专利名称：光扩散膜及光扩散膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及光扩散膜及光扩散膜的制造方法。特别涉及通过包含使入射光各向异性地扩散的百叶窗结构区域、和使入射光各向同性地扩散的柱结构区域，而在光的透过和扩散中具有良好的入射角度依赖性、并且光扩散入射角度区域宽的光扩散膜及光扩散膜的制造方法。
背景技术：
以往，在液晶显示装置中，可以利用从设于装置内部的光源(内部光源)射出的光来识认给定图像。但是，近年来，随着携带电话、车载电视等的普及，在室外观看液晶显示画面的机会增加，从而产生与之相伴的、来自内部光源的光强度不敌外来光而难以识认给定画面的问题。另外，在携带电话等移动用途中，由于液晶显示装置的内部光源的耗电相对于总耗电占很大的比例，因此在大量使用内部光源的情况下，会产生电池的续航时间变短的问题。所以，为了解决这些问题，开发出将外来光作为光源的一部分利用的反射型液晶
显示装置。如果是该反射型液晶显示装置，则由于将外来光作为光源的一部分利用，因此外来光越强，则越可以识认到鲜明的图像，并且对于内部光源的电力消耗，也可以有效地加以抑制。另外，此种反射型液晶显示装置中，为了使外来光有效地透过而导入液晶显示装置的内部，并且将该外来光作为光源的一部分有效地利用，提出过装备用于有效地进行光扩散的光扩散膜的方案(例如专利文献1)。如果更具体地进行说明，则在专利文献1中，如图23(a) (b)所示，公开了具有在上基板1103与下基板1107之间夹持有液晶层1105的液晶单元、设于下基板1107侧的光反射板1110、和设于液晶层1105与光反射板1110之间的光控制板(光扩散膜)1108的液晶装置1112。此外，设有用于选择性地使以给定角度入射的光散射并且使以给定角度以外的角度入射的光透过的光控制板1108，该光控制板1108被以如下的方式配置于液晶单元中，即，将选择性地散射以给定角度入射的光的方向投影到光控制板1108的表面而得的散射轴方向1121在液晶单元面内大致上为6点钟方向的方位。这里，作为反射型液晶显示装置中所用的光扩散膜，公开过如下的光扩散膜，即，通过对特定的光固化性组合物使用线状光源照射活性能量射线，而在膜面方向上交替地平行配置高折射率的板状区域和低折射率的板状区域，在膜内形成百叶窗结构区域(例如参照专利文献2 3)。S卩，在专利文献2中，公开了一种光控制膜，该光控制膜是对含有多种具有聚合性碳-碳双键的化合物的膜状组合物从特定方向照射紫外线，使该组合物固化而得的、仅选择性地散射特定角度范围的入射光(光扩散膜)的光控制膜，其特征在于，该组合物中所含的至少1种化合物是在分子内具有多个芳香环和1个聚合性碳-碳双键的化合物。另外，专利文献3中，公开了一种光固化性组合物，其特征在于，含有在分子内具有聚合性的碳-碳双键的芴系化合物(A)、折射率与该芴系化合物(A)不同的阳离子聚合性化合物(B)、以及光阳离子聚合引发剂(C)，并公开了使之固化而得的光控制膜。另一方面，作为反射型液晶装置中所用的其他类型的光扩散膜，公开过如下的光扩散膜，即，通过对特定的光固化性组合物全面地照射作为平行光的活性能量射线，而沿着膜的膜厚方向，在媒介物中形成林立有与该媒介物折射率不同的多个柱状物的柱结构区域(例如参照专利文献4 6)。S卩，专利文献4中，公开了一种扩散介质的制造方法，是以薄片状设置含有光固化性化合物的组合物，从给定的方向P对该薄片照射平行光线而使组合物固化，在薄片内部形成沿方向P平行地延伸的多个棒状固化区域的集合体的扩散介质(光扩散膜)的制造方法，其特征在于，在线状光源与薄片之间，夹设有沿方向P平行地配置的筒状物的集合，穿过该筒状物进行光照射。另外，引用文献5中，公开了一种光控制膜的制造装置，是与光固化性树脂组合物分开面对地配置线状光源，一边移动光固化性树脂组合物及线状光源的至少一方，一边从线状光源照射光而使光固化性树脂组合物膜固化，形成光控制膜(光扩散膜)的制造装置，其特征在于，线状光源的轴向与移动方向交叉，将相互面对的多片薄板状的遮光构件，在与移动方向大致垂直的方向以给定间隔、并且使遮光构件的与光固化性树脂组合物膜相面对的一边分别与移动方向相同方向地设置在光固化性树脂组合物与线状光源之间。此外，专利文献6中，公开了一种反射型投影屏幕，其具备扩散层(扩散膜)，所述扩散层覆盖着将朝向上方的板面设为吸光面、将朝向下方的倾斜面设为反射面的线性菲涅尔构件的菲涅尔面进行配置，并具有不使大于给定角的入射光扩散的扩散特性，扩散层是利用第一光照射工序和第二光照射工序生成的，该第一光照射工序是对光固化性树脂组合物从给定方向夹隔着具有光通过区域和光不通过区域的光掩模照射平行光，使被照射的部位固化为不完全的固化状态的工序，该第二光照射工序是去掉光掩模，再向光固化性树脂照射光强度分布大致恒定的平行光，完成光固化性组合物的固化的工序，在该膜内具备相分离结构，该相分离结构具有包含光固化性组合物的基质、和在该基质中沿平行光的照射方向延伸地取向的折射率与该基质不同的多个柱状结构体。专利文献专利文献1日本专利348(^60号公报(技术方案的范围、附图等)专利文献2日本特开2006-35(^90号公报(技术方案的范围、附图等)专利文献3日本特开2008-239757号公报(技术方案的范围、附图等)专利文献4日本专利4095573号公报(技术方案的范围、附图等)专利文献5日本特开2009-173018号公报(技术方案的范围、附图等)专利文献6日本特开2008-256930号公报(技术方案的范围、附图等)但是，对于专利文献1 3中公开的具有百叶窗结构区域的光扩散膜，显现出能够光扩散的入射光的入射角度区域(以下有时称作光扩散入射角度区域。)变窄、以及扩散光的开口角度也变窄的情况。另外，对于专利文献4 5中公开的具有柱结构区域的光扩散膜，由于与具有百叶窗结构区域的光扩散膜相比，容易在膜内的光的反射中产生不均，因此由入射光的入射角造成的扩散特性的波动大，从而显现出难以发挥良好的入射角度依赖性的问题。
发明内容
所以，本发明人等鉴于如上所述的情况，进行了深入的努力研究，结果发现，通过在膜内设置用于使入射光各向异性地扩散的百叶窗结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的柱结构区域，就可以得到具有良好的入射角度依赖性、并且光扩散入射角度区域宽的光扩散膜，从而完成了本发明。S卩，本发明的目的在于，提供在光的透过和扩散中具有良好的入射角度依赖性、并且光扩散入射角度区域宽的光扩散膜及其制造方法。根据本发明，提供一种光扩散膜，其具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域，其特征在于，第一结构区域是将折射率不同的多个板状区域沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域，第二结构区域是在媒介物中林立折射率与该媒介物不同的多个柱状物而成的柱结构区域，从而可以解决上述的问题。S卩，如果是本发明的光扩散膜，则在膜内设有用于使入射光各向异性地扩散的作为第一结构区域的百叶窗结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的作为第二结构区域的柱结构区域。所以，通过使各个结构区域所具有的入射角度依赖性重复，不仅可以抑制扩散特性的波动，获得良好的入射角度依赖性，而且对于扩散光的开口角度也可以有效地加以扩大。另外，通过使各个结构区域所具有的入射角度依赖性不同，可以有效地并且容易地扩大光扩散入射角度区域。而且，本发明中所说的“膜面方向”是指将膜厚方向设为ζ轴时的x-y平面方向。另外，本发明中，所谓“光扩散入射角度区域”，是指在相对于各向异性光扩散膜改变来自点光源的入射光的角度的情况下，与射出扩散光对应的入射光的角度范围。对于该光扩散入射角度区域的详细情况，将在后面加以叙述。另外，所谓“良好的入射角度依赖性”，是指产生入射光的光扩散的相对于膜的入射角度区域(光扩散入射角度区域)与不产生光扩散的其他入射角度区域之间的区别被控制得很清楚。此外，本发明的所谓“各向异性”是指扩散光的展宽的形状具有各向异性，所谓“各向同性”是指扩散光的展宽的形状具有各向同性。对于它们也是在后面加以叙述。另外，在构成本发明的光扩散膜时，优选在第一结构区域中，将折射率不同的板状区域的宽度分别设为0. 1 15μπι的范围内的值，并且将该板状区域相对于膜厚方向以一定的倾斜角平行配置。通过如此构成，就可以在作为第一结构区域的百叶窗结构区域内使入射光更为稳定地反射，进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。
另外，在构成本发明的光扩散膜时，优选在第一结构区域中，折射率不同的板状区域当中折射率高的板状区域的主成分是含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，折射率低的板状区域的主成分是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的聚合物。通过如此构成，不仅可以有效地形成作为第一结构区域的百叶窗结构，而且可以进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。另外，在构成本发明的光扩散膜时，优选将第一结构区域的厚度设为5 495μπι的范围内的值。通过如此构成，就可以稳定地确保沿着膜厚方向的百叶窗结构的长度，在作为第一结构区域的百叶窗结构区域内更为稳定地反射入射光，进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。另外，在构成本发明的光扩散膜时，优选在第二结构区域中，将柱状物的截面的最大直径设为0. 1 15 μ m的范围内的值，并且将柱状物间的距离设为0. 1 15 μ m的范围内的值，而且使多个柱状物相对于膜厚方向以一定的倾斜角林立。通过如此构成，就可以在作为第二结构区域的柱结构区域内更为稳定地反射入射光，进一步提高来源于第二结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。另外，在构成本发明的光扩散膜时，优选在第二结构区域中，柱状物的主成分是含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，媒介物的主成分是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的聚合物。通过如此构成，不仅可以有效地形成作为第二结构区域的柱结构，而且可以进一步提高来源于第二结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。另外，在构成本发明的光扩散膜时，优选将第二结构区域的厚度设为5 495μπι的范围内的值。通过如此构成，就可以稳定地确保沿着膜厚方向的柱状物的长度，在作为第二结构区域的柱结构区域内更为稳定地反射入射光，进一步提高来源于第二结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。另外，本发明的其他方式提供一种光扩散膜的制造方法，其是具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域的光扩散膜的制造方法，其特征在于，包括下述工序(a) (d)。(a)准备光扩散膜用组合物的工序；(b)将光扩散膜用组合物向工程片上涂布而形成涂布层的工序；(c)对涂布层进行第一活性能量射线照射，在涂布层的下方部分形成作为第一结构区域的将折射率不同的多个板状区域沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域，并且在涂布层的上方部分残留未形成百叶窗结构区域的工序；(d)对涂布层再进行第二活性能量射线照射，在未形成百叶窗结构区域中形成作为第二结构区域的在媒介物中林立折射率与该媒介物不同的多个柱状物而成的柱状结构区域的工序。S卩，如果是本发明的光扩散膜的制造方法，则可以在利用第一活性能量射线照射形成作为第一结构区域的百叶窗结构区域后，通过照射第二活性能量射线，在存在于第一结构区域的上方的未形成区域中形成作为第二结构区域的柱结构区域。
所以，就可以有效地并且稳定地制造在单一的膜内沿着膜厚方向依次在上下包含作为第一结构区域的百叶窗结构区域、和作为第二结构区域的柱结构区域的光扩散膜。另外，在实施本发明的光扩散膜的制造方法时，优选作为第二活性能量射线照射，照射平行度为10°以下的值的平行光。通过如此实施，就可以有效地并且稳定地制造相对于膜厚方向以一定的倾斜角形成了多个柱状物的作为第二结构区域的柱结构区域。
图1(a) (b)是用于说明第一结构区域的百叶窗结构的概略情况的图。图2(a) (b)是用于说明百叶窗结构的入射光角度依赖性及各向异性的图。图3(a) (b)是用于说明百叶窗结构的入射角度依赖性的另外的图。图4(a) (C)是用于说明入射角及扩散光的开口角度的图。图5(a) (b)是用于说明第二结构区域的柱结构的概略情况的图。图6(a) (b)是用于说明柱结构的入射角度依赖性及各向同性的图。图7(a) (b)是用于说明本发明的光扩散膜的概略情况的图。图8(a) (C)是用于说明第一结构区域的百叶窗结构的形态的图。图9(a) (d)是用于说明第二结构区域的柱结构的形态的图。图10是用于说明反射型液晶显示装置中的本发明的光扩散膜的应用例的图。图11(a) (b)是用于说明第一活性能量射线照射工序的图。图12(a) (b)是用于说明第一活性能量射线照射工序的另外的图。图13(a) (C)是用于说明第二活性能量射线照射工序的图。图14(a) (k)是用于说明实施例1的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图15(a) (b)是用于说明实施例1的光扩散膜的剖面情况的照片。图16是用于说明实施例2的光扩散膜的图。图17(a) (h)是用于说明实施例3的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图18(a) (g)是用于说明实施例4的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图19 (a) (j)是用于说明比较例1的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图20 (a) (k)是用于说明比较例2的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图21 (a) (h)是用于说明比较例3的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图22(a) ⑴是用于说明比较例4的光扩散膜的扩散光的展宽和其亮度的分布的图。图23(a) (b)是用于说明使用了以往的光扩散膜的反射型液晶显示装置的图。其中，1 涂布层，2 工程片，10 第一结构区域(各向异性光扩散膜)，12 折射率相对较高的板状区域(高折射率部)，13 百叶窗结构区域，13’ 百叶窗结构的交界面，14 折射率相对较低的板状区域(低折射率部)，20 第二结构区域(各向同性光扩散膜)，22 柱状物，24 柱状物以外的部分，30 光扩散膜，50 活性能量射线，120 紫外线照射装置，121 红外线截止滤光片，122 冷反光镜，123 遮光板，125 线状的紫外线灯，100 反射型液晶显示装置，101 偏振片，102 相位差板，103 光扩散板，104 玻璃板，105 滤色片，106 液晶，107 镜面反射板，108 玻璃板，110 液晶单元，202 点光源，204 透镜，206 线状的紫外线灯，208 筒状物，210 筒状物的集合体
具体实施例方式[第一实施方式]本发明的第一实施方式是一种光扩散膜，其具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域，其特征在于，第一结构区域是将折射率不同的多个板状区域沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域，第二结构区域是在媒介物中林立折射率与该媒介物不同的多个柱状物而成的柱结构区域。下面，适当地参照附图，对本发明的第一实施方式进行具体说明。1.基本原理下面，对光扩散膜中的借助百叶窗结构的光扩散及借助柱结构的光扩散的基本原理分别进行说明。(1)借助百叶窗结构的光扩散图1(a)中，表示出仅具有百叶窗结构区域、用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域10的顶视图(俯视图)，图1(b)中，将图1(a)所示的第一结构区域10沿着虚线A-A在垂直方向上切割，表示出从箭头方向注视切割面时的第一结构区域10的剖面图。而且，本发明中所说的各向异性是指如下的性质，S卩，如图2(a) (b)所示，在利用膜将光扩散的情况下，扩散了的出射光的与膜平行的面内的该光的扩散程度(扩散光的展宽的形状)随着相同面内的方向而具有不同的性质。更具体来说，在第一结构区域10的情况下，主要是在扩散了的出射光的与膜平行的面内，在与沿着膜面方向延伸的百叶窗结构的方向垂直的方向将光扩散，因此扩散光的展宽的形状为近似椭圆状。另外，如图1(a)的俯视图所示，第一结构区域10具有将折射率较高的板状区域12、和折射率较低的板状区域14在沿着膜面方向交替地平行配置的同时延伸而成的百叶窗结构13。另外，如图1(b)的剖面图所示，折射率较高的板状区域12与折射率较低的板状区域14分别具有给定厚度，在第一结构区域10的垂直方向上也保持着交替地平行配置的状态。由此可以推定，如图2(a) (b)所示，在入射角在光扩散入射角度区域内的情况下，入射光由第一结构区域10扩散。S卩，可以推定，如图1(b)所示，在相对于第一结构区域10的入射光的入射角是与百叶窗结构13的交界面13’平行到给定的角度范围内的值，也就是光扩散入射角度区域内的值的情况下，因入射光(52、54)在改变方向的同时，沿着膜厚方向在百叶窗结构内的高折射率的板状区域12内穿行，而使出光面侧的光的行进方向不一样。其结果是，可以推定，在入射角为光扩散入射角度区域内的情况下，入射光会由第一结构区域10扩散(52’、54’)。而且，光扩散入射角度区域如图2 (a) (b)、图6(a) (b)及图7 (a) (b)所示，是由光扩散膜中的百叶窗结构或柱结构的折射率差、倾斜角等随着该光扩散膜而决定的角度区域。另外，对于百叶窗结构内的高折射率的板状区域12内的入射光的方向变化，除了利用如图1(b)所示的全反射以直线状锯齿般地进行方向变化的突变折射率型的情况以外，还可以考虑以曲线状进行方向变化的渐变折射率型的情况。另一方面，在相对于第一结构区域10的入射光的入射角脱离光扩散入射角度区域的情况下，可以推定，入射光56不会由第一结构区域10扩散，而是原样不变地透过第一结构区域10(56，)。利用以上的机理，具备百叶窗结构13的第一结构区域10例如可以如图2(a) (b)所示，在光的透过和扩散中发挥入射角度依赖性。另外，如图2(a) (b)所示，第一结构区域在入射光的入射角包含于光扩散入射角度区域中的情况下，即使其入射角不同时，也可以在出光面侧进行大致相同的光扩散。所以可以说，第一结构区域还具有将光集中于给定部位的聚光作用。该聚光作用是在后述的第二结构区域、以及本发明的光扩散膜中也同样具有的作用。这里，使用图3(a)，对相对于第一结构区域的入射光的入射角与由第一结构区域扩散了的扩散光的开口角度的关系进行说明。S卩，图3(a)中，表示出在横轴中采取相对于第一结构区域的入射光的入射角)、在纵轴中采取由第一结构区域扩散了的扩散光的开口角度(° )而成的特性曲线。而且，如图4(a) (c)所示，所谓入射角θ 1是指将相对于第一结构区域10垂直地入射的角度设为0°时的角度(° )。更具体来说，如上所述，由于参与各向异性光扩散的入射光的成分主要是与沿膜面方向延伸的百叶窗结构的朝向垂直的成分，因此在本发明中提到入射光的“入射角θ 1”的情况下，是指与沿膜面方向延伸的百叶窗结构的朝向垂直的成分的入射角。另外，此时，入射角θ 1是指将相对于光扩散膜的入射侧表面的法线的角度设为0°时的角度(° )。另外，所谓扩散光的开口角度θ 2，如字面所示是指扩散光的开口角度(° )。此外，扩散光的开口角度越大，则越是意味着以此时的入射角入射的光由第一结构区域有效地扩散。相反，扩散光的开口角度越小，则越是意味着以此时的入射角入射的光原样不变地透过第一结构区域，没有扩散。而且，对于该扩散光的开口角度的具体的测定方法，在实施例中加以记载。S卩，从图3(a)所示的特性曲线中可以理解，如果是第一结构区域，则因入射角的差别，光的透过和扩散的程度有很大不同，可以将光扩散入射角度区域和其以外的入射角度区域很清楚地分离。另一方面，在不具有入射角度依赖性的膜的情况下，如图3(b)所示，入射角的变化对光的透过和扩散的程度不会造成明确的影响，无法认定光扩散入射角度区域。
(2)借助柱结构的光扩散另外，图5(a)中，表示出仅具有柱结构区域、用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域20的顶视图(俯视图)，图5(b)中，将图5(a)所示的第二结构区域20沿着虚线A-A在垂直方向上切割，表示出从箭头方向注视切割面时的第二结构区域20的剖面图。而且，本发明中所说的各向同性是指如下的性质，即，例如在像图6(a) (b)所示那样利用膜将光扩散的情况下，扩散了的出射光的与膜平行的面内的该光的扩散程度(扩散光的展宽的形状)不随着相同面内的方向而变化。更具体来说，在第二结构区域20的情况下，扩散了的出射光的扩散程度在与膜平行的面内是圆状。这里，如图5(a)的俯视图所示，第二结构区域20具有包含折射率较高的柱状物22、和折射率较低的媒介物M的柱结构(22、24)。另外，如图5(b)的剖面图所示，在第二结构区域20的垂直方向，形成将折射率较高的柱状物22、与折射率较低的媒介物M分别具有给定的宽度地交替配置的状态。由此可以推定，在如图6(a) (b)所示，入射角在光扩散入射角度区域内的情况下，入射光由第二结构区域20扩散。S卩，可以推定，如图5(b)所示，在相对于第二结构区域20的入射光的入射角是与柱结构23的交界面23’平行到给定的角度范围内的值，也就是光扩散入射角度区域内的值的情况下，因入射光(62、64)在改变方向的同时，沿着膜厚方向在柱结构内的高折射率的柱状物22内穿行，而使出光面侧的光的行进方向不一样。其结果是，可以推定，在入射角为光扩散入射角度区域内的情况下，入射光会由第二结构区域20扩散(62’、64’)。另外，对于柱结构内的高折射率的柱状物22内的入射光的方向变化，除了利用如图5(b)所示的全反射以直线状锯齿般地进行方向变化的突变折射率型的情况以外，还可以考虑以曲线状进行方向变化的渐变折射率型的情况。另一方面，可以推定，在相对于第二结构区域20的入射光的入射角脱离光扩散入射角度区域的情况下，入射光66不会由第二结构区域20扩散，原样不变地透过第二结构区域 20(66，)。利用以上的机理，具备柱结构23的第二结构区域20例如可以如图6(a) (b)所示，在光的透过和扩散中发挥入射角度依赖性。而且，由于相对于第二结构区域的入射光的入射角、与由第二结构区域扩散了的扩散光的开口角度的关系与上述的第一结构区域的情况相同，因此省略再次的说明。2.基本的构成下面，使用附图，对本发明的光扩散膜的基本的构成进行说明。如图7(a) (b)所示，本发明的光扩散膜30的特征在于，具有用于使入射光各向异性地扩散的百叶窗结构区域(第一结构区域)10、和用于使入射光各向同性地扩散的柱结构区域(第二结构区域)20，优选为沿着膜厚方向依次在上下方向包含这些结构区域的构成。所以，如果是本发明的光扩散膜，则例如通过如图7(a)所示，重复第一及第二结构区域所具有的入射角度依赖性，则不仅可以抑制扩散特性的波动，获得良好的入射角度依赖性，而且对于扩散光的开口角度也可以有效地加以展宽。另外，如果是本发明的光扩散膜，则例如通过如图7(b)所示，错开第一及第二结构区域所具有的入射角度依赖性，就可以有效地并且很容易地拓宽光扩散入射角度区域。3.第一结构区域本发明的光扩散膜的特征在于，作为用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域，具有将折射率不同的多个板状区域，即折射率相对较高的板状区域(高折射率部)及折射率相对较低的板状区域(低折射率部)沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域。下面，对第一结构区域进行具体说明。(1)折射率另外，在第一结构区域中，优选将折射率不同的板状区域间的折射率的差，即高折射率部的折射率与低折射率部的折射率的差设为0.01以上的值。其理由是因为，通过将该折射率的差设为0.01以上的值，就可以在作为第一结构区域的百叶窗结构区域内稳定地反射入射光，进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。更具体来说是因为，如果该折射率的差是小于0. 01的值，则入射光在百叶窗结构内全反射的角度区域就会变窄，因此会有入射角度依赖性过度地降低、扩散光的开口角度过度地变窄的情况。所以，更优选将第一结构区域的折射率不同的板状区域间的折射率的差设为0. 05以上的值，进一步优选为0.1以上的值。而且，可以认为，虽然高折射率部的折射率与低折射率部的折射率的差越大越好，然而从选择可以形成百叶窗结构的材料的观点考虑，0.3左右是上限。另外，在第一结构区域中，优选将折射率相对较高的板状区域(高折射率部)的折射率设为1. 5 1. 7的范围内的值。其理由是因为，如果高折射率部的折射率是小于1.5的值，则与低折射率部的差就会过小，从而会有难以获得所需的百叶窗结构的情况。另一方面，如果高折射率部的折射率是超过1. 7的值，则会有光扩散膜用组合物中的材料物质间的相溶性过度降低的情况。所以，更优选将第一结构区域的高折射率部的折射率设为1. 52 1. 65的范围内的值，进一步优选设为1. 55 1. 6的范围内的值。而且，高折射率部的折射率可以依照JIS K0062来测定。另外，在第一结构区域中，优选将折射率相对较低的板状区域(低折射率部)的折射率设为1.4 1.5的范围内的值。其理由是因为，如果该低折射率部的折射率是小于1.4的值，则会有降低所得的光扩散膜的刚性的情况。另一方面，如果该折射率部的折射率是超过1. 5的值，则与高折射率部的折射率的差变得过小，从而会有难以获得所需的百叶窗的情况。所以，更优选将第一结构区域的低折射率部的折射率设为1. 42 1. 48的范围内的值，进一步优选设为1.44 1.46的范围内的值。
而且，低折射率部的折射率例如可以依照JIS K0062来测定。(2)宽度另外，如图8(a) (b)所示，在第一结构区域中，优选将折射率不同的高折射率部12及低折射率部14的宽度(S1、S2)分别设为0. 1 15 μ m的范围内的值。其理由是因为，通过将这些板状区域的宽度设为0. 1 15 μ m的范围内的值，就可以在作为第一结构区域的百叶窗结构区域内更为稳定地反射入射光，进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。也就是因为，如果该板状区域的宽度是小于0. Ιμπι的值，则无论入射光的入射角度为何，都会有难以显示光扩散性的情况。另一方面，如果该宽度是超过15 μ m的值，则在百叶窗结构内直行的光增加，从而会有光扩散的均勻性变差的情况。所以，更优选在第一结构区域中，将折射率不同的板状区域的宽度分别设为0.5 ΙΟμπι的范围内的值，进一步优选设为1 5μπι的范围内的值。而且，构成百叶窗的板状区域的宽度、长度等可以通过用光学数字显微镜观察来算出。(3)长度另外，如图8(a) (b)所示，在第一结构区域中，优选将折射率不同的高折射率部12及低折射率部14的长度Ll分别设为5 495 μ m的范围内的值。其理由是因为，如果该长度是小于5μπι的值，百叶窗结构的长度就会不足，在百叶窗结构内直行的入射光增加，从而会有难以获得足够的入射角度依赖性及扩散光的开口角度的情况。另一方面，如果该长度是超过495 μ m的值，则在对光扩散膜用组合物照射活性能量射线而形成百叶窗结构时，初期所形成的百叶窗结构使得光聚合的进行方向扩散，从而会有难以形成所需的百叶窗结构的情况。所以，更优选在第一结构区域中，将该折射率不同的板状区域的长度分别设为40 310 μ m的范围内的值，进一步优选设为95 255 μ m的范围内的值。而且，如图8(b)所示，百叶窗结构也可以在第一结构区域中未形成到膜厚方向的上下端部分。该情况下，未形成百叶窗结构的上下端部分的宽度L2由第一结构区域的厚度而定，然而一般来说，优选为0 100 μ m的范围内的值，更优选为0 50 μ m的范围内的值，进一步优选为0 5 μ m的范围内的值。(4)倾斜角另外，如图8(a) (b)所示，在第一结构区域中，优选折射率不同的高折射率部12及低折射率部14相对于膜厚方向以一定的倾斜角θ a延伸。其理由是因为，通过将板状区域的倾斜角设为一定，就可以在作为第一结构区域的百叶窗结构区域内更为稳定地反射入射光，从而进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。另外，如图8(c)所示，还优选百叶窗结构是弯曲的。其理由是因为，因百叶窗结构是弯曲的，就可以减少在百叶窗结构内直行的入射光，提高光扩散的均勻性。
而且，此种弯曲了的百叶窗结构可以通过在进行第二实施方式中记载的第一活性能量射线照射时，一边改变照射光的照射角度一边照射光来获得，然而也很大程度地依赖于形成百叶窗结构的材料物质的种类。另外，θ a是指在以与沿着膜面方向延伸的百叶窗结构垂直的面切割膜时的剖面中测定的将相对于膜面的法线的角度设为0°时的板状区域的倾斜角(° )。更具体来说，如图8所示，是指入射光照射侧的膜面的法线与板状区域所成的角度当中窄的一侧的角度。而且，如图8(a)所示，以百叶窗向右侧倾斜时的倾斜角作为基准，将百叶窗向左侧倾斜时的倾斜角用负值表记。(5)厚度另外，优选将第一结构区域的厚度设为5 495 μ m的范围内的值。其理由是因为，通过将第一结构区域的厚度设为该范围内的值，就可以稳定地确保沿着膜厚方向的百叶窗结构的长度，在作为第一结构区域的百叶窗结构区域内更为稳定地反射入射光，进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。也就是因为，如果该第一结构区域的厚度是小于5μπι的值，则百叶窗结构的长度就会不足，在百叶窗结构内直行的入射光增加，从而会有难以获得足够的入射角度依赖性及扩散光的开口角度的情况。另一方面，如果该第一结构区域的厚度是超过495 μ m的值，则在对光扩散膜用组合物照射活性能量射线而形成百叶窗结构时，初期所形成的百叶窗结构会使得光聚合的进行方向扩散，从而会有难以形成所需的百叶窗结构的情况。所以，更优选将第一结构区域的厚度设为40 310 μ m的范围内的值，进一步优选设为95 255 μ m的范围内的值。(6)材料物质(6)-1高折射率部另外，在第一结构区域中，用于构成作为折射率不同的板状区域当中的折射率相对较高的板状区域的高折射率部的材料物质的种类没有特别限定，然而优选将其主成分设为含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯的聚合物。其理由是因为，如果是该材料物质，则不仅可以有效地形成作为第一结构区域的百叶窗结构，而且可以进一步提高来源于第一结构区域的入射角度依赖性及扩散光的开口角度。S卩，可以推定，通过将高折射率部的主成分(以下有时称作(Al)成分。)设为特定的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，则在形成第一结构区域时，可以使因聚合而成为(Al)成分的单体成分(以下有时称作单体(Al)成分。)的聚合速度比因聚合而成为后述的折射率低的低折射率部的主成分(以下有时称作(Bi)成分。)的单体成分(以下有时称作单体(Bi)成分。)的聚合速度快。此外，可以推定，在这些单体成分间的聚合速度方面产生给定差别，可以抑制两单体成分之间均勻地共聚，更具体来说，可以将两单体成分的相溶性降低到给定的范围，从而有效地降低两单体成分之间的共聚性。其结果是，可以利用活性能量射线的照射，有效地形成将(Al)成分及(Bi)成分沿着膜面内方向交替地延伸的百叶窗结构。
另外，通过作为单体(Al)成分使用特定的(甲基)丙烯酸酯，可以将与单体(Bi)成分的相溶性降低到给定的范围，从而可以更为有效地形成百叶窗结构。此外，通过作为(Al)成分包含特定的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，就可以提高百叶窗结构中的来源于(Al)成分的板状区域的折射率，将与来源于(Bi)成分的板状区域的折射率的差调节为给定值以上的值。所以，通过作为(Al)成分包含特定的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，就可以与后述的(Bi)成分的特性相结合，有效地获得将折射率不同的固化物沿着膜面内方向交替地延伸的百叶窗结构。这样，就可以获得在光的透过和扩散中具有良好的入射角度依赖性、并且光扩散入射角度区域宽的第一结构区域。而且，所谓“含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯”，是指在(甲基)丙烯酸酯的酯化部分具有多个芳香环的化合物。另外，所谓“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸双方。另外，对于作为构成此种(Al)成分的单体(Al)成分的含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯，例如可以举出(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸苄基苯酯、(甲基)丙烯酸联苯基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸萘基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸蒽基氧基烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯基氧基烷基酯等、或将它们的一部分用卤素、烷基、烷氧基、卤化烷基等取代了的物质等。另外，对于作为构成(Al)成分的单体(Al)成分的含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯，优选包含含有联苯环的化合物，特别优选以下述通式(1)表示的联苯化合物。
权利要求
1.一种光扩散膜，其具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域，所述第一结构区域是将折射率不同的多个板状区域沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域，所述第二结构区域是在媒介物中林立折射率与该媒介物不同的多个柱状物而成的柱结构区域。
2.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，在所述第一结构区域中，将所述折射率不同的板状区域的宽度分别设为0. 1 15μπι的范围内的值，并且将该板状区域相对于膜厚方向以一定的倾斜角平行配置。
3.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，在所述第一结构区域中，所述折射率不同的板状区域当中折射率高的板状区域的主成分是含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯的聚合物，折射率低的板状区域的主成分是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的聚合物。
4.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，将所述第一结构区域的厚度设为5 495 μ m的范围内的值。
5.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，在所述第二结构区域中，将所述柱状物的截面的最大直径设为0. 1 15μπι的范围内的值，并且将所述柱状物间的距离设为0. 1 15μπι的范围内的值，而且使多个柱状物相对于膜厚方向以一定的倾斜角林立。
6.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，在所述第二结构区域中，所述柱状物的主成分是含有多个芳香环的(甲基)丙烯酸酯，所述媒介物的主成分是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于，将所述第二结构区域的厚度设为5 495 μ m的范围内的值。
8.一种光扩散膜的制造方法，其是具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域的光扩散膜的制造方法，包括下述工序(a) ⑷(a)准备光扩散膜用组合物的工序；(b)将所述光扩散膜用组合物向工程片上涂布而形成涂布层的工序；(c)对所述涂布层进行第一活性能量射线照射，在所述涂布层的下方部分形成作为第一结构区域的将折射率不同的多个板状区域沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域，并且在所述涂布层的上方部分残留未形成百叶窗结构区域的工序；(d)对所述涂布层再进行第二活性能量射线照射，在所述未形成百叶窗结构区域中形成作为第二结构区域的在媒介物中林立折射率与该媒介物不同的多个柱状物而成的柱状结构区域的工序。
9.根据权利要求8所述的光扩散膜的制造方法，其特征在于，作为所述第二活性能量射线照射，照射平行度为10°以下的值的平行光。
全文摘要
本发明提供在光的透过和扩散中具有良好的入射角度依赖性、并且光扩散入射角度区域宽的光扩散膜及其制造方法。本发明的光扩散膜具有用于使入射光各向异性地扩散的第一结构区域、和用于使入射光各向同性地扩散的第二结构区域，第一结构区域是将折射率不同的多个板状区域沿着膜面方向交替地平行配置而成的百叶窗结构区域，第二结构区域是在媒介物中林立折射率与该媒介物不同的多个柱状物而成的柱结构区域。
文档编号G02B5/02GK102565894SQ20111042134
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月15日 优先权日2010年12月16日
发明者大类知生, 所司悟, 草间健太郎 申请人:琳得科株式会社