JP6601251B2 - 導光板用組成物及び導光板 - Google Patents
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Description
本発明は、導光板用組成物、及び特にエッジライト型面発光装置に好適な導光板に関する。
液晶表示パネルや看板などに用いられる面発光装置は、光源を面状に配置して拡散板等によって面均一発光を形成する直下型と、光源を導光板の端面に配置したエッジライト型とが知られている。
エッジライト型面発光装置は、光源と導光板を備える。導光板は、導光基板と光拡散部を備え、光源からの光は導光板内部を伝播し、導光基板表面に配置された光拡散部により面状に出射される。このような導光板は、特許文献1〜4に記載されているように、光拡散粒子を含有する導光板用組成物を導光基板へ塗布して光拡散部を作製し、製造される。
このような面発光装置にはさらなるエネルギー効率の向上が要求されており、光源より導光基板に供給された光を、より効率良く導光基板の光出射面側に十分に取り出す技術が要求されている。そのためには、導光基板表面に配置された光拡散部が十分に機能する必要がある。しかしながら、従来の光拡散部を形成するための導光板用組成物は、外部からの水分の吸収などにより保存安定性が損なわれることがあった。そして、このような導光板用組成物を用いて光拡散部を作製すると、光拡散機能にバラツキが生じてしまうという問題があった。
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、前記課題の少なくとも一部を解決することで、光をより高い輝度で光出射面側に均質に出射できる導光板を作製することができ、かつ、保存安定性にも優れる導光板用組成物を提供するものである。
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
[適用例1]
本発明に係る導光板用組成物の一態様は、
光拡散粒子(A)と、
分散媒体(B)と、
水(C)と、を含有する導光板用組成物であって、
前記光拡散粒子(A)の含有量をMa質量部、前記水(C)の含有量をMc質量部としたときに、両者の比Ma/Mcが5〜500であることを特徴とする。
本発明に係る導光板用組成物の一態様は、
光拡散粒子(A)と、
分散媒体(B)と、
水(C)と、を含有する導光板用組成物であって、
前記光拡散粒子(A)の含有量をMa質量部、前記水(C)の含有量をMc質量部としたときに、両者の比Ma/Mcが5〜500であることを特徴とする。
[適用例2]
適用例1の導光板用組成物において、
前記光拡散粒子(A)の粒子径分布の標準偏差を数平均粒子径で除した値(粒子変動係数)が0.01〜0.2であることができる。
適用例1の導光板用組成物において、
前記光拡散粒子(A)の粒子径分布の標準偏差を数平均粒子径で除した値(粒子変動係数)が0.01〜0.2であることができる。
[適用例3]
適用例1または適用例2の導光板用組成物において、
前記光拡散粒子(A)の長径(Rmax)と短径(Rmin)との比率(Rmax/Rmin)が1.01〜1.2の範囲にあることができる。
適用例1または適用例2の導光板用組成物において、
前記光拡散粒子(A)の長径(Rmax)と短径(Rmin)との比率(Rmax/Rmin)が1.01〜1.2の範囲にあることができる。
[適用例4]
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の導光板用組成物において、
前記分散媒体(B)として光重合性成分を含むことができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の導光板用組成物において、
前記分散媒体(B)として光重合性成分を含むことができる。
[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の導光板用組成物において、
さらに、ラジカル捕捉剤を含有することができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の導光板用組成物において、
さらに、ラジカル捕捉剤を含有することができる。
[適用例6]
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の導光板用組成物において、
さらに、イソチアゾリン系化合物を含有することができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の導光板用組成物において、
さらに、イソチアゾリン系化合物を含有することができる。
[適用例7]
本発明に係る導光板の一態様は、
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の導光板用組成物を用いて作製されたものであることを特徴とする。
本発明に係る導光板の一態様は、
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の導光板用組成物を用いて作製されたものであることを特徴とする。
本発明に係る導光板用組成物によれば、該組成物を導光基板へ塗布して光拡散部を形成することにより、輝度ムラや色度ムラを抑制することができるので、光をより高い輝度で光出射面側に均質に出射できる導光板を作製することができる。また、本発明に係る導光板用組成物は、保存安定性にも優れている。
以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。なお、本明細書における「(
メタ)アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」及び「メタクリル酸〜」の双方を包括する概念である。また、「〜(メタ)アクリレート」とは、「〜アクリレート」及び「〜メタクリレート」の双方を包括する概念である。また、「(メタ)アクリロイリル」とは、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の双方を包括する概念である。
メタ)アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」及び「メタクリル酸〜」の双方を包括する概念である。また、「〜(メタ)アクリレート」とは、「〜アクリレート」及び「〜メタクリレート」の双方を包括する概念である。また、「(メタ)アクリロイリル」とは、「アクリロイル」及び「メタクリロイル」の双方を包括する概念である。
なお、本明細書中では、光拡散粒子(A)を「(A)成分」、分散媒体(B)を「(B)成分」、水(C)を「(C)成分」と略して用いることがある。
1.導光板用組成物
本実施形態に係る導光板用組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、導光板の光拡散部を形成するために用いられる組成物である。本実施形態に係る導光板用組成物は、光拡散粒子(A)と、分散媒体(B)と、水(C)とを含有する。以下、本実施形態に係る導光板用組成物に含まれ得る成分について詳細に説明する。
本実施形態に係る導光板用組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、導光板の光拡散部を形成するために用いられる組成物である。本実施形態に係る導光板用組成物は、光拡散粒子(A)と、分散媒体(B)と、水(C)とを含有する。以下、本実施形態に係る導光板用組成物に含まれ得る成分について詳細に説明する。
1.1.光拡散粒子(A)
光拡散粒子(A)として、無機粒子や有機粒子を使用することができる。無機粒子としては、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、二酸化チタン粒子などを好ましく使用することができる。有機粒子としては、コアシェル型の有機粒子、中空状の有機粒子、球形ではない形状の異形有機粒子などを好ましく使用することができる。本発明に用いられる光拡散粒子(A)は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
光拡散粒子(A)として、無機粒子や有機粒子を使用することができる。無機粒子としては、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、二酸化チタン粒子などを好ましく使用することができる。有機粒子としては、コアシェル型の有機粒子、中空状の有機粒子、球形ではない形状の異形有機粒子などを好ましく使用することができる。本発明に用いられる光拡散粒子(A)は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような光拡散粒子(A)の数平均粒子径(Dn)は、光拡散粒子(A)が有機粒子である場合には、0.3〜2μmが好ましく、0.4〜1.8μmがより好ましい。一方、光拡散粒子(A)が無機粒子である場合には、0.5〜3μmが好ましく、0.8〜2.8μmがより好ましい。光拡散粒子(A)の数平均粒子径(Dn)は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いることにより測定することができる。
「動的光散乱法によって測定された数平均粒子径」とは、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて散乱光強度の揺らぎを観測し、光子相関法により自己相関関数を求め、キュムラント法及びヒストグラム法解析を適用することにより求めた数平均粒子径のことをいう。
動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置としては、ベックマン・コールター社製のナノ粒子アナライザー「DelsaNano S」、Malvern社製の「Zetasizer nano zs」、大塚電子株式会社製の「ELSZ−1000ZS」等が挙げられる。
数平均粒子径(Dn)が前記範囲内にある無機粒子は、市販品から粒度分布に基づいて適宜選択することにより入手が可能である。また、コアシェル粒子、中空粒子、異形粒子等は、国際公開第2005/071014号や特開2013−93205号公報に記載の方法により作製することができる。
本実施形態に係る導光板用組成物に含まれる光拡散粒子(A)の粒子変動係数(CV値)は、0.01〜0.2の範囲にあることが好ましく、0.02〜0.15の範囲にあることがより好ましい。導光板においては光出射面側に光を均質に拡散させる必要があるが、光拡散粒子(A)の粒子変動係数が前記範囲内にあると、この粒子径の分布度合いが光を均質に拡散させやすい状態を作り出し、光の乱反射を低減できることが明らかとなった。これにより、導光板の光取り出し効率が向上する。
なお、粒子変動係数(CV値)は、下記式(1)により求めることができる。
CV値=(粒子径分布の標準偏差(σ)/数平均粒子径(Dn)) ・・・・(1)
CV値=(粒子径分布の標準偏差(σ)/数平均粒子径(Dn)) ・・・・(1)
光拡散粒子(A)における長径(Rmax)と短径(Rmin)との比率(Rmax/Rmin)は、1.01〜1.2の範囲にあることが好ましく、1.02〜1.15の範囲にあることがより好ましい。比率(Rmax/Rmin)が前記範囲にあると、光拡散粒子(A)の表面積が増大しかつ光拡散粒子(A)の表面が真球の曲面ではなくなるため、光の散乱効率が大きくなり、導光板の平均輝度が大きくなる。
光拡散粒子(A)の長径(Rmax)とは、透過型電子顕微鏡により撮影された一つの独立した光拡散粒子の像について、像の端部と端部を結んだ直線のうち最も長い直線の距離を意味するものとする。光拡散粒子(A)の短径(Rmin)とは、透過型電子顕微鏡により撮影された一つの独立した光拡散粒子の像について、像の端部と端部を結んだ直線のうち最も短い直線の距離を意味するものとする。
例えば、図3に示すように透過型電子顕微鏡により撮影された一つの独立した光拡散粒子40aの像が楕円形状である場合、その楕円形状の長軸aを光拡散粒子の長径(Rmax)と判断し、短軸bを光拡散粒子の短径(Rmin)と判断する。図4に示すように、透過型電子顕微鏡により撮影された一つの独立した光拡散粒子40bの像が2つの一次粒子の凝集体である場合、像の端部と端部を結んだ直線のうち最も長い距離cを光拡散粒子の長径(Rmax)と判断し、像の端部と端部を結んだ直線のうち最も短い径dを光拡散粒子の短径(Rmin)と判断する。図5に示すように、透過型電子顕微鏡により撮影された一つの独立した光拡散粒子40cの像が3つ以上の一次粒子の凝集体である場合、像の端部と端部を結んだ直線のうち最も長い距離eを光拡散粒子の長径(Rmax)と判断し、像の端部と端部を結んだ直線のうち最も短い径fを光拡散粒子の短径(Rmin)と判断する。
上記のような判断手法により、例えば20個の光拡散粒子(A)の長径(Rmax)と短径(Rmin)を測定し、長径(Rmax)及び短径(Rmin)の平均値を算出した後、その長径の平均値と短径の平均値との比率(Rmax/Rmin)を計算することにより求めることができる。
また、光拡散粒子(A)は、例えば第1の光拡散粒子と第2の光拡散粒子とが密着した構造であるような「異形粒子」であってもよい。この場合において、光拡散粒子(A)は、いずれか一方の光拡散粒子(A)の表面の少なくとも一部にもう一方の光拡散粒子(A)が配置されている構造であることができる。ここで、本明細書にいう「異形」とは、2つの粒子が粒子全体の中心点に対して非対称に配置されていることをいう。
図6〜図11は、異形粒子の概念を模式的に示す説明図である。「異形粒子」としては、例えば図6〜図11に示すような構造が挙げられる。
図6に示す異形粒子50aは、第1の光拡散粒子52aの表面の一部に第2の光拡散粒子54aが密着しており、第2の光拡散粒子54aが第1の光拡散粒子52aの表面から突き出ている構造を有している。
図7に示す異形粒子50bは、第1の光拡散粒子52bの内部に第2の光拡散粒子54bが完全に包含されており、第1の光拡散粒子52bの表面の一点で第2の光拡散粒子54bと接しており、全体としては略球状の構造を有している。
図8に示す異形粒子50cは、第1の光拡散粒子52cと第2の光拡散粒子54cとが密着して、全体としては略球状の構造を有している。なお、図8に示す異形粒子50cで
は、第1の光拡散粒子52c及び第2の光拡散粒子54cは同程度の表面積を有しているが、この点については特に限定されるものではない。
は、第1の光拡散粒子52c及び第2の光拡散粒子54cは同程度の表面積を有しているが、この点については特に限定されるものではない。
図9に示す異形粒子50dは、第1の光拡散粒子52dの内部に第2の光拡散粒子54dが包含され、第2の光拡散粒子54dの曲面が異形粒子50dの表面に現れており、全体としては略球状の構造を有している。
図10に示す異形粒子50eは、図8に示す異形粒子50cが全体としてラグビーボールのような楕円球状の構造を有している。なお、図10に示す異形粒子50eでは、第1の光拡散粒子52e及び第2の光拡散粒子54eは同程度の表面積を有しているが、この点については特に限定されるものではない。
図11に示す異形粒子50fは、略球状の第1の光拡散粒子52fと略球状の第2の光拡散粒子54fとが面で密着しており、全体としては双子球状の構造を有している。
異形粒子が有機粒子である場合、特に限定されるものではないが、第1の光拡散粒子と第2の光拡散粒子の2つの粒子から構成されるものであることが好ましい。かかる場合、第1の光拡散粒子の組成と第2の光拡散粒子の組成とが、同一であっても異なっていてもよいが、第1の光拡散粒子に含まれる単量体単位の少なくとも1種が、第2の光拡散粒子に含まれる単量体単位とは異なっていることが好ましい。すなわち、この場合には、異形有機粒子を構成する単量体単位のうち少なくとも1種が、第1の光拡散粒子と第2の光拡散粒子のいずれか一方の光拡散粒子にのみ含まれていることになる。これにより、図6〜図11に示すように、第1の光拡散粒子と第2の光拡散粒子とを非対称に分離させることができる。
光拡散粒子(A)が異形粒子である場合、異形粒子が実質的に1個の粒子を構成していることから、異形粒子の長径及び短径は以下のようにして測定する。例えば光拡散粒子(A)が図6に示すような球状突起を有する略球状の粒子50aである場合、長径(Rmax)は第1の光拡散粒子52aの端部から第2の光拡散粒子54aの端部までの距離で表される。また、短径(Rmin)はより大きい方の粒子(図6においては第1の光拡散粒子52a)の直径で表される。
光拡散粒子(A)が異形粒子であって、該異形粒子が有機粒子である場合には、例えば特開2013−098123号公報等に記載されている方法で作製することができる。また、異形粒子が無機粒子である場合、粉砕方法、粉砕後の分級作業等の公知の方法により適宜作製することができる。
光拡散粒子(A)と、重合後の後述する光重合性成分との屈折率差の絶対値|Δn|は、0.02≦|Δn|≦1.3が好ましい。例えば光重合性成分として、光重合性モノマーや光重合性オリゴマーを使用したときには、光拡散粒子(A)として炭酸カルシウム粒子(屈折率:n=1.59)、硫酸バリウム粒子(屈折率:n=1.64)及び二酸化チタン粒子(屈折率:n=2.7)の少なくとも何れか一つを使用すると、上記の条件を満足する。
本実施形態に係る導光板用組成物は、上述したような光拡散粒子(A)が分散媒体(B)中に分散した状態となっている。本実施形態に係る導光板用組成物中の光拡散粒子(A)の含有量は、光拡散粒子(A)が無機粒子である場合には、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1〜15質量%、特に好ましくは3〜12質量%である。また、光拡散粒子(A)が有機粒子である場合には、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは0.5〜40質量%、より好
ましくは5〜35質量%、特に好ましくは10〜30質量%である。光拡散粒子(A)の含有量が前記範囲にあると、組成物の保存安定性が良好となり、また組成物の塗工性が良好となるので、導光基板の表面に均質な光拡散部が形成されやすい。
ましくは5〜35質量%、特に好ましくは10〜30質量%である。光拡散粒子(A)の含有量が前記範囲にあると、組成物の保存安定性が良好となり、また組成物の塗工性が良好となるので、導光基板の表面に均質な光拡散部が形成されやすい。
1.2.分散媒体(B)
本実施形態に係る導光板用組成物は、分散媒体(B)を含有する。光硬化型の導光板用組成物を用いて光拡散部を作製する場合、分散媒体(B)としては、光重合性成分を用いることが好ましい。光重合性成分を用いることにより、後述する光拡散部の空隙の発生を抑制することができ、空隙の発生による乱反射をより抑制することができる。このような光重合性成分は、ビニル基等の光重合性官能基を有することが好ましく、光重合性単量体や感光性重合体を用いることが好ましい。このような成分としては、例えば国際公開第2005/071014号や特開2013−93205号公報に記載の化合物を適時使用することができる。
本実施形態に係る導光板用組成物は、分散媒体(B)を含有する。光硬化型の導光板用組成物を用いて光拡散部を作製する場合、分散媒体(B)としては、光重合性成分を用いることが好ましい。光重合性成分を用いることにより、後述する光拡散部の空隙の発生を抑制することができ、空隙の発生による乱反射をより抑制することができる。このような光重合性成分は、ビニル基等の光重合性官能基を有することが好ましく、光重合性単量体や感光性重合体を用いることが好ましい。このような成分としては、例えば国際公開第2005/071014号や特開2013−93205号公報に記載の化合物を適時使用することができる。
光重合性単量体としては、例えば芳香族ビニル、不飽和ニトリル、不飽和カルボン酸エステル、不飽和アミドなどを使用することができる。
芳香族ビニルとしては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、m−ジビニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン、m−ジイソプロペニルベンゼン、p−ジイソプロペニルベンゼン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、1,1−ジフェニルエチレン、p−メトキシスチレン、N,N−ジメチル−p−アミノスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノスチレン、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等が挙げられる。
不飽和ニトリルとしては、例えば(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−クロロメチルアクリロニトリル、α−メトキシアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、クロトン酸ニトリル、ケイ皮酸ニトリル、イタコン酸ジニトリル、マレイン酸ジニトリル、フマル酸ジニトリル等が挙げられる。
不飽和カルボン酸エステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸エステル;クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、クロトン酸プロピル、クロトン酸ブチル等のクロトン酸エステル;ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸エチル、ケイ皮酸プロピル、ケイ皮酸ブチル等のケイ皮酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(n−プロポキシ)エチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、[4−(ヒドロキシメチル)シクロヘキシル]メチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸モノエステル;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、[4−(ヒドロキシメチル)シクロヘキシル]メチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸モノエステル;
シアノエチル(メタ)アクリレート、シアノプロピル(メタ)アクリレートなどのシアノ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アリーロキシアルキルエステル;
メトキシポリエチエングリコール、エトキシポリエチレングリコール、メトキシポリプロピレングリコール、エトキシポリプロピレングリコールなどのアルコキシポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸モノエステル類;フェノキシポリエチレングリコール、フェノキシポリプロピレングリコールなどのアリーロキシポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸モノエステル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール(アルキレングリコール単位数は例えば2〜23)の(メタ)アクリル酸ジエステル、両末端ヒドロキシポリブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシブタジエン−アクリロニトリル共重合体、両末端ヒドロキシポリカプロラクトンなどの両末端に水酸基を有する重合体の(メタ)アクリル酸ジエステル;
グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールアルカン(アルカンの炭素数は例えば1〜3)、テトラメチロールアルカン(アルカンの炭素数は例えば1〜3)、ペンタエリスリトールの如き3価以上の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル、(メタ)アクリル酸トリエステル又は(メタ)アクリル酸テトラエステルなどの(メタ)アクリル酸オリゴエステル;
3価以上の多価アルコールのポリアルキレングリコール付加物の(メタ)アクリル酸トリエステル又は(メタ)アクリル酸テトラエステルなどの(メタ)アクリル酸オリゴエステル;等が挙げられる。
メトキシポリエチエングリコール、エトキシポリエチレングリコール、メトキシポリプロピレングリコール、エトキシポリプロピレングリコールなどのアルコキシポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸モノエステル類;フェノキシポリエチレングリコール、フェノキシポリプロピレングリコールなどのアリーロキシポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸モノエステル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール(アルキレングリコール単位数は例えば2〜23)の(メタ)アクリル酸ジエステル、両末端ヒドロキシポリブタジエン、両末端ヒドロキシポリイソプレン、両末端ヒドロキシブタジエン−アクリロニトリル共重合体、両末端ヒドロキシポリカプロラクトンなどの両末端に水酸基を有する重合体の(メタ)アクリル酸ジエステル;
グリセリン、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールアルカン(アルカンの炭素数は例えば1〜3)、テトラメチロールアルカン(アルカンの炭素数は例えば1〜3)、ペンタエリスリトールの如き3価以上の多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル、(メタ)アクリル酸トリエステル又は(メタ)アクリル酸テトラエステルなどの(メタ)アクリル酸オリゴエステル;
3価以上の多価アルコールのポリアルキレングリコール付加物の(メタ)アクリル酸トリエステル又は(メタ)アクリル酸テトラエステルなどの(メタ)アクリル酸オリゴエステル;等が挙げられる。
不飽和アミドとしては、例えば(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−ヘキサメチレンビス(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、クロトン酸アミド、ケイ皮酸アミド等が挙げられる。
感光性重合体としては、重合体骨格に光重合性基が導入されたものであれば、特に制限なく公知のものが使用できる。このような重合体骨格としては、ポリエーテル骨格、ポリウレタン骨格、ポリエチレン骨格、ポリエステル骨格、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリフェニレン骨格などが挙げられ、好ましくは、ポリエーテル骨格、ポリウレタン骨格である。光重合性基としては、例えば(メタ)アクリロイル基、アルケニル基、シンナモイル基、シンナミリデンアセチル基、ベンザルアセトフェノン基、スチリルピリジン基、α−フェニルマレイミド基、フェニルアジド基、スルフォニルアジド基、カルボニルアジド基、ジアゾ基、o−キノンジアジド基、フリルアクリロイル基、クマリン基、ピロン基、アントラセン基、ベンゾフェノン基、ベンゾイン基、スチルベン基、ジチオカルバメート基、キサンテート基、1,2,3−チアジアゾール基、シクロプロペン基、アザジオキサビシクロ基などが挙げられ、好ましい光重合性基は(メタ)アクリロイル基及びシンナモイル基であり、特に好ましくは(メタ)アクリロイル基である。
なお、分散媒体(B)として脂肪族ウレタン(メタ)アクリレートを添加することにより、導光板用組成物の粘度や光硬化性を容易に制御することができる。
本発明に用いられる分散媒体(B)は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いる
ことができる。
ことができる。
分散媒体(B)が光重合性成分を含む場合、本実施形態に係る導光板用組成物中の光重合性成分の含有量は、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは50〜95質量%、より好ましくは60〜80質量%である。光重合性成分の含有量が前記範囲にあると、導光基板の表面に形成された光拡散部に含まれる光拡散粒子(A)を十分な強度で保持することができ、製造工程において光拡散粒子(A)が剥離するなどして異物が発生することを効果的に抑制することができる。
1.3.水(C)
本実施形態に係る導光板用組成物は、水(C)を含有する。なお、本願発明においては、水(C)は、分散媒体(B)とは異なる成分として取り扱う。つまり、分散媒体(B)には、水(C)が含まれないものとする。
本実施形態に係る導光板用組成物は、水(C)を含有する。なお、本願発明においては、水(C)は、分散媒体(B)とは異なる成分として取り扱う。つまり、分散媒体(B)には、水(C)が含まれないものとする。
組成物中の光拡散粒子(A)の含有量をMa質量部、水(C)の含有量をMc質量部としたときに、両者の比Ma/Mcが5〜500となるような割合であることが必要であり、7〜450であることが好ましく、8〜200であることがより好ましく、10〜100であることが特に好ましい。水(C)を上記の範囲で使用することにより、導光板用組成物の貯蔵安定性を向上させると共に、光拡散部の輝度ムラや色度ムラを抑制して導光板の面発光の均質性をより向上させることが明らかとなった。
水(C)を含有させることにより、導光板用組成物の貯蔵安定性を向上させると共に、光拡散部の輝度ムラや色度ムラを抑制して導光板の面発光の均質性をより向上させる効果の発現機構は明らかではないが、以下のように考えられる。導光板用組成物を使用するにあたり、導光板用組成物は常に水分を含有する外気等に暴露される。例えば、光拡散部を印刷により作製する場合、導光基材上に印刷を開始してから終了までには一定の時間が必要である。その後、印刷された導光板用組成物へ光照射を行うなどの硬化工程が行われ、光拡散部が作製される。この際、印刷の初期に作製された光拡散部前駆部(硬化されて光拡散部になる前の導光板用組成物印刷部のことをいう。)は、印刷終了時の光拡散部前駆部よりも硬化工程前に長時間大気に暴露される。この大気の暴露時間の違いにより、拡散部前駆部が大気中から吸収する水分量に違いが発生すると考えられる。その結果、その後の硬化工程において導光板用組成物の硬化状態に何らかの変化が発生し、この硬化状態の違いが各光拡散部の光拡散状態の違いとなり、導光板の面発光の均質性の劣化を助長すると推測される。
しかしながら、本願発明の導光板用組成物は、特定量の水(C)をあらかじめ含有することで、この大気暴露時間において大気から吸収される水分量の増加の相対量を低くすることができる。その結果、光拡散部前駆部作製初期と作製後期とで各光拡散部前駆部に含有される水分の相対比率の違いを低くすることができると考えられる。その結果、より均質な水分含有量を有する光拡散部前駆部を硬化でき、導光板の面発光の均質性をより向上させることができたと推測される。
なお、無機粒子は、一般的に表面積が大きく、表面が親水性であるため、水分を吸着しやすい傾向がある。一方、有機粒子は、無機粒子に比べて表面積が小さく、表面が疎水性であるため、水分吸着を抑制できる。したがって、導光板用組成物中の水(C)の含有量を厳密に制御するためには、光拡散粒子(A)は有機粒子であることが好ましい。
1.4.光重合開始剤
本実施形態に係る導光板用組成物は、光重合開始剤を含有してもよい。特に分散媒体(B)が光重合性成分である場合には、光硬化性を高めるために、光重合開始剤を含有する
ことが好ましい。
本実施形態に係る導光板用組成物は、光重合開始剤を含有してもよい。特に分散媒体(B)が光重合性成分である場合には、光硬化性を高めるために、光重合開始剤を含有する
ことが好ましい。
このような光重合開始剤としては、放射線硬化型樹脂の分野において通常用いられているものから適宜選択することができ、例えば国際公開第2005/071014号や特開2013−93205号公報に記載の化合物などが挙げられる。
光重合開始剤の具体例としては、ジアセチル、メチルベンゾイルホルメート、ベンジルなどのα−ジケトン化合物;ベンゾイン、ピバロインなどのアシロイン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどのアシロインエーテル類;アントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、1,4−ナフトキノンなどの多核キノン類;アセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシフェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、トリクロロアセトフェノンなどのアセトフェノン類;ベンゾフェノン、メチル−o−ベンゾイルベンゾエート、ミヒラーズケトンなどのベンゾフェノン類;キサントン、チオキサントン、2−クロロチオキサントンなどのキサントン類が挙げられる。本発明に用いられる光重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態に係る導光板用組成物中の光重合開始剤の含有量は、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは0.1〜20質量%、より好ましくは0.5〜10質量%である。光重合開始剤の含有量が前記範囲内にあれば、導光板用組成物の光硬化性が向上するため、タックフリーの光拡散部を作製することができる。
1.5.その他の成分
本実施形態に係る導光板用組成物は、上記の成分以外の成分、例えばラジカル捕捉剤、イソチアゾリン系化合物、リン酸エステル、界面活性剤、バインダーなどを含有してもよい。
本実施形態に係る導光板用組成物は、上記の成分以外の成分、例えばラジカル捕捉剤、イソチアゾリン系化合物、リン酸エステル、界面活性剤、バインダーなどを含有してもよい。
<ラジカル捕捉剤>
本実施形態に係る導光板用組成物は、ラジカル捕捉剤を含有することにより、導光板用組成物の貯蔵段階での光重合性成分の重合を効果的に防止できる。
本実施形態に係る導光板用組成物は、ラジカル捕捉剤を含有することにより、導光板用組成物の貯蔵段階での光重合性成分の重合を効果的に防止できる。
組成物中の光拡散粒子(A)の含有量をMa質量部、ラジカル捕捉剤の含有量をMd質量部としたときに、両者の比Ma/Mdは、好ましくは20〜500であり、より好ましくは25〜300である。ラジカル捕捉剤を前記範囲内で使用することにより、導光板用組成物の貯蔵段階での光重合性成分の重合を効果的に防止できる。
ラジカル捕捉剤としては、例えばフェノール誘導体が好ましい。フェノール誘導体を使用することで、光拡散部の白色度がより向上する。フェノール誘導体としては、例えばヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、モノ−tert−ブチルヒドロキノン、カテコール、4−tert−ブチルカテコール、p−メトキシフェノール、2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチル−m−クレゾール、ピロガロール、β−ナフトール等のヒドロキシ芳香族化合物、ベンゾキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、p−トルキノン、p−キシロキノンなどが挙げられる。本発明に用いられるラジカル捕捉剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態に係る導光板用組成物中のラジカル捕捉剤であるフェノール誘導体の含有量は、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは0.001〜2質量%、よ
り好ましくは0.01〜1質量%、特に好ましくは0.05〜0.5質量%である。ラジカル捕捉剤であるフェノール誘導体の含有量が前記範囲内にあれば、導光板用組成物の貯蔵段階での光重合性成分の重合を効果的に防止できる。また、光拡散部の白色度をより向上させることができる。
り好ましくは0.01〜1質量%、特に好ましくは0.05〜0.5質量%である。ラジカル捕捉剤であるフェノール誘導体の含有量が前記範囲内にあれば、導光板用組成物の貯蔵段階での光重合性成分の重合を効果的に防止できる。また、光拡散部の白色度をより向上させることができる。
<イソチアゾリン系化合物>
本実施形態に係る導光板用組成物にイソチアゾリン系化合物を添加することにより、イソチアゾリン系化合物が防腐剤として作用して、導光板用組成物を貯蔵した際に、細菌や黴などが増殖して異物が発生することを抑制することができる。
本実施形態に係る導光板用組成物にイソチアゾリン系化合物を添加することにより、イソチアゾリン系化合物が防腐剤として作用して、導光板用組成物を貯蔵した際に、細菌や黴などが増殖して異物が発生することを抑制することができる。
イソチアゾリン系化合物としては、イソチアゾリン骨格を有する化合物であれば特に制限されないが、例えば下記一般式(2)で表される化合物や下記一般式(3)で表される化合物が挙げられる。
上記一般式(2)中、R1は水素原子又は炭化水素基であり、R2、R3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基を表す。R1、R2、R3が炭化水素基である場合、直鎖あるいは分岐鎖のような鎖状の炭素骨格を有していてもよく、環状の炭素骨格を有していてもよい。また、炭化水素基の炭素数は1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましい。このような炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。
上記一般式(3)中、R4は水素原子又は炭化水素基であり、R5はそれぞれ独立に水素原子又は有機基を表す。R4が炭化水素基である場合、上記一般式(2)で説明した炭化水素基と同様の炭化水素基が挙げられる。また、R5が有機基である場合、この有機基にはアルキル基やシクロアルキル基である脂肪族基や芳香族基が含まれるが、脂肪族基であることが好ましい。アルキル基の炭素数は1〜12であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜8であることが特に好ましい。これらのアルキル基およびシクロアルキル基は、ハロゲン原子、アルコキシル基、ジアルキルアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基等の置換基を有していてもよい。前記脂肪族基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。上記式(3)中、nは0〜4の整数を表す。
イソチアゾリン系化合物の具体例としては、1,2−ベンゾイソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4,5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、N−n−ブチル−1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。これらの中でも、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンが好ましい。
組成物中の光拡散粒子(A)の含有量をMa質量部、イソチアゾリン系化合物の含有量をMe質量部としたときに、両者の比Ma/Meが50〜600となるような割合であることが好ましく、100〜500であることがより好ましい。イソチアゾリン系化合物を上記の範囲で使用することにより、導光板用組成物の貯蔵安定性を向上させると共に、光拡散部の輝度ムラや色度ムラを抑制して導光板の面発光の均質性をより向上させることができる。
<リン酸エステル>
本実施形態に係る導光板用組成物にリン酸エステルを添加することにより、導光基板と光拡散部との密着性を高めることができる。また、導光板用組成物を硬化塗膜にしたときの、硬度、耐擦傷性及び耐摩耗性と低カールとのバランスを向上させることもできる。
本実施形態に係る導光板用組成物にリン酸エステルを添加することにより、導光基板と光拡散部との密着性を高めることができる。また、導光板用組成物を硬化塗膜にしたときの、硬度、耐擦傷性及び耐摩耗性と低カールとのバランスを向上させることもできる。
リン酸エステルとしては、下記一般式(4)に示す化合物であることが好ましい。なお、リン酸エステルが光重合性成分に該当する場合であっても、本願発明においてはリン酸エステルと分散媒体(B)とは異なる成分として取り扱う。
リン酸エステルとしては、例えばモノ又はビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル、モノ又はビス(2−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)リン酸エステル、モノ又はビス(3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル)リン酸エステル、モノ又はビス(6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシル)リン酸エステル、モノ又はビス(10−(メタ)アクリロイルオキシデシル)リン酸エステル、モノ又はビス(1−クロロメチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルリン酸エステル等,及びこれらのラクトン変性物、ポリオキシアルキレン変性物等を挙げることができる。これらの中でも、導光基板との密着性及び硬度に優れた光拡散部を得るという観点から、モノ又はビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステルが好ましい。本発明に用いられるリン酸エステルは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
リン酸エステルの市販品としては、例えば、共栄社化学株式会社製 商品名:ライトエ
ステル P−1M、P−2M、日本化薬株式会社製 商品名:KAYAMER PM−2、PM−21等が挙げられる。
ステル P−1M、P−2M、日本化薬株式会社製 商品名:KAYAMER PM−2、PM−21等が挙げられる。
本実施形態に係る導光板用組成物中のリン酸エステルの含有量は、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは0.07〜5質量%、より好ましくは0.2〜2質量%である。
<界面活性剤>
本実施形態に係る導光板用組成物に界面活性剤を添加することにより、導光板用組成物の表面張力や導光基板の濡れ性を制御することができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、シリコン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が好ましい。
本実施形態に係る導光板用組成物に界面活性剤を添加することにより、導光板用組成物の表面張力や導光基板の濡れ性を制御することができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、シリコン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤が好ましい。
本実施形態に係る導光板用組成物中の界面活性剤の含有量は、組成物の全質量を100質量%としたときに、好ましくは0.01〜2質量%、より好ましくは0.05〜1質量%である。
<バインダー>
本実施形態に係る導光板用組成物にバインダーを添加することにより、導光基板と光拡散部との密着性を向上させることができる。バインダーとしては、特に限定されないが、国際公開第2005/071014号や特開2013−93205号公報に記載のバインダーを使用することができる。
本実施形態に係る導光板用組成物にバインダーを添加することにより、導光基板と光拡散部との密着性を向上させることができる。バインダーとしては、特に限定されないが、国際公開第2005/071014号や特開2013−93205号公報に記載のバインダーを使用することができる。
2.導光板
本実施形態に係る導光板は、上述の導光板用組成物を用いて作製されたものであることを特徴とする。具体的には、表面粗さRa<1nmの導光基板に上述の導光板用組成物を塗布または印刷して光拡散部を作製する。
本実施形態に係る導光板は、上述の導光板用組成物を用いて作製されたものであることを特徴とする。具体的には、表面粗さRa<1nmの導光基板に上述の導光板用組成物を塗布または印刷して光拡散部を作製する。
図1は、本発明に係る導光板の一実施形態を備える透過型画像表示装置を示す断面図である。図1に示す透過型画像表示装置100は、面光源装置20と、透過型画像表示部30とから主として構成される。面光源装置20は、導光基板11及び光拡散部12を備えた導光板1と、導光板1の側方に設けられており導光板1に光を供給する光源3とを備えるエッジライト型面光源装置である。また、図1において光拡散部12は多数のドット形状である。
導光基板11は略直方体形状を呈しており、出射面S1と、出射面S1の反対側の出射面S2と、出射面S1及び出射面S2に交差する4つの端面S31〜S34とを有する。本実施形態において、4つの端面S31〜S34は、出射面S1及び出射面S2に略直交する。
導光板1は、出射面S2側に設けられた複数の光拡散部12を有する。複数の光拡散部12は、図2に示すように、出射面S2上に互いに離間して配置されている。図2は、導光基板を出射面S2側からみた場合の平面図である。図2では、説明の便宜のため、光源3も一緒に示している。図2では、光拡散部12は互いに離間して配置されている。光拡散部12の個数及び配置パターンは、均一な面状の光が効率的に出射面S1や必要に応じて出射面S2から出射されるように調整される。
光源3は、図1及び図2に示すように、互いに対向する一対の端面S31、S32の側方に配置される。図2に示すように、導光基板11の例えば矩形の出射面S2を構成する4辺のうち互いに対向する2辺に沿って、複数の点状光源が配列してもよい。
上記構成において、光源3から出力された光は、端面S31、S32から導光基板11に入射する。導光基板11に入射した光は、光拡散部12において乱反射し、均一な面状の光が効率的に出射面S1や出射面S2から出射されるように、光拡散部12の形状を調整することができる。例えば図1の場合、出射面S1から出射した光は透過型画像表示部30に供給される。
以下、導光板を構成する部材、導光板の製造方法について詳細に説明する。
2.1.導光基板
導光板1は、導光基板11を備える。導光基板11の表面粗さRaは、出射面S1及び出射面S2からの光取り出し効率を考慮すると、Ra<1nmであれば十分であり、Ra<0.5nmであることが好ましい。また、後述する光拡散部と導光基板の密着性等を考慮すると、Ra>0.1nmであることが好ましく、Ra>0.2nmであることがより好ましい。
導光板1は、導光基板11を備える。導光基板11の表面粗さRaは、出射面S1及び出射面S2からの光取り出し効率を考慮すると、Ra<1nmであれば十分であり、Ra<0.5nmであることが好ましい。また、後述する光拡散部と導光基板の密着性等を考慮すると、Ra>0.1nmであることが好ましく、Ra>0.2nmであることがより好ましい。
導光基板11の端面の表面粗さRaは、光源からの光が導光基板の端面で散乱を抑制するためには、2μm以下であれば実用できる程度の光を光源から導光基板11の内部に入射させることができる。
なお、本願発明における導光基板11の「表面粗さRa」とは、JIS B0601−2001に準拠して測定した「算術平均粗さ」のことをいう。
一般的に、エッジライト型面発光装置では、光源から光が発生すると、熱が発生し、それに伴い、導光基板の温度も上昇する。導光基板として樹脂板を用いる場合、樹脂板の熱膨張係数が高いために導光基板の熱による寸法変化は液晶パネルの寸法変化よりも大きくなる。しかし、液晶表示装置の狭額縁化により、導光基板の寸法変化を液晶表示装置の額縁部分で補正し難くなっている。このため、導光基板11の材質は、熱による寸法変化の小さい樹脂板を使用してもよいが、ガラス基板であることが好ましい。導光基板11がガラス基板である場合、ガラス基板の光路長100mm、波長範囲350〜750nmにおける最大透過率は50%以上であることが好ましい。
ガラス基板の熱膨張係数は、120×10−7/℃以下であることが好ましい。熱膨張係数が前記範囲を超えると、表示パネルと導光基板の熱による寸法変化の差が大きくなり易くなる。また、ガラス基板の歪点は、550℃以上であることが好ましい。歪点が前記範囲未満であると、ガラス基板の耐熱性が低下し易くなり、例えばガラス基板の表面に高温で反射膜や拡散膜等を成膜すると、ガラス基板が熱変形し易くなる。ここで、「歪点」は、JIS R3103に基づいて測定することができる。
2.1.1.ガラス組成
ガラス基板を構成するガラス組成としては、SiO2を40〜70質量%、Al2O3を2〜25質量%、B2O3を0〜20質量%、R2O(RはLi、Na、Kの一種又は二種以上)を0〜25質量%、MgOを0〜10質量%、CaOを0〜15質量%、SrOを0〜10質量%、BaOを0〜15質量%、ZnOを0〜10質量%、ZrO2を0〜10質量%を含有することが好ましい。
ガラス基板を構成するガラス組成としては、SiO2を40〜70質量%、Al2O3を2〜25質量%、B2O3を0〜20質量%、R2O(RはLi、Na、Kの一種又は二種以上)を0〜25質量%、MgOを0〜10質量%、CaOを0〜15質量%、SrOを0〜10質量%、BaOを0〜15質量%、ZnOを0〜10質量%、ZrO2を0〜10質量%を含有することが好ましい。
SiO2は、ガラスのネットワークフォーマーとなる成分であり、熱膨張係数を低下させて、熱による寸法変化を低減する成分である。また耐酸性、歪点を高める成分である。SiO2の含有量が多くなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下すると共に、成形時にクリストバライトの失透ブツが析出し易くなる。一方、SiO2の含有量が少なくなると、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。また耐酸性、
歪点が低下し易くなる。
歪点が低下し易くなる。
Al2O3は、熱膨張係数を低下させて、熱による寸法変化を低減する成分である。また、歪点を高めたり、成形時にクリストバライトの失透ブツの析出を抑える効果もある。Al2O3の含有量が前記範囲であると、液相温度が上昇して、ガラス基板に成形し難くなる。一方、Al2O3の含有量が少なくなると、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。また歪点が低下し易くなる。
B2O3は、融剤として作用し、高温粘性を下げて、溶融性を改善する成分である。また熱膨張係数を低下させて、熱による寸法変化を低減する成分である。B2O3の含有量が前記範囲であると、熱による寸法変化を抑制でき、溶融性を向上させて加工性を向上させることができる。
R2Oは、高温粘性を低下させて、溶融性を改善する成分である。R2Oの含有量が前記範囲であると、歪点を向上させることができ、また波長550nm付近の最大透過率を向上させることができる。
MgOは、歪点を低下させずに高温粘性のみを低下させて、溶融性を改善する成分である。MgOの含有量が前記範囲であると、成形時に失透ブツが析出することを抑制することができる。
CaOは、歪点を低下させずに高温粘性のみを低下させて、溶融性を改善する成分である。CaOの含有量が前記範囲であると、成形時に失透ブツが析出することを抑制することができる。
SrOは、耐薬品性、耐失透性を高める成分である。SrOの含有量が前記範囲であると、熱膨張係数を低下させ、熱による寸法変化を抑制することができる。
BaOは、SrOと同様にして、耐薬品性、耐失透性を高める成分である。BaOの含有量が前記範囲であると、熱膨張係数を低下させ、熱による寸法変化を抑制することができる。
ZnOは、溶融性を改善する成分である。ZnOの含有量が前記範囲であると、耐失透性を向上させることができる。
ZrO2は、歪点を高める成分である。ZrO2の含有量が前記範囲であると、成形時に失透ブツが析出することを抑制することができる。
なお、Fe2O3、Cr2O3、V2O5、NiO、MnO2、Nd2O3、CeO2、Er2O3などの遷移金属酸化物の含有量は0.1質量%以下であることが好ましい。遷移金属酸化物の含有量が多過ぎると、光取り出し効率が低下する場合がある。
上記成分以外にも、他の成分を導入してもよい。例えば、液相温度を低下させるために、Y2O3、La2O3、Nb2O5、P2O5を各3質量%まで、清澄剤としてAs2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、F、Cl等を合量で2質量%まで導入してもよい。
2.1.2.ガラス基板の製造方法
ガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法、リドロー法等で作製することができる。なお、フロート法では、成形
時にガラスリボンの表裏面の温度差、組成差が発生し易いが、成形時の温度制御を厳密に行うと、その温度差、組成差を低減することができる。オーバーフローダウンドロー法では、成形時にガラスリボンの表裏面の温度差、組成差が生じ難いと共に、未研磨で表面品位が良好なガラス基板を成形し易くなる。
ガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法、リドロー法等で作製することができる。なお、フロート法では、成形
時にガラスリボンの表裏面の温度差、組成差が発生し易いが、成形時の温度制御を厳密に行うと、その温度差、組成差を低減することができる。オーバーフローダウンドロー法では、成形時にガラスリボンの表裏面の温度差、組成差が生じ難いと共に、未研磨で表面品位が良好なガラス基板を成形し易くなる。
なお、ガラス基板は、表示パネルに使用されるガラス基板に適用して、導光基板の機能を併有させることもできる。このようにすれば、表示装置の部材構成を簡略化することができる。
2.2.光拡散部
本実施形態に係る導光板1は、光拡散粒子(A)を含有する光拡散部12を備える。光拡散粒子(A)の数平均粒子径Dn(nm)は、導光基板11の表面粗さRa(nm)に対して200<Dn/Ra<5000の関係にあることが好ましく、300<Dn/Ra<4000であることがより好ましい。Dn/Raの値が前記範囲であると、導光基板11と光拡散部12の界面に空隙が混入することを抑制することができ、光取り出し効率を向上させて均質な面発光を実現することができると考えられる。
本実施形態に係る導光板1は、光拡散粒子(A)を含有する光拡散部12を備える。光拡散粒子(A)の数平均粒子径Dn(nm)は、導光基板11の表面粗さRa(nm)に対して200<Dn/Ra<5000の関係にあることが好ましく、300<Dn/Ra<4000であることがより好ましい。Dn/Raの値が前記範囲であると、導光基板11と光拡散部12の界面に空隙が混入することを抑制することができ、光取り出し効率を向上させて均質な面発光を実現することができると考えられる。
先に説明した図2では、光拡散部12が略円形の複数個のドット形状であり、互いに離間して配置されているが、適時出射面S1及び出射面S2からの必要とする光取り出し効率を考慮して形状等を調整することができる。図2に示した光拡散部12の形状は説明の便宜のためであり、出射面S1及び出射面S2からの必要とする光取り出し効率を考慮して調整することができる。
光拡散部12は、上述の導光板用組成物を用いて作製する。導光基板11に光拡散部12を形成する方法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、前記導光板用組成物をノズルから噴霧させるスプレー塗工法等により作製することができる。例えば、国際公開第2005/071014号、特開2013−93205号公報、特開2012−178345号公報等に記載されている方法により導光板を作製することができる。
このような導光板用組成物としては、熱硬化型あるいは光硬化型の導光板用組成物が好ましい。熱処理による導光基材の歪を効果的に抑制するためには光硬化型の導光板用組成物を用いて光拡散部を作製することがより好ましい。光拡散部12を形成するための導光板用組成物は、光硬化性の導光板用組成物では、光重合性成分と、光重合開始剤とを含有する放射線硬化型の導光板用組成物であることが好ましい。
導光基板11の面積100%に対して、光拡散部12の面積は5%以上95%以下であることが好ましい。前記光源から離れるにつれて、導光基板11の塗工面における光拡散部12が占める平面積と前記導光板用組成物の塗布面積との比率又は前記導光板用組成物の塗布面積と前導光基板11の塗工面の面積との塗工面積比率が高くなること、が好ましい。これにより、導光板の輝度を略均一とすることができる。
2.3.光源
光源3は、図1及び図2に示すように、端面S31やS32の側方に配置される。光源3は、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)等の線状光源であってもよいが、LED等の点状光源であることが好ましい。この場合、図2に示すように、導光板11の例えば矩形の出射面S2を構成する4辺のうち互いに対向する2辺に沿って複数の点状光源が配列されるようにして光拡散部12と光源3とを組み合わせることが好ましい。
光源3は、図1及び図2に示すように、端面S31やS32の側方に配置される。光源3は、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)等の線状光源であってもよいが、LED等の点状光源であることが好ましい。この場合、図2に示すように、導光板11の例えば矩形の出射面S2を構成する4辺のうち互いに対向する2辺に沿って複数の点状光源が配列されるようにして光拡散部12と光源3とを組み合わせることが好ましい。
上記構成において、光源3から出力された光は、端面S31やS32から導光板11に入射する。導光板11に入射した光は、光拡散部12において乱反射や拡散することによ
り、出射面S1やS2より出射される。出射面S1やS2より出射した光は透過型画像表示部30等に供給される。均一な面状の光が効率的に出射面から出射されるように、光拡散部12の個数及び配置パターンは適時調整することができる。
り、出射面S1やS2より出射される。出射面S1やS2より出射した光は透過型画像表示部30等に供給される。均一な面状の光が効率的に出射面から出射されるように、光拡散部12の個数及び配置パターンは適時調整することができる。
2.4.透過型画像表示部
図1に示すように、透過型画像表示部30は、導光板1の出射面S1側において導光板1と対向配置されており、出射面S1から射出された光が透過型画像表示部30を照明している。透過型画像表示部30は、例えば、液晶セルを有する液晶表示部等を用いることができる。
図1に示すように、透過型画像表示部30は、導光板1の出射面S1側において導光板1と対向配置されており、出射面S1から射出された光が透過型画像表示部30を照明している。透過型画像表示部30は、例えば、液晶セルを有する液晶表示部等を用いることができる。
3.実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
3.1.光拡散粒子(A)の作製
3.1.1.中空粒子1の作製
容量2リットルの反応容器に、水194部、メタクリル酸メチル9部、メタクリル酸1部、分子量調整剤としてオクチルチオグリコレート0.92部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.04部を投入した。その一方で、メタクリル酸メチル71部、メタクリル酸19部、オクチルチオグリコレート0.5部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部及び水45部を混合攪拌してモノマー混合物の水性分散体を調製した。
3.1.1.中空粒子1の作製
容量2リットルの反応容器に、水194部、メタクリル酸メチル9部、メタクリル酸1部、分子量調整剤としてオクチルチオグリコレート0.92部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.04部を投入した。その一方で、メタクリル酸メチル71部、メタクリル酸19部、オクチルチオグリコレート0.5部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部及び水45部を混合攪拌してモノマー混合物の水性分散体を調製した。
前記反応容器を撹拌しながら温度85℃に加熱し、重合開始剤として5%過硫酸ナトリウム水溶液6部を投入した。その直後より、前記反応容器を撹拌しながら温度90℃に保ちつつ前記モノマー混合物の水性分散体を連続的に4時間かけて投入した。さらに2時間の熟成を行い、粒子径0.200μmのシード粒子Aの水性分散体(固形分29.3%)を得た。
容量2リットルの反応容器に、水143部、前記シード粒子Aの水性分散体を固形分で10部(水性分散体で34部)、80%アクリル酸水溶液1.2部を投入した。その一方で、スチレン77.2部、ジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)0.8部、80%アクリル酸水溶液1.3部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部及び水46.7部を混合攪拌してモノマー混合物の水性分散体を調製した。
前記反応容器を撹拌しながら温度80℃に加熱し、重合開始剤として5%過硫酸ナトリウム水溶液8部を投入した。前記反応容器を撹拌しながら温度80℃に保ちつつ、前記モノマー混合物の水性分散体を連続的に2時間かけて投入した。さらに上記モノマーの水性分散体をすべて反応容器に投入した直後に、スチレン19.6部、ジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)0.4部、6%水酸化アンモニウム20部を一括投入した。その後温度を85℃に上げ、2時間攪拌熟成し、粒子径0.487μm、内孔径0.312μm、容積空孔率26%の単一の空孔を有する球状の中空シード粒子Bの水性分散体(固形分30.9%)を得た。
容量2リットルの反応容器に、水569部、前記中空シード粒子Bの水性分散体を固形分で100部(水性分散体で324部)、スチレン20部、ジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)80部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム4部を投入した。前記反応容器を撹拌しながら40℃で3時間保持した後、65℃まで加熱し、重合開始剤として過硫酸ナトリウムの5%水溶液6部を投入した。さらに反応容器を加熱して80℃
を保持しつつ撹拌を続け、80℃到達後1時間後に過硫酸ナトリウムの5%水溶液2部を投入し、さらに1時間撹拌を続けた。その後、温度を85℃に上げ、1時間後に過硫酸ナトリウムの5%水溶液2部を投入し、さらに1時間撹拌熟成した。その後、反応容器を40℃まで冷却し、内容物を目開き50μmのナイロン製メッシュを用いて濾過し、さらに濾過精度10μmのポリプロピレン製カートリッジフィルターを用いて加圧濾過を行い、中空粒子1の水性分散体(固形分20.5%)を得た。得られた水性分散体を、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)によって乾燥し、粒子径0.609μm、内孔径0.381μm、容積空孔率24%の単一の空孔を有する球状の中空粒子1を得た。
を保持しつつ撹拌を続け、80℃到達後1時間後に過硫酸ナトリウムの5%水溶液2部を投入し、さらに1時間撹拌を続けた。その後、温度を85℃に上げ、1時間後に過硫酸ナトリウムの5%水溶液2部を投入し、さらに1時間撹拌熟成した。その後、反応容器を40℃まで冷却し、内容物を目開き50μmのナイロン製メッシュを用いて濾過し、さらに濾過精度10μmのポリプロピレン製カートリッジフィルターを用いて加圧濾過を行い、中空粒子1の水性分散体(固形分20.5%)を得た。得られた水性分散体を、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)によって乾燥し、粒子径0.609μm、内孔径0.381μm、容積空孔率24%の単一の空孔を有する球状の中空粒子1を得た。
また、透過型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型式「H−7650」)により任意の20個の中空粒子1について長径(Rmax)及び短径(Rmin)を測定し、その平均値を算出したところ、長径が0.615μm、短径が0.604μmであり、長径と短径との比率(Rmax/Rmin)が1.02であった。
また、上記で得られた中空粒子1の水性分散体を試料とし、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「ELSZ−1000ZS」)を用いて、中空粒子1の数平均粒子径(Dn)及び粒子径分布の標準偏差(σ)を求めたところ、数平均粒子径(Dn)が0.609μm、標準偏差(σ)が0.034μmであった。これらの値から、下記式(1)により粒子変動係数(CV値)を算出したところ、CV値は0.056であった。
CV値=(粒子径分布の標準偏差(σ)/数平均粒子径(Dn)) ・・・・(1)
CV値=(粒子径分布の標準偏差(σ)/数平均粒子径(Dn)) ・・・・(1)
3.1.2.コアシェル粒子の作製
容量2リットルの反応容器に、水947部、前記シード粒子Aの水性分散体を固形分で1.6部(水性分散体で5.5部)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を投入し、撹拌しながら温度85℃に加熱し、重合開始剤として3%過硫酸カリウム水溶液10部を投入した。温度を85℃に保ちつつ、スチレン80部とジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)20部からなるモノマー混合物を連続的に3時間かけて投入した。その後2時間の熟成を行った後、反応容器を40℃まで冷却し、内容物を目開き50μmのナイロン製メッシュを用いて濾過し、さらに濾過精度10μmのポリプロピレン製カートリッジフィルターを用いて加圧濾過を行い、密実粒子1の水性分散体(固形分10.0%)を得た。
容量2リットルの反応容器に、水947部、前記シード粒子Aの水性分散体を固形分で1.6部(水性分散体で5.5部)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を投入し、撹拌しながら温度85℃に加熱し、重合開始剤として3%過硫酸カリウム水溶液10部を投入した。温度を85℃に保ちつつ、スチレン80部とジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)20部からなるモノマー混合物を連続的に3時間かけて投入した。その後2時間の熟成を行った後、反応容器を40℃まで冷却し、内容物を目開き50μmのナイロン製メッシュを用いて濾過し、さらに濾過精度10μmのポリプロピレン製カートリッジフィルターを用いて加圧濾過を行い、密実粒子1の水性分散体(固形分10.0%)を得た。
次いで、ビス(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド(商品名「パーロイル(登録商標)355」、日油(株)製、水溶解度:0.01%)2部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1部、及び水17.9部を撹拌して乳化後、超音波ホモジナイザー((株)エスエムテー製)でさらに微粒子化し、重合開始剤の水性分散体を得た。作製した重合開始剤の水性分散体に、コア粒子として前記密実粒子1の水性分散体を固形分で15部(水性分散体で150部)添加し、16時間撹拌した。その後、水680部、メタクリル酸メチル90部、エチレングリコールジメタクリラート10部、BASF社製ジョンクリル(登録商標)62の10%水溶液50部を加えて温度を40℃に保ちつつ3時間撹拌し、さらに温度を80℃に保ちつつ3時間撹拌することにより、前記密実粒子1の表面がポリマー被覆されたコアシェル粒子を合成した。その後、反応容器を40℃まで冷却し、内容物を目開き50μmのナイロン製メッシュを用いて濾過し、さらに濾過精度10μmのポリプロピレン製カートリッジフィルターを用いて加圧濾過を行い、コアシェル粒子の水性分散体(固形分12.2%)を得た。得られた水性分散体を、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)によって乾燥し、粒子径1.54μmのコアシェル粒子を得た。
中空粒子1と同様にコアシェル粒子の長径(Rmax)及び短径(Rmin)を測定し、その平均値を算出したところ、長径が1.56μm、短径が1.51μmであり、長径と短径との比率(Rmax/Rmin)が1.03であった。また、中空粒子1と同様にコアシェル粒子の数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が1.54μm、標準偏差が0.154μm、粒子変動係数が0.1であった。
3.1.3.異形粒子の作製
容量2リットルの反応容器に、水947部、前記シード粒子Aの水性分散体を固形分で1.6部(水性分散体で5.5部)、スチレン80部、ジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)15部、2−ヒドロキシエチルメタクリラート5部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を投入し、撹拌しながら温度85℃に加熱し、重合開始剤として3%過硫酸カリウム水溶液10部を投入した。温度を85℃に保ちつつ6時間の熟成を行うことにより、粒径0.809μmの第1重合体粒子の水性分散体(固形分10.0%)を得た。
容量2リットルの反応容器に、水947部、前記シード粒子Aの水性分散体を固形分で1.6部(水性分散体で5.5部)、スチレン80部、ジビニルベンゼン(m,p−混合物、純度81%)15部、2−ヒドロキシエチルメタクリラート5部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を投入し、撹拌しながら温度85℃に加熱し、重合開始剤として3%過硫酸カリウム水溶液10部を投入した。温度を85℃に保ちつつ6時間の熟成を行うことにより、粒径0.809μmの第1重合体粒子の水性分散体(固形分10.0%)を得た。
ビス(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド(商品名「パーロイル(登録商標)355」、日油(株)製、水溶解度:0.01%)2部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1部、及び水17.9部を撹拌して乳化後、超音波ホモジナイザー((株)エスエムテー製)でさらに微粒子化し、重合開始剤の水性分散体を得た。作製した重合開始剤の水性分散体に、前記第1重合体粒子の水性分散体を固形分で15部(水性分散体で150部)添加し、16時間撹拌した。その後、水680部、メタクリル酸メチル90部、エチレングリコールジメタクリラート10部、BASF社製ジョンクリル(登録商標)62の10%水溶液50部を加えて温度を40℃に保ちつつ3時間撹拌し、さらに温度を80℃に保ちつつ3時間撹拌することにより、異形粒子を合成した。その後、反応容器を40℃まで冷却し、内容物を目開き50μmのナイロン製メッシュを用いて濾過し、さらに濾過精度10μmのポリプロピレン製カートリッジフィルターを用いて加圧濾過を行い、異形粒子の水性分散体(固形分12.2%)を得た。得られた水性分散体を、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)によって乾燥し、粒子径1.67μmの異形粒子を得た。
中空粒子1と同様に異形粒子の長径(Rmax)及び短径(Rmin)を測定し、その平均値を算出したところ、長径が1.81μm、短径が1.53μmであり、長径と短径との比率(Rmax/Rmin)が1.18であった。また、中空粒子1と同様に異形粒子の数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が1.67μm、標準偏差が0.147μm、粒子変動係数が0.088であった。
3.1.4.炭酸カルシウム粒子Aの作製
和光純薬工業株式会社より購入した炭酸カルシウムをメノウ乳鉢で粉砕し、さらに水篩による分級を行った後、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)を使用して乾燥することによって、表1に記載の粒子長径/短径比を有する光拡散粒子を作製した。また、得られた炭酸カルシウム粒子Aを超音波分散機を使用して水中に分散させた水性分散体を試料とし、中空粒子1と同様に炭酸カルシウム粒子Aの数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が2.23μm、標準偏差が0.443μm、粒子変動係数が0.199であった。
和光純薬工業株式会社より購入した炭酸カルシウムをメノウ乳鉢で粉砕し、さらに水篩による分級を行った後、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)を使用して乾燥することによって、表1に記載の粒子長径/短径比を有する光拡散粒子を作製した。また、得られた炭酸カルシウム粒子Aを超音波分散機を使用して水中に分散させた水性分散体を試料とし、中空粒子1と同様に炭酸カルシウム粒子Aの数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が2.23μm、標準偏差が0.443μm、粒子変動係数が0.199であった。
3.1.5.硫酸バリウム粒子Aの作製
和光純薬工業株式会社より購入した硫酸バリウムをメノウ乳鉢で粉砕し、さらに水篩による分級を行った後、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)を使用して乾燥することによって、表1に記載の粒子長径/短径比を有する光拡散粒子を作製した。また、得られた硫酸バリウム粒子Aを超音
波分散機を使用して水中に分散させた水性分散体を試料とし、中空粒子1と同様に硫酸バリウム粒子Aの数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が1.97μm、標準偏差が0.355μm、粒子変動係数が0.180であった。
和光純薬工業株式会社より購入した硫酸バリウムをメノウ乳鉢で粉砕し、さらに水篩による分級を行った後、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)を使用して乾燥することによって、表1に記載の粒子長径/短径比を有する光拡散粒子を作製した。また、得られた硫酸バリウム粒子Aを超音
波分散機を使用して水中に分散させた水性分散体を試料とし、中空粒子1と同様に硫酸バリウム粒子Aの数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が1.97μm、標準偏差が0.355μm、粒子変動係数が0.180であった。
3.1.6.二酸化チタン粒子Aの作製
和光純薬工業株式会社より購入した二酸化チタンをメノウ乳鉢で粉砕し、さらに水篩による分級を行った後、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)を使用して乾燥することによって、表1に記載の粒子長径/短径比を有する光拡散粒子を作製した。また、得られた二酸化チタン粒子Aを超音波分散機を使用して水中に分散させた水性分散体を試料とし、中空粒子1と同様に二酸化チタン粒子Aの数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が2.67μm、標準偏差が0.400μm、粒子変動係数が0.150であった。
和光純薬工業株式会社より購入した二酸化チタンをメノウ乳鉢で粉砕し、さらに水篩による分級を行った後、日本ビュッヒ社製ミニスプレードライヤーB−290型を用いて噴霧乾燥法(温度110〜220℃)を使用して乾燥することによって、表1に記載の粒子長径/短径比を有する光拡散粒子を作製した。また、得られた二酸化チタン粒子Aを超音波分散機を使用して水中に分散させた水性分散体を試料とし、中空粒子1と同様に二酸化チタン粒子Aの数平均粒子径、標準偏差、粒子変動係数を求めたところ、数平均粒子径が2.67μm、標準偏差が0.400μm、粒子変動係数が0.150であった。
3.2.実施例1
上記で作製した中空粒子1 20質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)33.1質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)40.1質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.4質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)6.3質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.08質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.04質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.4質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練し、光拡散粒子(A)として中空粒子1を含有する導光板用組成物を調製した。
上記で作製した中空粒子1 20質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)33.1質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)40.1質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.4質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)6.3質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.08質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.04質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.4質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練し、光拡散粒子(A)として中空粒子1を含有する導光板用組成物を調製した。
次いで、作業ステージ上にガラス製の導光基板(日本電気硝子株式会社製、製品名「OA−10G」、オーバーフロー法で製造された表面粗さRa=0.5nmのガラス基板)を載置し、上方から上記で得られた導光板用組成物をドット形状にスクリーン印刷し、その後、紫外線照射により硬化させることにより、光拡散部が形成された導光板を作製した。
なお、導光板用組成物の塗布条件、紫外線の照射条件、及び評価方法は、以下の通りである。
<塗布条件>
以下の条件に従い、ドットをスクリーン印刷した。ドット径は300μm、ドット膜厚15μm、ドットパターンはピッチ500〜2000μmのピッチグラデーション設計とした。
・導光基板の寸法:長さ(導光方向の長さ)718mm、幅413mm、厚み2mm
・塗工面:出射面(導光基板の表面)
・塗布手段:スクリーン印刷
・メッシュ:420メッシュ/インチ
・スキージ角度:50°
・スキージ速度:65mm/s
・スキージ圧:0.198kgf/cm2
・クリアランス:1.1mm
以下の条件に従い、ドットをスクリーン印刷した。ドット径は300μm、ドット膜厚15μm、ドットパターンはピッチ500〜2000μmのピッチグラデーション設計とした。
・導光基板の寸法:長さ(導光方向の長さ)718mm、幅413mm、厚み2mm
・塗工面:出射面(導光基板の表面)
・塗布手段:スクリーン印刷
・メッシュ:420メッシュ/インチ
・スキージ角度:50°
・スキージ速度:65mm/s
・スキージ圧:0.198kgf/cm2
・クリアランス:1.1mm
<紫外線照射条件>
・ランプ:超高圧水銀ランプ(照射波長280nm以上500nm以下)
・照射量:550mJ/cm2(365nm)
・ランプ:超高圧水銀ランプ(照射波長280nm以上500nm以下)
・照射量:550mJ/cm2(365nm)
<評価方法>
(1)硬化性の評価
上記のようにして導光板用組成物を紫外線照射により硬化させた後、形成された光拡散部を触診し、タックが認識できる場合は硬化不良と判断して「×」、タックが認識できない場合は硬化性良好と判断して「○」と表中に表記した。
(1)硬化性の評価
上記のようにして導光板用組成物を紫外線照射により硬化させた後、形成された光拡散部を触診し、タックが認識できる場合は硬化不良と判断して「×」、タックが認識できない場合は硬化性良好と判断して「○」と表中に表記した。
(2)導光板の輝度ムラ及び色度ムラの評価
作製した導光板の両端部に白色LEDを線状に配置した光源を設置し、当該導光板の裏面側に白色拡散反射シート、表面側となる塗工面に光拡散フィルムを積層し、サイドライト式バックライトを作製した。当該サイドライト式バックライトを正面2m離れた位置から目視により観察し、全面で均一な輝度であり輝度ムラを認識することができず、非常に良好と判断できる場合は「◎」、わずかな輝度ムラが認められるが、厳密に均質の輝度が要求されない用途には使用可能と判断できる場合は「○」、明らかに輝度ムラが認められ、使用困難である場合には不良と判断して「×」と表中に表記した。
作製した導光板の両端部に白色LEDを線状に配置した光源を設置し、当該導光板の裏面側に白色拡散反射シート、表面側となる塗工面に光拡散フィルムを積層し、サイドライト式バックライトを作製した。当該サイドライト式バックライトを正面2m離れた位置から目視により観察し、全面で均一な輝度であり輝度ムラを認識することができず、非常に良好と判断できる場合は「◎」、わずかな輝度ムラが認められるが、厳密に均質の輝度が要求されない用途には使用可能と判断できる場合は「○」、明らかに輝度ムラが認められ、使用困難である場合には不良と判断して「×」と表中に表記した。
さらに、当該サイドライト式バックライトを正面2m離れた位置から目視により観察し、色度ムラを認識することができず発色が白色であり、非常に良好と判断できる場合は「◎」、やや色度ムラを認識できるが、厳密な白色発光が要求されない用途には使用可能と判断できる場合は「○」、面内の色度ムラが大きく、使用困難である場合に不良と判断して「×」と表中に表記した。
(3)保存安定性
上記で調製した導光板用組成物を室温において遮光環境下で保存し、1カ月毎に導光板を前記方法により作製し、前記輝度ムラ評価及び色度ムラ評価を行うことにより、導光板用組成物の保存安定性を評価した。導光板の輝度ムラ及び色度ムラが調製直後の導光板用組成物を使用した場合と比較して同等の場合には「◎」、やや変化が見られるが導光板としての使用可否の判断に影響しない程度の場合は「○」、使用可否の判断が異なる場合には「×」と表中に表記した。
上記で調製した導光板用組成物を室温において遮光環境下で保存し、1カ月毎に導光板を前記方法により作製し、前記輝度ムラ評価及び色度ムラ評価を行うことにより、導光板用組成物の保存安定性を評価した。導光板の輝度ムラ及び色度ムラが調製直後の導光板用組成物を使用した場合と比較して同等の場合には「◎」、やや変化が見られるが導光板としての使用可否の判断に影響しない程度の場合は「○」、使用可否の判断が異なる場合には「×」と表中に表記した。
3.3.実施例2、比較例1〜2
水(C)の含有量を表1に記載の通りとし、各材料の使用量を微調整した以外は、実施例1と同様にして導光板用組成物を作製し、評価を行った。
水(C)の含有量を表1に記載の通りとし、各材料の使用量を微調整した以外は、実施例1と同様にして導光板用組成物を作製し、評価を行った。
3.4.実施例3
上記で作製したコアシェル粒子10質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)36.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)44.4質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.44質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.0質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.05質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部を混合し、さらに組成分中の水分が1.5質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)としてコアシェル粒子を含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
上記で作製したコアシェル粒子10質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)36.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)44.4質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.44質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.0質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.05質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部を混合し、さらに組成分中の水分が1.5質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)としてコアシェル粒子を含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
3.5.実施例4
上記で作製した異形粒子30質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)28.8質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)34.8質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.35質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)5.45質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.4質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として異形粒子を含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
上記で作製した異形粒子30質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)28.8質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)34.8質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.35質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)5.45質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.1質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.4質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として異形粒子を含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
3.6.実施例5
上記で作製した炭酸カルシウム粒子A9質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)37.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)45.6質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.45質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.17質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.06質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.02質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.02質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として炭酸カルシウム粒子Aを含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
上記で作製した炭酸カルシウム粒子A9質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)37.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)45.6質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.45質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.17質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.06質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.02質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.02質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として炭酸カルシウム粒子Aを含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
3.7.実施例6
上記で作製した硫酸バリウム粒子A9質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)37.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)45.6質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.45質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.17質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.05質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.03質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.03質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として硫酸バリウム粒子Aを含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
上記で作製した硫酸バリウム粒子A9質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)37.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)45.6質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.45質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.17質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.05質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式会社製)0.03質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.03質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として硫酸バリウム粒子Aを含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
3.8.実施例7
上記で作製した二酸化チタン粒子A9質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)37.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)45.6質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.45質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.17質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.3質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式
会社製)0.03質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.04質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として二酸化チタン粒子Aを含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
上記で作製した二酸化チタン粒子A9質量部、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(アルケマ(株)製、商品名「CN104」)37.6質量部、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」)45.6質量部、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル(日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)0.45質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」)7.17質量部、ヒドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)0.3質量部、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(和光純薬工業株式
会社製)0.03質量部を混合し、さらに組成分中の水分が0.04質量部となるように調製した。さらに遊星式撹拌装置(倉敷紡績株式会社製、型式「KK−50S」)を使用して混練することにより光拡散粒子(A)として二酸化チタン粒子Aを含有する導光板用組成物を作製し、実施例1と同様にして評価を行った。
3.9.評価結果
下表1に各実施例及び比較例に用いた導光板用組成物の組成、物性、並びに評価結果を示す。
下表1に各実施例及び比較例に用いた導光板用組成物の組成、物性、並びに評価結果を示す。
なお、表1中に記載した各材料は、以下に記載の商品もしくは化合物を使用した。
分散媒体(B)
・B1:ビスフェノールAエポキシジアクリレート、アルケマ(株)製、商品名「CN104」
・B2:2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」
水(C):イオン交換水
イソチアゾリン系化合物:2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、和光純薬工業(株)製
光重合開始剤:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」
リン酸エステル:ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル、日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)
ラジカル捕捉剤:ヒドロキノンモノメチルエーテル、和光純薬工業(株)製
分散媒体(B)
・B1:ビスフェノールAエポキシジアクリレート、アルケマ(株)製、商品名「CN104」
・B2:2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、第一工業製薬(株)製、商品名「ニューフロンティアPGA」
水(C):イオン交換水
イソチアゾリン系化合物:2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、和光純薬工業(株)製
光重合開始剤:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、BASFジャパン(株)製、商品名「イルガキュア184」
リン酸エステル:ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)リン酸エステル、日本化薬(株)製、商品名「KAYAMER PM−2」)
ラジカル捕捉剤:ヒドロキノンモノメチルエーテル、和光純薬工業(株)製
実施例1〜7の水(C)を特定量含有する導光板用組成物は、硬化性が良好で、かつ、保存安定性に優れていることがわかる。また、実施例1〜7の水(C)を特定量含有する導光板用組成物を用いて作製された導光板は、輝度ムラや色度ムラを効果的に抑制できるので、導光板の面発光の均質性に優れており、良好な発光特性を示すことがわかる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。
1…導光板、3…光源、11…導光基板、12…光拡散部、20…面光源装置、30…透過型画像表示部、40a・40b・40c…光拡散粒子、50a・50b・50c・50d・50e・50f…異形粒子、52a・52b・52c・52d・52e・52f…第1の光拡散粒子、54a・54b・54c・54d・54e・54f…第2の光拡散粒子、100…透過型画像表示装置(液晶表示装置)、S1・S2…(導光基板の)出射面、S31・S32・S33・S34…(導光基板の)端面
Claims (7)
- 光拡散粒子(A)と、
分散媒体(B)と、
水(C)と、を含有する導光板用組成物であって、
前記光拡散粒子(A)の含有量をMa質量部、前記水(C)の含有量をMc質量部としたときに、両者の比Ma/Mcが5〜500である、導光板用組成物。 - 前記光拡散粒子(A)の粒子径分布の標準偏差を数平均粒子径で除した値(粒子変動係数)が0.01〜0.2である、請求項1に記載の導光板用組成物。
- 前記光拡散粒子(A)の長径(Rmax)と短径(Rmin)との比率(Rmax/Rmin)が1.01〜1.2の範囲にある、請求項1または請求項2に記載の導光板用組成物。
- 前記分散媒体(B)として光重合性成分を含む、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の導光板用組成物。
- さらに、ラジカル捕捉剤を含有する、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の導光板用組成物。
- さらに、イソチアゾリン系化合物を含有する、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の導光板用組成物。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の導光板用組成物を用いて作製された導光板。
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