JP2010224446A - 液晶表示装置のバックライトユニットの反射フィルム用白色フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置用反射板としての使用環境下での熱撓みが抑制され平面性に優れる、液晶表示装置のバックライトユニットの反射フィルム用白色フィルムを提供する。
【解決手段】損失正接tanδの最高ピーク温度が110℃以上、120℃での貯蔵弾性率E’(120℃)と50℃での貯蔵弾性率E’(50℃)との比(E’(120℃)/E’(50℃))が0.25〜1.00、少なくとも一方向のヤング率が3000MPa以上、波長550nmでの光線反射率が98.0%以上、フィルムの厚みが100〜350μmであり、液晶表示装置のバックライトユニットの反射フィルムとして用いられることを特徴とする、白色フィルム。
【選択図】なし
Description
本発明の白色フィルムは、動的粘弾性測定による損失正接tanδの最高ピーク温度が110℃以上である。損失正接tanδの最高ピーク温度が110℃未満であると、冷陰極管からの熱による温度上昇により、反射フィルムの撓みが発生する。
本発明の白色フィルムは、動的粘弾性測定による120℃での貯蔵弾性率E’(120℃)と50℃での貯蔵弾性率E’(50℃)との比(E’(120℃)/E’(50℃))が0.25〜1.00、好ましくは0.27〜1.00である。この比(E’(120℃)/E’(50℃))が0.25未満であると冷陰極管から熱がかかった場合にフィルムが達する温度域で、フィルムのヤング率を保持できなくなり、反射フィルムの撓みが発生する。ポリエステルの性質上1.00を超えることはない。この比(E’(120℃)/E’(50℃))が0.25〜1.00であることで、光源から熱を受けても良好な平面性を保つことができる。
本発明の白色フィルムは、少なくとも一方向のヤング率が3000MPa以上である。ヤング率が3000MPa未満であると熱撓みが発生する。
本発明の白色フィルムは、85℃の熱収縮率が、直交する2方向ともに、好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは0.4%以下、特に好ましくは0.3%以下である。この範囲の熱収縮率であることによって、高温にさらされたときもフィルムの平面性が維持されるので好ましい。
本発明の白色フィルムは、少なくとも一方の表面の反射率が、波長550nmでの光線反射率として98.0%以上、好ましくは98.1%以上、さらに好ましくは98.2%以上である。光線反射率が98.0%未満であるとバックライトユニットに組み込んだときに十分に高い輝度を得ることができない。
本発明の白色フィルムは、ポリエステルに微細なボイドを多数含有させて白色を呈するようにしたポリエステルフィルムである。ボイドは、ポリエステルにボイド形成物質を含有させて延伸することで形成される。
ポリエステルは、ジオール成分とジカルボン酸成分とから縮重合によって得られるポリマーである。ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタリンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸を用いることができる。ジオールとしては、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサンジオールを用いることができる。
ボイド形成物性物質としては、無機粒子、有機粒子のいずれも用いることができる。無機粒子としては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素、酸化チタンの粒子を例示することができる。有機粒子としては、シリコーン、アクリルの粒子を例示することができる。粒子は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の白色フィルムは、少なくとも一方向についての高いヤング率と優れた光線反射率を98.0%以上である性質を、100〜350μmのフィルムの厚みで得るために、反射層と支持層とから構成される共押出しによる積層白色フィルムであることが好ましい。この場合、積層白色フィルムは、反射層と支持層からなる2層積層白色フィルム、反射層とその両面に設けられた支持層からなる3層積層白色フィルム、支持層とその両面に設けられた反射層からなる3層積層白色フィルムのいずれかであることが好ましい。
本発明の白色フィルムの総厚みは100〜350μm、さらに好ましくは、100〜300μm、さらに好ましくは110〜290μm、特に好ましくは120〜280μmである。100μm未満であると反射率が低下しまた光源による熱による耐撓み性が悪化する。300μmを超えるとこれ以上厚くしても反射率の上昇が望めず、また安定した製膜性が得ることができない。
積層白色フィルムである場合、反射層は、不活性粒子31〜60重量%およびイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート59〜40重量%のポリエステル組成物からなことが好ましい。不活性粒子としては上述のボイド形成物質を使用することができる。不活性粒子として硫酸バリウム粒子が特に好ましい。反射層のポリエステル組成物の不活性粒子が31重量%未満であると耐光性が不足して、長期間使用すると黄変する。60重量%を超えると製膜できない。不活性粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.5〜3μm、特に好ましくは0.6〜2μmである。0.1μm未満であると粒子の凝集が生じ易く好ましくなく、5μmを超えると粗大突起となりフィルム破断に繋がることがあり好ましくない。
積層白色フィルムである場合、支持層は、不活性粒子0.1〜10重量%およびイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート99.9〜90重量%のポリエステル組成物からなることが好ましい。不活性粒子としては上述のボイド形成物質を使用することができる。不活性粒子として硫酸バリウム粒子が特に好ましい。支持層のポリエステル組成物の不活性粒子が0.1重量%未満であると十分な滑り性を得ることができず、10重量%を超えると反射層を支える支持層としての強度を保つことができず、反射板用ポリエステルフィルムの破断に繋がりかねず好ましくない。不活性粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.5〜3μm、特に好ましくは0.6〜2μmである。この範囲の平均粒径であることによって、粒子が凝集して粗大突起が発生することがなく、フィルム延伸時に破断することのないフィルムを得ることができて好ましい。
支持層は、白色フィルムの全体厚み100に対して、好ましくは10〜40の厚みを有する。
本発明において、白色ポリエステルフィルムには、蛍光増白剤を配合してもよい。蛍光増白剤を配合する場合には、配合するポリエステルの層のポリエステル組成物100重量%あたり、例えば0.005〜0.2重量%、好ましくは0.01〜0.1重量%である。蛍光増白剤が0.005重量%未満であると350nm付近の波長域の反射率が十分でないので添加する意味が乏しく、0.2重量%を越えると蛍光増白剤の持つ特有の色が現れてしまうため好ましくない。
また、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤等を添加してもよい。
以下、本発明の白色フィルムを製造する方法を、反射層/支持層の積層白色フィルムを例に、説明する。以下、ポリエステルのガラス転移温度をTg、融点をTmという。
ボイド形成物質粒子のポリエステル組成物への配合は、ポリエステルの重合時におこなってもよく、重合後に行ってもよい。重合時に行う場合、エステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に配合してもよく、重縮合反応開始前に配合してもよい。
ここでは、フィルムを逐次二軸延伸法によって延伸する場合を例に詳細に説明したが、逐次二軸延伸法、同時二軸延伸法のいずれの方法で延伸してもよい。
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター(アンリツ製 K−402B)にて、10点厚みを測定し、平均値をフィルムの厚みとした。
フィルムサンプルを三角形に切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂にて包埋した。そして、包埋されたフィルムサンプルをミクロトーム(ULTRACUT−S)で縦方向に平行な断面を薄膜切片にした後、光学顕微鏡を用いて観察撮影し、写真から各層の厚み比を測定し、フィルム全体の厚みから計算して、各層の厚みを求めた。
示差走査熱量測定装置(TA Instruments 2100 DSC)を用い、昇温速度20m/分で測定を行った。
縦方向3.5倍および横方向3.6倍に延伸して製膜し、安定に製膜できるか観察し、下記基準で評価した。なお、縦方向は、フィルムの連続製膜方向であり、横方向はこれに直交する方向である。
○: 2時間以上安定して製膜できる。
△: 1時間から2時間安定して製膜できる。
×: 1時間未満に切断が発生し、安定して製膜ができない。
分光光度計(島津製作所製UV−3101PC)に積分球を取り付け、BaSO4白板を100%とした時の反射率を波長550nmで測定し、この値を光線反射率とした。フィルムの構成が反射層/支持層の2層の場合、反射層側から測定を行った。
フィルムを150mm長×10mm幅に切り出した試験片を用い、オリエンテック社製テンシロンUCT−100型を用いて、温度20℃、湿度50%に調節された室内において、チャック間100mmにして引張速度10mm/分、チャート速度500mm/分で引張り、得られる荷重―伸び曲線の立ち上り部の接線よりヤング率を計算する。なお、縦方向のヤング率とはフィルムの縦方向(MD方向)を測定方向としたものであり、横方向のヤング率とはフィルムの横方向(幅方向)を測定方向としたものである。各ヤング率はそれぞれ10回測定し、その平均値を用いた。
動的粘弾性測定装置を用いて、測定周波数11Hz、動的変位±2.5×10−4cmにて損失正接tanδの最高ピーク温度を求め、また、120℃での貯蔵弾性率E’(120℃)と50℃での貯蔵弾性率E’(50℃)との比で表される貯蔵弾性率の比(E’(120℃)/E’(50℃))を求めた。
評価用に用意した液晶テレビ(SHARP社製AQUOS−65V)の直下型バックライト(65インチ)ユニットから、元々組み込まれていた光反射シートを取り外し、測定対象とするフィルムサンプルを組み込んだ。電源を入れて温度40℃、湿度50%の環境下で24hr放置後、評価用サンプルを取り出し、特に平面精度の高い平板上に評価用サンプルを広げてフィルムの撓み具合を評価した。以下の基準に基づき判定した。○判定のみバックライトに組み込んだ場合の使用に耐え得る。
○: 撓みが殆ど見られない
△: 若干の撓みが見られる
×: 大きな撓みが見られる
テレフタル酸ジメチル132重量部、イソフタル酸ジメチル18重量部(ポリエステルのジカルボン酸成分に対して12モル%)、エチレングリコール96重量部、ジエチレングリコール3.0重量部、酢酸マンガン0.05重量部、酢酸リチウム0.012重量部を精留塔、留出コンデンサを備えたフラスコに仕込み、撹拌しながら150〜235℃に加熱しメタノールを留出させエステル交換反応を行った。メタノールが留出した後、リン酸トリメチル0.03重量部、二酸化ゲルマニウム0.04重量部を添加し、反応物を反応器に移した。ついで撹拌しながら反応器内を徐々に0.5mmHgまで減圧するとともに290℃まで昇温し、重縮合反応を行った。得られた共重合ポリエステルのジエチレングリコール成分量は2.5重量%、ゲルマニウム元素量は50ppm、リチウム元素量は5ppmであった。このポリエステルを層Aに用い、表1に示す不活性粒子を添加して、層Aのポリエステル組成物とした。
層Aのポリエステル組成物、層Bのポリエステル組成物を、表1に示すポリエステル組成物および層構成に変更した以外は実施例1と同様にして白色フィルムを作成した。評価結果を表2に示す。
層Aのポリエステル組成物、層Bのポリエステル組成物を、表1に示すポリエステル組成物および層構成に変更し、層A、層BがA/Bとなるような2層フィードブロック装置を用いて製膜した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作成した。評価結果を表2に示す。
東レ株式会社製E6Z−225μmを用い、評価を行った。評価結果を表2に示す。ヤング率、120℃での貯蔵弾性率E’(120℃)と50℃での貯蔵弾性率E’(50℃)との比(E’(120℃)/E’(50℃))が低いため耐熱撓み性に乏しく、バックライトに組み込んだ場合の使用に耐えないものとなった。
東レ株式会社製E6SV−250μmを用い、評価を行った。評価結果を表2に示す。反射率が低くバックライトに組み込んだ場合の正面輝度が低いため、バックライトとしての性能が劣るものとなった。
Claims (3)
- 損失正接tanδの最高ピーク温度が110℃以上、120℃での貯蔵弾性率E’(120℃)と50℃での貯蔵弾性率E’(50℃)との比(E’(120℃)/E’(50℃))が0.25〜1.00、少なくとも一方向のヤング率が3000MPa以上、波長550nmでの光線反射率が98.0%以上、フィルムの厚みが100〜350μmであり、液晶表示装置のバックライトユニットの反射フィルムとして用いられることを特徴とする、白色フィルム。
- 反射層が硫酸バリウム粒子31〜60重量%およびイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート59〜40重量%からなり、フィルムの全体厚み100に対して90〜60の厚みを有する、請求項1記載の白色フィルム。
- 支持層が硫酸バリウム粒子0.1〜10重量%およびイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート99.9〜90重量%からなり、フィルムの全体厚み100に対して10〜40の厚みを有する、請求項1記載の白色フィルム。
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