徑的超微粒成分，可獲得於超微粒成分與樹脂成分之間不產生幾何光學反射、折射、散射而光學上均勻之基質。其結果為，可獲得光學上均勻之光擴散元件。
上述超微粒成分宜為與上述樹脂成分之分散性良好。於本說明書中，所謂「分散性良好」，係指塗佈將上述樹脂成分、超微粒成分、(根據需要而少量之UV起始劑)及揮發溶劑進行混合所得之塗敷液，並將溶劑加以乾燥去除而獲得之塗膜為透明。
上述超微粒成分宜已進行表面改質。藉由進行表面改質，可使超微粒成分良好地分散於樹脂成分中，且可良好地形成上述其他濃度調變區域。作為表面改質方法，只要可獲得本發明之效果，便可採用任意適宜之方法。具代表性的是，表面改質係藉由在超微粒成分之表面上塗佈表面改質劑而形成表面改質劑層來進行。作為較佳表面改質劑之具體例，可列舉矽烷系偶合劑、鈦酸酯系偶合劑等偶合劑、脂肪酸系界面活性劑等界面活性劑。藉由使用此種表面改質劑，可提高樹脂成分與超微粒成分之潤濕性，使樹脂成分與超微粒成分之界面穩定化，使超微粒成分良好地分散於樹脂成分中，且良好地形成上述其他濃度調變區域。
相對於所形成之基質100重量份，上述塗敷液中之超微粒成分之調配量宜為10重量份~70重量份，更佳為35重量份~55重量份。
A-1-3.　光擴散性微粒
上述光擴散性微粒只要能良好地形成上述濃度調變區域，便可包含任意適當之材料。上述光擴散性微粒之折射率宜滿足上述式(1)之關係。如上所述，光擴散性微粒宜包含與上述基質之樹脂成分為同系之化合物。例如，於構成基質之樹脂成分之電離放射線硬化型樹脂為丙烯酸酯系樹脂之情形時，光擴散性微粒亦以包含丙烯酸酯系樹脂為宜。更具體而言，於構成基質之樹脂成分之丙烯酸酯系樹脂之單體成分為例如上述之PETA、NPGDA、DPHA、DPPA及/或TMPTA之情形時，構成光擴散性微粒之丙烯酸酯系樹脂宜為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethyl methacrylate)、聚丙烯酸甲酯(PMA，polymethyl acrylate)及此等之共聚物與此等之交聯物。作為與PMMA及PMA之共聚合成分，可列舉聚胺酯、聚苯乙烯(PSt，polystyrene)、三聚氰胺樹脂。光擴散性微粒特佳為包含PMMA。其原因在於，與基質之樹脂成分之折射率或熱力學特性之關係適當。此外，光擴散性微粒宜具有交聯結構(三維網狀結構)。具有交聯結構之光擴散性微粒可膨潤。因此，此種光擴散性微粒與緻密或實心之無機粒子不同，可使具有適當相溶性之樹脂成分之前驅物良好地滲透至其內部。光擴散性微粒之交聯密度宜為小(稀疏)至可獲得所期望之滲透範圍(下述)之程度。例如，塗佈上述塗敷液時之光擴散性微粒相對於樹脂成分前驅物(亦可包含溶劑)之膨潤度宜為110%~200%。於此，所謂「膨潤度」，係指膨潤狀態之粒子之平均粒徑相對於膨潤前之粒子之平均粒徑的比率。
上述光擴散性微粒之平均粒徑宜為1 μm~5 μm，更佳為1.5 μm~4.0 μm，進而更佳為2.0 μm~3.0 μm，特佳為2.1 μm~2.4 μm。光擴散性微粒之平均粒徑宜為光擴散元件之厚度之1/2以下(例如，1/2~1/20)。只要係相對於光擴散元件之厚度具有如此之比率之平均粒徑，便可於光擴散元件之厚度方向上排列複數個光擴散性微粒，因此可於入射光透過光擴散元件之期間，使該光多重擴散，其結果為可獲得充分之光擴散性。
光擴散性微粒之重量平均粒徑分布之標準偏差宜為1.0 μm以下，更佳為0.5 μm以下。若混合存在多個粒徑小於重量平均粒徑之光擴散性微粒，則存在擴散性過於增大而無法良好地抑制背向散射之情形。若混合存在多個粒徑大於重量平均粒徑之光擴散性微粒，則存在無法於光擴散元件之厚度方向上排列複數個光擴散性微粒而無法獲得多重擴散之情形，其結果為存在光擴散性變得不充分之情形。
作為上述光擴散性微粒之形狀，可根據目的採用任意適當之形狀。作為具體例，可列舉圓球狀、鱗片狀、板狀、橢圓球狀、不定形。於多數情形時，可使用圓球狀微粒作為上述光擴散性微粒。
上述光擴散性微粒之折射率宜為1.30~1.70，更佳為1.40~1.60。
相對於所形成之基質100重量份，上述塗敷液中之光擴散性微粒之調配量宜為10重量份~100重量份，更佳為15重量份~40重量份。藉由包含例如此種調配量之具有上述較佳範圍之平均粒徑的光擴散性微粒，可獲得具有非常優異之光擴散性之光擴散元件。
A-1-4.　塗敷液之整體構成
作為上述揮發性溶劑，只要可使上述各成分溶解或均勻分散，便可採用任意適當之溶劑。作為揮發性溶劑之具體例，可列舉乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丙酯、2-丁酮(甲基乙基酮)、甲基異丁基酮、環戊酮、甲苯、異丙醇、正丁醇、環戊烷、水。
上述塗敷液可根據目的，進而含有任意適當之添加劑。例如於使用上述超微粒成分之情形時，為使超微粒成分良好地分散，可適當地使用分散劑。作為添加劑之其他具體例，可列舉抗老化劑、改質劑、界面活性劑、防變色劑、紫外線吸收劑、均化劑、消泡劑。
上述塗敷液之固體成分濃度可進行調整以成為10重量%~70重量%左右為宜。只要為如此之固體成分濃度，便可獲得具有容易塗敷之黏度之塗敷液。
A-2.　步驟B
作為於步驟B中使上述前驅物之至少一部分滲透至上述光擴散性微粒之內部之方法，具代表性的可列舉將上述塗敷液靜置之方法。樹脂成分與光擴散性微粒宜包含同系之材料，更佳為包含相溶性高之材料，因此藉由將塗敷液靜置，即使不進行特殊之處理或操作，樹脂成分之前驅物(單體)亦會滲透至光擴散性微粒之內部。即，藉由使樹脂成分之前驅物與光擴散性微粒接觸特定時間，樹脂成分之前驅物會滲透至光擴散性微粒之內部。靜置時間宜為較光擴散性微粒之粒徑實質上達到最大為止之時間更長之時間。於此，所謂「光擴散性微粒之粒徑實質上達到最大為止之時間」，係指直至光擴散性微粒膨潤至最大限度而無法更進一步膨潤(即，成為平衡狀態)為止之時間(以下，亦稱作最大膨潤時間)。藉由使樹脂成分之前驅物與光擴散性微粒經過較最大膨潤時間更長之時間接觸，樹脂成分前驅物對光擴散性微粒之滲透會達到飽和狀態，而無法更進一步進入至光擴散性微粒內部之交聯結構。其結果為，藉由下述聚合步驟，可良好且穩定地於光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域。最大膨潤時間可根據樹脂成分與光擴散性微粒之相溶性而發生變化。因此，靜置時間可根據樹脂成分及光擴散性微粒之構成材料而變化。例如，靜置時間宜為1小時~48小時，更佳為2小時~40小時，進而更佳為3小時~35小時，特佳為4小時~30小時。若靜置時間未達1小時，則存在前驅物未充分地滲透至光擴散性微粒內部之情形，其結果為，存在不會良好地形成濃度調變區域之情形。若靜置時間超過48小時，則有可能因光擴散性微粒間之物理性相互作用，而導致光擴散性微粒凝聚，塗敷液之黏度升高，塗敷性變得不充分。靜置可於室溫下進行，亦可於根據目的或使用材料所設定之特定溫度條件下進行。
於步驟B中，上述前驅物只要自上述光擴散性微粒之表面滲透至該光擴散性微粒之一部分即可，例如宜滲透至上述光擴散性微粒之平均粒徑之10%~95%之範圍為止。於滲透範圍未達10%之情形時，存在不會良好地形成濃度調變區域而無法充分降低背向散射之情形。即使滲透範圍超過95%，亦與滲透範圍較小之情形時同樣，存在不會良好地形成濃度調變區域而無法充分降低背向散射之情形。滲透範圍可藉由調整樹脂成分及光擴散性微粒之材料、光擴散性微粒之交聯密度、靜置時間、靜置溫度等而加以控制。
於本發明中，重要的是控制上述前驅物向光擴散性微粒之滲透。例如，如圖3所示，於製備上述塗敷液後隨即將該塗敷液塗佈於基材上而形成光擴散元件之情形時，擴散半值角會根據乾燥溫度而大幅變化。另一方面，於將上述塗敷液靜置例如24小時後塗佈於基材上而形成光擴散元件之情形時，擴散半值角會不受乾燥溫度之影響而大致固定。可認為其原因在於，藉由靜置，前驅物會向光擴散性微粒滲透至飽和狀態為止，因此濃度調變區域之形成不受乾燥溫度之影響。因此，如上所述，靜置時間宜為較最大膨潤時間更長之時間。藉由如此設定靜置時間，可獲得不受乾燥時間之影響而大致固定且良好之擴散半值角，因此可無偏差地穩定地製造擴散性高之光擴散元件。此外，例如可藉由60℃之低溫乾燥進行製造，因此自安全性或成本方面而言亦較佳。另一方面，只要可根據前驅物及光擴散性微粒之種類決定直至滲透達到飽和狀態為止之時間，即使縮短靜置時間，亦可藉由適當地選擇乾燥溫度，而無偏差地穩定地製造擴散性高之光擴散元件。例如，即使於製備上述塗敷液後隨即將該塗敷液塗佈於基材上而形成光擴散元件之情形時，亦可藉由將乾燥溫度設定為100℃，使前驅物滲透至光擴散性微粒內部而形成濃度調變區域，從而無偏差地穩定製造擴散性高之光擴散元件。
A-3.　步驟C
具代表性的是，於步驟C(使前驅物發生聚合之步驟)之前，將上述塗敷液塗佈於基材。作為基材，只要可獲得本發明之效果，便可採用任意適當之膜。作為具體例，可列舉三乙醯纖維素(TAC，triacetyl cellulose)膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethylene terephthalate)膜、聚丙烯(PP，polypropylene)膜、尼龍膜、丙烯酸膜、內酯改質丙烯酸膜等。上述基材亦可根據需要而進行易接著處理等表面改質，且亦可包含潤滑劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑等添加劑。該基材於下述附光擴散元件之偏光板中，存在可作為保護層而發揮作用之情形。
作為向基材塗佈上述塗敷液之塗佈方法，可採用使用有任意適當之塗佈機之方法。作為塗佈機之具體例，可列舉棒式塗佈機、反向塗佈機、吻合式塗佈機、凹板塗佈機、模塗機、刮刀式塗佈機。
其次，使上述前驅物發生聚合。聚合方法可根據樹脂成分(因而其前驅物)之種類而採用任意適當之方法。例如，於樹脂成分為電離放射線硬化型樹脂之情形時，藉由照射電離放射線而使前驅物發生聚合。於使用紫外線作為電離放射線之情形時，其累計光量宜為200 mJ~400 mJ。電離放射線相對於光擴散性微粒之穿透率宜為70%以上，更佳為80%以上。又，例如於樹脂成分為熱固型樹脂之情形時，藉由加熱而使前驅物發生聚合。加熱溫度及加熱時間可根據樹脂成分之種類而適當地設定。聚合宜藉由照射電離放射線而進行。只要係電離放射線照射，便可於良好地保持折射率分布結構(濃度調變區域)之狀態下使塗膜硬化，因此可製作擴散特性良好之光擴散元件。藉由使前驅物發生聚合，而形成基質，並同時於光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域。更詳細而言，濃度調變區域係藉由已滲透至光擴散性微粒之內部之前驅物進行聚合而形成；基質係藉由未滲透至光擴散性微粒之前驅物進行聚合而形成。即，根據本實施形態之製造方法，藉由使已滲透至光擴散性微粒內部之前驅物及未滲透至光擴散性微粒之前驅物同時發生聚合，可於光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域，並同時形成基質。於一實施形態中，可進而於光擴散性微粒與基質之界面附近(光擴散性微粒之周邊部)形成有其他濃度調變區域。其他濃度調變區域主要係因樹脂成分、超微粒成分及光擴散性微粒之相溶性而形成。
本發明之光擴散元件之製造方法除包含上述步驟A~步驟C以外，當然亦可於任意適當之時間點包含任意適當之步驟、處理及/或操作。如此之步驟等之種類及進行如此之步驟等之時間點可根據目的而適當地設定。例如，本發明之光擴散元件之製造方法可根據需要而進而包含將塗佈於基材上之塗敷液加以乾燥之步驟。如此之乾燥例如可於聚合步驟之前進行，亦可於聚合步驟之後進行。
作為上述塗敷液之乾燥方法，可採用任意適當之方法。作為具體例，可列舉自然乾燥、加熱乾燥、減壓乾燥。以加熱乾燥為宜。加熱溫度為例如60℃~150℃，加熱時間為例如30秒~5分鐘。
以上述方式於基材上形成光擴散元件。所獲得之光擴散元件可自基材剝離而用作單一構件，亦可用作附基材之光擴散元件，亦可自基材轉印於偏光板等而用作複合構件(例如附光擴散元件之偏光板)，亦可連同基材一起貼附於偏光板等而用作複合構件(例如附光擴散元件之偏光板)。於連同基材一起貼附於偏光板等而用作複合構件(例如附光擴散元件之偏光板)之情形時，該基材可作為偏光板之保護層而發揮作用。
B.　光擴散元件
本發明之光擴散元件可藉由上述A-1項~A-3項所記載之方法而獲得。本發明之光擴散元件含有包含樹脂成分及超微粒成分之基質、以及分散於該基質中之光擴散性微粒。本發明之光擴散元件係藉由基質與光擴散性微粒之折射率差而體現光擴散功能。圖1係用以說明藉由本發明之較佳實施形態之製造方法而獲得之光擴散元件中的基質之樹脂成分及光擴散性微粒之分散狀態的模式圖。本發明之光擴散元件100包括含有樹脂成分11及超微粒成分12之基質10、以及分散於基質10中之光擴散性微粒20。基質之樹脂成分及光擴散性微粒之折射率宜滿足下述式(1)：
0<∣nP -nA ∣‧‧‧(1)。
上述超微粒成分之折射率滿足下述式(2)：
0<∣nP -nA ∣<∣nP -nB ∣‧‧‧(2)。
使用具有上述式(1)之關係之基質之樹脂成分及光擴散性微粒、以及使用具有上述式(2)之關係之超微粒成分，藉此可獲得既維持著較高之霧度又抑制背向散射之光擴散元件。
本發明之光擴散元件中，於光擴散性微粒20之表面附近內部形成有濃度調變區域30。如上述A-1項~A-3項中所說明般，濃度調變區域30係藉由樹脂成分11之前驅物(單體)滲透至光擴散性微粒20內部後發生聚合而形成。於一實施形態中，於濃度調變區域30內，樹脂成分11之重量濃度實質上為固定。於另一實施形態中，於濃度調變區域30內，樹脂成分11之重量濃度係隨著自光擴散性微粒20之表面遠離(即，隨著朝向光擴散性微粒20之中心)而降低。濃度調變區域30宜形成於光擴散性微粒20之內部，只要如此便可發揮其效果。例如，濃度調變區域形成於自光擴散性微粒20之表面至該光擴散性微粒之平均粒徑之10%~95%之範圍。濃度調變區域30之厚度(自光擴散性微粒表面至濃度調變區域最內部為止之距離)既可為固定，亦可根據光擴散性微粒表面之位置而不同。濃度調變區域30之厚度宜為100 nm~4 μm，更佳為100 nm~2 μm。樹脂成分11經滲透而形成濃度調變區域30，藉此可獲得以下效果：(1)可於光擴散微粒與基質之界面附近，使折射率階段性地或實質上連續性地變化(參照圖2(a))。另一方面，於先前之光擴散元件中，則未形成此種濃度調變區域，微粒與基質之界面明顯，因此折射率係自微粒之折射率間斷地變化至基質之折射率(參照圖2(b))。如圖2(a)所示，形成濃度調變區域30而使得於基質10與光擴散性微粒20之界面附近折射率階段性地或實質上連續性地變化，藉此即使擴大基質10與光擴散性元件20之折射率差，亦可抑制基質與光擴散性微粒之界面之反射，從而可抑制背向散射。另一方面，如圖2(b)所示，根據先前之光擴散元件，當欲藉由擴大折射率差而賦予較強之擴散性(較高之霧度值)時，無法消除界面上之折射率之差距。其結果為，因界面反射所致之背向散射變大；(2)於主要因超微粒成分而形成其他濃度調變區域之情形時，可促進其形成；(3)藉由樹脂成分11滲透至光擴散性微粒20內部，而與未滲透之情形時相比，基質10中之樹脂成分11之濃度降低。其結果為，超微粒成分12之折射率對基質整體之折射率之幫助變大，因此於超微粒成分之折射率較大之情形時，基質整體之折射率增大(反之，於超微粒成分之折射率較小之情形時，基質整體之折射率變小)，基質與光擴散性微粒之折射率差進一步增大。因此，與樹脂成分未滲透之情形時相比，可實現更高之擴散性(霧度值)。
如上述A-1項~A-3項中所說明般，上述濃度調變區域係可藉由適當地選擇基質之樹脂成分及光擴散性微粒之構成材料、以及化學及熱力學特性而形成。例如，由同系材料中相溶性較高之材料一族構成樹脂成分及光擴散性微粒，藉此可良好地形成濃度調變區域。濃度調變區域之厚度及濃度梯度可藉由調整基質之樹脂成分及光擴散性微粒之化學及熱力學特性而加以控制。
根據上述樹脂成分及上述光擴散性微粒之種類而適當地選擇上述超微粒成分，藉此可於基質10與光擴散性微粒20之界面附近(光擴散性微粒之周邊部)進而形成其他濃度調變區域(未圖示)。例如，由同系之材料(例如有機化合物一族)構成樹脂成分及光擴散性微粒，且由與樹脂成分及光擴散性微粒為不同系之材料(例如無機化合物)構成超微粒成分，藉此可良好地形成其他濃度調變區域。更詳細而言，關於上述樹脂成分，與局部性地於光擴散性微粒之附近與超微粒成分均勻溶解或者分散之狀態相比，僅由樹脂成分包圍光擴散性微粒，會使整個系之能量穩定。其結果為，樹脂成分之重量濃度於最接近光擴散性微粒之區域中，高於基質整體中之樹脂成分之平均重量濃度，且隨著自光擴散性微粒遠離而降低。因此，可形成其他濃度調變區域。
於上述其他濃度調變區域中，隨著自光擴散性微粒20遠離，樹脂成分11之重量濃度降低，且超微粒成分之重量濃度變高。換言之，於其他濃度調變區域內之最接近光擴散性微粒20之區域中，超微粒成分係以相對較低之濃度分散，且超微粒成分之濃度隨著自光擴散性微粒20遠離而增大。例如，於其他濃度調變區域中之最接近光擴散性微粒20之區域中，樹脂成分之重量濃度高於基質整體中之樹脂成分之平均重量濃度，且超微粒成分之重量濃度低於基質整體中之超微粒成分之平均重量濃度。另一方面，於其他濃度調變區域中之自光擴散性微粒20算起最遠區域中，樹脂成分之重量濃度等於或有時低於基質整體中之樹脂成分之平均重量濃度，超微粒成分之重量濃度等於或有時高於基質整體中之超微粒成分之平均重量濃度。藉由將如此之其他濃度調變區域亦形成於光擴散微粒之外部，可增大上述折射率呈階段性地或實質上連續性地變化之區域(即，可自光擴散性微粒內側之濃度調變區域至光擴散性微粒外側之其他濃度調變區域為止，使折射率階段性地或實質上連續性地變化)。其結果為，與僅在光擴散性微粒內部形成濃度調變區域之情形時相比，可進一步抑制背向散射。此外，於其他濃度調變區域之外側，折射率與光擴散性微粒20之折射率相差較大之超微粒成分的重量濃度相對地變高，因此可擴大基質10與光擴散性微粒20之折射率差。其結果為，即使為薄膜，亦可實現較高之霧度(較強之擴散性)。如此之特徵特別適用於如準直背光前面擴散系統中所使用之光擴散元件般要求較強之擴散性(霧度為90%以上)之用途。
上述其他濃度調變區域之厚度(自光擴散性微粒表面至其他濃度調變區域末端為止之距離)既可為固定(即，其他濃度調變區域亦可於光擴散性微粒之周圍呈同心球狀擴展)，亦可根據光擴散性微粒表面之位置而使厚度不同(例如亦可成為如糖果之外部輪廓形狀)。其他濃度調變區域之厚度宜根據光擴散性微粒表面之位置而不同。只要為此種構成，便可於基質10與光擴散性微粒20之界面附近使折射率連續性地變化。只要以充分之厚度形成其他濃度調變區域，便可於光擴散性微粒之周邊部使折射率更平滑地連續性地變化，從而可非常有效地抑制背向散射。另一方面，若厚度過大，則存在其他濃度調變區域甚至佔用本來光擴散性微粒應存在之區域，而無法獲得充分之光擴散性(例如霧度值)的情形。因此，其他濃度調變區域之厚度宜為10 nm~500 nm，更佳為20 nm~400 nm，進而更佳為30 nm~300 nm。又，其他濃度調變區域之厚度相對於光擴散性微粒之平均粒徑宜為10%~50%，更佳為20%~40%。
上述光擴散元件之霧度越高越好，具體而言，宜為90~99%，更佳為92~99%，進而更佳為95~99%，特佳為97~99%。藉由霧度為90%以上，可較佳地用作準直背光前面擴散系統之前面光擴散元件。再者，所謂準直背光前面擴散系統，係指於液晶顯示裝置中使用準直背光光(向固定方向聚光且亮度半值寬較窄之背光光)，且於上側偏光板之視認側設有前面光擴散元件之系統。
上述光擴散元件之擴散特性若以光擴散半值角表示，則宜為10°~150°(單側5°~75°)，更佳為10°~100°(單側5°~50°)，進而更佳為30°~80°(單側15°~40°)。
上述光擴散元件之厚度可根據目的或所期望之擴散特性而適當地設定。具體而言，上述光擴散元件之厚度宜為4 μm~50 μm，更佳為4 μm~20 μm。根據本發明，儘管為如此般非常薄之厚度，亦可獲得具有如上所述般非常高之霧度之光擴散元件。
上述光擴散元件適合用於液晶顯示裝置之視認側構件、液晶顯示裝置之背光用構件、照明器具(例如有機EL(electroluminescence，電致發光)、LED(light emitting diode，發光二極體))用擴散構件，尤其適合用作準直背光前面擴散系統之前面擴散元件。上述光擴散元件既可單獨作為膜狀或板狀構件提供，亦可貼附於任意適當之基材或偏光板而作為複合構件提供。又，亦可於光擴散元件上積層抗反射層。
C.　附光擴散元件之偏光板 C-1.　附光擴散元件之偏光板之整體構成
本發明之附光擴散元件之偏光板之製造方法係使用上述A-1項~A-3項中所記載之本發明之光擴散元件之製造方法而進行。藉由本發明之製造方法而獲得之附光擴散元件之偏光板，具代表性的是配置於液晶顯示裝置之視認側。圖4係本發明之較佳實施形態之附光擴散元件之偏光板的概略剖面圖。該附光擴散元件之偏光板200包括光擴散元件100以及偏光元件110。光擴散元件100係上述A-1項~A-3項及B項中所記載之本發明之光擴散元件。光擴散元件100係以於附光擴散元件之偏光板配置於液晶顯示裝置之視認側之情形時成為最靠視認側之方式進行配置。於一實施形態中，於光擴散元件100之視認側配置有低反射層或抗反射處理層(antireflection處理層)(未圖示)。於圖示例中，附光擴散元件之偏光板200係於偏光元件之兩側包括保護層120及130。光擴散元件、偏光元件及保護層係經由任意適當之接著劑層或黏著劑層而貼附。保護層120及130中之至少一者亦可根據目的、偏光板之構成及液晶顯示裝置之構成而省略。例如，於形成光擴散元件時所使用之基材可作為保護層而發揮作用之情形時，可省略保護層120。本發明之附光擴散元件之偏光板尤其可適合用作採用有準直背光前面擴散系統之液晶顯示裝置中之視認側偏光板。
C-2.　偏光元件
作為上述偏光元件110，可根據目的而採用任意適當之偏光元件。例如可列舉：使碘或二色性染料等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜並加以單軸延伸而成者；聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系配向膜等。此等之中，使碘等二色性物質吸附於聚乙烯醇系膜並加以單軸延伸而成之偏光元件之偏光二色比較高，故而尤佳。對於此等偏光元件之厚度並無特別限定，通常為1~80 μm左右。
使碘吸附於聚乙烯醇系膜並加以單軸延伸而成之偏光元件，例如可藉由將聚乙烯醇膜浸漬於碘之水溶液中進行染色，並延伸至原長之3~7倍來製作。亦可根據需要而包含硼酸或硫酸鋅、氯化鋅等，亦可浸漬於碘化鉀等之水溶液中。此外，亦可根據需要而於染色之前將聚乙烯醇系膜浸漬於水中進行水洗。
藉由對聚乙烯醇系膜進行水洗，不僅可清洗掉聚乙烯醇系膜表面之污垢或抗結塊劑，而且具有因使聚乙烯醇系膜膨潤而防止染色不均等之不均勻的效果。延伸可於利用碘進行染色之後進行，亦可一邊染色一邊延伸，又，亦可於延伸之後隨即利用碘進行染色。亦可於硼酸或碘化鉀等之水溶液中或水浴中進行延伸。
C-3.　保護層
上述保護層120及130係由可用作偏光板之保護層之任意適當之膜所形成。作為成為該膜之主成分之材料的具體例，可列舉三乙醯纖維素(TAC)等纖維素系樹脂；或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等之透明樹脂等。又，亦可列舉(甲基)丙烯酸系、氨酯系、(甲基)丙烯酸氨酯系、環氧系、矽氧系等之熱固型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。除此以外，亦可列舉例如矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。又，亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)中所記載之聚合物膜。作為該膜之材料，可使用例如含有側鏈上具有經取代或未經取代之醯亞胺基之熱塑性樹脂、以及側鏈上具有經取代或未經取代之苯基與腈基之熱塑性樹脂之樹脂組合物，例如，可列舉含有包含異丁烯與N-甲基順丁烯二醯亞胺之交替共聚物、以及丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組合物。該聚合物膜可為例如上述樹脂組合物之擠壓成形物。
上述保護層(內側保護層)130宜於光學上具有各向同性性質。具體而言，內側保護層之厚度方向之相位差Rth(550)宜為-20 nm~+20 nm，更佳為-10 nm~+10 nm，特佳為-6 nm~+6 nm，最佳為-3 nm~+3 nm。內側保護層之面內相位差Re(550)宜為0 nm以上10 nm以下，更佳為0 nm以上6 nm以下，特佳為0 nm以上3 nm以下。關於可形成如此之光學上具有各向同性性質之保護層的膜的具體情況，記載於日本專利特開2008-180961號公報中，該記載作為參考而引用於本說明書中。
D.　液晶顯示裝置
本發明之液晶顯示裝置之製造方法，係使用上述A-1項~A-3項中所記載之本發明之光擴散元件之製造方法而進行。圖5係藉由本發明之較佳實施形態之製造方法而獲得之液晶顯示裝置之概略剖面圖。液晶顯示裝置500包括：液晶胞510；配置於液晶胞兩側之偏光板520及530；設置於偏光板530外側之背光單元540；以及設置於偏光板520外側(視認側)之光擴散元件100。可根據目的，將任意適當之光學補償板(相位差板)配置於液晶胞510與偏光板520及/或530之間。液晶胞510包括一對基板(具代表性的是玻璃基板)511及512、以及配置於基板511與512之間的包含作為顯示媒體之液晶之液晶層513。
光擴散元件100係上述A-1項~A-3項及B項中所記載之本發明之光擴散元件。或者，亦可配置上述C項中所記載之本發明之附光擴散元件之偏光板，來代替光擴散元件100及視認側偏光板520。光擴散元件係使透過液晶胞之光(具代表性的是如下所述之準直光)穿透及擴散。
上述背光單元540係朝向液晶胞510射出準直光之平行光光源裝置。背光單元可具有能射出準直光之任意適當之構成。例如，背光單元包括光源、以及對自光源射出之光進行準直處理之聚光元件(均未圖示)。於該情形時，作為聚光元件，可採用能對自光源射出之光進行準直處理之任意適當之聚光元件。於光源本身可射出準直光之情形時，可省略聚光元件。作為背光單元(平行光光源裝置)之具體構成，可列舉例如以下所述者：(1)將於扁豆狀透鏡(Lenticular Lens)或炮彈型透鏡之平坦面側之除透鏡焦點以外之部分設有遮光層或反射層之聚光元件配置於光源(例如冷陰極螢光燈)之液晶胞側的構成(例如日本專利特開2008-262012號公報)；(2)包括側光型LED光源、其導光板、以及於導光板側形成有凸面且配置於該導光板之液晶胞側之變角稜鏡的構成(於本構成中，可根據需要進而使用各向異性擴散元件；例如，日本專利第3442247號)；(3)將光吸收性樹脂與透明性樹脂交替地形成為條紋狀之遮光層配置於背光源與背光源側偏光板之間的構成(例如，日本專利特開2007-279424號公報)；(4)使用炮彈型LED作為光源之構成(例如，日本專利特開平6-130255號公報)；(5)使用有菲涅耳透鏡及根據需要而使用之擴散板的構成(例如，日本專利特開平1-126627號公報)。記載有此等之詳細構成之上述公報係作為參考而引用於本說明書中。
液晶層513宜包含黑色顯示時為垂直配向之液晶分子。作為具有此種液晶層之液晶胞之驅動模式，可列舉例如MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多域垂直配向)模式、PVA(圖案VA(Pattern Vertical Alignment，圖案垂直配向))模式、TN(扭轉向列(Twisted Nematic))模式、ECB(電控雙折射(Electrically Controlled Birefringence))模式、OCB(Optically Compensated Bend，光學補償彎曲)(彎曲向列(bend nematic))模式。
實施例
以下，藉由實施例而具體說明本發明，但本發明並不限定於此等實施例。實施例中之評價方法為如下所述。又，只要未特別註明，則實施例中之「份」及「%」為重量基準。
(1)　光擴散元件之厚度
利用微計測式厚度計(三豐(Mitutoyo)公司製造)測定基材與光擴散元件之合計厚度，並自該合計厚度減去基材之厚度而計算出光擴散元件之厚度。
(2)　濃度調變區域之有無
對實施例及比較例中所獲得之光擴散元件與基材之積層體，一面使用液體氮進行冷卻，一面利用切片機切片成0.1 μm之厚度，而設為測定樣品。使用穿透式電子顯微鏡(TEM，transmission electron microscope)，觀察該測定樣品之光擴散元件部分之微粒之狀態。將於微粒內部可確認出由前驅物滲透所引起之對比度之情形設為「有濃度調變區域」，並將於微粒內部無法確認出對比度而為均勻色之情形設為「無濃度調變區域」。
(3)　霧度
依照JIS 7136中所規定之方法，使用霧度計(村上色彩科學研究所公司製造，商品名「HN-150」)測定霧度。
(4)　光擴散半值角
自光擴散元件之正面照射雷射光，並利用側角光度計(goniophotometer)每隔1°地測定所擴散之光之相對於擴散角度之擴散亮度，如圖6所示，於擴散之兩側測定除雷射之直進穿透光以外之光自擴散亮度最大值變為一半亮度之擴散角度，將加上該兩側之角度而得者(圖6之角度A+角度A')作為光擴散半值角。
(5)　背向散射率
將實施例及比較例中所獲得之光擴散元件與基材之積層體經由透明黏著劑貼合於黑色丙烯酸板(住友化學公司製造，商品名「SUMIPEX」(註冊商標)，厚度為2 mm)上，而設為測定樣品。利用分光光度計(日立計測器公司製造，商品名「U4100」)測定該測定樣品之積分反射率。另一方面，使用自上述光擴散元件用塗敷液去除微粒而成之塗敷液，製作基材與透明塗敷層之積層體，而設為對照樣品，並利用與上述相同之方式測定積分反射率(即表面反射率)。自上述測定樣品之積分反射率減去上述對照樣品之積分反射率(表面反射率)，藉此計算出光擴散元件之背向散射率。
(6)　前驅物之滲透範圍
自以上述(2)中所記載之順序拍攝之TEM照片隨機選擇10個光擴散性微粒。針對所選擇之光擴散性微粒之各個，測定光擴散性微粒之粒徑及光擴散性微粒之未滲透有前驅物之部分(非滲透部分)之粒徑，並根據下述式計算出滲透範圍。將10個光擴散性微粒之平均值設為滲透範圍。
(滲透範圍)={1-(非滲透部分之粒徑/光擴散性微粒之粒徑)}×100(%)
<實施例1：光擴散元件之製作>
於含有62%之作為超微粒成分之氧化鋯奈米粒子(平均粒徑為60 nm，折射率為2.19)之硬塗用樹脂(JSR公司製造，商品名「Opstar KZ6661」(包含MEK(methyl ethyl ketone，甲基乙基酮)/MIBK(methyl isobutyl ketone，甲基異丁基酮))18.2份中，添加作為樹脂成分之前驅物之季戊四醇三丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造，商品名「Viscoat#300」，折射率為1.52)之50% MEK溶液6.8份、光聚合起始劑(汽巴精化公司製造，商品名「Irgacure907」)0.068份、調平劑(DIC公司製造，商品名「GRANDIC PC 4100」)0.625份、及作為光擴散性微粒之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒(根上工業公司製造，商品名「ARTPEARL J4P」，平均粒徑為2.1 μm，折射率為1.49)2.5份。對該混合物進行5分鐘超聲波處理，製備均勻分散有上述各成分之塗敷液。使用棒式塗佈機將該塗敷液塗敷於TAC膜(富士膠片公司製造，商品名「Fujitac」)上，並以100℃乾燥1分鐘後，照射累計光量為300 mJ之紫外線，而獲得厚度為15 μm之光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果與下述實施例2~4之結果一併示於表1中。此外，將光擴散元件剖面之TEM照片示於圖7中。根據該TEM照片，確認出於光擴散性微粒之內部形成有濃度調變區域。
<實施例2：光擴散元件之製作>
以與實施例1相同之方式製備塗敷液。將該塗敷液靜置4小時後，以與實施例1相同之方式進行塗敷。將塗敷後之乾燥溫度設為60℃，以及將厚度設為10 μm，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。
<實施例3：光擴散元件之製作>
將塗敷塗敷液後之乾燥溫度設為60℃，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1。此外，將光擴散元件剖面之TEM照片示於圖7中。根據該TEM照片，確認出於光擴散性微粒之內部形成有濃度調變區域。
<實施例4：光擴散元件之製作>
使用PMMA微粒(總研化學公司製造，MX180TA)作為光擴散性微粒，以及將厚度設為20 μm，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1中。此外，將光擴散元件剖面之TEM照片示於圖7中。根據該TEM照片，確認出於光擴散性微粒之內部形成有濃度調變區域。
<實施例5：光擴散元件之製作>
以與實施例1相同之方式製備塗敷液。將該塗敷液靜置2小時之後，以與實施例2相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1中。
<實施例6：光擴散元件之製作>
以與實施例1相同之方式製備塗敷液。將該塗敷液靜置7小時之後，以與實施例2相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1中。
<實施例7：光擴散元件之製作>
以與實施例1相同之方式製備塗敷液。將該塗敷液靜置24小時之後，以與實施例2相同之方式獲得光擴散元件。將所獲得之光擴散元件用於上述(1)~(6)之評價。將結果示於表1中。
<實施例8：液晶顯示裝置之製作>
自包括多域型VA模式之液晶胞的市售之液晶電視(SONY公司製造，BRAVIA20型，商品名「KDL20J3000」)取出液晶胞。於該液晶胞之兩側，以使各自之偏光元件之吸收軸正交之方式貼合市售之偏光板(日東電工公司製造，商品名「NPF-SEG1423DU」)。更具體而言，以背光側偏光板之偏光元件之吸收軸方向成為垂直方向(相對於液晶面板之長邊方向為90°)，且視認側偏光板之偏光元件之吸收軸方向成為水平方向(相對於液晶面板之長邊方向為0°)之方式進行貼合。進而，將實施例1之光擴散元件自基材轉印並貼合於視認側偏光板之外側，而製作液晶面板。
另一方面，於PMMA片材之單面，使用轉印輥熔融熱轉印扁豆狀透鏡之圖案。於與形成有透鏡圖案之面相反之側的面(平滑面)上，以使光僅穿透透鏡焦點之方式蒸鍍鋁之圖案，形成開口部之面積比率為7%(反射部之面積比率為93%)之反射層。以如此方式製作聚光元件。使用冷陰極螢光燈(SONY公司製造，BRAVIA20J之CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷陰極螢光燈))作為背光之光源，於該光源上安裝聚光元件，而製作射出準直光之平行光光源裝置(背光單元)。
於上述液晶面板中裝入上述背光單元，而製作準直背光前面擴散系統之液晶顯示裝置。使所獲得之液晶顯示裝置於暗處進行白色顯示及黑色顯示，並目測觀察其顯示狀態。其結果為，顯示出自斜方向觀察時，於亮處之黑色顯示較黑且於暗處之白色顯示之亮度較高之良好的顯示特性。
<評價>
由實施例之依序記載及表1可知，根據本發明之光擴散元件之製造方法，無需進行特殊之處理或操作(實質上，僅藉由在混合光擴散性微粒與基質樹脂成分之前驅物之後使該前驅物發生聚合)，便可製造具有濃度調變區域之光擴散元件。藉由將此種光擴散元件用於準直背光前面擴散系統之液晶顯示裝置，可獲得具有於亮處之黑色顯示較黑且於暗處之白色顯示之亮度較高之良好的顯示特性之液晶顯示裝置。又，對實施例1~3及5~7進行比較可知，只要係前驅物向光擴散性微粒內之滲透達到飽和狀態為止，則靜置時間越長，將獲得具有越高之擴散性的光擴散元件，若已達到飽和狀態，則即使靜置時間變長，所獲得之光擴散元件之擴散性亦為大致固定。此外可知，藉由確保特定之靜置時間而形成濃度調變區域，即使以低溫進行乾燥，亦可獲得具有較高之霧度值之光擴散元件(低溫乾燥於製造時之成本及安全性方面優異，故而較佳)。
產業上之可利用性
藉由本發明之製造方法而獲得之光擴散元件及附光擴散元件之偏光板，適合用於液晶顯示裝置之視認側構件、液晶顯示裝置之背光用構件、照明器具(例如有機EL、LED)用擴散構件，尤其適合用作準直背光前面擴散系統之前面擴散元件。
10．．．基質
11．．．樹脂成分
20．．．光擴散性微粒
30．．．濃度調變區域
100．．．光擴散元件
110．．．偏光元件
120．．．保護層
130．．．保護層
200．．．附光擴散元件之偏光板
500．．．液晶顯示裝置
圖1係用以說明藉由本發明之較佳實施形態之製造方法而獲得的光擴散元件中之基質之樹脂成分及光擴散性微粒之分散狀態之模式圖；
圖2(a)係用以說明本發明之光擴散元件中之自光擴散性微粒中心部至基質為止之折射率變化之概念圖，圖2(b)係用以說明先前之光擴散元件中之自微粒中心部至基質為止之折射率變化之概念圖；
圖3係表示關於靜置時間不同之塗敷液，乾燥溫度與所獲得之擴散半值角之關係之圖表；
圖4係藉由本發明之較佳實施形態之製造方法而獲得之附光擴散元件之偏光板的概略剖面圖；
圖5係藉由本發明之較佳實施形態之製造方法而獲得之液晶顯示裝置的概略剖面圖；
圖6係用以說明計算光擴散半值角之方法的模式圖；及
圖7係表示關於實施例1、3及4之光擴散元件之濃度調變區域的穿透式顯微鏡照片。
10．．．基質
11．．．樹脂成分
12．．．超微粒成分
20．．．光擴散性微粒
30．．．濃度調變區域
100．．．光擴散元件

Claims (7)

  1. 一種光擴散元件之製造方法，其包括如下步驟：使包含樹脂成分之前驅物及超微粒成分之基質形成材料與光擴散性微粒相接觸；使該前驅物之至少一部分滲透至該光擴散性微粒之內部；以及使已滲透至該光擴散性微粒之內部之前驅物及未滲透至該光擴散性微粒之前驅物同時發生聚合而形成包含樹脂成分及超微粒成分之基質，並同時於該光擴散性微粒之表面附近內部形成濃度調變區域。
  2. 如請求項1之光擴散元件之製造方法，其中於上述滲透步驟中，使上述前驅物自上述光擴散性微粒之表面滲透至該光擴散性微粒之平均粒徑之10%以上95%以下之範圍為止。
  3. 如請求項1或2之光擴散元件之製造方法，其中使上述樹脂成分之前驅物與該光擴散性微粒接觸1~48小時。
  4. 如請求項1之光擴散元件之製造方法，其中上述樹脂成分為電離放射線硬化型樹脂，藉由照射電離放射線而使該樹脂成分之前驅物發生聚合。
  5. 一種光擴散元件，其係藉由如請求項1至4中任一項之方法而獲得者；包括包含樹脂成分及超微粒成分之基質、以及分散於該基質中之光擴散性微粒；且於該光擴散性微粒之表面附近內部具有該樹脂成分經 滲透而形成之濃度調變區域。
  6. 一種附光擴散元件之偏光板之製造方法，其包含使用如請求項1至4中任一項之光擴散元件之製造方法獲得光擴散元件之步驟，與使用該光擴散元件獲得附光擴散元件之偏光板之步驟。
  7. 一種液晶顯示裝置之製造方法，其包含使用如請求項1至4中任一項之光擴散元件之製造方法獲得光擴散元件之步驟，與使用該光擴散元件獲得液晶顯示裝置之步驟。
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