光扩散膜和光扩散膜的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光扩散膜和光扩散膜的制造方法。特别涉及通过在膜内具有包含具有 弯曲部的柱状物等的规定的柱结构，从而有效地扩大扩散光的开角的光扩散膜及其制造方 法。
【背景技术】
[0002] 以往，例如在液晶显示装置等所属的光学技术领域中，有人提出了对于来自特定 方向的入射光使其向特定的方向扩散，对于来自除此以外的方向的入射光则可使其直接直 线前进透射的光扩散膜的应用。
[0003] 这样的光扩散膜已知有各种形式，特别是在膜内具有将折射率不同的多个板状区 域沿着沿膜面（是指膜端面以外的面。以下相同。）的任意一个方向交互配置而成的百叶 结构的光扩散膜得到广泛应用。
[0004] 作为另一种的光扩散膜，广泛使用具有在膜内使折射率相对高的多个柱状物林立 于折射率相对低的区域中而成的柱结构的光扩散膜。
[0005] 但是，已知这样的具有百叶结构或柱结构的光扩散膜是按照规定的方法，对于将 含有折射率不同的2种以上的聚合性化合物的光扩散膜用组合物涂布成膜状而成的涂层， 照射活性能量射线而获得的。
[0006]S卩，通过对涂层照射进行方向或平行性经控制的规定的活性能量射线，使涂层中 的2种以上的聚合性化合物一边相分离一边固化，由此可获得具有规定的内部结构的光扩 散膜。
[0007]因此，为了获得具有更明确的内部结构，在光的透射和扩散中具有良好的入射角 度依赖性的高品质光扩散膜，人们提出了一种可以更有效地使2种以上的聚合性化合物相 分离、且可以使它们更稳定地光固化的光扩散膜用组合物（例如专利文献1-2)。
[0008]S卩，专利文献1公开了各向异性光扩散膜用组合物，其含有作为（A)成分的下述 通式（11)所示的联苯化合物、作为（B)成分的重均分子量为3, 000-20, 000范围内的值的 聚合性化合物，该各向异性光扩散膜用组合物的特征在于：相对于100重量份（B)成分，使 (A)成分的含量为25-400重量份的范围内的值。
[0009][化1]
(通式（11)中，Ra1-Raw各自独立，RaLRaw中的至少一个为下述通式（12)所示的取 代基，其余为氢原子、羟基、羧基、烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基烷基、羧基烷基和卤素原子 中的任意取代基）。
[0010] [化 2]
(通式（12)中，Ra11为氢原子或甲基，碳原子数p为1-4的整数，重复数q为1-10的 整数）。
[0011] 专利文献2中公开了各向异性光扩散膜用组合物，其含有作为（A)成分的含多个 芳环的（甲基）丙烯酸酯、作为（B)成分的重均分子量为3, 000-20, 000范围内的值的氨基 甲酸酯（甲基）丙烯酸酯，该各向异性光扩散膜用组合物的特征在于：作为（B)成分的氨基 甲酸酯（甲基）丙烯酸酯是构成成分来源于下述（a)-(c)成分、且按照摩尔比计以（a)成 分：（b)成分：（c)成分=1-5:1:1-5的比例构成的化合物，同时，相对于100重量份⑶成 分，使（A)成分的含量为25-400重量份的范围内的值， (a) 经由脂族环，含有2个异氰酸酯基的化合物 (b) 聚亚烷基二醇 (c) (甲基）丙烯酸羟基烷基酯。
[0012] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2012-141591号公报（权利要求书） 专利文献2 :日本特开2012-141592号公报（权利要求书）。
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的课题 但是，使专利文献1-2所述的各向异性光扩散膜用组合物光固化而成的各向异性光扩 散膜的特征是通过百叶结构产生各向异性光扩散，但在光扩散入射角度区域和非光扩散入 射角度区域之间，出现光扩散情况发生急剧转换的问题。
[0014] 另一方面可确认，关于专利文献1-2所述的各向异性光扩散膜用组合物，通过按 照规定的方法照射活性能量射线，可获得具有柱结构的各向同性光扩散膜。
[0015] 因此，专利文献1-2所述的各向异性光扩散膜用组合物通过制成具有柱结构的各 向同性光扩散膜，上述光扩散入射角度区域和非光扩散入射角度区域之间的光扩散情况急 剧转换的问题即可解决。
[0016] 但是，根据作为（B)成分的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯的重均分子量、或涂层的 温度等条件，这种情况下仍存在所得光扩散膜中的扩散光的开角不足的问题。
[0017] 因此本发明人鉴于以上所述情况进行深入研究，结果发现，通过在膜内形成包含 具有弯曲部的柱状物等的规定的柱结构，可以有效地扩大扩散光的开角，从而完成了本发 明。
[0018] S卩，本发明的目的在于提供：通过在膜内具有规定的柱结构、该柱结构包含具弯曲 部的柱状物等，从而有效地扩大扩散光的开角的光扩散膜及其制造方法。
[0019] 解决课题的方案 根据本发明，提供一种光扩散膜，该光扩散膜具有使折射率相对高的多个柱状物沿着 膜膜厚方向林立于折射率相对低的区域中而成的柱结构，其特征在于：折射率相对高的多 个柱状物在该柱状物的中部具有弯曲部，从而可解决上述问题。
[0020] S卩，只要是本发明的光扩散膜，则在膜内具有规定的柱结构、该柱结构包含具有弯 曲部的柱状物等（以下可称为弯曲柱结构），因此可有效地扩大扩散光的开角。
[0021] 另外，对于膜内具有百叶结构的光扩散膜所特有的光扩散入射角度区域和非光扩 散入射角度区域之间，光的扩散情况发生急剧转换的问题也可根本性地解决。
[0022] 本发明中，"扩散光的开角"是指对于光扩散膜，将点光源固定于入射光发生最大 扩散的角度，在该状态下获得的扩散光的角度范围（以下可称为"光扩散角度区域"）的宽 度。
[0023] 本发明中，"光扩散入射角度区域"是指对于光扩散膜，使来自点光源的入射光的 角度发生变化时，与射出扩散光对应的入射光的角度范围。
[0024] 构成本发明的光扩散膜时，在柱结构中，优选使比弯曲部更上方部分的柱状物相 对于膜面的法线的倾斜角〃a为0-30°范围内的值，同时使比弯曲部更下方部分的柱状物 相对于膜面的法线的倾斜角〃b为1-60°范围内的值。
[0025] 通过这样的构成，可以更有效地扩大扩散光的开角。
[0026] "比弯曲部更上方部分"是指在制造光扩散膜时被活性能量射线照射的一侧的部 分，"比弯曲部更下方部分"是指与该侧相反一侧的部分。
[0027] 构成本发明的光扩散膜时，优选倾斜角〃a和〃b满足下述关系式（1)。
[0028] I^I0b- 〇a\^ 30 (I) 通过这样的构成，可以进一步有效地扩大扩散光的开角。
[0029] 在构成本发明的光扩散膜时，优选使柱结构的厚度L为50-700ym范围内的值。
[0030] 通过这样的构成，可以使光扩散角度区域内的扩散光的强度均匀性提高。
[0031] 在构成本发明的光扩散膜时，在柱结构中，优选使比弯曲部更上方部分的柱状物 的长度La为5-200ym范围内的值，同时使比弯曲部更下方部分的柱状物的长度Lb为 20-400ym范围内的值。
[0032] 通过这样的构成，可以进一步有效地扩大扩散光的开角，同时使光扩散角度区域 内的扩散光的强度均匀性提高。
[0033] 在构成本发明的光扩散膜时，优选长度La和Lb满足下述关系式（2)。
[0034] 0? 01 彡La/Lb彡 10 (2) 通过这样的构成，可以更为有效地扩大扩散光的开角，同时可以使光扩散角度区域内 的扩散光的强度均匀性提高。
[0035] 本发明的另一方案是光扩散膜的制造方法，该光扩散膜具有使折射率相对高的多 个柱状物沿膜膜厚方向林立于折射率相对低的区域中而成的柱结构，其中，折射率相对高 的多个柱状物是在该柱状物的中部具有弯曲部，所述光扩散膜的制造方法的特征在于：该 制造方法含有下述工序（a)_ (c): (a)准备光扩散膜用组合物的工序，所述光扩散膜用组合物含有作为（A)成分的含多 个芳环的（甲基）丙烯酸酯、作为（B)成分的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯、作为（C)成分 的光聚合引发剂、作为（D)成分的紫外线吸收剂，其中，相对于100重量份（B)成分，使（A) 成分的含量为25-400重量份范围内的值，同时，相对于（A)成分和（B)成分的合计量（100 重量份），使（C)成分的含量为0.2-20重量份范围内的值，且相对于（A)成分和（B)成分的 合计量（100重量份），使⑶成分的含量为低于2重量份的值（但0重量份除外）； (b) 对加工片涂布光扩散膜用组合物，形成涂层的工序； (c) 对涂层照射活性能量射线的工序。
[0036] S卩，只要是本发明的光扩散膜的制造方法，则对由规定的光扩散膜用组合物形成 的涂层照射活性能量射线，由此可容易且稳定地在膜内形成弯曲柱结构。
[0037] 在实施本发明的光扩散膜的制造方法时，（D)成分优选使用对波长330-380nm的 光具有吸收峰的紫外线吸收剂。
[0038] 通过这样实施，可以形成更明确的弯曲柱结构。
[0039] 在实施本发明的光扩散膜的制造方法时，（D)成分优选使用选自羟基苯基三嗪类 紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂和羟基苯甲酸酯类紫 外线吸收剂的至少一种。
[0040] 通过这样的实施，可以进一步形成明确的弯曲柱结构。
【附图说明】
[0041] [图1]图l(a)_(b)是为了说明膜内具有柱结构的光扩散膜的概略而提供的图。
[0042] [图2]图2(a)_(b)是为了说明膜内具有柱结构的光扩散膜中的入射角度依赖性 和各向同性光扩散而提供的图。
[0043] [图3]图3(a)_(b)是为了说明膜内具有弯曲柱结构的光扩散膜中的入射角度依 赖性和各向同性光扩散而提供的图。
[0044][图4]图4(a)_(b)是为了说明弯曲柱结构而提供的图。
[0045] [图5]图5(a)_(b)是为了说明光扩散膜的制造方法中各工序而提供的图。
[0046] [图6]图6(a)_(d)是为了说明活性能量射线照射工序而提供的图。
[0047][图7]图7是为了说明活性能量射线照射工序而提供的另一个图。
[0048] [图8]图8是为了表示（A)成分和（B)成分的波长-透射率曲线而提供的图。
[0049] [图9]图9是为了表示（C)成分的波长-吸光度的曲线而提供的图。
[0050] [图10]图10(a)-(c)是为了表示⑶成分的波长-吸光度曲线而提供的图。
[0051] [图11]图11 (a)-(c)是为了表示实施例1的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0052][图12]图12(a)_(b)是为了表示实施例1的光扩散膜的截面而提供的照片。
[0053][图13]图13是为了说明测定光扩散特性时相对于光扩散膜的入射角〃 1而提供 的图。
[0054][图14]图14(a)_(p)是为了对实施例1-3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的照片。
[0055][图15]图15(a)_(p)是为了对实施例1-3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的另一照片。
[0056][图16]图16(a)_(p)是为了对实施例1-3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的又一照片。
[0057][图17]图17是为了对实施例1-3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性进行比较 而提供的图。
[0058] [图18]图18(a)_(c)是为了表示实施例2的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0059] [图19]图19(a)_(b)是为了表示实施例2的光扩散膜的截面而提供的照片。
[0060] [图20]图20(a)_(c)是为了表示实施例3的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0061] [图21]图21 (a)-(b)是为了表示实施例3的光扩散膜的截面而提供的照片。
[0062] [图22]图22(a)_(c)是为了表示实施例4的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0063] [图23]图23(a)_(b)是为了表示实施例4的光扩散膜的截面而提供的照片。
[0064] [图24]图24(a)_(l)是为了对实施例4-5和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的照片。
[0065] [图25]图25(a)_(l)是为了对实施例4-5和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的另一照片。
[0066] [图26]图26(a)_(l)是为了对实施例4-5和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的又一照片。
[0067] [图27]图27是为了对实施例4-5和比较例1的光扩散膜的光扩散特性进行比较 而提供的图。
[0068] [图28]图28(a)_(c)是为了表示实施例5的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0069] [图29]图29(a)_(b)是为了表示实施例5的光扩散膜的截面而提供的照片。 [0070][图30]图30(a)_(c)是为了表示实施例6的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0071] [图31]图31 (a)-(b)是为了表示实施例6的光扩散膜的截面而提供的照片。
[0072] [图32]图32(a)_(l)是为了对实施例6-7和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的照片。
[0073] [图33]图33(a)_(l)是为了对实施例6-7和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的另一照片。
[0074] [图34]图34(a)_(l)是为了对实施例6-7和比较例1的光扩散膜的光扩散特性 进行比较而提供的又一照片。
[0075] [图35]图35是为了对实施例6-7和比较例1的光扩散膜的光扩散特性进行比较 而提供的图。
[0076] [图36]图36(a)_(c)是为了表示实施例7的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0077] [图37]图37 (a)-(b)是为了表示实施例7的光扩散膜的截面而提供的照片。
[0078] [图38]图38(a)_(b)是为了表示实施例8的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0079] [图39]图39(a)_(l)是为了对实施例8、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩 散特性进行比较而提供的照片。
[0080] [图40]图40(a)_(l)是为了对实施例8、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩 散特性进行比较而提供的另一照片。
[0081] [图41]图41 (a)-(l)是为了对实施例8、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩 散特性进行比较而提供的又一照片。
[0082] [图42]图42(a)_(c)是为了表示比较例1的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0083] [图43]图43(a)_(b)是为了表示比较例3的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0084] [图44]图44(a)_(l)是为了对比较例3、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩 散特性进行比较而提供的照片。
[0085] [图45]图45(a)_(l)是为了对比较例3、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩 散特性进行比较而提供的另一照片。
[0086] [图46]图46(a)_(l)是为了对比较例3、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩 散特性进行比较而提供的又一照片。
[0087] [图47]图47是为了表示带通滤波器的波长-透射率曲线而提供的图。
[0088] [图48]图48是为了说明比较例4的光扩散膜的状态而提供的照片。
[0089] [图49]图49(a)_(c)是为了表示参考例1的光扩散膜的截面而提供的示意图和 照片。
[0090] [图50]图50(a)-(f)是为了对参考例1和实施例1的光扩散膜的光扩散特性进 行比较而提供的照片。
[0091] [图51]图51 (a)-(d)是为了对参考例1和实施例1的光扩散膜的光扩散特性进 行比较而提供的另一照片。
【具体实施方式】
[0092] [第1实施方案] 第1实施方案是具有使折射率相对高的多个柱状物沿着膜膜厚方向林立于折射率相 对低的区域中而成的柱结构的光扩散膜，其特征在于：折射率相对高的多个柱状物在该柱 状物的中部具有弯曲部。
[0093] 以下适当参照附图对本发明的第1实施方案进行具体说明，为了使所述说明容易 理解，首先对光扩散膜中的光扩散的基本原理进行说明。
[0094] 1?光扩散膜的光扩散的基