专利名称：光扩散片及使用该光扩散片的背光单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有使透过光线向法线方向侧边会聚边扩散的方向性光扩散功能、尤其适用于液晶显示装置的背光单元的光扩散片及使用该光扩散片的背光单元。
背景技术：
液晶显示装置普遍采用从背面照射液晶层而使之发光的背光方式，在液晶层的下面安装边缘光源型、正下方型等背光单元。所述边缘光源型背光单元50大致如图3(a)所示，具有作为光源的线状灯51、端部以沿着灯51的方式配置的方形板状导光板52、配置于导光板52表面侧的光扩散片53、配置于光扩散片53的表面侧的棱镜片54。
说到该背光单元50的功能，首先从灯51向导光板52入射的光线被导光板52里面的反射点或反射片(未图示)反射，从导光板52的表面射出。从导光板52射出的光线入射到光扩散片53上，被光扩散片53扩散并从光扩散片53的表面射出。之后，从光扩散片53射出的光线入射到棱镜片54上，利用在棱镜片54表面上所形成的棱镜部54a，作为大致在法线方向呈现峰值的分布的光线而射出。
这样，从灯51射出的光线被光扩散片53扩散，再利用棱镜片54以大致在法线方向呈峰值的方式被折射，进而对表面侧的液晶层(未图示)的整个面进行照明。另外，虽然未图示出，但为了缓和上述棱镜片54的会聚特性、保护棱镜部54a，或防止偏光板等液晶面板和棱镜片54的粘附，在棱镜片54的表面进一步配置有光扩散片。
如图3(b)所示，包括在上述背光单元50中的光扩散片53，通常具有合成树脂制的透明基材层56、层叠在该基材层56的表面上的光扩散层57(参照例如特开平7-5305号公报、特开2000-89007公报等)。通常，该光扩散层57的透明树脂制粘合剂58中含有树脂制微粒59，通过微粒59实现光扩散功能。
上述现有技术的光扩散片53中，作为提高光扩散性的方法，通常考虑增加微粒59的掺入量及光扩散层57的层合量，但是，微粒59的掺入量及光扩散层57的层合量的增加会带来涂覆的困难性和光线透过率的降低。总之，根据现有技术中本领域技术人员关于光扩散片53的考虑，可看到光扩散性和涂覆的容易性及光线透过性之间的相反的特性。
基于上述考虑的现有技术中的常用光扩散片53，考虑到光扩散性、光线透过性及涂覆容易性的平衡，作为微粒59，采用具有20μm左右的较大平均粒径的并且具有较广粒径分布的多分散微粒，微粒59对粘合剂的质量比为1左右，光扩散层57的层合量为15～20g/m2。
发明内容
基于这些缺点，本发明的目的在于提供具有良好的方向性光扩散功能、光线透过性、经济性及薄膜性的光扩散片，以及辉度等性能和薄型化得到促进的背光单元。
本发明人通过改变光扩散片中微粒的种类、平均粒径、微粒对粘合剂的质量比、光扩散层的层合量等进行了非常庞大的实验，作为刻苦钻研的结果，发现通过采用较小粒径的单分散微粒、加大微粒对粘合剂的质量比、并且使光扩散层的层合量较小，能够得到良好的方向性光扩散功能、光线透过性等。
其结果是，用于解决上述课题而提出的发明为一种光扩散片，其具有透明基材层和层合于该基材层表面侧的光扩散层，该光扩散层具有树脂制微粒和树脂制粘合剂，上述微粒采用平均粒径在1.5μm～5μm的单分散微粒，微粒对粘合剂的质量比(指的是采用固态成分换算微粒相对粘合剂基材聚合物的质量比)为2.5～3，光扩散层的层合量为3g/m2～10g/m2。
该光扩散片采用平均粒径较小的单分散微粒，使微粒相对粘合剂的质量比较大，使光扩散层的层合量较小，从而可以将粒径集中的小粒径微粒较致密且均匀地敷设于基材层表面上，这样，在表面上较致密且均匀地形成微细凸部。因此，该光扩散片具有良好的方向性光扩散功能及光线透过性等，经济性和薄膜性得到改进。另外，由于该光扩散片的微粒采用小粒径单分散微粒，可如上所述采用涂布等手段形成微粒质量比大且层合量小的光扩散层。
在该光扩散片中，特别优选上述单分散微粒的平均粒径为3μm，微粒对粘合剂的质量比为2.7，光扩散层的层合量为6g/m2。通过将这样的单分散微粒的平均粒径、微粒质量比及光扩散层的层合量取值在上述范围内，可以进一步提高上述方向性光扩散功能、光线透过性、经济性及薄膜性。
作为上述微粒及粘合剂的基材聚合物，可以采用丙烯酸树脂。通过采用丙烯酸树脂作为上述微粒及粘合剂的主材料，可以进一步促进上述方向性光扩散功能、光线透过性。
作为上述粘合剂，可以由含有丙烯酸聚醇和固化剂的聚合物的组合物形成。通过采用将丙烯酸聚醇作为基材聚合物的聚合物组合物，作为所述粘合剂形成材料，如上所述，可以促进微粒质量比大且层合量小的光扩散层的形成容易性，并可以减少光扩散层的涂覆缺陷等的发生。
上述单分散微粒的粒径分布的变动系数最好在0.2以下。这样，通过采用粒径分布变动系数在0.2以下的单分散微粒，可以有效促进上述方向性光扩散功能及光线透过性，并可以如上所述有效促进微粒质量比大且层合量小的光扩散层的形成容易性。
作为上述光扩散层的形成方法，最好采用凹版涂布法。根据所述凹版涂布法，可以如上所述容易且可靠地形成微粒质量比大且层合量小的光扩散层。
在上述光扩散层的粘合剂中还可以分散含有微小无机填充剂。通过象这样在光扩散层的粘合剂中分散含有微小无机填充剂，可以提高光扩散层的耐热性，尤其可以抑制由于该光扩散片的热等引起的挠曲及变黄。
上述光扩散层的粘合剂中还可以含有抗静电剂。通过象这样在光扩散层的粘合剂中含有抗静电剂，该光扩散片可以实现良好的防静电作用，可以减少吸附脏物、与棱镜片等其他片材的贴合变难等由带电引起的不便的发生。
还可以进一步具有层合于上述基材层的里面侧的防粘层，该防粘层可以具有分散于粘合剂中的微粒。通过象这样在里面具有防粘层，可以防止由于该光扩散片和其里面所配置的导光板、棱镜片等之间粘合而产生的干涉条纹。
因此，在使灯发出的光线发散而导入表面侧的液晶显示装置用背光单元中，如果具有该光扩散片，如上所述，由于该光扩散片具有优秀的方向性扩散功能和光线透过性，可以降低辉度不均、提高正面辉度。另外，如上所述，由于该光扩散片具有优良的经济性和薄膜性，该背光单元可以适应当今社会的要求而促进低成本化及薄型化。
另外，在本发明中，“微粒的平均粒径”和“粒径分布变动系数”为体积基准的数值。
如上所说明的，基于不同于现有技术中普通技术人员关于微粒种类、微粒相对粘合剂的质量比、光扩散层的层合量等的考虑的设计思想，本发明的光扩散片体现良好的方向性光扩散功能、光线透过性、经济性和薄膜性。另外，本发明的背光单元可以提高辉度、辉度的均匀性等性能，且能够促进低成本化和薄型化。
图1是表示本发明一实施形态的光扩散片的示意性断面图。
图2是表示不同于图1的光扩散片的形态的光扩散片的示意性断面图。
图3(a)表示一般的边缘光源型背光单元的示意性斜视图。
图3(b)表示一般的光扩散片的示意性断面图。
优选实施形态下面将参照适宜附图对本发明的实施形态进行详细说明。
图1的光扩散片1包括基材层2、层合于该基材层2的表面上的光扩散层3。
基材层2出于使光线透过的需要，特别由无色透明合成树脂形成。作为所述基材层2所使用的合成树脂，并没有被特别地限定，例如可以是聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、醋酸纤维素、耐候性氯乙烯等。其中，优选透明性优、强度高的聚对苯二甲酸乙二酯、特别优选的是挠曲性能得到改善的聚对苯二甲酸乙二酯。
基材层2的厚度(平均厚度)虽然没有特别限定，但是优选为10μm～250μm，尤其优选在20μm～188μm。如果基材层2厚度不到上述范围，在涂布用于形成光扩散层3的聚合物组合物时可能易于产生卷边，产生处理变难等缺点。相反，如果基材层2的厚度超过上述范围，液晶显示装置的辉度有时可能降低，另外，背光单元厚度变大也与液晶显示装置薄型化要求背道而驰。
光扩散层3具有基本上均匀且致密地敷设于基材层2表面上的微粒4、固定该微粒4的粘合剂5。微粒4被粘合剂5覆盖。这样，利用光扩散层3中含有的微粒4，光扩散层3可以使从里侧透过表面的光线均匀地扩散。另外，利用微粒4，光扩散层3的表面上形成基本上均匀且大致致密的微细凸部。通过象这样在光扩散片1表面上所形成的微细凹凸透镜的折射作用，可以使光线更好地扩散。
微粒4是具有使光线扩散的性能的大致为球状的透明树脂颗粒。
作为该微粒4的形成材料，例如可以采用丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、尿烷树脂、氯乙烯树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺、硅树脂、氟树脂等。其中，优选透明性高的丙烯酸树脂、尤其优选聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。另外，上述丙烯酸树脂，包含丙烯酸-苯乙烯共聚树脂、丙烯酸-尿烷共聚树脂、丙烯酸-氟系共聚树脂、丙烯酸-硅氧烷共聚树脂等。
作为微粒4，可采用较小粒径的单分散微粒。这种单分散微粒指的是粒径均匀度高的微粒。通过使用这样的粒径小的单分散微粒，可以采用涂布等手段形成如后述的微粒4相对粘合剂5的质量比大且层合量小的光扩散层3，而且促进了该光扩散片1的薄型化。
作为微粒4的平均粒径的下限，最好为1.5μm，尤其优选1.8μm。另一方面，作为微粒4的平均粒径的上限，最好为5μm，尤其优选4μm。如果微粒4的平均粒径不到上述下限，微粒4所形成的光扩散层3的表面的凹凸变小，作为光扩散片可能满足不了所需光扩散性的需要。相反，如果微粒4的平均粒径超出上述上限，微粒4对粘合剂5的质量比大且层合量小的光扩散层3的形成可能变难，并可能产生涂覆缺陷等。
作为微粒4(单分散微粒)的粒径分布的变动系数，优选小于等于0.2、尤其优选小于等于0.1。通过像这样将微粒4的粒径分布的变动系数取值为上述范围，促进了微粒4对粘合剂5的质量比大且层合量小的光扩散层3的形成的容易性，并促进了该光扩散片1的方向性光扩散性能。
作为微粒4相对粘合剂5的质量比(采用固态成分换算的微粒4对粘合剂5的基材聚合物的质量比)，优选在2.5～3。如果微粒4相对粘合剂5的质量比不到上述范围，如后所述，因为光扩散层3的层合量小，光扩散性可能变得不足。另一方面，如果微粒4相对粘合剂5的质量比超过上述范围，固定微粒4的效果可能会降低，并可能产生涂覆缺陷等。
粘合剂5通过使含有基材聚合物的聚合物组合物交联固化而形成。利用该粘合剂5，微粒4基本上等密度地被配置固定于基材层2表面上。另外，用于形成该粘合剂5的聚合物组合物，除了基材聚合物以外，可以适当混合例如微小无机填充剂、固化剂、增塑剂、分散剂、各种均化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、粘性改性剂、润滑剂、光稳定剂等。
作为上述基材聚合物，没有特别限定，例如可以是丙烯酸树脂、尿烷树脂、聚酯树脂、氟树脂、硅树脂、聚酰胺-酰亚胺、环氧树脂、紫外线固化型树脂等，可以将1种或2种以上的这些聚合物混合使用。尤其，作为上述基材聚合物，优选加工性高、采用涂布等手段可容易地形成光扩散层3的多元醇。另外，从提高光线透过性观点看，粘合剂5中所用基材聚合物本体优选是透明的，特别优选是无色透明的。
作为上述多元醇，例如可以是将含有含羟基不饱和单体的单体成分聚合而得到的多元醇、或在羟基过剩条件下得到的聚酯多元醇等，可以将这些物质单独或2种以上混合使用。
作为含羟基不饱和单体，例如可以是由(a)例如丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、烯丙醇、高烯丙醇、肉桂醇、巴豆醇等含羟基不饱和单体、(b)例如乙二醇、环氧乙烷、丙二醇、氧化丙烯、丁二醇、环氧丁烷、1，4-双(羟甲基)环己烷、苯基缩水甘油醚、缩水甘油癸酸酯、プラクセルFM-1(ダイセル化学工业株式会社制)等2元醇或环氧化合物，和例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸等不饱和羧酸的反应而得到的含羟基不饱和单体等。可以从这些含羟基不饱和单体中选择1种或2种以上进行聚合而生产多元醇。
另外，上述多元醇可以由从上述(a)和(b)中所选择的含羟基不饱和单体与从丙烯酸乙酯、丙烯酸n-丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸n-丁酯、丙烯酸叔-丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸n-丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸n-丁酯、甲基丙烯酸叔-丁酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸环己酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、1-甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、醋酸烯丙酯、己二酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、马来酸二乙酯、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、乙烯、丙烯、异戊二烯等中所选择的一种或2种以上的烯属不饱和单体聚合而生产。
由包含含有羟基的不饱和单体的单体成分聚合而得到的多元醇的数均分子量在1000～500000，优选5000～100000。另外，其羟值为5～300，优选10～200，进一步优选在20～150。
在羟基过剩条件下得到的聚酯多元醇，可以由将(c)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、新戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、三羟甲基丙烷、己三醇、丙三醇、季戊四醇、环己烷二醇、加氢双酚A、双(羟甲基)环己烷、对苯二酚双(羟乙基醚)、三(羟乙基)异氰脲酸酯、苯二亚甲基二醇等多元醇，和(d)例如马来酸、富马酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、偏苯三酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸等多元酸，在丙二醇、己二醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷等多元醇中的羟基数比上述多元酸的羧基数更多的条件下进行反应而生产。
在所述羟基过剩条件下所得到的聚酯多元醇的数均分子量在500～300000，优选2000～100000。另外，该值为5～300，优选10～200，进一步优选在20～150。
作为用作该聚合物组合物的基材聚合物的多元醇，由上述聚酯多元醇以及含上述含羟基不饱和单体的单体成分聚合而成，而且，优选为具有(甲基)丙烯酸单元等的丙烯酸聚醇。将所述聚酯多元醇或丙烯酸聚醇作为基材聚合物的粘合剂5的透明性及耐候性好，可以抑制光扩散层3的变黄等。尤其是，通过使用丙烯酸聚醇作为基材聚合物，及使用丙烯酸树脂制的微粒4，可以降低微粒4界面上的无用折射和反射等、提高该光扩散片1的方向性光扩散功能、光线透过性等光学功能。另外，可以使用该聚酯多元醇和丙烯酸聚醇中的任一种，或两者都使用。
另外，上述聚酯多元醇和丙烯酸聚醇中的羟基个数只要是1个分子中有2个以上即可，不做特别限定，但固态成分中的羟值如果在10以下，则具有交联点数减少、耐溶剂性、耐水性、耐热性、表面硬度等覆膜特性降低的趋势。
作为光扩散层3的层合量的下限，优选3g/m2，尤其优选5g/m2。另一方面，作为光扩散层3的层合量的上限，优选10g/m2，尤其优选8g/m2。通过这样地将光扩散层3的层合量取值在上述范围，加上采用较小粒径单分散微粒作为如上述微粒4、使微粒4对粘合剂5的质量比相对大些，可以将微粒4较致密且均匀地敷设于基材层2的表面上，并且在光扩散层3的表面上形成较致密且均匀的微细凸部。这样，可以提高该光扩散片1的方向性光扩散功能、光线透过性等光学功能。
通过采用平均粒径小的单分散微粒作为如上述微粒4、使微粒4相对粘合剂5的质量比相对大些、使光扩散层3的层合量相对小些，该光扩散片1的基材层2的表面上可以较致密且均匀地敷设粒径集中的小粒径微粒4，并可在表面上较致密且均匀地形成微细而高度一致的凸部。通过该光扩散层3表面的微细凹凸的折射作用等，该光扩散片1可具有良好的方向性光扩散功能、光线透过性等，并可促进经济性和薄膜性。
在该光扩散片1中，最好是，作为上述微粒4和粘合剂5的基材聚合物采用丙烯酸树脂，作为单分散微粒的微粒4的平均粒径为3μm，微粒4相对粘合剂5的质量比为2.7，光扩散层3的层合量为6g/m2，此时可以有效提高该光扩散片1的方向性光扩散功能、光线透过性、经济性、薄膜性等。
在形成粘合剂5的聚合物组合物中可以含有微小无机填充剂。这样，通过在粘合剂5中包含微小无机填充剂，提高了光扩散层3乃至光扩散片1的耐热性。作为构成该微小无机填充剂的无机物，没有特别限定，但优选为无机氧化物。该无机氧化物指的是通过金属元素主要和氧原子的结合而构成三维网状的各种含氧金属化合物。作为构成无机氧化物的金属元素，例如优选为从元素周期表第2族～第6族中选出的元素，进一步优选为从元素周期表第3族～第5族中选出的元素。特别是，优选从Si、Al、Ti及Zr中选出的元素，金属元素采用Si的胶态二氧化硅，在耐热性提高效果及分散均匀性这一点上作为微小无机填充剂是最好的。另外，微小无机填充剂的形状可以是球状、针状、板状、鳞片状、破碎状等任意的粒子形状，并未特别限定。
作为微小无机填充剂的平均粒径的下限，优选为5nm，尤其优选为10nm。另一方面，作为微小无机填充剂的平均粒径的上限，优选为50nm，尤其优选为25nm。这是因为，如果微小无机填充剂的平均粒径不到上述范围，则微小无机填充剂的表面能量变高，容易产生凝聚等，相反，如果平均粒径超出上述范围，则在短波长的影响下出现白浊，不能完全保持光扩散片1的透明性。
作为微小无机填充剂质量比(仅无机物成分相对粘合剂5的基材聚合物100份的质量比)的下限，采用固态成分换算，优选为5份，特别优选50份。另一方面，作为微小无机填充剂的上述质量比的上限，优选为500份，更优选为200份，尤其优选为100份。如果微小无机填充剂质量比不到上述范围，则可能不能充分体现光扩散片1的耐热性，相反，如果质量比超出上述范围，则向聚合物组合物中的配混可能变难，光扩散层3的光线透过率可能会降低。
作为上述微小无机填充剂，可以采用在其表面上固定有有机聚合物的物质。这样，通过采用有机聚合物固定微小无机填充剂，可实现粘合剂5中的分散性、与粘合剂5的亲合性的提高。对于该有机聚合物，其分子量、形状、组成、官能团的有无等没有特别限定，可以使用任意的有机聚合物。另外，就有机聚合物的形状而言，可以采用直链、分支、交联结构等任意形状。
作为构成上述有机聚合物的具体的树脂，例如可以是，(甲基)丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等的聚酯或它们的共聚物或采用氨基、环氧基、羟基、羧基等官能团部分改性的树脂等。其中，将(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸-苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸-聚酯树脂等含有(甲基)丙烯酸单元的有机聚合物作为必要成分的材料能成膜，是合适的。另外，优选与上述聚合物组合物的基材聚合物具有相溶性的树脂，因此最优选采用与聚合物组合物中所含的基材聚合物相同组成的树脂。
另外，微小无机填充剂可以在微粒内包含有机聚合物。这样，可以赋予微小无机填充剂的核即无机物适度的软度和韧性。
上述有机聚合物还可以采用含有烷氧基的聚合物，在固定有机聚合物的微小无机填充剂为1g时，其含量优选为0.01mmol～50mmol。利用该烷氧基，可以使与构成粘合剂5的基质树脂的亲合性、在粘合剂5中的分散性提高。
上述烷氧基表示与形成微粒骨架的金属元素结合的RO基。该R为可被取代的烷基，微粒中的RO基可以相同，也可以不同。作为R的具体例子，例如可以是甲基、乙基、n-丙基、异丙基、n-丁基等。优选采用与构成微小无机填充剂的金属相同的金属烷氧基，在微小无机填充剂为胶态二氧化硅时，优选采用将硅作为金属的烷氧基。
对于固定有机聚合物的微小无机填充剂中的有机聚合物的含有率，虽然没有特别限定，但将微小无机填充剂作为基准，优选为0.5质量％～50质量％。
作为固定于微小无机填充剂上的上述有机聚合物，采用具有羟基的聚合物，在构成粘合剂5的聚合物组合物中可以含有从具有2个以上能与羟基反应的官能团的多官能异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物及氨基塑料树脂中选出的至少一种。这样，微小无机填充剂和粘合剂5的基质树脂以交联结构结合，保存稳定性、耐污染性、可挠性、耐候性、保存稳定性等变得良好，进而得到的覆膜变得有光泽。
作为上述多官能异氰酸酯化合物，例如可以是脂肪族、脂环族、芳香族及其它多官能异氰酸酯化合物或它们的改性化合物。作为该多官能异氰酸酯化合物的具体例子，例如甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2，2，4-三甲基己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯的缩二脲体、异氰脲酸酯体等三聚体等；通过这些多官能异氰酸酯类和丙二醇、己二醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷等多元醇反应所生成的2个以上的异氰酸酯基残存的化合物；将这些多官能异氰酸酯化合物用乙醇、己醇等醇类、苯酚、甲酚等具有酚羟基的化合物、丙酮肟、甲基乙基酮肟等肟类、ε-己内酰胺、γ-己内酰胺等内酰胺类等的封端剂封闭的封端多官能异氰酸酯化合物等。另外，可以将上述多官能异氰酸酯化合物的一种或2种以上混合使用。其中，为了防止覆膜变黄色，优选没有直接结合芳香环的异氰酸酯基的无黄变性多官能异氰酸酯化合物。
作为上述三聚氰胺化合物，例如可以是二羟甲基三聚氰胺、三羟甲基三聚氰胺、四羟甲基三聚氰胺、五羟甲基三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺、异丁基醚型三聚氰胺、n-丁基醚型三聚氰胺、丁基化苯并胍胺等。
作为上述氨基塑料树脂，例如可以是烷基醚化三聚氰胺树脂、尿素树脂、苯并胍胺树脂等，可以单独使用这些氨基塑料树脂或使用2种以上的混合物或共缩物。该烷基醚化三聚氰胺树脂是通过羟甲基化氨基三嗪、由环己醇或碳原子数1～6的链烷醇烷基醚化而得到的，代表性的如丁基醚化三聚氰胺树脂、甲基醚化三聚氰胺树脂、甲基丁基混合三聚氰胺树脂。另外还可以使用用于促进固化的磺酸催化剂，例如对甲苯磺酸及其胺盐等。
作为上述粘合剂5的基材聚合物，优选为具有环烷基的多元醇。这样，通过在作为构成粘合剂5的基材聚合物的多元醇中导入环烷基，粘合剂5的防水性、耐水性等疏水性增强，可以改善高温高湿条件下的该光扩散片1的耐挠曲性、尺寸稳定性等。另外，光扩散层3的耐候性、硬度、丰满感、耐溶剂性等覆膜基本性能提高。进一步，与表面上固定有有机聚合物的微小无机填充剂的亲合性以及微小无机填充剂的均匀分散性进一步变好。
作为上述环烷基，并未特别限定，例如可以是，环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基、环十三烷基、环十四烷基、环十五烷基、环十六烷基、环十七烷基、环十八烷基等。
具有上述环烷基的多元醇可以通过将具有环烷基的聚合性不饱和单体进行共聚而得到。该具有环烷基的聚合性不饱和单体为在分子内具有至少一个环烷基的聚合性不饱和单体。对于该聚合性不饱和单体没有特别限定，例如可以是，环己基(甲基)丙烯酸酯、甲基环己基(甲基)丙烯酸酯、叔-丁基环己基(甲基)丙烯酸酯、环十二烷基(甲基)丙烯酸酯等。
另外，聚合物组合物中可以含有作为固化剂的异氰酸酯。这样，通过在聚合物组合物中含有异氰酸酯固化剂，形成更牢固的交联结构，进一步提高光扩散层3的覆膜物性。作为该异氰酸酯，可采用与上述多官能异氰酸酯化合物同样的物质。其中，优选为防止覆膜变黄色的脂肪族异氰酸酯。
特别地，在基材聚合物采用多元醇时，作为聚合物组合物中配混的固化剂，可以采用1，6-亚己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯及二甲苯二异氰酸酯的任何一种或2种以上混合使用。如果使用这些固化剂，由于加快聚合物组合物的固化反应速度，作为抗静电剂，即使使用有助于微小无机填充剂分散稳定性的阳离子物质，也可以充分弥补阳离子抗静电剂引起的固化反应速度的降低。另外，所述聚合物组合物固化反应速度的提高有助于微小无机填充剂在粘合剂中的均一分散性。因此，该光扩散片1尤其可以抑制由于热、紫外线等产生的挠曲或变黄。
而且，上述聚合物组合物中可以含有抗静电剂。这样，通过由混合抗静电剂的聚合物组合物形成粘合剂5，该光扩散片1可以具有防静电效果，并可防止由于带静电而产生的吸附脏物、与棱镜片等的贴合变难等缺点。另外，采用抗静电剂涂覆表面可能会使表面发粘或产生污浊，但这样，通过在聚合物组合物中混炼可减少所述弊点。作为该抗静电剂，尽管没有特别限定，但可以使用例如烷基硫酸盐、烷基磷酸盐等阴离子抗静电剂、季铵盐、咪唑啉化合物等阳离子抗静电剂、聚乙二醇、聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯、乙醇酰胺类等的非离子抗静电剂、聚丙烯酸等高分子抗静电剂、离子电导类抗静电剂等。其中，优选防静电效果较好的阳离子抗静电剂，少量添加即可达到防静电效果。
另外，上述聚合物组合物中可以含有紫外线吸收剂。这样，通过由含有紫外线吸收剂的聚合物组合物形成粘合剂5，可以对该光扩散片1赋予阻断紫外线功能，可将背光单元的灯所发出的微量的紫外线阻断，防止液晶层由紫外线引起的破坏。
作为所述的紫外线吸收剂，只要是可以吸收紫外线、高效转换成热能并且对光稳定的化合物，不作特别限定，可以使用公知的化合物。其中，因为紫外线吸收功能高，和上述基材聚合物的相溶性好，优选使用稳定存在于基材聚合物中的水杨酸紫外线吸收剂、二苯甲酮紫外线吸收剂、苯并三唑紫外线吸收剂及氰基丙烯酸酯紫外线吸收剂，还可以使用从这些中选择出的1种或2种以上的物质。另外，作为紫外线吸收剂，也可适宜采用在分子链上具有紫外线吸收基的聚合物(例如，(株)日本触媒的“ユ一ダブルUV”系列等)。通过采用所述在分子链上具有紫外线吸收基的聚合物，与粘合剂5的主聚合物的相溶性可以提高，并可以防止由于紫外线吸收剂的渗出等而使得紫外线吸收功能变差。另外，也可以将在分子链上具有紫外线吸收基的聚合物作为粘合剂5的基材聚合物。另外，还可以将该结合了紫外线吸收基的聚合物作为粘合剂5的基材聚合物，并在该基材聚合物中含有紫外线吸收剂，这样可进一步使紫外线吸收功能提高。
上述紫外线吸收剂相对粘合剂5的基材聚合物的含量的下限优选为0.1质量％、尤其优选为1质量％、进一步优选为3质量％，紫外线吸收剂的上述含量的上限优选为10质量％、尤其优选为8质量％、进一步优选为5质量％。如果紫外线吸收剂相对基材聚合物的质量比小于上述下限，光扩散片1不能有效实现紫外线吸收功能，相反，如果紫外线吸收剂的质量比超出上述上限，将导致基材聚合物受到不良影响，粘合剂5的强度、耐久性等降低。
还可以代替上述紫外线吸收剂，或与紫外线吸收剂一起，使用紫外线稳定剂(包括在分子链上结合了紫外线稳定基的基材聚合物)。利用该紫外线稳定剂，由紫外线产生的自由基、活性氧等被惰性化，可以提高紫外线稳定性、耐候性等。作为这种紫外线稳定剂，可适用对紫外线稳定性高的受阻胺紫外线稳定剂。另外，通过并用紫外线吸收剂和紫外线稳定剂，可以防止紫外线引起的劣化和显著地提高耐候性。
下面对该光扩散片1的制造方法进行说明。该光扩散片1的制造方法包括，(a)通过在构成粘合剂5的聚合物组合物中混合微粒4而制作光扩散层用聚合物组合物的步骤，(b)将该光扩散层用聚合物组合物层合于基材层2的表面上、使之固化形成光扩散层3的步骤。
作为该光扩散层用聚合物组合物的层合方法，没有特别限定，可采用各种公知的方法。作为具体的层合手段，可采用使用例如凹版涂布法、辊涂法、棒涂法、刮刀涂布法、喷涂法等的涂覆等。其中，最好采用可使微粒4对粘合剂5的质量比很大的聚合物组合物涂覆得薄而匀的凹版涂布法。在所述凹版涂布法中，如果考虑光扩散层3的形成性等，凹版线数优选在70～100，转数优选80～120。
图2的光扩散片11包括基材层2、层合于该基材层2的表面上的光扩散层3、层合于基材层2里面的防粘层12。该基材层2及光扩散层3由于和上述图1的光扩散片1中的相同，故采用同一编号并省略说明。
防粘层12包括配置于基材层2里面的微粒13、固定该微粒13的粘合剂14。该粘合剂14也通过使与上述光扩散层3的粘合剂5相同的聚合物组合物交联固化而形成。另外，微粒13可采用与光扩散层3的微粒4相同的材料。另外，该防粘层12的厚度(不存在微粒13的部分的粘合剂14部分的厚度)尽管没有作出特别限定，但例如可以是1μm～10μm左右。
使这种微粒13的质量比较小，微粒13彼此隔开，分散于粘合剂14中。另外，许多微粒13的下端从粘合剂14的平均界面极少量突出，在防粘层12的里面形成凸部。因此，如果将该光扩散片11与导光板一起层合，则因微粒13而形成的凸部与导光板等表面散在对接，没有使光扩散片11的整个里面与导光板等对接。这样，防止了光扩散片11与导光板等的粘连，抑制了液晶显示装置图面的辉度不均。
下面对光扩散片11的制造方法进行说明。该光扩散片11的制造方法包括，(a)通过将微粒4混合入构成粘合剂5的聚合物组合物中而制作光扩散层用聚合物组合物的步骤，(b)将该光扩散层用聚合物组合物层合于基材层2的表面上并使之固化而形成光扩散层3的步骤，(c)通过将微粒13混合入构成粘合剂14的聚合物组合物中而制作防粘层用聚合物组合物的步骤，(d)将该防粘层用聚合物组合物层合于基材层2的里面上并使之固化而层合防粘层12的步骤。作为将上述光扩散层用聚合物组合物和防粘层用聚合物组合物层合于基材层2上的方法，尽管没有特别限定，但可以采用例如使用棒涂法、刮刀涂布法、旋涂法、辊涂法、凹版涂布法、浇涂法、喷雾法等的涂覆等。
和上述光扩散片1相同，该光扩散片11可以在表面上较致密且均匀地形成微细且高度一致的凸部，这样可以具有良好的方向性光扩散功能及光线透过性等，并可促进经济性和薄膜性。
因此，在具有灯、导光板、光扩散片、棱镜片等、并使灯发出的光线分散而导入表面的液晶显示装置用背光单元中，如果采用所述光扩散片1、11作为其光扩散片，则通过使用具有如上述高的方向性光扩散功能、光线透过性、薄膜性、经济性等特点的所述光扩散片1、11，可以提高正面辉度、辉度均匀性等品质，并可促进当今社会所渴求的低成本化和薄型化。
另外，本发明的光扩散片并不限于上述实施形态，例如也可以层合紫外线吸收剂层、面涂层等其他的层。关于紫外线吸收剂，可以代替上述在光扩散层3的粘合剂5中含有的方法，或者和该方法一起，将含有紫外线吸收剂的紫外线吸收层层合，使防粘层12的粘合剂14或基材层2中含有紫外线吸收剂。根据这些方法，同样可以切断背光单元的灯所发出的紫外线，以防止由于紫外线而产生的液晶层的破坏。
关于抗静电剂，可以代替在上述光扩散层3的粘合剂5中含有的方法，或者和该方法一起，将含有抗静电剂的抗静电层层合，使防粘层12的粘合剂14或基材层2中含有抗静电剂。利用这些方法，能够体现该光扩散片的防静电效果，并能够防止由于静电所产生的吸附脏物、与棱镜片等的贴合变难等缺陷。
实施例下面，根据实施例对本发明进行详述，但是，并不是基于该实施例的记载对本发明进行限定性的解释。
实施例1作为基材层，采用厚度100μm的透明聚对苯二甲酸乙二酯制的膜。作为光扩散层用聚合物组合物，采用由32份丙烯酸聚醇(基材聚合物)、86份平均粒径3μm及变动系数0.1的丙烯酸树脂制单分散微粒、6份异氰酸酯固化剂，3份抗静电剂及溶剂形成的聚合物组合物。表示各组成成分的配比量的份数为固态成分换算的质量比。通过采用凹版涂布法将光扩散层用聚合物组合物以3.6g/m2(固态成分换算)层合于该基材层表面上，从而得到实施例1的光扩散片。
实施例2
除了将光扩散层的层合量取为4g/m2以外，其他的和上述实施例1相同而得到实施例2的光扩散片。
实施例3除了将光扩散层的层合量取为8.7g/m2以外，其他的和上述实施例1相同而得到实施例3的光扩散片。
实施例4除了将微粒的配比量取为80份、光扩散层的层合量取为4.8g/m2以外，其他的和上述实施例1相同而得到实施例4的光扩散片。
实施例5除了将光扩散层的层合量取为8.5g/m2以外，其他的和上述实施例4相同而得到实施例5的光扩散片。
实施例6除了将光扩散层的层合量取为9.2g/m2以外，其他的和上述实施例4相同而得到实施例6的光扩散片。
实施例7除了采用平均粒径1.8μm及变动系数0.1的丙烯酸树脂制单分散微粒、将光扩散层的层合量取为4.5g/m2以外，其他的和上述实施例1相同而得到实施例7的光扩散片。
实施例8除了将光扩散层的层合量取为5.6g/m2以外，其他的和上述实施例7相同而得到实施例8的光扩散片。
实施例9除了将光扩散层的层合量取为7.6g/m2以外，其他的和上述实施例7相同而得到实施例9的光扩散片。
实施例10除了采用聚酯多元醇作为基材聚合物、将光扩散层的层合量取为4.5g/m2以外，其他的和上述实施例1相同而得到实施例10的光扩散片。
比较例1除了采用平均粒径2.7μm的丙烯酸树脂制多分散微粒作为微粒、将光扩散层的层合量取为6.4g/m2以外，其他的和上述实施例1相同而得到比较例1的光扩散片。
比较例2除了将微粒的配比量取为80份，将光扩散层的层合量取为6g/m2以外，其他的和上述比较例1相同而得到比较例2的光扩散片。
特性评价采用上述实施例1～10和比较例1～2的光扩散片，测定这些光扩散片的浊度值。另外，将这些光扩散片实际装入边缘光源型背光单元，测定在将2块光扩散片层合于导光板表面上时和将光扩散片和棱镜片层合于导光板表面上时的正面辉度相对值。结果如下表1所示。
如表1所示，实施例1～10的光扩散片与使用多分散微粒的比较例1和2的光扩散片比较，显示出高浊度值和正面辉度相对值，并具有优秀的方向性光扩散功能、光线透过性等。
权利要求
1.一种光扩散片，具有透明基材层和层合于该基材层表面侧的光扩散层，该光扩散层具有树脂制微粒和树脂制粘合剂，采用平均粒径1.5μm～5μm的单分散微粒作为上述微粒，微粒对粘合剂的质量比为2.5～3，光扩散层的层合量为3g/m2～10g/m2。
2.如权利要求1记载的光扩散片，其中，上述单分散微粒的平均粒径为3μm，微粒对粘合剂的质量比为2.7，光扩散层的层合量为6g/m2。
3.如权利要求1记载的光扩散片，其中，采用丙烯酸树脂作为上述微粒和粘合剂的基材聚合物。
4.如权利要求3记载的光扩散片，其中，上述粘合剂由含有丙烯酸聚醇和固化剂的聚合物组合物形成。
5.如权利要求1记载的光扩散片，其中，上述单分散微粒的粒径分布变动系数为0.2或更小。
6.如权利要求1记载的光扩散片，其中，上述光扩散层采用凹版涂布法形成。
7.如权利要求1记载的光扩散片，其中，在上述光扩散层的粘合剂中分散含有微小无机填充剂。
8.如权利要求1记载的光扩散片，其中，在上述光扩散层的粘合剂中含有抗静电剂。
9.如权利要求1记载的光扩散片，还包括层合于上述基材层里面的防粘层，该防粘层具有分散于粘合剂中的微粒。
10.液晶显示装置用背光单元，使灯发出的光线分散而引导到表面侧，具有光扩散片，其特征在于，该光扩散片具有透明基材层和层合于该基材层表面的光扩散层，该光扩散层具有树脂制微粒和树脂制粘合剂，采用平均粒径1.5μm～5μm的单分散微粒作为上述微粒，微粒对粘合剂的质量比为2.5～3，光扩散层的层合量为3g/m2～10g/m2。
全文摘要
提供具有良好的方向性光扩散功能、光线透过性、经济性及薄膜性的光扩散片，以及辉度等性能及薄型化得到改进的背光单元。所述光扩散片，具有透明基材层和层合于该基材层表面的光扩散层，该光扩散层具有树脂制微粒和树脂制粘合剂，采用平均粒径为1.5μm～5μm的单分散微粒作为上述微粒，微粒对粘合剂的质量比为2.5～3，光扩散层的层合量为3g/m
文档编号G02B1/04GK1828343SQ20061007397
公开日2006年9月6日 申请日期2006年1月6日 优先权日2005年1月6日
发明者吉田实 申请人:吉田实