(57)【要約】【課題】  任意の直線を軸に回転した場合においても直線透過光量が入射角依存性を示す異方性拡散媒体を大面積で連続的に生産することが可能な製造方法を提供する。【解決手段】  光硬化性化合物を含む組成物をシート状に設け、このシートに所定の方向Ｐから平行光線を照射して上記組成物を硬化させて、シート内部に方向Ｐに平行に延在している複数の棒状硬化領域の集合体を形成せしめる異方性拡散媒体の製造方法であって、線状光源とシートとの間に、方向Ｐに平行に配置した筒状物の集合を介在させ、この筒状物を通して光照射を行うことを特徴とする。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性化合物を含む組成物をシート状に設け、このシートに所定の方向Ｐから平行光線を照射して上記組成物を硬化させて、上記シート内部に上記方向Ｐに平行に延在している複数の棒状硬化領域の集合体を形成せしめる異方性拡散媒体の製造方法であって、線状光源と上記シートとの間に、上記方向Ｐに平行に配置した筒状物の集合を介在させ、この筒状物を通して光照射を行うことを特徴とする異方性拡散媒体の製造方法。
【請求項２】
前記所定の方向Ｐに延在する直線が法線に一致することを特徴とする請求項１に記載の異方性拡散媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射角度に応じて透過光の拡散特性が変化する異方性拡散媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光拡散性を有する部材は、古くから照明器具や建材に使われていただけでなく、最近のディスプレイ、特にＬＣＤにおいても広く利用されている。これらの部材の光拡散発現機構としては、表面に形成された凹凸による散乱（表面散乱）、マトリックス樹脂とその中に分散されたフィラー間の屈折率差による散乱（内部散乱）、及び表面散乱と内部散乱の両方によるものが挙げられる。ただし、これらの光拡散部材には、一般にその拡散性能は等方的であり、入射角度を少々変化させても、その透過光の拡散特性が大きく異なることはなかった。
【０００３】
しかしながら、特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという光制御板が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この光制御板なる特殊な光拡散部材は、それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以上の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物に、特定方向から紫外線を照射して硬化させたプラスチックシートであり、そのシートに対して特定の角度をなす入射光のみを選択的に散乱させるというものである。
【０００４】
この光制御板を作製するための材料としては、上述の「それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以上の光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物の複数からなる樹脂組成物」以外にも、ウレタンアクリレートオリゴマーを含む組成物が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照。）。また、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物Ａと、このＡとの屈折率差が０．０１以上である重合性炭素−炭素二重結合を有しない化合物Ｂとの組み合わせや、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を複数有し、その硬化前後の屈折率差が０．０１以上である化合物が列挙されており（例えば、特許文献５参照。）、更に、ラジカル重合性化合物とビニルエーテルを官能基に有するカチオン重合性化合物との組み合わせも開示されている（例えば、特許文献６参照。）。
【０００５】
また、この光制御板の製造方法としては、角度特性の異なる光制御板を積層して複数の角度の選択散乱を生ぜしめる方法（例えば、特許文献７参照。）、分割した複数の領域の少なくともひとつの領域に線状光照射源からの光を照射し、他の領域には別の角度から線状光照射源や点光源からの光を照射して、散乱する角度範囲が異なる種々の領域を形成する方法（例えば、特許文献８参照。）、互いに隔てて配置した複数の線状照射光源から同時に光を照射する方法（例えば、特許文献９参照。）、さらに、光重合性組成物の膜状体の幅方向に線状光源を配置しこの膜状体を長さ方向に移動させることによる連続生産方法（例えば、特許文献１０参照。）が提案されている。
【０００６】
しかしながら、これらの光制御板が示す、特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという散乱特性の入射角依存性は、特許文献２で図解されるように、光制御板作製時にその上空に配置した線状光源を光制御板表面に投影した線を中心にして光制御板を回転させた場合に観察されるものである。すなわち、線状光源の投影線と直交する線を中心に回転した場合は、散乱特性の入射角依存性がほとんど見られないか、先の線状光源の投影線を中心に回転させた場合とは大きく異なる散乱特性の入射角依存性を有することになる。
【０００７】
そのような従来の光制御板の模式図を図１に示す。図１に示すように、従来の光制御板は、シート状の基体内に、屈折率の異なる板状の領域が互いに平行に形成されていると言われている。図１におけるＡ−Ａ線断面の電子顕微鏡写真を図２（ａ）に、Ｂ−Ｂ線断面の電子顕微鏡写真を図２（ｂ）に示す。図に示すように、従来の光制御板は、Ａ−Ａ線断面で見た場合には屈折率の異なる領域が交互に現れているが、Ｂ−Ｂ線断面で見た場合には屈折率の変化がなく、均質である。つまり、Ａ−Ａ線断面内では入射角依存性が見られるが、Ｂ−Ｂ線断面内では入射角依存性がほとんど見られない。
【０００８】
これらの光制御板形成の原理は、必ずしも明らかになっていないが、「屈折率の異なる領域がある方向に配向した状態で存在するように硬化する」と記載されていることから（例えば特許文献１１参照。）、光重合性組成物の光重合過程において、空間的に不均一に反応が進行して屈折率の異なる微小構造が形成されるものと考えられる。ここで、特定の角度からの入射光だけを選択的に散乱することができるという散乱特性の入射角依存性を示すためには、屈折率が異なる領域が規則性を持ってある方向に配向することが必要であり、そのためには線状光源による光照射が必須のようである。すなわち、面光源や拡散光源照射では微小構造が形成されないので透明となり、点光源や平行光照射では微小構造は形成されるが規則性がないため方向性のない光散乱を与えるだけになってしまうと記載されている（例えば、特許文献８、１２、および１３参照。）。
【０００９】
以上説明した光制御板は、特異な光拡散性を示すものであるが、上述の如く特定の方向に回転させた場合だけしか散乱特性の入射角依存性を示さないため、特定方向の視覚を制限するための建材用途で使用されているだけである。
【００１０】
なお、一定角範囲の入射光だけを透過し、それ以外の入射光は遮光する性質を有する、ライトコントロールフィルムまたはルーバーフィルムと呼ばれている光学フィルムも知られており、古くは計器盤の背面照明や、最近ではディスプレイの視角制御、すなわち覗き見防止用途で用いられてきている。これは、透明プラスチック層と着色プラスチック層とを交互に多数積層圧着して作製したブロックを、上記プラスチック層に対して直角ないし所定の角度で平削ぎにして得られるものである（例えば、特許文献１４，１５参照。）。このルーバーフィルムは、そのフィルム厚さ方向に一定の傾きで着色ルーバーが等間隔で配置された構造であるため、ルーバーの向きにほぼ平行な光線は透過するが、隣接する複数のルーバーを通過するような角度で入射する光については、ルーバーで吸収されて透過できないことになるものである。
【００１１】
【特許文献１】特開平１−７７００１号公報
【特許文献２】特開平１−１４７４０５号公報
【特許文献３】特開平１−１４７４０６号公報
【特許文献４】特開平２−５４２０１号公報
【特許文献５】特開平３−１０９５０１号公報
【特許文献６】特開平６−９７１４号公報
【特許文献７】特開昭６３−３０９９０２号公報
【特許文献８】特開平１−４０９０３号公報
【特許文献９】特開平１−４０９０５号公報
【特許文献１０】特開平２−６７５０１号公報
【特許文献１１】特開平２−５１１０１号公報
【特許文献１２】特開平１−４０９０６号公報
【特許文献１３】特開平３−８７７０１号公報
【特許文献１４】特開昭５０−９２７５１号公報
【特許文献１５】特許第３０４３０６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このルーバーフィルムも、特定の角度からの入射光だけを透過するという異方性は示すものの、先の光制御板と同様にルーバーの設けられている方向を中心にフィルムを回転させる場合にだけ光透過性に変化が見られるものであり、ルーバーと直交する直線を中心にフィルムを回転させても透過光の入射角度依存性は見られないものである。
【００１３】
本発明者は、以上の従来技術を踏まえて異方性拡散媒体の改良を目指し、散乱特性の入射角依存性が異方性拡散媒体内の特定の直線を軸として回転した場合だけに見られるものではなく、他の任意の直線を軸として回転した場合でも同様の散乱特性の入射角依存性を示すような異方性拡散媒体、およびその製造方法を既に特願２００４−０７４１８０号で提供した。しかしながら、ここに示された製造方法は、点状光源を使用するものであった。光源として点状光源を用いた場合、小面積を作製することは出来ても、大面積の異方性拡散媒体を連続的に生産することは困難である。
【００１４】
そこで本発明では、光硬化性化合物を含む組成物の硬化物からなる樹脂層を有する異方性拡散媒体であって、樹脂層の内部には、複数の棒状硬化領域の集合体が形成されており、複数の棒状硬化領域は、全て所定の方向Ｐに対して平行に延在している構造を有する異方性拡散媒体を、大面積で連続的に製造可能な生産方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
すなわち、本発明では、光硬化性化合物を含む組成物をシート状に設け、このシートに所定の方向Ｐから平行光線を照射して組成物を硬化させて、シート内部に方向Ｐに平行に延在している複数の棒状硬化領域の集合体を形成せしめる異方性拡散媒体の製造方法であって、線状光源とシートとの間に、方向Ｐに平行に配置した筒状物の集合を介在させ、この筒状物を通して光照射を行うことを特徴とする異方性拡散媒体の製造方法を提供するものである。
【００１６】
本発明の方法によって製造される異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物の硬化物からなる樹脂層を有する異方性拡散媒体であって、樹脂層内部には、複数の棒状硬化領域の集合体が形成されており、複数の棒状硬化領域は、全て所定の方向Ｐに対して平行に延在し、異方性拡散媒体の一方の側の任意の点におけるあらゆる方向からの入射光の各入射方向に対応するそれぞれの直線透過光量を、異方性拡散媒体の他方の側の空間の上記任意の点に対応する出射点を起点として出射方向にベクトル表示した場合に、これらベクトルの先端を結んで得られる曲面が、所定の方向Ｐに対称軸を有する釣鐘状曲面となっている。
【００１７】
このような異方性拡散媒体は、屈折率が異なりかつ所定の方向Ｐに平行に延在する複数の棒状硬化領域の集合体が異方性拡散媒体内部に形成されているので、所定の方向Ｐからの入射光に対応する直線透過光量が所定の方向Ｐまたはその近傍に最小値を示し、所定の方向Ｐから傾斜した角度からの入射光に対応する直線透過光量は、この傾斜角度が大きくなるにしたがって増加し、ある角度以上では増加が止まり飽和値を示す。すなわち、直線透過光量の入射角依存性は、所定の方向Ｐを含む任意の入射面において同様の性質を示す。したがって、任意の点Ｏに入射するあらゆる方向からの入射光に対応する透過光の直線透過光量をベクトルで表した場合に、これらベクトルの先端を結んで得られる曲面は、図３に示すような釣鐘状を有する曲面となる。
【００１８】
図４および５に示すように、本発明の製造方法によれば、線状光源とシート状の光硬化性化合物を含む組成物との間に、方向Ｐに平行に配置した筒状物の集合を介在させ、この筒を通して光照射を行っている。したがって、線状光源からの光の一部は遮られ、この筒状物に平行な方向の光のみが筒状物を通過して被硬化物に照射されるので、シート状の光硬化性化合物を含む組成物の任意の一点における照射条件は、従来の点状光源から光照射を受けたのと同等になる。したがって、従来の点状光源による照射で作製された異方性拡散媒体と同様の内部構造および光学特性を有する異方性拡散媒体を大面積で連続的に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の異方性拡散媒体の製造方法を詳細に説明する。
異方性拡散媒体の従来の製造方法は、光硬化性化合物を含む組成物をシート状に設け、所定の方向Ｐに配された点状光源からシートに対して平行紫外線を照射し、組成物を硬化させ、シート中に複数の棒状硬化領域の集合体を形成するものである。しかしながら、この方法では、大面積を連続して作製することは難しいため、点状光源ではなく、塗工装置や印刷機に多用されている線状光源を使用して同じ内部構造と光学特性を有するものを作製すべく検討を重ね、本発明に至ったものである。すなわち、本発明では、線状光源とシート状の光硬化性化合物を含む組成物との間に、方向Ｐに平行に配置した筒状物の集合を介在させ、この筒を通して光照射を行うことを特徴としている。この筒状物とは、内部が空洞で両端が開放している、いわゆる紙を円筒状に丸めたようなものを指す。この筒状物を同じ向きに多数集めて、線状光源からの光をこの筒状物を通過せしめて被硬化物に照射することにより、シート状の光硬化性化合物を含む組成物の任意の一点における照射条件は、従来の点状光源から光照射を受けたのと同等になり、従ってこれにより得られる異方性拡散媒体の内部構造も従来の点状光源照射で作製されたものと同じになり、その光学特性も同じとなるのである。このような筒状物を用いた光照射の模式図を、図４および図５に示す。
【００２０】
本発明の製造方法で使用する筒状物の断面形状は、円や三角形、四角形、六角形、それらの組み合わせ等特に指定されない。筒状物１個の大きさは、断面の直径が１〜１００ｍｍ、長さは１０〜１０００ｍｍの範囲が好ましい。更に断面の直径Ｄと、その長さＬとの間には（Ｌ／Ｄ）＞５、好ましくは（Ｌ／Ｄ）＞１０、より好ましくは（Ｌ／Ｄ）＞２０という関係が求められる。筒状物の直径が１ｍｍより小さい場合は、筒を通過する光の量が少な過ぎて好ましくなく、１００ｍｍを超える直径では、光の平行度が不十分で従来の点状光源と同等という照射条件を満たせなくなるため好ましくない。筒状物の長さについても、１０ｍｍより短い場合は、従来の点状光源と同等という照射条件を満たせず、一方１０００ｍｍを越えるようになると、光硬化性化合物を含む組成物に照射される光強度が小さくなり、長時間の露光が必要となるため好ましくない。
【００２１】
本発明で使用される筒状物の集合は、その一端は線状光源の直ぐ近傍に位置し、他の一端はシート状の光硬化性化合物を含む組成物に近接していることが必要である。その一方または両方が離れている場合、シート状の光硬化性化合物を含む組成物表面に照射される光は、元の線状光源の形を反映して線状を示したり、隣接する筒状物からの光が混じってきて、本来好ましい点状光源からの照射条件を再現することが出来ず、その結果本発明の異方性拡散媒体を作製することは出来なくなる。
【００２２】
本発明では使用する筒状物及びその集合体の材質は、特に制約されるものではなく、ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等が使用可能であるが、線状光源からの強い光や熱に耐久性のあり、物理的強度も強い方が好ましい。具体的には、ＳＵＳや鉄、アルミニウム等の金属及び合金類や、耐熱性高分子材料が好ましく使用される。ただし、光を透過させる筒の内側は、出来るだけ光を反射させないように、黒い塗装を施したり、金属の黒化処理や行ったり、また静電植毛を行ったりしておくことが好ましい。
【００２３】
以上説明した筒状物の集合は、シート状の光硬化性化合物を含む組成物の近傍に設置されるが、それを通して照射される光は筒状物の断面に基づくスポット光の集合であるため、それぞれのスポット間には照射強度の弱い部分を生じてしまう。そこで、筒状物の集合とシート状の光硬化性化合物を含む組成物とを、相対的に動かして全体の照射強度を均一化することが好ましい。具体的には、筒状物の集合をその方向Ｐを固定した状態で左右に往復させたり、円形軌道を回転させたりする方法が挙げられる。
【００２４】
連続生産を行う場合は、光硬化性化合物を含む組成物の長尺品を一定速度で移動させる過程で、この長尺品の幅方向に平行に設置した線状光源と筒状物の集合から光を照射させればよい。ここで硬化速度を上げるには、線状光源と筒状物の集合を複数個直列に設置することで対応可能となる。なおこの場合、幅方向の照射量をより均一にするために、長尺品の流れ方向に対して、筒状物の断面形状である例えば三角形、四角形、六角形等の辺の向きが同じにならないように工夫したり、筒状物の集合を上述のように左右往復や円形に回転させる機構を設けることも有効である。
【００２５】
光照射を行うための光源としては、本発明では棒状の発光面を有する光源が使用され、具体的には高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタハライドランプ、キセノンフラッシュランプ等が使用可能である。この棒状の光源としては、直径２０〜５０ｍｍ、発光長１００〜１５００ｍｍ程度のものが市販されており、作製する異方性拡散媒体の大きさに合わせて適宜選択することができる。
【００２６】
光硬化性化合物を含む組成物をシート状にしたものに照射する光線は、該光硬化性化合物を硬化可能な波長を含んでいることが必要で、通常は水銀灯の３６５ｎｍを中心とする波長の光が利用される。この波長帯を使って本発明の異方性拡散層を作製する場合、照度としては０．０１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．１〜２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲である。照度が０．０１ｍＷ／ｃｍ２以下であると硬化に長時間を要するため、生産効率が悪くなり、１００ｍＷ／ｃｍ２以上であると光硬化性化合物の硬化が速過ぎて構造形成を生じず、目的の異方性拡散特性を発現できなくなるからである。
【００２７】
次に、本発明の方法で製造することができる異方性拡散媒体について詳細に説明する。
本発明の方法で製造される異方性拡散媒体では、その拡散特性の入射角依存性は、媒体表面に所定の角度で交わる直線Ｐを含む任意の入射面内においてほぼ同一であり、直線Ｐを中心に対称性を有することを特徴としている。一般に拡散特性としては、ＪＩＳ−Ｋ７１０５やＪＩＳ−Ｋ７１３６で示される拡散透過率や平行光線透過率、ヘイズで表現されるが、これらは積分球にサンプルを密着させて光漏れがないような条件で、法線方向から光を照射して測定されるものであり、入射角度を任意に変えての測定は想定されていない。すなわち、異方性拡散媒体の拡散特性の入射角依存性を評価するための公的に認められた方法は存在しない。そこで、本発明では、図６に示すように、図示しない光源と受光器３との間にサンプルを配置し、サンプル表面の直線Ｌを中心として角度を変化させながらサンプルを直進透過して受光器３に入る光量を測定するという測定原理により直線透過光量の入射角依存性の評価を行うことにした。具体的な装置としては、市販のヘイズメーターや変角光度計、分光光度計において、光源と受光部との間に回転可能なサンプルホルダーを設けたものを使用することができる。ここで得られる光量の値はあくまで相対的なものであるが、直線透過光量の角度依存性として図７で示されるような測定結果を得ることが出来る。なお、以下直線光線透過量により散乱特性の角度依存性を説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、ヘイズメーターで測定される拡散透過率や平行光線透過率、ヘイズ等の値を代用することも可能である。
【００２８】
図８に、本発明の製造方法によって製造した異方性拡散媒体の一実施形態の模式図を示す。光硬化性化合物を含む組成物の硬化物からなるシート状の異方性拡散媒体１の内部には、微小な棒状硬化領域２が多数形成されている。これら棒状硬化領域２は、異方性拡散媒体１の法線Ｓ方向に配された点状光源から互いに平行な紫外線を照射して形成されており、これら棒状硬化領域は全て法線Ｓ方向と平行に形成されている。このような本発明の異方性拡散媒体の一例における断面の電子顕微鏡写真を、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。これらは図８におけるＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。すなわち、本発明で言う棒状硬化領域の集合体とは、図８に模式的に表したが、図９に示す電子顕微鏡写真に基づくものであって、このような断面形状を有するように形成されたものを意味するものである。また、棒状とは照射光源から推定して図８では円柱状に模式的に記載したが、厚さ方向に棒状に形成された状態を意味するもので、その形状は円状、多角形状、不定形状など、特に限定されるものではない。
【００２９】
図８に示す異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図を図１０に示す。図１０において、符号２は棒状硬化領域を模式的に表したものであり、ここでは棒状硬化領域は法線Ｓ方向へ伸びている。この異方性拡散媒体の上方から光が入射し、下方へ出射する場合、法線Ｓ方向、つまり棒状硬化領域の延在方向から入射した入射光Ｉ０は、異方性拡散媒体を通過する際に強く拡散されるため、その対応する直線透過光量は小さい。図１０では、これをＩ０と同じ向きを持ち、直線透過光量に比例した大きさを持つ透過光ベクトルＴ０で表している。次に、この入射光Ｉ０から一定の角度だけ傾斜した入射光Ｉ１については、これに対応する直線透過光量は増加するため、その透過光ベクトルＴ１はＴ０より大きくなっている。さらに、入射光Ｉ１よりも深い角度からの入射光Ｉ２では、その対応する透過光ベクトルＴ２はＴ１よりもさらに大きくなっている。
【００３０】
入射光Ｉ０から傾斜する全ての入射光について上記と同様に透過光量をベクトルで表現し、そのベクトル先端部を結ぶと、図１０に破線で示す対称性を持つ曲線が得られる。さらに、入射光Ｉ０を含む他の断面について同様の検討を行った場合も、すべての断面について図１０と同様の破線の曲線が得られる。すなわち、全ての方向について得られる透過光ベクトルの先端を結ぶと、図３に示すような法線Ｓ方向に軸を有する釣鐘状曲面が得られることになる。
【００３１】
本発明の方法で製造される異方性拡散媒体は上記の実施形態のみに限定されるものではなく、例えば図１１に示すような、法線Ｓ方向から任意の角度傾斜した方向Ｐを対称軸とした入射光角度依存性を有する異方性拡散媒体とすることも可能である。
【００３２】
図１１に示す異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図を図１２に示す。図１２において、符号２は棒状硬化領域を模式的に表したものである。この異方性拡散媒体についても上記と同様の検討を行うと、棒状硬化領域の延在方向であるＰ方向からの入射光Ｉ０、それに対して傾斜する入射光Ｉ１、Ｉ２のそれぞれに対応する透過光ベクトルＴ０、Ｔ１、Ｔ２の先端を結べば、図１２に破線で示した曲線が得られ、さらに入射光Ｉ０を含む全ての断面について同様に透過光ベクトルの先端を結べば、図３に示すような方向Ｐに対称軸を有する釣鐘状曲面が得られる。
【００３３】
前記特許文献１等に基づいて作製された光制御板も、図７と同じ入射角依存性を示すが、これは図６に示された特定の直線Ｌを中心にサンプルを回転させた場合だけであって、サンプル面内の直線Ｌと直交する直線を中心に回転させた場合は、直線透過光量の入射角依存性がほとんど示されないか、全く異なった様相を呈することになる。すなわち、図１３に示す直線Ｌと同じ向きの線状光源から光照射を行って作製した光制御板について、直線Ｌを中心に光制御板を回転させた場合の直線透過光量の角度依存性は図１４の実線で示されるが、直線Ｌと直行する直線Ｍを中心に回転させた場合は、破線のように全く異なった入射角依存性を示すのである。
【００３４】
しかしながら、本発明の方法により製造される異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物に、直線Ｐの方向から平行光線を照射して、該組成物を硬化させて作製されるものであり、この直線Ｐを含むあらゆる入射面内において直線透過光量の入射角依存性がほぼ同一であり、その形状は直線Ｐを中心に対称性を示すものである。図１５に、本発明の方法により製造される異方性拡散媒体に対して、それを作製する際に照射した平行光線の入射方向を代表して直線Ｐで示している。直線Ｐの異方性拡散媒体との交点をＯとし、異方性拡散媒体の法線Ｓと直線Ｐとで作る入射面Ｐ１が定義され、またこの入射面Ｐ１と垂直で直線Ｐを含む入射面Ｐ２も定義される。この２つの入射面Ｐ１とＰ２における直線透過光量の入射角依存性を図１６に示す。なお、ここでは直線Ｐの方向を入射角０°としているが、両入射面について入射角依存性はほとんど同じであり、その形状も直線Ｐを中心に対称性を示すことが示されている。これは、直線Ｐを含むあらゆる入射面について直線透過光量の入射角依存性を測定して立体化すれば、直線Ｐを中心とした釣鐘状の回転体が形成されることを意味している。
【００３５】
なお、ここで直線Ｐを含むあらゆる入射面内において直線透過光量の入射角依存性がほぼ同一であると述べたが、この「ほぼ同一」について説明する。直線透過光量の入射角依存性は図７に示されるように、特定の入射角度範囲で直線透過光量が低下して谷状を示しており、ここで半値幅を異方性拡散特性の入射角度範囲と定義することが出来る。本発明では、異なる入射面において入射角度範囲の差が１５°以内であるものについて「ほぼ同一」と定義するものである。
【００３６】
また本発明では、直線透過光量の入射角依存性の形状が所定の方向Ｐを中心に対称性を示すものであると述べたが、ここで言う対称性とは、図７において方向Ｐを指す入射光の入射角を０°として、入射角がプラス側の領域における直線透過光量の最大値と最小値の差をΔＲ、同様にマイナス側のそれをΔＬで表し、０．５≦（ΔＲ／ΔＬ）≦２の関係が成立する場合を言うものである。
【００３７】
本発明の方法により製造される異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物に、直線Ｐの方向から平行光線を照射して、該組成物を硬化させることにより作製されるが、この直線Ｐの方向としては、媒体の法線からの傾きが４５°以内であることが求められ、３０°以内が好ましく、１５°以内であることがより好ましい。また、この直線Ｐが法線と一致することも本発明の好ましい形態である。なお、４５°以上の深い傾きから光を照射した場合、照射光の吸収効率が悪く製造上不利であり、また本発明に示される直線Ｐを含む任意の入射面内における直線透過光量の入射角依存性の同一性を保てないため好ましくない。これは図１２からも明らかなように、方向Ｐの法線に対する傾斜が大きい場合、方向Ｐに対して同じ角度だけ傾斜した入射光Ｉ２どうしであっても、異方性拡散媒体中の光路長がそれぞれ著しく異なってしまい、透過光Ｔ２の光量に差が生じてしまうからである。
【００３８】
本発明の方法により製造される異方性拡散媒体の形態としては、光硬化性化合物を含む組成物の硬化物からなる異方性拡散層単独、該異方性拡散層を透明基体上に積層した構成、異方性拡散層の両側に透明基体を積層した構成が提供可能である。ここで透明基体としては、透明性は高いもの程良好であって、全光線透過率（ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１）が８０％以上、より好ましくは８５％以上、最も好ましくは９０％以上のもの、また、ヘイズ値（ＪＩＳ  Ｋ７１３６）が３．０以下、より好ましくは１．０以下、最も好ましくは０．５以下のものが好適に使用できる。透明なプラスチックフィルムやガラス板等が使用可能であるが、薄く、軽く、割れ難く、生産性に優れる点でプラスチックフィルムが好適である。具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリイミド（ＰＩ）、芳香族ポリアミド、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、セロファン、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、シクロオレフィン樹脂等が挙げられ、これらの単独または混合、更には積層したものを用いることが出来る。また基体の厚さは、用途や生産性を考慮すると１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは１０〜５００μｍ、より好ましくは、５０〜１５０μｍである。
【００３９】
次に、本発明の方法により製造される異方性拡散媒体は、光硬化性化合物を含む組成物を硬化した異方性拡散層を含むものであるが、この組成物としては次のような組み合わせが使用可能である。
（１）後述する単独の光重合性化合物を使用するもの
（２）後述する複数の光重合性化合物を混合使用するもの
（３）単独又は複数の光重合性化合物と、光重合性を有しない高分子化合物とを混合して使用するもの
【００４０】
いずれの組み合わせにおいても、光照射により異方性拡散層中に、屈折率の異なるミクロンオーダーの微細な構造が形成されるようであり、これにより本発明に示される特異な異方性拡散特性が発現できるものと思われる。従って、上記（１）では光重合の前後における屈折率変化が大きい方が好ましく、また（２）（３）では屈折率の異なる複数の材料を組み合わせることが好ましい。なお、ここで屈折率変化や、屈折率の差とは、具体的に０．０１以上、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上の変化や差を示すものである。
【００４１】
本発明の方法により製造される異方性拡散層を形成するのに必須な材料である光硬化性化合物は、ラジカル重合性またはカチオン重合性の官能基を有するポリマー、オリゴマー、モノマーから選択される光重合性化合物と光開始剤とから構成され、紫外線及び可視光線を照射することにより重合・固化する材料である。
【００４２】
ラジカル重合性化合物は、主に分子中に１個以上の不飽和二重結合を含有するもので、具体的にはエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート等の名称で呼ばれるアクリルオリゴマーと、２−エチルヘキシルアクリレート、イソアミルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソノルボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−アクリロイロキシフタル酸、ジシクロペンテニルアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変成トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のアクリレートモノマーが挙げられる。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。なお、同様にメタクリレートも使用可能であるが、一般にはメタクリレートよりもアクリレートの方が光重合速度が速いので好ましい。
【００４３】
カチオン重合性化合物としては、分子中にエポキシ基やビニルエーテル基、オキセタン基を１個以上有する化合物が使用出来る。エポキシ基を有する化合物としては、２−エチルヘキシルジグリコールグリシジルエーテル、ビフェニルのグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＤ、ビスフェノールＳ、テトラメチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノールＦ、テトラクロロビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ等のビスフェノール類のジグリシジルエーテル類、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ブロム化フェノールノボラック、オルトクレゾールノボラック等のノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル類、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのＥＯ付加物、ビスフェノールＡのＰＯ付加物等のアルキレングリコール類のジグリシジルエーテル類、ヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステルやダイマー酸のジグリシジルエステル等のグリシジルエステル類が挙げられる。
【００４４】
更に、３，４―エポキシシクロヘキシルメチル―３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、２―（３，４―エポキシシクロヘキシル―５，５―スピロ―３，４−エポキシ）シクロヘキサン―メタ―ジオキサン、ジ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ジ（３，４―エポキシ―６―メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、３，４―エポキシ―６―メチルシクロヘキシル―３’，４’―エポキシ―６’―メチルシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス（３，４―エポキシシクロヘキサン）、ジシクロペンタジエンジエポキシド、エチレングリコールのジ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）エーテル、エチレンビス（３，４―エポキシシクロヘキサンカルボキシレート）、ラクトン変性３，４―エポキシシクロヘキシルメチル―３’，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、テトラ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）ブタンテトラカルボキシレート、ジ（３，４―エポキシシクロヘキシルメチル）―４，５―エポキシテトラヒドロフタレート等の脂環式エポキシ化合物も挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
ビニルエーテル基を有する化合物としては、例えばジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、プロペニルエーテルプロピレンカーボネート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なおビニルエーテル化合物は、一般にはカチオン重合性であるが、アクリレートと組み合わせることによりラジカル重合も可能である。
【００４６】
またオキセタン基を有する化合物としては、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、３−エチル−３−（ヒドロキシメチル）−オキセタン等が使用できる。
【００４７】
なお以上のカチオン重合性化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。
ラジカル重合性化合物を重合させることの出来る光開始剤としては、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパノン−１、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、ビス（シクロペンタジエニル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（ピル−１−イル）チタニウム、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。
【００４８】
またカチオン重合性化合物の光開始剤は光照射によって酸を発生し、この発生した酸により上述のカチオン重合性化合物を重合させることが出来る化合物であり、一般的には、オニウム塩、メタロセン錯体が好適に用いられる。オニウム塩としては、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩等が使用され、これらの対イオンには、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−等のアニオンが用いられる。具体例としては、４−クロロベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、（４−フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネート、ビス［４−（ジフェニルスルホニオ）フェニル］スルフィド−ビス−ヘキサフルオロホスフェート、（４−メトキシフェニル）ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、（４−メトキシフェニル）フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンジルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロホスフェート、（η５−イソプロピルベンゼン）（η５−シクロペンタジエニル）鉄（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの化合物は、各単体で用いてもよく、複数混合して用いてもよい。
【００４９】
本発明において、上記光開始剤は、光重合性化合物１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１〜７重量部、より好ましくは０．１〜５重量部程度配合される。これは、０．０１重量部未満では光硬化性が低下し、１０重量部を超えて配合した場合には、表面だけが硬化して内部の硬化性が低下してしまう弊害が出てくるからである。これらの光開始剤は、通常粉体を光重合性化合物中に直接溶解して使用されるが、溶解性が悪い場合は光開始剤を予め極少量の溶剤に高濃度に溶解させたものを使用することも出来る。このような溶剤としては光重合性であることが更に好ましく具体的には炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。また、光重合性を向上させるために公知の各種染料や増感剤を添加することも可能である。更に光重合性化合物を加熱により硬化させることの出来る熱硬化開始剤を光開始剤と共に併用することも出来る。この場合光硬化の後に加熱することにより光重合性化合物の重合硬化を更に促進し完全なものにすることが期待できる。
【００５０】
本発明では、上記の光硬化性化合物を単独で、または複数を混合した組成物を硬化させて、異方性拡散層を形成することが出来る。また、光硬化性化合物と光硬化性を有しない高分子樹脂の混合物を硬化させることによっても本発明の異方性拡散層を形成可能である。ここで使用できる高分子樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩ビ−酢ビ共重合体、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。これらの高分子樹脂と光硬化性化合物は、光硬化前は十分な相溶性を有していることが必要であるが、この相溶性を確保するために各種有機溶剤や可塑剤等を使用することも可能である。なお、光硬化性化合物としてアクリレートを使用する場合は、高分子樹脂としてはアクリル樹脂から選択することが相溶性の点で好ましい。
【００５１】
本発明の方法により製造される異方性拡散媒体は、上述の光硬化性化合物を含む組成物をシート状に設け、これに直線Ｐの方向から平行光線を照射して、該組成物を硬化させることにより製造されるものである。ここで、光硬化性化合物を含む組成物を基体上にシート状に設ける手法としては、通常の塗工方式や印刷方式が適用される。具体的には、エアドクターコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、ダムコーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティングや、グラビア印刷等の凹版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等が使用できる。また、組成物が低粘度の場合は、基体の周囲に一定の高さの堰を設けて、この堰で囲まれた中に組成物をキャストすることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明によれば、直線透過光量の入射角依存性が異方性拡散媒体内の特定の直線を軸として釣鐘状曲面となるような従来にない特徴的な特性を有する異方性拡散媒体を大面積で連続的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来の光制御板の一例を示す模式図である。
【図２】（ａ）図１の従来の光拡散媒体におけるＡ−Ａ線断面（線状光源の向きと垂直な断面）を示す電子顕微鏡写真である。（ｂ）図１の従来の光拡散媒体におけるＢ−Ｂ線断面（線状光源の向きと平行な断面）を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明の異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式図である。
【図４】本発明の異方性拡散媒体の製造方法を示す模式断面図である。
【図５】本発明の異方性拡散媒体の製造方法を示す模式図である。
【図６】異方性拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価方法を示す模式図である（直線Ｌのみを回転軸とした場合）。
【図７】異方性拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価における入射角と直線透過光量の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の異方性拡散媒体の実施形態を示す模式図である。
【図９】（ａ）図８の本発明の異方性拡散媒体におけるＡ−Ａ線断面を示す電子顕微鏡写真である。（ｂ）図８の本発明の異方性拡散媒体におけるＢ−Ｂ線断面（Ａ−Ａ線断面に直交する断面）を示す電子顕微鏡写真である。
【図１０】図８の異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図である。
【図１１】本発明の異方性拡散媒体の他の実施形態を示す模式図である。
【図１２】図１１の異方性拡散媒体を透過する直線透過光量の入射角依存性を説明する模式的断面図である。
【図１３】異方性拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価方法を示す模式図である（直線ＬおよびＭを回転軸とした場合）。
【図１４】従来の光拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価における入射角と直線透過光量の関係を示すグラフである。
【図１５】所定の直線Ｐ方向から平行光線を照射して作製した本発明の異方性拡散媒体における直線透過光量の入射角依存性を説明する模式図である。
【図１６】本発明の異方性拡散媒体の直線透過光量の入射角依存性の評価における入射角と直線透過光量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１    異方性拡散媒体
２    棒状硬化領域
３    受光部
４    線状光源
５    筒状空洞
６    筒状物の集合体
Ｉ    入射光
Ｔ    透過光
Ｐ    入射方向
Ｐ１，Ｐ２  入射面
Ｓ    異方性拡散媒体表面の法線
【図１】
2005292219.tif 000003
【図２】
2005292219.tif 000004
【図３】
2005292219.tif 000005
【図４】
2005292219.tif 000006
【図５】
2005292219.tif 000007
【図６】
2005292219.tif 000008
【図７】
2005292219.tif 000009
【図８】
2005292219.tif 000010
【図９】
2005292219.tif 000011
【図１０】
2005292219.tif 000012
【図１１】
2005292219.tif 000013
【図１２】
2005292219.tif 000014
【図１３】
2005292219.tif 000015
【図１４】
2005292219.tif 000016
【図１５】
2005292219.tif 000017
【図１６】
2005292219.tif 000018