JP2010102071A - 白色反射フィルム - Google Patents

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Abstract

【課題】液晶バックライトの輝度向上を図り、長時間使用しても反射率の低下が少ない白色反射フィルムおよびそれからなるバックライト用ランプリフレクター、エッジライト型方式のバックライトおよび直下型方式のバックライトを提供する。
【解決手段】白色反射フィルムは、白色フィルムの少なくとも片面に、5種の骨格構造からなる群より選ばれる少なくとも1種の骨格構造を分子内に有する化合物と無孔質球状粒子とを含有する樹脂層が少なくとも1層以上積層される。また、バックライト用ランプリフレクターおよび直下型方式のバックライトは、かかる白色反射フィルムを、その積層面を光源側に向けて設けられて構成される。また、エッジライト型方式のバックライトは、前記白色反射フィルムを、その積層面を導光板側に向けて設けられて構成される。
【選択図】図2

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトの輝度の向上を図る白色反射フィルムに関するものである。さらに詳しくは液晶ディスプレイ用のエッジライト方式バックライトのランプリフレクター、液晶ディスプレイ用のエッジライト型方式及び/又は直下型方式バックライトの反射板に用いられる白色反射フィルムに関するものである。
液晶ディスプレイでは、液晶セルを照らすバックライトが用いられている。液晶ディスプレイの種類に応じて液晶モニターではエッジライト方式のバックライト、液晶テレビでは直下型方式のバックライトが採用されている。これらのバックライトに用いられる反射フィルムとしては、気泡により形成された多孔質の白色フィルムが一般的に用いられている(特許文献1)。さらに、冷陰極管等のランプから放射される紫外線によるフィルムの黄変色を防ぐために紫外線吸収層を積層した白色フィルムも提案されている(特許文献2、3)。
成長著しい液晶テレビ用反射フィルムにおいては、低コスト化が強く求められる一方、従来以上に反射フィルムの反射特性の向上も同時に求められている。この理由は、反射フィルムの反射特性の向上によりバックライトとしての輝度が向上すれば、光源上部に使用している高価なシートを削減することができるからである。そのため、これら反射フィルムにおいて、反射の諸特性を改善するための様々な方法が開示されている。例えば、前記の白色フィルム上に積層する紫外線吸収層中に、色目調整の目的で極微量の各種蛍光増白剤を含有した白色フィルムが提案されている(特許文献3、4)。さらにそれら極微量の各種蛍光増白剤と共に表面の光沢度を調整する目的で多孔質や中空の粒子や形状が不均一な粒子を添加する方法も提案されている(特許文献5、6)。またエッジライト方式での輝度向上を図るために、光源と反対側のフィルム面に光隠蔽層を設ける方法(特許文献7)や、また、球状粒子とバインダーとの屈折率差を選択することにより、光拡散性を制御し、光拡散シートによる正面輝度の改善する方法が開示されている(特許文献8)。
特開平8−262208号公報 特開2001−166295号公報 特開2002−90515号公報 特開2006−48039号公報 特開2005−173546号公報 特開2006−343764号公報 特開2002−333510号公報 特開2001−324608号公報
しかしながら、反射フィルムの反射特性は白色フィルム内部のボイド構造に依存する部分が多いのであるが、特許文献1のようにボイド構造の工夫によって、反射特性を向上させるのには限界がある。また、特許文献2〜6のように紫外線吸収層を設けたり、その紫外線吸収層中に微量の蛍光増白剤を含有する方法では、吸収した紫外線エネルギーは熱に変換するか、反射フィルムの色目調整に寄与する少量の光量にしか変換されず、また、微量の蛍光増白剤と共に多孔質や中空の粒子や形状が不均一な粒子を含有したものは、色目調整に寄与する少量の光量でさえ、含有した粒子によって屈折や反射や散乱等によって光が減衰し結局輝度が向上しない。さらに、特許文献7、8のような方法は、冷陰極管等のランプから放射される紫外線に対しての効果は小さいため、これらの方法では実質バックライトとしての光エネルギーの利用効率は上がらず、結局、飛躍的な輝度向上するまでには至っていないのが実状である。
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、液晶バックライトの輝度の向上が図れる白色反射フィルムを提供せんとするものである。
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような構成を採用する。すなわち、本発明の白色反射フィルムは、白色フィルムの少なくとも片面に、下記骨格構造(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)からなる群より選ばれた少なくとも1種の骨格構造を分子内に有する化合物と無孔質球状粒子とを含有する樹脂層が少なくとも1層以上積層されたことを特徴とするものである。
Figure 2010102071
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本発明の白色反射フィルムの好ましい態様は、
(1) 前記化合物が、同一分子内に化1及び化2の構造を有するものであること、
(2) 前記化合物が、波長300〜450nm間に極大吸収波長を有するものであること、
(3) 前記化合物が、波長350〜600nm間に発光を有するものであること、
(4) 前記樹脂層中に、紫外線吸収剤および/または光安定化剤を含有することを特徴とするものである。
また、本発明のバックライト用ランプリフレクターおよび直下型方式のバックライトは、本発明の白色反射フィルムを、その樹脂層が積層された面を光源側に向けて設けられて構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明のエッジライト型方式のバックライトは、本発明の白色反射フィルムを、その樹脂層が積層された面を導光板側に向けて設けられて構成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の太陽電池用封止フィルムは、本発明の白色反射フィルムを太陽電池モジュールの封止用として用いたものである。
本発明によれば、白色フィルムの少なくとも片面に特定の樹脂層を設けることで、バックライトに用いた際にバックライトの輝度が向上する白色反射フィルムを提供できる。
本発明の白色反射フィルムは、白色フィルムの少なくとも片面に、ある特定の骨格構造を分子内に有する化合物と無孔質球状粒子とを含有した樹脂層が少なくとも1層以上設けられたものである。かかる樹脂層に該化合物と無孔質球状粒子を含有させると、バックライトの輝度が大幅に向上する理由は明らかではないが、以下のような理由からバックライトの正面方向の輝度が向上しているのではないかと推定している。
すなわち、例えば液晶バックライトに使用する冷陰極管は一般的に310〜315nm付近、360〜370nm付近の紫外領域及び400〜410nm付近の近紫外領域にそれぞれ発光ピークが存在し、またそれより長波長側の可視光領域にも複数の発光ピークがあることで、それぞれの光が混合することにより白色光を再現している。ここで特定の骨格構造を分子内に有する化合物を選択することで、冷陰極管から放射される光のうち、輝度にほとんど寄与しない前記紫外領域の光と従来の紫外線吸収剤では吸収し得ない前記近紫外領域の光との両方を吸収し、色目調整効果のある領域とは異なる波長、すなわち輝度に寄与する可視光領域の波長へと選択的に変換し、放出しているためではないかと推定している。また、含有する粒子を無孔質とすることよって、樹脂層を形成するバインダー樹脂が粒子内への進入するのを防ぐことができる。よって冷陰極管より放出した可視光領域の光だけでなく、前記特定の骨格構造を分子内に有する化合物が放出した可視光領域の光について、バインダー樹脂と粒子の界面で繰り返し発生する反射・拡散により正面へ伝搬しない光をより少なくすることで、光のロス分を極限まで減らすことができる。加えて、含有する無孔質粒子を球状とすることによって、冷陰極管から放出し白色フィルム面で反射して樹脂層内を透過してきた可視光領域の光や前記特定の骨格構造を分子内に有する化合物が放出した可視光領域の光が、粒子の球状部でのレンズ効果により光をロスすることなく集光され、バックライトの正面方向の輝度の向上に寄与していると推定される。さらに、この効果は冷陰極管に限らず紫外領域から可視光領域の発光を有する光源やランプであれば前記作用を発現することが出来る。
本発明の白色反射フィルムは、白色フィルムの少なくとも片面に、前述の骨格構造(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の骨格構造を分子内に有する化合物のいずれか1種類以上と無孔質球状粒子とを含有する樹脂層が少なくとも1層設けられたものである。
かかる樹脂層を設けない場合、特定の骨格構造を分子内に有する化合物を含有しない場合、無孔質球状粒子を含有しない場合は、その白色反射フィルムをバックライトに組み込んでも、輝度向上効果が得られないか輝度向上効果が少ない。
尚、本発明の白色反射フィルムにおいて定義される樹脂層とは、有機成分及び/又は無機成分を含む高分子化合物からなる層のことであり、その樹脂層の形態は白色フィルム上に薄膜や、フィルム同士の貼り合わせによる複合層などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
本発明にかかる樹脂層に含有する化合物は、その分子内に、骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有することが必要である。骨格構造(1)〜(5)のいずれの骨格構造も有さない場合は、輝度向上効果は得られない。尚、骨格構造(1)〜(5)の骨格構造はどのような結合態様で含まれていても良く、例えば各種置換基、基幹構造、また、バインダー樹脂等の樹脂層を成す成分と共有結合、イオン結合、配位結合等で含まれていれば良い。そう言った意味では、樹脂層中に含有する際に、それぞれ単体で含まれていても良いが、用途や特性に応じて選択すれば良く、特に限定されるものではない。
本発明にかかる化合物の骨格構造(1)〜(5)に示すRn(n=1〜10)は、各種置換基、もしくは、基幹構造やバインダー樹脂等の樹脂層中に含まれる分子との結合を意味する。基本的に輝度向上効果を発現するための骨格構造(1)〜(5)で示す骨格構造を有すれば良く、用途や要求する特性を阻害しない範囲で生産性が良好であったり、また、使用する溶剤や共に使用する樹脂及び添加剤との相溶性等の相性が良い置換基もしくは結合状態を任意に選択して使用したり、異なる置換基や結合状態の2種以上を混合したり、また、無置換の単体を使用してもよく、特にこれらに限定されるものではないが、かかる置換基として好ましくは、メチル基・エチル基などの直鎖アルキル基、iso−プロピル基・iso−ブチル基・sec−ブチル・tert−ブチル基などの分岐アルキル基、シクロプロピル基・シクロブチル基・シクロペンチル基・シクロヘキシル基などの環状アルキル基、ビニル基・アリル基・ヘキセニル基などのアルケニル基、フェニル基・トリル基・キシリル基・ナフチル基・ビフェニル基などのアリール基、ベンジル基・フェネチル基などのアラルキル基、メトキシ基・エトキシ基などのアルコキシ基、スルホン酸ナトリウム基などのスルホン酸基、アクリル基、メタクリル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アリルオキシカルボニル基・ベンジルオキシカルボニル基などのオキシカルボニル基、エポキシ基、イソシアネート基、アミノ基・ジメチルアミノ基・ジエチルアミノ基などの置換・無置換のアミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン基、置換・無置換のトリアジン・チオフェンラクトン・オキサゾール・イミダゾールなどの複素環を使用することができる。
本発明にかかる樹脂層に含有する粒子は、無孔質球状である必要がある。無孔質球状粒子を含有すると、輝度の大幅な向上効果を得ることができ、無孔質球状粒子でない場合と比べて、同じ輝度を得るために必要な特定の骨格構造を分子内に有する化合物の添加量を少なくすることができるため、ひいてはコストや生産性の面の点で大きなアドバンテージが得られる。無孔質でないか、球状でないかのいずれかの場合、輝度向上効果が少ないばかりか、樹脂層中のバインダー樹脂が細孔内に入り込むことで、樹脂層の膜厚が薄くなってしまい、特定の骨格構造を分子内に有する化合物や粒子の脱落を招いたり、本発明の白色反射フィルムをバックライトに組み込んだ際に冷陰極管等のランプから出る光、特に紫外線によって基材の白色フィルムや樹脂層に含有する化合物が劣化(例えば黄変などの光学的劣化、あるいは低分子化する分解劣化など)する恐れがある。
ここで、無孔質とは細孔を有さない状態のことであり、粒子表面に細孔を複数有するものは多孔質となる。また、「球状」とは、必ずしも真球だけを意味するのではなく、粒子の断面形状が円形、楕円形、ほぼ円形、ほぼ楕円形等など曲面で囲まれているものを意味する。
ここで、粒子の「細孔」「形状」は以下のようにして求める。
サンプルを日本ミクトローム研究所(株)製ロータリー式ミクロトームを使用し、ナイフ傾斜角度3°にてフィルム平面に垂直な方向に切断する。得られたフィルム断面を、トプコン社製走査型電子顕微鏡ABT−32を用いて、1つの粒子が視野領域全体に亘って写し出されるように、例えば観察倍率2500〜10000倍にて、また、画像のコントラストを適宜調節して観察し、細孔の有無及び粒子の形状を判断する。
粒子が切断できない場合は、樹脂層を有機溶剤に浸漬して、樹脂層を剥離採取した後、スライドガラスに圧着・摺動することで粒子を樹脂層から脱落させ、充分量の粒子を採取する。次いで、得られた粒子を、トプコン社製走査型電子顕微鏡ABT−32を用いて、1つの粒子が視野領域全体に亘って写し出されるように、例えば観察倍率2500〜10000倍にて、また、画像のコントラストを適宜調節して観察し、細孔の有無及び粒子の形状を判断する。
尚、細孔の有無の判断は、観察した画像にて、粒子中に斑点や斑模様が存在するか否かで判断し、斑点や斑模様が存在する場合を細孔有り、存在しない場合を細孔なしとする。
尚、粒子の材質としては、前述したように無孔質球状であれば無機物、無機化合物、有機化合物、またそれらの複合物のいずれであっても良く、一義的に限定されるものではない。
本発明にかかる化合物としては、その同一分子内に骨格構造(1)及び(2)の両構造を有することがより好ましい。骨格構造(1)及び(2)の両骨格構造を有すると、骨格構造(1)〜(5)から選ばれた1種のみを有する場合に比して、さらに高い輝度向上効果が得られる。かかる両骨格構造を有することによって、輝度向上効果が更に得られる理由は明らかではないが、冷陰極管等のランプから放射される紫外線をより効率良く、また、広い波長領域において吸収することができ、発光がより長波長側においても発生し、幅広い波長領域の光を発することができるため、ひいては実質的な光エネルギーの利用効率がより向上したためと推定している。但し、骨格構造(1)及び(2)の両骨格構造を有する化合物を選択した場合、樹脂層中に共に混合する添加物やバインダー樹脂の種類や、また、特に樹脂層中の含有率によっては黄色化を引き起こしやすいため、液晶ディスプレイ用のバックライトに使用した際にバックライトから発生する光の色度変化が強く起こることがある。
一方、骨格構造(1)〜(5)から選ばれた1種のみを有する場合は、骨格構造(1)及び(2)の両骨格構造を有する場合よりも輝度向上効果は低いものの色度変化が少ない傾向にあるため、用途や重視する特性によりどちらか一方を選択したり、含有率を変更したり、また、両構造を有するものと1種のみを有するものとを混合するなどして使用することができる。
これら、骨格構造(1)〜(5)からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の骨格構造を分子内に有する化合物としては、具体的には、例えば、Eastobrite OB−1(Eastman Chemical Company製)、Kayalightシリーズ(日本化薬(株)製)、Kayaphorシリーズ(日本化薬(株)製)、Mikawhiteシリーズ(日本化薬(株)製)、UVITEX OB(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製)、Hostaluxシリーズ(クラリアントジャパン(株)製)、Shigenoxシリーズ(ハッコールケミカル(株)製)、Hakkolシリーズ(ハッコールケミカル(株)製)、Lumogen(登録商標) F Violet570(BASF社製)、Lumogen(登録商標) F Blue650(BASF社製)、Lumogen(登録商標) OB 433(BASF社製)等を使用することができるが、特にこれらに限定されるものではない。
本発明にかかる化合物は、樹脂層中での分散性向上、安定性保持、生産性等の観点から、発明の効果を阻害しない範囲で表面処理をしても良い。
本発明にかかる化合物は、波長300〜450nm間に極大吸収波長を有することが好ましい。尚、ここでいう極大吸収波長とは、可溶な溶剤に溶解させた化合物の紫外可視分光光度法(UV−Vis)より求めた吸収スペクトルの極大値における波長のことであり、極大値が複数ある場合はいずれかの極大吸収波長が波長300〜450nm間に存在すればよい。極大吸収波長が波長300〜450nm間に存在する場合、たとえ冷陰極管等のランプから放射される近紫外領域以下の光の波長と極大吸収波長が必ずしも一致しなくとも、極大吸収波長前後の波長領域において吸収を有するので、充分に可視光領域の光に変換することができる。
極大吸収波長が300nmより短波長側にある場合は、冷陰極管等のランプより放射される近紫外領域以下の短波長光を吸収することができない。また、極大吸収波長が450nmより長波長側にある場合は、冷陰極管等のランプより放射される近紫外領域以下の短波長光を吸収することができないばかりか、冷陰極管等のランプの可視光領域の光までも吸収してしまい、逆に輝度低下やバックライト光の著しい色度変化を引き起こす恐れがある。
本発明にかかる化合物は、波長350〜600nm間に発光を有することが好ましい。尚、ここでいう発光とは蛍光及び燐光どちらでもよく、吸収した光エネルギーを放出する際に発生する光のことであり、その発光スペクトル全体が波長350〜600nm間に存在することを意味する。発光が波長350〜600nm間に存在する場合、一般的な人間の目が知覚できる光の波長領域のうち、その知覚の感度が比較的高く、また、バックライト光の色度変化がそれほど大きくないため、ひいてはバックライトの輝度が向上し、画面の色度変化が少なく、且つ明るく表示することができる。
発光がない場合は、輝度向上効果が得られず、発光波長が350nmより短波長領域にも発光がある場合、一般的な人間の目が知覚できる感度が低くなり、発光が存在していてもあたかも明るさが変化していないと認識してしまうばかりか、高濃度で含有したり吸収波長の異なる2種以上の化合物を混合したりする際に、吸収波長の領域と発光波長の領域が重なりやすくなるため、発光した光が再度吸収されてしまい、輝度向上効果が低い場合がある。また、光波長が600nmより長波長領域にも発光がある場合、バックライト光の著しい色度変化を引き起こす恐れがある。発光波長はより好ましくは、380〜550nmである。
本発明の白色反射フィルムは、バックライトとして使用すると、冷陰極管などのランプから出る光、特に紫外線によって基材の白色フィルム劣化する場合があるので(例えば黄変などの光学的劣化、あるいは低分子化する分解劣化など)、基材の白色フィルム上に設ける樹脂層を形成するバインダー樹脂中に本発明の効果を阻害しない範囲内で、紫外線吸収剤および/あるいは光安定剤を含有するのが好ましい。尚、紫外線吸収剤は、分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種以上の骨格構造を有する化合物の紫外領域における吸収帯と重ならない領域での紫外線吸収帯を少しでも有しているものを選択すれば、輝度向上効果を発現しつつ、基材の白色フィルムと分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物の紫外線による劣化を防止する効果との、両効果を付与することが充分に可能である。
本発明にかかる樹脂層を形成するバインダー樹脂としては、特に限定されないが、有機成分を主体とする樹脂が好ましく、例えばポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。
これらの樹脂は単独で用いてもよく、あるいは2種以上の共重合体もしくは混合物としたものを用いてもよい。中でもポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルもしくはメタクリル樹脂が耐熱性、添加物の分散性、生産性、光沢度の点から好ましく使用される。樹脂層の耐光性という点では、樹脂中においても、紫外線吸収剤、光安定化剤が含まれていることがさらに好ましい。
かかる紫外線吸収剤、光安定剤としては、無機系と有機系に大別されるが、含有する形態に関しては特に限定されるものではなく、かかる樹脂層を形成する樹脂と混合する等の方法でも良く、かかる樹脂層よりブリードアウトすることを防ぎたい場合は、例えば該樹脂層を形成する樹脂と共重合する等の方法でも良い。
かかる無機系紫外線吸収剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、などが一般的に知られており、中でも酸化亜鉛、酸化チタンおよび酸化セリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種類がブリードアウトせず、経済性、耐光性、紫外線吸収性、光触媒活性に優れるという点から好ましく用いられる。かかる紫外線吸収剤は、必要に応じて数種類併用する場合もある。中でも酸化亜鉛が経済性、紫外線吸収性、光触媒活性という点で最も好ましい。かかる酸化亜鉛としては、FINEX−25LP、FINEX−50LP(堺化学工業(株)製)などを使用することができる。
また、かかる有機系紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなどが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は、紫外線を吸収するのみであり、紫外線照射により発生する有機ラジカルを捕捉することができないため、このラジカルにより連鎖的に基材の白色フィルムが劣化することがある。
これらのラジカル等を捕捉するために光安定化剤が好適に併用され、かかる光安定化剤としてはヒンダードアミン(HALS)系化合物が好ましく使用される。
ここで、かかる有機系紫外線吸収剤および/または光安定化剤を固定させる共重合モノマーとしては、アクリル系、スチレン系などのビニル系モノマーが汎用性が高く、経済的にも好ましい。かかる共重合モノマーのなかでも、スチレン系ビニルモノマーは芳香族環を有しているため、黄変しやすいため、耐光性という点では、アクリル系ビニルモノマーとの共重合が最も好ましく使用される。
なお、前記ベンゾトリアゾールに反応性ビニルモノマーが置換されたものとして、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(商品名:RUVA−93);大塚化学(株)製)を使用することができ、また、ヒンダードアミン系化合物に反応性ビニルモノマーが置換されたものとして、4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(「アデカスタブLA−82」;(株)ADEKA製)を使用することができる。
本発明においては、かかる有機系紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなどの有機紫外線吸収剤を含有する樹脂、あるいはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系反応性モノマーを共重合した樹脂、さらにはこれらにヒンダードアミン(HALS)系反応性モノマーなどの光安定剤を含有及び/又は共重合した樹脂を、本発明の効果を阻害しない範囲内で使用することができる。
かかるベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系反応性モノマーを共重合した樹脂、さらにはこれらにヒンダードアミン(HALS)系反応性モノマーを共重合した樹脂などを含む有機紫外線吸収樹脂は薄層で紫外線吸収効果が高く、より好ましい。
これらの製造方法等については、特開2002−90515の〔0019〕〜〔0039〕に詳細に開示されている。中でもアクリルモノマーと紫外線吸収剤の共重合物を有効成分として含むハルスハイブリッド(登録商標)((株)日本触媒製)などを使用することができる。
本発明にかかる樹脂層中における分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物の含有率は、輝度向上が得られれば特に限定されず、また、この化合物や無孔質球状粒子の種類、分散性、生産性等にも依存するため、一義的に限定することはできないが、この化合物を含む樹脂層全体に対して0.2重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは1重量%以上、より好ましくは3重量%、特に好ましくは10重量%以上、最も好ましくは30重量%以上である。化合物の含有率は、輝度向上効果とバックライト光の色度変化とのバランスが良好な量を選択すればよい。
該化合物の含有率が0.2重量%より少ない場合は、輝度向上効果が得られない場合がある。また、上限は特に限定されるものではないが、75重量%を超えると生産性が劣ったり、バックライト光の色度変化が極端に大きくなる場合があるので、75重量%以下に制御するのが好ましい。
本発明にかかる分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物と無孔質球状粒子とを含有する樹脂層の厚みは、化合物や無孔質球状粒子の種類や含有率にも依存するため一義的に限定することはできないが、0.05〜50μm以上であることが好ましく、さらに好ましくは1〜15μm、特に好ましくは1〜5μmである。
かかる樹脂層の厚みが0.05μm未満であると、輝度向上効果が得られなかったり、耐光性が不足する場合がある。逆に厚みが50μmを越えると、輝度が低下したりバックライト光の色度変化が極端に大きくなる場合があり、また経済性の面からも好ましくない。
尚、ここでいう樹脂層の厚みとは、分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物と無孔質球状粒子とを含有する樹脂層の総厚みのことで、1層以上有する場合は、各樹脂層の厚みの合計値のことである。ただし、樹脂層中に粒子を含んでいる場合は、厚み方向に粒子が存在しない場所を選んで各層の厚みを求める。
本発明における無孔質球状粒子は、塗布層を形成するバインダー樹脂の種類にもよるため一義的には限定できないが、樹脂層を形成するバインダー樹脂と無孔質球状粒子との屈折率差の絶対値(以後屈折率差とする)が0.30以下であることが好ましい。この屈折率差は、例えば後述する実施例に記載の方法により測定される。屈折率差が0.30より大きいと、冷陰極管等のランプより放出した光の内の輝度に寄与する可視光領域の光が、白色フィルム面で反射して樹脂層内を透過するうちに、無孔質球状粒子とバインダー樹脂との界面で過剰に反射や拡散が発生して樹脂層表面に達する光が減ってしまう。つまり内部拡散光ロスが多くなり、反射率が向上せずに逆に低下してしまい、本発明の白色反射フィルムをバックライトに組み込んだときに、輝度向上効果が得られない場合がある。屈折率差は0.3以下が好ましく、更に好ましくは、0.1以下、特に好ましくは0.05以下である。
本発明における無孔質球状粒子は、樹脂層の厚みや本発明における特定の骨格構造を分子内に有する化合物の含有量によるため特には限定しないが、平均体積粒子径が0.05μm以上であることが好ましく、より好ましくは1μm以上、さらに好ましくは3μm以上である。すなわち、樹脂層の厚みよりも大きい平均体積粒子径の粒子を使用して樹脂層の最表面に凸構造を形成しても良く、また樹脂層の厚みよりも小さい平均体積粒子径の粒子を使用して、樹脂層表面をできるだけ平滑にしてもよい。平均体積粒子径が0.05μmより小さい場合はバックライト輝度向上効果が得られない場合がある。また、上限は特に限定されるものではないが、100μmを超えると加工性に劣る場合があるので、100μm以下が好ましい。
本発明における無孔質球状粒子は、粒子の粒径により一義的には限定しないが変動係数CVが30%以下であることが好ましい。ここで「変動係数CV」とは、粒子の体積粒子径の標準偏差を体積平均粒子径で除した値である。「粒子の体積粒子径」とは、その粒子と同じ体積の真球の直径のことであり、「体積平均粒子径」とは、前記記載の該当する粒子群の体積粒子径の平均値のことである。変動係数CVは粒子の体積粒子径の均一性の指標であり、体積粒子径が均一であるほど変動係数CVの値は小さくなる。この変動係数CVは、例えばコールターカウンター法、レーザー回折散乱法、動的光散乱により測定されるが、本発明においては後述する実施例に記載の方法により測定される。変動係数CVが30%より大きい場合、樹脂層の厚みに対して粒径が極端に大きく樹脂層からの脱落欠点要因となるような粗大粒子や、粒径が極端に小さく光に対して屈折や変角の作用が少ないために輝度向上効果に乏しい粗小粒子を、樹脂層内に多く含有することになり発明の白色反射フィルムの品位を悪化させる場合がある。変動係数CVは、より好ましくは20%以下、さらに好ましくは15%以下、最も好ましくは10%以下である。
本発明における無孔質球状粒子の含有量は、共に含有する化合物の含有率、粒子種、加工性等にも依存するため一義的に限定することはできず、輝度の向上が得られれば特に限定はされないが、無孔質球状粒子を含有する樹脂層全体に対して3重量%以上であることが好ましく、より好ましくは5重量%以上、さらに好ましくは10重量%以上、特に好ましくは15重量%以上である。3重量%より少ない場合はバックライト輝度向上効果が得られない場合がある。また、上限は特に限定されるものではないが、樹脂層中の無孔質球状粒子以外の成分100重量部に対し300重量部、すなわち樹脂層全体の75重量%を超えると生産性に劣る場合があるので、樹脂層中の無孔質球状粒子以外の成分100重量部に対し300重量部、すなわち樹脂層全体の75重量%以下が好ましい。
本発明における無孔質球状粒子には、本発明の効果を阻害しない範囲内で各種の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、有機および/または無機の微粒子、紫外線吸収剤、光安定化剤、架橋剤、難燃剤、難燃助剤、耐熱安定剤、耐酸化安定剤、有機の滑剤、帯電防止剤、核剤、染料、充填剤、分散剤およびカップリング剤などを用いることができる。
本発明にかかる基材の白色フィルムは、可視光線反射率が高ければ高い方が良く、このためには内部に気泡を含有する白色フィルムが好ましくは使用される。これらの白色フィルムとしては限定されるものではないが、多孔質の未延伸、あるいは二軸延伸ポリプロピレンフィルム、多孔質の未延伸あるいは延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが例として好ましく用いられる。これらの製造方法等については特開平8−262208の〔0034〕〜〔0057〕、特開2002−90515の〔0007〕〜〔0018〕、特開2002−138150の〔0008〕〜〔0034〕等に詳細に開示されている。中でも特開2002−90515の中に開示されている多孔質白色二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや、耐熱性と反射率の点からポリエチレンナフタレートとの混合及び/又は共重合した多孔質白色二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが、前述の理由で本発明にかかる白色フィルムとして特に好ましい。
本発明にかかる基材の白色フィルムの構成は、使用する用途や要求する特性により適宜選択すれば良く、特に限定されるものではないが、少なくとも1層以上の構成を有する単層及び/又は2層以上の複合フィルムが好ましく、その少なくとも1層以上に気泡、無機粒子、有機粒子のいずれか1種以上を含有していることが好ましい。
単層構成(=1層)の例としては、たとえば単層のA層のみの基材の白色フィルムであり、前記A層に気泡、無機粒子、有機粒子のいずれか1種以上を含有させた構成のものが挙げられる。また、2層構成の例としては、前記A層にB層を積層した、A層/B層の2層構成の基材の白色フィルムであり、これらA、B層少なくともどちらか1層中に、気泡、無機粒子、有機粒子のいずれか1種以上を含有させた構成のものが挙げられる。さらに、3層構成の例としては、前記同様に、A層/B層/A層やA層/B層/C層の3層を積層してなる3層積層構造の基材の白色フィルムであり、各層の内少なくとも1層中に、気泡、無機粒子、有機粒子のいずれか1種以上を含有させた構成のものが挙げられる。3層構成の場合、生産性の観点からB層が気泡を含有する層であることが最も好ましい。
かかる基材の白色フィルムに含有する無機微粒子及び/又は有機粒子の数平均粒子径は、0.3〜2.0μmであるのが好ましい。かかる有機粒子のとして、高融点である架橋高分子成分を主体とする樹脂が好ましく、例えばポリエステル樹脂、ベンゾグアナミンのようなポリアミド系樹脂粒子、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂粒子、及びそれらの中空粒子などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、あるいは2種以上の共重合体もしくは混合物としたものを用いてもよい。白色フィルムの耐光性という点では、含有する球状粒子に紫外線吸収剤、光安定化剤が含まれていることが好ましい。また、かかる無機粒子としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛、リン酸カルシウム、シリカ、アルミナ、マイカ、雲母チタン、タルク、クレー、カオリン、フッ化リチウム、フッ化カルシウム等を用いることができる。
かかる基材白色フィルムの例としては、まず、単層構成の白色フィルムとしては、ルミラー(登録商標)E20(東レ(株)製)、SY64、SY70(SKC製)、ホワイトレフスター(登録商標)WS−220(三井化学(株)製)などが挙げられ、2層構成の白色フィルムとしては、テトロン(登録商標)フィルムUXZ1、UXSP(帝人デュポンフィルム(株)製)、PLP230(三菱樹脂(株)製)などが挙げられ、3層構成の白色フィルムとしては、ルミラー(登録商標)E60L、E6SL、E6SR、E6SQ、E6Z(東レ(株)製)、テトロン(登録商標)フィルムUX(帝人デュポンフィルム(株)製)などが挙げられる。また、これら以外の構成である白色シートの例として、Optilon ACR3000、ACR3020(デュポン(株)製)、MCPET(登録商標)(古河電気工業(株)製)が挙げられる。
本発明にかかる白色フィルム及び/或いは樹脂層には、本発明の効果を阻害しない範囲内で各種の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、有機および/または無機の微粒子、架橋剤、難燃剤、難燃助剤、耐熱安定剤、耐酸化安定剤、有機の滑剤、帯電防止剤、核剤、染料、充填剤、分散剤およびカップリング剤などを用いることができる。
本発明の白色反射フィルムは、樹脂層を設けた面から測定した波長400〜700nmの波長における平均反射率が85%以上であることが好ましく、より好ましくは87%以上、さらに好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上であるのがよい。
この平均反射率が85%未満の場合には、適用する液晶ディスプレイによっては輝度が不足する場合がある。なお、両面に樹脂層を設けている場合には、いずれかの樹脂層から測定した平均反射率が85%以上であればよい。かかる波長400〜700nmの波長における平均反射率を85%以上にする方法としては、例えば、基材の白色フィルム内もしくは樹脂面の、光を反射する界面の絶対量を増やす方法がある。特に、前述した基材の白色フィルム内のボイド構造をより多く形成したり、ボイド構造を有する部分の厚みをより厚くする等の方法が挙げられる。
本発明において、樹脂層を設ける面は特に限定されるものではなく、A層/B層の2層構造、A層/B層/A層もしくはA層/B層/C層の3層構造である場合、どちら側に設けてもよい。
本発明においては、分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物を含有する樹脂層を、白色フィルムの少なくとも片面に形成するにあたり、任意の方法で形成することができるが、例えば、分子内に化1、化2、化3、化4、化5から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物を含有した塗液をグラビアコート、ロールコート、スピンコート、リバースコート、バーコート、スクリーンコート、ブレードコート、エアーナイフコートよびディッピングなどの各種塗布方法を用いて、基材の白色フィルム製造時に塗布(インラインコーティング)したり、結晶配向完了後の白色フィルム上に塗布(オフラインコーティング)するなどで塗布層を設ける方法で形成したり、分子内に骨格構造(1)〜(5)から選ばれた少なくとも1種の骨格構造を有する化合物を含有したフィルムやシートをラミネートなどにより貼り合わせる方法が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
このようにして得られる本発明の白色反射フィルムは、液晶バックライトの輝度向上を図ることでき、さらに好ましい態様によれば、長時間使用しても反射率の低下が少ない。したがって、本発明の白色反射フィルムは液晶ディスプレイ用のエッジライト方式のバックライトのリフレクター、およびエッジライト型方式或いは直下型方式バックライトの反射板好適に使用することができる。その他にも、各種面光源の反射板や、反射特性が要求される太陽電池モジュールの封止フィルムとしても好適に使用することができる。
測定方法および評価方法を以下に示す。
(1)化合物の構造同定
化合物の構造が不明な場合、樹脂層の形態により以下の方法を選択して行う。
(i)塗布層などのフィルムを有しない樹脂層
先ず、サンプルの樹脂層を有機溶剤に浸漬して樹脂層を剥離採取する。その後、樹脂層を浸漬した後の有機溶剤を濾過する。濾物がある場合は、濾物に対する溶解度の高い溶剤を選択し再度溶解する。次いでシリカゲルカラムクロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー、液体高速クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等に代表される一般的なクロマトグラフィーのうち分離可能な方法を選択し、濾液及び再溶解した濾物溶液をそれぞれ単一物質に分離精製する。樹脂層中の他成分と結合して分離が困難な場合はそのまま用いた。その後各物質について適宜濃縮及び希釈を行い、核磁気共鳴分光法(H−NMR、13C−NMR)、二次元核磁気共鳴分光法(2D−NMR)、赤外分光光度法(IR)、質量分析法(Mass)、元素分析により構造同定を行った。
(ii)フィルム同士の貼り合わせ等による樹脂層
貼り合わせを伴う場合は、粘着樹脂層と樹脂層フィルムに分けて評価を行う。先ず、樹脂層を形成するフィルムを剥離する。次いで、剥離した基材の白色フィルムと樹脂層を形成するフィルムの双方を有機溶剤に浸漬して、樹脂粘着層を剥離採取した後の有機溶剤を濾過する。濾物がある場合は、濾物に対する溶解度の高い溶剤を選択し、再度溶解する。
次いで、樹脂粘着層を剥離した後の樹脂層を形成するフィルムにおいて、その樹脂を溶解する有機溶剤に浸漬した後の有機溶剤を濾過する。樹脂粘着層と同様に濾物がある場合は、濾物に対する溶解度の高い溶剤を選択し再度溶解する。粘着樹脂層中及び樹脂層を形成するフィルム中の他成分と結合して分離が困難な場合はそのまま用いた。各成分を(i)と同様の方法にて適宜、分離精製と濃縮及び希釈を経て、核磁気共鳴分光法(H−NMR、13C−NMR)、二次元核磁気共鳴分光法(2D−NMR)、赤外分光光度法(IR)、質量分析法(MS)、元素分析により構造同定を行った。
(2)樹脂層中の粒子の細孔様態、粒子の形状
サンプルを日本ミクトローム研究所(株)製ロータリー式ミクロトームを使用し、ナイフ傾斜角度3°にてフィルム平面に垂直な方向に切断した。得られたフィルム断面を、トプコン社製走査型電子顕微鏡ABT−32を用いて、1つの粒子が実質的に視野領域全体に亘って写し出されるように、例えば観察倍率2500〜10000倍にて、また、画像のコントラストを適宜調節して観察し、細孔の有無及び粒子の形状を判断した。
粒子が切断できない場合は、樹脂層を有機溶剤に浸漬して、塗布層を剥離採取した後、スライドガラスに圧着・摺動することで粒子を樹脂層から脱落させ、充分量の粒子を採取した。次いで、得られた粒子を、トプコン社製走査型電子顕微鏡ABT−32を用いて、1つの粒子が実質的に視野領域全体に亘って写し出されるように、例えば観察倍率2500〜10000倍にて、また、画像のコントラストを適宜調節して観察し、細孔の有無及び粒子の形状を判断した。
なお、細孔の有無の判断は、観察した画像にて、粒子中に斑点や斑模様が存在するか否かで判断し、斑点や斑模様が存在する場合を細孔有り、存在しない場合を細孔なしとした。

(3)樹脂層中の化合物の極大吸収波長
(1)と同様のいずれかの方法にて化合物を離精製後、各種可溶な溶剤に溶解させた。次いで、この溶液を石英セル中に入れ、紫外可視分光光度計(UV−Bis Spectrophotometer、日本分光(株)製 V−660型)を用いて波長200〜900nmにおける吸収スペクトルを測定した。濃度は各極大吸収波長が観察でき得る範囲で適宜調節し、極大吸収波長が波長300〜450nm間にある場合は合格、波長300nm未満の短波長側にある場合を不合格1、波長450nmより長波長側にある場合を不合格2とした。
(4)樹脂層中の化合物の発光波長
(1)と同様のいずれかの方法にて化合物を分離精製後、各種可溶な溶剤に溶解させた。次いで、この溶液を石英セル中に入れ、分光蛍光光度計(日本分光(株)製 FP−6500型)を用いて、(3)より求めたいずれかの極大吸収波長を励起波長として照射し、波長250〜750nmにおける発光スペクトルを測定した。濃度は光路長1cmとしたときの励起波長における吸光度が1となるよう調整し、発光スペクトル全体が波長350〜600nm間にある場合は合格1、波長380〜550nm間にある場合は合格2とし合格2がより好ましく、発光がない場合もしくは発光スペクトルの一部が波長350nm未満の短波長領域にある場合を不合格A、発光スペクトルの一部が波長600nmより長波長領域にある場合を不合格Bとした。
(5)樹脂層中の化合物、粒子の含有率
樹脂層の形態により、以下の方法を選択して行う。
(i)塗布層などのフィルムを有しない樹脂層
先ず、サンプルを30cm四方に切断し重量を測定する。次いで、樹脂層を有機溶剤に浸漬して、樹脂層を剥離採取した後のサンプルの重量を測定し、樹脂層剥離前後のサンプル重量の差を算出し、その値を樹脂層樹脂層全体の重量とする。さらに(1)の(i)と同様の方法にて濾液及び再溶解した濾物溶液ごとにそれぞれ単一物質に分離精製する。化合物及び粒子に該当する分離物を濃縮しそれぞれの総重量を測定した。各総重量の値を樹脂層全体の重量で除した値を求めた。同様の方法にて5箇所の測定を行い、5箇所の各平均値を「化合物の含有率」「粒子の含有率」とした。
(ii)フィルム同士の貼り合わせ等による樹脂層
貼り合わせを伴う場合は、粘着樹脂層と樹脂層フィルムに分けて評価を行う。先ず、(1)の(ii)と同様の方法にて、サンプルの樹脂粘着層及び樹脂層を形成するフィルムのどちらか一方もしくは双方に化合物が含有しているかを特定する。
次いで、サンプルを30cm四方に切断し重量を測定した後に、樹脂層を形成するフィルムを剥離後、剥離した基材の白色フィルムと樹脂層を形成するフィルムの双方を有機溶剤に浸漬して、基材の白色フィルム、樹脂層を形成するフィルムの各重量をそれぞれ測定する。樹脂層剥離前のサンプル全重量から基材の白色フィルムと樹脂層を形成するフィルムの各重量を引いて樹脂粘着層の重量を求める。さらに、(1)の(ii)と同様の方法にて樹脂粘着層の成分及び樹脂層を形成するフィルムの成分ごとにそれぞれ単一物質に分離精製し、化合物及び粒子に該当する分離物を濃縮しそれぞれの総重量を測定する。各総重量の値を、樹脂層を形成するフィルムの重量と樹脂粘着層の重量の和で除した値を求めた。この際、樹脂層を形成するフィルムもしくは樹脂粘着層のうちどちらかに化合物が含有していない場合は、その重量を0として算出する。同様の方法にて5箇所の測定を行い、5箇所の各平均値を「化合物の含有率」「粒子の含有率」とした。
(6)樹脂層の厚み
先ず、(1)のいずれかと同様の方法にて、サンプルの化合物が含有している層を特定する。次いで、サンプルを、日本ミクロトーム研究所(株)製ロータリー式ミクロトームを使用し、ナイフ傾斜角度3°にてフィルム平面に垂直な方向に切断する。得られたフィルム断面をトプコン社製走査型電子顕微鏡ABT−32を用いて観察し、基材の白色フィルム上に積層している樹脂層のうちバインダー樹脂のみの部分、もしくは、化合物のみが含有するバインダー樹脂部分の層の総厚みを各片面5箇所測定しその平均値を「樹脂層の厚み」とする。
(7)樹脂層中のバインダー樹脂と粒子の屈折率差
バインダー樹脂、球状粒子の屈折率の値が不明な場合は、次の手順により求めた。
(i)樹脂層より有機溶剤を用いてバインダー樹脂を抽出後、(1)ののいずれかと同様の方法にて濾液及び再溶解した濾物溶液ごとにそれぞれ単一物質に分離精製し、バインダー樹脂に該当する精製物を適宜溶剤留去した後、エリプソメトリー法によって、25℃における589.3nmの波長の光に関して測定を行う。これを異なる5箇所において実施し、5箇所の平均値を本実施例における「バインダー樹脂の屈折率」とする。
(ii)白色反射フィルムの樹脂層を有機溶剤に浸漬して、白色フィルムから樹脂層を剥離採取した後、スライドガラスに圧着・摺動することで粒子を樹脂層から脱落させる。ここで得られた粒子をベッケ線検出法により、各液体有機化合物の屈折率既知の温度に於いて、粒子の輪郭が見えなくなることを確認し、このとき用いた液体有機化合物の屈折率を求める。これを異なる5箇所において実施し、5箇所の平均値を本実施例における「粒子の屈折率」とする。
(iii)(i)より求めたバインダー樹脂の屈折率の値と(ii)より求めた粒子の屈折率の値との差を求め、その値を「バインダー樹脂と粒子の屈折率差」とした。
(8)樹脂層中の粒子の粒度分布、体積粒子径、平均体積粒子径、変動係数CV
先ず、サンプルの樹脂層を有機溶剤に浸漬して、樹脂層を剥離採取した後、スライドガラスに圧着・摺動することで粒子を樹脂層から脱落させ、粒子が溶解しない溶剤にて適宜洗浄した。ここで得られた粒子を、細孔電気抵抗法を利用した粒度分布測定装置としてコールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター(株)製)を用いて、粒子が細孔を通過する際の粒子体積に相当する電解液分の電気抵抗を測定することによって、粒子の数と体積を測定した。まず微少量のサンプルを薄い界面活性剤水溶液に分散させ、次いでモニターの表示を見ながらアパチャー(検知部分の細孔)通過率が10〜20%となる量だけ指定電解液の容器に添加した後、通過粒子数が10万個になるまで体積粒子径の計測を続けて自動計算させ、粒子の粒度分布を求めた。次いで、粒度分布の山の裾の一方の端(粒子個数が0%となる体積粒子径)から他方の端(粒子個数が0%となる体積粒子径)の体積粒子径区間に含まれる粒子より平均体積粒子径、体積粒子径の標準偏差、変動係数CVを求めた。変動係数CVは下記式により求めることができる。
・変動係数CV(%)=体積粒子径の標準偏差(μm)/平均体積粒子径(μm)×100。
(9)耐光性(黄色味変化量Δb値)
紫外線劣化促進試験機アイスーパーUVテスターSUV−W131(岩崎電気(株)製)を用い、下記条件で強制紫外線照射試験を行った後、b値を求めた。3サンプルについて促進試験を実施し、それぞれ試験前後のb値を測定し、その差の平均値を耐光性(黄色味変化量Δb値)とした。
「紫外線照射条件」
照度:100mW/cm、温度:60℃、相対湿度:50%RH、照射時間:48時間
耐光性評価結果を下記により判定し、A、B級であれば合格であり、A級が最も好ましい。
A級:黄色味変化量Δb値が5未満
B級:黄色味変化量Δb値が5以上15未満
C級:黄色味変化量Δb値が15以上。
(10)平均輝度、色度変化(Δx値、Δy値)
21インチ直下型バックライト(冷陰極管使用、波長450nm以下における冷陰極管の極大発光波長:313nm 365nm 405nm 436nm、ランプ管径:3mmΦ、ランプ本数:12本、ランプ間距離:25mm、白色反射フィルムとランプ中心間距離:4.5mm、拡散版とランプ中心間距離:13.5mm)を使用し、下記2モデルでの光学シート構成にて輝度及び色度測定を行った。
モデル1:拡散版RM803(住友化学(株)製、厚み2mm)/拡散シートGM3((株)きもと製、厚み100μm)2枚
モデル2:拡散版RM803(住友化学(株)製、厚み2mm)/拡散シートGM3((株)きもと製、厚み100μm)/プリズムシートBEF−II(3M社製、厚み130μm)/偏光分離シートDBEF(3M社製、厚み400μm)。
測定は冷陰極線管を60分間点灯して光源を安定させた後に、色彩輝度計BM−7fast(株式会社トプコン製)を用いて輝度(cd/m)、色度(x値、y値)を測定した。各値とも3サンプルについて平均値を算出し、これを平均輝度、平均色度(x値、y値)とした。次いで、求めた平均色度と樹脂層を設けない基材の白色フィルムの平均色度との差をとり、これを色度変化(Δx値、Δy値)とした。
各実施例に使用したバインダー樹脂、化合物を以下に示す。
・ バインダー樹脂A : アクリル系樹脂(綜研化学(株)製 フォレットGS−1000 濃度30%溶液)
・ バインダー樹脂B : ベンゾトリアゾール含有アクリル系共重合体樹脂((株)日本触媒製 ハルスハイブリッド(登録商標)UV−G720T 濃度40%溶液)
・ 化合物A : Kayaphor SN(日本化薬(株)製、構造式:下記構造式(6)(構造式(1)を含む化合物))
・ 化合物B : UVITEX OB(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、構造式:下記構造式(7)(構造式(2)を含む化合物))
・ 化合物C : Shigenox 102(ハッコールケミカル(株)製、構造式:下記構造式(8)(構造式(3)を含む化合物))
・ 化合物D : Hakkol PSR(ハッコールケミカル(株)製、構造式:下記構造式(9)(構造式(3)を含む化合物))
・ 化合物E : 1,8−ナフタルイミド(東京化成工業(株)製、構造式:下記構造式(10)(構造式(4)を含む化合物))
・ 化合物F : アントラセン(東京化成工業(株)製、構造式:下記構造式(11)(構造式(5)を含む化合物))
・ 化合物G : Eastobrite OB−1(Eastman Chemical Company製、構造式:下記構造式(12)(構造式(1)及び構造式(2)を含む化合物))
・ 化合物H : Hostalux KS(クラリアントジャパン(株)製、構造式:下記構造式(13)(構造式(1)及び構造式(2)を含む化合物))
・ 化合物I : ナフタレン(東京化成工業(株)製、構造式:下記構造式(14)(構造式(1)〜構造式(5)のいずれの構造も含まない化合物))
・ 化合物J : キナクリドン(東京化成工業(株)製、構造式:下記構造式(15)(構造式(1)〜構造式(5)のいずれの構造も含まない化合物))
・ 粒子A : 無孔質球状ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物粒子((株)日本触媒製 エポスター(登録商標)、エポスターM05、屈折率1.66、平均体積粒子径5.2μm、変動係数CV37%、ポリアミド樹脂粒子)
・ 粒子B : 無孔質球状アクリル粒子(積水化成品工業(株)製 “TECHPOLYMER”MBXシリーズ、XX−09FP、屈折率1.49、平均体積粒子径5.0μm、変動係数CV27%、アクリル共重合体)
・ 粒子C : 無孔質球状酸化ケイ素(シリカ)粒子(扶桑化学工業(株)製 “クォートロン”(登録商標)SPシリーズ、SP−3C、屈折率1.45、平均体積粒子径3.0μm、変動係数CV16%)
・ 粒子D : 無孔質シリコーン粒子(GE東芝シリコーン(株)製 “トスパール”(登録商標)、トスパール145、屈折率1.42、平均体積粒子径4.5μm、変動係数CV12%)
・ 粒子E : 無孔質アクリル粒子(積水化成品工業(株)製“TECHPOLYMER”(商標登録)SSXシリーズ、SSX−105、屈折率1.49、平均体積粒子径5.0μm、変動係数CV9%、アクリル共重合体)
・ 粒子F : 多孔質球状アクリル粒子(積水化成品工業(株)製“TECHPOLYMER”MBPシリーズ、MBP−4、屈折率1.49、平均体積粒子径4.0μm、変動係数CV44%、アクリル共重合体)
・ 粒子G : 無孔質不定形水酸化アルミニウム粒子(昭和電工(株)製 ハイジライト(登録商標)H−32、屈折率1.57、平均体積粒子径8μm、変動係数CV42%)
Figure 2010102071
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(実施例1)
バインダー樹脂A:10.00g
トルエン:10.16g
化合物A:0.56g
粒子E:0.73g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例2)
バインダー樹脂A:10.00g
トルエン:16.08g
化合物A:1.79g
粒子E:0.98g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#44を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが13.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例3)
使用する化合物を化合物Bとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例4)
使用する化合物を化合物Cとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例5)
使用する化合物を化合物Dとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例6)
使用する化合物を化合物Eとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例7)
使用する化合物を化合物Fとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例8)
使用する化合物を化合物Gとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例9)
使用する化合物を化合物Hとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例10)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:16.84g
化合物G:0.74g
粒子E:0.97g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例11)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:16.84g
化合物G:0.74g
粒子E:0.97g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#20を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが6.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例12)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:15.04g
化合物G:0.37g
粒子E:0.89g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#20を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが6.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例13)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:14.24g
化合物G:0.20g
粒子E:0.86g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例14)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:257.5g
化合物G:0.01g
粒子E:0.82g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#3を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが0.08μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例15)
使用する粒子を粒子Aとしたこと以外は、実施例13と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例16)
使用する粒子を粒子Bとしたこと以外は、実施例13と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例17)
使用する粒子を粒子Cとしたこと以外は、実施例13と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例18)
使用する粒子を粒子Dとしたこと以外は、実施例13と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例19)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:13.04g
化合物G:0.19g
粒子E:0.57g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例20)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:12.16g
化合物G:0.18g
粒子E:0.36g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(実施例21)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:11.20g
化合物G:0.17g
粒子E:0.13g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例1)
多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を、樹脂層を設けずに白色反射フィルムとした。
(比較例2)
バインダー樹脂B:10.00g
トルエン:10.00g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの化合物及び粒子を含有しない樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例3)
バインダー樹脂A:10.00g
トルエン:6.80g
化合物G:0.45g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの化合物のみを含有する樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例4)
バインダー樹脂A:10.00g
トルエン:7.44g
粒子E:0.61g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの粒子のみを含有する樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例5)
使用する化合物を化合物Iとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例6)
使用する化合物を化合物Jとしたこと以外は、実施例1と同様に作成し、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例7)
使用する粒子を粒子Fとしたこと以外は、実施例13と同様に作成し、乾燥後の厚みが0.9μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
(比較例8)
バインダー樹脂A:10.00g
トルエン:8.20g
化合物G:0.15g
粒子G:0.65g
を攪拌しながら添加して塗液を作った。
基材の白色フィルムとして多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートで構成された3層構成の熱可塑性樹脂フィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)E6SR、厚み225μm)を準備した。前記塗液を、この基材白色フィルムの片面に、メタリングバー#13を使用して塗布し、120℃、1分間で加熱乾燥して、乾燥後の厚みが4.0μmの樹脂層を設けて、本発明の白色反射フィルムを得た。
Figure 2010102071
Figure 2010102071
Figure 2010102071
Figure 2010102071
実施例1〜21のいずれにおいても、輝度向上効果が見られた。中でも化合物が構造式(1)及び構造式(2)の構造を有し、さらに無孔質球状粒子の変動係数CVと樹脂層を形成するバインダー樹脂との屈折率差が特定の範囲にあり、且つ、樹脂層中に紫外線吸収剤および/または光安定化剤を含有したものは高い輝度向上効果を得られるだけでなく耐光性も付与できた(実施例10)また、化合物や無孔質球状粒子の含有率、樹脂層厚みを変えることで輝度向上率や色度変化の調整が可能であった(実施例11〜13、18〜20)。
化合物が構造式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)のいずれかの構造を有する場合(実施例1、3、4、6、7)、輝度向上効果が確認でき、化合物が構造式(1)及び(2)の構造を有する場合(実施例8、9)は、色度変化が大きくなるものの輝度向上効果が特に高かった。樹脂層中の化合物の含有率が高く、且つ、その樹脂層が厚い場合は、それに比例して色度変化が大きくなるものの輝度向上効果はより高いものとなった(実施例2)。化合物が構造式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)のいずれかの構造を有する、または、構造式(1)及び(2)の構造を有する場合どちらにおいても、置換基が結合していても同様の輝度向上効果が得られた(実施例5、9)。
樹脂層中の化合物の含有率が低く、その樹脂層の厚みが薄い場合(実施例14)、色度変化がほとんどないものの、無孔質球状粒子を含有したとしても輝度向上効果や耐光性は低いものとなった。
構造式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)のいずれかの構造を有する化合物と共に含有する粒子は、無孔質で且つ球状であれば、粒子の材質(種類)、変動係数CV、樹脂層を形成するバインダー樹脂との屈折率差に関係なく輝度向上効果を得ることができた(実施例15〜18)。
樹脂層を設けない場合(比較例1)、耐光性が不合格であり輝度向上効果も得られなかった。また、樹脂層を設けても化合物のみを含有し無孔質球状粒子を含有しない場合(比較例3)、逆に無孔質球状粒子のみを含有し化合物を含有しない場合(比較例4)や、化合物と共に粒子を含有したとしても、その粒子が球状であっても多孔質である場合(比較例7)、逆に無孔質であっても球状でない場合(比較例8)は、いずれの場合とも輝度向上効果が乏しく、さらに、樹脂層を設けても構造式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)のいずれかの構造を有する化合物及び無孔質球状粒子を含有しない場合(比較例2)に至っては、輝度向上効果は得られなかった。加えて、樹脂層に含有する粒子が多孔質である場合(比較例7)、同等の含有率で且つ樹脂層を形成するバインダー樹脂内に耐光剤を含有しているにも関わらず、バインダー樹脂の細孔内への進入を引き起こし、結果、無孔質である場合(実施例13)と比較し樹脂層厚みが極端に薄くなり、耐光性が劣った。
樹脂層中に化合物及び無孔質球状粒子を添加しても、化合物の構造中に構造式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)のいずれかの構造も有さない場合、極大吸収波長が極端に短波長領域にあり発光しないものは輝度向上効果が得られず(比較例5)、また、極大吸収波長及び発光領域が極端に長波長領域にある場合は(比較例6)、冷陰極管より発した可視領域の光を吸収してしまい輝度が低下してしまうばかりか、色度変化も極端に大きくなってしまった。
本発明の白色反射フィルムの断面模式図の一例である。 樹脂層に無孔質球状粒子を含有した本発明の白色反射フィルムの断面模式図の一例である。 本発明にかかる基材の白色フィルムの断面模式図の一例である。
符号の説明
1:白色反射フィルム
2:3層構成の基材白色フィルム
3:化合物を含有した樹脂層
4:化合物を含有した塗布層
5:化合物を含有した接着層
6:化合物を含有した樹脂フィルム
7:無機粒子及び/又は気泡を含有した層
8:化合物を含有した塗布層厚みより大きい無孔質球状粒子
9:化合物を含有した塗布層厚みより小さい無孔質球状粒子
10:化合物を含有した接着層厚みより大きい無孔質球状粒子
11:化合物を含有した接着層厚みより小さい無孔質球状粒子
12:化合物を含有した樹脂フィルム厚みより大きい無孔質球状粒子
13:化合物を含有した樹脂フィルム厚みより小さい無孔質球状粒子

Claims (9)

  1. 白色フィルムの少なくとも片面に、下記骨格構造(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)からなる群より選ばれる少なくとも1種の骨格構造を分子内に有する化合物と無孔質球状粒子とを含有する樹脂層が少なくとも1層以上積層された白色反射フィルム。
    Figure 2010102071
    Figure 2010102071
    Figure 2010102071
    Figure 2010102071
    Figure 2010102071
  2. 前記化合物が、同一分子内に前記骨格構造(1)及び(2)の構造を有するものである請求項1に記載の白色反射フィルム。
  3. 前記化合物が、波長300〜450nm間に極大吸収波長を有するものである請求項1又は2に記載の白色反射フィルム。
  4. 前記化合物が、波長350〜600nm間に発光を有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の白色反射フィルム。
  5. 前記樹脂層中に、紫外線吸収剤および/または光安定化剤を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の白色反射フィルム。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の白色反射フィルムを、その樹脂層が積層された面を光源側に向けて設けられて構成されているバックライト用ランプリフレクター。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載の白色反射フィルムを、その樹脂層が積層された面を導光板側に向けて設けられて構成されているエッジライト型方式のバックライト。
  8. 請求項1〜5のいずれかに記載の白色反射フィルムを、その樹脂層が積層された面を光源側に向けて設けられて構成されている直下型方式のバックライト。
  9. 請求項1〜5のいずれかに記載の白色反射フィルムを、太陽電池モジュールを封止するために用いた太陽電池封止用フィルム。
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