JP2002031704A - 光反射体 - Google Patents
光反射体Info
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Abstract
構造的な特徴により輝度を安価に向上させた光反射体を
提供すること。 【解決手段】 ポリオレフィン系樹脂とフィラーを含有
する2軸延伸フィルムを有する光反射体であって、前記
フィラーが平均粒径が0.1〜8μmである無機フィラ
ー及び/または平均分散粒径が0.1〜8μmである有
機フィラーであり、前記2軸延伸フィルムの面積延伸倍
率が16〜80倍であり、かつ輝度が1200cd/m
2以上である光反射体。
Description
のである。詳しくは光源光を反射して高輝度を実現させ
る光反射体に関するものである。
液晶ディスプレイが広く普及している。バックライト型
のうちサイドライト方式の典型的な構成は、図1に示す
とおりであり、透明なアクリル板3に網点印刷2を行っ
た導光板、その片面に設置した光反射体1、拡散板4そ
して、導光板サイドに接近した冷陰極ランプ5からな
る。導光板サイドより導入された光は網点印刷部分で発
光され、光反射体1で光の反射、洩れを防ぎ、拡散板4
で均一面状な光を形成する。
て、光反射体は、内蔵式光源の光を表示のために効率的
に利用できるようにするとともに、それぞれの目的にあ
った表示を実現するために機能する。一般に、ギラギラ
とした鏡面反射は嫌われるため、散乱反射による面方向
に比較的均一な輝度を実現し、見る人に自然な感じを与
えることが必要とされる。とくに液晶ディスプレイのサ
イドライト方式に用いられる反射板は、導光板から裏抜
けする光を面方向に輝度ムラなく、均一に反射させるこ
とが要求される。
めに、酸化チタンなどの白色顔料や蛍光増白剤を光反射
体を構成するフィルムに添加することが知られている。
また、光透過防止と鏡面反射の防止を兼ねて、アルミ等
の金属板上に酸化チタン等の白色顔料を塗布することも
知られている。
知られている光反射体は、光学的特徴を有する成分を使
用することにより輝度を始めとする光学的機能の調節を
行っていた。本発明は、このような光学的特徴を有する
成分を用いることに視点を置かず、光反射体の構造に特
徴を持たせることにより、輝度の向上を安価に実現する
ことを課題とした。
イドから導入された光が屈折、反射する際、真円に近い
微細なレンズを多数敷きつめた構造を有する光反射体を
実現すれば、効率良い反射が実現し、輝度の向上が図れ
るものと考えた。そして、微細なレンズの機能を延伸に
より形成する微細な空隙に持たせれば、安価に課題を解
決することができることを見い出し、さらに輝度が12
00cd/m2以上であるものは導光板から裏抜けする
光を面方向に輝度ムラなく、均一に反射させるとの知見
を得て、本発明を完成するに至った。
フィラーを含有する2軸延伸フィルムを有する光反射体
であって、前記フィラーが平均粒径が0.1〜8μmで
ある無機フィラー及び/または平均分散粒径が0.1〜
8μmである有機フィラーであり、前記2軸延伸フィル
ムの面積延伸倍率が16〜80倍であり、かつ輝度が1
200cd/m2以上である光反射体を提供するもので
ある。
比率は3.0〜35体積%であることが好ましく、無機
フィラーを使用する場合は、比表面積が20,000c
m2/g以上であり、かつ粒径10μm以上の粒子を含
まない炭酸カルシウムを選択することが好ましい。ま
た、2軸延伸フィルムの縦方向延伸倍率LMDと横方向延
伸倍率LCDの比であるLMD/LCDは0.25〜2.7で
あることが好ましい。空孔率は15〜60%であり、J
IS P−8138の不透明度は90%以上であること
が好ましい。また、2軸延伸フィルムが多層構造を有す
ることが好ましく、2軸延伸フィルムの表裏面には保護
層が形成されていてもよい。なお、本明細書において
「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値お
よび最大値として含む範囲を示す。
ィン系樹脂とフィラーを含有する2軸延伸フィルムを有
する。その特徴は、前記フィラーが平均粒径が0.1〜
8μmである無機フィラー及び/または平均分散粒径が
0.1〜8μmである有機フィラーであること、前記2
軸延伸フィルムの面積延伸倍率が16〜80倍であるこ
と、および輝度が1200cd/m2以上であることに
ある。これらの条件を満たす光反射体を用いれば、安価
に輝度の向上を図り、明るいバックライトを実現するこ
とができる。以下において、本発明の光反射体の構成お
よび効果を詳細に説明する。
種類は特に制限されない。例えば、高密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂、あるいは
プロピレン系樹脂等が挙げられる。これらは2種以上混
合して用いることもできる。ポリオレフィン系樹脂の中
では、プロピレン系樹脂が、耐薬品性、コストの面など
から好ましい。
独重合体や、主成分であるプロピレンと、エチレン、1
−ブテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン,4−メチル−
1−ペンテン等のα−オレフィンとの共重合体が使用さ
れる。立体規則性は特に制限されず、アイソタクティッ
クないしはシンジオタクティック及び種々の程度の立体
規則性を示すものを用いることができる。また、共重合
体は2元系でも3元系でも4元系でもよく、またランダ
ム共重合体でもブロック共重合体であってもよい。
延伸フィルム中に38〜91.5重量%で使用すること
が好ましく、44〜89重量%で使用することがより好
ましく、50〜86重量%で使用することがさらに好ま
しい。
ては、各種無機フィラーまたは有機フィラーを使用する
ことができる。無機フィラーとしては、炭酸カルシウ
ム、焼成クレイ、シリカ、けいそう土、タルク、酸化チ
タン、硫酸バリウム、アルミナ等が挙げられる。有機フ
ィラーとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン−
6、ナイロン−6,6、環状オレフィン重合体、環状オ
レフィンとエチレンとの共重合体等のポリオレフィン樹
脂の融点よりは高い融点(例えば、170〜300℃)
ないしはガラス転移温度(例えば、170〜280℃)
を有するものが使用される。
ーまたは有機フィラーの中から1種を選択してこれを単
独で使用してもよいし、2種以上を選択して組み合わせ
て使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する場
合には、有機フィラーと無機フィラーを混合して使用し
てもよい。
イズの調整のため、上記無機フィラーの平均粒径、また
は有機フィラーの平均分散粒径は好ましくはそれぞれが
0.1〜8μmの範囲、より好ましくはそれぞれが0.
3〜5μmの範囲のものを使用する。平均粒径、または
平均分散粒径がこれより大きい場合、空隙が不均一とな
る傾向がある。また、平均粒径、または平均分散粒径が
これより小さい場合、所定の空隙が得られなくなる傾向
がある。本明細書でいう「無機フィラーの平均粒径」
は、測定装置((株)島津製作所製:SS−100形)
で測定した比表面積を用いて下記計算式により算出した
ものである。なお、下記計算式において真比重は空気を
含まない状態の無機フィラーの比重である。
は、断面の電子顕微鏡写真観察により求めたものであ
る。具体的には、多層樹脂延伸フィルムをエポキシ樹脂
で包埋して固化させた後、ミクロトームを用いて、例え
ばフィルムの厚さ方向に対して平行かつ面方向に垂直な
切断面を作製し、この切断面をメタライジングした後、
走査型電子顕微鏡で観察しやすい任意の倍率(例えば5
00〜2000倍)に拡大して観察して求めたものであ
る。
例えば比表面積が20,000cm 2/g以上で、かつ
粒径10μm以上(レーザー回折式粒子計測装置「マイ
クロトラック」により測定した値)の粒子を含まない無
機フィラーを使用するのが効果的である。特に、このよ
うな条件を満たす粒度分布がシャープな炭酸カルシウム
を使用するのが好ましい。
の調整のため、2軸延伸フィルム中への上記フィラーの
配合量は体積換算で好ましくは3.0〜35体積%、よ
り好ましくは4.0〜30体積%の範囲で使用できる。
フィラーの配合量がこれより少ない場合、充分な空隙数
が得られなくなる傾向がある。また、フィラーの配合量
がこれより多い場合、剛度不足による折れシワが生じや
すくなる傾向がある。本発明で用いる2軸延伸フィルム
は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。フ
ィルム成形時の配合組成などの自由度から多層構造であ
ることが好ましい。多層構造が、例えば、表面層/基材
層/裏面層の3層構造からなり、基材層を構成する主要
な樹脂がプロピレン系樹脂の場合、延伸性を改良するた
めに、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル等のプロピレ
ン系樹脂より低融点の樹脂を3〜25重量%配合するの
が好ましい。また、基材層には無機フィラーとして二酸
化チタンを0.5〜10重量%、好ましくは0.5〜
8.5重量%含有させてもよい。表裏面層には無機フィ
ラーとして二酸化チタンを1重量%未満、好ましくは
0.1〜0.9重量%含有させてもよい。二酸化チタン
の配合量の上限を超えると、光反射体の白色度に影響を
きたし輝度低下を招くと共に、液晶表示の色調及びコン
トラストが不明瞭となる傾向がある。表裏面層の肉厚は
0.1μm以上、好ましくは0.1μm以上1.5μm
未満であり、かつ光反射体の全厚の15%未満、好まし
くは1〜10%、更に好ましくは1〜5%である。
蛍光増白剤、安定剤、光安定剤、分散剤、滑剤等を配合
してもよい。安定剤としては、立体障害フェノール系や
リン系、アミン系等の安定剤を0.001〜1重量%、
光安定剤としては、立体障害アミンやベンゾトリアゾー
ル系、ベンゾフェノン系などの光安定剤を0.001〜
1重量%、無機フィラーの分散剤としては、シランカッ
プリング剤、オレイン酸やステアリン酸等の高級脂肪
酸、金属石鹸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸ない
しはそれらの塩等を0.01〜4重量%配合してもよ
い。
形方法としては、一般的な2軸延伸方法が使用できる。
具体例としてはスクリュー型押出機に接続された単層ま
たは多層のTダイやIダイを使用して溶融樹脂をシート
状に押し出した後、ロール群の周速差を利用した縦延伸
とテンターオーブンを使用した横延伸を組み合わせた2
軸延伸方法や、テンターオーブンとリニアモーターの組
み合わせによる同時2軸延伸などが挙げられる。
の融点より2〜60℃低い温度であり、樹脂がプロピレ
ン単独重合体(融点155〜167℃)のときは152
〜164℃、高密度ポリエチレン(融点121〜134
℃)のときは110〜120℃が好ましい。また、延伸
速度は20〜350m/分が好ましい。
きさを調整するために、面積延伸倍率=(縦方向延伸倍
率LMD)×(横方向延伸倍率LCD)は好ましくは16〜
80倍の範囲とし、より好ましくは25〜70倍の範囲
とする。
スペクト比を調整するために、縦方向延伸倍率LMD及び
横方向延伸倍率LCDの比LMD/LCDは好ましくは0.2
5〜2.7の範囲とし、より好ましくは0.35〜2.
3の範囲とする。面積延伸倍率そして、LMD/LCDがこ
の範囲を逸脱する場合、真円に近い微細な空隙が得られ
にくくなる傾向がある。
体積あたりの量を調整するために、空孔率は好ましくは
15〜60%、より好ましくは20〜55%の範囲とす
る。本明細書において「空孔率」とは、下記式(1)に
したがって計算される値を意味する。式(1)のρ0は
真密度を表し、ρは密度(JIS P−8118)を表
す。延伸前の材料が多量の空気を含有するものでない限
り、真密度は延伸前の密度にほぼ等しい。本発明で用い
る2軸延伸フィルムの密度は一般に0.55〜1.20
g/cm 3の範囲であり、空隙が多いほど密度は小さく
なり空孔率は大きくなる。空孔率が大きい方が表面の反
射特性も向上させることができる。
しくは50〜400μm、より好ましくは80〜300
μmである。肉厚がこれより薄いと光の裏抜けが生じる
傾向がある。また、肉厚がこれより厚いとバックライト
ユニットが厚くなり過ぎるきらいがある。本発明の不透
明度(JIS P−8138)は、好ましくは90%以
上、より好ましくは95%以上である。90%未満で
は、光の裏抜けが生じる傾向がある。
射体として用いることができるが、成形、加工使用時で
の発生が懸念されるキズや汚れ付着の防止のために、2
軸延伸フィルムの表裏面にはその光学特性を損ねない範
囲でさらに保護層を設けたうえで光反射体として用いる
こともできる。保護層は、2軸延伸フィルムの片面に形
成しても両面に形成してもよい。
フィルムの延伸成型前に多層TダイやIダイを使用して
保護層の溶融原料を共押し出しし、得られた積層体を2
軸延伸成形して設ける方法、上記2軸延伸フィルムの1
軸方向の延伸が終了したのち、保護層の溶融原料を押し
出し貼合し、この積層体を1軸延伸成形して設ける方
法、上記2軸延伸フィルムを延伸成形して得た後に保護
層の原料塗料を直接または間接的に塗布、乾燥や硬化し
て設ける方法等が挙げられる。
は1軸方向に延伸成形して設ける保護層には、光反射体
に使用されるものと同じポリオレフィン系樹脂およびフ
ィラーが使用できる。また、上記の添加剤も使用するこ
とができる。上記2軸延伸フィルムの延伸成形後に原料
塗料を塗布して設ける保護層としては、シリコン系、フ
ッ素系のものが挙げられる。本保護層は上記延伸成形さ
れて設けられる保護層を形成した後にさらに重ねて形成
してもよい。
ター、バーコーター、エアーナイフコーター、サイズプ
レスコーター、グラビアコーター、リバースコーター、
ダイコーター、リップコーター、スプレーコーター等に
より行われ、必要によりスムージングを行ったり、乾燥
工程を経て、余分な水や親水性溶剤が除去さたり、熱、
光や電子線により硬化されて保護層が形成される。
ルムの光学特性を損ねないように、厚さとしては片面あ
たり好ましくは0.2〜80μm、より好ましくは2〜
60μmの範囲で設けることが好ましい。
に光の裏抜け防止のために、アンカーコート層を介して
金属蒸着層を設けることもできる。すなわち、ポリエス
テル系またはポリウレタン系アンカーコート剤を乾燥重
量で0.03〜5g/m2の割合で塗布し、この面に金
属蒸着を行い、金属蒸着層を設けることが一般的であ
る。蒸着に用いられる金属はアルミニウムが一般的であ
り、金属蒸着層の厚さは好ましくは0.025〜0.5
μm、より好ましくは0.03〜0.1μmである。
使用態様に応じて適宜決定することができる。通常は、
板状やフィルム状にして使用するが、その他の形状で使
用した場合であっても光反射体として使用するものであ
る限り、本発明の範囲内に包含される。
でもサイドライト方式の表示装置を構成する光反射体と
して極めて有用である。本発明の光反射体を用いたサイ
ドライト方式の液晶表示装置は、導光板から裏抜けする
光を光反射体が面方向に輝度ムラなく均一に反射させる
ため、見る人に自然な感じを与えることができる。本発
明の光反射体は、このようなバックライト型液晶表示装
置のみならず、内蔵式光源を使用せずに室内光を反射さ
せることを意図した低消費電力型の表示装置にも利用す
ることが可能である。また、室内外照明用、電飾看板用
光源の背面にも幅広く利用することができる。
て、本発明をさらに具体的に説明する。以下に示す材
料、使用量、割合、操作等は、本発明の趣旨を逸脱しな
い限り適時変更することができる。従って、本発明の範
囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
ピレン単独重合体、高密度ポリエチレンおよび重質炭酸
カルシウムを表1に記載の量で混合した組成物(A)
と、プロピレン単独重合体および重質炭酸カルシウムを
表1に記載の量で混合した組成物(B)とを、それぞれ
別々の3台の押出機(組成物(B)については2台使
用)を用いて250℃で溶融混練した。その後、一台の
共押ダイに供給してダイ内で(A)の両面に(B)を積
層後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで
冷却することによって積層物を得た。
数のロール群の周速差を利用して縦方向に表1に記載の
倍率で延伸し、再び約150℃まで再加熱してテンター
で横方向に表1に記載の倍率で延伸した。その後、16
0℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳
部をスリットして表1に記載の厚みを有する三層構造の
光反射体を得た。
スのリップ開度を調整することにより、積層物を縦方向
にのみ6倍に延伸して、表1に記載の厚みを有する一軸
延伸フィルムよりなる光反射体を得た。
造した積層物を145℃に再加熱した後、多数のロール
群の周速差を利用して縦方向に5倍延伸した。プロピレ
ン単独重合体および重質炭酸カルシウムを表1に記載の
量で混合した組成物(C)を2つの押出機で溶融混練
し、得られた5倍延伸シートの両面に(C)が外側にな
るようにダイ内で共押し出しして積層した。ついでこの
積層物を160℃に加熱したのち横方向に7.5倍の延
伸を行って、表裏面に保護層を設けた光反射体を得た。
高密度ポリエチレン、重質炭酸カルシウムおよび平均粒
径0.2μmの二酸化チタンを表1に記載の量で混合し
た組成物(A)と、プロピレン単独重合体、重質炭酸カ
ルシウムおよび平均粒径0.2μmの二酸化チタンを表
1に記載の量で混合した組成物(B)とを、それぞれ別
々の3台の押出機(組成物(B)については2台使用)
を用いて250℃で溶融混練した。その後、一台の共押
ダイに供給してダイ内で(A)の両面に(B)を積層
後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷
却することによって積層物を得た。
較例1〜2の光反射体について、不透明度、空孔率およ
び輝度を測定した。不透明度は、測定装置(スガ試験機
(株)製:SM−5)を用いて、JISP−8142の
試験を行うことによって測定した。空孔率は、JIS
P−8118にしたがって密度および真密度を測定し、
上記の空孔率算出式により計算して求めた。輝度は、図
1に示すように白色網点印刷2を施したアクリル板3
(導光板)に光反射体1をセットし、片側端面より冷陰
極ランプ5(ハリソン社(製)インバーターユニット、
12V、6mA管電流下)を照射して、輝度計6(ミノ
ルタカメラ(株)製:LS110型)により測定した。
これらの各測定結果を表1にまとめて示す。
ば、光学的特徴を有する成分に頼らずに、安価に輝度の
向上を図ることができる。このため、本発明の光反射体
をバックライト装置に使用すれば、従来よりも輝度が高
く、明るいバックライトが実現できる。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 ポリオレフィン系樹脂とフィラーを含有
する2軸延伸フィルムを有する光反射体であって、前記
フィラーが平均粒径が0.1〜8μmである無機フィラ
ー及び/または平均分散粒径が0.1〜8μmである有
機フィラーであり、前記2軸延伸フィルムの面積延伸倍
率が16〜80倍であり、かつ輝度が1200cd/m
2以上である光反射体。 - 【請求項2】 前記2軸延伸フィルムにおける前記フィ
ラーの体積比率が3.0〜35体積%である請求項1に
記載の光反射体。 - 【請求項3】 前記無機フィラーが、比表面積が20,
000cm2/g以上であり、かつ粒径10μm以上の
粒子を含まない炭酸カルシウムであることを特徴とする
請求項1または2に記載の光反射体。 - 【請求項4】 前記2軸延伸フィルムの縦方向延伸倍率
LMDと横方向延伸倍率L CDの比であるLMD/LCDが0.
25〜2.7である請求項1〜3のいずれかに記載の光
反射体。 - 【請求項5】 次の式で算出された空孔率が15〜60
%である請求項1〜4のいずれかに記載の光反射体。 【数1】 (上式において、ρ0は真密度であり、ρは密度であ
る) - 【請求項6】 JIS P−8138の不透明度が90
%以上である請求項1〜5のいずれかに記載の光反射
体。 - 【請求項7】 前記2軸延伸フィルムが多層構造を有す
る請求項1〜6のいずれかに記載の光反射体。 - 【請求項8】 前記2軸延伸フィルムの表裏面に保護層
を有する請求項1〜7のいずれかに記載の光反射体。
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