光扩散膜用组合物和光扩散膜的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光扩散膜用组合物和光扩散膜。
[0002] 特别是涉及光扩散膜用组合物和将其光固化而成的光扩散膜，上述光扩散膜用组 合物能够得到在光的透射和扩散中具有良好的入射角度依赖性且长时间曝露于紫外线时 也难以发生黄变、耐候性优异的光扩散膜。
【背景技术】
[0003] 以往，例如在液晶显示装置等所属的光学技术领域中，提出了使用对于来自特定 的方向的入射光能够向特定的方向扩散、对于来自其它方向的入射光能够直接直线传播透 射的光扩散膜。
[0004] 作为这样的光扩散膜，已知有各种方案，特别广泛使用的是在膜内具有将折射率 不同的多个板状区域沿膜面的任意一个方向交替配置而成的百叶结构的光扩散膜。
[0005] 另外，作为其它类型的光扩散膜，广泛使用的是在膜内具有在折射率相对低的区 域中使折射率相对高的多个柱状物林立而成的柱结构的光扩散膜。
[0006] 然而，已知具有这样的百叶结构、柱结构的光扩散膜通过用规定的方法对涂布层 照射活性能量射线而得到，上述涂布层是以膜状涂布含有折射率不同的2种以上的聚合性 化合物的光扩散膜用组合物而成的。
[0007] 即，通过对涂布层照射行进方向受控制的规定的活性能量射线，能够使涂布层的2 种以上的聚合性化合物相分离且固化，由此能够得到具有规定的内部结构的光扩散膜。
[0008] 因此，为了得到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 度依赖性的高质量的光扩散膜，提出了能够使2种以上的聚合性化合物更高效地相分离， 并且能够更稳定地光固化的光扩散膜用组合物（例如，专利文献1~2)。
[0009] 即，专利文献1中公开了一种各向异性光扩散膜用组合物，其特征在于，是含 有作为㈧成分的下述通式（10)表示的联苯化合物和作为⑶成分的重均分子量为 3000~20000的范围内的值的聚合性化合物的各向异性光扩散膜用组合物，（A)成分的含量 相对于（B)成分100重量份为25~400重量份的范围内的值。
[0010] 通式（10)中，Ra1-Raw各自独立，Ra 中的至少一个为下述通式（11)表示的 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 子中任意一个的取代基，
通式（11)中，Ra11为氢原子或者甲基，碳原子数P为1~4的整数，重复数q为1~10的 整数。
[0011] 另外，专利文献2中公开了一种各向异性光扩散膜用组合物，其特征在于，是包 含作为（A)成分的含有多个芳香环的（甲基）丙烯酸酯和作为（B)成分的重均分子量为 3000~20000的范围内的值的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯的各向异性光扩散膜用组合物， 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、并且 以摩尔比计按（a)成分：(b)成分：（c)成分=1~5 :1 :1~5的比例构成的化合物，并且，（A) 成分的含量相对于（B)成分100重量份为25~400重量份的范围内的值： (a) 介由脂肪族环含有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] 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] 然而，使专利文献1~2中记载的各向异性光扩散膜用组合物光固化而成的光扩散 膜在长时间曝露于紫外线时，容易发生黄变，发现耐候性存在问题。
[0014] 对于这一点，由于正在研究将光扩散膜用于反射型液晶显示装置、投影屏幕等有 时在户外使用的物品，所以上述耐候性的问题很严重，必须要解决。
[0015] 因此，为了解决上述耐候性的问题，考虑在光扩散膜用组合物中预先添加紫外线 吸收剂的方法，但此时，对光扩散膜用组合物照射活性能量射线时，该紫外线吸收剂吸收紫 外线。
[0016] 其结果，发现不仅在膜内难以形成明确的内部结构，还难以使膜固化的问题。
[0017] 因此，本发明的发明人等鉴于以上情况而锐意努力，结果发现，通过在以规定的比 例配合具有特定的结构的（甲基）丙烯酸酯、氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯、光聚合引发剂、 受阻胺系光稳定剂后进行光固化，能够得到具有良好的入射角度依赖性且耐候性优异的光 扩散膜，从而完成了本发明。
[0018] 即，本发明的目的在于提供一种光扩散膜用组合物和将其光固化而成的光扩散 膜，上述光扩散膜用组合物能够得到在光的透射和扩散中具有良好的入射角度依赖性、并 且长时间曝露于紫外线时也难以发生黄变、耐候性优异的光扩散膜。
[0019] 应予说明，"良好的入射角度依赖性"是指能够明确地控制入射光由膜扩散的光扩 散入射角度区域与入射光不扩散而直接透射膜的非光扩散入射角度区域的区别。
[0020] 根据本发明，提供一种光扩散膜用组合物，其特征在于，是包含作为（A)成分的含 有多个芳香环的（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和作为（D)成分的受阻胺系光稳定剂的光扩散膜用组合物，（A)成 分的含量相对于（B)成分100重量份为25~400重量份的范围内的值，并且，（C)成分的含 量相对于（A)成分和（B)成分的总计量（100重量份）为0.2~20重量份的范围内的值，并 且，（D)成分的含量相对于（A)成分和（B)成分的总计量（100重量份）为0. 1~10重量份 的范围内的值，从而能够解决上述问题。
[0021] 即，若为本发明的光扩散膜用组合物，则作为（A)成分含有具有特定的结构的（甲 基）丙烯酸酯，并且作为（B)成分含有氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯，所以能够使各成分的 聚合速度（例如，光自由基聚合速度）产生规定的差，抑制两成分彼此均匀共聚。
[0022] 推断这是因为，使（A)成分与（B)成分的相容性降低至规定的范围，能够降低两成 分彼此的共聚性。
[0023] 因此，照射活性能量射线时，能够使（A)成分和（B)成分高效地相分离且光固化， 能够在膜内明确形成百叶结构、柱结构等规定的内部结构。
[0024] 另一方面，若为本发明的光扩散膜用组合物，由于作为（D)成分含有受阻胺系光 稳定剂，所以在光固化时，不阻碍规定的内部结构的形成，能够对得到的光扩散膜赋予优异 的耐候性。
[0025] 由此，若为本发明的光扩散膜用组合物，能够得到在光的透射和扩散中具有良好 的入射角度依赖性、并且长时间曝露于紫外线时也不发生黄变、耐候性优异的光扩散膜。
[0026] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，（D)成分优选为下述通式（1)表示的受 阻胺系光稳定剂。
[0027] 通式（1)中，R1为氢原子、碳原子数1~10的烷基或者碳原子数1~10的烷氧基，R 2 为氢原子、碳原子数1~1〇的k价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的k价的脂环式烃基、碳原 子数6~20的k价的芳香族经基、碳原子数7~30的k价的芳基、碳原子数3~20的k价的杂 环式芳香族烃基或者在与哌啶骨架相反的一侧的末端具有与碳原子数1~1〇的醇生成的酯 部分的碳链部分的碳原子数为1~20的一元脂肪酸，k为1~3的整数。
[0028] 通过这样构成，能够得到耐候性更优异的光扩散膜。
[0029] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，（C)成分优选为σ-羟基苯乙酮型光聚 合引发剂。
[0030] 通过这样构成，能够在光的透射和扩散中，得到具有更良好的入射角度依赖性的 光扩散膜。
[0031] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，（A)成分优选为下述通式（2)表示的联 苯化合物。
[0032] 通式（2)中，R3~R12各自独立，R3~R 12中的至少一个为下述通式（3)表示的取代基， 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 意一个的取代基。
[0033] 通式⑶中，R13为氢原子或者甲基，碳原子数η为1~4的整数，重复数!11为1~10 的整数。
[0034] 通过这样构成，能够得到维持优异的耐候性、且在光的透射和扩散中具有进一步 良好的入射角度依赖性的光扩散膜。
[0035] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，优选在通式（2)中，R4~Rn中的任意一 个为通式（3)表示的取代基。
[0036] 通过这样构成，能够得到维持优异的耐候性、且在光的透射和扩散中具有更加良 好的入射角度依赖性的光扩散膜。
[0037] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，优选（B)成分为氨基甲酸酯（甲基）丙 烯酸酯，上述氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯的重均分子量为3000~20000的范围内的值，并 且，构成成分来自下述（B1)~(B3)成分，并且，以摩尔比计，按（BI)成分：(B2)成分：(B3)成 分=1~5 :1 :1~5的比例构成。
[0038] (BI)介由脂肪族环含有2个异氰酸酯基的化合物 (B2)聚亚烷基二醇 (B3)(甲基）丙烯酸羟基烷基酯 通过这样构成，能够得到维持优异的耐候性、且在光的透射和扩散中具有更加良好的 入射角度依赖性的光扩散膜。
[0039] 另外，本发明的其它方式的光扩散膜，是对光扩散膜用组合物照射活性能量射线 而成的光扩散膜，其特征在于，光扩散膜用组合物包含作为（A)成分的含有多个芳香环的 (甲基）丙烯酸酯、作为⑶成分的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯、作为（C)成分的光聚合 引发剂和作为（D)成分的受阻胺系光稳定剂，（A)成分的含量相对于（B)成分100重量份 为25~400重量份的范围内的值，并且，（C)成分的含量相对于（A)成分和（B)成分的总计 量（100重量份）为0.2~20重量份的范围内的值，并且，（D)成分的含量相对于（A)成分和 (B)成分的总计量（100重量份）为0. 1~10重量份的范围内的值。
[0040] 即，若为本发明的光扩散膜，由于是将规定的光扩散膜用组合物光固化而成，所以 能够制成在光的透射和扩散中具有良好的入射角度依赖性、并且长时间曝露于紫外线时也 难以发生黄变、耐候性优异的光扩散膜。
[0041] 另外，构成本发明的光扩散膜时，膜厚优选为60~700 的范围内的值。
[0042] 通过这样构成，能够得到维持优异的耐候性、且在光的透射和扩散中具有更加良 好的入射角度依赖性的光扩散膜。
[0043] 另外，构成本发明的光扩散膜时，优选膜厚为170 以上的值，并且利用具备碳 弧灯的褪色计，以50mW/cm2的照度在100小时的条件下照射中心波长为388nm的光的促进 耐候性试验前后的b *值的差即Ab *值为12以下的值。
[0044] 通过这样构成，能够得到耐候性更优异的光扩散膜。
[0045] 应予说明，b *值是构成CIE1976(L * a * b * )色空间的三轴中的一个参数，由 CIEXYZ的三刺激值xyz计算而得，但能够直接按照基于JIS B 7751的照射条件，使用上述 褪色计来进行测定。
【附图说明】
[0046] 图l(a)~(b)是为了说明在膜内具有百叶结构的光扩散膜的概略而提供的图。
[0047] 图2 (a)~(b)是为了说明在膜内具有百叶结构的光扩散膜的入射角度依赖性和各 向异性光扩散而提供的图。
[0048] 图3(a)~(b)是为了说明在膜内具有柱结构的光扩散膜的概略而提供的图。
[0049] 图4(a)~(b)是为了说明在膜内具有柱结构的光扩散膜的入射角度依赖性和各向 同性光扩散而提供的图。
[0050] 图5是为了说明受阻胺系光稳定剂的添加量与光扩散膜的耐候性的关系而提供 的图。
[0051] 图6(a)~(b)是为了说明百叶结构而提供的图。
[0052] 图7(a)~(b)是为了说明柱结构而提供的图。
[0053] 图8(a)~(c)是为了说明光扩散膜的制造方法的各步骤而提供的图。
[0054] 图9(a)~(b)是为了说明活性能量射线照射步骤而提供的图。
[0055] 图10(a)~(d)是为了说明活性能量射线照射步骤而提供的其它图。
[0056] 图11是为了表示光扩散膜的截面而提供的图。
[0057] 图12(a)~(e)是为了表示实施例1~4及比较例1的光扩散膜的耐候性而提供的照 片。
[0058] 图13(a)~(c)是为了表示构成光扩散膜用组合物的每个成分的耐候性而提供的 图。
[0059] 图14(a)~(c)是为了表示构成光扩散膜用组合物的每个成分的耐候性而提供的 其它图。
[0060] 图15是用于比较实施例4和比较例1的光扩散膜的耐候性而提供的照片。
[0061] 图16是用于比较实施例4的光扩散膜的初期和促进耐候性试验后的耐候性而提 供的照片。
[0062] 图17 (a)~(f)是为了显示实施例5~9和比较例1的光扩散膜的耐候性而提供的照 片。
[0063] 图18是为了比较实施例9和比较例1的光扩散膜的耐候性而提供的照片。
[0064] 图19是为了比较实施例9的光扩散膜的初期和促进耐候性试验后的耐候性而提 供的照片。
[0065]图20 (a)~(b)是为了比较实施例9的光扩散膜的初期和促进耐候性试验后的光扩 散特性而提供的照片。
[0066]图21 (a)~(b)是为了比较实施例9和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供的 图。
[0067] 图22是为了比较比较例1的光扩散膜的初期和促进耐候性试验后的耐候性而提 供的照片。
[0068] 图23是观察了比较例2的光扩散膜的表面的照片。
【具体实施方式】
[0069] [第1实施方式] 本发明的第1实施方式是一种光扩散膜用组合物，其特征在于，是包含作为（A)成分的 含有多个芳香环的（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和作为（D)成分的受阻胺系光稳定剂的光扩散膜用组合物，（A)成 分的含量相对于（B)成分100重量份为25~400重量份的范围内的值，并且，（C)成分的含 量相对于（A)成分和（B)成分的总计量（100重量份）为0.2~20重量份的范围内的值，并 且（D)成分的含量相对于（A)成分和（B)成分的总计量（100重量份）为0. 1~10重量份的 范围内的值。
[0070] 以下，适当参照附图具体说明本发明的第1实施方式，为了容易理解所述说明，首 先，对光扩散膜的光扩散的基本原理进行说明。
[0071] 1.光扩散膜的光扩散的基本原理 (1)各向异性光扩散 首先，使用图1~2对具有各向异性光扩散特性的光扩散膜进行说明。
[0072] 首先，图I (a)示出了各向异性光扩散膜10的俯视图（平面图），图I (b)示出了将 图I (a)所示的各向异性光扩散膜10沿虚线A-A在垂直方向进行切割，从沿箭头的方向观 察切割面时的各向异性光扩散膜10的剖视图。
[0073] 另外，图2 (a)表示在膜内具有百叶结构的各向异性光扩散膜10的全貌图，图2 (b) 表示从X方向观察图2(a)的各向异性光扩散膜10时的剖视图。
[0074] 如上述图I (a)的平面图所示，各向异性光扩散膜10具备百叶结构13,其是折射率 相对高的板状区域12与折射率相对低的板状区域14在沿膜面的任意一个方向交替平行配 置而成的。
[0075] 另外，如图I (b)的剖视图所示，折射率相对高的板状区域12和折射率相对低的板 状区域14分别具有规定的厚度，在相对于各向异性光扩散膜10的法线方向（膜厚方向） 也保持交替地平行配置的状态。
[0076] 由此，如图2(a)所示，推断入射光的入射角在光扩散入射角度区域内时，被各向 异性光扩散膜10所扩散。
[0077] 即，如图I (b)所示，推断入射光相对于各向异性光扩散膜10的入射角相对于百叶 结构13的边界面13'为平行至规定的角度范围的值，即为光扩散入射角度区域内的值时， 入射光（52、54)在方向发生改变的同时沿膜厚方向穿过百叶结构内的折射率相对高的板 状区域12的内部，从而，光射出面侧的光的行进方向变得不同。
[0078] 推断：其结果，入射光在光扩散入射角度区域内时，入射光被各向异性光扩散膜 10所扩散而成为扩散光（52\54')。
[0079] 另一方面，推断入射光相对于各向异性光扩散膜10的入射角超出光扩散入射角 度区域的情况下，如图1(b)所示，入射光56不被各向异性光扩散膜所扩散，直接透射各向 异性光扩散膜10而成为透射光56、
[0080] 应予说明，在本发明中，"光扩散入射角度区域"是指相对于光扩散膜，使来自点光 源的入射光的角度发生变化时，与射出扩散光相对应的入射光的角度范围。
[0081] 另外，如图2(a)及图4(a)所示，上述"光扩散入射角度区域"是指根据在光扩散 膜中的百叶结构等的折射率差、倾斜角等，每个该光扩散膜所决定的角度区域。
[0082] 根据以上的基本原理，具备百叶结构