JP7344961B2 - エッジライト型導光板及びエッジライト型面光源ユニット - Google Patents
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Description
(1)前記凸部の高さHが10~500μmである
(2)前記凸部のピッチPが30~800μmである
エッジライト型導光板が提供される。
好ましくは、前記凸部の高さHが10~500μmであり、前記凸部のピッチPが30~800μmである。
好ましくは、前記スチレン系樹脂組成物100質量部に対して、前記リン系酸化防止剤(A)0.001~0.5質量部と、前記フェノール系酸化防止剤(B)0.001~0.5質量部と、を含有する。
好ましくは、前記リン系酸化防止剤(A)が、2,2'-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト、3,9-ビス(2,6-ジ―tert-ブチル―4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ―3,9-ジホスファスピロ〔5,5〕ウンデカン、テトラキス(2,4-ジ―tert-ブチルフェニル)〔1,1ビフェニル〕―4,4ジイルビホスホナイト、ビス(2,4-ジ―tert-ブチル―6-メチルフェニル)エチル亜リン酸エステルから選ばれる少なくとも1種である。
好ましくは、前記フェノール系酸化防止剤(B)が、6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチレンビス(オキシエチレン)ビス〔3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート〕、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9-ビス[2-〔3-(3-tert-ブチル―4-ヒドロキシ―5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンから選ばれる少なくとも1種である。
好ましくは、前記スチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)が20万~40万で、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.0~3.0である。
好ましくは、前記スチレン系樹脂組成物の初期の光路長115mmでの波長380~780nmの平均透過率が80%以上である。
本発明の別の観点によれば、前記エッジライト型導光板と、前記エッジライト導光板の端面に光を供給する光源を有する、エッジライト型面光源ユニットが提供される。
[導光板の形状]
(凸部)
本発明のエッジライト型導光板は、導光板の表面に凹凸形状を有する。より詳細には、図1に示すように、導光板1の表面に複数のレンチキュラー形状(図1A)及び/又はプリズム形状(図1B)の凸部3を有する。凸部は、導光板の少なくとも一つの面に設けられていることが好ましく、特に導光板の前面(発光面)である一つの面に設けられている必要がある。他の面についても必要であれば設けてもよいが、導光板の前面(発光面)にのみ設けられていることがより好ましい。
導光板の厚みTは、1.0~3.0mmであり、好ましくは1.5~2.5mmであり、より好ましくは1.6~2.4mmである。このような範囲内であると、酸化防止剤を添加したスチレン系樹脂組成物の成形において、優れた押出安定性、ロール転写性、及びロール離型性で、十分な強度の導光板を製造することが容易である。導光板の厚みTは、具体的には例えば、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
本発明のエッジライト型導光板は、スチレン系樹脂組成物を含むエッジライト型導光板である。すなわち、スチレン系樹脂組成物からなる成形品である。
スチレン系樹脂は、スチレン系単量体を重合して得ることができる。スチレン系単量体とは、芳香族ビニル系モノマーである、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、エチルスチレン、p-t-ブチルスチレン等の単独または2種以上の混合物であり、好ましくはスチレンである。また、本発明の特徴を損ねない範囲でスチレン系単量体以外の単量体と共重合してもよく、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等のアクリル系モノマー、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニルモノマー、や無水マレイン酸、フマル酸等のα,β-エチレン不飽和カルボン酸類、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のイミド系モノマー類が挙げられる。スチレン系樹脂は、好ましくは実質的にスチレン系単量体のみからなり、より好ましくはスチレン系単量体のホモポリマーである。
スチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、重合工程の反応温度、滞留時間、重合開始剤の種類及び添加量、連鎖移動剤の種類及び添加量、重合時に使用する溶媒の種類及び量等によって制御することができる。
スチレン系樹脂組成物は、リン系酸化防止剤(A)及びフェノール系酸化防止剤(B)の何れか一方を含有していればよいが、双方を併用することでより高い成形性及び強度が得られる。
前述の6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(例えば、住友化学株式会社製、スミライザーGP)のように、同一分子内にフォスファイト構造とフェノール構造を併せ持つ化合物については、スチレン系樹脂組成物に対して、リン系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤のそれぞれを含有すると考える。例えば、リン系―フェノール系化合物を0.1質量部含有する場合には、スチレン系樹脂組成物100質量部に対して、リン系酸化防止剤を0.1質量部、フェノール系酸化防止剤を0.1質量部含有すると考える。
スチレン系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、イオウ系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系安定剤、帯電防止剤、親水性添加剤、流動パラフィン(ミネラルオイル)、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ブルーイング剤等の種々の添加剤を含有することができる。
本発明のエッジライト型導光板は、上記のスチレン系樹脂組成物を成形して得られ、成形方法としては、シート押出成形や、射出成形、圧縮成形等の公知の方法を用いることができるが、生産性、成形品の大型化が容易という点で、表面形状転写型を備えた連続シート押出成形であることが好ましい。該シート押出成形の例としては、樹脂を加熱溶融状態でフィードブロックに供給し、ダイから連続的に押し出しシートを作成する押出工程と、前記樹脂シートを、圧着ロールと冷却ロールで挟み込む押圧工程、前記押圧工程後、前記樹脂シートを前記冷却ロールに密着させながら搬送する搬送工程を有し、前記冷却ロールの表面に転写型を備える連続シート押出成形法が上げられ、該転写型の形状を変更することで、シート表面に任意の凹凸形状を転写することができる。
また、本発明のエッジライト型導光板は、前面(発光面)に凹凸形状を有するが、背面には光を乱反射させる反射加工が施される。反射加工としては、例えば、シルク印刷やインクジェット印刷のほか、レーザー照射によりドット形状の凹凸を付与する方法が上げられ、ドットパターンの印刷には、光を拡散させる微粒子を有するインクを使用することができる。
本発明のエッジライト型面光源ユニットは、エッジライト型導光板と、該導光板の端面に光を供給する光源を有する、エッジライト型面光源ユニットである。
本発明のエッジライト型面光源ユニットは液晶表示装置用の面光源装置として好適に用いられる。
完全混合型撹拌槽である第1反応器と第2反応器及び静的混合器付プラグフロー型反応器である第3反応器を直列に接続して重合工程を構成し、表1に示す条件によりスチレン系樹脂の製造を実施した。各反応器の容量は、第1反応器を39リットル、第2反応器を39リットル、第3反応器を16リットルとした。表1に記載の原料組成にて、原料溶液を作成し、第1反応器に原料溶液を表1に記載の流量にて連続的に供給した。重合開始剤は、第1反応器の入口で表1に記載の添加濃度(原料スチレンに対する質量基準の濃度)となるように原料溶液に添加し、均一混合した。表1に記載の重合開始剤は次の通り
重合開始剤-1 :2,2-ジ(4,4-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン(日油株式会社製パーテトラAを使用した。)
重合開始剤-2 :1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(日油株式会社製パーヘキサCを使用した。)
なお、第3反応器では、流れの方向に沿って温度勾配をつけ、中間部分、出口部分で表1の温度となるよう調整した。
続いて、第3反応器より連続的に取り出した重合体を含む溶液を直列に2段より構成される予熱器付き真空脱揮槽に導入し、表1に記載の樹脂温度となるよう予熱器の温度を調整し、表1に記載の圧力に調整することで、未反応スチレン及びエチルベンゼンを分離した後、多孔ダイよりストランド状に押し出しして、コールドカット方式にて、ストランドを冷却および切断しペレット化した。
メルトマスフローレート(MFR)は、JIS K 7210に従って、温度200℃、49N荷重の条件で、ビカット軟化温度は、JIS K 7206に従って、昇温速度50℃/hr、試験荷重50Nで測定した。
重量平均分子量(Mw)及びZ平均分子量(Mz)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、次の条件で測定した。
GPC機種:昭和電工株式会社製Shodex GPC-101
カラム:ポリマーラボラトリーズ社製 PLgel 10μm MIXED-B
移動相:テトラヒドロフラン
試料濃度:0.2質量%
温度:オーブン40℃、注入口35℃、検出器35℃
検出器:示差屈折計
分子量は単分散ポリスチレンの溶出曲線より各溶出時間における分子量を算出し、ポリスチレン換算の分子量として算出したものである。
<樹脂組成物の調製>
表2及び表3に示す含有量にて、スチレン系樹脂PS-1、PS-2、PS-3とリン系酸化防止剤(A)及び/又はフェノール系酸化防止剤(B)をスクリュー径40mmの単軸押出機を用いて、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数100rpmで溶融混錬してペレットを得た。
HP-10:2,2'-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス(株式会社ADEKA製 アデカスタブHP-10)
168:トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト(BASFジャパン株式会社製 Irgafos 168)
PEP-36:3,9-ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ〔5.5〕ウンデカン(株式会社ADEKA製 アデカスタブ PEP-36)
P-EPQ:テトラキス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)[1,1ビフェニル]-4,4ジイルビホスホナイト(クラリアントCo.Ltd.製 Hostanox P-EPQ)
38:ビス(2,4-ジ-tert-ブチル-6-メチルフェニル)エチル亜りん酸エステル、(BASFジャパン株式会社製 Irgafos 38)
GP:6-〔3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ〕-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン(住友化学株式会社製 スミライザーGP)
1076:オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(BASFジャパン株式会社製 Irganox 1076)
245:エチレンビス(オキシエチレン)ビス〔3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート〕(BASFジャパン株式会社製 Irganox 245)
1010:ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート](BASFジャパン株式会社製 Irganox 1010)
AO80:3,9-ビス[2-〔3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(株式会社ADEKA製 アデカスタブAO-80)
得られたペレットを用いて、シリンダー温度230℃、金型温度50℃にて射出成形を行い、127×127×3mm厚みの板状成形品を成形した。長期耐久性性を評価するため、得られた成形品を80℃のオーブン内で1000時間保管した。保管前の初期の成形品(初期のサンプル)と保管後の成形品(長期耐久試験後のサンプル)について光学特性を評価するため、板状成形品から115×85×3mm厚みの試験片を切り出し、端面をバフ研磨によって研磨し、端面に鏡面を有する板状成形品を作成した。研磨後の板状成形品について、日本分光株式会社製の紫外線可視分光光度計V-670を用いて、大きさ20×1.6mm、広がり角度0°の入射光において、光路長115mmでの波長350nm~800nmの分光透過率を測定し、C光源における、視野2°でのYI値をJIS K7105に倣い算出した。表2及び表3に示す全光線透過率とは、波長380nm~780nmの平均透過率を表す。
図3に示すように、得られたペレットを、スクリュー径120mm、L/D=32の単軸押出機5に供給し、シリンダー温度を150~230℃に設定し、溶融混錬した後、ギアポンプ7を経由し、樹脂温度260℃にて、幅1500mmのTダイ9より吐出し、シートを押し出した。続いて、押し出されたシートを、圧着ロール11(鏡面冷却ロール)と第1冷却ロール13(鏡面冷却ロール)で挟み込み、第1冷却ロール13に巻き付けた状態で搬送した後、更に、第1冷却ロール13と第2冷却ロール15(転写型装着ロール)とで挟み込み、樹脂シートの片面に凹凸形状を転写した後、第2冷却ロール15から剥離した樹脂シートを、引取ロール17により引取速度5.2m/分で引き取った。なお、圧着ロール11、第1冷却ロール13及び第2冷却ロール15にはクロムメッキが施されており、各ロールの温度は、圧着ロール11/第1冷却ロール13/第2冷却ロール15=80℃/85℃/90℃に設定した。また、第2冷却ロール15に装着する転写型の形状を変更することで、表2、表3に示す表面凸部形状を有する樹脂シートを得た。
表2及び表3における導光板製造における押出安定性(目ヤニ)、ロール転写性、ロール離型性、及び導光板の強度について下記のように評価した。
ダイの樹脂温度を300℃に調整し、ダイ付近の目ヤニ発生状況を、以下の基準に基づき評価した。
○:シート押出開始後、30分を経過しても、目ヤニが確認されない。
△:シート押出開始後、10~30分で目ヤニが確認される。
×:シート押出開始後、10分以内に目ヤニが確認される。
なお、「目ヤニ」とは、ダイの出口ノズル周辺に発生する、茶色、若しくは黒色の樹脂劣化物であり、通常、押出量とともに増加し、所定の量を超えるとノズルより脱離し、シート表面に付着する。
下記式によりロール転写率Tを求め、ロール転写率Tが95%以上を○、85~95%を△、85%以下を×として、ロール転写性を評価した。
ロール転写率T(%)=樹脂シートの凸部の高さH/転写型の溝部の深さH´×100
ダイの樹脂温度を270℃、290℃に調整し、各温度で30分間連続押出を行った後、シート表面の外観を観察した。290℃で外観に変化が無いものを○、290℃でシート表面に肌荒れや白化が生じ、270℃で外観に変化が無いものを△、270℃でシート表面に肌荒れや白化が生じるものを×として、ロール離型性を評価した。
前記で得られた樹脂シートから、200mm×200mmの試験片を切り出し、重量16.6gの球を使用し、JIS K-7211に従って、50%破壊高さを測定した。50%破壊高さが50cm以上のものを○、30~50cmのものを△、30cm以下のものを×として、導光板の強度を測定した。
Claims (9)
- スチレン系樹脂組成物を含むエッジライト型導光板であって、
前記導光板の表面に複数のレンチキュラー形状及び/又はプリズム形状の凸部を有し、
前記導光板の厚みTが1.0~3.0mmであり、
前記スチレン系樹脂組成物が、スチレン系樹脂と、リン系酸化防止剤(A)及び/又はフェノール系酸化防止剤(B)と、を含有し、
下記の(1)及び(2)の少なくとも一方を満たす、
(1)前記凸部の高さHが10~500μmである
(2)前記凸部のピッチPが30~800μmである
エッジライト型導光板。 - 前記凸部の高さHが10~500μmであり、前記凸部のピッチPが30~800μmである、請求項1に記載のエッジライト型導光板。
- 前記スチレン系樹脂組成物100質量部に対して、前記リン系酸化防止剤(A)0.001~0.5質量部と、前記フェノール系酸化防止剤(B)0.001~0.5質量部と、を含有する請求項1又は請求項2に記載のエッジライト型導光板。
- 前記リン系酸化防止剤(A)が、2,2'-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチル-1-フェニルオキシ)(2-エチルヘキシルオキシ)ホスホラス、トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)フォスファイト、3,9-ビス(2,6-ジ―tert-ブチル―4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ―3,9-ジホスファスピロ〔5,5〕ウンデカン、テトラキス(2,4-ジ―tert-ブチルフェニル)〔1,1ビフェニル〕―4,4ジイルビホスホナイト、ビス(2,4-ジ―tert-ブチル―6-メチルフェニル)エチル亜リン酸エステルから選ばれる少なくとも1種である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のエッジライト型導光板。
- 前記フェノール系酸化防止剤(B)が、6-[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロポキシ]-2,4,8,10-テトラ-tert-ブチルジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチレンビス(オキシエチレン)ビス〔3-(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-m-トリル)プロピオネート〕、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,9-ビス[2-〔3-(3-tert-ブチル―4-ヒドロキシ―5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1-ジメチルエチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンから選ばれる少なくとも1種である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のエッジライト型導光板。
- 前記スチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)が20万~40万で、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.0~3.0である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のエッジライト型導光板。
- 前記スチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.0~3.0である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のエッジライト型導光板。
- 前記スチレン系樹脂組成物の初期の光路長115mmでの波長380~780nmの平均透過率が80%以上である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載のエッジライト型導光板。
- 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載のエッジライト型導光板と、前記エッジライト導光板の端面に光を供給する光源を有する、エッジライト型面光源ユニット。
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