DE10297324T5

DE10297324T5 - Lichtkontrollfolie und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10297324T5
Application number: DE10297324T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Himeji Takemoto; Masanari Himeji Ohnishi
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-12-09
Also published as: JPWO2003034103A1; KR20040045814A; US20050068759A1; WO2003034103A1

Abstract

Lichtkontroll- bzw. Lichtsteuerungsfolie, die umfasst ein transparentes Harz und ein plättchenförmiges Teilchen, das in dem Harz in ausgerichteter Form dispergiert ist, wobei die Ausrichtung der Plättchenoberfläche des Teilchens senkrecht oder schräg zu der Folienoberfläche ist, und das plättchenförmige Teilchen mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem transparenten Teilchen und einem reflektierenden Teilchen, umfasst.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lichtkontroll- bzw. Lichtsteuerungsfolie, die nicht nur die Helligkeit (Luminanz) oder Winkelabhängigkeit der Helligkeit (oder Luminanz) verbessert, sondern auch Licht, das unter variierenden Winkeln einfällt, selektiv streut und verwendbar ist zur Dekoration, in einem optischen System einer Anzeige- bzw. Display-Vorrichtung, wie z.B. einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Folie.
Die Erfindung betrifft ferner eine Lichtkontrollfolie, die eine Verbesserung der Winkelabhängigkeit der Helligkeit (oder Luminanz) in einer Gegenlicht-Einheit zum Beleuchten einer Anzeige-Oberfläche einer Anzeigevorrichtung (beispielsweise einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung) von der Rückseite derselben her mit einer Röhren-Lichtquelle (einer Gegenlicht-Einheit, die eine einseitige Lichtquellenlampe aufweist), ermöglicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Folie.
Technischer Hintergrund
Bisher wird eine Licht streuende Folie verwendet, um die Luminanz oder die Winkelabhängigkeit der Helligkeit, die Gleichförmigkeit der Luminanz oder dgl. in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu verbessern. Beispielsweise streut die Licht streuende Folie ein von einer Lichtwellenleiterplatte eines Gegenlichtes emittiertes Licht, verleiht dem gestreuten Licht eine Winkelabhängigkeit der Helligkeit entsprechend der Charakteristik des Betrachtungswinkels einer Anzeige-Einrichtung und versucht, die Effizienz des Gegenlichtes zu verbessern. Darüber hinaus ist entsprechend dem Fortschritt der Anzeigequalität und der Abnahme des Elektrizitätsverbrauchs oder dgl. neuerdings eine weitere Verbesserung in Bezug auf die Luminanz (Helligkeit) oder den Winkelbereich zur Aufrechterhaltung der Luminanz erforderlich. Um eine solche Charakteristik zu erzielen, war es bisher unerlässlich, eine Folie mit einer Selektivität für den Lichteinfallswinkel zu verwenden, sodass nur das unter einem spezifischen Winkelbereich einfallende Licht selektiv gestreut wird, oder die einen hohen Grad der Lichtkontroll- bzw. Lichtsteuerungs-Funktion hat, beispielsweise eine achsenverschobene Streuung ergibt, sodass die Richtung des einfallenden Lichtes und die Richtung des Maximums der Streuungsintensität gegeneinander verschoben werden oder eine asymmetrische Streuung, bezogen auf die Richtung des einfallenden Lichtes, auftritt. Da eine konventionelle Lichtstreuungsfolie hergestellt wird durch Mattierung der Oberfläche einer transparenten Harzfolie, durch Dispergieren von streuenden feinen Teilchen im Innern der transparenten Harzfolie oder auf andere Weise, weist jedoch die Folie nicht die oben genannte Lichtkontroll- bzw. Lichtsteuerungsfunktion auf.
In dem japanischen Patent Nr. 2 691 543 ist eine Folie beschrieben, die erhalten wird durch Härtung eines polymerisierbaren Monomers oder Oligomers, wobei die Folie so strukturiert ist, dass Schichten, die in Bezug auf den Brechungsindex voneinander verschieden sind, so angeordnet sind, dass sie aufeinanderliegen. Die Folie mit einer solchen Struktur verbessert die Selektivität des Lichteinfallswinkels. Eine solche Folie wird jedoch hergestellt durch Lichthärtung auf der Basis der Holographie-Technologie, die zur Bildung von Interferenzfarben oder zu einer signifikanten Erhöhung der Herstellungskosten führt.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 171 619/2000 (JP-2000-171 619A) ist ein anisotroper Licht streuender Film beschrieben, bei dem Abschnitte mit voneinander verschiedenem Brechungsindex innerhalb des Films mit unregelmäßiger Form und Dicke verteilt sind, wodurch Hell- und Dunkel-Muster in Bezug auf den Brechungsindex gebildet werden als Folge eines Streuungsfaktors und die in Bezug auf den Brechungsindex voneinander verschiedenen Abschnitte in den Schichten so verteilt sind, dass sie eine schräge Anordnung gegenüber der Richtung der Dicke des Films aufweisen. Die Folie gewährleistet die Verbesserung der Selektivität des einfallenden Lichtes und ergibt einen achsenverschobenen Streuungseffekt. Eine solche Lichtkontrollfolie, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 214 311/2000 (JP-2000-214 311A) beschrieben ist, ergibt eine helle Anzeige mit einer hohen Auflösung bei der Verwendung für eine reflektierende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Darüber hinaus kann die Entstehung einer Interferenzfarbe verhindert werden, indem man die Form und Dicke des Streuungsfaktors unregelmäßig macht. Wegen der Unregelmäßigkeit der Form und Dicke des Streuungsfaktors wird jedoch die Richtwirkung für das Streulicht beeinträchtigt oder die Selektivität für den Lichteinfallswinkel wird vermindert. Das heißt, in einem Winkelbereich, in dem ein einfallendes Licht eigentlich ohne Streuung eindringen sollte, entsteht dennoch eine Streuung. Außerdem wird die Folie auch hergestellt durch Anwendung einer Holographie-Technologie, die zu signifikant steigenden Produktionskosten führt.
Andererseits wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 338 311/2000 (JP-2000-338 311A) eine Lichtstreuungsfolie vorgeschlagen, in der Abschnitte, die in Bezug auf den Brechungsindex voneinander verschieden sind und die jeweils die Form eines elliptischen Teilchens haben, so dispergiert sind, dass sie in den Hauptachsenrichtungen und in den Nebenachsenrichtungen angeordnet sind, und die eine Struktur hat, die die Form eines Dunkel-Hell-Musters auf der Basis des Reflexionsindex aufweist. Eine solche Struktur weist jedoch einen extremen Mangel an Selektivität für den Lichteinfallswinkel auf und eine isotrope Streuung ist praktisch nicht zu erwarten. Darüber hinaus ist es schwierig, die oben genannte Struktur herzustellen und die Herstellung ist auch dann nicht leicht, wenn die Holographie-Technologie angewendet wird.
Darüber hinaus erfordert eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nicht nur eine Verbesserung der Anzeigequalität, sondern auch eine Herabsetzung der Dicke und eine Gewichtseinsparung und einen niedrigen Elektrizitätsverbrauch. Außerdem ist in einer Gegenlicht-Einheit zum Beleuchten einer Flüssigkristall-Anzeigeoberfläche von der Rückseite der Gegenlicht-Einheit her eine Kompatibilität der Verbesserung in Bezug auf die Vorderseitenluminanz und die Reduktion der Dicke und die Einsparung des Gewichtes mit einem niedrigen Elektrizitätsverbrauch unerlässlich. Die Gegenlicht-Einheit wird beispielsweise in zwei Typen unterteilt: ein Typ ist eine einseitige (unilaterale) Lichtquellenlampe, in der eine röhrenförmige Lichtquelle, die eine kalte Kathodenröhre umfasst, auf einer Seite einer Lichtwellenleiterplatte angeordnet ist, und der andere Typ ist eine zweiseitige (bilaterale) Lichtquellenlampe, in der röhrenförmige Lichtquellen auf beiden Seiten einer Lichtwellenleiterplatte angeordnet sind. Um eine Gewichtseinsparung und einen niedrigen Elektrizitätsverbrauch zu erzielen, ist es vorteilhaft, die einseitige Lichtquellenlampe zu verwenden. In einer Gegenlicht-Einheit mit einem solchen einseitigen Lichtquellenlampenmodus werden, um einer schrägen Richtung der Anzeige-Oberfläche eine maximale Luminanz zu verleihen, eine Gegenlicht-Einheit, die eine Lichtwellenleiterplatte für eine einseitige Lichtquellenlampe im Gegenlicht-Modus aufweist, und eine Prismenfolie vorgeschlagen, wobei die Lichtwellenleiterplatte dazu verwendet wird, ein Licht aus der Lichtquellenlampe zu lenken und die Prismenfolie dazu verwendet wird, die Richtung des von der Lichtwellenleiterplatte emittierten Lichtes in die Frontrichtung umzulenken. Bei einem solchen Aufbau ist jedoch die Lichtquellenlampe auf nur einer Seite der Lichtwellenleiterplatte angeordnet. Dadurch wird dann, wenn die Koordinaten des Emissionswinkels so definiert sind, dass der Winkel der Frontrichtung relativ zu der Platte 0 ° beträgt und die Seite, auf der die Lichtquellenlampe angeordnet sein soll, die negative (–) Richtung ist und die andere Seite die positive (+)-Richtung ist, die Luminanz in einem Emissionswinkelbereich von beispielsweise –20 bis –30° beeinträchtigt (verschlechtert). Als Folge davon kann keine hohe Anzeigequalität erzielt werden.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 348 515/2000 (JP-2000-348 515A) wird eine Gegenlicht-Einheit vorgeschlagen, in der eine Licht streuende Folie zwischen einer Lichtwellenleiterplatte und einer Prismenplatte bzw. -folie angeordnet ist. Aber auch in einer solchen Einheit ist die Frontseiten-Luminanz deutlich verschlechtert und das oben genannte Problem wurde noch nicht vollständig gelöst.
Zusätzlich zu der oben genannten röhrenförmigen Lichtquelle ist im Allgemeinen dann, wenn eine Lichtquellenlampe lokal nur auf einer Seite gegenüber der Anzeigeoberfläche angeordnet ist, die Winkelabhängigkeit der Helligkeit häufig asymmetrisch in Bezug auf die Haupt-Frontalrichtung. Dadurch wird ein Faktor erzeugt, der die Anzeigequalität beeinträchtigt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lichtkontroll- bzw. Lichtsteuerungsfolie für die selektive Streuung eines einfallenden Lichtes in einem spezifischen Winkelbereich als ein einheitliches weißes Streulicht, das frei von einer Interferenzfarbe ist, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lichtkontrollfolie, die eine asymmetrische Streuungsfunktion hat, die ein gestreutes Licht in eine spezifische Richtung auch dann lenken kann, wenn die Einfallsrichtung variiert, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lichtkontrollfolie zur Verbesserung der Winkelabhängigkeit der Helligkeit selbst dann, wenn eine Lichtquelle lokal angeordnet ist gegenüber einer Anzeigeoberfläche oder einer Lichtwellenleiterplatte, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lichtkontrollfolie, die in der Lage ist, die Asymmetrie in Bezug auf die Winkelabhängigkeit der Helligkeit eines von einer Lichtwellenleiterplatte in einer Gegenlicht-Einheit, die auf einer Seite derselben eine Röhren-Lichtquelle aufweist, zu vermindern und die Vorderseiten-Luminanz einer Anzeigeoberfläche zu verbessern, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur leichten Herstellung einer Lichtkontrollfolie mit niedrigen Kosten ohne Anwendung der Holographie-Technologie zur Verfügung zu stellen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Gegenlicht-Einheit bereitzustellen, die in der Lage ist, die Frontseiten-Helligkeitseigenschaften in einer Display-Oberfläche einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zu verbessern.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die oben genannten Ziele zu erreichen, und sie haben schließlich gefunden, dass durch Dispergieren eines plättchenförmigen (oder plättchenartigen) Teilchens, das ein gegebenes Aspektverhältnis aufweist, in einem transparenten Harz und durch Formen des Harzes zu einer Folie durch Extrusionsformen, Formpressen oder durch ein anderes Formgebungsverfahren, wodurch die Plättchenoberfläche des Teilchens gleichförmig orientierbar gemacht wird entlang der Richtung der Ebene der Folie, und dass durch die Kontrolle über die Orientierungsrichtung des Teilchens (insbesondere eines transparenten plättchenförmigen Teilchens) unter Anwendung eines solchen Orientierungsmechanismus die folgenden Ziele erreicht werden: eine selektive Streuung des unter einem spezifischen Winkelbereich einfallenden Lichtes, eine gleichförmige weiße Streuung ohne Erzeugung einer Interferenzfarbe und eine Orientierung (Ausrichtung) eines gestreuten Lichtes in eine bestimmte Richtung selbst beim Variieren der Lichteinfallsrichtung. Darauf basiert die vorliegende Erfindung.
Darüber hinaus haben die Erfinder gefunden, dass durch den Aufbau des plättchenförmigen Teilchens als reflektierendes plättchenförmiges Teilchen und durch Kontrolle der Orientierung des reflektierenden plättchenförmigen Teilchens eine Herabsetzung der Asymmetrie der Winkelabhängigkeit der Helligkeit eines von einer Lichtwellenleiterplatte emittierten Lichtes erzielt wird.
Das heißt, die Lichtkontrollfolie (oder Lichtsteuungsfolie) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein transparentes Harz und ein plättchenförmiges (oder blattartiges) Teilchen, das in einer bestimmten Ausrichtung in dem Harz dispergiert ist, wobei die Richtung der Plättchenoberfläche (oder die Plättchenoberflächen-Richtung) des Teilchens senkrecht zu der Folienoberfläche oder schräg (geneigt) dazu verläuft und das plättchenförmige Teilchen umfasst mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem transparenten Teilchen und einem reflektierenden Teilchen. Das Teilchen ist in der Regel in der Folie gleichförmig orientiert (ausgerichtet). Der Winkel zwischen der Plättchenoberfläche des Teilchens und der Folienoberfläche (oder der Winkel zwischen der Normalen auf die Plättchenoberfläche und der Normalen auf die Folienoberfläche) beträgt in der Regel etwa 45 bis 90 ° (beispielsweise etwa 70 bis 90 °).
Für den Fall, dass das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst, kann der Winkel zwischen der Plättchenoberfläche des plättchenartigen Teilchens und der Folienoberfläche etwa 70 bis 90 ° oder etwa 45 bis 90 ° betragen. Wenn beispielsweise der Winkel 70 bis 90 ° beträgt, ist die Folie in der Lage, ein Licht, das von der Frontalrichtung her auf die Folienoberfläche auftrifft, selektiv zu streuen oder auszurichten. Wenn der Winkel 45 bis 75 ° beträgt, ist die Folie in der Lage, ein Licht, das auf die Folienoberfläche von einer schrägen Richtung her auffällt, selektiv zu streuen. In einer solchen Lichtkontrollfolie kann das transparente plättchenförmige Teilchen einen mittleren Durchmesser in der Plättchenoberflächenrichtung von etwa 5 bis 200 μm und ein Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser des Teilchens und der mittleren Dicke desselben von etwa 5 bis 1000 (insbesondere von etwa 40 bis 100) aufweisen. Außerdem beträgt die Differenz zwischen dem transparenten Harz und dem transparenten plättchenförmigen Teilchen in Bezug auf den Brechungsindex in der Regel etwa 0,01 bis 0,2 und die Dicke der Folie beträgt etwa 50 bis 2000 μm. In der Lichtkontrollfolie, in der das transparente Harz eine kontinuierliche Phase umfasst und das transparente plättchenförmige Teilchen eine dispergierte Phase umfasst, kann die kontinuierliche Phase, die das transparente Harz umfasst, ausgewählt werden aus einem Celluloseester, einem Olefinharz, einem (Meth)Acrylharz, einem Styrolharz, einem Harz der Polyester-Reihe, einem Harz der Polyamid-Reihe, einem Harz der Polycarbonat-Reihe und dgl., und die dispergierte Phase, die das transparente plättchenförmige Teilchen umfasst, kann ausgewählt werden aus einem Glimmer, einem Talk, einem Montmorillonit und dgl. Die Folie kann außerdem 1 bis 100 Gew.-Teile eines Weichmachers umfassen.
Für den Fall, dass das plättchenförmige Teilchen ein reflektierendes Teilchen umfasst, kann das reflektierende Teilchen ein Teilchen und einen Überzug auf dem Teilchen aus Metall oder Metalloxid (z.B. Titanoxid) umfassen. Das reflektierende plättchenförmige Teilchen kann einen mittleren Durchmesser in der Plättchenoberflächenrichtung von etwa 5 bis 1000 μm und eine Dicke der Folie von etwa 50 bis 1000 μm haben. In der Lichtkontrollfolie, in der das transparente Harz eine kontinuierliche Phase umfasst und das reflektierende plättchenförmige Teilchen eine dispergierte Phase umfasst, kann die kontinuierliche Phase, die das transparente Harz umfasst, ausgewählt werden aus einem Celluloseester, einem Olefinharz, einem (Meth)Acrylharz, einem Styrolharz, einem Harz der Polyester-Reihe, einem Harz der Polyamid-Reihe, einem Harz der Polycarbonat-Reihe und dgl., und die dispergierte Phase, die das reflektierende plättchenförmige Teilchen umfasst, kann ausgewählt werden aus einem Glimmer, einem Talk, einem Montmorillonit und dgl.
In einer solchen Lichtkontrollfolie ist eine Lichtquelle lokal gegenüber der Anzeigeoberfläche angeordnet und die Folie ist verwendbar als ein Element, das eine Gegenlicht-Einheit einer Anzeigevorrichtung darstellt. Die Lichtkontrollfolie ist in der Regel verfügbar für ein Gegenlicht, das verwendet wird zum Beleuchten eines Gegenstandes (beispielsweise einer Anzeige-Einheit) mit einem Licht von einer Lichtquelle (insbesondere einer röhren- oder punktförmigen Lichtquelle), wobei das Gegenlicht eine Lichtquelle und eine Lichtwellenleiterplatte umfasst, und in der Lichtwellenleiterplatte trifft ein Licht aus der Lichtquelle auf die seitliche Fläche (asymmetrische Position, insbesondere auf die Seitenfläche) der Lichtwellenleiterplatte auf und wird aus der Vorderseite der Lichtwellenleiterplatte emittiert, um den Gegenstand von hinten zu beleuchten.
Der Gehalt an dem plättchenförmigen Teilchen kann etwa 0,1 bis 50 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes, betragen.
Die vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten Harzfolie, die ein plättchenförmiges Teilchen umfasst, das ausgerichtet in einer bestimmten Richtung darin dispergiert ist, wobei das Verfahren umfasst das Aufeinanderlaminieren einer Vielzahl von transparenten Harzfolien, in denen die Plättchenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens entlang der Folienoberfläche ausgerichtet ist, das Verschweißen dieser Folien miteinander und das Zerschneiden des resultierenden Materials in einer Querrichtung relativ zu der Laminierrichtung zur Herstellung der Lichtkontrollfolie.
Die erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie ist in der Lage, ein Licht, das auf die Folienoberfläche aus einem spezifischen Richtungsbereich auftrifft, selektiv zu streuen und ein gleichförmiges weißes Streulicht zu ergeben, das frei von einer Interferenzfarbe ist, anders als bei einer Folie, in der die Holographie-Technik angewendet wird. Außerdem weist die Lichtkontrollfolie eine asymmetrische Streuungsfunktion auf, bei der ein Streulicht in einer spezifischen Richtung auch dann ausgerichtet werden kann, wenn die Lichteinfallsrichtung variiert.
Die Lichtkontrollfolie wird zweckmäßigerweise verwendet in Kombination mit einer Gegenlicht-Einheit oder einer Flüssigkristall-Anzeige-Einheit zum Be leuchten einer Anzeige-Einheit von hinten. Die Gegenlicht-Einheit umfasst beispielsweise eine Lichtwellenleiterplatte zum Emittieren eines Lichtes, das auf eine Seitenfläche derselben von einer Vorderseite her auftrifft, wobei eine Lichtquelle an der Seitenfläche der Lichtwellenleiterplatte angeordnet ist und die Lichtkontrollfolie zwischen der emittierenden Oberfläche der Lichtwellenleiterplatte und der Anzeige-Einheit angeordnet ist.
Eine solche Lichtkontrollfolie ist ohne Anwendung von Holographie-Verfahren herstellbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt in Form einer schematischen Ansicht eine Querschnittsstruktur einer erfindungsgemäßen Lichtkontrollfolie;
2 zeigt in Form einer schematischen Darstellung das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren;
3 zeigt in Form einer schematischen Schnittansicht einen verschweißten Mehrschichten-Block zur Erläuterung eines anderen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens;
4 zeigt in Form einer schematischen Schnittansicht eine Gegenlicht-Einheit;
5 stellt eine Mikrofotografie dar, die einen Querschnitt der in Beispiel 1 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
6 zeigt in Form eines schematischen Diagramms eine Vorrichtung zur Messung der Einfallswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität in den Beispielen 1 bis 10;
7 zeigt in Form eines Diagramms die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in Beispiel 1 erhaltenen Lichtkontrollfolie;
8 stellt eine Mikrofotografie dar, die einen Querschnitt der in Beispiel 2 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
9 stellt ein Diagramm dar, das die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Lichtkontrollfolien zeigt, wenn ein Licht aus einer Lichtquelle auf die Vorderseitenrichtung der Folie auftrifft;
10 stellt ein Diagramm dar, das die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in Beispiel 4 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
11 stellt ein Diagramm dar, das die geradlinige Lichttransmissionsintensität in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel der in den Beispielen 5 und 6 erhaltenen Lichtkontrollfolien zeigt;
12 stellt ein Diagramm dar, das die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in den Beispielen 7 und 8 erhaltenem Lichtkontrollfolien zeigt;
13 stellt ein Diagramm dar, das die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in Beispiel 9 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
14 stellt ein Diagramm dar, das die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in Beispiel 10 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
15 stellt eine Mikrofotografie dar, die einen Querschnitt der in Beispiel 11 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
16 stellt ein schematisches Diagramm dar, das eine Vorrichtung zur Messung der Winkelabhängigkeit der Streulichtintensität in den Beispielen 11 und 12 und in dem Vergleichsbeispiel 1 zeigt;
17 stellt ein Diagramm dar, das die Streuungswinkelabhängigkeit der Streulichtintensität der in Beispiel 11 erhaltenen Lichtkontrollfolie zeigt;
18 stellt ein Diagramm dar, das die Winkelabhängigkeit der relativen Helligkeit (oder relativen Luminanz) in den in Beispiel 12 hergestellten Gegenlichteinheiten A und B zeigt; und
19 stellt ein Diagramm dar, das die Winkelabhängigkeit der relativen Helligkeit (oder relativen Luminanz) in den im Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Gegenlichteinheiten C und D zeigt.
Beste Art der Durchführung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie umfasst eine kontinuierliche Phase, die ein transparentes Harz umfasst, und eine dispergierte Phase, die ein plättchenförmiges (oder plattenförmiges) Teilchen umfasst, das in dem transparenten Harz mit einer Ausrichtung in einer gegebenen Richtung dispergiert ist. Das plättchenförmige Teilchen umfasst mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus einem transparenten plättchenförmigen Teilchen und einem reflektierenden plättchenförmigen Teilchen.
Transparentes Harz
Die kontinuierliche Phase der erfindungsgemäßen Lichtkontrollfolie umfasst eine transparentes Harz vom Standpunkt der Transparenz, der Formbarkeit, der Schlagbeständigkeit und dgl. aus betrachtet. Das transparente Harz umfasst ein thermoplastisches Harz, wie z.B. ein Cellulose-Derivat, ein Olefinharz, ein Halogen enthaltendes Harz, ein Harz der Vinylalkohol-Reihe, ein Harz der Vinylester-Reihe, ein (Meth)Acrylharz, ein Styrolharz, ein Harz der Polyester-Reihe, ein Harz der Polyamid-Reihe, ein Harz der Polycarbonat-Reihe, ein Harz der Polyether-Reihe, ein Harz der Polysulfon-Reihe und ein thermoplastisches Elastomer. Das transparente Harz ist häufig ein thermoplastisches Harz, das transparente Harz kann aber auch ein wärmehärtbares Harz sein (z.B. ein Epoxyharz, ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Diallylphthalatharz, ein Siliconharz).
Das Cellulose-Derivat umfasst einen Celluloseester (z.B. Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat und Cellulosephthalat), eine Cellulosecarbamat-Verbindung und eine Celluloseether-Verbindung (z.B. eine Alkylcellulose, eine Benzylcellulose, eine Hydroxyalkylcellulose, eine Carboxymethylcellulose und eine Cyanoethylcellulose). Das bevorzugte Cellulose-Derivat umfasst einen Celluloseester (insbesondere z.B. Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Cellulosebutyrat, Celluloseacetatpropionat und Celluloseacetatebutyrat).
Als Olefinharz können beispielsweise genannt werden ein Homo- oder Copolymer eines C₂_₆-Olefins [z.B. ein Harz der Ethylen-Reihe wie ein Ethylen-Propylen-Copolymer; ein Harz der Polypropylen-Reihe, wie ein Polypropylen, ein Propylen-Ethylen-Copolymer und ein Propylen-Buten-Copolymer; ein Poly(methylpenten-1)], ein Copolymer eines C₂_₆-Olefins und eines copolymerisierbaren Monomers [z.B. ein Ethylen-(Meth)Acrylsäure-Copolymer, ein Ethylen-(Meth)Acrylat-Copolymer] und andere. Das bevorzugte Olefinharz umfasst ein Harz der Polypropylen-Reihe, das Propylen in einem Mengenanteil von nicht weniger als 90 Mol-% enthält, z.B. Polypropylen und ein Propylen-Ethylen-Copolymer, ein Poly(methylpenten-1) und andere, und es kann ein kristallines Olefinharz sein.
Das Halogen enthaltende Harz umfasst ein Harz der Vinylhalogid-Reihe (z.B. ein Homo- oder Copolymer von Vinylchlorid und eines Fluor enthaltenden Monomers, wie z.B. Polyvinylchlorid; und ein Copolymer von Vinylchlorid oder einem Fluor enthaltenden Monomer und einem copolymerisierbaren Monomer, wie z.B. ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, ein Vinylchlorid-(Meth)Acrylat-Copolymer und ein Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer), ein Harz der halogenierten Vinyliden-Reihe (z.B. ein Copolymer der Polyvinylidenchlorid-Reihe, ein Polyvinylidenfluorid, ein Copolymer eines Vinylchlorids oder eines Fluor enthaltenden Vinyliden-Monomers und eines oder mehrerer anderer Monomeren) und andere.
Das Derivat eines Harzes der Vinylalkohol-Reihe umfasst einen Polyvinylalkohol, ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder andere. Das Harz der Vinylester-Reihe umfasst ein Homo- oder Copolymer eines Monomers der Vinylester-Reihe (z.B. ein Polyvinylacetat), ein Copolymer eines Monomers der Vinylester-Reihe und eines copolymerisierbaren Monomers (z.B. ein Vinylacetat-Ethylen-Copolymer, ein Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer, ein Vinylacetat(Meth)Acrylat-Copolymer).
Das (Meth)Acrylharz umfasst beispielsweise ein Poly(meth)acrylat, z.B. ein Poly(methyl(meth)acrylat), ein Methylmethacrylat-(Meth)Acrylsäure-Copolymer, ein Methylmethacrylat-(Meth)Acrylat-(Meth)Acrylsäure-Copolymer, ein Methylmethacrylat-(Meth)Acrylat-Copolymer und ein (Meth)Acrylat-Styrol-Copolymer (z.B. ein MS-Harz). Das bevorzugte (Meth)Acrylharz umfasst ein Poly(C_1–6-alkyl(meth)acrylat), ein Methylmethacrylat-Acrylat-Copolymer.
Als Styrolharz können beispielsweise genannt werden ein Homopolymer oder ein Copolymer eines Styrol-Monomers (z.B. ein Polystyrol, ein Styrol-α-methylstyrol-Copolymer), ein Copolymer eines Styrol-Monomers und eines copolymerisierbaren Monomers [z.B. ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer (AS-Harz), ein Styrol-(Meth)Acrylat-Copolymer (z.B. ein Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer) oder ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer].
Das Harz der Polyester-Reihe umfasst einen aromatischen Polyester, der erhältlich ist aus einer aromatischen Dicarbonsäure (wie z.B. Terephthalsäure) und einem Alkylenglycol (ein Homopolyester, z.B. ein Polyalkylenterephthalat, wie ein Polyethylenterephthalat, ein Polypropylenterephthalat und ein Polybutylenterephthalat, und ein Polyalkylennaphthalat, wie ein Polyethylennaphthalat und ein Polybutylennaphthalat; und ein Copolyester, der eine Alkylenarylat-Einheit als eine Hauptkomponente (z.B. nicht weniger als 50 Mol-%, vorzugsweise 75 bis 100 Mol-% und besonders bevorzugt 80 bis 100 Mol-%) enthält, ein aliphatischer Polyester, der erhältlich ist durch Verwendung einer aliphatischen Dicarbonsäure wie Adipinsäure, ein Harz der Polyarylat-Reihe und ein flüssigkristalliner Polyester. Das Harz der Polyester-Reihe kann ein kristallines Harz der Polyester-Reihe, z.B. ein aromatisches Harz der Polyester-Reihe (z.B. ein Polyalkylenarylat-Homopolyester, wie z.B. ein Polyalkylenterephthalat und ein Polyalkylennaphthalat, ein Copolyester, der nicht weniger als 80 Mol-% Alkylenarylat-Einheiten enthält, ein flüssigkristalliner aromatischer Polyester) sein. Außerdem kann das Harz der Polyester-Reihe sein ein nicht-kristallines Harz der Polyester-Reihe, z.B. ein Copolyester, in dem mindestens ein Vertreter, ausgewählt aus einem (Poly)Oxyalkylenglycol (z.B. Diethylenglycol oder Triethylenglycol), Cyclohexandimethanol, Phthalsäure, Isophthalsäure und einer aliphatischen Dicarbonsäure (z.B. Adipinsäure) als Teil (z.B. 10 bis 80 Mol-%, vorzugsweise 20 bis 80 Mol-% und besonders bevorzugt 30 bis 75 Mol-%) einer Diol-Komponente (C_2–4-Alkylenglycol) und/oder einer aromatischen Dicarbonsäure-Komponente (Terephthalsäure, Naphthalindicarbonsäure) in dem Polyalkylenarylat verwendet wird.
Das Harz der Polyamid-Reihe umfasst ein aliphatisches Polyamid, wie z.B. ein Nylon 46, ein Nylon 6, ein Nylon 66, ein Nylon 610, ein Nylon 612, ein Nylon 11 und ein Nylon 12, ein aromatisches Polyamid, wie z.B. Xylylendiaminadipat (MXD-6) und andere. Das Harz der Polyamid-Reihe ist nicht auf ein Homopolyamid beschränkt, sondern kann auch ein Copolyamid sein.
Das Harz der Polycarbonat-Reihe umfasst ein aromatisches Polycarbonat auf Basis eines Bisphenols (wie z.B. Bisphenol A), ein aliphatisches Polycarbonat, wie z.B. ein Diethylenglycolbisallylcarbonat und andere.
Als Harz der Polyether-Reihe können beispielhaft genannt werden ein Polyoxyalkylenglycol, ein Polyoxymethylen (ein Homo- oder Copolymer eines Polyacetals), ein Polyetheretherketon. Das Harz der Polysulfon-Reihe umfasst ein Polysulfon, ein Polyethersulfon und andere.
Das thermoplastische Elastomere umfasst ein Elastomer der Polyester-Reihe, ein Polyolefin-Elastomer, ein Elastomer der Polyamid-Reihe, ein Styrol-Elastomer und andere.
Als Harz, das die kontinuierliche Phase darstellt, können üblicherweise verwendet werden ein hochtransparentes und hochwärmebeständiges Harz. Die bevorzugte Komponente, welche die kontinuierliche Phase darstellt, umfasst ein Cellulose-Derivat (insbesondere einen Celluloseester), ein Olefinharz (z.B. ein Harz der Polypropylen-Reihe), ein (Meth)Acrylharz, ein Styrolharz, ein Harz der Polyester-Reihe, ein Harz der Polyamid-Reihe, ein Harz der Polycarbonat-Reihe und andere. Darüber hinaus kann das Harz, das die kontinuierliche Phase bildet, kristallin oder nicht-kristallin sein.
Das Harz, das die kontinuierliche Phase darstellt, kann ein Harz mit einem Schmelzpunkt oder mit einer Glasübergangstemperatur von etwa 130 bis 280 °C, vorzugsweise von etwa 140 bis 270 °C und besonders bevorzugt von etwa 150 bis 260 °C, sein.
Plättchenförmiges Teilchen
Das Teilchen der Lichtkontrollfolie hat eine plättchenartige Form. Der Ausdruck "plättchenartige Form" steht für eine Form, die zwei ebene, zueinander parallele Oberflächen in einer vertikalen Ebene und eine Länge in der Kriechrichtung aufweist, die länger ist als diejenige in der vertikalen (oder Dicken-)Richtung. Das Teilchen hat daher eine unbestimmte Form, von der ebenen Richtung (oder Oberflächenrichtung) aus betrachtet, und das Teilchen hat eine trapezförmige oder nadelförmige Form von der seitlichen Richtung aus betrachtet.
Das plättchenförmige Teilchen umfasst mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus einem transparenten plättchenförmigen Teilchen und einem reflektierenden plättchenförmigen Teilchen.
Transparentes plättchenförmiges Teilchen
Das transparente plättchenförmige Teilchen umfasst beispielsweise eine nichtkristalline (oder amorphe) anorganische Substanz, wie z.B. ein Glas; einen plättchenförmigen anorganischen Kristall wie z.B. ein Aluminiumoxid, ein Aluminiumhydroxid, einen Glimmer (einen Glimmer, wie z.B. einen weißen Glimmer, einen bronzefarbenen Glimmer (oder Phlogopit) oder einen synthetischen Glimmer), einen Talk, einen Montmorillonit und einen Ton (z.B. Kaolinton, Pyrophyllitton); ein Polymer, das Teilchen aus einem Harz, wie z.B. einem vernetzten Acrylharz umfasst, ein vernetztes Polystyrolharz und ein vernetztes Harz der Polysulfon-Reihe oder andere. Diese plättchenförmigen Teilchen können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Das bevorzugt plättchenförmige Teilchen umfasst einen Glimmer, einen Talk, einen Montmorrilonit oder andere. Das plättchenförmige Teilchen ist vorzugsweise ein feines Teilchen mit einer hohe Transparenz. Das Teilchen kann aber auch ein gefärbtes plättchenförmiges Teilchen, z.B. einen Graphit (einen natürlichen oder synthetischen Graphit) enthalten, sofern die Lichtstreuungs-Eigenschaft nicht beeinträchtigt ist. Das bevorzugte plättchenförmige Teilchen umfasst beispielsweise einen Glimmer, einen Talk, einen Montmorillonit oder andere.
Die Form des plättchenförmigen Teilchens unterliegt keiner speziellen Beschränkung und es kann vorliegen in Form eines amorphen Plättchens, eines multiangulären (z.B. dreieckigen, quadratischen (oder rechteckigen) oder hexagonalen) Plättchens, eines elliptische Plättchens, eines kreisförmigen Plättchens oder eines anderen Plättchens. Das plättchenförmige Teilchen liegt häufig in Form eines elliptischen Plättchens, insbesondere eines kreisförmigen Plättchens, vor.
In den transparenten plättchenförmigen Teilchen beträgt der mittlere Durchmesser des Teilchens in der Oberflächenrichtung (oder in der Plättchenoberflächenrichtung) etwa 5 bis 200 μm, vorzugsweise etwa 7 bis 200 μm und besonders bevorzugt etwa 10 bis 150 μm (insbesondere etwa 20 bis 100 μm). Wenn der mittlere Durchmesser zu gering ist, wird eine Streuung auch in dem Bereiches eines Einfallswinkels erzeugt, in dem das auftreffende Licht ohne Streuung transmittiert werden sollte, sodass eine Selektivität für den Auftreffwinkel nicht erzielt wird. Wenn der mittlere Durchmesser zu groß ist, ist das äußere Aussehen beeinträchtigt.
Das Aspektverhältnis des transparenten plättchenförmigen Teilchens (d.h. der mittlere Durchmesser in der Oberflächenrichtung in dem plättchenförmigen Teilchen im Verhältnis zu der mittleren Dicke des Teilchens) beträgt etwa 5 bis 1000, vorzugsweise etwa 10 bis 500 (z.B. etwa 20 bis 500) und besonders bevorzugt etwa 30 bis 100 (insbesondere etwa 40 bis 100). Wenn das Aspektverhältnis des Teilchens zu klein ist oder das Teilchen in einer nahezu kugelförmigen Form, beispielsweise als elliptisches Teilchen, vorliegt, ist die Ausrichtung vermindert oder die Lichtkontrollfunktion (z.B. die Einfallswinkel-selektive Streuungsfunktion oder die asymmetrische Streuungsfunktion) ist beeinträchtigt.
Für den Fall, das das plättchenförmige Teilchen aus einem transparenten plättchenförmigen Teilchen besteht, beträgt die Differenz in Bezug auf den Brechungsindex zwischen dem transparenten plättchenförmigen Teilchen und dem transparenten Harz nicht weniger als 0,001 (z.B. etwa 0,01 bis 0,2), vorzugsweise etwa 0,01 bis 0,15 und besonders bevorzugt etwa 0,05 bis 0,15.
Reflektierendes plättchenförmiges Teilchen
Das reflektierende plättchenförmige Teilchen kann ein Teilchen sein, das ein Lichtreflexionsvermögen im plättchenförmigen Teilchen selbst aufweisen kann (z.B. ein Aluminium, das einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden ist), oder es kann ein Teilchen sein, dem ein Lichtreflexionsvermögen für das plättchenförmige Teilchen verliehen worden ist. Das reflektierende plättchenförmige Teilchen umfasst in der Regel ein plättchenartiges Teilchen, wie es beispielhaft in dem Abschnitt über das transparente plättchenförmige Teilchen angegeben ist, und eine Komponente zum Beschichten des plättchenförmigen Teilchens und um ihm ein Lichtreflexionsvermögen zu verleihen (insbesondere mindestens einen Vertreter aus der Gruppe Metall und Metalloxid).
Als Metall und Metalloxid können beispielsweise verschiedene Komponenten genannt werden, die einen metallischen Glanz aufweisen, beispielsweise ein Metall wie Titan, Zirkonium und Aluminium, und ein Metalloxid wie Titanoxid, Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid.
Bei Beschichtungsmenge des Metalls oder Metalloxids kann beispielsweise etwa 0,1 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 1 bis 50 Gew.-Teile (z.B. etwa 5 bis 50 Gew.-Teile) und besonders bevorzugt etwa 5 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des plättchenförmigen Teilchens, betragen.
In dem reflektierenden plättchenförmigen Teilchen beträgt der mittlere Durchmesser des Teilchens in der Oberflächenrichtung beispielsweise etwa 5 bis 1000 μm (z.B. etwa 5 bis 500 μm), vorzugsweise etwa 10 bis 500 μm (z.B. etwa 10 bis 300 μm) und besonders bevorzugt etwa 20 bis 300 μm (z.B. etwa 20 bis 200 μm). Wenn der mittlere Durchmesser zu gering ist, wird nicht nur eine Reflexion, sondern auch eine Streuung erzielt, was zur Folge hat, dass die Ausrichtung des austretenden (oder emittierten) Lichtes vermindert wird und keine hohe Anzeigequalität erzielt wird. Wenn der mittlere Durchmesser zu groß ist, ist das äußere Aussehen beeinträchtigt.
Das Aspektverhältnis des reflektierenden plättchenförmigen Teilchens (d.h. das Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser in der Oberflächenrichtung des plättchenförmigen Teilchens und der mittleren Dicke des Teilchens) beträgt etwa 5 bis 10 000, vorzugsweise etwa 10 bis 5000 und besonders bevorzugt etwa 10 bis 3000. Wenn das Aspektverhältnis des Teilchens zu klein ist oder seine Form nahezu kugelförmig, beispielsweise elliptisch, ist, nimmt die Orientierung (Ausrichtung) ab oder es kann keine hohe Anzeigequalität erzielt werden. Wenn das Aspektverhältnis zu groß ist, ist das äußere Aussehen beeinträchtigt.
Der Mengenanteil des plättchenförmigen Teilchens kann in der Regel aus einem solchen Bereich ausgewählt werden, dass eine gute Lichtkontrolle erzielbar ist. Beispielsweise beträgt der Mengenanteil des plättchenförmigen Teilchens etwa 0,1 bis 100 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 0,2 bis 50 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes.
Erfindungsgemäß können das transparente plättchenförmige Teilchen und das reflektierende plättchenförmige Teilchen in Kombination verwendet werden und in der Regel wird eines dieser Teilchen verwendet. Im Falle der Verwendung des transparenten plättchenförmigen Teilchens kann die Selektivität für das einfallende Licht verbessert sein. So kann beispielsweise ein unter einem spezifischen Winkelbereich einfallendes Licht selektiv gestreut werden und man erhält ein einheitliches weißes Streulicht, das frei von einer Interferenzfarbe ist, oder das Streulicht kann in einer spezifischen Richtung orientiert sein, selbst wenn die Einfallsrichtung sich ändert. Im Falle der Verwendung eines reflektierenden plättchenförmigen Teilchens ist eine solche Folie beispielsweise geeignet für eine Gegenlicht-Einheit im einseitigen Lichtquellenlampen-Modus, die eine Röhren-Lichtquelle umfasst, da die Winkelabhängigkeit der Helligkeit auch dann verbessert werden kann, wenn eine Lichtquelle ungleichmäßig angeordnet ist gegenüber einer Anzeigeoberfläche oder einer Lichtquellenleiterplatte.
Der Mengenanteil des transparenten plättchenförmigen Teilchens kann ausgewählt werden in Abhängigkeit von den gewünschten Lichtstreuungseigenschaften und er beträgt beispielsweise etwa 1 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 1 bis 30 Gew.-Teile und besonders bevorzugt etwa 1 bis 20 Gew.-Teile (z.B. etwa 1 bis 10 Gew.-Teile), bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes.
Der Mengenanteil des reflektierenden plättchenförmigen Teilchens kann ausgewählt werden in Abhängigkeit von den gewünschten Lichtkontroll-Eigenschaften und er beträgt beispielsweise etwa 0,1 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 0,1 bis 30 Gew.-Teile (z.B. etwa 0,1 bis 20 Gew.-Teile) und besonders bevorzugt etwa 0,2 bis 10 Gew.-Teile (beispielsweise etwa 0,2 bis 5 Gew.-Teile), bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes.
Zusätzliche Komponente
Erforderlichenfalls kann die oben genannte Harzkomponente modifiziert werden (z.B. mit einem Kautschuk modifiziert werden) oder sie kann plastifiziert werden (beispielsweise plastifiziert werden durch Zugabe eines Weichmachers für ein Harz der plastifizierten Vinylchlorid-Reihe oder sie kann plastifiziert werden durch Polymerisation mit einer weichen Komponente) oder dem transparenten Harz können verschiedene Komponenten zugesetzt werden. Eine solche Modifizierung oder Plastifizierung ist insbesondere wirksam für den Fall, dass ein transparentes plättchenförmiges Teilchen als plättchenförmiges Teilchen verwendet wird. So kann beispielsweise ein Weichmacher zugegeben werden, um die Formbarkeit, die mechanische Festigkeit oder andere Eigenschaften zu verbessern. Als Weichmacher zur Verbesserung der Formbarkeit oder Flexibilität eines Celluloseesters können beispielsweise genannt werden ein Weichmacher der Phthalatester-Reihe [z.B. ein Di-C_1–12-alkylphthalat wie DEP (Diethylphthalat), DBP (Dibutylphthalat), DOP (Dioctylphthalat) und Di-2-ethylhexylphthalat], ein aliphatischer Polycarboxylatester [z.B. ein C_2–12-Alkyl-C_6–2-alkancarboxylat wie Diethyladipat, Dibutyladipat und Dioctylsebacat], ein Weichmacher der Phosphateester-Reihe [z.B. TPP (Triphenylphosphat), Tributylphosphat], ein Carboxylatester eines Polyhydroxyalkohols [z.B. ein Acetateester eines Polyhydroxyalkohols wie Ethylenglycoldiacetat, Diethylenglycol diacetat, Propylenglycoldiacetat und Triacetin] und andere. Diese Weichmacher können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Die Menge, in der der Weichmacher zugegeben wird, bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes, kann beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 1 bis 100 Gew.-Teilen, vorzugsweise von etwa 5 bis 75 Gew.-Teilen, ausgewählt werden, je nach Art des transparenten Harzes.
Um gleichzeitig die Kontroll- oder Lichtstreuungseigenschaften zu verbessern, kann die erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie ein nicht-plättchenförmiges Teilchen (z.B. ein kugelförmiges, elliptisches oder amorphes Teilchen) zusätzlich zu dem transparenten plättchenförmigen Teilchen enthalten. Ein solches nicht-plättchenförmiges Teilchen umfasst ein anorganisches Teilchen (z.B. aus Calciumcarbonat, Titanoxid), ein organisches Teilchen (z.B. aus einem vernetzten Methylmethacrylat-Polymer, einem vernetzten Polystyrol) oder andere. Der Gehalt an dem nicht-plättchenförmigen Teilchen ist in der Regel geringer als derjenige des plättchenförmigen Teilchens und kann beispielsweise etwa 0,1 bis 10 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes, betragen. Darüber hinaus kann die Lichtkontrollfolie einen Stabilisator (einen UV-Absorber (oder ein ultraviolette Strahlung absorbierendes Agens), ein Antioxidationsmittel, einen Wärmestabilisator), ein Antistatikmittel, ein flammwidrig machendes Mittel, ein Färbemittel, ein Dispergiermittel (oder Dispergens) oder andere enthalten.
Struktur der Folie
Die 1 zeigt in Form einer schematischen Darstellung den Querschnittsaufbau einer erfindungsgemäßen Lichtkontrollfolie. Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Lichtkontrollfolie 1 ein transparentes Harz 2 und ein plättchenförmiges Teilchen 3, das in dem transparenten Harz dispergiert ist. Das plättchenförmige Teilchen ist in der Folie (oder in der transparenten Harzmatrix) gleichförmig ausgerichtet. Dann verläuft die Richtung der Plättchenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens 3 senkrecht oder unter einem gegebenen Winkel θ schräg zu der Ebene der Folie 1. Der Winkel θ zwischen der Plättchenoberfläche des Teilchens 3 und der Ebene der Folie 1 (oder der Winkel zwischen der Senkrechten zu der Plättchenoberfläche und der Senkrechten zu der Folienoberfläche (oder Folienebene)) kann beispielsweise innerhalb eines Bereiches von etwa 45 bis 90 ° (vorzugsweise von etwa 60 bis 90 ° und besonders bevorzugt von etwa 70 bis 90 °) ausgewählt werden, je nach der Lichtstreuungsfunktion.
Eine solche Lichtkontrollfolie weist verschiedene ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf ein einfallendes Licht auf.
So weist beispielsweise eine Lichtkontrollfolie, in der ein transparentes plättchenförmiges Teilchen verwendet wird, eine Einfallswinkel-selektive Streuungsfunktion auf, wobei ein unter einem spezifischen Winkelbereich einfallendes Licht selektiv gestreut wird, oder sie weist eine Funktion auf, bei der ein Streuungslicht in eine spezifische Richtung ausgerichtet (orientiert) werden kann, selbst wenn die Einfallsrichtung variiert (oder eine asymmetrische Streuungsfunktion). In dieser Lichtkontrollfolie kann der Winkel Θ etwa 70 bis 90 ° (z.B. etwa 75 bis 90 °) und insbesondere etwa 80 bis 90 ° (z.B. etwa 85 bis 90 °) oder etwa 70 bis 89 ° (z.B. etwa 75 bis 89 °) oder etwa 45 bis 75 ° (z.B. etwa etwa 45 bis 70 °) betragen.
Als ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Funktion der Lichtkontrollfolie und dem Winkel θ wird für den Fall, dass eine spezifische Lichtstreuungsfunktion für ein Licht wirksam ausgeübt wird, das auf die Vorderseitenrichtung auffällt (in einer Richtung senkrecht zur Folienoberfläche), wird der Winkel θ in der Regel aus einem Bereiche von etwa 70 bis 90 ° (vorzugsweise von etwa 75 bis 90 °) ausgewählt. Für den Fall, dass nur das in einem Winkelbereich um die vordere Oberfläche einer Folie herum (beispielsweise in einem Bereich von ± 30 °, bezogen auf die Richtung der Vorderseite) einfallende Licht selektiv gestreut wird (frontale Einfalls-selektive Streuung) oder für den Fall, dass ein Licht mit einer ausrichtenden Orientierung auf eine Frontseitenrichtung gestreut wird, indem man eine Funktion verleiht (asymmetrische Streuungsfunktion), bei der ein Streuungslicht in eine spezifische Richtung ausgerichtet oder fokussiert wird, selbst wenn sich die Einfallsrichtung ändert, beträgt der Winkel θ beispielsweise etwa 80 bis 90 ° (vorzugsweise 85 bis 90 °). Darüber hinaus wird ein Licht, das in der Frontrichtung einfällt, zu einer spezifischen Richtung verschoben (beispielsweise verschoben innerhalb eines Winkelbereiches von 5 bis 30 °, insbesondere von 10 bis 30 °) unter Streuung des Lichtes (Achsenverschiebungs-Streuung), wobei der Winkel θ beispielsweise etwa 70 bis 89 ° (vorzugsweise etwa 75 bis 89 °) beträgt.
Ferner trägt für den Fall der selektiven Streuung für ein unter einem spezifischen Winkel schräg einfallendes Licht [z.B. ein Licht, das unter einem Winkel von 10 bis 80 ° (insbesondere von 20 bis 80 °) in Bezug auf eine Frontrichtung einfällt] (selektive Streuung eines schräg einfallenden Lichtes) der Winkel θ beispielsweise etwa 45 bis 75 ° (vorzugsweise etwa 45 bis 70 °).
Die Lichtkontrollfolie, die ein reflektierendes plättchenförmiges Teilchen enthält, hat die Funktion, einen Teil des einfallenden Lichtes zu reflektieren (oder seinen Winkel zu ändern) zu einer Gegenrichtung zu der Einfallsrichtung. Deshalb wird die Lichtkontrollfolie an einer Gegenlicht-Einheit befestigt, um die asymmetrischen Eigenschaften der Winkelabhängigkeit der Helligkeit eines von der Lichtwellenleiterplatte emittierten Lichtes zu vermindern, und sie hat die Funktion, die Anzeigequalität zu verbessern.
Die Form der Anordnung des plättchenförmigen Teilchens in der Lichtkontrollfolie ist nicht auf eine bestimmte Anordnung beschränkt. So kann beispielsweise in dem plättchenförmigen Teilchen die Position des Schwerkraftzentrums in der transparenten Harzfolie beliebig angeordnet sein oder es kann regelmäßig oder unregelmäßig dispergiert sein.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Lichtkontrollfolie kann beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 10 bis 3000 μm, vorzugsweise von 30 bis 2000 μm, ausgewählt werden.
Die Dicke der Lichtkontrollfolie, die ein transparentes plättchenförmiges Teilchen enthält, beträgt beispielsweise etwa 50 bis 2000 μm, vorzugsweise etwa 80 bis 1000 μm und besonders bevorzugt etwa 100 bis 800 μm, um eine hohe Selektivität für den Einfallswinkel zu erzielen.
Die Dicke der Lichtkontrollfolie, die ein reflektierendes plättchenförmiges Teilchen enthält, beträgt beispielsweise etwa 50 bis 1000 μm, vorzugsweise etwa 50 bis 800 μm und besonders bevorzugt etwa 70 bis 500 μm (z.B. etwa 70 bis 300 μm), um eine hohe Lichtkontroll-Charakteristik zu erzielen.
Verfahren zur Herstellung einer Lichtkontrollfolie
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lichtkontrollfolie unterliegt keiner speziellen Beschränkung und kann verschiedene Verfahren umfassen. Die erfindungsgemäße Folie hat jedoch im Unterschied zu konventionellen Lichtkontrollfolien einen signifikanten Vorteil, der darin besteht, dass sie ohne Anwendung von Holographie-Methoden herstellbar ist. Als eine Ausführungsform eines solchen Herstellungsverfahrens kann beispielsweise genannt werden ein Verfahren, das umfasst das Aufeinanderlaminieren einer Vielzahl von transparenten Harzfolien (Primärfolien), bei denen die Plattenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens entlang der Folienoberfläche orientiert und angeordnet ist, das Verschweißen dieser Folien miteinander und das Zuschneiden des resultierenden Materials, sodass man eine festgelegte Dicke in der Querrichtung zu der Laminierrichtung erhält. Die laminierte Oberfläche (oder laminierte Ebene) der Mehrschichtenmasse in der Vielzahl der Primärfolien kann senkrecht zu der Schnittebene sein oder sie kann schräg zu der Schnittebene sein.
Die 2 zeigt in Form einer schematischen Darstellung das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren. Bei dieser Ausführungsform wird eine Vielzahl von Primärfolien 11, die ein transparentes Harz und ein plättchenförmiges Teilchen umfassen, so aufeinanderlaminiert (oder aufeinandergeschichtet), dass die Laminatoberfläche nahezu vertikal zur horizontalen Ebene ausgerichtet ist, zur Herstellung einer Mehrschichtenmasse 12, und die Mehrschichtenmasse 12 wird erhitzt und verschweißt, wobei im Wesentlichen die Ausrichtung des plättchenförmigen Teilchens beibehalten wird zur Bildung eines zusammengeschweißten Mehrfachschichten-Blocks 13. Der Mehrfachschichten-Block wird in einer Richtung senkrecht zu der Laminatoberfläche des verschweißten Mehrfachschichten-Blockes in einer vorgegebenen Dicke zerschnitten zur Herstellung einer Lichtkontrollfolie 14.
Nach einem solchen Verfahren kann eine Lichtkontrollfolie 14, bei der die Plattenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens in einem Winkel von nahezu 90 ° zu der Folienoberfläche ausgerichtet ist, erhalten werden.
Die 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Mehrschichtenmasse zur Erläuterung eines anderen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens. Bei dieser Ausführungsform wird in einer Mehrschichtenmasse 22 eine Vielzahl von Primärfolien aufeinanderlaminiert (oder aufeinandergeschichtet) unter Einhaltung einer Neigung (Schräge) unter einem Winkel θa. Das heißt, in einer Mehrschichtenmasse, die mit einer Vielzahl von Primärfolien hergestellt ist, ist die seitliche Oberfläche um einen Winkel θa geneigt (schräg) und es wird ein verschweißter Mehrschichten-Block hergestellt durch Erhitzen der Mehrschichtenmasse unter Aufrechterhaltung des Neigungswinkels in den beiden Seiten der Mehrschichtenmasse und des Orientierungszustandes des plättchenförmigen Teilchens.
Auf diese Weise kann im Falle der Herstellung eines verschweißten Mehrschichtenblockes unter Schrägstellung der Seitenoberfläche der blockartigen Mehrschichtenmasse gegenüber der Folienoberfläche durch Zerschneiden des verschweißten Mehrschichtenblockes in Richtung der oberen oder unteren Fläche leicht eine Lichtkontrollfolie hergestellt werden. Darüber hinaus kann auf der Basis des Neigungswinkels in der Seitenfläche des verschweißten Mehrschichtenblockes der Ausrichtungswinkel des plättchenförmigen Teilchens auf die Folienoberfläche leicht kontrolliert (eingestellt) werden.
Bei dem Folienherstellungsverfahren, beispielsweise durch Extrusionsformen, können die Primärfolien kontinuierlich oder intermittierend aufeinanderfolgend aufeinanderlaminiert werden durch Umfalten, Extrusionslaminieren oder auf andere Weise. Bei einem solchen Verfahren kann ein entlang der Laminierung verschweißter Mehrschichtenblock erhalten werden.
Es ist ausreichend, wenn die Schnittrichtung eine Richtung ist, die quer zu der Lamieroberfläche der Primärfolie verläuft. Wenn die Richtung der Lamieroberfläche (die Ebene der primären Folie), die Laminierrichtung, die Richtung der Dicke senkrecht oder quer zur Laminierrichtung als die X-Achsen-Richtung, die Y-Achsen-Richtung bzw. die Z-Achsen-Richtung angesehen werden, wird der verschweißte Mehrschichten-Block in der Regel entlang einer Ebene in Scheiben zerschnitten, die in vielen Fällen in einem Winkelbereich von etwa 15 ° (vorzugsweise von etwa 10 °) mit einem zentralen Fokus in der X-Y-Ebene liegt (insbesondere im Wesentlichen die X-Y-Ebene ist).
Die Primärfolie kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden, wobei man das plättchenförmige Teilchen durch Einwirkenlassen einer Scherkraft auf die Folienoberflächenrichtung ausrichtet, während die Folie gebildet wird. Beispielsweise kann eine Primärfolie hergestellt werden durch Schmelzverkneten eines transparenten Harzes mit plättchenförmigen Teilchen und durch Extrusionsformen des verkneteten Produkts zu einer Folie. Darüber hinaus kann eine Primärfolie auch hergestellt werden durch Verkneten eines transparenten Harzes mit plättchenförmigen Teilchen und Pressen des geschmolzenen Produkts mit oder ohne Erhitzen. Außerdem kann eine Primärfolie auch nach anderen Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Anwendung eines Ka landrierverarbeitungsverfahrens, eines Spritzgießverfahrens und eines Gießverfahrens, das umfasst das Formen durch Strömungsgießen eines ein Lösungsmittel enthaltenden Breis. Bei einem Folienherstellungsverfahren ist das plättchenförmige Teilchen so ausgerichtet, dass seine Ebene entlang der Folienoberfläche verläuft, durch Anwendung von Scherkräften, die das Spritzgießen, Extrudieren oder Pressen begleiten.
Die erfindungsgemäße Folie weist eine Vielzahl von ausgezeichneten Eigenschaften oder Charakteristiken gegenüber einem einfallenden Licht auf und ist für verschiedene optische Anwendungen verfügbar, wie z.B. eine ebene Lichtquellen-Vorrichtung oder eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Insbesondere hat die Folie, in der ein transparentes plättchenförmiges Teilchen verwendet wird, die Funktion, ein einfallendes Licht in einem spezifischen Winkelbereich selektiv zu streuen (eine Einfallswinkel-selektive Streuungsfunktion), oder eine asymmetrische Streuungsfunktion, bei der ein Streulicht auf eine spezifische Richtung auch in den Fällen ausgerichtet wird, bei denen die Einfallsrichtung variiert. Eine solche Folie ist verwendbar, um dem durch die Folie transmittierten Licht eine Lichtstreuungsfunktion zu verleihen. Deshalb ist eine solche Lichtkontrollfolie für verschiedene Anwendungszwecke einsetzbar, bei denen Lichtstreuungsfunktionen erforderlich sind, wie z.B. als Licht streuende Folie, die vor einer Flüssigkristallebene (Anzeige-Oberfläche) angeordnet ist oder zwischen einer Flüssigkristallebene und einer Lichtquelle angeordnet ist, in einer Anzeigevorrichtung, wie z.B. einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder -einrichtung (einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder -einrichtung vom Reflexionsmodus oder Transmissionsmodus).
Darüber hinaus reflektiert eine Folie, in der ein reflektierendes plättchenförmiges Teilchen verwendet wird, einen Teil des einfallendes Lichtes in eine entgegengesetzte Richtung, bezogen auf die Einfallsrichtung, unter Änderung des Winkels zur Verbesserung der Asymmetrie in der Winkelabhängigkeit der Helligkeit in der emittierenden Oberfläche der Lichtwellenleiterplatte oder der Dis play-Oberfläche, selbst wenn eine Lichtquelle (insbesondere eine Röhren-Lichtquelle) lokal angeordnet ist gegenüber einer Lichtwellenleiterplatte oder einer Display-Oberfläche, und es kann die Front-Luminanz verbessert werden. Deshalb kann in einer Gegenlicht-Einheit zum Symmetrischmachen der Winkelabhängigkeit der Helligkeit oder in einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung (in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Transmissionsmodus) eine solche Lichtkontrollfolie als Lichtfunktionsfolie verwendet werden, die zwischen einer emittierenden Oberfläche einer Lichtwellenleiterplatte und einer Anzeige-Einheit (beispielsweise einer Flüssigkristall-Anzeige-Einheit oder einer Flüssigkristall-Ebene) angeordnet ist.
Gegenlicht-Einheit
Die erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie (insbesondere eine Folie, in der ein reflektierendes plättchenförmiges Teilchen verwendet wird) ist verwendbar für eine Folie zum Beleuchten eines Gegenstandes durch ein Licht aus einer Lichtquelle (insbesondere einer röhrenförmigen Lichtquelle oder einer punktförmigen Lichtquelle), insbesondere für eine Folie, die in Kombination mit einer Gegenlicht-Einheit verwendet wird, in der eine Lichtquelle lokal (nicht zentral) gegenüber einer Anzeige-Oberfläche oder einer Lichtwellenleiterplatte angeordnet ist. In der Gegenlicht-Einheit unterliegt der Aufbau der Gegenlicht-Einheit keiner speziellen Beschränkung, sofern die Gegenlicht-Einheit ein Gegenlicht aufweist, bei dem eine Lichtquellenlampe lokal angeordnet ist gegenüber einer Seite einer Anzeige-Oberfläche oder einer Lichtwellenleiterplatte. Zu Beispielen für eine röhrenförmige Lichtquelle gehören eine kalte Kathodenröhre und zu Beispielen für eine punktförmige Lichtquelle gehören eine LED (eine Licht emittierende Diode).
4 zeigt in schematischer Form eine Schnittansicht einer Gegenlicht-Einheit. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Gegenlicht-Einheit eine Lichtwellenleiterplatte 31 mit einem keilförmigen Querschnitt, die eine Einfallsoberfläche 31a an einer Seite und eine emittierende Oberfläche 31b an der Frontseite auf weist, eine röhrenförmige Lichtquelle (z.B. eine kalte Kathodenröhre) 32, die seitlich (auf der Seite der Einfalls-Oberfläche) von der Lichtwellenleiterplatte angeordnet ist, und eine Prismenfolie 33, die auf der Seite der emittierenden Oberfläche 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 angeordnet ist und eine Prismensequenz mit einem dreieckförmigen Querschnitt aufweist. An der Seite der röhrenförmigen Lichtquelle 32 ist ein Reflexionsrahmen 34a angeordnet, der die röhrenförmige Lichtquelle umgibt, und an der rückwärtigen Oberfläche der Lichtwellenleiterplatte 31 ist eine reflektierende Platte 34b angeordnet.
Bei einer solchen Gegenlicht-Einheit kann ein Licht aus der röhrenförmigen Lichtquelle 32 auf die Seitenfläche 31a der Lichtwellenleiterplatte 31 auftreffen, es kann aus der Austrittsoberfläche (Frontseite) 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 austreten und eine Anzeige-Einheit in Form eines Gegenstandes (z.B. eine, nicht dargestellte, Flüssigkristall-Anzeige-Einheit) von der Rückseite derselben her beleuchten, wobei die Anzeige-Einheit in der Frontseite der emittierenden Oberfläche 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 angeordnet ist. Da jedoch die röhrenförmige Lichtquelle 32 in einer Seitenfläche der Lichtwellenleiterplatte 31 angeordnet ist, ist die symmetrische Winkelabhängigkeit der Helligkeit gegenüber der Frontrichtung der emittierenden Oberfläche 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 und derjenigen der Anzeigeoberfläche der Anzeige-Einheit beeinträchtigt (verschlechtert).
Deshalb ist bei der in 4 dargestellten Ausführungsform die Lichtkontrollfolie 35 auf die emittierende Oberfläche 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 auflaminiert mit einer transparenten Klebstoffschicht 36 dazwischen. Bei dieser Ausführungsform ist das reflektierende plättchenförmige Teilchen in der Lichtkontrollfolie 35, in dem die Richtung der Plattenoberfläche nahezu senkrecht zu der Folienoberfläche ausgerichtet oder dieser zugewandt oder die Plattenoberfläche des reflektierenden plättchenförmigen Teilchens ist orientiert in einer schrägen Richtung, bezogen auf die Richtung der Seite der emittierenden Oberfläche 31b der Anzeige-Einheit unter Vergrößerung des Abstandes von der röhrenförmigen Lichtquelle 32 (in der 4 nach oben rechts geneigt), (d.h., die Seite des Teilchens gegenüber der emittierenden Oberfläche 31b anstelle der Seite des Teilchens gegenüber der Anzeige-Einheit ist schräg (geneigt) gegenüber der röhrenförmigen Lichtquelle 32). In einer solchen Gegenlicht-Einheit kann die Winkel-Abhängigkeit der Helligkeit symmetrisch gemacht werden in Bezug auf die Frontrichtung der emittierenden Oberfläche 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 und gegenüber der Anzeigeoberfläche der Anzeige-Einheit, da ein Teil des aus der Austrittsoberfläche 31b der Lichtwellenleiterplatte 31 austretenden Lichtes durch das reflektierende plättchenförmige Teilchen reflektiert werden kann, und außerdem kann die Abnahme der Luminanz bei einem spezifischen Winkel verhindert werden und dadurch kann die Anzeige-Einrichtung gleichförmig beleuchtet werden. Deshalb ist die Charakteristik der Frontbeleuchtung in der Anzeige-Einheit verbessert und die Anzeige-Qualität ist ebenfalls verbessert.
Die Gegenlicht-Einheit wird insbesondere in vorteilhafter Weise in Kombination mit einer Flüssigkristall-Anzeige-Einheit als Anzeige-Einheit verwendet. Deshalb betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, welche die Flüssigkristall-Anzeige-Einheit und die Gegenlicht-Einheit umfasst.
In der Gegenlicht-Einheit ist eine Prismenfolie bzw. -platte nicht unbedingt erforderlich. Im Falle der Verwendung einer Prismenfolie kann eine einzige oder eine Vielzahl von Prismenfolien verwendet werden. Eine Vielzahl von Prismenfolien kann so angeordnet sein, dass die Prismen-Sequenzen einander überkreuzen. Außerdem kann die Prismenfolie so angeordnet sein, dass die Prismen-Sequenzen ausgerichtet sind auf die Seite der Anzeige-Einheit und/oder auf die Seite der Lichtwellenleiterplatte. Erforderlichenfalls kann ferner eine Licht streuende Platte oder eine Licht streuende Folie in einem Lichtweg zwischen der Lichtwellenleiterplatte und der Anzeige-Einheit angeordnet sein.
Die Lichtkontrollfolie kann an einer geeigneten Stelle in der Gegenlicht-Einheit befestigt sein und die Befestigungsstelle unterliegt keiner spezifischen Be schränkung. Beispielsweise kann in der oben genannten Ausführungsform die Lichtkontrollfolie vor der Prismenfolie angeordnet oder befestigt sein oder sie kann zwischen der Prismenfolie und der Lichtwellenleiterplatte festgehalten werden oder es kann eine Licht streuende Platte auflaminiert sein. Um die Verluste als Folge einer Reflexion zu verringern, kann die Lichtkontrollfolie mittels eines transparenten Klebstoffes mit einem anderen Element fest verbunden sein.
Industrielle Anwendbarkeit
Da das transparente plättchenförmige Teilchen erfindungsgemäß in einer spezifischen Struktur dispergiert ist, kann ein innerhalb eines spezifischen Winkelbereiches einfallendes Licht selektiv gestreut werden und als gleichförmiges weißes Streulicht vorliegen, das frei von einer Interferenzfarbe ist. Darüber hinaus kann der Winkel des einfallenden Lichtes in Bezug auf die Selektivität verbessert werden und dem Streulicht kann eine Richtung verliehen werden.
Da das reflektierende plättchenförmige Teilchen in der kontinuierlichen Phase des transparenten Harzes ausgerichtet (orientiert) und dispergiert ist, kann ferner die Winkelabhängigkeit der Helligkeit auch dann verbessert werden, wenn die Lichtquelle lokal gegenüber der Anzeigeoberfläche oder der Lichtwellenleiterplatte angeordnet ist. Selbst in einer Gegenlicht-Einheit, die eine Lichtquelle (eine röhrenförmige oder punktförmige Lichtquelle) an einer Seite umfasst, kann insbesondere die Asymmetrie der Winkelabhängigkeit der Helligkeit eines von der Lichtwellenleiterplatte emittierten Lichtes verringert werden und die Frontluminanz der Anzeigeoberfläche kann verbessert werden. Daher ist eine solche erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie verwendbar für ein Komponentenelement einer Gegenleicht-Einheit zur Verbesserung der Frontluminanz-Charakteristik einer Anzeigeoberfläche einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Die vorliegende Erfindung gewährleistet ferner eine bequeme und billige Herstellung einer Lichtkontrollfolie ohne Anwendung der Holographie-Technik.
Beispiele
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne jedoch den Schutzbereich der Erfindung einzuschränken.
Beispiel 1
Herstellung einer Primärfolie
100 Gew.-Teile Celluloseacetat-Flocken (hergestellt von der Firma Daicel Chemical Industries, Ltd., Acetylierungsgrad 53 %) wurden mit 50 Gew.-Teilen Diethylphthalat und 1 Gew.-Teil eines Stabilisators gemischt unter Bildung der Ausgangsflocken für eine transparente Harzfolie, wobei der Stabilisator eine Mischung war, die "PHOSPHITE PEP36" (hergestellt von der Firma Asahi Denka Co., Ltd.), ein epoxidiertes Sojabohnenöl "DAIMAC S-300K" (hergestellt von der Firma Daicel Chemical Industries, Ltd.) und ein Antioxidationsmittel "ANTI-OX L" (hergestellt von der Firma NOF Corporation) in einem Gewichtsmengen-Verhältnis von 4 : 4 : 2 enthielt. Zu diesen Ausgangsflocken wurden 3 Gew.-Teile feine transparente Glimmerteilchen ("PDM10B", hergestellt von der Firma Topy Industries, Ltd., mittlerer Durchmesser in der Oberflächenrichtung: 12 μm, Dicke: 0,2 μm) zugegeben und die Mischung wurde auf 235 °C erhitzt, verknetet und in kaltem Wasser erstarren gelassen und dann zu Pellets zerschnitten. Die Pellets wurden 2 h bei 90 °C getrocknet, dann auf 180 °C erhitzt, verknetet und zu einer Folie mit einer Breite von 10 cm und einer Dicke von 0,5 mm extrudiert unter Bildung einer Primärfolie. Beim Betrachten einer Querschnitts-Fotografie dieser Primärfolie zeigte sich, dass die plättchenförmigen Teilchen entlang der Folienoberfläche ausgerichtet dispergiert waren. In einem Koordinatensystem wird nachstehend die Extrusionsrichtung der Primärfolie als X-Achsen-Richtung angesehen.
Herstellung eines Blockes und Zerschneiden des Blockes
Diese Primärfolie wurde auf eine Länge von 30 cm entlang der X-Achsen-Richtung zu Streifen zerschnitten und wie in der 2 dargestellt wurden 400 Stücke der streifenförmigen Primärfolien 11 in vertikaler Richtung aufeinanderlaminiert (übereinandergeschichtet). Die Mehrschichtenmasse 12 wurde unter Zusammenpressen beider Seiten auf 180 °C erhitzt, um die Primärfolien der Mehrschichtenmasse miteinander zu verschweißen, und auf diese Weise wurde ein verschweißter Mehrschichten-Block (Block) 13 erhalten. Als Koordinatensystem werden die Laminierrichtung dieses Blockes 13 und die Richtung der Höhe desselben als Y-Achsen-Richtung bzw. als Z-Achsen-Richtung angesehen. Die Größe des so erhaltenen Blockes betrug 30 cm in Richtung der X-Achse, 20 cm in Richtung der Y-Achse und 10 cm in Richtung der Z-Achse. Dieser Block 13 wurde zu Folien mit einer Dicke von 0,7 mm entlang der Richtung der X-Achse (X-Y-Ebene) so zugeschnitten, dass die Z-Achsen-Richtung als Dickenrichtung definiert wurde, wobei eine Lichtkontrollfolie 14 mit einer Länge von 30 cm und einer Breite von 20 cm erhalten wurde. Die 2 zeigt in Form eines schematischen Diagramms das Verfahren zur Herstellung der Primärfolie und des Blockes und die Lichtkontrollfolie sowie das Koordinatensystem.
Die 5 zeigt eine Querschnittsansicht (Mikrofotografie) entlang der Y-Z-Ebene der so erhaltenen Lichtkontrollfolie 14. In der Folie waren die feinen Glimmerteilchen einheitlich ausgerichtet, sodass die Plattenoberfläche auf die Y-Achsen-Richtung ausgerichtet war und der Winkel zwischen der Plattenoberfläche der feinen Glimmerteilchen und der Folienoberfläche betrug im Wesentlichen 90 °.
Wie in der 6 dargestellt, wurde diese Lichtkontrollfolie 14 an einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung ("Goniophotometer", hergestellt von der Firma Murakami Color Research Laboratory) so befestigt, dass die X-Achse zur Rotationsachse wurde, und auf die Frontfläche fiel das Licht aus einer weißen Lichtquelle 21 geradlinig auf. Der Winkel des Lichtempfangselements 22 wurde um die X-Achse als Rotationsachse variiert, um die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Streuungswinkel zu bestimmen.
Anschließend wurde, wobei die X-Achse als eine Achse angesehen wurde, die Einfallsrichtung des aus der Lichtquelle einfallenden Lichtes im Uhrzeigersinne um 10 ° gedreht gegenüber der Frontoberfläche und auf die gleiche Weise wie oben wurde die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Winkel bei einem Einfallswinkel von 10 ° gemessen. Auf die gleiche Weise wurde der Einfallswinkel des aus der Lichtquelle einfallenden Lichtes um 20 ° oder 30 ° gegenüber der Frontfläche gedreht, wobei die X-Achse als Achse verwendet wurde, und es wurde die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Winkel bei einem Einfallswinkel von 20 ° oder 30 ° auf die gleiche Weise gemessen.
Die Messergebnisse sind in der 7 dargestellt. In der 7 steht der Streuungswinkel von 0 ° für die senkrechte Richtung (die Normale), bezogen auf die Folienoberfläche. Wie aus der 7 hervorgeht, wird das Streulicht stets ausgerichtet auf eine Richtung, bei der es sich um den Streuungswinkel von 0 ° handelt, durch asymmetrische Streuung, selbst wenn der Einfallswinkel variiert. Das heißt, es wird festgestellt, dass die Folie eine Lichtkonzentration (oder Fokussierung) bewirkt.
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 hergestellte Primärfolie wurde über eine Länge von 30 cm entlang der X-Achsen-Richtung zerschnitten zur Herstellung von streifenförmigen Primärfolien. Wie in der 3 dargestellt, wurden 400 Stücke der streifenförmigen Primärfolien so aufeinanderlaminiert (oder übereinandergeschichtet), dass die Oberseite der Primärfolien in seitlicher Richtung unter einem Winkel θa von 10 ° gegenüber der Senkrechten geneigt war. Die Mehrschichtenmasse wurde unter Zusammenpressen von ihren beiden Seiten her auf 180 °C erhitzt, um die Primärfolien der Mehrschichtenmasse miteinander zu verschweißen, und es wurde ein Block, dessen beide Seiten unter einem Winkel von 10 ° ge neigt waren, hergestellt. Dieser Block wurde in einer Dicke von 0,6 mm entlang der Richtung der X-Achse (X-Y-Ebene) in Scheiben zerschnitten, sodass die Z-Achsen-Richtung als Dickenrichtung definiert wurde, wobei eine Lichtkontrollfolie erhalten wurde.
Die 8 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Y-Z-Ebene dieser Lichtkontrollfolie (Mikrofotografie). Wie aus der 8 ersichtlich, waren die feinen Glimmer-Teilchen in der Folie gleichförmig so ausgerichtet, dass der Winkel der Plattenoberfläche gegenüber der Folienoberfläche 80 ° betrug.
Beispiel 3
Eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,8 mm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 erhalten, jedoch mit der Ausnahme, dass der Neigungswinkel θa der Blockseitenfläche auf 15 ° eingestellt wurde. Die Betrachtung des Schnitts entlang der Y-Z-Ebene in dieser Lichtkontrollfolie zeigte, dass die feinen Glimmer-Teilchen in der Folie gleichförmig so ausgerichtet waren, dass der Winkel zwischen der Normalen (Senkrechten) der Plattenoberfläche und der Normalen (Senkrechten) der Folienoberfläche 75 ° betrug.
Beispiel 4
Eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,6 mm wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass der Neigungswinkel θa der Blockseitenfläche auf 20 ° eingestellt wurde. Die Betrachtung des Schnittes entlang der Y-Z-Ebene in dieser Lichtkontrollfolie zeigte, dass die feinen Glimmer-Teilchen in der Folie gleichförmig so ausgerichtet waren, dass der Winkel zwischen der Normalen (Senkrechten) der Plattenoberfläche und der Normalen (Senkrechten) der Folienoberfläche 70 ° betrug.
Bei jeder der in den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Lichtkontrollfolien wurde die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Streuungswinkel für das aus einer Lichtquelle auf die Frontseite auftreffende Licht gemessen unter Verwendung einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung, wie sie in 6 dargestellt ist. Die Ergebnisse sind in der 9 dargestellt. In den Lichtkontrollfolien der Beispiele 3 und 4 wurde auch eine asymmetrische Streuungsfunktion in der Einfallsfront festgestellt durch die schräge Ausrichtung der plättchenförmigen Teilchen und es wurde festgestellt, dass beide Folien eine Lichtkonzentrationswirkung (oder Fokussierung) aufwiesen.
Die in Beispiel 4 erhaltene Lichtkontrollfolie wurde an einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung, wie sie in 6 dargestellt ist, so befestigt, dass die X-Achse zur Rotationsachse wurde, und die X-Achse als eine Achse bezeichnet wurde, um die das aus der Lichtquelle einfallende Licht auf der Frontfläche um –30 °, –10 °, 10 ° oder 30 ° gedreht wurde und es wurde die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Streuungswinkel bei jedem Einfallswinkel gemessen. Die Ergebnisse sind in der 10 dargestellt.
Wie aus der 10 ersichtlich, trat bei einem Einfallswinkel von nicht mehr als 0 ° keine Streuung auf oder die Streuung war sehr schwach. Andererseits wurde das Einfallslicht unter einem Einfallswinkel von nicht weniger als 0 ° stark gestreut und es war eine selektrive Streuung bei dem Einfallswinkel festzustellen.
Beispiel 5
Es wurden 3 Gew.-Teile feine transparente Glimmer-Teilchen ("PDM10B", hergestellt von der Firma Topy Industries, Ltd., mittlerer Durchmesser in der Oberflächenrichtung: 12 μm, Dicke: 0,2 μm) mit 17 Gew.-Teilen n-Butyladipat, 17 Gew.-Teilen Diethylphthalat und 1 Gew.-Teil eines Stabilisators [einer Mischung, enthaltend "AO60" (hergestellt von der Firma Asahi Denka Co., Ltd.) und "Celloxide 2021" (hergestellt von der Firma Daicel Chemical Industries, Ltd.) in einem Gewichtsmengenverhältnis von 6 : 4] imprägniert und das resultierende Material wurde mit 66 Gew.-Teilen eines Celluloseacetatpropionats ("482-20", hergestellt von der Firma Eastman Chemical Company) gemischt, auf 160 °C erhitzt und miteinander verknetet. Das verknete Produkt wurde in kaltem Wasser erstarren gelassen, um es zu Pellets zu zerschneiden. Die Pellets wurden 2 h lang bei 60 °C getrocknet, dann auf 160 °C erhitzt, verknetet und zu einer Folie mit einer Breite von 10 cm und einer Dicke von 0,5 mm extrudiert zur Bildung einer Primärfolie. Unter Verwendung der Primärfolie wurde eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,33 mm auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, bei der der Winkel zwischen der Plattenoberfläche der feinen Glimmer-Teilchen und der Folienoberfläche 90 ° betrug.
Beispiel 6 Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wurde eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,55 mm hergestellt, bei der der Winkel zwischen der Plattenoberfläche der Glimmer-Teilchen und der Folienoberfläche 90 ° betrug.
Die in den Beispiel 5 und 6 erhaltenen Lichtkontrollfolien wurden an einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung, wie sie in 6 gezeigt ist, befestigt, sodass die X-Achse zur einer Rotationsachse wurde, und das Lichtempfangselement 22 wurde bei 0 °C befestigt und die Intensität eines geradlinig transmittierten Lichtes ohne Streuung (geradlinige Transmissionsintensität) wurde gemessen. Außerdem wurde die Beziehung zwischen der geradlinigen Transmissionsintensität und dem Einfallswinkel in einem Bereich von –60 bis 60 ° gemessen durch Variieren der Einfallsrichtung der das Einfallslicht abgebenden Lichtquelle durch Drehen der Lichtkontrollfolie 14. Die Ergebnisse sind in der 11 dargestellt. In der 11 ist die geradlinige Transmissionsintensität als geradlinige Transmission dargestellt (ein Wert, der durch Normalisierung der geradlinigen Transmissionsintensität durch die geradlinige Transmissionsintensität einer transparenten Folie bestimmt wurde).
Wie aus der 11 ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie eine Einfallswinkel-Selektivität auf, wenn die Streulichtintensität (geradlinige Transmission) in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel variierte. Außerdem tritt in jeder Lichtkontrollfolie um einen Einfallswinkel von 0 ° herum eine starke Streuung auf und die geradlinige Transmission wird niedriger. Das heißt, es ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Lichtkontrollfolie ein Licht stark streut, wenn das Licht entlang der Plattenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens einfällt.
Beispiel 7
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wurde eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,4 mm hergestellt, bei der der Winkel zwischen der Plattenoberfläche des Glimmer-Plättchens und der Folienoberfläche 90 ° betrug.
Beispiel 8
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wurde eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,65 mm hergestellt, bei der der Winkel zwischen der Plattenoberfläche des Glimmer-Teilchens und der Folienoberfläche 90 ° betrug, jedoch mit der Ausnahme, dass als transparentes plättchenförmiges Teilchen ein feines Glimmer-Teilchen ("PDM-9WAB", hergestellt von der Firma Topy Industries, Ltd., mittlerer Durchmesser in der Oberflächenrichtung 12 μm, Dicke 0,35 μm) verwendet wurde.
Wie in 6 dargestellt, wurde jede der in den Beispielen 7 und 8 erhaltenen Lichtkontrollfolien an einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung so befestigt, dass die X-Achse zur Rotationsachse wurde und ein geradliniges weißes Licht aus der Lichtquelle 21 in die Frontoberfläche eintrat. Der Winkel des Lichtempfangselements 22 wurde um die X-Achse herum als Rotationsachse variiert, um die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Streuungswinkel zu messen. Die Ergebnisse sind in der 12 dargestellt.
Wie aus der 12 ersichtlich, hat sich gezeigt, dass je geringer die Dicke des plättchenförmigen Teilchens ist (je größer das Aspektverhältnis ist), umso wirksamer die Ausbreitung der Streulichtintensität bei einem großen Winkel (beispielsweise von nicht weniger als 30 °) im unteren Bereich verhindert wird und das Licht auf die Frontrichtung ausgerichtet wird.
Beispiel 9
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 wurde eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,6 mm hergestellt, in der der Winkel zwischen der Plattenoberfläche des Glimmer-Teilchens und der Folienoberfläche 75 ° betrug, jedoch mit der Ausnahme, dass als transparentes plättchenförmiges Teilchen ein transparentes feines Glimmer-Teilchen ("PDM-05B", hergestellt von der Firma Topy Industries, Ltd., mittlerer Durchmesser 5,5 μm, Dicke etwa 0,2 μm) verwendet wurde.
Beispiel 10
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 wurde eine Lichtkontrollfolie mit einer Dicke von 0,78 mm hergestellt, in der der Winkel zwischen der Plattenoberfläche des Glimmer-Teilchens und der Folienoberfläche 75 ° betrug, jedoch mit der Ausnahme, dass als transparentes plättchenförmiges Teilchen ein transparentes feines Glimmer-Teilchen ("PDM-20B", hergestellt von der Firma Topy Industries, Ltd., mittlerer Durchmesser in der Oberflächenrichtung 20 μm, Dicke etwa 0,3 μm) verwendet wurde.
Jede der in den Beispielen 9 und 10 erhaltenen Lichtkontrollfolien wurde an einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung, wie sie in 6 dargestellt ist, so befestigt, dass die X-Achse zur Rotationsachse wurde, und es wurde die X-Achse als eine Achse definiert, um die das Einfallslicht aus der Lichtquelle um –30 °, 0 ° oder 30 ° an der Frontoberfläche gedreht wurde, und bei jedem Einfallswinkel wurde die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Winkel gemessen. Die Ergebnisse der in den Beispielen 9 und 10 erhaltenen Lichtkontrollfolien sind jeweils in den 13 und 14 dargestellt.
Wie aus den 13 und 14 ersichtlich, wurden eine selektive Streuung bei dem Einfallswinkel und eine asymmetrische Streuung ähnlich wie in 10 festgestellt.
Beispiel 11
Herstellung einer Primärfolie
Zu 100 Gew.-Teilen eines Celluloseacetatpropionats ("307E-09", hergestellt von der Firma Eastman Chemical Company) wurden 0,7 Gew.-Teile feine synthetische Glimmer-Teilchen, die mit Titanioxid beschichtet waren ("SB-100", hergestellt von der Firma Nihon Koken K.K., mittlerer Durchmesser in der Oberflächenrichtung 20 μm), zugegeben. Die Mischung wurde auf 200 °C erhitzt, verknetet und in kaltem Wasser erstarren gelassen, um sie zu Pellets zu zerschneiden. Die Pellets wurden 2 h lang bei 90 °C getrocknet, dann auf 180 °C erhitzt, verknetet und zu einer Folie mit einer Breite von 10 cm und einer Dicke von 0,2 mm extrudiert zur Bildung einer Primärfolie. Die Betrachtung einer Fotografie eines Querschnitts dieser Primärfolie zeigte, dass das plättchenförmige Teilchen mit einer Ausrichtung entlang der Folienoberfläche dispergiert waren. Nachstehend wird als Koordinatensystem die Extrusionsrichtung der Primärfolie als X-Achsen-Richtung definiert.
Blockherstellung und Zerschneiden
Diese Primärfolie wurde in einer Länge von 30 cm entlang der X-Achsen-Richtung zerschnitten zur Herstellung von Streifen und, wie in 2 dargestellt, wurden 400 Stücke der streifenförmigen Primärfolien in nahezu vertikaler Richtung aufeinanderlaminiert (übereinandergeschichtet). Die erhaltene Mehrschichtenmasse 12 wurde unter Pressen der beiden Seiten und der Oberseite derselben auf 160 °C erhitzt, um die Primärfolien der Mehrschichtenmasse miteinander zu verschweißen, und es wurde ein verschweißter Mehrschichten-Block (Block) 13 erhalten. Als Koordinatensystem wurden die Laminierungsrichtung dieses Blockes 13 und die Richtung seiner Höhe als Y-Achsen-Richtung bzw. als Z-Achsen-Richtung verwendet. Die Größe des so erhaltenen Blocks betrug 30 cm in der X-Achsen-Richtung, 20 cm in der Y-Achsen-Richtung und 10 cm in der Z-Achsen-Richtung. Dieser Block 13 wurde zu Folien mit einer Dicke von 0,1 mm entlang der X-Achsen-Richtung (X-Y-Ebene) zerschnitten, wobei die Z-Achsen-Richtung als Dickenrichtung verwendet wurde, zur Herstellung einer Lichtkontrollfolie 14, die eine Länge von 30 cm und eine Breite von 20 cm hatte. Die 2 zeigt in Form einer schematischen Darstellung das Verfahren zur Herstellung der Primärfolie und des Blockes sowie die Lichtkontrollfolie und das Koordinatenssystem.
Die 15 zeigt eine Querschnittsansicht (eine Mikrofotografie) entlang der Y-Z-Ebene der so erhaltenen Lichtkontrollfolie 14. In der Folie war das plättchenförmige Teilchen gleichmäßig ausgerichtet, sodass die Plattenoberfläche in der Y-Achsen-Richtung ausgerichtet war, und der Winkel zwischen der Plattenoberfläche des feinen Glimmer-Teilchens und der Folienoberfläche betrug im Wesentlichen 85 °.
Wie in der 16 dargestellt, wurde diese Lichtkontrollfolie 14 an einer Lichtstreuungs-Messvorrichtung ("Goniophotometer", hergestellt von der Firma Murakami Color Research Laboratory) befestigt, sodass die X-Achse zu einer Rotationsachse wurde. Unter Verwendung einer Lichtquelle 21 mit parallelem weißem Licht ließ man geradliniges weißes Licht unter einem Einfallswinkel von –60 ° zwischen der Senkrechten und der Folienoberfläche auftreffen und der Winkel des Lichtempfangselements 22 wurde um einen Winkel θs um die X-Achse als Rotationsachse variiert, um die Streulichtintensität in Abhängigkeit von dem Winkel zu messen.
Die Messergebnisse sind in 17 dargestellt. In der 17 ist angegeben, dass der Streuungswinkel von 0 ° derjenige zwischen einer Normalen (senk rechten Richtung) und der Folienoberfläche ist. Wie aus der 17 hervorgeht, wird durch die Lichtkontrollfolie ein Teil des einfallenden Lichtes in eine entgegengesetzte Richtung, bezogen auf die Einfallsrichtung, gelenkt.
Beispiel 12
Die Lichtkontrollfolie nach Beispiel 11 wurde an einer keilförmigen Lichtwellenleiterplatte, wie sie in 4 dargestellt ist, unter Verwendung einer transparenten Klebstoffschicht befestigt zur Herstellung einer Gegenlicht-Einheit A (eines Gegenlichts vom einseitigen Lichtquellenlampen-Modus). Außerdem wurde eine Prismenfolie ("63 ° Grade", hergestellt von der Firma Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) auf der Lichtkontrollfolie so installiert, dass eine Gegenlicht-Einheit B (ein Gegenlicht vom einseitigen Lichtquellenlampen-Modus) erhalten wurde.
In der Gegenlicht-Einheit A wurde bezüglich des austretenden Lichtes, das von der Lichtkontrollfolie durch die keilförmige Lichtwellenleiterplatte transmittiert wurde, die Winkelabhängigkeit der relativen Luminanz (oder relativen Helligkeit) in der Ebene senkrecht zur Achse der röhrenförmigen Lichtquellenlampe gemessen unter Verwendung eines Luminanzmeters ("CS-1000", hergestellt von der Firma Minolta Co., Ltd.). Darüber hinaus wurde außerdem bezüglich des aus der Prismenfolie der Gegenlicht-Einheit B austretenden Lichtes die Winkelabhängigkeit der relativen Luminanz (oder relativen Helligkeit) gemessen auf die gleiche Weise wie vorstehend angegeben. Die Ergebnisse sind in der 18 dargestellt, wobei in der 18 die maximale Luminanz auf 100 festgesetzt ist.
Vergleichsbeispiel 1
In der Gegenlicht-Einheit, wie sie in 4 dargestellt ist, wurde eine Gegenlicht-Einheit C hergestellt, ohne dass die Lichtkontrollfolie an der stufenförmigen Lichtwellenleiterplatte befestigt wurde. Darüber hinaus wurde in der Gegenlicht-Einheit gemäß 4 eine Prismenfolie ("63 ° Grade", hergestellt von der Firma Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) direkt auf der Lichtwellenleiterplatte installiert zur Bildung einer Gegenlicht-Einheit D. In jeder dieser Gegenlicht-Einheiten wurde bezüglich des austretenden Lichtes, das durch die Lichtwellenleiterplatte transmittiert wurde, und des austretenden Lichtes aus der Prismenfolie die Winkelabhängigkeit der relativen Luminanz (oder der relativen Helligkeit) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 12 gemessen. Die Ergebnisse sind in der 19 dargestellt.
Wie aus der 19 hervorgeht, wurde für den Fall, dass keine Lichtkontrollfolie installiert wurde, eine Abnahme der Luminanz bei einem Winkel von –20 bis –30 ° festgestellt. Da die Abnahme der Luminanz als dunkle Linie auf der Display-Fläche erkennbar ist, ist die Anzeige-Qualität beeinträchtigt. Dagegen wurde, wie aus der 18 ersichtlich, durch die Befestigung der Lichtkontrollfolie der asymmetrische Charakter des austretenden Lichtes, das aus der Lichtkontrollfolie durch die keilförmige Lichtwellenleiterplatte transmittiert wurde, verringert. Auch wenn bei dem austretenden Licht, das von der Prismenfolie transmittiert wurde, wie aus der 18 ersichtlich, eine Abnahme der Luminanz um einen Winkel von –30 ° auftrat, kann dennoch die symmetrische Charakteristik der Winkelabhängigkeit der Helligkeit (oder Luminanz) verbessert werden und deshalb kann die Anzeige-Qualität drastisch verbessert werden.
Zusammenfassung
Beschrieben werden eine Lichtkontrollfolie und ein Verfahren zur Herstellung der Folie, wobei die Lichtkontrollfolie plättchenförmige Teilchen umfasst, die in einem transparenten Harz in ausgerichteter Form dispergiert sind, wobei die plättchenförmigen Teilchen außerdem umfassen transparente plättchenförmige Teilchen und reflektierende plättchenförmige Teilchen, deren Plättchenoberflächen gegenüber einer Folienoberfläche schräg (geneigt) angeordnet sind, wobei der Winkel der Plattenoberflächen der plättchenförmigen Teilchen gegenüber der Oberfläche der Folie etwa 45 bis 90 ° beträgt; sowie ein Verfahren zur Herstellung der Folie, das die Stufen umfasst: Aufeinanderstapeln einer Vielzahl von transparenten Harzfolien, die plättchenförmige Teilchen umfassen, deren Plattenoberflächen (beispielsweise aus Glimmer) entlang der Folienoberflächen angeordnet sind, Verschweißen der Folien miteinander und Zerschneiden der verschweißten Folien in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung, wodurch die so erhaltene Lichtkontrollfolie die Funktion haben kann, ein auftreffendes Licht innerhalb eines spezifischen Winkelbereiches selektiv zu streuen und die Winkel-Helligkeits-Charakteristik selbst dann zu verbessern, wenn die Lichtquellen ungleichmäßig in Bezug auf eine Anzeigeoberfläche oder eine Lichtwellenleiterplatte angeordnet sind.

Claims

Lichtkontroll- bzw. Lichtsteuerungsfolie, die umfasst ein transparentes Harz und ein plättchenförmiges Teilchen, das in dem Harz in ausgerichteter Form dispergiert ist, wobei die Ausrichtung der Plättchenoberfläche des Teilchens senkrecht oder schräg zu der Folienoberfläche ist, und das plättchenförmige Teilchen mindestens einen Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem transparenten Teilchen und einem reflektierenden Teilchen, umfasst.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der der Winkel zwischen der Plättchenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens und der Folienoberfläche 45 bis 90 ° beträgt.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst, wobei der mittlere Durchmesser des transparenten Teilchens in der Oberflächenrichtung 5 bis 200 μm beträgt und das Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser des Teilchens und der mittleren Dicke desselben 5 bis 1000 beträgt.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst, wobei der mittlere Durchmesser des transparenten Teilchens in der Oberflächenrichtung 5 bis 200 μm beträgt und das Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser des Teilchens und der mittleren Dicke desselben 40 bis 100 beträgt.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst, wobei die Differenz in Bezug auf den Brechungsindex zwischen dem transparenten Harz und dem transparenten Teilchen 0,01 bis 0,2 beträgt und die Dicke der Folie 50 bis 2000 μm beträgt.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, die umfasst eine kontinuierliche Phase, die umfasst ein transparentes Harz, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem Celluloseester, einem Olefinharz, einem (Meth)Acrylharz, einem Styrolharz, einem Harz der Polyester-Reihe, einem Harz der Polyamid-Reihe und einem Harz der Polycarbonat-Reihe, und eine dispergierte Phase, die mindestens ein transparentes plättchenförmiges Teilchen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem Glimmer, einem Talk und einem Montmorillonit, umfasst, wobei die Plättchenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens unter einem Winkel von 45 bis 90 ° auf die Folienoberfläche ausgerichtet ist.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst und der Winkel zwischen der Plättchenoberfläche des Teilchens und der Folienoberfläche 70 bis 90 ° oder 45 bis 75 ° beträgt.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst, wobei der Winkel zwischen der Plättchenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens und der Folienoberfläche 70 bis 90 ° beträgt und die Folie in der Lage ist, ein Licht, das von der Frontseite her auf die Folienoberfläche auftrifft, selektiv zu streuen oder abzulenken.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst, wobei der Winkel zwischen der Plättchenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens und der Folienoberfläche 45 bis 75 ° beträgt und die Folie in der Lage ist, ein Licht, das aus einer schrägen Richtung auf die Folienoberfläche auftrifft, selektiv zu streuen.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein transparentes Teilchen umfasst und die Folie außerdem 1 bis 100 Gew.-Teile eines Weichmachers, bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes, umfasst.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein reflektierendes Teilchen umfasst, das ein Teilchen und einen Metall- oder Metalloxid-Überzug auf dem Teilchen umfasst.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein reflektierendes Teilchen umfasst und die Oberfläche des reflektierenden Teilchens mit Titanoxid beschichtet ist.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, in der das plättchenförmige Teilchen ein reflektierendes Teilchen umfasst und der mittlere Durchmesser des Teilchens in der Oberflächenrichtung 5 bis 1000 μm beträgt und die Dicke der Folie 50 bis 1000 μm beträgt.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1 die umfasst: eine kontinuierliche Phase, die umfasst ein transparentes Harz, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem Celluloseester, einem Olefinharz, einem (Meth)Acrylharz, einem Styrolharz, einem Harz der Polyester-Reihe, einem Harz der Polyamid-Reihe und einem Harz der Polycarbonat-Reihe, und eine dispergierte Phase, die umfasst mindestens ein reflektierendes plättchenförmiges Teilchen, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus einem Glimmer, einem Talk und einem Montmorillonit, und ein hohes Reflexionsvermögen aufweist, wobei die Plattenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens unter einem Winkel von 45 bis 90 ° auf die Folienoberfläche ausgerichtet ist.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, die 0,1 bis 50 Gew.-Teile des plättchenförmigen Teilchens, bezogen auf 100 Gew.-Teile des transparenten Harzes, umfasst.
Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1 zum Beleuchten eines Gegenstandes mit einer Lichtquelle, die als Gegenlicht verwendet wird, wobei das Gegenlicht umfasst eine Lichtquelle und eine Lichtwellenleiterplatte, wobei in Bezug auf die Lichtwellenleiterplatte ein Licht aus der Lichtquelle auf die Seitenfläche der Lichtwellenleiterplatte auftrifft und aus der Vorderseite der Lichtwellenleiterplatte emittiert wird, um den Gegenstand von der Rückseite her zu beleuchten.
Verfahren zur Herstellung einer transparenten Harzfolie, die ein plättchenförmiges Teilchen umfasst, das, ausgerichtet in einer festgelegten Richtung, darin dispergiert ist, wobei das Verfahren umfasst das Aufeinanderlaminieren einer Vielzahl von transparenten Harzfolien, in denen die Plattenoberfläche des plättchenförmigen Teilchens entlang der Folienoberfläche ausgerichtet ist, das Verschweißen dieser Folien miteinander und das Zerschneiden des resultierenden Materials in einer Richtung senkrecht zu der Laminierrichtung zur Herstellung einer Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1.
Gegenlicht-Einheit zum Beleuchten einer Anzeige-Einheit von der Rückseite derselben her, die umfasst: eine Lichtwellenleiterplatte zum Emittieren eines Lichtes, das auf eine Seitenfläche derselben auftrifft, aus einer Frontseite derselben, eine Lichtquelle, die an der Seitenfläche der Lichtwellenleiterplatte angeordnet ist, und eine Lichtkontrollfolie nach Anspruch 1, die zwischen der emittierenden Oberfläche der Lichtwellenleiterplatte und der Anzeige-Einheit angeordnet ist.