CN107850699A - 光扩散透射片 - Google Patents

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CN107850699A CN201680042343.1A CN201680042343A CN107850699A CN 107850699 A CN107850699 A CN 107850699A CN 201680042343 A CN201680042343 A CN 201680042343A CN 107850699 A CN107850699 A CN 107850699A
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壹岐耕郎
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Abstract

本发明的光扩散透射片(1)具备母材树脂(10)和分散在母材树脂(10)中的复合粒子(20)。复合粒子(20)含有树脂粘结剂(21)和上述树脂粘结剂(21)中内包的微粒(22)。微粒(22)包含玻璃微粒(22a)。

Description

光扩散透射片
技术领域
本发明涉及光扩散透射片。
背景技术
随着液晶显示器的高画质化，为了使从液晶显示器的背光射出的光在空间范围内均匀化，对于光扩散特性高的光扩散透射片的需求日益提高。并且，从降低能耗的观点出发，对于亮度特性高的光扩散透射片的需求也日益提高。
专利文献1记载了一种具备作为母材的树脂和分散在树脂中的二氧化硅复合粒子的光扩散透射片。二氧化硅复合粒子内包平均粒径为100nm以下的氧化钛微粒。专利文献1记载的光扩散透射片显示出高的总光线透射率和雾度率。氧化钛具有高折射率(例如约为2.60)。
专利文献2记载了一种具有设置在光透射性基材上的内部散射层的光学层叠体。内部散射层含有内部散射粒子。内部散射粒子的平均粒径为1～10μm，且内包包含平均粒径为5～300nm的有机材料和/或无机材料的微粒。作为形成微粒的无机材料，可例示出氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铝等折射率表现性高的材料。
专利文献3记载了一种用于观察到由投影仪投影出的画面的透射型屏幕。透射型屏幕具有含有光扩散微粒和干凝胶的光扩散层。光扩散微粒被干凝胶担载。由此，在光扩散微粒表面存在干凝胶的空隙(折射率为1.0的空气)，光扩散微粒相对于空气的相对折射率变得非常高。因此，能够实现光扩散微粒的有效光扩散。其结果，可提供能够观察到从投影仪投影出的画面的视野角非常宽、从屏幕两面进行观察的观察性也优异的透射型屏幕。专利文献3记载了：作为光扩散微粒，可以使用由有机微粒和少量无机微粒(无机微粒的比例低于50质量％)形成的复合粒子、或者由无机微粒和少量有机高分子(有机微粒的比例低于50质量％)形成的复合粒子。例如实施例中，使用属于二氧化硅与三聚氰胺树脂的复合微粒的OPTBEADS 500S和OPTBEADS 6500M来作为光扩散微粒。
专利文献4记载了一种具备光扩散层的光扩散板，所述光扩散层包含含有透明树脂的透明基材。光扩散层包含存在于透明基材内部的第一光扩散粒子和第二光扩散粒子。第二光扩散粒子的折射率大于第一光扩散粒子的折射率。第一光扩散粒子的折射率为1.4～1.7，第二光扩散粒子的折射率大于2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-48427号公报
专利文献2：日本特开2009-42554号公报
专利文献3：日本特开2013-195548号公报
专利文献4：日本特开2008-40479号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据专利文献1记载的技术，尚有提高光扩散透射片的亮度特性的余地。此外，根据专利文献2，作为形成微粒的无机材料而例示出了氧化钛等规定的材料，但针对对于确保良好的光扩散特性且提高光学层叠体的亮度而言有利的内部散射粒子，未作具体研究。根据专利文献3，作为属于复合粒子的光扩散微粒，实质上仅记载了OPTBEADS 500S和OPTBEADS 6500M。此外启示出：即使使用OPTBEADS 500S，光扩散层的亮度特性也会因光扩散层的空隙率而较低。此外，专利文献4没有记载也没有启示出使复合粒子分散在透明基材中。
基于这样的情况，本发明的目的在于，提供具备新型复合粒子的光扩散透射片，所述新型复合粒子对于实现良好的光扩散特性和高亮度特性而言是有利的。
用于解决问题的方法
本发明提供一种光扩散透射片，其具备母材树脂和复合粒子，
所述复合粒子含有树脂粘结剂和上述树脂粘结剂中内包的微粒，且所述复合粒子分散在上述母材树脂中，
上述微粒包含玻璃微粒。
发明效果
通过树脂粘结剂中内包的微粒包含玻璃微粒，复合粒子对于实现良好的光扩散特性和高亮度特性而言是有利的。上述光扩散透射片通过具备这样的复合粒子，从而具有良好的光扩散特性和高亮度特性。
附图说明
图1是本发明的实施方式的光扩散透射片的示意性截面图。
图2是示意性地示出复合粒子的结构的截面图。
图3A是示意性地示出对复合粒子内部的玻璃微粒射入光的光路的图。
图3B是示意性地示出对复合粒子内部的高折射率微粒射入光的光路的图。
具体实施方式
以下，针对本发明的实施方式，参照附图进行说明。需要说明的是，下述说明涉及本发明的一例，本发明不限定于它们。
如图1所示，本发明的光扩散透射片1具备母材树脂10和复合粒子20。复合粒子20分散在母材树脂10中。母材树脂10没有特别限定，优选是复合粒子20的分散性优异且对于可见光具有透明性、耐候性、耐湿性和耐热性的树脂。例如，作为母材树脂10，可列举出聚酯多元醇、线性聚酯、丙烯酸系树脂、氨基树脂、环氧系树脂、三聚氰胺系树脂、硅酮系树脂、氨基甲酸酯系树脂、乙酸乙烯酯系树脂、降冰片烯系树脂和聚碳酸酯树脂等材料。此外，也可以使用各种热固型树脂、各种紫外线固化型树脂。还可以向这些树脂中适当添加异氰酸酯系等的固化剂、各种分散剂。光扩散透射片1还具备PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜等基板(省略图示)，在该基板上，分散有复合粒子20的母材树脂10可以形成为层状。
如图2所示，复合粒子20含有树脂粘结剂21和微粒22。微粒22内包在树脂粘结剂21中。微粒22包含玻璃微粒22a。
如图3B所示，二氧化钛微粒这样的具有比玻璃微粒22a高的折射率的高折射率微粒PH来代替玻璃微粒22a存在于复合粒子的内部时，如果对高折射率微粒PH射入光，则有可能大量的光在高折射率微粒PH的内部反复进行全反射而被封闭在高折射率微粒PH的内部。这对于提高光扩散透射片的亮度特性而言是不利的。与此相对，如图3A所示，如果复合粒子20的内部包含玻璃微粒22a，则一部分光有可能被封闭在玻璃微粒22a的内部，但由于玻璃的折射率不那么高，因此，大量的光被玻璃微粒22a的表面适当地折射并穿过玻璃微粒22a。即，通过复合粒子20的微粒22包含玻璃微粒22a，射入至玻璃微粒22a的大部分光朝向光扩散透射片1的前方前进，因此，被封闭在微粒22内的光的比例降低。其结果，光扩散透射片1具有高亮度特性。此外，从对光扩散透射片1带来良好光扩散特性的观点出发，玻璃容易具有与树脂粘结剂21的折射率处于优选关系的折射率。因此，微粒22包含玻璃微粒22a对于实现良好的光扩散特性和高亮度特性这两者而言是有利的。由此，光扩散透射片1具有良好的光扩散特性和高亮度特性。
优选复合粒子20的平均粒径收敛在规定的范围内，使得复合粒子20能够均匀分散在母材树脂10中。从这样的观点出发，复合粒子20的平均粒径例如为1μm～20μm，优选为1μm～15μm，更优选为4μm～15μm。由此，能够防止光扩散透射片1的光学特性的空间性偏差。此外，能够降低光进入至复合粒子20聚集时产生的一次粒子彼此之间的空隙所导致的光的反射损失。由此，能够提高光扩散透射片1的亮度特性。此外，在光扩散透射片1中能够充分确保光发生折射的界面。由此，能够提高光扩散透射片1的光扩散特性。需要说明的是，本说明书中的“平均粒径”是指通过激光衍射法测定得到的体积基准的D50。此外，“平均粒径”也可以在利用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM)观察光扩散透射片1的截面或复合粒子20的截面时以能够观察到的50个以上的粒子的最大径的平均值来求出。
关于复合粒子20的形状，从对光扩散透射片1赋予空间上均匀的光扩散特性的观点出发，优选长宽比为1～2的粒状。此处，长宽比是指：复合粒子20的长径da相对于复合粒子20的短径db之比(da/db)。
玻璃微粒22a的平均粒径例如为10nm～10μm。玻璃微粒22a的平均粒径优选为100nm～10μm，更优选为100nm～5μm。由此，玻璃微粒22a恰当地内包在树脂粘结剂21中。
玻璃微粒22a的折射率例如为1.52～1.80。由此，光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性和高亮度特性。从光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性和高亮度特性的观点出发，玻璃微粒22a的折射率优选为1.54～1.80，更优选为1.55～1.80。
例如，玻璃微粒22a具有比树脂粘结剂21的折射率大的折射率。玻璃微粒22a的折射率与树脂粘结剂21的折射率之差例如为0.30以下。由此，射入至玻璃微粒22a的光不易在玻璃微粒22a的内部反复进行全反射而被封闭，光扩散透射片1确实地具有高亮度特性。玻璃微粒22a的折射率与树脂粘结剂21的折射率之差例如为0.02以上。由此，光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性。
形成玻璃微粒22a的玻璃没有特别限定，例如为下述玻璃。
用质量％表示，其含有下述各成分：
59％≤SiO2≤65％、
8％≤Al2O3≤15％、
47％≤(SiO2-Al2O3)≤57％、
1％≤MgO≤5％、
20％≤CaO≤30％、
0％＜(Li2O+Na2O+K2O)＜2％、
0％≤TiO2≤5％，
该玻璃实质上不含B2O3、F、ZnO、BaO、SrO和ZrO2。此处，“实质上不含有”是指：除了例如不可避免地混入至工业用原料中的情况之外，未故意使其包含，具体而言，成为对象的成分的含量低于0.1质量％、优选低于0.05质量％、更优选低于0.03质量％。作为这样的玻璃，可例示出国际公开第2006/068255号记载的玻璃。由此，光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性和高亮度特性。
光扩散透射片1中的复合粒子20的含有率例如为55质量％以上，优选为60质量％以上，更优选为64质量％以上。由此，光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性和高亮度特性。此外，光扩散透射片1中的复合粒子20的含有率例如为70质量％以下，优选为68质量％以下，更优选为66质量％以下。由此，复合粒子20恰当地分散在母材树脂10中，能够抑制例如复合粒子20露出在光扩散透射片1的表面。
复合粒子20中的微粒22的含有率例如为30质量％～99质量％，优选为30质量％～95质量％，更优选为50质量％～90质量％。复合粒子20中的树脂粘结剂21的含有率例如为1质量％～70质量％，优选为5质量％～70质量％，更优选为10质量％～50质量％。由此，光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性和高亮度特性。
如图2所示，微粒22可以包含除了玻璃微粒22a之外的微粒。例如，微粒22进一步包含选自由二氧化硅、硅酮、氟树脂、二氧化钛、氧化锌、氧化锆、碳酸钙、硫酸钡、硫化锌、氢氧化铝和体质颜料组成的组中的至少1种微粒。由此，能够提供具有多种光学特性的光扩散透射片1。此外，根据情况，能够对复合粒子20赋予规定的机械强度。
复合粒子20例如包含玻璃微粒22a和二氧化硅微粒。由此，光扩散透射片1更确实地具有良好的光扩散特性和高亮度特性。此时，二氧化硅微粒的平均粒径例如小于玻璃微粒22a的平均粒径，例如为1nm～1μm，优选为2nm～600nm，更优选为2nm～400nm。此外，复合粒子20中的二氧化硅微粒的含有率例如为10质量％～98质量％，优选为15质量％～94质量％，更优选为40质量％～87质量％。由此，二氧化硅微粒容易与树脂粘结剂21一起包围玻璃微粒22a，因此，复合粒子20具有优选的机械强度。二氧化硅微粒例如为球状。复合粒子20中，作为微粒22，可以仅包含玻璃微粒22a和二氧化硅微粒。
树脂粘结剂21可以内包微粒22，且对于可见光具有透明性。从降低复合粒子20的硬度而降低损伤与光扩散透射片1接触的部件的可能性这一观点出发，树脂粘结剂21优选包含选自由丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂和尼龙组成的组中的至少1种树脂。其中，树脂粘结剂21优选为聚氨酯树脂。
接着，说明光扩散透射片1的制造方法的一例。制备分散有树脂粘结剂21的原料和微粒22的溶胶液，所述微粒22至少包含玻璃微粒22a。根据需要，使种类与玻璃微粒22a不同的微粒22(例如二氧化硅微粒)、荧光染料、荧光增白剂、染料或颜料分散在溶胶液中。通过使用所制备的溶胶液进行喷雾干燥，能够得到复合粒子20。通过调整溶胶液中的固体成分的含量和喷雾干燥中的喷雾条件，能够抑制一次粒子的聚集而将复合粒子20的粒径控制在适当的范围内。
此外，向形成树脂粘结剂21的熔融树脂中添加至少包含玻璃微粒22a的微粒22，根据需要，添加种类与玻璃微粒22a不同的微粒22(例如二氧化硅微粒)、荧光染料、荧光增白剂、染料或颜料，并进行混炼，使这些添加物均匀地混合至熔融树脂中。通过将这样得到的树脂的团块粉碎而调整至规定的粒径，也能够得到复合粒子20。但是，从使微粒22等均匀地分散在树脂粘结剂21中或者高效地制造优选粒径和形状的复合粒子20的观点出发，优选通过溶胶液的制备和喷雾干燥来制作复合粒子20。
使如上制作的复合粒子20均匀地分散在含有母材树脂10的原料的流动体中。由此制备含有母材树脂10的原料和复合粒子20的油墨。通过将该油墨涂布在PET膜等基板上并使油墨固化，能够得到光扩散透射片1。
实施例
使用实施例来详细说明本发明。但是，本发明不限定于下述实施例。
<实施例>
将玻璃微粒的水分散体(玻璃的折射率：1.57、玻璃微粒的平均粒径：1.5μm、玻璃微粒的浓度：5.8质量％)22.6重量份、二氧化硅微粒的胶体液A(日产化学工业公司制、二氧化硅微粒的平均粒径：2nm～3nm、二氧化硅微粒的折射率：约1.45、商品名：SNOWTEX XS)18.4重量份、二氧化硅微粒的胶体液B(日本化学工业公司制、二氧化硅微粒的平均粒径：7nm～10nm、二氧化硅微粒的折射率：约1.45、商品名：SILICADOL 30S)57.6重量份、聚氨酯乳液A(三井化学公司制、商品名：TAKELAC W-6020、聚氨酯的折射率：1.50～1.55)17.7重量份和聚氨酯乳液B(三井化学公司制、商品名：TAKELAC WS-6021、聚氨酯的折射率：1.50～1.55)2.7重量份进行混合，从而制备溶胶液。溶胶液的固体成分中的玻璃微粒的含有率为5.8质量％，溶胶液的固体成分中的聚氨酯的固体成分的含有率为20.4质量％，溶胶液的固体成分中的二氧化硅微粒的含有率为73.8质量％。
形成玻璃微粒的玻璃用质量％表示，含有下述的各成分：
59％≤SiO2≤65％、
8％≤Al2O3≤15％、
47％≤(SiO2-Al2O3)≤57％、
1％≤MgO≤5％、
20％≤CaO≤30％、
0％＜(Li2O+Na2O+K2O)＜2％、
0％≤TiO2≤5％，
该玻璃实质上不含B2O3、F、ZnO、BaO、SrO和ZrO2。
使用微型喷雾干燥器(藤崎电机公司制、制品名：MDL-050)，使上述制备的溶胶液进行喷雾干燥，制作实施例的复合粒子。实施例的复合粒子的平均粒径为4～15μm。复合粒子的平均粒径使用激光衍射散射式粒径分布测定装置(日机装公司制、制品名：MICROTRACKMT-3000II)进行测定。该测定中使用的试样通过将干燥的实施例的复合粒子适量混合至纯水中，并施加超声波振动(以130W振动1分钟)，使复合粒子分散在纯水中来制作。
使上述制作的实施例的复合粒子分散在丙烯酸类树脂中，制备油墨。通过刮板法将该油墨涂布至厚20μm的PET膜并使其固化，制作实施例的样品。实施例的样品中的涂膜厚度为7～15μm，实施例的样品的涂膜中的复合粒子的含有率为65质量％。
<比较例>
将二氧化钛微粒的水分散体(折射率：2.71、二氧化钛微粒的平均粒径：330nm、二氧化钛微粒的浓度：20质量％)8.4重量份、氧化锌微粒的水分散体(折射率：2.0、氧化锌微粒的平均粒径：0.15～0.16μm、氧化锌微粒的浓度：21.7质量％)9.1重量份、二氧化硅微粒的胶体液A(日产化学工业公司制、二氧化硅微粒的平均粒径：2nm～3nm、二氧化硅微粒的折射率：约1.45、商品名：SNOWTEX XS)16.6重量份、二氧化硅微粒的胶体液B(日本化学工业公司制、二氧化硅微粒的平均粒径：7nm～10nm、二氧化硅微粒的折射率：约1.45、商品名：SILICADOL 30S)44.3重量份、聚氨酯乳液A(三井化学公司制、商品名：TAKELAC W-6020、聚氨酯的折射率：1.50～1.55)19.4重量份和聚氨酯乳液B(三井化学公司制、商品名：TAKELACWS-6021、聚氨酯的折射率：1.50～1.55)2.2重量份进行混合，从而制备溶胶液。溶胶液的固体成分中的二氧化钛微粒的含有率为6.3质量％，溶胶液的固体成分中的氧化锌微粒的含有率为7.4质量％，溶胶液的固体成分中的二氧化硅微粒的含有率为62.1质量％，溶胶液的固体成分中的聚氨酯的固体成分的含有率为24.2质量％。
使用微型喷雾干燥器(藤崎电机公司制、制品名：MDL-050)，使上述制备的溶胶液进行喷雾干燥，制作比较例的复合粒子。比较例的复合粒子的平均粒径为4～15μm。比较例的复合粒子的平均粒径与实施例同样地测定。
使比较例的复合粒子分散在丙烯酸类树脂中，制备油墨。通过刮板法将该油墨涂布至厚20μm的PET膜并使其固化，制作比较例的样品。比较例的样品中的涂膜厚度为7～15μm，比较例的样品的涂膜中的复合粒子的含有率为65质量％。
<亮度特性的测定>
使用亮度计测装置(Hyland公司制、制品名：RISA-COLOR ONE)，测定实施例的样品和比较例的样品的亮度和色度y。作为光源，使用Apple公司制造的iPhone 5的背光。需要说明的是，“iPhone”是Apple公司的注册商标。此外，亮度和色度y的测定位置位于样品光源的相反侧，亮度和色度y的测定位置与样品的距离为100cm。将结果示于表1。需要说明的是，亮度的相对值为100％时的亮度值为104cd/cm2。
<雾度率的测定>
使用分光光度计(岛津制作所制、制品名：UV-3600)和积分球，测定实施例的样品和比较例的样品相对于波长为555nm的入射光的雾度率。将结果示于表1。
如表1所示，启示出实施例的样品具有比比较例的样品高的亮度特性。此外启示出：实施例的样品具有与比较例的样品相同程度的高雾度率，具有良好的光扩散特性。
[表1]

Claims (9)

1.一种光扩散透射片，其具备母材树脂和复合粒子，
所述复合粒子含有树脂粘结剂和所述树脂粘结剂中内包的微粒，且所述复合粒子分散在所述母材树脂中，
所述微粒包含玻璃微粒。
2.根据权利要求1所述的光扩散透射片，其中，所述复合粒子的平均粒径为1μm～20μm。
3.根据权利要求1或2所述的光扩散透射片，其中，所述玻璃微粒的平均粒径为10nm～10μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光扩散透射片，其中，所述玻璃微粒的折射率为1.52～1.80。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的光扩散透射片，其中，所述玻璃微粒的折射率与所述树脂粘结剂的折射率之差为0.30以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光扩散透射片，其中，所述复合粒子中的所述微粒的含有率为30质量％～99质量％，所述复合粒子中的所述树脂粘结剂的含有率为1～70质量％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的光扩散透射片，其中，所述微粒还包含选自由二氧化硅、氟化镁、硅酮、氟树脂、二氧化钛、氧化锌、氧化锆、碳酸钙、硫酸钡、硫化锌、氢氧化铝和体质颜料组成的组中的至少1种微粒。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光扩散透射片，其中，所述复合粒子中，作为所述微粒，包含玻璃微粒和二氧化硅微粒。
9.根据权利要求1～8所述的光扩散透射片，其中，所述树脂粘结剂包含选自由丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂和尼龙组成的组中的至少1种树脂。
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