專利名稱：各向異性擴(kuò)散介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)入射光的入射角度直線透光量發(fā)生很大變化的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)、以及根據(jù)入射角度透射光擴(kuò)散特性發(fā)生變化的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)以及它們的制備方法。
背景技術(shù)：
具有光擴(kuò)散性的材料以往不僅用于照明器具或建筑材料，最近在顯示器、特別是LCD中也得到廣泛利用。這些材料的光擴(kuò)散表達(dá)機(jī)理有通過(guò)在表面形成的凹凸進(jìn)行的散射(表面散射)、通過(guò)基體樹脂和分散于其中的填料之間的折射率差進(jìn)行的散射(內(nèi)部散射)、以及通過(guò)表面散射和內(nèi)部散射兩者得到的。不過(guò)，這些光擴(kuò)散材料中，通常其擴(kuò)散性能是各向同性的，即使入射角度稍有改變，其透射光的擴(kuò)散特性也不會(huì)有大的差異。
有人提出了可只選擇由特定角度的入射光進(jìn)行散射的光控板(例如參照專利文獻(xiàn)1)。由光控板制成的特殊的光擴(kuò)散材料是由特定方向?qū)σ环N樹脂組合物照射紫外線并使其固化的塑料片材，可以選擇性地只散射與該片材成特定角度的入射光，其中所述樹脂組合物含有折射率各有差異、分子內(nèi)具有一個(gè)或以上光聚合性碳-碳雙鍵的多種化合物。
用于制作該光控板的材料除上述“含有折射率各有差異、分子內(nèi)具有一個(gè)或以上的光聚合性碳-碳雙鍵的多種化合物的樹脂組合物”以外，還公開了一種含有氨酯丙烯酸酯低聚物的組合物(例如參照專利文獻(xiàn)2-4)。還列舉了分子內(nèi)具有聚合性碳-碳雙鍵的化合物A和與該A的折射率差在0.01或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)具有多個(gè)聚合性碳-碳雙鍵，其固化前后的折射率差為0.01或以上的化合物(例如參照專利文獻(xiàn)5)，進(jìn)一步公開了自由基聚合性化合物與官能團(tuán)上具有乙烯基醚的陽(yáng)離子聚合性化合物的組合(例如參照專利文獻(xiàn)6)。
該光控板的制備方法有以下提案將角度特性不同的光控板層合，使其產(chǎn)生多種角度的選擇散射的方法(例如參照專利文獻(xiàn)7)；由線狀光照射源對(duì)分割的多個(gè)區(qū)域的至少其中一個(gè)區(qū)域照射光，從另外的角度由線狀光照射源或點(diǎn)光源對(duì)其它區(qū)域照射光，形成散射角度范圍不同的各種區(qū)域的方法(例如參照專利文獻(xiàn)8)；由互相間隔配置的多個(gè)線狀照射光源同時(shí)照射光的方法(例如參照專利文獻(xiàn)9)；以及在光聚合性組合物的膜狀體的寬度方向設(shè)置線狀光源，通過(guò)使該膜狀體沿長(zhǎng)度方向移動(dòng)而連續(xù)生成的方法(例如參照專利文獻(xiàn)10)。
但是，如日本特開平1-147405號(hào)公報(bào)所圖解的那樣，這些光控板所顯示的、可只選擇性地散射特定角度的入射光的散射特性與入射角的相關(guān)性是在制作光控板時(shí)，將配置在其上空的線狀光源向光控板表面投影，以投影線為中心旋轉(zhuǎn)光控板觀察到的。即，以與線狀光源的投影線垂直相交的線為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，幾乎未見散射特性與入射角的相關(guān)性，或者說(shuō)與之前的以線狀光源的投影線為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)相比，具有很大不同的反射特性與入射角的相關(guān)性。
上述以往的光控板的模式圖如

圖1所示。如圖1所示，以往的光控板可以說(shuō)是在片材狀的基體內(nèi)互相平行地形成折射率不同的板狀區(qū)域。圖1中的A-A線截面的電子顯微鏡照片如圖2(a)所示，B-B線截面的電子顯微鏡照片如圖2(b)所示。如圖所示，以往的光控板中，通過(guò)A-A線截面觀察時(shí)，折射率不同的區(qū)域交互出現(xiàn)，但通過(guò)B-B線截面觀察時(shí)，沒(méi)有折射率的變化，均勻。也就是說(shuō)，在A-A線截面內(nèi)可見與入射角的相關(guān)性，但在B-B線截面內(nèi)幾乎未見與入射角的相關(guān)性。
這些光控板形成的原理尚未明確，但是有記載“折射率不同的區(qū)域以沿某一方向取向的狀態(tài)存在并固化”(例如參照專利文獻(xiàn)11)，因此可以認(rèn)為在光聚合性組合物的光聚合過(guò)程中，空間性不均勻地進(jìn)行反應(yīng)，形成了折射率不同的微小結(jié)構(gòu)。其中有以下記載為了顯示只可選擇性地散射特定角度的入射光的散射特性與入射角的相關(guān)性，必須使折射率不同的區(qū)域規(guī)則性地沿某一方向取向，因此，必須用線狀光源進(jìn)行光照射。即，如果是面光源或擴(kuò)散光源照射，則不能形成微小結(jié)構(gòu)，因此是透明的，而如果是點(diǎn)光源或平行光照射，則雖然可形成微小結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有規(guī)則性，只有沒(méi)有方向性的光散射(例如參照專利文獻(xiàn)8、12和13)。
以上說(shuō)明的光控板顯示特異的光擴(kuò)散性，但如上所述，只在沿特定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)顯示散射特性與入射角的相關(guān)性，因此只能在用于限制特定方向的視覺(jué)的建筑材料用途中使用。
已知有一種光學(xué)薄膜，其具有只透射一定角度范圍的入射光、并遮擋除此之外的入射光的性質(zhì)，被稱為光控膜或百葉膜，以往用作計(jì)量?jī)x器盤的背面照明，最近在顯示器的視角控制、即防止偷窺的用途中使用。它們?nèi)缦芦@得將透明塑料層和著色塑料層交互多層層合壓粘，將由此制備的塊以相對(duì)于上述塑料層呈直角或規(guī)定的角度進(jìn)行平削而得到(例如參照專利文獻(xiàn)14、15)。該百葉膜是沿著蓋膜厚度方向以一定的傾斜角、等間隔配置著色百葉的結(jié)構(gòu)，因此，幾乎平行的光線沿百葉的方向透射，但以可通過(guò)相鄰的多個(gè)百葉的角度入射的光則被百葉吸收，無(wú)法透射。
但是，該百葉膜雖然顯示只透射特定角度的入射光的各向異性，但與之前的光控板同樣，只在以設(shè)置了百葉的方向?yàn)橹行男D(zhuǎn)薄膜時(shí)可見光透射性的變化，以與百葉垂直相交的直線為中心旋轉(zhuǎn)薄膜，則未見透射光與入射角度的相關(guān)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人基于以往技術(shù)，致力于改良各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其目的在于提供散射特性與入射角的相關(guān)性不僅在以各向異性擴(kuò)散介質(zhì)內(nèi)的特定直線為軸旋轉(zhuǎn)時(shí)可見，在以其它的任意直線為軸旋轉(zhuǎn)時(shí)同樣顯示散射特性與入射角的相關(guān)性的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)及其制備方法。
本發(fā)明人為了開發(fā)可調(diào)節(jié)表面散射的介質(zhì)，進(jìn)行了深入地研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)以特定的方法制備，可以在上述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的表面自發(fā)形成凹凸，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的還在于提供可大面積連續(xù)地制備各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的生產(chǎn)方法，其中所述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)具有樹脂層，所述樹脂層包含含有光固化性化合物的組合物的固化物，樹脂層的內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，多個(gè)棒狀固化區(qū)域全部具有相對(duì)于所有規(guī)定方向P平行延伸存在。
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63-309902號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8日本特開平1-40903號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)9日本特開平1-40905號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)10日本特開平2-67501號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)11日本特開平2-51101號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)12日本特開平1-40906號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)13日本特開平3-87701號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)14日本特開昭50-92751號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)15日本專利第3043069號(hào)本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的第一實(shí)施方案是具有樹脂層的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，所述樹脂層包含含有光固化性化合物的組合物的固化物，其特征在于樹脂層內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，多個(gè)棒狀固化區(qū)域全部與規(guī)定方向P平行延伸存在，將各向異性擴(kuò)散介質(zhì)一側(cè)的任意點(diǎn)上所有方向的入射光的與各入射方向相對(duì)應(yīng)的各直線透光量表示為以各向異性擴(kuò)散介質(zhì)另一側(cè)空間上與上述任意點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的射出點(diǎn)為起點(diǎn)的沿射出方向的向量時(shí)，將這些向量的頂端連結(jié)得到的曲面是在規(guī)定的方向P上具有對(duì)稱軸的鐘形曲面。
根據(jù)上述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，折射率不同且沿規(guī)定方向P上平行延伸存在的多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體形成于各向異性擴(kuò)散介質(zhì)內(nèi)部，因此沿規(guī)定方向P入射的入射光所對(duì)應(yīng)的直線透光量在規(guī)定方向P或其附近顯示最小值，與規(guī)定方向P呈傾斜的角度入射的入射光所對(duì)應(yīng)的直線透光量隨著該傾斜角度增大而增加，在某一角度或以上，增加停止，顯示飽和值。即，直線透光量與入射角的相關(guān)性在包含規(guī)定的方向P的任意入射面中都顯示同樣的性質(zhì)。因此，在將入射到任意點(diǎn)O的所有方向的入射光所對(duì)應(yīng)的透射光的直線透光量以向量表示時(shí)，將這些向量的頂端連結(jié)得到的曲面是如圖3所示的具有鐘形的曲面。
并且，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法的特征在于將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由配置在規(guī)定的方向P上的點(diǎn)狀光源對(duì)片材照射平行光線，使組合物固化，在片材中形成與規(guī)定的方向P平行延伸存在的多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體。
根據(jù)上述制備方法，由配置在規(guī)定方向P上的點(diǎn)狀光源照射互相平行的光線，因此，適合制備樹脂中具有相對(duì)于規(guī)定方向P平行延伸存在的棒狀固化區(qū)域的集合體的本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的第二實(shí)施方案是具有樹脂層的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，所述是樹脂層包含含有光固化性化合物的組合物的固化物，其特征在于樹脂層內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，多個(gè)棒狀固化區(qū)域全部相對(duì)于規(guī)定方向P平行延伸存在，并且在樹脂層的至少一側(cè)表面形成凹凸，該表面凹凸的算術(shù)平均粗度Ra和凹凸的最大高度Ry滿足下式(1)和(2)。
0.15μm≤Ra≤1.0μm(1)1.0μm≤Ry≤5.0μm (2)本發(fā)明還提供一種各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征在于沿著規(guī)定方向P延伸存在的直線與法線一致；本發(fā)明又提供一種各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)含有以下構(gòu)成透明基體上層合表面形成有凹凸的各向異性擴(kuò)散層。
本發(fā)明還提供上述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，該方法是將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由直線P的方向?qū)ζ湔丈淦叫泄饩€，使組合物固化。更具體的說(shuō)，在由直線P的方向照射平行光線，使組合物固化時(shí)，將組合物中平行光線射出一側(cè)的面暴露在大氣中，或者用撓曲性的片材覆蓋。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的樹脂層，至少一側(cè)的表面形成凹凸，具有上述規(guī)定的表面粗度。該凹凸是在制備各向異性擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)自發(fā)形成的。即，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法是將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由配置在規(guī)定方向P的點(diǎn)狀光源對(duì)片材平行照射紫外線，使組合物固化，在片材中形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體。其中，片材狀的含有光固化性化合物的組合物從紫外線入射一側(cè)開始固化，雖然其機(jī)理尚未明確，但是是沿著與規(guī)定方向P平行的方向形成棒狀固化區(qū)域，進(jìn)行固化。并且，該固化在到達(dá)與紫外線入射側(cè)和相反一側(cè)時(shí)，如果片材狀的含有光固化性化合物的組合物所接觸的基體的材質(zhì)具有撓曲性，則以棒狀固化區(qū)域的生長(zhǎng)點(diǎn)突出的形式在背面形成凹凸。
這樣，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)同時(shí)兼具來(lái)自片材中形成了棒狀固化區(qū)域集合體這樣特別的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各向異性擴(kuò)散功能和來(lái)自該棒狀固化區(qū)域所對(duì)應(yīng)的表面凹凸形狀的各向同性擴(kuò)散功能。因此，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中形成的表面凹凸在以按照J(rèn)IS B 0601-1994的表面粗度表現(xiàn)時(shí)，必須在以下范圍內(nèi)。
算術(shù)平均粗度0.15≤Ra≤1.0(μm)最大高度1.0≤Ry≤5.0(μm)算術(shù)平均粗度Ra低于0.15μm、或者最大高度Ry低于1.0μm，則表面過(guò)于平滑，作為本發(fā)明特征的來(lái)自表面凹凸的各向同性擴(kuò)散功能幾乎不能表達(dá)，因此不優(yōu)選。Ra比1.0μm大、或者Ry比5.0μm大時(shí)，來(lái)自表面凹凸的各向同性散射功能為主，來(lái)自內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各向異性擴(kuò)散功能幾乎不表達(dá)，因此也不優(yōu)選。
另外，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法的其它方案還有下述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，該方法是將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由規(guī)定方向P對(duì)該片材照射平行光線，使組合物固化，在片材內(nèi)部形成與方向P平延伸存在的多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，該方法的特征是在線狀光源和片材之間存在沿方向P平行配置的筒狀物的集合，通過(guò)該筒狀物進(jìn)行光照射。
如圖4和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的制備方法，在線狀光源和片材狀的含有光固化性化合物的組合物之間存在沿方向P平行配置的筒狀物的集合，通過(guò)該筒進(jìn)行光照射。因此，來(lái)自線狀光源的光的一部分被遮擋，只有與該筒狀物平行的方向的光通過(guò)筒狀物，照射到被固化物上，因此，片材狀的含有光固化性化合物的組合物的任意一點(diǎn)的照射條件與接受了以往的點(diǎn)狀光源的光照射是相同的。因此，可大面積連續(xù)地制備具有與以往通過(guò)點(diǎn)狀光源照射而制備的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)同樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
附圖簡(jiǎn)述圖1是表示以往的光控板的一個(gè)例子的模式圖。
圖2(a)是表示圖1的以往的光擴(kuò)散介質(zhì)中A-A線截面(與線狀光源的方向垂直的截面)的電子顯微鏡照片，圖2(b)是表示圖1的以往的光擴(kuò)散介質(zhì)中B-B線截面(與線狀光源的方向平行的截面)的電子顯微鏡照片。
圖3是說(shuō)明透射本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的模式圖。
圖4是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法的模式截面圖。
圖5是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法的模式圖。
圖6是表示各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的評(píng)價(jià)方法模式圖(只以直線L為旋轉(zhuǎn)軸時(shí))。
圖7是各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的評(píng)價(jià)中，表示入射角和直線透光量的關(guān)系的圖表。
圖8是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的實(shí)施方案的模式圖。
圖9(a)是表示圖8的本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中A-A線截面的電子顯微鏡照片，圖9(b)是表示圖8的本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中B-B線截面(與A-A線截面垂直相交的截面)的電子顯微鏡照片。
圖10是說(shuō)明透射圖8的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的模式截面圖。
圖11是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的其它實(shí)施方案的模式圖。
圖12是說(shuō)明透射圖11的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的模式截面圖。
圖13是表示各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的評(píng)價(jià)方法的模式圖(以直線L和M為旋轉(zhuǎn)軸時(shí))。
圖14是以往的光擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的評(píng)價(jià)中，表示入射角和直線透光量的關(guān)系的圖表。
圖15是說(shuō)明由規(guī)定的直線P方向照射平行光線而制備的本發(fā)明的各向異性介質(zhì)中直線透光量與入射角的相關(guān)性的模式圖。
圖16是本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的評(píng)價(jià)中，表示入射角和直線透光量的關(guān)系的圖表。
圖17是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的表面凹凸部分的形成方法的模式圖。
圖18是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的表面凹凸部分的形成方法的模式圖。
圖19是表示本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的表面凹凸部分的形成方法的模式圖。
圖20是表示實(shí)施例1中的直線透光量與入射角的相關(guān)性的圖表。
圖21是表示比較例1中的直線透光量與入射角的相關(guān)性的圖表。
圖22是表示實(shí)施例2和比較例2的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的入射光的入射角與直線透光量的關(guān)系的圖表。
符號(hào)的說(shuō)明1…各向異性擴(kuò)散介質(zhì)、2…棒狀固化區(qū)域、3…受光部位、4…線狀光源、5…筒狀空洞、6…筒狀物的集合體、7…凸部、8…凹部、9…(透明)基體、10…薄膜基體、I…入射光、T…透射光、P…入射方向、P1，P2…入射面、S…各向異性擴(kuò)散介質(zhì)表面的法線具體實(shí)施方式
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中，其擴(kuò)散特性與入射角的相關(guān)性在包含與介質(zhì)表面以規(guī)定的角度相交的直線P的任意入射面內(nèi)幾乎相同，其特征是以直線P為中心具有對(duì)稱性。通常擴(kuò)散特性通過(guò)JIS-K 7105或JIS-K 7136所示的擴(kuò)散透射率或平行光線透射率、霧度來(lái)表達(dá)。它們是在將樣品緊密地貼合在積分球上使其不泄漏光的條件下，由法線方向照射光而測(cè)定的，無(wú)法推定任意改變?nèi)肷浣嵌鹊臏y(cè)定。即，評(píng)價(jià)各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的擴(kuò)散特性與入射角的相關(guān)性的公認(rèn)方法尚不存在。因此，本發(fā)明中，如圖6所示，在未圖示的光源和受光器3之間配置樣品，以樣品表面的直線L為中心，一邊改變角度一邊直線透射樣品，測(cè)定進(jìn)入受光器3的光量，根據(jù)該測(cè)定原理進(jìn)行直線透光量與入射角的相關(guān)性的評(píng)價(jià)。具體的裝置可以使用在市售的霧度儀或變角光度計(jì)、分光光度計(jì)中，在光源和受光部之間設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的樣品架的。這里所得到的光量的值仍然是相對(duì)的，不過(guò)，可以得出圖7所示的測(cè)定結(jié)果作為直線透光量與角度的相關(guān)性。以下，通過(guò)直線透光量說(shuō)明散射特性與角度的相關(guān)性，但本發(fā)明并不受此限定，也可以以霧度儀測(cè)定的光擴(kuò)散透射率或平行光線透射率、霧度等值作為代用。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)如下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖8表示作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的模式圖。在包含含有光固化性化合物的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)部形成很多微小的棒狀固化區(qū)域2。這些棒狀固化區(qū)域2是從配置在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)1的法線S方向的點(diǎn)狀光源照射互相平行的紫外線而形成的，這些棒狀固化區(qū)域全部與法線S方向平行形成。上述本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的一個(gè)例子的截面電子顯微鏡照片如圖9(a)和圖9(b)所示。它們是圖8中A-A線截面圖和B-B線截面圖。即，本發(fā)明所述棒狀固化區(qū)域的集合體在圖8中模式性地表示，其基于圖9所示的電子顯微鏡照片形成具有上述截面形狀。另外，棒狀是由照射光源推定的，在圖8中模式地標(biāo)為圓柱狀，其含義是指沿厚度方向形成棒狀的狀態(tài)，因此其形狀為圓狀、多角形狀、不定形狀等，沒(méi)有特別限定。
說(shuō)明透射圖8所示的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的模式截面圖如圖10所示。圖10中，符號(hào)2模式表示棒狀固化區(qū)域，這里，棒狀固化區(qū)域沿法線S方向延伸。由該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的上方入射光，向下方射出時(shí)，由法線S方向、也就是由棒狀固化區(qū)域的延伸存在方向入射的入射光I0在透射各向異性擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)被強(qiáng)烈擴(kuò)散，因此其對(duì)應(yīng)的直線透光量小。圖10中，以具有與I0相同方向、具有與直線透光量成比例增大的透光向量T0表示該直線透光量。接著，對(duì)于由與該入射光I0呈一定角度傾斜的入射光I1，與其對(duì)應(yīng)的直線透光量增加，因此其透光向量T1比T0大。并且，對(duì)于比入射光I1的角度更大的入射光I2，其對(duì)應(yīng)的透光向量T2比T1進(jìn)一步增大。
對(duì)于相對(duì)于入射光I0傾斜的全部入射光，將其透光量與上述同樣地用向量表示，將該向量的頂端部連結(jié)，得到圖10中虛線表示的具有對(duì)稱性的曲線。并且，對(duì)包含入射光I0的其它截面進(jìn)行同樣的研究，所有的截面均與圖10同樣地得到虛線的曲線。即，對(duì)于所有方向，將所得透射光向量的頂端連結(jié)，均可得到圖3所示的在法線S方向具有軸的鐘形曲面。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)不僅限于上述實(shí)施方案，例如如圖11所示，也可以制成以與法線S方向以任意角度傾斜的方向P為對(duì)稱軸的具有入射光角度相關(guān)性的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
透射圖11所示的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的直線透光量與入射角的相關(guān)性的模式截面圖如圖12所示。圖12中，符號(hào)2模式表示棒狀固化區(qū)域。對(duì)于該各向異性擴(kuò)散介質(zhì)也進(jìn)行與上述同樣的研究，將沿棒狀固化區(qū)域延伸存在的方向——P方向的入射光I0、相對(duì)于其傾斜的入射光I1、I2分別對(duì)應(yīng)的透射光向量T0、T1、T2的頂端連結(jié)，則得到圖12虛線所示的曲線，并且，對(duì)于包含入射光I0的全部的截面，同樣地將透射光向量的頂端連結(jié)，可得到如圖3所示的、在方向P上具有對(duì)稱軸的鐘形曲面。
上述根據(jù)日本特開平1-77001號(hào)公報(bào)等制備的光控板也與圖7相同，顯示了入射角相關(guān)性，但只是在以圖6所示的特定的直線L為中心使樣品旋轉(zhuǎn)時(shí)顯示，以與樣品面內(nèi)的直線L垂直相交的直線為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，幾乎不顯示直線透光量與入射角的相關(guān)性，或者呈現(xiàn)完全不同的狀態(tài)。即，對(duì)于由與圖13所示的直線L相同方向的線狀光源進(jìn)行光照射而制備的光控板，以直線L為中心旋轉(zhuǎn)光控板時(shí)，直線透光量與角度的相關(guān)性如圖14的實(shí)線所示，以與直線L垂直相交的直線M為中心旋轉(zhuǎn)時(shí)，像虛線那樣，顯示完全不同的入射角相關(guān)性。
但是，本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)是從直線P的方向?qū)泄夤袒曰衔锏慕M合物照射平行光線，使該組合物固化而制備的，包含該直線P的所有入射面內(nèi)，直線透光量與入射角的相關(guān)性幾乎相同，該形狀是以直線P為中心顯示對(duì)稱性。圖15中，對(duì)于本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，以制備該介質(zhì)時(shí)照射的平行光線的入射方向?yàn)榇?，用直線P表示。直線P與各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的交點(diǎn)為O，通過(guò)各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的法線S和直線P制作的入射面被定義為P1，與該入射面P1垂直、包含直線P的入射面被定義為P2。這兩個(gè)入射面P1和P2中的直線透光量與入射角的相關(guān)性如圖16所示。這里，將直線P的方向作為入射角0°，對(duì)于兩個(gè)入射面，入射角的相關(guān)性幾乎相同，該形狀也是以直線P為中心顯示對(duì)稱性。這意味著對(duì)于包含直線P的所有入射面，如果測(cè)定直線透光量與入射角的相關(guān)性并使其三維化，則可形成以直線P為中心的鐘形的旋轉(zhuǎn)體。
這里描述了在包含直線P的所有入射面內(nèi)，直線透光量與入射角的相關(guān)性幾乎相同，下面對(duì)該“幾乎相同”進(jìn)行說(shuō)明。直線透光量與入射角的相關(guān)性如圖7所示，在特定的入射角度范圍內(nèi)，直線透光量降低，顯示山谷狀，這里，可將半峰寬定義為各向異性擴(kuò)散特性的入射角度范圍。本發(fā)明中，在不同的入射面，對(duì)于入射角度范圍差在15°以內(nèi)的均定義為“幾乎相同”。
本發(fā)明中描述了直線透光量與入射角的相關(guān)性的形狀以規(guī)定方向P為中心顯示對(duì)稱性，這里所述對(duì)稱性是指在圖7中，以指向方向P的入射光的入射角為0°，入射角在正值一側(cè)區(qū)域的直線透光量的最大值和最小值的差為ΔR，同樣地，在負(fù)值一側(cè)表示為ΔL，0.5≤(ΔR/ΔL)≤2的關(guān)系成立的情形。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)是從直線P的方向?qū)泄夤袒缘慕M合物照射平行光線，使該組合物固化而制備的，該直線P的方向要求與介質(zhì)的法線的傾斜角度在45°以內(nèi)，優(yōu)選30°以內(nèi)，更優(yōu)選15°以內(nèi)。另外，該直線P與法線一致也是本發(fā)明的優(yōu)選方案。以45°或以上的大傾斜角度的照射光時(shí)，照射光的吸收效率差，制造上不便，本發(fā)明所示的包含直線P的任意入射面內(nèi)的直線透光量與入射角相關(guān)性的相同性無(wú)法確保，不優(yōu)選。這從圖12即可明了，方向P與法線的傾斜角度大時(shí)，即使是相對(duì)于方向P以相同角度傾斜的入射光I2，在各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中的光路長(zhǎng)度分別顯著不同，透射光T2的光量產(chǎn)生差異。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)除以上說(shuō)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和來(lái)自該結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性之外，還具有表面凹凸。如圖17所示，該表面凹凸部7和8對(duì)應(yīng)棒狀固化區(qū)域2，因此，該凸部7的間隔與棒狀固化區(qū)域的直徑相關(guān)，這可通過(guò)光固化性化合物或光引發(fā)劑的種類或配合量、紫外線照射方法等調(diào)節(jié)。另外，對(duì)于凹凸部7和8的高度，可通過(guò)選擇基體9的種類或厚度來(lái)調(diào)節(jié)，在玻璃或金屬等硬度高的基體上制備各向異性擴(kuò)散介質(zhì)時(shí)，幾乎無(wú)法得到表面凹凸，但使用PET膜等撓曲性高的基體時(shí)，可形成與上述內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的表面凹凸。即，基體的撓曲性越高，則凹凸的高度越大，因此通過(guò)選擇基體的材質(zhì)和厚度，可以調(diào)節(jié)凹凸的高度。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的形態(tài)可提供以下構(gòu)成方式包含含有光固化性化合物的組合物的固化物的各向異性擴(kuò)散層單獨(dú)、將該各向異性擴(kuò)散層層合在透明基體上的構(gòu)成、在各向異性擴(kuò)散層的兩側(cè)層合透明基體的構(gòu)成。這里，透明基體的透明性越高越好，可使用總透光率(JIS K7361-1)為80％或以上、更優(yōu)選85％或以上、最優(yōu)選90％或以上，霧度值(JIS K-7136)為3.0或以下、更優(yōu)選1.0或以下、最優(yōu)選0.5或以下的基體。可以使用透明的塑料膜或玻璃板等，但從薄、輕、難破碎、產(chǎn)率優(yōu)異等角度考慮，優(yōu)選塑料膜。具體有聚對(duì)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)、多芳族化合物、聚酰亞胺(PI)、芳族聚酰胺、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)烯烴樹脂等，它們可以單獨(dú)或混合、進(jìn)一步層合使用。另外，考慮到用途或產(chǎn)率，基體的厚度為1μm-5mm，優(yōu)選10-500μm，更優(yōu)選50-150μm。
形成本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的基體除上述之外，還可以使用由木漿形成的紙、以及合成紙等。以木漿作為主要原料的紙可以單獨(dú)使用LBKP或?qū)BKP和LBKP混合使用。將NBKP和LBKP混合使用時(shí)，考慮到紙質(zhì)，優(yōu)選NBKP的配比為50％或以下的比例。并且，在可保持原紙強(qiáng)度的范圍內(nèi)，可以混合廢舊紙。
為了提高作為原料使用的木漿紙的強(qiáng)度，可以添加紙力增強(qiáng)劑。紙力增強(qiáng)劑有聚丙烯酰胺系樹脂、聚酰胺表氯醇樹脂、陽(yáng)離子化淀粉、乙?；矸鄣雀男缘矸邸⑷矍璋窐渲?、尿素樹脂、CMC、瓜耳膠、改性瓜耳膠、聚酰胺樹脂、聚胺系樹脂、環(huán)氧基改性聚酰胺等。
以各種合成樹脂作為主要原料，加入無(wú)機(jī)填充劑和其它添加劑進(jìn)行熔融混煉，擠出成片材狀，通過(guò)雙軸拉伸法制膜，然后制紙，使其具有天然紙所具有的各種性質(zhì)，可以使用這種以往的合成紙。作為主要原料的合成樹脂有聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯或氯乙烯等。合成紙與天然紙比較，強(qiáng)度、耐水性、尺寸穩(wěn)定性、耐候性、無(wú)塵性等特性優(yōu)異。
合成紙的制備方法除雙軸拉伸法之外，還有以下方法將裂膜纖維層合制紙的方法；由微量發(fā)泡的薄膜進(jìn)行制紙的方法；將各種合成纖維切斷，通過(guò)以往的濕式造紙法得到合成纖維紙的方法；將合成纖維與纖維素纖維混合，得到半合成纖維紙的方法；還有不通過(guò)以往濕式法而是通過(guò)干式法制造無(wú)紡布來(lái)造紙的方法等。
將上述各種塑料薄膜與木漿紙或合成紙層壓所得的層壓紙也可以用作本發(fā)明的基體。層壓方法有加熱、使薄膜熔融粘合的熱層壓法；在常溫下將要粘合的薄膜層壓的冷層壓法等，沒(méi)有特別限定。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)包含使含有光固化性化合物的組合物固化得到的各向異性擴(kuò)散層，該組合物可以使用下述組合。
(1)使用后述的單獨(dú)的光聚合性化合物(2)將后述的多種光聚合性化合物混合使用(3)將單獨(dú)或多種光聚合性化合物與不具有光聚合性的高分子化合物混合使用上述任一種組合中，可以認(rèn)為通過(guò)光照射，在各向異性擴(kuò)散層中形成折射率不同的微米級(jí)的微細(xì)結(jié)構(gòu)，由此可以表達(dá)本發(fā)明所示的奇特的各向異性擴(kuò)散特性。因此，上述(1)中，優(yōu)選光聚合前后的折射率變化大的，(2)、(3)中，優(yōu)選將折射率不同的多種材料組合。這里，折射率變化或折射率的差具體顯示0.01或以上，優(yōu)選0.05或以上，更優(yōu)選0.10或以上的變化或差。
形成本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散層所必需的材料——光固化性化合物是由光聚合性化合物和光引發(fā)劑構(gòu)成，通過(guò)照射紫外線和可見光進(jìn)行聚合、固化的材料，其中所述光聚合性化合物選自具有自由基聚合性或陽(yáng)離子聚合性的官能團(tuán)的聚合物、低聚物、單體。
自由基聚合性化合物主要是分子中含有一個(gè)或以上不飽和雙鍵的化合物，具體有以環(huán)氧丙烯酸酯、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)硅丙烯酸酯等名稱稱呼的丙烯酸酯低聚物，以及丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸乙氧基二甘醇酯、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-丙烯酰氧基鄰苯二甲酸酯、二環(huán)戊烯基丙烯酸酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸1，6-己二醇酯、雙酚A的EO加成產(chǎn)物二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、EO改性三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯等丙烯酸酯單體。這些化合物可以以各種單體使用，也可以將多種混合使用。同樣，也可以使用甲基丙烯酸酯，但是，丙烯酸酯通常比甲基丙烯酸酯的光聚合速度快，因此優(yōu)選。
陽(yáng)離子聚合性化合物可以使用分子中具有一個(gè)或以上環(huán)氧基或乙烯基醚基、氧雜環(huán)丁烷基的化合物。具有環(huán)氧基的化合物有2-乙基己基二甘醇縮水甘油醚，聯(lián)苯基的縮水甘油醚，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，苯酚線型酚醛清漆、甲酚線型酚醛清漆、溴化苯酚線型酚醛清漆、鄰甲酚線型酚醛清漆等酚醛清漆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加成產(chǎn)物、雙酚A的PO加成產(chǎn)物等亞烷基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。
還有3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基-3’，4’-環(huán)氧基環(huán)己烷羧酸酯、2-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基-5，5-螺-3，4-環(huán)氧基)環(huán)己烷-間-二_烷、己二酸二(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)酯、己二酸二(3，4-環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基甲基)酯、3，4-環(huán)氧基-6-甲基環(huán)己基-3’，4’-環(huán)氧基-6’-甲基環(huán)己烷羧酸酯、亞甲基雙(3，4-環(huán)氧基環(huán)己烷)、二環(huán)戊二烯二環(huán)氧化物、乙二醇的二(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)醚、乙烯基雙(3，4-環(huán)氧基環(huán)己烷羧酸酯)羧酸酯、己內(nèi)酯改性3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基-3’，4’-環(huán)氧基環(huán)己烷羧酸酯、四(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)丁烷四羧酸酯、二(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)-4，5-環(huán)氧基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。
具有乙烯基醚基的化合物例如有二甘醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、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、羥基丁基乙烯基醚、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。乙烯基醚化合物通常為陽(yáng)離子聚合性，但通過(guò)與丙烯酸酯組合，可以進(jìn)行自由基聚合。
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。
上述陽(yáng)離子聚合性化合物可以使用各單體，也可以將多種混合使用。
可以使自由基聚合性化合物聚合的光引發(fā)劑有二苯甲酮、偶苯酰、米蚩酮、2-氯噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮、苯偶姻乙基醚、苯偶姻丙基醚、苯偶姻異丁基醚、2，2-二乙氧基苯乙酮、芐基二甲醛縮苯乙酮、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-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、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-1-酮、雙(環(huán)戊二烯基)-雙(2，6-二氟-3-(ピル-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，也可以將多種混合使用。
陽(yáng)離子聚合性化合物的光引發(fā)劑是通過(guò)光照射產(chǎn)生酸，通過(guò)該產(chǎn)生的酸使上述陽(yáng)離子聚合性化合物聚合的化合物，通常優(yōu)選使用_鹽、金屬茂絡(luò)合物。_鹽可以使用重氮鹽、锍鹽、碘_鹽、_鹽、硒鹽等，它們的平衡離子可使用BF4-、PF6-、AsF6-、SbF6-等陰離子。具體例子有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-苯硫基苯基)二苯基锍六氟銻酸鹽、(4-苯硫基苯基)二苯基锍六氟磷酸鹽、雙[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-雙-六氟銻酸鹽、雙[4-(二苯基锍)苯基]硫醚-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，但并不限于這些。這些化合物可以以各單體使用，也可以將多種混合使用。
本發(fā)明中，相對(duì)于100重量份光聚合性化合物，上述光聚合引發(fā)劑配合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。這是由于低于0.01重量份，則光固化性降低，而超過(guò)10重量份配合時(shí)，只表面發(fā)生固化，內(nèi)部的固化性降低。這些光引發(fā)劑通常可以將粉體直接溶解于光聚合性化合物中使用，但溶解性差時(shí)，可以將光引發(fā)劑以高濃度預(yù)先溶解于極少量的溶劑中使用。所述溶劑進(jìn)一步優(yōu)選具有光聚合性，具體有碳酸亞丙酯、γ-丁內(nèi)酯等。另外，為提高光聚合性，可以添加公知的各種染料或增敏劑。并且還可以將可通過(guò)加熱使光聚合性化合物固化的熱固化引發(fā)劑與光引發(fā)劑結(jié)合使用。這種情況下，在光固化后，有望通過(guò)加熱進(jìn)一步促進(jìn)光聚合性化合物的聚合固化，使其固化更完全。
本發(fā)明中，可以使上述光固化性化合物單獨(dú)、或?qū)⒍喾N混合得到的組合物固化，形成各向異性擴(kuò)散層。還可通過(guò)使光固化性化合物和不具有光固化性的高分子樹脂的混合物固化，形成本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散層。其中，可以使用的高分子樹脂有丙烯酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、纖維素系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基醇縮丁醛樹脂等。這些高分子樹脂和光固化性化合物必需在光固化前具有充分的相容性，為確保該相容性，可以使用各種有機(jī)溶劑或增塑劑等。光固化性化合物使用丙烯酸酯時(shí)，從相容性方面考慮，優(yōu)選高分子樹脂選自丙烯酸酯樹脂。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)是將上述含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，從直線P的方向?qū)ζ湔丈淦叫泄饩€，使該組合物固化而制備的。這里，將含有光固化性化合物的組合物在基體上設(shè)成片材狀的方法可采用通常的涂布方式或印刷方式。具體可使用氣刮刀涂布、棒涂、刮板涂布、刮刀涂布、逆向涂布、轉(zhuǎn)移輥涂布、凹印輥涂布、吻涂、流延涂布、噴涂、縫隙-膜孔涂布、幕涂、ダムコ一ティグ、浸涂、口模涂布等涂布或凹版印刷等凹版印刷、絲網(wǎng)印刷等孔板印刷等印刷。另外，組合物為低粘度時(shí)，可以在基體的周圍設(shè)置一定高度的圍堰，在用該圍堰圍住的中間流延組合物。
對(duì)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，所使用的光源通?？梢允褂枚袒〉淖贤饩€發(fā)生光源，具體可使用高壓汞燈、低壓汞燈、金屬鹵燈、氙燈等。具有棒狀發(fā)光面的光源在本發(fā)明中不適用。使用上述棒狀光源，則形成板狀的固化區(qū)域，形成圖1、圖2、和圖14所示的以往的光擴(kuò)散介質(zhì)。本發(fā)明中，必須是由規(guī)定方向(直線P)對(duì)形成片材狀的、含有光固化性化合物的組合物照射平行光線，優(yōu)選使用蝕刻曝光時(shí)所使用的曝光裝置。另外，在制作尺寸小的片材狀時(shí)，也可以使用紫外線點(diǎn)光源，在離開足夠距離處照射。
將含有光固化性化合物的組合物制成片材狀，對(duì)其進(jìn)行照射的光線必須含有可使該光固化性化合物固化的波長(zhǎng)，通常可利用汞燈的以365nm為中心的波長(zhǎng)的光。使用該波長(zhǎng)帶制作本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散層時(shí)，優(yōu)選照度為0.01-100mW/cm2范圍，更優(yōu)選0.1-20mW/cm2范圍。照度為0.01mW/cm2或以下，則固化需要較長(zhǎng)時(shí)間，生產(chǎn)效率變差，如果為100mW/cm2或以上，則光固化性化合物的固化過(guò)快，難以形成結(jié)構(gòu)，也就無(wú)法表達(dá)目標(biāo)各向異性擴(kuò)散特性。
用于制備本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的基體的選定和光照射的方法有以下例子。其一是在撓曲性的薄膜基體10上將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，根據(jù)需要用其它透明基體覆蓋其上，由下方進(jìn)行光照射的例子。這種情況下，在與鋪于下方的撓曲性基體一側(cè)相接觸的含有光固化性化合物的組合物的固化表面產(chǎn)生凹凸，結(jié)果兩者容易剝離，因此該撓曲性膜也可以不透明(參照?qǐng)D17)。另外一個(gè)例子是在透明性高的基體上設(shè)置同樣的含有光固化性化合物的組合物，然后其表面不用另外的基體覆蓋，由透明基體一側(cè)進(jìn)行光照射的方法。這里，由透明基體一側(cè)開始生長(zhǎng)的棒狀固化區(qū)域一直生長(zhǎng)到未固化成分被消耗掉，因此以相同的組合物進(jìn)行比較，該方法可形成最大的表面凹凸(參照?qǐng)D18)。還可以將含有光固化性化合物的組合物用兩片透明的撓曲性膜央持，由兩側(cè)進(jìn)行光照射，在兩側(cè)形成表面凹凸(參照?qǐng)D19)。
本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，其特征在于不使用點(diǎn)狀光源，而是使用涂布裝置或印刷機(jī)中常用的線狀光源，制備具有同樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性的介質(zhì)，為此，在線狀光源和片材狀的含有光固化性化合物的組合物之間存在與方向P平行配置的筒狀物的集合，通過(guò)該筒進(jìn)行光照射。該筒狀物是指內(nèi)部空洞、兩端開放、所謂的將紙卷成圓筒狀的物體。將該筒狀物沿相同方向匯集多個(gè)，線狀光源的光通過(guò)該筒狀物照射到被固化物上，則片材狀的、含有光固化性化合物的組合物上任意一點(diǎn)的照射條件與以往的接受點(diǎn)狀光源的光照射相同，因此，由此得到的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也與以往的通過(guò)點(diǎn)狀光源照射而制備的結(jié)構(gòu)相同，其光學(xué)特性也相同。使用該筒狀物進(jìn)行光照射的模式圖如圖4和圖5所示。
本發(fā)明的制備方法中使用的筒狀物的截面形狀可以是圓形或三角形、四角形、六角形、以及它們的組合等，沒(méi)有特別限定。一個(gè)筒狀物的大小優(yōu)選截面直徑為1-100mm，長(zhǎng)度為10-1000mm的范圍。并且，截面直徑D與其長(zhǎng)度L之間要求有(L/D)＞5、優(yōu)選(L/D)＞10、更優(yōu)選(L/D)＞20的關(guān)系。筒狀物的直徑比1mm小時(shí)，通過(guò)筒的光量過(guò)少，不優(yōu)選，如果直徑超過(guò)100mm，則光的平行度不夠，無(wú)法滿足與以往的點(diǎn)狀光源同等的照射條件，因此不優(yōu)選。筒狀物的長(zhǎng)度比10mm短時(shí)，無(wú)法滿足與以往的點(diǎn)狀光源同等的照射條件，而超過(guò)1000mm時(shí)，對(duì)含有光固化性化合物的組合物照射的光強(qiáng)度減少，需要較長(zhǎng)時(shí)間的曝光，因此不優(yōu)選。
本發(fā)明所使用的筒狀物的集合必須是其一端緊挨著線狀光源，另一端與片材狀的含有光固化性化合物的組合物接近。其一端或兩端離開，則照射到片材狀的含有光固化性化合物的組合物表面的光反應(yīng)出原有的線狀光源的形式，表示為線狀，或者相鄰?fù)矤钗锏墓饣祀s，無(wú)法再現(xiàn)原本優(yōu)選的點(diǎn)狀光源的照射條件，結(jié)果，無(wú)法制備本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
本發(fā)明所使用的筒狀物及其集合體的材質(zhì)沒(méi)有特別限定，可使用玻璃、陶瓷、金屬、塑料等，優(yōu)選對(duì)線狀光源的強(qiáng)光或熱具有耐久性、物理強(qiáng)度也強(qiáng)的材質(zhì)。具體優(yōu)選使用SUS或鐵、鋁等金屬及合金類、或耐熱性高分子材料。不過(guò)，還優(yōu)選將透射光的筒的內(nèi)側(cè)涂成黑色，或進(jìn)行金屬的黑化處理，或進(jìn)行靜電植絨，以盡量不反射光。
上述說(shuō)明的筒狀物的集合設(shè)置于片材狀的含有光固化性化合物的組合物的附近，通過(guò)該集合照射的光是基于筒狀物的截面形狀的點(diǎn)光的集合，因此各點(diǎn)間產(chǎn)生照射強(qiáng)度弱的部分。因此，優(yōu)選將筒狀物的集合和片材狀的含有光固化性化合物的組合物相對(duì)移動(dòng)，使整體的照射強(qiáng)度均勻。具體來(lái)說(shuō)，有將筒狀物的集合以固定的狀態(tài)沿方向P左右往復(fù)移動(dòng)、或使其繞圓形軌道旋轉(zhuǎn)的方法。
進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，可以在將含有光固化性化合物的組合物的長(zhǎng)尺寸物品以一定速度移動(dòng)的過(guò)程中，由沿該長(zhǎng)尺寸物品的寬度方向平行設(shè)置的線狀光源和筒狀物的集合照射光。這里，為提高固化速度，可通過(guò)將多個(gè)線狀光源和筒狀物的集合串連排列設(shè)置來(lái)對(duì)應(yīng)。這種情況下，為了使寬度方向的照射量更均勻，可以相對(duì)于長(zhǎng)尺寸物品的流動(dòng)方向，使筒狀物的截面形狀、例如三角形、四角形、六角形等邊的朝向不同，或者如上所述，設(shè)置使筒狀物的集合左右往復(fù)或圓形旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)也是有效的。
上述方法中，進(jìn)行光照射的光源在本發(fā)明中可以使用具有棒狀發(fā)光面的光源，具體可以使用高壓汞燈、低壓汞燈、金屬鹵燈、氙氣閃光燈等。作為該棒狀光源，直徑20-50mm、發(fā)光長(zhǎng)度100-1500mm左右的市場(chǎng)有銷售，可結(jié)合所要制作的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的大小適當(dāng)選擇。
實(shí)施例1.第一實(shí)施方案實(shí)施例1使用分配器、用固化性樹脂在76×26mm大小的載玻片的整個(gè)邊緣上形成高度為0.5mm的間隔。其中滴加下述紫外線固化性樹脂組合物，用另外的載玻片蓋住。
·EO改性三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(共榮社化學(xué)制備、商品名ラィトァクリレ一トTMP-6EO-3A)100重量份·2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(チバスペシャルテ?！ぅ饱撺毳褐苽?、商品名Darocure1173)4重量份相對(duì)于用載玻片夾住兩面的0.5mm厚度的液膜，從UV點(diǎn)光源(濱松ホトニクス制造、商品名L2859-01)的反射用照射組件垂直照射1分鐘照射強(qiáng)度為30mW/cm2的紫外線。然后去掉兩側(cè)的裁玻片，得到本發(fā)明的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
比較例1與實(shí)施例相同，由發(fā)光長(zhǎng)度為125mm的線狀UV光源(日本UVマシ一ン制造、商品名ハンデイUV裝置HUV-1000)對(duì)用載玻片夾住狀態(tài)的紫外線固化組合物垂直照射與實(shí)施例相同照射強(qiáng)度的紫外線。然后去掉兩側(cè)的載玻片，得到各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。照射紫外線時(shí)，使線狀UV光源的長(zhǎng)度方向與載玻片的短邊一致。
使用測(cè)角光度計(jì)(村上色彩制造、商品名GP-5)，在接受光源的直線光的位置固定受光部，在其間的樣品架上設(shè)置實(shí)施例1和比較例1所得的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。如圖13所示，以制備樣品時(shí)使用的裁玻片的短邊方向?yàn)樾D(zhuǎn)軸(L)，使樣品旋轉(zhuǎn)，測(cè)定對(duì)應(yīng)各入射角的直線透光量，將其稱為“短邊軸旋轉(zhuǎn)”。接著，從樣品架上取下樣品，將其沿面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°，再次安裝，這次，以載玻片的長(zhǎng)邊為旋轉(zhuǎn)軸(M)，測(cè)定直線透光量，作為“長(zhǎng)邊軸旋轉(zhuǎn)”。
關(guān)于實(shí)施例1和比較例1的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，對(duì)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸測(cè)定的入射角與直線透光量的關(guān)系如圖20和圖21所示。實(shí)施例1中，短邊軸旋轉(zhuǎn)和長(zhǎng)邊軸旋轉(zhuǎn)兩者在入射角為0°時(shí)呈包含小峰的深谷狀，幾乎左右對(duì)稱。另一方面，比較例1的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中，短邊軸旋轉(zhuǎn)和長(zhǎng)邊軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)有很大不同。即，短邊軸旋轉(zhuǎn)顯示與實(shí)施例1類似的谷狀，但長(zhǎng)邊軸旋轉(zhuǎn)中，即使改變?nèi)肷浣?，直線透光量也是短邊軸旋轉(zhuǎn)的谷大小，幾乎沒(méi)有變化。
2.第二實(shí)施方案比較例2使用分配器、用固化性樹脂在76×26mm大小的載玻片的整個(gè)邊緣上形成高度為0.5mm的間隔。其中滴加下述紫外線固化性樹脂組合物，用另外的載玻片蓋住。
·EO改性三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(共榮社化學(xué)制備、商品名ラィトァクリレ一トTMP-6EO-3A)100重量份·2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(チパスペシャルテイ·ケミヵルズ制備、商品名Darocure1173)1重量份相對(duì)于用載玻片夾住兩面的0.5mm厚度的液膜，從UV點(diǎn)光源(濱松ホトニクス制造、商品名L2859-01)的反射用照射組件、以30cm距離垂直照射10秒鐘照射強(qiáng)度為30mW/cm2的紫外線。然后去掉兩側(cè)的載玻片，得到兩面平滑的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。
實(shí)施例2將兩片載玻片中的一片改為厚度為75μm的剝離PET薄膜，除此以外的條件完全與比較例2相同，制備各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。紫外線由載玻片板一側(cè)照射。
關(guān)于上述比較例2和實(shí)施例2所得各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其按照J(rèn)ISB 0601-1994測(cè)定的表面粗度如表1所示。


由表1可知，各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的表面一側(cè)具有近似鏡面光澤的平滑度，但背面一側(cè)呈現(xiàn)凹凸。并且，與背面接觸的材質(zhì)為硬玻璃時(shí)(比較例2)相比，柔軟的PET薄膜一側(cè)(實(shí)施例2)可增大其表面粗度的程度。
使用測(cè)角光度計(jì)(村上色彩制造、商品名GP-5)，在接受光源的直線光的位置固定受光部，在其間的樣品架上設(shè)置實(shí)施例2和比較例2所得的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)。使樣品旋轉(zhuǎn)，測(cè)定對(duì)應(yīng)各入射角的直線透光量。其結(jié)果如圖22所示。
比較例2顯著地體現(xiàn)了來(lái)自內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各向異性擴(kuò)散特性，直線透光量的最大值和最小值差非常大，而實(shí)施例2由于來(lái)自內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各向異性擴(kuò)散特性增加了表面凹凸的影響，因此直線透光量的最大值和最小值差非常小，在0°附近，直線透光量的峰值顯著變大。
權(quán)利要求
1.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其具有樹脂層，所述樹脂層包含含有光固化性化合物的組合物的固化物，其特征在于上述樹脂層的內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，上述多個(gè)棒狀固化區(qū)域全部相對(duì)于規(guī)定的方向P平行延伸存在，將各向異性擴(kuò)散介質(zhì)一側(cè)的任意點(diǎn)上所有方向的入射光的與各入射方向相對(duì)應(yīng)的各直線透光量表示為以上述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)另一側(cè)空間的與上述任意點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的射出點(diǎn)為起點(diǎn)的沿射出方向的向量時(shí)，將這些向量的頂端連結(jié)得到的曲面是在上述規(guī)定的方向P上具有對(duì)稱軸的鐘形曲面。
2.權(quán)利要求1的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其中，上述規(guī)定的方向P是相對(duì)于上述各向異性擴(kuò)散介質(zhì)表面的法線S。
3.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征在于其含有在透明基體上層合權(quán)利要求1或2的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的構(gòu)成。
4.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征在于其含有在權(quán)利要求1或2的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的兩側(cè)層合透明基體的構(gòu)成。
5.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，其特征在于將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由配置在規(guī)定方向P上的點(diǎn)狀光源對(duì)上述片材照射平行光線，使上述組合物固化，在上述片材中形成與規(guī)定方向P平行延伸存在的多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體。
6.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其具有樹脂層，所述樹脂層包含含有光固化性化合物的組合物的固化物，其特征在于上述樹脂層的內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，上述多個(gè)棒狀固化區(qū)域全部相對(duì)于規(guī)定的方向P平行延伸存在，并且在上述樹脂層的至少一側(cè)的表面形成凹凸，該表面凹凸的算術(shù)平均粗度Ra和上述凹凸的最大高度Ry滿足下式(1)和(2)，0.15μm≤Ra≤1.0μm (1)1.0μm≤Ry≤5.0μm(2).
7.權(quán)利要求6的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征在于沿上述規(guī)定的方向P延伸存在的直線與法線一致。
8.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)，其特征在于其包含在透明基體上層合權(quán)利要求6或7的各向異性擴(kuò)散層的構(gòu)成。
9.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，其特征在于將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由上述直線P的方向?qū)ζ湔丈淦叫泄饩€，使上述組合物固化。
10.權(quán)利要求9的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，其特征在于由上述直線P的方向照射上述平行光線，使上述組合物固化時(shí)，將上述組合物中的上述平行光線射出一側(cè)的面暴露在大氣中或者用撓曲性的片材覆蓋。
11.各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，該方法如下將含有光固化性化合物的組合物設(shè)成片材狀，由規(guī)定的方向P對(duì)該片材照射平行光線，使上述組合物固化，在上述片材內(nèi)部形成沿上述方向P平行延伸存在的多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，其特征在于在線狀光源和上述片材之間存在與上述方向P平行配置的筒狀物的集合，通過(guò)該筒狀物進(jìn)行光照射。
12.權(quán)利要求11的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)的制備方法，其特征在于沿上述規(guī)定的方向P延伸存在的直線與法線一致。
全文摘要
在具有包含含有光固化性化合物的組合物的固化物的的樹脂層的各向異性擴(kuò)散介質(zhì)中，在樹脂層的內(nèi)部形成多個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，該多個(gè)棒狀固化區(qū)域全部相對(duì)于所規(guī)定的方向P平行延伸存在，將各向異性擴(kuò)散介質(zhì)一側(cè)的任意點(diǎn)上所有方向的入射光的與各入射方向相對(duì)應(yīng)的各直線透光量表示為以各向異性擴(kuò)散介質(zhì)另一側(cè)空間的與上述任意點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的射出點(diǎn)為起點(diǎn)的沿射出方向的向量時(shí)，將這些向量的頂端連結(jié)得到的曲面是在規(guī)定的方向P上具有對(duì)稱軸的鐘形曲面。
文檔編號(hào)B29L11/00GK1954242SQ200580015620
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月16日
發(fā)明者東健策, 村田亮, 山口由岐夫, 植松隆史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社巴川制紙所