(57)【要約】【課題】低吸水、高硬度で、耐熱性に優れた光拡散板を提供する。【解決手段】メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体２０〜８０重量部、メタクリル酸−スチレン系共重合体８０〜２０重量部を配合してなる樹脂組成物１００重量部に対して、部分的に架橋したシロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子又は炭酸カルシウムから選ばれる光拡散剤０．１〜１０重量部配合してなる光拡散板用樹脂組成物、及びこの光拡散板用樹脂組成物を厚さ０．５〜３ｍｍの板状に成形して得られる光拡散板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体２０〜８０重量部、メタクリル酸−スチレン系共重合体８０〜２０重量部を配合してなる樹脂組成物１００重量部に対して、光拡散剤０．１〜１０．０重量部配合してなることを特徴とする光拡散板用樹脂組成物。
【請求項２】
メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体のスチレン系単位の含有率が３０〜８０重量％であり、メタクリル酸−スチレン系共重合体のスチレン系単位の含有率が８０〜９８重量％である請求項１記載の光拡散板用樹脂組成物。
【請求項３】
光拡散剤が部分的に架橋したシロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子又は炭酸カルシウムからなり、粒径が１〜１０μｍである請求項１又は２記載の光拡散板用樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光拡散板用樹脂組成物を溶融押出成形又は射出成形により、厚さ０．５〜３ｍｍの板状に成形したことを特徴とする光拡散板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高耐光、高耐熱、低吸水、高輝度、高光拡散である光拡散板及びそれに使用される樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂を主材料とする光拡散透過性を有する光拡散板は、均一な輝度面が得られる。このため、光拡散板は、照明カバー、内部照明式看板、透過型ディスプレイなどの用途に、広く用いられている。近年では、液晶ディスプレイあるいは液晶テレビの直下型バックライト用の面光源体としての光拡散板の需要が伸びている。
【０００３】
光拡散板は、上記の機能を最適に発揮するために、光線をできる限り直進させることなく散乱させるとともに、できる限り散乱による光透過損失を抑えることが求められる。
【０００４】
このような要求特性を発現させる光拡散板を得るために、透明樹脂に炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機系粒子を添加する方法、スチレン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子、シロキサン系重合体粒子などの部分的に架橋したポリマー微粒子を添加する方法、あるいはこれらを併用する方法により、添加物によって光を散乱させる手法が採用されてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
光拡散板に用いられる透明樹脂として、アクリル樹脂、ポリカーボネート、そしてメタクリル酸メチル‐スチレン共重合体が挙げられるが、これらは、耐熱性、硬度、吸水性の面で満足する物性を有していない。また、特許文献４、５では、スチレン系単量体とメタクリル酸の共重合体に拡散剤を配合する手法が開示されており、耐熱性の向上に関しては改善されてきているが、スチレン系単量体が主成分であるため、耐光性に劣り、別途紫外線吸収層を設けるなどの手法が併用されている。また、特許文献６にはメタクリル酸メチル−スチレン系共重合体とメタクリル酸−スチレン系共重合体を含む高耐熱性樹脂組成物の開示がある。
【０００６】
【特許文献１】特許３１９５５４３公報
【特許文献２】特許３１９５５４４公報
【特許文献３】特許２５１２５４４公報
【特許文献４】特開２００６−１２４５２２号公報
【特許文献５】特開２００７−２１９４５６号公報
【特許文献６】特開２００２−０５３７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近、液晶ディスプレイあるいは液晶テレビの部材特性の向上が図られている中、アクリル樹脂を用いた光拡散板は高吸水性を有するため、バックライト点灯時の反りが問題となっている。
【０００８】
また、ディスプレイ使用中、バックライトが発熱するため、その直上にある光拡散板には耐熱性も求められる。しかし、従来のアクリル樹脂は、その特性を満足するものではない。
【０００９】
さらには、耐熱スチレン樹脂は吸水性と耐熱性を改善するが、耐光性が劣り、長期のバックライトの照射で着色や機械物性の低下が発生し、ディスプレイとした時の色むらやワレが発生する。
【００１０】
上記のように従来の光拡散板は、高耐光、高輝度、高光拡散、低吸水を必要とする光拡散板としての機能を十分に満足するものではない。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高耐光、高耐熱、高低吸水、高輝度、高光拡散である光拡散板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意検討した結果、特定の組成を有するメタクリル酸メチル−スチレン系共重合体、メタクリル酸−スチレン系共重合体及び拡散剤からなる光拡散板用樹脂組成物を用いることにより成形された光拡散板が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明に係る光拡散板用樹脂組成物は、メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体２０〜８０重量部、メタクリル酸−スチレン系共重合体８０〜２０重量部を配合してなる樹脂組成物１００重量部に対して、光拡散剤０．１〜１０．０重量部配合してなることを特徴とする。
【００１４】
上記メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体は、スチレン系単位の含有率が３０〜８０重量％であり、メタクリル酸−スチレン系共重合体のスチレン系単位の含有率が８０〜９８重量％であることがよく、上記光拡散剤は、部分的に架橋したシロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子又は炭酸カルシウムであり、粒径が１〜１０μｍであることがよい。
【００１５】
また、本発明は上記光拡散板用樹脂組成物を溶融押出成形又は射出成形により、厚さ０．５〜３ｍｍの板状に成形された光拡散板に関する。
【００１６】
本発明の光拡散板用樹脂組成物に使用するメタクリル酸メチル−スチレン系共重合体及びメタクリル酸−スチレン系共重合体（以下、両者を総称して共重合体という）の製造法は、完全混合型反応器を用いた連続塊状重合法又は連続溶液重合法を利用することが組成や分子量の均一性と良好な外観を保持する上から望ましいが、バッチ式の塊状又は溶液重合でも可能である。重合時には開始剤を存在させることが好ましく、開始剤としては、通常のラジカル重合に使用する過酸化物及び／又はアゾ化合物が使用可能である。また、分子量を調節するためにアルキルメルカプタンのような連鎖移動剤を適量添加しても差し支えない。重合終了後は、常法により脱揮、ペレット化等の処理を行って本発明の光拡散板用樹脂組成物に使用する共重合体を得ることができる。
【００１７】
メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体のスチレン系単位の含有率は３０〜８０重量％、好ましくは４５〜７５重量％であることがよい。メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体のスチレン系単位単位の割合が３０重量％未満であると最終的な組成物が高吸湿性を有するため、反りが起こる材料となりやすく、８０重量％を超えると耐光性能が劣る傾向となりやすい。
【００１８】
また、メタクリル酸−スチレン系共重合体のスチレン系単位の含有率は８０〜９８重量％、好ましくは８５〜９３重量％であることがよい。メタクリル酸−スチレン系共重合体のメタアクリル酸単位の割合が２重量％未満であると耐熱性が低すぎる傾向にあり、２０重量％を超えると重合時に架橋によるゲル発生量が過剰で表面にハシリのあるシートとなりやすい。
【００１９】
ここで、スチレン系単位は、上記共重合体を構成するスチレン系単位であり、共重合体を製造するために使用されるスチレン系モノマーに由来する単位をいう。
そして、これらの共重合体を配合して生じる光拡散板用樹脂組成物を構成する樹脂組成物（樹脂成分）に含まれるスチレン系単位の含有率が５０〜７７重量％、メタクリル酸メチル単位の含有率が１０〜４０重量％、メタクリル酸単位が３〜１０重量％を含むものが好ましい。光拡散板用樹脂組成物とそれを構成する樹脂組成物（樹脂成分）を区別する場合、前者を光拡散板用樹脂組成物といい、後者を樹脂組成物という。
【００２０】
このメタクリル酸メチル−スチレン系共重合体及びメタクリル酸−スチレン系共重合体中のスチレン系単位としては、スチレン単位の他、置換スチレン単位類があり、これらの単位を１種以上有することもできる。有利には、スチレン単位である。
【００２１】
このようなスチレン系単位を与えるモノマーとしては、スチレンの他、クロロスチレン、ブロモスチレンのようなハロゲン化スチレン類、ビニルトルエン、α−メチルスチレンのようなアルキルスチレン類などの置換スチレン類がある。
【００２２】
更に、メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体においては、メタクリル酸メチル単位以外の１種以上の（メタ）アクリル酸エステル類単位を少量有することもできる。（メタ）アクリル酸エステル類単位を与えるモノマーとしては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのようなメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどのようなアクリル酸エステル類などが挙げられる。
【００２３】
本発明において使用されるメタクリル酸メチル−スチレン系共重合体及びメタクリル酸−スチレン系共重合体共重合体は、公知の方法により重合して製造することができる。このメタクリル酸メチル−スチレン系共重合体及びメタクリル酸−スチレン系共重合体共重合体の重量平均分子量は、ともに１００００〜４０００００であることが好ましい。１０００００未満であると流動性が高くなり、シートの厚みコントロールが困難となる。また、４０００００以上となると流動性が低く、成形温度を上げなければならず、着色することがある。
【００２４】
また、上記２種類の共重合体のメルトフローレートは、それぞれ０．５〜３．０g/10minの範囲とすることがよい。好ましくは０．５〜２．５g/10minである。メルトフローレート３．０g/10minより高くなると厚みムラのあるシートとなりやすく、メルトフローレート０．５g/10min未満になると流動性が低すぎるため、成形困難となる。
【００２５】
また、この光拡散板用樹脂組成物のビカット軟化温度（ＶＳＴ）は、１０３℃以上、好ましくは１０５〜１３０℃であることがよい。ビカット軟化温度１０３℃未満であるとバックライトの発熱に対する耐熱性が低いため、基材の変形等が発生しやすくなる。
【００２６】
また、上記光拡散板用樹脂組成物は、吸水率０．３０％以下、好ましくは０．２５％以下であることがよい。吸水率０．３０％を超えると吸水による反りの問題が発生しやすくなる。
【００２７】
本発明に係る光拡散板用樹脂組成物は、メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体２０〜８０重量部、メタクリル酸−スチレン系共重合体８０〜２０重量部を配合してなる樹脂組成物１００部（重量部）に対して光拡散剤を０．１〜１０．０部、好ましくは０．２〜５．０部存在させるように配合して得られる。配合量が０．１部未満であると光源の隠蔽性に欠けるため、バックライト光源のイメージに起因する輝度ムラの目立つ光拡散板となる。１０．０部を超えると透過光量が不十分なため、明るさの不足した光拡散板となる。
【００２８】
光拡散剤としては、公知の微粒子を使用することができるが、好ましくは粒径１〜１０μｍの部分的に架橋したシロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子又は炭酸カルシウムである。これらの拡散剤は１種のみを使用しても、数種を使用してもよい。また、その他の拡散剤として、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機系粒子やスチレン系重合体粒子を併用することもできるが、拡散剤の５０重量％未満にとどめることがよい。
【００２９】
共重合体と拡散剤の混合は公知の方法で均一混合物となるように行うことができる。このようにして得られる光拡散板用樹脂組成物は、押出成形又は射出成形して厚さ０．５〜３mmの板状に成形することが有利である。厚さが０．５mm未満であると、バックライト用拡散板としての強度が確保できない。また、厚さが３mmを越えると、拡散板重量が大きくなるため、大型化、薄型化に対応できない。これを、そのまま又は所定サイズに切断又は表面処理等をして、本発明に係る光拡散板とする。しかし、その製造方法は、本発明の目的を満足できれば、特に限定されるものではない。
【００３０】
本発明の光拡散板は、上記光拡散板用樹脂組成物から構成されていれば、単一の層で構成されてもよいし、二層以上の多層で構成されてもよい。
【００３１】
本発明の光拡散板は、メタクリル酸メチル−スチレン系樹脂とメタクリル酸−スチレン系樹脂と拡散剤を使用することで、高耐光、高耐熱、高低吸水、高輝度、高光拡散等の物性を実現するものであるが、この目的を著しく阻害しない範囲であれば、必要に応じて、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、光安定剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤などの種々の添加剤を使用することもできる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の光拡散板は、光拡散性と光透過性のバランスが要求される用途、主として液晶ディスプレイあるいは液晶テレビの直下型バックライト用拡散板として用いられ、特に、大型、薄型化に伴い、高耐光、耐熱性、高硬度を要求される用途に好適である。そして、本発明に係る光拡散板用樹脂組成物から得られる光拡散板は、高耐熱、低吸水であり、耐光性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３４】
光拡散板用樹脂組成物に使用される共重合体の物性の測定は、以下の方法により行なった。
（１）分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを使用しポリスチレン換算の重量平均分子量を測定した。
（２）共重合体中の各単位組成
メタクリル酸メチル−スチレン系共重合体の各単位組成は熱分解型ガスクロマトグラフィーのモノマーの面積比より各モノマー単位組成を算出し、メタクリル酸−スチレン系共重合体の各単位組成は共重合体のメタクリル酸単位を電位差自動滴定装置で滴定し算出した。
（３）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳ  Ｋ‐７２１０に準拠して２００℃、5ｋｇ荷重で行なった。
（４）ビカット軟化温度（ＶＳＴ）
ＪＩＳ  Ｋ‐７２０６に準拠して行なった。
（５）吸水率
ＪＩＳ  Ｋ−７２０９に準拠して測定した。
【００３５】
光拡散板の物性評価は、以下の方法により行なった。
（１）全光線透過率
ＪＩＳ  Ｋ７１０５のＢ法に準拠して行なった。
（２）光拡散性
２ｃｍ間隔に冷陰極管４本を並べ、１０ｍｍ上に光拡散板サンプルを平行に固定し、目視により、光源である冷陰極管が透けていないものを○、透けているものを×で示した。
（３）輝度ムラ
２ｃｍ間隔に冷陰極管４本を並べ、１０ｍｍ上に光拡散板サンプルを平行に固定し、目視により、画面上で輝度が均一であるものは○、輝度ムラがあるものは×で、若干のムラがあるが使用に問題ないレベルのものを△で示した。
（４）耐光性
メタルハライドランプを光源とした促進耐光性試験機を使用しフィルター：KF-1(透過波長領域；295〜780nm) 、運転モード：連続照射、UV照度：75mW/cm2、BP温度：80℃ 
、槽内湿度：50％RH 、スプレー：無い 、試験時間：24時間、サンプル厚みは2ｍｍシートを使用した。耐光試験後のサンプルを分光型測色計を使用し透過光のΔEで評価した。
【００３６】
また、実施例及び比較例中で使用する略号は次の意味を有する。
ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
ＭＡＡ：メタクリル酸
Ｓｔ：スチレン
開始剤：パーカドックス１２‐ＥＢ２０
【００３７】
参考例１〜9
原料モノマー及び重合開始剤を表１のポリマー組成になるように仕込み、反応温度１２０℃、５時間滞留条件下で、一槽型完全混合反応器と脱揮槽を連結した設備を用いて連続塊状重合、脱揮、ペレット化し、目的とする透明な共重合体を得た。該樹脂を７５ｔ成形機（三菱重工製）により、樹脂温度２４０℃にて射出成形を行い、縦５０×横７５ｍｍ×厚さ４ｍｍの吸水率測定用プレート、縦１０×横１０ｍｍ×厚さ４ｍｍのＶＳＴ測定用試験片を得た。得られた共重合体の組成を表１に記載する。表１において、共重合体組成は、ＭＡＡ単位／ＭＭＡ単位／Ｓｔ単位である。分子量及び各種の物性について測定した結果も表１に示す。
【００３８】
【表１】
2009126996.tif 000002
【実施例】
【００３９】
実施例１〜４及び比較例１〜２
参考例にて作製した共重合体、及び表２に示す拡散剤を二軸押出機にて混練、ペレット化した光拡散板用樹脂組成物とした。この光拡散板用樹脂組成物を、樹脂温度２２０℃にて押出成形して厚さ２ｍｍの光拡散板を作製した。得られた光拡散板の全光線透過率、光拡散性、輝度ムラについて表２に記載する。ここで使用したシロキサン系重合体粒子は平均粒径２μｍ、アクリル系重合体粒子は平均粒径１０μｍ、炭酸カルシウムは平均粒径１．８μｍであり、表２においてはシロキサン系重合体粒子をシロキサン系と、アクリル系重合体粒子をアクリル系と、炭酸カルシウムを炭カルと略記する。
【００４０】
【表２】
2009126996.tif 000003