JP5720509B2 - 面光源装置 - Google Patents
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Description
1.光源と、複数の集光部を有する集光シートと、光透過性拡散フィルムとがこの順に備えられた面光源装置であって、前記光透過性拡散フィルムが海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する樹脂フィルムであり、当該光透過性拡散フィルムの像鮮明度が、0.25mm幅の光学くしを用いた測定において、0.8〜5.0%の範囲内であり、かつ全光線透過率が91.0%以上であり、さらに前記光透過性拡散フィルムが、ガラス転移温度が異なる二種のセルロースエステル樹脂を含有していることを特徴とする面光源装置。
2.前記像鮮明度が、0.25mm幅の光学くしを用いた測定において、0.9〜2.5%の範囲内であることを特徴とする前記第1項に記載の面光源装置。
3.前記海島構造の連続相(海)を構成する主成分となる樹脂Aのガラス転移温度Tg(A)と、前記分散相(島)を構成する主成分となる樹脂Bのガラス転移温度Tg(B)との差(Tg(B)−Tg(A))が10℃超であり、当該樹脂Aと当該樹脂Bの屈折率の差が0.08以下であることを特徴とする前記第1項又は第2項に記載の面光源装置。
本発明の面光源装置は、光源と、複数の集光部を有する集光シートと、光透過性拡散フィルムとがこの順に備えられた面光源装置であって、前記光透過性拡散フィルムが海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する樹脂フィルムであり、当該光透過性拡散フィルムの像鮮明度が、0.25mm幅の光学くしを用いた測定において、0.8〜5.0%の範囲内であり、かつ全光線透過率が91.0%以上であり、さらに前記光透過性拡散フィルムが、ガラス転移温度が異なる二種のセルロースエステル樹脂を含有していることを特徴とする。
本発明に係る光透過性拡散フィルムは、海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する樹脂フィルムであり、当該光透過性拡散フィルムの像鮮明度が、0.25mm幅の光学くしを用いた測定において、0.8〜5.0%の範囲内であり、かつ全光線透過率が91.0%以上であり、さらに前記光透過性拡散フィルムが、ガラス転移温度が異なる二種のセルロースエステル樹脂を含有していることを特徴とする。
本発明に係る集光シートは、液晶表示装置などの画像表示装置において、従来集光シートとして用いられているシートの少なくとも一方の面に複数の集光部を有する集光シートであればいずれのものであってもよい。
本発明の平面光源装置には、導光板を設けることも好ましい。
本発明の面光源装置の光源としては、液晶表示装置などの画像表示装置において、従来光源として用いられている光源であればいずれのものであってもよい。例えば、冷陰極管(CCFL)や、GaP系、GaAlAs系、InGaAlP系など種々の材料からなる発光ダイオード(LED)を使用しうる。
本発明に係る光透過性拡散フィルムは、海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する樹脂フィルムであることを特徴とする。
本発明においては、組成物の流動性や柔軟性を向上するために可塑剤を併用することも可能である。可塑剤としては、フタル酸エステル系、脂肪酸エステル系、トリメリット酸エステル系、リン酸エステル系、ポリエステル系、あるいはエポキシ系等が挙げられる。
本発明に係る光透過性拡散フィルムは、紫外線吸収剤を含有することも好ましく、用いられる紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、2−ヒドロキシベンゾフェノン系又はサリチル酸フェニルエステル系のもの等が挙げられる。例えば、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類を例示することができる。
さらに、本発明に係る光透過性拡散フィルムには、成形加工時の熱分解性や熱着色性を改良するために各種の酸化防止剤を添加することもできる。また帯電防止剤を加えて、光学フィルムに帯電防止性能を与えることも可能である。
本発明に係る光透過性拡散フィルムの製造方法は、海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する光透過性拡散フィルムの製造方法であって、当該島を構成する主成分となる樹脂Bのガラス転移温度Tg(B)と、当該海を構成する主成分となる樹脂Aのガラス転移温度Tg(A)の差(Tg(B)−Tg(A))が10℃超であり、当該樹脂Aと当該樹脂Bの屈折率の差が0.08以下であり、かつ下記工程(a)〜(d)を有する態様の製造方法であることが好ましい。
工程(a):前記樹脂Aと樹脂Bを含有するドープを形成する工程
工程(b):前記ドープを流延用支持体上に流延してウェブを形成する工程
工程(c):前記ウェブから前記有機溶媒を蒸発させる乾燥工程
工程(d):延伸温度TがTg(A)<T<Tg(B)となる温度で、1.03〜1.2
0倍の範囲内の倍率で前記ウェブを延伸する延伸工程
具体的には、島を構成する主成分となる樹脂Bのガラス転移温度Tg(B)が、海を構成する主成分となる樹脂Aのガラス転移温度より高く、両者の差(Tg(B)−Tg(A))が10℃超であることが好ましい。また、樹脂Aと樹脂Bの屈折率差が0.08以下である光透過性拡散フィルムの製造方法であることが好ましい。さらに、前記工程(a)〜(d)を有する製造方法であることが好ましい。
本発明において、島を構成する主成分となる樹脂Bのガラス転移温度Tg(B)と、海を構成する主成分となる樹脂Aのガラス転移温度Tg(A)の差(Tg(B)−Tg(A))が10℃超であることが好ましい。さらに、延伸工程における温度Tが、Tg(A)<T<Tg(B)を満たすように延伸することが好ましい。
本発明においては、海を構成する主成分となる樹脂Aの屈折率(A)と、島を構成する主成分となる樹脂Bの屈折率(B)との差は、0.08以下であること、すなわち、|屈折率(A)−屈折率(B)|≦0.08 であることが好ましい。
本発明においては、延伸工程における延伸倍率は、延伸温度TがTg(A)<T<Tg(B)となる温度で、1.03倍〜1.20倍であることが好ましい。
本発明に係る光透過性拡散フィルムの製造方法は、海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する光透過性拡散フィルムの製造方法であって、当該島を構成する主成分となる樹脂Bのガラス転移温度Tg(B)と、当該海を構成する主成分となる樹脂Aのガラス転移温度Tg(A)の差(Tg(B)−Tg(A))が10℃超であり、当該樹脂Aと当該樹脂Bの屈折率の差が0.08以下であり、かつ上記工程(a)〜(d)を有する態様の製造方法であることが好ましい。
式(I):延伸速度(%/分)={(延伸後幅手寸法/延伸前幅手寸法)−1}×100(%)/延伸にかかる時間(分)
上記方法で製造することにより、本発明に係る光透過性拡散フィルムを、微粒子脱落による工程汚染なく、容易なプロセスで作製することができる。
使用する樹脂に対する良溶媒を主とする有機溶媒に、溶解釜中で海を構成する樹脂A、島を構成する樹脂B、及びその他の添加剤を攪拌しながら溶解しドープを形成する工程である。
本発明に係る光透過性拡散フィルムの製造方法において、溶液流延法で製造する場合のドープを形成するのに有用な有機溶媒は、使用する複数の樹脂及びその他の添加剤を同時に溶解するものであれば制限なく用いることができる。
ドープを、送液ポンプ(例えば、加圧型定量ギヤポンプ)を通して加圧ダイ30に送液し、無限に移送する無端の金属ベルト31、例えばステンレスベルト、或いは回転する金属ドラム等の金属支持体上の流延位置に、加圧ダイスリットからドープを流延する工程である。
ウェブ(流延用支持体上にドープを流延し、形成されたドープ膜を「ウェブ」と呼ぶ。)を流延用支持体上で加熱し、溶媒を蒸発させる工程である。
金属支持体上で溶媒が蒸発したウェブを、剥離位置で剥離する工程である。剥離されたウェブは次工程に送られる。
ここで、Mはウェブの任意時点での質量、NはMのものを110℃で3時間乾燥させた時の質量である。
剥離後、ウェブを乾燥装置内に複数配置したロールに交互に通して搬送する乾燥装置35、及び/又はクリップでウェブの両端をクリップして搬送するテンター延伸装置34を用いて、ウェブを乾燥する。
・幅手方向に延伸−幅手方向に延伸−流延方向に延伸−流延方向に延伸
また、同時二軸延伸には、一方向に延伸し、もう一方を、張力を緩和して収縮させる場合も含まれる。
式(I):延伸速度(%/分)={(延伸後幅手寸法/延伸前幅手寸法)−1}×100(%)/延伸にかかる時間(分)
延伸速度が生産性や品質の観点から設定することができるが、20%/分以上であれば、生産性に支障がなく、300%/分以下であれば、延伸時にクラック等の故障が発生しにくくなるので好ましい。
ウェブ中の残留溶媒量が2質量%以下となってからフィルムとして巻き取り機37により巻き取る工程であり、残留溶媒量を0.4質量%以下にすることにより寸法安定性の良好なフィルムを得ることができる。特に0.00〜0.10質量%で巻き取ることが好ましい。
偏光板は、偏光子の表側及び裏側の両面を保護する二枚の光透過性拡散フィルムで主に構成される。本発明に係る方法で製造されたフィルムは、偏光子を両面から挟む二枚の光透過性拡散フィルムのうち少なくとも一枚に用いる。本発明に係る方法で製造されたフィルムはモアレ解消能だけでなく保護フィルム性も兼ね備えているので、偏光板の製造コストを低減できる。本発明に係る偏光板は、画像表示装置のバックライト側の偏光板としても、視認側の偏光板としても使用することができる。バックライトユニット側偏光板に用いる場合には、本発明に係る光透過性拡散フィルムが最もバックライト側になるように配置する。
従来の液晶表示装置の構成の例としては、バックライト型(直下型)では、図2(a)に示すように、光源側から、〔光源1a/拡散板3a/集光シート4a(プリズムシートなど)/上拡散シート5a/液晶パネル12a(偏光子10a/保護フィルム(位相差フィルムなど)9a/基板8a/液晶セル7a/保護フィルム11a)〕となっており、主にテレビ等大型LCDに用いられている構成である。
〈実施例1:光透過性拡散フィルム1の作製〉
下記組成の主ドープ液を調製した。まず加圧溶解タンクにメチレンクロライドとエタノールを添加した。溶剤の入った加圧溶解タンクにセルロースエステル、糖エステル化合物を攪拌しながら投入した。これを撹拌しながら完全に溶解し、安積濾紙(株)製の安積濾紙No.244を使用して濾過し、主ドープ液を調製した。
樹脂A:セルロースアセテートプロピオネート(樹脂a;アセチル基置換度:1.58、プロピオニル基置換度:0.88、重量平均分子量:19万、ガラス転移温度:170℃、屈折率:1.489) 20.2質量部
樹脂B:セルロースジアセテート(樹脂b;アセチル基置換度:2.14、重量平均分子量:18万、ガラス転移温度:196℃、屈折率:1.488) 6.7質量部
糖エステル化合物A(平均置換度:5.5) 2.5質量部
メチレンクロライド 103質量部
エタノール 19.7質量部
ドープの樹脂材料を変えた以外は実施例1と同様にして光透過性拡散フィルム2を作製した。
樹脂A:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度:1.64、プロピオニル基置換度:1.12、重量平均分子量:20万、ガラス転移温度:150℃、屈折率:1.481) 20.2質量部
樹脂B:セルロースジアセテート(樹脂b;アセチル基置換度:2.14、重量平均分子量:18万、ガラス転移温度:196℃、屈折率:1.488) 6.7質量部
糖エステル化合物A(平均置換度:5.5) 2.5質量部
メチレンクロライド 103質量部
エタノール 19.7質量部
〈実施例3:光透過性拡散フィルム3の作製〉
ドープの樹脂材料を変えた以外は実施例1と同様にして光透過性拡散フィルム3を作製した。
樹脂A:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度:1.64、プロピオニル基置換度:1.21、重量平均分子量:20万、ガラス転移温度:148℃、屈折率:1.482) 20.2質量部
樹脂B:セルロースジアセテート(アセチル基置換度:2.14、重量平均分子量:18万、ガラス転移温度:196℃、屈折率:1.488) 6.7質量部
糖エステル化合物A(平均置換度:5.5) 2.5質量部
メチレンクロライド 103質量部
エタノール 19.7質量部
〈実施例4:光透過性拡散フィルム4の作製〉
ドープの樹脂材料を変えた以外は実施例1と同様にして光透過性拡散フィルム4を作製した。
樹脂A:セルロースアセテートプロピオネート(アセチル基置換度:0.19、プロピオニル基置換度:2.56、重量平均分子量:20万、ガラス転移温度:140℃、屈折率:1.487) 20.2質量部
樹脂B:セルロースジアセテート(樹脂b;アセチル基置換度:2.14、重量平均分子量:18万、ガラス転移温度:196℃、屈折率:1.488) 6.7質量部
糖エステル化合物A(平均置換度:5.5) 2.5質量部
メチレンクロライド 103質量部
エタノール 19.7質量部
〈比較例1:比較フィルム1の作製〉
市販のセルロースエステルフィルム4UY(コニカミノルタオプト(株)製))に下記処方で塗布をすることにより比較フィルム1を作製した。
メチルエチルケトン 50質量部
酢酸エチル 20質量部
シクロヘキサノン 15質量部
トルエン 15質量部
(樹脂)
A−DPH(新中村化学工業社製、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとジペ
ンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物) 100質量部
(光重合開始剤)
1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュア184:BASFジャパン社製) 8質量部
(添加剤)
ポリエーテル変性シリコーン(KF−354L:信越化学工業株式会社製)1質量部
(粒子)
粒子A:平均粒径0.55μmの架橋ポリ(アクリル−スチレン)粒子 7質量部
〈比較例2:比較フィルム2の作製〉
セルローストリアセテートA(アセチル基置換度2.94、重量平均分子量:30万、ガラス転移温度:189℃、屈折率:1.489) 27質量部
可塑剤:エタンジオール/アジピン酸(1/1モル比)との縮合物(数平均分子量10
00) 6.7質量部
溶媒:ジクロロメタン(誘電率9) 103質量部
メタノール(誘電率33) 16.7質量部
水(誘電率78) 3.0質量部
なお、ドープの固形分濃度は17質量%になるように調整した。
複数のドープを用いて、フィードブロック法に準じて共流延を行った。また、複数層を共流延する際の基層とは、ステンレス支持体側を表す。
セルローストリアセテートA:アセチル置換度2.94 27質量部
可塑剤:エタンジオール/アジピン酸(1/1モル比)との縮合物(数平均分子量10
00) 6.7質量部
溶媒:ジクロロメタン(誘電率9) 103質量部
メタノール(誘電率33) 19.7質量部
なお、ドープの固形分濃度は17質量%になるように調整した。
セルローストリアセテートA:アセチル置換度2.94 27質量部
可塑剤:エタンジオール/アジピン酸(1/1モル比)との縮合物(数平均分子量10
00) 6.7質量部
溶媒:ジクロロメタン(誘電率9) 103質量部
メタノール(誘電率33) 16.7質量部
水(誘電率78) 3質量部
なお、ドープの固形分濃度は17質量%になるように調整した。
上記で作製した光透過性拡散フィルム等について下記の性能について測定を行った。
フィルムの像鮮明度は、JIS K7374:2007に準拠した透過法により、スガ試験機(株)製の写像性試験機ICM−1Tを用いて、測定角度0°で、透過鮮明度を光学くしで0.125〜2.0mmの範囲で測定した。
紫外外可視近赤外分光光度計(日本分光(株)製 V−670)を用いてヘイズ計算モードで1nm毎に測定し、450〜650nmの範囲内の透過率の平均値を全光線透過率として算出した。
Samsung社製ノート型パソコン(Samsung R430、14−Inch Laptop (Black))を部分的に分解し、当該パソコンの面光源装置(バックライトユニット)のうち液晶セルに貼られたバックライト側の偏光板のバックライト面の位置にある保護フィルムとして配置された光拡散シートを除去し、その代わりに上記で作製した各種光透過性拡散フィルム及び比較フィルムを順次貼り付けて、面光源装置を順次作り直した。なお、反射板、光源(エッジライト型LED)、導光板及び集光シートはそのまま使用した。
上記のように面光源装置部分を順次作り直した液晶表示装置(上記ノート型パソコン)を用いて下記の測定・評価を行った。
作製した液晶表示装置にビデオ信号ジェネレーター(VG−848;アストロデザイン(株)製)より信号を入力し、全面ベタ表示で256/256階調の白色表示とし、暗室下において液晶表示装置平面の法線(正面)方向から輝度計(CS−2000;コニカミノルタセンシング製)にて輝度を測定した。画面の中央の点から3cmの間隔で上下各1点、左右各1点の合計5点を測定し、平均値を算出した。
△:やや低下している(基準値の95%以上98%未満)
×:低下している(基準値の95%未満)
モアレ評価と同様の方法で液晶表示装置を全面ベタ表示で128/256階調の灰色表示とし、暗室下において液晶表示装置平面の法線(正面)方向から輝度計(CS−2000;コニカミノルタセンシング製)にて輝度を測定した。画面の中央の点から左右方向に0.5cm刻みで各8cmを測定し、[隣接する3cm内での輝度の極大値と極小値の差]÷[隣接する3cm内での輝度の平均値]×100を輝度不均一性(%)とした。
作製した液晶表示装置にビデオ信号ジェネレーター(VG−848;アストロデザイン(株)製)より信号を入力し、全面ベタ表示で128/256階調の灰色表示とし、暗室下で様々な方向から画面を目視観察し、モアレ発生の有無を評価した。
△:モアレが観察され、やや気になる
×:モアレが明瞭に観察される
評価は5人で行い、それぞれの液晶表示装置に対して平均値で評価を判定した。
集光シートをプリズム面が上になるように平滑ガラス面上に固定した。上記で作製した光透過性拡散フィルム等の各種フィルムを20mm×20mmに切り取り、上記で作製した各種フィルムの凹凸面とプリズム面が接するように配置した。上面を、底面20mm×20mm×高さ10mmに切り取った消しゴム(MONO:商品名、(株)トンボ鉛筆製)を介して擦り試験機のヘッドに固定し、100g/cm2の荷重で垂直に上方から押し付けた。
△:弱い傷が見える
×:中程度の傷が見える
耐擦傷性試験後の光透過性拡散フィルム等の各種フィルムを液晶表示装置に組み入れた場合に、×の評価のフィルムを用いた場合には、白点状の故障として認識され、△の評価の部材を用いた場合には、若干の白点は認識できるものの実用に耐えうるレベルのものであった。
3、6、12、15 濾過器
4、13 ストックタンク
5、14 送液ポンプ
8、16 導管
10 紫外線吸収剤仕込釜
20 合流管
21 混合機
30 ダイ
31 金属支持体
32 ウェブ
33 剥離位置
34 テンター装置
35 ロール乾燥装置
41 粒子仕込釜
42 ストックタンク
43 ポンプ
44 濾過器
1a 光源
2a 発光光源
3a 下拡散シート(又は拡散板)
4a 集光シート(プリズムシート、レンズシート)
5a 上拡散シート
6a 面光源装置(バックライトユニット)
7a 液晶セル
8a 透明基板(ガラス、プラスチック)
9a 保護フィルム(又は位相差フィルム)
10a 偏光子
11a 保護フィルム
12a 液晶パネル
13a 導光板
14a 光透過性拡散フィルム
Claims (3)
- 光源と、複数の集光部を有する集光シートと、光透過性拡散フィルムとがこの順に備えられた面光源装置であって、前記光透過性拡散フィルムが海に相当する連続相と島に相当する分散相とからなる海島構造を有する樹脂フィルムであり、当該光透過性拡散フィルムの像鮮明度が、0.25mm幅の光学くしを用いた測定において、0.8〜5.0%の範囲内であり、かつ全光線透過率が91.0%以上であり、さらに前記光透過性拡散フィルムが、ガラス転移温度が異なる二種のセルロースエステル樹脂を含有していることを特徴とする面光源装置。
- 前記像鮮明度が、0.25mm幅の光学くしを用いた測定において、0.9〜2.5%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。
- 前記海島構造の連続相(海)を構成する主成分となる樹脂Aのガラス転移温度Tg(A)と、前記分散相(島)を構成する主成分となる樹脂Bのガラス転移温度Tg(B)との差(Tg(B)−Tg(A))が10℃超であり、当該樹脂Aと当該樹脂Bの屈折率の差が0.08以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の面光源装置。
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