光扩散膜和光扩散膜的制造方法_2

文档序号:9355012阅读:来源:国知局
本原理 首先,使用图1-2对光扩散膜的光扩散的基本原理进行说明。
[0095] 首先,图I(a)表示光扩散膜10的俯视图(平面图),图I(b)表示将图I(a)所示 的光扩散膜10沿着虚线A-A在垂直方向切断、沿箭头方向观察切断面时的光扩散膜10的 截面图。
[0096] 图2 (a)表不光扩散膜10的整体图,图2 (b)表不自X方向观察图2 (a)的光扩散 膜10时的截面图。
[0097] 如所述图I(a)的平面图所示,光扩散膜10具有包含折射率相对高的柱状物12、和 折射率相对低的区域14的柱结构13。
[0098] 如图I(b)的截面图所示,在光扩散膜10的垂直方向上,折射率相对高的柱状物 12、和折射率相对低的区域14分别具有规定的宽度,为交互配置的状态。
[0099] 由此,如图2(a)所示,可以推断入射角为光扩散入射角度区域内时,入射光由光 扩散膜10扩散。
[0100] 即可以推断,如图I(b)所示,当入射光对光扩散膜10的入射角为相对于柱结构13 的界面13a从平行至规定的角度范围内的值、S卩,为光扩散入射角度区域内的值时,入射光 (52、54)在柱结构内的相对高折射率的柱状物12的内部,一边变化方向一边沿着膜厚方向 穿出,由此,光射出面一侧的光的行进方向变得不一致。
[0101] 结果可推断,入射角在光扩散入射角度区域内时,入射光由光扩散膜10扩散,形 成扩散光(52'、54")。
[0102] 而入射光对光扩散膜10的入射角超出光扩散入射角度区域时,推断如图I(b)所 不,入射光56未被光扩散膜扩散,直接透射光扩散膜10,形成透射光56、
[0103] 本发明中,"光扩散入射角度区域"是指使来自点光源的入射光的角度相对于光扩 散膜变化时,与射出扩散光对应的入射光的角度范围。
[0104] 如图2(a)所示,所述"光扩散入射角度区域"是根据光扩散膜的柱结构的折射率 差、倾斜角等,由每种该光扩散膜确定的角度区域。
[0105] 根据以上基本原理,例如如图2(a)所示,具备了柱结构13的光扩散膜10可以在 光的透射和扩散中发挥入射角度依赖性。
[0106] 如图1-图2所示,具有柱结构13的光扩散膜通常具有"各向同性"。
[0107] 这里,本发明中"各向同性"是指,如图2(a)所示,在入射光由膜扩散时,被扩散的 射出光的在与膜平行的面(是指与膜的端面以外的面平行的面。以下相同。)内,该光的扩 散情况(扩散光扩展的形状)具有不根据同一面内的方向而变化的性质。
[0108] 更具体地说,如图2(a)所示,入射光由膜扩散时,被扩散的射出光的扩散情况为, 在与膜平行的面内为圆状。
[0109] 如图2(b)所示,本发明中,在提及入射光的"入射角〃 1"时,入射角〃 1是指在将 光扩散膜的入射一侧表面的法线的角度设为〇°时的角度(° )。
[0110] 本发明中,"光扩散角度区域"是指相对于光扩散膜,将点光源固定于入射光发生 最大扩散的角度,在该状态下所得的扩散光的角度范围。
[0111] 并且本发明中,"扩散光的开角"是上述"光扩散角度区域"的角度幅度(° ),如图 2(b)所示,是指在沿箭头X的方向观察膜的截面时的扩散光的开角〃2。
[0112] 可确认,光扩散角度区域的角度幅度(° )和光扩散入射角度区域的幅度大致相 同。
[0113] 如图2(a)所示,在入射光的入射角被包含在光扩散入射角度区域内时,即使在该 入射角不同的情况下,光扩散膜也可以使其在光射出面一侧形成大致同样的光扩散。
[0114] 因此,可以说所得光扩散膜具有将光集于规定位置的集光作用。
[0115] 关于在柱结构内的柱状物12内部的入射光的方向变化,除了可以考虑如图1(b) 所示的通过全反射而直线状曲折地方向变化的阶跃折射率型之外,还可以考虑曲线状地方 向变化的梯度折射率型的情况。
[0116] 图1(a)和(b)中,为了简便,是将折射率相对高的柱状物12与折射率相对低的区 域14的界面用直线表示,但实际上界面稍有蜿蜒,各柱状物形成伴随有分支和消失的复杂 的折射率分布结构。
[0117] 其结果可推断,不一致的光学特性分布提高了光扩散性。
[0118] 2.基本构成 接着使用附图,对本发明的光扩散膜的基本构成进行说明。
[0119] 如图3(a)_(b)所示,本发明的光扩散膜KT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13、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。
[0120] S卩,本发明的光扩散膜KT的特征在于:在膜内具有弯曲柱结构13、
[0121] 这里,图3(a)表示本发明的光扩散膜KT的整体图,图3(b)表示由X方向观察图 3(a)的光扩散膜KT时的截面图。
[0122] 根据与具有不具备弯曲的常规柱结构的光扩散膜同样的原理,这样的具有弯曲柱 结构13'的光扩散膜KT的光扩散特性是具有入射角度依赖性和各向同性。
[0123] 但是如图3(b)所示,具有弯曲柱结构13'的本发明的光扩散膜KT与具有常规柱 结构的光扩散膜相比,扩散光的开角〃2增大。
[0124] 其原因在于,可以解释为:弯曲柱结构以弯曲为界,在一片膜中具有柱状物的倾斜 角不同的2种柱结构。
[0125] 因此,入射的光在存在于上方的柱结构中扩散,该扩散光在存在于下方的柱结构 中进一步扩散,由此扩散光的开角〃2扩大。
[0126] 3.弯曲柱结构 本发明的光扩散膜的内部结构的特征在于,为上述的弯曲柱结构。
[0127] 如后所述,本发明的光扩散膜中,在来源于单一涂层的单一层的膜内形成弯曲柱 结构,并且所述弯曲柱结构是由一次活性能量射线照射形成的。
[0128] 以下对弯曲柱结构进行具体说明。
[0129] ⑴折射率 弯曲柱结构中,优选使折射率相对高的柱状物的折射率与折射率相对低的区域的折射 率之差为0.01以上的值。
[0130] 其理由是因为,通过使所述折射率之差为0.01以上的值,可以使入射光在弯曲柱 结构内稳定反射,使来源于弯曲柱结构的入射角度依赖性更为提高,可以明确地控制光扩 散入射角度区域与非光扩散入射角度区域的区别。
[0131] 更具体地说,是因为,所述折射率之差为低于0.01的值,则入射光在弯曲柱结构 内发生全反射的角度区域变狭窄,因此可能使得入射角度依赖性过度降低。
[0132] 因此,更优选使弯曲柱结构中的折射率相对高的柱状物的折射率与折射率相对低 的区域的折射率之差为〇. 05以上的值,进一步优选为0. 1以上的值。
[0133] 折射率相对高的柱状物的折射率与折射率相对低的区域的折射率之差越大越优 选,但从选择可形成弯曲柱结构的材料的角度考虑,可认为〇. 3左右为上限。
[0134] (2)最大直径 如图4 (a)所示,在弯曲柱结构中,优选使柱状物的截面的最大直径S为0. 1-15ym范 围内的值。
[0135] 其理由是因为,通过使所述最大直径为0. 1-15 y m范围内的值,可以使入射光在 弯曲柱结构内更稳定地反射,可以使来源于弯曲柱结构的入射角度依赖性更有效地提高。
[0136] 即是因为,所述最大直径为低于0.1 ym的值,则无论入射光的入射角度如何,可 能难以显示光扩散性。另一方面是因为,所述最大直径为超过15 y m的值,则在弯曲柱结构 内直线前进的光增加,扩散光的均匀性可能变差。
[0137] 因此,在弯曲柱结构中,更优选使柱状物截面的最大直径为0.5-10 ixm范围内的 值,进一步优选为1-5 y m范围内的值。
[0138] 柱状物的截面形状没有特别限定,例如优选为圆、椭圆、多边形、异形等。
[0139] 柱状物的截面是指用与膜表面平行的面切断而得的截面。
[0140] 柱状物的最大直径、长度等可通过光学数字显微镜观察来计测。
[0141] (3)柱状物间的距离 如图4 (a)所示,在弯曲柱结构中,优选使柱状物间的距离、即相邻的柱状物的间距P为0. 1-15 ym范围内的值。
[0142] 其理由是因为,通过使所述距离为0.1-15 ym范围内的值,可以使入射光在弯曲 柱结构内更稳定地反射,可以使来源于弯曲柱结构的入射角度依赖性进一步提高。
[0143]即是因为,所述距离为低于0.1 ym的值,则无论入射光的入射角度如何,可能难 以显示光扩散性。另一方面是因为,所述距离为超过15 y m的值,则在弯曲柱结构内直线前 进的光增加,扩散光的均匀性可能变差。
[0144] 因此,在弯曲柱结构中,更优选使柱状物间的距离为0.5-10 ym范围内的值,进一 步优选为1-5 y m范围内的值。
[0145] (4)厚度 弯曲柱结构的厚度、即,如图4(b)所示的膜面的法线方向的柱状物的长度L优选为50-700 ym范围内的值。
[0146] 其理由是因为:使弯曲柱结构的厚度为所述范围内的值,由此可稳定地确保沿着 膜厚方向的柱状物的长度,可以使入射光在弯曲柱结构内更稳定地反射,使来源于弯曲柱 结构的光扩散角度区域内的扩散光的强度均匀性进一步提高。
[0147]即是因为,所述弯曲柱结构的厚度L为低于50 ym的值,则柱状物的长度不足,在 弯曲柱结构内直线前进的入射光增加,可能难以获得光扩散角度区域内的扩散光的强度均 匀性。另一方面是因为,所述弯曲柱结构的厚度L为超过700 y m的值,则对光扩散膜用组合 物照射活性能量射线、形成弯曲柱结构时,光聚合的进行方向通过初期形成的柱结构扩散, 可能难以形成所需的弯曲柱结构。
[0148] 因此,更优选使弯曲柱结构的厚度为70-300 ym范围内的值,进一步优选为 80-200 ym范围内的值。
[0149] 本发明的光扩散膜如图4(b)所示,可以在膜厚方向整体形成弯曲柱结构(膜厚方 向长度L),也可以在膜的上端部、下端部中的至少一方具有柱结构未形成部分。
[0150] 如图4(b)所示,弯曲柱结构13'中,优选使比弯曲部更上方部分(在制造光扩散 膜时活性能量射线照射一侧的部分)的柱状物的长度La为5-200 y m范围内的值。
[0151]其理由是因为:通过使长度La为所述范围内的值,可以进一步有效地扩大扩散光 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。
[0152] 即是因为,长度La为低于5ym的值,则来源于上方部分的柱结构的扩散过于变 弱,可能难以有效地扩大扩散光的开角。另外,光扩散膜用组合物中的紫外线吸收剂的含量 越多,则长度La越有变短的倾向,因此反过来说的话,长度La过短意味着紫外线吸收剂的 含量非常多,此时,在使光扩散膜用组合物光固化时,膜发生收缩皱褶的可能性变高,控制 变困难。
[0153] 另一方面,长度La为超过200ym的值,则来源于上方部分的柱结构的扩散无法充 分获得。不过光扩散膜用组合物的紫外线吸收剂的含量越少,则长度La越有变长的倾向, 因此反过来说的话,长度La过长意味着紫外线吸收剂的含量非常少,这种情况下有下方部 分的柱结构未充分形成、无法充分获得将扩散光的开角扩大的效果的可能性。
[0154] 因此在弯曲柱状物中,更优选比弯曲部更上方部分的柱状物的长度La为 10-170ym范围内的值,进一步优选20-140ym范围内的值。
[0155] 还如图4(b)所示,弯曲柱结构13'中,优选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。
[0156] 其理由是因为:通过使长度Lb为所述范围内的值,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。
[0157] 即是因为,长度Lb为低于20ym的值,则来源于下方部分的柱结构的扩散变得过 弱,可能难以有效地扩大扩散光的开角。另一方面是因为,长度Lb为超过400ym的值,则 来源于下方部分的柱结构的扩散可充分获得,但光扩散膜的膜厚变得过厚,可能难以应用 于显示器用途。
[0158] 因此,弯曲柱结构中,更优选比弯曲部更下方部分的柱状物长度Lb为30-300 ixm 范围内的值,进一步优选40-200 y m范围内的值。
[0159] 优选上述长度La和Lb满足下述关系式(2)。
[0160] 0? 01 彡La/Lb彡 10 (2) 其理由是因为:通过长度La和Lb满足所述关系式,可以更为有效地扩大扩散光的开 角,使光扩散角度区域内的扩散光的强度均匀性提高。
[0161] 即是因为,La/Lb为低于0.01的值,则长度La变得过短,可能无法充分获得通过 柱结构的弯曲来扩大扩散光的开角的效果。另一方面是因为,La/Lb为超过10的值,则长 度Lb变得过短,可能无法充分获得通过柱结构的弯曲来扩大扩散光的开角的效果。
[0162] 因此,更优选长度La和Lb满足下述关系式(2J,进一步优选满足下述关系式 (2,,)。
[0163] 0? 1 彡La/Lb彡 8 (2,) 0? 2 彡La/Lb彡 6 (2 ") (5)倾斜角 另外,如图4 (b)所示,在弯曲柱结构中,优选柱状物12相对于膜厚方向以一定的倾斜 角林立。
[0164] 其理由是因为:通过使柱状物的倾斜角为一定的倾斜角,可以使入射光在弯曲柱 结构内更稳定地反射,使来源于弯曲柱结构的入射角度依赖性进一步提高。
[0165] 更具体地说,如图4 (b)所示,弯曲柱结构13'中,优选比弯曲部更上方部分的柱 状物的相对于膜面的法线的倾斜角〃a为0-30°范围内的值。
[0166] 其理由是因为:通过使倾斜角〃a为所述范围内的值,可以更有效地扩大扩散光 的开角。
[0167] 即是因为,倾斜角〃a为超过30°的值,则与其相伴,活性能量射线的入射角度绝 对值也增大,因此空气与涂层的界面处活性能量射线的反射比例增加,在形成弯曲柱结构 时,导致必须照射更高照度的活性能量射线。而活性能量射线真正以0°入射时,无法确定 发生弯曲的方向,结果有不发生弯曲的可能性。
[0168] 因此,在弯曲柱结构中,更优选比弯曲部更上方部分的柱状物的倾斜角〃a为 0.5-25°范围内的值,进一步优选1-20°范围内的值。
[0169] 倾斜角〃a是指,在用为垂直于膜面的面、且将1根柱状物整体沿着轴线切成2部 分的面将膜切断的情况下的截面中,测定的将相对于膜表面的法线的角度设为0°时的比 弯曲部更上方部分的柱状物的倾斜角(° ) 更具体地说,如图4(b)所示,倾斜角〃a表示弯曲柱结构的上端面的法线与比弯曲部 更上方部分的柱状物的最上部所成的角度中较狭窄一侧的角度。
[0170] 如图4(b)所示,以柱状物向左侧倾斜时的倾斜角为基准,柱状物向右侧倾斜时的 倾斜角标记为负。
[0171] 如图4(b)所示,弯曲柱结构13'中,优选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。
[0172] 其理由是因为:通过使倾斜角〃b为所述范围内的值,可以更有效地扩大扩散光 的开角。
[0173] 即是因为,倾斜角〃b为低于1°的值,则即使考虑与上方部分的柱结构的协同效 应,也可能难以充分获得扩大扩散光开角的效果。另一方面是因为,倾斜角〃b为超过60° 的值,则与其相伴,活性能量射线的入射角度绝对值也增大,因此空气与涂层的界面处的活 性能量射线的反射比例增加,在形成弯曲柱结构时,导致必须照射更高照度的活性能量射 线。另外是因为,如果考虑与上方部分的柱结构的协同效应,则即使不设为其以上的倾斜 角,也可以充分扩大扩散光的开角。
[0174] 因此,弯曲柱结构中,更优选比弯曲部更下方部分的柱状物的倾斜角〃b为 3-55°范围内的值,进一步优选为5-50°范围内的值。
[0175] 倾斜角的定义基本上与倾斜角同样。
[0176] 不过,倾斜角〃b是指弯曲柱结构的弯曲面的法线与比弯曲部更下方部分的柱状 物所成的角度中较狭窄一侧的角度。
[0177] 优选上述倾斜角Pa和%满足下述关系式(1): I^I〇b-^a| ^ 30 (1) 其理由是因为:通过倾斜角〃a和〃b满足所述关系式,可以进一步有效地扩大扩散光 的开角。
[0178] 即是因为,I〃b- 〃a|为低于1°的值,则与柱结构中未产生弯曲的情形同样,可 能难以获得扩大扩散光的开角的效果。另一方面是因为,I〃b_〃a|为超过30°的值,则分 别来源于上方部分的柱结构和下方部分的柱结构的扩散区域过于分离,反而可能难以获得 将扩散光的开角扩大的效果。
[0179] 因此,更优选倾斜角〃a和〃b满足
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1