JP6855702B2 - 光反射フィルム、光反射フィルムの製造方法、及び液晶表示装置用バックライトユニット - Google Patents
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Description
[2] 前記高屈折率粒子の平均粒径をd(nm)、前記高屈折率層Dの厚みをtH(nm)としたとき、tH/dが2以上10以下である、[1]に記載の光反射フィルム。
[3] 前記高屈折率層Dの厚みtHが、20nm以上50nm以下である、[1]又は[2]に記載の光反射フィルム。
[4] 前記界面活性剤は、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、又はフッ素−シリコーン系界面活性剤である、[1]〜[3]のいずれかに記載の光反射フィルム。
[5] 前記界面活性剤の含有量は、前記高屈折率層Dの全質量に対して0.1質量%以上5質量%以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の光反射フィルム。
[6] 前記バインダ樹脂は、硬化性樹脂の硬化物である、[1]〜[5]のいずれかに記載の光反射フィルム。
[7] 基材Aと、金属反射層Bの積層物を準備する工程と、前記積層物の前記金属反射層B上に、樹脂を含む塗布液をダイ法にて塗布した後、乾燥又は硬化させて低屈折率層Cを形成する工程と、前記低屈折率層C上に、高屈折率粒子と、バインダ樹脂と、界面活性剤とを含む塗布液をダイ法にて塗布した後、乾燥又は硬化させて、波長570nmの光の屈折率が前記低屈折率層Cの波長570nmの光の屈折率よりも高い高屈折率層Dを形成する工程とを含む、光反射フィルムの製造方法。
[8] 光源と、[1]〜[6]のいずれかに記載の光反射フィルムとを含む、液晶表示装置用バックライトユニット。
本発明の光反射フィルムは、基材Aと、金属反射層Bと、低屈折率層Cと、高屈折率層Dとをこの順に含む。
基材Aは、例えば樹脂フィルムであり得る。樹脂フィルムの例には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、フッ素樹脂フィルム、セルロースエステルフィルム、ポリシクロオレフィンフィルム等が含まれる。中でも、耐熱性や強度が良好である点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリプロピレンフィルムが好ましい。
金属反射層Bは、Ag、Al、Cu、Pd、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及びAu及びそれらの合金からなる群より選ばれる一以上を主成分として含む。中でも、高い反射率を有する点では、金属反射層Bは、Ag、Al、Pt又はそれらの合金を主成分として含むことが好ましく、Ag又はその合金を主成分として含むことがより好ましい。主成分として含むとは、金属反射層Bに対する含有量が90原子%以上、好ましくは99.9原子%以上であることをいう。
低屈折率層C及び高屈折率層Dは、金属反射層Bの、主に波長430〜470nm領域の光の反射率を高めることによって、可視光領域の反射率(又は輝度)を高めると共に反射光の色味をニュートラルに調整する機能を有する。なお、本明細書において、「低屈折率層」及び「高屈折率層」なる用語は、隣接した2層の波長570nmの光の屈折率を比較した場合に、屈折率が低い方の屈折率層を低屈折率層とし、高い方の屈折率層を高屈折率層とすることを意味する。また、高屈折率層を構成する成分(以下、高屈折率層成分)と低屈折率層を構成する成分(以下、低屈折率層成分)とが、二つの層の界面で混合され、高屈折率層成分と低屈折率層成分とを含む層(混合層)が形成される場合がある。この場合、混合層において、高屈折率層成分が50質量%以上である部位の集合を高屈折率層とし、低屈折率層成分が50質量%を超える部位の集合を低屈折率層とする。
式(1):350<8tL・nL<730(好ましくは400<8tL・nL<600)
式(2):350<4tH・nH<730(好ましくは400<4tH・nH<600)
低屈折率層Cの波長570nmの光の屈折率nLは、より低い屈折率であることが好ましいが、例えば1.85以下であることが好ましく、1.30以上1.70以下であることがより好ましい。低屈折率層Cの屈折率nLは、主に低屈折率層Cに含まれる材料の屈折率や、低屈折率層Cの密度で調整される。
高屈折率層Dの波長570nmの光の屈折率nHは、低屈折率層Cの波長570nmの光の屈折率nLよりも高い範囲で、より高い屈折率であることが好ましく、例えば1.6以上であることが好ましく、1.70超2.4以下であることがより好ましい。高屈折率層Dの屈折率nHは、主に高屈折率層Dに含まれる材料の屈折率や高屈折率層Eの密度で調整される。
本発明の光反射フィルムは、本発明の効果を損なわない範囲で、他の層をさらに含んでいてもよい。他の層の例には、アンカー層Eが含まれる。
本発明の光反射フィルムに含まれる低屈折率層Cと高屈折率層Dは、それぞれ1つであってもよいし、複数あってもよい。複数の低屈折率層Cは、互いに同じであっても異なってもよく、複数の高屈折率層Dは、互いに同じであっても異なってもよい。金属反射層B側から、低屈折率層Cと高屈折率層Dがこの順序で合計2m層(mは1以上の整数)積層されていればよい。複数の高屈折率層Dのうち一部又は全部が、前述の界面活性剤を含むことが好ましい。
A/B/C/D
A/E/B/C/D
A/B/C/D/C/D
(平均反射率)
本発明の光反射フィルムの、波長400〜750nmでの平均反射率は、例えば95%以上でありうる。このような平均反射率を有する光反射フィルムは、例えば液晶表示装置用バックライトユニットの光反射フィルムとして好適である。
本発明の光反射フィルムは、任意の方法で製造することができ、例えば1)基材Aと、金属反射層Bと、低屈折率層Cとをこの順に含む積層物を得る工程と、2)得られた積層物の低屈折率層C上に、高屈折率層用塗布液を塗布した後、乾燥及び必要に応じて硬化させて、高屈折率層Dを形成する工程とを経て製造することができる。
基材Aと、金属反射層Bと、低屈折率層Cとをこの順に含む積層物は、例えば、前述の基材A上に金属反射層Bと低屈折率層Cを順次積層して得ることができる。
低屈折率層Cは、低屈折率層用塗布液の塗膜を、乾燥及び必要に応じて硬化させて形成することができる。低屈折率層用塗布液は、前述の熱可塑性樹脂又は硬化性樹脂と、必要に応じて硬化剤と溶媒とを含んでもよい。
高屈折率層Dは、高屈折率層用塗布液を塗布した後、乾燥及び必要に応じて硬化させて形成することができる。高屈折率層用塗布液の塗布方法は、前述の塗布方法と同様とし得る。中でも、グラビアコート法のように、ローラを低屈折率層Cの表面に押し付けることによって低屈折率層Cの表面を傷つけるのを抑制でき、薄い厚みでも均一に塗布しやすい観点では、ダイ法が好ましい。
本発明の光反射フィルムは、各種用途の反射部材、例えば液晶表示装置用バックライトユニットの光反射フィルム、プロジェクションテレビの反射鏡及びランプリフレクター等として用いることができる。中でも、本発明の光反射フィルムは、良好な反射率と湿熱耐久性とを有する点から、液晶表示装置用バックライトユニットの光反射フィルムとして好ましく用いられる。
液晶表示装置用バックライトユニットは、光源と、本発明の光反射フィルムとを含む。本発明の光反射フィルムは、高屈折率層Dが、光源又は導光板の裏面(液晶表示パネルと対向しない面)と対向するように配置される。
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、バックライトユニットとを含む。図2は、本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図である。同図は、サイドエッジ型のバックライトユニットを用いた場合の一例である。図2に示されるように、液晶表示装置20は、液晶表示パネル30と、サイドエッジ型のバックライトユニット40とを含む。
<実施例1>
(基材A)
基材Aとして、厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポン社製、HB3)を準備した。
メラミン樹脂(スーパーベッカミン(登録商標)J−820、DIC株式会社製、ヘキサメトキシメチロールメラミンと、それと架橋反応するOH基を含む樹脂の混合物、メラミン樹脂の重量平均分子量5000)を、固形分濃度が5質量%となるようにブタノール(溶媒)で希釈し、アンカー層用塗布液を得た。
得られたアンカー層用塗布液を、上記ポリエチレンテレフタレートフィルム上にグラビアコート法にて塗布した後、乾燥させて、膜厚0.1μmのアンカー層Eを形成した。
上記で形成したアンカー層Eの表面に、真空蒸着法(抵抗加熱式真空蒸着法)にて銀を蒸着し、膜厚100nmの金属反射層Bを形成した。
ポリメチルメタクリレート(PMMA、重量平均分子量30万)と、メラミン樹脂(商品名スーパーベッカミンJ−820 DIC株式会社製)とを、ポリメチルアクリルレートとメラミン樹脂の質量比が2:1になるように混合し、固形分濃度が2.0質量%となるように2−ブタノン(溶剤)で希釈して、低屈折率層用塗布液を得た。
得られた低屈折率層用塗布液を、グラビアコート法にて金属反射層B上に塗布した後、150℃で乾燥及び硬化させて、膜厚50nmの低屈折率層Cを形成した。
酸化チタン粒子含有塗布液(リオデュラスTYT90、東洋インキ社製、アクリル樹脂:酸化チタン=1:1質量比、酸化チタン粒子の平均粒径d=10nm、屈折率=2.34)を、固形分濃度が2.0質量%になるように2−ブタノンと1−メトキシ−2−プロパノールで希釈した後、該溶液の固形分に対して0.5質量%となるように、フッ素系界面活性剤(商品名メガファックRS76E、含フッ素基・親水性基・親油性基・UV反応性基含有オリゴマー DIC株式会社製)をさらに添加及び混合し、高屈折率層用塗布液を得た。
得られた高屈折率層用塗布液を、上記形成した低屈折率層上にグラビアコート法にて塗布及び乾燥させた後、積算光量400mJ/cm2の条件でUV照射して塗膜を硬化させて、膜厚40nmの高屈折率層Dを形成し、光反射フィルムを得た。
フッ素系界面活性剤の含有量を、高屈折率層用塗布液の固形分に対して1.0質量%とした以外は実施例1と同様にして光反射フィルムを得た。
フッ素系界面活性剤の含有量を、高屈折率層用塗布液の固形分に対して5.0質量%とした以外は実施例1と同様にして光反射フィルムを得た。
フッ素系界面活性剤を、シリコーン系界面活性剤(商品名ZX049 富士化成社製)に変更した以外は実施例1と同様にして光反射フィルムを得た。
シリコーン系界面活性剤の含有量を、高屈折率層用塗布液の固形分に対して1.0質量%とした以外は実施例4と同様にして光反射フィルムを得た。
シリコーン系界面活性剤の含有量を、高屈折率層用塗布液の固形分に対して5.0質量%とした以外は実施例4と同様にして光反射フィルムを得た。
高屈折率層用塗布液を、酸化ジルコニア粒子含有塗布液(リオデュラスTYZ76、東洋インキ社製、アクリル樹脂:酸化ジルコニア粒子=1:1質量比、酸化ジルコニア粒子の平均粒径d=10nm、屈折率=2.06)に変更した以外は実施例1と同様にして光反射フィルムを得た。
フッ素系界面活性剤の含有量を、高屈折率層用塗布液の固形分に対して1.0質量%とした以外は実施例7と同様にして光反射フィルムを得た。
フッ素系界面活性剤の含有量を、高屈折率層用塗布液の固形分に対して5.0質量%とした以外は実施例7と同様にして光反射フィルムを得た。
フッ素系界面活性剤をシリコーン系界面活性剤(富士化成社製、ZX−049)に変更した以外は実施例8と同様にして光反射フィルムを得た。
高屈折率層用塗布液をダイ法で塗布した以外は実施例2と同様にして光反射フィルムを得た。
高屈折率層Dの厚みtHを30nmとして、tH/dを1.7とした以外は実施例2と同様にして光反射フィルムを得た。
高屈折率層Dに界面活性剤を含有させなかった以外は実施例2と同様にして光反射フィルムを得た。
高屈折率層Dの厚みを30nmとした以外は比較例1と同様にして光反射フィルムを得た。
高屈折率層Dに界面活性剤を含有させなかった以外は実施例7と同様にして光反射フィルムを得た。
(基材Aの屈折率)
厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポン社製、HB3)の波長570nmの光の屈折率を、堀場製分光エリプソメーターUVISELを用いて測定した。
厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポン社製、HB3)上に、厚み50nmの低屈折率層Cを塗布した後、乾燥させて、測定用サンプル1を得た。同様にして、厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポン社製、HB3)上に、厚み50nmの高屈折率層Dを塗布形成して、測定用サンプル2を得た。これらの測定用サンプル1及び2の波長570nmの光の屈折率を、堀場製分光エリプソメーターUVISELを用いてそれぞれ測定した。
基材Aの屈折率は1.6、低屈折率層Cの屈折率は1.54、実施例2の高屈折率層Dの屈折率は1.86であった。
(初期)
一般的なスマートフォンからバックライトユニット(光源と、導光板と、光反射フィルムとを含むユニット)を取り出した。このバックライトユニットの光反射フィルムを、上記作製した光反射フィルムに取り換えた。光反射フィルムは、高屈折率層Dが光入射面となるように配置した。
得られたバックライトユニットの光反射フィルムが配置された面とは反対側で、且つ光反射フィルムからの高さが200mmの位置に、分光放射輝度計(コニカミノルタ社製、製品名「CS−2000」)を設置した。そして、面光源装置の中央部を、平行に配列された光源の垂直方向に横断する形で、端から端まで0.6mm間隔で三刺激値Y(輝度)[cd/m2]、及びCIE1931表色系における色度xとyを測定した。測定は、25℃で行った。
(輝度)
◎:5000cd/m2以上
○:4900cd/m2以上5000cd/m2未満
△:4700cd/m2以上4900cd/m2未満
×:4700cd/m2未満
(色度)
◎:0.30未満
○:0.30以上0.32未満
△:0.32以上0.35未満
×:0.35以上
上記作製した光反射フィルムを、150mm角に裁断し、60℃90%RHの環境下で500時間静置した。その後、得られた光反射フィルムを用いた以外は前述と同様にしてバックライトユニットの三刺激値Y(輝度)[cd/m2]を測定した。そして、初期の輝度からの低下率(%)を算出した。
◎:1%未満
○:1%以上3%未満
△:3%以上5%未満
×:5%以上
上記作製した光反射フィルムにおける低屈折率層C/高屈折率層Dの界面の密着性を、JIS K 5600−5−6:1999に準拠した碁盤目試験により評価した。具体的には、上記作製した光反射フィルムの表面(金属反射層Bが形成された面側)を、1mm間隔で縦、横に11本の切れ目を入れ、1mm角の碁盤目を100個作製した。この上にセロハンテープ(登録商標)を貼り付け、90度の角度で素早く剥がした。そして、剥がれずに残った碁盤目の数をカウントした。測定は、25℃で行った。
◎:0個以上3個未満
○:3個以上10個未満
△:10個以上20個未満
×:20個以上100個以下
11 基材A
13 アンカー層E
15 金属反射層B
17 低屈折率層C
19 高屈折率層D
20 液晶表示装置
30 液晶表示パネル
31 液晶セル
33、35 偏光板
40 バックライトユニット
41 光源
42 ランプリフレクター
43 導光板
45 光学フィルム
47 光拡散フィルム
49 プリズムフィルム
Claims (7)
- 基材Aと、厚みが80〜150nmの金属反射層Bと、厚みが10〜60nmの低屈折率層Cと、波長570nmの光の屈折率が前記低屈折率層Cの波長570nmの光の屈折率よりも高い、厚みが10〜100nm高屈折率層Dとをこの順に含み、
前記低屈折率層Cは、樹脂を主成分とする樹脂層であり、
前記高屈折率層Dが、高屈折率粒子と、バインダ樹脂と、界面活性剤とを含み、
前記バインダ樹脂は、官能基含有アクリル系樹脂の硬化物であり、
前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、またはフッ素−シリコーン系界面活性剤であり、
前記高屈折率粒子の含有量は、前記高屈折率層Dに対して30〜60質量%であり、
前記高屈折率粒子の平均粒径をd(nm)、前記高屈折率層Dの厚みをtH(nm)としたとき、tH/dが2以上8以下である、
光反射フィルム。 - 前記高屈折率粒子は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化銅からなる群より選ばれる金属化合物の粒子である、
請求項1に記載の光反射フィルム。 - 前記高屈折率層Dの厚みtHが、20nm以上50nm以下である、
請求項1または2に記載の光反射フィルム。 - 前記界面活性剤の含有量は、前記高屈折率層Dの全質量に対して0.1質量%以上5質量%以下である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の光反射フィルム。 - 前記低屈折率層Cは、アクリル系樹脂または官能基含有アクリル系樹脂の硬化物を含む、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の光反射フィルム。 - 基材Aと、厚みが80〜150nmの金属反射層Bの積層物を準備する工程と、
前記積層物の前記金属反射層B上に、樹脂を含む塗布液をダイ法にて塗布した後、乾燥又は硬化させて、厚みが10〜60nmの低屈折率層Cを形成する工程と、
前記低屈折率層C上に、高屈折率粒子と、官能基含有アクリル系樹脂と、硬化剤と、界面活性剤とを含む塗布液をダイ法にて塗布した後、乾燥および硬化させて、波長570nmの光の屈折率が前記低屈折率層Cの波長570nmの光の屈折率よりも高い、厚みが10〜100nmの高屈折率層Dを形成する工程とを含み、
前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、またはフッ素−シリコーン系界面活性剤であり、
前記高屈折率粒子の含有量は、前記高屈折率層Dに対して30〜60質量%であり、
前記高屈折率粒子の平均粒径をd(nm)、前記高屈折率層Dの厚みをtH(nm)としたとき、tH/dが2以上8以下である、
光反射フィルムの製造方法。 - 光源と、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光反射フィルムとを含む、
液晶表示装置用バックライトユニット。
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