JP3478973B2 - 光拡散シート - Google Patents

光拡散シート

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JP3478973B2 JP20536598A JP20536598A JP3478973B2 JP 3478973 B2 JP3478973 B2 JP 3478973B2 JP 20536598 A JP20536598 A JP 20536598A JP 20536598 A JP20536598 A JP 20536598A JP 3478973 B2 JP3478973 B2 JP 3478973B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光拡散シートに関
し、特に液晶表示のバックライト用に適する光拡散シー
トに関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶デ
ィスプレーにおいては、冷陰極管から発せられた光を導
光板により正面方向へ導く導光板方式が主流である。そ
して、光拡散シートは、光源から発せられた光を拡散さ
せ、光源の像を見えなくする効果がある。このような光
拡散シートとしては、炭酸カルシウム、シリカ粒子等の
無機微粒子を光拡散剤として、ポリメチルメタクリレー
ト樹脂、ポリカーボネート樹脂などに分散させたものな
どが提案されている。また、光拡散剤として有機重合体
微粒子を用いることも提案されている。例えば、ポリス
チレン微粒子を用いるもの(特開昭56−33677
号)や、シリコーン樹脂粒子を用いるもの(特開平1−
17280号)が提案されている。
【0003】また、表示画面の正面方向において十分な
輝度を得るために、バインダー樹脂に重合体粒子よりも
屈折率の高い酸化ジルコニウム等の粒子を含有させる方
法(特開平6−59107号)が提案されている。しか
し、この方法では、酸化ジルコニウム等の高比重の粒子
を用いた場合には混合物の中で粒子が沈降しやすいた
め、超微粒子を用いることが必要となる。しかし、超微
粒子は一般に凝集しやすく、これを分散させるのが難し
いという問題があった。
【0004】このように、導光板方式では光拡散シート
に均一で高拡散特性が求められており、これまでの光拡
散シートでは光は均一に拡散されるが、正面方向の透過
光量が低下し、ディスプレーの輝度が低下するという問
題があった。近年、液晶ディスプレーの高輝度化および
薄型化が強く求められており、従来の光拡散シートは光
拡散性は良好であるが、高輝度化という点では満足でき
るものではなかった。
【0005】この発明の目的は、正面方向の光透過性に
優れ(集光性)、なおかつ十分なヘイズを有する光拡散
シートを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために鋭意研究を行った結果、偏平状の重合
体微粒子を光拡散剤として、バインダー樹脂を介して透
明基材にコーティングした場合に、上記の課題を解決で
きることを見出して、この発明を完成するに到った。
【0007】すなわち、この発明は、透明基材の少なく
とも片面にバインダー樹脂および重合体微粒子からなる
光拡散層を有する光拡散シートにおいて、重合体微粒子
がビニル系重合体からなる偏平状異形微粒子であること
を特徴とする光拡散シートを提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明で用いられる光拡散剤と
しての重合体微粒子は、ビニル系重合体からなる偏平状
異形微粒子であって、その平面形状が略円形で、表面が
凸状、裏面(底部)が凹状となった異形微粒子である。
このような偏平状異形微粒子としては、底部の直径
(D)が0.3〜5μmであり、(D)と厚み(d)の
比(D/d)が1.5〜5であるものが知られている
(特公平2−14222号)。また、三井化学(株)製
のミューティクル、松本油脂製薬(株)製のマイクロス
フェアー M−311なども使用できる。
【0009】さらに、例えばスチレン、ビニルトルエン
などの芳香族ビニル単量体、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル類などのビ
ニル単量体の1種または2種以上を組み合せて重合して
得られるものも使用できる。これらの重合体微粒子の製
造に際して架橋性単量体を使用すれば、耐溶剤性を付与
することができる。架橋性単量体を用いる場合、その使
用割合は好ましくは1〜30%、さらに好ましくは3〜
20%である。
【0010】この発明の重合体微粒子の大きさは特に限
定されず、光拡散シートの要求特性に応じて適宜選定さ
れるが、通常0.5〜20μm程度が好ましく、さらに
好ましくは0.8〜10μm程度である。これらの重合
体微粒子は、バインダー樹脂と共に、透明基材にコーテ
ィングされる。
【0011】バインダー樹脂としては、通常この分野で
使用されるものであれば特に限定されないが、例えばポ
リエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹
脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ
ビニルアルコール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂などが
挙げられる。バインダー樹脂は、適当な有機溶剤にあら
かじめ溶解させたもの、あるいは有機溶剤や水に分散さ
せたものを用いてもよい。例えば、ポリエステル系のバ
インダー樹脂としては、東洋紡社製バイロン200(商
品名)が使用できるが、バイロン200をあらかじめト
ルエンおよびメチルエチルケトンの混合溶剤に樹脂固形
分で30重量%に溶解した東洋紡社製バイロン20SS
(商品名 樹脂固形分30重量%)を使用してもよく、
ポリエステル系樹脂を水および有機溶剤の混合溶剤に固
形分で34重量%になるように分散した東洋紡社製 バ
イロナールMD1200(商品名 固形分 34%)な
どを用いてもよい。
【0012】また、透明基材としては、ポリメチルメタ
クリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ
エステル、アセテート樹脂などのフィルム状、シート状
のものが好ましく、耐光性および加工性の面からポリエ
ステルのフィルム状のものが特に好ましい。透明基材上
への光拡散層のコーティングは、バインダー樹脂を溶媒
に溶解し、これに重合体微粒子を分散させて基材上にコ
ーティングすることにより行われる。バインダー樹脂と
重合体微粒子との割合は、光拡散シートの用途、コーテ
ィング層の厚さなどにもよるが、通常バインダー樹脂1
00重量部に対して重合体微粒子30〜300重量部が
好ましい。コーティングの方法としては、スプレー法、
ディッピング法、ロールコーター法、ナイフコート法、
カーテンフロー法などの公知の方法を採用できる。コー
ティング層の厚さは、通常5〜30μmほどで十分であ
る。
【0013】なお、光拡散層のコーティングは、透明基
材の両面に施してもよい。この発明の光拡散シートは、
光拡散層中に偏平状異形微粒子を含有することにより、
正面方向への出射光を増加させ、なおかつバランスのと
れた光拡散特性を有する。
【0014】
【実施例】合成例1 攪拌機、温度計、還流コンデンサー付きのセパラブルフ
ラスコに、水600g、メタアクリル酸メチル100g
および連鎖移動剤としてのn−オクチルメルカプタン
(n−OM)0.5gを仕込み、攪拌下に窒素置換しな
がら70℃まで加温する。内温を70℃に保ち、重合開
始剤として過硫酸カリウム0.5gを添加した後、8時
間重合反応させる。得られたエマルジョンは、粒径0.
4μm、重量平均分子量45,000の真球状粒子から
なる固形分14%を含有していた。
【0015】上記で得られたエマルジョン71.5g
(種粒子として固形分換算10g)に、ラウリル硫酸ナ
トリウム0.15g、イオン交換水500g、メタクリ
ル酸メチル95gおよびエチレングリコールジメタクリ
レート5gを混合し、30℃で2時間攪拌して、種粒子
に単量体を吸収させた。次いで、この混合物を窒素気流
下で70℃に加温し、重合開始剤として過硫酸カリウム
0.5gを溶解したイオン交換水50gを添加し、5時
間重合反応を行ったところ、重合安定性のよい重合体微
粒子が得られた。得られた重合体微粒子を走査型電子顕
微鏡により観察したところ、この微粒子は、平面の直径
1.2μm,厚さ0.6μmで、粒子の裏面中央に直径
0.5μmの凹部をもつ偏平状異形微粒子であった。こ
の微粒子の電子顕微鏡写真を図1に示す。
【0016】実施例1 ポリエステルフィルム〔ルミラーT−60 東レ(株)
製 厚み100μm〕の片面に下記の組成物を、ギャッ
プ高さ75μmのアプリケーターを用いてコーティング
した。コーティング後、乾燥炉にて熱風乾燥を行い、光
拡散シートを得た。 バインダー樹脂:ポリエステル樹脂〔東洋紡(株)製 バイロナールMD12 00 バインダー樹脂分34%〕 ……100重量部 重合体微粒子:合成例1で得られた平均粒子径1.2μmの偏平状異形微粒子 …… 34重量部
【0017】実施例2 ポリエステルフィルム〔ルミラーT−60 厚み100
μm〕の片面に下記の組成物を、ギャップ高さ75μm
のアプリケーターを用いてコーティングした。コーティ
ング後、乾燥炉にて熱風乾燥を行い、光拡散シートを得
た。 バインダー樹脂:ポリエステル樹脂〔東洋紡(株)製 バイロナールMD12 00 バインダー樹脂分34%〕 ……100重量部 重合体微粒子:合成例1で得られた平均粒子径1.2μmの偏平状重合体粒子 …… 12重量部
【0018】実施例3 ポリエステルフィルム〔ルミラーT−60 厚み100
μm〕の片面に下記の組成物を、ギャップ高さ75μm
のアプリケーターを用いてコーティングした。コーティ
ング後、乾燥炉にて熱風乾燥を行い、光拡散シートを得
た。 バインダー樹脂:ポリエステル樹脂〔東洋紡(株)製 バイロナールMD12 00 バインダー樹脂分34%〕 ……100重量部 重合体微粒子:合成例1で得られた平均粒子径1.2μmの偏平状異形微粒子 …… 85重量部 溶剤:メチルエチルケトン …… 75重量部
【0019】比較例1 重合体微粒子としてトスパール120〔平均粒子径2μ
m 有機シリコーン微粒子 東芝シリコーン(株)製〕
を34重量部用いた以外は、実施例1と同様の操作を行
って光拡散シートを得た。
【0020】比較例2 重合体微粒子としてMBX−2〔平均粒子径2μm ポ
リメチルメタクリレート粒子 積水化成品(株)製〕を
34重量部用いた以外は、実施例1と同様の操作を行っ
て光拡散シートを得た。
【0021】比較例3 ポリエステルフィルム〔ルミラーT−60 厚み100
μm〕の片面に下記の組成物を、ギャップ高さ75μm
のアプリケーターを用いてコーティングした。コーティ
ング後、乾燥炉にて熱風乾燥を行い、光拡散シートを得
た。 バインダー樹脂:ポリエステル樹脂〔東洋紡(株)製 バイロン200〕 …… 50重量部 重合体微粒子:架橋ポリスチレン〔平均粒子径12μm SBX−12 積水 化成品(株)製〕 …… 50重量部 溶剤:トルエン …… 75重量部 メチルエチルケトン …… 75重量部 各実施例および比較例で得られた光拡散シートの光学特
性の評価を行った。評価は以下の方法で行った。
【0022】〔光線透過率およびヘイズの測定〕ヘイズ
メーター〔日本電色(株)製 NDH−2000〕によ
って、全光線透過率およびヘイズを測定した。全光線透
過率80%以上、ヘイズ70%以上のものを良品と判定
した。
【0023】〔透過光度角度特性の測定〕自動変角式光
度計〔村上色彩技術研究所(株)製 GP−200〕に
よって、透過光度の角度特性を測定した。結果を表1お
よび図2−7に示す。集光性の測定は、正面方向の透過
光度を100とし、透過光度が33になるときの角度γ
を測定した。図2〜7から明らかなように、各実施例の
光拡散シートを用いた場合、正面(角度0度)付近の透
過光度は、各比較例の光拡散シートに比べて極めて大き
く、従来の集光性タイプの光拡散性シートよりも極めて
高い集光性を示した。また、各実施例の光拡散シートは
十分なヘイズを有しており、導光板上のパターンは拡散
されて視認されない。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】この発明の光拡散シートは、光拡散層中
に偏平状異形微粒子を含有することにより、従来の光拡
散シートに比べ、正面方向の出射光量を極めて大きくす
ることができ、集光性に優れている。そのため、これを
液晶ディスプレーに用いた場合、その輝度を飛躍的に向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成例1により得られた偏平状異形微粒子の電
子顕微鏡写真である。
【図2】実施例1で得られた光拡散シートの透過光度の
角度特性を表すグラフである。
【図3】実施例2で得られた光拡散シートの透過光度の
角度特性を表すグラフである。
【図4】実施例3で得られた光拡散シートの透過光度の
角度特性を表すグラフである。
【図5】比較例1で得られた光拡散シートの透過光度の
角度特性を表すグラフである。
【図6】比較例2で得られた光拡散シートの透過光度の
角度特性を表すグラフである。
【図7】比較例3で得られた光拡散シートの透過光度の
角度特性を表すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−176366(JP,A) 特開 平9−281307(JP,A) 特開 平9−171709(JP,A) 特開 平9−96705(JP,A) 特開 平9−281339(JP,A) 特開 平10−3079(JP,A) 特開 平9−211208(JP,A) 特開 平11−109113(JP,A) 特開 平10−265580(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基材の少なくとも片面にバインダー
    樹脂および重合体微粒子からなる光拡散層を有する光拡
    散シートにおいて、重合体微粒子がビニル系重合体から
    り、その形状が平面が略円形で、表面が凸状、裏面が
    凹状である偏平状異形微粒子であることを特徴とする光
    拡散シート。
  2. 【請求項2】 光拡散層が、バインダー樹脂100重量
    部に対して重合体微粒子を30〜300重量部含む請求
    1に記載の光拡散シート。
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