JP2014508961A - 輝度増強フィルム及びそれを含むバックライトユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多層薄膜を含み、外部の環境、例えば、温度の変化に対する信頼性を確保することが可能な輝度増強フィルム、及びそれを含むバックライトユニットを提供する。
【選択図】図1
Description
高分子重合反応器にジメチルカルボキシナフタレート(Dimethylcarboxylic Naphthalate、NDC)とエチレングリコール(Ethylene glycol、EG)を入れ、縮合重合によって、エチレンナフタレート繰り返し単位が100モル%の第1高分子樹脂を製造したと共に、ジメチルカルボキシルナフタレート(NDC)、エチレングリコール(EG)及びテレフタル酸(Terephthalic acid、TPA)をそれぞれ入れ、前述のように縮合重合によって、エチレンナフタレート繰り返し単位が40モル%、エチレンテレフタレート繰り返し単位が60モル%の第2高分子樹脂を製造した。第1高分子樹脂及び第2高分子樹脂は共に固相重合を行っていない状態で重合を完了した。製造された第1高分子樹脂は100℃、24時間乾燥機によって水分を除去し、第2高分子樹脂は70℃、48時間乾燥によって水分を除去した。第1高分子及び第2高分子樹脂をそれぞれ30kg/hrの速度で256倍の多層フィードブロックに通して最終的に1024層の多層押出フィルムを製造した。製造された多層押出フィルムは、130℃で5倍の延伸比にて一軸延伸し、延伸された多層フィルムの両面にアクリル系のUV硬化型接着剤を塗布した後、KOLON社の拡散フィルム(LD102)をラミネートし、500mJ/cm2の光量でUVを照射して輝度増強フィルムを製造した。
第1及び第2高分子樹脂層を形成するためにジメチルカルボキシルナフタレート(NDC)、エチレングリコール(EG)及びテレフタル酸(TPA)の投入量を変量し、表1のとおりエチレンナフタレート繰り返し単位とエチレンテレフタレート繰り返し単位の含量が異なる第1及び第2高分子樹脂を適用した以外は、実施例1と同様の方法で輝度増強フィルムを製造した。実施例1と同様に、第1及び第2高分子樹脂は固相重合を行ってない状態で重合を完了した。
前記実施例1〜3で使用した第1及び第2高分子をそれぞれ使用し、製造された多層押出フィルムを実施例1と同様の方法で延伸した後、フィルム上に10μmのポリメチルメタクリレートをウレタンアクリレートバインダー100重量部に対して135重量部で含む拡散層を形成し、その背面には下部光学部材とのブロッキングを防止するために濁度が5%となるようにポリメチルメタクリレート粒子5μmをウレタンアクリレートバインダー100重量部に対して15重量部で含むアンチブロッキング層を形成することにより、最終的に輝度増強フィルムを製造した。
高分子重合反応器にジメチルカルボキシルナフタレート(NDC)とエチレングリコール(EG)を入れ、縮合重合によって、エチレンナフタレート繰り返し単位が100モル%の第1高分子樹脂を製造したと共に、ジメチルカルボキシルナフタレート(NDC)、エチレングリコール(EG)及びテレフタル酸(TPA)をそれぞれ入れ、前述のように縮合重合によって、エチレンナフタレート繰り返し単位が40モル%、エチレンテレフタレート繰り返し単位が60モル%の第2高分子樹脂を製造した。第1高分子樹脂及び第2高分子樹脂は、共に固相重合を行い、重合を完了した。製造された第1高分子樹脂は100℃24時間乾燥機によって水分を除去し、第2高分子樹脂は70℃48時間乾燥によって水分を除去した。第1高分子樹脂と第2高分子樹脂をそれぞれ30kg/hrの速度で256倍の多層フィードブロックに通して最終的に1024層の多層押出フィルムを製造した。製造された多層押出フィルムを130℃で5倍の延伸比で一軸延伸し、延伸された多層フィルムの両面にアクリル系のUV硬化型接着剤を塗布した後、KOLON社の拡散フィルム(LD102)をラミネートし、500mJ/cm2の光量でUVを照射して輝度増強フィルムを製造した。
第1及び第2高分子樹脂層を形成するために、ジメチルカルボキシルナフタレート(NDC)、エチレングリコール(EG)及びテレフタル酸(TPA)の投入量を変量し、表1のとおりエチレンナフタレート繰り返し単位とエチレンテレフタレート繰り返し単位の含量が異なる第1及び第2高分子樹脂を適用した以外は、前記比較例1と同様にして、輝度増強フィルムを製造した。比較例1と同様に、第1及び第2高分子樹脂は共に固相重合を行い、重合を完了した。
前記比較例1〜3で使用した第1及び第2高分子をそれぞれ用いて多層押出フィルムを製膜し、比較例1と同様の方法で延伸を行った後、実施例4〜6と同様の拡散層を延伸されたフィルム上に直接塗布して輝度増強フィルムを製造した。
22インチのバックライトユニットに光学フィルムとして拡散フィルム(XC210、KOLON社)とプリズムフィルム(LC217、KOLON社)を組み合わせ、その上に、各条件に符合する輝度増強フィルムを積層し或いは通常の輝度増強フィルムを積層するときに、22インチのLCDパネルをのせて12Vの電源を印加した後、輝度計(BM−7、日本TOPCON社)で輝度を測定する方式によって輝度を測定し、各条件による輝度減少率を測定した。
ペレット型の第1及び第2高分子樹脂チップをそれぞれ4mgの重量に定量して試料を製作した後、示差走査熱量計(DSC、Perkin Elmer社)で温度を30〜300℃に昇温しながら第1及び第2高分子樹脂のガラス転移温度をそれぞれ測定した。この値から前記第1及び第2高分子樹脂のガラス転移温度の差を計算した。
第1高分子樹脂と第2高分子樹脂から別々にそれぞれシートに製作し、実験室規模の延伸機によって130℃で6倍に一軸延伸した後、50mm×50mmのサイズに切ってプリズムカプラー(SPA−3DR、Sairon Technology社)に装着し、632.8nmのレーザーを照射して延伸軸に沿った屈折率を測定した。この値から前記第1及び第2高分子樹脂シート間の屈折率の差を計算した。
延伸された多層フィルムと拡散フィルムをUV硬化樹脂(接着層)にラミネートして得られた輝度増強フィルムの場合は、25mm×150mmのサイズに切り、100℃の沸騰湯浴中に入れて1時間加熱した後、水気を除去して拡散フィルムと多層フィルムをそれぞれジグに装着して180°で300mm/minの速度にて剥離(peeling)したときにかかるロード(load)値を確認する。
サイズ50mm×50mmのサンプルをプレートに固定した後、脱イオン水(DI Water)1滴を滴下してDrop Shape Analyzer(DSA100)装備を用いて接触角を測定した。脱イオン水1滴を滴下した後、該装備で10回以上測定して平均を求めた。1サンプル当たり9ポイント測定して平均した。
第1高分子樹脂として固有粘度0.48dL/gのポリエチレンナフタレートを含み、第2高分子樹脂(固有粘度0.48dL/g)として40モル%のエチレンナフタレートを含むエチレンナフタレート−エチレンテレフタレート共重合体を、それぞれ30kg/hrの同速度で共押出して256倍の多層フィードブロックを通じて最終的に1024層に交互に形成させた後、スキン層として0.48dL/gのポリエチレンナフタレートを3層フィードブロックを通じて30kg/hrの速度で押出させ、最終的にスキン層を有する多層薄膜を製造した。前記第1高分子樹脂、第2高分子樹脂及びスキン層形成樹脂のいずれも固相重合を行っていない状態のものである。前記製造されたスキン層を有する多層薄膜は、125℃で5倍の延伸比で延伸し、延伸したフィルムの一面に、10μmのポリメチルメタクリレートをウレタンアクリレートバインダー樹脂100重量部に対して135重量部で含有する光拡散層を形成し、その背面には下部光学部材とのブロッキングを防止するために濁度が5%となるようにポリメチルメタクリレート粒子5μmをウレタンアクリレートバインダー樹脂100重量部に対して15重量部で塗布し、最終的に輝度増強フィルムを製造した。
第1高分子樹脂として固有粘度0.5dL/gのポリエチレンナフタレートを使用(スキン層樹脂も同一)した以外は、前記実施例7と同様の一連の方法で輝度増強フィルムを製造した。
光拡散層を形成させる光拡散粒子比を、表1に示すように、ウレタンアクリレートバインダー樹脂100重量部に対して100重量部、150重量部、200重量部に変更して形成させた以外は、実施例7と同様の一連の工程を経て、最終的に輝度増強フィルムを製造した。
光拡散層を形成させる光拡散粒子として平均粒径1〜20μm及び屈折率1.45の第1光拡散粒子と、平均粒径20〜40μm及び屈折率1.50の第2光拡散粒子を、ウレタンアクリレートバインダー樹脂100重量部に対してそれぞれ100重量部ずつ含むように形成させた以外は、実施例7と同様の一連の工程を経て、最終的に輝度増強フィルムを製造した。
第1高分子樹脂として固有粘度0.6dL/gのポリエチレンナフタレート(固相重合を行ったもの)を用いて多層薄膜及びスキン層を形成した以外は、前記実施例7と同様の一連の方法で、輝度増強フィルムを製造した。
光拡散層を形成させる光拡散粒子比を、表1に示すように、ウレタンアクリレートバインダー樹脂100重量部に対して20重量部、250重量部に変更して形成した以外は、実施例7と同様の一連の工程を経て、最終的に輝度増強フィルムを製造した。
第1高分子樹脂として固有粘度0.6dL/gのポリエチレンナフタレートを含み、第2高分子樹脂(固有粘度0.6dL/g)として40モル%のエチレンナフタレートを含むエチレンナフタレート−エチレンテレフタレート共重合体を、それぞれ30kg/hrの同速度で共押出し、256倍の多層フィードブロックを通じて最終的に1024層に交互に形成させた後、それぞれ30g/hrの速度で256倍の多層フィードブロックを通じて最終的に1024層の多層押出フィルムを製造した。製造された多層押出フィルムを130℃で5倍の延伸比で一軸延伸し、延伸された多層フィルムの両面にアクリル系のUV硬化型接着剤を塗布した後、KOLON社の拡散フィルム(LD102)をラミネートし、500mJ/cm2の光量でUVを照射して輝度増強フィルムを製造した。
22インチのバックライトユニットに光学フィルムとして拡散フィルム(XC210、KOLON社)とプリズムフィルム(LC217、KOLON社)を組み合わせ、輝度増強フィルムを積層し、その上に22インチのLCDパネルをのせて12Vの電源を印加した後、輝度計(BM−7、日本TOPCON社)で輝度を測定した。
測定した輝度を次の式に適用して計算した。
輝度増加率=(輝度増強フィルムの使用時の輝度)/(輝度増強フィルムの未使用時の輝度)
22インチのバックライトユニットに光学フィルムとして拡散フィルム(XC210、KOLON社)、プリズムフィルム(LC17、KOLON社)を組み合わせ、その上に輝度増強フィルムを積層する或いは積層しないときにそれぞれ22インチのLCDパネルをのせ、12Vの電源を印加した後、輝度計(BM−7、日本TOPCON社)で輝度増強フィルムの面の法線から50°の角度で測定した輝度数値を用いて相対輝度比率を換算した。
延伸された多層フィルムと拡散フィルムをUV硬化樹脂(接着層)でラミネートして得られた輝度増強フィルムの場合は、25mm×150mmのサイズに切り、100℃の沸騰湯浴中に入れて1時間加熱した後、水気を除去し、拡散フィルムと多層フィルムをそれぞれジグに装着して180°で300mm/minの速度にて剥離(peeling)したときにかかるロード値を確認する。
サイズ50mm×50mmのサンプルをプレートに固定した後、脱イオン水(DI Water)1滴を滴下してDrop Shape Analyzer(DSA100)装備を用いて接触角を測定した。脱イオン水1滴を滴下した後、該装備で10回以上測定して平均を求めた。1サンプル当たり9Point測定して平均した。
22インチのバックライトユニットに光学フィルムとして拡散フィルム(XC210、KOLON社)、プリズムフィルム(LC217、KOLON社)を組み合わせ、その上に、各条件に符合する輝度増強フィルムを積層し或いは通常の輝度増強フィルムを積層するときに、22インチのLCDパネルをのせて12Vの電源を印加した後、輝度計(BM−7、日本TOPCON社)で輝度を測定する方式で輝度を測定して各条件による輝度減少率を測定した。
2 接着層
3 多層薄膜
4 接着層
5 光拡散フィルム
Claims (34)
- 光学的等方性の第1薄膜及び光学的非等方性の第2薄膜を多数有する多層薄膜と、前記多層薄膜の少なくとも一面上に形成された光拡散層とを含んでなり、
下記第1環境条件を満たした後に測定された輝度減少率、及び下記第2環境条件を満たした後に測定された輝度減少率がそれぞれ10%である、輝度増強フィルム。
第1環境条件:50℃に維持されるチャンバー内に輝度増強フィルムが1000時間配置されること、
第2環境条件:−20℃に維持されるチャンバー内に輝度増強フィルムが1000時間配置されること。 - 前記第1環境条件を満たした後に測定された輝度減少率、及び前記第2環境条件を満たした後に測定された輝度減少率がそれぞれ8%以下である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1環境条件を満たした後に測定された輝度減少率、及び前記第2環境条件を満たした後に測定された輝度減少率がそれぞれ5%以下である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 下記第3環境条件を満たした後に測定された輝度減少率、及び下記第4環境条件を満たした後に測定された輝度減少率がそれぞれ10%以下である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
第3環境条件:60℃及び95%RHに維持されるチャンバー内に輝度増強フィルムが1000時間配置されること、
第4環境条件:70℃/60分、−20℃/60分を1サイクルとして100サイクル繰り返し行われるチャンバー内に輝度増強フィルムが前記100サイクルの反復完了まで配置されること。 - 多層薄膜は50〜85°の表面接触角を有する、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記光拡散層はバインダー樹脂、及び前記バインダー樹脂100重量部に対して光拡散粒子20〜200重量部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記バインダー樹脂はウレタンアクリレート系バインダー樹脂であることを特徴とする、請求項6に記載の輝度増強フィルム。
- 前記光拡散粒子は平均粒径1〜20μmの第1光拡散粒子及び平均粒径20〜40μmの第2光拡散粒子の少なくとも一方を含む、請求項6に記載の輝度増強フィルム。
- 前記光拡散粒子は、平均粒径1〜20μm及び屈折率n1の第1光拡散粒子と、平均粒径20〜40μm及び屈折率n2の第2光拡散粒子を含み、前記|n1−n2|>0.02であることを特徴とする、請求項6に記載の輝度増強フィルム。
- 前記光拡散粒子は第1光拡散粒子と第2光拡散粒子を10:90〜90:10の含量で含むことを特徴とする、請求項7又は8に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1薄膜はエチレンナフタレート繰り返し単位の含量が80モル%以上の樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1薄膜は、エチレンナフタレート繰り返し単位の含量が80モル%以上100モル%以下であり、エチレンテレフタレート繰り返し単位の含量が20モル%以下0モル%以上の樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第2薄膜はエチレンナフタレート繰り返し単位の含量が10モル%以上60モル%以下の樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第2薄膜は、エチレンナフタレート繰り返し単位の含量が10モル%以上60モル%以下であり、エチレンテレフタレート繰り返し単位の含量が40モル%以上90モル%以下の樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1薄膜は固有粘度0.5dL/g以下の高分子樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第2薄膜は固有粘度0.5dL/g以下の高分子樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1薄膜は第1高分子樹脂を含み、
前記第2薄膜は第2高分子樹脂を含み、
前記第1高分子樹脂のガラス転移温度と前記第2高分子樹脂のガラス転移温度との差が30℃以下である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。 - 光拡散層は基材フィルム上に光拡散層を含む光拡散フィルムの形態である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記多層薄膜と光拡散フィルムとの間に挟まれた接着層を含む、請求項18に記載の輝度増強フィルム。
- 前記多層薄膜は、第1薄膜又は第2薄膜の樹脂として、固相重合を行っていない高分子樹脂を含む、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記多層薄膜と、
前記多層薄膜の一方の面に形成された光拡散層と、
前記多層薄膜の他方の面に形成されたアンチブロッキング層とを含んでなる、請求項1に記載の輝度増強フィルム。 - 多層薄膜と、
前記多層薄膜の一方の面に形成された第1スキン層と、
前記第1スキン層上に形成された光拡散層とを含んでなる、請求項1に記載の輝度増強フィルム。 - 前記多層薄膜の他方の面に形成された第2スキン層を含む、請求項22に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第2スキン層上に形成されたアンチブロッキング層をさらに含む、請求項23に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1及び第2スキン層の少なくとも1層は固有粘度0.5dL/g以下の高分子樹脂を含む、請求項22又は23に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1スキン層単独、或いは第1スキン層と第2スキン層ともは50〜85°の表面接触角を有する、請求項22又は23に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1スキン層単独、或いは第1スキン層と第2スキン層ともは固相重合を行っていない高分子樹脂を含む、請求項22又は23に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第1スキン層及び第2スキン層の少なくとも1層はその厚さが多層薄膜の厚さと同一又はそれより小さいことを特徴とする、請求項22又は23に記載の輝度増強フィルム。
- 前記輝度増強フィルムは、
前記フィルム面内に互いに直交する第1軸及び第2軸を含み、
前記輝度増強フィルムに入射する光のうち、前記第1軸に沿って偏光された光を反射させ、前記輝度増強フィルムに入射する光のうち、前記第2軸に沿って偏光された光を透過させる、請求項1に記載の輝度増強フィルム。 - 前記第1軸に沿った前記第1薄膜と前記第2薄膜間の屈折率の差が少なくとも0.05である、請求項29に記載の輝度増強フィルム。
- 前記第2軸に沿った前記第1薄膜と前記第2薄膜間の屈折率の差が0.03以下である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 前記輝度増強フィルムは、
前記フィルム面に垂直する第3軸を含み、
前記第3軸に沿った前記第1薄膜と前記第2薄膜間の屈折率の差が0.03以下である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。 - 前記輝度増強フィルムの面の法線から50°の角度で測定した相対輝度比率が少なくとも180%である、請求項1に記載の輝度増強フィルム。
- 請求項1の輝度増強フィルムを含む、バックライトユニット。
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