JP5359275B2 - 光拡散フィルムおよびそれを用いた液晶バックライトユニット - Google Patents
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Description
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の光拡散フィルムは、マトリックス樹脂内部に有機粒子の拡散素子としてポリメチルペンテンを5〜6.7重量%含有し、マトリックス樹脂の両側表面層にポリエチレンテレフタレート(PET)を有する膜厚100〜150μmの内部拡散フィルムの少なくとも片面に光拡散層が形成され、かつ、前記光拡散層が少なくともバインダー樹脂と粒子とから構成され、前記光拡散フィルムの面に平行で、互いに直交する少なくとも2方向において、下記拡散度がいずれも20以上、60以下であることを特徴とするものである。
・拡散度={(L 20° +L 70° )/2}/L 5° ×100
ここでL 5° 、L 20° 、L 70° はそれぞれ、変角光測定から求められる受光角5°、20°、70°の時の光度の値である。
2 拡散素子
3 粒子
4 バックコート層
5 内部拡散フィルム
6 光拡散層
7 バインダー樹脂
11 拡散板
12 光拡散フィルム
13 冷陰極管
14 反射フィルム
15 枠体
20 突起状ピーク
100 直下型バックライトの冷陰極管に対して垂直方向の断面図
200 直下型バックライトの冷陰極管に対して垂直方向の拡大断面図
300 直下型バックライトの冷陰極管面に対して法線方向から見た図
400 輝度測定位置、測定位置の各々の端は蛍光管間の中央
401 液晶バックライトユニットの面の対角線
本発明の光拡散フィルムは、前記で指摘されるような光漏れが生じず、単に内部拡散フィルムと、透明基材フィルムにバインダー樹脂と粒子とから構成される光拡散層を持つ光拡散フィルムとを積層したものと比較して、それ以上の拡散性と遮蔽性を併せ持つものである。
・拡散度={(L20°+L70°)/2}/L5°×100
ここでL5°、L20°、L70°はそれぞれ受光角5°、20°、70°の時の光度の値である。
・バックライト拡散度(平行方向)={(B20°+B70°)/2}/B5°×100
・バックライト拡散度(垂直方向)={(B20°+B50°)/2}/B5°×100
ここでB5°、B20°、B50°、B70°はそれぞれ受光角5°、20°、50°、70°の時の輝度の値である。直下型バックライトの場合、平行方向は、バックライトの冷陰極管の長手方向に平行な方向の視野角である。垂直方向は、冷陰極管の長手方向と垂直で光拡散フィルム面に平行な方向の視野角である。
光拡散シートについて、以下の評価を行なった。
50mm角にカットした光拡散フィルムを、スガ試験機(株)製自動直読ヘイズコンピューターHGM−2DP(光源590nm ナトリウムランプ)を用いて測定した。フィルムの片面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、光拡散層を設けた面と反対の面側から光を入射し、3回測定した平均値を該サンプルの平均値とした。フィルムの両面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、各々の面から光を入射して測定し、それぞれ3回ずつ測定した計6回の平均値を該サンプルの平均値とした。
100mm角にカットした光拡散フィルムを、株式会社村上色彩技術研究所社製、三次元変角光度計GP−200を用いて測定した。光拡散フィルムに対する入射角0°とし、受光器をフィルム面に垂直な平面上を光拡散フィルムの法線に対して、−90〜90°の範囲で動かして変角光度を測定した。フィルムの片面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、光拡散層を形成した面と反対の面側から光を入射した得られた測定結果の値から下記式により拡散度を求めた。またフィルムの両面に光拡散層を形成した光拡散フィルムの場合、各々の面から光を入射して得られた測定結果の平均値から下記式により拡散度を求めた。
・拡散度={(L20°+L70°)/2}/L5°×100
ここでL5°、L20°、L70°はそれぞれ受光角5°、20°、70°の時の光度の値である。
図2に示した直下型バックライト100(冷陰極管12本、a=13mm、b=24.9mm、c=4mm)の冷陰極管14の上に拡散板11(日東樹脂(株)製、クラレックス DR−65C、厚み2mm)を置き、その上に光拡散フィルム12を設置した。光拡散フィルムが、フィルム面に平行なあらゆる方向において拡散度が20以上、60以下であれば、光拡散フィルムはどのような方向で設置してもよい。光拡散フィルムが、互いに直交する少なくとも2方向において拡散度が20以上、60以下であれば、その2方向と、冷陰極管の長手方向、垂直方向とを合わせるように光拡散フィルムを設置する。冷陰極管を60分間点灯して光源を安定させた後に、測定サンプル側からEYSCALE−3((株)アイ・システム社製)を用い、付属のCCDカメラを直下型バックライトの中心から500mmの地点に、直下型バックライトの面に対して正面となるように設置した。CCDカメラの映像の中心およびCCDカメラの回転中心を液晶バックライトユニットに設置した光拡散フィルム面の対角線の交点に合わせ、その位置を0°とし、冷陰極管の長手方向に平行な方向、および冷陰極管の長手方向に垂直な方向にそれぞれ受光角−80°〜80°の範囲でカメラを回転させ、各受光角における輝度を測定した。測定した輝度の値より下記式によりバックライト拡散度を求めた。
・バックライト拡散度(平行方向)={(B20°+B70°)/2}/B5°×100
・バックライト拡散度(垂直方向)={(B20°+B50°)/2}/B5°×100
ここでB5°、B20°、B50°、B70°はそれぞれ受光角5°、20°、50°、70°の時の輝度の値である。直下型バックライトの場合、平行方向は冷陰極管の長手方向と平行な方向であり、垂直方向は冷陰極管の長手方向と垂直で光拡散フィルム面に平行な方向の視野角である。
図2に示した直下型バックライト100の冷陰極管14の上に拡散板11(日東樹脂(株)製、クラレックス DR−65C、厚み2mm)を置き、その上に本発明の光拡散フィルム12を設置した。冷陰極管を60分間点灯して光源を安定させた後に、測定サンプル側からEYSCALE−3((株)アイ・システム社製)を用い、付属のCCDカメラを直下型バックライトの中心から500mmの地点に、直下型バックライトの面に対して正面となるように設置した。CCDカメラの映像の中心を液晶バックライトユニットの面の対角線の交点に合わせ輝度(cd/m2)を測定した。測定箇所は、図5に示すように、液晶バックライトユニットの面の対角線の交点から冷陰極管と垂直な方向に、中心近傍の4本分の蛍光管で輝度を測定した。測定箇所を99等分(L1〜L99)したときの輝度の平均値(Lave)、輝度の最大値(Lmax)、輝度の最小値(Lmin)求め、平均輝度、輝度ムラは以下の式から算出され、以下の基準で評価した。
・Lave=L1〜L99の値の平均値
・輝度ムラ={(Lmax−Lmin)/Lave}×100 (%)
A:輝度ムラは1%未満で、目視で蛍光管のムラが見えない
B:輝度ムラは1%以上、3%未満で、目視で蛍光管のムラが見えない
C:輝度ムラは3%以上、5%未満で、目視で蛍光管のムラが確認できる
D:輝度ムラは5%以上で、目視で蛍光管のムラが確認できる。
主押出機にポリエチレンテレフタレート(PET)にイソフタル酸成分を17mol%共重合させたポリエステル樹脂(融点210℃、密度1.35、ガラス転移温度70℃、屈折率1.58)、ポリメチルペンテン(融点235℃、密度0.83、屈折率1.46)を5重量%、ハイトレル7247(東レ・デュポン(株)製)を0.5重量%混合したチップを供給した(B層)。また、副押出機にPET(融点265℃、密度1.35)を供給した(A層)。そして、所定の方法により両側表面層にPETを有する溶融3層共押出を行い、静電印加法により鏡面のキャストドラム上で冷却して未延伸3層積層シートを製作した(積層シート膜厚:1700μm、積層比率: A層:B層:C層=1:8:1)。このようにして得られた3層積層シートを90℃にて長手方向に3.3倍延伸し、続いてテンターで90℃の予熱ゾーンを通じて95℃で幅方向に3.5倍延伸し、さらに230℃で20秒間熱処理し、膜厚150μm、拡散度43.8、全光線透過率66.9%の内部拡散フィルムを得た。
実施例1と同様の方法で得られた内部拡散フィルムと、実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意した。光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの両面に、乾燥後の膜厚が両面とも25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
主押出機に供給するポリメチルペンテンを1.4重量%にし、ハイトレル7247(東レ・デュポン(株)製)を除いた以外は実施例1と同様の方法で得られた、膜厚188μm、拡散度13.6、全光線透過率95.9の内部拡散フィルムと、実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意した。光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
主押出機に供給するポリメチルペンテンを3.5重量%にした以外は実施例1と同様の方法で得られた、膜厚125μm、拡散度27.7、全光線透過率83.8の内部拡散フィルムと、実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意した。光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
主押出機に供給するポリメチルペンテンを3.3重量%、ハイトレル7247(東レ・デュポン(株)製)の代わりにポリエチレングリコールを0.5重量%にした以外は実施例1と同様の方法で得られた、膜厚100μm、拡散度29.0、全光線透過率85.5の内部拡散フィルムと、実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意し、その光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
主押出機に供給するポリメチルペンテンを3.3重量%、ハイトレル7247(東レ・デュポン(株)製)の代わりにポリエチレングリコールを0.5重量%にした以外は実施例1と同様の方法で得られた、膜厚100μm、拡散度29.0、全光線透過率85.5の内部拡散フィルムと、実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意し、その光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの両面に、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
主押出機に供給するポリメチルペンテンを6.7重量%、ハイトレル7247(東レ・デュポン(株)製)の代わりにポリエチレングリコールを0.5重量%にした以外は実施例1と同様の方法で得られた、膜厚100μm、拡散度46.1、全光線透過率68.1の内部拡散フィルムと、実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を用意し、その光拡散層用塗布液を内部拡散フィルムの片面に、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
光拡散フィルムとして188GM2((株)きもと製)を用いた。
厚み125μmの透明ポリエステルフィルム(東レ(株)製 ルミラー(登録商標)U34)の片面に実施例1と同様の方法で得られた光拡散層用塗布液を、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにメイヤーバーを利用して塗布し、120℃で4分間乾燥硬化させて光拡散フィルムを得た。
光拡散フィルムとして100GM3((株)きもと製)を用いた。
参考例4で用いた内部拡散フィルムと比較例2で用いた光拡散シートとを積層して光拡散フィルム群を得た。
Claims (5)
- マトリックス樹脂内部に有機粒子の拡散素子としてポリメチルペンテンを5〜6.7重量%含有し、このマトリックス樹脂の層の両側表面層にポリエチレンテレフタレート(PET)を有する膜厚100〜150μmの内部拡散フィルムの少なくとも片面に光拡散層が形成され、かつ、該光拡散層が少なくともバインダー樹脂と粒子とから構成されている光拡散フィルムであって、前記光拡散フィルムの面に平行で、互いに直交する少なくとも2方向において、下記拡散度がいずれも20以上、60以下である光拡散フィルム。
・拡散度={(L 20° +L 70° )/2}/L 5° ×100
ここでL 5° 、L 20° 、L 70° はそれぞれ、変角光測定から求められる受光角5°、20°、70°の時の光度の値である。 - 全光線透過率が50%以上である請求項1に記載の光拡散フィルム。
- 下記平行方向のバックライト拡散度が75以上、100以下である請求項1または2に記載の光拡散フィルム。
・バックライト拡散度(平行方向)={(B20°+B70°)/2}/B5°×100 ここでB5°、B20°、B70°はそれぞれ、直下型バックライトの冷陰極管の長手方向と平行な方向における受光角5°、20°、70°の時の輝度の値である。 - 下記垂直方向のバックライト拡散度が80以上、100以下である請求項1〜3のいずれかに記載の光拡散フィルム。
・バックライト拡散度(垂直方向)={(B20°+B50°)/2}/B5°×100 ここでB5°、B20°、B50°はそれぞれ、直下型バックライトの冷陰極管の長手方向と垂直で光拡散フィルム面に平行な方向における受光角5°、20°、70°の時の輝度の値である。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の光拡散フィルムを用いて構成されている液晶バックライトユニット。
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