TWI391243B - 光擴散膜 - Google Patents

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Satoshi Nakagawa
Yoshinosuke Shimamura
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Dainippon Ink & Chemicals
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Description

光擴散膜
本發明係關於一種光擴散膜，其係具有光擴散性的薄膜，尤其關於一種可以作為液晶顯示裝置之背光單元構造元件使用的光擴散膜。
光擴散膜係應用於將點狀光源或線狀光源之光予以擴散，或調整射出光之角度，用以得到均勻且正面亮度高的表面照明。例如，此光擴散膜已廣泛使用於行動電話、數位相機等所裝設的液晶顯示器、液晶電視等。
於第1圖顯示於習知電腦、行動電話、數位相機等所裝設的液晶顯示裝置之一般構造例。通常，光擴散膜7係作為背光單元2之一構造零件使用。一般而言，光擴散膜7係配置於導光板5與稜鏡片8之間，其動作在於使來自導光板5之射出光向稜鏡片8側得以偏折，另外，為了再利用來自稜鏡片8所折返反射的光而加以擴散。
另外，於第2圖顯示一般光擴散膜剖面之一構造例。一般而言，光擴散膜7係設置：透明薄片狀基材10；於基材10之一側面所形成的光擴散層11；與於基材10之另一側面，為了防止沾黏的背面層12。於光擴散層11中，含有光擴散材13與樹脂黏結劑14。
習知之光擴散膜係於透明基材之表面上，形成由已混入作為光擴散材之透明樹脂製珠粒的合成樹脂層所構成的光擴散層；習知之樹脂製珠粒係含有透明之丙烯酸樹脂製珠粒(例如，參照專利文獻1)、聚苯乙烯製正球形粒子(例如，參照專利文獻2)等。另外，合成樹脂層係使用由丙烯酸多元酯、聚酯多元醇等多元醇樹脂與異氰酸酯所調整的二液硬化型黏結劑而成的合成樹脂層(例如，參照專利文獻3)。光擴散膜不僅將該樹脂製珠粒埋設於合成樹脂層內，除此之外，較宜由較合成樹脂層存在部分更為突出設置之珠粒所構成的(例如，參照專利文獻1)，揭示藉由使用如此構造之光擴散膜，例如，作為液晶顯示裝置之背光單元予以組裝時，較宜將良好的擴散效果與聚光效果賦與來自背光源之光，便能夠形成明亮度相同的液晶顯示面。
然而，習知之光擴散膜，有關進行耐刮傷性之改善或樹脂粒子之脫落防止的探討仍遠少於進行光學特性的探討，對於光擴散膜之耐刮傷性或樹脂粒子之脫落防止的處理上並不足夠，於加工步驟中，將造成薄膜面之刮傷。尤其，於剪裁成遵照背光單元設計的形狀之步驟中，容易發生光擴散面刮傷，或是，樹脂粒子脫落之問題。再者，從如此合成樹脂層所脫落的樹脂粒子，也為光擴散膜面上發生新的刮傷或缺陷之原因。
若將具有刮傷或樹脂粒子脫落之光擴散膜裝設於背光單元時，因為於液晶顯示畫面產生缺陷而使品質降低，於光擴散膜之加工步驟中，發生刮傷或脫落之穿孔加工品係根據外觀檢查予以剔除後丟棄。因而，耐刮傷性或樹脂粒子之耐脫落性為不足的，成為使光擴散膜之收率降低、生產性降低的原因。
為了防止如此之刮傷或缺陷，雖然使樹脂粒子或合成樹脂層之表面硬度得以提高也為重要的，但是唯獨使包括減低樹脂粒子之脫落或是起因於脫落之刮傷發生的整體加工適合性得以提昇為困難的。
如上所述，尤其較合成樹脂層存在部分更為突出設置的珠粒，由於縮小珠粒與維持珠粒之合成樹脂層的接觸面積將更容易導致脫落。大多根據對光擴散片材所要求的光學特性，設計使珠粒突出的表面積增加直到接近所有表面積的一半，於光擴散膜之製程中，樹脂粒子較其合成樹脂更容易脫落，此問題為造成光擴散膜之髒污或刮傷、降低生產效率的主因。
專利文獻1：日本專利實開平5－073602號公報專利文獻2：日本專利實用新案登錄3010871號專利文獻3：日本專利特開2002－357703號公報
本發明之目的在於提供一種光擴散膜，其具有充分之透光性與光擴散性、耐刮傷性為高的，並且，具有樹脂粒子難以從光擴散層脫落，具有良好的加工適合性。
本發明人為了達成該目的，不斷鑽研的結果，發現能夠形成一種光擴散膜，其係藉由使用特定之樹脂黏結劑與樹脂粒子以提高光擴散層表面之耐刮傷性，樹脂粒子難以從光擴散層脫落。
亦即，本發明提供一種光擴散膜，其特徵係於透明薄片狀基材之至少一側面上，設置使樹脂粒子分散於樹脂黏結劑中之光擴散層，其中該樹脂黏結劑係一種利用聚異氰酸酯而將丙烯酸多元醇或聚酯多元醇交聯的共聚物，並且，該樹脂粒子為一種丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子，其係於該樹脂黏結劑中含有作為利用該聚異氰酸酯所導致的交聯反應觸媒之硬化觸媒。
本發明之光擴散膜具有良好的耐刮傷性，樹脂粒子難以從光擴散層脫落的理由，未必完全明瞭。由於構成樹脂粒子與光擴散層之合成樹脂層可列舉：均是藉由根據聚異氰酸酯與多元醇樹脂調整後之共聚物所構成的，本身為極難刮傷的。再者，認為由於樹脂粒子含有多元醇樹脂與聚異氰酸酯之硬化觸媒，於樹脂粒子與合成樹脂之界面，極迅速地進行硬化反應，首先，於樹脂粒子周圍形成無歪曲的合成樹脂層以支撐樹脂粒子。
本發明之光擴散膜係使用丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子作為光擴散材，而該樹脂粒子係於光擴散層之樹脂黏結劑中含有作為根據該聚異氰酸酯進行交聯反應觸媒的硬化觸媒；由於使用以聚異氰酸酯交聯丙烯酸多元醇或聚酯多元醇的共聚物作為樹脂黏結劑，能夠提供一種光擴散層，其係於樹脂粒子與樹脂黏結劑之界面上的樹脂黏結劑交聯反應將優先且迅速進行，使得樹脂粒子難以從樹脂黏結劑脫落。再者，相較於習知之丙烯酸樹脂粒子、苯乙烯樹脂粒子，丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子本身之耐刮傷性為良好的，另外，由於樹脂黏結劑使用容易得到塗膜硬度之利用聚異氰酸酯交聯所得到的共聚物，光擴散層表面難以刮傷。另一方面，硬化觸媒量並無必要添加至阻礙光學特性之程度，維持與習知光擴散膜同樣的透光性與光擴散性為可能的。
 〔發明之實施形態〕
首先，針對本發明之光擴散膜構造加以說明。本發明之光擴散膜係一種至少由透明薄片狀基材與於基材之至少一側面上所形成的光擴散層而構成的。另外，必要的話，也可以於基材之另一面，設置具有抗沾黏機能、抗靜電機能、抗刮傷機能、第二光擴散層機能等之中的一種以上機能之背面層。
於本發明之透明片狀基材中，雖然並未針對其材料予以特別限制，但是基於表面平滑性或機械強度，較宜使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。基材之厚度較宜為10~300 μ m。較10 μ m為薄的情形，不僅處理上變得困難，也發生起因於熱收縮之卷縮而明顯降低操作性等，故加工性將降低。較300 μ m為厚的情形，具有基材本身之可見光穿透率將降低、背光單元正面亮度將降低的傾向。於透明薄片狀基材之表面上，為了使基材表面與光擴散層或是與必要所形成的背面層之密著性得以提高，能夠設置易黏著處理層。易黏著處理可列舉：塗布形成使二者之密著性得以提高的樹脂，或是於基材表面上進行電暈處理等。
本發明之光擴散膜中的光擴散層至少含有光擴散材與樹脂黏結劑。作為本發明之光擴散材使用的樹脂粒子為丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子。
丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒係藉由存在高密度交聯構造，尤其具有優異的耐熱性與耐溶劑性，並且，也具有丙烯酸樹脂特徵之高透明性。發明人也發現下列特徵：將丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒作為光擴散材使用之情形，不但維持作為光擴散膜所必需之霧度、穿透率，並且，相較於作為習知光擴散材使用之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、矽氧烷等樹脂微粒，於光擴散層中更難以殘留刮傷。
針對此理由，發明人等認為歸因於丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒具有下列特徵：不僅存在高密度之交聯構造，且相較於一般作為習知光擴散材所用之聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、矽氧烷等樹脂微粒，更容易塑性變形。亦即，認為丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒已分散於樹脂黏結劑中的光擴散層，由於其內部之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒的塑性而變得容易變形，另一方面，由於其表面將成為利用聚異氰酸酯而進行丙烯酸樹脂三維交聯之硬的樹脂黏結劑所保護的構造，具有受到來自於外部應力難以磨損的特性。
若使用表面具有羥基之樹脂微粒作為丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒時，藉由於樹脂黏結劑之交聯反應中，樹脂微粒表面之羥基與樹脂黏結劑中過量之聚異氰酸酯進行交聯反應，加速光擴散材周圍之樹脂黏結劑的效果，同時，由於也於光擴散材與樹脂黏結劑之間形成交聯構造，較宜更進一步提高作為光擴散層的交聯密度。
此等丙烯酸胺基甲酸酯樹脂微粒能夠藉由懸浮聚合、乳化聚合等聚合製程或是對溶入有機溶劑之樹脂水性介質中的乳化製程等習知製程而進行成粒。而且，硬化觸媒係藉由預先適量加入此等成粒步驟前的原料中，能夠得到至少於樹脂粒子表面存在硬化觸媒。
也能夠使用含有該硬化觸媒之溶劑而進行不含此等硬化觸媒之樹脂粒子表面的表面處理，為了免於形成光擴散層塗料的凝膠化之憂慮而能夠穩定進行塗布，較宜於樹脂粒子之製造階段使用添加後直接殘留於樹脂粒子表面之硬化觸媒。
因為於本發明所用之樹脂黏結劑中，催化利用聚異氰酸酯所進行的交聯反應之硬化觸媒係為了加速於樹脂黏結劑與樹脂粒子界面的交聯反應，並不一定與樹脂粒子形成時之聚合反應、交聯反應有關。但是，此等硬化觸媒也可以使用於樹脂粒子形成時以發揮觸媒效果，所添加的觸媒較宜使用於樹脂粒子與合成樹脂層二者，有效發揮作為觸媒之機能。
使用硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子之製法，例如，可列舉：藉由於硬化觸媒存在之下，使具有羥基之單體與二異氰酸酯類或聚異氰酸酯類予以共聚合而作成具有胺基甲酸酯鍵結之預聚物後，一同進行丙烯基成分與聚合起始劑之懸浮聚合，能夠製作於樹脂粒子中含有硬化觸媒，且於樹脂粒子表面能發現硬化觸媒作用的樹脂粒子。
具有該羥基之單體，例如，可列舉：聚酯二元醇、聚醚二元醇、聚酯醯胺二元醇、聚碳酸酯酯二元醇等二元醇類；藉由環狀酯單體之開環聚合所得到的內酯系聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚醚－酯多元醇、聚碳酸酯酯多元醇等多元醇類；或分子中具有乙烯基之聚(甲基)丙烯酸亞烷基乙二醇酯類。
二異氰酸酯類，例如，可列舉：六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等。聚異氰酸酯類，例如，可列舉：將多元醇加成於難以變黃之以HDI(六亞甲基二異氰酸酯)系、XDI(二甲苯二異氰酸酯)系的脂肪族異氰酸酯為基底之加成型、使以HDI為基底予以三量化之異氰酸酯型或使以HDI為基底之尿酸酯型等。
硬化觸媒之種類可以使用胺基甲酸酯硬化觸媒一般所用之三乙基二胺、N－甲基哌、N,N’－二甲基苯甲基胺、N,N’－二甲基十二烷基胺、N,N,N’,N’－四甲基伸乙基二胺、N,N,N’,N’－四甲基六亞甲基二胺、N,N,N’,N’－四甲基－1,3－二胺基丁烷等胺類；氯化三丁基錫、四丁基錫、二丁基錫二月桂酸酯、二辛基錫二月桂酸酯、油酸鉀、鈦酸－2－乙基己酯、環烷酸鋅等金屬化合物、磺酸、磷酸酯、羧酸等酸。尤其，由於二丁基錫二月桂酸酯、二辛基錫二月桂酸酯對於脂肪族異氰酸酯基也具有優異的觸媒效果而特別理想。樹脂粒子中所含之硬化觸媒量較宜為0.0001~0.5質量%，更佳為0.001~0.1質量%。
尤其，使用含錫之硬化觸媒的情形下，利用ICP發光分光分析法或螢光X線分析法所測定的歸因於樹脂粒子中之硬化觸媒的含錫量較宜為1~300ppm。
與具有該胺基甲酸酯鍵之預聚物進行自由基聚合的丙烯基成分，例如，可列舉：(甲基)丙烯酸之酯化物、與丁腈衍生物及(甲基)丙烯酸酯可進行共聚合之有機酸乙烯酯、不飽和酸酯、苯衍生物系單體等。
只要為於聚合時產生自由基之聚合起始劑的話即可，例如，可列舉：苯醯基過氧化物、t－丁基過氧三甲基乙酯、t－丁基過氧－2－乙基己酯等有機過氧化物或2,2’－偶氮二(環己烷－1－腈)等偶氮化合物等。
另外，於懸浮聚合所用之懸浮安定劑，例如，可列舉：甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素系水溶性樹脂、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸鹽類等。所用之懸浮安定劑的量與種類能夠因應於懸浮系之安定性而任意加以決定，一般而言，若懸浮安定劑之量變多時，將有安定性增加、所得到的粒徑變小的傾向。
丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子之形狀較宜為正球形。該樹脂粒子之平均粒徑較宜為1~30 μ m之範圍。若平均粒徑較1為小的話，使穿透光擴散層之光不予以擴散而穿透，光擴散效果將有降低之傾向。若平均粒徑超過30 μ m的話，由於粗大之樹脂粒子變得容易脫落，將有容易成為產生缺陷的原因，也於塗膜外觀上存在雜質感而將有容易成為欠缺均勻性的傾向。
另外，於光擴散材之一部分，也有將未含硬化觸媒之其他樹脂粒子、無機粒子或無機－有機的混成粒子與含有硬化觸媒之樹脂粒子相混合後使用的可能。此情形下，於不妨礙光擴散膜各特性之範圍內，並基於提高防止樹脂粒子脫落效果的觀點，較宜設為較已含有分散於樹脂黏結劑中硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子添加量為少的添加量。
再者，填補突出於光擴散層表面所容易形成的粗大粒子彼此間隙之孔洞而使光擴散層表面形狀得以光滑，且為了使外觀得以改善，光擴散材之一部分較宜能夠含有平均粒徑為1~5 μ m之正球形樹脂粒子。
用於本發明光擴散膜之光擴散層的黏結劑樹脂係利用聚異氰酸酯以交聯丙烯酸多元醇或聚酯多元醇的共聚物。
於本發明中，所謂的丙烯酸多元醇，可以進行含有具羥基之不飽和單體成分之聚合而得到，並且，將(甲基)丙烯酸單位作為構成要素的丙烯酸系樹脂。
利用聚異氰酸酯而交聯丙烯酸多元醇的共聚物，其較宜於共聚物中含有1~50質量%之具丙烯酸多元醇構成要素羥基的丙烯酸單體單位。
具有羥基之不飽和單體係含有由丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯等所選出的具有羥基之丙烯酸單體或烯丙醇、肉桂醇、巴豆醇等具有羥基之不飽和單體。或是，可列舉：藉由例如乙二醇、丙二醇、苯基環氧丙基醚等二價醇或環氧化物，與例如丙烯酸、馬來酸、富馬酸等不飽和羧酸等之反應所得到的具有羥基之不飽和單體等。能夠由含有(甲基)丙烯酸單位之該具有羥基的不飽和單體等選出至少一個以上，使其聚合以製造丙烯酸多元醇。
另外，能夠將由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸－2－乙基己酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N－羥甲基丙烯醯胺、丙烯酸環氧丙酯、甲基丙烯酸環氧丙酯等丙烯酸單體及苯乙烯、丙烯腈等所選出的一種或二種以上之乙烯性不飽和單體，與該具有羥基之不飽和單體進行聚合而製造丙烯酸多元醇。
共聚物中之單體成分比例，具有羥基之丙烯酸單體成分為1~50%，其他之單體成分為5~80%。
丙烯酸多元醇之羥基價較宜為25~500。羥基價較25為小的情形，由於交聯密度過低，光擴散層之硬度或耐溶劑性容易降低。羥基價較500為大的情形，由於交聯密度過高，將有變脆、光擴散層之裂痕、缺陷便容易發生，使加工時之操作性降低的傾向。
此處，所謂的羥基價係指一般為了進行將1g試料予以乙醯化之時所生成的醋酸再予以中和所需要之氫氧化鉀的毫克數。試料之丙烯酸多元醇為清漆(溶液)之情形下，羥基價係換算成每1g試料固形成分之羥基的價數值。
另外，必要時，使該共聚物與由馬來酸二乙酯、馬來酸二丁酯、馬來酸雙(2－乙基己基)酯、富馬酸二丁酯、富馬酸雙(2－乙基己基)酯、N－苯基馬來酸酐縮亞胺等所選出的一種或二種以上樹脂改質劑進行共聚合也為可能的。共聚物中之樹脂改質劑成分比例較宜設為50%以下。若具體列舉於本發明所用之丙烯酸多元醇的話，可列舉：「Acrylidic A－801－P」、「Acrylidic 56－719」、「Acrylidic AU－1042」、「Acrylidic WDU－938」、「Acrylidic A－817」、「Acrylidic A－823」、「Acrylidic A－829」(大日本油墨化學工業公司製)等。
利用聚異氰酸酯，進行本發明所用之聚酯多元醇交聯的樹脂，於作成塗膜時具有透明性的話，並無特別之限制而可以使用。通常，聚酯多元醇之耐候性或耐刮傷性、加工性等為優異的，此等特性係藉由與聚異氰酸酯之交聯而進一步提高。再者，透明性為高的，另外，加上對黏結劑中之微小填料的分散為容易的。因此，藉由使用該樹脂，能夠提高光擴散膜之所有光線穿透率，減低因紫外線所造成的變黃、劣化等。本發明所用之光擴散層塗膜較宜為具有下列特性之塗膜：具有彈性之塗膜表面將因摩擦所造成的負荷作為塗膜之彈性變形而加以吸收、緩和於塗膜表面產生永久性刮傷的機能；及具有自我修復性。
本發明所用之聚酯多元醇能夠使得例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3－丁二醇、1,4－丁二醇、1,5－戊二醇、新戊基二醇、六亞甲基二醇、十亞甲基二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、三羥甲基丙烷、己烷三醇、甘油、季戊四醇、環己二醇、氫化雙酚A、雙(羥甲基)環己烷、氫醌雙(羥乙基醚)、三(羥乙基)異氰酸酯、二甲苯二醇等多元醇，與例如馬來酸、富馬酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、偏苯三酸、對苯二甲酸、苯二甲酸、異苯二甲酸等多鹽基性酸，於多元醇中之羥基數較該多鹽基性酸之羧基數為多的條件下使其反應而加以製造。
利用相關的羥基過剩之條件下所得到的聚酯多元醇之數目平均分子量為500以上300000以下，較宜為2000以上100000以下。另外，其羥基價為5以上300以下，較宜為10以上200以下。
還有，該聚酯多元醇中之羥基個數，只要每一分子中具二個以上的話，並無特別之限定，若固形成分中之羥基價為10以下的話，將有交聯點數減少、耐溶劑性、耐水性、耐熱性、表面硬度等被膜物性降低之傾向。
若具體列舉用於本發明之聚酯多元醇，可使用以聚異氰酸酯交聯聚酯多元醇之樹脂的話，可以為「Barnoc D6-439」、「Barnoc D-115-80」、「Barnoc D7-885」、「Barnoc DS-1000」、「Barnoc D-161」(大日本油墨化學工業公司製)等。
還有，基於塗膜硬度或透明性之觀點，本發明所用之樹脂黏結劑較宜使用以聚異氰酸酯交聯丙烯酸多元醇的共聚物，為了進一步提高光擴散膜表面之耐刮傷性，較宜為利用聚異氰酸酯交聯聚酯多元醇的共聚物，能夠因應於用途而分別使用此等樹脂黏結劑。
本發明所用之聚異氰酸酯，可列舉：可交聯丙烯酸多元醇或聚酯多元醇之羥基的下列聚異氰酸酯：以HDI系、XDI系等脂肪族異氰酸酯為基底；以TDI系、MDI系等芳香族異氰酸酯為基底者。較宜為以HDI(六亞甲基二異氰酸酯)系、XDI(二甲苯二異氰酸酯)系脂肪族異氰酸酯為基底的聚異氰酸酯，並無因紫外線而容易變黃的弱點。將此等異氰酸酯作為聚異氰酸酯的改質型，可列舉：將多元醇加成於以HDI、XDI等脂肪族異氰酸酯為基底之加成型；使以HDI為基底予以三量化之異氰酸酯型；或使以HDI為基底之尿酸酯型等。其中，於光擴散膜之加工步驟中，基於可容易得到極有利之機械物性的觀點，尤以將多元醇加成於HDI之加成型聚異氰酸酯特別理想。
聚異氰酸酯中之異氰酸酯相對於丙烯酸多元醇或聚酯多元醇中之羥基的當量比較宜設為0.7~3.0。當量比較0.7為小的情形，除了交聯密度容易變低，光擴散層之耐刮傷性與耐溶劑性變得不足之外，將有容易引起樹脂粒子脫落的傾向。當量比較3.0為大的情形，聚異氰酸酯分子間之交聯將進行，光擴散層容易變得脆弱。
於此，異氰酸酯相對於羥基的當量比(NCO/OH)，通常可根據下列數學式1而求出：NCO/OH＝(Iw×In×561)/(Aw×Ao×42)
於該數學式中，Iw、In、Aw、Ao分別如下所述：Iw：聚異氰酸酯之固形成分換算的質量份數In：聚異氰酸酯內之固形成分中的有效NCO含量(%)Aw：丙烯酸多元醇或聚酯多元醇之固形成分換算的質量份數Ao：丙烯酸多元醇或聚酯多元醇內之固形成分羥基價
於本發明之光擴散膜中，由於相對於樹脂黏結劑之樹脂粒子的摻合量係根據所用之樹脂粒子的平均粒徑或光擴散層的膜厚而改變，雖然不能一概而論，相對於100質量份之樹脂黏結劑的固形成分，樹脂粒子的摻合量為5~400質量份，較宜為10~250質量份。相對於100質量份之樹脂黏結劑，若樹脂粒子不足5質量份時，將有難以得到良好光擴散性能的傾向。另一方面，若超過400質量份時，將有透光性降低、難以利用充足光量的傾向。
於本發明所用之樹脂粒子中，為了將含有硬化觸媒之樹脂粒子作為光擴散材使用，並將利用聚異氰酸酯而交聯丙烯酸多元醇或聚酯多元醇後作為樹脂黏結劑使用，於樹脂粒子與樹脂黏結劑界面上的樹脂黏結劑之交聯反應將優先且迅速進行，故能夠提供一種難以從樹脂黏結劑脫落之光擴散層的樹脂粒子。
於本發明光擴散膜的光擴散層中，除了該材料之外，於不妨礙光擴散膜各特性的範圍內，例如，摻合分散劑、可塑劑、抗靜電劑、抗劣化劑等。
由於光擴散層之膜厚係根據所用之樹脂粒子的平均粒徑或樹脂粒子的摻合量而改變，雖然不能一概而論，較宜約為5~50 μ m，更佳為8~40 μ m。
於本發明之光擴散膜中，也可以無背面層，大多數情形下，基於防止向光擴散膜之光擴散層與相反側表面之摩擦刮傷、並防止與導光板之沾黏等目的而設置背面層。
於本發明光擴散膜的背面層中，至少含有樹脂黏結劑。必要的話，能夠含有為了防止沾黏的潤滑劑、為了抑制光擴散膜之帶靜電的抗靜電劑、紫外線吸收劑、紫外線遮蔽劑、光擴散材等。
於本發明光擴散膜的背面層中所含之樹脂黏結劑，只要不妨害光擴散膜之透明性的話，並無特別之限定，較宜為熱可塑性甲基丙烯酸樹脂、熱可塑性甲基丙烯酸－苯乙烯共聚物樹脂、或利用聚異氰酸酯交聯聚酯樹脂或丙烯酸樹脂。
於背面層上具有作為第二光擴散層機能的情形，能夠適用於本發明之光擴散層。藉由於光擴散膜雙面設置光擴散層，除了發揮作為抗沾黏層之機能之外，也能夠因應於要求更高霧度的用途。
背面層之膜厚適合使用約1~15 μ m，於背面層具有作為第二光擴散層機能的情形下，適合使用5~50 μ m，尤以使用8~40 μ m特別理想。
為了製造本發明之光擴散膜，使光擴散層用塗料塗布於透明薄片狀基材之至少一側面而形成光擴散層。於另一側面，必要的話，藉由塗布背面層用塗料以形成背面層。
進行塗布的方法，能夠利用一般之塗布方式。例如，可利用刮刀、刀片、澆鑄、浸漬、浸泡機、網板、旋轉、逆輥、氣刀、照相凹版、噴霧、淋幕、擠出、噴水、輕拂、棍棒、擠壓、正旋轉滾筒、輕拂滾筒等塗布方式。
對於塗膜之乾燥，能夠利用一般之乾燥方式。例如，可利用熱風、紅外線、微波、感應加熱等乾燥方式。乾燥後，必要的話，利用既定之溫度與時間而進行熱軋邊處理。
進行該方式所製造的本發明光擴散膜，特別有用於作為構成液晶顯示裝置用背光單元之光擴散膜使用，並不受此用途所限定，能夠適用於光擴散光之必要的各種用途。
〔實施例〕
以下，利用實施例以說明本發明。
(合成例1)
於裝設經乾燥的攪拌機、溫度計、冷凝器與氮氣導入管之反應器中，進料42質量份之聚己內酯三醇(戴西爾化學公司製之Plac Cell 308)、50質量份之六亞甲基二異氰酸酯(以下，簡稱為HDI。)、0.1質量份之二丁基錫二月桂酸酯，於氮氣環境中，一面於120℃、進行10小時攪拌，並一面使其反應。之後，於減壓下，去除未反應之HDI後，添加甲苯後得到90質量%不揮發性成分的預聚物(1)。
於裝設攪拌機之分離式燒瓶中，進料670質量份之2%甲基纖維素水溶液，一面進行攪拌，並一面添加由102質量份之預聚物(1)、100質量份之甲基丙烯酸甲酯、10質量份之甲苯、2質量份之t -丁基過氧化三甲基乙酯(日本油脂公司製之Perbutyl PV)所構成的溶液後製得懸浮液。連續攪拌下，將懸浮液升溫至60℃，使其反應5小時後，再耗費1小時以上，升溫至100℃為止，利用共沸以分離甲苯，冷卻後進行固液分離、洗淨、乾燥、分級後得到丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(I)。此粒子之平均粒徑為16 μ m，硬化觸媒之含量約為0.05質量%。
(合成例2)
利用相同於合成例1之方法，使48質量份之聚己內酯二醇(戴西爾化學公司製之Plac Cell 210)、42質量份之HDI、0.1質量份之二辛基錫二月桂酸酯予以反應，添加甲苯後得到70質量%不揮發性成分的預聚物(2)。
於裝設攪拌機之分離式燒瓶中，進料700質量份之3 %甲基纖維素水溶液，一面進行攪拌，並一面添加由128質量份之預聚物(2)、75質量份之甲基丙烯酸甲酯、25質量份之甲基丙烯酸－n－丁酯、3質量份之t－丁基過氧化－2－己酸乙酯(日本化藥.Akzo公司製之Kayaester O)所構成的溶液後製得懸浮液。連續攪拌下，將懸浮液升溫至60℃，使其反應5小時後，再耗費1小時以上，升溫至100℃為止，利用共沸以分離甲苯，冷卻後進行固液分離、洗淨、乾燥、分級後得到丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(II)。此粒子之平均粒徑為6 μ m，硬化觸媒之含量約為0.05質量%。
(合成例3)
利用相同於合成例1之方法，使44質量份之聚己內酯二醇(戴西爾化學公司製之Plac Cell L212AL)、25質量份之HDI、0.15質量份之二辛基錫二月桂酸酯予以反應後，添加15質量份之內酯改質(甲基)丙烯酸酯(戴西爾化學公司製之Plac Cell FM3)、81質量份之聚(甲基)丙烯酸亞烷基二醇酯(日本油脂公司製之Brenmar E)與18質量份之甲苯，於80℃使其反應後得到90質量%不揮發性成分的預聚物(3)。
於裝設攪拌機之分離式燒瓶中，進料1000質量份之3%甲基纖維素水溶液，一面進行攪拌，並一面添加由150質量份之預聚物(3)、150質量份之甲基丙烯酸甲酯、3質量份之t -丁基過氧化三甲基乙酯(Perbutyl PV)、20質量份之甲苯所構成的溶液後製得懸浮液。連續攪拌下，將懸浮液升溫至55℃，使其反應5小時後，再耗費1小時以上，升溫至100℃為止，利用共沸以分離甲苯，冷卻後進行固液分離、洗淨、乾燥、分級後得到丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(III)。此粒子之平均粒徑為6μm，硬化觸媒之含量約為0.04質量%。
(合成例4)
利用相同於合成例1之方法，使15質量份之聚己內酯二醇(Plac Cell L212AL)、75質量份之HDI、0.09質量份之二辛基錫二月桂酸酯予以反應後，添加15質量份之內酯改質(甲基)丙烯酸酯(Plac Cell FM3)、30質量份之聚(甲基)丙烯酸亞烷基二醇酯(Brenmar E)與34質量份之甲苯，於80℃使其反應後得到80質量%不揮發性成分的預聚物(4)。
於裝設攪拌機之分離式燒瓶中，進料1000質量份之3 %甲基纖維素水溶液，一面進行攪拌，並一面添加由150質量份之預聚物(4)、180質量份之甲基丙烯酸甲酯、15質量份之甲基丙烯酸－n－丁酯、4質量份之t－丁基過氧化三甲基乙酯(Perbutyl PV)所構成的溶液後製得懸浮液。連續攪拌下，將懸浮液升溫至55℃，使其反應5小時後，再耗費1小時以上，升溫至100℃為止，利用共沸以分離甲苯，冷卻後進行固液分離、洗淨、乾燥、分級後得到丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(IV)。此粒子之平均粒徑為6 μ m，硬化觸媒之含量約為0.03質量%。
(合成例5)
於合成例1中，除了於進料中不添加二丁基錫二月桂酸酯，於氮氣環境中，一面於120℃、進行24小時攪拌，並一面使其反應，冷卻後添加甲苯而得到90質量%不揮發性成分的預聚物(5)之外，進行相同於合成例1之方式而得到丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(V)。此粒子之平均粒徑為16 μ m。
(實施例1) <光擴散層用塗料a之調製步驟>
甲苯 250質量份環己酮 40質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(I) 125質量份丙烯酸多元醇「Acrydic WDU－938」 100質量份〔固形成分50%、固形成分之羥基價50、大日本油墨化學工業公司製〕聚異氰酸酯「Coronet HL」 15質量份〔固形成分75%、HDI系、固形成分中之有效NCO含量17%、日本Polyurethane工業公司製〕
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料a。此時，相對於此異氰酸酯之羥基的當量比為1.0。於溫度25℃、濕度60%之環境中，即使靜置8小時，塗料a之黏度上升並未發生。
使用厚度100 μ m之聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作為基材，於其一側面塗布該光擴散層用塗料a，使乾燥膜內均勻性成為約30 μ m，再使其熱風乾燥後得到光擴散層之乾燥塗膜。於塗布步驟結束後，於40℃恆溫室中進行48小時之熱軋邊處理而製得光擴散膜。
(實施例2) <光擴散層用塗料b之調製步驟>
甲苯 250質量份環己酮 40質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(II) 125質量份丙烯酸多元醇「Acrydic WDU－938」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 15質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料b。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.0。塗布步驟結束後，於40℃恆溫室中進行48小時之熱軋邊處理。
除了使用該光擴散層用塗料b以取代實施例1之光擴散層用塗料a以外，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(實施例3) <光擴散層用塗料c之調製步驟>
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料c。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為2.0。塗布步驟結束後，於40℃恆溫室中進行48小時之熱軋邊處理。
除了使用該光擴散層用塗料c以取代實施例1之光擴散層用塗料a，將成乾燥膜厚作成約15μm以外，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例1) 〈光擴散層用塗料d之調製步驟〉
聚異氰酸酯「Coronet HL」 15質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料d。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.0。
除了使用該光擴散層用塗料d以取代實施例1之光擴散層用塗料a，將乾燥膜厚作成約29μm以外，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例2) <光擴散層用塗料e之調製步驟>
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料e。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為2.0。
除了使用該光擴散層用塗料e以取代實施例1之光擴散層用塗料a，將乾燥膜厚作成約15μm以外，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例3) <光擴散層用塗料f之調製步驟>
甲苯 290質量份環己酮 50質量份二丁基錫二月桂酸酯 0.2質量份矽氧烷樹脂粒子「Tosperl 2000B」 150質量份〔平均粒徑約6 μ m、不含硬化觸媒，GE東芝Silicone公司製〕丙烯酸多元醇「Acrydic WDU－938」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 15質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料f。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.0。
除了使用該光擴散層用塗料f以取代實施例1之光擴散層用塗料a，將乾燥膜厚作成約15 μ m以外，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例4)
於實施例1中，除了使用丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(V)以取代丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(I)，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(樹脂粒子脫落性之評估)
使用表面性質測試機Southland Labtest(東洋精機製作所公司製)，固定光擴散膜以使光擴散層表面彼此進行摩擦，載重為18N，往返1000次以摩擦光擴散面。於摩擦後，下側切割出10mm方形之已摩擦的光擴散膜，再利用顯微鏡觀察光擴散層表面樹脂粒子的脫落狀態。對於樹脂粒子之脫落性評估係利用下列基準：○...未觀察到脫落處。
△...脫落處為1~3個。
×...脫落處為4個以上。
將評估結果顯示於表1。由表1可得知：使用含有硬化觸媒之樹脂粒子的情形，樹脂粒子將難以從光擴散層表面脫落，作為光擴散膜極為優異。另一方面，將硬化觸媒添加於塗料中之情形，除了耐刮傷性不佳之外，塗料之凝膠化將提早，實際使用上為不佳的結果。
(光擴散層耐刮傷性之評估)
利用表面性質測試機HEIDON－14D(新東科學公司製)，使用不銹鋼製球壓痕物(SUS304、直徑4.76mm)，施加20gf之載重，以移動速度60mm/秒，往返50次以摩擦光擴散面。於摩擦後，若使光擴散面朝上，從背面照射螢光燈光線，根據穿透光而進行目視觀察時，於螢光燈下，照射光擴散面後根據表面反射光而進行目視觀察。將評估結果顯示於表1。對於刮傷之評估，利用下列基準而進行目視：○...根據穿透光與表面反射光而進行目視觀察時，刮傷均未被確認。
△...雖然根據穿透光而進行目視觀察時，刮傷均未被確認；但是，根據表面反射光而進行目視觀察時，刮傷已被確認。
×...根據穿透光與表面反射光而進行目視觀察時，刮傷均被確認。
將評估結果顯示於表1。由表1可得知：使用含有硬化觸媒之樹脂粒子的情形，耐刮傷性最為良好。
(光學特性之評估)
使用霧度計NDH2000(日本電色公司製)，測定光擴散膜之所有光線穿透率與霧度。將評估結果顯示於表1。 由表1可得知：使用含有硬化觸媒之樹脂粒子的情形下，透光性與光擴散性之差異並未觀察到。
由表1可得知：使用含有硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子的實施例1~實施例3具有良好的耐刮傷性與耐脫落性。相較於實施例1~實施例3，比較例1~比較例3的樹脂粒子之耐刮傷性更為降低、耐脫落性更為明顯降低。由比較例3得知：即使將硬化觸媒添加於塗料中，耐脫落性也未改善。另外，也可以得知：相較於使用含有硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子的實施例1~實施例3，使用無硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子的比較例4之耐刮傷性與耐脫落性均更為降低。
再者，以下針對含有丙烯酸多元醇與異氰酸酯之黏結劑樹脂組成，探討改變相對於異氰酸酯羥基之當量比而形成光擴散層，已附加背面層上之耐刮傷性與耐脫落性等特性。
(實施例4) <光擴散層用塗料g之調製步驟>
甲苯 278質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(IV) 137質量份丙烯酸多元醇「Acrydic A－801－P」 100質量份〔固形成分50%、固形成分之羥基價100、大日本油墨化學工業公司製〕聚異氰酸酯「Coronet HL」 55質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料g。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.9，相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸多元醇＋聚異氰酸酯)固形成分的光擴散材(丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子)之摻合量為150質量份。
<背面層用塗料h之調製步驟>
於該材料中，利用分散攪拌機攪拌所有的丙烯酸樹脂與40質量份之甲苯，予以充分溶解之後，追加剩餘之材料，再利用分散攪拌機攪拌混合，得到背面層用塗料h。
<對基材之塗布、乾燥、硬化步驟>
使用厚度100μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作為基材，於此一側面塗布該光擴散層用塗料g以使其熱風乾燥後之乾燥膜厚成為16μm，得到光擴散層之乾燥塗膜。於另一側面上塗布該背面層用塗料h以使其熱風乾燥後之乾燥膜厚成為2μm，得到背面層之乾燥塗膜。於光擴散層用塗料g與背面塗料h之塗布步驟結束後，為了加速硬化反應，於40℃恆溫室中保管48小時後製得光擴散膜。
(實施例5) <光擴散層用塗料i之調製步驟>
甲苯 393質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(IV) 181質量份丙烯酸樹脂「Daiyanal LR－1532」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 81質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料i。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為2.8，相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸多元醇＋聚異氰酸酯)固形成分之光擴散材(丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子)的摻合量為150質量份。
以下，除了使用該光擴散層用塗料i以取代實施例4之光擴散層用塗料g之外，利用相同於實施例1之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(實施例6) <光擴散層用塗料j之調製步驟>
甲苯 175質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(IV) 91質量份丙烯酸多元醇「Acrydic A－801－P」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 14質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料j。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為0.5，相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸多元醇＋聚異氰酸酯)固形成分的光擴散材(丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子)之摻合量為150質量份。
以下，除了使用該光擴散層用塗料j以取代實施例4之光擴散層用塗料g之外，利用相同於實施例4之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例5) <光擴散層用塗料k之調製步驟>
甲苯 278質量份丙烯酸樹脂粒子「Chemisnow－MR－7HG」 137質量份〔體積平均粒徑約6 μ m、綜研化學公司製〕丙烯酸多元醇「Acrydic A－801－P」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 55質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料k。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.9，相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸多元醇＋聚異氰酸酯)固形成分的光擴散材(丙烯酸樹脂粒子)之摻合量為150質量份。
以下，除了使用該光擴散層用塗料k以取代實施例4之光擴散層用塗料g之外，利用相同於實施例4之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例6) <光擴散層用塗料l之調製步驟>
甲苯 278質量份矽氧烷樹脂粒子「KMP－701」 137質量份〔體積平均粒徑約3.5 μ m、信越Silicone公司製〕丙烯酸多元醇「Acrydic A－801－P」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 55質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料1。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.9，相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸多元醇＋聚異氰酸酯)固形成分的光擴散材(矽氧烷樹脂粒子)之摻合量為150質量份。
以下，除了使用該光擴散層用塗料1以取代實施例4之光擴散層用塗料g之外，利用相同於實施例4之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例7) <光擴散層用塗料m之調製步驟>
甲苯 278質量份苯乙烯樹脂粒子「Techpolymer SBX－6」 137質量份〔平均粒徑約6 μ m、積水化成品工業公司製〕丙烯酸多元醇「Acrydic A－801－P」 100質量份聚異氰酸酯「Coronet HL」 55質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料m。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.9，相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸多元醇＋聚異氰酸酯)固形成分的光擴散材(苯乙烯樹脂粒子)之摻合量為150質量份。
以下，除了使用該光擴散層用塗料m以取代實施例4之光擴散層用塗料g之外，利用相同於實施例4之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(比較例8) <光擴散層用塗料n之調製步驟>
甲苯 840質量份丙烯酸樹脂「DaiyanalBR－80」 100質量份〔固形成分100%、無羥基價、三菱麗陽公司製〕丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(IV) 120質量份
於該材料中，利用分散攪拌機攪拌所有的丙烯酸樹脂與400質量份之甲苯，予以充分溶解之後，追加剩餘之材料，利用分散攪拌機攪拌混合，得到光擴散層用塗料n。相對於100質量份之樹脂黏結劑(丙烯酸樹脂)固形成分的光擴散材(丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子)之摻合量為120質量份。
以下，除了使用該光擴散層用塗料n以取代實施例4之光擴散層用塗料g之外，利用相同於實施例4之方法，於基材上形成乾燥塗膜後製得光擴散膜。
(光擴散層耐刮傷性之評估)
相同於針對實施例1~3、比較例1~4所進行的，使用表面性質測試機、不銹鋼製球壓痕物，施加5gf之載重，以移動速度60mm/秒，往返50次以摩擦光擴散層表面。利用相同於針對實施例1~3、比較例1~4所進行的基準進行刮傷之評估。
將評估結果顯示於表2。由表2可得知：使用丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子的情形，耐刮傷性最為良好。
(光擴散層耐溶劑性之評估)
使用以甲苯：甲基乙基酮＝1：1之混合溶劑所沾濕的綿棒，摩擦光擴散層。表2所示之既定的次數進行摩擦時，利用下列基準，目視加以評估。
○...於光擴散層中，並未觀察到變化。
△...光擴散層殘留一部分已溶解的痕跡。
×...光擴散層剝落，露出基材面。
將評估結果顯示於表2。
(樹脂粒子脫落性之評估)
相同於針對實施例1~3、比較例1~4所進行的，使用同樣的表面性質測試機，利用相同的方法，以顯微鏡觀察光擴散層表面之樹脂粒子的脫落狀態。將評估結果顯示於表2。對於樹脂粒子脫落性之評估，利用相同於針對實施例1~3、比較例1~4所進行的基準。
由表2可得知：丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子係於光擴散層之樹脂黏結劑組成中不含異氰酸酯之情形，耐刮傷性、耐溶劑性、耐脫落性均降低，尤其耐溶劑性、耐脫落性之降低特別明顯。再者，如實施例4、實施例5，若異氰酸酯/羥基之比率於0.7~3.0之適用範圍內時，耐溶劑性、耐脫落性更佳。另外，即使該比例於適用範圍內，得知：矽氧烷性樹脂粒子或苯乙烯性樹脂粒子之耐刮傷性、耐脫落性二者均降低。
以下，針對將利用聚異氰酸酯而使聚酯多元醇予以交聯的樹脂作為黏結劑樹脂使用之情形的光擴散膜，探討耐刮傷性、耐脫落性等。
(實施例7) <光擴散層用塗料o之調製步驟>
甲苯 765質量份環己酮 255質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(I) 385質量份聚酯多元醇「Barnoc D6－439」 150質量份〔固形成分80%、固形成分之羥基價140、大日本油墨化學工業公司製〕聚異氰酸酯「Barnoc DN－950」 95質量份〔固形成分75%、HDI系、固形成分之有效NCO含量13 %、大日本油墨化學工業公司製〕
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料o。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為0.7。
使用厚度100 μ m之聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作為基材，於此一側面塗布該光擴散層用塗料o以使其熱風乾燥後之乾燥膜厚成為27 μ m，得到光擴散層之乾燥塗膜。塗布步驟結束後，於40℃恆溫室中進行48小時之熱軋邊處理後製得光擴散膜。
(實施例8) <光擴散層用塗料p之調製步驟>
甲苯 765質量份環己酮 255質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(II) 385質量份聚酯多元醇「Barnoc D6－439」 150質量份聚異氰酸酯「Barnoc DN－950」 95質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料p。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為0.7。
除了使用該光擴散層用塗料p以取代實施例7之光擴散層用塗料o之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
(實施例9) <光擴散層用塗料q之調製步驟>
甲苯 850質量份環己酮 290質量份丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(III) 235質量份聚酯多元醇「Barnoc D6－439」 150質量份聚異氰酸酯「Barnoc DN－950」 130質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料q。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為1.0。
除了使用該光擴散層用塗料q以取代實施例7之光擴散層用塗料o，使乾燥膜厚成為約13 μ m之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
(比較例9) <光擴散層用塗料r之調製步驟>
甲苯 500質量份甲基乙基酮 375質量份環己酮 75質量份苯乙烯樹脂粒子「SBX－12」 275質量份〔平均粒徑約12 μ m、不含硬化觸媒、積水化成品工業公司製〕聚酯樹脂「Elitel UE3600」 125質量份〔固形成分100%、羥基價4、Unitika公司製〕聚異氰酸酯「Barnoc DN－950」 10質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料r。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為3.4。
除了使用該光擴散層用塗料r以取代實施例7之光擴散層用塗料o，使乾燥膜厚成為約24 μ m之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
(比較例10) <光擴散層用塗料s之調製步驟>
甲苯 900質量份環己酮 120質量份矽氧烷樹脂粒子「Tosperl 2000B」 150質量份丙烯酸樹脂「Daiyanal BR－85」 72質量份〔固形成分100%、無羥基價、三菱麗陽公司製〕
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料s。
除了使用該光擴散層用塗料s以取代實施例7之光擴散層用塗料o，使乾燥膜厚成為約13 μ m之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
(比較例11) <光擴散層用塗料t之調製步驟>
甲苯 810質量份環己酮 150質量份二丁基錫二月桂酸酯 0.5質量份丙烯酸樹脂粒子「MBX－20」 315質量份〔平均粒徑約17 μ m、不含硬化觸媒、積水化成品工業公司製〕丙烯酸多元醇「Acrydic A－801－P」 265質量份聚異氰酸酯「Barnoc DN－950」 36質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料t。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為0.4。
除了使用該光擴散層用塗料t以取代實施例7之光擴散層用塗料o，使乾燥膜厚成為約30 μ m之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
(比較例12) <光擴散層用塗料u之調製步驟>
甲苯 765質量份環己酮 255質量份丙烯酸樹脂粒子「MBX－20」 385質量份聚酯多元醇「Barnoc D6－439」 150質量份聚異氰酸酯「Barnoc DN－950」 95質量份
利用分散攪拌機攪拌混合該組成，得到光擴散層用塗料u。此時，相對於異氰酸酯之羥基的當量比為0.7。
除了使用該光擴散層用塗料u以取代實施例7之光擴散層用塗料o，使乾燥膜厚成為約30 μ m之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
(比較例13)
於實施例7中，除了使用丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(V)取代丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子(I)之外，利用與實施例7同樣的方法，於基材上形成乾燥塗膜而製得光擴散膜。
針對具有該實施例7~9、比較例9~13之各實施例、比較例所示之光擴散層的光擴散膜，進行下列評估。
(樹脂粒子脫落性之評估)
相同於針對實施例1~6、比較例1~8所進行的，使用同樣的表面性質測試機，利用相同的方法，以顯微鏡觀察光擴散層表面之樹脂粒子的脫落狀態。將評估結果顯示於表3。對於樹脂粒子脫落性之評估，利用相同於針對實施例1~6、比較例1~8所進行的基準。
(光擴散層耐刮傷性之評估)
使用相同於針對實施例1~6、比較例1~8進行耐刮傷性測試時的表面性質測試機、不銹鋼製球壓痕物，施加50gf之載重，以移動速度60mm/秒，往返50次以摩擦光擴散面。目視觀察摩擦後所殘留的刮傷。將評估結果顯示於表3。於表中，對於刮傷之評估，利用相同於針對實施例1~6、比較例1~8所進行的基準。
(光學特性之評估)
利用相同於針對實施例1~3、比較例1~4所進行的方法，測定光擴散膜之所有光線穿透率與霧度。將評估結果顯示於表3。
由表3明確得知：使用具有硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子的實施例7~實施例9，除了具有良好的霧度與穿透率之外，更具有耐刮傷性與耐脫落性。相較於丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子，比較例9之苯乙烯樹脂粒子、比較例11、12之丙烯酸樹脂粒子的情形之耐刮傷性更為降低，另外，因為比較例9~13之所有樹脂粒子不含硬化觸媒，耐脫落性將降低。如比較例11所示，即使將硬化觸媒加入塗料中，耐脫落性並未改善。
〔產業上利用之可能性〕
本發明之光擴散膜由於使用丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子作為光擴散材，而該樹脂粒子係於光擴散層之樹脂黏結劑中含有成為根據該聚異氰酸酯進行交聯反應觸媒的硬化觸媒；並且使用以聚異氰酸酯交聯丙烯酸多元醇或聚酯多元醇的共聚物作為樹脂黏結劑，能夠提供一種光擴散層，其係於樹脂粒子與樹脂黏結劑之界面上的樹脂黏結劑之交聯反應將優先且迅速進行，使樹脂粒子難以從樹脂黏結劑脫落。再者，相較於習知之丙烯酸樹脂粒子、苯乙烯樹脂粒子等，丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子本身之耐刮傷性為良好的，另外，由於使用容易得到塗膜硬度之利用聚異氰酸酯交聯所得到的共聚物，光擴散層表面難以刮傷。另一方面，硬化觸媒量並無必要添加至阻礙光學特性之程度，維持與習知之光擴散膜同樣的透光性與光擴散性為可能的。
1．．．液晶單元
2．．．背光單元
3．．．光源
4．．．反射膜
5．．．導光板
6．．．反射片
7．．．光擴散膜
8．．．稜鏡片
9．．．保護膜
10．．．透明薄片狀基材
11．．．光擴散層
12．．．背面層
13．．．光擴散材
14．．．樹脂黏結劑
第1圖係液晶顯示裝置之一般構造圖。
第2圖係顯示本發明之光擴散膜一實施例的剖面圖。
7．．．光擴散膜
10．．．透明薄片狀基材
11．．．光擴散層
12．．．背面層
13．．．光擴散材
14．．．樹脂黏結劑

Claims (6)

  1. 一種光擴散膜，其特徵係於透明薄片狀基材之至少一側面上，設置經樹脂粒子分散於樹脂黏結劑中之光擴散層，其中該樹脂黏結劑為利用聚異氰酸酯而將丙烯酸多元醇或聚酯多元醇予以交聯的共聚物，並且，該樹脂粒子為含有硬化觸媒之丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子，該觸媒係於該樹脂黏結劑中由該聚異氰酸酯而進行交聯反應之觸媒。
  2. 如申請專利範圍第1項之光擴散膜，其中該共聚物係利用聚異氰酸酯交聯丙烯酸多元醇所構成的，並且該共聚物係含有作為該丙烯酸多元醇之構成要素的1~50質量%具有羥基之丙烯酸單體單位的共聚物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光擴散膜，其中該硬化觸媒含有二丁基錫二月桂酸酯或二辛基錫二月桂酸酯。
  4. 如申請專利範圍第3項之光擴散膜，其中相對於該丙烯酸胺基甲酸酯樹脂粒子，其係含有0.0001~0.5質量%之該硬化觸媒。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之光擴散膜，其中該丙烯酸多元醇之羥基價為25以上500以下，該聚異氰酸酯中異氰酸酯相對於該羥基之當量比為0.7~3.0。
  6. 如申請專利範圍第1項之光擴散膜，其中該共聚物係利用聚異氰酸酯交聯聚酯多元醇所構成的，並且，該聚酯 多元醇之羥基價為5以上300以下，該共聚物係該聚異氰酸酯中異氰酸酯相對於該羥基之當量比為0.7~3.0的共聚物。
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