本発明の導光板は、押出樹脂板からなる。該押出樹脂板を構成する樹脂としては、溶融加工可能な熱可塑性樹脂なら特に制限はなく、例えばポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖低密度ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、セルロースアセテート樹脂、エチレン−ビニルアセテート樹脂、アクリル−アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリル−塩素化ポリエチレン樹脂、エチレン−ビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、メチルペンテン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、脂環構造含有エチレン性不飽和単量体単位を含有する樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等の汎用またはエンジニアリングプラスチックの他に、ポリ塩化ビニル系エラストマー、塩素化ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エチル樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、アイオノマー樹脂、スチレン・ブタジエンブロックポリマー、エチレン−プロピレンゴム、ポリブタジエン樹脂、アクリル系ゴム等のゴム状重合体が挙げられ、これらは1種または2種以上をブレンドして用いてもよい。
これらの樹脂の中で、光学特性の良好なメタクリル酸メチル単位を50質量%以上含むメタクリル酸メチル系樹脂、上述のメタクリル酸メチル系樹脂100重量部にゴム状重合体を100重量部以下添加した樹脂組成物、スチレン単位を50質量%以上含むスチレン系樹脂、上述のスチレン系樹脂100重量部にゴム状重合体を100重量部以下添加した樹脂組成物、芳香族ポリカーボネート樹脂、脂環構造含有エチレン性不飽和単量体単位を含有する樹脂から選ばれたものが好ましい。
またこれらの樹脂は1種類だけでなく、積層化して2種2層板としたり、2種3層板としても問題はなく、例えば板の主層に芳香族ポリカーボネート樹脂、表層にメタクリル酸メチル系樹脂を積層したものも含まれる。さらに、第二成分を混合したものであってもよく、例えばポリカーボネート樹脂にメタクリル酸メチル系樹脂を微量加えたものも含まれる。
メタクリル酸メチル単位を50質量%以上含むメタクリル酸メチル系樹脂は、単量体単位としてメタクリル酸メチル単位を含む重合体であり、メタクリル酸メチル単位の含有量は50質量%以上、好ましくは70質量%以上であり、100質量%であってもよい。メタクリル酸メチル単位が100質量%の重合体は、メタクリル酸メチルを単独で重合させて得られるメタクリル酸メチル単独重合体である。
また、かかるメタクリル酸メチル重合体は、メタクリル酸メチルと共重合し得る単量体との共重合体であってもよい。メタクリル酸メチルと共重合し得る単量体としては、メタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル類も挙げられる。かかるメタクリル酸エステル類としては、例えばメタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等が挙げられる。また、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸、アクリル酸等の不飽和酸類、クロロスチレン、ブロモスチレン等のハロゲン化スチレン類、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等のアルキルスチレン類等の置換スチレン類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等も挙げられる。かかる単量体は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明におけるゴム状重合体とは、アクリル系多層構造重合体もしくは5〜80重量部のゴム状重合体にエチレン性不飽和単量体、なかでもアクリル系不飽和単量体95〜20重量部をグラフト重合したグラフト共重合体等がある。
アクリル系多層構造重合体は、ゴム弾性の層またはエラストマーの層を20〜60重量部を内在させるものであって、最外には硬質層を有するもので、最内層として硬質層をさらに含む構造のものでも良い。
ゴム弾性の層またはエラストマーの層とは、ガラス転移点(Tg)が25℃未満のアクリル系重合体の層であり、低級アルキルアクリレートおよびメタクリレート、低級アルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、ヒドロキシ低級アルキルアクリレート、ヒドロキシ低級メタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のモノエチレン性不飽和単量体の1種以上をアリルメタクリレートや前述の多官能単量体で架橋させた重合体からなる。
硬質層とは、Tgが25℃以上のアクリル系重合体の層であり、炭素数1〜4個のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを単独または主成分とし、他のアルキルメタクリレートやアルキルアクリレート、スチレン、置換スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の共重合可能な単官能単量体の重合体からなり、さらに多官能単量体を加えて重合させた架橋重合体でも構わない。
このようなゴム状重合体としては、例えば特公昭55−27576号公報または特開平6−80739号公報や特開昭49−23292号公報等に記載のものが該当する。
5〜80重量部のゴム状重合体にエチレン性不飽和単量体を95〜20重量部グラフト重合したグラフト共重合体は、ゴム状重合体として例えばポリブタジエンゴム、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体ゴム、スチレン/ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴム、ポリブチルアクリレート、ポリプロピルアクリレート、ポリ−2−エチルヘキシルアクリレート等のアクリル系ゴム、およびエチレン/プロピレン/非共役ジエン系ゴム等を用いることができる。このゴム状重合体にグラフト共重合するのに用いられるエチレン性単量体およびそれらの混合物としては、例えばスチレン、アクリロニトリル、アルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのグラフト共重合体としては、例えば特開昭55−147514号公報や特公昭47−9740号公報等に記載のものを用いることができる。
ゴム状重合体の分散割合は、メタクリル酸メチル系またはスチレン系樹脂100重量部に対して、0〜100重量部、好ましくは3〜50重量部である。100重量部を超えると、押出樹脂板の剛性が低下するので好ましくない。
スチレン単位を50質量%以上含むスチレン系樹脂は、スチレン系単官能単量体単位を主成分とする重合体、例えば50質量%以上含む重合体であって、スチレン系単官能単量体の単独重合体であってもよいし、スチレン系単官能単量体およびこれと共重合可能な単官能単量体の共重合体であってもよい。
スチレン系単官能単量体とは、例えばスチレンのほか、クロロスチレン、ブロモスチレン等のハロゲン化スチレン類、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等アルキルスチレン類等の置換スチレン等のような、スチレン骨格を有し、ラジカル重合可能な二重結合を分子内に1個有する化合物である。
かかるスチレン系単官能単量体と共重合可能な単官能単量体とは、ラジカル重合可能な二重結合を分子内に1個有し、この二重結合でスチレン系単官能単量体と共重合可能な化合物であって、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等のメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル類、アクリロニトリル等が挙げられ、メタクリル酸メチル等のメタクリル酸エステル類が好ましく用いられ、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。
芳香族ポリカーボネート樹脂は、通常、二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重縮合法、溶融エステル交換法で反応させて得られたものの他、カーボネートプレポリマーを固相エステル交換法により重合させたもの、または環状カーボネート化合物の開環重合法により重合させて得られるものである。
ここで使用される二価フェノールの代表的な例としては、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス{(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチル)フェニル}メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチル)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(3−イソプロピル−4−ヒドロキシ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−フェニル)フェニル}プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチルブタン、2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}フルオレン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−5,7−ジメチルアダマンタン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルケトン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテルおよび4,4’−ジヒドロキシジフェニルエステル等が挙げられ、これらは単独または2種以上を混合して使用できる。
なかでもビスフェノールA、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼンからなる群より選ばれた少なくとも1種のビスフェノールより得られる単独重合体または共重合体が好ましく、特に、ビスフェノールAの単独重合体および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンとビスフェノールA、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}プロパンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼンから選択される少なくとも1種の二価フェノールとの共重合体が好ましく使用される。
カーボネート前駆体としては、例えばカルボニルハライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート等が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
脂環構造含有エチレン性不飽和単量体単位を含有する樹脂とは、例えばノルボルネン系重合体やビニル脂環式炭化水素系重合体等が挙げられる。重合体の繰り返し単位中に脂環式構造を含有するのが特徴であり、脂環式構造は、主鎖および/または側鎖のいずれに有していても良い。光透過性の観点から、主鎖に脂環式構造を含有するものが好ましい。
こうした脂環式構造を含有する重合体樹脂の具体例としては、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素系重合体、およびこれらの水素添加物等が挙げられる。これらの中でも、光透過性の観点から、ノルボルネン系重合体水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系重合体またはその水素化物等が好ましく、ノルボルネン系重合体水素添加物がより好ましい。
押出樹脂板には、十分な耐久性を付与するために、紫外線吸収剤を含有させるのがよい。この紫外線吸収剤の含有量は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、通常0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部、さらに好ましくは0.01〜0.1重量部である。この紫外線吸収剤の含有量があまり少ないと、導光板の耐久性が十分でなく、またあまり多いと、導光板の表面に紫外線吸収剤がブリードしやすくなり、導光板の外観が損なわれることがある。
紫外線吸収剤としては、250〜320nmの範囲に極大吸収波長を有するものが好ましく、特に該極大吸収波長が250〜800nmの範囲における最大吸収波長(以下、「λmax」と言うことがある。)であるものが、導光板の耐久性を向上させ、また紫外線吸収剤の可視光吸収による積層板の着色を抑制することもできて好ましい。また、紫外線吸収剤としては、最大吸収波長におけるモル吸光係数(以下、「εmax」と言うことがある。)が10000mol-1cm-1以上、特に15000mol-1cm-1以上であるものや、分子量(以下、「Mw」と言うことがある。)が400以下であるものが、使用重量低減の観点から好ましい。
また、紫外線吸収剤の種類としては、例えばベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。中でも、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が好ましく、特にマロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤、酢酸エステル系紫外線吸収剤が、導光板の耐久性を向上させ、また紫外線吸収剤の可視光吸収による導光板の着色を抑制することもできて好ましい。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン(Mw:214、λmax:288nm、εmax:14100mol-1cm-1)、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(Mw:228、λmax:289nm、εmax:14700mol-1cm-1)、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸(Mw:308、λmax:292nm、εmax:12500mol-1cm-1)、2−ヒドロキシ−4−オクチロキシベンゾフェノン(Mw:326、λmax:291nm、εmax:15300mol-1cm-1)、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン(Mw:383、λmax:290nm、εmax:16200mol-1cm-1)、4−ベンジロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン(Mw:304、λmax:289nm、εmax:15900mol-1cm-1)、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン(Mw:274、λmax:289nm、εmax:11800mol-1cm-1)、1,6−ビス(4−ベンゾイル−3−ヒドロキシフェノキシ)−ヘキサン(Mw:511、λmax:290nm、εmax:30100mol-1cm-1)、1,4−ビス(4−ベンゾイル−3−ヒドロキシフェノキシ)−ブタン(Mw:483、λmax:290nm、εmax:28500mol-1cm-1)等が挙げられる。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えばエチル 2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート(Mw:277、λmax:305nm、εmax:15600mol-1cm-1)、2−エチルヘキシル 2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート(Mw:362、λmax:307nm、εmax:14400mol-1cm-1)等が挙げられる。
サリチレート系紫外線吸収剤としては、例えばフェニルサリチレート(Mw:214、λmax:312nm、εmax:5000mol-1cm-1)、4−t−ブチルフェニルサリチレート(Mw:270、λmax:312nm、εmax:5400mol-1cm-1)等が挙げられる。
ニッケル錯塩系紫外線吸収剤としては、例えば(2,2’−チオビス(4−t−オクチルフェノレート))−2−エチルヘキシルアミンニッケル(II)(Mw:629、λmax:298nm、εmax:6600mol-1cm-1)等が挙げられる。
ベンゾエート系紫外線吸収剤としては、例えば2’,4’−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート(Mw:436、λmax:267nm、εmax:20200mol-1cm-1)等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(Mw:225、λmax:300nm、εmax:13800mol-1cm-1)、5−クロロ−2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(Mw:358、λmax:312nm、εmax:14600mol-1cm-1)、2−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール(Mw:316、λmax:354nm、εmax:14300mol-1cm-1)、2−(3,5−ジ−t−ペンチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(Mw:352、λmax:305nm、εmax:15200mol-1cm-1)、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(Mw:323、λmax:303nm、εmax:15600mol-1cm-1)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール(Mw:388、λmax:304nm、εmax:14100mol-1cm-1)、2−(2−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(Mw:323、λmax:301nm、εmax:14700mol-1cm-1)等が挙げられる。
マロン酸エステル系紫外線吸収剤としては、2−(1−アリールアルキリデン)マロン酸エステル類、中でも下記一般式(1)で示される化合物が好適に用いられる。
(式中、X
1は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、R
1およびR
2はそれぞれ同一または異なる基であって、炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
上記一般式(1)中、X1で表されるアルキル基およびX1で表されるアルコキシ基におけるアルキル基は、それぞれ直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。X1は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基であるのが好ましく、X1の置換位置は、パラ位であるのが好ましい。
また、上記一般式(1)中、R1およびR2で表されるアルキル基は、それぞれ直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。R1およびR2は、それぞれ炭素数1〜4のアルキル基であるのが好ましい。
上記一般式(1)で示される化合物としては、特に2−(パラメトキシベンジリデン)マロン酸ジメチル(Mw:250、λmax:308nm、εmax:24200mol-1cm-1)が好ましい。
オキサルアニリド系紫外線吸収剤としては、アルコキシオキサルアニリド類、中でも下記一般式(2)で示される化合物が好適に用いられる。
(式中、R
3およびR
4はそれぞれ同一または異なる基であって、炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
上記一般式(2)中、R3およびR4で表されるアルキル基は、それぞれ直鎖状であっても分岐状であってもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。R3およびR4は、それぞれ炭素数1〜4のアルキル基であるのが好ましく、また、R3およびR4の置換位置は、それぞれオルト位であるのが好ましい。
上記一般式(2)で示される化合物としては、特に2−エトキシ−2’−エチルオキサルアニリド(Mw:312、λmax:298nm、εmax:16700mol-1cm-1)が好ましい。
酢酸エステル系紫外線吸収剤としては、2−(1−アリールアルキリデン)酢酸エステル類、中でも下記一般式(3)で示される化合物が好適に用いられる。
(式中、X
2は水素原子、アルキル基またはアルコキシル基を表し、R
5はアルキル基を表す。)
置換基X2におけるアルコキシル基は、直鎖状であってもよいし、分枝状であってもよく、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基等の炭素数1〜6程度のアルコキシル基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4程度のアルコキシル基である。アルキル基は、直鎖状であってもよいし、分枝状であってもよく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等の炭素数1〜6程度のアルキル基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4程度のアルキル基であり、さらに好ましくはメトキシ基である。置換基X2はアルコキシル基であることが好ましい。
置換基R5におけるアルキル基としては、通常は炭素数1〜10程度のアルキル基が挙げられ、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デカニル基、1−メチルペンチル基、1−エチルペンチル基、1−メチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基等の炭素数1〜10程度のアルキル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、2−エチルヘキシル基等である。
押出樹脂板には、さらに耐久性を向上させるために、ヒンダードアミン(Hindered Amine)類、特に2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン骨格を有する化合物を含有させるのが望ましい。ヒンダードアミン類の含有量は、押出脂板中に含有される紫外線吸収剤の、通常2重量倍以下であり、好ましくは0.01〜1重量倍である。
ヒンダードアミン類としては、例えばコハク酸ジメチル/1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ((6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル)((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ))、2−(2,3−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン/2,4−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ)−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、コハク酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)や、下記一般式(4)で示される化合物等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いることもできる。
(式中、Yは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、全炭素数2〜20のカルボキシアルキル基、全炭素数2〜25のアルコキシアルキル基または全炭素数3〜25のアルコキシカルボニルアルキル基を表わす。)
上記一般式(4)中、Yで表されるアルキル基、カルボキシアルキル基、アルコキシアルキル基における2つのアルキル基(アルコキシ基のアルキル基およびアルコキシ基で置換されたアルキル基)、ならびにアルコキシカルボニルアルキル基における2つのアルキル基(アルコキシ基のアルキル基およびアルコキシカルボニル基で置換されたアルキル基)は、それぞれ直鎖状であっても分岐状であってもよい。Yは、水素原子または全炭素数5〜24のアルコキシカルボニルアルキル基であるのが好ましく、水素原子またはアルコキシカルボニルエチル基であるのがさらに好ましい。該アルコキシカルボニルエチル基としては、例えばドデシルオキシカルボニルエチル基、テトラデシルオキシカルボニルエチル基、ヘキサデシルオキシカルボニルエチル基、オクタデシルオキシカルボニルエチル基等が挙げられる。
なお、押出樹脂板には、必要に応じて、紫外線吸収剤やヒンダードアミン類以外の添加剤、例えば光拡散剤、艶消剤、酸化防止剤、離型剤、難燃剤、帯電防止剤等を1種又は2種以上、含有させてもよい。
本発明における押出樹脂板は、厚みが0.1〜2.0mm、好ましくは0.2〜1.5mm、より好ましくは0.3〜1.3mmである。厚みが0.1mm未満であると、導光板としてエッジ部分の面積が小さくなり光源から十分な光を導入することが困難となり、2.0mmを超えると、導光板として重量が大きくなる。押出樹脂板の厚みは、後述するダイ3から押し出される溶融熱可塑性樹脂4の厚み、2本の冷却ロール5の間隔等により調整することができる。
ここで、本発明では、押出樹脂板を120℃の熱雰囲気下で0.5時間放置したときの前記押出樹脂板の押出方向の収縮率S1(%)および幅方向の収縮率S2(%)が、いずれも0〜5%、好ましくは1〜4%、より好ましくは1〜3%である必要がある。収縮率S1,S2がマイナスすなわち0%未満であると、導光板として使用した際に、光源の熱によって導光板が膨張してバックライトのハウジングに当たり、導光板自体が変形するのみならず、該導光板を備えるバックライトユニットにも変形が発生しやすくなる。また、収縮率S1,S2が5%を超えると、光源を点灯して内部温度が上昇すると導光板の収縮が大きくなり、変形を伴うこともあるため、光源部分から光漏れが発生して輝度低下を引き起こす可能性がある。
前記収縮率S1,S2は、以下のようにして算出される値である。すなわち、JIS−K7133に準拠し、押出樹脂板から120mm角サイズで切り出した試験片に、一辺100mmの正方形をカッター刃で罫描きする。次に、120℃の槽内温度に設定された熱風循環オーブンにこの試験片を0.5時間放置して加熱し、前記オーブンから取り出して十分に空冷した後、前記正方形の辺の長さを測定する。この際、押出樹脂板の押出方向の長さは、二辺の長さの平均値とし、それと直交する方向(幅方向)の長さも、二辺の長さの平均値とする。そして、各長さの平均値を下記式(i)に当てはめて、押出方向の収縮率S1および幅方向の収縮率S2をそれぞれ算出する。
押出方向および幅方向の収縮率S1,S2を上述の範囲内とする方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。すなわち、通常の押出成形を行ったシートを、該シートを構成する熱可塑性樹脂の熱変形温度以上の領域を通過させて、所望の収縮率範囲に入れる方法や、ダイから押出される溶融熱可塑性樹脂を、高剛性の金属ロールと、外周部に金属製薄膜を備えた弾性ロールとで挟持しながら製膜する方法等が挙げられる。
本発明では、上述の手法のうち、金属ロールと弾性ロールで挟み込んで製膜する方法が好ましく用いられる。以下、本発明にかかる押出樹脂板の製造方法の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態にかかる押出樹脂板の製造方法を示す概略説明図である。図2は、本実施形態にかかる金属ロールおよび弾性ロールを示す概略断面説明図である。
本実施形態の押出樹脂板は、通常の押出成形法により製造することができる。すなわち、図1に示すように、基材となる熱可塑性樹脂を押出機1および/または押出機2で加熱して溶融混練しながら、ダイ3から板状に押出しを行う。
押出樹脂板を複層構造とする場合には、共押出成形法により製造することができる。すなわち、例えば押出機1から基材となる熱可塑性樹脂を、押出機2から積層したい別の熱可塑性樹脂をそれぞれ共押出しすればよい。共押出しするには、各熱可塑性樹脂をそれぞれ別個の押出機1,2で加熱して溶融混練しながら、共押出成形用のダイ3から押出し、積層一体化すればよい。
押出機1,2としては、例えば一軸押出機、二軸押出機等が挙げられる。なお、押出機の数は2台に限定されるものではなく、3台以上の複数台にしてもよい。ダイ3としては、通常、Tダイが用いられ、熱可塑性樹脂を単層で押出す単層ダイの他、フィードブロックダイ、マルチマニホールドダイ等のように、それぞれ独立して押出機1,2から圧送された2種以上の熱可塑性樹脂を積層して共押出しする多層ダイ等を採用することができる。
上記のようにしてダイ3から押出される溶融熱可塑性樹脂4を、略水平方向に対向配置された2本の冷却ロール5に挟み込んで冷却することで押出樹脂板11を得る。冷却ロール5は、図2に示すように、高剛性の金属ロール6と、外周部に金属製薄膜9を備えた弾性ロール、すなわち金属弾性ロール7とで構成されている。金属ロール6および金属弾性ロール7は、少なくとも一方がモータ等の回転駆動手段に接続されており、両ロールが所定の周速度で回転するように構成されている。
高剛性の金属ロール6は、金属ロール6および金属弾性ロール7間で挟持された後の板状の熱可塑性樹脂が巻き掛けられる、巻き掛けロールである。このような金属ロール6は、特に限定されるものではなく、従来から押出成形で使用されている通常の金属ロールを採用することができる。具体例としては、ドリルドロールやスパイラルロール等が挙げられる。金属ロール6の表面状態は、例えば鏡面であってもよく、模様や凹凸等があってもよい。
金属弾性ロール7は、略円柱状の回転自在に設けられた軸ロール8と、この軸ロール8の外周面を覆うように配置され、溶融熱可塑性樹脂4に接触する円筒形の金属製薄膜9とを備えており、これら軸ロール8と金属製薄膜9との間には流体10が封入されており、これにより金属弾性ロール7は弾性を示すことができる。前記軸ロール8は、特に限定されるものではなく、例えばステンレス鋼等からなる。
金属製薄膜9は、例えばステンレス鋼等からなり、その厚さとしては2〜5mm程度が好ましい。この金属製薄膜9は、屈曲性や可撓性等を有しているのが好ましく、溶接継ぎ部のないシームレス構造が好ましい。このような金属製薄膜9を備えた金属弾性ロール7は、耐久性に優れると共に、金属製薄膜9を鏡面化すれば通常の鏡面ロールと同様の取り扱いができ、金属製薄膜9に模様や凹凸を付与すればその形状を転写できるロールになるので、使い勝手がよい。
この金属製薄膜9が軸ロール8の両端部で固定され、軸ロール8と金属製薄膜9との間に流体10が封入される。流体10としては、例えば水、油等が挙げられる。この流体10を温度制御することによって、金属弾性ロール7を温度制御可能にすることができ、これにより得られる押出樹脂板を所望の収縮率に制御しやすく、また生産能力を向上させることができる。前記温度制御には、例えばPID制御やON−OFF制御等の公知の制御方法を採用することができる。なお、流体10に代えて、空気等の気体を用いることもできる。
このような金属ロール6および金属弾性ロール7間に溶融熱可塑性樹脂4を挟持すると、金属弾性ロール7が溶融熱可塑性樹脂4を介して金属ロール6の外周面に沿って凹状に弾性変形し、金属弾性ロール7と金属ロール6とが溶融熱可塑性樹脂4を介して所定の接触長さLで接触する。これにより、金属ロール6および金属弾性ロール7は、溶融熱可塑性樹脂4に対して面接触で圧着するようになり、これらロール間に挟持される溶融熱可塑性樹脂4は面状に均一加圧されながら製膜される。このようにして製膜すると、樹脂板内に歪が残留するのを抑制することができ、その結果、得られる押出樹脂板11の押出方向および幅方向の収縮率S1,S2が上述の範囲内となる。
前記接触長さLとしては、得られる押出樹脂板11の押出方向およびこれに直交する幅方向の収縮率S1,S2が上述の範囲内となる長さであればよい。したがって、金属弾性ロール7は、該金属弾性ロール7が弾性変形した際にこのような接触長さLを形成することができる程度の弾性を備えていればよい。前記接触長さLとしては、1〜20mm、好ましくは1〜10mm、より好ましくは1〜7mmであるのがよい。前記接触長さLを所定の値にするには、例えば金属製薄膜9の厚み、流体10の封入量等を調整することによって任意に行うことができる。なお、前記接触長さLとは、溶融熱可塑性樹脂4を介して金属弾性ロール7と金属ロール6とが接触を開始する点と、接触を終了する点とを結ぶ直線の長さを意味する。
金属ロール6および金属弾性ロール7間で挟持された後の板状の熱可塑性樹脂は、金属ロール6に巻き掛けられた後、図示しない引取りロールにより搬送ロール上を冷却されながら引取られ、これにより押出樹脂板11を得る。
次に、本発明にかかる押出樹脂板の製造方法の他の実施形態について説明する。図3は、本実施形態にかかる弾性ロールを示す概略断面説明図である。なお、図3においては、前述した図1,図2と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図3に示すように、本実施形態にかかる金属弾性ロール15は、略円柱状の回転自在に設けられた軸ロール16の外周面を、円筒形の金属製薄膜17で被覆したものである。
軸ロール16は、例えばシリコンゴム等のゴムからなるゴムロールであり、これにより金属弾性ロール15は弾性を示すことができる。前記ゴムの硬度を調整することによっても、前記接触長さLを所定の値にすることができる。
金属製薄膜17は、例えばステンレス鋼等からなり、その厚さとしては0.2〜1mm程度が好ましい。
金属弾性ロール15を温度制御可能に構成するには、例えばバックアップ冷却ロールを金属弾性ロール15に取り付ければよい。その他の構成は、前記した一実施形態と同様であるので、説明を省略する。
こうして得られる押出樹脂板は、面内リタデーション値が200nm以下であることが好ましい。面内リタデーション値が200nmを超えると導光板に光を入れた時に光が着色して輝度を低下させることがある。前記面内リタデーション値は、後述するように、微小面積複屈折率計で測定して得られる値である。
面内リタデーション値を200nm以下にするには、溶融熱可塑性樹脂4を金属ロール6および金属弾性ロール7に挟持して成形する際に、溶融熱可塑性樹脂4を冷却固化前ないし冷却固化させる過程で両ロールに挟持させるのがよい。具体的には、金属ロール6および金属弾性ロール7の表面温度(Tr)を、熱可塑性樹脂の熱変形温度(Th)に対して、(Th−20℃)≦Tr≦(Th+20℃)、好ましくは(Th−15℃)≦Tr≦(Th+10℃)、より好ましくは(Th−10℃)≦Tr≦(Th+5℃)の範囲とすることが望ましい。
一方、表面温度(Tr)が(Th−20℃)よりも低い温度になると、収縮率S2が小さくなる傾向がある。また、表面温度(Tr)が(Th+20℃)よりも高い温度になると、収縮率S1が大きくなり、面内リタデーション値も大きくなる傾向がある。また樹脂板にロールからの剥離跡が残り外観を損ねる傾向がある。
なお、本発明では異種材料を積層した複層樹脂板も対象としており、この場合の熱変形温度(Th)は、収縮率S1,S2では熱変形温度(Th)が最も高い樹脂を基準とし、表面温度(Tr)についても、熱変形温度(Th)が最も高い樹脂を基準とする。熱変形温度(Th)としては、特に限定されるものではないが、通常、60〜200℃程度である。熱変形温度(Th)は、ASTM D−648に準拠して測定される温度である。
こうして得られる押出樹脂板からなる本発明の導光板は、薄くて大画面のバックライトに使用しても熱変形しにくいので、液晶ディスプレイ、具体的にはカーナビゲーションシステム、携帯情報端末、産業機械の操作パネル、携帯ゲーム機、ノートパソコン、液晶モニター、液晶テレビ等に使用されるバックライト用途として好適に利用でき、特に携帯情報端末や携帯ゲーム機、ノートパソコン等に使用される薄型バックライト用途として好適に利用できる。
押出樹脂板を導光板として用いるには、例えば必要に応じて、印刷、表面切削加工を行い、所定の形状ないし大きさに切断処理して、エッジ研磨すればよい。そして、LEDや冷陰極管等の光源をセットし、反射フィルム、プリズムフィルム、拡散フィルムと組み合わせて、バックライトユニットとする。本発明の導光板は、熱変形しにくく、熱変形によるバックライトの光漏れや輝度低下が少ないのが特徴である。
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。各例における押出装置の構成は、次の通りである。
押出機1:スクリュー径65mm、一軸、ベント付き(東芝機械(株)製)。
押出機2:スクリュー径45mm、一軸、ベント付き(日立造船(株)製)。
フィードブロック:2種3層および2種2層分配(日立造船(株)製)。
ダイ3:Tダイ、リップ幅1400mm、リップ間隔1mm(日立造船(株)製)。
ロール:横型、面長1400mm、径300mmφの冷却ロール2本。
押出機1,2、ダイ3を図1に示すように配置し、フィードブロックを所定位置に配置した。ついで、前記2本の冷却ロールのうち、押出機1,2に最も近いロールを1番ロール、巻き掛けロールを2番ロールとし、各ロールを以下のように構成した。
<ロール構成1>
図2に示した構成をロール構成1とした。具体的には、1番ロールおよび2番ロールを以下のように構成した。
(1番ロール)
軸ロール8の外周面を覆うように金属製薄膜9を配置し、軸ロール8と金属製薄膜9との間に流体10を封入した金属弾性ロール7を1番ロールとした。軸ロール8、金属製薄膜9および流体10は、次の通りである。
軸ロール8:ステンレス鋼製
金属製薄膜9:厚さ2mmのステンレス鋼製の鏡面金属スリーブ
流体10:油であり、この油を温度制御することによって、金属弾性ロール7を温度制御可能にした。より具体的には、温度調節機のON−OFF制御により前記油を加熱、冷却して温度制御可能にし、軸ロール8と金属製薄膜9との間に循環させた。
(2番ロール)
表面状態を鏡面にしたステンレス鋼製のスパイラルロールを高剛性の金属ロール6とし、これを2番ロールとした。
なお、金属弾性ロール7と金属ロール6とが溶融熱可塑性樹脂4を介して接触する接触長さLは、5mmにした。
<ロール構成2>
1番ロールおよび2番ロールを、いずれも高剛性の金属ロール(表面状態を鏡面にしたステンレス鋼製のスパイラルロール)とした。
以下の実施例および比較例で使用した熱可塑性樹脂は、次の通りである。
樹脂1:メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=94/6(重量比)の共重合体。熱変形温度(Th)は100℃。紫外線吸収剤として、2−(パラメトキシベンジリデン)マロン酸ジメチルを0.01重量部含有させている。
樹脂2:芳香族ポリカーボネートのみの重合体(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製の「ユーピロンS2000」)。熱変形温度(Th)は140℃。
樹脂3:メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=98/2(重量比)の共重合体。熱変形温度(Th)は100℃。紫外線吸収剤として、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールを0.01重量部含有させている。
樹脂4:メタクリル酸メチル/スチレン=60/40(重量比)の共重合体(日本A&L(株)製の「プラネロイKM6A」)。熱変形温度(Th)は100℃。
樹脂5:スチレンのみの重合体(東洋スチレン(株)製の「トーヨースチロールHRM−40」)。熱変形温度(Th)は100℃。
樹脂6:メタクリル酸メチル/アクリル酸メチル=96/4(重量比)の共重合体70重量%に下記参考例で得たアクリル系多層弾性体を30重量%含有させたアクリル樹脂系組成物。熱変形温度(Th)は100℃。紫外線吸収剤として、2,2’−メチレンビス(4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−((2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール)を0.1重量部含有させている。
樹脂7:脂環構造含有エチレン性不飽和単量体単位を含有する重合体(日本ゼオン(株)製の「ゼオノア1020R」)。熱変形温度(Th)は100℃。
なお、前記紫外線吸収材の含有量は、熱可塑性樹脂100重量部に対する値である。
[参考例]
(ゴム状重合体の製造)
特公昭55−27576号の実施例に記載の方法に準拠して、三層構造からなるアクリル系多層弾性体を製造した。具体的には、まず、内容積5Lのガラス製反応容器に、イオン交換水1700g、炭酸ナトリウム0.7g、過硫酸ナトリウム0.3gを仕込み、窒素気流下で撹拌後、ペレックスOT−P((株)花王製)4.46g、イオン交換水150g、メチルメタクリレート150g、アリルメタクリレート0.3gを仕込んだ後、75℃に昇温し150分間撹拌を続けた。
続いてブチルアクリレート689g、スチレン162g、アリルメタクリレート17gの混合物と過硫酸ナトリウム0.85g、ペレックスOT−P7.4gとイオン交換水50gの混合物を別の入口から90分間にわたり添加し、さらに90分間重合を続けた。
重合を完了後、さらにメチルアクリレート326g、エチルアクリレート14gの混合物と過硫酸ナトリウム0.34gを溶解させたイオン交換水30gを別々の口から30分間にわたって添加した。
添加終了後、さらに60分間保持し重合を完了した。得られたラテックスを0.5%塩化アルミニウム水溶液に投入して重合体を凝集させた。これを温水にて5回洗浄後、乾燥してアクリル系多層弾性体を得た。
[実施例1〜6,8および比較例1〜4]
<押出樹脂板の作製>
表1に示す種類の樹脂を押出機1にて溶融混練し、フィードブロックおよびダイ3の順に供給した。そして、ダイ3から押出された溶融熱可塑性樹脂4を、表1に示すロール構成の1番ロールおよび2番ロールで挟持しながら製膜し、表1に示す厚さの押出樹脂板を得た。なお、表1中の「1番ロール表面温度」および「2番ロール表面温度」は、いずれもロールの表面温度を実測した値である。
[実施例7]
樹脂層Aとして、表1に示す種類の樹脂を押出機1にて溶融混練し、フィードブロックに供給した。一方、樹脂層Bとして、表1に示す種類の樹脂を押出機2にて溶融混練し、フィードブロックに供給した。押出機1からフィードブロックに供給される樹脂層Aが主層となり、押出機2からフィードブロックに供給される樹脂層Bが表層(片面/上側)となるように、共押出成形を行った。
そして、ダイ3から押出された溶融熱可塑性樹脂4を、表1に示すロール構成の1番ロールおよび2番ロールで挟持しながら、かつ樹脂層Bが2番ロールに接するようにして製膜し、表1に示す厚さの2層構造からなる押出樹脂板を得た。なお、表1中の押出機1,2における「厚み」は、樹脂層A,Bの各厚みを示している。また、表1中の「総厚み」は、得られた押出樹脂板の総厚みを示している。
[実施例9および比較例5]
樹脂層Aとして、表1に示す種類の樹脂を押出機1にて溶融混練し、フィードブロックに供給した。一方、樹脂層Bとして、表1に示す種類の樹脂を押出機2にて溶融混練し、フィードブロックに供給した。押出機1からフィードブロックに供給される樹脂層Aが中間層となり、押出機2からフィードブロックに供給される樹脂層Bが両表層となるように、共押出成形を行った。
そして、ダイ3から押出された溶融熱可塑性樹脂4を、表1に示すロール構成の1番ロールおよび2番ロールで挟持しながら製膜し、表1に示す厚さの3層構造からなる押出樹脂板を得た。
<評価>
得られた各押出樹脂板(実施例1〜9および比較例1〜5)について、収縮率の評価と面内リタデーション値の測定、およびバックライトユニット評価(以下、ユニット評価と言う。)を行った。評価方法および試験方法を以下に示すと共に、その結果を表1に併せて示す。
(収縮率)
押出方向および幅方向の収縮率S1,S2を、前記で説明した方法に従って算出した。なお、表1中の収縮率S1,S2において、+の結果は収縮したことを、−の結果は膨張したことをそれぞれ示している。
(面内リタデーション値)
押出板を50mm角に切り出し、微小面積複屈折率計(王子計測機器株式会社製の「KOBRA−CCO/X」)を用いて測定した。
(ユニット評価)
まず、押出板を10cm×20cmに切り出し、10cm側にLEDチップを1cm間隔に10個並べたユニットをセットしてバックライトユニット本体を得た。ついで、24VでLEDを点灯させ、押出板の背面に反射フィルム、前面に拡散フィルム2枚をセットしてバックライトユニットを得、該バックライトユニットを80℃のオーブンに投入した。24時間経過後にバックライトユニットを取り出して、加熱による変形の有無と、加熱前後における出射光の着色の有無とを目視観察にて調べた。
表1から明らかなように、本発明にかかる実施例1〜5の押出樹脂板は、押出方向の収縮率S1および幅方向の収縮率S2が、いずれも0〜5%の範囲内であり、収縮率が小さいものであった。そして、ユニット評価において、いずれも変形していないのがわかる。これらの結果から、実施例1〜5の押出樹脂板からなる導光板は、厚さが薄いにもかかわらず、大画面のバックライトに使用しても熱変形しにくいことがわかる。特に、実施例1,2,4〜9の押出樹脂板からなる導光板は、面内リタデーション値が200nm以下であり、出射光の着色は見られなかった。
一方、比較例1〜3,5の押出樹脂板は、いずれも収縮率S1,S2が本発明の範囲外であり、比較例4の押出樹脂板は、収縮率S2が本発明の範囲外であった。そして、ユニット評価において、いずれも変形が見られた。また、比較例2,3の押出樹脂板からなる導光板は、面内リタデーション値が200nmを超えており、出射光に着色が見られた。