光扩散膜和光扩散膜的制造方法_3

文档序号:9355012阅读:来源:国知局
下述关系式(H,进一步优选满足下述关系式 (广)。
[0180] 3 ^I〇b- 〇a\^ 25 (D 5 ^I9b~ 9a\^ 20 (广) 4.膜厚 优选使本发明的光扩散膜的膜厚为60-700ym范围内的值。
[0181] 其理由是因为:光扩散膜的膜厚为低于60ym的值,则在弯曲柱结构内直线前进 的入射光增加,可能难以显示光扩散。另一方面是因为,光扩散膜的膜厚为超过700ym的 值,则在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,光聚合的进行方向是 沿着初期形成的柱结构扩散,可能难以形成所需的弯曲柱结构。
[0182] 因此,更优选使光扩散膜的膜厚为90_450ym范围内的值,进一步优选为 120-250ym范围内的值。
[0183] 5.扩散光的开角 优选本发明的光扩散膜中扩散光的开角为45°以上的值。
[0184] 其理由是因为:即使柱结构不具有弯曲的情况下,也可以实现低于45°的扩散光 的开角。
[0185] 即是因为,扩散光的开角为低于45°的值,则在将光扩散膜用于显示器时,扩散光 的开角不足,因此1片光扩散膜不能获得充分的性能,导致必须使用多片光扩散膜。另一方 面是因为,扩散光的开角过大,则在将光扩散膜用于反射型液晶显示器或投影仪屏幕等用 途时,扩散光过宽,因此可能使图像显示光整体变暗。
[0186]因此,更优选使本发明的光扩散膜的扩散光的开角为5-90°范围内的值,进一步 优选为55-80°范围内的值。
[0187] 6.粘合剂层 本发明的光扩散膜可在其一面或两面具备用于与被粘体层合的粘合剂层。
[0188] 构成所述粘合剂层的粘合剂没有特别限定,可以使用以往公知的丙烯酸类、有机 硅类、氨基甲酸酯、橡胶类等的粘合剂。
[0189][第2实施方案] 本发明的第2实施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,其中,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,所述光扩散膜的制造方法的特征在于: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。
[0190] 以下参照附图,以与第1实施方案不同的点为中心对本发明的第2实施方案进行 具体说明。
[0191] 1.工序(a):光扩散膜的准备工序 所述工序是准备规定的光扩散膜用组合物的工序。
[0192] 更具体地说,是将(A)-(D)成分和根据需要的其它添加剂进行混合的工序。
[0193] 混合时,可在室温下直接搅拌,但从提高均匀性的观点考虑,例如优选在40-80°C 的加温条件下搅拌,制成均匀的混合液。
[0194] 还优选进一步加入稀释溶剂,以达到适合涂布所需的粘度。
[0195] 以下对光扩散膜用组合物更具体地进行说明。
[0196] (I) (A)成分 ⑴-1种类 本发明的光扩散膜用组合物的特征在于:含有含多个芳环的(甲基)丙烯酸酯作为 (A)成分。
[0197] 其理由是因为据推断,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯作为(A)成分,可以使 (A)成分的聚合速度比(B)成分的聚合速度快,使这些成分之间的聚合速度产生规定的差 异,使两种成分的共聚性有效降低。
[0198] 其结果,在光固化时,可以有效地形成使来源于(A)成分的、折射率相对高的多个 柱状物林立于来源于(B)成分的、折射率相对低的区域中而成的柱结构。
[0199] 还推断,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯作为(A)成分,在单体阶段,其与(B) 成分具有充分的相容性,但在聚合的过程中,在多个相关的阶段中,其与(B)成分的相容性 降低至规定范围,可以更有效地形成柱结构。
[0200] 并且,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯作为(A)成分,可以提高柱结构中来源于 (A)成分的区域的折射率,将其与来源于(B)成分的区域的折射率之差调节至规定以上的 值。
[0201] 因此,通过含有特定的(甲基)丙烯酸酯作为(A)成分,与后述的(B)成分的特性 相结合,可有效地获得包含来源于(A)成分的折射率相对高的区域、和来源于(B)成分的折 射率相对低的区域的柱结构。
[0202] "含有多个芳环的(甲基)丙烯酸酯"是指在(甲基)丙烯酸酯的酯残基部分具有 多个芳环的化合物。
[0203] "(甲基)丙烯酸"是指丙烯酸和甲基丙烯酸两者。
[0204] 这样的作为(A)成分的含多个芳环的(甲基)丙烯酸酯例如可举出:(甲基)丙 烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸萘基酯、(甲基)丙烯酸蒽基酯、(甲基)丙烯酸苄基苯基酯、 (甲基)丙烯酸联苯氧基烷基酯、(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、或芳环上的一部分氢原子被卤素、烷基、 烷氧基、卤代烷基等取代所得的化合物等。
[0205] 作为(A)成分的含多个芳环的(甲基)丙烯酸酯优选含有含联苯环的化合物,特 别优选含有下述通式(1)所示的联苯化合物。
[0206] [化 5]
(通式⑴中,R1-Rw各自独立,R1-Rw中的至少一个为下述通式⑵所示的取代基,其 余为氢原子、羟基、羧基、烷基、烷氧基、氟以外的卤代烷基、羟基烷基、羧基烷基和氟以外的 卤素原子中的任意取代基)。
[0207] [化 6]
(通式⑵中,Rn为氢原子或甲基,碳原子数n为1-4的整数,重复数m为1-10的整 数)。
[0208] 其理由是因为据推断,通过含有具特定结构的联苯化合物作为(A)成分,可以使 (A) 成分和(B)成分的聚合速度产生规定差异,使(A)成分与(B)成分的相容性降低至规定 范围,使两种成分之间的共聚性进一步降低。
[0209] 还可以提高柱结构中来源于(A)成分的区域的折射率,更容易地将其与来源于 (B) 成分的区域的折射率之差调节为规定以上的值。
[0210] 通式(1)中的R1-Rw含有烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基烷基和羧基烷基中的任意 基团时,优选使该烷基部分的碳原子数为1-4范围内的值。
[0211] 其理由是因为,所述碳原子数为超过4的值,则(A)成分的聚合速度降低,或来源 于(A)成分的区域的折射率过于降低,可能难以有效地形成柱结构。
[0212] 因此,通式(1)中的R1-Rw含有烷基、烷氧基、卤代烷基、羟基烷基和羧基烷基中的 任意基团时,更优选使该烷基部分的碳原子数为1-3范围内的值,进一步优选为1-2范围内 的值。
[0213] 优选通式⑴中的R1-Rw为卤代烷基和卤素原子以外的取代基,即,为不含卤素的 取代基。
[0214] 其理由是因为,在光扩散膜进行焚烧等时可防止二噁英的产生,从环境保护的观 点考虑优选。
[0215] 在以往的光扩散膜中,在获得规定的柱结构时,为了使单体成分实现高折射率,通 常是在单体成分中进行卤素取代。
[0216] 关于该点,如果是通式(1)所示的联苯化合物,即使不进行卤素取代也可以实现 高折射率。
[0217]因此,如果是本发明的将光扩散膜用组合物光固化而成的光扩散膜,即使不含卤 素,也可发挥良好的入射角度依赖性。
[0218] 还优选通式(1)中的R2-R9中的任意一个为通式(2)所示的取代基。
[0219] 其理由是因为,通过使通式(2)所示的取代基的位置为R1和Rw以外的位置,在光 固化之前的阶段中,(A)成分之间发生取向,可有效防止结晶。
[0220] 并且在光固化前的单体阶段为液状,即使不使用稀释溶剂等,在表观上也可以与 (B)成分均勾混合。
[0221] 由此,是因为,在光固化阶段,可以使(A)成分和(B)成分以微细水平发生凝聚? 相分离,可以更有效地获得具备柱结构的光扩散膜。
[0222] 进一步基于同样的观点,特别优选通式(1)中的R3、R5、R6和R8中的任意一个为通 式⑵所示的取代基。
[0223] 还优选使通式(2)所示的取代基中的重复数m通常为1-10的整数。
[0224] 其理由是因为,重复数m为超过10的值,则连接聚合部位和联苯环的氧基亚烷基 链变得过长,可能阻碍聚合部位的(A)成分之间的聚合。
[0225] 因此,更优选使通式(2)所示的取代基中的重复数m为1-4的整数,特别优选1-2 的整数。
[0226] 基于同样的观点,优选使通式(2)所示的取代基中的碳原子数n通常为1-4的整 数。
[0227] 作为聚合部位的聚合性碳-碳双键的位置与联苯环过近,则联苯环形成空间位 阻,再考虑到(A)成分的聚合速度降低的情况,更优选使通式(2)所示的取代基中的碳原子 数n为2-4的整数,特别优选为2-3的整数。
[0228] 通式(1)所示的联苯化合物的具体例子可优选举出下式(3)-(4)所示的化合物。
还优选使(A)成分的分子量为200-2, 500范围内的值。
[0230] 其理由是因为据推断,通过使(A)成分的分子量为规定的范围,可以进一步加快 (A)成分的聚合速度,更有效地降低(A)成分与(B)成分的共聚性。
[0231] 其结果,在进行光固化时,可以更有效地形成使来源于(A)成分的、折射率相对高 的多个柱状物林立于来源于(B)成分的、折射率相对低的区域中而成的柱结构。
[0232] 即是因为,(A)成分的分子量为低于200的值,则推断空间位阻变小,因此容易发 生与(B)成分的共聚,其结果可能难以有效地形成柱结构。另一方面是因为,(A)成分的分 子量为超过2, 500的值,则推断随着与(B)成分的分子量之差的减小,(A)成分的聚合速度 降低,接近于(B)成分的聚合速度,容易发生与(B)成分的共聚,其结果可能难以有效地形 成柱结构。
[0233] 因此,更优选使(A)成分的分子量为240-1,500范围内的值,进一步优选为 260-1,000范围内的值。
[0234] (A)成分的分子量可由从分子组成和构成原子的原子量得到的计算值求出。
[0235] (1) _3单独使用 本发明的光扩散膜用组合物的特征在于含有(A)成分作为形成柱结构中折射率相对 高的区域的单体成分,优选(A)成分以单独成分构成。
[0236] 其理由是因为,通过这样的构成,可以有效地抑制来源于(A)成分的区域中的折 射率的不均匀,可更有效地获得具备柱结构的光扩散膜。
[0237] S卩,⑷成分相对于⑶成分的相容性低时,例如⑷成分为卤素类化合物等时, 可以结合使用其它(A)成分(例如非卤素类化合物等)作为使(A)成分与(B)成分相容的 第3成分。
[0238] 但是这种情况下,由于所述第3成分的影响,来源于(A)成分的、折射率相对高区 域中的折射率可能不均匀,或容易降低。
[0239] 其结果,与来源于(B)成分的、折射率相对低的区域的折射率之差可能不均匀,或 容易过度降低。
[0240] 因此,优选选择与(B)成分具有相容性的高折射率的单体成分,将其作为单独的 (A)成分使用。
[0241] 例如,如果是作为(A)成分的式(3)所示的联苯化合物,则由于低粘度,因此与(B) 成分具有相容性,从而可作为单独的(A)成分使用。
[0242] (1)-4 折射率 还优选使(A)成分的折射率为1. 5-1. 65范围内的值。
[0243] 其理由是因为,通过使(A)成分的折射率为所述范围内的值,可以更容易地调节 来源于(A)成分的区域的折射率与来源于(B)成分的区域的折射率之差,更有效地获得具 备柱结构的光扩散膜。
[0244] 即是因为,(A)成分的折射率为低于1. 5的值,则与(B)成分的折射率之差过小, 可能难以获得有效的光扩散角度区域。另一方面是因为,(A)成分的折射率为超过1. 65的 值,则虽然与(B)成分的折射率之差增大,但可能与(B)成分连表观上的相容状态也难以形 成。
[0245] 因此,更优选使(A)成分的折射率为1. 52-1. 62范围内的值,进一步优选1. 56-1. 6 范围内的值。
[0246] 上述(A)成分的折射率是指通过光照射进行固化之前的(A)成分的折射率。
[0247] 折射率例如可根据JISK0062测定。
[0248] (1)-5 含量 另外,特征在于,光扩散膜用组合物中(A)成分的含量相对于100重量份后述(B)成分 为25-400重量份范围内的值。
[0249] 其理由是因为,(A)成分的含量为低于25重量份的值,则(A)成分相对于⑶成 分的存在比例减少,图1(b)的截面图所示的柱结构中的来源于(A)成分的部分的宽度与来 源于(B)成分的部分的宽度相比过小,即使得到弯曲也可能难以获得具有充分的扩散光的 开角的柱结构。另一方面是因为,(A)成分的含量为超过400重量份的值,则(A)成分相对 于(B)成分的存在比例增多,柱结构中来源于(A)成分的部分的宽度与来源于(B)成分的 部分的宽度比较过大,即使得到弯曲也可能难以获得具有充分的扩散光的开角的柱结构。
[0250] 因此,更优选使(A)成分的含量相对于100重量份⑶成分为40-300重量份范围 内的值,进一步优选为50-200重量份范围内的值。
[0251] ⑵⑶成分 ⑵-1种类 本发明的光扩散膜用组合物的特征在于:含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作为(B) 成分。
[0252] 其理由是因为,如果为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,则不仅可更容易地调节来源 于(A)成分的区域的折射率与来源于(B)成分的区域的折射率之差,还可以有效抑制来源 于(B)成分的区域的折射率的不均匀,更有效地获得具备柱结构的光扩散膜。
[0253](甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。
[0254] 首先,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯由(BI)至少含有2个异氰酸酯基的化合物, (B2)多元醇化合物、优选二醇化合物、特别优选聚亚烷基二醇,以及(B3)(甲基)丙烯酸羟 基烷基酯形成。
[0255] (B)成分中也含有具有氨基甲酸酯键的重复单元的低聚物。
[0256] 其中,作为(BI)成分的至少含有2个异氰酸酯基的化合物例如可举出:2, 4-甲苯 二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异氰酸酯、1,3-苯二甲撑二异氰酸酯、1,4-苯二甲撑二异氰酸酯 等芳族多异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯等脂族多异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、 氢化二苯基甲烷二异氰酸酯等脂环式多异氰酸酯,以及它们的缩二脲体、异氰脲酸酯体,进 一步举出与乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油等含活性氢的低分子化合物 的反应物即加合物(例如苯二甲撑二异氰酸酯类3官能加合物)等。
[0257] 以上所述中,特别优选为脂环式多异氰酸酯。
[0258] 其理由是因为,如果为脂环式多异氰酸酯,与脂族多异氰酸酯相比,容易通过立体 构象等的关系对各异氰酸酯基的反应速度设置差异。
[0259] 由此,可以抑制(BI)成分只与(B2)成分反应、或(BI)成分只与(B3)成分反应, 可以使(BI)成分与(B2)成分和(B3)成分确实地反应,可以防止过量的副产物的产生。
[0260] 其结果,可以有效地抑制柱结构中来源于(B)成分的区域、即低折射率区域的折 射率不均匀。
[0261] 如果为脂环式多异氰酸酯,与芳族异氰酸酯相比,可以使所得(B)成分和(A)成分 的相容性降低至规定范围,更有效地形成柱结构。
[0262] 并且如果为脂环式多异氰酸酯,与芳族多异氰酸酯相比,可以使所得(B)成分的 折射率减小,因此可以使其与(A)成分的折射率之差增大,更确实地表现光扩散性,同时可 以进一步有效地形成光扩散角度区域内的扩散光均匀性高的柱结构。
[0263] 在这样的脂环式多异氰酸酯中,优选为经由脂族环含有2个异氰酸酯基的化合 物。
[0264] 其理由是因为,如果为这样的脂环式二异氰酸酯,则(B2)成分与(B3)成分定量反 应,可获得单一的(B)成分。
[0265] 这样的脂环式
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