JP2010032719A - 光学シート及びバックライトユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光路変更層と、中空微粒子が分散された多孔質層2と、表面凹凸型光拡散層3とがこの順で直接積層された光学シート10であって、前記多孔質層は前記光路変更層よりも屈折率が小さく、前記中空微粒子は、平均粒子径が10〜150nm、屈折率が1.40以下である光学シート。
【選択図】図1
Description
しかしながら、このように複数枚のシートを配置する場合、部材数が増えるだけでなく、面状検査によって、シート毎に0.1mm程度の大きさのゴミ取り作業を行っているため、組み立て工程が煩雑となっており、生産効率が低下していた。
以下に本発明を詳述する。
図1は、プリズム層1、多孔質層2、及び、表面凹凸型光拡散層3をこの順に有する光学シート10である。なお、図示はしていないが、多孔質層2中には、単孔構造の中空微粒子が均一に分散している。
本発明の光学シート10は、プリズム層1と表面凹凸型光拡散層3との間に空気層に代えて、低屈折率の多孔質層2を有する。これにより、従来のようにプリズムシートと拡散シートとを別々に配置する必要がなく、バックライトユニットの生産性を大幅に向上させることが可能となる。
また、上記中空微粒子を分散させることで、シリカ粒子等を塗布する場合と比べて、より低屈折率の多孔質層とすることができる。
更に、上記中空微粒子を分散させることで、シリカ粒子等を塗布する場合と比べて、二つの光路変更層の密着性を改善することができる。
図2は、表面凹凸型光拡散層3、多孔質層2、プリズム層1、及び、支持体4をこの順に有する光学シート20である。なお、図示はしていないが、多孔質層2中には、単孔構造の中空微粒子が均一に分散している。本発明では、光路変更層(プリズム層及び光拡散層等)と多孔質層の積層順については、特に限定されず、図1に示すような構成であってもよく、図2に示すような構成であってもよい。
上記光路変更層は、光路を変更することができる層を意味し、例えば、集光機能を有するプリズム層、光拡散機能を有する光拡散層、輝度向上機能を有する反射型偏光フィルム層等が挙げられる。本発明の光学シートにおいて、上記光路変更層は、二層であってもよく、三層以上であってもよい。上記光路変更層を二層以上設ける場合には、異なる形態の層であってもよく、同じ形態の層であってもよい。
なお、上記光路変更層の屈折率は、例えば、プリズムカプラー屈折率測定機(SPA4000、Sairon Technology,Inc.社製)等を用い、光路変更層面の各部材を薄層化したものをサンプルとし、カップリングモード測定で各部材のサンプルの屈折率を測定して、光路変更層全体の屈折率を算出することによって求めることができる。
上記プリズム層は、上記光路変更層の光出射面側に単位レンズが一軸方向に配列した構成を有する。
上記単位レンズの形状は、プリズム形状、ピラミッド形状、半球形状又はレンチキュラーレンズ形状であることが好ましく、これらのなかでも、集光機能が高いことから、プリズム形状であることが特に好ましい。上記プリズム形状としては、ピッチ50μm、凹凸高さ25μm、凸部の頂角60〜120度、頂角丸みが0〜15μmの形状を有することが好ましい。なお、上記プリズム層を2層重ねて積層する場合には、第1のプリズム層と第2のプリズム層とは、単位レンズの凸状レンズ(プリズム)の軸(稜線)が直交する向きに積層することが好ましい。
具体的には、接着剤層と樹脂層とが2層以上に形成されている透明なフィルムを回転する凹凸ロールに巻き掛け、樹脂層に凹凸ロール表面の凹凸を転写し、その後、樹脂層を硬化させる方法が用いられる。また、光学シートの反転型の凹凸ロール上に樹脂層を塗布し、連続走行される透明フィルムを凹凸ロールとニップロールで挟み、凹凸ロールの樹脂と密着させた後に硬化させる方法を用いてもよい。
上記光拡散層は、バインダー及び粒子を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有することが好ましい。上記光拡散層は、光出射面側に上記粒子の少なくとも一部が突出し、凹凸形状を形成し表面凹凸型光拡散層であってもよく、上記粒子が光拡散層中に埋没した埋没型光拡散層であってもよい。
上記無機粒子の平均粒子径は0.5〜100μmであることが好ましい。また、上記無機粒子の添加量は、上記バインダー100重量部に対し5〜500重量部であることが好ましく、20〜200重量部であることがより好ましい。
上記有機粒子の平均粒子径は、0.5〜100μmであることが好ましく、1〜25μmであることがより好ましい。また、上記有機粒子の添加量は、上記バインダー100重量部に対して5〜500重量部であることが好ましく、20〜200重量部であることがより好ましい。
上記多孔質層は、上記中空微粒子が分散されているため、低屈折率であり、空気層と同様の役割を有する。また、上記多孔質層は、光路変更層同士を接着する役割を有する。
上記多孔質層の屈折率の下限については、小さければ小さいほど好ましいが、空気の屈折率が1.00であることより、理論上の下限は1.00である。好ましい上限は1.44である。上記屈折率が1.44を超えると、界面での光の屈折が弱まり、集光効果が小さくなることがある。
ここで、上記多孔質層の屈折率は、例えば、プリズムカプラー屈折率測定機(SPA4000、Sairon Technology,Inc.社製)等を用い、多孔質層面の全反射角を測定して、屈折率を算出することにより測定することができる。
本明細書において単孔構造とは、多孔質状等の複数の空隙を有する場合を含まず、ただ1つの空隙を有することを意味する。単孔構造であることにより、空隙内部は密閉性に優れたものとなり、例えば、上記中空微粒子を光学シートに用いた場合に、粒子内部へのバインダーやその他の成分の浸入による空隙率の低下を防ぐことができる。
空隙内部は、気体が存在する。このような気体としては空気が好ましいが、他の気体であってもよい。空気相は屈折率がほぼ1.00であることから、中空状とすることにより極めて低い屈折率を実現することができる。
上記中空有機−無機ハイブリッド微粒子は、有機骨格によるネットワークにより耐アルカリ性に優れたものとなる。そのため、例えば、上記中空有機−無機ハイブリッド微粒子を用いて作製した光学シートは、アルカリ洗剤等が付着した場合でも、含有する上記中空有機−無機ハイブリッド微粒子がアルカリ洗剤に溶解することがなく、光学シートとしての性能が低下することがない。
また、上記中空有機−無機ハイブリッド微粒子は、無機骨格を有することにより、耐熱性及び耐溶剤性に優れ、光学シートに使用する場合、その成膜時に溶剤を使用する場合等において、上記中空有機−無機ハイブリッド微粒子が、溶剤により微粒子骨格が軟化することによる空隙の収縮、バインダー成分の空隙への浸入を効果的に防ぐことができる。更に、内部に空気相(屈折率=1.00)を有するようにすることで、屈折率を効果的に低くすることができるため、例えば、このような低屈折率の中空有機−無機ハイブリッド微粒子を含有するコーティング剤を用いてなる光学シートの屈折率も低くすることができる。
更に思いがけないことに、シランカップリング剤の反応により粒子骨格が更に強固になり、粒子の潰れが抑制される。
上記非重合性化合物は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記シランカップリング剤を上記界面重合反応性物質と混合して用いられる場合、上記シランカップリング剤は、上記界面重合反応性物質の反応初期から添加されていてもよく、上記界面重合反応性物質の反応後半に添加されてもよい。上記シランカップリング剤が上記界面重合反応性物質の反応後半に添加された場合、得られる上記中空有機−無機ハイブリッド微粒子を構成する樹脂は、上記シランカップリング剤で架橋された構造となる。
上記エポキシプレポリマーとしては特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型、レゾルシン型、ビスフェノールF型、テトラフェニルメタン型、ノボラック型、ポリアルコール型、ポリグリコール型、グリセリントリエーテル型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン型、脂肪族型、脂環式型、アミノフェノール型、ヒダトイン型、イソシアヌレート型、ビフェノール型、ナフタレン型、又は、これらの水添化物、フッ素化物等が挙げられる。
これらのエポキシプレポリマーは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記非重合性化合物は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記有機系材料としては特に限定されず、例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、プロピオニルセルロース、ブタノイルセルロース、アセチルプロピオニルセルロースアセテート、ニトロセルロース等のセルロース誘導体、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン1,2−ジフェノキシエタン−4,4−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、又は、これらの各種含フッ素体等の比較的低屈折率の透明樹脂等が挙げられる。
なお、上記バインダーとして透明樹脂を用いる場合には、ガラス転移温度が上記中空樹脂微粒子のガラス転移温度よりも低いものを用いることが好ましい。これにより、充分な膜強度を得ることができる。
これらのモノマーは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記多官能モノマーとしては特に限定されず、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリルフマレート、ジアリルサクシネート、トリアリルイソシアヌレート等のジ又はトリアリル化合物、ジビニルベンゼン、ブタジエン等のジビニル化合物等が挙げられる。
これらの多官能モノマーは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
ここで、上記多孔質層の空孔径は、例えば、走査型電子顕微鏡(VE−9800、キーエンス社製)を用いて測定することができる。
上記多孔質層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1〜30μmが好ましく、0.1〜5μmがより好ましい。
上記支持体の形状、構造、大きさ、厚み、材料等については、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。
上記支持体の形状としては、例えば、長方形状、正方形状、円状等が挙げられる。上記光学シートの構造としては、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
上記支持体の大きさとしては、本発明の光学シートの大きさ等に応じて適宜選択することができる。
上記有機材料としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセテート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記遮蔽層は、上記多孔質層の光出射側の面に設けられ、上記多孔質層の空孔内に空気を閉じ込める保護層の役目を果たす。
上記遮蔽層は、ラテックスを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有することが好ましい。
上記遮蔽層の厚みとしては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1〜10μmであることが好ましく、1〜3μmであることがより好ましい。
上記遮蔽層は、上記多孔質層の光出射側の面に、ラテックスを含有する遮蔽層塗布液を塗布し、乾燥させることにより形成することができる。
上記他の光学シートとしては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光フィルム等が挙げられる。
また、本発明の光学シートと液晶ユニットと貼り合せることで、本発明の光学シートのたわみ、カールを防止することができる。
上記粘着剤としては、特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤、ポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤、セルロース系粘着剤等が挙げられる。
上記粘着層の厚みは、1〜50μmであることが好ましく、2〜30μmであることがより好ましい。
また、プロジェクタスクリーンや液晶以外の表示装置、広告等の照明光源、一般照明光源等にも好適に使用することができる。より具体的には、本発明の光学シートは、上記液晶表示装置のバックライトとして使用されるエッジライト式面光源装置の導光板の上面に、好適に使用することができる。
上記光源としては、発光ダイオード(LED)、冷陰極管、蛍光灯等が挙げられる。
(中空微粒子の作製)
(中空有機微粒子Aの調製)
エチレングリコールジメタクリレート25重量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート50重量部、アクリロニトリル25重量部、非重合性有機溶剤としてトルエン75重量部とヘキサデカン5重量部、及び、アゾビスイソブチロニトリル1重量部を混合、撹拌した混合溶液の全量を、水溶性乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2重量%、分散助剤としてセチルアルコール1重量%を含有するイオン交換水1530重量部に添加し、超音波ホモジナイザーにて60分間強制乳化して、重合性液滴が分散した分散液を調製した。
撹拌機、ジャケット、還流冷却器及び温度計を備えた20L容の重合器を用い、重合器内を減圧して容器内の脱酸素を行った後、窒素置換して内部を窒素雰囲気とした後、得られた分散液を投入し、重合器を80℃まで昇温して重合を開始した。4時間熟成した後、重合器を室温まで冷却してスラリーを得た。
得られたスラリーを分画分子量1万のセルロース膜を用いて透析し、過剰な界面活性剤や無機塩類を除去し、更に濾過にて凝集粒子及び不溶分を除去し、中空有機微粒子Aを作製した。
分散溶剤をメチルイソブチルケトンに置換し、中空有機微粒子Aの約20重量%メチルイソブチルケトン分散液を得た。
得られた中空有機微粒子Aを電子顕微鏡(日本電子社製、「JEM−1200EXII」)を用いて観察したところ、その形状はほぼ真球状であり、内部に単一空孔を有する構造あった。
ビスフェノールAタイプエポキシアクリレート(エベクリル3700、ダイセルUBC社製、粘度=2,200mPa・s/65℃)2.55重量部、エチレンオキシド付加ビスフェノールAメタクリル酸エステル(NKエステルBPE−200、新中村化学社製、粘度=590mPa・s/25℃)0.85重量部、アロニックスM−110(東亞合成社製)0.85重量部、トリブロモフェノキシエチルアクリレート(ニューフロンティアBR−31、第一工業製薬社製、常温で固体、融点50℃以上)4.25重量部、メチルエチルケトン(MEK)2.89重量部、ラジカル発生剤(ルシリンTPO−L、BASF社製)0.17重量部を混合することにより、プリズム層用塗布液を調製した。
その後、厚み100μmPETシート上に、ワイヤーバーを用いてウェット塗布量で20g/m2となるようにプリズム層塗布液を塗布し、80℃にて1分間乾燥させた後、頂角90°、底辺50μmのストライプ状に溝を刻んだプリズム原盤にプリズム層塗布液面を押し当て、ロールで加圧した。その後、UV照射装置にて1500mJ/cm2の露光量でUV照射を行い、原盤から剥離することにより、プリズムシートを形成した。
バインダー成分としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート8重量部、希釈溶媒としてメチルイソブチルケトン139重量部、光ラジカル開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ社製イルガキュア814)1重量部、及び、中空有機微粒子Aの20重量%メチルイソブチルケトン分散液60重量部を撹拌、混合して多孔質層塗布液を調製した。
得られた多孔質層塗布液を上記プリズムシートのレンズを有しない面上にバーコーターを用いて塗布した後、120Wの高圧水銀ランプを用いてフィルム上20cmの距離から紫外線を60秒照射し、厚さが300nmの多孔質層を形成した。
次いで、メチルエチルケトン(MEK)を50重量部、トルエン50重量部、アクリル樹脂(A811BE、大日本インキ化学工業社製、水酸基価=17mgKOH/g、酸価=3mgKOH/g)の20重量部、ポリマー微粒子テクポリマーMBX−15(ポリメチルメタクリレート架橋タイプ、平均粒子径=15μm、積水化成品社製)を10重量部を混合して表面凹凸型光拡散層塗布液を調製した。得られた表面凹凸型光拡散層塗布液を、多孔質層が形成されたプリズムシート上(多孔質層形成側)にバーコーターを用いて塗布した後、120℃で2分間乾燥させて、厚さ20μmの表面凹凸型光拡散層を形成することにより、図1に示すような光学シートを作製した。
実施例1の(中空微粒子の作製)において、以下の方法を用いた以外は実施例1と同様にして、光学シートを作製した。
(中空有機−無機ハイブリッド微粒子Bの調製)
エポキシプレポリマー成分としてエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製)70重量部と非重合性有機溶剤としてトルエン90重量部及びヘキサデカン10重量部を混合、撹拌した混合溶液の全量を、アミン成分としてエチレンジアミン30重量部、水溶性乳化剤としてラウリルトリメチルアンモニウムクロライド2重量%を含有するイオン交換水800重量部に添加し、超音波ホモジナイザーにて60分間強制乳化して、重合性液滴が分散した分散液を調製した。
撹拌機、ジャケット、還流冷却器及び温度計を備えた20L容の重合器を用い、重合器内を減圧して容器内の脱酸素を行った後、窒素置換して内部を窒素雰囲気とした後、得られた分散液を投入し、重合器を80℃まで昇温して重合を開始した。4時間重合し、無機架橋のためのアミン成分としてN−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシランを30重量部加え更に4時間重合した。その後重合器を室温まで冷却した。
得られたスラリーを分画分子量1万のセルロース膜を用いて透析し、過剰な界面活性剤や無機塩類を除去し、更に濾過にて凝集粒子及び不溶分を除去することで中空微粒子を作製した。
得られた中空微粒子を固形分にして100重量部含有するメチルイソブチルケトン分散液500重量部に、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン5重量部を添加し、60℃で4時間加熱することにより、表面処理された中空有機−無機ハイブリッド微粒子Bの約20重量%メチルイソブチルケトン分散液を得た。
得られた中空有機−無機ハイブリッド微粒子Bを電子顕微鏡(日本電子社製、「JEM−1200EXII」)を用いて観察したところ、その形状はほぼ真球状であり、内部に単一空孔を有する構造あった。
実施例1の(中空微粒子の作製)において、以下の方法を用いた以外は実施例1と同様にして、光学シートを作製した。
(中空有機−無機ハイブリッド微粒子Cの調製)
エポキシプレポリマー成分としてエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製)40重量部とTERAD−C(ジャパンエポキシレジン社製)40重量部、非重合性有機溶剤としてトルエン115重量部及びヘキサデカン15重量部を混合、撹拌した混合溶液の全量を、アミン成分としてN−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン40重量部、水溶性乳化剤としてラウリルトリメチルアンモニウムクロライド2重量%を含有するイオン交換水800重量部に添加し、超音波ホモジナイザーにて60分間強制乳化して、重合性液滴が分散した分散液を調製した。
撹拌機、ジャケット、還流冷却器及び温度計を備えた20L容の重合器を用い、重合器内を減圧して容器内の脱酸素を行った後、窒素置換して内部を窒素雰囲気とした後、得られた分散液を投入し、重合器を80℃まで昇温して重合を開始した。10時間重合し、その後重合器を室温まで冷却した。
得られたスラリーを分画分子量1万のセルロース膜を用いて透析し、過剰な界面活性剤や無機塩類を除去し、更に濾過にて凝集粒子及び不溶分を除去し中空微粒子を作製した。
得られた中空微粒子を固形分にして100重量部含有するメチルイソブチルケトン分散液500重量部に、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン30重量部を添加し、60℃で4時間加熱することにより、中空有機−無機ハイブリッド微粒子Cの約20重量%メチルイソブチルケトン分散液を得た。
得られた中空有機−無機ハイブリッド微粒子Cを電子顕微鏡(日本電子社製、「JEM−1200EXII」)を用いて観察したところ、その形状はほぼ真球状であり、内部に単一空孔を有する構造あった。
実施例1の(多孔質層の形成)において、中空有機微粒子Aに代えて、平均粒子径60nm、屈折率1.36の多孔性シリカ粒子Dの表面を有機珪素化合物で被覆したものを用いた以外は実施例1と同様にして光学シートを作製した。
実施例1の(表面凹凸型光拡散層の形成)を以下のように変更した以外は実施例1と同様にして、光学シートを作製した。
次いで、メチルエチルケトン(MEK)を50重量部、トルエン50重量部、アクリル樹脂(A811BE、大日本インキ化学工業社製、水酸基価=17mgKOH/g、酸価=3mgKOH/g)の20重量部、ポリマー微粒子テクポリマーSBX−6(ポリスチレン架橋タイプ、平均粒子径=6μm、積水化成品社製)を1重量部を混合して埋没型光拡散層塗布液を調製した。得られた埋没型光拡散層塗布液を、多孔質層が形成されたプリズムシート上(多孔質層形成側)にバーコーターを用いて塗布した後、100℃で10分間乾燥させて、厚さ30μm表面凹凸型光拡散層を形成することにより光学シートを作製した。
実施例1の(中空樹脂微粒子の作製)において、以下の方法を用いた以外は実施例1と同様にして、光学シートを作製した。
(中空有機微粒子Eの調製)
エポキシプレポリマー成分としてエピコート828(ジャパンエポキシレジン社製)70重量部と非重合性有機溶剤としてトルエン30重量部及びヘキサデカン10重量部を混合、撹拌した混合溶液の全量を、アミン成分としてエチレンジアミン30重量部、水溶性乳化剤としてラウリルトリメチルアンモニウムクロライド2重量%を含有するイオン交換水800重量部に添加し、超音波ホモジナイザーにて60分間強制乳化して、重合性液滴が分散した分散液を調製した。
撹拌機、ジャケット、還流冷却器及び温度計を備えた20L容の重合器を用い、重合器内を減圧して容器内の脱酸素を行った後、窒素置換して内部を窒素雰囲気とした後、得られた分散液を投入し、重合器を80℃まで昇温して重合を開始した。4時間熟成した後、重合器を室温まで冷却してスラリーを得た。
得られたスラリーを分画分子量1万のセルロース膜を用いて透析し、過剰な界面活性剤や無機塩類を除去し、更に濾過にて凝集粒子及び不溶分を除去し、中空有機微粒子Eを作製した。
得られた中空有機微粒子Eを電子顕微鏡(日本電子社製、「JEM−1200EXII」)を用いて観察したところ、その形状は不定形であるが内部に単一空孔を有する構造あった。
実施例1の(多孔質層の形成)において、以下の方法を用いた以外は実施例1と同様にして、光学シートを作製した。
気相法シリカ微粒子(無機微粒子、AEROSIL300SF75、日本アエロジル社製、平均一次粒子径7nm)10.0重量部、イオン交換水64.8重量部、シャロールDC902P(分散剤、第一工業製薬社製、51.5重量%水溶液)0.87重量部を混合し、ビーズミル(KD−P、シンマルエンタープライゼス社製)を用いて分散させた後、得られた分散液を45℃に加熱し、20時間保持した。
次いで、PVA−235(鹸化度88%、重合度3500、クラレ社製)4.06重量部、下記式(1)で表される酸性基含有化合物0.12重量部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチセノール20P、協和発酵社製)1.36重量部、オン交換水53.2重量部を混合し、ポリビニルアルコール溶解液を調製した。
その後、分散液に、ホウ酸(架橋剤)0.74重量部、ポリビニルアルコール溶解液58.8重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(界面活性剤)0.06重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル(界面活性剤、エマルゲン109Pの10重量%水溶液、HLB値=13.6、花王社製)0.49重量部、エタノール2.49重量部を30℃で加え、多孔質層塗布液を調製した。
実施例1において、多孔質層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にしてプリズム層と表面凹凸型光拡散層とからなる光学シートを作製した。
得られた中空微粒子及び光学シートについて以下の評価を行った。結果を表1に示した。
動的光散乱式粒度分布計(Particle Sizing Systems社製、「NICOMP model 380 ZLS−S」)を用いて、実施例及び比較例で得られた微粒子の体積平均粒子径及びCV値を測定した。
得られた中空微粒子を電子顕微鏡(日本電子社製、「JEM−1200EXII」)を用いて観察し、粒子の写真映像より任意に100個抽出し、粒子外径の長径と短径、粒子空孔部の長径と短径を計測した。下記式(2)により各々の粒子の空隙率を算出し、粒子100個の空隙率の平均値をその粒子の空隙率とした。
空隙率(体積%)=((空孔部長径+空孔部短径)/(外径の長径+外径の短径))3×100 (2)
100μmPETシート上に、中空微粒子を含む多孔質塗布液をバーコーターを用いて塗布した後、120Wの高圧水銀ランプを用いてフィルム上20cmの距離から紫外線を60秒照射し、厚さが100nmの多孔質層を形成した。得られたシートについて、多孔質層を塗布してない面に艶消しの黒色塗料を塗布した後、分光光度計(島津製作所社製、「UV−3101PC」)を用いて、光波長550nmの光の入射角5°での片面の反射率を測定した。
反射率の値より多孔質層の屈折率を算出した。また、粒子を用いないバインダーのみの屈折率、及び、多孔質層に添加された粒子の割合から、粒子の屈折率を算出した。
また、プリズム層及び光拡散層の屈折率を測定した。
平面光源(FLR3、フナテック社製)上に、得られた光学シートを敷き、色彩輝度計(BM−7、トプコン社製)にて、輝度の測定を行った。正面輝度が高い場合を○、正面輝度がやや低い場合を△、正面輝度が著しく低い場合を×とした。
目視により、光源のランプの輝線を隠蔽する効果、干渉による色ずれ、ギラツキを評価した。ムラ消し効果及び面状の均一感のある場合を○、若干色ムラや輝度ムラがある場合を△、ギラツキ感及び干渉が起こる場合を×とした。
得られた光学シートの折り曲げ、平面のばしを5回繰り返し、光拡散層の剥離を評価した。光拡散層の剥離がないものを○、剥離があったものを×とした。
2 多孔質層
3 表面凹凸型光拡散層
4 支持体
Claims (12)
- 光路変更層と、中空微粒子が分散された多孔質層と、光路変更層とがこの順で直接積層された光学シートであって、
前記多孔質層は前記光路変更層よりも屈折率が小さく、
前記中空微粒子は、平均粒子径が10〜150nm、屈折率が1.40以下であることを特徴とする光学シート。 - 中空微粒子は、空隙率が30体積%以上であり、単孔構造を有することを特徴とする請求項1記載の光学シート。
- 中空微粒子は、有機骨格及び無機骨格を有する中空有機−無機ハイブリッド微粒子であることを特徴とする請求項1又は2記載の光学シート。
- 中空有機−無機ハイブリッド微粒子は、シランカップリング剤で表面処理されていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の光学シート。
- シランカップリング剤は、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を有することを特徴とする請求項4記載の光学シート。
- 表面処理前の中空有機−無機ハイブリッド微粒子100重量部に対して、0.5〜50重量部のシランカップリング剤で表面処理されていることを特徴とする請求項4又は5記載の光学シート。
- 多孔質層は、バインダーを含有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の光学シート。
- 光路変更層のうち、一方の光路変更層は、光出射面側に単位レンズが一軸方向に配列されたプリズム層であって、前記単位レンズがプリズム形状、ピラミッド形状、半球形状又はレンチキュラーレンズ形状であり、他方の光路変更層は、光拡散層であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の光学シート。
- 光拡散層は、バインダー及び粒子を含有し、かつ、前記粒子の一部が光出射面側に突出した表面凹凸型光拡散層であることを特徴とする請求項8記載の光学シート。
- 光拡散層は、バインダー及び粒子を含有し、かつ、前記粒子が内部に埋没した埋没型光拡散層であることを特徴とする請求項8記載の光学シート。
- 更に、支持体を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の光学シート。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10又は11記載の光学シートと、光源とを有することを特徴とするバックライトユニット。
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