光拡散性樹脂組成物及びこれを用いた光拡散シート

【課題】光拡散シートに用いた際に、高い演色性及び輝度を実現できる光拡散性樹脂組成物、これを用いた光拡散シート及び光源ユニットを提供すること。
【解決手段】バインダー樹脂(A)を好ましくは1〜80質量%、光拡散剤(B)を好ましくは15〜95質量%、及び一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)を好ましくは0.0001〜5質量%含有する光拡散性樹脂組成物を、光拡散シートの光拡散層に用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特定の構造を有するスクアリリウム化合物を含む光拡散性樹脂組成物及びこれを用いた光拡散シートに関するものである。本発明の光拡散性樹脂組成物及び光拡散シートは、液晶、PDP、有機EL等のディスプレイ、イメージセンサ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電話機、携帯端末機及び産業用計測器等の表示用、蛍光灯、LED、EL照明等の照明用等に有用である。
【背景技術】
【0002】
テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ゲーム機等に用いられている液晶表示装置では、その背面にバックライトユニットを配置しており、このバックライトユニットの光を利用して画像を表示させている。バックライトユニットからの光は、画像・映像を見やすくするために、輝度が高く、且つ均一な発光であることが望まれており、光拡散板又はシートを用いることで均一光を取り出すことが可能となっている。
バックライトの光源としては、従来の冷陰極蛍光ランプ(CCFL)よりも低消費電力・長寿命・小型である白色発光ダイオード(白色LED)が主流となりつつある。また、照明用途においても同様に、寿命や消費電力に優れる白色LEDが盛んに検討されている。
しかしながら、白色LED光は、演色性が低いため、光拡散板又はシートに各種の波長吸収材料を含有させて調整する必要があった。しかし、波長吸収材料は、不要な光を吸収することで演色性を向上させるが、同時に輝度を低下させてしまうという問題があった。
これに対し、不要な光を吸収し、所望の光を放射する染料(蛍光色素)を用いる検討がなされている(例えば、特許文献1〜3参照)。
また、特許文献4には、スクアリリウム化合物及び該化合物を用いた光学フィルタが示されている。
【0003】
一方、光源・照明の演色性を評価する方法は、JIS Z 8726(光源の演色性評価方法)で規定されており、15色の試験色を照明したときに、基準となる照明光で照明した色と、どのくらい違って見えるかを色差で表し、演色評価数を計算する方法が採用されている。中でも、平均演色評価数(Ra)として表されるものは、試験No.1〜8までの平均演色評価色における基準光と試料光との差を平均値で表したものであり、100に近いほど演色性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−146115号公報
【特許文献2】特開2009−043611号公報
【特許文献3】特開2008−133443号公報
【特許文献4】特開2008−250022号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1〜4に記載されている染料(蛍光色素)は、演色性、色度及び輝度の点で満足できるものではなかった。
従って、本発明の目的は、光拡散シートに用いた際に、高い演色性、色度及び輝度を実現できる光拡散性樹脂組成物、これを用いた光拡散シート及び光源ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、染料(蛍光色素)として、特定の構造を有するスクアリリウム化合物を含有させた光拡散性樹脂組成物及びこれを用いた光拡散シートにより、上記目的を達成できることを知見した。
【0007】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、バインダー樹脂(A)、光拡散剤(B)及び、下記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)を含有する光拡散性樹脂組成物を提供するものである。
【0008】
【化1】

(式中、Aは、下記の群Iの(a)〜(k)から選ばれる基を表し、A’は、下記の群IIの(a’)〜(k’)から選ばれる基を表す。)
【化2】

(式中、環B及び環B’は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環又はピリジン環を表し、
1及びR1’は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数1〜8のハロゲン置換アルコキシ基又は炭素原子数2〜8のエーテル基を表し、
2及びR2’は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、
3〜R9及びR3’〜R9’は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜8のアルキル基又は隣接する置換基と縮合環を形成する基を表し、
X及びX’は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、−CR5152−、炭素原子数3〜6のシクロアルカン−1,1−ジイル基、−NH−又は−NY2−を表し、
51及びR52は、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基若しくは炭素原子数7〜30のアリールアルキル基、又は水素原子を表し、
Y、Y’及びY2は、水素原子、又は水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基若しくは炭素原子数7〜30のアリールアルキル基を表し、該Y、Y’及びY2中のアルキル基、アリール基及びアリールアルキル基中のメチレン基は、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−、−NH−、−CONH−、−NHCO−、−N=CH−又は−CH=CH−で中断されてもよく、
r及びr’は、0又は(a)〜(k)若しくは(a’)〜(k’)において置換可能なR1及びR1’の数を表す。)
【0009】
また、本発明は、透明な基材層と、該基材層の少なくとも一つの面に形成された光拡散層とを有し、該光拡散層は、上記光拡散性樹脂組成物からなる光拡散シートを提供するものである。
【0010】
また、本発明は上記光拡散シートと、光源(特にLED光源)とを備えた光源ユニットを提供するものである。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、光拡散シートに用いた際に、高い演色性、色度及び輝度を実現できる光拡散性樹脂組成物を提供できる。該光拡散性樹脂組成物を用いた光拡散シートは演色性及び輝度が高いため光源ユニットに好適である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1(a)】本発明の光拡散シートを適用した直下型方式の光源ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図1(b)】本発明の光拡散シートを適用した直下型方式の光源ユニットの別の一実施形態を示す概略断面図である。尚、図1(b)の光源ユニットは、図1(a)の光源ユニットとは、光源に対し、光拡散シートの構成が逆になっている。
【図2】本発明の光拡散シートを適用したエッジライト型方式の光源ユニットの一実施形態を示す概略断面図である。
【図3】本発明の光拡散シートを適用した光源ユニットの別の一実施形態を示す断面図である。
【図4(a)】実施例7、比較例8、9における光拡散シートのR成分の輝度の測定方法を説明する概略断面図である。
【図4(b)】比較例7における光拡散シートのR成分の輝度の測定方法を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の光拡散性樹脂組成物、光拡散シート及び光源ユニットについて、好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
【0014】
本発明の光拡散性樹脂組成物は、バインダー樹脂(A)、光拡散剤(B)及び、上記一般式(1)、(2)又は(3)で表わされるスクアリリウム化合物(C)を含有する。以下、各成分について順に説明する。
【0015】
<バインダー樹脂(A)>
本発明に用いられるバインダー樹脂(A)としては、光拡散剤(B)の粒子同士を接着する機能を有し、スクアリリウム化合物(C)と相溶性がよく、後述する透明な基材層に対して接着性の高いものが好ましい。かかるバインダー樹脂(A)としては、例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース(TAC)、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ニトロセルロース等のセルロースエステル; ポリアミド;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ− 1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−1,2−ジフェノキシエタン−4,4’−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリスチレン;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン;ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリメチルアクリレート、ポリイソブチルメタクリレート、ポリトリフルオロエチルメタクリレート、ポリ−2,3−ジブロモプロピルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリペンタクロロフェニルメタクリレート、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリエーテルイミド;ポリオキシエチレン;ABS樹脂(アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体);MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体);AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体);ノルボルネン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の中でも、アクリル系樹脂及びMS樹脂は透明性が高いため特に好ましく用いられる。
【0016】
また、本発明に用いられるバインダー樹脂(A)には、熱硬化性樹脂を用いることもできる。熱硬化性樹脂としては、上記のバインダー樹脂(A)に要求される性能「光拡散剤(B)の粒子同士を接着する機能を有し、スクアリリウム化合物(C)と相溶性がよく、後述する透明な基材層に対して接着性の高いこと」以外に、熱硬化性を有していればよく、例えば、特開2004−198707号公報に開示されている、アクリルポリマーやポリエステルポリオール等のポリオールを含有するポリマー組成物等が挙げられる。バインダー樹脂(A)として熱硬化性樹脂を用いる場合、本発明の光拡散性樹脂組成物は、架橋剤を含有していること(好ましくは、熱硬化性樹脂100質量部に対し、1〜50質量部)が好ましく、該架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
【0017】
また、本発明のバインダー樹脂(A)には、光硬化性樹脂を用いることもできる。光硬化性樹脂としては、上記のバインダー樹脂(A)に求められる性能「光拡散剤(B)の粒子同士を接着する機能を有し、スクアリリウム化合物(C)と相溶性がよく、後述する透明な基材層に対して接着性の高いこと」以外に、光硬化性を有していればよく、例えば、光重合性不飽和化合物及び/又はエポキシ化合物からなるものが挙げられる。該光重合性不飽和化合物及び/又はエポキシ化合物としては、単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。バインダー樹脂(A)として光硬化性樹脂を用いる場合、本発明の光拡散性樹脂組成物は、光重合開始剤を含有していること(好ましくは、光硬化性樹脂100質量部に対し、0.1〜10質量部)が好ましく、該光重合開始剤としては、光の照射によりラジカルを発生させるものであれば特に限定されないが、光の照射前後において、可視光に吸収を有さないものが好ましく、例えば、アルキルフェノン系、オキシム系の光ラジカル開始剤;オニウム系、スルホニウム系の光酸発生剤等が挙げられる。
【0018】
<光拡散剤(B)>
本発明に用いられる光拡散剤(B)としては、室温におけるD線の屈折率が好ましくは1.0〜2.0、より好ましくは1.3〜1.7であり、平均粒子径が好ましくは0.1〜50μm、より好ましくは1〜30μmであるものが用いられ、例えばガラスビース、シリカ粒子、水酸化アルミニウム粒子、炭酸カルシウム粒子、炭酸バリウム粒子、酸化チタン粒子等の無機粒子;架橋スチレン樹脂粒子、架橋アクリル樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子等の有機粒子;無機粉末−アクリル樹脂粒子等の無機−有機粒子等が挙げられる。これらの粒子の中でも、有機粒子が光拡散性樹脂組成物中へ均一に分散しやすいため好ましい。
尚、光拡散剤を用いない層(樹脂層)であっても、演色性の優れた光を得ることが可能であるが、樹脂層内で波長変換発光した光は、樹脂層と空気の界面で反射し、樹脂層内部に留まるか、樹脂層の端面から発光するという現象が起こり、結果として前面に放射される光が減少して、輝度の低下を招く。これに対し、光拡散剤を樹脂層に配合すると、上述した現象による輝度の低下が抑止される。このため、光拡散剤は必要なものである。
【0019】
<スクアリリウム化合物(C)>
本発明に用いられる上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)は、本発明の光源ユニットが発する光の色純度を向上させ、蛍光を発することで、輝度の低下を抑止するものである。
蛍光を放射するスクアリリウム化合物の中でも、上記一般式(1)、(2)又は(3)表される化合物は、蛍光強度が高いため好ましく用いることができる。
尚、上記一般式(1)における2つのA並びに一般式(2)、(3)におけるA及びA’としては、化合物として電荷が中性となるように、ノニオン性基1つとカチオン性基1つを選択する。
【0020】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、R1及びR1’で表されるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、ヨウ素が挙げられ、
炭素原子数6〜30のアリール基としては、フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、4−ビニルフェニル、3−iso−プロピルフェニル、4−iso−プロピルフェニル、4−ブチルフェニル、4−iso−ブチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−ヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、4−オクチルフェニル、4−(2−エチルヘキシル)フェニル、4−ステアリルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル、2,5−ジ−tert−ブチルフェニル、2,6−ジ−tert−ブチルフェニル、2,4−ジ−tert−ペンチルフェニル、2,5−ジ−tert−アミルフェニル、2,5−ジ−tert−オクチルフェニル、2,4−ジクミルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、(1,1’−ビフェニル)−4−イル、2,4,5−トリメチルフェニル等が挙げられ、
炭素原子数7〜30のアリールアルキル基としては、ベンジル、フェネチル、2−フェニルプロパン−2−イル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミル等が挙げられ、
炭素原子数1〜8のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、iso−ブチル、アミル、iso−アミル、tert−アミル、ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、シクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、iso−ヘプチル、tert−ヘプチル、1−オクチル、iso−オクチル、tert−オクチル等が挙げられ、
炭素原子数1〜8のハロゲン置換アルキル基としては、アルキル基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子に置換されたもの、例えば、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、ノナフルオロブチル等が挙げられ、
炭素原子数1〜8のアルコキシ基としては、メチルオキシ、エチルオキシ、iso−プロピルオキシ、プロピルオキシ、ブチルオキシ、ペンチルオキシ、iso−ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ等が挙げられ、
炭素原子数1〜8のハロゲン置換アルコキシ基としては、これらアルコキシ基の少なくとも1つの水素原子がハロゲン原子に置換されたもの、例えば、クロロメチルオキシ、ジクロロメチルオキシ、トリクロロメチルオキシ、フルオロメチルオキシ、ジフルオロメチルオキシ、トリフルオロメチルオキシ、ノナフルオロブチルオキシ等が挙げられ、
炭素原子数2〜8のエーテル基としては、炭素原子数2〜8のアルコキシアルキル基等が挙げられ、具体的には、2−メトキシエチル、2−(2−メトキシ)エトキシエチル、2−エトキシエチル、2−ブトキシエチル、4−メトキシブチル、3−メトキシブチル等が挙げられる。
【0021】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、R2及びR2’で表されるハロゲン原子、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基及び炭素原子数1〜8のアルキル基としては、上記のR1の説明で例示した基等が挙げられる。
【0022】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、R3〜R9及びR3’〜R9’で表されるハロゲン原子及び炭素原子数1〜8のアルキル基としては、上記のR1の説明で例示した基等が挙げられ、
隣接する置換基と縮合環を形成する基により構成される縮合環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、クロロベンゼン環、ブロモベンゼン環、メチルベンゼン環、エチルベンゼン環、メトキシベンゼン環、エトキシベンゼン環等の芳香族環;オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イソオキサゾール環、ナフトオキサゾール環、インドレニン環、ベンゾインドレニン環、ナフトインドレニン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ナフトイミダゾール環、フラン環、ベンゾフラン環、ナフトフラン環、ピロール環、インドリジン環、インドール環、キノリン環、キノキサリン環、イミダゾキノキサリン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフトチアゾール環等の複素環;シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環等の脂肪族環が挙げられる。
【0023】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、X及びX’で表される炭素原子数3〜6のシクロアルカン−1,1−ジイル基としては、シクロプロパン−1,1−ジイル、シクロブタン−1,1−ジイル、2,4−ジメチルシクロブタン−1,1−ジイル、3,3−ジメチルシクロブタン−1,1−ジイル、シクロペンタン−1,1−ジイル、シクロヘキサン−1,1−ジイル等が挙げられ、
X及びX’中のR51及びR52で表される炭素原子数1〜20のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、iso−ブチル、アミル、iso−アミル、tert−アミル、ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、シクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、iso−ヘプチル、tert−ヘプチル、1−オクチル、iso−オクチル、tert−オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、iso−ノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等が挙げられ、これらのアルキル基の水素原子は、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で任意の数で置換されてもよい。
【0024】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、R51及びR52で表される炭素原子数6〜30のアリール基としては、上記のR1の説明で例示した基が挙げられ、これらのアリール基の水素原子は、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で任意の数で置換されてもよい。
【0025】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、R51及びR52で表される炭素原子数7〜30のアリールアルキル基としては、上記のR1の説明で例示した基が挙げられ、これらのアリールアルキル基の水素原子は、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で任意の数で置換されてもよい。
【0026】
上記一般式(1)、(2)及び(3)において、Y、Y’及びY2で表される水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基;水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されてもよい炭素原子数6〜30のアリール基;又は水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されてもよい炭素原子数7〜30のアリールアルキル基としては、上記R51及びR52の説明で例示した基が挙げられ、
これらのY、Y’、Y2中のアルキル基、アリール基及びアリールアルキル基中のメチレン基は、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−、−NH−、−CONH−、−NHCO−、−N=CH−又は−CH=CH−で中断されてもよい。例えば、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、iso−ブチル、アミル、iso−アミル、tert−アミル、ヘキシル、2−ヘキシル、3−ヘキシル、シクロヘキシル、1−メチルシクロヘキシル、ヘプチル、2−ヘプチル、3−ヘプチル、iso−ヘプチル、tert−ヘプチル、1−オクチル、iso−オクチル、tert−オクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、iso−ノニル、デシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等のアルキル基;フェニル、ナフチル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、4−ビニルフェニル、3−iso−プロピルフェニル、4−iso−プロピルフェニル、4−ブチルフェニル、4−iso−ブチルフェニル、4−tert−ブチルフェニル、4−ヘキシルフェニル、4−シクロヘキシルフェニル、4−オクチルフェニル、4−(2−エチルヘキシル)フェニル、4−ステアリルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,5−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル、シクロヘキシルフェニル等のアリール基;ベンジル、フェネチル、2−フェニルプロパン−2−イル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、スチリル、シンナミル等のアリールアルキル基等が、エーテル結合、チオエーテル結合等で中断されたもの、例えば、2−メトキシエチル、3−メトキシプロピル、4−メトキシブチル、2−ブトキシエチル、メトキシエトキシエチル、メトキシエトキシエトキシエチル、3−メトキシブチル、2−フェノキシエチル、3−フェノキシプロピル、2−メチルチオエチル、2−フェニルチオエチル等が挙げられる。
【0027】
本発明に係る上記一般式(1)、(2)又は(3)で表される化合物の中でも、一般式中のAが、上記の群Iの(a)、(b)又は(e)から選ばれる基を表し、A’が、上記の群IIの(a’)、(b’)又は(e’)から選ばれる基を表すものが、波長特性が好適であるため更に好ましい。
また、Y及びY’は、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜20(特に1〜10)のアルキル基又は炭素原子数6〜30(特に6〜10)のアリール基であることが好ましい。また、環B及びB'はベンゼン環であることが好ましく、rは0であることが好ましく、R2は水素原子であることが好ましい。
X及びX’は、−CR5152−(特に、R51及びR52が、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基で置換されてもよい炭素原子数1〜8のアルキル基であるもの)が好ましい。
【0028】
本発明に係る上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物の具体例としては、下記化合物No.1〜75、化合物No.101〜124、化合物No.201〜242が挙げられるが、これらの化合物に制限されない。尚、化合物No.1〜73は上記一般式(1)の具体例であり、化合物No.101〜124は上記一般式(2)の具体例であり、化合物No.201〜242は上記一般式(3)の具体例である。
【0029】
【化3】

【0030】
【化4】

【0031】
【化5】

【0032】
【化6】

【0033】
【化7】

【0034】
【化8】

【0035】
【化9】

【0036】
【化10】

【0037】
【化11】

【0038】
【化12】

【0039】
【化13】

【0040】
【化14】

【0041】
【化15】

【0042】
【化16】

【0043】
上記一般式(1)、(2)又は(3)で表される本発明に係るスクアリリウム化合物は、その製造方法は特に限定されず、周知一般の反応を利用した方法で得ることができるが、製造方法としては、例えば、特開2004−315789、特開2007−199421に記載されているルートの如く、該当する構造を有する環構造を誘導する化合物とスクエア酸誘導体との反応により合成する方法が挙げられる。
【0044】
本発明の光拡散性樹脂組成物において、上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0045】
本発明の光拡散性樹脂組成物において、バインダー樹脂(A)の含有量は、好ましくは1〜80質量%、より好ましくは20〜70質量%である。バインダー樹脂(A)の含有量が1質量%未満であると、拡散粒子同士や基板との接着力が低下する場合があり、80質量%を超えると、光拡散性が低下する場合がある。
また、光拡散剤(B)の含有量は、好ましくは15〜95質量%、より好ましくは29〜79質量%である。光拡散剤(B)の含有量が15質量%未満であると、十分な光拡散性が得られなくなる場合があり、95質量%を超えると、全光線透過率が低下する場合がある。
また、スクアリリウム化合物(C)の含有量は、好ましくは0.0001〜5質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。スクアリリウム化合物(C)の含有量が0.0001質量%未満であると、赤色への波長変換効果が小さくなる場合があり、5質量%を超えると、輝度の低下が大きくなる場合がある。
【0046】
本発明の光拡散性樹脂組成物には、スクアリリウム化合物(C)以外の色素(その他の色素)を本発明の効果を損なわない範囲で使用することができる。使用できる色素は特に限定されないが、シアニン系色素、ピリジン系色素、オキサジン系色素、クマリン系色素、クマリン色素系染料、ナフタルイミド系色素、ピロメテン系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、スチリル系色素、ローダミン系色素、アゾ系色素、キノン系色素、スクアリリウム系色素、ジケトピロロピロール系色素、イリジウム錯体系色素、ユーロピウム系色素、ポルフィリン系色素、アザポルフィリン系色素、ナフトラクタム系色素等が挙げられる。
【0047】
本発明の光拡散性樹脂組成物には、溶媒を使用することができる。該溶媒としては、特に制限されないが、例えば、水、アルコール系、ジオール系、ケトン系、エステル系、エーテル系、脂肪族又は脂環式炭化水素系、芳香族炭化水素系、シアノ基を有する炭化水素、ハロゲン化芳香族炭化水素系の溶媒等が挙げられ、これらの溶媒の中では、ケトン系及び芳香族炭化水素系の溶媒が塗工性に優れるため好ましい。また、溶媒の使用量としては、上記(A)〜(C)の合計量が10〜99質量%となるように用いることが好ましい。
【0048】
本発明の光拡散性樹脂組成物は、上述した光重合開始剤、架橋剤、その他の色素の他、必要に応じて、熱重合開始剤、光安定剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、界面活性剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、重金属不活性剤、透明化剤、造核剤、結晶化剤、相溶化剤等の各種添加剤を使用することができる。本発明において、各種添加剤の含有量は、好ましくは合計で20質量%以下とする。
【0049】
本発明の光拡散性樹脂組成物の製造方法(配合方法)は特に制限されず、従来公知の混合及び混練方法により得ることが出来る。例えば、上記溶媒を用いない場合、上記各成分をヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンブレンダー等の公知の混合機を用いて混合した後、溶融混練する方法が挙げられる。また、上記溶媒を用いる場合は、必要に応じてバインダー樹脂(A)を加熱した後、各成分を溶媒に溶解又は分散させる方法(但し、光拡散剤(B)は溶解しない)や、溶媒を用いずに各成分を溶融混練した混合物を溶媒に溶解させる方法等が挙げられる。溶媒使用の有無に関わらず、各成分の配合順序についても特に制限はない。
【0050】
本発明の光拡散性樹脂組成物は、入射した光を好適な輝度及び色純度の拡散光として放射する特性を有するため、以下で説明する光拡散シートの他に、光拡散板として使用することができる。光拡散板は、バインダー樹脂(A)が熱可塑性樹脂である場合、溶融状態の組成物を射出成形、ブロー成形、押出成形、圧縮成形等の公知の手法により成形することで製造できる。また、バインダー樹脂(A)が熱硬化性樹脂である場合、組成物を金型内で硬化させることで製造できる。
あるいはまた、バインダー樹脂(A)が光硬化性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂である場合、これらの樹脂と、光重合開始剤及び/又は架橋剤とを混合した後、光照射及び/又は加熱処理により硬化させることで製造することもできる。
尚、本発明の光拡散性樹脂組成物を光拡散板に用いる場合、塗工性を必要としないため上記溶媒は用いないことが好ましい。
【0051】
次に、本発明の光拡散シートについて説明する。尚、特に説明しない部分については、本発明の光拡散性樹脂組成物における説明が適宜採用される。
【0052】
本発明の光拡散シートは、透明な基材層と、該基材層の少なくとも一つの面に形成された光拡散層とを有し、該光拡散層が本発明の光拡散性樹脂組成物からなるものである。
【0053】
本発明の光拡散シートに用いられる透明な基材層としては、例えば、ガラス等の無機材料;ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、エチレン‐酢酸ビニル共重合樹脂、エポキシ樹脂、ポリフルオレン樹脂、シリコーン樹脂等の合成高分子材料を用いることができる。
【0054】
上記透明な基材層は、単一の材料から形成されていても2種以上の材料から形成されていてもよく、また、単一の層から形成されていても複数の層から形成されていてもよい。
【0055】
上記透明な基材層の厚みは、10〜10000μmの範囲であることが好ましく、30〜500μmの範囲であることがより好ましい。
上記透明な基材層の厚みが10μm未満であると、光拡散シートの機械的強度が低下することがある。また、上記透明な基材層の厚みが10000μmを超えると、透明な基材層を通過する光量が減少し、輝度が低下することがある。
【0056】
上記透明な基材層は、可視光に対して80%以上の透過率を有することが好ましく、86%以上の透過率を有することがより好ましい。上記透明な基材層のヘイズは、2%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。上記透明な基材層の屈折率は、1.45〜1.70であることが好ましい。
【0057】
上記透明な基材層には、各種の表面処理を施してもよい。該表面処理は、例えば、薬品処理、機械的処理、コロナ放電処理、火焔処理、紫外線照射処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理、混酸処理、オゾン酸化処理等を含む。
【0058】
上記拡散層は、本発明の光拡散性樹脂組成物からなり、上記透明な基材層の少なくとも一つの面に形成される。
上記透明な基材層の少なくとも一つの面に、上記光拡散層を形成する方法としては、特に限定されないが、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スピンコート法あるいはエクストルージョンコート法等が挙げられる。用いる光拡散性樹脂組成物の形態としては、上記溶媒を用いたものが、塗工性及び生産性が優れる点で好ましい。
【0059】
上記光拡散層の厚みは、0.1〜500μmの範囲から選択されることが好ましく、10〜100μmの範囲から選択されることがより好ましい。
上記光拡散層の厚みが0.1μm未満であると、光拡散層に入射した光が充分に拡散されないことがある。また、上記光拡散層の厚みが100μmを超えると、光拡散層を通過する光量が減少し、輝度が低下することがある。
【0060】
上記光拡散層は、単一の材料から形成されていても2種以上の材料から形成されていてもよく、また、単一の層から形成されていても複数の層から形成されていてもよい。
【0061】
次に、本発明の光源ユニットについて図面を参照しながら説明する。尚、特に説明しない部分については、本発明の光拡散性樹脂組成物及び光拡散シートにおける説明が適宜採用される。
【0062】
本発明の光源ユニットは、本発明の光拡散シート10と、光源3とを備えるものである。例えば、直下型方式の光源ユニットとして、図1(a)に示す形態が挙げられる。図1(a)の光源ユニットでは、光源3は、光拡散シート10の透明な基材層1側に設けられていている。また、光源3は、図1(b)に示すように、光拡散シート10の光拡散層2側に設けられていてもよい。
【0063】
本発明の光源ユニットは、光源3で発せられた光が透明な基材層1及び光拡散層2を経て拡散光として放出する機能を有していればよく、光拡散層2とは別の光学機能層、例えばフレネルレンズ層等を有していてもよい。
【0064】
上記光源3としては、発光ダイオード(LED)、冷陰極管、EL、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられるが、本発明の光拡散シートを用いることで、白色の色純度が最も高くなる点から、LED(特に白色LED)が特に好ましい。
【0065】
本発明の光源ユニットにおいて、上記光源3としてLEDを用いる場合、LEDは点発光であるため、面発光として光を取り出す場合、その形態を、図1(a)又は(b)に示す直下型方式にかえて、図2に示すようなエッジライト方式としてもよい。
図2の光源ユニットでは、光源3で発生し、導光板4を通った光が、反射板5によって反射されることで、光拡散シート10の面内に均一に供給される。
【0066】
上記導光板4としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の材料を用いることができる。
上記導光板4の厚みは、0.1〜100mmの範囲から選択されることが好ましく、0.5〜50mmの範囲から選択されることがより好ましい。
【0067】
上記反射板5としては、空気層や白色微粒子を含有したアクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の材料を用いることができる。
上記反射板5の厚みは、10〜10000μmの範囲から選択されることが好ましく、50〜5000μmの範囲から選択されることがより好ましい。
【0068】
本発明の光源ユニットは、ディスプレイ用バックライトユニット、住宅及び車載用照明等に好適に用いられる。照明用途としては、図1(a)、図1(b)及び図2に示す形態の他に、図3に示す形態も好適に用いられる。
【実施例】
【0069】
以下、実施例及び比較例をもって本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例等によって何ら制限を受けるものではない。
【0070】
[実施例1〜8及び比較例1〜3]
下記〔表1〕の配合比に従あいたいい、実施例1〜8及び比較例1〜3の光拡散性樹脂組成物を調製した。但し、比較例3の組成物は光拡散剤(B)を含まないため光拡散能を有さない。図1(a)に示すように、各光拡散性樹脂組成物をPETフィルム(パナック社製、フィルム厚188μm)からなる透明な基材層1上に、No.90のバーコーターを用いて塗工後、60℃で30分及び100℃で10分間加熱乾燥し、光拡散性樹脂組成物からなる光拡散層2を有する実施例1〜8及び比較例1〜3の光拡散シート10を作製し、これらの光拡散シート10及びその他の部材が、図4(a)に示す構成となるように配置して、白色LEDを光源3とした拡散光のR成分のxy色度及び輝度を分光放射計(SR−LEDW、トプコン社)にて測定した。輝度の算出は、比較例1を100としたときの相対値とした。結果を〔表1〕に示す。
【0071】
【表1】

PMMA:ポリメチルメタクリレート樹脂
MB30X−20:積水化成品株式会社製、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、平均粒子径20μm、屈折率1.49
AP:アザポルフィリン化合物
【化17】

その他の色素1:
【化18】

その他の色素2:
【化19】

MEK:メチルエチルケトン
【0072】
〔表1〕の結果より、本発明の光拡散シートは、上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)が、不要な波長域の光を吸収し、R成分の色度を向上させることが明確である。
また、実施例7と比較例3との対比より、上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)は、光拡散剤と同じ層に存在することで高い効果を発揮することが明らかである。
【0073】
下記〔表2〕の配合比に従い、実施例9〜10及び比較例4〜5の光拡散性樹脂組成物を調製した。図1(a)に示すように、各光拡散性樹脂組成物をPETフィルム(パナック社製、フィルム厚188μm)からなる透明な基材層1上に、No.90のバーコーターを用いて塗工後、60℃で30分及び100℃で10分間加熱乾燥し、光拡散性樹脂組成物からなる光拡散層2を有する実施例9〜10及び比較例4〜5の光拡散シート10を作製した。得られた光拡散シートについて、JIS Z 8726に基づき、白色LEDを光源3として、拡散光の放射スペクトルの平均演色評価数(Ra)を分光放射輝度計(CS−2000、コニカミノルタ社)にて測定した。結果を〔表2〕に示す。
【0074】
【表2】

【0075】
〔表2〕の結果より、色素として、上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)を含有する本発明の光拡散性樹脂組成物を用いた光拡散シートは、比較色素であるアザポルフィリン化合物を含有する比較例の光拡散性樹脂組成物を用いた光拡散シートに比して、より少量の色素配合量で演色性が向上していることが明確である。
【0076】
よって、本発明の光拡散性樹脂組成物を用いた光拡散シートは、演色性及び色度を向上させ、更に輝度の低下も抑止可能であるため光源ユニットに好適である。
【符号の説明】
【0077】
1 透明な基材層
2 光拡散層
3 光源
4 導光板
5 反射板
6 赤色カラーフィルタ
7 分光放射輝度計
8 バインダー樹脂及び蛍光剤層
9 色素を含まない光拡散層
10 光拡散シート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バインダー樹脂(A)、光拡散剤(B)及び下記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)を含有する光拡散性樹脂組成物。
【化1】

(式中、Aは、下記の群Iの(a)〜(k)から選ばれる基を表し、A’は、下記の群IIの(a’)〜(k’)から選ばれる基を表す。)
【化2】

(式中、環B及び環B’は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環又はピリジン環を表し、
1及びR1’は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基、炭素数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数1〜8のハロゲン置換アルコキシ基又は炭素原子数2〜8のエーテル基を表し、
2及びR2’は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数6〜30のアリール基、炭素原子数7〜30のアリールアルキル基又は炭素原子数1〜8のアルキル基を表し、
3〜R9及びR3’〜R9’は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜8のアルキル基又は隣接する置換基と縮合環を形成する基を表し、
X及びX’は、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、−CR5152−、炭素原子数3〜6のシクロアルカン−1,1−ジイル基、−NH−又は−NY2−を表し、
51及びR52は、水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基若しくは炭素原子数7〜30のアリールアルキル基、又は水素原子を表し、
Y、Y’及びY2は、水素原子、又は水酸基、ハロゲン原子、シアノ基若しくはニトロ基で置換されていてもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数6〜30のアリール基若しくは炭素原子数7〜30のアリールアルキル基を表し、該Y、Y’及びY2中のアルキル基、アリール基及びアリールアルキル基中のメチレン基は、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−、−NH−、−CONH−、−NHCO−、−N=CH−又は−CH=CH−で中断されてもよく、
r及びr’は、0又は(a)〜(k)若しくは(a’)〜(k’)において置換可能なR1及びR1’の数を表す。)
【請求項2】
上記バインダー樹脂(A)を1〜80質量%、上記光拡散剤(B)を15〜95質量%、及び上記一般式(1)、(2)又は(3)で表されるスクアリリウム化合物(C)を0.0001〜5質量%含有する請求項1に記載の光拡散性樹脂組成物。
【請求項3】
透明な基材層と、該基材層の少なくとも一つの面に形成された光拡散層とを有し、該光拡散層は、請求項1又は2に記載の光拡散性樹脂組成物からなる光拡散シート。
【請求項4】
請求項3に記載の光拡散シートと、光源とを備えた光源ユニット。
【請求項5】
請求項4に記載の光源が白色LEDであることを特徴とする光源ユニット。

【図1(a)】
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【図1(b)】
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【図2】
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【図3】
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【図4(a)】
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【図4(b)】
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【公開番号】特開2013−109104(P2013−109104A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−253151(P2011−253151)
【出願日】平成23年11月18日(2011.11.18)
【出願人】(000000387)株式会社ADEKA (987)
【Fターム(参考)】