JP2017134146A - エッジライト型バックライト用反射フィルム及びそれを用いた液晶ディスプレイ用バックライト - Google Patents
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Abstract
【課題】導光板と反射フィルムが不均一に密着し輝度ムラが発生することを防ぐ反射フィルムを提供する。【解決手段】基材フィルムの少なくとも片面に粒子を含有する粒子含有層を有し、次の(i)〜(iv)すべてを満たすエッジライト型バックライト用反射フィルム。(i)前記粒子が芳香族ポリエステルを含有すること。(ii)前記粒子含有層に凸部を有し、該凸部の高さが20〜50μmであること。(iii)前記粒子含有層の厚みが4〜10μmであること。(iv)前記粒子含有層中の粒子含有量が10〜20質量%であること。【選択図】なし
Description
本発明は、液晶ディスプレイ用バックライトの輝度ムラ改善を図る反射フィルムに関するものである。さらに詳しくは、エッジライト方式の液晶ディスプレイ用バックライト及び看板・自動販売機などの照明用面光源に好適に用いられる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。従来、液晶ディスプレイの種類に応じて、比較的小さな液晶モニターではエッジライト方式のバックライト、それに対して比較的大きな液晶テレビでは直下型のバックライトが採用されていた。これらのバックライト用反射フィルムとしては、気泡により多孔質に形成された白色フィルムが一般的に用いられている(特許文献1)。また、プリズム形状を付加した導光板とともに好適に用いられるものとして、軟質ビーズを含む層を基材シート層に積層した反射フィルムも開発されている(特許文献2、3)。
2009年近傍より液晶テレビ薄型化により、液晶テレビでもエッジライト方式のバックライトが採用され、それと同時にエッジライト方式のバックライトに関する開発が精力的に実施されている。さらに低消費電力化及び水銀フリー化のため、発光ダイオード(以下、LEDと略する)が光源として採用されつつある。
テレビでは、ノートパソコンやデスクトップモニターと異なり、高輝度が求められ、LEDを多数配置する必要がある。そのため、熱伝導係数の高いアルミニウムを使用した筐体を作成し、放熱対策を取る必要があった。しかし、アルミニウムを採用した場合、機械強度に乏しくなり易い。そのため、例えば図1に示すように、絞り成形により背面筐体4に凹凸を形成する必要があった。なお、該凹凸は、薄型化のため凹部に回路等を配置し省スペース化を図ることも意図されていた。
また、エッジライト型バックライトには、光学部材として導光板が必須となる。導光板に関して、従来のノートパソコンやデスクトップモニターでは、25インチ型程度までのサイズで十分あったが、TVでは30〜60インチ型が必要となる。そのため、主にアクリル板(3〜4mm厚み)に円やドットを印刷した、凸状部を有する導光板、レーザー加工やUV転写法による凹状部を有する導光板等が開発されている。
大型エッジライト型バックライトにおいては、導光板と反射フィルムとが直接接触する構造となる。そのため、かかる構造における課題としては下記(1)〜(5)の課題があった。
(1)導光板と反射フィルムが不均一に密着し輝度ムラを発生する問題。
(2)背面筐体の成形不良により発生した局所的な凸部により反射フィルムが盛り上がり、該反射フィルムが導光板に強く接触した結果、該導光板がキズつき、輝度ムラを発生する問題。
(3)TVの振動試験にて、導光板と反射フィルムが擦れ合いにより導光板にキズが付き、輝度ムラを発生する問題。
(4)凸型導光板を使用したバックライトにおいて、反射フィルム上に形成した凸部が導光板の凸部によって圧縮された結果、導光板と反射フィルムが不均一に密着し白点(点状に明るく視認される部分)を発生する問題。
(5)凸型導光板を使用したバックライトにおいて、反射フィルム上に形成した凸部が導光板の凸部によって破壊され、その破片が導光板側に付着することで白点ムラ(点状に明るく視認される部分)を発生する問題。
(1)導光板と反射フィルムが不均一に密着し輝度ムラを発生する問題。
(2)背面筐体の成形不良により発生した局所的な凸部により反射フィルムが盛り上がり、該反射フィルムが導光板に強く接触した結果、該導光板がキズつき、輝度ムラを発生する問題。
(3)TVの振動試験にて、導光板と反射フィルムが擦れ合いにより導光板にキズが付き、輝度ムラを発生する問題。
(4)凸型導光板を使用したバックライトにおいて、反射フィルム上に形成した凸部が導光板の凸部によって圧縮された結果、導光板と反射フィルムが不均一に密着し白点(点状に明るく視認される部分)を発生する問題。
(5)凸型導光板を使用したバックライトにおいて、反射フィルム上に形成した凸部が導光板の凸部によって破壊され、その破片が導光板側に付着することで白点ムラ(点状に明るく視認される部分)を発生する問題。
(1)〜(4)の問題に対して反射フィルムの剛性、表面凸部の高さ、表面凸部に含まれる粒子硬度や種類を適当な範囲で規定することで解決してきた(特許文献4〜6)。
しかし、最近のバックライト薄型化、曲面化を目的とした導光板薄膜化(4mmから2mmへ)が進行しており、前記課題(5)で示した反射フィルム上に形成した凸部が導光板凸部によって破壊される問題が大きな課題になっている。原因としては導光板薄型化、曲面化に伴い以下の(i)〜(ii)のバックライト構造上の問題がある。
(i)熱膨張による導光板撓み増加による反射フィルムへの負荷増加。
(ii)導光板撓みを抑えるためバックライトの光学フィルムの固定圧力が増加し、導光板と反射フィルムの接触圧力増加。
(i)熱膨張による導光板撓み増加による反射フィルムへの負荷増加。
(ii)導光板撓みを抑えるためバックライトの光学フィルムの固定圧力が増加し、導光板と反射フィルムの接触圧力増加。
そこで、本発明の目的は、前記(1)〜(4)の課題を解決すると同時に新たな課題である前記(5)を同時に解決する反射フィルムを提供することにある。
本発明は、かかる課題を解決するために、次の(1)の手段を採用する。
(1)基材フィルムの少なくとも片面に粒子を含有する粒子含有層を有し、次の(i)〜(iv)すべてを満たすエッジライト型バックライト用反射フィルム。
(i)前記粒子が芳香族ポリエステルを含有すること。
(ii)前記粒子含有層に凸部を有し、該凸部の高さが20〜50μmであること。
(iii)前記粒子含有層の厚みが4〜10μmであること。
(iv)前記粒子含有層中の粒子含有量が10〜20質量%であること。
(1)基材フィルムの少なくとも片面に粒子を含有する粒子含有層を有し、次の(i)〜(iv)すべてを満たすエッジライト型バックライト用反射フィルム。
(i)前記粒子が芳香族ポリエステルを含有すること。
(ii)前記粒子含有層に凸部を有し、該凸部の高さが20〜50μmであること。
(iii)前記粒子含有層の厚みが4〜10μmであること。
(iv)前記粒子含有層中の粒子含有量が10〜20質量%であること。
また、本発明は次の(2)の液晶ディスプレイ用バックライトを採用する。
(2)(1)に記載のエッジライト型バックライト用反射フィルムを用いて構成されており、且つ、発光ダイオードを光源とする液晶ディスプレイ用バックライト。
(2)(1)に記載のエッジライト型バックライト用反射フィルムを用いて構成されており、且つ、発光ダイオードを光源とする液晶ディスプレイ用バックライト。
本発明によれば、反射フィルムと接触部材(例えば導光板)との貼り付きが抑制され、粒子含有層の表面に凸部を形成する粒子の損傷が抑制され、かつ輝度ムラの発生が抑制される。本発明の好ましい態様によれば、反射フィルムと接触部材(例えば導光板)とが接触することによる接触部材の傷付きが抑制される。
本発明において、反射フィルムと接触する部材(接触部材)は特に限定されず、反射フィルムの用途や使用目的によって接触部材が適宜選択される。
本発明の反射フィルムは、特に、エッジライト型バックライトに好適であり、係るバックライトは反射フィルムと導光板とが接触配置されている。以下、接触部材として導光板を例に挙げて説明する。
本発明は、前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、基材フィルムに粒子含有層を設けることによって形成された凸部の高さ、粒子含有層の厚み、粒子含有層中の粒子含有量が特定の範囲であり、粒子の組成が特定の場合に、前記課題を解決することを究明したものである。
輝度ムラとは、エッジライト型バックライトを点灯した際に目視にて観察される以下に記載するムラを意味する。
(i)スジ状のムラ
(ii)水たまり状のムラ
(iii)暗部となって見えるムラ
白点ムラとは、バックライトを点灯した際に目視にて観察される長径5cm未満の楕円体の点状のムラを意味する。
(i)スジ状のムラ
(ii)水たまり状のムラ
(iii)暗部となって見えるムラ
白点ムラとは、バックライトを点灯した際に目視にて観察される長径5cm未満の楕円体の点状のムラを意味する。
凸部とは図5における距離Cが3μm以上の部分を意味しており、距離Cは任意の凸部における凸部の高さAと粒子含有層の厚みBの差により算出される。
以下、本発明にかかる反射フィルムについて詳細を説明する。
[反射フィルムの凸部の高さ]
本発明に係る反射フィルムは、少なくとも片面(反射面となる側の面、以下、面(A)と称する)に凸部を有する。本発明における凸部の高さAは図5に記載の凸部の頂点と粒子含有層底面との距離である。該凸部の高さが20〜50μmであることが好ましく、最も好ましくは30〜50μmである。20μm未満の場合、エッジライト型バックライトでの輝度ムラが大きくなる場合がある。一方、50μmよりも大きい場合、粒子の脱落が発生して打ち抜き工程での工程汚染を発生する場合がある。
本発明に係る反射フィルムは、少なくとも片面(反射面となる側の面、以下、面(A)と称する)に凸部を有する。本発明における凸部の高さAは図5に記載の凸部の頂点と粒子含有層底面との距離である。該凸部の高さが20〜50μmであることが好ましく、最も好ましくは30〜50μmである。20μm未満の場合、エッジライト型バックライトでの輝度ムラが大きくなる場合がある。一方、50μmよりも大きい場合、粒子の脱落が発生して打ち抜き工程での工程汚染を発生する場合がある。
凸部の高さの測定方法は、実施例の項に詳細を記載する。
[粒子含有層]
本発明に係る粒子含有層は粒子、バインダー樹脂および硬化剤を含有することが好ましい。また粒子含有層の形成方法は特に限定されないが、粒子を含有する塗液を基材フィルムに塗布することにより形成することが好ましい。
本発明に係る粒子含有層は粒子、バインダー樹脂および硬化剤を含有することが好ましい。また粒子含有層の形成方法は特に限定されないが、粒子を含有する塗液を基材フィルムに塗布することにより形成することが好ましい。
[粒子含有層の厚み]
本発明における粒子含有層の厚みは図5に記載の粒子含有層表面と粒子含有層底面との距離Bであり、4〜10μmであることが好ましい。最も好ましくは6〜9μmである。4μm未満の場合、粒子表面の覆っている粒子含有層が剥離して粒子の損傷(削れ性)が大きくなると同時に剥離したバインダー樹脂が導光板側に付着することで白点ムラ(点状に明るく視認される部分)を発生する場合がある。一方、10μmよりも大きい場合、白点ムラ(点状に明るく視認される部分)が発生する場合がある。
本発明における粒子含有層の厚みは図5に記載の粒子含有層表面と粒子含有層底面との距離Bであり、4〜10μmであることが好ましい。最も好ましくは6〜9μmである。4μm未満の場合、粒子表面の覆っている粒子含有層が剥離して粒子の損傷(削れ性)が大きくなると同時に剥離したバインダー樹脂が導光板側に付着することで白点ムラ(点状に明るく視認される部分)を発生する場合がある。一方、10μmよりも大きい場合、白点ムラ(点状に明るく視認される部分)が発生する場合がある。
粒子含有層の厚みの測定方法は、実施例の項に詳細を記載する。
[粒子含有量]
粒子含有層における粒子の含有量は、粒子含有層の固形分総量100質量%に対して10〜20質量%が好ましく、最も好ましくは15〜20質量%である。10質量%未満の場合、輝度ムラが発生しやすくなる場合があり、20質量%よりも大きい場合、粒子の損傷(削れ性)が大きくなる場合がある。
粒子含有層における粒子の含有量は、粒子含有層の固形分総量100質量%に対して10〜20質量%が好ましく、最も好ましくは15〜20質量%である。10質量%未満の場合、輝度ムラが発生しやすくなる場合があり、20質量%よりも大きい場合、粒子の損傷(削れ性)が大きくなる場合がある。
[粒子の組成]
本発明において粒子は芳香族ポリエステルを含有することが好ましい。芳香族ポリエステルは回収製膜性に優れるだけではなく、引っ張り強度・伸度・コストのバランスに優れ、粒子の損傷(粒子の一部が削り取られる現象)が発生しにくい特徴を有している。
本発明において粒子は芳香族ポリエステルを含有することが好ましい。芳香族ポリエステルは回収製膜性に優れるだけではなく、引っ張り強度・伸度・コストのバランスに優れ、粒子の損傷(粒子の一部が削り取られる現象)が発生しにくい特徴を有している。
芳香族ポリエステルとしては、ジカルボン酸成分とジオール成分とからなるポリエステルを用いる。この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−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸を挙げることができる。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挙げることができる。これらの芳香族ポリエステルのなかでも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が好ましい。
[バインダー樹脂の組成]
粒子含有層を構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、シリコーン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、粒子分散性、塗布により粒子含有層を形成する際の塗布性、光沢度の点から好ましく使用される。
粒子含有層を構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、シリコーン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、粒子分散性、塗布により粒子含有層を形成する際の塗布性、光沢度の点から好ましく使用される。
粒子含有層の耐光性という点では、粒子含有層中においても、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。含有する形態に関しては、特に限定されるものではなく、かかる粒子含有層を形成する樹脂と混合する等の方法でもよく、かかる粒子含有層よりブリードアウトすることを防ぎたい場合は、例えば該粒子含有層を形成する樹脂と共重合する等の方法でもよい
[硬化剤]
粒子含有層中の硬化剤はバインダー樹脂と架橋構造を形成することで、粒子含有層の硬度向上に寄与し、これによって粒子の損傷が更に抑制される。係る架橋剤としては、イソシアネート系、メラミン系、エポキシ系の架橋剤が好ましく、中でも、比較的低温でも迅速に架橋反応することができるという観点から、イソシアネート系架橋剤が好ましい。粒子含有層における架橋剤の含有量は、粒子含有層の固形分総量100質量%に対して10〜12質量%の範囲が好ましい。
[硬化剤]
粒子含有層中の硬化剤はバインダー樹脂と架橋構造を形成することで、粒子含有層の硬度向上に寄与し、これによって粒子の損傷が更に抑制される。係る架橋剤としては、イソシアネート系、メラミン系、エポキシ系の架橋剤が好ましく、中でも、比較的低温でも迅速に架橋反応することができるという観点から、イソシアネート系架橋剤が好ましい。粒子含有層における架橋剤の含有量は、粒子含有層の固形分総量100質量%に対して10〜12質量%の範囲が好ましい。
[基材フィルム]
基材フィルムは、可視光線反射率が高いことが好ましく(例えば可視光線(波長550nm)の反射率が95%以上であることが好ましく)、この観点から、少なくとも内部に気泡を有する白色フィルムが好ましく用いられる。
基材フィルムは、可視光線反射率が高いことが好ましく(例えば可視光線(波長550nm)の反射率が95%以上であることが好ましく)、この観点から、少なくとも内部に気泡を有する白色フィルムが好ましく用いられる。
内部に気泡を有する白色フィルム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挙げられる。これらの製造方法等については、特開平8−262208号公報の〔0034〕〜〔0057〕、特開2002−90515号公報の〔0007〕〜〔0018〕、特開2002−138150号公報の〔0008〕〜〔0034〕等に詳細に開示されている。中でも特開2002−90515号公報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、あるいはポリエチレンナフタレートと混合及び/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好ましく用いられる。
基材フィルムの好ましい態様は、上述の内部に気泡を含有するフィルム層(B層)の少なくとも一方の面に、上記B層を支持(保持)するためのフィルム層(A層)が積層されたものが挙げられる。この態様において、A層はB層の片面のみに積層されていてもよいし、B層の両面に積層されていてもよい。つまり、A層/B層の2層構成、A1層/B層/A2層の3層構成が挙げられる。これらの中でも、良好な加工性(透過部の形成)を確保するという観点および高い剛性を得るという観点から、A1層/B層/A2層の3層構成が好ましい。ここで、A1層とA2層はA層であり、A1層とA2層は同一の構成(組成や厚みが同一)であってもよいし、異なる構成(組成および厚みの少なくとも一方が異なる)であってもよい。
上記のような3層構成において、A1層とA2層は全く同一組成で構成されていてもよいし、異なる組成で構成されていてもよいが、白色フィルムの生産性の観点から、A1層とA2層は全く同一組成で構成されていることが好ましい。以下の説明において、A1層とA2層を統合して「A層」と称することがあり、「A層」なる表現には、2層構成のA層および3層構成のA1層とA2層とが含まれる。また、以下の説明においてA層に含有する各種材料の含有量は、一層当たりの含有量を指す。
A層はB層を支持(保持)する機能を有することが好ましい。A層にこの機能を付与するという観点から、A層は樹脂を主体とする層であることが好ましい。ここで、A層が樹脂を主体とする層であるとは、A層の固形分総量100質量%に対して樹脂を50質量%以上含有することを意味する。更にA層は、樹脂を60質量%以上含有することが好ましく、70質量%以上含有することがより好ましく、特に80質量%以上含有することが好ましい。上限は99質量%程度である。
また、A層は粒子を含有することが好ましい。A層に粒子を含有させることによって反射フィルムに適度なすべり性を付与することができる。反射フィルムにすべり性が付与されることによりハンドリング性や加工性(透過部(開口部)を形成するための打ち抜き加工等)が良好となる。
A層を構成する樹脂としては、ポリエステル樹脂が好ましい。かかるポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)が好ましい。また、このポリエステル樹脂の中には、公知の各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤などが添加されていてもよい。A層を構成するポリエステル樹脂の含有量は、A層を構成する樹脂総量100質量部に対して50質量部以上が好ましく、60質量部以上がより好ましく、特に70質量部以上が好ましい。上限は99質量部程度である。
A層に含有させる粒子としては、有機粒子や無機粒子を挙げることができる。有機粒子としては、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、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、シリコーン樹脂などの樹脂からなる粒子、上記樹脂の2種以上の共重合体もしくは混合物からなる粒子が挙げられる。
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が挙げられる。
上記した粒子の中でも無機粒子が好ましく、更に無機粒子の中でも、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム、シリカが好ましく用いられる。
粒子の平均粒子径は、0.05〜10μmの範囲が好ましく、0.1〜5μmの範囲がより好ましく、0.2〜3μmの範囲がさらに好ましい。
A層における粒子の含有量は、A層の固形分総量100質量%に対して0.005質量%以上であることが好ましく、0.01質量%以上であることがより好ましい。上限の含有量は、A層の固形分総量100質量%に対して20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。粒子の含有量が0.005質量%未満では、良好なすべり性が得られない場合がある。一方、粒子の含有量が20質量%を超えると製膜性が低下する場合がある。
B層はフィルム層内部に微細な気泡を含有することによって白色化されている層であることが好ましい。B層は、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好ましく用いられる。この内部に気泡を含有するフィルム層(B層)の製造方法等は、前述したように、例えば特開平8−262208号公報、特開2002−90515号公報、特開2002−138150号公報等に詳細に開示されており、本発明に用いることができる。
B層は、ポリプロピレン樹脂やポリエステル樹脂で構成されていることが好ましく、特にポリエステル樹脂で構成されていることが好ましい。B層を構成するポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)が好ましい。また、このポリエステル樹脂の中には、公知の各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤などが添加されていてもよい。B層を構成するポリエステル樹脂の含有量は、B層の固形分総量100質量%に対して50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、特に70質量%以上が好ましい。上限は95質量%程度である。
B層における気泡の形成は、例えば、フィルム基材であるポリエステルフィルム中に、ポリエステル樹脂とは非相溶な樹脂を細かく分散させ、それを延伸(たとえば二軸延伸)することにより達成できる。
B層は、B層を構成するポリエステル樹脂に非相溶な樹脂を混合して含有させることが好ましい。非相溶樹脂を含有することにより、延伸時に非相溶樹脂を核とした空洞が生まれ、この空洞界面により光反射が起きる。ポリエステル樹脂に非相溶な樹脂としては、単独重合体であっても共重合体であってもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、フッ素樹脂などが好適に用いられる。これらは2種以上を併用してもよい。
上記の非相溶樹脂の中でも、特にポリエステル樹脂との臨界表面張力差が大きく、延伸後の熱処理によって変形しにくい樹脂が好ましい。具体的には、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、および、これらの共重合体を挙げることができる。これらの中でも特に環状オレフィン共重合体であるエチレンとビシクロアルケンの共重合体が好ましい。
基材フィルムは市販されているものを使用することができる。例えば、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)、SY90、SY95(SKC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UXSP、UXJP(帝人デュポンフィルム(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、E80A、E85D(東レ(株)製)、“テトロン”(登録商標)フィルムUX、UXE、UXK1、UXK2、UXS7、UXQ1(帝人デュポンフィルム(株)製)、LumirexII(三菱樹脂(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フィルムの例として、Optilon ACR3000、ACR3020(デュポン(株)製)、“MCPET”(登録商標)(古河電機工業(株)製)が挙げられる。
[反射フィルムの用途]
本発明の反射フィルムは、エッジライト型バックライトに用いられるが、中でも、エッジライト方式の液晶ディスプレイ用バックライト、及び、看板や自動販売機等の照明用面光源に好適に使用することができる。
本発明の反射フィルムは、エッジライト型バックライトに用いられるが、中でも、エッジライト方式の液晶ディスプレイ用バックライト、及び、看板や自動販売機等の照明用面光源に好適に使用することができる。
その他にも、各種面光源を構成する反射板や、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やバックシートとしても好適に使用することができる。他に、紙代替、すなわちカード、ラベル、シール、宅配伝票、ビデオプリンタ用受像紙、インクジェット、バーコードプリンタ用受像紙、ポスター、地図、無塵紙、表示板、白板、感熱転写、オフセット印刷、テレフォンカード、ICカードなどの各種印刷記録に用いられる受容シートの基材、壁紙等の建材、屋内外で使用する照明器具や間接照明器具、自動車・鉄道・航空機等に搭載する部材、回路材料用等の電子部品としても用いることができる。
特に本発明のエッジライト型バックライト用反射フィルムを用いて構成されており、且つ、発光ダイオードを光源とする液晶ディスプレイ用バックライトであることが好ましい。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。本発明は、これら実施例により限定されるものではない。まず測定法及び評価法を以下に示す。
(1)凸部の高さ
凸部の高さの測定方法は、以下の通りである。
(i)まず、反射フィルムの表面に関して、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて、任意の5箇所(各箇所が2mm×2mmの範囲)を観察する。5箇所観察した中で任意の凸部10箇所を選択する。
(ii)次いで、前記選択した凸部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°にて凸部の重心から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走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて倍率1,000倍にて観察する。
(iii)前記選択した凸部における頂点と粒子含有層底面との距離(図5における距離A)を算出して10箇所の平均値を算出した。これを任意の5箇所において実施し、その数平均を「凸部の高さ」とする。
凸部の高さの測定方法は、以下の通りである。
(i)まず、反射フィルムの表面に関して、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて、任意の5箇所(各箇所が2mm×2mmの範囲)を観察する。5箇所観察した中で任意の凸部10箇所を選択する。
(ii)次いで、前記選択した凸部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°にて凸部の重心から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走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて倍率1,000倍にて観察する。
(iii)前記選択した凸部における頂点と粒子含有層底面との距離(図5における距離A)を算出して10箇所の平均値を算出した。これを任意の5箇所において実施し、その数平均を「凸部の高さ」とする。
(2)粒子含有層の厚み
粒子含有層の厚みの測定方法は、下記の通りである。
(i)まず、反射フィルムの表面に関して、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて、任意の5箇所(各箇所が2mm×2mmの範囲)を観察する。5箇所観察した中で任意の凸部10箇所を選択する。選択する際に図5における隣接する凸部の頂点同士を結んだ距離Dが200μm以上の部分を選択する。
(ii)次いで、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°にて凸部の重心から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走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて倍率1,000倍にて観察する。図5における距離Dの半分となる位置を選択し、この位置から粒子含有層方向に下ろした垂線が粒子含有層と交わる位置における粒子含有層の厚み(B)を測定した。これを任意の10箇所において実施し、その数平均を「粒子含有層の厚み」とする。
粒子含有層の厚みの測定方法は、下記の通りである。
(i)まず、反射フィルムの表面に関して、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて、任意の5箇所(各箇所が2mm×2mmの範囲)を観察する。5箇所観察した中で任意の凸部10箇所を選択する。選択する際に図5における隣接する凸部の頂点同士を結んだ距離Dが200μm以上の部分を選択する。
(ii)次いで、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°にて凸部の重心から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走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−3400N)を用いて倍率1,000倍にて観察する。図5における距離Dの半分となる位置を選択し、この位置から粒子含有層方向に下ろした垂線が粒子含有層と交わる位置における粒子含有層の厚み(B)を測定した。これを任意の10箇所において実施し、その数平均を「粒子含有層の厚み」とする。
(3)白点ムラ(反射フィルムと導光板との貼り付き)の評価
以下の(i)〜(v)の手順で評価を実施した。
(i)24インチ液晶モニター(CHIMEI製、24LH)を分解して、LEDを光源とするエッジライト型バックライトを取り出した。
(ii)ニチバン製エポキシ系接着剤“アラルダイト”(登録商標)AR−R30を用い、高さ300μm、直径3mmの円柱物を作成した。
(iii)光学シートおよび導光板を取り除き、前記円柱物を短辺方向は中央部、長辺方向はLEDバーから20cm離れた位置の背面筐体上に配置し、搭載されていた反射フィルムと同一サイズの反射フィルムおよび導光板をこの順で背面筐体にセットした。
(iv)導光板上部に、金属製リング(2,500g、内径900mm)を、突起がリングのセンターとなる位置にセットした。
(v)コニカミノルタ製二次元色彩輝度計CA−2000を用い、突起部分の輝度(L1)と突起部分ではない部分(L2)の輝度比(L1/L2)を算出し、以下の基準で評価した。
A級:1.20未満
B級:1.20以上1.30未満
C級:1.30以上。
以下の(i)〜(v)の手順で評価を実施した。
(i)24インチ液晶モニター(CHIMEI製、24LH)を分解して、LEDを光源とするエッジライト型バックライトを取り出した。
(ii)ニチバン製エポキシ系接着剤“アラルダイト”(登録商標)AR−R30を用い、高さ300μm、直径3mmの円柱物を作成した。
(iii)光学シートおよび導光板を取り除き、前記円柱物を短辺方向は中央部、長辺方向はLEDバーから20cm離れた位置の背面筐体上に配置し、搭載されていた反射フィルムと同一サイズの反射フィルムおよび導光板をこの順で背面筐体にセットした。
(iv)導光板上部に、金属製リング(2,500g、内径900mm)を、突起がリングのセンターとなる位置にセットした。
(v)コニカミノルタ製二次元色彩輝度計CA−2000を用い、突起部分の輝度(L1)と突起部分ではない部分(L2)の輝度比(L1/L2)を算出し、以下の基準で評価した。
A級:1.20未満
B級:1.20以上1.30未満
C級:1.30以上。
(4)凸部を形成する粒子の損傷(削れ性)の評価
図6は、評価方法の概略側面図であり、以下の(i)〜(iii)の手順で評価を実施した。
(i)55インチ液晶テレビ(LG社製、型名:55UB8500−JA)を分解して、LEDを光源とするエッジライト型バックライトを取り出した。
(ii)バックライトから取り出した凸型導光板2を凸部が上を向くように机7上に固定した後、凸型導光板2の上に反射フィルム1(5cm×10cm)の粒子含有層が下を向くように載せ、更に、反射フィルム1の上に、2枚のステンレス円板(直径30mm、厚み2mmの円板)8、厚みが125μmのPETフィルム9、および500gの重りを順次載置し、反射フィルム1を矢印Xの方向に10cm/秒の速度で移動させた。
(iii)反射フィルム1を取り出し、粒子含有層をレーザー顕微鏡(キーエンス社製レーザー顕微鏡VK−9710)を用いて、対物レンズの倍率を50倍、表示倍率100%で表示して観察した。観察面積は200μm×300μmである。凸部を形成する粒子の損傷の程度(削れ程度)を観察して以下の基準で評価した。
A級:ほとんどの粒子が損傷していない。
B級:一部の粒子に僅かに損傷が確認されるが、許容レベルである。
C級:粒子の多くが損傷しており、許容不可のレベルである。
図6は、評価方法の概略側面図であり、以下の(i)〜(iii)の手順で評価を実施した。
(i)55インチ液晶テレビ(LG社製、型名:55UB8500−JA)を分解して、LEDを光源とするエッジライト型バックライトを取り出した。
(ii)バックライトから取り出した凸型導光板2を凸部が上を向くように机7上に固定した後、凸型導光板2の上に反射フィルム1(5cm×10cm)の粒子含有層が下を向くように載せ、更に、反射フィルム1の上に、2枚のステンレス円板(直径30mm、厚み2mmの円板)8、厚みが125μmのPETフィルム9、および500gの重りを順次載置し、反射フィルム1を矢印Xの方向に10cm/秒の速度で移動させた。
(iii)反射フィルム1を取り出し、粒子含有層をレーザー顕微鏡(キーエンス社製レーザー顕微鏡VK−9710)を用いて、対物レンズの倍率を50倍、表示倍率100%で表示して観察した。観察面積は200μm×300μmである。凸部を形成する粒子の損傷の程度(削れ程度)を観察して以下の基準で評価した。
A級:ほとんどの粒子が損傷していない。
B級:一部の粒子に僅かに損傷が確認されるが、許容レベルである。
C級:粒子の多くが損傷しており、許容不可のレベルである。
(5)導光板の傷付き性(スクラッチ傷)の評価
上記(4)の評価に用いた凸型導光板の凸部が設けられた面側に反射フィルムの粒子含有層の面が接触されるように積層させた後、250gf/cm2(0.0245MPa)、150gf/cm2(0.0147MPa)、及び50gf/cm2(0.0049MPa)の荷重下で反射フィルムを1m/分の線速度で引き上げ、前記導光板の表面上に発生したスクラッチ傷の程度を目視で観察し、以下の基準で評価した。
A級:いずれの荷重下においても傷が見られない。
B級:250gf/cm2の荷重下では傷が見られるが、150gf/cm2の荷重下および50gf/cm2の荷重下においては傷が見られない。
C級:150gf/cm2の荷重下において傷が見られる。
上記(4)の評価に用いた凸型導光板の凸部が設けられた面側に反射フィルムの粒子含有層の面が接触されるように積層させた後、250gf/cm2(0.0245MPa)、150gf/cm2(0.0147MPa)、及び50gf/cm2(0.0049MPa)の荷重下で反射フィルムを1m/分の線速度で引き上げ、前記導光板の表面上に発生したスクラッチ傷の程度を目視で観察し、以下の基準で評価した。
A級:いずれの荷重下においても傷が見られない。
B級:250gf/cm2の荷重下では傷が見られるが、150gf/cm2の荷重下および50gf/cm2の荷重下においては傷が見られない。
C級:150gf/cm2の荷重下において傷が見られる。
<製造例1:粒子1〜4の作成>
テレフタル酸ジメチル150質量部、エチレングリコール98質量部、ジエチレングリコール1.0質量部、酢酸マンガン0.05質量部、酢酸リチウム0.012質量部を精留塔、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150〜240℃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質量部、二酸化ゲルマニウム0.04質量部を添加し、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0.3mmHgまで減圧するとともに292℃まで昇温し、重縮合反応を行い、ポリエチレンテレフタレートを得た。得られたポリエチレンテレフタレートをストランドダイから押出し、冷却後に断裁することによってペレット状とした。ストランドの形状を調整した結果、このペレットの形状はほぼ直方体の形状で形状の平均が4mm×3mm×2mmのものであった。次いで、この得られたペレットをオーブン内で170℃で3時間加熱することによって乾燥結晶化させ、株式会社マツボー製のアトマイザーミルTAP−1を用いて液体窒素で冷却しながら粉砕し、このポリエステル粒子を風力分級することによって平均粒子径17〜45μmの粒子(粒子1〜4)を得た。なお、粒子1〜4はいずれも芳香族ポリエステルを含有する粒子である。
テレフタル酸ジメチル150質量部、エチレングリコール98質量部、ジエチレングリコール1.0質量部、酢酸マンガン0.05質量部、酢酸リチウム0.012質量部を精留塔、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150〜240℃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質量部、二酸化ゲルマニウム0.04質量部を添加し、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0.3mmHgまで減圧するとともに292℃まで昇温し、重縮合反応を行い、ポリエチレンテレフタレートを得た。得られたポリエチレンテレフタレートをストランドダイから押出し、冷却後に断裁することによってペレット状とした。ストランドの形状を調整した結果、このペレットの形状はほぼ直方体の形状で形状の平均が4mm×3mm×2mmのものであった。次いで、この得られたペレットをオーブン内で170℃で3時間加熱することによって乾燥結晶化させ、株式会社マツボー製のアトマイザーミルTAP−1を用いて液体窒素で冷却しながら粉砕し、このポリエステル粒子を風力分級することによって平均粒子径17〜45μmの粒子(粒子1〜4)を得た。なお、粒子1〜4はいずれも芳香族ポリエステルを含有する粒子である。
[実施例1]
“ハルスハイブリッド”(登録商標)UV−G720T(アクリル系共重合体、濃度40質量%の溶液、屈折率1.58、(株)日本触媒製):18g、製造例1で得られた粒子1(平均粒子径30μm):1.69g、デュラネート24A−100(イソシアネート系架橋剤、旭化成ケミカルズ(株)製):0.79g、酢酸エチル:11.5gを混合、撹拌し塗液を準備した。300μmの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)E6SQ)の片面に、メタバー#10を使用してこの塗液を塗布し、120℃、1分間の乾燥条件にて粒子含有層(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を設けた。
“ハルスハイブリッド”(登録商標)UV−G720T(アクリル系共重合体、濃度40質量%の溶液、屈折率1.58、(株)日本触媒製):18g、製造例1で得られた粒子1(平均粒子径30μm):1.69g、デュラネート24A−100(イソシアネート系架橋剤、旭化成ケミカルズ(株)製):0.79g、酢酸エチル:11.5gを混合、撹拌し塗液を準備した。300μmの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)E6SQ)の片面に、メタバー#10を使用してこの塗液を塗布し、120℃、1分間の乾燥条件にて粒子含有層(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を設けた。
[実施例2]
“ハルスハイブリッド”(登録商標)UV−G720T(アクリル系共重合体、濃度40質量%の溶液、屈折率1.58、(株)日本触媒製):18g、製造例1で得られた粒子1(平均粒子径30μm):0.99g、デュラネート24A−100(イソシアネート系架橋剤、旭化成ケミカルズ(株)製):0.79g、酢酸エチル:11.0gを混合、撹拌し塗液を準備した。300μmの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)E6SQ)の片面に、メタバー#18を使用してこの塗液を塗布し、120℃、1分間の乾燥条件にて粒子含有層(粒子含有層中の粒子含有量:11.0質量%)を設けた。
“ハルスハイブリッド”(登録商標)UV−G720T(アクリル系共重合体、濃度40質量%の溶液、屈折率1.58、(株)日本触媒製):18g、製造例1で得られた粒子1(平均粒子径30μm):0.99g、デュラネート24A−100(イソシアネート系架橋剤、旭化成ケミカルズ(株)製):0.79g、酢酸エチル:11.0gを混合、撹拌し塗液を準備した。300μmの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)E6SQ)の片面に、メタバー#18を使用してこの塗液を塗布し、120℃、1分間の乾燥条件にて粒子含有層(粒子含有層中の粒子含有量:11.0質量%)を設けた。
[実施例3]
メタバーを#16を使用した以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
メタバーを#16を使用した以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
[実施例4]
製造例1で得られた粒子1(平均粒子径30μm)を1.95gとし、メタバーを#24とした以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:19.6質量%)を得た。
製造例1で得られた粒子1(平均粒子径30μm)を1.95gとし、メタバーを#24とした以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:19.6質量%)を得た。
[実施例5]
粒子の種類を粒子2(平均粒子径20μm)とした以外は実施例3と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
粒子の種類を粒子2(平均粒子径20μm)とした以外は実施例3と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
[実施例6]
粒子の種類を粒子3(平均粒子径45μm)とした以外は実施例3と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
粒子の種類を粒子3(平均粒子径45μm)とした以外は実施例3と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
[実施例7]
粒子の種類を粒子3(平均粒子径45μm)とした以外は実施例4と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:19.6質量%)を得た。
粒子の種類を粒子3(平均粒子径45μm)とした以外は実施例4と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:19.6質量%)を得た。
[比較例1]
粒子の種類を粒子4(平均粒子径17μm)とし、メタバーを#12とした以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
粒子の種類を粒子4(平均粒子径17μm)とし、メタバーを#12とした以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
[比較例2]
粒子の種類を粒子2(平均粒子径20μm)とし、メタバーを#28とした以外は比較例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
粒子の種類を粒子2(平均粒子径20μm)とし、メタバーを#28とした以外は比較例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
[比較例3]
粒子の種類と量を粒子4(平均粒子径17μm):0.79gとし、メタバーを#6とした以外は比較例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:9.0質量%)を得た。
粒子の種類と量を粒子4(平均粒子径17μm):0.79gとし、メタバーを#6とした以外は比較例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:9.0質量%)を得た。
[比較例4]
粒子量を2.1gとし、メタバーを#12とした以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:20.8質量%)を得た。
粒子量を2.1gとし、メタバーを#12とした以外は実施例1と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:20.8質量%)を得た。
[比較例5]
粒子量を0.79gとした以外は比較例4と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:9.0質量%)を得た。
粒子量を0.79gとした以外は比較例4と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:9.0質量%)を得た。
[比較例6]
粒子の種類を粒子5(積水化成品工業(株)製アクリル粒子「“テクポリマー”(登録商標)BM30X−30」)とした以外は実施例3と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
粒子の種類を粒子5(積水化成品工業(株)製アクリル粒子「“テクポリマー”(登録商標)BM30X−30」)とした以外は実施例3と同様にして反射フィルム(粒子含有層中の粒子含有量:17.5質量%)を得た。
各実施例及び各比較例で作製した反射フィルムについて前述した測定及び評価を行った。
表1に反射フィルムの凸部の高さ、粒子含有層の厚み、粒子含有層中の粒子含有量を記載し、反射フィルムの評価結果として白点ムラ、凸部を形成する粒子の損傷(削れ性)の評価、導光板の傷付き性(スクラッチ傷)の評価を記載した。本発明の特徴を有する実施例の反射フィルムは、白点ムラ、凸部を形成する粒子の損傷(削れ性)の評価、導光板の傷付き性(スクラッチ傷)のいずれも評価結果はB級以上であり良好であった。
凸部の高さが30〜50μm、粒子含有層の厚みが6〜9μm、粒子含有層中の粒子含有量が15〜20質量%の範囲では、いずれの評価結果もA級以上であり、すべての課題を両立することができる。(実施例3、4、6、7)
1 反射フィルム
2 導光板
3 発光ダイオード
4 背面筐体
5 導光板の凸部
6 背面筐体の成形不良により発生した局所的な凸部
7 机
8 ステンレス円板
9 PETフィルム
10 重り
2 導光板
3 発光ダイオード
4 背面筐体
5 導光板の凸部
6 背面筐体の成形不良により発生した局所的な凸部
7 机
8 ステンレス円板
9 PETフィルム
10 重り
Claims (2)
- 基材フィルムの少なくとも片面に粒子を含有する粒子含有層を有し、次の(i)〜(iv)すべてを満たすエッジライト型バックライト用反射フィルム。
(i)前記粒子が芳香族ポリエステルを含有すること。
(ii)前記粒子含有層に凸部を有し、該凸部の高さが20〜50μmであること。
(iii)前記粒子含有層の厚みが4〜10μmであること。
(iv)前記粒子含有層中の粒子含有量が10〜20質量%であること。 - 請求項1に記載のエッジライト型バックライト用反射フィルムを用いて構成されており、且つ、発光ダイオードを光源とする液晶ディスプレイ用バックライト。
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