TW201543114A - 光擴散透射片 - Google Patents

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Satoru Kusaka
Takashi Morimoto
Takeshi Maeda
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Abstract

本發明之光擴散透射片具備：母材樹脂；及複合粒子，其含有樹脂成分及內包於樹脂成分中之無機微粒子，且分散於母材樹脂中。藉此，可提供一種光擴散透射片，其含有無機材料，發揮優異之光擴散特性，且降低損傷所接觸之其他構件之可能性。

Description

光擴散透射片
本發明係關於一種光擴散透射片。
先前，例如為了使液晶顯示器之背光裝置成為於整個液晶顯示器中具有均勻之亮度之光源，使用使入射光擴散透射之技術。又，為了使照明器具之光源之形狀變得不顯眼，使用使來自光源之光擴散透射之技術。
作為使入射光擴散透射之技術，已知對於入射來自光源之光之片等，使片中分散用於光擴散之粒子之技術。
例如，專利文獻1中，記載具有於內部含有光擴散元件之基材膜之光擴散膜。作為可使用之光擴散元件，可列舉特定之樹脂、以及二氧化矽、硫酸鋇、碳酸鈣、及氧化鈦等無機材料。
又，專利文獻2中，記載有一種光擴散板，其於含有透明樹脂之透明基材之內部含有第一光擴散粒子及具有較第一光擴散粒子之折射率高之折射率之第二光擴散粒子。作為第二光擴散粒子之材料，例如記載將二氧化鈦、氧化銻、硫酸鋇、硫酸鋅、氧化鋅、及碳酸鈣等無機材料單獨或混合使用。藉由第二光擴散粒子之反射能力使光強度較強之部分之光 線擴散，防止亮度不均之產生。
專利文獻1：日本特開2007-140477號公報
專利文獻2：日本特開2008-40479號公報
為了提高光擴散透射片之光擴散特性，有較理想為如上所述般使無機材料分散於光擴散透射片中之情形。然而，無機材料通常具有高硬度，故有分散有無機材料之光擴散透射片損傷重疊於該光擴散透射片之其他構件之可能性。於該情形時，亦有由於該損傷而使光之擴散產生不均之可能性。
本發明鑒於此種情況，目的在於提供一種光擴散透射片，其含有無機材料，發揮優異之光擴散特性，且降低損傷所接觸之其他構件之可能性。
本發明提供一種光擴散透射片，其具備：母材樹脂；及複合粒子，其含有樹脂成分及內包於該樹脂成分中之無機微粒子，且分散於上述母材樹脂中。
根據本發明，由於分散於母材樹脂之複合粒子中，無機微粒子內包於樹脂成分中，故複合粒子之硬度低於無機微粒子之硬度。因此，可降低因無機微粒子之硬度而損傷與本發明之光擴散透射片接觸之其他構件之可能性。又，關於本發明之光擴散透射片，由於入射光於樹脂成分與 無機微粒子之界面折射或反射，故發揮優異之光擴散特性。
1‧‧‧光擴散透射片
10‧‧‧母材樹脂
20‧‧‧複合粒子
21‧‧‧樹脂成分
22‧‧‧無機微粒子
22a‧‧‧第1無機微粒子
22b‧‧‧第2無機微粒子
23‧‧‧無機成分
24‧‧‧核心
31‧‧‧平面摩擦元件
32‧‧‧砝碼
40‧‧‧支持台
PS‧‧‧亮度上升膜
Sa‧‧‧樣品
圖1係本發明之實施形態之光擴散透射片之示意性剖視圖。
圖2A係示意性地表示複合粒子之結構之剖視圖。
圖2B係示意性地表示另一實施形態之複合粒子之結構之剖視圖。
圖2C係示意性地表示進而另一實施形態之複合粒子之結構之剖視圖。
圖3係表示用於評價損傷賦予特性之裝置之側視圖。
圖4係複合粒子之SEM(掃描型電子顯微鏡)照片。
圖5係另一複合粒子之SEM照片。
圖6係表示樣品之霧度率及亮度之評價結果之圖表。
圖7係表示樣品之散射光分佈之圖表。
圖8係表示樣品之亮度之相對值與二氧化鈦微粒子之粒徑之關係之圖表。
圖9係表示樣品之亮度之相對值與二氧化鈦微粒子之含有率之關係之圖表。
圖10係表示樣品之單半值寬之圖表。
圖11係表示樣品之亮度之相對值與酞花青藍之含有率之關係之圖表。
圖12係表示樣品之色度y與酞花青藍之含有率之關係之圖表。
以下，就本發明之實施形態一面參照圖式一面加以說明。再 者，以下之說明係關於本發明之一例者，本發明不受該等任何限定。
如圖1所示，本發明之光擴散透射片1具備母材樹脂10及複合粒子20。複合粒子20分散於母材樹脂10中。母材樹脂10並無特別限定，較理想為複合粒子20之分散性優異，具有對於可見光之透明性、耐候性、耐濕性、及耐熱性之樹脂。例如，作為母材樹脂10，可列舉：聚酯多元醇、線狀聚酯、丙烯酸系樹脂、胺基樹脂、環氧系樹脂、三聚氰胺系樹脂、聚矽氧系樹脂、胺酯(urethane)系樹脂、乙酸乙烯酯系樹脂、降莰烯系樹脂、聚碳酸酯樹脂等。又，亦可使用各種熱硬化型樹脂、各種紫外線硬化型樹脂。於該等樹脂中，亦可適當添加異氰酸酯系等硬化劑、各種分散劑。光擴散透射片1亦可進而具備PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜等基板，於該基板上呈層狀重疊分散有複合粒子20之母材樹脂10而形成。
如圖2A所示，複合粒子20含有樹脂成分21及無機微粒子22。無機微粒子22內包於樹脂成分21中。自光源入射至光擴散透射片1之光之前進方向受到複合粒子20與母材樹脂10之界面或樹脂成分21與無機微粒子22之界面之折射或反射之影響。藉此，可使入射至光擴散透射片1之光擴散。無機微粒子22例如為選自由二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、碳酸鈣、硫酸鋇、硫化鋅、氫氧化鋁、及體質顏料所組成之群中之至少一種微粒子。其中，無機微粒子22設為例如二氧化矽微粒子或二氧化鈦微粒子即可。於該情形時，材料間之折射率差變大，可提高光擴散透射片1之散射效率。再者，本說明書中，所謂「微粒子」，意指利用雷射繞射法測定之體積基準D50為1nm~20μm之粒子。
為了對光擴散透射片1賦予充分之光擴散特性，且確保光擴 散透射片1之特定之亮度特性，光擴散透射片1中之複合粒子20之含量例如為10質量%~90質量%，較理想為20質量%~80質量%，更理想為30質量%~70質量%。
關於複合粒子20之平均粒徑，較理想為抑制一次粒子之凝聚而若於特定之範圍。藉此，可使複合粒子20均勻地分散於母材樹脂10。其結果是，可防止光擴散透射片1之光擴散特性之空間差異。又，可降低因光進入一次粒子凝聚時所產生之一次粒子彼此之間之空隙所導致之光之反射損耗。藉此，可提高光擴散透射片1之亮度特性。進而，於光擴散透射片1中，可充分確保光折射之界面。藉此，可提高光擴散透射片1之光擴散特性。就此種觀點而言，複合粒子20之平均粒徑例如為1μm~20μm，較理想為1μm~15μm，更理想為1μm~10μm。再者，本說明書中，所謂「平均粒徑」，意指利用雷射繞射法測定之體積基準D50。
關於複合粒子20之形狀，就對光擴散透射片1賦予空間上均勻之光擴散特性之觀點而言，較理想為縱橫比為0.6~1.4之粒狀。此處，所謂縱橫比，意指複合粒子20之長徑da相對於複合粒子20之短徑db之比(da/db)。
無機微粒子22之粒徑較理想為以如下方式規定：以樹脂成分21內包無機微粒子22，且可於樹脂成分21與無機微粒子22之間形成適於光之折射或反射之大小之界面。就該觀點而言，無機微粒子22之平均粒徑例如為1nm~500nm，較理想為5nm~400nm，更理想為10nm~350nm。
無機微粒子22之含量及樹脂成分21之含量較理想為以如下方式規定：可藉由樹脂成分21將無機微粒子22內包，且可對光擴散透射片 1賦予優異之光擴散特性及亮度特性。就該觀點而言，無機微粒子22之含量例如為50質量%~99質量%，較理想為60質量%~90質量%，更理想為70質量%~85質量%。又，樹脂成分21之含量例如為1質量%~50質量%，較理想為10質量%~40質量%，更理想為15質量%~30質量%。
樹脂成分21較理想為可內包無機微粒子22，且具有對於可見光之透明性。樹脂成分21例如為選自由丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、及尼龍所組成之群中之至少一者。其中，就降低複合粒子20之硬度，降低損傷與光擴散透射片1相接之構件之可能性之觀點而言，較理想為樹脂成分21為聚氨酯樹脂，尤其理想為含有矽烷醇基之聚氨酯樹脂。又，就藉由使光於樹脂成分21與無機微粒子22之界面大幅折射而提高光擴散透射片1之光擴散特性之觀點而言，較理想為樹脂成分21之折射率與無機微粒子22之折射率之差為0.05以上。
如圖2B所示，複合粒子20亦可含有多種(圖2B中為2種)無機微粒子22(第1無機微粒子22a及第2無機微粒子22b)。於該情形時，例如第1無機微粒子22a具有相對較高之折射率，第2無機微粒子22b具有相對較低之折射率。例如，第1無機微粒子22a具有高於2.0且較樹脂成分21之折射率高1以上之折射率。又，較理想為樹脂成分21之折射率與第2無機微粒子22b之折射率之差為0.05以上。藉此，光於樹脂成分21與第1無機微粒子22a之界面大幅折射。又，於樹脂成分21與第2無機微粒子22b之界面，光亦折射。藉此，可提高光擴散透射片1之光擴散特性。
第1無機微粒子22a例如為二氧化鈦微粒子，第2無機微粒子22b例如為二氧化矽微粒子。即，複合粒子20例如含有二氧化矽微粒子 及二氧化鈦微粒子作為無機微粒子22。二氧化矽之折射率為約1.45，關於二氧化鈦之折射率，於金紅石型之情形時，為約2.71。可藉由該折射率之差異而提高光擴散透射片1之光擴散特性。關於二氧化矽微粒子之平均粒徑，就提高複合粒子20中之二氧化矽微粒子之分散性之觀點而言，例如為1nm~100nm，較理想為3nm~50nm，更理想為5nm~10nm。又，關於二氧化鈦微粒子之平均粒徑，就對複合粒子20賦予適度大小，且降低光之反射損耗，提高光擴散透射片1之亮度特性之觀點而言，例如為100nm~500nm，較理想為150nm~400nm，更理想為200~350nm。
就提高光擴散透射片1之亮度特性之觀點而言，複合粒子20中之二氧化鈦微粒子之含量較理想為10質量%~70質量%。
於複合粒子20含有二氧化矽微粒子及二氧化鈦微粒子之情形時，複合粒子20亦可進而含有氧化鋅微粒子、硫酸鋇微粒子、或碳酸鈣微粒子作為無機微粒子22。於該情形時，複合粒子20所含之材料間之界面之變化(variations)增多，光之折射之方法多樣化，故可提高光擴散透射片1之視野角特性。尤其理想為複合粒子20除二氧化矽微粒子及二氧化鈦微粒子以外，亦含有氧化鋅微粒子作為無機微粒子。複合粒子20中，被容許之氧化鋅微粒子、硫酸鋇微粒子、或碳酸鈣微粒子之含量例如為1質量%~20質量%。又，就無機微粒子22適當地內包於樹脂成分21中之觀點而言，氧化鋅微粒子、硫酸鋇微粒子、或碳酸鈣微粒子之平均粒徑較理想為10nm~500nm。
如圖2C所示，複合粒子20亦可具有以樹脂成分21被覆由無機成分23內包無機微粒子22所形成之核心24之核殼結構。於該情形時， 亦可利用形成外殼之樹脂成分21使複合粒子20之硬度降低某種程度。然而，為了充分降低複合粒子20之硬度，降低損傷與光擴散透射片1相接之構件之可能性，較理想為複合粒子20如圖2A或圖2B所示，使樹脂成分21作為複合粒子20之黏合劑分佈至複合粒子20之中心附近。
複合粒子20亦可含有上述成分以外之成分。例如，複合粒子20亦可進而含有螢光染料或螢光增白劑。藉此，可提高光擴散透射片1之亮度特性。又，為了調整透射光擴散透射片1之光之色度，複合粒子20亦可含有染料或顏料。作為染料之例，可列舉螢光染料及藍系染料。又，作為顏料之例，可列舉酞花青藍等藍系顏料。
說明光擴散透射片1之製造方法之一例。製備分散有樹脂成分21及無機微粒子22之溶膠液。於溶膠液中，視需要分散多個無機微粒子22、螢光染料、螢光增白劑、染料、或顏料。藉由使用所製備之溶膠液進行噴霧乾燥，可獲得複合粒子20。藉由調整溶膠液中之固體成分之含量及噴霧乾燥之噴霧條件，可抑制一次粒子之凝聚，將複合粒子20之粒徑控制為適當之範圍。就該觀點而言，溶膠液中之固體成分之含量例如為3質量%~30質量%，較理想為5質量%~25質量%，更理想為8質量%~22質量%。又，噴霧乾燥時之溶膠液之噴霧速度例如為15g/min~60g/min，較理想為20g/min~50g/min，更理想為22g/min~45g/min。
又，於成為樹脂成分21之熔融樹脂中添加無機微粒子22，視需要添加多個無機微粒子22、螢光染料、螢光增白劑、染料、或顏料，並加以混練，使該等添加物均勻地混合於熔融樹脂。將如此獲得之樹脂之塊進行粉碎，調整為特定粒徑，藉此亦可獲得複合粒子20。然而，就使無 機微粒子22等均勻地分散於樹脂成分，或高效地製造理想粒徑及形狀之複合粒子20之觀點而言，較理想為藉由溶膠液之製備及噴霧乾燥製作複合粒子20。
如圖2C所示之具有核殼結構之複合粒子20例如可藉由以下所述之方法製造。製備含有無機微粒子22及無機成分23之溶膠液，使用所製備之溶膠液進行噴霧乾燥，藉此製作核心24。繼而，進行利用樹脂成分21於所製作之核心24之表面形成被膜之處理，藉此可製造具有核殼結構之複合粒子20。樹脂成分21中之表面被膜處理例如藉由攪拌將核心24添加於分散有樹脂成分21之乳液中所獲得之混合液而進行。藉此，於攪拌槽內，樹脂成分21碰撞核心24，附著於核心24之表面，故可藉由樹脂成分21被覆核心24之表面。
如上述般製作之複合粒子20均勻地分散於含有母材樹脂10之流體中。如此，製備含有母材樹脂10及複合粒子20之墨水。將該墨水塗佈於PET膜等基板上，使該墨水固化，藉此可獲得光擴散透射片1。
實施例
使用實施例詳細地說明本發明。然而，本發明並不限定於以下實施例。
<複合粒子之製作>
(複合粒子A-1)
將二氧化鈦微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑210nm、SJR-405SL)與另一種二氧化鈦微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑250nm、WP0141)之水分散體、二氧化矽微粒子之膠體液(日產化學工業公司製造、二氧化 矽微粒子之平均粒徑10nm~20nm、Snowtex N)、及聚氨酯乳液(三井化學公司製造、Takelac WS-6021)加以混合，製備溶膠液。藉由純水將二氧化鈦、二氧化矽、及聚氨酯之固形物成分於溶膠液中之濃度調整為14.6質量%。又，以固形物成分中，二氧化鈦之含有率、二氧化矽之含有率及聚氨酯之含有率分別成為50質量%、32質量%、18質量%之方式製備溶膠液。再者，聚氨酯乳液所含之聚氨酯含有矽烷醇基。該含矽烷醇基之聚氨酯之折射率為1.50~1.55。
使用噴霧乾燥機(藤崎電機公司製造、MDL-050)將所製備之溶膠液噴霧乾燥，製作複合粒子A-1。以複合粒子A-1之平均粒徑若於1~10μm之範圍之方式調整溶膠液之噴霧條件。使用雷射繞射．散射式粒徑分佈測定裝置(日機裝公司製造、製品名：Microtrac(MT-3000II))測定複合粒子A-1之平均粒徑。該測定所使用之測定試樣係藉由將乾燥後之複合粒子A-1適量混合於純水，進行超音波振動(以130W進行1分鐘)，使複合粒子A-1分散於純水中而製作。再者，以下所述之各複合粒子之平均粒徑亦與複合粒子A-1相同地測定。
(無機複合粒子B-1)
將二氧化鈦微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑210nm、SJR-405SL)與另一種二氧化鈦微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑250nm、WP0141)之水分散體、四甲氧基矽烷、及二氧化矽微粒子之膠體液(日本化學工業公司製造、二氧化矽微粒子之平均粒徑10nm~20nm、Silicadol 30)加以混合，製備溶膠液。使用純水以二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、及分散劑等固形物成分成為15質量%之方式製備溶膠液。又，將溶膠液之無機固 形物成分中之二氧化鈦微粒子之含有率調整為30質量%。
使用噴霧乾燥機(藤崎電機公司製造、MDL-050)將所製備之溶膠液噴霧乾燥，製作無機複合粒子B-1。以無機複合粒子之平均粒徑若於1~10μm之範圍之方式調整溶膠液之噴霧條件。
(複合粒子A-2)
於聚氨酯乳液(三井化學公司製造、Takelac WS-6021)中添加無機複合粒子B-1，藉由純水製備固形物成分17質量%之混合液。於特定之條件下攪拌該混合液，利用聚氨酯被覆無機複合粒子B-1之表面。使該經聚氨酯被覆之無機複合粒子B-1自混合液分離，於特定之條件下乾燥及壓碎，藉此獲得複合粒子A-2。以複合粒子A-2之平均粒徑成為1~10μm之範圍之方式調整攪拌、乾燥、及壓碎之條件。複合粒子A-2中之聚氨酯之含有率為2質量%。
(複合粒子A-3)
於丙烯酸酯乳液(Mitsubishi Rayon公司製造、MX-9017)中添加無機複合粒子B-1，藉由純水製備固形物成分17質量%之混合液。於特定之條件下攪拌該混合液，利用丙烯酸樹脂被覆無機複合粒子B-1之表面。使該經丙烯酸樹脂被覆之無機複合粒子B-1自混合液分離，於特定之條件下乾燥及壓碎，藉此獲得複合粒子A-3。以複合粒子A-3之平均粒徑成為1~10μm之方式調整攪拌、乾燥、及壓碎之條件。複合粒子A-3中之丙烯酸樹脂之含有率為1質量%。
(複合粒子A-4)
於丙烯酸苯乙烯乳液(DIC公司製造、BONKOTE 5400EF)中添加無機 複合粒子B-1，藉由純水製備固形物成分17質量%之混合液。於特定之條件下攪拌該混合液，利用丙烯酸苯乙烯樹脂被覆無機複合粒子B-1之表面。使該經丙烯酸苯乙烯樹脂被覆之無機複合粒子B-1自混合液分離，於特定之條件下乾燥及壓碎，藉此獲得複合粒子A-4。以複合粒子A-4之平均粒徑成為1~10μm之方式調整攪拌、乾燥、及壓碎之條件。複合粒子A-4中之丙烯酸樹脂之含有率為3質量%。
(複合粒子A-5)
於丙烯酸改質胺酯樹脂之乳液(中央理化工業公司製造、Rikabond SU-200)中添加無機複合粒子B-1，藉由純水製備固形物成分17質量%之混合液。於特定之條件下攪拌該混合液，利用丙烯酸改質胺酯樹脂被覆無機複合粒子B-1之表面。使該經丙烯酸改質胺酯樹脂被覆之無機複合粒子B-1自混合液分離，於特定之條件下乾燥及壓碎，藉此獲得複合粒子A-5。以複合粒子A-5之平均粒徑成為1~10μm之方式調整攪拌、乾燥、及壓碎之條件。複合粒子A-5中之丙烯酸樹脂之含有率為3質量%。
(複合粒子A-6~複合粒子A-9)
僅使用平均粒徑為210nm之二氧化鈦微粒子作為二氧化鈦微粒子，使用三井化學公司製造之Takelac W-6020作為聚氨酯乳液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、及聚氨酯之含有率分別設為30質量%、43質量%、及27質量%，除此以外，以與複合粒子A-1相同之方式製作複合粒子A-6。除使用平均粒徑為250nm之二氧化鈦微粒子以外，以與複合粒子A-6相同之方式製作複合粒子A-7。除使用平均粒徑為300nm之二氧化鈦微粒子以外，以與複合粒子A-6相同之方式製作 複合粒子A-8。除使用平均粒徑為400nm之二氧化鈦微粒子以外，以與複合粒子A-6相同之方式製作複合粒子A-9。
(複合粒子A-10~A-15)
僅使用SJR-405SL(Tayca公司製造、平均粒徑210nm)作為二氧化鈦微粒子，使用三井化學公司製造之Takelac W-6020作為聚氨酯乳液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、及聚氨酯之含有率如表1般調整，除此以外，以與複合粒子A-1相同之方式製作複合粒子A-10、複合粒子A-11、複合粒子A-12、複合粒子A-13、複合粒子A-14、及複合粒子A-15。
(複合粒子A-16)
僅使用SJR-405SL(Tayca公司製造、平均粒徑210nm)作為二氧化鈦微粒子，使用三井化學公司製造之Takelac W-6020作為聚氨酯乳液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、及聚氨酯之含有率分別調整為10質量%、63質量%、及27質量%，將溶膠液中之固形物成分濃度調整為15質量%，將噴霧乾燥之噴霧速度調整為22.2g/min~22.4g/min，除此以外，以與複合粒子A-1相同之方式製作複合粒子A- 16。對複合粒子A-16測定體積基準之粒度分佈，結果具有粒徑20μm以上之粒徑之粒子之比率為1%以下。將複合粒子A-16之SEM(掃描式電子顯微鏡)照片示於圖4。
(複合粒子A-17)
除將噴霧乾燥之噴霧速度調整為30g/min以外，以與複合粒子A-16相同之方式製作複合粒子A-17。對複合粒子A-17測定體積基準之粒度分佈，結果具有粒徑20μm以上之粒徑之粒子之比率為約30%。將複合粒子A-17之SEM照片示於圖5。
(複合粒子A-18)
僅使用SJR-405SL(Tayca公司製造、平均粒徑210nm)作為二氧化鈦微粒子，使用三井化學公司製造之Takelac W-6020作為聚氨酯乳液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、及聚氨酯之含有率分別設為40質量%、33質量%、及27質量%，除此以外，以與複合粒子A-1相同之方式製作複合粒子A-18。
(複合粒子A-19)
將硫酸鋇微粒子(堺化學工業公司製造、平均粒徑300nm、製品名：B-30)進而添加於溶膠液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、聚氨酯、及硫酸鋇微粒子之含有率分別設為20質量%、33質量%、27質量%、20質量%，除此以外，以與複合粒子A-18相同之方式製作複合粒子A-19。該硫酸鋇之折射率為1.64。再者，二氧化鈦之折射率為2.70，聚氨酯之折射率為1.55。
(複合粒子A-20)
將氧化鋅微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑20nm、製品名：MZ-500HP)進而添加於溶膠液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化鈦微粒子、二氧化矽微粒子、聚氨酯、及氧化鋅微粒子之含有率分別設為20質量%、33質量%、27質量%、20質量%，除此以外，以與複合粒子A-18相同之方式製作複合粒子A-20。該氧化鋅之折射率為1.94。
(複合粒子A-21及複合粒子A-22)
不使用二氧化鈦微粒子，使用三井化學公司製造之Takelac W-6020作為聚氨酯乳液，將氧化鋅微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑約20nm、ZP142)及螢光染料(昭和化學工業公司製造、Hokkaol BYL及Hokkaol RG)進而添加於溶膠液，將溶膠液之固形物成分中之二氧化矽微粒子、聚氨酯、氧化鋅微粒子、Hokkaol BYL、及Hokkaol RG之含有率分別設為68質量%、23質量%、7質量%、1.5質量%、及0.5質量%，除此以外，以與複合粒子A-1相同之方式製作複合粒子A-21。又，除將溶膠液之固形物成分中之二氧化矽微粒子、聚氨酯、氧化鋅微粒子、Hokkaol BYL、及Hokkaol RG之含有率分別設為68.5質量%、23質量%、7質量%、1.0質量%、及0.5質量%以外，以與複合粒子A-21相同之方式製作複合粒子A-22。
(複合粒子A-23)
將二氧化鈦微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑210nm、SJR-405SL)之水分散體、二氧化矽微粒子之膠體液(日產化學工業公司製造、二氧化矽微粒子之平均粒徑10nm~20nm、Snowtex N)、及聚氨酯乳液(三井化學公司製造、Takelac WS-6020)加以混合，進而添加氧化鋅微粒子(Tayca公司製造、平均粒徑20nm、製品名：MZ-500HP)及酞花青藍(SIGMA- ALDRICH公司製造、酞菁銅(II)-四磺酸四鈉鹽)，製備溶膠液。藉由純水將二氧化鈦、二氧化矽、聚氨酯、氧化鋅、及酞花青藍之固形物成分於溶膠液中之濃度調整為15質量%。又，以固形物成分中，二氧化鈦之含有率、二氧化矽之含有率、聚氨酯之含有率、氧化鋅之含有率、及酞花青藍之含有率分別成為23質量%、43質量%、27質量%、7質量%、及2ppm之方式製備溶膠液。
使用噴霧乾燥機(藤崎電機公司製造、MDL-050)將所製備之溶膠液噴霧乾燥，製作複合粒子A-23。將噴霧乾燥之噴霧速度調整為22.2g/min~22.4g/min。
(複合粒子A-24)
將二氧化矽微粒子之膠體液及聚氨酯乳液加以混合，以溶膠液中之固形物成分之二氧化矽微粒子及聚氨酯之含有率分別成為68.1質量%及31.9質量%之方式製備溶膠液。作為二氧化矽微粒子之膠體液，使用將Snowtex XS(日產化學工業公司製造、二氧化矽微粒子之平均粒徑：4nm~6nm)及Silicadol 30S(日本化學工業公司製造、二氧化矽微粒子之平均粒徑：7nm~10nm)以固形物成分之重量比(Snowtex XS所含之二氧化矽微粒子之重量：Silicadol 30S所含之二氧化矽微粒子之重量)成為2：8之方式混合而成之液體。作為聚氨酯乳液，使用將Takelac W-6020(三井化學公司製造)及Takelac WS-6021(三井化學公司製造)以固形物成分之重量比(Takelac W-6020所含之固形物成分之重量：Takelac WS-6021所含之固形物成分之重量)成為9：1之方式混合而成之乳液。繼而，使用噴霧乾燥機(藤崎電機公司製造、MDL-050)將所製備之溶膠液噴霧乾燥，製作複合粒子A- 24。噴霧乾燥機之噴霧速度調整為22.2g/min~22.4g/min。
(複合粒子A-25~A-29)
以溶膠液之固形物成分中之螢光增白劑之含有率分別成為0.0046質量%、0.0093質量%、0.0139質量%、0.0185質量%、及0.0231質量%之方式將螢光增白劑添加於溶膠液，除此以外，以與複合粒子A-24相同之方式分別製作複合粒子A-25、複合粒子A-26、複合粒子A-27、複合粒子A-28、及複合粒子A-29。此處，作為螢光增白劑，使用將CBS-X(BASF公司製造)及DMA-Xconc(BASF公司製造)以固形物成分之重量比(CBS-X所含之固形物成分之重量：DMA-Xconc所含之固形物成分之重量)成為1：1之方式混合而成之混合物。
(複合粒子A-30~A-35)
以溶膠液中之固形物成分之二氧化矽微粒子及聚氨酯之含有率成為如表2所示般之方式調整二氧化矽微粒子之膠體液及聚氨酯乳液之添加量，且以溶膠液之固形物成分中之螢光增白劑之含有率成為0.0139質量%之方式將螢光增白劑添加於溶膠液中，除此以外，以與複合粒子A-24相同之方式分別製作複合粒子A-30、複合粒子A-31、複合粒子A-32、複合粒子A-33、複合粒子A-34、及複合粒子A-35。作為螢光增白劑，使用將CBS-X(BASF公司製造)及DMA-Xconc(BASF公司製造)以固形物成分之重量比(CBS-X所含之固形物成分之重量：DMA-Xconc所含之固形物成分之重量)成為1：1之方式混合而成之混合物。
(複合粒子A-36~A-41)
以溶膠液之固形物成分中之螢光增白劑之含有率成為0.139質量%之方式將螢光增白劑添加於溶膠液中，以溶膠液之固形物成分中之酞花青藍(Heubach公司製造、515306)之含有率分別成為0.0017重量%、0.0025重量%、0.0038重量%、0.0050重量%、0.0063重量%、0.0075重量%之方式將酞花青藍添加於溶膠液中，除此以外，以與複合粒子A-24相同之方式分別製作複合粒子A-36、複合粒子A-37、複合粒子A-38、複合粒子A-39、複合粒子A-40、及複合粒子A-41。此處，作為螢光增白劑，使用將CBS-X(BASF公司製造)及DMA-Xconc(BASF公司製造)以固形物成分之重量比(CBS-X所含之固形物成分之重量：DMA-Xconc所含之固形物成分之重量)成為1：1之方式混合而成之混合物。
<損傷賦予特性評價用之樣品之製作>
使複合粒子A-1分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品C-1。於該情形時，樣品C-1之塗膜之厚度為10μm， 樣品C-1之塗膜中之複合粒子之含量為50質量%。又，除使用複合粒子A-2以外，以與樣品C-1相同之方式製作樣品C-2。除使用複合粒子A-3以外，以與樣品C-1相同之方式製作樣品C-3。除使用複合粒子A-4以外，以與樣品C-1相同之方式製作樣品C-4。除使用複合粒子A-5以外，以與樣品C-1相同之方式製作樣品C-5。又，除使用無機複合粒子B-1以外，以與樣品C-1相同之方式製作樣品D-1。對該等樣品如以下般評價損傷賦予特性。
<評價損傷賦予特性>
使用如圖3所示之裝置，評價光擴散透射片之樣品因接觸對其他構件損傷至何種程度。藉由雙面膠帶將長度50mm、寬度26mm之亮度上升膜PS(3M公司製造、BEF4-GT-90(24))貼附於支持台40上。繼而，使用雙面膠帶將長度10mm、寬度10mm之光擴散透射片之樣品Sa貼附於平面摩擦元件31。進而，如圖3所示，以樣品Sa接觸亮度上升膜PS之方式配置樣品Sa。此時，於平面摩擦元件31之上部安裝砝碼32，對亮度上升膜PS施加58.8N之荷重。於該狀態下，使平面摩擦元件31以平均速度8.7m/min於亮度上升膜PS上往返運動10mm，利用樣品Sa刮過亮度上升膜PS。藉由目視以11個階段評價經樣品Sa刮過後之亮度上升膜PS之損傷情況。將亮度上升膜PS完全無損傷之情形評價為0，將使用不含有樹脂成分之樣品Sa(樣品D-1)時之亮度上升膜PS之損傷情形評價為10。將結果示於表3。
如表3所示，樣品C-1、樣品C-2、樣品C-3、樣品C-4、及樣品C-5與樣品D-1相比，不易損傷亮度上升膜PS。藉此，提示藉由使利用樹脂成分將無機微粒子內包而成之複合粒子分散於母材樹脂而構成光擴散透射片，可降低與光擴散透射片相接之其他構件損傷之可能性。其中，使用利用含矽烷醇基之聚氨酯樹脂之複合粒子之樣品C-1或樣品C-2不易損傷亮度上升膜PS。進而，相較於使用藉由樹脂成分形成外殼之結構之複合粒子的樣品(樣品C-2、樣品C-3、樣品C-4、及樣品C-5)，使用樹脂成分與無機成分混雜之複合粒子之樣品(C-1)不易損傷亮度上升膜PS。
其次，對使用上述複合粒子或無機複合粒子所製作之光擴散透射片之樣品之光學特性之評價方法進行說明。
<亮度、及色度特性>
關於亮度及色度之測定，根據樣品區別使用以下方法a及方法b。關於使用方法b之測定，特別記載其主旨，於無特別說明之測定中使用方法a。
(方法a)
將智慧型手機(Apple公司製造、iphone5)之背光裝置用作光源，使該 光源之光自下方入射至光擴散透射片之樣品，藉由亮度計(TOPCON TECHNOHOUSE公司製造、BM-7)測定光源(光擴散透射片之樣品)之上方50cm位置之亮度。亮度計之測定角設定為0.1度。又，使用該亮度計測定xyY表色系統之色度。
(方法b)
使用二維亮度計(Highland公司製造、製品名：RISA-COLOE)代替上述亮度計，除此以外，以與方法a相同之方式測定使來自光源之光入射至樣品時之亮度及色度。
<霧度率>
使用分光光度計(島津製作所公司製造、UV-3600)及積分球，測定光擴散透射片之樣品之對波長555nm之入射光之總光線透射率及霧度率。
<透射光散射特性>
使用GENESIA Gonio/Far Field Profiler(GENESIA公司製造)，測定光擴散透射片之樣品之透射光散射分佈。將光線之入射角度設定為0度。即，使光線相對於光擴散透射片之樣品垂直地入射。
<視野角特性>
於使用GENESIA Gonio/Far Field Profiler(GENESIA公司製造)進行之光擴散透射片之樣品之透射光散射分佈之測定中，測定 0度(相當於經度0度)下之相對於散射角度θ(相當於緯度)之光量值，將以直線透射光(θ=0度)之強度歸一化之情形之成為半值之角度定義為單半值寬。藉由單半值寬評價光擴散透射片之視野角特性。
<光學特性評價用之樣品製作>
(樣品E-1~E-3)
使複合粒子A-1分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度1mm之玻璃基板，使其固化，製作樣品E-1。於該情形時，樣品E-1之塗膜之厚度為15μm，樣品E-1之塗膜中之複合粒子A-1之含量為33質量%。以塗膜中之複合粒子之含量成為15質量%之方式製備墨水，將塗膜之厚度設為18μm，除此以外，以與樣品E-1相同之方式製作樣品E-2。以塗膜中之複合粒子之含量成為7質量%之方式製備墨水，將塗膜之厚度設為18μm，除此以外，以與樣品E-1相同之方式製作樣品E-3。
(樣品F-1~F-3)
使無機複合粒子B-1分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度1mm之玻璃基板，使其固化，製作樣品F-1。於該情形時，樣品F-1之塗膜之厚度為19μm，樣品F-1之塗膜中之無機複合粒子B-1之含量為33質量%。以塗膜中之無機複合粒子之含量成為15質量%之方式製備墨水，將塗膜之厚度設為18μm，除此以外，以與樣品F-1相同之方式製作樣品F-2。以塗膜中之複合粒子之含量成為7質量%之方式製備墨水，將塗膜之厚度設為17μm，除此以外，以與樣品F-1相同之方式製作樣品F-3。
(樣品G-1~G-4)
使複合粒子A-6分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品G-1。樣品G-1之塗膜中之複合粒子A-6之含量為 47.5質量%。又，該塗膜之厚度為15μm。分別使用複合粒子A-7、複合粒子A-8及複合粒子A-9，以與樣品G-1相同之方式製作樣品G-2、樣品G-3、樣品G-3。
(樣品H-1~H-6)
使複合粒子A-10分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品H-1。樣品H-1之塗膜中之複合粒子A-10之含量為47.5質量%。又，該塗膜之厚度為15μm。分別使用複合粒子A-11、複合粒子A-12、複合粒子A-13、複合粒子A-14、及複合粒子A-15，以與樣品H-1相同之方式製作樣品H-2、樣品H-3、樣品H-4、樣品H-5、及樣品H-6。
(樣品I-1及樣品I-2)
使複合粒子A-16分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品I-1。樣品I-1之塗膜中之複合粒子A-16之含量為47.5質量%。又，該塗膜之厚度為15μm。使用複合粒子A-17，以與樣品I-1相同之方式製作樣品I-2。
(樣品J-1~樣品J-3)
使複合粒子A-18分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品J-1。樣品J-1之塗膜中之複合粒子A-18之含量為50質量%。又，該塗膜之厚度為15μm。分別使用複合粒子A-19及A-20， 以與樣品J-1相同之方式製作樣品J-2及樣品J-3。
(樣品K-1及樣品K-2)
使複合粒子A-21分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品K-1。樣品K-1之塗膜中之複合粒子A-21之含量為63質量%。又，該塗膜之厚度為8μm。使用複合粒子A-22代替複合粒子A-21，除此以外，以與樣品K-1相同之方式製作樣品K-2。樣品K-2之塗膜中之複合粒子A-22之含量為63質量%。又，該塗膜之厚度為8μm。
(樣品L-1)
使複合粒子A-23分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)，製備墨水。藉由刮刀法將該墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，製作樣品L-1。樣品L-1之塗膜中之複合粒子A-23之含量為47.5質量%。又，該塗膜之厚為15μm。
(樣品M-1~M-6)
藉由刮刀法將使複合粒子A-24、複合粒子A-25、複合粒子A-26、複合粒子A-27、複合粒子A-28、及複合粒子A-29分別分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)所製備之墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，分別製作樣品M-1、樣品M-2、樣品M-3、樣品M-4、樣品M-5及樣品M-6。樣品M-1~樣品M-6各樣品之塗膜中之複合粒子A-24、複合粒子A-25、複合粒子A-26、複合粒子A-27、複合粒子A-28、或複合粒子A-29之含量為65質量%。樣品M-1~樣品M-6各樣品之塗膜之厚度為8μm。
(樣品M-7~M-12)
藉由刮刀法將使複合粒子A-30、複合粒子A-31、複合粒子A-32、複合粒子A-33、複合粒子A-34、及複合粒子A-35分別分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)所製備之墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，分別製作樣品M-7、樣品M-8、樣品M-9、樣品M-10、樣品M-11、及樣品M-12。樣品M-7~樣品M-12各樣品之塗膜中之複合粒子A-30、複合粒子A-31、複合粒子A-32、複合粒子A-33、複合粒子A-34、或複合粒子A-35之含量為65質量%。樣品M-7~樣品M-12各樣品之塗膜之厚度為8μm。
(樣品N-1~N-6)
藉由刮刀法將使複合粒子A-36、複合粒子A-37、複合粒子A-38、複合粒子A-39、複合粒子A-40、及複合粒子A-41分別分散於丙烯酸樹脂(Nippon Paint公司製造、Auto Clear)所製備之墨水塗佈於厚度20μm之PET膜，使其固化，分別製作樣品N-1、樣品N-2、樣品N-3、樣品N-4、樣品N-5、及樣品N-6。樣品N-1~樣品N-6各樣品中之複合粒子A-36、複合粒子A-37、複合粒子A-38、複合粒子A-39、複合粒子A-40、或複合粒子A-41之含量為65質量%。樣品N-1~樣品N-6各樣品之塗膜之厚度為8μm。
<光學特性評價結果>
將使用樣品E-1、樣品E-2、樣品E-3、樣品F-1、樣品F-2、及樣品F-3所測定之亮度與霧度率之關係示於圖6。如圖6所示，樣品E-1及樣品F-1顯示同等之亮度及霧度率。樣品E-2及樣品F-2顯示同等之 亮度及霧度率。樣品E-3及樣品F-3顯示同等之亮度及霧度率。藉此，提示藉由使利用樹脂成分將無機微粒子內包而成之複合粒子分散而構成光擴散透射片，可實現與分散有實質上僅由無機微粒子構成之複合粒子之光擴散透射片同等之光學特性(亮度特性及霧度率)。
使用樣品E-1及樣品F-1測定透射光散射分佈。將測定結果示於圖7。如圖7所示，樣品E-1顯示與樣品F-1之散射特性同等之散射特性。藉此，提示藉由使利用樹脂成分將無機微粒子內包而成之複合粒子分散而構成光擴散透射片，可實現與分散有實質上僅由無機微粒子構成之複合粒子之光擴散透射片同等之光擴散特性。
分別對樣品G-1、樣品G-2、樣品G-3、及樣品G-4測定亮度。將該等樣品之亮度之相對值與各樣品所使用之二氧化鈦微粒子之平均粒徑之關係示於圖8。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為9700cd/cm2。如圖8所示，二氧化鈦微粒子之平均粒徑為300nm時亮度較低，於二氧化鈦微粒子之平均粒徑為300nm以下之範圍時測定出相對較高之亮度。可認為，於二氧化鈦微粒子之平均粒徑為300nm以下之範圍時，二氧化鈦微粒子之平均粒徑越小，光之反射損耗越降低，亮度越提高。另一方面，若二氧化鈦微粒子之平均粒徑為比視感度最大之約555nm之波長之光之約1/2，則光之反射或散射增幅，故可認為二氧化鈦微粒子之平均粒徑為300nm時測定出相對較低之亮度。
分別對樣品H-1、樣品H-2、樣品H-3、樣品H-4、樣品H-5及樣品H-6測定亮度。將該等樣品之亮度之相對值與各樣品中之二氧化鈦微粒子之含有率之關係示於圖9。再者，亮度之相對值為100%時 之亮度之值為9700cd/cm2。
對樣品I-1及樣品I-2測定亮度。樣品I-1之亮度之相對值為103%，樣品I-2之亮度之相對值為87%。提示若複合粒子之粒徑為20μm以下，則光擴散透射片之亮度特性提高。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為9500cd/cm2。
使用樣品J-1、樣品J-2、及樣品J-3測定視野角特性(單半值寬)。將結果示於圖10。樣品J-2及樣品J-3與樣品J-1之視野角特性相比，顯示較高之視野角特性。尤其樣品J-3顯示樣品J-1之視野角特性之約3倍之視野角特性。可認為，藉由氧化鋅或硫酸鋇等無機微粒子之添加，材料間之界面之變化增加，因此光之折射之態樣多樣化，光擴散特性提高。提示藉由氧化鋅或硫酸鋇等無機微粒子之添加，可使光擴散透射片之光擴散特性提高。
對樣品K-1測定亮度，結果亮度之相對值為102.3%。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為6100cd/cm2。樣品K-1與不含有螢光染料之樣品相比，顯示較高之亮度特性。提示藉由複合粒子含有螢光染料，可使光擴散透射片之亮度特性提高。又，對樣品K-2測定色度，結果y值為0.2930。不含有螢光染料之樣品之y值為0.2968。螢光染料為藍系染料。提示藉由複合粒子含有螢光染料，可調整光擴散透射片之色度。
對樣品L-1測定亮度，結果亮度之相對值為100.2%。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為9500cd/cm2。提示藉由調整二氧化鈦微粒子之平均粒徑、二氧化鈦微粒子之含量及二氧化矽微粒子之含量、噴霧乾燥之條件，可使光之反射損耗降低，光擴散透射片之亮度特性提高。
藉由方法b，對樣品M-1~M-6各樣品測定亮度。將結果示於表4。任一樣品之亮度之相對值均為100%以上。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為9500cd/cm2。對添加有螢光增白劑之樣品M-2~M-6所測定之亮度高於對未添加螢光增白劑之樣品M-1所測定之亮度。關於對添加有螢光增白劑之樣品M-2~M-6所測定之亮度，未見與螢光增白劑之添加量之明確相關。
藉由方法b，對樣品M-7~M-12各樣品測定亮度。將結果示於表5。任一樣品之亮度之相對值均為100%以上。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為9500cd/cm2。對該等樣品所測定之亮度之中，對樣品M-11所測定之亮度為最高。
藉由方法b，對樣品N-1~樣品N-6各樣品測定亮度及色度y。將結果示於表6以及圖11及圖12。再者，亮度之相對值為100%時之亮度之值為9500cd/cm2。顯示藉由添加酞花青藍等顏料之粒子，可調整亮度及色度。
1‧‧‧光擴散透射片
10‧‧‧母材樹脂
20‧‧‧複合粒子

Claims (15)

  1. 一種光擴散透射片，其具備：母材樹脂；及複合粒子，其含有樹脂成分及內包於該樹脂成分中之無機微粒子，且分散於該母材樹脂中。
  2. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該複合粒子之平均粒徑為1μm~20μm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光擴散透射片，其中，該無機微粒子為選自由二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、碳酸鈣、硫酸鋇、硫化鋅、氫氧化鋁、及體質顏料所組成之群中之至少一種微粒子。
  4. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該無機微粒子為二氧化矽微粒子或二氧化鈦微粒子。
  5. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該複合粒子含有二氧化矽微粒子及二氧化鈦微粒子作為上述無機微粒子。
  6. 如申請專利範圍第5項之光擴散透射片，其中，該複合粒子進而含有氧化鋅微粒子、硫酸鋇微粒子、或碳酸鈣作為上述無機微粒子。
  7. 如申請專利範圍第4或5項之光擴散透射片，其中，該二氧化矽微粒子之平均粒徑為1nm~100nm。
  8. 如申請專利範圍第4或5項之光擴散透射片，其中，該二氧化鈦微粒子之平均粒徑為100nm~500nm。
  9. 如申請專利範圍第6項之光擴散透射片，其中，該氧化鋅微粒子、該硫酸鋇微粒子、或該碳酸鈣之平均粒徑為10nm~500nm。
  10. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該無機微粒子之含量為50質量%~99質量%，該樹脂成分之含量為1~50質量%。
  11. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該樹脂成分含有選自由丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂(polyurethane resin)、及尼龍所組成之群中之至少一種樹脂。
  12. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該複合粒子進而含有螢光染料或螢光增白劑。
  13. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該複合粒子進而含有染料或顏料。
  14. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該樹脂成分之折射率與上述無機微粒子之折射率之差為0.05以上。
  15. 如申請專利範圍第1項之光擴散透射片，其中，該複合粒子含有具有相對較高之折射率之第1無機微粒子及具有相對較低之折射率之第2無機微粒子作為該無機微粒子，且該樹脂成分之折射率與該第2無機微粒子之折射率之差為0.05以上。
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