[go: up one dir, main page]

JP4074847B2 - 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット - Google Patents

光学シート及びこれを用いたバックライトユニット Download PDF

Info

Publication number
JP4074847B2
JP4074847B2 JP2003339737A JP2003339737A JP4074847B2 JP 4074847 B2 JP4074847 B2 JP 4074847B2 JP 2003339737 A JP2003339737 A JP 2003339737A JP 2003339737 A JP2003339737 A JP 2003339737A JP 4074847 B2 JP4074847 B2 JP 4074847B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical sheet
group
inorganic filler
meth
sheet according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003339737A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005107108A (ja
Inventor
均 正木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keiwa Inc
Original Assignee
Keiwa Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Keiwa Inc filed Critical Keiwa Inc
Priority to JP2003339737A priority Critical patent/JP4074847B2/ja
Priority to TW093128379A priority patent/TW200512479A/zh
Priority to KR1020040077307A priority patent/KR100651629B1/ko
Priority to US10/950,723 priority patent/US20050068628A1/en
Priority to CNB2004100803336A priority patent/CN100345004C/zh
Publication of JP2005107108A publication Critical patent/JP2005107108A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4074847B2 publication Critical patent/JP4074847B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0226Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures having particles on the surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0236Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
    • G02B5/0242Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Description

本発明は、透過光線を拡散させる機能(光拡散機能)を有し、特に液晶表示装置のバックライトユニットに好適な光学シート及びこの光学シートを用いたバックライトユニットに関するものである。
液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下面側にエッジライト型、直下型等のバックライトユニットが装備されている。かかるエッジライト型のバックライトユニット20は、基本的には図3(a)に示すように、光源としての線状のランプ21と、ランプ21に端部が沿うように配置される方形板状の導光板22と、導光板22の表面側に配設される光拡散シート23と、光拡散シート23の表面側に配設されるプリズムシート24とを備えている。
このバックライトユニット20の機能を説明すると、まずランプ21より導光板22に入射した光線は、導光板22裏面の反射ドット又は反射シート(図示していない)で反射され、導光板22表面から出射される。導光板22から出射した光線は光拡散シート23に入射し、光拡散シート23で拡散され、光拡散シート23表面より出射される。その後、光拡散シート23から出射された光線は、プリズムシート24に入射し、プリズムシート24表面に形成されたプリズム部24aによって略法線方向にピークを示す分布の光線として出射される。
このように、ランプ21から出射された光線が、光拡散シート23によって拡散され、またプリズムシート24によって略法線方向にピークを示すように屈折され、さらに表面側の液晶層(図示していない)全面を照明するものである。なお、図示していないが、上述のプリズムシート24の集光特性の緩和やプリズム部24aの保護又は偏光板等の液晶パネルとプリズムシート24とのスティッキングの防止を目的として、プリズムシート24の表面側にさらに光拡散機能の比較的小さい光拡散シートが配設されることもある。これらの光拡散シートやプリズムシート及びその他のアンチグレアシート等の1又は2以上の光学的機能(光拡散、集光、屈折等の諸機能)を有するものが光学シートと称されている。
上記バックライトユニット20に備える光拡散シート23は、一般的には図3(b)に示すように、合成樹脂製の透明な基材層26と、この基材層26の表面に積層された光拡散層27と、基材層26の裏面に積層されたスティッキング防止層28とを備えている。この光拡散層27は、一般的には、バインダー29中に光拡散剤30を含有し、この光拡散剤30により透過光線を拡散させる機能が奏される。また、スティッキング防止層28は、バインダー31中に少量のビーズ32が離間して分散し、このビーズ32の下部がバインダー31の裏面から突出した構造を有しており、光拡散シート23裏面が導光板22表面と密着して干渉縞が生じてしまう不都合を防止している。
上記バックライトユニット20において、光線発生源であるランプ21は発光と同時に発熱するため、光拡散シート23のうちランプ21近傍は80℃から90℃程度の温度下に曝される。一方、光拡散シート23は一般的に合成樹脂からなるため、熱、紫外線などによる変形や変色(黄変等)を受けやすいという本来的欠点を有している。そのため、光拡散シート23が高温度下で部分的に撓んでしまい、その結果、画面の輝度ムラが発生してしまうという不都合がある。
かかる不都合を改善すべく、光拡散シート23における光拡散層27のバインダー29中に微小無機充填剤を分散含有させることによって、耐熱性の向上を図る技術が開発されている(例えば特開平7−5305号公報、特開2000−89007公報等参照)。
特開平7−5305号公報 特開2000−89007公報
上記従来のバインダー29中に微小無機充填剤を分散含有させる技術は、光拡散シート23の耐熱性を向上する効果を有するが、微小無機充填剤の含有量を増加すると全光線透過率や方向性拡散機能(透過光線を法線方向側へ変角集光させつつ拡散する機能)の低下を招来するおそれがあるため、この光線透過率や方向性拡散機能を阻害することなくバックライトユニット20での熱変形を防止するには十分とはいえない。
本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性、耐湿性、熱的寸法安定性、耐候性等を有し、ランプの発熱や紫外線照射を受けても撓みや黄変等が発生しにくい光学シート、及び、かかる光学シートを用いて輝度ムラや輝度低下の発生を低減するバックライトユニットの提供を目的とするものである。
そこで、本発明者は、バックライトユニットにおける光拡散シートの部分的な撓みの発生原因について検討した結果、ランプの熱だけでなく、湿気も寄与していることを見いだした。つまり、光拡散シートの耐湿性が低下するほど、バックライトユニットでの熱撓みが発生しやすくなる傾向がある。これは、光拡散シート以外の種々の光学シートでも同様である。
その結果得られた上記課題を解決するためになされた発明は、透明な基材層とこの基材層の表面側に積層される光学層とを備え、この光学層がバインダーを有する光学シートであって、このバインダーが共重合体(A)と微小無機充填剤(B)とを含有するポリマー組成物から形成され、この共重合体(A)がシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位又は(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも1種を含み、上記ポリマー組成物中における微小無機充填剤(B)の含有量が10質量%以上70質量%以下であることを特徴とする。
当該光学シートは、光学層のバインダー中に分散含有する微小無機充填剤(B)によって耐熱性が向上する。また当該光学シートは、光学層のバインダーを構成する共重合体(A)がシクロアルキル基、iso−ブチル基又はtert−ブチル基を含み、これらの高い疎水性を有する官能基によって耐湿性が向上すると推測される。その結果、当該光学シートは、上記微小無機充填剤(B)による耐熱性と上記共重合体(A)による耐湿性とが相まって、高温・高湿度下における撓みの発生を格段に抑制することができる。また当該光学シートは、共重合体(A)が上記官能基を含み、共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)が効果的に向上することから、光学層の硬度が向上し、この点も耐熱性向上に寄与すると推測される。さらに当該光学シートは、光学層のバインダーの基材ポリマーとして上記共重合体(A)を用いることで、耐紫外線性、耐候性、透明性、表面平滑性、耐溶剤性等の被膜性能も向上する。従って、上記バインダー中に光拡散剤を有する当該光学シートは、優れた耐熱性、熱的寸法安定性、耐候性等を有し、加えて高い光拡散機能を有することができる。
以上説明したように、本発明の光学シートによれば、全光線透過率や方向性拡散機能等の光学的機能を高く維持しつつ、耐熱性、耐湿性、熱的寸法安定性、耐候性等を向上させることができ、ランプの発熱や紫外線照射に起因する撓みや黄変等の発生を抑制することができる。また、当該光学シートを備えたバックライトユニットによれば、輝度ムラや輝度低下の発生を格段に低減することができる。
以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。図1は本発明の一実施形態に係る光学シートを示す模式的断面図で、図2は図1の光学シートとは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。
図1の光学シート1は、光拡散シートと同様のものであり、基材層2と、この基材層2の表面に積層された光学層3とから構成されている。
基材層2は、光線を透過させる必要があるので透明、特に無色透明の合成樹脂から形成されている。かかる基材層2に用いられる合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等が挙げられる。中でも、透明性に優れ、強度が高いポリエチレンテレフタレートが好ましく、撓み性能が改善されたポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
基材層2の厚み(平均厚み)は、特には限定されないが、例えば10μm以上500μm以下、好ましくは35μm以上250μm以下、特に好ましくは50μm以上188μm以下とされる。基材層2の厚みが上記範囲未満であると、光学層3を形成するための樹脂組成物を塗工した際にカールが発生しやすくなってしまう、取扱いが困難になる等の不都合が発生する。逆に、基材層2の厚みが上記範囲を超えると、液晶表示装置の輝度が低下してしまうことがあり、またバックライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の薄型化の要求に反することにもなる。
光学層3は、基材層2表面に層状かつ略等密度に配設される光拡散剤5と、この光拡散剤5の周囲に充填されるバインダー4とを有している。このように光学層3の光拡散剤5により、当該光学シート1を裏側から表側に透過する光線を均一に拡散させることができる。また、光拡散剤5によって光学層3の表面に微細な凸部が略均一に形成されている。かかる光学シート1表面の微細な凸部のレンズ的屈折作用により、透過光線をより良く拡散させることができる。なお、光学層3の厚みは特には限定されないが、5μm以上30μm以下、好ましくは8μm以上15μm以下とされている。
光拡散剤5は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーに大別される。無機フィラーとしては、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機フィラーの具体的な材料としては、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等を用いることができる。中でも、透明性が高いアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレート(PMMA)単独あるいは主成分とする場合が特に好ましい。
光拡散剤5の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、中でも光拡散性に優れる球状のビーズが好ましい。
光拡散剤5の平均粒子径の下限としては1μm、特に2μm、さらに5μmが好ましく、光拡散剤5の平均粒子径の上限としては50μm、特に20μm、さらに15μmが好ましい。これは、光拡散剤5の平均粒子径が上記下限未満であると、光拡散剤5によって形成される光学層3表面の凹凸が小さくなり、光拡散シートとして必要な光拡散性を満たさないおそれがあり、逆に、光拡散剤5の平均粒子径が上記上限を越えると、光学シート1の厚さが増大し、かつ、均一な拡散が困難になることからである。
光拡散剤5の配合量(バインダー4の形成材料であるポリマー組成物中のポリマー分100部に対する固形分換算の配合量)の下限としては10部、特に20部、さらに50部が好ましく、この配合量の上限としては500部、特に300部、さらに200部が好ましい。これは、光拡散剤5の配合量が上記下限未満であると、光拡散性が不十分となってしまい、一方、光拡散剤5の配合量が上記上限を越えると光拡散剤5を固定する効果が低下することからである。但し、プリズムシートの表面側に配設される所謂上用光拡散シートとして使用される場合、高い光拡散性を必要とされないため、光拡散剤5の配合量としては10部以上40部以下、特に10部以上30部以下が好ましい。なお、「部」で示す数値は、質量を基準とする比を意味する。
バインダー4は、ポリマー組成物を硬化させることで形成される。このポリマー組成物は、共重合体(A)と微小無機充填剤(B)とを含有している。なお、バインダー4は、光線を透過させる必要があるので透明とされており、特に無色透明が好ましい。
共重合体(A)は、シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位又は(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも1種を含んでいる。
シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位(以下、「シクロアルキル含有繰り返し単位」とも記載)とは、少なくとも1つのシクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを単量体として重合した際に得られる繰り返し単位を意味する。かかるシクロアルキル含有繰り返し単位を含む共重合体を用いると、光学シート1の耐湿性、硬度等が向上し、その結果光学シート1の耐熱性向上に寄与する。
このシクロアルキル含有繰り返し単位としては、下記化学式(1)で示す繰り返し単位が好ましく、光学シート1の耐湿性、耐熱性、硬度等がより効果的に向上する。
Figure 0004074847
上記化学式(1)において、Rは水素原子又はメチル基である。Rは水素原子、メチル基又はエチル基である。Rは化学式(1)に示すシクロアルキル基に直接結合する有機残基である。この有機残基としては、例えば炭素数1以上10以下の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基、炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシアルキル基、炭素数1以上5以下のアセトキシアルキル基、炭素数1以上5以下のハロゲン化(例えば塩素化、臭素化又はフッ素化)アルキル基等が挙げられる。これらのうち、炭素数1以上4以下のアルキル基、炭素数1以上2以下のヒドロキシアルキル基、炭素数1以上2以下のアルコキシアルキル基、炭素数1以上2以下のアセトキシアルキル基が好適に用いられる。
上記炭素数1以上10以下の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。炭素数1以上5以下のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、3−ヒドロキシプロピル基などが挙げられる。炭素数1以上5以下のアルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシメチル基、2−メトキシエチル基などが挙げられる。炭素数1以上5以下のアセトキシアルキル基としては、アセトキシメチル基、1−アセトキシエチル基、2−アセトキシエチル基、3−アセトキシプロピル基などが挙げられる。炭素数1以上5以下のハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリプロモメチル基、1−フルオロエチル基、1,1−ジフルオロエチル基などが挙げられる。
上記化学式(1)において、mは0以上4以下の整数であり、nは0以上2以下の整数である。mが2以上の場合、Rは同一であっても異なってもよい。nが2以上の場合、Rは同一であっても異なってもよく、複数のRによって環が形成されてもよい。例えば、2つのRによって環が形成されて、化学式(1)に示すシクロアルキル基部分がイソボルニル基となってもよい。Rのシクロアルキル基への結合位置は特に限定されない。nが1以上の場合、好ましくはRの1つがシクロアルキル基の3位又は4位に結合する。シクロアルキル基上に置換基がない、即ちnが0であってもよい。
上記化学式(1)で示すシクロアルキル含有繰り返し単位は、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルブチル(メタ)アクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、4−エチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどの単量体から形成されうる。ただし、シクロアルキル基含有モノマーユニットを形成するために用いられる単量体は、これらに限定されない。例示した単量体の中では、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが好適に用いられる。即ち、化学式(1)で示す繰り返し単位は、好ましくはRは水素原子又はメチル基であり、Rは水素原子であり、Rはメチル基であり、mは0又は1であり、nは0又は1である。
(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位とは、[−CH−CH(COOCHCH(CH)−]又は[−CH−C(CH)(COOCHCH(CH)−]で示す繰り返し単位を意味する。(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位を含む共重合体を用いると、光学シート1の耐湿性、耐熱性、硬度などが向上する。
(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位とは、[−CH−CH(COOC(CH)−]又は[−CH−C(CH)(COOC(CH)−]で示す繰り返し単位を意味する。(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位を含む共重合体を用いると、光学シート1の耐湿性、耐熱性、硬度などが向上する。
共重合体(A)は、他の繰り返し単位を含んでもよい。かかる他の繰り返し単位を含む共重合体(A)を合成するために用いられうる単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基を有する重合性不飽和単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレート等の水酸基を有する重合性不飽和単量体;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレート等のスルホン酸基を有する重合性不飽和単量体;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルフェニルリン酸等の酸性リン酸エステル系重合性不飽和単量体;グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する重合性不飽和単量体;(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の窒素原子を有する重合性不飽和単量体;塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子を有する重合性不飽和単量体;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族系重合性不飽和単量体;酢酸ビニル等のビニルエステル;ビニルエーテル;(メタ)アクリロニトリル等の不飽和シアン化合物などが挙げられる。かかる単量体及びその配合量は、光学シート1が所望する耐熱性、透光性、硬度などの特性を考慮して決定すればよい。
共重合体(A)における各繰り返し単位の含有量は特に限定されない。但し、光学シート1の撓みを効果的に防止するためには、共重合体(A)におけるシクロアルキル含有繰り返し単位、(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位及び(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位の総含有量としては、重合性不飽和単量体に対して5質量%以上98質量%以下が好ましく、30質量%以上80質量%以下が特に好ましい。
共重合体(A)の数平均分子量としては、1000以上50000以下が好ましく、3000以上10000以下が特に好ましい。共重合体(A)の数平均分子量の数平均分子量を上記範囲とすることで、上記バインダー4の疎水性や他の被膜物性を効果的に向上することができる。
共重合体(A)の製造方法としては特に限定されない。重合する単量体の種類や作業環境に応じて適切な方法を選択すればよい。例えば、後述する実施例に記載の方法が採用されうる。場合によっては、市販されている共重合体(A)を用いてもよい。
ポリマー組成物中における共重合体(A)の含有量にいても、特に限定されない。作業性、作業環境、共重合体(A)の物性などを考慮して、共重合体(A)の含有量を決定すればよい。例えば、ポリマー組成物の粘度を低下させたいのであれば、溶媒の含有量を増加させ、相対的に共重合体(A)の含有量を低下させるとよい。
微小無機充填剤(B)は、任意の元素で構成される無機物の微粒子である。この微小無機充填剤(B)をバインダー4中に分散含有することで、光学シート1の耐熱性が向上する。微小無機充填剤(B)を構成する無機物としては、特に限定されるものではないが、無機酸化物が好ましい。この「無機酸化物」とは、金属元素が主に酸素原子を介して3次元のネットワーク状に結合している含酸素金属化合物と定義される。この「金属元素」の概念にはケイ素を含む。無機酸化物を構成する金属元素としては、元素周期律表第2〜第6族から選択される元素が好ましく、元素周期律表第3〜第5族から選択される元素がさらに好ましい。その中でも、Si、Al、Ti及びZrからなる群より選択される元素が特に好ましく、金属元素がSiであるコロイダルシリカが、耐熱性向上効果及び光線の透過性の面で最も好ましい。このコロイダルシリカは、比較的容易に製造され、安価である。微小無機充填剤(B)は、後述する実施例に記載の手法に準じて製造してもよいし、市販されているものを用いてもよい。
微小無機充填剤(B)の形状は、特に限定されず、例えば球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状でよい。また、2種以上の微小無機充填剤(B)が併用されてもよい。
微小無機充填剤(B)の平均粒子径の下限としては、5nmが好ましく、10nmが特に好ましい。一方、微小無機充填剤(B)の平均粒子径の上限としては200nmが好ましく、50nmが特に好ましい。これは、微小無機充填剤(B)の平均粒子径が上記下限より小さいと、微小無機充填剤(B)の表面エネルギーが高くなり、凝集等が起こりやすくなるためであり、逆に、微小無機充填剤(B)の平均粒子径が上記上限を超えると、光学シート1の透明性を完全に維持することができなくなるおそれがあることからである。ここで、「平均粒子径」とは、体積平均粒子径を意味し、公知の測定手段、例えば後述する実施例に記載の手段によって測定されうる。
微小無機充填剤(B)の粒子径の変動係数としては、50%以下が好ましく、30%以下が特に好ましい。これは、微小無機充填剤(B)の粒子径の変動係数が上記範囲を超えると、光学層3のバインダー4表面の平滑性が失われ、全光線透過率の低下を招くおそれがあることからである。ここで、「粒子径の変動係数」とは、粒子径の標準偏差を平均粒子径で割った値として定義される。この変動係数は、例えば後述する実施例に記載の方法で測定される。
ポリマー組成物中における微小無機充填剤(B)の含有量(固形分換算)の下限は10質量%が好ましく、25質量%が特に好ましい。一方、微小無機充填剤(B)の含有量の上限は70質量%が好ましく、50質量%が特に好ましい。これは、微小無機充填剤(B)の含有量が上記下限未満であると、光学シート1の熱変形を十分には防止できなくなってしまうおそれがあり、逆に、含有量が上記上限を越えると、ポリマー組成物中への配合が困難になり、光学層3の光線透過率が低下するおそれがあることからである。
微小無機充填剤(B)の表面に有機ポリマーが固定された複合微粒子を用いるとよい。かかる複合微粒子を用いることで、バインダー4中での分散性やバインダー4との親和性が向上し、その結果、表面硬度、耐熱性、耐摩耗性、耐候性、耐汚染性等の被膜物性の良い光学層3を形成することができ、ひいては光学シート1の光線透過性、耐熱性、強度等が向上する。ここで「固定」とは、単なる接着及び付着を意味するものではなく、コアである微小無機充填剤(B)と表面の有機ポリマーとの間で化学結合が生成していることを意味する。従って、この複合微粒子を洗浄液で洗っても、洗浄液中に有機ポリマーが実質的に検出されない。
この有機ポリマーについては、その分子量、形状、組成、官能基の有無等に関して特に限定はなく、任意の有機ポリマーを使用することができる。また有機ポリマーの形状については、直鎖状、分枝状、架橋構造等の任意の形状のものを使用することができる。
かかる有機ポリマーを構成する具体的な樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、及びこれらの共重合体、並びにこれらの一部をアミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基で変性した樹脂等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル−スチレン系樹脂、(メタ)アクリル−ポリエステル系樹脂等の(メタ)アクリル単位を含む有機ポリマーを必須成分とするものが被膜形成能を有し好適である。他方、上記ポリマー組成物の基材ポリマーである共重合体(A)と相溶性を有する樹脂が好ましく、従って共重合体(A)と同じ組成であるものが最も好ましい。
上記複合微粒子におけるコアの微小無機充填剤(B)と有機ポリマーとの一体化手段としては、(a)微小無機充填剤(B)の粒子表面に有機ポリマーを固定する手段や、(b)有機質部分と無機質部分を有する含珪素ポリマーを加水分解・縮合することで微小無機充填剤(B)を形成すると同時に有機ポリマーとの一体化を達成する手段がある。この複合微粒子の具体的な製造方法は、例えば特開平11−5940号公報などに開示の方法と同様である。
なお、複合微粒子は、コアである微小無機充填剤(B)内に有機ポリマーを包含していてもよい。このことにより、微小無機充填剤(B)に適度な軟度及び靱性を付与することができる。
上記有機ポリマーにはアルコキシ基を含有するものを用いるとよく、その含有量としては複合微粒子1g当たり0.01mmol以上50mmol以下が好ましい。かかるアルコキシ基により、バインダー4を構成するマトリックス樹脂との親和性や、バインダー4中での分散性を向上させることができる。
ここでいうアルコキシ基は、微粒子骨格を形成する金属元素に結合したRO基を示す。このRは置換されていてもよいアルキル基であり、微粒子中のRO基は同一であっても異なっていてもよい。Rの具体例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル等が挙げられる。
複合微粒子中の有機ポリマーの含有率については、特に制限されるものではないが、微小無機充填剤(B)を基準にして0.5質量%以上50質量%以下が好ましい。
ポリマー組成物中には多官能イソシアネート化合物及び水酸基を有する成分を含有するとよい。この多官能イソシアネート化合物と水酸基を有する成分との間で架橋構造が形成され、光学シート1の耐湿性及び硬度ひいては耐熱性が向上し、加えて保存安定性、耐汚染性、可撓性、耐候性、耐溶剤性等も向上する。
具体的には、(a)上記複合微粒子の有機ポリマーが水酸基を有し、ポリマー組成物中に多官能イソシアネート化合物をさらに含有する形態、(b)共重合体(A)が水酸基を有し、ポリマー組成物中に多官能イソシアネート化合物をさらに含有する形態が可能である。これにより、ポリマー組成物の架橋反応が促進される。かかる水酸基を有する共重合体(A)の平均の水酸基価としては、10以上200以下が好ましく、20以上100以下が特に好ましい。共重合体(A)の水酸基価が上記範囲より小さいと、架橋が不十分になり、耐湿性等の上記諸特性が十分に向上しないおそれがある。逆に、共重合体(A)の水酸基価が上記範囲を超えると、耐湿性が低下するおそれがある。
上記多官能イソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環族、芳香族及びその他の多官能イソシアネート化合物やこれらの変性化合物を挙げることができる。多官能イソシアネート化合物の具体例としては、例えばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、イソシアヌレート体等の3量体等;これらの多官能イソシアネート類とプロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとの反応により生成される2個以上のイソシアネート基が残存する化合物;これらの多官能イソシアネート化合物をエタノール、ヘキサノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール性水酸基を有する化合物、アセトオキシム、メチルエチルケトキシム等のオキシム類、ε−カプロラクタム、γ−カプロラクタム等のラクタム類等のブロック剤で封鎖したブロックド多官能イソシアネート化合物などを挙げることができる。なお、上記多官能イソシアネート化合物は1種又は2種以上混合して使用できる。中でも、被膜の黄変色を防止するために、芳香環に直接結合したイソシアネート基を有しない無黄変性多官能イソシアネート化合物が好ましい。
上記多官能イソシアネート化合物を含有する場合、架橋反応を促進させるために、ポリマー組成物中にはさらに硬化触媒を含有することが好ましい。この硬化触媒としては、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の第3級アミン;ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、スタナスオクトエート等の有機錫化合物が挙げられる。必要に応じて助触媒を併用してもよい。
また、(a)上記ポリマー組成物中に帯電防止剤を含有する手段、又は(b)当該光学シート1の外面に帯電防止剤を塗工する手段により、当該光学シート1に帯電防止性を付与するとよい。このようにして帯電防止性を付与することで、ゴミ等の吸着やプリズムシート等との重合わせ作業の困難性を低減することができる。
上記帯電防止剤としては、特に限定されるものではなく、例えばアルキル硫酸塩、アルキルリン酸塩等のアニオン系帯電防止剤、第四アンモニウム塩、イミダゾリン化合物等のカチオン系帯電防止剤、ポリエチレングリコール系、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアリン酸エステル、エタノールアミド類等のノニオン系帯電防止剤、ポリアクリル酸等の高分子系帯電防止剤などが用いられる。中でも、帯電防止効果が比較的大きく、疎水性が高い基材ポリマーを用いたバインダー4に対しても優れた帯電防止性を発現するカチオン系帯電防止剤が好ましい。また、このカチオン系帯電防止剤の中でも、上述の高疎水性のバインダー4に対する帯電防止性をより促進することができるアンモニウム塩及びベタインが特に好ましい。
なお、ポリマー組成物中には、必要に応じて、例えば他のポリマー、可塑剤、硬化剤、分散剤、各種レベリング剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、光安定化剤などが適宜配合されてもよい。上記他のポリマーとしては、例えばポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられる。
次に、当該光学シート1の製造方法について説明する。当該光学シート1の製造方法としては、(a)バインダー4を構成するポリマー組成物に光拡散剤5を混合することで光学層用塗工液を製造する工程と、(b)この光学層用塗工液を基材層2の表面に塗工し、乾燥することで光学層3を積層する工程とを有する。この光学層用塗工液に用いる溶媒としては、ポリマー組成物の各成分の溶解性、作業性、コスト等を考慮して、適宜選択すればよい。この溶媒としては、特に限定されず、例えばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶媒;脂肪族炭化水素を主成分とする種々の沸点範囲の石油留分が挙げられ、1種又は2種以上混合して用いられる。なお、ポリマー組成物中において、イソシアネート架橋を行う場合、イソシアネートとアルコール系溶媒が反応するため、アルコール系溶媒を用いないことが好ましい。
当該光学シート1によれば、バインダー4を構成するポリマー組成物中に上記共重合体(A)を含んでいることから、当該光学シート1表面を覆うバインダー4の高い疎水性(撥水性、耐水性)によって光学シート1の耐湿性が高くなり、高温・高湿条件下での当該光学シート1の耐撓み性、寸法安定性等が改善され、加えて光学層3の硬度、耐溶剤性、耐候性等の塗膜基本性能が向上する。さらに、バインダー4中への微小無機充填剤(B)の分散により、光学層3ひいては光学シート1の耐熱性を高めることができ、良好な耐湿性と相まって光学シート1の高温・高湿度下での撓みを格段に抑えることができる。
図2の光学シート11は、基材層2と、この基材層2の表側に積層された光学層3と、基材層2の裏面に積層されたスティッキング防止層12とから構成されている。この基材層2及び光学層3は、図1に示された実施形態のものと同じであるため、同一番号を付して説明を省略する。従って、当該光学シート11も、上記光学シート1と同様の高い耐熱性及び耐湿性を有している。
スティッキング防止層12は、バインダー13と、このバインダー13中に分散するビーズ14とから構成されている。このバインダー13も、上記光学層3のバインダー4と同様のポリマー組成物(つまり、共重合体(A)と微小無機充填剤(B)とを含有するポリマー組成物)を硬化させることで形成される。また、ビーズ14の材料としては光学層3の光拡散剤5と同様のものが用いられる。なお、このスティッキング防止層12の平均厚み(ビーズ14が存在しない部分での平均厚み)は特には限定されないが、例えば1μm以上10μm以下程度とされている。
このビーズ14の配合量は比較的少量とされ、ビーズ14は互いに離間してバインダー13中に分散し、ビーズ14の多くはその下端がバインダー13からごく少量突出している。そのため、この光学シート11を導光板と積層すると、突出したビーズ14の下端が導光板等の表面に当接し、光学シート11の裏面の全面が導光板等と当接することがない。これにより、光学シート11と導光板等とのスティッキングが防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。
当該光学シート11は、スティッキング防止層12のバインダー13を構成するポリマー組成物にも上記共重合体(A)と微小無機充填剤(B)を含有するため、光学シート11の耐熱性及び耐湿性をさらに高めることができ、高温・高湿度下における撓みの発生を格段に抑えることができる。
次に、光学シート11の製造方法について説明する。当該光学シート11の製造方法としては、(a)バインダー4を構成するポリマー組成物に光拡散剤5を混合することで光学層用塗工液を製造する工程と、(b)この光学層用塗工液を基材層2の表面に塗工し、乾燥することで光学層3を積層する工程と、(c)バインダー13を構成するポリマー組成物にビーズ14を混合することでスティッキング防止層用塗工液を製造する工程と、(d)このスティッキング防止層用塗工液を基材層2の裏面に塗工し、乾燥することでスティッキング防止層12を積層する工程とを有する。
従って、ランプ、導光板、光拡散シート及びプリズムシートを備え、ランプから発せられる光線を分散させて表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニットにおいて、光拡散シートとして本発明の上記光学シート1、11を用いると、当該光学シート1、11が高い耐熱性、耐湿性、耐候性等を有するため、ランプによる加熱や外部からの湿気及び紫外線照射に曝されても、撓みや黄変等を起こしにくく、その結果液晶表示装置の画面の輝度ムラや輝度の低下が抑えられる。
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
〈共重合体(1)の合成〉
攪拌機、温度計、冷却器、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えた四口フラスコに、溶媒として酢酸n−ブチル(100部)を入れ、環流温度まで昇温した。次いで窒素ガスを導入しながら、単量体としてのシクロヘキシルメタクリレート(40部)、n−ブチルメタクリレート(37.7部)、n−ブチルアクリレート(7.3部)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(13.9部)、及びメタクリル酸(1.1部)、並びに重合開始剤としてのtert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂株式会社製の「パーブチルO」;3.0部)からなる単量体混合物を、3時間かけて滴下ロートから滴下した。さらに1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(日本油脂株式会社製の「パーヘキサ3M」;0.2部)を30分間隔で3回添加し、環流温度で2時間保持した。その後、溶液を室温まで冷却して共重合体(1)の溶液を得た。共重合体(1)の分子量は、数平均分子量(Mn)/重量平均分子量(Mw)=5300/10500であった。
〈共重合体(2)〜(11)の合成〉
単量体混合物に含まれる単量体組成を下記表1に示すように変更した以外は上記共重合体(1)の合成と同様に操作して共重合体(2)〜(11)の溶液を得た。なお、共重合体(10)及び共重合体(11)は、シクロアルキル含有繰り返し単位、(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位及び(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位のいずれも繰り返し単位として含まない。
Figure 0004074847
上記表1において、記号の意味は以下の通りである。
CHMA シクロヘキシルメタクリレート
CHMMA シクロヘキシルメチルメタクリレート
4M−CHMMA 4−メチルシクロヘキシルメチルメタクリレート
IBMA iso−ブチルメタクリレート
TBMA tert−ブチルメタクリレート
MMA メチルメタクリレート
nBMA n−ブチルメタクリレート
BA n−ブチルアクリレート
2EHA 2−エチルヘキシルアクリレート
HEMA 2−ヒドロキシエチルメタクリレート
MAA メタクリル酸
また、各共重合体のガラス転移温度(Tg)及び理論水酸基価を表1に併せて示す。
−ガラス転移温度(Tg)−
共重合体のガラス転移温度(Tg)は、下記Foxの数式(1)により算出した。
Figure 0004074847
上記数式(1)において、Wnは共重合体100質量%中に存在するモノマーnの質量%を示し、Tgnはモノマーnからなるホモポリマーのガラス転移温度Tg(絶対温度)を示す。
〈複合微粒子の合成〉
特開平11−5940号公報の段落「0056」〜「0061」に記載の方法に従い、複合微粒子が酢酸n−ブチルに分散した分散体を得た。複合微粒子の濃度は30.0質量%、複合微粒子中の無機物含有量は57.8質量%であった。複合微粒子のコアである微小無機充填剤(B)の平均粒子径は55nm、変動係数は18.0%であった。複合微粒子中に存在するアルコキシ基としては、メトキシ基が0.12mol/g含まれていた。また、複合微粒子は経時安定性も良好であった。この複合微粒子分散体を遠心分離機にかけて得られた上ずみ液をGPCで分析したが、有機ポリマーは検出されなかった。また、上記複合微粒子分散体の遠心分離後の沈降物である各複合微粒子をTHF又は水で洗浄し、その洗液をGPCで分析したが、有機ポリマーは検出されなかった。以上の結果は、複合微粒子の有機ポリマーが微小無機充填剤(B)に単に付着しているのではなくて、強固に固定されていることを示している。
前記複合微粒子分散体について、分散体の複合微粒子濃度、複合微粒子中の無機物含有量、複合微粒子中の微小無機充填剤(B)の平均粒子径、微小無機充填剤(B)の粒子径の変動係数、複合微粒子中のアルコキシ基含有量、及び経時安定性は、下記の方法で分析、評価した。
−複合微粒子濃度−
複合微粒子濃度は、複合微粒子分散体を100mmHg、130℃の条件下で24時間乾燥し、下記数式(2)により求めた。
Figure 0004074847
上記数式(2)において、Dは乾燥後の複合微粒子の質量(g)を示し、Wは乾燥前の複合微粒子分散体の質量(g)を示す。
−複合微粒子中の無機物含有量−
複合微粒子中の無機物含有量は、複合微粒子分散体を100mmHg、130℃の条件下で24時間乾燥したものについて元素分析を行い、灰分の含有量(wt%)より求めた。
−複合微粒子中の微小無機充填剤(B)の平均粒子径−
微小無機充填剤(B)の平均粒子径は、動的光散乱測定法により23℃で測定した。測定した平均粒子径は、体積平均粒子径である。測定装置としてはサブミクロン粒子径アナライザー(野崎産業株式会社製の「NICOMPMODEL370」)を用い、測定試料としては複合微粒子濃度が0.1〜2.0質量%のテトラヒドロフランに分散させた複合微粒子分散体(複合微粒子中の有機ポリマーがテトラヒドロフランに溶けない場合は有機ポリマーが溶解する溶媒に分散させた分散体)を用いた。
−微小無機充填剤(B)の変動係数−
微小無機充填剤(B)の粒子径の変動係数(%)は、下記数式(3)により算出した。
Figure 0004074847
−複合微粒子中のアルコキシ基含有量−
複合微粒子中のアルコキシ基含有量は、複合微粒子分散体を100mmHg、130℃の条件下で24時間乾燥したもの5gをアセトン50g、2N−NaOH水溶液50gの混合物に分散させて室温で24時間撹拌し、この液中のアルコールをガスクロマトグラフ装置で定量することで算出した。
−経時安定性−
複合微粒子分散体をガードナー粘度チューブ中に密閉し、50℃で保存した。1ヶ月後、粒子の凝集、沈降及び粘度の上昇が認められないものを「良好」として評価した。
[実施例1]
微小無機充填剤を含む複合微粒子Aの酢酸n−ブチル分散体と共重合体(1)の溶液とを準備し、固形分中の無機物含有量(微小無機充填剤含有量)が40質量%となるように混合し、共重合体(1)及び複合微粒子を含むポリマー組成物を得た。このポリマー組成物に、光拡散剤として平均粒子径5μmのアクリル樹脂ビーズ(積水化成品工業株式会社製の「MBX−5」)100部(共重合体100部に対する固形分換算配合量)を配合し、さらに多官能イソシアネート(日本ポリウレタン社製の「コロネートHX」)をOH基/NCO基=1(当量比)となる量だけ秤量して配合した。得られた光学層用塗工液を、バーコーターを用い、基材層としての厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に乾燥平均膜厚15μmとなるように塗布した。これを室温にて1時間放置した後、80℃で2時間強制乾燥させ、実施例1の光学シートを完成させた。
得られた実施例1の光学シートの表面硬度、全光線透過率、ヘイズ、輝度、耐熱性及び耐湿性を測定評価した。その結果を下記表2に示す。各物性の測定評価方法は、以下の通りである。
−表面硬度−
光拡散剤を用いない以外は上記実施例1と同様にして塗工液を調製し、この塗工液をバーコーターを用いて厚さ0.3mmのリン酸亜鉛処理鋼板上に乾燥膜厚15μmとなるよう塗布した。これを室温にて1時間放置した後、80℃で2時間強制乾燥し、試料サンプルを完成させた。この試料サンプルに対して、JIS−K5400−1900の8.4.1(試験機法)に規定されている鉛筆引っかき試験を行い、塗膜にキズがついた時の鉛筆硬度を表面硬度とした。
−全光線透過率、ヘイズ−
全光線透過率及びヘイズは、スガ試験機株式会社のHZ−2を用い、JIS−K−7105−5.5(A法)に準じて測定した。
−輝度−
光学シートをエッジライト型バックライトの導光板の上面に重ね、株式会社TOPCON製の輝度計BM−7を用いて正面輝度を測定した。
−耐熱性の評価−
光学シートを組み込んだバックライトユニットを作製した。このバックライトユニットを60℃の恒温槽に投入した。そして、投入後、光学シートの撓みが発生する時間を計測した。なお、光学シートの撓みの有無は、バックライトユニットのランプを点灯させ、輝度ムラが発生しているか否かで判定した。
−耐湿性の評価−
光学シートを塗工面が表になるように厚さ0.8mmのアルミニウム板に貼り付け、50℃、相対湿度98%の雰囲気下で3日間放置し、光学シートを目視で観察し、(1)変化がない場合を○、(2)白化やフクレなどの外観異常がある場合を×として評価した。
[実施例2〜7]
共重合体として表1に示す共重合体(2)〜(7)を用いて実施例2〜7の光学シートを製造した。これらの光学シートの製造の基本的手順は、上記実施例1に準じた(以下、同様)。これらの光学シートの製造条件及び評価結果を表2に示す。
[実施例8〜9]
微小無機充填剤として平均粒子径15nmのコロイダルシリカ(日産化学株式会社製の「スノーテックス」)Bを用いて実施例8及び9の光学シートを製造した。これらの光学シートの製造条件及び評価結果を表2に示す。
[実施例10〜11]
多官能イソシアネート化合物を添加せずに実施例10及び11の光学シートを製造した。これらの光学シートの製造条件及び評価結果を表2に示す。
[実施例12〜13]
多官能イソシアネートの代わりに、ブロックイソシアネート(住化バイエルウレタン株式会社製の「デスモジュールBL−3370MPA」)を使用して実施例12及び13の光学シートを製造した。また、乾燥条件は、室温で1時間放置した後、100℃で1時間強制乾燥とした。これらの光学シートの製造条件及び評価結果を表3に示す。
[実施例14〜15]
無機物含有量を変化させた以外は上記実施例1と同様にして実施例14及び15の光学シートを製造した。これらの光学シートの製造条件及び評価結果を表3に示す。
[比較例1]
共重合体として表1に示す共重合体(10)を用いて比較例1の光学シートを製造した。製造条件及び評価結果を表3に示す。
[比較例2]
微小無機充填剤を配合せずに比較例2の光学シートを製造した。製造条件及び評価結果を表3に示す。
[比較例3]
共重合体として表1に示す共重合体(11)を用い、多官能イソシアネート化合物を添加せずに比較例3の光学シートを製造した。製造条件及び評価結果を表3に示す。
[比較例4〜5]
微小無機充填剤を配合せずに比較例4及び5の光学シートを製造した。製造条件及び評価結果を表3に示す。
[比較例6]
微小無機充填剤及び多官能イソシアネート化合物を配合せずに比較例6の光学シートを製造した。製造条件及び評価結果を表3に示す。
Figure 0004074847
Figure 0004074847
上記表2及び表3に示すように、比較例1〜6の光学シートと比較して、実施例1〜15の光学シートが優れた耐熱性、耐湿性等の所望される諸特性を有している。
本発明の一実施形態に係る光学シートを示す模式的断面図である。 図1とは異なる形態の光学シートを示す模式的断面図である。 (a)は一般的なエッジライト型バックライトユニットを示す模式的斜視図、(b)は一般的な光拡散シートを示す模式的断面図である。
符号の説明
1 光学シート
2 基材層
3 光学層
4 バインダー
5 光拡散剤
11 光学シート
12 スティッキング防止層
13 バインダー
14 ビーズ

Claims (12)

  1. 透明な基材層と、この基材層の表面側に積層される光学層とを備え、この光学層がバインダーを有する光学シートであって、
    このバインダーが、共重合体(A)と微小無機充填剤(B)とを含有するポリマー組成物から形成され、
    この共重合体(A)が、シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、(メタ)アクリル酸iso−ブチルに由来する繰り返し単位又は(メタ)アクリル酸tert−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも1種を含み、
    上記ポリマー組成物中における微小無機充填剤(B)の含有量が10質量%以上70質量%以下であることを特徴とする光学シート。
  2. 上記バインダー中に光拡散剤を有している請求項1に記載の光学シート。
  3. 上記基材層の裏面側に積層されるスティッキング防止層をさらに備え、このスティッキング防止層がバインダー中にビーズを有しており、
    このバインダーが上記ポリマー組成物から形成されている請求項1又は請求項2に記載の光学シート。
  4. 上記シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位が下記化学式(1)で示されるものである請求項1、請求項2又は請求項3に記載の光学シート。
    Figure 0004074847

    [上記化学式(1)において、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子、メチル基又はエチル基、Rは有機残基、mは0以上4以下の整数、nは0以上2以下の整数を示し、mが2以上の場合にはRは同一であっても異なってもよく、nが2以上の場合にはRは同一であっても異なってもよい。]
  5. 上記微小無機充填剤(B)の平均粒子径が5nm以上200nm以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学シート。
  6. 上記微小無機充填剤(B)の粒子径の変動係数が50%以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学シート。
  7. 上記微小無機充填剤(B)としてコロイダルシリカが用いられている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学シート。
  8. 上記微小無機充填剤(B)の表面に有機ポリマーが固定されている請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光学シート。
  9. 上記有機ポリマーが水酸基を有し、ポリマー組成物中に多官能イソシアネート化合物をさらに含有する請求項8に記載の光学シート。
  10. 上記共重合体(A)が水酸基を有し、ポリマー組成物中に多官能イソシアネート化合物をさらに含有する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光学シート。
  11. 上記光拡散剤の平均粒子径が1μm以上50μm以下である請求項2から請求項10のいずれか1項に記載の光学シート。
  12. 光線を分散させて表面側に導く液晶表示装置用のバックライトユニットにおいて、
    請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の光学シートを備えていることを特徴とする液晶表示装置用のバックライトユニット。
JP2003339737A 2003-09-30 2003-09-30 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット Expired - Lifetime JP4074847B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003339737A JP4074847B2 (ja) 2003-09-30 2003-09-30 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
TW093128379A TW200512479A (en) 2003-09-30 2004-09-20 Optical sheet and backlight unit using the same
KR1020040077307A KR100651629B1 (ko) 2003-09-30 2004-09-24 광학 시트 및 이것을 사용한 백라이트 유닛
US10/950,723 US20050068628A1 (en) 2003-09-30 2004-09-27 Optical sheet and backlight unit using the same
CNB2004100803336A CN100345004C (zh) 2003-09-30 2004-09-29 光学薄板及相关背光组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003339737A JP4074847B2 (ja) 2003-09-30 2003-09-30 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005107108A JP2005107108A (ja) 2005-04-21
JP4074847B2 true JP4074847B2 (ja) 2008-04-16

Family

ID=34373367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003339737A Expired - Lifetime JP4074847B2 (ja) 2003-09-30 2003-09-30 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050068628A1 (ja)
JP (1) JP4074847B2 (ja)
KR (1) KR100651629B1 (ja)
CN (1) CN100345004C (ja)
TW (1) TW200512479A (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4256309B2 (ja) * 2003-09-29 2009-04-22 株式会社東芝 超音波プローブおよび超音波診断装置
JP2005107068A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nippon Shokubai Co Ltd 光学シート用組成物
KR101095631B1 (ko) * 2004-11-06 2011-12-19 삼성전자주식회사 광 확산부재, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는표시장치
KR20060124405A (ko) * 2005-05-31 2006-12-05 삼성전자주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP2007011317A (ja) * 2005-05-31 2007-01-18 Dainippon Ink & Chem Inc 光拡散フィルム
JP4867211B2 (ja) * 2005-06-17 2012-02-01 住友化学株式会社 樹脂フィルムの熱変形抑制方法
JP2007286088A (ja) * 2006-04-12 2007-11-01 Fujifilm Corp 光学補償シート及びその製造方法、並びに液晶表示装置用バックライトユニット
KR100744842B1 (ko) 2006-05-10 2007-08-01 주식회사 상보 액정 디스플레이의 백라이트 유니트용 고휘도 광확산 시트및 그 제조방법
TW200743874A (en) * 2006-05-29 2007-12-01 Chi Lin Technology Co Ltd Composite optical substrate
KR100801024B1 (ko) * 2006-06-05 2008-02-04 엘지전자 주식회사 다층 광학 필름, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시장치
JP5072459B2 (ja) * 2006-07-06 2012-11-14 富士フイルム株式会社 光学シート及びその製造方法、並びに液晶表示装置用バックライトユニット
JP4984762B2 (ja) * 2006-09-07 2012-07-25 Jsr株式会社 光拡散性樹脂組成物、その成形品および導光体
TWI350383B (en) * 2006-12-29 2011-10-11 Eternal Chemical Co Ltd Scratch-resistant thin film
JP4155337B1 (ja) * 2007-02-21 2008-09-24 ソニー株式会社 防眩性フィルムおよびその製造方法、ならびに表示装置
KR100838681B1 (ko) * 2007-03-15 2008-06-16 엘지전자 주식회사 광학 시트, 이를 이용한 백라이트 유닛 및 액정 표시 장치
US20080225202A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 Hanbitt Joo Optical sheet and liquid crystal display device having the same
WO2008117720A1 (ja) 2007-03-26 2008-10-02 Kimoto Co., Ltd. バックライト装置
TW200916833A (en) * 2007-10-15 2009-04-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd Multi-function optical film and polarizer
CN101910879B (zh) * 2008-01-24 2013-10-09 木本股份有限公司 光扩散性薄片及使用其的背光装置
JP5074244B2 (ja) * 2008-03-10 2012-11-14 帝人株式会社 多孔膜、反射シート並びに反射筐体
JP2010026231A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Jiroo Corporate Plan:Kk 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP5645355B2 (ja) * 2008-07-18 2014-12-24 株式会社ジロオコーポレートプラン 光学シートの製造方法
KR101718571B1 (ko) 2009-10-23 2017-03-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 구조물 및 그의 제조 방법
CN102073079B (zh) * 2009-11-18 2013-10-16 惠和株式会社 光学薄片以及使用它的背光单元
KR101304588B1 (ko) * 2010-06-21 2013-09-05 주식회사 엘지화학 아크릴계 공중합체 및 이를 포함하는 광학필름
CN103154777B (zh) 2010-10-20 2015-11-25 3M创新有限公司 具有互连空隙的低折射率漫射体元件
WO2012138709A2 (en) * 2011-04-04 2012-10-11 Wasbbb, Inc. Heavy plastic
JP6052182B2 (ja) * 2011-11-14 2016-12-27 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び、面状発光体
JP6156143B2 (ja) * 2011-12-15 2017-07-05 東レ株式会社 面発光体
JP2013195814A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Nitto Denko Corp 光拡散素子
KR20150113092A (ko) * 2013-02-01 2015-10-07 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 열전도 시트 및 구조체
JP5965881B2 (ja) * 2013-10-03 2016-08-10 恵和株式会社 光拡散シート及び液晶表示装置用のバックライトユニット
JP6353651B2 (ja) * 2013-12-19 2018-07-04 恵和株式会社 パチンコ台フロントガラス保護フィルム及びパチンコ台
GB2527271A (en) * 2014-04-07 2015-12-23 Ujett D P Ltd Coated optical substrates
JP6706033B2 (ja) * 2014-07-09 2020-06-03 恵和株式会社 光学シート及びエッジライト型のバックライトユニット
WO2017048957A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-23 3M Innovative Properties Company Low sparkle matte coats and methods of making
KR101900932B1 (ko) * 2015-11-30 2018-09-27 엘지디스플레이 주식회사 광학 필름 및 그 제조방법, 액정 표시장치
CN107664782A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 京东方科技集团股份有限公司 扩散元件及其制作方法、背光模组和显示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH075305A (ja) * 1993-04-19 1995-01-10 Keiwa Shoko Kk 光拡散シート材
US6579606B1 (en) * 1995-08-30 2003-06-17 3M Innovative Properties Company Back light reflection sheet for liquid crystal
JP3119846B2 (ja) * 1998-09-17 2000-12-25 恵和株式会社 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP3733418B2 (ja) * 2001-04-16 2006-01-11 シャープ株式会社 粘接着シート、積層シート及び液晶表示装置
US6906761B2 (en) * 2001-09-19 2005-06-14 Keiwa Inc. Reflection sheet and backlight unit using the same
US7072115B2 (en) * 2002-03-26 2006-07-04 Keiwa Inc. Light diffusion sheet and backlight unit using the same
JP2005107068A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nippon Shokubai Co Ltd 光学シート用組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050031970A (ko) 2005-04-06
JP2005107108A (ja) 2005-04-21
CN1603864A (zh) 2005-04-06
CN100345004C (zh) 2007-10-24
US20050068628A1 (en) 2005-03-31
KR100651629B1 (ko) 2006-12-01
TW200512479A (en) 2005-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4074847B2 (ja) 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
TWI314999B (ja)
US8526111B2 (en) Optical sheet with structured surface
JP4271462B2 (ja) 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
TWI416172B (zh) An optical sheet and a backlight unit using the same
TWI296338B (ja)
TWI287645B (en) Light diffusion film and related backlight module
JP2005077448A (ja) 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
KR101534376B1 (ko) 광학 시트
JP2007233343A (ja) 光拡散シートおよび複合光拡散板、ならびにそれらを用いたバックライトユニットおよび液晶表示装置
JP2005107068A (ja) 光学シート用組成物
JP2002357703A (ja) 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP2007286166A (ja) 光拡散フィルム
JP4451619B2 (ja) 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP2004252353A (ja) 光拡散シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP2004085626A (ja) 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
KR101269388B1 (ko) 광학 시트
CN102073078B (zh) 光学薄片以及使用它的背光单元
KR101535335B1 (ko) 광학 시트
JP2003327629A (ja) メタクリル系樹脂およびその用途

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060708

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20070821

A256 Written notification of co-pending application filed on the same date by different applicants

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A2516

Effective date: 20070821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110201

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4074847

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120201

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130201

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130201

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140201

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term