CN101981097A - 光学薄板、光学薄板的生产方法、成形体以及成形体的生产方法 - Google Patents

光学薄板、光学薄板的生产方法、成形体以及成形体的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种使追求薄壁·大画面化的导光板等成形体的加工容易化、光线透射率高的光学薄板及其生产方法、以及在该光学薄板表面上形成凹凸图样而成的成形体及其生产方法，该光学薄板是通过将含有100质量份(A)粘均分子量在22000以下的芳香族聚碳酸酯和0.01～1质量份(B)抗氧化剂的不含蓝色系色素或者颜料的芳香族聚碳酸酯树脂组合物从挤压机挤压出后，冷却到玻璃化转变温度以下而达成，其特征是该光学薄板的厚0.1～1mm的全透光率在91％以上。

Description

光学薄板、光学薄板的生产方法、成形体以及成形体的生产方法
技术领域
本发明涉及用于导光板等的光学薄板和光学薄板的生产方法，以及在光学薄板的表面形成凹凸的成形体和该成形体的生产方法。进一步详细地涉及，在特定条件下挤压成形特定的热塑性树脂，通过控制薄板的固体结构中的高次结构而获得具有优异透明性、导光性的光学薄板，该光学薄板的生产方法、成形体以及成形体的生产方法。
背景技术
近年来，伴随着手机、便携式音乐播放器、笔记本电脑等移动电子机器的普及，市场越来越追求这些制品机器的薄型化·画面扩大化。随着LED光源的薄型化技术的发展，其搭载的液晶显示器用背光灯也开始如火如荼地进行薄型化·画面扩大化的研究。由于构成背光灯的构件之中的导光板主宰着制品的尺寸，故导光板的薄型化和画面扩大化的研究被重视起来。
具体地，将厚度已为0.8mm的导光板薄壁化为0.6～0.4mm厚，最近也进行着将0.3mm以下的导光板进一步薄壁化为0.2mm厚。这些薄壁化是伴随LED光源薄壁化的产物。另一方面，画面尺寸为1.8～2.8英寸左右的导光板正在一步步扩大为3～3.5英寸。进一步，笔记本电脑中也正在进行从CCFL光源到LED光源化，而对于12英寸等级的画面尺寸也尝试着研究采用厚0.4～0.6mm的导光板。
用于移动机器用背光灯的导光板以聚碳酸酯树脂制材料为主流。它们主要是通过注射模塑成形法将聚碳酸酯树脂成形成板状，同时在其表面上形成微细的凹凸，此光学设计是为了使背光灯能够均一地发光。
此处所用的聚碳酸酯树脂之中，经常使用的是面向注射模塑成形用导光板用途的改良了导光性的树脂组合物(专利文献1、2)。但是，在注射模塑成形法中，这些树脂组合物由导光板的壁厚、画面尺寸所限定，并且存在着在注射模塑成形时由于剪切定向产生双折射(延迟)，发光时容易产生色偏差的问题。
此外，对于该树脂组合物，即使将注射模塑成形法换成挤压成形法再进行薄板成形，在挤压成形时也存在着薄板白浊、分份，特别地，当壁厚超过2mm时白浊更明显，亮度特性下降的问题。因此，用通过挤压成形法得到的该树脂组合物难以制得导光板用单纯薄板(原反シ一ト)。
反过来，即使改善该树脂组合物在注射模塑成形时的流动性(专利文献3)，但注射模塑成形法对于2.6英寸等级以上、厚0.25mm以下的导光板也是不可能成形的界线区域，想要得到作为导光板显现亮度性能的制品极其困难。
此外，对于笔记本电脑用的大画面，虽然可以使用现有的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制导光板，但随着薄壁化，产生了冲撞强度不足，并且由于弯曲(尺寸稳定性不足)会产生云纹条纹(莫尔条纹)和由于光源位置的偏离引起的亮度下降等的问题。
于是在此背景下，对于这些薄壁导光板尝试使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制薄板，但PET薄板的双折射(阻滞)极大，作为导光板时具有容易发生色偏差的缺点。
另外，有人公开了相对于100重量份聚碳酸酯树脂，混合0.02～2重量份磷系以及/或者酚系抗氧化剂而成的导光板用聚碳酸酯树脂组合物(专利文献4)，但是在使用蓝色系染料之类时，由于成形温度高，全透光率停止在90％左右，故有待进一步改善。
专利文献1：日本专利特开平10-73725号(专利3330498号)公报
专利文献2：日本专利特开2002-60609号(专利3516908号)公报
专利文献3：日本专利特开2005-247947号公报
专利文献4：日本专利特开2008-24911号公报
发明内容
本发明的目的是提供追求薄壁·大画面化的导光板等成形体的加工容易化，光线透射率高的光学薄片及其生产方法。
本发明人为了达成上述目的，经过反复潜心研究发现，通过使用特定分子量的芳香族聚碳酸酯和抗氧化剂，并且使之在特定的温度下成形能够解决上述课题。本发明是基于该发现而完成。
即，本发明提供：
(1)一种光学薄板，其特征是，所述光学薄板通过将含有100质量份(A)粘均分子量在22000以下的芳香族聚碳酸酯和0.01～1质量份(B)抗氧化剂的不含蓝色系色素或者颜料的芳香族聚碳酸酯树脂组合物从挤压机挤压出后，冷却到玻璃化转变温度以下而成，该光学薄板厚0.1～1mm时的全透光率在91％以上，
(2)如上述(1)所述的光学薄板，其双折射(相位差；波长550nm时的延迟值)在150nm以下，并且薄板面内任意点间的延迟值的标准偏差值在10以下，
(3)如上述(1)所述的光学薄板，在由用于所述光学薄板的芳香族聚碳酸酯组合物制造的样本板厚为0.4mm时测定的可见-UV分光光谱中，波长300nm时的分光透光率在70％以上或者将芳香族聚碳酸酯溶解于良溶剂测定的分光透光率(溶液法测定：溶液池的导光长5cm，样本溶液浓度12g/dl，溶剂二氯甲烷，波长450nm))在94％以上，
(4)如上述(1)所述的光学薄板，其相对于100质量份上述(A)成分，含有0.01～1质量份(C)热塑性聚丙烯酸系树脂，
(5)如上述(1)所述的光学薄板，其中上述(B)成分的抗氧化剂为磷系抗氧化剂和/或者酚系抗氧化剂，
(6)如上述(1)所述的光学薄板的生产方法，其特征是由以下步骤构成：将上述芳香族聚碳酸酯树脂组合物溶融挤压成薄板状的成形步骤，将溶融挤压出的薄板状成形体骤冷到玻璃化转变温度以下的冷却步骤和在50℃以上、所述芳香族聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度以下对冷却了的薄板状成形体进行热处理的热处理步骤，
(7)一种成形体，在上述(1)所述的光学薄板的表面形成凹凸图样而成，
(8)如上述(7)所述的成形体，是导光板、扩散薄板、再现性反射板、棱镜薄板和菲涅耳透镜薄板中的任意一种，
(9)一种成形体的生产方法，其特征是使上述(1)所述的光学薄板的表面形成凹凸图样。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种光学薄板和导光板等，其适用于注射模塑成形法无法达到的厚度和面积的导光板等成形体的生产，并具有优异转印性和高透明性、低双折射性等光学特性(导光性、色调)。
附图说明
图1表示通过钢带法进行转印步骤的模式图。
图2表示通过夹压辊筒法进行转印步骤的示意图。
图3表示通过带状转印法进行转印步骤的模式图。
图4表示同时进行薄板成形和凹凸图样形成步骤的生产装置的模式图。
符号说明
1：拉伸辊筒
2：加热辊筒
3：冷却辊筒
4：夹压辊筒
5：无接头皮带
6：薄板供给辊筒
7：拉伸辊筒
8：加热装置
S：转印凹凸形状前的薄板
d：通过夹压辊筒和无接头皮带夹压的薄板的长度
21：挤压机          26b：转送辊筒
22：夹压辊筒        26c：转送辊筒
23：夹压辊筒        31：加热辊筒
24：卷取辊筒        32：用来形成凹凸的转印辊筒
25：夹压辊筒        33：预加热辊筒
26a：转送辊筒       34：冷却辊筒
35：传输辊筒        36：环形带
具体实施方式
本发明的光学薄片是，通过将含有(A)平均分子量在22000以下的芳香族聚碳酸酯和(B)抗氧化剂的不含蓝色系色素或者颜料的芳香族聚碳酸酯树脂组合物从挤压机挤压出后，冷却到玻璃化转变温度以下而成，该光学薄板厚0.1～1mm时的全透光率在91％以上。
优选双折射(相位差；波长550nm时的延迟值)在150nm以下，并且薄板面内任意位置测定的延迟值的标准偏差值在10以下。
本发明的光学薄板由于不含蓝色系色素或者颜料，对导光板等进行加工时，亮度特性没有下降。另外，含有蓝色系色素或者颜料时，虽然取决于其混合量，但亮度数以10％的顺序下降。
此外，因为是由含有(A)将芳香族聚碳酸酯加入到基底树脂中和(B)抗氧化剂的芳香族聚碳酸酯系树脂组合物构成的光学薄板，因此寻求在薄板成形加工时减少变黄以及将此薄板加工为导光板等时的亮度下降。
作为(A)成分的芳香族聚碳酸酯，从光学透明性、机械强度、耐热性的观点考虑优选双酚A型聚碳酸酯。
芳香族聚碳酸酯，通常通过二元酚与碳酰氯或者碳酸酯化合物等聚碳酸酯前躯体发生反应而进行生产。例如，在二氯甲烷等溶剂中存在有已知的酸受体和分子量调节剂的情况下，进一步根据需要添加支化剂，通过二元酚与碳酰氯之类的碳酸酯前躯体)的反应，或者通过二元酚与碳酸二苯酯之类的碳酸酯前躯体进行酯交换反应等而制造。
作为二元酚有多种多样，特别合适的是2，2-二(4-羟基苯基)丙烷〔通称：双酚A〕。除双酚A以外的双酚可以例举，二(4-羟基苯基)甲烷、1，1-二(4-羟基苯基)乙烷、2，2-二(4-羟基苯基)丁烷、2，2-二(4-羟基苯基)辛烷、2，2-二(4-羟基苯基)苯基甲烷、2，2-二(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、二(4-羟基苯基)萘基甲烷、1，1-二(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基-3，5-四甲基苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、2，2-二(4-羟基-3，5-四氯苯基)丙烷和2，2-二(4-羟基-3，5-四溴苯基)丙烷等的二(羟基芳基)烷烃类；1，1-二(4-羟基苯基)环戊烷、1，1-二(4-羟基苯基)环己烷和1，1-二(4-羟基苯基)-3，5，5-三甲基环己烷等的二(羟基芳基)环烷烃类；4，4′-二羟基苯醚和4，4′-二羟基-3，3′-二甲基苯醚等的二羟基芳基醚类；4，4′-二羟基二苯基硫化物和4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基硫化物等的二羟基二芳基硫化物类；4，4′-二羟基二苯基亚砜和4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基亚砜等的二羟基二芳基亚砜类；4，4′-二羟基二苯基砜和4，4′-二羟基-3，3′-二甲基二苯基砜等的二羟基二芳基砜类；4，4′-二羟基二苯基等的二羟基二苯基类等。这些二元酚可以分别单独使用，也可以组合2种以上使用。
此外，作为碳酸酯化合物，可以举例有碳酸二苯酯等碳酸二芳基酯或碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸二烷基酯。作为分子量调节剂，可以使用通常用于聚碳酸酯聚合的分子量调节剂，也可以使用各种分子量调整剂。具体而言，一元酚可以列举有例如，苯酚、邻正丁基苯酚、间正丁基苯酚、对正丁基苯酚、邻异丁基苯酚、间异丁基苯酚、对异丁基苯酚、邻叔丁基苯酚、间叔丁基苯酚、对叔丁基苯酚、邻正戊基苯酚、间正戊基苯酚、对正戊基苯酚、邻正己基苯酚、间正己基苯酚、对正己基苯酚、对叔辛基苯酚、邻环己基苯酚、间环己基苯酚、对环己基苯酚、邻苯基苯酚、间苯基苯酚、对苯基苯酚、邻正壬基苯酚、间壬基苯酚、对正壬基苯酚、邻枯基苯酚、间枯基苯酚、对枯基苯酚、邻萘基苯酚、间萘基苯酚、对萘基苯酚、2，5-二-叔丁基苯酚、2，4-二-叔丁基苯酚、3，5-二-叔丁基苯酚、2，5-二枯基苯酚、3，5-二枯基苯酚、对甲酚、溴苯酚、三溴苯酚等。这些一元酚中，优选使用对叔丁基苯酚、对枯基苯酚、对叔辛基苯酚和苯酚等。
此外，支化剂可以使用例如，1，1，1-三(4-羟苯基)乙烷、α，α’，α”-三(4-羟苯基)-1，3，5-三异丙基苯、1-[α-甲基-α-(4’-羟苯基)乙基]-4-[α’，α’-二(4’-羟苯基)乙基]苯、间苯三酚、偏苯三酸、靛红二(邻甲酚)等具有三个以上官能团的化合物。
本发明中所使用的(A)成分芳香族聚碳酸酯，其粘度平均分子量必须在22000以下，优选12000～20000。当不足12000时，机械强度差，当超过22000时全透光率不足91％，作为光学薄板不理想。双折射(相位差；波长550nm时的延迟值)在150nm以下，优选130nm以下，并且薄板面内任意位置取样测定的延迟值的标准偏差值优选在10以下。此外，(A)成分芳香族聚碳酸酯的玻璃化转变温度在141～149℃左右。芳香族聚碳酸酯从挤压机挤压出来后，通过冷却到此玻璃化转变温度以下，可以使双折射在150nm以下，其标准偏差值在10以下。
虽然标准偏差值的下限越低越理想，但从光学薄板所要求的光学上的各向同性和经济性等观点考虑，从实用性上讲15左右足矣。
本发明中，任意位置是指根据100cm×100cm的光学薄板样本，各个测定位置是针对相隔60cm以上的2处的4cm×4cm部分内间距1cm的3cm×3cm格子上的9个位置共计18个点进行的测定。
(B)成分抗氧化剂可以列举，磷系、酚系、季戊四醇系抗氧化剂。
其中优选磷系，更具体地可以使用亚磷酸酯、磷酸酯等磷系抗氧化稳定剂。作为亚磷酸酯，可以举出如磷酸三苯酯、磷酸三壬基苯酯、磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、磷酸三壬基酯、磷酸三癸基酯、磷酸三辛酯、磷酸三(十八烷基)酯、二硬脂酰季戊四醇二磷酸酯、三环己基磷酸酯、磷酸单丁基二苯酯、磷酸单辛基二苯酯、二硬脂酰季戊四醇二磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇磷酸酯、双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇磷酸酯、磷酸-2，2-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)辛酯、磷酸四(2，4-二叔丁基苯基)-4，4-二亚苯基酯等亚磷酸的三酯、二酯、单酯等。
磷酸酯可以列举、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三(壬基苯基)酯、磷酸2-乙基苯基二苯酯等。这些磷系抗氧化剂可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。
这些磷系抗氧化剂之中，优选二硬脂酰季戊四醇二磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇磷酸酯、双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯，季戊四醇系之中特别优选双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇磷酸酯等。上述磷系抗氧化剂可以单独使用或2种以上组合使用。
磷系抗氧化剂，可以直接使用市售品，例如，旭电化工业(株)制品〔商品名：アデカスタブ2112〕、クラリアントジヤパン公司制品〔サンドスタブP-EPQ〕、住友化学公司制品〔スミライザ一P-168〕、チバガイギ一公司制品〔三(2，4-二-叔丁基苯基)磷酸酯，商品名：イルガホス168)、旭电化(株)制品〔商品名：アデガスタブPEP36〕等。
酚系抗氧化剂，可以列举，α-生育酚、丁基羟基甲苯、芥子醇、维生素E、正十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2-叔丁基-6-(3′-叔丁基-5′-甲基-2′-羟基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2，6-二叔丁基-4-(N，N-二甲基氨基甲基)苯酚、3，5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二乙基酯、2，2′-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2′-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4，4′-亚甲基二(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2′-亚甲基二(4-甲基-6-环己基苯酚)、2，2′-二亚甲基-二(6-α-甲基-苄基-对甲酚)2，2′-亚乙基-二(4，6-二叔丁基苯酚)、2，2′-亚丁基-二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4，4′-亚丁基二(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、三乙二醇-N-二-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1，6-己二醇二[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、二[2-叔丁基-4-甲基-6-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苄基)苯基]对酞酸盐、3，9-二{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1，1，-二甲基乙基}-2，4，8，10-四氧杂螺[5，5]十一烷、4，4′-硫代二(6-叔丁基间甲酚)、4，4′-硫代二(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，2′-硫代二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、二(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫、4，4′-二-硫代二(2，6-二叔丁基苯酚)、4，4′-三-硫代二(2，6-二叔丁基苯酚)、2，2-硫代二乙烯二-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2，4-二(正辛基硫代)-6-(4-羟基-3′，5′-二叔丁基苯胺)-1，3，5-三嗪、N，N′-亚己基二-(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)、N，N′-二[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、三(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)异氰脲酸酯、三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、1，3，5-三2[3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]乙基异氰脲酸酯和四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基甲基]甲烷等。它们中的任一样都容易入手。其中优选正十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基甲基]甲烷，特别优选正十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。上述位阻酚系抗氧化剂可以单独使用或2种以上组合使用。
酚系抗氧化剂可以直接使用市售品，例如，旭电化工业公司制品〔商品名：アデカスタブAO-80〕、同公司制品商品名：アデカスタブAO-30〕、チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制品〔商品名：イルガノツクス1010，同1076〕等。
(B)成分抗氧化剂可以使用1种以上上述磷系抗氧化剂，也可以使用1种以上酚系抗氧化剂，也可以组合1种以上磷系抗氧化剂和1种以上酚系抗氧化剂使用。
其添加量相对于100质量份(A)成分芳香族聚碳酸酯，在0.01～1质量份范围内，优选0.05～0.3质量份范围内。通过使之在此范围内，可以获得作为光学薄板令人满意的特性。
本发明的光学薄板，其厚0.1～1mm时的全透光率在91％以上。从挤压机挤压出来后，通过冷却到上述玻璃化转变温度以下，可以使全透光率在91％以上。优选91.5～92％。
通过在91％以上，可以防止亮度下降。超过92％时，由于芳香族聚碳酸酯的分子骨架固有的吸收，目前工业生产具有困难。
一般地，注射模塑成形品随注射模塑成形时的剪切进行分子定向后直接冷却于金属模具内，由于分子定向被冻结，残留应力应变有变大的倾向，在金属模具的浇口附近和反浇口末端，残留应力应变变得不均一。通常，由于浇口周边部的残留应力应变变大，延迟值有显示更大的测量值的倾向。
另一方面，挤压成形而成的薄板虽依赖于挤压成形时的条件、材料的粘度(取决于粘均分子量)，但延迟值有可能变低，阻滞薄板制品内的分布也容易均一化。因此，可以得到比注射模塑成形制的导光板显示更高等级的导光板。通过使延迟值在150nm以下，并且薄板面内任意位置取样测定的延迟值的标准偏差值在10以下，可以防止将使用加工光学薄板导光板的背光灯装载于液晶面板作为显示装置时的显示等级下降。延迟值优选100nm以下，进一步优选50nm以下。
本发明的光学薄板优选将在厚为0.4mm时测定的可见-UV分光光谱中，波长300nm时的分光透光率在70％以上或者芳香族聚碳酸酯溶解于良溶剂中测定的分光透光率(溶液法测定：溶液池的导光长5cm，样本溶液浓度12g/dl，溶剂二氯甲烷，波长450nm))在94％以上的芳香族聚碳酸酯树脂作为聚碳酸酯树脂组合物的(A)成分使用。
通常，使用光学薄板成形的导光板中，可见光区域中波长400～700nm的光线从端面入射，沿端面方向导引、传播，通过控制在厚度方向(面方向)光的方向性使面发光。从此端面方向入射的光从对面侧的端面射出，通过测定光的分光特性，可以适当评价导光板中光的传播。
然而在此测定中，测定1mm以下薄的成形方片需要有特殊的测定装置，现实上存在困难。因此，在本发明当中，从测定评价较容易的在厚度方向(面方向)的分光特性来进行薄板的特性评价。一般地，薄板厚度薄至1mm以下，测量可见光透射厚度方向的分光透光率时，薄板基材原有的分光特性差的检测变得困难。然而，即使是厚度方向的分光特性的测量，只要着眼于紫外区域380nm以下的波长，也可评价此分光特性差。也即，通过厚度方向的测量的300～380nm的分光透射率的评价结果虽不直接反映可见光域的分光透射率，但是相对地与300～380nm的分光透射率联动，有反映端面方向的可见光波长区域分光特性的倾向，可以代替使用。
具体地，在厚度方向测量的300～380nm的高分光透射率特性的光学树脂基材具有在端面方向测量时的可见光波长区域中的分光特性变高的倾向。分光透光率不足70％时，由于导光性能不足，亮度会下降。更优选在73％以上。
本发明的光学薄板中所使用的上述(A)芳香族聚碳酸酯的粘均分子量在22000以下，优选14000～20000。更优选为15000～19000。不足14000时，除制品强度不足之外，也会带来由制品外形加工时的切屑附着引起的产量下降。尤其是，当光学薄板的壁厚在0.3mm以下时，会导致强度的不足，有成为易破损制品的倾向。
粘均分子量超过2万2000时，虽然也取决于挤压成形条件，但树脂基材的变黄和延迟值容易变大，全透光率想要达到91％变得困难。
此外，导光板等的树脂薄板经辊筒浮雕花样成形或者锻压成形在薄板表面转印数微米～数百微米的微细凹凸图样(棱镜和点，圆顶状凸透镜)使之形成凹凸图样，以此进行生产，但粘均分子量超过2万2000时的转印性会下降。
本发明的光学薄板是通过挤压成形芳香族聚碳酸酯树脂组合物进行制造，但是除(A)成分芳香族聚碳酸酯和(B)成分抗氧化剂之外，也可以微量添加(C)成分热塑性聚丙烯酸烷基酯系树脂。通过微量添加(C)成分，可以进一步提高分光特性。
(C)成分优选以(A)成分/(C)成分之比率为99.99/0.01～99.00/1.00(质量比)进行添加。进一步优选为99.95/0.05～99.50/0.50，特别优选99.90/0.10～99.70/0.30。通过使(C)成分的添加比率在0.01以上可以提高成形体的透明性，使之在1.00以下可以在不损害其他期望的物性时保持透明性。
(C)成分热塑性聚丙烯酸烷基酯系树脂是一种以选自丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈以及其衍生物的单体单元之中的至少一种为重复单元的聚合物，也可为自聚合物或者与苯乙烯、丁二烯等的共聚物。具体地讲，可以列举聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈、丙烯酸乙酯-丙烯酸-2-氯乙基酯共聚物、丙烯酸正丁酯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。这当中，尤其可以合适地使用的是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。该聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)可以是公知的，但通常优选在过氧化物、偶氮系聚合引发剂的存在下本体聚合甲基丙烯酸甲酯单体得到的产物。
(C)成分热塑性聚丙烯酸烷基酯系树脂的分子量优选200～10万，进一步优选2万～6万。通过使分子量在200～10万内，在成形时，使(A)成分和(C)成分之间的相分离不至于过快，从而可以在光学薄板中得到充分的透明性。
生产本发明的光学薄板的方法无特别限制，可以根据下述本发明的光学薄板的生产方法生产期望的光学薄板。
本发明的光学薄板的生产方法含有，将所述芳香族聚碳酸酯树脂组合物溶融挤压成薄板状的成形步骤，将溶融挤压出的薄板状成形体骤冷到玻璃化转变温度以下的冷却步骤和在50℃以上、所述芳香族聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度以下对冷却了的薄板状成形体进行热处理的热处理步骤。
上述冷却步骤是通过使上述片状成形体流过冷却水流下的槽进行上述片状成形体的冷却。此外，上述热处理步骤可以通过使用具有镜面的金属制环形带以及/或者金属辊筒夹持上述片状成形体的里外表面进行加热来实施。
挤压成形法，通过用通常一般情况下所使用的具有3根辊筒的薄板成形机选定成形条件，可以生产能够用作为导光板的光学薄板。挤压机的气筒温度和塑模的温度也取决于树脂组成的差异、玻璃化转变温度等，但一般在220～340℃，优选240～320℃左右。
对含有(A)成分/(C)成分的比率为99.99/0.01～99.00/1.00(质量比)，并且(B)抗氧化剂为上述比率的树脂组合物作为原料挤压成形时，上述溶融挤压所得的片状成形体骤冷到玻璃化转变温度以下的冷却步骤相当重要，使用具备此种冷却步骤的挤压成形装置，能得到光学上的更高透明度的光学薄板。
冷却温度必须在玻璃化转变温度以下，优选140℃以下，进一步优选120℃以下。通过使冷却温度在玻璃化转变温度以下，可以使光学薄板在厚0.1～1mm时的全透光率在91％以上。冷却温度的下限虽然也取决于树脂组成的差异、玻璃化转变温度等，但一般在50℃左右。通过使其在50℃以上，可以减少成形的光学薄板中的残留变形，确保光学上的各向同性。冷却通常使用多个辊筒进行。
挤压机的筒温度为220～340℃，优选240～320℃左右。
此外，通过在50℃以上上述芳香族聚碳酸酯玻璃化转变温度以下对冷却的片状成形体进行热处理的热处理步骤，在上述骤冷过程中产生的残留应变一旦被释放，赋形时，可以得到无皱的、均一壁厚的、延迟值低的光学薄板。
通过使用具备这些生产步骤的挤压成形机，可以抑制(A)成分/(C)成分之比为99.99/0.01～99.00/1.00(质量比)的树脂组合物从溶融状态到冷却过程中产生的相分离，从而能够抑制光线透射率的下降。
具备这些步骤的生产法可以列举弹性辊筒法或者钢带法等，更优选使用具备它们的挤压成形机。
作为钢带法，可以列举，例如，日本专利公开公报2004-230598号公报中公开的生产法。
此生产法的薄板生产方法如下：通过使成形的薄板密接行走于卷装于多个辊筒上且通过加热辊筒部被加热过的无接头皮带上，接着，将该薄板在上述无接头皮带和辊筒之间压焊成面状或者线状后，再将该薄板从上述无接头皮带上剥离，该薄板的无接头皮带是从相对侧对被加热过的该薄板在行走中进行保温和/或者加热(参阅图1)。保温和/或者加热是通过保温板、吹热风、红外线进行。
图1中，1是拉伸辊筒，2是加热辊筒，3是冷却辊筒，4是夹压辊筒，5是无接头皮带，6是薄板供给辊筒，7是拉伸辊筒，8是加热装置。S表示转印凹凸形状前的薄板，d表示夹压辊筒4与无接头皮带5之间夹压的薄板的长度。
作为弹性辊筒法，可以列举，例如，日本专利公开公报2004-155101号中公开的方法。
在此生产法中，将T型塑模安装于挤压机形成薄板，让此薄板通过第一夹压辊筒、第二夹压辊筒、第三夹压辊筒，将多个转送辊筒直线排列生产薄板，再通过卷取辊筒来生产(参阅图2)。
在图2中，21是挤压机，22、23、25是夹压辊筒，24是卷取辊筒，26a、26b、26c是转送辊筒。
接着，对上述光学薄板的表面形成凹凸图样的导光板等本发明的成形体进行说明。
通过以上的特性、组成、生产方法获得的光学薄板，作为在表面形成微细凹凸图样的成形体，可以控制配光，可以作为导光板、扩散薄板、反光板、棱镜薄板和菲涅耳透镜薄板等使用。凹凸图样可以列举，点形状、凸透镜形状、凹透镜形状、V槽棱镜形状、三角锤和四角锤等多角锤棱镜形状等。
导光板中，凹凸图样优选付与层次(浓淡)。
如果是通常的扩散薄板、反光板和棱镜薄板的话，优选形成均一的图样。
此外，在使用正下方型背光灯的扩散薄板的情况下时，从光源上的光源影到光源间的距离之间通过形成浓淡凹凸图样，可以追求亮度的均一化。
作为此种凹凸图样的形成法，可以列举辊筒浮雕花样法、真空锻压成形法、带状转印法等。其中，优选以下带状转印法(例如，日本专利特开2005-321681号公报)，此转印法使用具备制造在带状薄板不锈钢的表面形成镀镍箔上具有微细凹凸图样的金属模具，在上下旋转的金属模具带状物之间同步传输树脂薄膜，同时连续进行加热、加压转印、剥离各个步骤的方法的装置。此方法不需要花时间进行真空拉引、升温、降温，故可以以高生产率进行大面积的转印(参阅图3)。
图3中，31是加热辊筒，32是用来形成凹凸的转印辊筒，33是预加热辊筒，34是冷却辊筒，35是传输辊筒，36是环形带。左侧的箭头表示转印凹凸形状前的光学薄板，右侧的箭头表示转印后的光学薄板，即，导光板等成形体。
其他，还适用于将使用形成了微细凹凸图样的金属模具的丙烯酸系紫外线硬化树脂安放在本发明的光学薄板上，同时，使用紫外线使之固化的锻压印刷法和使用白色墨水的丝网印刷法等。
也可以通过同时进行上述光学薄板成形和在表面形成凹凸图样步骤，生产导光板等成形体。作为具备这种同时步骤的生产装置，可以适宜使用，例如，东芝机械株式会社制连续挤压浮雕花样成形机SPU-03026W(参阅图4)。
如图4所示的装置，通过特殊接触辊(special touch roll)的柔软性可以延长推压长度，进而提高转印率。此外，通过辊筒间隙调整方式(压力传感器(Pressure sensor)和定位传感器(Positioning sensor))，可以测定和控制间隙、推压力。
实施例
接着，根据实施例和比较例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于这些例子。
实施例和比较例中使用的混合材料等如下所示。
<混合材料>
(1)芳香族聚碳酸酯PC1
タフロンFN1700A〔出光兴产株式会社制双酚A聚碳酸酯树脂，玻璃化转变温度：142℃，粘均分子量：17300，折射率：1.585〕
(2)芳香族聚碳酸酯PC2
タフロンFN1900A〔出光兴产株式会社制双酚A聚碳酸酯树脂，玻璃化转变温度：145℃，粘均分子量：19500，折射率：1.585〕
(3)芳香族聚碳酸酯PC3
タフロンFN 2500A〔出光兴产株式会社制双酚A聚碳酸酯树脂，玻璃化转变温度：148℃，粘均分子量：23500，折射率：1.585〕
(4)磷系抗氧化剂
アデガスタブPEP36〔旭电化(株)制双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇磷酸酯〕
(5)酚系抗氧化剂
イルガノツクス1076〔チバスペシヤリテイ一ケミカルズ(株)制酚系抗氧化剂，十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯〕，表1中记为“IRG1076”。
(6)热塑性聚丙烯系树脂
ダイアナ一ルBR83〔三菱丽阳(株)制，分子量：25000，折射率1.490，分子量通过以下求得：使用奥斯特瓦德型粘度管测定25℃氯仿溶液的特性粘度[η]，根据以下关系式计算求得平均聚合度PA。logPA＝1.613log([η]×104/8.29)〕
表1中记为“丙烯酸酯树脂”。
(7)蓝色染料
HOSTALUX KSN〔クラリアントジヤパン(株)制，4-(苯并噁唑-2-基)-4′-(5-甲基苯并噁唑-2-基)-1，2-二苯乙烯与蓝色颜料的混合物〕
<混练挤压>
使用转鼓按照表1所示各实施例和比较例中的混合比率混合各材料，使用螺钉径65mmφ的单轴挤压机，在280℃下进行溶融混练挤压，制造各例所需使用的颗粒。
<光学薄板挤压成形>
条件1(适用于实施例1～4和比较例1、2)
通过如图2所示的设置了挤压机21的“3根辊筒装置”，生产光学薄板(厚0.4mm)。使用挤压机21的螺钉直径为65mm，T型塑模的宽为650mm、直径为300mm的第一夹压辊筒22。第二夹压辊筒23和第三夹压辊筒25均使用直径为300mm的金属辊筒。转送辊筒26使用3个直径为70mm的金属辊筒排列成直线状的转送辊筒。并且，从最开始的转送辊筒26a到最后的转送辊筒26c之间的合计距离为3m。
条件2(适用于实施例5)
使用Hitz产机テクノ株式会社制UF辊筒夹压挤压成形机(参阅弹性辊筒法—图2)进行试验。挤压机的螺钉直径为90mm。
条件3(适用于实施例6)
将对三角锤棱镜阵列镀镍(高50μm)形成的压膜安放在使用东芝机械株式会社制的连续挤压浮雕花样成形机SPU-03026W(参阅图4)进行薄板成形得到的薄板上，同时转印图样，以此来制造棱镜薄板(图样形成2)。挤压机的螺钉直径26mmφ，其他各部位的温度如表1所示。
条件4(适用于比较例3)
除了各处温度变更为照表1所示的温度之外，其他同条件1。
条件5(适用于比较例4)
使用合模力100吨的注射模塑成形机〔住友重机械工业(株)制，物品编号SG100M-HP〕在成形温度360℃(金属模具温度120℃)下进行注射模塑成形。
<采用锻压成形的图样转印>
使用名机制作所制的微细图样转印用真空锻压机对除实施例6之外的各实施例和各比较例中制造的各光学薄板进行真空吸引之后，安放于镀镍三角锤棱镜阵列(高50μm)形成的压膜上，在160℃下进行锻压成形，制作导光板(图样形成1)。
<评价方法>
(1)全透光率
使用スガ试验机株式会社制浊度计(HGM-2DP)，依据JIS-K-7105进行测定。
(2)薄板的分光透光率
使用岛津制造所制的UV可见分光光度计(UV-2450)在波长300nm下，对厚0.4mm的光学薄板样本进行分光透光率(％)的测定。
(3)双折射率(延迟值)及其标准偏差值
通过大塚电子株式会社制的延迟值测定装置(RETS-100)，测定对应于550nm的双折射(延迟值)。
本发明中，任意位置是指根据100cm×100cm的光学薄板样本，各个测定位置相隔60cm以上的2处的4cm×4cm部分内间距1cm的3cm×3cm格子上的9处共计18个点进行的测定。
计算式：
Figure BPA00001234104100141
n为测定的全部取样数
Ren是第n个取样点的Re值
Reav表示Re的平均值。
(4)溶液法测定的光学特性(分光透光率)
a)调制样本
切下样本(6g)装入量杯(50毫升)中，加入二氯甲烷使之溶解，溶解时，进行3小时超声波照射。
b)测定装置：岛津制造所UV-2450
c)测定条件
池(cell)长度：5cm
测定波长：900～200μm
扫描速度：设定为低速模式
狭缝宽：2.0nm
切换波长：360nm
d)测定顺序
在测定前2小时启动装置使之稳定化后，测定基线，接着，在500nm测定自动零点，通过测定有无取零进行确认。
使用二氯甲烷和丙酮洗净池，等待池温度回复到室温，当池温度回复时，加入测定溶液，将池放入测定室盖上盖子，放置约1分钟后开始测定。测定结束后，拿出测定溶液，洗净，再更换样本重复测定。
(5)凹凸图样的转印性
对实施例1～6和比较例1～4所得的各导光板，测定反映亮度特性的图样转印率，以此代替亮度评价。
转印率(％)＝[转印导光板的三角锤高度(μm)/压膜中的三角锤的高度(50μm)]×100
[实施例1～6]
使用由表1所示混合材料进行溶融混练挤压制作的各个颗粒，应用“条件1”、“条件2”或者“条件3”的成形条件制作光学薄板，在各光学薄板上应用上述图样形成1(实施例1～5)或者图样形成2(实施例6)，制作导光板。各条件中的各处温度如表1所示。
[比较例1～4]
使用由表1所示混合材料进行溶融混练挤压制造的各个颗粒，应用“条件1”、“条件4”或者“条件5”的成形条件制造光学薄板，在各光学薄板上应用上述图样形成1，制造导光板。各条件中的各处温度如表1所示。
Figure BPA00001234104100171
产业上的可利用性
本发明的光学薄板通过将含有特定芳香族聚碳酸酯的树脂组合物在特定条件下挤压成形来控制固体结构中的高次结构，根据用途通过优化表面上形成的凹凸图样，用于导光板、扩散薄板、反光板、或者亮度提高棱镜薄板等加工中。

Claims (9)

1.一种光学薄板，其特征是，所述光学薄板通过将含有100质量份(A)粘均分子量在22000以下的芳香族聚碳酸酯和0.01～1质量份(B)抗氧化剂的不含蓝色系色素或者颜料的芳香族聚碳酸酯树脂组合物从挤压机挤压出后，冷却到玻璃化转变温度以下而成，该光学薄板厚0.1～1mm时的全透光率在91％以上。
2.根据权利要求1所述的光学薄板，其双折射(相位差；波长550nm时的延迟值)在150nm以下，并且薄板面内任意位置的延迟值的标准偏差值在10以下。
3.根据权利要求1所述的光学薄板，在由用于所述光学薄板的芳香族聚碳酸酯组合物制造的样本板厚为0.4mm时测定的可见-UV分光光谱中，波长300nm时的分光透光率在70％以上或者将芳香族聚碳酸酯溶解于良溶剂测定的分光透光率(溶液法测定：溶液池的导光长5cm，样本溶液浓度12g/dl，溶剂二氯甲烷，波长450nm)在94％以上。
4.根据权利要求1所述的光学薄板，相对于所述100质量份(A)成分，含有0.01～1质量份的(C)热塑性聚丙烯酸系树脂。
5.根据权利要求1所述的光学薄板，所述(B)成分的抗氧化剂为磷系抗氧化剂和/或者酚系抗氧化剂。
6.一种权利要求1所述的光学薄板的生产方法，其特征是由以下步骤构成：将所述芳香族聚碳酸酯树脂组合物溶融挤压成薄板状的成形步骤，将溶融挤压出的薄板状成形体骤冷到玻璃化转变温度以下的冷却步骤和在50℃以上、所述芳香族聚碳酸酯树脂组合物的玻璃化转变温度以下对冷却了的薄板状成形体进行热处理的热处理步骤。
7.一种成形体，在权利要求1所述的光学薄板的表面形成凹凸图样而成。
8.如权利要求7所述的成形体，是导光板、扩散薄板、反光板、棱镜薄板和菲涅耳透镜薄板中的任意一种。
9.一种成形体的生产方法，其特征是在权利要求1所述的光学薄板的表面形成凹凸图样。
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