JP2008074083A - 光学用積層シート及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2軸延伸されたポリエステルからなる支持体11の一方の面に、光学機能層12を形成する。支持体11の他方の面に保護層13を形成する。保護層13は、ガラス転移温度が40℃以上のポリマーであるバインダと、有機又は無機の微粒子と、滑り剤とを含む。滑り剤によって滑り性が向上する。滑り性が向上した分だけ微粒子の添加量が少なくなり、透明度の低下が抑えられる。透明度が高く耐傷性に優れる積層シートが得られる。この積層シートを拡散シートに用いることにより、輝度ムラが少なくなる。
【選択図】図1
Description
支持体11の形成に用いられるポリエステルは特に制限されるものではなく、光学用途に用いることができるポリエステルとして公知のものを使用することができる。具体的には、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられるが、コストや機械的強度の観点からポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
光学機能層12としては、光拡散層、反射防止層、プリズム層、防眩層等が挙げられ、適宜選択することにより所望の光学機能を有するシートが形成される。この積層シート10は、LCDの他に、PDP、有機ELディスプレイ、CRTディスプレイ等の他の表示装置にも用いられる。また、ハードコート層等、機械強度に優れる光学機能層12を形成することで、光学機能を損なわずに硬度を付与したり、汚れを付きにくくすることができる。
保護層13は、バインダ、有機又は無機微粒子、及び滑り剤を含有している。保護層13に使用されるバインダは、ガラス転移温度が40℃以上のポリマーを用いる。ガラス転移温度とは、ポリマーのような高分子物質を加熱した場合にガラス状の硬い状態からゴム状の軟らかい状態に変わるときの温度をいう。ポリマーの種類は、アクリル系、ポリウレタン系、ポリエステル系等、特に制限はない。これにより、耐傷性に優れる保護層13を得ることができる。ただし、ガラス転移温度が40℃未満の場合には、十分な耐傷性を確保することが困難である。上記のポリマーの中でも、分子内にカルボキシル基を有するものを使用すると、支持体11との界面における接着強度を向上させることができるので特に好ましい。また、バインダとして用いるポリマーは、所定のガラス転移温度を満足するものであれば1種類を単独で用いても良いし、2種類以上を混合して使用しても良い。例えば、分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン系のポリマーと、ポリエステル系のポリマーとを混合して使用すると、耐傷性に優れると共に、接着強度が高い保護層13を得ることができる。なお、ポリマーの分子量は特に限定されるものではなく、通常、バインダとして利用されているものが使用可能である。
本発明の滑り剤として作用するシリコーン化合物とは、シロキサン結合(Si−O)の繰り返し単位を主鎖として、側鎖にアルキル基、アリール基を持つ化合物である。具体例としては下記のものを挙げることができる。
実験1では、ポリエステルからなる支持体の一方の面に下塗り層を形成し、更に、下塗り層とは対向する支持体の他方の面に保護層を設けた積層シートを作製した。
Geを触媒として重縮合した固有粘度0.66のポリエチレンテレフタレート(以下、PETと記載)樹脂を含水率50ppm以下になるまで乾燥した後、ヒーター温度が280〜300℃の範囲で略一定となるように調整された押出機の内部で溶融させた。次に、この溶融したPET樹脂を、静電印加されたチルロール上にダイから吐出させて、非結晶のフィルムとした後、これをフィルムの搬送方向に向かって3.1倍に延伸し、続けて、その幅方向に3.9倍に延伸し、厚さ188μmの支持体を得た。
上記の支持体を搬送速度70m/分条件で搬送する間に、その表面を727J/m2 条件下でコロナ放電処理を行った。そして、この処理面に、下記組成からなる塗布液をバーコート法により塗布して下塗り層を形成した。ここで、塗布量は4.4cc/m2 とし、180℃で1分乾燥した。
・バインダ(ポリエステル樹脂、大日本インキ化学工業(株)製、ファインテックス ES−650、固形分29%) 44.9質量部
・架橋剤(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2) 1.3質量部
・シリカ微粒子(日本アエロジル(株)製、アエロジルOX−50、固形分10%)
1.4質量部
・滑り剤(中京油脂(株)製、セロゾール524、固形分3%) 8.5質量部
・界面活性剤1(日本油脂(株)、ラピゾールB−90、アニオン性) 1.2質量部
・界面活性剤2(三洋化成工業(株)、ナロアクティー HN−100、ノニオン性)
0.1質量部
上記の各種材料を混合した液の中に、総量が1000質量部となるように蒸留水を添加して下塗り層用の塗布液とした。
ついで、この支持体を搬送速度70m/分条件で搬送しながら、下塗り層が形成された面とは対向する支持体の面に、727J/m2 条件でコロナ放電処理を行った。そして、バーコート法により、下記組成からなる塗布液を塗布量が13.8cc/m2 となるよう塗布した後、これを180℃/1分乾燥することで膜厚t3が2μmの保護層を形成し、積層シートを得た。
・バインダ(ポリウレタン樹脂、大日本インキ化学工業(株)製、ハイドラン AP40F、固形分22%、ガラス転移温度50℃) 659質量部
・架橋剤(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
36.3質量部
・架橋PMMA微粒子(綜研化学(株)製、MX−300、平均粒径3μm)1.5質量部
・滑り剤(中京油脂(株)製、セロゾール524、固形分30%) 7.3質量部
・界面活性剤1(日本油脂(株)、ラピゾールB−90、アニオン性) 1.0質量部
・界面活性剤2(三洋化成工業(株)、ナロアクティー HN−100、ノニオン性)
1.0質量部
上記の各種材料を混合した液の中に、総量が1000質量部となるように蒸留水を添加して保護層用の塗布液とした。
ヘイズメーター(NDH−1001P、日本電色工業(株))を用いて、完成した積層シートの光拡散性の指標であるヘイズを、JIS−K−6714−1977の曇価に記載の方法に基づいて測定した。
完成した積層シートを25℃、60%RHの雰囲気下で24時間調湿させたものをサンプルとし、次の方法によりその引っかき強度を測定した。先ず、0.5mmRのサファイア針で加重を0〜100gに変化させながら、速度1cm/秒の条件でサンプルの保護層の表面を引っかいた。この時、その表面についた傷の有無を調べ、目視により最初に傷が観察される荷重を最低荷重として、この値を引っかき強度の指標とした。このとき、製品レベルを満足する引っかき強度の場合は○とし、製品レベルを満足することができない場合を×とした。
DSC(TA Instrument社製 Q−1000)を用いて、乾燥させた保護層用のバインダのガラス転移温度を昇温速度5℃/min.の条件下で測定した。
実験2では、保護層のバインダを、実験1とは異なるポリエステル樹脂(互応化学工業(株)製、プラスコートZ687、固形分25%、ガラス転移温度110℃)にした以外は、全て実験1と同様に積層シートを作製した。
実験3では、下記の条件により保護層を形成した以外は、全て実験1と同様に積層シートを作製した。
・モノマー(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート) 145質量部
・重合開始剤(2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−(N,N−ジエトキシカルボニルメチル)−3−ブロモフェニル)−s−トリアジン) 4.4質量部
・ベンゾグアナミン樹脂微粒子(日本触媒(株)製、エポスターM−30、平均粒径3μm)
1.5質量部
・滑り剤(信越化学工業(株)製、KF−412) 7.3質量部
・界面活性剤(大日本インキ化学工業(株)製、F780F、メチルエチルケトン30質量%溶液) 1.0質量部
上記の各種材料を混合した液に、メチルエチルケトンを総量が1000質量部になるよう添加し、これを塗布液とした。
実験4では、下記の保護層用塗布液を使用した以外は、全て実験1と同様にして積層シートを作製した。
・バインダ(ポリウレタン樹脂、大日本インキ化学工業(株)製、ハイドラン AP40F、固形分22%) 659質量部
・架橋剤(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
36.3質量部
・シリコーン微粒子(東芝シリコーン(株)製、トスパール120、平均粒径2μm)
1.5質量部
・滑り剤(中京油脂(株)製、セロゾール524、固形分30%) 7.3質量部
・界面活性剤1(日本油脂(株)、ラピゾールB−90、アニオン性) 1.0質量部
・界面活性剤2(三洋化成工業(株)、ナロアクティー HN−100、ノニオン性)
1.0質量部
上記の各種材料を混合した液に、総量が1000質量部となるように蒸留水を添加し、これを塗布液とした。
実験5では、ポリエステルからなる支持体の一方の面に下塗り層1、その上に下塗り層2を形成し、更に、下塗り層1,2とは対向する支持体の他方の面に保護層を微粒子含有層と表面層の2層に分けて塗布して形成した以外は、実験1と同様に積層シートを作製した。
上記の支持体を搬送速度70m/分条件で搬送する間に、その表面を727J/m2 条件下でコロナ放電処理を行った。そして、この処理面に、下記組成からなる塗布液をバーコート法により塗布して下塗り層を形成した。ここで、塗布量は7.1cc/m2 とし、180℃で1分乾燥した。
・ポリエステル樹脂バインダ 118質量部
(互応化学工業(株)製、プラスコートZ687、固形分25%、ガラス転移温度110℃)
・架橋剤 14.5質量部
(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
・界面活性剤1 0.1質量部
(日本油脂(株)、ラピゾールB-90、アニオン性)
・界面活性剤2 0.24質量部
(三洋化成工業(株)、ナロアクティー CL−95、ノニオン性)
・蒸留水 合計が1000質量部になるよう添加
上記の下塗り層1を塗布した支持体を搬送速度70m/分条件で搬送する間に、下塗り層1の表面を727J/m2 条件下でコロナ放電処理を行った。そして、この処理面に、下記組成からなる塗布液をバーコート法により塗布して下塗り層2を形成した。ここで、塗布量は7.1cc/m2 とし、150℃で1分乾燥した。
・ウレタン樹脂バインダ 24.3質量部
(三井化学(株)製、オレスターUD350、固形分38%)
・架橋剤 4.6質量部
(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
・添加剤(フィラー) 0.15質量部
(日本アエロジル(株)製、アエロジルOX−50、固形分10%)
・添加剤(フィラー) 0.39質量部
(日産化学(株)製、スノーテックスXL、固形分40%)
・ 添加剤(すべり剤) 0.16質量部
(中京油脂(株)製、セロゾール524、固形分30%)
・界面活性剤1 0.12質量部
(日本油脂(株)、ラピゾールB-90、アニオン性)
・界面活性剤2 0.15質量部
(三洋化成工業(株)、ナロアクティー CL−95、ノニオン性)
・蒸留水 合計が1000質量部になるよう添加
ついで、この支持体を搬送速度70m/分条件で搬送しながら、下塗り層が形成された面とは対向する支持体の面に、727J/m2 条件でコロナ放電処理を行った。そして、バーコート法により、下記組成からなる塗布液を塗布量が9.9cc/m2 となるよう塗布した後、これを180℃/1分乾燥することで膜厚0.3μmの保護層の第1層である微粒子含有層を形成した。
・ポリエステル樹脂バインダ 118質量部
(互応化学工業(株)製、プラスコートZ687、固形分25%、ガラス転移温度110℃)
・架橋剤 14.5質量部
(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
・アクリル微粒子 0.54質量部
(綜研化学(株)製、MX−501、平均粒径5.4μm、CV値9.0)
・ポリスチレン微粒子分散液 2.7質量部
(日本ゼオン(株)製、UNF1008、平均粒径1.8μm、固形分20%)
・界面活性剤1 0.1質量部
(日本油脂(株)、ラピゾールB-90、アニオン性)
・界面活性剤2 0.24質量部
(三洋化成工業(株)、ナロアクティー CL−95、ノニオン性)
・蒸留水 合計が1000質量部になるよう添加
ついで、この支持体を搬送速度70m/分条件で搬送しながら、下塗り層が形成された面とは対向する支持体の面に、727J/m2 条件でコロナ放電処理を行った。そして、バーコート法により、下記組成からなる塗布液を塗布量が9.9cc/m2 となるよう塗布した後、これを180℃/1分乾燥することで膜厚0.1μmの保護層の第2層である表面層を形成し、積層シートを得た。
・ウレタン樹脂バインダ 24.3質量部
(三井化学(株)製、オレスターUD350、固形分38%)
・架橋剤 4.6質量部
(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
・添加剤(フィラー) 0.15質量部
(日本アエロジル(株)製、アエロジルOX−50、固形分10%)
・添加剤(フィラー) 0.39質量部
(日産化学(株)製、スノーテックスXL、固形分40%)
・ 添加剤(すべり剤) 0.5質量部
(中京油脂(株)製、セロゾール524、固形分30%)
・界面活性剤1 0.12質量部
(日本油脂(株)、ラピゾールB-90、アニオン性)
・界面活性剤2 0.15質量部
(三洋化成工業(株)、ナロアクティー CL−95、ノニオン性)
・蒸留水 合計が1000質量部になるよう添加
下記の保護層用塗布液を使用した以外は全て実験1と同様に積層シートを作製した。
・バインダ(ポリウレタン樹脂、大日本インキ化学工業(株)製、ハイドラン AP40F、固形分22%) 659質量部
・架橋剤(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
36.3質量部
・界面活性剤1(日本油脂(株)、ラピゾールB−90、アニオン性) 1.0質量部
・界面活性剤2(三洋化成工業(株)、ナロアクティー HN−100、ノニオン性)
1.0質量部
上記の各種材料を混合した液に、総量が1000質量部となるように蒸留水を添加して、これを塗布液とした。
下記の保護層用塗布液を使用した以外は、全て実験1と同様に積層シートを作製した。
・バインダ(ポリウレタン樹脂、大日本インキ化学工業(株)製、ハイドラン AP40F、固形分22%) 659質量部
・架橋剤(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
36.3質量部
・架橋PMMA微粒子(綜研化学(株)製、MX−300、平均粒径3μm) 1.5質量部
・界面活性剤1(日本油脂(株)、ラピゾールB−90、アニオン性) 1.0質量部
・界面活性剤2(三洋化成工業(株)、ナロアクティー HN−100、ノニオン性)
1.0質量部
上記の各種材料を混合した液に、総量が1000質量部となるように蒸留水を添加して、これを塗布液とした。
保護層用のバインダを、ポリエステル樹脂バインダ(大日本インキ化学工業(株)製、ファインテックス ES−650、固形分29%、ガラス転移温度30℃)に変える以外は、全て実験1と同様に積層シートを作製した。
下記の保護層用塗布液を使用する以外は、全て実験1と同様に積層シートを作製した。なお、保護層を形成する際には、実験1と同様に下塗り層を設けた支持体を搬送速度70m/分条件で搬送しながら、下塗り層とは対向する支持体の面に対し、727J/m2 条件下でコロナ放電処理を行った。そして、下記組成からなる塗布液をバーコート法により、塗布量13.8cc/m2 となるよう塗布した後、これを180℃で1分乾燥することにより乾燥膜厚2μmの保護層を形成して、これを積層シートとした。
・バインダ(ポリエステル樹脂、大日本インキ化学工業(株)製、ファインテックス ES−650、固形分29%、ガラス転移温度30℃) 500質量部
・架橋剤(日清紡(株)製、カルボジライトV−02−L2、固形分40%)
36.3質量部
・架橋PMMA微粒子(綜研化学(株)製、MX−300、平均粒径3μm) 1.5質量部
・界面活性剤1(日本油脂(株)、ラピゾールB−90、アニオン性) 1.0質量部
・界面活性剤2(三洋化成工業(株)、ナロアクティー HN−100、ノニオン性)
1.0質量部
上記の各種材料を混合した液に、総量が1000質量部となるように蒸留水を添加して、これを塗布液とした。
A−1:MX−300(綜研化学(株)製、架橋PMMA微粒子)
A−2:エポスターM−30(日本触媒(株)製、ベンゾグアナミン樹脂微粒子)
A−3:トスパール120(東芝シリコーン(株)製、シリコーン微粒子)
A−4:MX−501(綜研化学(株)製、架橋PMMA微粒子)
A−5:UNF1008(日本ゼオン(株)製、ポリスチレン微粒子)
B−1:セロゾール524(中京油脂(株)製、カルナバワックス分散物 固形分30%)
B−2:KF−412(信越化学工業(株)製、変性シリコーンオイル)
下記組成の光拡散層塗布液及び架橋剤液を、ポンプにより各流量が光拡散層塗布液100gに対し架橋剤液9.98gとなるように送液しながら、両者をスタチックミキサー(φ3.4−N60S−523−F、ノリタケカンパニーリミテッド社製)にて混合した。そして、この混合液を作製してから3分後に、積層シートの下塗り層側に塗布量が64.4cc/m2 となるように塗布して、これを120℃で2分間乾燥させることで光拡散層を形成した。
・メチルエチルケトン 1,130g
・アクリル樹脂(アクリディックA811BE、大日本インキ化学工業株式会社製)50質量%溶液(水酸基価17、酸価3) 501.6g
・ジュリマーMB−20X(ポリメチルメタクリレート架橋タイプの有機微粒子、日本純薬(株)製、平均粒径18μmの球状微粒子) 421.3g
・F780F(大日本インキ化学工業(株)製、メチルエチルケトンの30質量%溶液)
0.97g
・メチルエチルケトン 1039g
・イソシアネート化合物(タケネートD110N、三井武田ケミカル(株)製)352g
C光源におけるヘイズ値(%)をヘイズメーター(スガ試験機社製)にて測定した。なお、この値が大きいほど光拡散性に優れることを意味する。
図4に示すLCD用直下型のバックライトユニットを光源として使用し、このバックライトユニットの拡散板の上に、上記の拡散シ−トを載せて、輝度計(BM−7、トプコン製)により正面輝度(K1 )を測定した。また、同様に、積層シ−トのない時の正面輝度(K0 )を測り、K1 /K0 を正面輝度上昇率として求めた。なお、図4のランプ35としては、冷陰極管を使用した。
11、21 支持体
12 光学機能層
13、16、23 保護層
14 微粒子含有層
15 表面層
20 拡散シート
22 光拡散層
30 バックライトユニット
Claims (8)
- ポリエステルからなる支持体と、
前記支持体の一方の面に配される光学機能層と、
前記支持体の他方の面に配され、ガラス転移温度が40℃以上のポリマーであるバインダ、有機又は無機の微粒子、及び滑り剤を含む保護層とを有することを特徴とする光学用積層シート。 - 前記支持体が2軸延伸されたものであることを特徴とする請求項1記載の光学用積層シート。
- 前記微粒子が、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、シリカのうち少なくとも1つからなることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の光学用積層シート。
- 前記微粒子の平均粒径が0.05μm以上20.0μm以下であることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項記載の光学用積層シート。
- 前記微粒子が、異なる平均粒径を有する単分散微粒子を2種以上混合したものであることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項記載の光学用積層シート。
- 前記保護層が、ガラス転移温度が40℃以上のポリマーであるバインダ、有機又は無機の微粒子を含む微粒子含有層と、この微粒子含有層の上にバインダ、滑り剤を含む表面層の2層の積層体からなることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の光学用積層シート。
- 請求項1から7のいずれか1つに記載される光学用積層シートを有することを特徴とする画像表示装置。
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