(57)【要約】【課題】  光学シートの撓みを防止する、新たな手段を提供する。【解決手段】    （Ａ）シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む共重合体と、  （Ｂ）光拡散剤と、  （Ｃ）無機微粒子とを含む、光学シート用組成物。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む共重合体と、
（Ｂ）光拡散剤と、
（Ｃ）無機微粒子とを含む、光学シート用組成物。
【請求項２】
前記共重合体は、前記シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位を含み、前記シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位は、下記式（１）：
【化１】
2005107068.tif 000010
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ２は水素原子、メチル基、またはエチル基であり、Ｒ３は有機残基であり、ｍは０〜４までの整数であり、ｎは０〜２までの整数であり、ｍが２以上である場合にはＲ２は同一であっても異なっていてもよく、ｎが２以上である場合にはＲ３は同一であっても異なっていてもよい）
で表される、請求項１に記載の光学シート用組成物。
【請求項３】
前記無機微粒子はコロイダルシリカである、請求項１または２に記載の光学シート用組成物。
【請求項４】
前記無機微粒子は、表面に有機ポリマーが固定されてなる複合微粒子であり、前記複合微粒子の平均粒子径が５〜２００ｎｍであり、かつ、前記複合微粒子の粒子径の変動係数が５０％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学シート用組成物。
【請求項５】
前記有機ポリマーが水酸基を有し、組成物中に多官能イソシアネート化合物がさらに含まれる、請求項４に記載の光学シート用組成物。
【請求項６】
前記共重合体が水酸基を有し、組成物中に多官能イソシアネート化合物がさらに含まれる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学シート用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットを構成する光学シートに関する。より詳しくは、本発明は、光学シートを製造するために用いられる、光学シート用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置の需要が、大幅に増加している。液晶表示装置は、低反射、薄型、低消費電力といった特徴を有する。その上、液晶表示装置は、デジタル表示が可能であり、デジタル信号を表示する上で適している。
【０００３】
液晶表示装置の構造としては、バックライト方式が広く採用されている。バックライト方式を採用する液晶表示装置においては、背面から液晶層に光を照射して、表面に所定の画像を表示させる。液晶層の背面には、液晶層に均一に光を照射するための、バックライトユニットが配置される。バックライトユニットは、ランプ、導光板、光拡散シート、プリズムシートなどから構成される。ランプより放射された光は、導光板によって分散され、光拡散シートに入射する。光拡散シートに入射した光は、光拡散シート内部で均一に拡散され、プリズムシートに入射する。プリズムシートに入射した光は、プリズムシートにおける屈折によって、液晶層に対して垂直方向にピークを示す光に変調される。一般に、光拡散機能、プリズムシートの保護機能などの、１または２以上の光学機能を有するシートが、光学シートと呼ばれる。
【０００４】
このうち、光拡散機能を有する光学シートは、輝度ムラに大きく影響する。つまり、光拡散が不十分であると、光の照射量が多い部分と、光の照射量が少ない部分とが生じ、画面において明るい部分と暗い部分とが発生する。一般的な光拡散機能を有する光学シートは、透光性の合成樹脂からなるバインダー中に、光拡散剤としてのビーズを分散させた構造を有する。ビーズによって、光学シートを通過する光が拡散され、液晶層に均一な光が照射される。
【０００５】
しかしながら、合成樹脂からなる光学シートは、熱による変形が生じうる。特に、光源であるランプに近い部分は、ランプの発する熱によって、８０〜９０℃程度の温度下に曝される。このため、光学シートが熱によって撓み、画面において輝度ムラが生じる問題があった。
【０００６】
この問題を解決する技術として、光学シートを構成するバインダー中に、表面に有機ポリマーが固定された無機微粒子を分散させる発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。無機微粒子を分散させることによって、光学シートの耐熱性が向上し、画面における輝度ムラの発生が抑制される。また、無機微粒子の表面に有機ポリマーを固定することによって、無機微粒子とバインダーとの親和性が向上し、無機微粒子がバインダー中で好適に分散する。
【０００７】
しかしながら、画面における輝度ムラの発生を抑制するために、光学シートの撓みをより効果的に防止する手段の開発が所望されている。
【０００８】
なお、一般にバインダーとしては、所望する特性に応じて、各種重合体が用いられる。例えば、下記式：
【０００９】
【化１】
2005107068.tif 000002
【００１０】
（式中、Ｒは水素原子、メチル基およびエチル基から選ばれ、Ｚは置換されていてもよいシクロアルキル基である）
で表わされる化合物、メタクリル酸ｉｓｏ−ブチル、またはメタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルを、単量体として用いて合成される共重合体が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２によれば、かような共重合体をバインダーとして用いることによって、塗膜の折り曲げ性が向上し、複合微粒子を含ませることによって、自己洗浄性が発現する。
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示されている組成物は塗料に関するものであり、かような共重合体が光拡散層を構成するバインダーとして優れていることは知られていない。
【特許文献１】特開２００１−３１８２１０号公報
【特許文献２】特開平１１−５９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明が目的とするところは、光学シートの撓みを防止する、新たな手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、（Ａ）シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む共重合体と、（Ｂ）光拡散剤と、（Ｃ）無機微粒子とを含む、光学シート用組成物である。
【発明の効果】
【００１４】
かような構造を有する共重合体をバインダーとして用いることによって、製造される光学シートの耐熱性が向上する。このため、熱によって光学シートが撓み、画面において輝度ムラが発生することが効果的に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１は、（Ａ）シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む共重合体と、（Ｂ）光拡散剤と、（Ｃ）無機微粒子とを含む、光学シート用組成物である。
【００１６】
まず、光拡散機能を有する光学シートの一般的構成について、図面を参照しながら簡単に説明する。図１は、基材１０２と、基材１０２の表面に積層された光拡散層１０４とからなる光学シート１００の断面模式図である。基材１０２は、光を透過させるために、透明な材料から構成される。光拡散層１０４において、光学シートに入射した光は拡散される。本発明の光学シート用組成物は、光拡散層１０４を形成するために用いられる。光拡散層１０４は、バインダー１０６、バインダー１０６中に分散する光拡散剤１０８、無機微粒子１１０から構成される。光拡散剤１０８によって、入射する光が均一に散乱する。また、無機微粒子１１０によって光拡散層１０４の耐熱性が向上する。
【００１７】
本発明においては、バインダー１０６として、（Ａ）シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む共重合体が用いられる。
【００１８】
光拡散層を構成するバインダーとして、かような共重合体を用いると光拡散層の耐熱性が向上する理由としては、共重合体に含まれる所定の官能基が影響していると推測される。即ち、シクロアルキル基、ｉｓｏ−ブチル基、およびｔｅｒｔ−ブチル基といった官能基が含まれていると、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）が効果的に上昇し、光拡散層の耐熱性が向上すると推測される。共重合体のガラス転移温度が向上することによって、光拡散層の硬度も向上しうる。
【００１９】
また、光学シートの撓みには、熱だけでなく、湿気も寄与しうる。つまり、光学シートの耐湿性が不足していると、光学シートが撓みやすく、画面における輝度ムラが生じやすい。耐湿性と光学シートの撓みとの関係については、これまでのところ十分な検討がなされていなかった。本発明の光学シート用組成物を用いれば、光学シートの耐湿性も向上させうる。光拡散層を構成するバインダーとして、上述の共重合体を用いると耐湿性が向上するメカニズムについては定かではないが、シクロアルキル基、ｉｓｏ−ブチル基、およびｔｅｒｔ−ブチル基といった官能基の疎水性によって、光拡散層の耐湿性が影響されると推測される。即ち、これらの官能基は疎水性が高いため、これらの官能基を含む共重合体をバインダーとして用いることによって、光拡散層の耐湿性が向上しうると考えられる。ただし、本発明の技術的範囲が、かようなメカニズムを有する実施態様に限定されるわけではない。
【００２０】
さらに、本発明の光学シート用組成物を用いることによって、形成される光学シートの硬度、耐紫外線性なども向上させうる。
【００２１】
本発明においてバインダーとして用いられる共重合体の概念には、公知の共重合体も含まれる。例えば、前記特許文献２に開示されている共重合体を、本発明におけるバインダーとして用いることも可能である。しかしながら、上述のように、前記特許文献２に開示されている組成物は塗料に関するものであり、かような共重合体が光拡散層を構成するバインダーとして優れていることは特に知られていない。さらに、バインダーと耐湿性との関係についても知られていない。金属鋼板表面に形成される塗膜とは異なり、液晶表示装置に用いられる光学シートは、撓みに対して非常に敏感である。したがって、所定の構造を有する共重合体が光学シート用バインダーとして有用であることを見出し、光学シートの耐久性向上を達成した本発明の効果は大きい。
【００２２】
次に、本発明の光学シート用組成物が含む成分について、詳細に説明する。
【００２３】
本発明の光学シート用組成物は、シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む共重合体を含む。
【００２４】
まず、シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位について説明する。シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位（以下、「シクロアルキル含有繰り返し単位」とも記載）とは、少なくとも１つのシクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルを単量体として重合した際に得られる繰り返し単位を意味する。シクロアルキル基を有する繰り返し単位を含む共重合体を用いると、光学シートの耐熱性、耐湿性、硬度などが向上する。
【００２５】
好ましくは、シクロアルキル含有繰り返し単位は、下記式（１）で表される繰り返し単位である。
【００２６】
【化２】
2005107068.tif 000003
【００２７】
式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基である。Ｒ２は水素原子、メチル基、またはエチル基である。Ｒ３は式（１）に示されているシクロヘキシル基に直接結合する有機残基である。有機残基としては、例えば、炭素数１〜１０の直鎖状、分枝状または環状のアルキル基、炭素数１〜５のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシアルキル基、炭素数１〜５のアセトキシアルキル基、炭素数１〜５のハロゲン化（例えば、塩素化、臭素化またはフッ素化）アルキル基等が挙げられる。これらのうち、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜２のヒドロキシアルキル基、炭素数１〜２のアルコキシアルキル基、炭素数１〜２のアセトキシアルキル基が好適に用いられる。
【００２８】
炭素数１〜１０の直鎖状、分枝状または環状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。炭素数１〜５のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基などが挙げられる。炭素数１〜５のアルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、１−メトキシメチル基、２−メトキシエチル基などが挙げられる。炭素数１〜５のアセトキシアルキル基としては、アセトキシメチル基、１−アセトキシエチル基、２−アセトキシエチル基、３−アセトキシプロピル基などが挙げられる。炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基としては、トリフルオロメチル基、トリクロロメチル基、トリブロモメチル基、１−フルオロエチル基、１，１−ジフルオロエチル基などが挙げられる。
【００２９】
ｍは０〜４までの整数であり、ｎは０〜２までの整数である。ｍが２以上である場合にはＲ２は同一であっても異なっていてもよい。ｎが２以上である場合にはＲ３は同一であっても異なっていてもよい。ｎが２以上である場合には、複数のＲ３によって環が形成されていてもよい。例えば、２つのＲ３によって環が形成されて、式（１）に示すシクロヘキシル基部分が、イソボルニル基となっていてもよい。Ｒ３のシクロヘキシル基への結合位置は特に限定されない。ｎが１以上である場合には、好ましくは、Ｒ３の一つがシクロヘキシル基の３位または４位に結合する。シクロヘキシル基上に置換基がない、即ちｎが０であってもよい。
【００３０】
式（１）で表されるシクロアルキル含有繰り返し単位は、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルブチル（メタ）アクリレート、４−メチルシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、４−エチルシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシメチルシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレートなどの単量体から形成されうる。ただし、シクロアルキル基含有モノマーユニットを形成するために用いられる単量体は、これらに限定されない。例示した単量体の中では、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、４−メチルシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレートが好適に用いられる。即ち、式（１）で表される繰り返し単位は、好ましくは、Ｒ１が水素原子またはメチル基であり、Ｒ２が水素原子であり、Ｒ３がメチル基であり、ｍが０または１であり、ｎが０または１である。
【００３１】
本発明の光学シート用組成物に含まれる共重合体は、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位を含んでもよい。（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位とは、「−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２）−」または「−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＯＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２）−」で表される繰り返し単位を意味する。（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位を含む共重合体を用いると、光学シートの耐熱性、耐湿性、硬度などが向上する。
【００３２】
本発明の光学シート用組成物に含まれる共重合体は、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位を含んでもよい。（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位とは、「−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＯＯＣ（ＣＨ３）３）−」または「−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）（ＣＯＯＣ（ＣＨ３）３）−」で表される繰り返し単位を意味する。（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位を含む共重合体を用いると、光学シートの耐熱性、耐湿性、硬度などが向上する。
【００３３】
光学シート用組成物に含まれる共重合体は、シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、または（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の少なくとも１種を含む。
【００３４】
光学シート用組成物に含まれる共重合体は、他の繰り返し単位を含んでもよい。共重合体を合成するために用いられうる単量体としては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基を有する重合性不飽和単量体；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変成ヒドロキシ（メタ）アクリレートなどの水酸基を有する重合性不飽和単量体；ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレート等のスルホン酸基を有する重合性不飽和単量体；２−（メタ）アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、２−（メタ）アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、２−メタクリロイルオキシエチルフェニルリン酸等の酸性リン酸エステル系重合性不飽和単量体；グリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基を有する重合性不飽和単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ′−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の窒素原子を有する重合性不飽和単量体；塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子を有する重合性不飽和単量体；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香族系重合性不飽和単量体；酢酸ビニル等のビニルエステル；ビニルエーテル；（メタ）アクリロニトリル等の不飽和シアン化合物が挙げられる。他に使用される単量体およびその配合量は、光学シートに所望する耐熱性、透光性、硬度などの特性を考慮して、決定すればよい。
【００３５】
前記共重合体における、各繰り返し単位の含有量は特に限定されない。光学シートの撓みを効果的に防止するためには、好ましくは、共重合体におけるシクロアルキル基含有繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、および（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位の総量が、重合性不飽和単量体に対して、好ましくは５．０〜９８．０質量％、より好ましくは３０．０〜８０．０質量％である。
【００３６】
共重合体の製造方法については、特に限定しない。重合する単量体の種類や、作業環境に応じて、適切な手法を選択すればよい。例えば、後述する実施例に記載されている方法を用いうる。場合によっては、市販されている共重合体を用いても良い。
【００３７】
光学シート用組成物における前記共重合体の含有量についても、特に限定はない。作業性、作業環境、共重合体の物性などを考慮して、含有量を決定すればよい。例えば、光学シート用組成物の粘度を低下させたいのであれば、溶媒の含有量を増加させ、相対的に共重合体の含有量を低下させればよい。
【００３８】
本発明の光学シート用組成物は、光拡散剤を含む。光拡散剤を光学シート中に包含させることによって、光学シートにおける光拡散能が発現する。光拡散剤は、光拡散能を有する材料であれば、特に限定されない。光拡散剤は、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等から形成される。光学シートを透過する光線量を増加させるために、好ましくは、光拡散剤は透明である。光拡散剤の形状は、通常は、球形である。光拡散剤の入手方法についても、特に限定はない。
【００３９】
光拡散剤の平均粒子径は、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは２〜２０μｍである。光拡散剤の平均粒子径が小さすぎると、光拡散効果が不十分となる恐れがある。逆に、光拡散剤の平均粒子径が大きすぎると、光学シート用組成物の塗布が困難になる。
【００４０】
光拡散剤の配合量は、バインダーとして用いられる共重合体および光拡散剤の総量に対して、好ましくは１０〜８０質量％であり、より好ましくは１０〜７５質量％である。光拡散剤の配合量が少なすぎると、光拡散効果が不十分となる恐れがある。逆に、光拡散剤の配合量が多すぎると、光学シート用組成物の塗布が困難になる。
【００４１】
本発明の光学シート用組成物は、無機微粒子を含む。無機微粒子は、任意の元素で構成される無機物の微粒子である。無機微粒子を光学シート中に包含させることによって、光学シートの耐熱性が向上する。無機微粒子を構成する無機物は、特に限定されないが、好ましくは無機酸化物である。ここで、「無機酸化物」とは、金属元素が主に酸素原子を介して３次元ネットワーク状に結合している含酸素金属化合物と定義される。また、本願においては、「金属元素」の概念には、ケイ素が含まれる。無機酸化物を構成する金属元素としては、第２族〜第１６族から選択される金属元素が好ましく、第３族〜第５族から選択される金属元素がより好ましく、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ及びＺｒからなる群より選択される金属元素が特に好ましく、金属元素がＳｉであるコロイダルシリカが最も好ましい。コロイダルシリカは、比較的容易に製造され、また、安価である。無機微粒子は、後述する実施例に記載された手法に準じて製造してもよいし、市販されている無機微粒子を用いてもよい。
【００４２】
無機微粒子の形状は特に限定されず、球状、針状、板状、鱗片状、破砕状等の任意の粒子形状の無機微粒子が用いられうる。２種以上の無機微粒子が併用されてもよい。
【００４３】
無機微粒子の配合量は、バインダーとして用いられる共重合体と無機微粒子との合計量に対して、好ましくは１０〜７０質量％であり、より好ましくは２５〜５０質量％である。無機微粒子の配合量が少なすぎると、光学シートの熱変形を十分に防止できない恐れがある。逆に、無機微粒子の配合量が多すぎると、光学シート用組成物の塗布が困難になる虞や、得られる光学シートの光線透過性が低下する虞がある。
【００４４】
好ましくは、無機微粒子は、表面に有機ポリマーが固定されてなる複合微粒子である。無機微粒子の表面に有機ポリマーを固定することによって、バインダー中における無機微粒子の分散性およびバインダーと無機微粒子との親和性が向上し、その結果、得られる光学シートの光線透過性が向上する。ここで、「固定」とは、単なる接着および付着を意味するものではなく、有機ポリマーと無機微粒子の間で化学結合が生成していることを意味する。従って、無機微粒子を洗浄液で洗った場合に、洗浄液中に有機ポリマーが実質的に検出されない。なお、無機微粒子は、微粒子内に有機ポリマーを包含していてもよい。このことにより、無機微粒子のコアに適度な軟度および靱性が付与されうる。
【００４５】
「有機ポリマー」とは、有機成分から構成されるポリマーを意味し、分子量、形状、組成、官能基の有無等に関して特に限定はない。有機ポリマーを構成する具体的な樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂；ポリスチレン；ポリ酢酸ビニル；ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルおよびこれらの共重合体が挙げられる。これらの有機ポリマーは、アミノ基、エポキシ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等の官能基で一部変性されていてもよい。
【００４６】
複合微粒子の平均粒子径は、好ましくは５〜２００ｎｍ、より好ましくは５〜１００ｎｍである。複合微粒子の平均粒子径が小さすぎると、複合微粒子の表面エネルギーが高くなり、凝集等が起こりやすくなる。逆に、複合微粒子の平均粒子径が大きすぎると、光学シートの透明性が低下する。なお、ここでいう平均粒子径とは、体積平均粒子径である。複合微粒子の平均粒子径は、公知の測定手段、例えば、後述する実施例に記載の手段によって、測定されうる。
【００４７】
光学シート用組成物中には、所定量の複合微粒子が配合されるが、複合微粒子の粒子径の変動係数が好ましくは５０％以下であり、より好ましくは３０％以下である。複合微粒子の粒子径の変動係数は、複合微粒子の粒子径の標準偏差を複合微粒子の平均粒子径で割った値として定義される。変動係数が大きいほど、粒子径のばらつきが大きいことを意味する。変動係数は、例えば、後述する実施例に記載の方法によって、測定される。
【００４８】
複合微粒子における有機ポリマーの含有量は、特に制限されるものではないが、好ましくは無機微粒子を基準にして０．５〜５０質量％である。
【００４９】
本発明の光学シート用組成物は、多官能イソシアネート化合物をさらに含んでもよい。多官能イソシアネート化合物を含み、さらに、水酸基を有する成分を含むと、多官能イソシアネート化合物と水酸基を有する成分との間で架橋構造が形成されうる。その結果、製造される光学シートの耐湿性、可撓性、耐久性などの特性がさらに向上しうる。
【００５０】
具体的には、無機微粒子の表面に固定される有機ポリマーとして、水酸基を有する有機ポリマーを用いて、光学シート用組成物中に多官能イソシアネート化合物を添加することによって、架橋反応を進行させうる。また、前記共重合体として水酸基を有する共重合体を用いて、光学シート用組成物中に多官能イソシアネート化合物を添加することによって、架橋反応を進行させうる。また、架橋構造を導入することによって、光学シートの硬度、耐溶剤性など特性が向上しうる。水酸基を有する共重合体は、共重合体中の平均の水酸基価が、好ましくは１０〜２００であり、より好ましくは２０〜１００である。水酸基価が小さすぎると、架橋が不十分になり、十分に特性が向上しない恐れがある。逆に、水酸基価が大きすぎると、耐湿性が低下する恐れがある。なお、水酸基を有する共重合体の数平均分子量は、好ましくは１０００〜５００００であり、より好ましくは３０００〜１００００である。
【００５１】
多官能イソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環族、芳香族およびその他の多官能イソシアネート化合物やこれらの変性化合物が用いられうる。多官能イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、イソシアヌレート体等の３量体等；これらの多官能イソシアネート類とプロパンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとの反応により生成される２個以上のイソシアネート基が残存する化合物；これらの多官能イソシアネート化合物をエタノール、ヘキサノール等のアルコール類、フェノール、クレゾール等のフェノール性水酸基を有する化合物、アセトオキシム、メチルエチルケトキシム等のオキシム類、ε−カプロラクタム、γ−カプロラクタム等のラクタム類等のブロック剤で封鎖したブロックド多官能イソシアネート化合物が挙げられる。これらの多官能イソシアネート化合物は、１種または２種以上の混合物として使用されうる。
【００５２】
光学シート用組成物が、多官能イソシアネート化合物を含む場合には、光学シート用組成物は、架橋反応を促進させるために硬化触媒をさらに含むことが好ましい。硬化触媒としては、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の第３級アミン；ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、スタナスオクトエート等の有機錫化合物が挙げられる。必要に応じて助触媒を併用してもよい。
【００５３】
本発明の光学シート用組成物は、必要に応じて、他の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキッド樹脂等の樹脂；可塑剤；安定化剤；劣化防止剤；分散剤；帯電防止剤などが挙げられる。
【００５４】
本発明の光学シート用組成物を用いて、光学シートを製造する際には、光学シートの成分を含む溶液を、塗布および乾燥することによって光拡散層が形成される。その際に用いられうる溶媒は、各成分の溶解性、作業性、コストなどを考慮して、選択すればよい。溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒；酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル系溶媒；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒；イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶媒；脂肪族炭化水素を主成分とする種々の沸点範囲の石油留分が挙げられる。ただし、溶媒は、これらに限定されない。１種の溶媒が用いられてもよく、２種以上の溶媒が用いられてもよい。なお、組成物中において、イソシアネート架橋を行う場合には、アルコール系溶媒とイソシアネートとが反応するため、アルコール系溶媒を用いないことが好ましい。
【００５５】
本発明の光学シート用組成物は、光学シートを製造するために用いられる。光学シートを製造する際の製造条件や光学シートを構成する他の材料は、特に限定されない。光学シートは、得られている知見や開発された技術を参考にして、製造されうる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を用いて、本発明の効果について説明する。なお、「部」は、特に断りのないかぎり、「質量部」と意味するものである。
【００５７】
＜共重合体（１）の合成＞
攪拌機、温度計、冷却器、滴下ロートおよび窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、溶媒として酢酸ｎ−ブチル（１００部）を入れ、還流温度まで昇温した。次いで窒素ガスを導入しながら、単量体としてのシクロヘキシルメタクリレート（４０部）、ｎ−ブチルメタクリレート（３７．７部）、ｎ−ブチルアクリレート（７．３部）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（１３．９部）、およびメタクリル酸（１．１部）、並びに重合開始剤としてのｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（商品名パーブチルＯ、日本油脂株式会社製；３．０部）からなる単量体混合物を、３時間かけて滴下ロートから滴下した。さらに、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（商品名パーヘキサ３Ｍ、日本油脂株式会社製；０．２部）を３０分間隔で３回添加し、還流温度で２時間保持した。その後、溶液を室温まで冷却して共重合体（１）の溶液を得た。共重合体（１）の分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）／重量平均分子量（Ｍｗ）＝５３００／１０５００であった。
【００５８】
＜共重合体（２）〜（１１）の合成＞
上記共重合体（１）の合成で、単量体混合物に含まれる単量体の組成を表１に示す組成に変更した以外は、同様に操作して、共重合体（２）〜（１１）の溶液を得た。なお、共重合体（１０）および共重合体（１１）は、シクロアルキル基含有繰り返し単位、（メタ）アクリル酸ｉｓｏ−ブチルに由来する繰り返し単位、および（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルに由来する繰り返し単位のいずれも、繰り返し単位として含まない共重合体である。
【００５９】
表１中、記号の意味は以下の通りである。
【００６０】
ＣＨＭＡ          シクロヘキシルメタクリレート
ＣＨＭＭＡ          シクロヘキシルメチルメタクリレート
４Ｍ−ＣＨＭＭＡ  ４−メチルシクロヘキシルメチルメタクリレート
ＩＢＭＡ          ｉｓｏ−ブチルメタクリレート
ＴＢＭＡ          ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート
ＭＭＡ            メチルメタクリレート
ｎＢＭＡ          ｎ−ブチルメタクリレート
ＢＡ              ｎ−ブチルアクリレート
２ＥＨＡ          ２−エチルヘキシルアクリレート
ＨＥＭＡ          ２−ヒドロキシエチルメタクリレート
ＭＡＡ            メタクリル酸
また、共重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）を表１に併せて示す。
【００６１】
−ガラス転移温度（Ｔｇ）−
共重合体のＴｇは、下記Ｆｏｘの式により算出した。
【００６２】
【数１】
2005107068.tif 000004
【００６３】
（ここで、Ｗｎは共重合体１００質量％中に存在するモノマーｎの質量％を示し、Ｔｇｎはモノマーｎからなるホモポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（絶対温度）を示す）。
【００６４】
＜複合微粒子の合成＞
特開平１１−５９４０号公報の段落「００５６」〜段落「００６１」の方法に従い、複合微粒子が酢酸ｎ−ブチルに分散した分散体を得た。複合微粒子の濃度は３０．０質量％、複合微粒子中の無機物含有量は５７．８質量％であった。複合微粒子の平均粒子径は５５ｎｍ、変動係数は１８．０％であった。複合微粒子中に存在するアルコキシ基としては、メトキシ基が０．１２ｍｏｌ／ｇ含まれていた。また、複合微粒子は経時安定性も良好であった。この複合微粒子分散体を遠心分離機にかけて得られた上ずみ液をＧＰＣで分析したが、有機ポリマーは検出されなかった。また、上記複合微粒子分散体の遠心分離後の沈降物である各複合微粒子をＴＨＦまたは水で洗浄し、その洗液をＧＰＣで分析したが、有機ポリマーは検出されなかった。以上の結果は、複合微粒子では有機ポリマーが無機微粒子に単に付着しているのではなく、強固に固定されていることを示している。
【００６５】
前記複合微粒子分散体について、得られた分散体の複合微粒子濃度、複合微粒子中の無機物含有量、複合微粒子の平均粒子径、変動係数、複合微粒子中のアルコキシ基含有量、および経時安定性は下記の方法で分析、評価した。
【００６６】
−複合微粒子濃度−
複合微粒子分散体を１００ｍｍＨｇの圧力下、１３０℃で２４時間乾燥し、下記の式より求めた。
【００６７】
【数２】
2005107068.tif 000005
【００６８】
（ここで、Ｄは乾燥後の複合微粒子の重量（ｇ）を示し、Ｗは乾燥前の複合微粒子分散体の重量（ｇ）を示す）。
【００６９】
−複合微粒子中の無機物含有量−
複合微粒子分散体を１００ｍｍＨｇの圧力下、１３０℃で２４時間乾燥したものについて元素分析を行い、灰分を複合微粒子中の無機物含有量とした。
【００７０】
−平均粒子径−
平均粒子径は、下記の装置を用いて動的光散乱測定法により、２３℃で測定した。測定した平均粒子径は、体積平均粒子径である。
装置：サブミクロン粒子径アナライザー（野崎産業株式会社製、ＮＩＣＯＭＰＭＯＤＥＬ  ３７０）
測定試料：複合微粒子濃度が０．１〜２．０重量％のテトラヒドロフランに分散させた複合微粒子分散体（複合微粒子中の有機ポリマーが、テトラヒドロフランに溶けない場合は有機ポリマーが溶解する溶媒に分散させた分散体）
−変動係数−
変動係数は、下記式により算出した。
【００７１】
【数３】
2005107068.tif 000006
【００７２】
−複合微粒子中のアルコキシ基含有量−
複合微粒子分散体を、１００ｍｍＨｇの圧力下、１３０℃で２４時間乾燥したもの５ｇを、アセトン５０ｇ、２Ｎ−ＮａＯＨ水溶液５０ｇの混合物に分散させ、室温で２４時間攪拌した。その後、ガスクロマトグラフ装置で液中のアルコールを定量し、複合微粒子のアルコキシ基含有量を算出した。
【００７３】
−経時安定性−
得られた分散体をガードナー粘度チューブ中に密閉し、５０℃で保存した。１ヶ月後、粒子の凝集、沈降や粘度の上昇が認められないものを「良好」とした。
【００７４】
＜実施例１＞
合成した複合微粒子の酢酸ｎ−ブチル分散体と、共重合体（１）の溶液とを準備し、固形分中の無機酸化物含有量が４０質量％となるように混合し、共重合体（１）および複合微粒子を含む溶液を得た。さらに、この溶液に、共重合体の溶液に対して３０質量％の平均粒子径５μｍのアクリル樹脂ビーズ（商品名ＭＢＸ−５、積水化成品工業株式会社製）をさらに光拡散剤として配合した。その後、多官能イソシアネート（商品名スミジュールＮ３２００、住化バイエルウレタン株式会社製）をＯＨ基／ＮＣＯ基＝１（当量比）となる量だけ秤量して配合した。得られた光学シート用組成物を、バーコーターを用いて、基材としての厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に乾燥膜厚１５μｍとなるように塗布した。これを室温にて１時間放置した後、８０℃で２時間強制乾燥させ、光学シートを完成させた。
【００７５】
得られた光学シートについて、全光線透過率、ヘイズ、輝度、耐熱性、耐湿性を測定した。結果を表２に示す。各物性の測定方法は、以下の通りである。
【００７６】
−表面硬度−
光拡散剤を用いない以外は同様にして光学シート用組成物を調製し、この組成物を、バーコーターを用いて、基材としての厚さ０．３ｍｍのリン酸亜鉛処理鋼板上に、乾燥膜厚１５μｍとなるように塗布した。これを室温で１時間放置した後、８０℃で２時間強制乾燥させ、試験サンプルを完成させた。試験サンプルは、ＪＩＳ  Ｋ５４００−１９００  ８．４．１（試験機法）に規定されている鉛筆引っかき試験を行い、塗膜にキズがついた時の鉛筆硬度を表面硬度とした。
【００７７】
−全光線透過率、ヘイズ−
全光線透過率およびヘイズは、日本電色工業株式会社製  濁度計ＮＤＨ−１００１ＤＰを用いて測定した。
【００７８】
−輝度−
製造された光学シートを導光板方式のバックライト装置の上面に置き、株式会社ＴＯＰＣＯＮ製輝度計ＢＭ−７を用いて光学シートの輝度を測定した。
【００７９】
−耐熱性の評価−
製造された光学シートを組み込んだバックライトユニットを作製した。このバックライトユニットを６０℃の恒温槽に投入した。そして、投入から撓みの発生する時間を測定した。なお、撓みの有無は、バックライトユニットのランプを点灯させ、光学シート表面の輝度ムラが発生するか否かで判定した。
【００８０】
−耐湿性の評価−
製造された光学シートを塗工面が表になるように厚さ０．８ｍｍのアルミニウム板に貼り付け、５０℃、相対湿度９８％の雰囲気下で３日間放置した際の外観を目視で評価した。表には、○＝変化なし、×＝白化やフクレなどの外観異常あり、として示した。
【００８１】
＜実施例２〜７＞
共重合体として、表１に示す共重合体（２）〜（７）を用いて、光学シートを製造した。光学シート製造の基本的手順は、実施例１に準じた（以下、同様）。製造条件および評価結果を表２に示す。
【００８２】
＜実施例８〜９＞
無機微粒子として、平均粒子径１５ｎｍのコロイダルシリカ（商品名スノーテックス、日産化学株式会社製）を用いて、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表２に示す。
【００８３】
＜実施例１０〜１１＞
多官能イソシアネート化合物を添加せずに、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表２に示す。
【００８４】
＜実施例１２〜１３＞
スミジュールＮ３２００の代わりに、ブロックイソシアネート（デスモジュールＢＬ−３３７０ＭＰＡ、住化バイエルウレタン株式会社製）を使用して、光学シートを製造した。また、乾燥条件は、室温で１時間放置した後、１００℃で１時間乾燥とした。製造条件および評価結果を表２に示す。
【００８５】
＜実施例１４〜１５＞
無機酸化物含有量を変化させた以外は、実施例１と同様にして、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表３に示す。
【００８６】
＜比較例１＞
共重合体として、表１に示す共重合体（１０）を用いて、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表３に示す。
【００８７】
＜比較例２＞
無機微粒子を使用しないで、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表３に示す。
【００８８】
＜比較例３＞
共重合体として、表１に示す共重合体（１１）を用い、多官能イソシアネート化合物を添加せずに、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表３に示す。
【００８９】
＜比較例４〜５＞
無機微粒子を使用しないで、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表３に示す。
【００９０】
＜比較例６＞
無機微粒子および多官能イソシアネート化合物を用いずに、光学シートを製造した。製造条件および評価結果を表３に示す。
【００９１】
【表１】
2005107068.tif 000007
【００９２】
【表２】
2005107068.tif 000008
【００９３】
【表３】
2005107068.tif 000009
【００９４】
表２および表３に示すように、本発明の光学シート用組成物を用いて製造された光学シートは、光学シートに求められる各種特性に優れる。
【００９５】
本発明の光学シート用組成物を用いて製造される光学シートは、画面において輝度ムラが発生しづらい。したがって、本発明は、液晶表示装置の耐久性や信頼性向上に、大いに寄与しうる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】基材と、基材の表面に積層された光拡散層とからなる光学シートの断面模式図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００…光学シート、１０２…基材、１０４…光拡散層、１０６…バインダー、１０８…光拡散剤、１１０…無機微粒子。
【図１】
2005107068.tif 000011