光扩散膜和光扩散膜的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光扩散膜和光扩散膜的制造方法。
[0002] 特别涉及包含单一层的光扩散膜和光扩散膜的制造方法，所述单一层中，通过调 节多个柱结构区域中的柱状物倾斜角的组合，可以提高光扩散角度区域内的扩散光的强度 均匀性，或有效扩大光扩散角度区域。
【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，有人提出了对于来自特定 方向的入射光使其向特定的方向扩散，对于来自除此以外的方向的入射光则可以使其直接 直线前进透过的光扩散膜的应用。
[0004] 这样的光扩散膜已知有各种形式，特别是在膜内具有将折射率不同的多个板状区 域沿着膜面的任意一个方向交互配置而成的百叶结构的光扩散膜得到广泛应用（例如专 利文献1)。
[0005] S卩，专利文献1中公开了光控制板（光扩散膜）的制造方法，其特征在于，包含以 下工序：第1工序，其中，将包含多种各自的折射率有差异的、分子内具有1个以上的聚合性 碳-碳双键的化合物的树脂组合物保持为膜状，由特定方向照射紫外线，使该组合物固化； 第2工序，其中，在得到的固化物上将树脂组合物保持为膜状，由与第1工序不同的方向照 射紫外线而使其固化；还可根据需要将第2工序反复进行。
[0006] 作为另一类型的光扩散膜，膜内具有折射率相对高的多个柱状物林立于折射率相 对低的区域中而成的柱结构的光扩散膜得到广泛应用（例如专利文献2-3)。
[0007] S卩，专利文献2中公开了光控制膜（光扩散膜）的制造装置，该制造装置是与光固 化性树脂组合物膜隔离对置的方式配置线状光源，使光固化性树脂组合物膜和线状光源的 至少一方移动，同时由线状光源照射光，使光固化性树脂组合物膜固化，形成光控制膜（光 扩散膜），该制造装置的特征在于：线状光源的轴向与移动方向交叉，互相对置的多片薄板 状遮光构件在光固化性树脂组合物膜和线状光源之间、沿着与移动方向大致垂直的方向以 规定间隔设置，且遮光构件的与光固化性树脂组合物膜相反的一边分别设置为与移动方向 为同方向。
[0008] 专利文献3中公开了各向异性扩散介质（光扩散膜）的制造方法，该各向异性扩 散介质（光扩散膜）的制造方法是将含有光固化性化合物的组合物设计为片材状，由规定 方向P对该片材照射平行光线，使组合物固化，在片材的内部形成与方向P平行地延伸的多 个棒状固化区域的集合体，该制造方法的特征在于：在线状光源和片材之间，隔着沿方向P 平行配置的筒状物的集合，透过该筒状物进行光照射。
[0009] 进一步提出了在膜内同时具有上述的百叶结构和柱结构的光扩散膜（例如专利 文献4)。
[0010] 即，专利文献4公开了光扩散膜，该光扩散膜具有用于使入射光各向异性扩散的 第1结构区域、和用于使入射光各向同性扩散的第2结构区域，该光扩散膜的特征在于：第 1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互平行配置而成的百叶结构区 域，第2结构区域是使与该介质物的折射率不同的多个柱状物林立于介质物中而成的柱结 构区域。
[0011] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开昭63-309902号公报（权利要求书） 专利文献2 :日本特开2009-173018号公报（权利要求书） 专利文献3 :日本特开2005-292219号公报（权利要求书） 专利文献4 :日本特开2012-141593号公报（权利要求书）。
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的课题 但是，发现由专利文献1的制造方法得到的具有百叶结构的光扩散膜有以下问题：在 入射光所含的成分中，对于与沿着膜面的任意一个方向延展的百叶结构的朝向垂直相交的 成分可以充分扩散，但是对于与百叶结构的朝向平行的成分则难以充分扩散。
[0013] 因此发现以下问题，例如在作为反射型液晶显示装置的光控制板使用时，一片光 扩散膜无法获得充分的视角，因此必须将光扩散膜多片层合。
[0014] 由于是将多个百叶结构依次形成的层合结构，因此虽然可以提高光扩散角度区域 内的扩散光强度的均匀性，或有效地扩大光扩散角度区域，但是发现有制造繁杂且膜厚增 厚、图像容易产生模糊、容易发生层间剥离的问题。
[0015] 该光扩散膜的特征是通过百叶结构形成各向异性光扩散，但还发现在光扩散入射 角度区域和非光扩散入射角度区域之间、光扩散情况发生急剧转换的问题。
[0016] 而由专利文献2的制造装置或专利文献3的制造方法得到的具有柱结构的光扩散 膜与专利文献1的情形不同，虽然可以使入射光各向同性扩散，但是膜内的柱结构单一，因 此有光扩散角度区域内的扩散光的强度不均匀、容易使得光扩散角度区域不足的问题。
[0017] 因此，例如在作为反射型液晶显示装置的光控制板使用时，仍然发现有一片光扩 散膜无法获得足够的视角，因此必须将多片光扩散膜层合的问题。
[0018] 而专利文献4所述的同时具有百叶结构和柱结构的光扩散膜发现有在光扩散入 射角度区域和非光扩散入射角度区域之间、光的扩散情况发生急剧转换的问题。
[0019] 因此，例如作为反射型液晶显示装置的光控制板使用时，在将显示器相对于入射 光缓慢地倾斜时，发现有显示的明暗转换急剧、观看显示器画面的人产生不舒服的感觉的 问题。
[0020] 因此本发明的发明人等根据以上情况进行了深入的研究，发现：通过在同一膜内 形成第1柱结构区域和第2柱结构区域，可以提高光扩散角度区域内扩散光的强度均匀性， 或有效扩大光扩散角度区域，从而完成了本发明。
[0021] S卩，本发明的目的在于提供：包含单一层的光扩散膜及其制造方法，所述单一层 中，通过调节多个柱结构区域中的柱状物的倾斜角的组合，可提高光扩散角度区域内扩散 光的强度的均匀性，或有效扩大光扩散角度区域。
[0022] 解决课题的方案 根据本发明，提供具有单一层的光扩散层的光扩散膜，该单一层的光扩散层沿着膜膜 厚方向自下方起依次具有使折射率相对高的多个柱状物林立于折射率相对低的区域中而 成的第1柱结构区域和第2柱结构区域，从而可解决上述问题。
[0023] S卩，如果是本发明的光扩散膜，则具有第1柱结构区域和第2柱结构区域。
[0024]因此，通过使各柱结构区域所具有的柱状物的倾斜角不同，可以有效扩大光扩散 角度区域。
[0025] 而在使各柱结构区域所具有的柱状物的倾斜角重复时，虽然对于光扩散角度区域 的扩大的贡献少，但是可以将膜厚方向上柱状物的总体长度稳定延长。因此，可以使光扩散 角度区域内的扩散光的强度的均匀性提高。
[0026] 并且本发明的光扩散膜是在单一层中具有第1和第2柱结构区域，因此可以根本 性地抑制层间剥离的发生。
[0027] 在构成本发明的光扩散膜时，优选具有第1柱结构区域的上端部与第2柱结构区 域的下端部重叠的重复柱结构区域。
[0028] 通过这样的构成，可以抑制各柱结构区域之间的柱结构未形成部分的散射光的发 生，使光扩散角度区域内的扩散光的强度的均匀性进一步提高。
[0029] 在构成本发明的光扩散膜时，优选重复柱结构区域是分别来自第1柱结构区域和 第2柱结构区域的柱状物中任一方的前端与来自另一方的柱结构区域的柱状物的前端附 近接触而成的。
[0030] 通过这样的构成，可以在有限的膜膜厚内高效地配置柱结构，可以使光扩散角度 区域内的扩散光的强度的均匀性提高，同时使光扩散角度区域更有效地扩大。
[0031] 在构成本发明的光扩散膜时，优选使重复柱结构区域的厚度为1-40ym范围内的 值。
[0032] 通过这样的构成，可以抑制重复柱结构区域的第1柱结构区域和第2柱结构区域 的重叠部分中散射光的发生，可以更稳定地保持光扩散角度区域内扩散光的强度均匀性。
[0033] 在构成本发明的光扩散膜时，优选使重复柱结构区域的厚度相对于膜膜厚（100%) 为0.1-10%范围内的值。
[0034] 通过这样的构成，可以将重复柱结构区域的第1柱结构区域和第2柱结构区域的 重叠情况调节为更良好的范围，因此可以抑制各柱结构区域的重复部分中散射光的发生， 可进一步稳定地保持光扩散角度区域内的扩散光的强度均匀性。
[0035] 在构成本发明的光扩散膜时，在重复柱结构区域中，优选使分别来自第1柱结构 区域和第2柱结构区域的柱状物的倾斜角之差的绝对值为r以上的值。
[0036] 通过这样的构成，可以更有效扩大光扩散角度区域。
[0037] 在构成本发明的光扩散膜时，优选第1柱结构区域和第2柱结构区域中的柱状物 的主成分为含有多个芳环的（甲基）丙烯酸酯聚合物，折射率相对低的区域的主成分为氨 基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯的聚合物。
[0038] 通过这样的构成，可以更明确地形成第1和第2柱结构区域。
[0039] 本发明的又一方案是光扩散膜的制造方法，其特征在于：该制造方法含有下述工 序（a)-(d): (a)准备光扩散膜用组合物的工序 (b)对加工片涂布光扩散膜用组合物，形成涂层的工序 (C)对涂层进行第1活性能量射线照射，在涂层的下方部分形成第1柱结构区域，同时 在涂层上方部分残留柱结构未形成区域的工序 (d)对涂层进行第2活性能量射线照射，在柱结构未形成区域形成第2柱结构区域的工 序 即，根据本发明的光扩散膜的制造方法，对于由规定的光扩散膜用组合物形成的涂层 进行第1和第2活性能量射线照射，由此通过适当调节各活性能量射线照射的照射角度，可 以容易地调节第1和第2柱结构区域中的柱状物的倾斜角的组合。
[0040] 而且，由于在单一层中形成第1和第2柱结构区域，因此可以根本性地抑制所得光 扩散膜中的层间剥离的发生。
[0041] 在实施本发明的光扩散膜的制造方法时，优选在氧存在气氛下实施第1活性能量 射线照射，并且在非氧气氛下实施第2活性能量射线照射。
[0042] 通过这样实施，可以在涂层的下方部分有效形成第1柱结构区域，同时利用氧阻 聚（oxygeninhibition)的影响，可在涂层的上方部分稳定地残留柱结构未形成区域。
[0043] 另一方面，在所得的柱结构未形成区域，可以抑制氧阻聚的影响，有效地形成第2 柱结构区域。
【附图说明】
[0044] [图1]图l(a)_(b)是为了说明膜内具有柱结构的光扩散膜的概略而提供的图。
[0045] [图2]图2(a)_(b)是为了说明膜内具有柱结构的光扩散膜的入射角度依赖性、各 向同性光扩散和开角而提供的图。
[0046] [图3]图3(a)_(b)是为了说明本发明的光扩散膜的入射角度依赖性和开角而提 供的图。
[0047] [图4]图4(a)_(c)是为了对本发明的光扩散膜的方案进行说明而提供的图。
[0048] [图5]图5(a)_(c)是为了说明柱结构区域的方案而提供的图。
[0049] [图6]图6(a)_(c)是为了说明重复柱结构区域而提供的图。
[0050] [图7]图7(a)_(c)是为了说明本发明的制造方法的概略而提供的图。
[0051] [图8]图8(a)_(d)是为了对平行光的照射进行说明而提供的图。
[0052] [图9]图9是为了对平行光的照射角进行说明而提供的图。
[0053] [图10]图10 (a)-(b)是实施例1的光扩散膜的截面的示意图和照片。
[0054] [图11]图11 (a)-(q)是为了说明实施例1的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
[0055] [图12]图12 (a)-(b)是实施例2的光扩散膜的截面的示意图和照片。
[0056] [图13]图13(a)_(v)是为了说明实施例2的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
[0057] [图14]图14 (a)-(b)是实施例3的光扩散膜的截面的示意图和照片。
[0058] [图15]图15(a)_(x)是为了说明实施例3的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
[0059] [图16]图16(a)_(b)是比较例1的光扩散膜的截面的示意图和照片。
[0060] [图17]图17(a)_(q)是为了说明比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
[0061] [图18]图18(a)_(b)是比较例2的光扩散膜的截面的示意图和照片。
[0062] [图19]图19(a)_(p)是为了说明比较例2的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
【具体实施方式】
[0063] [第1实施方式] 本发明的第1实施方式是具有单一层的光扩散层的光扩散膜，该单一层的光扩散层是 沿着膜的膜厚方向自下方依次具有使折射率相对高的多个柱状物林立于折射率相对低的 区域中而成的第1柱结构区域和第2柱结构区域。
[0064] 以下适当参照附图，对本发明的第1实施方式的光扩散膜进行具体说明。
[0065] 1?光扩散膜的光扩散的基本原理 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。
[0066] 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、沿箭头方向观察截面时的光扩散膜10的截 面图。
[0067] 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。
[0068] 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。
[0069] 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。
[0070] 由此可以推断，如图2(a)所示，入射角为光扩散入射角度区域内时，入射光经光 扩散膜10扩散。
[0071] 即可以推断，如图1(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13'从平行至规定的角度范围的值、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。
[0072] 结果，入射角在光扩散角度区域内时，入射光由光扩散膜10扩散，形成扩散光 (52，、54，）。
[0073] 而入射光相对于光扩散膜10的入射角为光扩散入射角度区域之外时，推断如图 I(b