(57)【要約】【課題】光散乱機能を任意に制御した光散乱膜、およびその形成に用いられる光散乱膜用組成物の提供。【解決手段】平均粒子径が０．８〜５．０μｍで、屈折率が１．５０以下の微粒子と、屈折率が１．５０以上１．７０以下で、それぞれの屈折率が異なる二種類以上の透明樹脂とを含み、透明樹脂の少なくとも一種類の屈折率が微粒子の屈折率よりも大きいことを特徴とする光散乱膜用組成物を用いて形成された光散乱膜。二つ以上の樹脂を任意の組成で混合することにより、混合透明樹脂の屈折率、微粒子との屈折率差、光散乱膜のHAZE値を任意に変えることができ、希望の光散乱性能を容易にピンポイントで制御できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が０．８〜５．０μｍで、屈折率が１．５０以下の微粒子と、屈折率が１．５０以上１．７０以下で、それぞれの屈折率が異なる二種類以上の透明樹脂とを含み、透明樹脂の少なくとも一種類の屈折率が微粒子の屈折率よりも大きいことを特徴とする光散乱膜用組成物。
【請求項２】
エチレン性不飽和単量体を含むことを特徴とする請求項１に記載の光散乱膜用組成物。
【請求項３】
請求項１ないし２いずれか１項に記載の光散乱膜用組成物を用いて形成された光散乱膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示装置を構成する光散乱膜の形成に用いられる光散乱膜用組成物、および光散乱膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置の普及、大型化や野外使用化に伴い、その使用条件下での耐候性、視認性、防汚性、耐熱性等が求められている。中でも、表示装置の視認性向上は表示装置の主機能に関わる重要な課題であり、視認性向上のための様々な技術が検討されている。
【０００３】
例えば、反射型液晶表示装置においては、視認性向上のため、基材樹脂中に基材樹脂とは異なる屈折率の微粒子を分散させてなる、反射防止膜、光拡散膜、光散乱膜等を設け、光の反射、拡散、散乱を制御することが行われている。
【０００４】
具体的には、反射型液晶表示装置には、装置に入射した室内光や外光等の光を反射する反射板が必要であり、この反射板には光の反射機能及び光散乱機能の2つの機能が要求される。光散乱機能を持たせる部材としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の透明樹脂中に異屈折率の微粒子を混ぜて散乱性を出す光散乱膜が用いられている。
【０００５】
しかし、異屈折率の透明樹脂と微粒子の二つの組み合わせだけでは、組み合わせが限られるため、微妙な屈折率の制御を行うことができなかった。
【特許文献１】特開２００１−１９４５１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８０１４号公報
【特許文献３】特開２００２−２５８２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光散乱機能を任意に制御した光散乱膜、およびその形成に用いられる光散乱膜用組成物を提供することにある。本発明により希望の光散乱性能を簡単にピンポイントで制御できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平均粒子径が０．８〜５．０μｍで、屈折率が１．５０以下の微粒子と、屈折率が１．５０以上１．７０以下で、それぞれの屈折率が異なる２種類以上の透明樹脂とを含み、透明樹脂の少なくとも一種類の屈折率が微粒子の屈折率よりも大きいことを特徴とする光散乱膜用組成物に関する。
【０００８】
また、本発明は、エチレン性不飽和単量体を含むことを特徴とする上記の光散乱膜用組成物に関する。
【０００９】
さらに、本発明は、上記記載の光散乱膜用組成物を用いて形成された光散乱膜に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光散乱膜用組成物は、屈折率が低い微粒子と屈折率が高い透明樹脂の屈折率差で光散乱機能を発現する光散乱膜において、二種類以上の屈折率が異なる透明樹脂の組成比率を変えることにより、任意に屈折率を変えることができるため、光散乱機能を任意に制御した光散乱膜を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、本発明の光散乱膜用組成物について説明する。
【００１２】
平均粒子径が０．８〜５．０μｍで屈折率が１．５０以下の微粒子としては、アクリル樹脂（屈折率約１．５０）、フッ素含有アクリル樹脂（屈折率約１．４５）、フッ素樹脂（屈折率約１．３５）、シリコーン樹脂（屈折率約１．４５）、酢酸ビニル樹脂（屈折率約１．４６）、ポリプロピレン樹脂（屈折率約１．４９）、セルロースアセテートプロピオネート（屈折率約１．４７）等の樹脂微粒子、及びポリシリケイト（屈折率約１．４３）等の無機微粒子が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。光散乱膜用組成物中の平均粒子径が０．８〜５．０μｍで屈折率が１．５０以下の微粒子の量は、透明樹脂１００重量部に対して、１〜３００重量部であることが好ましい。１重量部より少ないと光散乱機能が得られず、３００重量部より多いと透明性が得られない。
【００１３】
屈折率が１．５０以上１．７０以下の透明樹脂としては、アクリル樹脂(屈折率約１．５０)、エポキシアクリレート樹脂（屈折率約１．６０）、フルオレン樹脂（屈折率約１．６）、フェノール樹脂（屈折率約１．７）、セルロース樹脂（屈折率約１．５４）、ユリア樹脂（屈折率約１．５７）、ポリ酢酸ビニル樹脂（屈折率約１．５３）、ポリ塩化ビニル樹脂（屈折率約１．５４）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（屈折率約１．６８）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（屈折率約１．６７）、ポリスチレン樹脂（屈折率約１．５９）、ポリカーボネート樹脂（屈折率約１．５８）、ポリアミド樹脂（屈折率約１．５３）ポリアリレート樹脂（屈折率約１．６０）等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００１４】
光散乱膜用組成物には、該組成物を活性エネルギー線により硬化させて光散乱膜を形成する場合、あるいは光散乱膜をリソグラフィ法によりパターニングして形成する場合には、エチレン性不飽和化合物を含有させ、さらに該組成物を紫外線により硬化させる場合には、光重合開始剤を含有させる。
【００１５】
また、光散乱膜用組成物をリソグラフィ法によりパターニングする際にアルカリ現像する場合には、屈折率が１．５０以上１．７０以下の透明樹脂として、アルカリ可溶性のもの、例えば、フルオレン樹脂や、カルボキシル基を有するアクリル系樹脂等を用いることが好ましい。
【００１６】
エチレン性不飽和化合物は、エチレン性不飽和二重結合を1個または２個以上有する化合物であり、モノマー、オリゴマー、感光性樹脂を用いることができる。モノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。また、オリゴマーとしては、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エステル（メタ）アクリレート等が挙げられ、感光性樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等に公知の方法でエチレン性不飽和二重結合を導入したものが挙げられる。
【００１７】
エチレン性不飽和化合物は、１種を単独で、あるいは２種以上を混合して用いられる。エチレン性不飽和化合物は、透明樹脂１００重量部に対して１〜２００重量部の量で用いることができる。
【００１８】
光重合開始剤としては、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン等のアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソン等のチオキサンソン系光重合開始剤、２，４，６−トリクロロ−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−トリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ピペロニル−−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−−ビス（トリクロロメチル）−６−スチリルｓ−トリアジン、２−（ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２，４−トリクロロメチル（４’−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン系光重合開始剤、カルバゾール系光重合開始剤、イミダゾール系光重合開始剤等が挙げられる。上記光重合開始剤は、１種を単独で、あるいは２種以上を混合して用いられる。光重合開始剤は、エチレン性不飽和化合物１００重量部に対して、１〜５０重量部の量で用いることができる。
また、光散乱膜用組成物には、増感剤を含有させてもよい。増感剤としては、例えば、α−アシロキシエステル、アシルフォスフィンオキサイド、メチルフェニルグリオキシレート、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアンスラキノン、４，４’−ジエチルイソフタロフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。上記増感剤は、１種を単独で、あるいは２種以上を混合して用いられる。増感剤は、光重合開始剤１００重量部に対して、１〜１００重量部の量で用いることができる。
【００１９】
光散乱膜用組成物には、均一な光散乱膜を形成するため、溶剤を含有させることが好ましい。溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル−ｎアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独で、もしくは混合して用いる。溶剤は、透明樹脂１００重量部に対して、５〜５００重量部の量で用いることができる。
【００２０】
光散乱膜用組成物には、塗工性向上、感度の向上、密着性の向上などを目的として、連鎖移動剤、界面活性剤、シランカップリング剤等の添加剤を添加しても良い。
【００２１】
光散乱膜用組成物は、各成分を混合し、シェーカー、デスパー、サンドミル、アトライター等の各種分散装置を用いて分散することにより製造することができる。
【００２２】
光散乱膜用組成物は、焼結フィルタ、メンブレンフィルタ等の手段にて、５μｍ以上の粗大粒子および混入した塵の除去を行うことが好ましい。
【００２３】
次に、光散乱膜について説明する。
【００２４】
光散乱膜は、ガラス板等の透明基板上に、スピンコート、スリットコート、ロールコート等の塗布方法により光散乱膜用組成物を塗布、乾燥し、必要に応じて活性エネルギー線を照射することにより作成される。光散乱膜をパターニングにより形成する場合には、光散乱膜用組成物を塗布、乾燥後に、フォトマスクを介して組成物塗布面側から活性エネルギー線を照射し、溶剤またはアルカリ現像液に漬浸するかスプレーなどにより現像液を噴霧して未照射部、すなわち未硬化部を除去して現像を行い、所望の形状のパターンを形成する。
【００２５】
光散乱膜用組成物の塗布膜厚は、０．２〜５．０μｍ（乾燥時）の範囲であることが好ましく、塗工性と光散乱特性のバランスが良好なことから０．５〜３．５μｍの範囲であることがより好ましい。
アルカリ現像液としては、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム等の水溶液が使用され、ジメチルベンジルアミン、トリエタノールアミン等の有機アルカリを用いることもできる。また、現像液には、消泡剤や界面活性剤を添加することもできる。
【００２６】
なお、活性エネルギー線による露光感度を上げるために、光散乱膜用組成物を塗布乾燥後、水溶性あるいはアルカリ可溶性樹脂、例えばポリビニルアルコールや水溶性アクリル樹脂等を塗布乾燥し酸素による重合阻害を防止する膜を形成した後、組成物塗布面側から活性エネルギー線を照射することもできる。
【００２７】
活性エネルギー線としては、電子線、紫外線、４００〜５００ｎｍの可視光を使用することができる。組成物塗布面側から照射する電子線の線源には、熱電子放射銃、電界放射銃等を使用することができる。また、紫外線および４００〜５００ｎｍの可視光の線源（光源）には、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド灯、ガリウム灯、キセノン灯、カーボンアーク灯等を使用することができる。具体的には、点光源であること、輝度が安定であることから、超高圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプが用いられることが多い。組成物塗布面側から照射する活性エネルギー線量は、５〜１０００ｍＪの範囲で適時設定できるが、工程上管理しやすい２０〜３００ｍＪの範囲であることが好ましい。
【００２８】
次に実施例により本発明を具体的に説明する。実施例において％とあるのは、特に指定のない限り、すべて重量基準である。
（比較例１〜２、実施例１〜２）
下記の光散乱膜用組成物処方の組成物をマルチシェーカー（アイラー社製「ＭＭＳ-３１０」）を用いて混合し、100mm×100mm×1.1mmのガラス板にスピンコーターで塗工し、70℃で20分乾燥後、超高圧水銀ランプを用いて、積算光量150mJで紫外線露光後、230℃1時間加熱し、約3μｍの光散乱膜を形成した。
（比較例１）
フッ素含有アクリル樹脂微粒子のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート                                                                
分散液（固形分２０％、屈折率１．４５、平均粒子径１．７０m）                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            33.6  ％                                                                
フルオレン樹脂（屈折率１．６、重量平均分子量4000）のプロピレングリコールモノメ  チルエーテルアセテート溶液（固形分５５％）                      24.6  ％
ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
（東亞合成製「アロニックスM-402」）                             7.5  ％
光重合開始剤（チバガイギー製「イルガキュア907」）                0.9  ％
ノニオン性界面活性剤                                             1.0  ％
シクロヘキサノン                                                32.4 ％
（実施例１）
フッ素含有アクリル樹脂微粒子のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート                                                                
分散液（固形分２０％、屈折率１．４５、平均粒子径１．７０m）                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            33.6  ％                                                                
フルオレン樹脂（屈折率１．６、重量平均分子量4000）のプロピレングリコールモノメ  チルエーテルアセテート溶液（固形分５５％）                      18.5  ％
アクリル樹脂（屈折率１．５、重量平均分子量33000）のプロピレングリコールモノメ  チルエーテルアセテート溶液（固形分３０％）                      11.3  ％
ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
（東亞合成製「アロニックスM-402」）                             7.5  ％
光重合開始剤（チバガイギー製「イルガキュア907」）                0.9  ％
ノニオン性界面活性剤                                             1.0  ％
シクロヘキサノン                                                27.2 ％
（実施例２）
フッ素含有アクリル樹脂微粒子のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート                                                                
分散液（固形分２０％、屈折率１．４５、平均粒子径１．７０m）                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            33.6  ％                                                                
フルオレン樹脂（屈折率１．６、重量平均分子量4000）のプロピレングリコールモノメ  チルエーテルアセテート溶液（固形分５５％）                      12.3  ％
アクリル樹脂（屈折率１．５、重量平均分子量33000）のプロピレングリコールモノメ  チルエーテルアセテート溶液（固形分３０％）                      22.6  ％
ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
（東亞合成製「アロニックスM-402」）                             7.5  ％
光重合開始剤（チバガイギー製「イルガキュア907」）                0.9  ％
ノニオン性界面活性剤                                             1.0  ％
シクロヘキサノン                                                22.1 ％
（比較例２）
フッ素含有アクリル樹脂微粒子のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート                                                                
分散液（固形分２０％、屈折率１．４５、平均粒子径１．７０m）                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            33.6  ％                                                                
アクリル樹脂（屈折率１．５、重量平均分子量33000）のプロピレングリコールモノメ  チルエーテルアセテート溶液（固形分３０％）                      45.1  ％
ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート
（東亞合成製「アロニックスM-402」）                             7.5  ％
光重合開始剤（チバガイギー製「イルガキュア907」）                0.9  ％
ノニオン性界面活性剤                                             1.0  ％
シクロヘキサノン                                                11.9 ％
比較例１〜２、実施例1〜３で得られた光散乱膜のHAZEをHAZEMETER HM-150（村上色彩技術研究所製）で測定した。
【００２９】
実施例１及び２に示すように、比較例１及び２で使用した二つの樹脂を任意の組成で混合することにより、それぞれ単独で使用した比較例１と２の間の範囲で、混合透明樹脂の屈折率、微粒子との屈折率差、光散乱膜のHAZE値を任意に変えることができ、希望の光散乱性能を容易にピンポイントで制御できる。（表１）
【００３０】
【表１】
2008310197.tif 000002