(57)【要約】【課題】煩雑な工程を含まず簡便に光制御膜を積層した光制御フィルムを製造することができる光制御フィルムの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の光制御フィルムの製造方法は、曇価が入射角依存性を有さず入射光を表面に沿った第１の方向に散乱させる第１の光散乱膜２と、曇価が入射角依存性を有し入射光を第１の方向と直交する第２の方向に散乱させる第２の光散乱膜４とが積層された光制御フィルム１の製造方法であって、光重合によって、マトリックスと、マトリックス中に配設されたマトリックスと屈折率が異なる複数の構造体とを備えた硬化物を形成する光重合性組成物を準備する工程と、第１の光散乱膜の一方の表面上に光重合性組成物層を形成する工程と、光重合性組成物に対し第１の光散乱膜側から平行光を照射して光重合性組成物を硬化させ第１の光散乱膜上に第２の光散乱膜を形成する工程と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曇価が入射角依存性を有さず入射光を表面に沿った第１の方向に散乱させる第１の光散乱膜と、曇価が入射角依存性を有し入射光を前記第１の方向と直交する第２の方向に散乱させる第２の光散乱膜とが積層された光制御フィルムの製造方法であって、
光重合によって、マトリックスと、該マトリックス中に配設されたマトリックスと屈折率が異なる複数の構造体とを備えた硬化物を形成する光重合性組成物を準備する工程と、
前記第１の光散乱膜の一方の表面上に前記光重合性組成物層を形成する工程と、
該光重合性組成物に対し第１の光散乱膜側から平行光を照射して該光重合性組成物を硬化させ第１の光散乱膜上に前記第２の光散乱膜を形成する工程と、を備えている、
ことを特徴とする光制御フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記付着工程が、一方の面が前記第１の光散乱膜によって規定された空間に光重合性組成物を充填する工程である、
請求項１に記載の光制御フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記付着工程が、前記第１の光散乱膜の表面に光重合性組成物を塗布する工程である、
請求項１に記載の光制御フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記光重合性組成物は、単独重合して得られる単独重合体の屈折率に差がある少なくとも２種類の光重合可能なモノマー又はオリゴマーを含有する組成物である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光制御フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、光制御フィルムの製造方法に関し、より詳細には、プロジェクションスクリーン等に適した広い出射角度範囲を有する光制御フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ（投影機）からの画像を散乱させ、視聴者が視認できるようにするためにプロジェクションスクリーンが用いられている。
そして、近年、超小型プロジェクタを搭載したノートパソコン、携帯電話、デジタルカメラ等が相次いで開発されているため、プロジェクタが民生用へ普及する兆しがみられる。この結果、プロジェクションスクリーンも民生用に広く用いられる可能性が高まってきている。
【０００３】
この他、デジタルサイネージ用の透過型スクリーンや、レーザーディスプレイ用のスクリーン、ヘッドアップディスプレイ用のスクリーン等の光を散乱させる機能を有する光制御スクリーンへの需要は高まっている。
【０００４】
このようなスクリーンは様々な環境下、即ち、映画館や会議室のような暗所だけではなく、明るい室内や屋外等の明所でも使用される。スクリーンを明所で使用する場合には、外光の散乱を抑制する必要がある。これは、外光が視聴者側に散乱されると、表示画像のコントラストが低下してしまうためである。
【０００５】
このような条件に加えて、特定の視野角で視認できるようにするために、所定範囲に投影光を散乱させる必要があり、さらに、ディスプレイ等の多くの用途においては視認性向上の観点から広い視野角が求められる。
【０００６】
外光散乱を抑制することができる汎用的なスクリーンとして、回帰反射を利用したビーズスクリーンが知られているが、このスクリーンには、視野角が狭いという問題があった。
【０００７】
また、特定の入射角度範囲の光を選択的に散乱させる光制御フィルムを用いて外光の散乱を抑制するスクリーンが提案されている。このようなスクリーンは、曇価が入射角依存性を有する光制御膜(フィルム)を使用しており、投影光が散乱可能な特定の入射角度で入射し且つ外光が散乱しない角度で入射するように配置されることによって、外光散乱を抑制するものである。
【０００８】
このような光制御フィルムとしては、屈折率に差がある少なくとも２種類の光重合可能なモノマー又はオリゴマーを含む組成物を光照射によって硬化させて製造される光制御板(特許文献１)がある。しかしながら、この光制御板には、視野角がかなり狭いという問題があった。
【０００９】
視野角が狭いという問題を解決する方法として、複数枚の光散乱膜を積層して光制御フィルムとする方法がある。
【００１０】
具体的には、曇価が入射角依存性を有する２枚以上の光制御膜を積層した光制御フィルムであって、２枚の光制御膜を高い曇価を示す入射角度範囲（光散乱角度域）が直交するように配向した光制御フィルムをプロジェクションスクリーンとして使用することが知られている(特許文献２)。
【００１１】
さらに、曇価が入射角依存性を有する３枚以上の光制御膜を積層した光制御フィルムであって、２枚の光制御膜を、高い曇価を示す入射角度範囲（光散乱角度域）が同一面上にあり、光散乱角度域の中心が法線方向に対して互いに反対方向に偏向し、且つ光散乱角度域の一部が互いに重なる状態で配向し、別の１枚の光制御膜を、２枚の光制御膜と光散乱角度域が同一面上にあり光散乱角度域の中心が法線方向にほぼ一致するようにして配向した光制御フィルムをプロジェクションスクリーンに適用することが提案されている(特許文献３)。
【００１２】
曇価が入射角依存性を有する複数枚の光制御膜を積層した光制御フィルムを使用するスクリーンが知られている(特許文献４)。
【００１３】
このように曇価が入射角依存性を有する複数枚の光制御膜を積層した光制御フィルムを使用することによって、プロジェクションスクリーンの視野角を広くすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第２６９１５４３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６３５４号公報
【特許文献３】特開２００６−８４７６９号公報
【特許文献４】特開平４−７７７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
光散乱膜である光制御膜を積層した構成を有する上記特許文献２ないし４で開示されている光制御フィルムの製造方法として、別々に作製した光制御膜を粘着剤等の媒体を介して接着する方法、媒体を介さずに重ねる方法、一方の光制御膜を基材として、その上に直接、他の光制御膜を形成する方法などが提案されている。
【００１６】
しかしながら、別々に製造した光制御膜を積層する光制御フィルムの製造（特許文献２，３）には、積層工程が必要であり、その際、各光散乱膜を所定の向きで配向して積層する必要があるため、積層工程が煩雑になるという問題があった。
【００１７】
また、一方の光制御膜の上に光重合性組成物を塗布し、この光重合性組成物を光重合によって硬化させて他方の光制御膜とする光制御フィルムの製造方法（特許文献４）には、光重合の際の光の照射方向の調整の制御が留意しなければならず、この形成工程が難しくなるという問題があった。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、煩雑な工程を含まず簡便に光制御膜を積層した光制御フィルムを製造することができる光制御フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、
曇価が入射角依存性を有さず入射光を表面に沿った第１の方向に散乱させる第１の光散乱膜と、曇価が入射角依存性を有し入射光を前記第１の方向と直交する第２の方向に散乱させる第２の光散乱膜とが積層された光制御フィルムの製造方法であって、
光重合によって、マトリックスと、該マトリックス中に配設されたマトリックスと屈折率が異なる複数の構造体とを備えた硬化物を形成する光重合性組成物を準備する工程と、
前記第１の光散乱膜の一方の表面上に前記光重合性組成物層を形成する工程と、
該光重合性組成物に対し第１の光散乱膜側から平行光を照射して該光重合性組成物を硬化させ第１の光散乱膜上に前記第２の光散乱膜を形成する工程と、を備えている、
ことを特徴とする光制御フィルムの製造方法が提供される。
【００２０】
このような構成によれば、第２の光散乱膜の光散乱方向が、自動的に、第１の光散乱膜の光散乱方向と直交する方向になる。この結果、煩雑な積層工程等が不要となる。
【００２１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記付着工程が、一方の面が前記第１の光散乱膜によって規定された空間に光重合性組成物を充填する工程である。
【００２２】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記付着工程が、前記第１の光散乱膜の表面に光重合性組成物を塗布する工程である。
【００２３】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記光重合性組成物は、単独重合して得られる単独重合体の屈折率に差がある少なくとも２種類の光重合可能なモノマー又はオリゴマーを含有する組成物である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、煩雑な工程を含まず簡便に、光制御膜を積層した光制御フィルムを製造することができる光制御フィルムの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好ましい実施形態の光制御フィルム製造方法によって製造される光制御フィルムの構造を示す模式図である。
【図２】出射角度範囲の測定方法を説明する図である。
【図３】曇価の入射角依存性の測定方法を説明する図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態の光制御フィルムを説明する図面である。
【図５】本発明の好ましい実施形態の光制御フィルムの製造方法を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例の光制御フィルムの散乱光分布を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の光制御フィルム製造方法によって製造される光制御フィルムの構成について詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の好ましい実施形態の光制御フィルム１の構成を説明するための図面である。図１に示されているように、本発明の好ましい実施形態の光制御フィルム１は、第１の光散乱膜２と、第２の光散乱膜４とが積層された積層体である。第１の光散乱膜２および第２の光散乱膜の厚さは、０．１μｍ〜１０００μｍの範囲内で適宜調整すればよい。
【００２８】
第１および第２の光散乱膜２、４は何れも、光を散乱させる光制御膜である。第１の光散乱膜２は、曇価が入射角依存性を有さず入射光を表面に沿った第１の方向（例えば、左右方向）に散乱させる特性を備えている。また、第２の光散乱膜４は、曇価が入射角依存性を有しており入射光を所定の第２の方向（例えば、前後方向）に散乱させる特性を備え、この第２の方向が第１の方向と直交する向きで、第１の光散乱膜２に積層されている。
【００２９】
第１の光散乱膜２の左右方向の出射角度範囲は好ましくは−５０〜＋５０°より広い範囲、より好ましくは−６０〜＋６０°より広い範囲である。また、第２の光散乱膜４の前後方向の出射角度範囲は好ましくは−１０〜＋１０°より広い範囲、より好ましくは−２０〜＋２０°より広い範囲である。
【００３０】
「出射角度範囲」とは、光散乱膜に特定の角度から光を入射させたとき、出射光が観測される角度範囲を指し、このときの出射角度範囲は、入射光に対し平行な軸を０°として表す。
出射角度範囲は、例えば図２に模式的に示すように、光散乱膜２、４に法線方向から入射光を入射させた状態で、出射光の法線を中心とした＋９０度から−９０度の範囲で受光器によって測定していき（ａ）、さらに、光散乱膜２、４を傾斜させた状態で同様の測定を行うことに計測される。
【００３１】
また、曇価の入射角依存性は、次のようにして規定される。
法線方向を０°とし、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、光制御膜２、４への光の入射角θを−９０〜＋９０°の範囲で変化させて、それぞれの角度毎に曇価を測定する。ここで、入射角θは、法線方向と入射光とのなす角度である。
【００３２】
そして、６０％以上の曇価を示す入射角度範囲と、６０％未満の曇価を示す入射角度範囲との両方を有する光制御膜を、曇価に入射角依存性を有する光制御膜とし、どちらか一方のみの場合を、曇価に入射角依存性を有しない光制御膜とする。
【００３３】
曇価は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６に従い、光線透過率測定装置（例えば、ヘーズメーターＨＭ−１５０、ゴニオフォトメータＧＰ−２００  共に村上色彩技術研究所社製）を用いて、光制御フィルムの全光線透過率及び散乱透過率を測定し、式１により求められる値である。
【００３４】
曇価（％）＝散乱透過率（％）／全光線透過率（％）×１００・・・式１
散乱透過率（％）＝全光線透過率（％）−平行光線透過率（％）
【００３５】
上述した構成によって、本実施形態の光制御フィルム１では、図４に模式的に示されているように、第１の光散乱膜２が入射光を図中の左右方向（第１の方向）の広い出射角度範囲に散乱させ、その散乱光を、第２の光散乱膜４が第１の方向と直交する図中の前後方向（第２の方向）の広い出射角度範囲に散乱させることになる。この結果、第１の光散乱膜２および第２の光散乱膜４が積層されている光制御フィルム１への入射光は、左右方向（第１の方向）とこれに直交する前後方向（第２の方向）の両方で充分に広い出射角度範囲に散乱されることになる。
【００３６】
本実施形態では、第１の光散乱膜２としては、フィルム表面にプリズム列やレンチキュラーレンズ、マイクロレンズ等の多数の微細レンズ部が設けられ、その微細レンズ部によよる屈折機能によって光を散乱させる光散乱膜が使用されている。
例えば、Luminit社が製造するレンズ拡散板(LSD:Light Shaping Diffusers。拡散フィルム、拡散フィルター、拡散シートとも呼ばれる。)であって、LED光・白色光・レーザー光をエネルギーロスの少ない高い透過率で円形や楕円形などに拡散整形するものが使用される。
【００３７】
このような光散乱膜の他、フィルム表面にレンチキュラーレンズ、バックリング構造等を設けた光散乱膜、フィルム基材内部に針状構造の微粒子を一方向に分散配列させた光散乱膜等、曇価が入射角依存性を有さず入射光を表面に沿った第１の方向に散乱させる機能を有する他の光散乱膜を第１の光散乱膜として使用することも可能である。
【００３８】
他の好ましい第１の光散乱膜２としては、Ｌｕｍｉｎｉｔ社製のレンズ拡散板（ＬＳＤ：登録商標）がある。
【００３９】
ＬＳＤは、フィルム表面にマイクロオーダーの微細なレンズアレイをランダムに配置した構造を有しており、レンズアレイによる屈折機能で入射光を広い出射角度範囲に散乱させている。
散乱強度及び出射角度範囲は、表面構造の形状を変えることで調節することができ、例えば、散乱光の形状を円形、楕円形、直線形等にすることができる。
【００４０】
ＬＳＤの基材としては、ガラス、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート等の透明材料が用いられる。基材の表面にレンズアレイを加工する方法としては、射出成形を用いる方法や、基材に光硬化性樹脂を塗布し、マスターを押し当てて光硬化することによってパターンを転写させる方法等がある。
【００４１】
本実施形態では、第２の光散乱膜４として、光重合性組成物を硬化してなるマトリックス６と、該マトリックス６中に配設されたマトリックス６と屈折率が異なる複数の板状構造体８とを備えている光散乱膜が使用されている。板状構造体８は、マトリックス６と等しい厚さを有し、マトリックス６を厚さ方向に貫通し、且つ一定周期Λで略平行にマトリックス６内に配置されている。配列周期は８０ｎｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは９０〜５０００ｎｍの範囲である。
【００４２】
このような第２の光散乱膜４は、光重合による硬化によって単独重合して得られた単独重合体内に屈折率が異なる部分が点在する硬化物となる少なくとも２種類の光重合可能なモノマー又はオリゴマーを含有する光重合性組成物を膜状に配置し、この膜状の光重合性組成物に特定方向から紫外線等の活性エネルギー線を平行光として照射し、光重合性組成物層を硬化させることにより製造される。
【００４３】
この板状構造体８に平行に入射した光は、板状構造体８が延びる方向に散乱される。
また、このような構成を有する光散乱膜（光重合性組成物硬化物）は、板状構造体８の長手方向を軸として、光の入射方向を回転させた場合に、曇価に入射角依存性を有する。
【００４４】
板状構造体８が特定の方向に延びる回折格子を構成しているので、第２の光散乱膜４に特定の入射角で入射した光は、Ｂｒａｇｇの回折条件に準じた原理にしたがって散乱するものと考えられる。
【００４５】
Ｂｒａｇｇの回折式に従う場合、散乱角θ0の大きさは複数の板状構造体の配列周期Λに依存し、散乱角θ0の大きさは式２で表される。
【００４６】
ｎλ＝Λｓｉｎθ0・・・式２
（ｎは次数、λは入射光の波長、Λは配列周期、θは散乱角）
【００４７】
散乱角θ0を大きくしたい場合、構造体の配列周期Λをより小さくすればよい。式２より、散乱角θ0を１０°程度にしたい場合、配列周期Λを３μｍ程度にすればよいことが分かる。（ｎ＝１、λ＝５３２ｎｍで計算）
配列周期Λは、使用する組成物及び照射条件によって調節することができる。
【００４８】
次に、本実施形態の光制御フィルム１の製造方法について説明する。
本実施形態で使用される第２の光散乱膜４のような光重合性組成物を硬化してなるマトリックス６と、該マトリックス６中に配設されたマトリックス６と屈折率が異なる複数の板状構造体８とを備えている光散乱膜では、光重合性組成物の硬化の際に照射した光の広がり角の中心に高い曇価を示す入射角度範囲を発現する。即ち、硬化時（製造時）の光の照射方向にほぼ平行な光が入射すると場合、高い曇値を発現するが、硬化時（製造時）の光の照射方向と大きく異なる方向から光が入射した場合は、曇値が小さく光をほとんど散乱しない。
【００４９】
例えば、硬化時（製造時）の光の照射方向が光重合性組成物の膜面にほぼ垂直であれば、垂直方向すなわち法線方向を中心に、高い曇価を示す入射角度範囲が発現する。また、硬化時（製造時）の光の照射方向が法線方向に対して所定角度傾いた斜め方向であれば、その傾いた方向を中心に前記入射角度範囲が発現することになる。
【００５０】
本願発明の発明者らは、この点および、第１の光散乱膜２の偏角作用に着目し、この第１の光散乱膜２によって偏角した光を、第２の光散乱膜２の光重合（硬化）用の光とする本実施形態の光制御フィルム製造方法を創出した。
【００５１】
本実施形態の製造方法は、図５に示すように、下方基材１０と上方基材１２に挟まれた薄膜状の空間の周囲にスペーサ１４を配置して液密空間１６を形成し、この液密空間１６内に液体状の未硬化の光重合性組成物１８を充填し、上方基材１２を介して光重合性組成物に光２０を照射し、光重合性組成物１８を硬化させて第２の光散乱膜４とする方法である。上方基材として第１の光散乱膜２が使用される。
【００５２】
そして、下方基材１０と上方基材１２即ち第１の光散乱膜２に挟まれた液密空間１６に光重合性組成物１８を充填することによって、第１の光散乱膜２の表面に膜状の光重合性組成物１８が付着されることなる。
【００５３】
本実施形態の製造方法では、上方基材１２として、第１の光散乱膜２が使用されるので、光重合性組成物２０は、第１の光散乱膜２によって偏角された光で照射されることになる。
【００５４】
この方法では、スペーサの厚みを所望の値にすることによって光散乱膜の膜厚を所望の厚みに制御することができる。
【００５５】
第２の光散乱膜４を製造するために用いられる光重合可能なモノマー又はオリゴマーとしては、（メタ）アクリロイル基を含む（メタ）アクリルモノマーや、ビニル基、アリル基等を少なくとも１個含有するものが好ましく、例えば特開２００５−２４２３４０号公報や、特許第２６９１５４３号公報（特許文献１）に記載のもの等を用いることができる。
【００５６】
光重合性組成物の硬化に用いる光の波長は、前述の組成物を硬化させるものであればどのような波長を有していてもよく、例えば、可視光、紫外線等がよく用いられる。また、前記硬化に用いる光は、特定の方向に広がり角を有する光であることが好ましい。
【００５７】
光散乱膜の曇価を制御する方法として、フィルムの膜厚を調整して曇価を制御する方法がある。この場合、膜厚が薄くなると、曇価は小さい値となる。
【００５８】
また、光散乱膜の曇価は光重合条件にも依存し、光の強度を高くする、光開始剤の量を増やす、など光重合速度が速くなる方向に変えることにより曇価を小さくすることも可能である。
【００５９】
上記実施形態の光制御フィルムの製造方法によれば、第２の光散乱膜４の板状構造体８は、その向きが第１の光散乱膜２の出射角度範囲に平行となるように形成されるため、位置合わせ等の煩雑な工程を経ることなく、正確に２枚の光散乱膜の向きを合わせることができる。
【００６０】
本発明は、本明細書に記載された実施形態や具体的な実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００６１】
上記実施形態の光制御フィルム製造方法は、光重合性組成物を一方の面が第１の光散乱膜で構成れた液密空間に充填し、第１の光散乱膜を通して光重合性組成物に光を照射する構成であったが、光重合性組成物を第１の光散乱膜の表面に膜状に塗布し、この膜状の光重合性組成物に第１の光散乱膜を通して光を照射する構成でもよい。
【実施例】
【００６２】
単官能モノマーとしてベンジルアクリレートを、多官能モノマーとして分子量が５３６のポリエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）を用いた。開始剤としては、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）を用いた。
【００６３】
２０質量部のベンジルメタクリレートと８０質量部のＰＥＧＤＭＡの混合物に対し開始剤を１．０質量部加え、光重合性組成物を得た。基材ガラス（３ｍｍ厚）と第１の光散乱膜（ＬＳＤ６０×１°、Ｌｕｍｉｎｉｔ社製、レンズ面を照射面側として使用）の間にＳＵＳ製シム（０．３ｍｍ厚）を配置して液密空間を規定し、この空間内に光重合性組成物に封入した。
【００６４】
続いて、高圧水銀ランプからの平行光を、バンドパスフィルタを介して３６５ｎｍにピークを有する平行光として第１の光散乱膜側から垂直に照射し、光重合性組成物を重合させて第１の光散乱膜上に第２の光散乱膜を作製し、第１の光散乱膜と第２の光散乱膜との積層体を得た。平行光の強度は０．１ｍＷ／ｃｍ2、照射時間は１０ｍｉｎとした。
【００６５】
（評価法及び評価結果）
前記実施例の光制御フィルムにつき、ゴニオフォトメータＧＰ−２００（村上色彩技術研究所社製）を用いて、光制御フィルムへ光を０°（法線方向）で入射させたときの散乱光分布を測定したところ、図６に示すように、水平方向の出射角度範囲は−５０〜＋５０°より広く、垂直方向の出射角度範囲は−１０〜＋１０°より広いことがわかった。すなわち、実施例で作製した光制御フィルムは、水平、垂直方向の両方で充分に広い出射角度範囲を有することがわかった。
【符号の説明】
【００６６】
１：光制御フィルム
２：第１の光散乱膜
４：第２の光散乱膜
６：マトリクス
８：板状構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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