專利名稱：各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對應(yīng)于入射光的入射角度不同而直線透射光量變化大的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
背景技術(shù)：
具有光擴(kuò)散性的構(gòu)件以往不僅被用在照明器具和建筑材料等中，而且還被廣泛應(yīng)用于近期的顯示器、特別是LCD中。作為這些構(gòu)件的光擴(kuò)散表現(xiàn)原理，可以舉出因形成于表面的凹凸所導(dǎo)致的散射(表面散射)、因基質(zhì)樹脂與分散于其中的填充物之間的折射率差所導(dǎo)致的散射(內(nèi)部散射)以及表面散射和內(nèi)部散射兩者所導(dǎo)致的散射。但是，對于這些光擴(kuò)散構(gòu)件來說，其擴(kuò)散性能一般是各向同性的，即使稍微改變?nèi)肷浣嵌龋渫干涔獾臄U(kuò)散特性也不會(huì)大為不同。
然而，提出了能夠僅選擇性地將從特定角度入射的入射光散射的光控制板(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。成為該光控制板的特殊的光擴(kuò)散構(gòu)件是在含有多個(gè)各自的折射率有所不同、分子內(nèi)具有1個(gè)以上光聚合性碳-碳雙鍵的化合物的樹脂組合物中，從特定方向照射紫外線使其固化而得的塑料片材，僅選擇性地使相對于該塑料片成特定角度的入射光散射。
作為用于制作這種光控制板的材料，除了上述的“含有多個(gè)各自的折射率有所不同、分子內(nèi)具有1個(gè)以上光聚合性碳-碳雙鍵的化合物的樹脂組合物”之外，還公開了含有聚氨酯丙烯酸酯低聚物的組合物(例如，參照專利文獻(xiàn)2～4)。此外，還可以列舉分子內(nèi)具有聚合性碳-碳雙鍵的化合物A和與該A的折射率差為0.01以上的不具有聚合性碳-碳雙鍵的化合物B的組合，分子內(nèi)有多個(gè)聚合性碳-碳雙鍵、其固化前后的折射率差為0.01以上的化合物(例如，參照專利文獻(xiàn)5)。進(jìn)而，還公開了自由基聚合性化合物與在官能團(tuán)中具有乙烯基醚的陽離子聚合性化合物的組合(例如，參照專利文獻(xiàn)6)。
這些光控制板所示的、能夠僅選擇性地使從特定角度入射的入射光散射的散射特性的入射角依存性，如專利文獻(xiàn)2中的圖解所示，在制作光控制板時(shí)將配置在其上空的線狀光源投影到光控制板表面上，以投影所得的線為中心使光控制板旋轉(zhuǎn)時(shí)可以觀察到。也就是說，以與線狀光源的投影線正交的線為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，幾乎看不到散射特性的入射角依存性，或者具有與以之前的線狀光源投影線為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)大為不同的散射特性的入射角依存性。
還已知具有僅透射一定角度范圍的入射光、并遮擋其他入射光的性質(zhì)的被稱為光控制薄膜或百葉板式薄膜的光學(xué)薄膜，以往被用在儀表盤的背面照明或近期的顯示器視角控制、即防止窺視等用途中。其是通過如下方式獲得的將透明塑料層和著色塑料層相互多層層壓來制作塊，將所制成的塊以相對于上述塑料層為直角或規(guī)定的角度進(jìn)行刨削而得(例如，參照專利文獻(xiàn)7、8)。該百葉板式薄膜是在其膜厚度方向上以一定傾斜角度等間隔配置著色百葉板而得的結(jié)構(gòu)，所以與百葉板方向基本平行的光線透射，但是對于以通過鄰接的多個(gè)百葉板那樣的角度入射的光而言，被百葉板吸收而不能透射。
專利文獻(xiàn)1日本特開平1-77001號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平1-147405號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開平1-147406號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開平2-54201號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5日本特開平3-109501號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6日本特開平6-9714號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7日本特開昭50-92751號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8日本專利第3043069號(hào)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的技術(shù)問題作為以上列舉的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的技術(shù)問題，可以舉出光的各向異性擴(kuò)散弱。特別是在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)與光源之間的間隔為數(shù)mm以下的極窄的LCD等顯示器中使用時(shí)，若各向異性擴(kuò)散弱則作為各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的效果難以表現(xiàn)，所以對于上述光控制板而言，僅被用于與光源的間隔能夠擴(kuò)大的建筑材料用途中。應(yīng)說明的是，在本發(fā)明中，以后述的直線透射光量的變化率來評價(jià)各向異性擴(kuò)散的強(qiáng)度。
另一方面，對于上述百葉板式薄膜來說，雖然各向異性擴(kuò)散強(qiáng)，但是由于光線被遮擋因而不能擴(kuò)散，而且由于僅在設(shè)有百葉板的部分上所有入射角的光線透射量降低，因此談不上是各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
本發(fā)明基于以上的以往技術(shù)，旨在改良各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其目的在于提供根據(jù)光線入射角度不同而直線透射光量變化率大的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，即各向異性擴(kuò)散強(qiáng)的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
用于解決技術(shù)問題的方法本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)是具有含有組合物的固化物的樹脂層的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，該組合物至少含有含氟的光固化性化合物和不含氟的光固化性化合物，所述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的特征為，光線透射樹脂層時(shí)的直線透射光量根據(jù)入射光相對于上述樹脂層的入射角而異。
發(fā)明效果根據(jù)這樣的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，通過含氟的光固化性化合物(以下稱為含氟光固化性化合物)和不含氟的光固化性化合物(以下稱為不含氟光固化性化合物)，形成各種折射率不同的區(qū)域，由此可以得到根據(jù)光的入射角度不同而直線透射光量變化率大的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)、即各向異性擴(kuò)散強(qiáng)的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。在本發(fā)明中，氟系光固化性化合物如被用作防水·防油劑或防污劑，由于具有與其他物質(zhì)的親和性差的特性，所以認(rèn)為在固化時(shí)易于與不含氟的化合物分離而形成折射率不同的區(qū)域，從而各向異性擴(kuò)散變強(qiáng)。
圖1是顯示本發(fā)明各向異性擴(kuò)散介質(zhì)之一例的模式圖。
圖2(a)是顯示圖1中的A-A線剖面的光學(xué)顯微鏡照片。(b)是顯示圖1中的B-B線剖面(與A-A線剖面正交的剖面)的光學(xué)顯微鏡照片。
圖3是顯示本發(fā)明各向異性擴(kuò)散介質(zhì)之一例的模式圖。
圖4(a)是顯示圖3的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的A-A線剖面(與線狀光線的方向垂直的剖面)的光學(xué)顯微鏡照片。(b)是顯示圖3的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的B-B線剖面(與線狀光線的方向平行的剖面)的光學(xué)顯微鏡照片。
圖5是顯示各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性評價(jià)方法的模式圖(僅以直線L為旋轉(zhuǎn)軸的情況)。
圖6是顯示在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性評價(jià)中入射角與直線透射光量的關(guān)系的曲線圖。
圖7是說明透射圖1的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性的模式剖面圖。
圖8是說明透射本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性的模式圖。
圖9是顯示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的其他實(shí)施方式的模式圖。
圖10是說明透射圖9的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性的模式剖面圖。
圖11是顯示各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性評價(jià)方法的模式圖(以直線L和M為旋轉(zhuǎn)軸的情況)。
圖12是在顯示各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性評價(jià)中入射角與直線透射光量的關(guān)系的曲線圖。
圖13是顯示實(shí)施例1中直線透射光量的入射角依存性的曲線圖。
圖14是顯示實(shí)施例2中直線透射光量的入射角依存性的曲線圖。
圖15是顯示實(shí)施例3中直線透射光量的入射角依存性的曲線圖。
圖16是顯示實(shí)施例4中直線透射光量的入射角依存性的曲線圖。
圖17是顯示比較例中直線透射光量的入射角依存性的曲線圖。
符號(hào)說明1各向異性擴(kuò)散介質(zhì)2棒狀固化區(qū)域3受光部I入射光T透射光P入射方向S各向異性擴(kuò)散介質(zhì)表面的法線具體實(shí)施方式
下面，對本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的一種實(shí)施方式可以通過圖1進(jìn)行說明。也就是說，在含有組合物的固化物的片材狀各向異性擴(kuò)散介質(zhì)1的內(nèi)部，形成多個(gè)微小的區(qū)域2，該組合物含有含氟的光固化性化合物和不含氟的光固化性化合物。這些微小區(qū)域2是從配置于各向異性擴(kuò)散介質(zhì)1的法線S方向上的點(diǎn)狀光源照射相互平行的紫外線而形成的，這些微小區(qū)域全部與法線S方向平行地形成。在圖1中，以圓柱狀模式地記載了微小區(qū)域2，但其形狀可以為圓形、多邊形、無定形等，沒有特別的限定。
圖1中的A-A線剖面圖的光學(xué)顯微鏡照片示于圖2(a)中，B-B線剖面圖的光學(xué)顯微鏡照片示于圖2(b)中。可以確認(rèn)，兩剖面圖都存在微小區(qū)域2。在圖1的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中，由于在任意剖面上都存在微小區(qū)域2，所以對于來自于任意方向的入射光都可以得到光擴(kuò)散性(擴(kuò)散特性的入射角依存性)。
進(jìn)而，將照射光源設(shè)為線狀光源時(shí)，固化區(qū)域成為平行于如圖3那樣的線狀光源方向的板狀固化區(qū)域，擴(kuò)散特性的入射角依存性可以在圖3的A-A線剖面中確認(rèn)。
也就是說，在圖3中示出本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在含有含氟光固化性化合物和不含氟光固化性化合物的片狀各向異性擴(kuò)散介質(zhì)內(nèi)，相互平行地形成了折射率不同的板狀區(qū)域。將圖3中的A-A線剖面的光學(xué)顯微鏡照片示于圖4(a)中，將B-B線剖面的光學(xué)顯微鏡照片示于圖4(b)中。在該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中，當(dāng)如圖4(a)所示在A-A線剖面上進(jìn)行觀察時(shí)，折射率沒有變化，是均勻的。在這種結(jié)構(gòu)的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中，對于平行于A-A線剖面的入射光能夠得到光擴(kuò)散性，而對于平行于B-B線剖面的入射光幾乎不能得到光擴(kuò)散性。
這里，形狀也不限于板狀，由于從所有角度觀看顯示器，所以更優(yōu)選形成在360°整個(gè)范圍內(nèi)都表現(xiàn)各向異性擴(kuò)散的棒狀(或者圓形、多邊形、無定形等)固化區(qū)域。
進(jìn)而，含氟的光固化性化合物優(yōu)選氟原子占其分子量的比例為40％以上，更優(yōu)選為50％以上。
如果氟原子的比例低，則固化時(shí)所形成的區(qū)域模糊，各向異性擴(kuò)散變?nèi)酢?br>
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的擴(kuò)散特性的入射角依存性的特征在于，直線透射光量根據(jù)入射光的入射角而異。作為擴(kuò)散特性，一般以JIS-K7105和JIS-K7136所示的擴(kuò)散透射率或平行光線透射率、霧度來表示，但它們是在使樣品緊貼在積分球上而不漏光的條件下、從法線方向照射光來進(jìn)行測定的，并未假設(shè)任意改變?nèi)肷浣嵌人M(jìn)行的測定。也就是說，并不存在被用于評價(jià)各向異性擴(kuò)散介質(zhì)擴(kuò)散特性的入射角依存性的公式所確認(rèn)的方法。因此，在本發(fā)明中，如圖5所示，在未圖示的光源與受光器3之間配置樣品，以樣品表面的直線L為中心來使角度改變，同時(shí)測定直線透射樣品進(jìn)入到受光器3的光量，通過這樣的測定原理來進(jìn)行直線透射光量的入射角依存性的評價(jià)。作為具體的裝置，可以使用在市售的霧度計(jì)或變角光度計(jì)、分光光度計(jì)中在光源與受光部之間設(shè)置有能夠旋轉(zhuǎn)的樣品臺(tái)的裝置。在此所得光量的值始終是相對的，作為直線透射光量的入射角依存性，可以得到如圖6所示的測定結(jié)果。
該結(jié)果不是表示直接散射特性，而是根據(jù)直線透射光量降低而擴(kuò)散透射光量反而增大來大致表示擴(kuò)散特性。于是，將所得直線透射光量的最大值與最小值的比率定義為直線透射光量的變化率，評價(jià)各向異性擴(kuò)散的強(qiáng)度。
需要說明的是，根據(jù)直線透射光量及其變化率說明散射特性的角度依存性。
根據(jù)通過上述測定法測定的直線透射光量，將說明透射圖1所示各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性的模式剖面圖示于圖7中。在圖7中，符號(hào)2模式化地表示棒狀固化區(qū)域，在此，棒狀固化區(qū)域向法線S方向延伸。光從該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的上方入射、向下方出射時(shí)，法線S方向、即從棒狀固化區(qū)域的延伸方向入射的入射光I0在通過各向異性擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)被強(qiáng)烈擴(kuò)散，所以其對應(yīng)的直線透射光量小。在圖7中，用具有與I0相同的方向、具有與直線透射光量成比例的大小的透射光矢量T0表示。接著，對于從該入射光I0僅以一定角度傾斜的入射光I1而言，由于與其對應(yīng)的直線透射光量增加，所以其透射光矢量T1大于T0。進(jìn)而，對于比入射光I1從更大角度入射的入射光I2而言，其對應(yīng)的透射光矢量T2比T1更大。
對于從入射光I0傾斜的全部入射光而言，與上述同樣地以矢量表示透射光量，如果連結(jié)其矢量前端，則可以得到圖7中用虛線表示的具有對稱性的曲線。進(jìn)而，對于包括入射光I0的其他剖面也進(jìn)行同樣的研究時(shí)，對于所有剖面而言，也可以得到與圖7相同的用虛線表示的曲線。也就是說，如果連結(jié)在所有方向上得到的透射光矢量前端，則可以得到圖8所示的在法線S方向具有軸的吊鐘形曲面。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)不僅限于上述的實(shí)施方式，例如，也可以制成具有如下性質(zhì)的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，即具有如圖9所示的將從法線S方向以任意角度傾斜的方向P作為對稱軸的入射光角度依存性。
將說明透射圖9所示的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的入射角依存性的模式剖面圖示于圖10中。在圖10中，符號(hào)2模式化地表示棒狀固化區(qū)域。對于該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)也進(jìn)行與上述相同的研究，如果將分別對應(yīng)于從作為棒狀固化區(qū)域延伸方向的P方向入射的入射光I0、相對于入射光I0傾斜的入射光I1、I2的透射光矢量T0、T1、T2的前端相連接，則可以得到圖10中用虛線表示的曲線，進(jìn)而，對于包含入射光I0的全部剖面如果也同樣地將透射光矢量的前端連接，則可以得到圖8所示的在P方向上具有對稱軸的吊鐘形曲面。
對于使用線狀光源制作成的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)來說，顯示圖6所示的入射角依存性，但是這只是以圖5所示的特定直線L為中心旋轉(zhuǎn)樣品的情況，當(dāng)以樣品面內(nèi)與直線L正交的直線為中心來旋轉(zhuǎn)時(shí)，直線透射光量的入射角依存性幾乎不顯示，或者呈現(xiàn)完全不同的樣子。也就是說，對于圖11所示的從與直線L相同方向的線狀光源進(jìn)行光照射來制成的光控制板而言，以直線L為中心來旋轉(zhuǎn)光控制板時(shí)的直線透射光量的角度依存性用圖12的實(shí)線表示，但以與直線L正交的直線M為中心來旋轉(zhuǎn)時(shí)，如虛線所示那樣顯示完全不同的入射角依存性。
此外，在本發(fā)明中，直線透射光量的入射角依存性的形狀以規(guī)定的方向P為中心顯示對稱性，在此所說的對稱性是指如下情況在圖6中，把朝向方向P的入射光的入射角作為0°，把入射光在正側(cè)區(qū)域的直線透射光量的最大值與最小值之差作為ΔR，同樣地，把負(fù)側(cè)區(qū)域的直線透射光量的最大值與最小值之差用ΔL表示，則0.5≤(ΔR/ΔL)≤2的關(guān)系成立。
通過對含有光固化性化合物的組合物從直線P方向照射平行光線而使該組合物固化來制作本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，但作為該直線P的方向，要求偏離介質(zhì)法線的傾斜度在45°以內(nèi)，優(yōu)選30°以內(nèi)，更優(yōu)選15°以內(nèi)。此外，該直線P與法線一致也是本發(fā)明優(yōu)選的方式。需要說明的是，從45°以上的較大傾斜度照射光時(shí)，照射光的吸收效率差，在制造上不利，而且不能保持包含本發(fā)明所示直線P的任意入射面內(nèi)的直線透射光量的入射角依存性的同等性，所以不優(yōu)選。其原因在于，由圖10中可知，當(dāng)方向P相對于法線的傾斜大時(shí)，即便是相對于方向P僅以相同角度傾斜的入射光I2，彼此在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中的光路長也分別顯著不同，導(dǎo)致透射光T2的光量產(chǎn)生差別。
作為本發(fā)明各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的形態(tài)，可以提供單獨(dú)的上述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)、在透明基體上層壓各向異性擴(kuò)散介質(zhì)而得的結(jié)構(gòu)、在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)兩側(cè)上層壓透明基體而得的結(jié)構(gòu)。在此，作為透明基體，其透明性越高越好，可以使用總光線透射率(JIS K7361-1)為80％以上、更優(yōu)選85％以上、最優(yōu)選90％以上、而且霧度值(JISK7136)為3.0以下、更優(yōu)選1.0以下、最優(yōu)選0.5以下的基體?？梢允褂猛该鞯乃芰媳∧せ虿ＡО宓?，從薄、輕、不容易破裂、生產(chǎn)性優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選塑料薄膜。具體可以舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、三乙?；w維素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、聚芳酯、聚酰亞胺(PI)、芳香族聚酰胺、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、玻璃紙、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、環(huán)烯樹脂等，這些物質(zhì)可以單獨(dú)或者混合使用，還可以使用層壓所得之物。此外，如果考慮用途或生產(chǎn)性，則基體的厚度為1μm～5mm、優(yōu)選10～500μm、更優(yōu)選50～150μm。
其次，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)是將含有含氟光固化性化合物和不含氟光固化性化合物的組合物固化而得的物質(zhì)，其通過光照射在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中形成折射率不同的微米級的微細(xì)結(jié)構(gòu)。由此，可以表現(xiàn)本發(fā)明所示的特異的各向異性擴(kuò)散特性。因此，含氟的光固化性化合物和不含氟的光固化性化合物優(yōu)選在固化時(shí)發(fā)生相分離，以便形成微細(xì)的結(jié)構(gòu)。
此外，含氟的光固化性化合物和不含氟的光固化性化合物優(yōu)選在未固化的狀態(tài)下互溶性高，更優(yōu)選以任意比率互溶。為兩者的互溶性高的組合時(shí)，光固化時(shí)所形成的微細(xì)結(jié)構(gòu)變得更加微細(xì)，固化時(shí)所形成的各種區(qū)域易于明確地分離，各向異性擴(kuò)散增強(qiáng)。
作為含氟的光固化性化合物，從化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有氟原子的、含有自由基聚合性或陽離子聚合性官能團(tuán)的聚合物、低聚物、均聚物中選擇。
作為自由基聚合性的光固化性化合物，具體可以舉出丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、丙烯酸2，2，3，3，3-五氟丙酯、丙烯酸2，2，3，3-四氟丙酯、丙烯酸2-(全氟乙基)-乙酯、丙烯酸2-(全氟丁基)-乙酯、丙烯酸2-(全氟辛基)-乙酯、丙烯酸3-全氟丁基-2-羥丙酯、丙烯酸3-全氟己基-2-羥丙酯、丙烯酸2-(全氟-5-甲基己基)乙酯、丙烯酸2-(全氟-7-甲基辛基)乙酯、1H，1H，4H，4H-全氟-1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1H，1H，6H，6H-全氟-1，6-己二醇二丙烯酸酯、1H，1H，8H，8H-全氟-1，8-辛二醇二丙烯酸酯、雙酚AF二乙基二丙烯酸酯、四氟-1，4-氫醌二甘醇二丙烯酸酯等丙烯酸酯單體，但并不限于這些化合物。此外，這些化合物可以以各單體來使用，也可以多個(gè)混合使用。需要說明的是，同樣可以使用甲基丙烯酸酯，但一般來說，丙烯酸酯比甲基丙烯酸酯的光聚合速度快，所以優(yōu)選。
作為陽離子聚合性的光固化化合物，具體可以舉出3-七氟丁基-1，2-環(huán)氧乙烷、3-全氟丁基-1，2-環(huán)氧丙烷、3-全氟己基-1，2-環(huán)氧丙烷、3-全氟癸基-1，2-環(huán)氧丙烷、3-(全氟-3-甲基丁基)-1，2-環(huán)氧丙烷、3-(全氟-5-甲基己基)-1，2-環(huán)氧丙烷、3-(全氟-7-甲基辛基)-1，2-環(huán)氧丙烷、3-(2，2，3，3-四氟丙氧基)-1，2-環(huán)氧丙烷、3-(1H，1H，5H-八氟戊氧基)-1，2-環(huán)氧丙烷、3-[2-(全氟己基)乙氧基]-1，2-環(huán)氧丙烷、全氟(2-正丁基四氫呋喃)等化合物，但并不限于這些化合物。
作為不含氟的光固化性化合物，從化學(xué)結(jié)構(gòu)中沒有氟原子的、含有自由基聚合性或陽離子聚合性官能團(tuán)的聚合物、低聚物、均聚物中選擇。
作為自由基聚合性的光固化性化合物，具體可以舉出被稱為環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、有機(jī)硅丙烯酸酯等的丙烯酸低聚物，丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸丁氧基乙酯、乙氧基丙烯酸二乙二醇酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸異降冰片酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、2-丙烯酰氧基苯二甲酸酯、二環(huán)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、雙酚A的EO加成物的二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性的三羥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(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等丙烯酸酯單體。此外，這些化合物可以以各單體使用，也可以多個(gè)混合使用。需要說明的是，也可以使用甲基丙烯酸酯，但一般來說，丙烯酸酯比甲基丙烯酸酯的光聚合速度快，因而優(yōu)選。
作為陽離子聚合性的光固化化合物，可以使用分子中具有1個(gè)以上環(huán)氧基、乙烯基醚基、氧雜環(huán)丁烷基的化合物。作為具有環(huán)氧基的化合物，可以舉出2-乙基己基二甘醇縮水甘油醚、聯(lián)苯的縮水甘油醚、雙酚A、氫化雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、四氯雙酚A、四溴雙酚A等雙酚類的二縮水甘油醚類，線型酚醛樹脂、甲酚醛樹脂、線型溴化酚醛樹脂、鄰甲酚醛樹脂等線型酚醛樹脂的聚縮水甘油醚類、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己烷二甲醇、雙酚A的EO加成物、雙酚A的PO加成物等烷二醇類的二縮水甘油醚類、六氫鄰苯二甲酸的縮水甘油酯或二聚酸的二縮水甘油酯等縮水甘油酯類。
進(jìn)而，還可以舉出3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’，4’-環(huán)--氧環(huán)己烷羧酸酯、2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基-5，5-螺-3，4-環(huán)氧)環(huán)己烷-間-二烷、二(3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基)己二酸酯、二(3，4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基)己二酸酯、3，4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基-3’，4’-環(huán)氧-6’-甲基環(huán)己烷羧酸酯、亞甲基雙(3，4-環(huán)氧環(huán)己烷)、二環(huán)戊二烯二環(huán)氧化物、乙二醇的二(3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基)醚、亞乙基雙(3，4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯)、內(nèi)酯改性的3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’，4’-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯、四(3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基)丁烷四羧酸酯、二(3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基)-4，5-環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸酯等脂環(huán)式環(huán)氧化合物，但不限于這些化合物。
作為具有乙烯基醚基的化合物，例如，可以舉出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、環(huán)己烷二甲醇二乙烯基醚、羥丁基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、三羥甲基丙烷三乙烯基醚、丙烯基醚碳酸丙烯酯等，但不限于這些化合物。乙烯基醚化合物一般為陽離子聚合性，但也可以通過與丙烯酸酯組合來進(jìn)行自由基聚合。
此外，作為具有氧雜環(huán)丁烷基的化合物，可以使用1，4-雙[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基甲氧基)甲基]苯、3-乙基-3-(羥基甲基)-氧雜環(huán)丁烷等。
需要說明的是，以上的陽離子聚合性化合物可以以各單體使用，也可以多個(gè)混合使用。
為了使上述列舉的光固化性化合物固化，必需感光性的光引發(fā)劑。作為能夠使自由基聚合性化合物聚合的光引發(fā)劑，可以舉出二苯甲酮、芐基、米蚩酮、2-氯噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻丁醚、2，2-二乙氧基苯乙酮、苯偶酰二甲基縮酮、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙酮-1、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、雙(環(huán)戊二烯基)-雙(2，6-二氟-3-(焦-1-基))鈦、2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮-1、2，4，6-三甲基苯甲?；交趸⒌?。這些化合物可以以各單體使用，也可以多個(gè)混合使用。
陽離子聚合性化合物的光引發(fā)劑是通過光照射產(chǎn)生酸、利用該產(chǎn)生的酸能夠使上述陽離子聚合性化合物聚合的化合物，一般來說，優(yōu)選使用 鹽、金屬茂配位化合物。作為 鹽，使用重氮鹽、锍鹽、碘鹽、鹽、硒鹽等，它們的對離子使用BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-等陰離子。作為具體的例子，可以舉出4-氯苯重氮六氟磷酸鹽、三苯基锍六氟銻酸鹽、三苯基锍六氟磷酸鹽、(4-苯基硫苯基)二苯基锍六氟銻酸鹽、(4-苯基硫苯基)二苯基锍六氟磷酸鹽、雙[4-(二苯基锍)苯基]硫化物-雙-六氟銻酸鹽、雙[4-(二苯基锍)苯基]硫化物-雙-六氟磷酸鹽、(4-甲氧基苯基)二苯基锍六氟銻酸鹽、(4-甲氧基苯基)苯基碘 六氟銻酸鹽、雙(4-叔丁基苯基)碘 六氟磷酸鹽、芐基三苯基 六氟銻酸鹽、三苯基硒六氟磷酸鹽、(η5-異丙基苯)(η5-環(huán)戊二烯基)鐵(II)六氟磷酸鹽等，但不限于這些化合物。這些化合物可以以各單體使用，也可以多個(gè)混合使用。
在本發(fā)明中，相對于光聚合性化合物100重量份，配合上述光引發(fā)劑0.01～10重量份、優(yōu)選0.1～7重量份、更優(yōu)選0.1～5重量份左右。其原因在于具有以下缺點(diǎn)，當(dāng)配合量不足0.01重量份時(shí)光固化性降低，當(dāng)超過10重量份時(shí)只有表面發(fā)生固化而內(nèi)部的固化性降低。這些光引發(fā)劑通常將粉體直接溶解于光聚合性化合物中來使用，但溶解性差時(shí)也可以使用預(yù)先高濃度地將光引發(fā)劑溶解在極少量溶劑中而得的物質(zhì)。作為這樣的溶劑，更優(yōu)選具有光聚合性，具體可以舉出碳酸丙烯酯、γ-丁內(nèi)酯等。為了提高光聚合性，還可以添加公知的各種染料或增感劑。進(jìn)而，還可以與光引發(fā)劑一起并用通過加熱能夠使光聚合性化合物固化的熱固化引發(fā)劑。此時(shí)，通過在光固化后進(jìn)行加熱，可以期待進(jìn)一步促進(jìn)光聚合性化合物的聚合固化獲得完全產(chǎn)物。
在本發(fā)明中，使混合有上述含氟光固化性化合物和不含氟光固化性化合物而得的組合物固化，能夠形成各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，但也可以進(jìn)一步添加其他光固化性化合物和沒有光固化性的高分子樹脂。作為能夠在此使用的高分子樹脂，可以舉出丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、纖維素類樹脂、乙酸乙烯酯類樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛樹脂等。這些高分子樹脂和光固化性化合物在光固化前必須具有足夠的互溶性，為了確保這種互溶性，也可以使用各種有機(jī)溶劑或增塑劑等。需要說明的是，當(dāng)使用丙烯酸酯作為光固化性化合物時(shí)，從互溶性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選選擇丙烯酸樹脂作為高分子樹脂。
作為本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制造方法，除了通過光照射使光固化性化合物固化以外，沒有特別的限定，作為其一例，將含有上述光固化性化合物的組合物設(shè)為片狀，從直線P的方向?qū)ζ湔丈淦叫泄饩€，使該組合物固化，由此來進(jìn)行制造。
為了在進(jìn)行光照射時(shí)促進(jìn)含有光固化性化合物的組合物的固化、或者控制各向異性擴(kuò)散的強(qiáng)度等，可以用光線透過設(shè)為片材狀的組合物的一面或兩面的透明撓性片材覆蓋撓性。進(jìn)而，在相同的目的下，也可以在光照射的前后加熱設(shè)為片材狀的組合物。
在此，作為將含有光固化性化合物的組合物在基體上設(shè)成片材狀的方法，應(yīng)用通常的涂敷方式或印刷方式。具體可以使用氣刀涂布、刮棒涂布、刮涂、刮刀涂布、逆涂法、傳遞輥涂布、凹版輥涂、吻合涂布、鑄涂、噴涂、縫隙涂布、壓延涂布、堤壩涂布、浸涂、模具涂布等涂布，照相凹版印刷等凹版印刷、絲網(wǎng)印刷等孔版印刷等。此外，組合物為低粘度時(shí)，還可以在基體周圍設(shè)置一定高度的堤壩，在被該堤壩包圍的部分中鑄塑組合物。
作為用于對設(shè)成片材狀的含有光固化性化合物的組合物進(jìn)行光照射的光源，通常使用短弧的紫外線產(chǎn)生光源，具體可以使用高壓水銀燈、低壓水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈等。
通過光照射形成的微細(xì)結(jié)構(gòu)的形狀根據(jù)發(fā)光面的形狀而異，相對于通過具有棒狀發(fā)光面的光源形成的板狀微細(xì)結(jié)構(gòu)，如果使用在抗蝕劑的曝光中使用的平行光源，則形成棒狀的微細(xì)結(jié)構(gòu)，從本發(fā)明的用途出發(fā)，更優(yōu)選這種方式。此外，形成棒狀的微細(xì)結(jié)構(gòu)時(shí)，在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的尺寸小的情況下，也可以使用紫外線點(diǎn)光源從很遠(yuǎn)的距離進(jìn)行照射。
將含有光固化性化合物的組合物制成片材狀，對所得片材狀物照射的光源必須包括能夠固化該光固化性化合物的波長，所以通常利用以水銀燈的365nm為中心的波長的光。使用該波長帶制作本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)，作為照度優(yōu)選在0.01～100mW/cm2的范圍，更優(yōu)選在0.1～20 mW/cm2的范圍。其原因在于，如果照度在0.01mW/cm2以下則固化需要長時(shí)間，從而生產(chǎn)效率變差；如果照度在100mW/cm2以上則光固化性化合物的固化過快而不會(huì)形成結(jié)構(gòu)，不能表現(xiàn)目標(biāo)的各向異性擴(kuò)散特性。
實(shí)施例1使用分散混合器，在厚為75μm、尺寸為76×26mm的PET膜(東洋紡公司生產(chǎn)、商品名A4300)的整個(gè)周邊上用固化性樹脂形成高0.2mm的隔壁。向其中滴加下述的紫外線固化樹脂組合物，用其他的PET膜覆蓋。
·丙烯酸2-(全氟辛基)-乙酯50重量份(含氟率為61％，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light AcrylateFA-108)
·1，9-壬二醇二丙烯酸酯50重量份(不含氟，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light Acrylate1.9ND-A)·2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮4重量份(CHIBA SPECIALTY CHEMICALS 生產(chǎn)，商品名Darocure1173)相對于其兩面被PET膜夾住的厚為0.2mm的液膜，從UV點(diǎn)光源(濱松ホトニクス公司生產(chǎn)、商品名L2859-01)的反射用照射單元垂直地照射1分鐘照射強(qiáng)度為30mW/cm2的紫外線，得到如圖1所示的具有多個(gè)棒狀微小區(qū)域的實(shí)施例1的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
實(shí)施例2使用分散混合器，在尺寸為76×26mm的載玻片的整個(gè)周邊上用固化性樹脂形成高0.2mm的隔壁。向其中滴加下述的紫外線固化樹脂組合物，用其他的載玻片覆蓋。
·丙烯酸2-(全氟辛基)-乙酯50重量份(含氟率為61％，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light AcrylateFA-108)·1，9-壬二醇二丙烯酸酯50重量份(不含氟，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light Acrylate1.9ND-A)·2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮4重量份(CHIBA SPECIALTY CHEMICALS 生產(chǎn)， 商品名Darocure1173)相對于其兩面被載玻片夾住的厚為0.2mm的液膜，從UV點(diǎn)光源(濱松ホトニクス公司生產(chǎn)、商品名L2859-01)的反射用照射單元垂直地照射1分鐘照射強(qiáng)度為30mW/cm2的紫外線。其后取下兩側(cè)的載玻片，得到如圖1所示的具有多個(gè)棒狀微小區(qū)域的實(shí)施例2的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
實(shí)施例3與實(shí)施例1相同，對于用PET膜夾住的紫外線固化組合物，從配置在與PET膜長邊正交的方向上的發(fā)光距離為125mm的線狀UV光源(日本UV MACHINE公司生產(chǎn)、商品名ハンデイUV裝置HUV-1000)垂直地照射與實(shí)施例1相同照射強(qiáng)度的紫外線，得到如圖3所示的具有折射率不同的板狀區(qū)域的實(shí)施例3的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
實(shí)施例4使用分散混合器，在尺寸為76×26mm的載玻片的整個(gè)周邊上用固化性樹脂形成高0.2mm的隔壁。向其中滴加下述的紫外線固化樹脂組合物，用其他的載玻片覆蓋。
·丙烯酸2，2，2-三氯乙基甲酯50重量份(含氟率為33％，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light AcrylateM-3F)·1，9-壬二醇二丙烯酸酯50重量份(不含氟，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light Acrylate1.9ND-A)·2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮4重量份(CHIBA SPECIALTY CHEMICALS生產(chǎn)，商品名Darocure1173)相對于其兩面被載玻片夾住的厚為0.2mm的液膜，從UV點(diǎn)光源(濱松ホトニクス公司生產(chǎn)、商品名L2859-01)的反射用照射單元垂直地照射1分鐘照射強(qiáng)度為30mW/cm2的紫外線。其后取下兩側(cè)的載玻片，得到如圖1所示的具有多個(gè)棒狀微小區(qū)域的實(shí)施例4的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
使用分散混合器，在尺寸為76×26mm的載玻片的整個(gè)周邊上用固化性樹脂形成高0.2mm的隔壁。向其中滴加下述的紫外線固化樹脂組合物，用其他的載玻片覆蓋。
·丙烯酸3-甲基正丁酯50重量份(不含氟，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light Acrylate IAA)·1，9-壬二醇二丙烯酸酯50重量份(不含氟，共榮社化學(xué)公司生產(chǎn)，商品名Light Acrylate1.9ND-A)·2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮4重量份(CHIBA SPECIALTY CHEMICALS生產(chǎn)，商品名Darocure1173)
相對于其兩面被載玻片夾住的厚為0.2mm的液膜，從UV點(diǎn)光源(濱松ホトニクス公司生產(chǎn)、商品名L2859-01)的反射用照射單元垂直地照射1分鐘照射強(qiáng)度為30mW/cm2的紫外線。其后取下兩側(cè)的載玻片，得到如圖1所示的具有多個(gè)棒狀微小區(qū)域的比較例的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
使用角度光度計(jì)(村上色彩公司生產(chǎn)、商品名GP-5)，將受光部固定在接受來自光源的直射光的位置上，在其間的樣品臺(tái)上放置在實(shí)施例1～4和比較例中得到的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。如圖11所示，把樣品的短邊方向作為旋轉(zhuǎn)軸(L)使樣品旋轉(zhuǎn)，測定對應(yīng)于各個(gè)入射角的直線透射光量，將其命名為“短邊軸旋轉(zhuǎn)”。接著，暫時(shí)從樣品臺(tái)上取下樣品，使其在面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°，然后再次放置于樣品臺(tái)上，這次測定以載玻片長邊為旋轉(zhuǎn)軸(M)的直線透射光量，當(dāng)作“長邊軸旋轉(zhuǎn)”。
就實(shí)施例1～4和比較例的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)來說，將對于2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸測得的入射角與直線透射光量的關(guān)系分別示于圖13～圖16和圖17中?？芍趯?shí)施例1、2、4中，短邊軸旋轉(zhuǎn)和長邊軸旋轉(zhuǎn)兩者都在入射角0°處有小峰，直線透射光量的變化率為約0.8～0.9的深谷狀，且基本左右對稱。此外，在實(shí)施例3中，短邊軸旋轉(zhuǎn)顯示與其他實(shí)施例類似的深谷狀，長邊軸旋轉(zhuǎn)即使改變?nèi)肷浣?，直線透射光量以短邊軸旋轉(zhuǎn)的谷的大小來說，幾乎沒有變化，顯示選擇性的各向異性擴(kuò)散。
相對于這些實(shí)施例，比較例的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透射光量的變化率表現(xiàn)為約0.64～0.65的淺谷狀，與實(shí)施例相比，各向異性擴(kuò)散不充分。
產(chǎn)業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供根據(jù)光線的入射角度不同而直線透射光量變化量大的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其是具有包含組合物的固化物的樹脂層的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，該組合物至少含有含氟的光固化性化合物和不含氟的光固化性化合物，其特征為，光線透射所述樹脂層時(shí)的直線透射光量根據(jù)入射光相對于所述樹脂層的入射角而異。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征為，所述含有氟的光固化性化合物中氟原子所占的質(zhì)量比例為40％以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征為，在所述樹脂層的內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，所述棒狀固化區(qū)域相對于規(guī)定方向P平行延伸，將對應(yīng)于所述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)一側(cè)任意點(diǎn)的入射光的各入射方向的各自的直線透射光量、以對應(yīng)于所述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)另一側(cè)空間的所述任意點(diǎn)的出射點(diǎn)為起點(diǎn)、在出射方向矢量表示時(shí)，將這些矢量的前端連結(jié)而得的曲面是在所述規(guī)定方向P具有對稱軸的吊鐘形曲面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征為，所述規(guī)定方向P是對于所述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)表面的法線S。
5.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征為，包含在透明基體上層壓權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)而成的結(jié)構(gòu)。
6.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征為，包含在權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)兩側(cè)層壓透明基體而成的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供根據(jù)光線的入射角度不同而直線透射光量變化量大的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。所述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)是具有包含組合物的固化物的樹脂層的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，該組合物至少含有含氟的光固化性化合物和不含氟的光固化性化合物，該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的特征為，光線透射樹脂層時(shí)的直線透射光量根據(jù)入射光對所述樹脂層的入射角而異。
文檔編號(hào)G02B1/04GK101044420SQ20058003610
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
發(fā)明者村田亮, 東健策 申請人:株式會(huì)社巴川制紙所