JP2006028205A - 異方性光散乱フィルム用組成物及び異方性光散乱フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】散乱特性に異方性を持たせ、縦横の散乱範囲に係る散乱特性までも制御することが容易であると共に、観察位置によって表示光の色が変化しない異方性光散乱フィルム及び組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物と、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物と、（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤と、（Ｅ）化学放射線あるいは熱によってカチオン種を発生する重合開始剤からなり、（Ａ）熱可塑性樹脂と（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の屈折率に差がある組成物を用い、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されており、且つその屈折率の異なる部分が、フィルムの厚さ方向に対して傾斜して層状に分布している構造である異方性光散乱フィルムとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光の入射角度に応じて散乱性が異なる（或いは、入射角度選択性を持つ）と共に、光散乱特性に異方性を有する光散乱フィルム用組成物に関する。

反射型液晶表示装置や透過型液晶表示装置のなどの光を利用する表示装置では、観察の際の視野角を確保する（すなわち、表示装置の前面には、明るく表示画像を見せる）ことや、表示画面の全面にわたって均一な明るさで表示画面を見えるようにする目的で、装置の前面に光拡散フィルムを配置することが行われている。従来の光散乱フィルムとしては、表面をマット状に加工した樹脂フィルムや、内部に拡散材を包含した樹脂フィルムなどが用いられている。
従来のマット状に加工した樹脂フィルムや内部に拡散材を含有するフィルムの場合、入射光の入射角度に依存した散乱性の変化といった機能を持たせることは原理上困難であり、現実的にそのような機能は持ち合わせていない。
表面をマット状に加工した光散乱フィルムの場合、フィルム表面をサンドブラスター処理のように物理的にマット面を形成したり、或いは酸性又はアルカリ性の溶液による溶解処理により化学的にマット面を形成する。従って光の散乱性を制御する事が難しく、また縦と横の散乱性を変えるといったことも出来ないため散乱異方性を持たせることもできない。
また、内部に拡散材を包含した光散乱フィルムにおいても、散乱性を制御するために拡散材の屈折率や大きさ、形状等を制御する試みも為されているが、技術的に難易度が高く、実用上十分であるとは言えないのが現状である。
従って、上記の光散乱フィルムでは、散乱性の入射角度依存性がなく、光散乱の異方性も無いかもしくは少ないため、表示装置に使用した際に、不必要な散乱光が生じ、結果として表示の明るさやコントラストの低下或いは表示画像のぼけをまねくという問題点がある。

一方、光散乱に異方性を持つ散乱板を用いた反射型液晶表示装置に係る提案として、特許文献１が公知である。上記公報に開示された散乱板は、後方散乱特性がほとんどなく前方散乱特性が強い散乱板であり、液晶表示装置への入射光あるいは液晶表示装置から出射表示光のどちらか一方を選択的に散乱させる特性を有する。

しかしながら、上記公報では、散乱板の構成は具体的に説明されておらず、「透明微細粒子を透明な重合性高分子で固めたもの」とだけ記載されている。このような散乱板では、上述した「内部に拡散材を包含した光拡散フィルム」と同様に、散乱特性に異方性（前方か後方か）を持たせられたとしても、縦と横の散乱特性までも制御するのは難しい。

また、散乱板としてホログラムを用いた透過型液晶表示装置に係る提案として、特許文献２が公知である。上記提案は、バックライトを有する液晶表示装置からの出射表示光を散乱させるものであり、散乱板としてホログラムを採用しているため、散乱特性に異方性を持たせることも容易であり、縦と横の散乱特性も制御することも可能ではあるが、必然的に分光（波長分散）を伴ってしまうため、観察する視点を移動することに応じて、表示光の色が変化して視覚されることになる。
特開平８−２０１８０号公報 特開平９−１５２６０２号公報

本発明は、散乱特性に異方性（前方か後方か、及び入射角度の依存性）を持たせ、縦横の散乱範囲に係る散乱特性までも制御することが容易であると共に、観察位置によって表示光の色が変化しない異方性散乱体を得るための組成物を提供することを目的とする。

本発明から得られる異方性散乱フィルムは、フィルム内部に屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されており、屈折率の異なる部分の大きさ、形、分布を、フィルム表面での縦横方向及びフィルムの厚さ方向に沿って最適化することにより、入射角度に依存した散乱特性に変化を持たせると共に、不必要な方向への光散乱を無くし、必要な方向（範囲）のみに光を散乱させるもので、本発明は、それぞれの屈折率に差があり、熱可塑性樹脂とラジカル重合性化合物からなることを特徴とした異方性散乱フィルム用組成物を提供する。
請求項１に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、少なくとも、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物と、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物と、（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤と、（Ｅ）化学放射線あるいは熱によってカチオン種を発生する重合開始剤からなり、前記（Ａ）熱可塑性樹脂と前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の屈折率に差があることを特徴とする異方性光散乱フィルム用組成物である。
請求項２に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、前記（Ａ）熱可塑性樹脂が、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂あるいはビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂のいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の異方性光散乱フィルム用組成物である。
請求項３に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物が、常温、常圧で液体であり、かつ常圧で沸点が１００℃以上であるエチレン性不飽和結合を少なくとも１個以上有する化合物であり、前記（Ａ）熱可塑性樹脂との屈折率差が０．０１以上であることを特徴とする請求項１から２に記載の異方性光散乱フィルム用組成物である。
請求項４に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の量が、前記（Ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１０から３００重量部の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物である。
請求項５に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、前記（Ｃ）分子内に少なくとも１つのカチオン重合性基を有した化合物がオキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物、またはビニルエーテル化合物から選ばれる少なくとも１つあるいは数種の化合物からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
請求項６に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、前記ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂あるいはビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂の重量平均分子量が、１０，０００から１００，０００の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の異方性光散乱フィルム用組成物である。
請求項７に記載の異方性光散乱フィルム用組成物は、前記（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤を増感せしめる（Ｆ）増感色素をさらに添加することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物である。

このように、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物と、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物とを併用することで、まず、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物によりパターン状の露光し、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物でパターン以外の部分を硬化することができ、異方性光散乱フィルムの性能がさらに向上する。
本組成物を用いれば、所定角度で入射する光に対しては光散乱が生じ、逆にそれとは垂直な光に対しては透明フィルムとして機能することにより、光散乱性に入射角度選択性を持ち、そのため、散乱性を要する光と散乱性が不要な光をそのフィルムへの入射角度により分離することができ、結果として表示装置などに用いた場合に、不必要な散乱を生じることなく表示の明るさや細かさ、コントラストを向上し、且つ表示像のぼけを軽減させる等の効果がある光散乱フィルムを作製することができる。
また、光散乱が生じる入射角度で光が入射した際に、その散乱光の広がりが、縦横で異なるような散乱異方性も併せ持つフィルムの作製が可能である。そのため、必要な方向にのみ散乱光を出射することが出来、結果として表示装置などに用いた場合に、不必要な散乱を生じることなく表示の明るさ、コントラストを向上させる等の効果がある。

以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布して、屈折率の高低（同図では、白と黒で表現する）からなる濃淡模様が形成された光散乱フィルム１を示す説明図であり、左が平面図、右が断面図である。
平面図から分かるように、屈折率の異なる部分の形状は横長である。また、断面図から分かるように、屈折率の異なる部分は、フィルムの厚さ方向に対して傾斜した層状に分布した構造である。図１では、屈折率の異なる部分が、層状に傾斜している方向については、屈折率の分布は一様（傾斜方向では、色が変化していない）である。
図２は、別の実施形態に係る光散乱フィルム１を示す説明図であり、左が平面図、右が断面図である。図２では屈折率の異なる部分の形状は縦長であり、また、屈折率の異なる部分が、層状に傾斜している方向については、屈折率の分布は不規則（傾斜方向でも、色が変化している）である。
図１、図２の光散乱フィルムの光学特性について、まず、断面図で考える。屈折率の異なる部分が層状に分布した上記傾斜方向に沿った角度（フィルムの垂線から角度θをなす、図２の矢印２の方向）で入射する光に対しては、光散乱が生じることになる。
上記傾斜方向とは垂直な角度（図の矢印３の方向）で入射する光に対しては、単なる透明フィルムとして機能し、入射光は散乱されずに出射する。
次に、平面図で考えると、屈折率の異なる部分の形状が縦長（或いは横長）であると、その部分に入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部分から出射光の光散乱特性が、横長（或いは縦長）となるような異方性を持つ。図１では形状が横長であるから出射光は縦長に散乱し、図２では形状が縦長であるから出射光は横長に散乱することになる。
図３は、本発明の組成物を用いて作製した光散乱フィルム１の持つ入射角度依存性の一例を示すグラフである。図中実線で示すように、ある特定入射角度範囲（図では０度から６０度）の光に対してはヘイズ値が８０％以上あり、逆にそれとは対称な入射角度（図では−６０度から０度）の光に対してのヘイズ値は２０％以下になっており、これが本明細書中で言う散乱性の入射角度依存性を示す。
また、上述したように、屈折率の異なる部分の形状が縦長（或いは横長）であると、その部分に入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部分からの出射光の光散乱特性が、横長（或いは縦長）となるような異方性を持つ。例えば、図１のように形状が横長であると、光散乱フィルムからの散乱出射光は、図４の様な縦長の楕円形となるような分布となる。
次に、本発明の異方性光散乱フィルム用組成物について詳細に説明する。上述したように、本発明の組成物で作製した異方性光散乱フィルムの内部は、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されている。
この屈折率の差異は、小さすぎると散乱性が悪くなり、逆に大きすぎるとどのような角度で光が入射しても光散乱が生じてしまうことになり、散乱性の入射角度依存性を持たせることが困難となる。
本発明の異方性光散乱フィルム用組成物は、少なくとも、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物と、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物と、（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤と、（Ｅ）化学放射線あるいは熱によってカチオン種を発生する重合開始剤からなり、前記（Ａ）熱可塑性樹脂と前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の屈折率に差があることを特徴とするもので、特に前記（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物でかつ該（Ａ）熱可塑性樹脂と屈折率差が０．０１以上であることを特徴とする化合物とからなる。
上記（Ａ）熱可塑性樹脂とは、加熱により反応が起こることなく軟化して塑性を示し、冷却と加熱を繰り返した場合、塑性が可逆的に保たれる樹脂である。熱可塑性樹脂は柔軟性に富んでいるため、異方性光散乱フィルム作製時におけるラジカル重合性基を有する化合物のフィルム中の移動が容易となることで、屈折率差が大きくなるため散乱性が向上する。さらに作製した光異方性散乱フィルムも柔軟性を有するため、光学フィルムとしての利用が容易である。
前記（Ａ）熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、並びにポリメチルメタクリレート或いは各種アクリレート、メタクリレートの共重合体、並びにポリアミド、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリアセタール類を挙げることができる。
このうち好ましい（Ａ）熱可塑性樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂あるいはビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂は強靭で柔軟性に優れており、またＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセテートセルロース）フィルム等の基材やフィラーとの密着性が良好であるため、異方性光散乱フィルムとして良好な特性を有している。
さらに、（Ａ）熱可塑性樹脂として好ましいビスフェノールＡフェノキシ樹脂型あるいはビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂の重量平均分子量としては１０，０００から１００，０００が望ましい。この平均分子量よりも小さいビスフェノール型樹脂はエポキシ樹脂に分類され、熱硬化性樹脂である。一方、平均分子量の大きいビスフェノール樹脂は有機溶剤への溶解性が乏しくなり異方性光散乱フィルムとして用いることが困難になる。
なお、本発明に使用する（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の屈折率は異なっている必要があり、その屈折率差が大きいほど光の散乱する度合い、いわゆるヘイズ率が大きくなる。一般的には屈折率差が０．０１以上、より好ましくは、０．０５以上有することが好ましい。
さらに、上記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物は、分子内に１個以上の重合性エチレン性二重結合を有し、化学放射線によりラジカルを発生する開始剤の存在下、高分子化または架橋反応する化合物であり、重合性エチレン性二重結合としては、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基或いはアリル基を挙げることができる。
例えば、ポリエステルアクリレート、ポリオールポリアクリレート、変性ポリオールポリアクリレート、イソシアヌル酸骨格のポリアクリレート、メラミナクリレート、ヒダントイン骨格のポリアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ビスフェノールＡ型ジアクリレートなどの多官能アクリレート、或いはこれらアクリレートに対応するメタクリレート類、メチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、トリブロモフェニルアクリレート、トリブロモフェノキシエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシアクリレート、イソボルニルアクリレート、フェニルカルビトールアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、アクリロイルオキシエチルサクシネート、アクリロイルオキシエチルフタレート及びこれらに対応するメタクリレート類、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、ｐ−クロロメチルスチレン、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリロニトリル等のビニル化合物等が挙げられる。
これら１官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むものであり、またこれらの混合物であっても良く、さらに、（Ａ）熱可塑性樹脂との屈折率差が０．０１以上であるモノマーを選択する必要がある。また、これらの化合物はモノマーのままで或いはオリゴマーや反応性ポリマーとしても使用できる。

本発明の組成物において用いられる（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物は、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物よりは反応性が低く、屈折率が高い化合物が望ましく、さらに、露光後の加熱時に液体であるようなものが望ましい。該化合物は、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物が重合する際には液体として存在するため、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の拡散移動を起き易くする、いわゆる可塑剤的な役割を果たす。さらに、樹脂が硬化するときに該化合物も硬化するため、異方性散乱フィルム中では重合物として存在することとなり、熱劣化等の悪影響を及ぼすことはなく適当な該化合物を組み合わせることによって硬化物の特性を向上させることもできる。また、屈折率も（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物よりも高いため散乱性に悪影響を及ぼすことはない。

具体的には、グリシジルフェニルエーテル、ｐ−ブロモフェニルグリシジルエーテル、グリシジル−１−ナフチルエーテル、グリシジル−２−ナフチルエーテル、グリシジルインダリルエーテル、ベンゾチアゾリルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル化合物、フェノキシエチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ｐ−ブロモフェノキシエチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ｐ−トリルエチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ナフトキシエチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−（ｐ−ブロモフェノキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−（ｐ−トリルメチル）オキセタン、３−エチル−３−（ナフトキシメチル）オキセタン、３，３’−ビス（フェノキシメチル）オキセタン、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン等のオキセタン化合物、フェニルビニルエーテル、ｐ−ブロモフェニルビニルエーテル、ｐ−トリルビニルエーテル、ｐ−メトキシフェニルビニルエーテル、ナフチルビニルエーテル、ビス（４−ビニロキシメチルシクロヘキシルメチル）グルタレート、ビス（４−ビニロキシブチル）イソフタレート等のビニルエーテル化合物が挙げられるがこの限りではない。
本発明の組成物において用いられる（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤としては、Ｊ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２，２８３（１９８７）．に記載される化合物、具体的には、芳香族ケトン類、チオキサントン類、ビスイミダゾール類、アシルフォスフィンオキサイド類、有機過酸化物、鉄アレーン錯体、トリハロゲノメチル置換ｓ−トリアジン、スルフォニウム塩、ジアゾニウム塩、フォスフォニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩、ヨードニウム塩等が挙げられ。芳香族ケトン類としては、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズケトン、ベイゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。チオキサントン類としては、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。

本発明の組成物において用いられる（Ｅ）化学放射線によってカチオン種を発生する光重合開始剤としては、Ｊ．Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２，２８３（１９８７）．に記載される化合物、具体的には鉄アレーン錯体、トリハロゲノメチル置換ｓ−トリアジン、スルフォニウム塩、ジアゾニウム塩、フォスフォニウム塩、セレノニウム塩、アルソニウム塩、ヨードニウム塩等が挙げられる。また、ヨードニウム塩としては、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１０、１３０７（１９７７）．に記載の化合物、例えば、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、フェニル（ｐ−アニシル）ヨードニウム、ビス（ｍ−ニトロフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−クロロフェニル）ヨードニウムなどのヨードニウムのクロリド、ブロミド、あるいはホウフッ化塩、ヘキサフルオロフォスフェート塩、ヘキサフルオロアルセネート塩、芳香族スルホン酸塩等や、ジフェニルフェナシルスルホニウム（ｎ−ブチル）トリフェニルボレート等のスルホニウム有機ホウ素錯体類を挙げることが出来る。
さらに、本発明の（Ｅ）熱によってカチオン種を発生する重合開始剤としては、常温、常圧の通常条件で活性を示さず、外部刺激である熱により開始種を発生するいわゆる潜在性熱重合開始剤であり、カチオン重合が可能な化合物であれば異類のエポキシ化合物同士や、エポキシとビニルエーテル化合物等の異種の重合も可能となる。具体的には、ジアルキルアリルスルホニウム類、シクロアルキルアリルスルホニウム類、アルキルジアリールスルフォニウム類、ジアルキルアリールスルホニウム類、トリアリールスルホニウム類、ベンジルピリジニウム類、ベンジルアンモニウム類、ベンジルトリアリールホスホニウム類のテトラフルオロボレート塩、ヘキサフルオロフォスフェート塩、ヘキサフルホロアルセネート塩、テトラフルオロアンチモネート塩等、以下に示す化合物を挙げることが出来るが、この限りではない。

（式中Ｒ１、Ｒ２ は同一または異なる置換または非置換の脂肪族基でＲ１、Ｒ２は環を形成してもよい。またＡは下記一般式［Ｉ］、［ＩＩ］で表される基である。

（ＲＡ−ＲＤ は、水素原子または、置換または非置換の脂肪族基であり、ＲＡ−ＲＤ のうち少なくとも１ 個は非置換の脂肪族基である。また、ＲＥ−ＲＧ は置換または非置換の脂肪族基である。）Ｒ３は水酸基、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、メトキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンジルオキシ基、ベンゾイル基、ジメチルアミノ基から選ばれたひとつである。Ｒ４、Ｒ５ は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、Ｃ１−Ｃ４ のアルキル基のいずれかを示す。Ｒ６ 、Ｒ８ は、水素原子、メチル基、メトキシ基、ハロゲン原子のいずれかであり、Ｒ７はＣ１ −Ｃ４ のアルキル基のいずれかを示す。Ｃ９ は、水素原子、シアノ基、ニトロ基のいずれかである。Ｒ１０−Ｒ１２は、アルキル基、アルケニル基（水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アルカノイルオキシ基で置換されていてもよい）、またはフェニル基（アルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキシ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基で置換されていてもよい）で表される基である。
本発明の（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤を増感せしめる（Ｆ）増感色素としては、シアニンまたはメロシアニン誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、キサンテン誘導体、チオキサンテン誘導体、アズレニウム誘導体、スクアリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体などの有機染料化合物が使用でき、その他に「色素ハンドブック」（大河原信他編 講談社１９８６年）、「機能性色素の化学」（大河原信他編、シーエムシー １９８１年）、「特殊機能材料」（池森忠三郎他編 シーエムシー １９８６年）に記載されている色素及び増感剤が用いられる。なお、これらに限定されるものではなく、その他の可視域の光に対して吸収を示す色素及び増感剤であれば用いることが出来る。これらは必要に応じて任意の比率で二種以上で用いてもかまわない。
本発明の組成物に含有される（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の量は、（Ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１０から３００重量部、好ましくは２０から２００重量部であり、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性を有する化合物の量は、（Ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１０から３００重量部、好ましくは２０から２００重量部である。また、（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤の量は、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物１００重量部に対し、０．１から５０重量部、好ましくは１から３０重量部である。（Ｅ）化学放射線あるいは熱によってカチオン種を発生する重合開始剤の量は、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性を有する化合物１００重量部に対し、０．１から５０重量部、好ましくは１から３０重量部である。さらに、該（Ｆ）増感色素量は、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物１００重量部に対し、０．１から１０重量部、好ましくは０．２から５重量部までの範囲をとることが可能である。使用量は、感光層膜厚と該膜厚の光学濃度によって制限を受ける。すなわち、光学濃度が２を越えない範囲で使用することが好ましい。
この様にこれらの各成分を適宜選択し、任意の割合で混合して得た感光液をバーコーター、アプリケーター、ドクターブレード、ロールコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工手段を用いてガラス板、ＰＥＴフィルム、ＴＡＣフィルム等の基材に塗布する。
なお、感光液を塗布する際は、必要に応じて適当な溶剤で希釈してもよいが、その場合には基材上に塗布した後に、乾燥を要する。上記溶剤としては、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、２−ブタノン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルエーテル、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等が挙げられる。
さらに、記録可能な屈折率差は作製方法や記録材料などにより制限を受けるため、大きな屈折率差を持つ場合はフィルム膜厚を薄く、小さな屈折率差を持つ場合はフィルム膜厚を厚くすることで、本発明の組成物を用いて異方性光散乱性フィルムを実現することが可能である。
屈折率の異なる部分の大きさは、光散乱を生じるためにランダムで規則性はないが、必要な散乱性を持つために、その平均の大きさは直径で０．１μｍから３００μｍの範囲内でそれぞれの用途に必要な散乱性に応じて適宜選択する。
また、前記屈折率の異なる部分のフィルム表面上での分布は、光散乱を生じるためにランダムで規則性はないが、必要な散乱性を持たせるために、フィルム全体の平均屈折率を＜ｎ＞とすると、その確率分布は＜ｎ＞を中心とする正規分布を呈する。或いは、屈折率ｎの最小値ｎ_ｍｉｎで最大値をとり指数関数的に屈折率の最大値ｎ_ｍａｘまで単調減少するような確率分布、或いは単調増加する確率分布に従って分布していてもよい。
以下、本発明の異方性光散乱性フィルムを作製する手段について述べる。本発明の光散乱フィルムは光学的な露光手段により作製することができる。図５はランダムマスクパターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図である。ＵＶ光源６から出た紫外光はコリメート光学系７により平行光８とし、マスク原版９を照射する。
マスク原版９のＵＶ照射側とは反対の面には感光材料５を密着して配置しており、マスク原版９のパターンを感光材料５に露光照射する。この際、図示のようにＵＶ平行光８とマスク原版９は所定角度αだけ傾いて配置されているため、パターン露光は感光材料５中で、所定角度傾いてなされることになる。この角度が、異方性光散乱性フィルム中の屈折率の異なる部分の傾斜角度（すなわち、入射角度依存性の散乱角度θ）に相当することになるので、前記角度は用途に応じて０から６０度程度の範囲内で適宜選択する。
図５で用いている所定のランダムパターンを持つマスク原版９は、計算機を用いた乱数計算から作製した白黒パターンデータを、フォトリソグラフィーの手法によりガラス基板１０上の金属クロムパターン１１としてエッチングしたものを用いてもよい。もちろんマスク原版の作成方法としては、上記方式に限定されるものではなく、リス乾板を使った写真手法などにより作製しても同様なマスクを作製できる。
図６は、図２に示す構造の異方性光散乱性フィルムを、スペックルパターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図である。レーザー光源１３から出たレーザー光１４ですりガラス１５を照射する。すりガラス１５のレーザー照射側とは反対の面には所定距離Ｆをおいて感光材料５を配置し、すりガラス１５で透過散乱したレーザー光が作り出す複雑な干渉パターンであるスペックルパターンを感光材料５に露光照射される。
この際、図示のようにすりガラス１０と感光材料５は所定角度αだけ傾いて配置されているため、スペックルパターンは感光材料中で、所定角度傾いて露光されることになる。この角度が、異方性光散乱性フィルム中の屈折率の異なる部分の傾き（すなわち、入射角度依存性の散乱ピーク角度θ）に相当することになるので、前記角度は用途に応じて０から６０度程度の範囲内で適宜選択する。
記録に使用するレーザ光源は、アルゴンイオンレーザーの５１４．５ｎｍ、４８８ｎｍ、４５７．９ｎｍ、３６３．５ｎｍ、または３５７．１ｎｍの波長のうち、感光材料の感度に応じて適宜選択して使用する事ができる。またアルゴンイオンレーザー以外でもコヒーレント性の良いレーザー光源であれば仕様可能で、例えばヘリウムネオンレーザーやクリプトンイオンレーザー、５３２ｎｍ、３５５ｎｍを発振可能な半導体レーザーなどが使用できる。
スペックルパターンは、コヒーレント性が良い光が粗面で散乱反射または透過した時に生じる明暗の斑点模様であり、粗面の微小な凹凸で散乱した光が不規則な位相関係で干渉するために生じるものである。
「光測定ハンドブック」（朝倉書店 田光幸敏治ほか著 １９９４年１１月２５日発行）の記述（ｐ．２６６−ｐ．２６８）によれば、濃度や位相が位置によってランダムな値を示すようなスペックルパターンでは、前記パターンの大きさは、感光材料から拡散板を見込む角度に反比例して、パターンの平均径が決定される。従って、拡散板の大きさを、水平方向よりも垂直方向で大きくした場合、感光材料上に記録されるパターンは、水平方向よりも垂直方向が細かいものとなる。
図６の光学系での作製方法によるスペックルパターンは、使用するレーザー光の波長λ及びすりガラスの大きさＤ、すりガラスと感光材料との距離Ｆが、記録されるスペックルパターンの平均サイズｄを決定し、一般に次式で表される。
ｄ＝１．２λＦ／Ｄ
また、このスペックルパターンの奥行き方向の平均長さｔは
ｔ＝４．０λ（Ｆ／Ｄ）^２
で表される。
以上よりλ及びＦ／Ｄの値を最適な散乱性を持つように最適化することで所望の３次元的な屈折率分布を持つ異方性光散乱性フィルムを得ることが出来る。
一例として、λ＝０．５μｍで、Ｆ／Ｄ＝２とすると、ｄ＝１．２μｍ、ｔ＝８μｍとなり、フィルム表面上の濃淡模様は平均１．２μｍで分布し、フィルム厚み方向には前記傾斜角度に従った方向に平均８μｍの大きさで分布することになる。
ただし、これらの大きさはあくまでも平均の大きさであり、実際にはこれらの大きさを中心に大小様々な大きさで屈折率の異なる部分が表面上及び奥行き方向に傾斜して分布することになり、図２に示すような本発明の異方性光散乱性フィルムとなる。
以下、本発明の実施の形態について具体的な実施例と本発明の特徴を明確にするための比較例を挙げて説明する。

＜実施例１＞
フェノキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート１２５６、重量平均分子量５１，０００）１００重量部、トリプロピレングリコールジアクリレート（東亞合成（株）製、商品名アロニックスＭ−２２０）５０重量部、グリシジルフェニルエーテル５０重量部、および１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャリティケミカルズ（株）製、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４）５．０重量部、（４−メチルフェニル）［４−（２−メチルプロピル）フェニル］ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート（チバスペシャリティケミカルズ（株）製、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ２５０）５．０重量部を２−ブタノン１００重量部に混合溶解したものを感光液とした。当該感光液をＴＡＣフィルム（富士写真フィルム（株）製、フジタックＴＤ−８０ 厚み８０μｍ）に、乾燥後膜厚が約３０μｍになるようにドクターブレードで塗布、乾燥し記録用媒体とした。
光源としてアルゴンレーザー（３６３．５ｎｍ）を用い、レンズにより広げた光で、すりガラス１５を介して、記録材料面から露光し（α＝３０゜、５０ｍＪ／ｃｍ^２）、８５℃で５分間加熱後、高圧水銀灯で記録用媒体を全面照射することで定着して、異方性光散乱性フィルムを得た。得られた該フィルムの厚みは２９μｍであった。
評価は、島津製作所（株）製の分光光度計を用い各角度で透過率（波長範囲；４００−６００ｎｍ）を測定した。結果（全波長平均透過率）を表１に示す。
また、基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、１００／１００で良好であった。
＜実施例２＞
フェノキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート１２５６、重量平均分子量５１，０００）の代わりにフェノキシ樹脂（Ｉｎｃｈｅｍ Ｃｏｒｐ製、商品名ＰＫＨＢ、重量平均分子量３２，０００）を使う以外は実施例１と同様にして操作し、異方性光散乱性フィルムを得た。得られた該フィルムの厚みは３５μｍであった。結果を表１に示す。
また、基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、１００／１００で良好であった。
＜実施例３＞
ポリプロピレングリコールジアクリレート（東亞合成（株）製、商品名アロニックスＭ−２２０）の代わりにトリエチレングリコールジアクリレート（東亞合成（株）製、商品名アロニックスＭ−２６０）を使う以外は実施例１と同様にして操作し、異方性光散乱性フィルムを得た。得られた当該フィルムの厚みは２８μｍであった。結果を表１に示す。
また、基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、１００／１００で良好であった。
＜実施例４＞
グリシジルフェニルエーテルの代わりに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（東亞合成（株）製、商品名ＯＸＴ−１２１）を使う以外は実施例１と同様にして操作し、異方性光散乱性フィルムを得た。得られた当該フィルムの厚みは２８μｍであった。結果を表１に示す。
また、基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、１００／１００で良好であった。
＜実施例５＞
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャリティケミカルズ（株）製、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４）の代りに、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン（日本油脂（株）製、商品名ＢＴＴＢ）を使用し、感光液に４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン０．２５重量部を加え、光源としてアルゴンレーザ（３６３．５ｎｍ）の代わりにクリプトンレーザ（４１３ｎｍ）に変える以外は実施例１と同様にして操作し、異方性光散乱性フィルムを得た。得られた当該フィルムの厚みは３２μmであった。結果を表１に示す。
また、基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、１００／１００で良好であった。
＜実施例６＞
４，４’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェートの代わりにアルキルジアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート（三新化学工業（株）製、商品名ＳＩ−１００Ｌ、溶液タイプ）を使い、実施例１の高圧水銀灯で記録用媒体を全面照射後、さらに該記録用媒体を１３０℃で３０分加熱して、光散乱性フィルムを得た。得られた当該フィルムの厚みは２８μmであった。結果を表１に示す。
また、基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、１００／１００で良好であった。

＜比較例１＞
トリプロピレングリコールジアクリレート（東亞合成（株）製、商品名アロニックスＭ−２２０）の代わりにイソシアヌール酸ＥＯ変性トリアクリレート（東亞合成（株）製、商品名アロニックスＭ−３１５）を使う以外は実施例１と同様にして操作し、異方性光散乱性フィルムの作製を試みた。しかしながら散乱性が発現しなかった。
＜比較例２＞
フェノキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名ビスコート１２５６、重量平均分子量５１，０００）の代わりにエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名エピコート１００７、重量平均分子量２，９００）を用い、ＴＡＣフィルム（富士写真フィルム（株）製 商品名フジタックＴＤ−８０ 厚み８０μｍ）に乾燥膜厚が約３０μｍとなるように塗布、乾燥した。前記以外は実施例１と同様にして操作し、異方性光散乱性フィルムを得た。得られた当該フィルムの厚みは３０μｍであった。基材との密着性を、クロスカットテープピールテストにより評価したところ、０／１００で、基材から剥離してしまった。

本発明の光散乱フィルムを示す説明図であり、左が平面図、右が断面図である。 本発明の光散乱フィルムを示す説明図であり、左が平面図、右が断面図である。 本発明の光散乱フィルムの持つ入射角度依存性の一例を示すグラフ。 本発明の光散乱フィルムが持つ光散乱の異方性を説明する図である。 図１に示す構造の光散乱フィルムを、マスクパターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図である。 図２に示す構造の光散乱フィルムを、スペックルパターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図である。

符号の説明

１…光散乱フィルム
２…散乱方向から入射する照明光
３…透過方向から入射する照明光
４…実測したヘイズ値のプロット
５…感光材料
６…ＵＶ光源
７…コリーメート光学系
８…平行光
９…マスク原版
１０…ガラス基板
１１…クロムパターン
１２…光ファイバー
１３…レーザー光源
１４…レーザー光
１５…すりガラス
１６…ビームエキスパンダー
１７…コリメーター

Claims (10)

1. 少なくとも、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物と、（Ｃ）分子内に少なくともひとつのカチオン重合性基を有した化合物と、（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤と、（Ｅ）化学放射線あるいは熱によってカチオン種を発生する重合開始剤からなり、前記（Ａ）熱可塑性樹脂と前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の屈折率に差があることを特徴とする異方性光散乱フィルム用組成物。
2. 前記（Ａ）熱可塑性樹脂が、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂あるいはビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂のいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
3. 前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物が、常温、常圧で液体であり、かつ常圧で沸点が１００℃以上であるエチレン性不飽和結合を少なくとも１個以上有する化合物であり、前記（Ａ）熱可塑性樹脂との屈折率差が０．０１以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
4. 前記（Ｂ）ラジカル重合性基を有する化合物の量が、前記（Ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１０から３００重量部の範囲としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
5. 前記（Ｃ）分子内に少なくとも１つのカチオン重合性基を有した化合物が、オキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物、またはビニルエーテル化合物から選ばれる少なくとも１つあるいは数種の化合物からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
6. 前記ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂あるいはビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂の重量平均分子量が１０，０００から１００，０００の範囲であることを特徴とする請求項２記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
7. 前記（Ｄ）化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤を増感せしめる（Ｆ）増感色素をさらに添加することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物。
8. 基材に請求項１から７のいずれかに記載の異方性光散乱フィルム用組成物からなる樹脂層を設け、該樹脂層を露光することにより樹脂層内部に、屈折率の異なる部分が不規則な形状、厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡部が形成されていることを特徴とする異方性光散乱フィルム。
9. 前記屈折率の異なる部分が、樹脂層の厚さ方向に対して傾斜して層状に分布している構造であることを特徴とする、請求項８記載の異方性光散乱フィルム。
10. 前記基材が、プラスチックフィルムであることを特徴とする請求項８または９記載の異方性光散乱フィルム。

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