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] 特别是涉及能够有效地扩大得到的光扩散膜的扩散光的开口角的光扩散膜用组 合物及将其光固化而成的光扩散膜。
【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、对于来自其他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着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]S卩，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（11)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（11)中，RalRa10各自独立，Ra^Ra10中的至少一个为下述通式（12)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。
[0011]通式（12)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。
[0012] 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。
[0013] 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】
[0014] 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 膜虽然与光聚合引发剂的添加量、作为（B)成分的氨基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯的重均分 子量或者涂布层的温度这样的条件相关，但有时得到的光扩散膜的扩散光的开口角等根据 光学技术领域的用途而不充分。
[0015] 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、光聚合引发剂和 紫外线吸收剂后，进行光固化，能够得到使扩散光的开口角有效地扩大的光扩散膜，从而完 成了本发明。
[0016] S卩，本发明的目的在于提供一种能够有效扩大得到的光扩散膜的扩散光的开口角 的光扩散膜用组合物和将其光固化而成的光扩散膜。
[0017] 根据本发明，提供一种光扩散膜用组合物，其特征在于，是用于得到在膜内部具有 在折射率相对低的区域中具备折射率相对高的多个区域的内部结构、且折射率相对高的多 个区域在沿膜的膜厚方向的中间点弯曲的光扩散膜的光扩散膜用组合物，包含作为（A)成 分的含有多个芳香环的（甲基）丙烯酸酯、作为（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)成分的紫外线吸收剂，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，（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）为小于2重量份的值，从而能够解决上述 问题。
[0018] S卩，若为本发明的光扩散膜用组合物，则由于含有作为（A)成分的具有特定的结 构的（甲基）丙烯酸酯，并且包含作为⑶成分的氨基甲酸酯（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。
[0019] 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。
[0020] 因此，照射活性能量射线时，能够使㈧成分和⑶成分高效相分离且光固化，能 够在膜内明确形成百叶结构、柱结构等规定的内部结构。
[0021] 另外，若为本发明的光扩散膜用组合物，由于含有作为（D)成分的规定量的紫外 线吸收剂，所以在照射活性能量射线时，能够在规定的范围选择性吸收规定波长的活性能 量射线。
[0022] 其结果，不阻碍光扩散膜用组合物的固化，能够使形成于膜内的规定的内部结构 发生弯曲，由此，能够有效扩大得到的光扩散膜的扩散光的开口角。
[0023] 应予说明，本发明中，"扩散光的开口角"是指相对于光扩散膜，在入射光最大程度 扩散的角度固定点光源，在该状态下得到的扩散光的角度范围（以下，有时称为"光扩散角 度区域"）的宽度。
[0024] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，（D)成分优选相对于波长330~380nm的 光具有吸收峰。
[0025] 通过这样构成，能够在规定的内部结构更明确地发生弯曲，所以能够更有效地扩 大得到的光扩散膜的扩散光的开口角。
[0026] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，（D)成分优选为选自羟基苯基三嗪系紫 外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂和羟基苯甲酸酯系紫外 线吸收剂中的至少一种。
[0027] 通过这样构成，能够在规定的内部结构进一步明确地产生弯曲，所以能够进一步 有效地扩大得到的光扩散膜的扩散光的开口角。
[0028] 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（1)表示的化 合物。
[0029] 通式⑴中，R^R1·3各自独立，RlR1·3中的至少一个为下述通式⑵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。
[0030] 通式⑵中，R11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。
[0031] 通过这样构成，能够更明确地形成规定的内部结构，所以能够更加有效地扩大得 到的光扩散膜的扩散光的开口角。
[0032] 另外，构成本发明的光扩散膜用组合物时，在通式（1)中，R2~R9中的任意一个为通 式⑵表示的取代基。
[0033] 通过这样构成，能够进一步明确地形成规定的内部结构，所以能够进一步有效地 扩大得到的光扩散膜的扩散光的开口角。
[0034] 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（B1)成分：(B2)成分：(B3)成 分=1~5 :1 :1~5的比例构成。
[0035] (B1)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，能够更加明确地形成规定的内部结构，所以能够更有效地扩大得到的 光扩散膜的扩散光的开口角。
[0036] 另外，本发明的其它方式的光扩散膜，其特征在于，是在膜内部具有在折射率相对 低的区域中具备折射率相对高的多个区域的内部结构、且折射率相对高的多个区域在沿膜 的膜厚的中间点发生弯曲的光扩散膜，对光扩散膜用组合物照射活性能量射线而成，并且， 光扩散膜用组合物是包含作为（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)成分的紫 外线吸收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）为小于2重量份的值。
[0037] S卩，若为本发明的光扩散膜，则是将规定的光扩散膜用组合物光固化而成，所以在 膜内的规定的内部结构具有弯曲，因此能够有效地扩大扩散光的开口角。
【附图说明】
[0038] 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。
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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。
[0042] 图5(a)~(b)是为了说明在膜内具有弯曲的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。
[0043] 图6(a)~(b)是为了说明在膜内具有弯曲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。
[0044] 图7(a)~(b)是为了说明弯曲百叶结构而提供的图。
[0045] 图8(a)~(b)是为了说明弯曲柱结构而提供的图。
[0046] 图9(a)~(c)是为了说明光扩散膜的制造方法中的各步骤而提供的图。
[0047] 图10(a)~(b)是为了说明活性能量射线照射步骤而提供的图。
[0048] 图11 (a)~(d)是为了说明活性能量射线照射步骤而提供的其它图。
[0049] 图12是为了表示㈧成分和⑶成分的波长-透射率图而提供的图。
[0050] 图13是为了表示（C)成分的波长-吸光度图而提供的图。
[0051] 图14(a)~(c)是为了表示⑶成分的波长-吸光度图而提供的图。
[0052] 图15 (a)~(c)是为了表示实施例1的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0053] 图16是为了说明测定光扩散特性时的相对于光扩散膜的入射角〃 1而提供的图。
[0054] 图17 (a)~(l)是为了比较实施例1~3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供 的照片。
[0055] 图18 (a)~(l)是为了比较实施例1~3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供 的其它照片。
[0056] 图19是为了比较实施例1~3和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供的图。
[0057] 图20 (a)~(b)是为了表示实施例2的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0058] 图21 (a)~(b)是为了表示实施例3的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0059] 图22 (a)~(b)是为了表示实施例4的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0060] 图23 (a)~(i)是为了比较实施例4~5和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供 的照片。
[0061] 图24(a)~(i)是为了比较实施例4~5和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供 的其它照片。
[0062] 图25是为了比较实施例4~5和比较例1的光扩散特性而提供的图。
[0063] 图26 (a)~(b)是为了表示实施例5的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0064] 图27 (a)~(b)是为了表示实施例6的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。 [0065]图28 (a)~(i)是为了比较实施例6~7和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供 的照片。
[0066]图29 (a)~(i)是为了比较实施例6~7和比较例1的光扩散膜的光扩散特性而提供 的其它照片。
[0067]图30是为了比较实施例6~7和比较例1的光扩散特性而提供的图。
[0068] 图31 (a)~(b)是为了表示实施例7的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0069] 图32(a)~(b)是为了表示实施例8的光扩散膜的截面而提供的图。
[0070] 图33 (a) ~⑴是为了比较实施例8、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩散特 性而提供的照片。
[0071] 图34(a) ~(i)是为了比较实施例8、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩散特 性而提供的其它照片。
[0072] 图35 (a)~(b)是为了表示实施例9的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0073] 图36 (a)~(f)是为了比较实施例9和比较例3的光扩散膜的光扩散特性而提供的 照片。
[0074] 图37 (a)~(f)是为了比较实施例9和比较例3的光扩散膜的光扩散特性而提供的 其它照片。
[0075] 图38 (a)~(c)是为了表示比较例1的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0076] 图39 (a)~(b)是为了表示比较例3的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0077] 图40 (a)~(b)是为了表示比较例4的光扩散膜的截面而提供的示意图和照片。
[0078] 图41 (a)~⑴是为了表示比较例4、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩散特 性而提供的照片。
[0079] 图42(a)~⑴是为了表示比较例4、实施例1和比较例1的光扩散膜的光扩散特 性而提供的照片。
[0080] 图43是为了表示带通滤波器的波长-透射率图而提供的图。
[0081] 图44是为了说明比较例5的光扩散膜的情况而提供的照片。
【具体实施方式】
[0082] [第1实施方式] 第1实施方式的光扩散膜用组合物，其特征在于，是用于得到在膜内部具有在折射率 相对低的区域中具备折射率相对高的多个区域的内部结构、且折射率相对高的多个区域在 沿膜的膜厚方向的中间点发生弯曲的光扩散膜的光扩散膜用组合物，包含作为（A)成分的 含有多个芳香环的（甲基）丙烯酸酯、作为（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)成分的紫外线吸收剂，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，（C)成分的含量相对于（A)成分和（B) 成分的总计量（100重量份）为〇. 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）为小于2重量份的值。
[0083] 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。
[0084] 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。
[0085] 首先，图1 (a)示出了各向异性光扩散膜10的俯视图（平面图），图1 (b)示出了将 图1 (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。
[0086] 另外，图2a示出了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。
[0087] 如上述图1 (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。
[0088] 另外，如图1 (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。
[0089] 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。
[0090] g卩，如图1 (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13a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。
[0091] 推断：其结果，入射光在光扩散入射角度