光擴(kuò)散元件的制造方法及光擴(kuò)散元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光擴(kuò)散元件的制造方法及光擴(kuò)散元件。 現(xiàn)有技術(shù)
[0002] 光擴(kuò)散元件廣泛用于照明燈罩、投影電視的屏幕、面發(fā)光裝置（例如液晶顯示裝 置）等中。近年來，光擴(kuò)散元件向液晶顯示裝置等的顯示質(zhì)量的提高、視角特性的改善等的 利用取得進(jìn)展。作為光擴(kuò)散元件，提出有使微粒分散于樹脂片材等基質(zhì)中而成的光擴(kuò)散元 件等（例如參照專利文獻(xiàn)1)。在此種光擴(kuò)散元件中，入射的光的大部分在前方（射出面?zhèn)龋?散射，一部分在后方（入射面?zhèn)龋┥⑸?。微粒與基質(zhì)的折射率差越大，則擴(kuò)散性（例如霧度 值）變得越大，但另一方面，若折射率差大，則后方散射增大。若后方散射大，則在將光擴(kuò)散 元件用于液晶顯示裝置中的情形時，在外部光入射至液晶顯示裝置中時畫面帶白色，因此 具有對比度的影像、圖像的顯示困難。
[0003] 作為解決如上所述的后方散射的手段，提出有使折射率自微粒的中心部朝向外側(cè) 連續(xù)變化的所謂GRIN (gradient index，梯度指數(shù)）微粒等折射率傾斜微粒分散于樹脂中 而成的光擴(kuò)散元件（例如參照專利文獻(xiàn)2)。但是，GRIN微粒與通常的微粒相比制造過程復(fù) 雜，故生產(chǎn)率不充分而并不實(shí)用。
[0004] 另外，在包含上述GRIN微粒的光擴(kuò)散元件中，作為使折射率連續(xù)變化的手段，提 出有在使基質(zhì)樹脂成分聚合前，使基質(zhì)樹脂成分的前體（例如單體）滲透至微粒中的技術(shù) (參照專利文獻(xiàn)3)。但是，關(guān)于此種技術(shù)，若欲獲得高霧度的光擴(kuò)散性，則使基質(zhì)樹脂成分 的前體滲透時需要較長時間、或者需要在高溫下進(jìn)行加熱，就生產(chǎn)率方面而言，仍有改善的 余地。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3071538號
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-214408號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第4756100號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的問題
[0011] 本發(fā)明為了解決上述以往的問題而實(shí)施，其目的在于提供一種能以低成本且高生 產(chǎn)率（短時間）制造霧度值高、具有強(qiáng)的擴(kuò)散性且表面平滑而抑制后方散射的光擴(kuò)散元件 的光擴(kuò)散元件的制造方法。
[0012] 解決問題的手段
[0013] 本發(fā)明的光擴(kuò)散元件的制造方法包括：將光擴(kuò)散性微粒與有機(jī)溶劑混合而制備混 合液，并使該光擴(kuò)散性微粒溶脹的工序A ;將該混合液與包含樹脂成分的前體及超微粒子 成分的基質(zhì)形成材料混合的工序B ;使該樹脂成分的前體聚合而形成包含樹脂成分及超微 粒子成分的基質(zhì)的工序c。
[0014] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述樹脂成分的前體的分子量為100~700。
[0015] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)為70°C以上。
[0016] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述有機(jī)溶劑為第1有機(jī)溶劑與第2有機(jī)溶劑的混合溶劑，
[0017] 該第1有機(jī)溶劑與該第2有機(jī)溶劑相比更易浸透上述光擴(kuò)散性微粒，且與該第2 有機(jī)溶劑相比揮發(fā)性高。
[0018] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的光擴(kuò)散元件的制造方法進(jìn)而包括對將上述混合液 與包含樹脂成分的前體及超微粒子成分的基質(zhì)形成材料混合而獲得的分散液進(jìn)行加熱的 工序，加熱溫度為80°C以下。
[0019] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在上述工序C中，在上述基質(zhì)與上述光擴(kuò)散性微粒的界面 附近，形成隨著遠(yuǎn)離該光擴(kuò)散性微粒而該超微粒子成分的重量濃度變高的實(shí)質(zhì)上為球殼狀 的濃度調(diào)制區(qū)域。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種光擴(kuò)散元件。該光擴(kuò)散元件通過上述方法而獲 得，霧度值為70 %以上。
[0021] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述光擴(kuò)散元件的十點(diǎn)平均表面粗糙度Rz低于0. 20 μ m。
[0022] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述光擴(kuò)散元件的平均傾斜角度0a低于〇.5°。
[0023] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述光擴(kuò)散元件的算術(shù)平均表面粗糙度Ra低于0. 05mm。
[0024] 發(fā)明的效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，在包含光擴(kuò)散性微粒、超微粒子成分及樹脂成分的光擴(kuò)散元件的制 造中，首先使光擴(kuò)散性微粒含有有機(jī)溶劑，預(yù)先使光擴(kuò)散性微粒溶脹后，將該光擴(kuò)散性微 粒、與包含樹脂成分的前體及超微粒子成分的基質(zhì)形成材料混合，由此可使上述前體于短 時間內(nèi)浸透上述光擴(kuò)散性微粒。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，使?jié)B透至該光擴(kuò)散性微粒中 的前體與未滲透的前體聚合，由此可于無需特別的處理或操作的情況下制造光擴(kuò)散元件。 在本發(fā)明中，可使上述前體于短時間內(nèi)浸透上述光擴(kuò)散性微粒，因此可制造生產(chǎn)率優(yōu)異且 防止光擴(kuò)散性微粒及超微粒子成分的凝聚而平滑性優(yōu)異的光擴(kuò)散元件。進(jìn)而，于制造步驟 中，對包含上述各成分的涂布液進(jìn)行涂布、干燥時，溶脹的光擴(kuò)散性微粒于涂布液中具有流 動性，可追隨干燥時的涂布面的變化，因此可制造平滑性優(yōu)異的光擴(kuò)散元件。
[0026] 利用本發(fā)明的制造方法所獲得的光擴(kuò)散元件可于光擴(kuò)散性微粒的表面附近形成 隨著遠(yuǎn)離該光擴(kuò)散性微粒而超微粒子成分的重量濃度變高的實(shí)質(zhì)上為球殼狀的濃度調(diào)制 區(qū)域，折射率于該濃度調(diào)制區(qū)域調(diào)制，因此可使折射率于光擴(kuò)散元件與基質(zhì)的界面附近階 段性或?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)地發(fā)生變化。因此可良好地抑制基質(zhì)與光擴(kuò)散性微粒的界面的反射，可 抑制后方散射。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明，通過使用具有特定的折射率及對于樹脂成分的特定的相 容性的超微粒子成分，可較容易地調(diào)整基質(zhì)的折射率。尤其是，根據(jù)本發(fā)明，通過使樹脂成 分滲透至光擴(kuò)散性微粒內(nèi)部，可使基質(zhì)中的超微粒子成分的濃度變高，因此可使基質(zhì)與光 擴(kuò)散性微粒的折射率差容易地變大。其結(jié)果為，利用本發(fā)明的制造方法所獲得的光擴(kuò)散元 件的霧度值高、具有強(qiáng)的擴(kuò)散性且抑制后方散射。
【附圖說明】
[0027] 圖1是用以對利用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的制造方法所獲得的光擴(kuò)散元件中的 基質(zhì)的樹脂成分及光擴(kuò)散性微粒的分散狀態(tài)進(jìn)行說明的示意圖。
[0028] 圖2是對本發(fā)明的光擴(kuò)散元件中的光擴(kuò)散性微粒附近進(jìn)行放大并說明的示意圖。
[0029] 圖3是用以對基質(zhì)中的超微粒子成分的面積比率進(jìn)行說明的透射式電子顯微鏡 圖像。
[0030]圖4是用以對本發(fā)明的光擴(kuò)散元件中的自光擴(kuò)散性微粒中心部至基質(zhì)的折射率 變化進(jìn)行說明的概念圖。
[0031] 圖5的（a)是表示實(shí)施例1中所獲得的光擴(kuò)散元件的剖面的透射式顯微鏡照片， (b)是表示比較例1中所獲得的光擴(kuò)散元件的剖面的透射式顯微鏡照片，（c)是表示比較例 4中所獲得的光擴(kuò)散元件的剖面的透射式顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0032] A.光擴(kuò)散元件的制造方法
[0033] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光擴(kuò)散元件的制造方法包括：將光擴(kuò)散性微粒與有機(jī)溶 劑混合而制備混合液并使該光擴(kuò)散性微粒溶脹的工序（記作工序A);將該混合液、與包含 樹脂成分的前體及超微粒子成分的基質(zhì)形成材料混合的工序（記作工序B);使該樹脂成分 的前體聚合而形成包含樹脂成分及超微粒子成分的基質(zhì)的工序（記作工序C)。
[0034] A-L 工序 A
[0035] 于工序A中，將光擴(kuò)散性微粒與有機(jī)溶劑混合而制備混合液。通過將光擴(kuò)散性微 粒與有機(jī)溶劑混合而使光擴(kuò)散性微粒的至少一部分含有有機(jī)溶劑并使該光擴(kuò)散性微粒溶 脹。通過將光擴(kuò)散性微粒與有機(jī)溶劑混合后歷經(jīng)特定時間，可使光擴(kuò)散性微粒含有有機(jī)溶 劑。例如通過歷經(jīng)15分鐘~90分鐘，可使光擴(kuò)散性微粒含有有機(jī)溶劑?；旌弦豪缫部?通過在有機(jī)溶劑中攪拌光擴(kuò)散性微粒而制備。
[0036] A-1-1.光擴(kuò)散性微粒
[0037] 上述光擴(kuò)散性微粒由任意的適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)成。上述光擴(kuò)散性微粒優(yōu)選為其折射率 滿足下述式（1)的關(guān)系。
[0038] 0 < InP_nAI · · · (1)
[0039] 式（1)中，nA表示基質(zhì)的樹脂成分的折射率，η P表示光擴(kuò)散性微粒的折射率。 nP-nA I優(yōu)選為0. 01~0. 10,進(jìn)而優(yōu)選為0. 01~0. 06,特別優(yōu)選為0. 02~0. 06。若I nP-nA 低于0.01，則存在不形成濃度調(diào)制區(qū)域的情況。若|nP-nA|超過0.10,則有后方散射增大 的可能性。需要說明的是，在本說明書中，所謂"濃度調(diào)制區(qū)域"，是指在光擴(kuò)散元件中的基 質(zhì)與光擴(kuò)散性微粒的界面附近，超微粒子成分的重量濃度調(diào)制的區(qū)域。于"濃度調(diào)制區(qū)域" 中，隨著遠(yuǎn)離光擴(kuò)散性微粒而超微粒子成分的重量濃度變高（樹脂成分的重量濃度必然會 變低）。另外，于"濃度調(diào)制區(qū)域"中，折射率實(shí)質(zhì)上連續(xù)地發(fā)生變化。詳細(xì)情況如下所述。
[0040] 優(yōu)選為光擴(kuò)散性微粒由與后續(xù)工序B中投入的基質(zhì)的樹脂成分同系的化合物構(gòu) 成。進(jìn)而優(yōu)選為光擴(kuò)散性微粒由與基質(zhì)的樹脂成分同系的化合物中相容性高的化合物構(gòu) 成。其原因在于：于后續(xù)工序（例如工序B)中，基質(zhì)的樹脂成分的前體易滲透至光擴(kuò)散性 微粒中（詳細(xì)情況如下所述）。需要說明的是，在本說明書中，所謂"同系"，是指化學(xué)結(jié)構(gòu) 或特性相同或類似，所謂"不同系"，是指除同系以外的情況。同系與否可根據(jù)基準(zhǔn)的選擇的 方法而不同。例如于以有機(jī)或無機(jī)為基準(zhǔn)的情形時，有機(jī)化合物彼此為同系的化合物，有機(jī) 化合物與無機(jī)化合物為不同系的化合物。于以聚合物的重復(fù)單位為基準(zhǔn)的情形時，例如盡 管丙烯酸系聚合物與環(huán)氧系聚合物同為有機(jī)化合物，但為不同系的化合物，于以周期表為 基準(zhǔn)的情形時，盡管堿金屬與過渡金屬同為無機(jī)元素，但為不同系的元素。
[0041] 作為構(gòu)成上述光擴(kuò)散性微粒的材料，例如可列舉聚甲基丙烯酸甲酯（PMM)、聚丙 烯酸甲酯（PM)、及該等的共聚物、及該等的交聯(lián)物。另外，作為構(gòu)成光擴(kuò)散性微粒的材料， 也可使用二氧化硅系粒子。作為與PMM及PM的共聚成分，可列舉聚氨基甲酸酯、聚苯乙 烯（PSt)、三聚氰胺樹脂。光擴(kuò)散性微粒特別優(yōu)選為由PMMA構(gòu)成。其原因在于：與后續(xù)工 序B中所投入的基質(zhì)的樹脂成分的折射率、熱力學(xué)特性的關(guān)系適當(dāng)。進(jìn)而，光擴(kuò)散性微粒優(yōu) 選為具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)（三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）。具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散性微?？蛇M(jìn)行溶脹。因此，此 種光擴(kuò)散性微粒與致密或?qū)嵭牡臒o機(jī)粒子不同，可使具有適當(dāng)?shù)南嗳菪缘臉渲煞值那绑w 良好地滲透至其內(nèi)部。光擴(kuò)散性微粒的交聯(lián)密度優(yōu)選為小至獲得所需的滲透范圍（下述） 的程度（較粗）。
[0042] 上述光擴(kuò)散性微粒的平均粒徑（溶脹前的粒徑（直徑））優(yōu)選為I. 0 μ m~5. 0 μ m， 更優(yōu)選為I. 5 μ m~4. 0 μ m，進(jìn)而優(yōu)選為2. 0 μ m~3. 0 μ m。光擴(kuò)散性微粒的平均粒徑優(yōu)選 為光擴(kuò)散元件的厚度的1/2以下（例如1/2~1/20)。若為相對于光擴(kuò)散元件的厚度而具 有此種比率的平均粒徑，則可使光擴(kuò)散性微粒于光擴(kuò)散元件的厚度方向排列多個，因此可 于入射光從光擴(kuò)散元件通過時使該光多重地擴(kuò)散，其結(jié)果為，可獲得充分的光擴(kuò)散性。
[0043] 上述混合液中的光擴(kuò)散性微粒的重量平均粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差優(yōu)選為I. 0 μm以 下，更優(yōu)選為〇. 5 μm以下，特別優(yōu)選