JP6679930B2 - 積層フィルム - Google Patents
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Description
(1)導光板と反射板および光学シートが不均一に密着し輝度ムラを生じさせる問題。
(2)導光板と反射板および光学シートが密着し、導光板の熱膨張、収縮によって反射板および光学シートに皺が生じ、輝度ムラを生じさせる問題
(3)導光板表面に傷をつける、および/または反射板表面や光学シートのビーズが削りとられ、輝度ムラを生じさせる問題
本発明は、液晶テレビ内の温度がこれまでより高温になり、これまで以上に導光板のそりによる反射板や光学シートへの加重やこすれが生じたとしても、密着による輝度ムラ、導光板および反射板や光学シートの損傷を防ぐことができる積層フィルムを提供せんとするものである。
(1)フィルムの少なくとも一方の表面に樹脂(A)からなる数平均粒径が12μm以上の粒子(a)を含む、厚みが0.5μm未満の塗布層が設けられており、粒子(a)の表面に数平均粒径0.1μm以上0.9μm以下の樹脂(A)と異なる樹脂(B)からなる粒子(b)が付着していることを特徴とする積層フィルム。
(2)白色フィルムの少なくとも一方の表面に樹脂(A)からなる数平均粒径が12μm以上の粒子(a)を含む、厚みが0.5μm未満の塗布層が設けられており、粒子(a)の表面に数平均粒径0.1μm以上0.9μm以下の樹脂(A)と異なる樹脂(B)からなる粒子(b)が付着していることを特徴とする(1)に記載の積層フィルム。
(3)前記フィルムが透明であり、前記フィルムの全光線透過率が60%以上であることを特徴とする(1)に記載の積層フィルム。
(4)1つの粒子(a)の表面に粒子(b)が平均10個以上付着していることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の積層フィルム。
(5)粒子(a)がポリエステル樹脂からなる(1)〜(4)のいずれかに記載の積層フィルム。
(6)粒子(b)の数平均粒径が100nm以上800nm以下である(1)〜(5)のいずれかに記載の積層フィルム。
(7)エッジ型バックライトユニット用の反射板である(1)、(2)または(4)〜(6)のいずれかに記載の積層フィルム。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の積層フィルムを用いたエッジ型バックライトユニット。
本発明の塗布層に含有せしめる粒子は粒子(b)が付着された粒子(a)からなる。粒径が小さい粒子(b)を粒子(a)の表面に付着させることによって、導光板の熱膨張、収縮によって、反射板または光学シートに皺が生じ輝度ムラを生じさせることがなくなる。また導光板と反射板または光学シートがこすれることによって導光板表面に傷がつくこと、および/または反射板または光学シート表面のビーズが削りとられ、その結果、輝度ムラを生じるということがなくなる。これら効果を有する機構の詳細は不明であるが、導光板と反射板または光学シートが圧着し、せん断力がかかったときに、小粒径の粒子(b)が粒子(a)の表面に設けられることにより、摩擦応力が低下し、粒子(a)が導光板に張り付くことがなく、導光板と反射板または光学シート間に大きな摩擦力が生じないためであると考えられる。
粒子(a)は樹脂(A)からなる。樹脂(A)の種類は特に限定されないが、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂、アクリルスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、またはポリ弗化エチレン系樹脂、およびこれらの架橋物等を挙げることが出来る。
粒子(b)は粒子(a)を構成する樹脂(A)とは異なる樹脂(B)からなることが好ましい。樹脂(B)が樹脂(A)と同一であると粒子(a)の表面に粒子(b)が付着できない場合があり好ましくない。樹脂(B)の種類は樹脂(A)と異なる組み合わせであれば特に限定されないが、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂、アクリルスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、またはポリ弗化エチレン系樹脂、およびこれらの架橋物等を挙げることが出来る。
バインダー樹脂は水溶性樹脂からなり水系の塗布液を用いて塗布することが環境への影響が少ないことから好ましい。ここでいう水溶性樹脂とは、スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基およびそれらの塩から選ばれた少なくとも1種の官能基を含有する樹脂を示す。水溶性樹脂は、好ましくはスルホン酸基、スルホン酸塩基、カルボン酸基、カルボン酸塩基等の官能基を有するモノマーが共重合された樹脂であり、さらに好ましくはカルボン酸基および/またはカルボン酸基塩を有するモノマーが共重合された樹脂である。水溶性であることによって、基材フィルムおよび粒子(a)との親和性がよく、有機粒子(a)の脱落が少ない塗布層を形成することができる。また、バインダー樹脂が水溶性樹脂であることにより、バインダー樹脂および粒子を水に溶解又は分散させた塗液状態にして使用することができる。もちろん、バインダー樹脂と粒子を予め別々に水に溶解または分散させたものを任意に混合して使用してもよい。また、水を用いた塗液を用いることによって、インラインコーティング法において塗布が可能となるため省コストの観点からも好ましい。バインダー樹脂に上記の官能基を有するモノマーを共重合する方法は公知の方法をとることができる。水溶性樹脂はポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種から形成されることが好ましく、ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂であることがより好ましい。バインダー樹脂は、基材フィルムとの密着性がよく、また透明であることが好ましく、上記樹脂はこれらの特性を満たすことができる。これら水溶性樹脂としては、DIC(株)製の製品名「ウォーターゾール」(登録商標)や高松油脂(株)の「ペスレジン」等が入手可能である。
本発明の第二の態様に係る積層フィルムを構成する白色フィルムは、液晶ディスプレイ用バックライトや照明用途の反射板として使用する場合には可視光線反射率が高ければ高いほうが良い。反射率は80%以上が好ましい。より好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは95%以上である。このため、内部に気泡および/または非相溶の粒子を含有するフィルムが好ましく使用される。これらの白色フィルムとして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されたポリオレフィンフィルムや、多孔質の未延伸あるいは二軸延伸されたポリエステルフィルムなどの白色フィルムが好ましく用いられる。特に成形性や生産性の点から白色ポリエステルフィルムが好ましく用いられる。白色ポリオレフィンフィルムおよび白色ポリエステルフィルムとしては特開平4−239540号公報、特開平8−262208号公報、特開2002−90515号公報、特開2002−138150号公報や特開2004−330727号公報に開示されている白色フィルムが挙げられる。
本発明の積層フィルムを構成する透明フィルムは全光線透過率60%以上のフィルムをいう。液晶ディスプレイ用バックライトにおいて拡散シートとして使用する場合には全光線透過率が70%以上が好ましく、より好ましくは90%以上である。このため、内部に非相溶の粒子を含有する内部拡散フィルムや基材フィルム表面にビーズを含む拡散層を設けた拡散フィルムが好ましく使用される。表面に拡散層を設けた拡散フィルムとしては特開2007−86730号公報に開示されている拡散フィルムが挙げられる。
本発明の第二の態様である、白色フィルムの少なくとも一方の表面に塗布層を形成する場合、例えば、ポリエステル樹脂と非相溶性成分を含む混合物を、必要に応じて十分真空乾燥を行い、押出機(主押出機)を有する製膜装置の加熱された押出機に供給する。非相溶性成分の添加は、事前に均一に溶融混練して配合させて作製されたマスターチップを用いても、もしくは直接混練押出機に供給するなどしてもよい。事前に均一にポリエステル樹脂と非相溶成分を含む混合物を溶融混練したマスターチップを用いるほうが、非相溶成分の分散が促進されるので好ましい。
(4.1)表面粗さ(SRz)の測定方法
JIS−B−0601(2001)に準じて測定を実施した。測定器としては、小坂研究所製、表面粗さ計(型番:SE3500)を用いた。測定条件は下記の通りである。
・送り速度:0.1mm/s
・Xピッチ:1.00μm
・Yピッチ:5.0μm
・Z測定倍率:20000
・低域カット:0.25mm。
積層フィルムを断面方向にミクロトームにて70〜100nmの厚みの切片を切り出し、四酸化ルテニウムで染色した。染色した切片を透過型電子顕微鏡”TEM2010”(日本電子(株)製)を用いて500〜10,000倍に拡大観察して撮影した断面写真より、有機粒子の無い部分の塗布層の厚みを計測して求めた。無作為に選んだ10ヶ所で計測を行い、その平均値を塗布層の厚みとした。
粒子表面積の全部を塗膜が被覆している場合:A
粒子表面積の塗膜による被覆が8割以上10割未満の場合:B
粒子表面積の塗膜による被覆が4割以上8割未満の場合:C
粒子表面積の塗膜による被覆が4割未満の場合:D。
走査型電子顕微鏡(日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM−6301NF)にて、積層フィルムの表面に設けられた塗布層の粒子を観察し、粒径を測定した。なお、粒子が真円でない場合には、長径をその粒径として測定した。また、数平均粒径R(Dn)および体積平均粒径(Dv)は、無作為に選んだ100個の粒子について測定した上記粒径の値から求めた。
尚、Dn:数平均粒径、Dv:体積平均粒径、PDI:粒子径分布指数とする。
走査型電子顕微鏡(日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM−6301NF)にて、積層フィルムの表面に設けられた塗布層の粒子を観察し、粒子(a)に付着している粒子(b)の個数を数えた。粒子(a)20個につき付着している粒子(b)の個数を数え、粒子(a)の1個あたりの平均付着数を粒子(a)に付着した粒子(b)の個数とした。
AUO社製LEDディスプレイ(T240HW01)のバックライトユニットに積層フィルムを組み込み画面が水平になるように設置し点灯する。所定の重さの重りで画面中央を押さえたときの状態について、以下の基準で評価を行った。このとき白色フィルムを基材とした積層フィルムの場合は反射板として、透明フィルムを基材とした積層フィルムの場合は導光板と光学シートの間に組み込み測定した。
0.5kgの重りで白点が発生する場合:E
1.0kgの重りで白点が発生する場合:D
1.5kgの重りで白点が発生する場合:C
2.0kgの重りで白点が発生する場合:B
2.0kgの重りで白点が発生しない場合:A
なお、用いたバックライトは、サイドライト型バックライトであり、導光板および光源(LED)を有し、光源が導光板のエッジ部に位置するものである。この白点評価方法においては、白点が発生しない場合と白点が発生する場合とを明確に区別できる。
積層フィルムの表面を走査型電子顕微鏡(日本電子社製走査型電子顕微鏡JSM−6301NF)にて観察し、250μm×400μmの10視野において粒子の個数を数えその数Nを有機粒子の粒子密度(個/mm2)とした。なお、そのとき粒子(a)に付着している粒子(b)は個数はカウントしない。
40インチ液晶テレビ(Samsung社製、PAVV UN40B7000WF)を分解して得られた導光板上に積層フィルムの凸部が接触されるように積層させた後、200gf/cm2(0.0196MPa)、100gf/cm2(0.0098MPa)及び50gf/cm2(0.0049MPa)の荷重下で反射シート試料を1m/min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の程度を肉眼で確認して下記のように評価した。同サンプルについて各々の荷重にて3回実施し、目視判定した。
A級:いずれの荷重下においても傷が見られない。
B級:200gf/cm2の荷重下では傷が見られるが、100gf/cm2の荷重下、50gf/cm2の荷重下においては傷が見られない。
C級:200gf/cm2、100gf/cm2の荷重下では傷が見られるが、50gf/cm2の荷重下においては、傷は見られない。
D級:50gf/cm2の荷重下において傷が見られる。
また、反射フィルムにおいても有機粒子の脱落を確認した。
A級:いずれの荷重下においても粒子脱落が見られない。
B級:200gf/cm2の荷重下では粒子脱落が見られるが、100gf/cm2の荷重下、50gf/cm2の荷重下においては粒子脱落が見られない。
C級:200gf/cm2、100gf/cm2の荷重下では粒子脱落が見られるが、50gf/cm2の荷重下においては粒子脱落が見られない。
D級:50gf/cm2の荷重下において粒子脱落が見られる。
分光光度計U−3410((株)日立製作所)に、φ60積分球130−0632((株)日立製作所)(内面が硫酸バリウム製)および10°傾斜スペーサーを取りつけた状態で560nmの光反射率を求めた。なお、光反射率は積層フィルムの塗布面側から計測して求めた値を当該白色フィルムの反射率とした。標準白色板には(株)日立計測器サービス製の部品番号210−0740(酸化アルミニウム)を用いた。5サンプル測定し、その平均を反射率とした。
JIS K7361−1997に従い、ヘイズメーター(NDH7000、日本電色工業株式会社製)を使用して測定した。そのとき、塗布面を光源側に設置し測定した。5サンプル測定し、その平均を全光線透過率とした。
[原料]
(1)基材フィルムとしての白色フィルム、透明フィルム用樹脂
・PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂
酸成分としてテレフタル酸を、グリコール成分としてエチレングリコールを用い、三酸化アンチモン(重合触媒)を得られるポリエステルペレットに対してアンチモン原子換算で300ppmとなるように添加し、重縮合反応を行い、極限粘度0.63dl/gのポリエチレンテレフタレートペレット(PET)樹脂を得た。得られたPET樹脂のガラス転移温度は80℃であった。
・環状オレフィン共重合体樹脂
非相溶性成分として、ガラス転移温度が178℃、MVR(260℃/2.16kg)が4.5ml/10minである環状オレフィン樹脂「TOPAS」(登録商標、ポリプラスチックス社製)を用いた。
・ポリエステル系バインダー樹脂(材料A)
ペスレジン A−215E(高松油脂(株)製、30重量%溶液)を精製水で希釈し、25重量%溶液を調製した。
・界面活性剤(材料B)
「ノベック」(登録商標)FC−4430(菱江化学(株)製、5重量%溶液)を用いた。
・架橋剤(材料C)
「エポクロス」WS−500(日本触媒社製)
・有機粒子(材料D−1)
総研化学社製の粒径0.05μmの真球ポリスチレン粒子の固形分濃度1%の水分散体「DYNOSPHERES」を用いた。
・有機粒子(材料D−2)
総研化学社製の粒径0.3μmの真球ポリスチレン粒子の固形分濃度1%の水分散体「DYNOSPHERES」を用いた。
・有機粒子(材料D−3)
総研化学社製の粒径0.6μmの真球ポリスチレン粒子の固形分濃度1%の水分散体「DYNOSPHERES」を用いた。
・有機粒子(材料D−4)
総研化学社製の粒径0.9μmの真球ポリスチレン粒子の固形分濃度1%の水分散体「DYNOSPHERES」を用いた。
・有機粒子(材料D−5)
総研化学社製の粒径1.2μmの真球ポリスチレン粒子の固形分濃度1%の水分散体「DYNOSPHERES」を用いた。
・有機粒子(材料D−6)
総研化学社製の粒径0.2μmの真球ポリスチレン粒子の固形分濃度1%の水分散体「DYNOSPHERES」を用いた。
・無機粒子(材料E)
数平均粒径0.3μmのシリカ粒子を蒸留水に混合した10重量%溶液の水分散体を用いた。
・有機粒子(材料F−1)
1000mlの耐圧ガラスオートクレーブ(耐圧硝子工業(株)製、ハイパーグラスターTEM−V1000N)の中に、ポリエーテルエステル(“ハイトレル”(登録商標)8238、デュポン株式会社製、重量平均分子量27,000、曲げ弾性率1100MPa)33.25g、N−メチル−2−ピロリドン299.25g、ポリビニルアルコール(和光純薬工業株式会社製、PVA-1500、重量平均分子量29,000:メタノールでの洗浄により、酢酸ナトリウム含量を0.05質量%に低減したもの)17.5gを加え、窒素置換を行った後、180℃に加熱し、ポリマーが溶解するまで4時間攪拌を行った。その後、貧溶媒として350gのイオン交換水を、送液ポンプを経由して、2.92g/分のスピードで滴下した。全量の水を入れ終わった後、攪拌したまま降温させ、得られた懸濁液をろ過し、イオン交換水700gを加えてリスラリー洗浄し、濾別したものを、80℃で10時間真空乾燥させ、白色固体28.3gを得た。得られた粉体を走査型電子顕微鏡にて観察したところ真球状の微粒子であり、数平均粒径12.0μm、体積平均粒径14.7μm、粒子径分布指数1.23のポリエーテルエステル微粒子であった。このポリエーテルエステルの融点は、224℃であり、このポリエーテルエステルの降温結晶化温度は、161℃であった。得られた粒子を精製水に混合し、40質量%の水分散液を作成しこれを材料F−1とした。
・有機粒子(材料F−2)
ポリエーテルエステルの量を調整した以外は有機粒子(材料F)と同様の条件で、数平均粒子径3.0μmのポリエーテルエステル微粒子を得た。得られた粒子を精製水に混合し、40質量%の水分散液を作成した。
・有機粒子(材料F−3)
ポリエーテルエステルの量を調整した以外は有機粒子(材料F)と同様の条件で、数平均粒子径5.0μmのポリエーテルエステル微粒子を得た。得られた粒子を精製水に混合し、40質量%の水分散液を作成した。
・有機粒子(材料F−4)
ポリエーテルエステルの量を調整した以外は有機粒子(材料F)と同様の条件で、数平均粒子径20.0μmのポリエーテルエステル微粒子を得た。得られた粒子を精製水に混合し、40質量%の水分散液を作成した。
(1)塗液の調製
下記材料を、1)から5)の順番にて塗液の原料を調合し、万能攪拌機にて10分間攪拌して塗液を調製した。調整した塗布液を0.1規定の塩酸を用い、pH6.5に調整した。
1)精製水:33.3重量部
2)材料A:17.1重量部
3)材料B: 0.6重量部
4)材料C: 4.0重量部
5)材料D−2:30.0重量部
6)材料F:15.0重量部
(2)製膜
PET80重量部と環状オレフィン共重合体樹脂20重量部との混合物を180℃の温度で3時間真空乾燥した後に押出機Aに供給し、280℃の温度で溶融押出した。また、PET100重量部を180℃の温度で3時間真空乾燥した後に押出機Bに供給し280℃の温度で溶融押出した。それぞれの押出機A、Bからの樹脂を厚み方向にB/A/Bの順に積層するように合流させた後、Tダイ口金に導入した。
塗布層形成塗液の組成を表1に示した条件とし、塗布層の厚みを表2に示した条件とした以外は、実施例1と同様の条件にて製膜を行い、厚さ188μmの積層の白色フィルムを得た。フィルムの各種特性を表2に示す。いずれも塗布外観よく、また粒子の脱落も少なかった。
PETを180℃の温度で3時間真空乾燥した後に押出機Aに供給し、280℃の温度で溶融押出した。押出機Aから溶融した樹脂をTダイ口金に導入した。
塗布層形成塗液の組成を表1に示した条件とし、塗布層の厚みを表2に示した条件とし、pHを調整せず、pH7.9のままとした以外は、実施例1と同様の条件にて製膜を行い、厚さ188μmの積層白色フィルムを得た。粒子(a)に粒子(b)が付着しておらず、スクラッチテストにおいてフィルム上に粒子脱落が生じた。フィルムの各種特性を表2に示す。比較例1のフィルムからは粒子が脱落した。
塗布層形成塗液の組成を表1に示した条件とし、塗布層の厚みを表2に示した条件とした以外は、実施例1と同様の条件にて製膜を行い、厚さ188μmの積層白色フィルムを得た。フィルムの各種特性を表2に示す。比較例1のフィルムからは粒子が脱落した。
12:粒子
13:バインダー樹脂
Claims (8)
- フィルムの少なくとも一方の表面に樹脂(A)からなる数平均粒径が12μm以上の粒子(a)を含む、厚みが0.5μm未満の塗布層が設けられており、粒子(a)の表面に数平均粒径0.1μm以上0.9μm以下の樹脂(A)と異なる樹脂(B)からなる粒子(b)が付着していることを特徴とする積層フィルム。
- 白色フィルムの少なくとも一方の表面に樹脂(A)からなる数平均粒径が12μm以上の粒子(a)を含む、厚みが0.5μm未満の塗布層が設けられており、粒子(a)の表面に数平均粒径0.1μm以上0.9μm以下の樹脂(A)と異なる樹脂(B)からなる粒子(b)が付着していることを特徴とする請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記フィルムが透明であり、前記フィルムの全光線透過率が60%以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層フィルム。
- 1つの粒子(a)の表面に粒子(b)が平均10個以上付着していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層フィルム。
- 粒子(a)がポリエステル樹脂からなる請求項1〜4のいずれかに記載の積層フィルム。
- 粒子(b)の数平均粒径が100nm以上800nm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の積層フィルム。
- エッジ型バックライトユニット用の反射板である請求項1、2または4〜6のいずれかに記載の積層フィルム。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の積層フィルムを用いたエッジ型バックライトユニット。
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