JP4931535B2 - 光学シート及び液晶表示装置用バックライトユニット - Google Patents
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Description
一般に、液晶表示装置は、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、IPS(In−Plane Switching)モード、OCB(Optically Compensatory Bend)モード、ECB(Electrically Controlled Birefringence)モードなどの表示モードで液晶を動作させて、該液晶を通過する光を電気的に制御して明暗の違いを画面上に表すことで、文字や画像を表現する液晶表示装置である。
このような液晶表示装置としては、一般に、TFT(Thin Film Transistor)−LCDが知られており、該TFT−LCDの液晶動作モードとしてはTNモードが主流である。また、近時、液晶表示装置の用途展開が進むにつれて、高コントラスト化の要望が高まっており、VAモードの液晶表示装置の研究も盛んに行われている。
また、必要に応じて、支持体と光拡散性層との間に、密着性保持のための下塗り層や、これらとは反対側の支持体表面に干渉色防止やニュートンリング防止、取り扱い性向上のための滑り性が付与されたバック層が設置される。具体的には、前記バック層は、層中に微粒子を含有させ、この微粒子を前記バック層表面より突出させることにより、拡散板や導光板との密着を防ぎ、干渉色防止やニュートンリングを防止する(特許文献2参照)。
しかしながら、前記特許文献1及び前記特許文献2に記載のバック層では、取り扱い時に帯電してゴミが付着する問題があった。
<1> バック層と、支持体と、光学層とを、少なくともこの順に有してなり、該バック層が、下記構造式で表される帯電防止剤を含むことを特徴とする光学シートである。
〔構造式〕
〔RO(CH2CH2O)n〕3−x−PO(OH)・(H2NCH2CH2OH)
ただし、前記構造式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基もしくはアラルキル基を表し、nは1〜15の整数を表し、Xは1又は2の整数を表す。
<2> バック層がバインダー樹脂を含み、帯電防止剤の含有量が前記バインダー樹脂に対して0.5〜2質量%である前記<1>に記載の光学シートである。
<3> バック層が微粒子を含み、該微粒子が支持体と接していない側の表面より突出させてなる前記<1>から<2>のいずれかに記載の光学シートである。
<4> バック層が、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂とを含む前記<1>から<3>のいずれかに記載の光学シートである。
<5> 光学層が光拡散層である前記<1>から<4>のいずれかに記載の光学シートである。
<6> 光学層が微小粒子を含む前記<1>から<5>のいずれかに記載の光学シートである。
本発明の光学シートは、バック層と、支持体と、光学層とを、少なくともこの順に有してなり、更に必要に応じて下塗り層、その他の層を有してなる。
前記バック層の機能としては、滑り性を向上させることによる、光学シート製造時及び加工時、並びに前記光学シートをバックライトユニットに組み込んだ際の、取り扱い性を改善させる機能及びキズつき防止の機能が挙げられる。
前記バック層は、バインダー樹脂及び帯電防止剤を含み、好ましくは微粒子を含んでなる。
前記帯電防止剤は、ゴミの付着を防止するために添加される。前記帯電防止剤としては、例えば、ポリアニリン、ポリアセチレン、等の導電性高分子、アンチモン含有酸価スズ(ATO)、スズ含有酸価インジウム(ITO)、等の導電性微粒子、などの電子導電性化合物が知られている。しかし、これらの電子伝導性型の帯電防止剤は、十分な帯電防止効果を発揮するには、数十質量%とかなりの添加量を要するケ−スが多く、膜が脆くなるなどの膜質変化やコストアップなどの弊害が生じることがある。
〔構造式〕
〔RO(CH2CH2O)n〕3−x−PO(OH)・(H2NCH2CH2OH)
ただし、前記構造式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基もしくはアラルキル基を表し、nは1〜15の整数を表し、Xは1又は2の整数を表す。
前記構造式で表される化合物の市販品としては、例えば、プライサーフM208B(第一工業社製)などが挙げられる。
前記バインダー樹脂としては、支持体との十分な密着性をもち、表面硬度が高く傷つきにくいものであることが好ましい。
密着が良好な樹脂としては、ポリエステル樹脂が挙げられるが、一般に溶剤溶解性が良好で塗布膜を作成し易いものはTgが低く、室温状態での表面硬度が不十分な場合が多い。一方、Tgがより高く表面硬度も良好な樹脂として、アクリル樹脂が挙げられるが、支持体との密着性が不十分であることが多い。このため、前記ポリエステル樹脂と前記アクリル樹脂とを併用することにより、密着と表面硬度との両立を図ることが可能となる。
このようなポリエステル樹脂としては、例えば、東洋紡社製バイロンシリーズの、バイロン220(分子量3,000、Tg53℃)、バイロン200(分子量17,000、Tg67℃)、バイロン240(分子量15,000、Tg60℃)、東レ社製ケミットシリーズの、ケミットK−1089(分子量18,000、Tg43℃)、K−1294(分子量18,000、Tg67℃)、などが挙げられる。
前記分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)にて測定できる。また、前記ポリエステル樹脂が非晶性であることは、例えば、X線回折にて結晶が存在しないことにより確認できる。前記Tgは、例えば、示差熱量計にて測定できる。
前記バック層は、導光板などの光学部材との貼り付きによるニュ−トンリングの発生を防止する観点から、前記バインダー樹脂の他、微粒子が添加され、この微粒子がバック層の支持体と接していない側の表面より突出するような構成になっていることが好ましい。
前記微粒子としては、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、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、などが好適に挙げられる。これらの中でも、ポリメチルメタクリレート樹脂粒子が好ましく、耐溶剤性の観点から架橋ポリメチルメタクリレート樹脂粒子が特に好ましい。
前記微粒子の含有量は、前記バック層の樹脂成分全量に対して0.1〜2質量%であることが好ましい。前記含有量が、0.1質量%未満であると、取り扱い性が悪くなり、傷が付き易くなったり、液晶表示装置に組み込んだ場合に、他部材との接着性が悪化することがあり、2質量%を超えると、ヘイズ値が上がるなど、光学特性が悪化することがある。
前記厚みが、上述の好ましい範囲にある場合には、前述の微粒子は、平均粒子径が3μm以上10μm以下のものを用いることが好ましい。
前記バック層の形成方法としては、例えば、支持体上に、前記バインダー樹脂及び微粒子を含有するバック層塗布液を塗布してバック層を形成する方法が挙げられる。
前記バック層中に帯電防止剤を含むことは、例えば、バック層表面をSEM−EDX(走査型分析電子顕微鏡)などにて、含まれる元素を調べることにより確認できる。
前記光学層としては、集光機能をもつプリズム層やマイクロレンズ層、光拡散機能を光拡散層、などが挙げられるが、ここでは光拡散層の場合について以下に説明する。
前記架橋剤としてはイソシアネ−ト化合物が好ましい。
前記イソシアネート化合物としては、分子内に少なくとも2個の、好ましくは3個以上の官能基を有する脂肪族イソシアネート化合物、環状脂肪族イソシアネート化合物、及び芳香族の多官能イソシアネート化合物の少なくともいずれかが用いられる。
前記分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ジフェニルメタンー4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジメトキシ−ビフェニルジイソシアネート、3,3'−ジメチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、キシリレン−1,4−ジイソシアネート、キシリレン−1,3−ジイソシアネート、4−クロロキシリレン−1,3−ジイソシアネート、2−メチルキシリレン−1,3−ジイソシアネート、4,4'−ジフェニルプロパンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルヘキサフルオロプロパンジイソシアネート、トリメチ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、ポロピレンー1,2−ジイソシアネート、ブチレン−1,2−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,2−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、などが挙げられる。
上記以外の多官能イソシアネート化合物としては、上記イソシアネート化合物を主原料とし、これらの3量体、トリメチロールプロパン等のポリオールと2官能イソシアネート化合物の付加体として多官能としたもの、ベンゼンイソシアネートのホルマリン縮合物、メタクリロイルオキシエテルイソシアネート等の重合性基を有するイソシアネート化合物重合体、リジントリイソシアネート、なども用いることができる。これらの中でも、キシレンジイソシアネート又はその水添物、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート又はその水添物を主原料とし、これらの3量体の他、トリメチロールプロパンとのアダクト体として多官能としたものが特に好ましい。
これらの化合物については、「ポリウレタン樹脂ハンドブック」(岩田敬治編、日刊工業新聞社発行、1987年)に記載されている。これらの中でも、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシリレン−1,4−ジイソシアネート、キシリレン−1,3−ジイソシアネート、トリメチロールプロパンとキシリレン−1,4−ジイソシアネート又はキシリレン−1,3−ジイソシアネートとの付加物が好ましく、キシリレン−1,4−ジイソシアネート、キシリレン−1,3−ジイソシアネート、トリメチロールプロパンとキシレン−1,4−ジイソシアネート又はキシリレン−1,3−ジイソシアネートとの付加物が特に好ましい。
これらの多官能イソシアネート化合物は1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
イソシアネートは、空気中の水分などと反応することにより架橋反応が進むが、この反応は遅く、十分な耐傷性、耐溶剤性、及び密着性を得るためには長時間を要し、生産性が悪い。特に、光拡散層を含む光学シートがロール形態の場合、ロール中心部には空気中の水分は浸透し難いため、硬膜のためによりいっそう長時間を要するという問題がある。
そこで、このイソシアネ−ト化合物による硬化反応を促進するためには、イソシアネ−トと反応しうる官能基を含有している樹脂を添加することが有効である。
したがって、前記水酸基価は、10以上100以下が好ましく、15以上80以下がより好ましく、20以上70以下が特に好ましい。
前記水酸基価は、例えば、JIS K1557により、試料を無水フタル酸のピリジン溶液でエステル化し、その過剰の酸を水酸化ナトリウム溶液で滴定することにより測定することができる。
前記単独重合体又は共重合体としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ニトロセルロース樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、ロジン誘導体、などが挙げられる。これらの中でも、使用する微小粒子と同じ系統の化合物であるため屈折率差が小さくなり、より輝度向上が期待される(メタ)アクリル樹脂が特に好ましい。
このようなモノマーとしては、例えば、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピルアクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アリルアルコール、ホモアリルアルコール、ケイヒアルコール、クロトニルアルコール、などが挙げられる。
前記イソシアネ−トと反応しうる官能基を含有している樹脂以外にも、粒子の埋め込み率の調整、硬化膜の機械物性調整などの目的のため、更に別のバインダー樹脂を添加してもよい。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの少なくともいずれかをモノマーの一成分として含む、単独重合体又は共重合体などが好適に挙げられる。
前記単独重合体又は共重合体としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ニトロセルロース樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、ロジン誘導体、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、有機粒子を溶解したり、膨潤させたりするおそれが少ないことから、(メタ)アクリル樹脂が特に好ましい。
前記微小粒子としては、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、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、などの有機粒子が好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
前記有機粒子は、架橋構造を有するものが好ましく、特に、架橋構造を有するポリメチルメタクリレート樹脂粒子が好ましい。
前記微小粒子は、透過した光を拡散させる光拡散剤としての機能を果たすので、前記微小粒子の質量平均粒子径は、100μm以下が好ましく、25μm以下であることがより好ましい。前記質量平均粒子径が100μmを超えると、光拡散剤としての機能を果たせなくなることがある。また、100μmを超える場合、液中での粒子の沈降速度が大きくなり、塗布中に送液配管やバッファタンク中で粒子が沈降してしまう危険性が高くなり、液安定性の面でも好ましくない。なお、前記微小粒子の前記質量平均粒子径は、例えば、前記バック層における前記微粒子の粒子径と同様にして測定できる。
前記微小粒子の添加量は、前記バインダー樹脂100質量部に対し、100〜500質量部が好ましく、200〜400質量部がより好ましい。前記添加量が100質量部未満であると、光拡散剤としての機能を果たせなくなることがあり、500質量部を超えると、微小粒子が分散しにくくなることがある。
光拡散層塗布液と架橋剤液とを混合後の前記イソシアネ−トと反応しうる官能基を含有する樹脂及びその他の樹脂と前記有機粒子との配合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜調製することができるが、25℃で測定したD(n25)線の屈折率の、両者の値の差が、0.20以下となるような組み合わせで配合するのが好ましい。屈折率の、両者の値の差が0.20を超える場合は、粒子と樹脂界面での屈折光の影響が多くなり、正面輝度が下がる場合がある。
また、前記光拡散層における、前記イソシアネートと反応しうる官能基を含有する樹脂とイソシアネート化合物との含有量比は、質量比で、1:1〜20:1が好ましく、3:1〜15:1がより好ましく、5:1〜10:1が特に好ましい。
更に、前記光拡散層には、その他の粒子として、例えば、無機粒子からなる散乱剤などを添加してもよい。
前記散乱剤は、上述した微小粒子と同様に、光拡散剤としての機能を果たすので、光拡散性を更に向上させることができる。
前記散乱剤としては、特に制限はなく、通常使用される物質を目的に応じて適宜選択して分散させることができるが、例えば、粒子径が1〜5μmである、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、ジルコニア、などが挙げられる。
前記散乱剤の前記光拡散層中における添加量は、特に制限はなく、上記のように、狙いの全光線透過率及び半値角を得るために、状況に応じて適宜選択することができるが、例えば、1〜20質量%が好ましい。
前記光拡散層塗布液に使用される溶媒としては、特に制限はなく、通常使用されるものの中から適宜選択して使用することができるが、最適な比重を有する観点から有機溶媒が好ましい。ここで、前記比重とは、4℃の水に対する比重を意味する。
前記有機溶媒(以下、「第一溶媒」と称することもある)としては、例えば、ケトン類、エーテル類、アルコール類、エステル類、多価アルコール誘導体類、カルボン酸類、などが挙げられる。
前記溶媒の比重としては、塗布時の微小粒子沈降性を制御しつつ、バインダーを充分に溶解させることができ、かつ、光透過性を向上させ、視野角依存性を改良させる観点から、好ましい具体例について、比重(かっこ内に表示)と共に列挙すると、前記ケトン類としては、例えば、アセチルアセトン(0.975)、シクロヘキサノン(0.945)、メチルシクロヘキサノン(0.921)、などが挙げられる。
前記エーテル類としては、例えば、1,4−ジオキサン(1.039)、テトラヒドロフラン(0.889)、などが挙げられる。
前記アルコール類としては、例えば、シクロヘキサノール(0.949)、3−ペンタノール(1.046)、2−メチルシクロヘキサノール(0.925)、などが挙げられる。
前記エステル類としては、例えば、ギ酸イソアミル(0.877)、ギ酸イソブチル(0.885)、ギ酸エチル(0.917)、ギ酸ブチル(0.892)、ギ酸プロピル(0.901)、ギ酸ヘキシル(0.990)、ギ酸ベンジル(1.081)、ギ酸メチル(0.987)、酢酸アリル(0.927)、酢酸イソアミル(0.871)、酢酸イソブチル(0.873)、酢酸イソプロピル(0.877)、酢酸エチル(0.901)、酢酸2−エチルヘキシル(0.872)、酢酸シクロヘキシル(0.97)、酢酸n−ブチル(0.876)、酢酸s−ブチル(0.875)、酢酸プロピル(0.887)、酢酸メチル(0.934)、ポロピオン酸エチル(0.896)、プロピオン酸ブチル(0.877)、プロピオン酸メチル(0.916)、などが挙げられる。
前記多価アルコール誘導体類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(0.975)、エチレングリコールモノメチルエーテル(0.964)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート(1.009)、エチレングリコールモノメトキシメチルエーテル(1.04)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(0.898)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(0.923)、などが挙げられる。
前記カルボン酸類としては、例えば、イソ酪酸(0.948)、カプロン酸(1.049)、などが挙げられる。
これらの中でも、塗布後に乾燥しやすい観点から、沸点150℃以下の有機溶媒が好ましく、シクロヘキサノン、1,4−ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートが特に好ましい。
前記一定の関係としては、下記数式1で表されるdaveの値が、0.85以上1未満であることが好ましく、0.85〜0.95がより好ましい。前記daveの値が、0.85未満であったり、1以上であると、塗布時の微小粒子沈降性を制御しにくくなることがある。
<数式1>
dave=d1×w1+d2×w2
ただし、d1は第一溶媒の比重、w1は第一溶媒の含有量(質量%)、d2は第二溶媒の比重、w2は第二溶媒の比重をそれぞれ表す。
前記第二溶媒を使用するときの、第一溶媒の含有量としては、前記daveの値が前記数値範囲内となるようにするために、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。
前記光拡散層の形成方法としては、例えば、光拡散層塗布液を支持体上あるいは前記支持体上の下塗り層上に塗布する直前に、少なくともイソシアネート化合物を含む架橋剤液を添加し、混合した後、乾燥することにより形成する方法が挙げられる。なお、前記光拡散層は1層のみを設けてもよいし、2層以上設けてもよい。
ここで、前記光拡散層塗布液を支持体上に塗布する直前とは、少なくともバインダー樹脂及び微小粒子を含む光拡散層塗布液中に、少なくとも前記イソシアネート化合物を含む架橋剤液を添加し、混合した後、すぐに支持体上に塗布すること、すなわち、塗布のすぐ前に、前記バインダー及び微小粒子を含む光拡散層塗布液と、前記架橋剤液とを混合することを意味し、具体的には、前記光拡散層塗布液中に前記架橋剤液を添加し、混合した後、30分間以内に塗布することを意味する。前記混合後から光拡散層塗布液を塗布するまでの時間は、10分以内好ましく、3分以内がより好ましい。前記混合後、30分間を過ぎると、増粘が進行し、送液性、塗り付け性、塗布面状が悪化することがある。
前記インラインミキサーの市販品としては、例えば、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)などを好適に用いることができる。
ここで、前記光拡散層塗布液の粘度は、光拡散層塗布液と架橋剤液とを混合した後、30分間以内の各塗布液について、東京計器株式会社製E型粘度計(ELD型)を用いて、25℃で測定することができる。
前記光拡散層塗布液の乾燥方法としては、特に制限はなく、通常使用される方法を適宜選択することができるが、例えば、乾燥温度として、短時間であり、かつ材質に損傷を与えずに行える点から、90〜130℃が好ましく、100〜120℃がより好ましい。前記乾燥温度が90℃未満であると、乾燥に長時間を要することがあり、130℃を超えると、材質に損傷を与えることがある。また、前記乾燥時間としては、例えば、10秒間〜5分間が好ましく、1〜2分間がより好ましい。
前記支持体としては、透明であり、ある程度の強度を有するシートであれば、特に制限はなく、通常支持体として使用されているプラスチック又はガラスを、目的に応じて適宜選択して使用することができるが、プラスチックが特に好ましい。
前記プラスチックとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィンなどが好適に挙げられる。前記ポリエステルとしては、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、などが挙げられる。前記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリアミド、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリエステルアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、などが挙げられる。
これらの中でも、ポリエステル樹脂が特に好ましい。前記支持体としてポリエステル樹脂フィルムを用い、該支持体に隣接するバック層がポリエステル樹脂を含有するバック層塗布液から形成されていると、支持体とバック層との密着性が向上し、取り扱い性に優れたものとなるので好ましい。
前記支持体の厚みは、支持体として通常採用される範囲の厚みであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.02〜4.0mmが好ましい。
前記支持体の表面には、前記光拡散層との密着性を向上させるため、放電処理を行ってもよい。
前記下塗り層としては、前記光拡散層と同一の樹脂を固形分で50質量%以上含有することが好ましい。前記樹脂としては、前記光拡散層の樹脂がアクリル系樹脂である場合には、アクリル樹脂を含むことが特に好ましい。
前記下塗り層の樹脂は、前記光拡散層塗布液を塗布する際に、溶解及び混合することが好ましく、相溶性が高いことが好ましい。このため、溶解及び混合の観点から、上述のように前記光拡散層と同一の樹脂を含むことが好ましく、更に、前記光拡散層塗布液溶剤と、下塗り層塗布液溶剤とが、同一の溶剤を50質量%以上含むことがより好ましい。
また、前記光拡散層の樹脂と、前記下塗り層の樹脂との屈折率差は、0.05以内とすることが、高輝度化の観点から好ましい。前記屈折率差は、例えば、アッベ屈折率計にて、前記光拡散層の樹脂及び前記下塗り層の樹脂、それぞれの屈折率を測定し、両者の差を算出することで求めることができる。
前記光学シートには、その他の層として隣接層を設けてもよい。
前記隣接層としては、後述する支持体と同系統の樹脂を含有する。
ここで、前記同系統の樹脂とは、樹脂の構成成分、構造が大部分共通し、物性などが近似する樹脂を意味する。
前記同系統の樹脂としては、支持体がポリエステル系樹脂フィルムである場合には、ポリエステル樹脂を含有することが特に好ましい。
前記ポリエステル樹脂としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、東洋紡社製のバイロンシリーズ(例えば、バイロン103、200、220、280、300、GK−140、GK−130など)、花王社製のタフトンシリーズ(例えば、NE−382、U−5、ATR−2009、ATR−2010など)、ユニチカ社製のエリーテルシリーズ(例えば、UE3500、UE3210、XA−8153、KZA−7049、KZA−1449など)、日本合成化学社製のポリエスターシリーズ(例えば、TP−220、R−188など)、星光化学工業社製のハイロスシリーズ、などが挙げられる。
前記ポリエステル樹脂の隣接層における含有量は、該隣接層の樹脂成分全量に対して2〜10質量%が好ましい。前記含有量が、2質量%未満であると、支持体との密着性が劣ることがあり、10質量%を超えると、光学特性が悪化することがある。
前記光学シートの構造としては、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、例えば、図2に示す光学シート21が好適に挙げられる。
この図2に示す光学シート21は、支持体22の一方面上に、下塗り層23、光拡散層25をこの順で備え、他方の面上にバック層24を備えてなる。
前記光学シートは、携帯電話、パソコン用モニタ、テレビ、液晶プロジェクタ等の液晶表示装置に好適に使用することができる。より具体的には、前記光学シートは、該液晶表示装置のバックライトとして使用される直下型面光源装置及びエッジライト式面光源装置に好適に使用することができる。
特に、前記光学シートは、膜物性に悪影響を与えずにゴミ付着を防止でき、優れた取り扱い性を有するため、上述の液晶表示装置において、液晶パネルの全面をムラなく、高輝度で光らせることができる液晶ディスプレイ用バックライトユニットの光拡散シートとして、より好適に使用することができる。
[光学シートの作製]
支持体上に、下塗り層、バック層、及び光拡散層の順に、以下の方法により形成することにより、光学シートを作製した。
支持体としての厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、下記組成の下塗り層塗布液を、ワイヤーバー#10で塗布し、120℃で2分間乾燥させて、厚みが1.5μmの下塗り層を形成した
<下塗り層塗布液の組成>
・メチルエチルケトン・・・2,530g
・アクリル樹脂(アクリディックA811BE、大日本インキ化学工業社製)50質量%溶液(水酸基価17、酸価3)・・・300g
・シクロヘキサノン・・・169.5g
・ジュリマーMB−1X(日本純薬社製)・・・0.54g
(有機粒子;ポリメチルメタクリレート架橋タイプ、質量平均粒子径6.2μmの球状超微粒子)
前記支持体の下塗り層を塗布した反対側の面に、表1に示す組成のバック層塗布液を、ワイヤーバー#22で塗布し、100℃で2分間乾燥させて、厚みが約3μmのバック層を形成した。前記バック層は、実施例5以外では、後述するMB1Xを支持体と接しない側の表面より突出するように形成した。
バイロン220:ポリエステル樹脂、Tg53℃、分子量3,000(東洋紡績社製)
BR80:アクリル樹脂、酸価0、Tg105℃、分子量95,000(三菱レーヨン社製:ダイヤナールBR−80)
BR87:アクリル樹脂、酸価10.5、Tg105℃、分子量25,000(三菱レーヨン株式会社製:ダイヤナールBR−87)
M208B:帯電防止剤、下記構造式で表されるカチオン系化合物(第一工業製薬社製:プライサーフM208B)
〔構造式〕
〔RO(CH2CH2O)n〕3−x−PO(OH)・(H2NCH2CH2OH)
ただし、前記構造式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基もしくはアラルキル基を表し、nは1〜15の整数を表し、Xは1又は2の整数を表す(更なる詳細は不明)。
A208B:帯電防止剤、下記構造式で表されるアニオン系化合物(第一工業製薬社製:プライサーフA208B)
〔構造式〕
〔RO(CH2CH2O)n〕3−x−PO(OH)
ただし、前記構造式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基もしくはアラルキル基を表し、nは1〜15の整数を表し、Xは1又は2の整数を表す(更なる詳細は不明)。
T554−AN5:帯電防止剤、アニオン系化合物(日本油脂製:エレガンT554−AN−5)
MB1X:アクリル粒子、平均粒子径6.2μm(日本純薬製)
上記で作製した塗布物の下塗り層側に、下記組成の光拡散層塗布液及び架橋剤液を、それぞれの流量を光拡散層塗布液100gに対し、架橋剤液12.2gとなるようにポンプで送液し、両者の液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、3分後にウェット塗布量が50cc/m2になるように塗布し、120℃で2分間乾燥させて、光拡散層を形成した。以上により、光学シートを作製した。なお、光拡散層塗布液中の樹脂の水酸基価及び酸価は、カタログより抜粋した。
・メチルエチルケトン・・・1,064g
・アクリル樹脂(A811BE、大日本インキ化学工業社製)50質量%溶液(水酸基価17、酸価3)・・・560g
・ジュリマーMB−20X(日本純薬社製)・・・378g
(有機粒子;ポリメチルメタクリレート架橋タイプ、質量平均粒子径18μmの球状微粒子)
・F780F(大日本インキ化学工業社製)・・・1.30g
(メチルエチルケトンの30質量%溶液)
・メチルエチルケトン(MEK)・・・1,940g
・イソシアネート化合物(タケネートD110N、三井武田ケミカル社製)・・・660g
次に、作製した実施例及び比較例について、以下のようにして、バック層の表面電気抵抗(SR)、バック層の耐接着性、及びニュ−トンリングの有無を評価した。結果を表2に示す。
22℃50%RHにて、JIS K6911に準拠して、バック層の表面電気抵抗(SR)を測定した。
光学シートのバック層表面とアクリル板とが接触するように両者を重ね、荷重30g/cm2を載せた状態で、結露水が付かないようにしながら、65℃95%RHの環境にて、約20時間静置した。この後、通常の温湿度(23℃50%RH)に戻し、前記光学シートを取り出して、前記バック層表面の接着跡を目視にて、以下の3段階基準で官能評価した。
○:接触跡が見えない
△:弱く接触跡が見える
×:はっきり接触跡が見える
アクリル樹脂板の上に、光学シートのバック面とアクリル樹脂板とが接触するように光学シートを置いて、目視にてニュ-トンリングの有無を観察した。
これに対し、比較例1〜3では、前記バック層が本発明の帯電防止剤を含まないことから、前記バック層の表面電気抵抗が高いことが認められる。また、比較例2及び3では、帯電防止剤の添加量が多いことから、前記バック層の耐接着性が悪いことが認められる。
特に、前記光学シートは、所望の帯電防止機能によりゴミの付着を十分に防止でき、耐接着性、耐傷性、などの膜物性に与える悪影響が少ないため、上述の液晶表示装置において、液晶パネルの全面をムラなく、高輝度で光らせることができる液晶ディスプレイ用バックライトユニットの光拡散シートとして、より好適に使用することができる。
12 拡散シ−ト
13 プリズムシ−ト
14 拡散シ−ト
15 拡散板
16 光源(冷陰極管 CCLF)
17 ライトボックス
21 光学シート
22 支持体
23 下塗り層
24 バック層
25 光拡散層
Claims (6)
- バック層と、支持体と、光学層とを、少なくともこの順に有してなり、該光学層は光拡散層であり、該バック層が、下記構造式で表される帯電防止剤を含むことを特徴とする光拡散シート。
〔構造式〕
〔RO(CH2CH2O)n〕3−x−PO(OH)・(H2NCH2CH2OH)
ただし、前記構造式中、Rは水素原子又は炭素原子数1〜14のアルキル基もしくはアラルキル基を表し、nは1〜15の整数を表し、Xは1又は2の整数を表す。 - バック層がバインダー樹脂を含み、帯電防止剤の含有量が前記バインダー樹脂に対して0.5〜2質量%である請求項1に記載の光拡散シート。
- バック層が微粒子を含み、該微粒子を支持体と接していない側の表面より突出させてなる請求項1から2のいずれかに記載の光拡散シート。
- バック層が、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂とを含む請求項1から3のいずれかに記載の光拡散シート。
- 光学層が微小粒子を含む請求項1から4のいずれかに記載の光拡散シート。
- 請求項1から5のいずれかに記載の光拡散シートを1枚以上使用することを特徴とする液晶表示装置用バックライトユニット。
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