JP2008065142A - 光拡散シート - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の厚さ数ミリの光拡散板と異なり、厚さ０．１〜1ｍｍのシートで光拡散板としての光学特性、機械特性を充分みたし、それにより大画面化において軽量を保つことのできる直下型バックライト用光拡散シートを提供する。
【解決手段】
メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体系樹脂１００質量部に対して、光拡散剤０．１〜１０質量部、紫外線吸収剤０．１〜１質量部、および光安定剤を０．１〜１質量部を含む樹脂組成物からなる厚さ０．１〜１ｍｍの光拡散シート。
【選択図】なし

Description

本発明は光拡散シートに関する。

光拡散板は、液晶表示装置、例えば大型液晶モニタ、家庭用テレビ、及びパソコンディスプレイ等の液晶表示装置のバックライトユニットの一部として使用される。液晶は自発光しないため、液晶表示装置には面状光源としてバックライトユニットが使用される。近年、液晶モニタは、従来のブラウン管タイプの表示装置に代わり急速に普及し、それに伴いバックライトユニット及び光拡散板の需要が増加している。

バックライトユニットは白色反射板、光源（例えば冷陰極管、ＬＥＤ等）、光拡散板、及び各種機能フィルムから構成される。液晶パネルはバックライトユニット上に置かれる。バックライトユニット用の光拡散板は、高い光透過量と同時に、光源像を遮蔽するという相反する特性が求められる。

また、液晶モニタの大型化に伴い、光拡散板も大きくなり、それに従って重量も重くなり、軽量化も求められている。

特開平１１−１０５２０７号公報 特開２００４−０９５２４号公報 特開２００４−５０６０７号公報 特開２００４−９０６２６号公報

本発明は、従来の厚さ数ミリの光拡散板と異なり、厚さ０．１〜1ｍｍのシートで光拡散板としての光学特性、機械特性を充分みたし、それにより大画面化において軽量を保つことのできる光拡散シートを提供することである。

本発明者は鋭意研究を行った結果、透明性と耐衝撃性に優れるメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン系樹脂組成物からなる厚さ０．１〜１ｍｍの光拡散シートを直下型バックライトユニットに用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明はメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体系樹脂１００質量部に対して、光拡散剤０．１〜１０質量部、紫外線吸収剤０．１〜１質量部、および光安定剤を０．１〜１質量部を含む樹脂組成物からなる厚さ０．１〜１ｍｍの光拡散シートである。
なお、ここで言う光拡散剤は架橋アクリル系樹脂粒子、架橋シリコーン系樹脂粒子である。
また本発明の光拡散板には紫外線吸収剤がベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系またはマロン酸エステル系の紫外線吸収剤から選ばれる少なくとも一種以上添加され、光安定剤はヒンダードアミン系光安定剤が添加されて直下型バックライト用光拡散シートに用いられる。これには帯電防止処理がなされていてもよい。

本発明の光拡散シートは、全光線透過率、曇価などの光学特性が良好で、また機械的強度も十分であるため、薄型化が可能であり、大画面化されても軽量化可能な直下型バックライト用光拡散シートに用いることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の光拡散シートを構成する樹脂としては、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体系樹脂を用いることができる。メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体系樹脂（以下、ＭＢＳ系樹脂と記す）とは、スチレン系単量体およびメタクリル酸メチル単量体の連続相に、分散相として、エラストマー成分を含むものからなる。
具体的には、エラストマー成分として、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等を用いることができる。連続相の共重合体と屈折率を一致させやすいという意味において、スチレン−ブタジエンブロック共重合体を好適に用いることができる。これらは単独で使用するかあるいは２種類以上併用して使用してもよい。
ＭＢＳ系樹脂は単独で用いてもよいが、該樹脂との屈折率差が０．１以下となる他の樹脂とブレンドして用いることもできる。これは、画面の明るさ（輝度）を低下させないためであり、例として、屈折率１．５５のＭＢＳ系樹脂にブレンドできる樹脂としては、屈折率１．５５からなる、メタクリル酸メチル単位が４０質量％のメタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂をあげることができる。

光拡散剤としては、一般的に光拡散板に用いられるものであれば特に限定されるものではないが、前記の樹脂成分と屈折率の異なる有機系の透明微粒子を好適に用いることができる。これらとして、架橋スチレン系粒子、架橋アクリル系粒子、架橋シリコーン系粒子等が挙げられる。
架橋スチレン系粒子とは、少なくとも５０質量％以上スチレン系単量体単位で構成されたもので、架橋アクリル系粒子とは、少なくとも５０質量％以上アクリル系単量体単位で構成されたものである。ここで言うアクリル系単量体の例としてとは、メタクリル酸メチル やアクリル酸ブチル等の（メタ）アクリル酸エステル単量体があげられる。
架橋シリコーン系粒子としては、一般的にシリコーンゴムと呼称されるものや、シリコーンレジンと呼称されるものであって、常温で固体状のものが好適に用いられる。

光拡散剤の屈折率とＭＢＳ系樹脂の屈折率との差については、その絶対値が、０．０２以上であることが光拡散性の観点から好ましく、本発明に用いる光拡散剤としては、架橋シリコーン系粒子、架橋アクリル系粒子を特に好適に用いることができる。また、これらの光拡散剤は、必要に応じてそれらの２種以上を併用することもできる。

光拡散剤の含有量は、ＭＢＳ系樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であり、好ましくは０．３〜５質量部である。０．１質量部未満では、光拡散の効果が十分で無く、１０質量部を越えると光拡散の効果は大きくなるが、画面全体の明るさ（輝度）が低下する。

光拡散シートは、バックライトを構成する冷陰極管光源による光劣化を防止するため、紫外線吸収剤および光安定剤が含有されている。紫外線吸収剤および光安定剤は特に限定されるものではないが、紫外線吸収剤の具体例としてはベンゾフェノン系、シアノアクリレート系、サリチレート系、ニッケル錯塩系、ベンゾエート系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系およびオキサルアニリド系、マロン酸エステル系の紫外線吸収剤があげられ、光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤があげられる。中でもベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系およびマロン酸エステル系の紫外線吸収剤から選ばれる少なくとも一種以上紫外線吸収剤とヒンダードアミン系光安定剤を併用することで、耐久性もよく、相乗効果が得られやすい。これらの紫外線吸収剤および光安定剤はベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系およびマロン酸エステル系紫外線吸収剤から選ばれる少なくとも一種以上紫外線吸収剤並びにヒンダードアミン系光安定剤の添加量は樹脂組成物１００質量部に対して、紫外線吸収剤および光安定剤がそれぞれ０．１〜１質量部の範囲で含有されることが好ましい。添加量が０．１質量部未満であると耐光の効果が得られにくく、１質量部を超えると板自体が黄色に着色する。また、必要に応じて蛍光増白剤を含有させてもよい。蛍光増白剤としては、ジアミノスチルベン系、イミダゾール系、クマリン系、ナフタルイミド系、オキサゾール系の蛍光増白剤が挙げられるが、中でもオキサゾール系蛍光増白剤を用いることが好ましい。

光拡散シートの厚みは０．１〜１ｍｍである。好ましくは０．２〜０．８ｍｍの厚みである。厚さが数ミリにもなる光拡散板に比べて、軽量化が可能となる。

光拡散シートとして、機械特性が良好であることが望ましい。光拡散シートは、デュポン衝撃試験で０．１J以上の衝撃強度を有する。

光拡散シートをバックライトユニットに取り付けての長時間の使用で、光拡散シートに空気中の埃が付着し、その結果、画面の明るさ（輝度）の低下を招くことがあるため、帯電防止処理を施すことが望ましい。その方法としては、樹脂組成物に帯電防止剤を添加する方法（１）や、作製した光拡散シートに帯電防止剤を塗布する方法（２）があげられる。

方法（１）において、添加する帯電防止剤の例としてはグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアミン、アルキルエタノールアミドなどの非イオン系、アルキルスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などのアニオン系、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩などのカチオン系、アルキルベタイン、イミダゾリンなどの両性イオン系等の低分子型帯電防止剤があげられる。また、ポリエチレンオキシド系、ポリエーテルアミド系、４級アンモニウム塩基含有（メタ）アクリレート共重合体系、４級アンモニウム塩基含有マレイミド共重合体系などの高分子型帯電防止剤も用いることができる。

帯電防止剤の添加量は、樹脂成分１００質量部に対して２〜２０質量部の範囲であり、低分子型帯電防止剤の場合、２〜５質量部であり、高分子型帯電防止剤の場合は５〜２０質量部である。２質量部未満では帯電防止効果が十分得られない可能性があり、２０質量部を超えると光拡散シートの表面状態が悪くなったり、あるいは光拡散シートの機械特性の低下を招く可能性がある。

光拡散シートは紙管への巻き取りが可能である。ゆえに、既存の普及した印刷手法、例えば、バーコーター法やエアドクター法、ブレードコート法、ナイフコート法、ロッドコート法、ダイレクトロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スライドコート法、コンマコート法、カーテンフローコート等を用いることができる方法（２）を帯電防止性付与の方法として、好適に用いることができる。例えば、上記の帯電防止剤を光拡散シート表面に塗布することや、帯電防止性を有する両性イオンポリマーまたは、アクリル系などのバインダー樹脂に導電性充填剤を含有させたものを光拡散シートに塗布して作製する方法があげられる。両性イオンポリマーとは、いわゆるベタイン構造を有する両性共重合体樹脂を指し、例えば、Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシエチル−Ｎ、Ｎ−ジメチルアンモニウム−α−Ｎ−メチルカルボキシベタインなどがあげられる。導電性充填剤として例えば、アンチモンドープの酸化錫やリンドープの酸化錫、また酸化亜鉛や酸化アンチモンなどの電子伝導性の金属酸化物微粒子を好適に用いることができる。中でも五酸化アンチモンは、透明なバインダー樹脂に含有させた場合に透明性の低下が少ないので、輝度の低下が少なくすることができ好ましい。

光拡散シートは、一般的なキャスト押出成形法、または押出成形法で作製することができるが、押出成形法で作製することがコスト的に好ましい。押出成形法で作製する場合は、例えば、必要な成分が配合された樹脂を単軸または二軸の押出機を用いて溶融混練し、ダイスを介してロールユニットを用いて冷却固化して作製することができる。

光拡散シートは、面状光源としてバックライトユニットの一部として使用される。大型液晶モニタ、特にテレビ用途等のバックライトユニットが好適に用いられる。バックライトユニットは白色反射板、光源（冷陰極管、ＬＥＤ等）、光拡散板、及び各種機能フィルムから構成され、その上面に液晶パネルが置かれる。光拡散シートは輝度を維持したままで光源像を遮蔽できる。本発明の光拡散シートはそのまま角状に切断して用いることやあるいは成形加工を施して用いることもできる。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
実施例１、２、３および比較例２の光拡散シートの作製には、押出機（スクリュー径φ４０ｍｍ、単軸）、Ｔダイ（リップ幅３５０ｍｍ、リップ開度１ｍｍ）、ロール（ポリシングロール３本、縦型）からなる押出設備を用いた。
比較例１の光拡散板の作製は、メイン押出機からフィードブロックに供給される樹脂組成物が基材樹脂層（Ａ層）、サブ押出機からフィードブロックに供給される樹脂が両面の表層（Ｂ層）となるように構成された以下（１）〜（４）の構成からなる多層設備を用いた。
（１）メイン押出機（スクリュー径９０ｍｍ、一軸、ベント付き）、
（２）サブ押出機（スクリュー径６５ｍｍ、一軸）、フィードブロック：２種３層分配、
（３）ダイ：Ｔダイ、リップ幅１０００ｍｍ、リップ開度３ｍｍ。
（４）ロール：ポリシングロール３本、縦型
（使用材料）
ＭＢＳ系樹脂：メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（商品名 ＴＨ２１ 電気化学工業社製）
ＧＰＰＳ系樹脂：一般スチレン樹脂（商品名 トーヨースチロールＧＰ ＨＲＭ４０ 東洋スチレン社製）
ＭＳ樹脂１：メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（商品名 ＴＸ８００LF 電気化学工業社製）
ＭＳ樹脂２：メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（商品名 ＴＸ１００Ｓ 電気化学工業社製）
光拡散剤：架橋アクリル系粒子（商品名 パラロイドＥＸＬ５１３６ ロームアンドハーズ社製）
光拡散剤：架橋シリコーン粒子（商品名 ＫＭＰ５９０ 信越化学工業社製）
紫外線吸収剤：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（商品名 TINUVIN 329 チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製）
光安定剤：ヒンダードアミン系光安定剤（商品名 TINUVIN 770 チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製）

（実施例１、２、３、比較例１）
表１、２に示した配合比の樹脂と光拡散剤の混合物を用いて、前記の設備により幅３５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの単層の光拡散シートを作製した。
実施例２については、光拡散シートの両面に導電性の両性イオンポリマーとして、メタクリロイルオキシエチルカルボキシベタインメタクリル酸アルキル共重合体エタノール溶液（大阪有機化学工業社製；商品名 RAMレジン1000）を乾燥後の帯電防止層の厚みが２μｍとなるように塗布し、乾燥して帯電防止層を設けた。
（比較例２）
表２にある配合にて、前記の多層設備を用いて、厚さ２ｍｍの２種３層の積層板（（Ａ）層１．８ｍｍ、（Ｂ）層０．１ｍｍ×２）を作製した。

（試験方法）
（１）厚み測定
ミツトヨ社 マイクロメータ（品名MDC-25MJ）を用いて、作製した光拡散シート、光拡散板を２０インチサイズカット後の中央部の厚みを測定した。
（２）全光線透過率・曇価測定
日本電色工業社製 濁度計ＮＤＨ２０００を用いてＪＩＳ７１３６に準拠する方法にて測定した。
（３）衝撃強度測定
東洋精機社製 デュポンインパクト試験機を用いて衝撃試験値を求めた。
（４）表面抵抗率測定
ＪＩＳ−Ｋ６９１１に規定された方法にて、三菱化学社製ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５を用いて印加電圧５００Ｖにて表面抵抗率を測定した。
（５）重量測定
作製した光拡散シートを２１インチサイズ（４２０mm×３１２mm）に切り出し、重量を測定した。
（６）耐光性
作製した光拡散板を光照射器（岩崎電気社製アイスーパー、照射強度：９０Ｗ／平方センチメートル）を用いて、光拡散板の面に２４時間照射し、光照射前後のＬａｂ値よりΔＥを算出した。Ｌａｂは日本電色工業社製測色色度計ＺＥ２０００を用いて反射法にて測定した。

これらの各実施例及び比較例のサンプルを用いて以下の試験を行った。これらの結果を表１、２に纏めて示した。
各

Claims (5)

1. メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体系樹脂１００質量部に対して、光拡散剤０．１〜１０質量部、紫外線吸収剤０．１〜１質量部、および光安定剤を０．１〜１質量部を含む樹脂組成物からなる厚さ０．１〜１ｍｍの光拡散シート。
2. 光拡散剤が架橋アクリル系樹脂粒子、架橋シリコーン系樹脂粒子から選ばれる少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１記載の光拡散シート。
3. 紫外線吸収剤がベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系またはマロン酸エステル系の紫外線吸収剤から選ばれる少なくとも一種以上であり、光安定剤がヒンダードアミン系光安定剤であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光拡散シート。
4. 帯電防止処理がなされている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光拡散シート。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光拡散シートを用いた直下型バックライトユニット。