TWI628474B - 利用外來光型顯示體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種利用外來光型顯示體,該利用外來光型顯示體在層疊反射板、光擴散膜而成的利用外來光型顯示體中,通過將使用的光擴散膜製成具有規定的內部結構的光擴散膜,從而在外來光的入射角度變化時,也能夠穩定保持恒定的顯示特性,並且視角內的顯示光的亮度的均勻性優異。
一種光擴散膜,是層疊反射板和光擴散膜而成的利用外來光型顯示體,光擴散膜在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構。
Description
本發明涉及利用從外部入射而來的光,發揮規定的顯示功能的利用外來光型顯示體。
特別是涉及外來光的入射角度變化時能夠穩定保持恒定的顯示特性,並且視角內的顯示光的亮度的均勻性優異的利用外來光型顯示體。
以往,對具有光擴散特性的面或鏡面反射面印刷文字、圖像,或者對這些面上貼合印刷有文字、圖像的透明或半透明的膜而成的利用外來光型的顯示體(以下,稱為利用外來光型顯示體)可用作看板、標誌。
上述利用外來光型顯示體,其特徵在於,利用太陽直射光、擴散天空光,或者來自建造物、路面、樹木等的二次散射光這樣的外來光作為光源,將所希望的顯示光散射發光。
另外,作為這樣的利用外來光型顯示體,已知有在印刷有所希望的圖案等的裝飾層的前面,層疊在樹脂中分散微粒而成的光擴散膜而成的利用外來光型顯示體
(例如,專利文獻1),在使用了棱鏡、角反射器陣列、微珠等的回歸性反射面的前面層疊印刷有所希望的圖案等的裝飾層而成的回歸反射性的利用外來光型顯示體(例如,專利文獻2)。
即,專利文獻1中公開了一種看板,其特徵在於,在看板用前面板301的背面側配置顯示體320而成;上述看板用前面板301,其特徵在於,如圖62a~62b所示,是在至少單面形成有凹凸的總光線透射率為90%以上且霧度為20%以下的由透光板構成的看板用前面板301,凹凸面的中心線平均粗糙度為0.2~0.7μm,並且10點平均粗糙度為1~7μm,透光板由透明基板302、在該透明基板302的單面或者兩面層疊一體化的光擴散層303構成,在該光擴散層303的表面形成有凹凸面。
另外,公開了一種作為上述光擴散層,在合成樹脂中分散樹脂粒子(光擴散材)的構成的光擴散層。
另外,專利文獻2中,如圖62c所示,公開了一種回歸反射立方角片材424,其具備:立方體層432、實質上透明的覆蓋層434和配置在該覆蓋層434的著色標識416;上述立方體層432具有:觀察表面、具備被平行的槽組的至少2個交叉的組劃分的多個立方角要素的結構化表面435、具有配置在該立方角要素的至少任意一個上的金屬膜430;上述覆蓋層434具有前面與後面,上述後面接合在該立方體層432的該觀察表面;上述著色標識416相對於該槽組的至少一個組排列配置。
另外,公開了上述著色標識具有擴散反射性。
專利文獻1:日本特開2001-109414號公報(請求項)
專利文獻2:日本特表2003-531396號公報(請求項)
然而,就使用了專利文獻1記載的看板用前面板的看板而言,由於顯示光的射出角僅單純依賴於外來光的入射角,所以外來光的入射角度變化時,發現有難以穩定保持恒定的顯示特性這種問題。
另外,使用了專利文獻1記載的看板用前面板的看板中的光擴散特性具有高斯分佈型的光擴散特性,因此視角內的顯示光的亮度的均勻性降低,特別是顯示體為大面積時,發現顯示光的亮度不均顯著這種問題。
另外,就專利文獻2記載的回歸反射立方角片材而言,由於顯示光朝向入射而來的外來光的光源射出,所以與專利文獻1同樣地,外來光的入射角度變化時,發現難以穩定保持恒定的顯示特性這種問題。
另外,專利文獻2記載的回歸反射立方角片材由於顯示光朝向入射而來的外來光的光源射出,因此特別是顯示體為大面積時,發現顯示光的亮度不均顯著,而且無法得到充分的視角這種問題。
進而,專利文獻2記載的回歸反射立方角片材
的結構複雜,因此不易製造,在製造成本方面也具有問題。
因此,要求外來光的入射角度變化時,也能夠穩定保持恒定的顯示特性,並且視角內的顯示光的亮度的均勻性優異的利用外來光型顯示體。
因此,本發明的發明人等鑒於上述情況,經過深入努力,結果發現在層疊反射板和光擴散膜而成的利用外來光型顯示體中,通過將使用的光擴散膜製成在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜,能夠解決上述問題,從而完成本發明。
即,本發明的目的在於提供一種外來光的入射角度變化時,也能夠保持恒定的顯示特性,並且,視角內的顯示光的亮度的均勻性優異的利用外來光型顯示體。
根據本發明,提供一種利用外來光型顯示體,其特徵在於,是層疊反射板和光擴散膜而成的利用外來光型顯示體,光擴散膜是在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜,從而能夠解決上述問題。
即,根據本發明的利用外來光型顯示體,由於將使用的光擴散膜製成具有規定的內部結構的光擴散膜,所以能夠將從寬範圍的角度入射來的外來光作為顯示光高效地向規定的方向擴散射出。
因此,外來光的入射角度變化時,也能夠穩定保持恒定的顯示特性。
另外,根據本發明的利用外來光型顯示體,具有規定的內部結構的光擴散膜的光擴散特性不僅有單純的高斯分佈型的光擴散特性,還具有擴散光的亮度的均勻性優異的光擴散特性,因此能夠有效地提高視角內的顯示光的亮度的均勻性。
另外,構成本發明的利用外來光型顯示體時,優選在反射板與光擴散膜間、或者在與光擴散膜中的反射板的位置側相反的一側具有裝飾層。
通過這樣構成,外來光的入射角度變化時,也因具有規定的內部結構的光擴散膜的效果,能夠將裝飾層帶來的所希望的顯示內容以穩定保持恒定的顯示特性且視角內中的亮度的均勻性優異的顯示光來顯示。
另外,構成本發明的利用外來光型顯示體時,優選光擴散膜中的內部結構是在折射率相對低的區域中使折射率相對高的多個柱狀物在膜膜厚方向林立而成的柱結構、以及折射率不同的多個板狀區域在沿膜面(是指膜的端面以外的面。以下也相同)的任意一個方向交替配置而成百葉結構、或者其任一方的結構。
通過這樣構成,外來光的入射角度變化時,也能夠更加穩定保持恒定的顯示特性,並且進一步提高視角內的亮度的均勻性。
另外,構成本發明的利用外來光型顯示體時,光擴散膜中的內部結構為柱結構時,光擴散膜是單一層的光擴散膜,光擴散膜的膜厚為60~700μm的範圍內的值,
並且,將相對於膜面的法線的入射光的入射角沿著塗佈層的移動方向在-70~70°的範圍變化時,優選相對於各入射角的霧度值為70%以上的值,上述塗佈層是將光擴散膜用組合物塗佈成膜狀而成的,上述移動方向是將上述塗佈層光固化時的該塗佈層的移動方向。
通過這樣構成,使用的光擴散膜為由具有規定的膜厚的單一層構成的光擴散膜,因此與層疊多個光擴散膜的情況相比較,能夠減少貼合步驟,經濟上有利,而且還能有效抑制顯示光中的模糊的產生、層間剝離的產生。
其另一方面,該光擴散膜具有柱結構作為內部結構,並且具有規定的光擴散特性,因此即使膜由單一層構成,也能將從寬範圍的角度入射來的外來光作為顯示光高效地向利用外來光型顯示體的正面擴散射出。
應予說明,“單一層”是指沒有層疊多片光擴散膜,在一片光擴散膜內形成多層內部結構的情況也包含在“單一層”中。
另外,構成本發明的利用外來光型顯示體時,光擴散膜中的內部結構為百葉結構時,光擴散膜是沿著膜膜厚方向從下方依次具有第1百葉結構和第2百葉結構的光擴散膜,從膜上方觀察時,優選第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向所成的銳角θ 1為10~90°的範圍內的值。
通過這樣構成,使用的光擴散膜是具有百葉結構作為內部結構的光擴散膜,並且,由於使第1百葉結構
中的板狀區域的延伸方向與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向以規定的角度交叉而成,因此外來光的方位角方向的入射角度變化時,也能夠作為顯示光高效地向規定的方向擴散射出。
1‧‧‧利用外來光型顯示體
2‧‧‧外來光光源
3‧‧‧外來光
4‧‧‧顯示光
10‧‧‧反射板
10a‧‧‧鋁蒸鍍層
10b‧‧‧樹脂膜
20‧‧‧裝飾層
20a‧‧‧印刷層
20b‧‧‧易印刷層
20c‧‧‧樹脂膜
30‧‧‧黏接劑層
40‧‧‧具有耐光性的層
50‧‧‧來自光源的照射光
50′‧‧‧光的擴散情況
51′‧‧‧擴散光的擴散情況
60‧‧‧平行光
100‧‧‧光擴散膜
100a‧‧‧在膜內具有柱結構的光擴散膜
100b‧‧‧在膜內具有百葉結構的光擴散膜
101‧‧‧塗佈層
101a‧‧‧第1塗佈層
101a′‧‧‧形成有第1百葉結構的第1塗佈層
101b‧‧‧第2塗佈層
101c‧‧‧由第1塗佈層和第2塗佈層構成的層疊體
102‧‧‧加工片
112‧‧‧折射率相對高的柱狀物
113‧‧‧柱結構
113a‧‧‧柱結構的邊界面
114‧‧‧折射率相對低的區域
115‧‧‧第1面
116‧‧‧第2面
122‧‧‧折射率相對高的板狀區域
123‧‧‧百葉結構
123a‧‧‧第1百葉結構
123b‧‧‧第2百葉結構
123a′‧‧‧百葉結構的邊界面
124‧‧‧折射率相對低的板狀區域
200‧‧‧照射光平行化部件
202‧‧‧點光源
204‧‧‧透鏡
210‧‧‧遮光部件
210a‧‧‧板狀部件
210b‧‧‧筒狀部件
220‧‧‧紫外線照射裝置
221‧‧‧熱線截止濾光片
223‧‧‧遮光板
225‧‧‧線狀光源
310‧‧‧光源
320‧‧‧積分球
400‧‧‧錐光鏡
410‧‧‧光源臂
圖1a~1c是為了說明本發明的利用外來光型顯示體的構成而提供的圖。
圖2a~2c是為了說明本發明的利用外來光型顯示體的特性而提供的圖。
圖3a~3c是為了說明以往的利用外來光型顯示體的特性而提供的圖。
圖4a~4c是為了說明以往的利用外來光型顯示體的特性而提供的其它圖。
圖5a~5b是為了說明在膜內具有柱結構的光擴散膜的概略而提供的圖。
圖6a~6b是為了說明在膜內具有柱結構的光擴散膜中的入射角度依賴性和各向同性光擴散而提供的圖。
圖7a~7b是為了說明在膜內具有百葉結構的光擴散膜的概略而提供的圖。
圖8a~8b是為了說明在膜內具有百葉結構的光擴散膜中的入射角度依賴性和各向異性光擴散而提供的圖。
圖9a~9c是為了說明光擴散膜的光擴散特性的測定方法而提供的圖。
圖10a~10c是例舉實施例2的光擴散膜來說明光擴散
膜的光擴散特性與利用外來光型顯示體中的顯示光的擴散射出的關係而提供的圖。
圖11a~11c是例舉實施例2的光擴散膜來說明光擴散膜的光擴散特性與利用外來光型顯示體中的顯示光的擴散射出的關係而提供的其它圖。
圖12a~12c是為了說明不滿足規定的參數的光擴散膜的光擴散特性與利用外來光型顯示體中的顯示光的擴散射出的關係而提供的圖。
圖13a~13c是為了說明不滿足規定的參數的光擴散膜的光擴散特性與利用外來光型顯示體中的顯示光的擴散射出的關係而提供的其它圖。
圖14a~14b是為了說明在膜內具有柱結構的規定的光擴散膜而提供的圖。
圖15a~15b是為了說明柱結構而提供的圖。
圖16a~16b是為了說明在膜內具有柱結構的光擴散膜的製造方法中的各步驟而提供的圖。
圖17a~17d是為了說明活性能量線照射步驟而提供的圖。
圖18是為了說明活性能量線照射步驟而提供的其它圖。
圖19a~19c是為了說明在膜內具有百葉結構的規定的光擴散膜的基本的構成而提供的圖。
圖20是為了說明百葉結構而提供的圖。
圖21a~21c是為了說明板狀區域的延伸方向而提供的圖。
圖22a~22e是為了說明板狀區域的延伸方向與入射光的擴散面積的關係而提供的圖。
圖23a~23e是為了說明板狀區域的延伸方向與入射光的擴散面積的關係而提供的照片。
圖24a~24d是為了說明在膜內具有百葉結構的光擴散膜的製造方法中的各步驟而提供的圖。
圖25a~25b是為了說明使用線狀光源的活性能量線照射而提供的圖。
圖26a~26b是為了說明線狀光源的配置角度而提供的圖。
圖27是為了說明使用了線狀光源的活性能量線照射而提供的其它圖。
圖28a~28d是為了說明在本發明中使用的其他的光擴散膜而提供的圖。
圖29a~29b是為了說明在膜內具有規定的內部結構的光擴散膜的製造方法的概略而提供的圖。
圖30a~30c是為了說明每個方位角方向的入射角度寬度的控制而提供的圖。
圖31a~31b是為了說明本發明的利用外來光型顯示體的構成而提供的其它圖。
圖32是為了說明實施例1的光擴散膜的構成而提供的圖。
圖33a~33b是為了說明實施例1的光擴散膜中的截面的形態而提供的圖。
圖34a~34b是為了說明實施例1的光擴散膜的光擴散特性而提供的圖。
圖35a~35b是為了說明利用外來光型顯示體的評價方法而提供的圖。
圖36是表示實施例1、2、5、比較例1以及2的利用
外來光型顯示體的顯示特性的照片。
圖37是表示實施例1、2、5、比較例1以及2的利用外來光型顯示體的顯示特性的其它的照片。
圖38是表示實施例1、2、5、比較例1以及2的利用外來光型顯示體的顯示特性的其它的照片。
圖39是表示實施例1、2、5、比較例1以及2的利用外來光型顯示體的顯示特性的其它的照片。
圖40a~40c是為了表示實施例2中的光擴散膜的截面而提供的圖以及照片。
圖41a~41b是為了說明測定光擴散膜的光擴散特性方法而提供的圖。
圖42是為了表示實施例2中的光擴散膜的入射角-霧度值圖而提供的圖。
圖43是為了說明測定與將光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性的方法而提供的圖。
圖44a~44h是為了表示與將實施例2中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的錐光鏡圖像。
圖45是為了表示與將實施例2中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的入射角-亮度圖。
圖46a~46c是為了表示實施例3中的光擴散膜的截面而提供的圖以及照片。
圖47a~47b是為了表示實施例3中的光擴散膜的截面而提供其它的照片。
圖48是為了表示實施例3中的光擴散膜的入射角-霧度值圖而提供的圖。
圖49a~49g是為了說明與將實施例3中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的錐光鏡圖像。
圖50是為了表示與將實施例3中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的入射角-亮度圖。
圖51a~51c是為了表示實施例4中的光擴散膜的截面而提供的圖以及照片。
圖52a~52b是為了表示實施例4中的光擴散膜的截面而提供的其它的照片。
圖53是為了表示實施例4中的光擴散膜的入射角-霧度值圖而提供的圖。
圖54a~54g是為了表示與將實施例4中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的錐光鏡圖像。
圖55是為了表示與將實施例4中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的入射角-亮度圖。
圖56a~56b是為了表示在實施例5中使用的紫外線照射裝置以及照射光平行化部件而提供的圖。
圖57a~57b是為了表示實施例5中使用的紫外線照射裝置以及照射光平行化部件而提供的其它圖。
圖58a~58c是為了表示實施例5中的光擴散膜的截面而提供的圖以及照片。
圖59是為了表示實施例5中的光擴散膜的入射角-霧度值圖而提供的圖。
圖60a~60g是為了表示與將實施例5中的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的錐光
鏡圖像。
圖61是為了表示與將實施例5中的光擴散膜用於外來光型顯示體時相當的光擴散特性而提供的入射角-亮度圖。
圖62a~62c是為了說明以往的利用外來光型顯示體而提供的圖。
本發明的實施方式的利用外來光型顯示體,其特徵在於,是層疊反射板和光擴散膜而成的利用外來光型顯示體,光擴散膜是在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜。
以下,適當地參照圖式具體說明本發明的實施方式。
1.利用外來光型顯示體的基本構成
首先說明本發明的利用外來光型顯示體的基本構成。
如圖1a所示,本發明的利用外來光型顯示體1為層疊反射板10和光擴散膜100而成的層疊體。
另外,本發明的利用外來光型顯示體,如後述所述,其特徵在於,將使用的光擴散膜製成具有規定的內部結構的光擴散膜。
因此,外來光的入射角度變化時,也能夠穩定保持恒定的顯示特性,並且有效地提高視角內中的亮度的均勻性。
另外,如圖1b所示,本發明的利用外來光型顯示體1優選在反射板10與光擴散膜100間具有裝飾層20,如圖1c所示,還優選在與光擴散膜100中的反射板10的位置側相反的一側具有裝飾層20。
這樣通過設置裝飾層,外來光的入射角度變化時,因具有規定的內部結構的光擴散膜的效果,能夠將裝飾層帶來的所希望的顯示內容以穩定保持恒定的顯示特性且視角內的亮度的均勻性優異的顯示光來顯示。
應予說明,裝飾層是指印刷了文字、圖案等的樹脂膜等。
2.利用外來光型顯示體的特性
接著,邊與以往的利用外來光型顯示體的特性比較,邊說明本發明的利用外來光型顯示體的特性。
即,如圖2a~2c所示,本發明的利用外來光型顯示體1由於將使用的光擴散膜作為具有規定的內部結構的光擴散膜,因此能夠將從寬範圍的角度入射來的外來光3作為顯示光4高效地向規定的方向擴散射出。
即,能夠將從寬範圍的角度入射來的外來光3作為顯示光4,向恒定的光擴散角度區域擴散射出。
因此,如圖2a~2c所示,外來光3的入射角度變化時,也能夠穩定保持恒定的顯示特性。
另外,就本發明的利用外來光型顯示體1而言,具有規定的內部結構的光擴散膜的光擴散特性不是單純的高斯分佈型的光擴散特性,而是具有擴散光的亮度的均勻
性優異的光擴散特性,因此如圖2a~2c所示,能夠有效地提高視角內的顯示光4的亮度的均勻性。
對此,如圖3a~3c所示,就使用了專利文獻1中公開的在樹脂中分散微粒而成的光擴散膜的利用外來光型顯示體1′而言,顯示光4的射出角僅單純依賴於外來光3的入射角,因此外來光3的入射角度變化時,顯示光4的射出角也隨之變化,難以穩定保持恒定的顯示特性。
另外,就使用了專利文獻1中公開的在樹脂中分散微粒而成的光擴散膜的利用外來光型顯示體1′而言,光擴散膜的光擴散特性為單純的高斯分佈型的光擴散特性,因此如圖3a~3c所示,正反射方向的顯示光4的亮度極端變大,其周邊方向的顯示光4的亮度極端變小。
因此,就使用了專利文獻1中公開的在樹脂中分散微粒而成的光擴散膜的利用外來光型顯示體1′而言,視角內中的顯示光4的亮度的均勻性降低,特別是顯示體為大畫面時,顯示光4的亮度不均顯著。
另外,如圖4a~4c所示,就專利文獻2中公開的回歸反射性的利用外來光型顯示體1〞而言,顯示光4向入射來的外來光3的光源2射出,因此外來光3的入射角度變化時,顯示光4的射出角也隨之變化,難以穩定保持恒定的顯示特性。
另外,就專利文獻2中公開的回歸反射性的利用外來光型顯示體1〞而言,如圖4a~4c所示,顯示光4向入射來的外來光3的光源2射出,因此特別是顯示體為大
面積時,顯示光4的亮度不均顯著,並且難以得到充分的視角。
3.光擴散膜
光擴散膜具有將從寬範圍的角度入射來的外來光介由反射板以顯示光的形成向規定的方向擴散射出的功能。
另外,本發明的利用外來光型顯示體在上述光擴散膜中具有特徵。
即,本發明中的光擴散膜的特徵在於,是在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜。
以下,對本發明中的光擴散膜進行具體說明,首先使用圖5a~8b,對本發明中的光擴散膜的基本原理進行說明。
即,例舉作為本發明中的光擴散膜的基本方式的在膜內具有柱結構的光擴散膜(圖5a~6b)以及在膜內具有百葉結構的光擴散膜(圖7a~8b),對本發明中的光擴散膜的基本原理進行說明。
(1)光擴散膜中的光擴散的基本原理
(1)-1在膜內具有柱結構的光擴散膜
首先,使用圖5a~6b,對在膜內具有柱結構的光擴散膜的基本原理進行說明。
首先,圖5a中示出了在膜內具有柱結構的光擴散膜100a的俯視圖(平面圖),圖5b中示出了將圖5a所
示的在膜內具有柱結構的光擴散膜100a沿虛線A-A在垂直方向進行切割,從沿箭頭的方向觀察切割面時的光擴散膜100a的剖視圖。
另外,圖6a中示出了在膜內具有柱結構的光擴散膜100a的整體圖,圖6b中示出了從X方向觀察圖6a的在膜內具有柱結構的光擴散膜100a時的剖視圖。
如上述圖5a的俯視圖所示,在膜內具有柱結構的光擴散膜100a,具有由折射率相對高的柱狀物112和折射率相對低的區域114構成的柱結構113。
另外,如圖5b的剖視圖所示,在膜內具有柱結構的光擴散膜100a的垂直方向,折射率相對高的柱狀物112和折射率相對低的區域114分別具有規定的寬度,成為交替地配置的狀態。
由此,如圖6a所示,推斷入射角為光擴散入射角度區域內時,入射光被在膜內具有柱結構的光擴散膜100a所擴散。
即,如圖5b所示,推斷相對於柱結構113的邊介面113a,對於在膜內具有柱結構的光擴散膜100a的入射光的入射角為平行至規定的角度範圍的值、即為光擴散入射角度區域內的值時,入射光(152、154)在方向發生改變的同時沿膜厚方向穿過柱結構內的折射率相對高的柱狀物112的內部,從而,光射出面側的光的行進方向變得不同。
其結果,推斷入射角在光擴散入射角度區域內
時,入射光被在膜內具有柱結構的光擴散膜100a所擴散而成為擴散光(152′、154′)。
另一方面,推斷對於在膜內具有柱結構的光擴散膜100a的入射光的入射角超出光擴散入射角度區域的情況下,如圖5b所示,入射光156在沿虛線A-A在垂直方向切割而成的剖面內,不被光擴散膜100a所擴散,直接透射光擴散膜100a而成為透射光156′。
應予說明,本發明中,“光擴散入射角度區域”是指使來自點光源的入射光的角度相對於光擴散膜發生變化時,與射出擴散光相對應的入射光的角度範圍。
另外,如圖6a所示,上述“光擴散入射角度區域”是根據在光擴散膜中的柱結構的折射率差、傾斜角等,每個該光擴散膜所決定的角度區域。
根據以上的基本原理,在膜內具備柱結構113的光擴散膜100a,例如,如圖6a所示,在光的透射和擴散中可以發揮入射角度依賴性。
另外,如圖5a~6b所示,具有柱結構113的光擴散膜100a,通常,具有“各向同性”。
這裡,本發明中,如圖6a所示,“各向同性”是指入射光被膜擴散時,具有如下性質,即在擴散的射出光中的與膜平行的面(是指與膜的端面以外的面平行的面。以下也相同)內該光的擴散情況(擴散光的擴散形狀)根據該面內的方向而不發生變化的性質。
更具體而言,如圖6a所示,入射光被膜100a
擴散時,擴散的射出光的擴散情況是在與膜平行的面內為圓形。
另外,如圖6b所示,在膜內具有柱結構的光擴散膜中,稱為入射光的“入射角θ a”時,入射角θ a是指將沿光擴散膜的入射側表面的法線入射的光的入射角度設為0°時的角度(°)。
另外,本發明中,“光擴散角度區域”是指相對於光擴散膜,在入射光被最大擴散的角度固定點光源,在該狀態下得到的擴散光的角度範圍。
並且,本發明中,“擴散光的開口角θ b“是指上述的“光擴散角度區域”的角度寬度(°),如圖6b所示,是指觀察膜的截面時的擴散光的開口角θ b。
應予說明,可確認光擴散角度區域的角度寬度(°)與光擴散入射角度區域的寬度大致相同。
另外,如圖6a所示的入射光B那樣,在膜內具有柱結構的光擴散膜100a在入射光的入射角包含在光擴散入射角度區域的情況下,即使該入射角不同時,在光射出面側也能夠進行幾乎相同的光擴散。
因此,可以說在膜內具有柱結構的光擴散膜具有使光集中在規定位置的聚光作用。
應予說明,柱結構內的柱狀物112的內部中的入射光的方向變化除了可以考慮如圖5b所示的那樣通過全反射而呈直線狀曲折地變化方向的階躍折射型的情況,還可以考慮除此以外也有呈曲線狀變化方向的梯度折射型的
情況。
另外,在圖5a~5b中,為了簡便,將折射率相對高的柱狀物112和折射率相對低的區域114的介面用直線表示,但實際上,介面是稍微曲折的,各柱狀物形成有伴隨著分支、消失的複雜的折射率分佈結構。
推斷:其結果,不一樣的光學特性的分佈可提高光擴散特性。
(1)-2在膜內具有百葉結構的光擴散膜
接下來,使用圖7a~8b,對在膜內具有百葉結構的光擴散膜的基本原理進行說明。
首先,圖7a中示出了在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b的俯視圖(平面圖),圖7b中示出了將圖7a所示的在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b沿虛線A-A在垂直方向進行切割,從沿箭頭的方向觀察切割面時的光擴散膜100b的剖視圖。
另外,圖8a中示出了在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b的整體圖,圖8b中示出了從X方向觀察圖8a的在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b時的剖視圖。
如上述圖7a的俯視圖所示,在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b具備折射率相對高的板狀區域122和折射率相對低的板狀區域124在沿膜面的任意一個方向交替平行配置而成的百葉結構123。
另外,如圖7b的剖視圖所示,折射率相對高的板狀區域122和折射率相對低的板狀區域124分別具有規
定的厚度,在相對於在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b的法線方向(膜厚方向),也保持交替地平行配置的狀態。
由此,推斷如圖8a所示,入射角在光擴散入射角度區域內時,入射光被在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b所擴散。
即,推斷如圖7b所示,相對於百葉結構123的邊介面123a′,入射光相對於在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b的入射光的入射角為平行至規定的角度範圍的值、即為光擴散入射角度區域內的值時,入射光(152、154)在方向發生改變的同時沿膜厚方向通過百葉結構內的折射率相對高的板狀區域122的內部,從而光射出面側的光的行進方向變得不同。
推斷:其結果,入射角在光擴散入射角度區域內時,入射光被在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b所擴散而成為擴散光(152′、154′)。
另一方面,推斷入射光相對於在膜內具有百葉結構的光擴散膜100b的入射光的入射角超出光擴散入射角度區域的情況下,如圖7b所示,入射光156在沿虛線A-A在垂直方向切割而成的剖面內,不被光擴散膜所擴散,直接透射光擴散膜10而成為透射光156′。
因此,根據與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜同樣的基本原理,在膜內具備百葉結構123的光擴散膜100b,例如,如圖8a所示,在光的透射和擴散中可以發揮入射角度依賴性。
其中,如圖8a所示,在膜內具有百葉結構123的光擴散膜100b,通常具有“各向異性”。
這裡,本發明中,如圖8a所示,“各向異性”是指入射光被膜擴散時,具有在擴散的射出光的與膜平行的面內的該光的擴散情況(擴散光的擴散形狀)根據該面內的方向而不同的性質。
更具體而言,推斷如圖8a所示,對於包含在入射光的成分中的從膜面的上方觀察時與沿著沿膜面的任意一個方向延伸的百葉結構的延伸方向垂直的成分,選擇性的產生光的擴散,另一方面,對於包含在入射光的與百葉結構的朝向平行的成分,難以產生光的擴散,所以實現了各向異性光擴散。
因此,具有各向異性的光擴散膜中的擴散光的擴散形狀如圖8a所示,為大致橢圓形狀。
另外,如上上述,有助於光擴散的入射光的成分是與主要沿著沿膜面的任意一個方向延伸的百葉結構的朝向垂直的成分,所以如圖8b所示,在膜內具有百葉結構的光擴散膜中,稱為入射光的“入射角θ a”時是指與沿著沿膜面的任意一個方向延伸的百葉結構的朝向垂直的成分的入射角。另外,此時,入射角θ a是指將相對於光擴散膜的入射側表面的法線的角度設為0°時的角度(°)。
另外,在膜內具有百葉結構的光擴散膜中,“擴散光的開口角”是指上述的“光擴散角度區域”的寬度,如圖8b所示,是指從與沿著沿膜面的任意一個方向延
伸的百葉結構的朝向平行的方向X觀察膜的截面時的擴散光的開口角θ b。
由於其他內容與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜的內容重複,因此省略。
以下,對於上述在膜內具有柱結構的光擴散膜、在膜內具有百葉結構的光擴散膜、以及在膜內具有與這些不同的規定的內部結構的光擴散膜,分別例舉更具體的方式,說明本發明中的光擴散膜。
(2)在膜內具有柱結構的光擴散膜
作為在膜內具有柱結構的光擴散膜,例舉以下的構成的光擴散膜進行說明。
即,例舉出如下的光擴散膜進行說明,上述光擴散膜的內部結構為柱結構且為單一層的光擴散膜,光擴散膜的膜厚為60~700μm的範圍內的值,並且,將相對於膜面的法線的入射光的入射角沿著塗佈層的移動方向在-70~70°的範圍變化時,相對於各入射角的霧度值為70%以上的值,上述塗佈層是將光擴散膜用組合物塗佈成膜狀而成的,上述移動方向是將塗佈層光固化時的該塗佈層的移動方向。
(2)-1單一層
本方式的光擴散膜為單一層。
該理由是,與層疊多個光擴散膜時的情況相比,能夠減少貼合步驟,不僅經濟上有利,還能夠對顯示圖像中的模糊的產生、層間剝離的產生有效地抑制。
應予說明,除了直接層疊多個光擴散膜的情況外,介由其他膜等層疊多個光擴散膜的情況也包括在層疊多個光擴散膜的情況中。
(2)-2光擴散特性
另外,如圖9a~9c所示,在本方式的光擴散膜中,將相對於膜面的法線的入射角θ a沿著塗佈層101的移動方向B在-70~70°的範圍變化時,相對於各入射角θ a的霧度值為70%以上的值,上述塗佈層是將光擴散膜用組合物塗佈成膜狀而成的,上述移動方向是將上述塗佈層101光固化時的該塗佈層101的移動方向B。
該理由是,光擴散膜通過具有上述規定的光擴散特性,從而即使該膜由單一層構成,也能夠將從寬範圍的角度入射來的外來光作為顯示光高效地擴散射出到利用外來光型顯示體的正面。
即,這是因為,若上述霧度值為小於70%的值,則難以將以對應的入射角θ a入射而來的外來光作為顯示光高效地擴散射出到利用外來光型顯示體的正面。
因此,沿著將光擴散膜用組合物塗佈成膜狀而成的塗佈層光固化時的該塗佈層的移動方向,將相對於膜面的法線的入射角θ a在-70~70°的範圍變化時,更優選相對於各入射角θ a的霧度值為75%以上的值,進一步優選為80%以上的值。
另外,上述光擴散特性通常在滿足膜的一面時,可確認也滿足另一面,相反,即使僅滿足一面,可確認也
能夠得到規定的效果,當然是在本方式的光擴散膜的範圍內。
應予說明,圖9a是表示將來自點光源202的照射光50通過透鏡204變為平行光60,照射到將沿移動方向B移動的加工片102上的塗佈層101,並將其光固化的形態的側面圖。
另外,圖9b是表示使用光源310和積分球320,一邊將相對於膜面的法線的入射角θ a沿著塗佈層的移動方向B在-70~70°的範圍變化,一邊測定相對於各入射角θ a的霧度值的形態的側面圖。
另外,圖9c是將相對於膜面的法線的入射角θ a在-70~70°的範圍變化的形態以固定膜的狀態顯示的側面圖。
接著,使用圖10a~13c,說明本方式的光擴散膜的光擴散特性與利用外來光型顯示體中的顯示光的擴散射出的關係。
首先,說明這些圖式的概要時,圖10a中示出了相對於實施例2的光擴散膜100a(本方式的光擴散膜)以入射角θ a入射光,使其1次擴散的形態。
另外,圖10b中示出了測定改變圖10a的入射角θ a時的相對於各入射角θ a(°)的霧度值(%)的入射角-霧度值圖。
並且,圖10c中示出了改變圖10a的入射角θ a時的相對於各入射角θ a的範圍的擴散1次的光的擴散情況
(錐光鏡圖像的示意圖)。
另外,圖11a中示出了將實施例2的光擴散膜100a與反射板10貼合製成測定用試驗片,從該試驗片的膜側以入射角θ a入射光,介由在反射板10的反射而擴散2次的形態。
另外,圖11b中示出了測定將圖11a的入射角θ a改變時的相對於各入射角θ a(°)的膜正面的亮度(cd/m2)的入射角-亮度圖。
並且,圖11c中示出了改變圖11a的入射角θ a時的相對於各入射角θ a而擴散2次的光的擴散情況(錐光鏡圖像)。
另外,圖12a中示出了不滿足本方式的光擴散膜的參數的、相對於在膜內具有柱結構的光擴散膜100 α(以下,稱為“非本方式的光擴散膜的光擴散膜”)以入射角θ a入射光並擴散1次的形態。
另外,圖12b中示出了測定將圖12a的入射角θ a改變時的相對於各入射角θ a(°)的霧度值(%)的入射角-霧度值圖。
並且,在圖12c中示出了將圖12a的入射角θ a改變時的相對於各入射角θ a的範圍的擴散1次的光的擴散情況(錐光鏡圖像的示意圖)。
另外,圖13a中示出了將非本方式的光擴散膜的光擴散膜100 α與反射板10貼合製成測定用試驗片,從該試驗片的膜側以入射角θ a入射光,介由在反射板10的
反射而擴散2次的形態。
另外,圖13b中示出了測定將圖13a的入射角θ a改變時的相對於各入射角θ a(°)的膜正面的亮度(cd/m2)的入射角-亮度圖。
此外,圖13c中示出了將圖13a的入射角θ a改變時的相對於各入射角θ a的擴散2次的光的擴散情況(錐光鏡圖像)。
首先,圖10a所示的實施例2的光擴散膜100a滿足本方式的光擴散膜的要件,即,如圖10b的入射角-霧度值圖所示,將入射角θ a在-70~70°的範圍內改變時,相對於各入射角θ a的霧度值取70%以上的值。
另外,相對於圖10b的入射角-霧度值圖中的入射角θ a=-70~-18°、-18~-2°、-2~34°、34~44°以及44~70°的範圍的擴散1次的光的擴散情況,分別如圖10c的錐光鏡圖像的示意圖所示。
即,實施例2的光擴散膜100a的入射角θ a在-70~70°的範圍內改變時,相對於各入射角θ a的霧度值為70%以上的值,所以如圖10c所示,可知在入射角θ a=-70~70°的全部範圍內,能夠得到直線透射光少的均勻的擴散光(直線透射光越多,霧度值越小)。
更具體而言,在入射角θ a=-2~34°的範圍內,入射角θ a屬於使用圖6a等說明的光擴散入射角度區域,所以可知產生圖10c所示圓形的各向同性光擴散。
另一方面,在入射角θ a=-70~-18°、-18~-2°、
34~44°以及44~70°的範圍內,由於入射角θ a屬於使用圖6a等說明的光擴散入射角度區域的範圍外,所以可知不產生圓形的各向同性光擴散,如圖10c所示產生月牙型的光擴散。
這裡,在使用圖5b的先前的說明中記載了入射角θ a為光擴散入射角度區域的範圍外的情況,在沿虛線A-A在垂直方向切割而成的剖面內,入射光不被膜所擴散而透射。
然而,上述說明是為了將產生各向同性光擴散的光擴散入射角度區域容易理解且便於說明,實際上,如圖6a中的入射光A和C所示,入射角度不包含在光擴散入射角度區域的情況下,在與射出光的膜平行的面內的擴散為月牙型。這裡應注意,實際上,月牙型的擴散光也不是透射光,按字面理解,為擴散光。
無論是什麼情況,實施例2的光擴散膜100a的入射角θ a在-70~70°的範圍改變時,相對於各入射角θ a的霧度值為70%以上的值,因此可知各向同性光擴散或月牙型的光擴散雖有不同,但在入射角θ a=-70~70°的全部範圍內,均能夠得到直線透射光少的均勻的擴散光。
由此,圖10a中示出的實施例2的光擴散膜100a,如圖11a所示,使入射角θ a的光介由在反射板10的反射總計擴散2次時,能夠在膜正面高效地擴散射出。
即,如圖11b的入射角-亮度圖所示,入射角θ a在0~60°的範圍內改變時,可知相對於各入射角θ a的
膜表面的亮度至少在入射角θ a=10~40°的範圍內是超過8cd/m2(增益約1:判斷為與標準白色板相比能夠高效地反射外來光的值)的值,能夠利用介由反射板10的反射的總計2次擴散將寬範圍的入射光高效地擴散射出到膜正面。
認為這是由於若為實施例2的光擴散膜,能夠在第一次的擴散中將入射光均勻擴散,因此介由在反射板的反射的第二次的擴散,即使反射角與內部結構的傾斜角的關係變得不均勻,結果也能夠將均勻的擴散光射出到膜面側。
另外,圖11a中示出的總計2次擴散的模型是用於測定將光擴散膜適用於外來光型顯示體時的光擴散特性的模型。
應予說明,為了更具體顯示實際的形態,在圖11c中示出了對入射角θ a=0°、20°、40°以及60°的2次擴散的光的擴散情況(錐光鏡圖像)。
即,將0cd/m2~至各錐光鏡圖像中的最大亮度值的亮度分佈劃分為從藍色至紅色的14個階段,0cd/m2為藍色,超過0cd/m2的值~至各錐光鏡圖像中的最大亮度值分為13等分,隨著0cd/m2~接近最大的亮度的值,表現為在藍色~淡藍色~綠色~黃色~橘色~紅色這13個階段發生變化。
另外,被繪製成各錐光鏡圖像中的放射狀的線分別表示方位角方向0~180°、45~225°、90~270°、135~315°,被繪製成同心圓狀的線從內側按順序表示極角方向
18°、38°、58°、78°。
因此,各錐光鏡圖像中的各同心圓的中心部分的顏色表示被擴散射出到膜正面的擴散光的相對亮度,各同心圓的中心部分的絕對亮度與圖11b的各曲線的縱軸的值對應。
另一方面,在圖12a中示出的非本方式的光擴散膜的光擴散膜100 α,如圖12b的入射角-霧度值圖所示,將入射角θ a在-70~70°的範圍變化時,有根據入射角θ a的值使霧度值取小於70%的值的情況,不滿足本方式的光擴散膜的要件。
另外,對於圖12b的入射角-霧度圖中的入射角θ a=-70~-17°、-17~-7°、-7~16°、16~36°以及36~70°的範圍的1次擴散的光的擴散情況,分別如圖12c的錐光鏡圖像的示意圖所示。
即,非本方式的光擴散膜的光擴散膜100 α的入射角θ a在-70~70°的範圍內改變時,有根據入射角θ a的值而使霧度值取得小於70%的值的情況,所以如圖12c所示,可知在這樣的入射角θ a的範圍內,直線透射光增多,無法得到均勻的擴散光。
更具體而言,在入射角θ a=-7~16°的範圍內,入射角θ a相當於使用圖6a等說明的光擴散入射角度區域,並且,霧度值為70%以上的值,所以可知產生如圖12c所示圓形的各向同性光擴散。
另一方面,在入射角θ a=-17~-7°和16~36°
的範圍內,入射角θ a相當於使用圖6a等說明的光擴散入射角度區域的範圍外,並且霧度值為70%以上的值,所以可知不產生圓形的各向同性光擴散,產生如圖12c所示月牙型的光擴散。
另一方面,在入射角θ a=-70~-17°和36~70°的範圍內,入射角θ a屬於使用圖6a等說明的光擴散入射角度區域的範圍外,並且霧度值為小於70%的值,因此可知作為輪郭產生月牙型的光擴散,在其中央部分產生直線傳播透射光強烈顯現的不均勻的光擴散。
因此,非本方式的光擴散膜的光擴散膜100 α的入射角θ a在-70~70°的範圍內改變時,有根據入射角θ a的值使霧度值取得小於70%的值的情況,所以在這樣的入射角θ a的範圍內,可知雖然作為輪郭產生月牙型的光擴散,但直線傳播透射光增多,無法得到均勻的擴散光。
其結果,圖12a所示的非本方式的光擴散膜的光擴散膜100 α,圖13a所示,入射角θ a的光介由反射板10的反射總計擴散2次時,難以高效地擴散射出到膜正面困難。
即,如圖13b的入射角-亮度圖所示,入射角θ a在0~60°的範圍內變化時,可知相對於各入射角θ a的膜表面的亮度只有在入射角θ a=10~30°的範圍取得超過8cd/m2的值,而無法將寬範圍的入射光利用介由反射板10的反射的2次擴散在膜正面高效地擴散射出。
另外,使入射角θ a從20°變化為30°時的膜表
面的亮度的落差顯著,因此,可知實質上,僅能在入射角θ a=0~20°這種狹範圍內在膜正面高效地擴散射出。
認為這是由於,在非本方式的光擴散膜的光擴散膜中,在第一次擴散中,特別是入射角θ a的絕對值大的情況下,無法使入射光均勻擴散,所以在反射角與內部結構的傾斜角的關係變得不均勻的情況下,介由在反射板的反射的第二次的擴散無法使均勻的擴散光在膜面側射出。
即,認為射出到膜面側的擴散光變得不均勻時,通常,在膜正面以外的角度擴散光以較高的亮度射出,因此膜正面的亮度容易相對降低。
應予說明,為了更具體表示實際的形態,圖13c中示出了對於入射角θ a=0°、20°、40°以及60°的2次擴散的光的擴散情況(錐光鏡圖像)。
因此,與圖11c的情況同樣地,各錐光鏡圖像中的各同心圓的中心部分中的顏色表示在膜正面擴散射出的擴散光的相對亮度,各同心圓的中心部分的絕對亮度與圖13b的各曲線的縱軸的值對應。
應予說明,如上述實施例2中的光擴散膜所示,本方式的光擴散膜在外來光的方位角方向的入射角度變化時,極角方向的入射角度變化時,均能夠通過介由反射板的反射的2次擴散在膜正面高效地擴散射出。
另一方面,為非上述本方式的光擴散膜的光擴散膜時,在與塗佈層的移動方向正交的方位角方向,極角
方向的外來光的入射角度變化時,能夠利用介由反射板的反射的2次擴散在膜正面高效地擴散射出。
但是,為非本方式的光擴散膜的光擴散膜時,對於來自其他的方位角方向的外來光,在極角方向的外來光的入射角度發生變化時,即使通過介由反射板的反射的2次的擴散,也難以在膜正面高效地擴散射出。
因此,即使使用非本方式的光擴散膜的光擴散膜的利用外來光型顯示體,只要外來光的入射角度僅在特定方位角方向變化的環境下(例如,嵌入地面,利用太陽光作為外來光時等),能夠作為利用外來光型顯示體充分實用。
(2)-3內部結構
本方式的光擴散膜只要光擴散膜中的內部結構是在折射率相對低的區域中使折射率相對高的多個柱狀物在膜膜厚方向林立而成的柱結構,沒有特別限定。
其中,從穩定發揮上述規定的光擴散特性的觀點出發,將光擴散膜中的一面設為第1面,另一面設為第2面時,優選柱狀物為從第1面朝向第2面形狀變化而成的變形柱狀物。
該理由是,為具備由從第1面朝向第2面形狀變化而成的變形柱狀物構成的柱結構的光擴散膜時,例如,與為具備由從第1面朝向第2面形狀不發生變化的通常的柱狀物構成的柱結構的光擴散膜的情況相比,可確認能夠進一步穩定得到上述規定的光擴散特性。
以下,對變形柱狀物構成的柱結構進行具體說明。
更具體而言,如圖6a所示,在變形柱狀物112中,優選直徑從第2面116朝向第1面115增加。
該理由是,通過形成具有這樣的變形柱狀物的柱結構,能夠對光擴散膜更穩定地賦予規定的光擴散特性。
即,這是因為,若為這樣的變形柱狀物,則與通常的柱狀物相比較,即使為與柱狀物的軸線方向平行的光,也難以直線傳播透射,因此能夠對光擴散膜更穩定地賦予規定的光擴散特性。
另外,如圖14a所示,變形柱狀物112′優選在該柱狀物的中部具有彎曲部。
該理由是,通過形成具有這樣的變形柱狀物的柱結構,能夠對光擴散膜更進一步穩定地賦予規定的光擴散特性。
即,若為這樣的變形柱狀物,與通常的柱狀物相比,不僅難以直線傳播透射光,還能夠擴大擴散光的開口角,因此能夠對光擴散膜更進一步穩定地賦予規定的光擴散特性。
另外,如圖14b所示,變形柱狀物(112a〞、112b〞)優選由位於第1面115〞的側的第1柱狀物112a〞和位於第2面116〞的側的第2柱狀物112b〞構成。
該理由是,通過形成具有這樣的變形柱狀物的
柱結構,不僅能夠對光擴散膜更進一步穩定地賦予規定的光擴散特性,還能夠高效地控制得到的光擴散特性。
即,若為這樣的變形柱狀物,則與通常的柱狀物相比,不僅難以直線傳播透射光,還能夠擴大擴散光的開口角,因此能夠對光擴散膜更進一步穩定地賦予規定的光擴散特性。
另外,優選具有第1柱狀物的上端部與第2柱狀物的下端部如後述的實施例4的光擴散膜那樣彼此重合而形成的重複柱結構區域。
該理由是,通過具有上述重複柱結構區域,能夠抑制第1及第2柱狀物的間的未形成柱狀物部分中的散射光的產生,能夠進一步提高光擴散角度區域內中的擴散光的強度的均勻性。
(i)折射率
柱結構中,優選折射率相對高的柱狀物的折射率與折射率相對低的區域的折射率的差為0.01以上的值。
該理由是,通過使上述折射率的差為0.01以上的值,能夠使入射光在柱結構區域內穩定地反射,更加提高來自柱結構的入射角度依賴性,能夠明確地控制光擴散入射角度區域與非光擴散入射角度區域的區別。
更具體而言,這是因為,若上述折射率的差為低於0.01的值,則有時入射光在柱結構內全反射的角度域變窄,所以有時入射角度依賴性過度降低。
因此,更優選柱結構中的折射率相對高的柱狀
物的折射率與折射率相對低的區域的折射率的差為0.05以上的值,進一步優選為0.1以上的值。
應予說明,折射率相對高的柱狀物的折射率與折射率相對低的區域的折射率的差越大越優選,但從選定可形成彎曲柱結構的材料的觀點出發,認為0.3左右為上限。
(ii)最大徑
另外,如圖15a所示,在柱結構中,優選柱狀物的截面的最大徑S為0.1~15μm的範圍內的值。
該理由是,通過上述最大徑為0.1~15μm的範圍內的值,能夠使入射光在柱結構內更穩定地反射,更有效地提高來自柱結構的入射角度依賴性。
即,這是因為,若上述最大徑為小於0.1μm的值,則有時無論入射光的入射角度如何都難以顯示出光擴散性。另一方面是因為,若上述最大徑為超過15μm的值,則在柱結構內直線傳播的光增加,有時擴散光的均勻性差。
因此,柱結構中,更優選柱狀物的截面的最大徑為0.5~10μm的範圍內的值,進一步優選為1~5μm的範圍內的值。
應予說明,柱狀物的截面形狀沒有特別限定,例如優選為圓、橢圓、多角形、異形等。
另外,柱狀物的截面是指被與膜表面平行的面切割而成的截面。
應予說明,柱狀物的最大徑、長度等可採用光學數位顯微鏡觀察來進行測定。
(iii)柱狀物間的距離
另外,如圖15a所示,在柱結構中,優選柱狀物間的距離、即鄰接的柱狀物的空間P為0.1~15μm的範圍內的值。
該理由是,通過上述距離為0.1~15μm的範圍內的值,能夠使入射光在柱結構內更穩定地反射,進一步提高來自柱結構的入射角度依賴性。
即,若上述距離為小於0.1μm的值,則無論入射光的入射角度如何都難以顯示出光擴散性。另一方面是因為,若上述距離為超過15μm的值,則在柱結構內直線傳播的光增加,有時擴散光的均勻性差。
因此,柱結構中,更優選柱狀物間的距離為0.5~10μm的範圍內的值,進一步優選為1~5μm的範圍內的值。
(iv)厚度
另外,柱結構的厚度,即,如圖15b所示,優選膜面的法線方向的柱狀物的長度La為50~700μm的範圍內的值。
該理由是,通過柱結構的厚度為上述範圍內的值,能夠穩定地確保沿膜厚方向的柱狀物的長度,使入射光更穩定地在柱結構內反射,進一步提高來自柱結構的光擴散角度區域內的擴散光的強度的均勻性。
即,這是因為,若上述柱結構的厚度La為小於50μm的值,則柱狀物的長度不足,在柱結構內直線傳播的入射光增加,有時難以得到光擴散角度區域內的擴散光的強度的均勻性。另一方面是因為,若上述柱結構的厚度La為超過700μm的值,則對光擴散膜用組合物照射活性能量線而形成柱結構時,有時由於初期形成的柱結構使光聚合的行進方向發生擴散,從而難以形成所希望的柱結構。
因此,更優選柱結構的厚度La為70~400μm的範圍內的值,進一步優選為80~300μm的範圍內的值。
另外,本方式的光擴散膜可以如圖15b所示在膜厚方向整體形成柱結構(膜厚方向長度La),在膜的上端部、下端部的至少任一方可以具有未形成柱結構部分。
應予說明,為具有如圖14a~14b所示的變形柱狀物的柱結的時,通常優選上方部分(製造光擴散膜時照射活性能量線的一側的部分)中的柱狀物的長度與下方部分中的柱狀物的長度的比為7:1~1:50的範圍內。
(v)傾斜角
另外,如圖15b所示,柱結構中,優選柱狀物112在光擴散膜的膜厚方向以恒定的傾斜角θ c林立而成。
該理由是,通過使柱狀物的傾斜角為恒定,能夠使入射光在柱結構內更穩定地反射,進一步提高來自柱結構的入射角度依賴性。
另外,優選傾斜角θ c為0~50°的範圍內的
值。
該理由是,將通過柱結構來顯現的光擴散角度區域在沿任意方向調整。即,考慮設置利用外來光型顯示體的位置、視覺辨識者看利用外來光型顯示體的角度,將擴散光向視覺辨識者的方向聚光。
更具體而言,例如,視覺辨識者在利用外來光型顯示體的大致正面視覺辨識映射時,以使膜的正面成為光擴散角度區域的方式控制柱狀物的傾斜角θ c。另一方面,例如,視覺辨識者從下方等視覺辨識利用外來光型顯示體時,以使其方向成為光擴散角度區域的方式控制柱狀物的傾斜角θ c。
但是,若傾斜角θ c為超過50°的值,則有時難以向膜的正面射出擴散光。
因此,更優選傾斜角θ c為0~40°的範圍內的值,進一步優選為0~30°的範圍內的值。
另外,傾斜角θ c是指在與膜面垂直的面且將1根柱狀物整體沿軸線切割成2個的面切割膜時的截面上測定的將相對於膜表面的法線的角度設為0°時的柱狀物的傾斜角(°)。
更具體而言,如圖15b所示,傾斜角θ c是指柱結構的上端面的法線與柱狀物的最上部所成的角度中窄側的角度。
另外,如圖15b所示,以柱狀物向左側傾斜時的傾斜角為基準,以柱狀物向右側傾斜時的傾斜角為負進
行標識。
應予說明,為具有圖14a~14b所示的變形柱狀物的柱結構時,通常,優選上方部分中的柱狀物(光的入射側的柱狀物)的傾斜角為0~50°的範圍內的值並且下方部分中的柱狀物(光的射出側的柱狀物)的傾斜角為0~50°的範圍內的值。
(2)-4膜厚
另外,本方式的光擴散膜中,膜厚為60~700μm的範圍內的值。
該理由是,若光擴散膜的膜厚為小於60μm的值,則在柱結構內直線傳播的入射光增加,有時難以顯示規定的光擴散特性。另一方面是因為,若光擴散膜的膜厚為超過700μm的值,則對光擴散膜用組合物照射活性能量線來形成柱結構時,有時由於初期形成的柱結構使光聚合的行進方向發生擴散,從而難以形成所希望的柱結構。另外,有時容易在顯示圖像產生模糊。
因此,更優選光擴散膜的膜厚為80~450μm的範圍內的值,進一步優選為100~250μm的範圍內的值。
(2)-5製造方法
本方式的光擴散膜優選利用包含下述步驟(a)~(c)的製造方法進行製造。
(a)準備光擴散膜用組合物的步驟,上述光擴散膜用組合物是包含作為(A)成分的含有多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯、作為(B)成分的氨基甲酸酯(甲基)
丙烯酸酯和作為(C)成分的光聚合引發劑;(b)對加工片塗佈光擴散膜用組合物而形成塗佈層的步驟;(c)對塗佈層照射活性能量線的步驟。
以下,參照圖式具體說明各步驟。
(i)步驟(a):光擴散膜用組合物的準備步驟
上述步驟是準備規定的光擴散膜用組合物的步驟。
更具體而言,是混合(A)~(C)成分和所希望的其他添加劑的步驟。
另外,混合時,可以在室溫下直接攪拌,但從提高均勻性的觀點出發,例如,優選在40~80℃的加熱條件下攪拌,製成均勻的混合液。
另外,為了成為適於塗佈的所希望的黏度,還優選進一步添加稀釋溶劑。
以下,對光擴散膜用組合物進行更具體地說明。
(i)-1(A)成分
(種類)
光擴散膜用組合物優選包含含有多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成分。
該理由是,可推斷通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成分,能夠使(A)成分的聚合速度比(B)成分的聚合速度快,使這些成分中的聚合速度產生規定的
差,有效降低兩成分的共聚性。
其結果,進行光固化時,能夠高效地形成在來自(B)成分的折射率相對低的區域中來自(A)成分的折射率相對高的多個柱狀物林立而成的柱結構。
另外,可推斷通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成分,能夠在單體的階段中具有與(B)成分的充分的相容性,同時在聚合的過程中多個連接的階段使與(B)成分的相容性降低至規定的範圍,進一步高效地形成柱結構。
進而,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成分,能夠增加柱結構中的來自(A)成分的區域的折射率,將與來自(B)成分的區域的折射率的差調節為規定以上的值。
因此,通過含有特定的(甲基)丙烯酸酯作為(A)成分,能夠與後述的(B)成分的特性相互結合而高效地得到由來自(A)成分的折射率相對高的區域和來自(B)成分的折射率相對低的區域構成的柱結構。
應予說明,“含有多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯”是指在(甲基)丙烯酸酯的酯殘基部分具有多個芳香環的化合物。
另外,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸雙方。
另外,對於作為這樣的(A)成分的含有多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯而言,例如可舉出(甲基)丙
烯酸聯苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸蒽酯、(甲基)丙烯酸苄基苯酯、(甲基)丙烯酸聯苯基氧基烷基酯、(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,或芳香環上的氫原子的一部分被鹵素、烷基、烷氧基、鹵代烷基等取代而得的物質。
另外,對於作為(A)成分的含有多個芳香環的(甲基)丙烯酸酯而言,優選包含含有聯苯環的化合物,特別優選包含下述通式(1)表示的聯苯化合物。
(通式(1)中,R1~R10各自獨立,R1~R10中的至少一個為下述通式(2)表示的取代基,其餘為氫原子、羥基、羧基、烷基、烷氧基、氟以外的鹵代烷基、羥基烷基、羧基烷基和氟以外的鹵素原子中的任意一個取代基。)
(通式(2)中,R11為氫原子或者甲基,碳原子數n為1~4的整數,重複數m為1~10的整數。)
該理由是,推斷通過含有具有特定的結構的聯苯化合物作為(A)成分,能夠使(A)成分和(B)成分的聚合速度產生規定的差,將(A)成分與(B)成分的相容性降低至規定的範圍,進一步降低兩成分彼此的共聚性。
另外,能夠增加柱結構中的來自(A)成分的區域的折射率,將其與來自(B)成分的區域的折射率的差更容易地調節為規定以上的值。
另外,作為通式(1)表示的聯苯化合物的具體例,可優選地舉出下述式(3)~(4)表示的化合物。
(分子量)
另外,優選(A)成分的分子量為200~2500的範圍內的值。
該理由是,推斷通過使(A)成分的分子量為規定的範圍,能夠進一步加快(A)成分的聚合速度,更有效地降低(A)成分和(B)成分的共聚性。
其結果,在進行光固化時,能夠更高效地形成在來自(B)成分的折射率相對低的區域中使來自(A)成分的折射率相對高的多個柱狀物林立而成的柱結構。
即,這是因為,推斷若(A)成分的分子量為低於200的值,則由於立體障礙變小而容易產生與(B)成分的共聚,其結果,有時難以高效地形成柱結構。另一方
面是因為,推斷若(A)成分的分子量為超過2500的值,則隨著與(B)成分的分子量的差變小,則(A)成分的聚合速度降低,與(B)成分的聚合速度相近,易於產生與(B)成分的共聚,其結果有時難以高效地形成柱結構。
因此,更優選(A)成分的分子量為240~1500的範圍內的值,進一步優選為260~1000的範圍內的值。
應予說明,(A)成分的分子量可由分子的組成和由構成原子的原子量得到的計算值而求得。
(折射率)
另外,優選(A)成分的折射率為1.5~1.65的範圍內的值。
該理由是,通過使(A)成分的折射率為上述範圍內的值,能夠更容易地調節來自(A)成分的區域的折射率與來自(B)成分區域的折射率的差,更有效地得到具備柱結構的光擴散膜。
即,這是因為,若(A)成分的折射率為低於1.5的值,則與(B)成分的折射率的差過小,有時難以得到有效的光擴散角度區域。另一方面是因為,若(A)成分的折射率為超過1.65的值,則有時雖然與(B)成分的折射率的差變大,但與(B)成分在外觀上的相容狀態也難以形成。
因此,更優選(A)成分的折射率為1.52~1.62的範圍內的值,進一步優選為1.56~1.6的範圍內的值。
應予說明,上述的(A)成分的折射率是指利
用光照射進行固化之前的(A)成分的折射率。
另外,折射率例如可基於JIS K0062來測定。
(含量)
另外,優選相對於後述的(B)成分100重量份,光擴散膜用組合物中的(A)成分的含量為25~400重量份的範圍內的值。
該理由是,若(A)成分的含量為小於25重量份的值,則(A)成分相對於(B)成分的存在比例變少,如圖5b的剖視圖所示的柱結構中的來自(A)成分的柱狀物的寬度變得過小,有時難以得到具有良好的入射角度依賴性的柱結構。另外,光擴散膜的厚度方向的柱狀物的長度變得不充分,有時不能顯示規定的光擴散特性。另一方面,若(A)成分的含量為超過400重量份的值,則(A)成分相對於(B)成分的存在比例變多,來自(A)成分的柱狀物的寬度變得過大,反而難以得到具有良好的入射角度依賴性的柱結構。另外,光擴散膜的厚度方向的柱狀物的長度變得不充分,有時不能顯示規定的光擴散特性。
因此,相對於(B)成分100重量份,更優選(A)成分的含量為40~300重量份的範圍內的值,進一步優選為50~200重量份的範圍內的值。
(i)-2(B)成分
(種類)
光擴散膜用組合物優選含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作為(B)成分。
該理由是,如果是氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,則不僅更容易調節來自(A)成分的區域的折射率與來自(B)成分區域的折射率的差,而且有效抑制來自(B)成分區域的折射率的波動,能夠更高效地得到具備柱結構的光擴散膜。
應予說明,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯雙方。
首先,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯由(B1)至少含有2種異氰酸酯基的化合物、(B2)多元醇化合物以及(B3)(甲基)丙烯酸羥基烷基酯形成,上述(B2)多元醇化合物優選為二元醇化合物,特別優選為聚亞烷基二醇。
(折射率)
另外,優選(B)成分的折射率為1.4~1.55的範圍內的值。
該理由是,通過(B)成分的折射率為上述範圍內的值,能夠更容易地調節來自(A)成分的區域的折射率與來自(B)成分區域的折射率的差,能夠更高效地得到具備柱結構的光擴散膜。
即,這是因為,若(B)成分的折射率為低於1.4的值,則雖然與(A)成分的折射率的差變大,但有可能與(A)成分的相容性變得極端差,可能無法形成柱結構。另一方面是因為,若(B)成分的折射率為超過1.55的值,則與(A)成分的折射率的差變得過小,有時難以得到所希
望的入射角度依賴性。
因此,更優選(B)成分的折射率為1.45~1.54的範圍內的值,進一步優選為1.46~1.52的範圍內的值。
應予說明,上述(B)成分的折射率是指利用光照射進行固化之前的(B)成分的折射率。
而且,折射率例如可基於JIS K0062來測定。
另外,優選上述(A)成分的折射率與(B)成分的折射率的差為0.01以上的值。
該理由是,通過使上述折射率的差為規定的範圍內的值,能夠得到具有光的透射和擴散中的更良好的入射角度依賴性、以及更寬的光擴散入射角度區域的光擴散膜。
即,這是因為,若上述折射率的差為低於0.01的值,則有時入射光在柱結構內全反射的角度域變窄,光擴散中的開口角過度狹窄。另一方面是因為,若上述折射率的差為過度大的值,則(A)成分與(B)成分的相容性變得過差,有可能無法形成柱結構。
因此,更優選(A)成分的折射率和(B)成分的折射率的差為0.05~0.5的範圍內的值,進一步優選為0.1~0.2的範圍內的值。
應予說明,此處所謂的(A)成分和(B)成分的折射率是指利用光照射進行固化之前的(A)成分和(B)成分的折射率。
(含量)
另外,優選光擴散膜用組合物中的(B)成分的含量相對於光擴散膜用組合物的總量100重量%為10~75重量%的範圍內的值。
該理由是,若(B)成分的含量為低於10重量%的值,則(B)成分相對於(A)成分的存在比例變少,來自(B)成分的區域與來自(A)成分的區域相比,變得過小,有時難以得到具有良好的入射角度依賴性的柱結構。另一方面,若(B)成分的含量為超過75重量%的值,則相對於(A)成分的(B)成分的存在比例增多,來自(B)成分的區域與來自(A)成分的區域相比,變得過大,反而有時難以得到具有良好的入射角度依賴性的柱結構。
因此,相對於光擴散膜用組合物的總量100重量%,更優選(B)成分的含量為20~70重量%的範圍內的值,進一步優選為30~60重量%的範圍內的值。
(i)-3(C)成分
(種類)
另外,光擴散膜用組合物優選含有光聚合引發劑作為(C)成分。
該理由是,向光擴散膜用組合物照射活性能量線時,能夠有效形成在來自(B)成分的折射率相對低的區域中使來自(A)成分的折射率相對高的多個柱狀物林立而成的柱結構。
這裡,光聚合引發劑是指利用紫外線等活性能量線的照射產生使自由基種、氫離子等引發聚合反應的物
質的化合物。
作為上述(C)成分的光聚合引發劑,優選為選自α-羥基苯乙酮型光聚合引發劑、α-氨基苯乙酮型光聚合引發劑和醯基氧化膦型光聚合引發劑中的至少一種。
該理由是,若為這些光聚合引發劑,則能夠在柱結構更明確地發生彎曲,所以能夠更有效地擴大得到的光擴散膜的擴散光的開口角。
即,這是因為推測若為這些光聚合引發劑,則在彎曲的柱結構形成時,推測來自(A)成分和(B)成分的區域的折射率差變得更大,有助於促進這些成分的分離且固化。
作為光聚合引發劑的具體例,例如可舉出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻異丁醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-甲基-1-〔4-(甲硫基)苯基〕-2-嗎啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2-(羥基-2-丙基)甲酮、二苯甲酮、對苯基二苯甲酮、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-甲基噻噸酮、2-乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、苯偶醯二甲基縮酮、苯乙酮二甲基縮酮、對二甲基胺苯甲酸酯、寡聚〔2-羥基-2-甲基-1-〔4-(1-甲基乙烯基)苯基〕丙烷等,其中可以單獨使用1種,也可以2
種以上組合使用。其中,作為α-羥基苯乙酮型光聚合引發劑,優選為2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮。
(含量)
另外,優選光擴散膜用組合物的(C)成分的含量相對於(A)成分和(B)成分的總計量(100重量份)為0.2~20重量份的範圍內的值。
該理由是,若(C)成分的含量為小於0.2重量份的值,則不僅難以得到具有充分的入射角度依賴性的光擴散膜,聚合引發點也變得過少,有時難以使膜充分光固化。另一方面是因為,若(C)成分的含量為超過20重量份的值,則塗佈層的表層中的紫外線吸收變得過強,反而阻礙膜的光固化,臭氣變得過強,或者膜的初始泛黃增強。
因此,更優選相對於(A)成分和(B)成分的總計量(100重量份),使(C)成分的含量為0.5~15重量份的範圍內的值,進一步優選為1~10重量份的範圍內的值。
(i)-4(D)成分
(種類)
另外,本發明中的光擴散膜用組合物,特別是形成在圖14a所示的具有變形柱狀物112′的柱結構時,優選含有紫外線吸收劑作為(D)成分,上述變形柱狀物112′在柱狀物的中具有彎曲部。
該理由是,通過含有紫外線吸收劑作為(D)
成分,在照射活性能量線時,能夠在規定的範圍選擇性吸收規定波長的活性能量線。
其結果,不阻礙光擴散膜用組合物的固化,如圖14a所示,能夠在形成於膜內的柱結構發生彎曲,由此,能夠對得到的光擴散膜更穩定地賦予規定的光擴散特性。
另外,(D)成分優選為選自羥基苯基三嗪系紫外線吸收劑、苯並三唑系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑和羥基苯甲酸酯系紫外線吸收劑中的至少一種。
另外,作為羥基苯基三嗪系紫外線吸收劑的具體例,可優選地舉出下述式(5)~(9)表示的化合物。
另外,作為苯並三唑系紫外線吸收劑的具體例,可優選舉出下述式(10)表示的化合物。
(含量)
另外,優選光擴散膜用組合物中的(D)成分的含量相對於(A)成分和(B)成分的總計量(100重量份)為小於2重量份的值(其中,不為0重量份)。
該理由是,通過使(D)成分的含量為上述範圍內的值,能夠不阻礙光擴散膜用組合物的固化而在形成於膜內的柱結構發生彎曲,由此,能夠對得到的光擴散膜更穩定地賦予規定的光擴散特性。
即,這是因為,若(D)成分的含量為2重量份以上的值,則光擴散膜用組合物的固化受到阻礙,有時在膜表面產生收縮皺褶,或完全不發生固化。另一方面是因為,若(D)成分的含量過度減少,則難以在形成於膜內的內部結構發生充分的彎曲,有時難以對得到的光擴散膜穩定地賦予規定的光擴散特性。
因此,更優選(D)成分的含量相對於(A)成分和(B)成分的總計量(100重量份)為0.01~1.5重量份的範圍內的值,進一步優選為0.02~1重量份的範圍內的值。
(i)-5其他添加劑
另外,在不損害本發明的效果的範圍內,可以適當地添加上述化合物以外的添加劑。
作為這樣的添加劑,例如可舉出受阻胺系光穩定劑、抗氧化劑、防靜電劑、聚合促進劑、阻聚劑、紅外線吸收劑、增塑劑、稀釋溶劑、以及流平劑等。
應予說明,相對於(A)成分和(B)成分的總
量(100重量份),這樣的添加劑的含量通常優選為0.01~5重量份的範圍內的值,更優選為0.02~3重量份的範圍內的值,進一步優選為0.05~2重量份的範圍內的值。
(ii)步驟(b):塗佈步驟
如圖16a所示,上述步驟是對加工片102塗佈光擴散膜用組合物而形成塗佈層101的步驟。
作為加工片,可使用塑膠膜、紙中的任一種。
其中,作為塑膠膜,可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯系膜,聚乙烯膜、聚丙烯膜等聚烯烴系膜,三乙醯纖維素膜等纖維素系膜,以及聚醯亞胺系膜等。
另外,作為紙,例如可舉出玻璃紙、塗佈紙、以及層壓紙等。
另外,若考慮後述的步驟,則作為加工片102,優選對熱、活性能量線的尺寸穩定性優異的塑膠膜。
作為這樣的塑膠膜,在上述膜中,可優選地舉出聚酯系膜、聚烯烴系膜以及聚醯亞胺系膜。
另外,對於加工片,為了在光固化後,將得到的光擴散膜容易地從加工片上剝離,優選在加工片的光擴散膜用組合物的塗佈面側設置剝離層。
上述剝離層可使用矽酮系剝離劑、氟系剝離劑、醇酸系剝離劑、烯烴系剝離劑等以往公知的剝離劑來形成。
應予說明,加工片的厚度通常優選為25~200μm的範圍內的值。
另外,作為在加工片上塗佈光擴散膜用組合物的方法,例如可利用刮板塗佈法、輥塗法、棒塗法、刮刀塗佈法、模塗法、以及凹版塗佈法等以往公知的方法來進行。
應予說明,此時,優選塗佈層的厚度為60~700μm的範圍內的值。
(iii)步驟(c):活性能量線的照射步驟
如圖16b所示,上述步驟是對塗佈層101進行活性能量線照射,在膜內形成柱結構而製成光擴散膜的步驟。
更具體而言,活性能量線的照射步驟中,向形成在加工片上的塗佈層照射光線的平行度高的平行光。
這裡,平行光是指發出的光的方向即使從任何方向觀察時也不具有廣度的大致平行的光。
更具體而言,例如,如圖17a所示,優選將來自點光源202的照射光50通過透鏡204而成為平行光60後,向塗佈層101照射,或者如圖17b~17c所示,將來自線狀光源225的照射光50通過照射光平行化部件200(200a、200b)而成為平行光60後,向塗佈層101照射。
應予說明,如圖17d所示,照射光平行化部件200在利用線狀光源225的直射光中,在與光的朝向為隨機的線狀光源225的軸線方向平行的方向,例如,通過使用板狀部件210a、筒狀部件210b等遮光部件210將光的朝向統一,從而能夠將利用線狀光源225的直射光變換成平行
光。
更具體而言,在利用線狀光源225的直射光中,對板狀部件210a、筒狀部件210b等遮光部件210的平行度低的光與它們接觸、被吸收。
因此,對板狀部件210a、筒狀部件210b等遮光部件210的平行度高的光,即,僅平行光通過照射光平行化部件200,作為結果,利用線狀光源225的直射光被照射光平行化部件200變換為平行光。
應予說明,作為板狀部件210a、筒狀部件210b等遮光部件210的材料物質,只要能夠吸收對遮光部件210的平行度低的光,就沒有特別限制,例如,可使用實施了耐熱黑塗裝的阿爾斯特鋼板等。
另外,優選照射光的平行度為10°以下的值。
該理由是,通過照射光的平行度為上述範圍內的值,能夠高效且穩定地形成柱結構。
因此,更優選照射光的平行度為5°以下的值,進一步優選為2°以下的值。
另外,作為照射光的照射角,如圖18所示,優選將相對於塗佈層101的表面的法線的角度設為0°時的照射角θ d通常為-80~80°的範圍內的值。
該理由是,如果照射角為-80~80°的範圍外的值,則在塗佈層101的表面的反射等的影響大,有時難以形成充分的柱結構。
另外,作為照射光,可舉出紫外線、電子束等,
優選使用紫外線。
該理由是,使用電子束時,由於聚合速度非常快,因此在聚合過程中(A)成分與(B)成分無法充分相分離,有時難以形成柱結構。另一方面是因為,與可見光等進行比較時,由於使用紫外線時因其照射而固化的紫外線固化樹脂、可使用的光聚合引發劑的變更豐富,所以能夠拓寬(A)成分和(B)成分的選擇的範圍。
另外,作為紫外線的照射條件,優選塗佈層表面的峰值照度為0.1~10mW/cm2的範圍內的值。
該理由是,若上述峰值照度為小於0.1mW/cm2的值,則有時難以明確地形成柱結構。另一方面是因為,若上述峰值照度為超過10mW/cm2的值,則有時在進行(A)成分和(B)成分的相分離前進行固化,反而難以明確地形成柱結構。
因此,更優選紫外線照射的塗佈層表面的峰值照度為0.3~8mW/cm2的範圍內的值,進一步優選為0.5~6mW/cm2的範圍內的值。
應予說明,這裡所說的峰值照度是指在照射到塗佈層表面的活性能量線顯示最大值的部分的測定值。
另外,優選紫外線照射中的塗佈層表面的累計光量為5~200mJ/cm2的範圍內的值。
該理由是,若上述累計光量為小於5mJ/cm2的值,則有時難以使柱結構從上方朝向下方充分地伸長。另一方面是因為,若上述累計光量為超過200mJ/cm2的值,有
時在得到的光擴散膜上產生著色。
因此,更優選紫外線照射中的塗佈層表面的累計光量為7~150mJ/cm2的範圍內的值,進一步優選為10~100mJ/cm2的範圍內的值。
應予說明,利用形成在膜內的內部結構,能夠使峰值照度和累計光量最優化。
另外,紫外線照射時,優選形成在加工片上的塗佈層以0.1~10m/分鐘的速度移動。
該理由是,若上述速度為小於0.1m/分鐘的值,則有時量產率過度降低。另一方面是因為,若上述速度為超過10m/分鐘的值,則塗佈層的固化,換言之,柱結構的形成更快,紫外線對塗佈層的入射角度改變,有時柱結構的形成變得不充分。
因此,紫外線照射時,更優選形成在加工片上的塗佈層以0.2~5m/分鐘的範圍內的速度移動,進一步優選以0.3~3m/分鐘的範圍內的速度移動。
應予說明,紫外線照射步驟後的光擴散膜通過對加工片進行剝離而成為最終可使用的狀態。
應予說明,形成具有由如圖14b所示的位於第1面側的第1柱狀物和位於第2面側的第2柱狀物構成的變形柱狀物(112a〞、112b〞)的柱結構時,將紫外線照射分為2個階段進行。
即,首先進行第1紫外線照射,在塗佈層的下部,即第1面側形成第1柱狀物,在塗佈層的上部,即第2
面側保留未形成柱結構的區域。
此時,從穩定地保留未形成柱結構的區域的觀點出發,為了利用氧阻礙的影響,優選將第1紫外線照射在氧存在氣氛下進行。
接著,進行第2紫外線照射,在殘留在第2面側的未形成柱結構的區域形成第2柱狀物。
此時,從穩定地形成第2柱狀物的觀點出發,為了抑制氧阻礙的影響,優選第2紫外線照射在非氧氣氛下進行。
(3)在膜內具有百葉結構的光擴散膜
作為在膜內具有百葉結構的光擴散膜,例舉以下的構成的光擴散膜進行說明。
即,例舉如下的光擴散膜進行說明,上述光擴散膜的內部結構為百葉結構並且沿膜膜厚方向從下方依次具有第1百葉結構和第2百葉結構,從膜上方觀察時,第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向所成的銳角θ 1為10~90°的範圍內的值。
(3)-1基本的構成
首先,使用圖19a~19c,對本方式的光擴散膜的基本的構成進行說明。
即,如圖19c所示,本方式的光擴散膜100b′沿膜膜厚方向從下方依次具有圖19a所示的第1百葉結構123a和圖19b第2百葉結構123b。
進而,圖19a所示的第1百葉結構123a中的板狀區域的延伸方向和圖19b所示的第2百葉結構123b中的板狀區域的延伸方向各不相同,從膜上方向觀察時為交叉。
因此,若為本方式的光擴散膜100b′,則將對膜入射的光,例如,首先通過圖19b所示的第2百葉結構123b而進行各向異性光擴散。
接著,將通過第2百葉結構123b被各向異性光擴散的擴散光進而通過圖19a所示的第1百葉結構123a在與第2百葉結構123b不同的方向被各向異性光擴散。
其結果,如圖19c所示,入射到本方式的光擴散膜100b′的光被光擴散成四角形狀,能夠有效地擴展入射光的擴散面積。
並且,通過將本方式的光擴散膜100b′與反射板層疊製成利用外來光型顯示體,即使外來光的方位角方向的入射角度變化,也能夠有效地以顯示光的形式在規定的方向擴散射出。
更具體而言,對於來自百葉結構中的板狀區域的延伸方向和平行方位角方向的入射光,具有百葉結構的光擴散膜其極角方向的入射角度變化時,也能夠有效地擴散,但對於來自與其正交的方位角方向的入射光,其極角方向的入射角度變化時,難以有效地擴散。
對於上述觀點,若為本方式的光擴散膜100b′,則即使入射來自2個不同方位角方向的外來光的情況下,
也能夠以顯示光的形式在規定的方向高效地擴散射出。
應予說明,上述“下方”是指在加工片上設置塗佈層時,靠近塗佈層的膜厚方向的加工片的一側。因此,是為了便於說明本方式的光擴散的用語,並不是對光擴散膜本身的上下方向的制約。
另外,如圖19c所示,“入射光的擴散面積”是指入射光被膜所擴散時,擴散的射出光中的距膜規定的距離的與膜平行的面內的擴散光分佈的面積。
以下,對本實施方式的光擴散膜進行詳述。
(3)-2第1百葉結構
第1百葉結構中,優選折射率不同的板狀區域間的折射率之差,即,相對高的折射率的板狀區域的折射率與折射率相對低的板狀區域的折射率的差為0.01以上的值,更優選為0.05以上的值,進一步優選為0.1以上的值。
應予說明,詳細內容與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“折射率”的專案的內容重複,因此省略。
另外,如圖20所示,在第1百葉結構123a中,將折射率不同的高折射率板狀區域122和低折射率板狀區域124的寬度(S1、S2)各自優選為0.1~15μm的範圍內的值,更優選為0.5~10μm的範圍內的值,進一步優選為1~5μm的範圍內的值。
應予說明,詳細內容基於上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“最大徑”以及“柱狀物間的距離”的
專案的內容,因此省略。
另外,第1百葉結構的厚度,即,圖20所示的膜表面的法線方向的第1百葉結構存在部分的長度Lb優選為50~500μm的範圍內的值,更優選為70~300μm的範圍內的值,進一步優選為80~200μm的範圍內的值。
應予說明,詳細內容與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“厚度”的專案的內容重複,因此省略。
另外,如圖20所示,第1百葉結構中,優選折射率不同的多個高折射率板狀區域122和多個低折射率板狀區域124在膜厚方向分別以恒定的傾斜角θ c平行配置而成。
應予說明,θ c是指在與沿著膜面的任一方向地延伸的第1百葉結構垂直的面切割膜時的截面上測定的將相對於膜表面的法線的角度設為0°時的柱狀物的傾斜角(°)。
更具體而言,如圖20所示,是指第1百葉結構的上端面的法線與板狀區域的最上部所成的角度中窄側的角度。應予說明,如圖20所示以板狀區域向左側傾斜時的傾斜角為基準,以板狀區域向右側傾斜時的傾斜角為負進行標識。
另外,如圖21a所示,從膜上方觀察時,優選第1百葉結構123a中的板狀區域(122、124)的延伸方向N1與膜的長邊方向E′所成的銳角θ 2為10~80°的範圍內的值。
該理由是,通過第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向為上述範圍內的值,能夠與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向一同,使入射光不僅沿其長邊方向的方向,還對於與其長邊方向正交的方向進行光擴散,由此能夠有效地擴展入射光的擴散面積。
其結果,能夠實現無接縫的大面積的利用外來光型顯示體且視角廣的利用外來光型顯示體。
即,這是因為,若上述銳角為小於10°的值,則雖然與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向也相關,但通常向沿著膜的長邊方向的方向的光擴散特性過度降低有時入射光的擴散面積過度變小。另一方面,若上述銳角為超過80°的值,則雖然與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向也相關,但通常向與膜的長邊方向正交的方向的光擴散特性過度降低,有時入射光的擴散面積過度變小。
因此,從膜上方觀察時,更優選第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與膜的長邊方向所成的銳角為35~55°的範圍內的值,進一步優選為40~50°的範圍內的值,更進一步優選為44~46°的範圍內的值。
(3)-3第2百葉結構
第2百葉結構的構成基本上與第1百葉結構的構成相同,因此為了避免重覆,僅記載以下內容。
即,如圖21b所示,從膜上方觀察時,優選第2百葉結構123b中的板狀區域(122、124)的延伸方向N2與膜的長邊方向E′所成的銳角θ 3為10~80°的範圍內的
值。
該理由是,通過第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向為上述範圍內的值,從而與第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向一同,不僅沿其長度度方向的方向,在與其長邊方向正交的方向也使入射光光擴散,能夠有效擴大入射光的擴散面積。
因此,從膜上方觀察時,更優選第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向與膜的長邊方向所成的銳角為35~55°的範圍內的值,進一步優選為40~50°的範圍內的值,更進一步優選為44~46°的範圍內的值。
(3)-4膜厚
另外,優選本方式的光擴散膜的膜厚為50~500μm的範圍內的值,更優選為70~300μm的範圍內的值,進一步優選為80~200μm的範圍內的值。
另外,對於光擴散膜的膜厚方向而言,例如,可以在表層部等具有不存在百葉結構的部分。
因此,光擴散膜的膜厚與第1百葉結構的厚度和第2百葉結構的厚度的總計相等,或在其以上。
應予說明,詳細內容與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“膜厚”的項目的內容重覆,因此省略。
(3)-5延伸方向的組合
另外,本方式的光擴散膜中,如圖21c所示,從膜上方觀察時,第1百葉結構123a中的板狀區域(122、124)的延伸方向N1與第2百葉結構123b中的板狀區域(122、
124)的延伸方向N2所成的銳角θ 1為10~90°的範圍內的值。
該理由是,通過這樣構成,使入射光不僅在沿其長邊方向的方向,在與其長邊方向正交的方向,也發生光擴散,從而能夠得到有效擴大了入射光的擴散面積的長條狀的膜。
其結果,能夠實現視角廣的利用外來光型顯示體,並且,即使從不同方位角方向入射外來光時,也能夠以顯示光的形式在規定的方向高效地擴散射出。
即,這是因為若上述銳角為小於10°的值,則入射光的擴散面積有時過度變小。
因此,從膜上方觀察時,更優選第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向所成的銳角為80~90°的範圍內的值,進一步優選為85~90°的範圍內的值,更進一步優選為89~90°的範圍內的值。
另外,如圖21c所示,從膜上方觀察時,優選將第1百葉結構123a中的板狀區域(122、124)的延伸方向N1與第2百葉結構123b中的板狀區域(122、124)的延伸方向N2,相對於與膜的長邊方向E′正交的虛線E〞為線對稱。
該理由是,通過將第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向這樣交叉,能夠使入射光更均勻地光擴散。
即,特別是,θ 2=45°、θ 3=45°的情況下,或者分別為其周邊值時,通過使各百葉結構中的板狀區域的延伸方向為線對稱,如後述圖22a所示,能夠使擴散光中的左右方向的寬度與上下方向的寬度各自最大限地擴展。
因此,將上述光擴散膜用於利用外來光型顯示體時,能夠使橫方向的視角與縱向的視角各自最大限地擴展。
這裡,使用圖22a~22e,對板狀區域的延伸方向與入射光的擴散面積的關係進行說明。
即,圖22a~22e分別在左側表示第1百葉結構123a和向其入射的光的擴散情況50′,在右側表示第2百葉結構123b和向其入射的利用第1百葉結構123a的擴散光的擴散情況51′。
首先,圖22a是表示θ 1=90°、θ 2=45°、θ 3=45°時的入射光的擴散情況,可知最終的入射光的擴散面積變得充分擴展(51′)。
另一方面,圖22b表示θ 1=60°、θ 2=30°、θ 3=30°時的入射光的擴散情況,但與圖22a時相比較,可知向沿著膜的長邊方向E′的方向的光擴散特性降低,入射光的擴散面積變小(51′)。
另外,圖22c表示θ 1=60°、θ 2=60°、θ 3=60°時的入射光的擴散情況,但與圖22a時相比較,可知向與膜的長邊方向E′正交的方向的光擴散特性降低,入射光的擴散面積變小(51′)。
另一方面,圖22d表示θ 1=30°、θ 2=15°、θ 3=15°時的入射光的擴散情況,但與圖22a時相比較,可知向沿著膜的長邊方向E′的方向的光擴散特性進一步降低,入射光的擴散面積進一步變小(51′)。
另外,圖22e表示θ 1=30°、θ 2=75°、θ 3=75°時的入射光的擴散情況,但與圖22a時相比較,可知向與膜的長邊方向E′正交的方向的光擴散特性進一步降低,入射光的擴散面積進一步變小(51′)。
應予說明,將與圖22a~22e對應的擴散光的照片示於圖23a~23e。
(3)-6製造方法
另外,本方式的光擴散膜例如可通過包含下述步驟(a)~(e)的製造方法製造。
(a)準備包含折射率不同的2種聚合性化合物的光擴散膜用組合物的步驟
(b)將光擴散膜用組合物向加工片塗佈而形成第1塗佈層的步驟
(c)邊移動該第1塗佈層邊使用線狀光源對第1塗佈層進行第1活性能量線照射而形成第1百葉結構的步驟
(d)向形成有第1百葉結構的第1塗佈層塗佈光擴散膜用組合物而形成由第1塗佈層和第2塗佈層構成的層疊體的步驟
(e)邊移動由第1塗佈層和第2塗佈層構成
的層疊體邊使用線狀光源對第2塗佈層進行第2活性能量線照射而形成第2百葉結構,從膜上方觀察時,第1活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向與第2活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向所成的銳角θ 1′為10~90°的範圍內的值的步驟
以下,關於上述製造方法,參照圖式進行具體說明。
(i)步驟(a):光擴散膜用組合物的準備步驟
光擴散膜用組合物的準備步驟與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“光擴散膜用組合物的準備步驟”的專案的內容重複,因此省略。
(ii)步驟(b):第1塗佈步驟
另外,優選第1塗佈層的膜厚為80~700μm的範圍內的值,更優選為100~500μm的範圍內的值,進一步優選為120~300μm的範圍內的值。
應予說明,第1塗佈步驟按圖24a所示而進行,但詳細內容與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“塗佈步驟”的專案的內容重複,因此省略。
(iii)步驟(c):第1活性能量線照射步驟
如圖24b所示,步驟(c)是邊將該第1塗佈層101a沿移動方向E移動邊使用線狀光源225a對第1塗佈層101a進行第1活性能量線照射50a而形成第1百葉結構123a的步驟。
更具體而言,例如,如圖25a所示,通過線上
狀的紫外線燈225a設置有聚光用的冷鏡222的紫外線照射裝置220(例如,若為市售品時,Eye Graphics株式會社製,ECS-4011GX等)上配置熱線截止濾光片221和遮光板223(223a、223b),從而發出僅由照射角度被控制的直射光構成的活性能量線50a,向形成在加工片102上第1塗佈層101a照射。
另外,如圖26a所示,從膜上方觀察時,優選第1活性能量線照射中的線狀光源225a的長軸方向與沿第1塗佈層101a的移動方向E的虛線E′(膜的長邊方向)所成的銳角θ 2′為10~80°的範圍內的值。
該理由是,通過這樣規定線狀光源的配置角度,從而與後述步驟(e)中的線狀光源的配置角度相互結合,不僅對沿其長邊方向的方向,對與其長邊方向正交的方向,也能夠使入射光光擴散而有效擴展入射光的擴散面積,能夠更高效地製造具有如上特徵的長條狀的光擴散膜。
即,這是因為,若上述θ 2′為小於10°的值,則雖然與後述步驟(e)中的線狀光源的配置角度也有關,但通常,向沿著膜的長邊方向的方向的光擴散特性過度降低,有時入射光的擴散面積過度變小。另一方面,若上述θ 2′為超過80°的值,則雖然與後述步驟(e)中的線狀光源的配置角度也有關,但通常,向與膜的長邊方向正交的方向的光擴散特性過度降低,有時入射光的擴散面積過度變小。
因此,從膜上方觀察時,更優選第1活性能量
線照射中的線狀光源的長軸方向與沿著第1塗佈層的移動方向的虛線所成的銳角θ 2′為35~55°的範圍內的值,進一步優選為40~50°的範圍內的值,更進一步優選為44~46°的範圍內的值。
應予說明,優選線狀光源225a與塗佈層101a的間隔在任一位置均大致相同。
另外,作為活性能量線的照射角度,如圖25b所示,優選將相對於第1塗佈層101a的表面的法線的角度設為0°時的照射角度θ e通常為-80~80°的範圍內的值。
該理由是,若上述照射角度為-80~80°的範圍外的值,則在第1塗佈層101a的表面的反射等的影響大,有時難以形成充分的百葉結構。
另外,照射角度θ e優選具有1~80°的寬度(照射角度寬度)θ e′。
該理由是,若上述照射角度寬度θ e′為小於1°的值,則塗佈層的移動速度必須過度降低,有時製造效率降低。另一方面,若上述照射角度寬度θ e′為超過80°的值,則照射光過於分散,有時難以形成百葉結構。
因此,更優選照射角度θ e的照射角度寬度θ e′為2~45°的範圍內的值,進一步優選為5~20°的範圍內的值。
應予說明,具有照射角度寬度θ e′時,將其正好中間位置的角度作為照射角度θ e。
另外,優選介由具有長槽狀的活性能量線透射
部的遮光板進行第1活性能量線照射,並且活性能量線透射部的長邊方向為與線狀光源的長邊方向平行的方向。
應予說明,活性能量線透射部只要是透射活性能量線的狀態,就可以是任意的方式。
例如,可以由石英玻璃構成,也可以是不存在遮光材料的單純的空間等。
具體而言,如圖27所示,優選介由由2片遮光板(223a、223b)形成的長槽狀的間隙(活性能量線透射部)進行,並且長槽狀的間隙的長邊方向為與線狀光源225a的長軸方向平行的方向。
這是因為,通過這樣配置遮光板,從而將圖25a所示的活性能量線50a的照射角度θ e調節到規定的範圍內的值,能夠有效地抑制根據第1塗佈層101a的表面的各位置而來自線狀光源225a的活性能量線50a以過度的不同角度照射。
其結果,能夠使形成的百葉結構中的板狀區域的傾斜角變均勻,並且能夠使得到的長條狀的光擴散膜的光擴散特性變均勻。
另外,優選第1活性能量線照射中的第1塗佈層的表面的峰值照度為0.1~50mW/cm2的範圍內的值,更優選為0.3~10mW/cm2的範圍內的值,進一步優選為0.5~5mW/cm2的範圍內的值。
另外,優選第1活性能量線照射中的第1塗佈層的表面的累計光量為5~300mJ/cm2的範圍內的值,更優
選為10~200mJ/cm2的範圍內的值,進一步優選為20~150mJ/cm2的範圍內的值。
另外,優選第1塗佈層的移動速度為0.1~10m/分鐘的範圍內的值,更優選為0.2~5m/分鐘的範圍內的值,進一步優選為0.5~3m/分鐘的範圍內的值。
應予說明,詳細內容與上述在膜內具有柱結構的光擴散膜中的“活性能量線的照射步驟”的項目重複,因此省略。
(iv)步驟(d):第2塗佈步驟
如圖24c所示,步驟(d)是將光擴散膜用組合物對形成有第1百葉結構123a的第1塗佈層101a′進行塗佈,形成由第1塗佈層101a′和第2塗佈層101b構成的層疊體101c的步驟。
應予說明,形成第1百葉結構123a時,使用活性能量線透射片(例如,厚度38μm的PET膜等具有活性能量線透射性的剝離膜)時,剝離該片使塗佈層101a′的表面露出之後進行上述操作。
另外,第2塗佈層101b的形成所使用的光擴散膜用組合物優選使用與第1塗佈層101a的形成所使用的光擴散膜用組合物相同的光擴散膜用組合物。
該理由是,通過使用相同的光擴散膜用組合物,能夠抑制形成在塗佈層101a′的第1百葉結構123a和形成在塗佈層101b′的第2百葉結構123b的介面的反射,並且還能提高密合性。
另外,作為在形成有第1百葉結構的第1塗佈層上塗佈光擴散膜用組合物的方法,例如可通過刮板塗佈法、輥塗法、棒塗法、刮刀塗佈法、模塗法、以及凹版塗佈法等與上述步驟(b)相同的方法進行。
另外,優選第2塗佈層的膜厚為80~700μm的範圍內的值,更優選為100~500μm的範圍內的值,進一步優選為120~300μm的範圍內的值。
應予說明,詳細內容與上述第1塗佈層中的內容重複,因此省略。
(v)步驟(e):第2活性能量線照射步驟
如圖24d所示,步驟(e)是邊移動形成有第1百葉結構123a的由第1塗佈層101a′和第2塗佈層101b構成的層疊體101c,邊使用線狀光源225b對第2塗佈層101b進行第2活性能量線照射,形成第2百葉結構123b的步驟,如圖26b所示,是從膜上方觀察時,第1活性能量線照射中的線狀光源225a的長軸方向與第2活性能量線照射中的線狀光源225b的長軸方向所成的銳角θ 1′為10~90°的範圍內的值的步驟。
即,在使用了線狀光源的2次活性能量線照射步驟中,通過將各自的線狀光源的配置角度的關係規定在規定的範圍,能夠高效地製造以規定的角度使第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向和第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向交叉而成的長條狀的光擴散膜。
因此,不僅在沿其長邊方向的方向,在與其長
邊方向正交的方向使入射光光擴散,從而能夠高效製造有效擴展了入射光的擴散面積的長條狀的光擴散膜。
更具體而言,能夠得到不像以往那樣接合多個光擴散膜,使入射光能夠在沿其長邊方向的方向和與其長邊方向正交的方向光擴散的長條狀的光擴散膜。
其結果,可實現無接縫的大面積的利用外來光型顯示體,且可實現廣視角的利用外來光型顯示體。
應予說明,本方式的光擴散膜還可以通過以各自百葉結構中的板狀區域的延伸方向所成的銳角成為規定的範圍內的值的方式單純層疊在膜內具有百葉結構的光擴散膜而得。
即,若圖26b所示的銳角θ 1′為小於10°的值,則有時入射光的擴散面積過度變小。
因此,從膜上方觀察時,更優選第1活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向與第2活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向所成的銳角θ 1′為80~90°的範圍內的值,進一步優選為85~90°的範圍內的值,更進一步優選為89~90°的範圍內的值。
另外,如圖26b所示,從膜上方觀察時,優選第2活性能量線照射中的線狀光源225b的長軸方向與沿著層疊體101c的移動方向E的虛線E′所成的銳角θ 3′為10~80°的範圍內的值,上述層疊體101c形成有第1百葉結構123a且由第1塗佈層101a′和第2塗佈層101b構成。
該理由是,通過這樣規定線狀光源的配置角度,
與上述步驟(c)中的線狀光源的配置角度協同,能夠更高效地製造使入射光不僅在沿其長邊方向的方向,在與其長邊方向正交的方向也能夠光擴散而有效地擴展入射光的擴散面積的長條狀的光擴散膜。
即,若上述θ 3′為小於10°的值,則雖然與上述步驟(c)中的線狀光源的配置角度也相關,但通常,向沿著膜的長邊方向的方向的光擴散特性過度降低,有時入射光的擴散面積過度變小。另一方面,若上述θ 3′為超過80°的值,則雖然與上述步驟(c)中的線狀光源的配置角度也相關,但通常,向與膜的長邊方向正交的方向的光擴散特性過度降低,有時入射光的擴散面積過度變小。
因此,從膜上方觀察時,更優選第2活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向與沿由第1塗佈層和第2塗佈層構成的層疊體的移動方向的虛線所成的角度θ 3′為35~55°的範圍內的值,進一步優選為40~50°的範圍內的值,更進一步優選為44~46°的範圍內的值。
應予說明,線狀光源225b與塗佈層101b的間隔優選在任一位置均大致相同。
另外,關於活性能量線的照射角度以及照射角度寬度,優選與使用圖25a~25b說明的第1活性能量線照射的情況相同的數值範圍。
另外,如圖26b所示,從膜上方觀察時,優選第1活性能量線照射中的線狀光源225a的長軸方向與第2活性能量線照射中的線狀光源225b的長軸方向相對於與由
第1塗佈層101a′和第2塗佈層101b構成的層疊體的移動方向E正交的虛線E〞成為線對稱。
該理由是,通過這樣配置第2活性能量線照射中的線狀光源,能夠在得到的光擴散膜中使入射光更均勻地光擴散。
特別是θ 2′=45°、θ 3′=45°時,或者各自為其周邊值時,通過使線狀光源成為線對稱的方式進行配置,從而能夠各自最大限地擴展擴散光中的左右方向的寬度和上下方向的寬度。
因此,將上述光擴散膜用於利用外來光型顯示體時,能夠各自最大限地擴展橫方向的視角和縱向的視角。
另外,如圖27所示,對於第2活性能量線照射而言,根據與第1活性能量線照射時相同的理由,優選介由由2片遮光板形成的長槽狀的間隙進行,並且,長槽狀的間隙的長邊方向為與線狀光源的長軸方向平行的方向。
另外,優選第2活性能量線照射中的第2塗佈層的表面的峰值照度為0.1~50mW/cm2的範圍內的值,更優選為0.3~10mW/cm2的範圍內的值,進一步優選為0.5~5mW/cm2的範圍內的值。
另外,優選第2活性能量線照射中的第2塗佈層的表面的累計光量為5~300mJ/cm2的範圍內的值,更優選為10~200mJ/cm2的範圍內的值,進一步優選為20~
150mJ/cm2的範圍內的值。
另外,優選形成有第1百葉結構的由第1塗佈層和第2塗佈層構成的層疊體的移動速度為0.1~10/分鐘的範圍內的值,更優選為0.2~5m/分鐘的範圍內的值,進一步優選為0.5~3m/分鐘的範圍內的值。
應予說明,詳細內容與上述第1塗佈層中的內容重複,因此省略。
另外,從與步驟(c)的情況相同的觀點出發,還優選向第2塗佈層的上表面,以層壓活性能量線透射片的狀態照射活性能量線。
另外,以成為第2塗佈層充分固化的累計光量的方式,優選與作為步驟(e)的第2活性能量線照射不同,進一步照射活性能量線。
此時的活性能量線是以使第2塗佈層充分固化為目的,因此不使用平行光,優選在任一行進方向均使用隨機光。
應予說明,上述步驟(d)~(e)可以使用一個輸送機,與步驟(b)~(c)連續進行,也可以將形成有步驟(b)~(c)中得到的第1百葉結構的第1塗佈層以卷狀回收,將其載置在另外的輸送機而進行步驟(d)~(e)。
因此,為前者時,步驟(c)中的線狀光源與步驟(e)中的線狀光源另外配設,為後者時,相可以變更(旋轉)配置角度而使用同一線狀光源。
(4)在膜內具有規定的內部結構的光擴散膜
對在膜內具有與上述柱結構和百葉結構不同的規定的內部結構的光擴散膜進行說明。
即,如圖28a所示,對在膜內具有在折射率相對低的區域134的中使折射率相對高的多個薄片狀物132沿著沿膜面的任意方向多個排列而成的規定的內部結構133的光擴散膜100c進行說明。
在上述光擴散膜100c中,一列排列的多個薄片狀物132隔著規定的間隔配置,其間隙中存在有折射率相對低的區域134。
即,薄片狀物132由折射率相對高的板狀區域的延伸被折射率相對低的區域134切割而形成的端部和被2個端部夾持的板狀部分構成。
因此,上述規定的內部結構133可稱為所謂的百葉結構以及柱結構的混合結構。
更具體而言,在構成規定的內部結構的薄片狀物中,推斷中央的板狀部分顯現各向異性光擴散,端部顯現各向同性光擴散。
因此,薄片狀物中的中央的板狀部分的長度為規定以上時,百葉結構的特性被顯著體現,可確認產生橢圓形狀光擴散,相反薄片狀物中的中央的板狀部分的長度為規定以下時,柱結構的特性被顯著體現,可確認發生幾乎與各向同性光擴散相同的光擴散。
其中,明顯地,在產生與各向同性光擴散相同的光擴散時,因與柱結構不同的規定的內部結構,使對膜
的外來光的入射角在方位角方向發生變化時,可確認發揮與在膜內具有柱結構的光擴散膜不同的光擴散特性。
另外,在膜內具有規定的內部結構的光擴散膜如下製造,即,向光擴散膜用組合物構成的塗佈層照射活性能量線時,向每個方位角方向照射入射角度寬度控制在規定的範圍內的值的活性能量線而製造。
即,如圖29a所示,優選使用用於調節作為活性能量線光源的線狀光源225和來自該線狀光源225的活性能量線的入射角度寬度的入射角度寬度調節部件200,並且將入射角度寬度調節部件200配置線上狀光源225與塗佈層101間、且來自線狀光源225的活性能量線的放射區域中。
更具體而言,如圖29a所示,入射角度調節部件200由多個板狀部件210構成,並且,多個板狀部件210使各自的主面對置且平行配置,並且優選主面在垂直方向平行。
該理由是,通過這樣實施活性能量線照射準備步驟,能夠將來自線狀光源的活性能量線在每個方位角方向變換為入射角度寬度控制在規定的範圍內的值的活性能量線,向塗佈層照射。
應予說明,設置為“多個板狀部件使各自的主面對置且平行配置”,但從將來自線狀光源的直射光變換為在每個方位角方向將入射角度寬度控制在規定的範圍內的值的活性能量線的觀點出發,實質上為平行即可。
另外,“線狀光源225與塗佈層101之間、且
來自線狀光源225的活性能量線的放射區域中”是指,例如,如圖29b所示,從線狀光源225向垂直下方照射活性能量線時,為線狀光源225的垂直下方且塗佈層101的垂直上方。
此時,優選如圖30a~30c所示,在塗佈層101的表面,位於來自活性能量線光源225的活性能量線60的照度為最大的區域上的任意的一點R中的、活性能量線的入射角度寬度取最小值θ 4的方位角方向X與活性能量線的入射角度寬度取最大值θ 5的方位角方向Y正交,並且,活性能量線的入射角度寬度的最小值θ 4為5°以下的值並且活性能量線的入射角度寬度的最大值θ 5為超過5°且為10°以下的範圍內的值。
這裡,圖30a是從塗佈層101的上方觀察時的俯視圖,圖30b是從圖30a的方向Y觀察時的側面圖,是表示方位角方向X的活性能量線的入射角度寬度的圖。
另外,圖30c是從圖30a中的方向X觀察時的側面圖,是表示方位角方向Y的活性能量線的入射角度寬度的圖。
首先,“在塗佈層的表面,來自活性能量線光源的活性能量線的照度為最大的區域”是指使用線狀光源225作為圖30a~30c所示活性能量線光源時,向塗佈層101的表面以大致線狀照射的活性能量線60的分佈的中心線。
因此,如圖30b所示,從線狀光源225朝向垂直下方照射活性能量線60時,圖30a的塗佈層101的表面
的線狀光源225的向中心線的垂直下方的投影線為來自活性能量線光源的活性能量線的照度成為最大的區域。
另外,例如,從線狀光源向右傾斜朝向下方照射活性能量線時,塗佈層的表面的專用光源的中心線的向右傾斜向下方的投影線的附近為來自活性能量線光源的活性能量線的照度為最大的區域。
接下來,“在塗佈層的表面,位於來自活性能量線光源的活性能量線的照度為最大的區域上的任意的一點中的、活性能量線的入射角度寬度取最小值的方位角方向”,使用線狀光源225作為圖30a~30c所示活性能量線光源時,如圖30b所示,為活性能量線60的入射角度寬度取最小值θ 4的方位角方向X,是與線狀光源225的軸線方向正交的方向。
而且,作為“任意的一點”的點R中的活性能量線60的入射角度寬度的最小值θ 4,如圖30b所示,是從點R向線狀光源225的截面圓的2根的切線所成的角度。
並且,“在塗佈層的表面,位於來自活性能量線光源的活性能量線的照度為最大的區域上的任意的一點中的、活性能量線的入射角度寬度取最大值的方位角方向”,使用線狀光源225作為圖30a~30c所示活性能量線光源時,如圖30c所示,成為活性能量線60的入射角度寬度取最大值θ 5的方位角方向Y,是與上述方位角方向X正交的方位角方向。
而且,作為“任意的一點”的點R中的活性能
量線60的入射角度寬度的最大值θ 5,如圖30c所示,是從點R向鄰接的2片板狀部件210中的線狀光源225側的端部的2根切線所成的角度。
這樣,通過使活性能量線的入射角度寬度取最小值θ 4的方位角方向X與活性能量線的入射角度寬度取最大值θ 5的方位角方向Y正交,能夠高效地形成規定的內部結構。
應予說明,其他的活性能量線的照射條件等可以基於上述在膜內具有柱結構的光擴散膜或在膜內具有百葉結構的光擴散膜的情況。
(5)其他光擴散膜
舉出具體的例說明本發明的利用外來光型光擴散膜所使用的光擴散膜,但本發明的利用外來光型光擴散膜所使用的光擴散膜並不限定於這些例子。
例如,也可以是如圖28b所示的在膜內同時具有百葉結構和柱結構的光擴散膜100d。
另外,也可以是如圖28c所示的在膜內具有格子狀的內部結構的光擴散膜100e,也可以是如圖28d所示的在膜內具有同心圓狀的內部結構的光擴散膜100f。
應予說明,這些光擴散膜通過向與形成上述柱結構時使用的相同的光擴散膜用組合物以各自規定的方法照射活性能量線而實際獲得,申請人另外申請專利,其詳細省略(參照:日本特願2011-268544、日本特願2011-266315、日本特願2011-266314等)。
3.反射板
另外,圖1a~1c所示的反射板10只要反射光就沒有特別限制,可對利用外來光型顯示體1賦予撓性,所以優選制得具有鋁蒸鍍層10a的樹脂膜10b。
另外,作為反射板中的反射面的立體形狀,通常優選為平面,但也可以製成如鋸齒狀反射板或角反射器陣列那樣的非平面鏡面反射板,或者微弱的擴散反射板。
此時,鋸齒狀反射板或角反射器陣列那樣的非平面鏡面反射板具有能夠自由設計外來光入射角度和觀察角度的、可得到所謂回歸性反射等的效果,微弱的擴散反射板具有如下效果:不喪失目前說明的擴散光的均勻性、在極角和方位角方向的相對於外來光的入射角度變化的向規定的方向的顯示光的不變性等特性的情況下有效放大視角。
另外,還優選將反射板製成半透射型的反射板。
該理由是,在外來光充分的環境下,利用外來光作為顯示光的光源,另一方面,外來光不充分的環境下,可利用設置在反射板的背面的背光燈作為顯示光的光源。
應予說明,反射板的厚度優選為10~5000μm的範圍內的值,更優選為100~500μm的範圍內的值。
4.裝飾層
另外,關於圖1b~1c所示的裝飾層20,只要是通過文字、圖案等表示的顯示內容的層就沒有特別限制,
但為了能夠更自由構成顯示內容,優選製成由構成文字、圖案等的油墨等構成的印刷層20a、易印刷層20b以及透明或半透明的樹脂膜20c的層疊體。
該理由是,對於文字、圖案等沒有被印刷部分,被反射板反射的外來光容易透射樹脂膜,另一方面,印刷有文字和圖案等的部分阻礙被反射板反射的外來光的透射,因此可有效地提高顯示內容的可視性。
另外,裝飾層也可以是直接印刷在反射板、光擴散膜上的印刷層。
應予說明,裝飾層的厚度優選為10~1000μm的範圍內的值,更優選為20~500μm的範圍內的值。
5.黏接劑層
另外,如圖1a~1c所示,反射板10、光擴散膜100以及裝飾層20優選各自介由黏接劑層30層疊。
作為構成上述黏接劑層的黏接劑,只要是具有充分的黏接性和透明性的黏接劑就沒有特別限制,例如,可使用以往公知的丙烯酸系、矽酮系、聚氨酯系、橡膠系的黏接劑。
應予說明,黏接劑層的厚度優選為1~100μm的範圍內的值,更優選為3~30μm的範圍內的值。
6.其他方式
另外,使用圖31a~31b說明本發明的利用外來光型顯示體的其他方式。
即,圖31a和圖31b是在外來光入射側層疊具
有耐光性的層40的方式的利用外來光型顯示體1。
這樣,通過在利用外來光型顯示體中的外來光入射側層疊具有耐光性的層,能夠有效防止光擴散膜因紫外線而黃變。
具有上述耐光性的層可使用使紫外線吸收劑分散的樹脂膜。
另外,圖31b是將反射板10和裝飾層20一體化,將利用外來光型顯示體1的總膜厚變薄的方式。
更具體而言,是將反射板10的表面和背面與圖31a相反配置,通過反射板中的樹脂膜10b還發揮作為裝飾層20的樹脂膜20c的作用而省略一層樹脂膜層的方式。
實施例
以下,參照實施例進一步詳細說明本發明。
〔實施例1〕
1.光擴散膜的製作
(1)低折射率聚合性化合物(B)成分的合成
在容器內,放入作為(B2)成分的重均分子量9200的聚丙二醇(PPG)1摩爾、作為(B1)成分的異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)2摩爾和作為(B3)成分的甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)2摩爾後,根據常法使它們反應,得到重均分子量9900的聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯。
應予說明,聚丙二醇和聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯的重均分子量是採用凝膠滲透色譜法(GPC)根據下述條件測定而得的聚苯乙烯換算值。
.GPC測定裝置:東曹株式會社製,HLC-8020
.GPC柱:東曹株式會社製(以下,按通過順序記載)
TSK保護柱(guard column)HXL-H
TSK凝膠(gel)GMHXL(×2)
TSK凝膠(gel)G2000HXL
.測定溶劑:四氫呋喃
.測定溫度:40℃
(2)光擴散膜用組合物的製備
接著,向得到的作為(B)成分的重均分子量9900的聚醚氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯100重量份中,添加作為(A)成分的上述式(3)表示的分子量268的鄰苯基苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(新中村化學株式會社製,NK ESTER A-LEN-10)150重量份和作為(C)成分的2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮20重量份(相對於(A)成分和(B)成分的總計量(100重量份)為8重量份)後,在80℃的條件下進行加熱混合,得到光擴散膜用組合物。
應予說明,(A)成分和(B)成分的折射率是使用阿貝折射儀(ATAGO株式會社製,阿貝折射儀DR-M2,Na光源,波長589nm)基於JIS K0062進行測定,結果分別為1.58和1.46。
(3)第1塗佈步驟
接著,將得到的光擴散膜用組合物對作為加工片的膜狀的透明聚對苯二甲酸乙二醇酯(以下,稱為PET)
進行塗佈,得到膜厚165μm的第1塗佈層。
(4)第1活性能量線照射步驟
接著,準備如圖25a所示的在線上狀的高壓汞燈中附屬有用於聚光的冷鏡的紫外線照射裝置(Eye Graphics株式會社製,ECS-4011GX)。
此時,從膜上方觀察時,以使線狀光源的長軸方向與沿著第1塗佈層的移動方向的虛線所成的銳角θ 2為45°的方式設置紫外線照射裝置。
接著,在熱線截止濾光片框上設置遮光板,向第1塗佈層的表面照射的紫外線如下設定,即,將從線狀光源的長軸方向觀察時的第1塗佈層表面的法線設為0°時,來自線狀光源的直接的紫外線的照射角度(圖25b的θ e)為16°的方式進行設定。
另外,以從第1塗佈層表面至線狀光源的高度為2000mm、峰值照度為1.26mW/cm2、累計光量為23.48mJ/cm2的方式進行設定。
另外,用遮光板等的反射光在照射機內部成為雜散光,為了防止對第1塗佈層的光固化帶來影響,如圖27所示,在輸送機附近也設置2片遮光板,以只有從線狀光源直接發出的紫外線對第1塗佈層照射的方式設定。
更具體而言,如圖27所示,以形成由2片遮光板形成的長槽狀的間隙(間隙寬度:35cm)的方式配置,以該長槽狀的間隙的長邊方向成為與線狀光源的長軸方向平行的方向的方式進行設置。
接著,利用輸送機,將第1塗佈層在圖24b中的右方向,邊以1.0m/分鐘的速度移動邊照射紫外線,得到形成有長邊方向(第1塗佈層的移動方向)的長度為30m、短邊方向的長度為1.4m、膜厚165μm的長條狀的第1百葉結構的第1塗佈層。
接著,為了實現可靠的固化,在第1塗佈層的露出面側層壓作為活性能量線透射性片而具有厚度38μm的紫外線透射性的剝離膜(Lintec株式會社製,SP-PET382050;紫外線照射側的表面的中心線平均粗糙度0.01μm、霧度值1.80%、圖像鮮明度425、波長360nm的透射率84.3%)。
接著,以峰值照度13.7mW/cm2、累計光量213.6mJ/cm2的方式進行散射光照射。
應予說明,對於上述峰值照度和累計光量,將安裝有受光器的UV METER(Eye Graphics株式會社製,Eye紫外線累計照度計UVPF-A1)設置於第1塗佈層的位置而測定。
另外,形成有得到的長條狀的第1百葉結構的第1塗佈層的膜厚使用定壓厚度測定器(寶製作所株式會社製,TECLOCK PG-02J)進行測定。
(5)第2塗佈步驟
接著,將活性能量線透射片從形成有得到的長條狀的第1百葉結構的第1塗佈層中剝離。
接著,將在上述步驟中得到的光擴散膜用組合
物塗佈在形成有得到的長條狀的第1百葉結構的第1塗佈層的露出面,形成膜厚165μm的第2塗佈層。
(6)第2活性能量線照射步驟
接著,從膜上方觀察時,以使第1活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向與第2活性能量線照射中的線狀光源的長軸方向所成的銳角θ 1為90°的方式設置紫外線照射裝置,除此以外,與第1活性能量線照射步驟同樣地,照射紫外線,得到在內部具有第1百葉結構和第2百葉結構的膜厚330μm的長條狀的光擴散膜。
應予說明,從膜上方觀察時,線狀光源的長邊方向與沿著形成有第1百葉結構的由第1塗佈層以及第2塗佈層構成的層疊體的移動方向的虛線所成的銳角θ 3為45°。
另外,向第2塗佈層照射紫外線時,與第1塗佈層的情況同樣地,以層壓活性能量線透射片(具有紫外線透射性的剝離膜)的狀態,照射散射光,實現可靠的固化。
另外,如圖32所示,得到的光擴散膜從膜上方觀察時,可確認第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向所成的銳角為90°。
另外,從膜上方觀察時,可確認第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與膜的長邊方向所成的銳角為45°。
此外,從膜上方觀察時,可確認第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向與膜的長邊方向所成的銳角為45°。
另外,將得到的光擴散膜在與膜的長邊方向正交的面切割的截面的照片示於圖33a,在與膜的長邊方向平行且與膜面正交的面切割的截面的照片示於圖33b。
應予說明,光擴散膜的切割使用剃刀進行,截面的照片的拍攝使用光學顯微鏡(反射觀察)進行。
(7)光擴散特性的評價
如圖32所示,從得到的光擴散膜的下側(第1百葉結構所處的一側),從與膜面正交的方向對該膜入射光。
接著,使用變角測色計(Suga Test株式會社製,VC-2),得到在與膜的長邊方向正交的方向以及與膜的長邊方向平行的方向的擴散光的圖。
即,如圖34a所示,得到橫軸採用被光擴散膜擴散的擴散光中的光擴散角度(°)、縱軸採用擴散光的相對強度(-)時的圖。
這裡,圖34a所示的圖A和與膜的長邊方向正交的方向的擴散光對應,圖B與膜的長邊方向平行的方向的擴散光對應。
另外,使用錐光鏡(autronic-MELCHERS GmbH公司製),如圖34b所示,得到從圖32中的Z方向觀察時的擴散光的照片。
上述圖34a~34b所示的結果與圖32所示的由具有內部結構的膜預測的光擴散特性一致,根據上述膜,可推斷能夠實現廣視角的利用外來光型顯示體。
2.利用外來光型顯示體的製造
接著,如圖1a所示,將得到的光擴散膜介由厚度15μm的黏接劑層貼合在鏡面反射板(在厚度100μm的PET膜的表面以成為厚度300nm的方式蒸鍍鋁而成)上,製造利用外來光型顯示體。
3.利用外來光型顯示體的評價
(1)視角內中的顯示光的亮度的均勻性的評價
關於得到的利用外來光型顯示體,評價視角內中的顯示光的亮度的均勻性。
即,如圖35a所示,將得到的利用外來光型顯示體1以光擴散膜的面成為上側的方式在水平面上載置。
接著,相對於利用外來光型顯示體1的表面的法線,在箭頭方向傾斜5°的位置配置作為外來光光源2的線狀光源2。
此時,線狀光源2以與利用外來光型顯示體的表面平行且其軸線與紙面正交的方式進行配置。
另外,此時,利用外來光型顯示體1,以其光擴散膜的第1百葉結構中的板狀區域的延伸方向與圖中的箭頭的方向平行,第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向與和紙面正交的方向平行的方式配置。
接著,相對於利用外來光型顯示體1的表面的法線,從在箭頭方向傾斜-5°的位置,觀察利用外來光型顯示體1並且進行照片拍攝。將得到的照片示於圖36中的(1)。
如上述圖36中的(1)所示,可確認實施例1的利用外來光型顯示體具有亮度的均勻性高的顯示特性。
(2)對外來光的入射角度變化的顯示特性的評價
對於得到的利用外來光型顯示體,評價對外來光的入射角度變化的顯示特性。
即,首先,與視角內的顯示體的亮度的均勻性的評價相同,如圖35a所示,相對於利用外來光型顯示體1的表面的法,在箭頭方向傾斜5°的位置配置線狀光源2。
接著,相對於利用外來光型顯示體1的法線,從在箭頭方向傾斜-5°的位置,觀察利用外來光型顯示體1並且進行照片拍攝。將得到的照片示於圖36中的(1)。
接著,如圖35b所示,相對於利用外來光型顯示體1的表面的法線,在箭頭方向傾斜10°位置配置線狀光源2。
接著,相對於利用外來光型顯示體1的法線,從在箭頭方向傾斜-5°的位置,觀察利用外來光型顯示體1並且進行照片拍攝。將得到的照片示於圖37中的(1)。
進而,將線狀光源2的位置保持在圖35b所示的狀態並且將利用外來光型顯示體1在方位角方向旋轉45°
而拍攝的照片示於圖38中的(1),將旋轉90°拍攝的照片示於圖39中的(1)。
首先,從圖36中的(1)和圖37中的(1)中可理解,相對於外來光的極角方向的入射角度變化(從5°向10°變化),雖然發現若干的亮度的降低,但亮度的均勻性不降低,可得到幾乎相同的顯示特性。
另外,從圖37中的(1)、圖38中的(1)以及圖39中的(1)可理解,外來光入射的方位角方向與第1或第2百葉結構中的板狀區域的延伸方向一致時(圖37中的(1)和圖39中的(1)的情況),亮度的均勻性較高,不一致時(圖38中的(1)情況),亮度的均勻性降低。
根據以上可確認,實施例1的利用外來光型顯示體雖然顯示光中的亮度的均勻性高並且在限定的範圍,但相對於外來光的入射角度變化顯示特性幾部沒有變化。
應予說明,從更有效地進行利用外來光型顯示體的評價的觀點出發,上述利用外來光型顯示體為不具有裝飾層的方式,但為具有裝飾層的方式時,另外確認得到基本相同的結果。
〔實施例2〕
在實施例2中,如下製造光擴散膜,除此以外,與實施例1同樣地製造並評價利用外來光型顯示體。
1.光擴散膜的製造以及評價
(1)塗佈步驟
將與實施例1同樣地製備的光擴散膜用組合物
對作為加工片的膜狀的透明聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(以下,稱為PET)進行塗佈,得到膜厚170μm的塗佈層。
(2)活性能量線照射
接著,使用使塗佈層沿圖16b中的B方向移動並且將中心光線平行度控制在±3°以內的紫外線點平行光源(JATEC株式會社製),以使照射角(圖18的θ d)約為10°的方式在塗佈層照射平行度為2°以下的平行光(來自主峰值波長365nm、其他在254nm、303nm、313nm具有峰的高壓汞燈的紫外線)。
此時的峰值照度為2.00mW/cm2,累計光量為53.13mJ/cm2,燈高度為240mm,塗佈層的移動速度為0.2m/分鐘。
接著,為了實現可靠的固化,在塗佈層的露出面側層壓厚度38μm的具有紫外線透射性的剝離膜(Lintec株式會社製,SP-PET382050;紫外線照射側的表面的中心平均粗度0.01μm,霧度值1.80%,圖像鮮明度425,波長360nm的透射率84%)。
接著,從剝離膜上,以使峰值照度為10mW/cm2、累計光量為150mJ/cm2的方式照射使上述平行光的行進方向為隨機的散射光,使塗佈層完全固化,得到在除去加工片和剝離膜的狀態下的膜厚為170μm的光擴散膜。
另外,將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向平行且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的示意圖示於圖40a,將其截面照片示於圖40b。
另外,將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向垂直且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的截面照片示於圖40c。由圖40b和圖40c可知,得到的光擴散膜中的內部結構為具有圖6a所示的變形柱狀物的柱結構。
應予說明,光擴散膜的切割使用剃刀進行,截面的照片的拍攝使用數碼顯微鏡(Keyence株式會社製,VHX-2000)利用反射觀察來進行。
(3)光擴散特性的評價
(3)-1霧度值的測定
測定得到的光擴散膜的霧度值。
即,如圖9b所示,通過將得到的光擴散膜旋轉,將相對於膜面的法線的入射角θ a沿著塗佈層的移動方向B在-70~70°的範圍內變化,並且使用改造BYK株式會社製的裝置而得的裝置,基於ASTM D 1003測定相對於各入射角θ a的霧度值(%)。
另外,此時的對於光擴散膜的光的入射,如圖41a所示,從光擴散膜的背側,即製造光擴散膜時的照射活性能量線的一側的相反側進行。
另外,在以下的實施例中,將具有與柱狀物的傾斜相同側的傾斜的入射角θ a標記為正的值,將具有與柱狀物的傾斜相反側的傾斜的入射角θ a標記為負的值。將得到的入射角-霧度值圖示於圖42。
應予說明,霧度值(%)是指按下述數學式(1)計算的值,下述數學式(1)中,擴散透射率(%)是指從
總光線透射率(%)減去平行光透射率(%)的值,平行光透射率(%)是指相對於直線傳播透射光的行進方向,具有±2.5°的寬度的光的透射率(%)。
(3)-2利用錐光鏡的測定
測定與將得到的光擴散膜用於利用外來光型顯示裝置時相當的光擴散特性。
即,如圖43所示,將得到的光擴散膜100a貼合在反射板10來製成測定用試驗片。
接着,如圖43所示,使用錐光鏡(autronic-MELCHERS GmbH公司製)400的反射模式,從可動式的光源臂410向試驗片(100a,10)入射光。
另外,如圖41b所示,此時的對光擴散膜的光的入射,從光擴散膜的背側,即照射製造光擴散膜時的活性能量線的側的相反側進行。
另外,以下的實施例中,將具有與柱狀物的傾斜相同側的傾斜的入射角θ a標記為正的值,將具有與柱狀物的傾斜相反側的傾斜的入射角θ a標記為負的值。將得到的錐光鏡圖像示於圖44a~44g。
應予說明,反射板為JDSU株式會社製的BV2,測定用試驗片介由厚度15μm的黏接劑層向上述反射板的鋁蒸鍍面貼合光擴散膜而得。
另外,這些錐光鏡圖像,如圖44h所示,將0cd/m2~各錐光鏡圖像中的最大亮度值的亮度分佈分為從藍色至紅色的14階段表示,0cd/m2為藍色,將超過0cd/m2的值~各錐光鏡圖像中的最大亮度值分成13等分,隨著0cd/m2~接近最大亮度值,按在藍色~淡藍色~綠色~黃色~橘色~紅色13階段變化的方式表示。
另外,各錐光鏡圖像中的繪製成放射狀的線表示各自方位角方向0~180°、45~225°、90~270°、135~315°,被繪製成同心圓狀的線從內側依次表示極角方向18°、38°、58°、78°。
因此,各錐光鏡圖像中的各同心圓的中心部分中的顏色表示擴散射出到膜正面的擴散光的相對的亮度。
另外,圖45中示出了表示入射角θ a與圖44a~44g中的各同心圓的中心部分中的亮度(cd/m2)的關係的入射角-亮度圖。由上述圖45可知能夠將入射角θ a=0~50°的寬範圍的入射光高效地擴散射出到膜正面。
2.利用外來光型顯示體的評價
另外,如圖36中的(2)所示,可確認實施例2的利用外來光型顯示體具有亮度的均勻性高的顯示特性。
另外,如圖36中的(2)以及圖37中的(2)所示,確認了實施例2的利用外來光型顯示體對外來光的極角方向的入射角度變化,能看到亮度稍許降低,但亮度的均勻性不降低,能夠得到幾乎相同的顯示特性。
另外,如圖37中的(2)、圖38中的(2)以及圖39中的(2)所示,實施例2的利用外來光型顯示體對外來光的方位角方向的入射角度變化,亮度稍許降低但亮度的均勻性不降低,可確認能夠得到幾乎相同的顯示特性。
〔實施例3〕
實施例3中,如下製造光擴散膜,除此以外,與實施例2同樣地製造、評價光擴散膜。
另外,使用得到的光擴散膜與實施例1同樣地製造、評價利用外來光型顯示體。
1.光擴散膜的製造及評價
在實施例3中,製備光擴散膜用組合物時,進一步添加作為(D)成分的由式(10)表示的紫外線吸收劑(BSF株式會社製,TINUVIN 384-2)0.5重量份(相對於(A)成分和(B)成分的總計量(100重量份)為0.2重量份),除此以外,與實施例2同樣地製造、評價光擴散膜。將得到的結果示於圖46a~50。
這裡,圖46a是將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向平行且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的示意圖,圖46b是其截面照片。
另外,圖46c是將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向垂直並且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的照片。
另外,圖47a是將圖46b的截面照片中的柱狀
物的彎曲部附近放大的照片,圖47b是進一步放大與柱狀物的彎曲部相比為下方的部分的照片。由圖46b~46c和圖47a~47b可知,得到的光擴散膜中的內部結構為如圖14a所示的具有變形柱狀物的柱結構。
另外,圖48是得到的光擴散膜中的入射角-霧度值圖。
另外,圖49a~49g是表示與將得到的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散情況的照片。
另外,圖50是表示入射角θ a與圖49a~49g中的各同心圓的中心部分中的亮度(cd/m2)的關係的入射角-亮度圖。由上述圖50可知,能夠將入射角θ a=0~60°的寬範圍的入射光高效地擴散射出到膜正面。
2.利用外來光型顯示體的評價
實施例3的利用外來光型顯示體中,能夠得到與實施例2的利用外來光型顯示體相同的評價結果。
因此,從防止變得繁瑣的觀點出發,省略利用外來光型顯示體的照片的發表。
〔實施例4〕
在實施例4中,如下製造光擴散膜,除此以外,與實施例2同樣地製造、評價光擴散膜。
另外,使用得到的光擴散膜與實施例1同樣地製造、評價利用外來光型顯示體。
1.光擴散膜的製造及評價
在實施例4中,將塗佈層的膜厚變更為210μm,
並且,活性能量線照射時,代替照射平行光後在塗佈層的露出面側以層壓剝離膜的狀態照射散射光,而使用將中心光線平行度控制在±3°以內的紫外線點平行光源(JATEC株式會社製),將平行度2°以下的平行光以照射角(圖18的θ d)幾乎為25°的方式照射到塗佈層,除此以外,與實施例2同樣地製造、評價光擴散膜。得到的光擴散膜的膜厚為210μm。將得到的結果示於圖51a~55。
這裡,圖51a是將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向平行且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的示意圖,圖51b是其截面照片。
另外,圖51c是將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向垂直且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的截面照片。
另外,圖52a是將圖51b的截面照片中的第1柱狀物以及第2柱狀物重複的重複柱結構區域附近放大的照片,圖52b是將與重複柱結構區域相比為下方的部分進一步放大的照片。由圖51b~51c和圖52a~52b可知,得到的光擴散膜中的內部結構是具有圖14b所示的變形柱狀物的柱結構。
另外,圖53是得到的光擴散膜中的入射角-霧度值圖。
另外,圖54a~54g是表示與將得到的光擴散膜用於外來光型顯示體時相當的光擴散情況的照片。
另外,圖55是表示入射角θ a與圖54a~54g
中的各同心圓的中心部分中的亮度(cd/m2)的關係的入射角-亮度圖。由上述圖55可知能夠將入射角θ a=0~60°的寬範圍的入射光高效地擴散射出到膜正面。
2.利用外來光型顯示體的評價
實施例4的利用外來光型顯示體中,能夠得到與實施例2的利用外來光型顯示體相同的評價結果。
因此,從防止變得繁瑣的觀點出發,省略利用外來光型顯示體的照片的發表。
〔實施例5〕
在實施例5中,如下製造光擴散膜,除此以外,與實施例2同樣地製造、評價利用外來光型顯示體。
另外,使用得到的光擴散膜與實施例1同樣地製造、評價利用外來光型顯示體。
1.光擴散膜的製造及評價
在實施例5中,代替紫外線點平行光源而準備如圖56a所示的線上狀的高壓汞燈(直徑25mm、長度2.4m、輸出28.8kW)中附屬有用於聚光的冷鏡的紫外線照射裝置(Eye Graphics株式會社製,小型實驗機)。
接著,如圖56b所示,線上狀的紫外線燈與塗佈層之間,配置多個板狀部件各自平行配置而成的入射角度寬度調節部件。
此時,從塗佈層的上方觀察時,以使塗佈層的移動方向與板狀部件的延伸方向所成的銳角即圖57a中的θ f為45°的方式配置入射角度寬度調節部件。
進而,如圖56a所示,在塗佈層與入射角度寬度調節部件之間存在2片遮光部件。
另外,入射角度寬度調節部件中的多個板狀部件中的間隔(圖57a中的L1)為23mm,板狀部件的寬度(圖57a中的L2)為510mm,板狀部件的厚度為1.6mm,材料為實施了耐熱黑塗料的阿爾斯特鋼材。
進而,從入射角度調節部件的上端至下端的長度(圖57b中的L3)為200mm,入射角度寬度調節部件的上端與線狀的紫外線燈的下端間的距離(圖57b中的L4)為100mm,入射角度寬度調節部件的下端與塗佈層的表面間的距離(圖57b中的L5)為1700mm。
另外,塗佈層中照射活性能量線的區域中的塗佈層的移動方向的長度W如圖56a所示是2片遮光部件223a及223b的間的長度,即為360mm。
另外,線狀的紫外線燈以使塗佈層的移動方向與線狀的紫外線燈的長軸方向正交的方式配置。
因此,塗佈層表面的向紫外線燈的中心線的垂直下方的投影線是來自紫外線燈的活性能量線(紫外線)的照度成為最大的區域。
接著,通過介由入射角度調節部件從線狀的紫外線燈照射紫外線,可將平行度為-5°以下的平行光以照射角(圖18的θ d)成為0°的方式越過剝離膜向塗佈層照射紫外線,得到膜厚170μm的光擴散膜。
此時,位於塗佈層的表面的上述紫外線的照度
成為最大的區域上的任意一點中,從線狀的紫外線燈的軸線方向觀察時,以紫外線的入射角度寬度為最小值(圖30b的θ 4)取2.9°,從作為與其正交的方向的塗佈層的移動方向觀察時,紫外線的入射角度寬度為最大值(圖30c的θ 5)取8.6°的方式,越過剝離膜向塗佈層照射紫外線。
另外,此時的塗佈層表面的峰值照度為1.05mW/cm2,累計光量為22.6mJ/cm2,塗佈層的移動速度為1.0m/分鐘。將得到的結果示於圖58a~61。
這裡,圖58a是將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向平行且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的示意圖,圖58b是其截面照片。
另外,圖58c是將得到的光擴散膜在與塗佈層的移動方向垂直且與膜面正交的面進行切割而形成的截面的照片。
由這些截面照片可確認,得到的光擴散膜在膜內具有圖28a所示的規定的內部結構。
另外,圖59是得到的光擴散膜中的入射角-霧度值圖。
另外,圖60a~60g是表示與將得到的光擴散膜用於利用外來光型顯示體時相當的光擴散情況的照片。
另外,圖61是表示入射角θ a與圖60a~60g中的各同心圓的中心部分中的亮度(cd/m2)的關係的入射角-亮度圖。由上述圖61可知,只有入射角θ a=0~30°的窄範圍的入射光能夠擴散射出到膜正面。
由上述內容可以預想,使用上述膜的利用外來光型顯示體的可確立優位性的入射光的角度範圍窄,因此在限定的環境下(例如,埋入地面、利用太陽光作為外來光時等),可有效使用。
2.利用外來光型顯示體的評價
另外,如圖36中的(3)所示,確認實施例5的利用外來光型顯示體具有亮度的均勻性高的顯示特性。
另外,如圖36中的(3)和圖37中的(3)所示,可確認實施例5的利用外來光型顯示體對外來光的極角方向的入射角度變化,雖然能看到亮度稍許降低,但亮度的均勻性不降低,能夠得到幾乎相同的顯示特性。
另外,如圖37中的(3)、圖38中的(3)以及圖39中的(3)所示,就實施例5的利用外來光型顯示體而言,可確認外來光入射的方位角方向與膜製造時的塗佈層的移動方向一致時(圖37中的(3)情況),亮度的均勻性較高,不一致時(圖38中的(3)以及圖39中的(3)的情況),亮度的均勻性降低。
由以上可確認,實施例5的利用外來光型顯示體,顯示光中的亮度的均勻性雖高且在限定的範圍內,但顯示特性相對於外來光的入射角度變化幾部沒有變化。
〔比較例1〕
在比較例1中,如下光擴散膜製造,除此以外,與實施例2同樣地製造、評價光擴散膜。
另外,使用得到的光擴散膜與實施例1同樣地
製造、評價利用外來光型顯示體。
1.光擴散膜的製造及評價
在比較例1中,以重量比95:5的比例使用丙烯酸丁酯和丙烯酸并根據常法聚合而成的重均分子量180方的丙烯酸系共聚合物100重量份中添加三(丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯(東亞合成株式會社製,ARONIX M-315,分子量423,3官能型)15重量份、作為光聚合引發劑的二苯甲酮與1-羥基環己基苯基酮的重量比為1:1的混合物(Ciba Specialty Chemicals株式會社製,Irgacure 500)1.5重量份、作為異氰酸酯系交聯劑的三羥甲基丙烷改性甲苯二異氰酸酯(日本聚氨酯株式會社製,CORONATE L)0.3重量份、作為硅烷偶聯劑的3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工業株式會社製,KBM-403)0.2重量份和圓球狀硅酮微粒(GE東芝硅酮株式會社製,TOSPEARL 145,平均粒徑4.5μm)18.6重量份,並且加入乙酸乙酯,進行混合,製備黏接性材料的乙酸乙酯溶液(固體成分14重量%)。
接著,將得到的黏接性材料的乙酸乙酯溶液用刮刀式塗佈機以使乾燥後的厚度為25μm的方式對厚度100μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(東洋紡織株式會社製,Cosmoshine A4100)進行塗佈後,在90℃乾燥處理1分鐘形成黏接性材料層。
接著,將作為剝離片的厚度38μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯製的剝離膜(Lintec株式會社製,SP-PET3811)
的剝離層與得到的黏接性材料層貼合,貼合30分鐘後,利用使用H閥的無電極燈(Fusion株式會社製),以照度為600mW/cm2、光量為150mJ/cm2的方式,從剝離膜側向黏接性材料層照射紫外線。
然後,將得到的紫外線固化後的黏接性材料層製成比較例1的光擴散膜。
就得到的光擴散膜而言,將入射角θ a在-70~70°的範圍變化時,霧度值常約為98%。
應予說明,比較例1中,省略利用錐光鏡的測定。
2.利用外來光型顯示體的評價
另外,如圖36中的(4)所示,比較例1的利用外來光型顯示體雖然亮度的均勻性高,但無法得到充分的亮度,可確認亮度暗。
另外,如圖36中的(4)和圖37中的(4)所示,比較例1的利用外來光型顯示體,亮度的均勻性對外來光的極角方向的入射角度變化不降低,但無法得到充分的亮度,可確認亮度暗。
另外,如圖37中的(4)、圖38中的(4)以及圖39中的(4)所示,比較例1的利用外來光型顯示體,亮度的均勻性對外來光入射的方位角方向的入射角度變化沒有降低,但無法得到充分的亮度,可確認亮度暗。
由以上可確認,比較例1的利用外來光型顯示體與實施例1~5的利用外來光型顯示體相比,亮度低,在
明亮度方面差。
〔比較例2〕
在比較例2中,減少圓球狀矽酮微粒的添加量,除此以外與,比較例1同樣地製造、評價光擴散膜。
另外,使用得到的光擴散膜與實施例1同樣地製造、評價利用外來光型顯示體。
1.光擴散膜的評價
得到的光擴散膜的入射角θ a在-70~70°的範圍內變化時,霧度值常約為50%。
應予說明,比較例2中,省略利用錐光鏡的測定。
2.利用外來光型顯示體的評價
另外,如圖36中的(5)所示,可確認比較例2的利用外來光型顯示體可得到充分的亮度,雖明亮,但亮度的均勻性低。
另外,如圖36中的(5)和圖37中的(5)所示,可知比較例2的利用外來光型顯示體,相對於外來光的極角方向的入射角度變化,亮度顯著變化。
另外,如圖37中的(5)、圖38中的(5)以及圖39中的(5)所示,比較例2的利用外來光型顯示體無法得到充分的亮度,可確認亮度暗。
由以上可確認,比較例2的利用外來光型顯示體與實施例1~5的利用外來光型顯示體相比,在顯示光中的亮度的均勻性以及對外來光的入射角度變化的顯示特性
方面變差。
產業上的可利用能性
以上,如詳細說明的那樣,根據本發明的利用外來光型顯示體,在層疊反射板、光擴散膜而成的利用外來光型顯示體中,通過將使用的光擴散膜製成在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜,從而在外來光的入射角度變化時,也能夠穩定保持恒定的顯示特性,並且能夠提高視角內的顯示光的亮度的均勻性。
因此,本發明的利用外來光型顯示體可用於看板、廣告以及道路用標誌等利用了外來光的顯示體,期待對它們的高品質化做出顯著的貢獻。
Claims (5)
- 一種利用外來光型顯示體,包括:一利用外來光型顯示體,係層疊反射板和光擴散膜而成的看板用之光利用型顯示體,該光擴散膜是在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜,其中在該反射板與光擴散膜間、或者在與該光擴散膜中的該反射板的位置側相反的一側具有裝飾層。
- 一種利用外來光型顯示體,包括:一利用外來光型顯示體,係層疊反射板和光擴散膜而成的標誌用之光利用型顯示體,該光擴散膜是在膜內具有在折射率相對低的區域中具備折射率相對高的多個區域的內部結構的光擴散膜,其中在該反射板與光擴散膜間、或者在與該光擴散膜中的該反射板的位置側相反的一側具有裝飾層。
- 如申請專利範圍第1項所述的利用外來光型顯示體,其中該光擴散膜中的內部結構是在折射率相對低的區域中使折射率相對高的多個柱狀物在膜膜厚方向林立而成的柱結構、以及將折射率不同的多個板狀區域在沿膜面的任意一個方向交替配置而成的百葉結構、或其任一方的結構。
- 如申請專利範圍第3項所述的利用外來光型顯示體,其中該光擴散膜中的內部結構為所述柱結構時,該光擴散膜為單一層的光擴散膜,該光擴散膜的膜厚為60~700μm的範圍內的值,並且,將相對於膜面的法線的入射光的入射角沿著塗佈層的移動方向在-70~70°的範圍變化時,相對 於各入射角的霧度值為70%以上的值,該塗佈層是將光擴散膜用組合物塗佈成膜狀而成的,該移動方向是將該塗佈層光固化時的該塗佈層的移動方向。
- 如申請專利範圍第3項所述的利用外來光型顯示體,其中該光擴散膜中的內部結構為所述百葉結構時,該光擴散膜是沿著膜膜厚方向從下方依次具有第1百葉結構和第2百葉結構的光擴散膜,從膜上方觀察時,該第1百葉結構中的該板狀區域的延伸方向與該第2百葉結構中的該板狀區域的延伸方向所成的銳角θ 1為10~90°的範圍內的值。
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