光扩散膜和光扩散膜的制造方法_4

文档序号:9355012阅读:来源:国知局
二异氰酸酯可特别优选举出异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
[0266] 其理由是因为,可以对2个异氰酸酯基的反应性设定有效的差异。
[0267] 在形成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B2)成分的聚亚烷基二醇例 如可举出:聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中特别优选聚丙二醇。
[0268] 其理由是因为,如果为聚丙二醇,在使(B)成分固化时成为该固化物中的良好的 软链段,可以使光扩散膜的操作性或安装性有效提高。
[0269] (B)成分的重均分子量主要可通过(B2)成分的重均分子量调节。这里,(B2)成分 的重均分子量通常为2, 300-19, 500,优选4, 300-14, 300,特别优选6, 300-12, 300。
[0270] 在形成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B3)成分的(甲基)丙烯酸 羟基烷基酯例如可举出:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲 基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲 基)丙烯酸4-羟基丁酯等。
[0271] 从使所得氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的聚合速度降低、更有效地形成柱结构的 观点考虑,更特别优选甲基丙烯酸羟基烷基酯,进一步优选甲基丙烯酸2-羟基乙酯。
[0272] 通过(B1)-(B3)成分进行的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的合成可按照常规方法 实施。
[0273] 此时,优选使(BI)-(B3)成分的配合比例按照摩尔比为(BI)成分:(B2)成 分:(B3)成分=1-5:1:1-5的比例。
[0274] 其理由是因为,通过为所述配合比例,可有效地合成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸 酯,该氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是各(BI)成分所具有的一个异氰酸酯基与(B2)成分 所具有2个羟基反应并键合,并且(B3)成分所具有的羟基与2个(BI)成分分别具有的另 一个异氰酸酯基反应并键合而成的。
[0275] 因此,更优选使(B1)_(B3)成分的配合比例按照摩尔比为(BI)成分:(B2)成 分:(B3)成分=1-3:1:1-3的比例,进一步优选2:1:2的比例。
[0276] (2)-2重均分子量 还优选使(B)成分的重均分子量为3, 000-20, 000范围内的值。
[0277] 其理由是因为据推断,通过使(B)成分的重均分子量为规定范围,可以使(A)成分 和(B)成分的聚合速度产生规定差异,使两种成分的共聚性有效降低。
[0278] 其结果,在光固化时可以有效形成使来源于(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。
[0279] 即是因为,(B)成分的重均分子量为低于3, 000的值,则(B)成分的聚合速度加快, 接近(A)成分的聚合速度,容易与(A)成分发生共聚,结果可能难以有效形成柱结构。另一 方面是因为,(B)成分的重均分子量为超过20, 000的值,则难以形成柱结构,或其与(A)成 分的相容性过度降低,可能在涂布阶段析出(A)成分。
[0280] 因此,更优选使(B)成分的重均分子量为5, 000-15, 000范围内的值,进一步优选 为7, 000-13, 000范围内的值。
[0281] (B)成分的重均分子量可使用凝胶渗透色谱(GPC)测定。
[0282] ⑵_3单独使用 (B)成分可以是将分子结构或重均分子量不同的2种以上结合使用,但从抑制柱结构 中来源于(B)成分的区域的折射率的不均匀的观点考虑,优选只使用1种。
[0283] 即是因为,使用多种(B)成分时,来源于(B)成分的、折射率相对低的区域中的折 射率出现不均匀或升高,使得与来源于(A)成分的、折射率相对高的区域的折射率差可能 不均匀,或过度降低。
[0284] (2) -4 折射率 还优选使(B)成分的折射率为1. 4-1. 55范围内的值。
[0285] 其理由是因为,通过使(B)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。
[0286] 即是因为,(B)成分的折射率为低于1. 4的值,则虽然与(A)成分的折射率之差增 大,但与(A)成分的相容性变得极差,可能无法形成柱结构。另一方面是因为,(B)成分的 折射率为超过1. 55的值,则与(A)成分的折射率之差过小,可能难以获得所需的入射角度 依赖性。
[0287] 因此,更优选使⑶成分的折射率为1. 45-1. 54范围内的值,进一步优选为 1.46-1. 52范围内的值。
[0288] 上述(B)成分的折射率是指通过光照射固化之前的(B)成分的折射率。
[0289] 折射率例如可根据JISK0062测定。
[0290] 还优选使上述(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差为0. 01以上的值。
[0291] 其理由是因为,通过使所述折射率之差为规定范围内的值,可以获得具有光的透 射和扩散中更良好的入射角度依赖性、以及更宽的光扩散入射角度区域的光扩散膜。
[0292] 即是因为,所述折射率之差为低于0.01的值,则入射光在柱结构内发生全反射的 角度区域变狭窄,因此光扩散中的开角可能过度狭窄。另一方面是因为,所述折射率之差为 过大的值,则(A)成分与(B)成分的相容性过差,可能无法形成柱结构。
[0293] 因此,更优选使(A)成分的折射率与(B)成分的折射率之差为0. 05-0. 5范围内的 值,进一步优选〇. 1-0. 2范围内的值。
[0294] 这里所述(A)成分和(B)成分的折射率是指通过光照射固化之前的(A)成分和 (B)成分的折射率。
[0295] (2) -5 含量 优选使光扩散膜用组合物中的(B)成分的含量相对于光扩散膜用组合物的总量100重 量份为1〇_80重量份范围内的值。
[0296] 其理由是因为,(B)成分的含量为低于10重量份的值,则(B)成分相对于(A)成 分的存在比例减少,柱结构中来源于(B)成分的部分的宽度与来源于(A)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,(B)成分的含量为超过80重量份的值,则(B)成分相对于(A)成分的存在比例增 多,柱结构中来源于(B)成分的部分的宽度与来源于(A)成分的部分的宽度相比过大,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。
[0297] 因此,更优选使(B)成分的含量相对于光扩散膜用组合物的总量100重量份为 20-70重量份范围内的值,进一步优选为30-60重量份范围内的值。
[0298] (3) (C)成分 (3)_1种类 本发明的光扩散膜用组合物的特征在于:含有光聚合引发剂作为(C)成分。
[0299] 其理由是因为,对光扩散膜用组合物照射活性能量射线时,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。
[0300] 这里,光聚合引发剂是指通过紫外线等的活性能量射线的照射产生自由基种的化 合物。
[0301] 作为所述(C)成分的光聚合引发剂优选为选自a-羟基苯乙酮型光聚合引发剂、 a-氨基苯乙酮型光聚合引发剂和酰基氧化膦型聚合引发剂的至少一种。
[0302] 其理由是因为,如果是这些光聚合引发剂,则可以更明确地在柱结构中产生弯曲, 因此可以更有效地扩大所得光扩散膜中的扩散光的开角。
[0303] 即是因为据推断,如果是这些光聚合引发剂,可以在弯曲的柱结构形成时,有助于 促进(A)成分和(B)成分的分离并使其固化,使来源于(A)成分和(B)成分的区域的折射 率差更大。
[0304] 光聚合引发剂的具体例子例如可举出:苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯 偶姻异丙基醚、苯偶姻正丁基醚、苯偶姻异丁基醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2, 2-二甲氧 基_2_苯基苯乙酬、2, 2_二乙氧基_2_苯基苯乙酬、2_羟基_2_甲基-1-苯基丙烷-1-酬、 1- 羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羟 基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4, 4-二乙基氨基二苯 甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻吨 酮、2-乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2, 4-二甲基噻吨酮、2, 4-二乙基噻吨酮、苯偶酰二甲基缩 酮、苯乙酮二甲基缩酮、对二甲基氨苯甲酸酯、低聚[2-羟基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯 基)苯基]丙烷]等,可以单独使用其中的1种,也可以将2种以上组合使用。其中,优选 2- 羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮作为a-羟基苯乙酮型光聚合引发剂。
[0305] (3)_2含量 另外,其特征在于,使光扩散膜用组合物中的(C)成分的含量相对于(A)成分和(B)成 分的合计量(100重量份)为〇. 2-20重量份范围内的值。
[0306] 其理由是因为,通过使(C)成分的含量为所述范围内的值,与后述的(D)成分的作 用相结合,不会阻碍光扩散膜用组合物的固化,可以在形成于膜内的柱结构中产生弯曲,由 此可以有效地扩大所得光扩散膜中的扩散光的开角。
[0307] 即是因为,(C)成分的含量为低于0. 2重量份的值,则聚合起始点缺乏,因此可能 难以使膜充分固化。另一方面是因为,(C)成分的含量为超过20重量份的值,则虽然可以 使扩散光的开角充分扩大,但可能容易发生膜的黄变或耐久性降低。另外是因为,可能容易 发生涂层的表层的紫外线吸收过强,反而阻碍了固化,或光扩散膜用组合物的臭味变强,或 所得膜的初期黄色调增强等问题。
[0308] 因此,更优选使(C)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的合计量(100重量 份)为0. 5-15重量份范围内的值,进一步优选1-10重量份范围内的值。
[0309] (4)⑶成分 ⑷-1种类 另外,本发明的光扩散膜用组合物的特征在于,含有紫外线吸收剂作为(D)成分。
[0310] 其理由是因为,通过含有紫外线吸收剂作为(D)成分,在照射活性能量射线时,可 以在规定的范围内选择性吸收规定波长的活性能量射线。
[0311] 其结果,不会阻碍光扩散膜用组合物的固化,而如图3(a)_(b)所示,可以在形成 于膜内的柱结构中产生弯曲,由此可以有效地扩大所得光扩散膜中的扩散光的开角。
[0312] 这里,目前对于紫外线吸收剂使形成于膜内的柱结构产生弯曲的具体机理尚未充 分了解。但可以推测为如下机理。
[0313] S卩,根据经验可以确认,紫外线吸收剂的添加量越少,则弯曲的角度越小,扩散光 的开角越小。
[0314] 还可确认:在更接近于高压汞灯的主波长即365nm波长的位置具有峰的紫外线吸 收剂,以少的添加量产生弯曲。
[0315] 因此可以推断,通过紫外线吸收剂来控制由高压汞灯发出的紫外线的波长,S卩,由 高压汞灯发出的紫外线的各波长的强度比发生变化,则涂层中向膜厚方向下方的聚合进展 变慢,在进行了某种程度的聚合的深度,聚合的进行方向发生变化。
[0316] 可以认为使聚合的进行方向发生变化的因素是(A)成分和(B)成分的折射率差, 但在计算上,该折射率差不会产生实际确认的程度的弯曲。
[0317] 因此人们急需了解使聚合的进行方向发生变化的因素。
[0318] 优选(D)成分为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。
[0319] 其理由是因为,如果为这些紫外线吸收剂,则可以更明确地在柱结构中产生弯曲, 因此可以更有效地扩大所得光扩散膜中的扩散光的开角。
[0320] 即是因为确认,如果是在更接近于高压汞灯的主波长即365nm的波长的位置具有 峰的这些紫外线吸收剂,以少量添加即可产生弯曲。
[0321] 羟基苯基三嗪类紫外线吸收剂的具体例子可优选举出下式(5)-(9)所示的化合 物。


苯并三唑类紫外线吸收剂的具体例子可优选举出下式(10)所示的化合物。
[0323] [化 14]
(4)-2吸收波长 优选(D)成分对波长330-380nm的光具有吸收峰。
[0324] 其理由是因为,通过(D)成分具有这样的光吸收特性,可以进一步明确地在柱结 构中产生弯曲,因此可以进一步有效地扩大所得光扩散膜的扩散光的开角。
[0325] 即是因为,吸收峰为低于波长330nm的值,则对于由高压汞灯发出的主波长365nm 的紫外线中的各波长强度比的影响低,可能难以充分实现柱结构的弯曲、进而难以实现扩 散光的开角的扩大。另一方面是因为,吸收峰为超过波长380nm的值,则对于由高压汞灯发 出的紫外线的全波长区域的吸收增强,可能难以使膜充分固化。
[0326] 因此,更优选使(D)成分的吸收峰为波长335-375nm范围内的值,进一步优选为波 长340-370nm范围内的值。
[0327] (4) _3 含量 另外,其特征在于,相对于(A)成分和(B)成分的合计量(100重量份),使光扩散膜用 组合物的(D)成分的含量为低于2重量份的值(但0重量份除外)。
[0328] 其理由是因为,通过使(D)成分的含量为所述范围内的值,不会阻碍光扩散膜用 组合物的固化,可以在形成于膜内的柱结构中产生弯曲,由此可以有效地扩大所得光扩散 膜的扩散光的开角。
[0329] 即是因为,(D)成分的含量为2重量份以上的值,则光扩散膜用组合物的固化受到 阻碍,可能在膜表面产生收缩皱褶,或完全不固化。另一方面是因为,(D)成分的含量过少, 则可能难以对形成于膜内的柱结构产生足够的弯曲,难以有效地使所得光扩散膜的扩散光 的开角扩大。
[0330] 因此,更优选使(D)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的合计量(100重量 份)为0. 01-1. 5重量份范围内的值,进一步优选为0. 02-1重量份范围内的值。
[0331] (5)其它添加剂 在不损害本发明效果的范围内,可以适当添加上述化合物以外的添加剂。
[0332] 这样的添加剂例如可举出:受阻胺类光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、聚合促进 剂、阻聚剂、红外线吸收剂、增塑剂、稀释溶剂和流平剂等。
[0333] 优选这样的添加剂的含量通常相对于(A)成分和(B)成分的合计量(100重量份) 为0. 01-5重量份范围内的值,更优选为0. 02-3重量份范围内的值,进一步优选为0. 05-2 重量份范围内的值。
[0334] 2.工序(b):涂布工序 如图5(a)所示,所述工序是对加工片2涂布光扩散膜用组合物,形成涂层1的工序。
[0335] 加工片可以使用塑料膜、纸中的任意种类。
[0336] 其中,塑料膜可举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯类膜,聚乙烯膜、聚丙烯膜 等聚烯烃类膜,三乙酰纤维素膜等纤维素类膜,以及聚酰亚胺类膜等。
[0337] 纸例如可举出:玻璃纸、涂层纸和层合21纸等。
[0338] 考虑后述工序,优选加工片2为对热或活性能量射线的尺寸稳定性优异的塑料 膜。
[0339] 这样的塑料膜可优选举出上述中的聚酯类膜、聚烯烃类膜和聚酰亚胺类膜。
[0340] 对于加工片,为了在光固化后使所得光扩散膜容易从加工片上剥离,优选在加工 片中的光扩散膜用组合物涂布面一侧设置剥离层。
[0341] 所述剥离层可以使用有机硅类剥离剂、氟类剥离剂、醇酸类剥离剂、烯烃类剥离剂 等以往公知的剥离剂来形成。
[0342] 优选加工片的厚度通常为25-200ym范围内的值。
[0343] 在加工片上涂布光扩散膜用组合物的方法例如可通过刀涂法、辊涂法、棒涂法、刮 板涂布法、模头涂布法和凹版涂布法等以往公知的方法进行。
[0344] 此时,优选使涂层的膜厚为80-700ym范围内的值。
[0345]3?工序(c):活性能量射线的照射工序 如图5(b)所示,所述工序是对涂层1进行活性能量射线照射,在膜内形成弯曲柱结构, 制成光扩散膜的工序。
[0346] 更具体地说,在活性能量射线照射工序中,对于在加工片上形成的涂层照射光线 平行度高的平行光。
[0347] 这里,平行光是指所发射的光的方向从任意方向观察时均不具有扩展的大致平行 的光。
[0348] 更具体地说,优选例如如图6 (a)所示,在将来自点光源202的照射光50通过透镜 204制成平行光
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