具体实施方式
以下具体说明本发明。
本发明的液晶显示器用光扩散板为层压体结构,在低吸湿性树脂层(A)的至少一个面上具有苯乙烯类树脂层(B)。
本发明中使用的低吸湿性树脂,是根据JIS K7209求得的24小时的吸水率为0.2%以下的树脂。为了改善成为市场中存在的问题的吸湿翘曲,需要吸水率至少为0.2%以下。优选0.18%以下,更优选0.15%以下,从实用性上考虑,优选0.03%以上。
通过该方法进行测定,例如,所谓的丙烯酸类树脂的吸水率为0.3%,聚碳酸酯树脂为0.2%,苯乙烯类树脂为0.1%。可以含有甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯作为共聚的单体单元的丙烯酸-苯乙烯类共聚物(所谓的MS类树脂),根据其共聚比率而在0.1%~0.3%的范围内。甲基丙烯酸甲酯越多吸水率越高。甲基丙烯酸甲酯单元与苯乙烯单元的共聚比率为60∶40时吸水率为0.22%,共聚比率为80∶20时吸水率为0.26%,共聚比率为50∶50时吸水率为0.2%。若共聚比率为20∶80、苯乙烯比率提高时,吸水率为0.14%。聚乙烯类树脂等聚烯烃类树脂、氟树脂的吸水率为0.01%以下、PET树脂的吸水率为0.6%。
因此,本发明中可以使用的树脂,可以列举聚碳酸酯树脂、苯乙烯类树脂、含有50%以上苯乙烯类单体的MS类树脂、聚烯烃类树脂、氟树脂等。其中,优选含有50重量%以上苯乙烯类单体的苯乙烯类树脂、含有50重量%以上苯乙烯类单体的MS类对脂、或聚碳酸酯树脂,更优选聚苯乙烯树脂或聚碳酸酯树脂。这些树脂也可以2种以上混合使用。最优选的是聚苯乙烯占100%的情况。
本发明中所述的苯乙烯类树脂,是指实质上为苯乙烯单独的聚合物、或者含有50重量%以上1分子内具有1个可以自由基聚合的双键的苯乙烯类单体和小于50重量%可与其共聚的不饱和单体的共聚物树脂(以下,将1分子内具有1个可以自由基聚合的双键的单体称为单官能单体,将1分子内具有至少2个可以自由基聚合的双键的单体称为多官能单体)。
例如,可以使用使苯乙烯类单官能单体聚合得到的聚合物;使苯乙烯类单官能单体和其它单官能单体聚合得到的共聚物;使苯乙烯类单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物;使苯乙烯类单官能单体、其它单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物等。作为用于得到这些苯乙烯类聚合物的聚合方法,通常采用悬浮聚合法、微悬浮聚合法、乳化聚合法、分散聚合法等。
作为苯乙烯类树脂中的苯乙烯类单官能单体,除苯乙烯以外,还可以列举氯苯乙烯、溴苯乙烯等卤化苯乙烯,或乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯等烷基苯乙烯等,根据需要也可以使用它们的两种以上。
作为苯乙烯类树脂中的苯乙烯类单官能单体以外的单官能单体,可以列举例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯等丙烯酸酯类;丙烯腈等,根据需要可以使用它们的两种以上。其中,优选甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯类。
作为苯乙烯类树脂中的多官能单体,可以列举例如:1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯等多元醇类的2价或超过2价的甲基丙烯酸酯类;1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、四丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多元醇类的2价或超过2价的丙烯酸酯类;二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯等芳香族多官能单体等,根据需要可以使用它们的两种以上。
作为含有50%以上苯乙烯类单体的MS类树脂,例如可以使用使丙烯酸类单官能单体聚合得到的高分子量聚合物;使丙烯酸类单官能单体和其它单官能单体聚合得到的高分子量聚合物;使丙烯酸类单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物;使丙烯酸类单官能单体、其它单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物等。作为用于得到MS类树脂的聚合方法,通常采用悬浮聚合法、微悬浮聚合法、乳化聚合法、分散聚合法等。
作为上述的丙烯酸类单官能单体,可以列举例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯等丙烯酸酯类;甲基丙烯酸、丙烯酸等,根据需要可以使用它们的两种以上。
作为上述丙烯酸类单官能单体以外的单官能单体,可以列举前述苯乙烯类聚合物中苯乙烯类单官能单体例示的单体或丙烯腈等,根据需要可以使用它们的两种以上。另外,作为丙烯酸类聚合物中的多官能单体,可以列举与前述苯乙烯类树脂中例示的多官能单体同样的单体,根据需要可以使用它们的两种以上。
在上述吸湿性树脂层(A)的至少一面、优选两个表面上,层压含有50%以上苯乙烯类树脂并且相对于该树脂100质量份混合3.5~5质量份紫外线吸收剂的苯乙烯类树脂层(B)。
在此使用的苯乙烯类树脂,可以列举前述苯乙烯类单体的共聚比率为50%以上的苯乙烯类树脂。苯乙烯类树脂可以是与作为吸湿性树脂层(A)使用的苯乙烯类树脂相同的树脂,也可以使用共聚比率不同的苯乙烯类树脂。其中,优选苯乙烯类单体的共聚比率为80%以上的树脂,最优选聚苯乙烯。
作为含有的除苯乙烯类树脂以外的树脂,考虑根据JIS K7209求得的24小时的吸水率为0.2%以下的低吸湿性树脂,有聚碳酸酯树脂、含有50%以上苯乙烯类单体的MS类树脂、聚烯烃类树脂、氟树脂等。
优选苯乙烯类树脂的含量为80%以上、更优选为90%以上、最优选聚苯乙烯占树脂的100%。
本发明的光扩散板中,为了赋予光扩散功能,可以在上述低吸湿性树脂层(A)中混合光扩散剂。另外,苯乙烯类树脂层(B)中也可以混合光扩散剂。
光扩散板的光学特性,根据组装的直下型背光的结构、冷阴极管的个数、光学膜的种类及亮度规格,分别设计为透过率为50~80%、光扩散率为30~90%。为了达到该范围,可以适当调节光扩散剂的粒剂和混合量。
混合的光扩散剂优选平均粒径大约为0.1~50μm,相对于低吸湿性树脂100质量份可以混合0.1~30质量份。如后所述以利用光扩散剂具有的粒度赋予光扩散板凹凸为目的时,优选粒径大的光扩散剂。
光扩散剂大致分为无机类和有机类两种。
作为无机类光扩散剂,可以列举例如:碳酸钙、硫酸钡、氧化钛、氢氧化铝、二氧化硅、玻璃、滑石、云母、白碳、氧化镁、氧化锌等。这些光扩散剂可以用脂肪酸等进行表面处理。
作为有机类光扩散剂,可以列举例如:苯乙烯类聚合物粒子、丙烯酸类聚合物粒子、硅氧烷类聚合物粒子等。可以优选使用重均分子量为50万~500万的高分子量聚合物粒子、或者在丙酮中溶解时的凝胶分数为10%以上的交联聚合物粒子。
作为苯乙烯类聚合物粒子,可以优选使用含有50重量%以上1分子内具有1个可以自由基聚合的双键的苯乙烯类单体的聚合物粒子(以下,有时把1分子内具有1个可以自由基聚合的双键的单体称为单官能单体,把1分子内具有至少2个可以自由基聚合的双键的单体称为多官能单体)。例如,可以使用使苯乙烯类单官能单体聚合得到的高分子量聚合物粒子;使苯乙烯类单官能单体和其它单官能单体聚合得到的高分子量共聚物粒子;使苯乙烯类单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物粒子;使苯乙烯类单官能单体、其它单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物粒子等。作为用于得到这些苯乙烯类聚合物粒子的聚合方法,通常采用悬浮聚合法、微悬浮聚合法、乳化聚合法、分散聚合法等。
作为苯乙烯类聚合物粒子中的苯乙烯类单官能单体,除苯乙烯以外,还可以列举氯苯乙烯、溴苯乙烯等卤化苯乙烯,或乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等烷基苯乙烯等,根据需要也可以使用它们的两种以上。
作为苯乙烯类聚合物粒子中的苯乙烯类单官能单体以外的单官能单体,可以列举例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯等丙烯酸酯类;丙烯腈等,根据需要可以使用它们的两种以上。其中,优选甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯类。
作为苯乙烯类聚合物粒子中的多官能单体,可以列举例如:1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯等多元醇类的2价或超过2价的甲基丙烯酸酯类;1,4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、四丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等多元醇类的2价或超过2价的丙烯酸酯类;二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯等芳香族多官能单体等,根据需要可以使用它们的两种以上。
苯乙烯类聚合物粒子的折射率根据其构成成分通常为约1.53~约1.61。一般具有苯基越多、另外具有卤代基越多,则折射率倾向于越高。
作为丙烯酸类聚合物粒子,可以优选使用含有50重量%以上丙烯酸类单官能单体作为单体单元的聚合物粒子。例如,可以使用使丙烯酸类单官能单体聚合得到的聚合物粒子;使丙烯酸类单官能单体和其它单官能单体聚合得到的共聚物粒子;使丙烯酸类单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物粒子;使丙烯酸类单官能单体、其它单官能单体和多官能单体聚合得到的交联聚合物粒子等。作为用于得到这些丙烯酸类聚合物粒子的聚合方法,通常采用悬浮聚合法、微悬浮聚合法、乳化聚合法、分散聚合法等。
作为丙烯酸类聚合物粒子中的丙烯酸类单官能单体,可以列举例如:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等甲基丙烯酸酯类;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟基乙酯等丙烯酸酯类;甲基丙烯酸、丙烯酸等,根据需要可以使用它们的两种以上。
作为丙烯酸类聚合物粒子中的丙烯酸类单官能单体以外的单官能单体,可以列举与前述苯乙烯类聚合物粒子中的苯乙烯类单官能单体同样的单体以及丙烯腈等,根据需要可以使用它们的两种以上。其中,优选苯乙烯。另外,作为丙烯酸类聚合物粒子中的多官能单体,可以列举与前述苯乙烯类聚合物粒子中的多官能单体同样的单体,根据需要可以使用它们的两种以上。
丙烯酸类聚合物粒子的折射率根据其构成成分通常为约1.46~约1.55。其也与苯乙烯类聚合物粒子一样,一般具有苯基越多、另外具有卤代基越多,则折射率倾向于越高。
作为硅氧烷类聚合物粒子,可以优选使用一般被称为硅橡胶的聚合物粒子、或者被称为硅树脂且常温下为固体的聚合物粒子。硅氧烷类聚合物可以优选通过二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、苯基甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷等氯硅烷类的水解和缩合来制造。这样得到的聚合物可以进一步通过过氧化苯甲酰、过氧化-2,4-二氯苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、二枯基过氧化物、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷等过氧化物的作用而交联,另外,末端如果具有硅醇基,则可以与烷氧基硅烷类缩合交联。作为该聚合物,优选每1个硅原子结合2~3个有机基团的交联聚合物。
硅氧烷类聚合物粒子可以通过例如将硅氧烷类聚合物机械地微粉碎而得到。另外,其制造时,可以如日本特开昭59-68333号公报所述的那样,通过使具有线性有机硅氧烷嵌段的可固化聚合物或其组合物在喷雾状态下固化,从而得到球状粒子;或者也可以如日本特开昭60-13813号公报所述的那样,通过在氨或胺类的水溶液中将烷基三烷氧基硅烷或其部分水解缩合物水解和缩合,从而得到球状粒子。
硅氧烷类聚合物粒子的折射率根据其构成成分通常为约1.40~约1.47。一般具有苯基越多、另外硅原子上直接连接的有机基团越多,折射率倾向于越高。
这些无机类或有机类的光扩散剂可以单独使用,也可以根据光学特性的要求将两种以上组合使用。
根据光扩散剂的种类、粒径及混合量,作为光扩散板的基本光学特性、所谓的透过率或光扩散率基本确定。
光扩散板整体的板厚取决于液晶显示器用直下型背光的结构设计,大约为1mm~5mm,层压的苯乙烯类树脂层(B)的层压厚度优选为10μm~300μm并且面整体为±50μm以内的均匀的层压厚度。层压厚度不均匀越小,光学特性的不均匀也越小,液晶显示器屏幕上的亮度不均匀或色不均匀也越小,因此优选。
作为本发明课题的改善光扩散板表面的耐划伤性的目的,是应对由于与前述直下型背光内部设置的防翘曲销接触所造成的划伤、擦伤的对策,用来解决光扩散板表面上产生伤痕、该伤痕在液晶显示器屏幕上作为黑色伤痕可见的问题。
以往,光扩散板由丙烯酸类树脂制成时,由于丙烯酸类树脂的表面比防翘曲销的材料树脂硬,因此光扩散板表面不会产生划伤,反倒是防翘曲销的尖端被划伤切削。
不过,如前所述有吸湿翘曲的问题,而在使用MS类树脂或苯乙烯类树脂、聚碳酸酯类树脂或烯烃类树脂代替丙烯酸类树脂作为光扩散板材料后,由于这些树脂的表面硬度明显比以往的丙烯酸类树脂表面硬度差,因此光扩散板表面的划伤成为问题。
以往光扩散板表面如前所述优选具有微小的凹凸。
例如,专利文献7中,公开了为了使手感好,优选表面的浮雕花纹的十点平均粗糙度(用Rz表示)为0.2~0.5μm,专利文献8中公开了为了防止眩光、防止刺眼,中心线平均表面粗糙度(用Ra表示)优选为0.25μm以下。因此,以往的光扩散板表面优选具有微小的凹凸,品质上当然没有问题。
本发明的特征与以往光扩散板上优选的微小凹凸完全相反,其关键是在光扩散板表面设置大的凹凸。通过在光扩散板表面设置大的凹凸,与防翘曲销的接触面积变小并且接触阻力、摩擦阻力变小,防翘曲销的尖端在光扩散板表面滑动,而不容易划伤。令人惊讶的是,本发明人发现,这样比以往大的凹凸对耐光性也具有显著效果。
本发明中,光扩散板表面的凹凸用JIS B0601的方法中定义的表面的算术平均粗糙度(用Ra表示)表示,需要为5~30μm。如果是算术平均粗糙度(Ra)为5μm以上的大的凹凸,则即使材料为苯乙烯类树脂或聚碳酸酯类树脂,也可以防止因与防翘曲销的接触而划伤表面。另外,通过将算术平均粗糙度(Ra)设定为30μm以下,可以防止由于凹凸造成的光散射所导致的光损失,从而可以维持液晶显示器的高亮度。优选为5μm~20μm,更优选为7μm~18μm。
本发明的光扩散板中需要相对于苯乙烯类树脂层(B)的苯乙烯类树脂100质量份混合3.5质量份~5质量份的紫外线吸收剂。混合3质量份以上紫外线吸收剂会使光扩散板表面的外观变差,因此一般不予考虑。
但是,由于本发明的光扩散板表面具有上述的算术平均粗糙度,因此具有紫外线吸收剂的渗出少的效果,并且可以显著改善耐光性,并且可以维持美丽的外观。为了防止液晶面板的黄变,紫外线吸收剂混合量相对于苯乙烯类树脂100质量份需要为3.5质量份以上。另一方面,如果大量混合紫外线吸收剂,则使各层的树脂塑化,而产生表面硬度下降、或者亮度下降等问题,因此为了最大限度地维持防划伤效果,满足液晶显示器的亮度规格,需要为5质量份以下。优选3.5质量份~4.5质量份,更优选为3.5质量份~4质量份。
紫外线吸收剂的种类不限于二苯甲酮类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、三嗪类紫外线吸收剂、水杨酸酯类紫外线吸收剂、丙二酸酯类紫外线吸收剂等,任何市售的紫外线吸收剂都可以。这些紫外线吸收剂可以单独使用也可以多种组合使用。
另外,低吸湿性树脂层(A)中也可以混合该紫外线吸收剂。此时的混合量为了维持色调而优选设定为1质量份以下。
光扩散板通常通过挤出成形、注射成形或压缩成形而成形为板状。
挤出成形法是在挤出成形机内将树脂熔融、并从安装在挤出机前端的喷丝头即片材用模具喷出而成形为板状的方法。从片材用模具喷出的熔融树脂,通常在多个辊式模具之间通过,在冷却固化的同时形成该辊式模具表面被转印的板状。通过调节辊式模具的间隙可以自由地控制板厚。
本发明的光扩散板是层压树脂板,因此优选使用共挤出法。即,将(A)层用树脂和(B)层用树脂分别通过不同的挤出机挤出,然后在片材用模具中合流、并层叠。
在光扩散板表面赋予凹凸、即赋予本发明中规定的算术平均粗糙度的方法,例如可以列举如下方法。(1)利用混合在树脂中的上述光扩散剂所具有的粒径,使凹凸浮现在光扩散板表面的方法;(2)在制作光扩散板时使用的模具上雕刻凹凸并热转印的方法;(3)在挤出成形过程中转印进行了凹凸加工的辊式模具表面而赋形的方法;(4)象喷砂或蚀刻等那样直接刮削光扩散板表面而雕刻凹凸的方法等各种技术,任何一种方法都可以。
作为上述(1)的方法中混合的光扩散剂,可以使用前述的无机类、有机类的光扩散剂。混合的光扩散剂的粒径为了也能够赋予凹凸而优选设定为10~50μm。通常,苯乙烯类树脂和聚碳酸酯类树脂在冷却时收缩,因此粒径的大小和表面的表面粗糙度不同。粗糙度大致为混合的光扩散剂的粒径的一半左右。
混合量相对于混合的树脂100质量份优选为1~30质量份。为了在光扩散板表面提供均匀的凹凸而优选在1质量份以上,为了不发生凝集导致的外观异常而优选为30质量份以下。
另一方面,上述(2)的在模具上雕刻凹凸并将其转印的方法,作业在光扩散板表面提供大的凹凸的方法是最简便且最合适的技术。由于树脂在冷却时产生收缩,因此在模具表面上雕刻比欲得到的凹凸大两成左右的凹凸,并热转印到光扩散板表面。
另外,也有上述(3)的在挤出成形时使用的辊式模具表面提供凹凸的方法。
辊式模具表面通常被抛光为镜面状,并将镜面转印到树脂板表面。本发明中,通过在该辊式模具表面雕刻大的凹凸,可以将凹凸转印赋型到与辊接触的光扩散板的表面上。在该辊式模具表面上雕刻大的凹凸的方法有几种,可以通过蚀刻或电场加工、放电加工、电子束加工、等离子体加工、离子束加工、喷砂等各种加工法设置。
如前所述,由于树脂冷却时发生收缩,因此转印赋型到光扩散板表面的凹凸容易小于辊式模具表面上雕刻的凹凸。因此,可以雕刻比目标表面凹凸形状大两成左右的形状。
光扩散板当然也可以通过注射成形或压缩成形制作。此时,仍然在成形模具的表面上雕刻比目标凹凸大两成左右的凹凸,由此可以同样地将目标凹凸转印赋型到光扩散板表面上。
本发明中光扩散板如果其表面上具有本发明的算术平均粗糙度表示的凹凸,则混合其它功能性添加剂可以进一步实现高功能化。如果在表面上提供本发明的凹凸,则即使具有具有各种功能性层的多个功能层也没有问题。例如,光稳定剂、选择波长吸收剂、色料、阻燃剂、润滑剂、防静电剂等,其各自可以混合0.001重量%~5重量%,也可以层压层厚度为0.1μm~100μm的防静电层、电磁波屏蔽层、阻气层、光催化剂层、拒水层、表面硬化层、防雾层、防污层、发光层、扩散层、透明层等。
图1表示的是将本发明得到的光扩散板用于液晶电视用液晶显示器时的结构的一例。冷阴极管4排列在容纳于液晶面板1里面的框体7中的反射膜5上,在液晶面板1和冷阴极管4之间设置本发明的光扩散层3、用于提高亮度的光学膜2。另外,反射膜5通过防翘曲销6固定在光扩散板3上。
实施例
基于实施例说明本发明。
实施例、比较例中评价的光扩散板,如下所述通过利用共挤出成形得到2层构成的层压树脂板来制作。
挤出机使用螺杆直径100mm(低吸湿性树脂层(A)用)和60mm(苯乙烯类树脂层(B)用)的单螺杆挤出机2台。用各挤出机将表1和表2所示的树脂熔融捏合,并引入宽度1000mm的片材用模具,将(A)层用树脂和(B)层用树脂层压后,从喷丝头喷出。接着,通过宽度1500mm、直径300mm的纵型三辊机(縦型3本ロ一ル),制作板厚2mm、宽度1000mm、长度1000mm的光扩散板。另外,苯乙烯类树脂层(B)的厚度通过控制2台挤出机的挤出量而控制为厚度50μm,总板厚通过调节三辊机的间隙而控制为2mm。
上述纵型三辊机的整个表面进行放电加工而得到表1和表2所示的算术平均粗糙度(Ra)后雕刻所示大小的凹凸,通过辊间隙时凹凸热转印到光扩散板表面上而进行赋型。另外,各实施例及比较例中得到的光扩散板的评价方法如下所述。
(1)表面平均粗糙度:根据JIS B0601规定的方法使用表面粗糙度计(东京精密制SURFCOM575A),测定对象物的算术平均粗糙度(Ra)。以此时的截止值为2.5mm、评价长度为20mm进行测定。
(2)吸湿翘曲:将制作的光扩散板在60℃、95%RH的环境下吸水98小时,将处于基本饱和吸水状态的光扩散板安装到市售的32英寸的具有直下型冷阴极管背光的液晶电视中,点亮背光放置24小时。
由于背光照射光扩散板表面开始脱水、干燥,若光扩散板翘曲,则由于光扩散板接触到液晶面板,而使接触痕迹看起来为白色皱纹或波状。评价通过画面上有无产生该接触痕迹来进行判断。如果没有接触痕迹则评价为○,而产生接触痕迹的光扩散板评价为×。
(3)耐划伤性(防翘曲销摩擦):在制作的光扩散板的表面上放上从与(2)中使用的相同市售液晶电视的直下型背光中取出的防翘曲销(阻燃聚苯乙烯树脂制,尖端R=1mm),在施加1000g的负荷的状态下往复摩擦20次。
之后,目测光扩散板表面,完全没有刮伤或擦伤则耐划伤性评价为○,如果目测可以确认伤痕则评价为×。
(4)耐光性:在制作的光扩散板上使用紫外线照射装置(SEIMYUNG VACTRON公司制SMDT51H)从150mm的距离照射100J/cm2的紫外线。通过强烈的紫外线照射,光扩散板表面劣化黄变。使用根据JIS K7105的颜色分析器(东京电色公司制造的TC1800)测定该光扩散板的黄色度。
计算紫外线照射前后的光扩散板的黄色度变化作为黄变度。黄变度如果为3以下则评价为◎,黄变度为3~6时评价为○,黄变度为6~9时评价为△,黄变度为10以上时评价为×。另外,液晶电视要求的规格是由液晶电视的市场耐用时间60000小时求出的黄变度必须在6以下。
(5)外观:目测确认制作的光扩散板的表面,表面没有问题、美观时评价为○,观察到色不均匀、污点、附着物、粉(粉吹)、渗出、变色、变形等外观异常时全部评价为×。
(6)亮度:将制作的光扩散板安装在与(2)中使用的相同的市售32英寸液晶电视中,点亮背光。液晶屏幕通过电视控制器使全屏显示白屏。之后,使用亮度计(トプコン制BM-7)从离屏幕500mm的距离测定屏幕中央的亮度。
将500cd~519cd评价为○、520cd以上评价为◎,表示合格;将480cd~499cd评价为△、小于480cd评价为×,表示不合格。
为市售的液晶电视的情况下,要求的规格是屏幕中央亮度为500cd/cm2以上。
实施例、比较例中使用的树脂种类如下所述。
PS:聚苯乙烯树脂(PS日本公司制G9504),吸水率0.1%
PC:聚碳酸酯树脂(旭美化成公司制PC-110),吸水率0.2%
PMMA:丙烯酸树脂(旭化成公司制LP-1),吸水率0.3%
MMAS:MS树脂(MMA∶St=60∶40,新日铁化学公司制MS600),吸水率0.22%
SMMA:MS树脂8MMA∶St=20∶80,新日铁化学公司制MS200,吸水率0.14%。
[实施例1]
在吸水率为0.1%的聚苯乙烯树脂(PS日本株式会社制,商品名G9504)100质量份中混合作为有机类光扩散剂的硅氧烷类聚合物粒子(东芝GE硅酮株式会社制,商品名トスパ一ル120,平均粒径2μm)2质量份,并投入低吸湿性树脂层(A)用挤出机中。另一方面,在吸水率0.1%的聚苯乙烯树脂(PS日本株式会社制,商品名G9504)100质量份中混合紫外线吸收剂(苯并三唑类紫外线吸收剂)3.5质量份和作为无机类光扩散剂的滑石(日本滑石公司制,平均粒径15μm)5质量份,并投入苯乙烯类树脂层(B)用挤出机中,进行熔融和捏合。之后,通过上述的方法利用共挤出进行成形,制作苯乙烯类树脂层(B)50μ、总板厚2mm的光扩散板。此时,对于纵型三辊机,整个面雕刻有算术平均粗糙度(Ra)10μm的凹凸,使该凹凸辊表面形状热转印到光扩散板表面,由此在光扩散板表面形成大的算术平均粗糙度。
利用表面粗糙度计对制作的该光扩散板表面的算术平均粗糙度进行测定,结果是:算术平均粗糙度(Ra)比辊上雕刻的凹凸稍小,为8μm。
对于这样制作的光扩散板,通过前述的方法评价吸湿翘曲、耐划伤性、耐光性、外观、亮度各项目。其结果如表1所示。可知其无吸湿翘曲,耐划伤性、耐光性、外观以及亮度均优良,是符合目标的光扩散板。
[实施例2~5]
改变苯乙烯类树脂层(B)中混合的紫外吸收剂的量,将在辊式模具上雕刻的算术平均粗糙度大小分别改变为:实施例2为6μm、实施例4为20μm、实施例5为30μm,除此以外,与实施例1同样地制作光扩散板,进行各项目的评价。其评价结果如表1所示。从表1的结果可知,各项均满足要求的规格。
[比较例1~8]
改变苯乙烯类树脂层(B)中混合的紫外吸收剂的量,将在辊式模具上雕刻的算术平均粗糙度分别改变为:比较例6为4m、比较例7为6μm、比较例8为60μm,除此以外,与实施例1同样地制作光扩散板,进行各项目的评价。其评价结果如表1所示。
另外,比较例5和6的表面平均粗糙度为0.2μm,但此时使用的辊是表面算术平均粗糙度(Ra)为0.05μm的大致的镜面辊。混合的无机类光扩散剂象内部消光剂一样浮现在表面,由此光扩散板表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.2μm。
从表1的结果可以看出,各个光扩散板以及液晶电视要求的规格不能全部满足。
如果减少紫外线吸收剂,则亮度变高,不能满足耐光性。紫外线吸收剂的量如果增加,则由于紫外线吸收剂的增塑效果而使耐划伤性能下降,由于色不均匀也导致外观不良、亮度下降,不是能满足所要求规格的光扩散板。
另一方面,如果光扩散板表面的算术平均粗糙度很小,则亮度良好,但耐划伤性下降。另外,耐光性改善也不满足。反之,如果表面的算术平均粗糙度进一步增大,则表面上由于光的漫反射造成光损失,而使亮度下降增大。
[实施例6~11、比较例9~38]
将低吸湿性树脂层(A)或苯乙烯类树脂层(B)中使用的树脂的种类、苯乙烯类树脂层(B)中混合的紫外线吸收剂的量、表面的算术平均粗糙度如表2所示进行改变,除此以外通过与实施例1同样的方法制作光扩散板,进行各项目的评价。其评价结果如表2所示。