JP2008076476A - 光拡散シート、その作製方法、及びそれを用いた液晶表示装置用のバックライトユニット - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の安全や地球環境保護に適した水系のバインダーを用いても耐傷性が劣化しない光拡散シート、その作製方法、及びそれを用いた液晶表示装置用のバックライトユニットを提供する。
【解決手段】バインダー５中に分散させた光拡散粒子６を含有する光拡散層３、透明な基材２、及びバインダー７中に分散させた光拡散粒子８を含有するスティッキング防止層４とを、この順に、備える光拡散シート１であって、該スティッキング防止層４が、バインダー７を構成するポリマーとして水分散性ポリマーを含有し、かつ該水分散性ポリマーの架橋剤を含有していることを特徴とする光拡散シート１。
【選択図】図１

Description

本発明は、光拡散シート、その作製方法、及びそれを用いた液晶表示装置用のバックライトユニットに関する。

液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下面側にエッジライト型、直下型等のバックライトユニットが装備されている。かかるエッジライト型のバックライトユニットは、基本的には光源としての線状のランプと、ランプに端部が沿うように配置される方形板状の導光板と、導光板の表面側に配設される光拡散シートと、光拡散シートの表面側に配設されるプリズムシートとを備えている。

このバックライトユニットの機能を説明すると、まずランプより導光板に入射した光線は、導光板裏面の反射ドット又は反射シートで反射され、導光板表面から出射される。導光板から出射した光線は光拡散シートに入射し、光拡散シートで拡散され、光拡散シート表面より出射される。その後、光拡散シートから出射された光線は、プリズムシートに入射し、プリズムシート表面に形成されたプリズム部によって略法線方向にピークを示す分布の光線として出射される。

このように、ランプから出射された光線が、光拡散シートによって拡散され、またプリズムシートによって略法線方向にピークを示すように屈折され、さらに表面側の液晶層（図示していない）全面を照明するものである。

なお、上述のプリズムシートの集光特性の緩和やプリズム部の保護又は偏光板等の液晶パネルとプリズムシートとのスティッキングの防止を目的として、プリズムシートの表面側にさらに光拡散シートが配設されている。

上記バックライトユニットに備える光拡散シートは、一般的には図１に示すように、合成樹脂製の透明な基材層と、この基材層の表面に積層された光拡散層と、基材層の裏面に積層されたスティッキング防止層とを備えている（例えば特許文献１及び２参照。）。この光拡散層は、一般的には、バインダー中に光拡散剤を含有し、光拡散剤により透過光線を拡散させる機能が奏される。また、スティッキング防止層は、バインダー中に少量の光拡散粒子（「ビーズ」ともいう。）を分散含有し、この光拡散粒子の下部がバインダーの裏面から突出した構造を有しており、光拡散シート裏面が導光板表面と密着して干渉縞が生じてしまう不都合を防止している。

従来、これらの光拡散フィルムのスティッキング防止層や光拡散層に用いるバインダーは、トルエン、メチルエチルケトン、イソプロパノールといった有機溶媒に溶解させ、そこへ、光拡散粒子を分散させることで、塗布液を調製してきた。

しかし、近年の地球環境に対する保護意識の高まりや、作業環境の改善のため、トルエンのような有機溶媒に溶解するのではなく、有機溶媒を用いずに製造する手段が望まれていた。

この光拡散シートに傷が付くと、その部分が液晶パネルの欠陥として目立つため、耐摩耗性、耐傷性が要望されている。また、バインダー内に光拡散粒子が分散されている場合には、光拡散シートの製造、運搬、保存等を行う際に、光拡散シートを複数枚を重ねたり、バックライトユニットへの組込時にプリズムシート等の凹凸を有する表面に光拡散シートを重ねたりすれば、光拡散シートの裏面（スティッキング防止層）に傷が付いたり、その形状が変化するなど、光拡散シートの商品価値を損ねる可能性があった。従って、その取扱いには重大な注意を払いつつ、慎重な取り扱いを行わなければならなかった。

バインダーを有機溶剤に溶解し用いる場合には、バインダーのＴｇを高くすることで、バインダーの耐摩耗性、耐傷性を向上させることができたが、水溶性又は水分散性のバインダーを用いた場合、Ｔｇの高いバインダーを用いると造膜性が極端に劣化し、塗膜にならないという課題が発生した。
特開平７−５３０５号公報 特開２０００−８９００７号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、作業者の安全や地球環境保護に適した水系のバインダーを用いても耐傷性が劣化しない光拡散シート、その作製方法、及びそれを用いた液晶表示装置用のバックライトユニットを提供することである。

本発明に係る上記課題は、下記の手段により解決される。

１．バインダー中に分散させた光拡散粒子を含有する光拡散層、透明な基材、及びバインダー中に分散させた光拡散粒子を含有するスティッキング防止層とを、この順に、備える光拡散シートであって、該スティッキング防止層が、バインダーを構成するポリマーとして水分散性ポリマーを含有し、かつ該水分散性ポリマーの架橋剤を含有していることを特徴とする光拡散シート。

２．前記架橋剤がイソシアネート基を有する化合物であることを特徴とする前記１に記載の光拡散シート。

３．前記架橋剤がエポキシ基を有する化合物であることを特徴とする前記１に記載の光拡散シート。

４．前記架橋剤がオキサゾリン基を有する化合物であることを特徴とする前記１に記載の光拡散シート。

５．前記１〜４のいずれか一項に記載の光拡散シートの製造方法であって、透明基材に光拡散層及びスティッキング防止層を塗設した後、当該透明基材を巻き取ることなく、ウェブを１４０℃以上に加熱することを特徴とする光拡散シートの作製方法。

６．ランプと、該ランプの側方に配置されてランプから発せられる光線を表側方向に導く導光板と、該導光板の表側に配置される前記１〜４のいずれか一項に記載の光拡散シートとを備えたことを特徴とする液晶表示装置用のバックライトユニット。

本発明の上記手段により、水系のバインダーを用いても耐傷性が劣化しない光拡散シート、その作製方法、及びそれを用いた液晶表示装置用のバックライトユニットを提供することができる。

本発明の光拡散シートは、バインダー中に分散させた光拡散粒子を含有する光拡散層、透明な基材、及びバインダー中に分散させた光拡散粒子を含有するスティッキング防止層とを、この順に、備える光拡散シートであって、該スティッキング防止層が、バインダーを構成するポリマーとして水分散性ポリマーを含有し、かつ該水分散性ポリマーの架橋剤を含有していること特徴とする。この特徴は、請求項１〜６に係る発明に共通する特徴である。

以下、本発明とその構成要素等について詳細な説明をする。

（光拡散シートの構成）
本発明の光拡散シート１は、図１に示すように、透明な基材（以下、単に「基材」ともいう。）シート２、該基材シート２の一方の面（表面）に積層された光拡散層３、該基材シート２の他方の面（裏面）に積層されたスティッキング防止層４とから構成されている。

（透明な基材：支持体）
本発明に係る透明な基材からなる基材シート（支持体）は、光線を透過させる必要があるので透明、特に、無色透明の合成樹脂から形成されている。かかる基材シートに用いられる合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、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、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル等が挙げられる。特に好ましい基材は、ポリエチレンテレフタレートである。

基材シートの厚みは、特には限定されないが、例えば、１０〜５００μｍ、好ましくは、３５〜２５０μｍとする。これは、基材シートの厚さが１０μｍ未満であると、光拡散層を形成する樹脂組成物を塗工した際にカールが発生しやすくなってしまい、逆に、基材シートの厚みが５００μｍを超えると、液晶表示装置の輝度が低下してしまうことがあり、またバックライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の薄型化の要求に反することによる。

（光拡散層）
光拡散層は、バインダーおよびバインダー中に分散する光拡散粒子から構成されている。バインダーに用いられるポリマーとしては、水系媒体中で分散可能な従来公知の種々のポリマー（「水分散性ポリマー」という。）を使用することができる。

本発明では、光拡散層中の全バインダーの５０質量％以上が水系分散されたポリマーラテックスであることが好ましい。即ち、光拡散層の調製においてポリマーラテックスを使用した場合、光拡散層中の全バインダーの５０質量％以上がポリマーラテックス由来のポリマーであることが好ましく、更に好ましくは７０質量％以上である。

ここで、ポリマーラテックスとは、水不溶性の疎水性ポリマーが微細な粒子として水溶性の分散媒中に分散したものである。分散状態としてはポリマーが分散媒中に乳化されているもの、乳化重合されたもの、ミセル分散されたもの、あるいはポリマー分子中に部分的に親水的な構造を持ち、分子鎖自身が分子状分散したもの等、何れでもよい。

本発明において用いることができるポリマーラテックスとしては、通常の均一構造のポリマーラテックス以外、所謂コア／シェル型のラテックスでもよい。この場合、コアとシェルはＴｇを変えると好ましい場合がある。

本発明に係るポリマーラテックスの最低造膜温度（ＭＦＴ）は、−３０〜９０℃であることが好ましく、更に好ましくは０〜７０℃程度である。又、最低造膜温度をコントロールするために造膜助剤を添加してもよい。

ポリマーラテックスに用いられるポリマー種としてはアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ゴム系樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂等が挙げられる。

ポリマーラテックスは、２５℃・６０％ＲＨ（相対湿度）での平衡含水率が０．０１〜２質量％以下のものが好ましく、更に好ましくは、０．０１〜１質量％のものである。平衡含水率の定義と測定法については、例えば「高分子工学講座１４，高分子材料試験法（高分子学会編、地人書館）」等を参考にすることができる。

ポリマーラテックスの具体例としては、特開２００２−２８７２９９号公報の「０１７３」に記載の各ラテックスが挙げられる。これらのポリマーは単独で用いてもよいし、必要に応じて２種以上ブレンドして用いてもよい。ポリマーラテックスのポリマー種としては、アクリレート又はメタクリレート成分の如きカルボン酸成分を０．１〜１０質量％程度含有するものが好ましい。

更に、必要に応じて全バインダーの５０質量％以下の範囲でゼラチン、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の親水性ポリマーを添加してもよい。これらの親水性ポリマーの添加量は全バインダーの３０質量％以下が好ましい。

本発明に係るアクリル系ポリマーラテックスは、アクリル系モノマー単独で、あるいはアクリル系モノマーとアクリル系モノマーと共重合し得る他のモノマー（以下、コモノマーという。）を用いて製造することができる。

アクリル系モノマーとしては、例えばアクリル酸；メタクリル酸；アクリル酸エステル、例えばアルキルアクリレート（例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルエチルアクリレート等）、ヒドロキシ基を有するアルキルアクリレート（例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート等）；メタクリル酸エステル、例えばアルキルメタクリレート（例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルエチルメタクリレート等）、ヒドロキシ基を有するアルキルメタクリレート（例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等）；アクリルアミド；置換アクリルアミド、例えばＮ−メチルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド等；メタクリルアミド；置換メタクリルアミド、例えばＮ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチロールメタクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタクリルアミド等；アミノ基置換アルキルアクリレート、例えばＮ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート；アミノ基置換アルキルメタクリレート、例えばＮ，Ｎ−ジエチルアミノメタクリレート；エポキシ基を有するアクリレート、例えばグリシジルアクリレート；エポキシ基を有するメタクリレート、例えばグリシジルメタクリレート；アクリル酸の塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩；メタクリル酸の塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が挙げられる。上述のモノマーは１種もしくは２種以上を併用することができる。

コモノマーとしては、例えばスチレン及びその誘導体；不飽和ジカルボン酸（例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸）；不飽和ジカルボン酸のエステル（例えば、イタコン酸メチル、イタコン酸ジメチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチル、フマール酸メチル、フマール酸ジメチル）；不飽和ジカルボン酸の塩（例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩）；スルホン酸基を有するするモノマー（例えば、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸及びそれらの塩（ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩））；無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物；ビニルイソシアネート；アリルイソシアネート；ビニルメチルエーテル；ビニルエチルエーテル；酢酸ビニルが挙げられる。上述のモノマーは１種もしくは２種以上を併用することができる。
本発明の水分散性ポリマーの合成方法は、通常よく知られている手段で合成することができる。例えば、バルク重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの手段を好ましく用いることができる。重合の具他的な方法については、室井宗一著、「高分子ラテックス」工文社刊などの文献を参考にすることができる。

又、本発明においては、水系のポリウレタン樹脂も好ましく用いることができる。ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリオール、鎖伸長剤との反応により得られる。ポリイソシアネートの主な種類としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックメタンジイシシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、キトラメチルキシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が通常よく知られており、これらの化合物を用いることができる。又、ポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリマーポリオール、ポリエチレンアジペート、ポリジエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリネオペンチルアジペート、ポリカプロラクトン、ポリヘキサメチレンカーボネート、シリコーンポリオール等が通常よく知られており、これらの化合物を用いることができる。鎖伸長剤は通常知られている化合物を用いることができる。

これらの素材を用いたウレタンポリマーの製造方法は通常よく知られた方法で合成することができる。一般的に水系のポリウレタン樹脂は、外部乳化剤を用いて、機械的に乳化・分散したエマルションタイプとポリマー骨格中にイオン性基を導入し乳化したアイオノマータイプ区別することができるが、そのいずれも使用することができる。但し、外部乳化剤を用いないアイオノマータイプの方が、より好ましい。

これら水系ウレタン樹脂の種類、製造方法については、シーエムシー出版「水性コーティング材料の開発と応用」に詳しく記載されている。

本発明に係るポリウレタン系のラテックスの具体例としては、以下に示す市販の水性ポリウレタンまたは特開昭５５−１５８２５号、特開昭５６−１０６８６０号等に記載のある如き、（１）分子量７５０〜３０００のジヒドロキシ化合物、（２）ポリイソシアネート、（３）窒素に結合された少なくとも１つの水素原子を有する脂肪族アミノカルボン酸または同スルホン酸の水溶性基、及び（４）鎖延長剤としてのイソシアネート基に対して反応性の２つの水素原子と３００以下の分子量の塩を有しない化合物らを水性有機溶剤中に溶解または分散して反応せしめ、最終的に有機溶剤部分を除去した乳化剤を含まない水性のポリウレタン分散液があげられる。

市販の水性ポリウレタンの例としては、武田薬品工業社製のタケラックＸＷシリーズのＷ−７００４、Ｗ−６０１５、Ｗ−６２１、Ｗ−５１１、Ｗ−３１０、Ｗ−５１２、バイエル社のインプラニル（ｉｍｐｒａｎｉｌ）ＤＬＨ及びインプラニルＤＬＮ、第一工業製薬社製のスーパーフレックス１００、スーパーフレックス２００、スーパーフレックス３００、大日本インキ工業社製のハイドランＨＷ−１４０、ハイドランＨＷ−１１１、ハイドランＨＷ−１００、ハイドランＨＷ−１０１、ハイドランＨＷ−３１２、ハイドランＨＷ−３１１、ハイドランＨＷ−３１０、ハイドランＬＷ−５１３、ハイドランＨＣ−２００、ハイドランＨＣ−４００Ｍ、ハイドランＡＰ−３０、ハイドランＡＰ−４０Ｎ、ボンディック１０１０Ｃ、ボンディック１０５０、ボンディック１０７０、ボンディック１３１０Ｂ、ボンディック１３１０Ｆ、ボンディック１３１０ＮＳ、ボンディック１３４０、ボンディック１５１０、ボンディック１６１０ＮＳ、ボンディック１６３０、ボンディック１６４０、ボンディック１６７０（Ｎ）、ボンディック１６７０−４０、等を挙げることができる。これら市販品の水性ポリウレタンのうち特に好ましい商品としてはＷ−７００４、Ｗ−６０１５、インプラニルＤＬＨ、インプラニルＤＬＮ、スーパーフレックス１００、スーパーフレックス２００、ハイドランＨＷ−３１２、ハイドランＨＷ−１４０、ハイドランＨＷ−３１０、ハイドランＨＷ−３１１、ハイドランＡＰ−３０、ハイドランＡＰ−４０Ｎ等を挙げることができる。

ポリウレタン系のラテックスの下引層中の含有量は、固形分として１０〜９０質量％であるが、好ましくは３０〜７０質量％である。

なお、本発明に係るバインダーには、可塑剤、安定化剤、劣化防止剤、分散剤、帯電防止剤等が配合されてもよい。

本発明に係る光拡散層の厚さ（光拡散粒子の突出部を除いたバインダー部分の平均厚み。）は特には限定されないが、例えば１０〜８０μｍであることが好ましい。

〈光拡散粒子〉
本発明に係る光拡散粒子は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機粒子と有機粒子に大別される。無機粒子としては、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化バリウム、マグネシウムシリケート、又はこれらの混合物を用いることができる。有機粒子の具体的な材料としては、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等を用いることができる。中でも、透明性が高いアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が特に好ましい。

光拡散粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状などが挙げられ、これらのうち光拡散性に優れる球状が好ましい。特に、球形率８０個数％以上の光拡散粒子を用いることが好ましい。なお、球形率の測定は以下の通りに行えばよい。まず、測定対象である光拡散粒子粉末を光学顕微鏡で３００倍の倍率にて撮影して計数する。そして、球形のもの（短径／長径＞０．８）である個数の比率を算出した値を球形率とする。但し、前記光学顕微鏡写真撮影像では、立体的に球形であることを判別することは困難であることが多いので、平面画像である前記撮影像で円形のもの（短径／長径＞０．８）である個数の比率を算出した値である円形率を球形率としてもよい。

光拡散粒子の平均粒径の下限としては１μｍ、特に２μｍ、さらに５μｍが好ましく、光拡散剤の平均粒径の上限としては５０μｍ、特に２０μｍ、さらに１５μｍが好ましい。光拡散粒子の粒径が１μｍに満たないと、光拡散効果が不十分となってしまい、逆に、粒径が５０μｍを越えると、光拡散層を形成する樹脂組成物の塗工が困難となってしまうことによる。

なお、光拡散粒子の粒径は、任意に抽出した１００個の光拡散粒子を顕微鏡で拡大して粒子の直径を測定し、これを単純平均することにより導出される。なお、光拡散粒子が球形でない場合は、任意の一方向における光拡散粒子の寸法とこれと直交する方向における光拡散粒子の寸法とを平均した値とする。

光拡散粒子の配合量（バインダーの形成材料であるポリマー組成物中のポリマー分１００質量部に対する固形分換算の配合量）の下限としては１０部、特に２０部、さらに５０部が好ましく、この配合量の上限としては５００部、特に３００部、さらに２００部が好ましい。光拡散粒子の配合量が１０部に満たないと、光拡散効果が不十分となってしまい、逆に、当該配合量が５００部を越えると、光拡散層を形成する樹脂組成物の塗工が困難となってしまうことによる。

（スティッキング防止層）
本発明の光拡散シートは、バインダー中に分散させた光拡散粒子を含有するスティッキング防止層とを備えており、該スティッキング防止層のバインダーを構成するポリマーが水分散性ポリマーであることを特徴とする。

なお、本発明の光拡散シートにおいて、スティッキング防止層のバインダー内に、光拡散粒子を分散させることを要するが、これにより、本発明の光拡散シートをバックライトユニットに組み込んだ場合に、バインダーから突出した光拡散粒子によって、光拡散シートと隣接する導光板との間のスティッキングが防止され、液晶表示装置の画面の輝度ムラが抑えられる。

なお、スティッキング防止層に含有させるバインダーと光拡散粒子は、光拡散層に用いられているバインダーや光拡散粒子と同じものが使用できる。

なお、本発明に係るバインダーには、可塑剤、安定化剤、劣化防止剤、分散剤、帯電防止剤等が配合されてもよい。

本発明に係るスティッキング防止層の厚み（光拡散粒子が突出した部分を除いたバインダー部分の平均厚み。）は特には限定されないが、例えば５〜５０μｍであることが好ましい。

なお、本発明に係るスティッキング防止層は、上下２層で構成されてもよい。

〈架橋剤〉
本発明に係る光拡散層及びスティッキング防止層おいては、架橋剤が含有され、バインダー同士が橋かけ結合によって結合されている。

本発明に係る架橋剤として用いられるイソシアネート基を有する化合物が用いられるが、架橋剤として機能するために、分子中に複数の架橋基を有する事が必要である。これらの架橋基のうち、少なくとも１つはイソシアネート基である事が必要で有るが、イソシアネート基を複数個有する化合物が好ましい。また、架橋剤は比較的低分子量の化合物でも構わないし、イソシアネート基を側鎖に有するポリマーでも構わない。

具体例としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックメタンジイシシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、キトラメチルキシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等及びこれらの誘導体（ブロック体）が知られている。そのほか、塗布液の可使時間の延長をねらった架橋剤が各メーカーから提供されている。たとえば、大日本インキ工業製のＤＮＷ−５０００、ＤＮＷ−５０１０や、三井化学ポリウレタン製のタケネートＷＢ−７００、ＷＢ−９２０等が知られており、これらの化合物を用いることができる。もちろん本発明の効果はこの例示化合物に限定されるものではない。

本発明に係るイソシアネート基を有する化合物の添加量は、水分散性ポリマーラテックス中のイソシアネート基と架橋反応をする基（−ＯＨ等）に対するイソシアネート基の割合で表すと、０．５〜２程度、更に好ましくは、０．７５〜１．５が好ましく用いられる。

本発明に係るエポキシ化合物は、ヒドロキシ基又はエーテル結合を有するものが好ましい。特に、エポキシ当量が１００〜３００のものが好ましい。本発明に係るエポキシ化合物の具体例を挙げる。

本発明において用いられるオキサゾリン基を有する架橋剤は、官能基としてオキサゾリン基を有するものであれば特に限定されるものではないが、オキサゾリン基を有するモノマーを、少なくとも１種以上含むオキサゾリン基を有する共重合体からなるものが好ましい。かかるオキサゾリン基を有する架橋剤としては、特開平２−６０９４１号、同２−９９５３７号、同２−１１５２３８号、特公昭６３−４８８８４号公報などに記載の共重合体、あるいはその誘導体を用いることができる。

具体的には、下記の一般式で表される付加重合性オキサゾリンと、少なくとも１種の他のモノマーを共重合させて得られる共重合体を用いることができる。

〔式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、アルキル、アラルキル、フェニルまたは置換フェニル基であり、Ｒ₅は付加重合性不飽和結合を持つ非環状有機基である。〕
本発明に係る付加重合性オキサゾリンとしては、２−ビニル−２−オキサゾリン、２−ビニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−ビニル−５−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−５−エチル−２−オキサゾリンなどを用いることができ、これらの１種または２種以上の混合物を使用することもできる。中でも、２−イソプロペニル−２−オキサゾリンが工業的に入手しやすく、好適である。

上記架橋剤は、１種のみを用いても２種以上を併用してもよい。その使用量は特に制限はないが、バインダー質量の２００％〜２％が好ましく、より好ましくは１００％〜５％の範囲である。

〈無機フィラー〉
無機フィラーを構成する無機物としては、特に限定されるものではなく、無機酸化物が好ましい。この無機酸化物は、金属元素が主に酸素原子との結合を介して３次元のネットワークを構成した種々の含酸素金属化合物と定義される。

また無機酸化物を構成する金属元素としては、たとえば、元素周期律表第２〜第６族から選ばれる元素が好ましく、元素周期律表第３〜第５族から選ばれる元素がさらに好ましい。その中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ及びＺｒから選択される元素が特に好ましく、金属元素がＳｉであるコロイダルシリカが、無機フィラーとして最も好ましい。また微小無機充填剤の形状は、球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状でよく、特に限定されない。

無機フィラーの平均粒子径の下限としては、５ｎｍが好ましく、１０ｎｍが特に好ましい。一方、微小無機充填剤の平均粒子径の上限としては５０ｎｍが好ましく、２５ｎｍが特に好ましい。これは、無機フィラーの平均粒子径が上記範囲未満では、無機フィラーの表面エネルギーが高くなり、凝集等が起こりやすくなるためであり、逆に、平均粒子径が上記範囲を超えると、短波長の影響で白濁し、光拡散シートの透明性を完全に維持することができなくなることからである。

ポリマー組成物における無機フィラーの配合量（無機物成分のみの配合量）の下限としては５質量％が好ましく、１０質量％が特に好ましい。一方、無機フィラーの配合量の上限としては２０質量％が好ましく、１５質量％が特に好ましい。これは、無機フィラーの配合量が上記範囲未満であると、光拡散シートの熱変形を十分には防止できなくなってしまうことがあり、逆に、配合量が上記範囲を越えると、ポリマー組成物中への配合が困難になり、光拡散層の光線透過率が低下するおそれがあることからである。

なお、本発明においては、前記耐電防止剤が無機酸化物であり、かつ無機フィラーであることが好ましい。

（ポリマー組成物等の塗設法）
本発明において、透明な基材（支持体）上に、光拡散層、スティキング防止層等を塗設するためのポリマー組成物の塗布・積層手段としては、特に限定されるものではなく種々の公知の方法を採用することができる。例えば、各層の構成成分（ポリマー組成物等）と必要に応じて溶媒をあらかじめ所定量混合して塗布液を調製し、当該塗布液をリバースロール・コート法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーバーコート法、パイプドクター法、含浸・コート法およびカーテン・コート法等の通常のコーティング方法を単独あるいは組み合わせて用いて基材上へ塗布し、熱固定化処理を施す方法が挙げられる。

なお、本発明の光拡散シートの作製方法法においては、透明基材に光拡散層及びスティッキング防止層を塗設した後、当該透明基材を巻き取ることなく、ウェブを１４０℃以上に加熱することが好ましい。ウェブを一端巻き取った後に加熱すると、巻き癖カールがつきやすく、拡散フィルムとしてその後の取り扱いが不便になるため、好ましくない。

（その他：バックライトユニット等）
本発明の光拡散シートをバックライトユニットに組み込んだ場合でも、プリズムシート等の他のシートや、隣接する光拡散シートの光拡散層などにスティッキング防止層が接触しても、スティッキング防止層の損傷の防止が図り易くなる。また、本発明の光拡散シートを組み込んだバックライトユニットでは、その光学特性の劣化を防ぐのみならず、所要の光学特性を維持しやすくなる。

とりわけ、スティッキング防止層と光拡散層の硬度を上記の相対関係に調整することで、両者の接触によるスティッキング防止層の損傷を効果的に防止することができる。

なお、に例示した光拡散シート１によれば、スティッキング防止層４は、バインダー７によって平坦に形成されており、この場合、スティッキング防止層４はポリマー粒子を含んでいないので、光線透過率を改善させることができる。なお、光の拡散性を高めるべく、図１に例示したように、スティッキング防止層４内にポリマー粒子８を分散させることもできる。

図２に例示したような、導光板２２、光拡散シート２３およびプリズムシート２４が積層され、導光板２２側方のランプ２１から発せられた光線を均一に拡散して上方の偏向膜（図示せず）等に送る方式のバックライトユニット２０における光拡散シート２３として本発明の光拡散シート１を用いることによって、ランプ２１に近い部分での白変、乱反射、輝度低下などのバックライトユニットの品質低下を招く原因を排除でき、結果として、バックライトユニット２０を用いた液晶表示装置の輝度ムラを低減できる。

また、図２に例示したように、プリズムシート２４の表面側に積層される光拡散シート２３として上記光拡散シート１を用いることもできる。

加えて、光拡散シート１の裏面（スティッキング防止層形成面）における耐摩耗性は、ハードコート剤を採り入れたバインダー７によって高められているので、プリズムシートや導光板等のその他のシートとの接触によるスティッキング防止層４の損傷の防止が図り易くなる上に、バックライトユニット２０を組み立てる時の光拡散シートの取扱いが非常に容易となる。

なお、本発明に係る液晶表示装置用のバックライトユニットは、ランプと、このランプの側方に配置されてランプから発せられる光線を表側方向に導く導光板を備え、この導光板の表側に本発明の光拡散シートが配置される。

また、本発明の光拡散シートの全光線透過率は９０％以上が好ましく、さらに好ましくは９２％以上である。９０％以下では液晶表示装置に組み込んだ際、輝度の低下を引き起こすため好ましくない。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。尚、実施例における「部」は、特に断りない限り「質量部」を表す。
（支持体の作製）
厚さ１００μｍの無色透明の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム上に８Ｗ／ｍｉｎ・ｍ²の強度でコロナ放電処理を施した。尚、コロナ放電処理は、春日電機（株）製のＡＧＩ−０８０を用いて、電極とフィルムの間隙は１ｍｍに設定し、コロナ放電処理を行った。

コロナ放電処理を実施した後、下記塗布液１を膜厚が８μｍとなるように塗布し、１４０℃（露点温度：１２℃）の乾燥風で１０秒間かけて乾燥させた。

（スティッキング防止層の調製）
（塗布液１）
Ａ−１（固形分３０％） １５．０ｇ
Ａ−２（固形分３０％） ４．０ｇ
ＳｎＯ₂ゾル（固形分１０％） ９１ｇ
（特開平１０−５９７２０号記載の方法で合成）
界面活性剤Ａ ０．５ｇ
以上に蒸留水を加えて、１０００ｍｌに仕上げた。

次いで、上記塗布液を用いて塗布乾燥したフィルムの上に、８ｗ／ｍｉｎ・ｍ²の強度でコロナ放電処理を実施し、その上に下記塗布液２を塗布膜厚が８μｍとなるよう塗布し、１４０℃（露点温度：１２℃）の乾燥風で１０秒間掛けて乾燥させた。

（塗布液２）
表１に示す化合物（バインダー） 表１に示す量
表１に示す架橋剤 表１に示す量
界面活性剤Ａ ０．５ｇ
平均粒径５ミクロンのＰＭＭＡ １．５ｇ
以上に蒸留水を加えて、１０００ｍｌに仕上げた。

次いで、上記スティッキング防止層とは、プラスチックフィルムを挟んで反対側に、光拡散層を次に示す方法で実施した。

まず、次の塗布液３の塗布に先立ち、スティッキング防止層を塗布した時と同様に、支持体にコロナ放電処理を実施した。

その後、次の塗布液１を上記と同様に塗布した後、次に示す塗布液３を膜厚が１２μｍとなるように塗布し、１４０℃（露点温度：１２℃）の乾燥風で１０秒間掛けて乾燥させた。

（塗布液３）
表１に示す化合物（バインダー） １７ｇ／ｍ²
架橋剤 Ｉ−１ ５ｇ／ｍ²
界面活性剤Ａ ５ｍｇ／ｍ²
平均粒径５ミクロンのＰＭＭＡ ３ｇ／ｍ²
平均粒径１５μｍのＰＭＭＡ ３ｇ／ｍ²

なお、Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３、及びＡ−４は下記のラテックスを表す。
Ａ−１：スチレン、グリシジルメタクリレート、及びｎ−ブチルアクリレートからなる３成分系共重合体ラテックス；括弧［］の添え字（数字）は質量％を表す。
Ａ−２：ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、スチレン、及びヒドロキシメチルメタアクリレートからなる４成分系共重合体ラテックス；括弧［］の添え字（数字）は質量％を表す。
Ａ−３：アクリレート、スチレン、及びヒドロキシメチルメタアクリレートからなる３成分系共重合体ラテックス；括弧［］の添え字（数字）は質量％を表す。
Ａ−４：スチレン、グリシジルメタクリレート、及びアクリレートからなる３成分系共重合体ラテックス；括弧［］の添え字（数字）は質量％を表す。

〈評価〉
上記実施例の光拡散シートを用い、これらの光拡散シートの耐傷製を評価した。この耐傷性は、各光拡散シートの光拡散粒子面とスティッキング防止面を重ねて、１００ｇ／ｃｍ²の荷重をかけて、こすり合わせたとき、スティッキング防止面についた擦り傷の状態を次の通り、５段階に目視評価した。
ランク１：こすり合わせた面全面に塗膜が破断した傷が発生。
ランク２：こすり合わせた面のほぼ１／２以上に傷が発生。傷は一部オサレ上の傷。
ランク３：こすり合わせた面に数本にオサレ上の傷が発生。
ランク４：こすり合わせた面に数本傷が発生しているが、ごく弱い傷。
ランク５：傷が発生しない。

上記評価の結果を表１に示す。

表１に示した結果から明らかなように、比較例の光拡散シートに対して、本発明に係る実施例の光拡散シートは良好な耐傷性を示している。

なお、本発明の光拡散シートを１２．３インチのバックライトユニットに組込み、６０℃９０％ＲＨの環境試験器に投入し、ランプを点灯させ、バックライトユニットの面と平行な方向にバックライトユニットを３０分間振動させ、光拡散シートのキズの有無及びその程度をバックライトユニットの輝度ムラの発生具合から判定したが、比較例の光拡散シートに対して、本発明に係る光拡散シートは良好な耐傷性を示した。

従って、本発明の光拡散シートによれば、作業者の安全や地球環境保護に適した水系のバインダーを用いても耐傷性が劣化しない光拡散シート及びそれを用いた液晶表示装置用のバックライトユニットを提供することができることが分かった。

本発明の一実施形態に係る光拡散シートを示す模式的断面図 一般的なバックライトユニットを示す模式的斜視図

符号の説明

１ 光拡散シート
２ 基材層
３ 光拡散層
４ スティッキング防止層
５ バインダー
６ 光拡散粒子
７ バインダー
８ 光拡散粒子
２０ バックライトユニット
２１ ランプ
２２ 導光板
２３ 光拡散シート
２４ プリズムシート
２４ａ プリズム部

Claims (6)

1. バインダー中に分散させた光拡散粒子を含有する光拡散層、透明な基材、及びバインダー中に分散させた光拡散粒子を含有するスティッキング防止層とを、この順に、備える光拡散シートであって、該スティッキング防止層が、バインダーを構成するポリマーとして水分散性ポリマーを含有し、かつ該水分散性ポリマーの架橋剤を含有していることを特徴とする光拡散シート。
2. 前記架橋剤がイソシアネート基を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散シート。
3. 前記架橋剤がエポキシ基を有する化合物であることを特徴とする請求項１に記載の光拡散シート。
4. 前記架橋剤がオキサゾリン基を有する化合物であることを特徴とする請求項１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の製造方法であって、透明基材に光拡散層及びスティッキング防止層を塗設した後、当該透明基材を巻き取ることなく、ウェブを１４０℃以上に加熱することを特徴とする光拡散シートの作製方法。
6. ランプと、該ランプの側方に配置されてランプから発せられる光線を表側方向に導く導光板と、該導光板の表側に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の光拡散シートとを備えたことを特徴とする液晶表示装置用のバックライトユニット。

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