CN104838292A - 各向异性光学膜 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种各向异性光学膜,即使为1层的各向异性扩散层也能够以宽的入射角度范围进行光的扩散和聚光,且不会有不自然的感觉,并且不易发生光的干涉(虹)。一种各向异性光学膜,其特征在于,其是扩散性根据光的入射角而变化的各向异性光学膜,具有多个棱柱区域和基体区域,直线透过率最大的入射角时的最大直线透过率为30%以上且小于95%,直线透过率最小的入射角时的最小直线透过率为20%以下。
Description
技术领域
本发明涉及在内部具有棱柱型结构的各向异性光学膜。
背景技术
具有光扩散性的部件除了照明器具、建材以外也在显示装置中使用。作为该显示装置,例如有液晶显示装置(LCD)、有机电致发光元件(有机EL)等。作为光扩散部件的光扩散表现机理,可以举出由表面上所形成的凹凸引起的散射(表面散射)、由基体树脂与其中分散的微粒间的折射率差引起的散射(内部散射)、以及由表面散射和内部散射两者引起的散射。但是,对于这些光扩散部件而言,通常其扩散性能是各向同性的,即使稍稍改变入射角度,其透过光的扩散特性也不会有大的差异。
另一方面,已知如下各向异性光学膜:一定角度区域的入射光强烈扩散,而其他角度的入射光透过(例如,专利文献1)。该各向异性光学膜是从片状的感光性组合物层的上空使用线状光源照射光而固化得到的。而且认为,在片状的基体内,如图10所示,彼此平行地形成有在制作各向异性光学膜50时与配置于其上空的线状光源51的长度方向一致且与周边区域折射率不同的板状结构40。如图12所示,可以在未图示的光源与光接收器3之间配置样品1(各向异性光学膜),一边以样品表面的直线L为中心轴改变角度一边直线透过样品来测定进入光接收器3的直线透过率。
图11是表示使用图12所示的方法测定的图10所示的各向异性光学膜50所具有的散射特性的入射角依存性的图。图11是评价与后述比较例2、3具有相同板状结构的各向异性光学膜的图。纵轴表示作为表示散射程度的指标的直线透过率(入射规定光量的平行光线时,向与入射方向相同的方向所出射的平行光线的光量),横轴表示入射角。图11中的实线和虚线分别表示以图10中的A-A轴(穿过板状结构)和B-B轴(平行于板状结构)为中心旋转各向异性光学膜50的情况。予以说明的是,入射角的正负表示旋转各向异性光学膜50的方向相反。对于图11中的实线,无论正面方向还是斜方向直线透过率都小,这意味着,在以A-A轴为中心进行旋转时,光学膜50为与入射角无关地进行散射的状态。此外,对于图11中的虚线,在0°附近的方向上直线透过率变小,这意味着,在以B-B轴为中心进行旋转时,光学膜为对于正面方向的光进行散射的状态。进一步,入射角大的方向上直线透过率增加,这意味着,在以B-B轴为中心进行旋转时,各向异性光学膜为对于斜方向的光透过的状态。由于该结构,可以提供如下特性:例如,虽然在横向上透过度根据入射角的不同而不同,但在纵向上即使改变入射角透过度也不变。在此,以下将如图11所示表示散射特性的入射角依存性的曲线称为“光学曲线”。光学曲线不直接表现散射特性,但如果解释为直线透过率降低反而使扩散透过率增大,则可以说其大致表示了扩散特性。
对于各向异性光学膜50,可以利用其板状结构40相对于膜法线的倾斜度来规定光学特性。在该情况下,来自与板状结构40大体平行的方向的入射光强烈扩散,以贯穿该板状结构的方式入射的光几乎不扩散而透过,因此板状结构40可称为光散射面。
该各向异性光学膜50的性质依赖板状结构的倾斜度和入射光的倾斜度,因此光被强烈扩散时的入射角度范围是有限制的。此外,各向异性光学膜50在改变入射角度时扩散性变化极其剧烈,因此在应用于显示装置的情况下,表现为辨认性的急剧变化,有时存在不自然的感觉。为了解决该问题,可列举将多个改变了板状结构的倾斜度的各向异性光学膜进行层叠的方法,但存在成本花费多的问题,从而需要改善。除此之外,板状结构的各向异性光学膜容易产生光的干涉(虹),从而要求改善辨认性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第2547417号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是提供一种各向异性光学膜,即使为1层的各向异性扩散层也能够以宽的入射角度范围进行光的扩散和聚光,且不会有不自然的感觉,并且不易发生光的干涉(虹)。
用于解决课题的方法
本发明通过下述技术构成解决了上述课题。
(1)一种各向异性光学膜,其是扩散性根据光的入射角而变化的各向异性光学膜,其特征在于,具有多个棱柱区域和基体区域,直线透过率最大的入射角时的最大直线透过率为30%以上且小于95%,直线透过率最小的入射角时的最小直线透过率为20%以下。
(2)上述(1)所述的各向异性光学膜,其特征在于,上述棱柱区域的短径与长径的纵横比处于2~40范围内。
(3)上述(1)所述的各向异性光学膜,其特征在于,上述棱柱区域的厚度处于30μm~200μm范围内。
(4)上述(1)所述的各向异性光学膜,其特征在于,对于上述最大直线透过率与上述最小直线透过率之差为1/2以下的直线透过率,入射光的扩散范围的角度范围为50°~80°。
(5)上述(2)所述的各向异性光学膜,其特征在于,上述短径的长度处于0.5μm~5.0μm范围内。
(6)上述(2)所述的各向异性光学膜,其特征在于,上述长径的长度处于3.0μm~50μm范围内。
(7)一种显示装置,其特征在于,具备上述各向异性光学膜。
(8)一种各向异性光学膜的制造方法,其特征在于,具有:从光源得到平行光线的工序;使上述平行光线向指向性扩散元件入射而得到具有指向性的光的工序;和使上述具有指向性的光向光固化性组合物层入射而使光固化性组合物层固化的工序。
(9)上述(8)所述的各向异性光学膜的制造方法,其特征在于,上述具有指向性的光的纵横比处于2~40范围内。
发明效果
本发明能够提供一种各向异性光学膜,即使为1层的各向异性扩散层,也能够以宽的入射角度范围进行光的扩散和聚光,且不会有不自然的感觉,并且不易发生光的干涉(虹)。
附图说明
图1是本发明的各向异性光学膜的示意图,(a)是平面图,(b)是截面图。
图2是表示本发明的各向异性光学膜的制造方法的示意图。
图3是实施例1的各向异性光学膜的光学曲线。
图4是实施例2的各向异性光学膜的光学曲线。
图5是实施例3的各向异性光学膜的光学曲线。
图6是实施例4的各向异性光学膜的光学曲线。
图7是比较例1的各向异性光学膜的光学曲线。
图8是比较例2的各向异性光学膜的光学曲线。
图9是比较例3的各向异性光学膜的光学曲线。
图10是以往的各向异性光学膜的示意图。
图11是表示具有板状结构的各向异性光学膜的直线透过率的图。
图12表示各向异性光学膜的光学曲线的测定方法。
图13是实施例3的各向异性光学膜截面的光学显微镜照片。
具体实施方式
在此,对本专利申请的范围及本说明书中各用语的定义进行说明。
“低折射率区域”和“高折射率区域”是因构成各向异性光学膜的材料的局部性的折射率高低差而形成的区域,是表示与其他区域相比折射率高或低的相对性的用语。这些区域在形成各向异性光学膜的材料进行固化时形成。
“扩散中心轴”的意思是,与在改变入射角时散射特性相对于该入射角具有大致对称性的光的入射角相一致的方向。设为“具有大致对称性”,是因为严格来说不具有光学特性的对称性。扩散中心轴可以通过利用光学显微镜观察膜截面的倾斜度、改变入射角观察光隔着各向异性光学膜的投影形状来找出。
直线透过率与对各向异性光学膜入射的光的直线透过性有关,其是在从某一入射角入射时,直线方向的透过光量与入射光的光量的比率,由下述式表示。
直线透过率(%)=(直线透过光量/入射光量)×100
在本发明中,“散射”和“扩散”两者不区别使用,两者表示相同的意义。
以下,对于本发明的内容进行说明。
图1是本发明的各向异性光学膜5的示意图。图1(a)是各向异性光学膜5的平面图,图1(b)是以图1(a)的C-C线切断的各向异性光学膜5的截面图。
如图1所示,各向异性光学膜5具有多个棱柱区域6和基体区域4。多个棱柱区域6和基体区域4具有不规则的分布、形状,但由于在各向异性光学膜的整体中形成,因此得到的光学特性(例如,后述直线透过率等)在任何部位测定均大致相同。由于多个棱柱区域6和基体区域4具有不规则的分布、形状,因此本发明的各向异性光学膜5较少发生光的干涉(虹)。
如图1(a)所示,棱柱区域6的表面形状具有短径SA和长径LA。通过用光学显微镜观察各向异性光学膜,能够确认短径SA和长径LA(平面图)。棱柱区域6的表面形状只要满足后述的扩散范围即可,可以是直线状或波浪状、或者两者混在一起的形状。
如图1(b)所示,棱柱区域6的截面形状以棱柱区域6和基体区域4交替的方式形成。在图1(b)中,棱柱区域6显示出在厚度T方向上以直线状延伸的形状,可以是直线状、波浪状或发生了弯曲,或者也可以是它们混在一起的形状。
基体区域4的折射率只要与棱柱区域6的折射率不同即可,折射率以何种程度不同没有特别限制,是相对性的。在基体区域4的折射率比棱柱区域6的折射率低的情况下,基体区域4成为低折射率区域。相反,在基体区域4的折射率比棱柱区域6的折射率高的情况下,基体区域4成为高折射率区域。
基体区域4与棱柱区域6的界面处的折射率优选以渐增的方式进行变化。通过以渐增的方式进行变化,不易发生改变入射角度时扩散性的变化极其剧烈而容易给人不自然的感觉的问题。通过伴有光照射的相分离来形成基体区域4和棱柱区域6,从而能够使基体区域4与棱柱区域6的界面的折射率以渐增的方式进行变化。
短径SA与长径LA的纵横比的下限值优选为2,更优选为4,进一步优选为6。随着纵横比变小,存在直线透过率最大的入射角时的最大直线透过率变低的问题。
短径SA与长径LA的纵横比的上限值优选为40,更优选为25,进一步优选为15。随着纵横比变大,存在光的扩散范围变窄的问题。此外,存在纵横比变得越大,越容易发生光的干涉(虹)的问题。
这些纵横比的下限值和上限值可以进行适当组合。例如,通过将棱柱区域6的纵横比设为2~40,能够扩大扩散范围,同时不易发生改变入射角度时扩散性的变化极其剧烈而容易给人不自然的感觉的问题。
棱柱区域6的短径SA的长度的下限值优选为0.5μm,更优选为1.0μm。随着短径SA变短,存在光的扩散性、聚光性变得不充分的问题。
棱柱区域6的短径SA的长度的上限值优选为5.0μm,更优选为3.0μm,进一步优选为2.0μm。随着短径SA变长,存在扩散范围变窄的问题。
这些棱柱区域6的短径SA的下限值和上限值可以进行适当的组合。例如,通过将棱柱区域6的短径SA设为0.5μm~5.0μm,能够扩大扩散范围,同时光的扩散性、聚光性变得充分。
棱柱区域6的长径LA的长度的下限值优选为3.0μm,更优选为5μm。随着长径LA变小,存在扩散范围变窄的问题。
棱柱区域6的长径LA的长度的上限值优选为40μm,更优选为20μm,进一步优选为10μm。随着长径LA变大,存在:扩散范围变窄的问题;改变入射角度时扩散性的变化极其剧烈而容易给人不自然的感觉的问题。此外,如果长径LA变大,则还存在容易发生光的干涉(虹)的问题。
这些棱柱区域6的短径SA的下限值和上限值可以进行适当的组合。例如,通过将棱柱区域6的长径LA设为3.0μm~40μm,能够扩大扩散范围,同时能够消除改变入射角度时扩散性的变化极其剧烈而容易给人不自然的感觉的问题。
棱柱区域6的厚度T设为30μm~200μm,从而在成本问题变少的同时,图像的对比度变得充分。
棱柱区域6的厚度T的下限值优选为30μm,更优选为50μm。随着厚度T变小,存在光的扩散性、聚光性变得不充分的问题。
棱柱区域6的厚度T的上限值优选为200μm,更优选为150μm,进一步优选为100μm。随着厚度T变大,存在:材料费花费多、制造需要时间等成本变高的问题;和厚度T方向上的扩散增多,从而图像容易发生模糊、对比度容易降低的问题。
这些棱柱区域6的厚度T的下限值和上限值可以进行适当的组合。
棱柱区域6的纵横比、短径SA的长度、长径LA的长度、厚度T可以将上述数值范围分别进行适当的组合。
图1(b)图示了各向异性光学膜5的上表面5a和下表面5b。上表面5a和下表面5b是为了方便而设置的,如果将各向异性光学膜5翻过来,则会颠倒(下表面和上表面)。各向异性扩散层5的上表面5a和下表面5b的表面形状优选为不同。由此,本发明的各向异性光学膜5能够减少光的干涉(虹)发生。通过伴有光照射的相分离来形成基体区域4和棱柱区域6,从而能够使上表面5a和下表面5b的表面形状不同。
如通过相分离来制作各向异性光学膜,则有时用光学显微镜不易观察上表面5a或下表面5b中的任一方。这是因为,从照射光的面朝着厚度T方向渐渐地形成棱柱区域6,在棱柱区域6到达另一面(照射光的面的相反面)后,棱柱区域6进一步伸长。对于这样的情况,通过利用光学显微镜观察另一面,容易确认棱柱区域6。
在本发明中,优选具有在1层的各向异性扩散层7的整个厚度T方向(Z方向)上,棱柱区域4与基体区域6的界面不间断而连续存在的结构。通过具有棱柱区域4与基体区域6的界面相连的结构,在通过各向异性光学膜5期间,光的扩散和聚光容易连续发生,光的扩散和聚光的效率提高。另一方面,如果在各向异性光学膜5的截面中,棱柱区域和基体区域主要像斑点一样不均匀存在,则难以得到作为本发明效果的聚光性,因此不优选。
各向异性光学膜的直线透过率最大的入射角时的最大直线透过率优选为30%以上且小于95%。最大直线透过率的上限值更优选为80%以下,进一步优选为70%以下。最大直线透过率的下限值更优选为40%以上,进一步优选为50%以上。
通过使最大直线透过率处于该范围,在扩散范围变宽的同时,不易发生改变入射角度时扩散性的变化极其剧烈而容易给人不自然的感觉的问题。此外,随着最大直线透过率降低,不易产生光的干涉(虹),从此点考虑为优选,但如果最大直线透过率过低,则存在扩散范围变窄的问题。
除此之外,由于能够形成适当的各向异性,因此能够扩大各向异性光学膜的适用范围。例如,在将各向异性光学膜用于显示装置的情况下,如果各向异性过强,则存在虽然朝向水平方向的光的扩散/聚光性极佳,但朝向垂直方向的光的扩散/聚光性容易不充分的问题。本申请发明的各向异性光学膜具有上述最大直线透过率,从而维持了朝向水平方向的优异的光的扩散/聚光性,还充分具备朝向垂直方向的光的扩散/聚光性。
各向异性光学膜的直线透过率最小的入射角时的最小直线透过率优选为20%以下。最小直线透过率越低,表示直线透过光量越减少(雾度值增大)。因此,最小直线透过率越低,表示扩散光量越增加。最小直线透过率优选较低。优选为10%以下,更优选为5%以下。下限值没有限制,例如为0%。
在此,直线透过光量和直线透过率可以利用图12所示的方法进行测定。即,使图12所示的旋转轴L与图1(a)所示的C-C轴一致,测定每个入射角时的直线透过光量和直线透过率(将法线方向设为0°)。从得到的数据得到光学曲线,由该光学曲线求得最大直线透过率和最小透过率。
另外,在使与C-C轴正交的轴与图12所示的旋转轴一致,测定每个入射角时的直线透过光量和直线透过率的情况下,如图11所示,无关入射角,均为零附近的直线透过率。
如上所述,求得各向异性光学膜的最大直线透过率和最小直线透过率,求得最大直线透过率与最小直线透过率的差。在光学曲线上制作成为该差的1/2的直线,求得该直线与光学曲线相交的2个交点,读取与该交点对应的入射角。在光学曲线中,将法线方向设为0°,将入射角以负方向和正方向进行表示。因此,入射角和与交点对应的入射角有时具有负值。如果2个交点的值具有正的入射角值和负的入射角值,则负的入射角值的绝对值与正的入射角值的和成为入射光的扩散范围的角度范围。
在2个交点的值均为正的情况下,较大值减较小值的差成为入射光的扩散范围的角度范围。在2个交点的值均为负的情况下,取各自的绝对值,较大值减较小值的差成为入射光的扩散范围的角度范围。
对于最大直线透过率与最小直线透过率的差为1/2以下的直线透过率,入射光的扩散范围的角度范围优选为50°~80°。如果该入射光的扩散范围的角度范围比50°小,则与以往的各向异性光学膜没有较大差别。更优选的扩散范围的角度范围为60~80°,50°以上的角度范围可以通过具有棱柱区域来赋予。另一方面,如果入射光的扩散范围的角度范围超过80°,则会损害聚光性,因此不优选。
虽然也与形成各向异性光学膜的材料有关,但径直延伸的1个棱柱区域强烈散射光的角度是在棱柱区域倾斜度与光的行进方向的倾斜度之差处于大约±10°的范围之时。通过使棱柱结构在棱柱区域的厚度T方向上弯曲延伸,能够扩大强烈散射光的区域。这是因为,通过弯曲,在1个棱柱区域中,具有多个强烈散射光的角度范围。
棱柱区域的倾斜度的意思是,与在改变入射角时散射特性相对于其入射角具有大致对称性的光的入射角相一致的方向。设为“具有大致对称性”,是因为严格来说不具有光学特性的对称性。棱柱区域的倾斜度可以通过利用光学显微镜观察膜截面的倾斜度、改变入射角观察光隔着各向异性光学膜的投影形状来找出。
棱柱区域弯曲时的角度(弯曲角)优选为10~40°。更优选为15~25°,能够得到效率良好的扩散。由此,能够更扩大强烈散射光的区域。此外,由于能够连续形成强烈散射光的区域,因此能够在保持了大致固定的光的强度的状态下更加提高聚光性。
在棱柱区域具有多个倾斜度的情况下,当将法线方向设为0°时,各自的倾斜度优选处于±70°的范围。这是因为,如果小于-70°或大于+70°,则虽然也与形成各向异性光学膜的材料有关,但超过这些上限值的光容易在各向异性光学膜表面反射,不易入射到各向异性光学膜内。倾斜度的数量没有限制,优选为2~5之间。这是因为,如果倾斜度的数量增多,则各向异性光学膜的厚度增加,从而生产率降低。
该倾斜度之中,优选至少一个处于±5°的范围(将法线方向设为0°时),并且其他扩散中心轴的倾斜度优选处于-15°~-5°或+5°~+15°的范围。由此,能够更加扩大强烈散射光的区域。此外,由于能够连续形成强烈散射光的区域,因此能够在保持了大致固定的光的强度的状态下更加提高聚光性。
倾斜度弯曲的形状可以是弯曲部分以大致直线状弯曲的形状、可以是渐渐变化的形状(例如,曲线状)、也可以是急剧变化的形状(例如,直线状)。由此,容易得到本发明的效果。在本发明中,优选弯曲方向在延伸方向上不间断而渐渐变化。通过不间断而渐渐变化,能够有效使光扩散/聚光。
这样的倾斜度弯曲的结构可以通过棱柱结构的短径SA与长径LA的纵横比以及厚度T等来进行调整。
可以是在各向异性扩散层的一个面上设有其他层的各向异性光学膜。作为其他层,可以举出例如粘着层、偏光层、光扩散层、低反射层、防污层、防静电层、紫外线/近红外线(NIR)吸收层、滤氖层、电磁波屏蔽层等。可以依次层叠其他层。
也可以在各向异性扩散层的两个面上层叠其他层。两个面上所层叠的其他层可以是具有相同功能的层,也可以是具有不同功能的层。
各向异性光学膜的制造方法
本发明的各向异性光学膜可以通过对特定的光固化性组合物层以特殊的条件进行UV照射来制作。以下,首先对各向异性光学膜的原料进行说明,接着对制造工艺进行说明。
各向异性光学膜的原料
形成本发明的各向异性光学膜的材料是如下材料:由选自具有自由基聚合性或阳离子聚合性的官能团的大分子单体、聚合物、低聚物或单体的光固化性化合物和光引发剂构成,通过照射紫外线和/或可见光线进行聚合固化。
在此,即使形成各向异性光学膜的材料为1种,通过形成密度的高低差也会产生折射率差。这是因为,UV照射强度强的部分固化速度变快,因此固化材料向其固化区域周围移动,结果形成折射率变高的区域和折射率变低的区域。
予以说明的是,(甲基)丙烯酸酯的意思是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯均可。
自由基聚合性化合物主要是分子中含有1个以上不饱和双键的化合物,具体可以举出称为环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯等名称的丙烯酸酯低聚物;和2-乙基己基丙烯酸酯、异戊基丙烯酸酯、丁氧基乙基丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、四氢糠基丙烯酸酯、异降冰片基丙烯酸酯、2-羟基乙基丙烯酸酯、2-羟基丙基丙烯酸酯、2-丙烯酰氧基邻苯二甲酸、二环戊烯基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、双酚A的EO加成物二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等丙烯酸酯单体。此外,这些化合物可以以各单体的形式使用,也可以多个混合使用。予以说明的是,同样也可以使用甲基丙烯酸酯,但由于通常丙烯酸酯相比于甲基丙烯酸酯光聚合速度更快,因此优选。
作为阳离子聚合性化合物,可以使用分子中具有1个以上环氧基、乙烯基醚基、氧杂环丁烷基的化合物。作为具有环氧基的化合物,可以举出2-乙基己基二甘醇缩水甘油醚、联苯的缩水甘油醚、双酚A、氢化双酚A、双酚F、双酚AD、双酚S、四甲基双酚A、四甲基双酚F、四氯双酚A、四溴双酚A等双酚类的二缩水甘油醚类,苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、溴代苯酚酚醛清漆、邻甲酚酚醛清漆等酚醛清漆树脂的多缩水甘油醚类,乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己烷二甲醇、双酚A的EO加成物、双酚A的PO加成物等亚烷基二醇类的二缩水甘油醚类,六氢邻苯二甲酸的缩水甘油酯、二聚酸的二缩水甘油酯等缩水甘油酯类。
进一步还可以举出3,4-环氧基环己基甲基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧基)环己烷-1,3-二烷、二(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯、二(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧基-6-甲基环己基-3’,4’-环氧基-6’-甲基环己烷羧酸酯、亚甲基双(3,4-环氧基环己烷)、二环戊二烯二环氧化物、乙二醇的二(3,4-环氧基环己基甲基)醚、亚乙基双(3,4-环氧基环己烷羧酸酯)、内酯改性3,4-环氧基环己基甲基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯、四(3,4-环氧基环己基甲基)丁烷四羧酸酯、二(3,4-环氧基环己基甲基)-4,5-环氧基四氢邻苯二甲酸酯等脂环式环氧化合物,但不限于此。
作为具有乙烯基醚基的化合物,可以举出例如二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、丁二醇二乙烯基醚、己二醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、丙烯基醚亚丙基碳酸酯等,但不限于此。予以说明的是,乙烯基醚化合物通常为阳离子聚合性,但通过与丙烯酸酯组合也能够进行自由基聚合。
作为具有氧杂环丁烷基的化合物,可以使用1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、3-乙基-3-(羟基甲基)-氧杂环丁烷等。
另外,以上的阳离子聚合性化合物可以以各单体的形式使用,也可以多个混合使用。上述光聚合性化合物不限于上述限定的化合物。此外,为了产生充分的折射率差,在上述光聚合性化合物中,可以导入氟原子(F)以实现低折射率化,也可以导入硫原子(S)、溴原子(Br)、各种金属原子以实现高折射率化。此外,如日本特表2005-514487所公开的那样,向上述光聚合性化合物添加功能性超微粒也是有效的,所述功能性超微粒通过在氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化锡(SnOx)等高折射率金属氧化物所形成的超微粒的表面导入有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基等光聚合性官能团而得到。
(具有有机硅骨架的光固化性化合物)
作为光固化性化合物,优选使用具有有机硅骨架的光固化性化合物。具有有机硅骨架的光固化性化合物伴随其结构(主要为醚键)取向而聚合、固化,从而形成低折射率区域、高折射率区域、或低折射率区域和高折射率区域。通过使用具有有机硅骨架的光固化性化合物,容易使棱柱区域弯曲,朝向正面方向的聚光性提高。
低折射率区域对应棱柱区域或基体区域中的任一个,另一区域对应高折射率区域。
在低折射率区域中,优选作为具有有机硅骨架的光固化性化合物的固化物的硅树脂相对较多。由此,能够使扩散中心轴容易进一步弯曲,朝向正面方向的聚光性提高。
硅树脂与不具有有机硅骨架的化合物相比,含有较多的二氧化硅(Si),因此将该二氧化硅作为指标,通过使用EDS(能量分散型X射线分光器)能够确认硅树脂的相对量。
具有有机硅骨架的光固化性化合物是具有自由基聚合性或阳离子聚合性的官能团的单体、低聚物、预聚物或大分子单体。作为自由基聚合性的官能团,可以举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、烯丙基等,作为阳离子聚合性的官能团,可以举出环氧基、氧杂环丁烷基等。这些官能团的种类和数量没有特别限制,但由于官能团越多,交联密度越高,越容易产生折射率的差而优选,因此优选具有多官能的丙烯酰基或甲基丙烯酰基。此外,具有有机硅骨架的化合物因其结构有时与其他化合物的相容性不充分,对于这样的情况,可以进行氨基甲酸酯化来提高相容性。在本发明中,适合使用末端具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的有机硅/氨基甲酸酯/(甲基)丙烯酸酯。
具有有机硅骨架的光固化性化合物的重均分子量(Mw)优选为500~50,000的范围。更优选为2,000~20,000的范围。通过使重均分子量处于上述范围,发生充分的光固化反应,存在于各向异性光学膜内的硅树脂容易取向。随着硅树脂的取向,容易使扩散中心轴弯曲。
作为有机硅骨架,例如,下述通式(1)所表示的有机硅骨架适合。在通式(1)中,R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地具有甲基、烷基、氟烷基、苯基、环氧基、氨基、羧基、聚醚基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基等官能团。
通式(1)中,n优选为1~500的整数。
[化1]
(不具有有机硅骨架的化合物)
如果将不具有有机硅骨架的化合物与具有有机硅骨架的光固化性化合物配合来形成各向异性光学膜,则低折射区域和高折射率区域容易分离地形成,各向异性的程度增强,因此优选。不具有有机硅骨架的化合物除了光固化性化合物以外还可以使用热塑性树脂、热固性树脂,也可以并用它们。作为光固化性化合物,可以使用具有自由基聚合性或阳离子聚合性的官能团的聚合物、低聚物、单体(但不具有有机硅骨架)。作为热塑性树脂,可以举出聚酯、聚醚、聚氨酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸树脂及其共聚物、改性物。在使用热塑性树脂的情况下,使用溶解热塑性树脂的溶剂进行溶解,在涂布、干燥后利用紫外线使具有有机硅骨架的光固化性化合物固化来成形各向异性光学膜。作为热固性树脂,可以举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯及其共聚物、改性物。在使用热固性树脂的情况下,利用紫外线使具有有机硅骨架的光固化性化合物固化后适当加热从而使热固性树脂固化来成形各向异性光学膜。作为不具有有机硅骨架的化合物,最优选的是光固化性化合物,由于其容易使低折射区域和高折射率区域分离;因无需使用热塑性树脂时的溶剂而无需干燥过程;无需像热固性树脂一样的热固化过程等,因此生产率优异。
低折射率区域与高折射率区域的折射率差(绝对值)优选为0.02以上。更优选为0.03以上,进一步优选为0.04以上。折射率差越大,各向异性的程度越大,除此之外,容易利用光学显微镜等确认是否形成板状结构。
各向异性光学膜的原料(光引发剂)
作为能够使自由基聚合性化合物聚合的光引发剂,可以举出二苯甲酮、苯偶酰、米蚩酮、2-氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、苯偶酰二甲基缩酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、双(环戊二烯基)-双(2,6-二氟-3-(吡咯-1-基)钛、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物等。此外,这些化合物可以以各单体的形式使用,也可以多个混合使用。
阳离子聚合性化合物的光引发剂是能够通过光照射产生酸并利用该产生的酸使上述阳离子聚合性化合物聚合的化合物,通常优选使用盐、茂金属络合物。作为盐,可以使用重氮盐、硫盐、碘盐、磷盐、硒盐等,它们的对离子,使用BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-等阴离子。作为具体例子,可以举出4-氯苯重氮六氟磷酸盐、三苯基硫六氟锑酸盐、三苯基硫六氟磷酸盐、(4-苯硫基苯基)二苯基硫六氟锑酸盐、(4-苯硫基苯基)二苯基硫六氟磷酸盐、双[4-(二苯基硫基)苯基]硫醚-双-六氟锑酸盐、双[4-(二苯基硫基)苯基]硫醚-双-六氟磷酸盐、(4-甲氧基苯基)二苯基硫六氟锑酸盐、(4-甲氧基苯基)苯基碘六氟锑酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘六氟磷酸盐、苄基三苯基磷六氟锑酸盐、三苯基硒六氟磷酸盐、(η5-异丙基苯)(η5-环戊二烯基)铁(II)六氟磷酸盐等,但不限于此。此外,这些化合物可以以各单体的形式使用,也可以多个混合使用。
各向异性光学膜的原料(配合量、其他任意成分)
在本发明中,相对于光聚合性化合物100重量份,上述光引发剂以0.01~10重量份、优选0.1~7重量份、更优选0.1~5重量份程度进行配合。这是因为,小于0.01重量份时,光固化性降低,在超过10重量份进行配合的情况下,会带来只有表面固化而内部的固化性降低的弊害、着色、阻碍棱柱区域的形成。这些光引发剂通常将粉体直接溶解在光聚合性化合物中使用,但在溶解性差的情况下,也可以使用预先将光引发剂以高浓度溶解于极少量的溶剂而得的物质。作为这样的溶剂,更优选为光聚合性,具体可以举出碳酸亚丙酯、γ-丁内酯等。此外,为了提高光聚合性,也可以添加公知的各种染料、增感剂。进一步,也可以与光引发剂一同并用能够通过加热来使光聚合性化合物固化的热固化引发剂。在该情况下,可以期待在光固化后,通过加热来进一步促进光聚合性化合物的聚合固化,从而形成固化完全的固化物。
在本发明中,通过使上述光固化性化合物单独固化或使多种混合而成的组合物固化,可以形成各向异性光学膜。此外,通过使光固化性化合物和不具有光固化性的高分子树脂的混合物固化,也可以形成本发明的各向异性光学膜。作为这里可以使用的高分子树脂,可以举出丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、纤维素系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛树脂等。对于这些高分子树脂和光固化性化合物,需要在光固化前具有充分的相溶性,为了确保该相溶性,也可以使用各种有机溶剂、增塑剂等。另外,在使用丙烯酸酯作为光固化性化合物的情况下,从相溶性的观点考虑,优选从丙烯酸类树脂中选择作为高分子树脂。
具有有机硅骨架的光固化性化合物与不具有有机硅骨架的化合物的比率以质量比计优选为15:85~85:15的范围。更优选为30:70~70:30的范围。通过处于该范围,低折射区域与高折射率区域的相分离容易进行,同时棱柱区域容易弯曲。如果具有有机硅骨架的光固化性化合物的比率低于下限值或超过上限值,则不易进行相分离,棱柱区域不易弯曲。如果使用有机硅/氨基甲酸酯/(甲基)丙烯酸酯作为具有有机硅骨架的光固化性化合物,则与不具有有机硅骨架的化合物的相溶性提高。由此,即使扩大材料的混合比率,也能够使棱柱区域弯曲。
[工艺]
接下来,利用图2对本发明的各向异性光学膜的制造方法(工艺)进行说明。依次经由以下工序,能够得到本发明的各向异性光学膜。
(1)从光源30得到平行光线D的工序
(2)使平行光线D向指向性扩散元件60入射而得到具有指向性的光E的工序
(3)使具有指向性的光E向光固化性组合物层20入射而使光固化性组合物层固化的工序
在图2(a)、(b)的任一图中,均能够得到本发明的各向异性光学膜。图2(a)与(b)的不同之处在于,关于具有指向性的光E的广度,在(a)中大,而在(b)中小。依赖于具有指向性的光E的广度的大小,棱柱区域的大小会不同。
具有指向性的光E的广度主要依赖于指向性扩散元件60与光固化性组合物层20的距离和指向性扩散元件60的种类。随着该距离缩短,棱柱区域的大小变小,随着变长,棱柱区域的大小变大。因此,通过调整该距离,能够调整棱柱区域的大小。
(光源)
作为用于对含有光固化性化合物的组合物进行光照射的光源,通常使用短弧紫外线发生光源,具体可以使用高压水银灯、低压水银灯、金属卤化物灯、氙气灯等。对含有光固化性化合物的组合物进行照射的光线必须包含能够使该光固化性化合物固化的波长,通常利用水银灯的以365nm为中心的波长的光,但只要是含有与使用的光聚合引发剂的吸收波长相近的波长的光源,则也可以使用任意的灯。通过使光固化性组合物层固化,形成各向异性光学膜。
为了从来自上述短弧UV光线的光制作平行光线D,例如可以在光源的背后配置反射镜,使光在规定的方向上作为点光源出射,得到平行光线。如果使用点光源,则可以简单地得到平行光线。
(指向性扩散元件)
对于指向性扩散元件60,只要是对入射的平行光线D赋予指向性的元件即可。图2中记载了如下形态:具有指向性的光E沿X方向较多扩散,沿Y方向几乎不扩散。为了得到这样具有指向性的光,例如可以采用如下方法:使指向性扩散元件60内包含纵横比高的针状填充物,并使该针状填充物以长轴方向沿Y方向延伸的方式进行配向。对于指向性扩散元件,除了使用针状填充物的方法以外还可以使用各种各样的方法。根据指向性扩散元件的种类,有时因向指向性扩散元件入射的部分而使光的扩散性不同,但只要以平行光线D通过指向性扩散元件60从而得到具有指向性的光E的方式进行配置即可。
具有指向性的光E的纵横比优选为5~40。以与该纵横比大体对应的形式,形成棱柱区域的纵横比。
上述纵横比的下限值优选为5,更优选为8,进一步优选为10。随着纵横比变小,存在扩散范围变窄的问题。
上述纵横比的上限值优选为40,更优选为40,进一步优选为30。随着纵横比变大,存在光的扩散性、聚光性不充分的问题。
(固化)
通过使具有指向性的光E向光固化性组合物层20入射而使该光固化性组合物层固化,能够得到本发明的各向异性光学膜。
将光固化性组合物层20涂布在透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜那样的适当的基体10上而设置涂布膜(光固化性组合物层)。根据需要进行干燥使溶剂挥发,其干燥膜厚优选为30~200μm。干燥膜厚的下限值更优选为50μm。膜厚越厚,越容易产生弯曲。干燥膜厚的上限值更优选为150μm,进一步优选为100μm。膜厚越薄,生产率越提高。对于上述干燥膜厚的下限值和上限值,可以对优选值、更优选值、进一步优选值进行合适的组合。干燥膜厚小于30μm时,由于缺乏光扩散性,因此不优选。另一方面,在干燥膜厚大于200μm的情况下,整体扩散性过强,难以得到本发明的特征性的各向异性,同时成本提高,不适于薄型化用途等,因此也不优选。进一步,将脱模膜、后述掩模层压于该涂布膜或固化膜上来制作感光性层叠体。
作为将含有光固化性化合物的组合物以薄片状设置于基体上的方法,可以应用常规的涂布方式、印刷方式。具体可以使用气刀涂布、棒涂、刮板涂布、刮刀涂布、反转涂布、门辊涂布、照相凹版辊涂布、吻合涂布、铸涂、喷涂、狭缝喷嘴涂布、压延涂布、挡板涂布、浸涂、模涂等涂布、照相凹版印刷等凹版印刷、丝网印刷等孔版印刷等印刷等。在组合物为低粘度的情况下,也可以在基体的周围设置一定高度的堤并在该堤所包围之中浇铸组合物。
在形成本发明的各向异性光学膜时,为了防止光固化性组合物层的氧阻聚,也可以层叠掩模。作为掩模的材质,没有特别限制,但必须使用使入射的紫外线的至少一部分透过的薄片。作为这样的薄片:PET、TAC、PVAc、PVA、丙烯酸类、聚乙烯等透明塑料薄片;玻璃、石英等无机薄片,进一步,这些薄片也可以包含用于控制紫外线透过量的图形、吸收紫外线的颜料。在不使用这样的掩模的情况下,通过在氮气气氛下进行光照射,也能够防止光固化性组合物层的氧阻聚。
作为对光固化性组合物层进行照射的UV光的照度,优选为0.01~100mW/cm2的范围,更优选为0.1~20mW/cm2的范围。这是因为,如果照度为0.01mW/cm2以下,则由于固化需要长时间,因此生产效率差,如果为100mW/cm2以上,则光固化性化合物的固化过快,不会实现结构形成,不能够表现目标各向异性扩散特性。
UV的照射时间没有特别限制,为10~180秒,更优选为30~120秒。之后,将脱模膜剥离,从而能够得到本发明的各向异性光学膜。
本发明的各向异性光学膜是通过长时间照射如上所述的低照度UV光从而在光固化性组合物层中形成特定内部结构而得的。因此,仅进行这样的UV照射,有时会因残存未反应的单体成分或产生发粘而存在操作性、耐久性的问题。对于这样的情况,进一步照射1000mW/cm2以上的高照度UV光,能够使残存单体进行聚合。此时的UV照射优选从掩模侧的相反侧进行。
用于得到本发明的各向异性光学膜的内部弯曲结构的方法没有限制,通过在含有光固化性化合物的组合物固化时在光固化性组合物层的厚度方向上赋予温度分布而得的方法是有效的。这里所谓的光固化性组合物层是指形成各向异性扩散层之前的状态。即,光固化性组合物层是指含有光固化性化合物的组合物进行固化前的状态。例如,通过在入射紫外线的表面侧提供冷风进行冷却,并且在基体侧利用多种调温板等进行加热,能够在组合物层的厚度方向上产生温度分布。对于光固化性组合物,折射率因温度而发生变化,随着所照射的紫外线通过内部而发生弯曲。该弯曲的角度、位置、方向可以通过组合物的折射率、反应速度、温度梯度等来改变。此外,主要弯曲的数量也可以通过调整膜厚来实现。在此,反应速度可以通过由组合物自身的配合而导致的反应性、粘度、紫外线的强度、引发剂的种类和量等进行适当的调整。
显示装置
本发明的各向异性光学膜可以应用于液晶显示装置(LCD)、等离子显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、阴极管显示装置(CRT)、表面电场显示器(SED)、电子纸等显示装置。特别优选用于液晶显示装置(LCD)。本发明的各向异性光学膜是将具有有机硅骨架的光固化性化合物进行固化而形成的,粘接强度的问题少,可以介由粘接层、粘着层而贴合于期望的部位进行使用。
本发明的各向异性光学膜可以优选用于透过型、反射型或半透过型的液晶显示装置。
实施例
按照以下方法,制造本发明的各向异性光学膜和比较例的各向异性光学膜。
[实施例1]
在厚度100μm、76×26mm大小的PET膜(东洋纺公司制,商品名:A4300)的整个边缘部,使用分配器由固化性树脂形成高0.1mm的隔壁。向其中填充下述光固化性树脂组合物,利用其它PET膜进行覆盖。
·有机硅/氨基甲酸酯/丙烯酸酯(折射率:1.460,重均分子量:5,890)20重量份
(RAHN公司制,商品名:00-225/TM18)
新戊二醇二丙烯酸酯(折射率:1.450)30重量份
(Daicel-Cytec公司制,商品名Ebecryl145)
·双酚A的EO加成物二丙烯酸酯(折射率:1.536)15重量份
(Daicel-Cytec公司制,商品名:Ebecyl150)
·苯氧基乙基丙烯酸酯(折射率:1.518)40重量份
(共荣社化学制,商品名:Light acrylate PO-A)
·2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮4重量份
(BASF公司制,商品名:Irgacure651)
将两面被PET膜夹持的0.1mm厚度的液膜置于加热至80℃的加热板,利用送风机从表面送风以成为冷却的状态,将由UV点光源(浜松Photonics公司制,商品名:L2859-01)的落射用照射单元出射的平行光线介由透过UV光线的纵横比为30的指向性扩散元件而变换为线状光线的紫外线以照射强度10mW/cm2从上部垂直照射1分钟,得到如图1所示的具有多个棱柱区域的实施例1的各向异性光学膜(但与图1的扩散中心轴不同)。之后,剥离PET膜而得到本发明的各向异性光学膜。
[实施例2]
作为指向性扩散元件,使用透过UV光线的纵横比为20的指向性扩散元件,除此以外,与实施例1同样地进行,得到实施例2的各向异性光学膜。
[实施例3]
作为指向性扩散元件,使用透过UV光线的纵横比为10的指向性扩散元件,除此以外,与实施例1同样地进行,得到实施例3的各向异性光学膜。
[实施例4]
变更制作条件以使液膜的厚度为60μm,作为指向性扩散元件,使用透过UV光线的纵横比为10的指向性扩散元件,除此以外,与实施例1同样地进行,得到实施例4的各向异性光学膜。
[比较例1]
不使用指向性扩散元件,除此以外,与实施例1同样地进行,得到比较例1的各向异性光学膜。
比较例1的各向异性光学膜从各向异性光学膜的上表面至下表面形成有多个柱状结构。
[比较例2]
作为指向性扩散元件,使用透过UV光线的纵横比为50的指向性扩散元件,除此以外,与实施例1同样地进行,得到比较例2的各向异性光学膜。
比较例2的各向异性光学膜形成有如图10所示的板状结构(但与图10的扩散中心轴不同)。
[比较例3]
变更制作条件以使液膜的厚度为60μm,作为指向性扩散元件,使用透过UV光线的纵横比为50的指向性扩散元件,除此以外,与实施例1同样地进行,得到比较例3的各向异性光学膜。
比较例3的各向异性光学膜形成有如图10所示的板状结构(但与图10的扩散中心轴不同)。
实施例1~3中使用的有机硅/氨基甲酸酯/丙烯酸酯的重均分子量(Mw)的测定是以聚苯乙烯换算分子量的形式使用GPC法以下述条件进行的。
脱气装置:DG-980-51(日本分光株式会社制)
泵:PU-980-51(日本分光株式会社制)
自动进样器:AS-950(日本分光株式会社制)
恒温槽:C-965(日本分光株式会社制)
柱:Shodex KF-806L×2根(昭和电工株式会社制)
检测器:RI(SHIMAMURA YDR-880)
温度:40℃
洗提液:THF
注入量:150μl
流量:1.0ml/min
样品浓度:0.2%
(各向异性光学膜的表面观察)
用光学显微镜观察实施例和比较例的各向异性光学膜的表面(紫外线照射时的照射光侧),测定棱柱结构的长径LA、短径SA。对于长径LA和短径SA的算出,取任意20个结构的平均值。此外,算出长径LA/短径SA作为纵横比。
(各向异性光学膜的评价)
使用可以任意改变光源的投光角、光接收器的受光角的变角光度计Goniophotometer(GENESIA公司制)进行实施例和比较例的各向异性光学膜的评价。将受光部固定在接受来自光源的直线光的位置,将实施例和比较例中得到的各向异性光学膜设置于之间的样品架。如图12所示,使样品以旋转轴(L)旋转,测定与各个入射角对应的直线透过光量。利用该评价方法,可以评价入射的光以何角度范围进行扩散。该旋转轴(L)与图10所示的样品结构中的B-B轴或图1(a)所示的样品结构中的C-C轴为同轴。在直线透过光量的测定中,使用发光度过滤器测定可见光区域的波长。
对于各向异性光学膜的干涉(虹),用肉眼从各个角度观察透过光,评价干涉的程度。
将上述测定中得到的实施例的结果示于图3~图6,将比较例的结果示于图7~9。图3为实施例1,图4为实施例2,图5为实施例3,图6为实施例4,图7为比较例1,图8为比较例2,图9为比较例3,分别表示了由直线透过光量的测定而得的入射光依存性。
(各向异性光学膜的截面观察)
作为代表例,用光学显微镜观察实施例3的截面,确认棱柱结构的弯曲状态,将结果示于图13。
表1汇总了棱柱的形状、光学特性等。
[表1]
※1对于最大直线透过率与最小直线透过率之差为1/2以下的直线透过率,入射光的扩散范围的角度范围(以图3为例,其相当于光学曲线上用箭头标记的部分)
由表1所示的结果可知,对于最大直线透过率与最小直线透过率之差为1/2以下的直线透过率,入射光的扩散范围的角度范围的值与棱柱区域的纵横比有关。在实施例1~4的各向异性光学膜中,通过使用棱柱区域的纵横比为6~35的各向异性光学膜,能够使上述入射光的扩散范围的角度范围处于53°~70°。实施例3与4中棱柱的纵横比大体一致、各向异性扩散层的厚度不同,即使将各向异性扩散层的厚度设为60μm程度,也能够实现具有充分实用性的上述入射光的扩散范围的角度范围。即,实施例1~4的各向异性光学膜能够以宽的入射角度范围进行光的扩散和聚光,并且不会有不自然的感觉。
另一方面,棱柱区域的纵横比过小的比较例1和纵横比过大的比较例2~3的各向异性光学膜未能使上述入射光的扩散范围的角度范围处于50°以上。即,比较例1~3的各向异性光学膜不能够以宽的入射角度范围进行光的扩散和聚光,并且具有不自然的感觉。
由表1所示的结果可知,长径LA与光的干涉(虹)有关。实施例1~4的各向异性光学膜的长径LA为6~42μm,不发生光的干涉(虹)或实用上的问题少。
另一方面,长径LA过大的比较例2和比较例3由于强烈发生光的干涉(虹),产生实用上的问题。另外,比较例1虽然因长径LA小而不发生光的干涉(虹),但由于长径LA过小,因此不能使对于最大直线透过率与最小直线透过率之差为1/2以下的直线透过率的入射光的扩散范围的角度范围的值处于50°以上。
如表1所示,可知棱柱区域的纵横比大致反映指向性扩散元件的纵横比。看过本申请的本领域技术人员通过考虑指向性扩散元件的纵横比,并且调整指向性扩散元件与光固化性树脂组合物(各向异性光学膜固化前)的距离,能够调整短径SA和长径LA的值,从而能够制造具有本申请发明所规定的棱柱区域的各向异性光学膜。
进一步,如图13所示,为了实现这样的宽扩散范围,通过调节纵横比、膜厚而起到了调整棱柱结构的弯曲的作用,可认为这是为了与散射中心轴连续且具有多个的情况得到同等的效果。另外,在本申请的其他实施例中,如图13所示,棱柱结构是弯曲的。
如表1所示,本发明能够提供各向异性光学膜,即使为1层的各向异性扩散层,也能够以宽的入射角度范围进行光的扩散和聚光,且不会有不自然的感觉,并且不易发生干涉。
附图标记说明
1 样品
3 光接收器
4 基体区域
5、50 各向异性光学膜
5a 上表面
5b 下表面
6 棱柱区域
10 基体
20 光固化性组合物层
30 光源
40 板状结构
51 线状光源
60 指向性扩散元件
Claims (9)
1.一种各向异性光学膜,其是扩散性根据光的入射角而变化的各向异性光学膜,其特征在于,
具有多个棱柱区域和基体区域,
直线透过率最大的入射角时的最大直线透过率为30%以上且小于95%,
直线透过率最小的入射角时的最小直线透过率为20%以下。
2.根据权利要求1所述的各向异性光学膜,其特征在于,所述棱柱区域的短径与长径的纵横比处于2~40范围内。
3.根据权利要求1所述的各向异性光学膜,其特征在于,所述棱柱区域的厚度处于30μm~200μm范围内。
4.根据权利要求1所述的各向异性光学膜,其特征在于,对于所述最大直线透过率与所述最小直线透过率之差为1/2以下的直线透过率,入射光的扩散范围的角度范围为50°~80°。
5.根据权利要求2所述的各向异性光学膜,其特征在于,所述短径的长度处于0.5μm~5.0μm范围内。
6.根据权利要求2所述的各向异性光学膜,其特征在于,所述长径的长度处于3.0μm~50μm范围内。
7.一种显示装置,其特征在于,具备所述各向异性光学膜。
8.一种各向异性光学膜的制造方法,其特征在于,具有:
从光源得到平行光线的工序;
使所述平行光线向指向性扩散元件入射而得到具有指向性的光的工序;和
使所述具有指向性的光向光固化性组合物层入射而使光固化性组合物层固化的工序。
9.根据权利要求8所述的各向异性光学膜的制造方法,其特征在于,所述具有指向性的光的纵横比处于2~40范围内。
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