JP7181961B2 - Ledバックライト用フィルム、ledバックライト - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記粒子が、微細孔粒子である。
1つの実施形態においては、上記粒子が、ケイ素化合物の微細孔粒子である。
1つの実施形態においては、上記低屈折率層の空隙率が、35体積%以下である。
1つの実施形態においては、上記LEDバックライト用フィルムの厚みが、100μm以下である。
本発明の別の局面によれば導光ユニットが提供される。この導光ユニットは、上記LEDバックライト用フィルムと、導光板とを備え、該LEDバックライト用フィルムが、該導光板の導光方向においては該導光板の片面の一部を覆うようにし、導光方向と垂直な方向においては、該導光板の該片面の全域を覆うようにして、該導光板に貼着されている。
本発明のさらに別の局面によれば、LEDバックライトが提供される。このLEDバックライトは、上記導光ユニットと、上記導光板の前記LEDバックライト用フィルムが配置された側の端面に配置されたLED光源とを備える。
1つの実施形態においては、上記LEDバックライト用フィルムの厚みが、{(LED光源の厚み-導光板の厚み)×50%}~{(LED光源の厚み-導光板の厚み)×100%}である。
A-1.LEDバックライト用フィルムの概要
図1は、本発明の1つの実施形態によるLEDバックライト用フィルムの概略断面図である。この実施形態によるLEDバックライト用フィルム110は、低屈折率層10と、低屈折率層10の少なくとも片側に配置された第1の粘着剤層20とを備える。低屈折率層10の屈折率は、1.25以下である。LEDバックライト用フィルム110は、必要に応じて、基材30をさらに備える。1つの実施形態においては、基材30が備えられる場合、第1の粘着剤層20と、低屈折率層10と、基材30とは、この順に配置される。1つの実施形態においては、基材30は、低屈折率層10から剥離可能に設けられる。LEDバックライト用フィルム110は、必要に応じて、第2の粘着剤層40をさらに備える。1つの実施形態においては、第2の粘着剤層40が備えられる場合、第1の粘着剤層20と、低屈折率層10と、基材30と、第2の粘着剤層40とは、この順に配置される。なお、本明細書においては、見やすくするために、図面における各構成部材は模式化されており、サイズおよび/または縮尺が実際とは異なって記載されている。
上記のとおり、低屈折率層の屈折率は、1.25以下である。このような屈折率を有する低屈折率層を有するLEDバックライト用フィルムを導光板に積層すれば、導光板とLEDバックライト用フィルムとの界面において光を良好に反射させることができ、光の導波効率に優れ、出射強度に優れるLEDバックライトを得ることができる。低屈折率層の屈折率は、好ましくは1.20以下であり、より好ましくは1.18以下であり、さらに好ましくは1.15以下である。低屈折率層の屈折率は低いほど好ましいが、その下限は、例えば、1.07以上(好ましくは1.05以上)である。本明細書において、屈折率とは、波長550nmにおいて測定された屈折率をいう。
上記基材は、任意の適切な材料で形成され得る。基材を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、オレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂;熱硬化性樹脂;ガラス、シリコン等の無機材料;炭素繊維材料等が挙げられる。
第1の粘着剤層は、任意の適切な粘着剤を含む。粘着剤は、好ましくは、透明性および光学的等方性を有する。粘着剤の具体例としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、セルロース系粘着剤が挙げられる。好ましくは、ゴム系粘着剤またはアクリル系粘着剤である。
第2の粘着剤層は、任意の適切な粘着剤を含む。粘着剤は、好ましくは、透明性および光学的等方性を有する。粘着剤の具体例としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、エポキシ系粘着剤、セルロース系粘着剤が挙げられる。好ましくは、ゴム系粘着剤またはアクリル系粘着剤である。A-4項で説明したアクリル系粘着剤を用いてもよい。
LEDバックライト用フィルムは、任意の適切な方法により製造することができる。例えば、所定の粒子(例えば、上記ケイ素化合物の微細孔粒子、好ましくはゲル状ケイ素化合物の粉砕体)を含む低屈折率層形成用塗工液を上記基材上に塗布し、乾燥させることにより、基材上に低屈折率層を設けることができる。
本発明の導光ユニットは、図2(a)および図2(b)に示すように、LEDバックライト用フィルム110と導光板120とを備える。LEDバックライト用フィルム110は、導光板120の片面の一部に積層して配置される。より詳細には、LEDバックライト用フィルム110は、導光板120の導光方向端面121(光源の配置が予定される端面121)の近傍に、貼着して配置される。好ましくは、バックライトフィルム用110は、導光板120の導光方向Xにおいては導光板120の片面122の一部を覆うようにし、導光方向Xを含む面内で導光方向Xと垂直な方向Yにおいては、導光板120の片面122の全域を覆うようにして、導光板120に貼着され得る。LEDバックライト用フィルム110は、第1の粘着剤層を介して、導光板と低屈折率層とが配置するようにして貼着され得る。LEDバックライト用フィルム110は、導光板に直接配置されることが好ましい。また、LEDバックライト用フィルム110が基材を備える場合、LEDバックライト用フィルム110は、低屈折率層が基材よりも内側(導光板側)となるようにして直接配置されることが好ましい。なお、「直接配置される」とは、LEDバックライト用フィルム110と導光板120との間にその他の層を配置しないようにして、LEDバックライト用フィルム110と導光板120とを配置することを意味する。また、LEDバックライト用フィルムが貼着される導光板の面は、上記導光ユニットをLEDバックライトに適用した際の、光出射面とは反対側の面に相当する。
図3は、本発明の1つの実施形態によるLEDバックライトの概略断面図である。LEDバックライト200は、導光ユニット100と、導光ユニット100が備える導光板120のLEDバックライト用フィルム110が配置された側の端面121に配置されたLED光源130を備え得る。
(1)屈折率
屈折率層を50mm×50mmのサイズにカットし、これを粘着層を介してガラス板(厚み:3mm)の表面に貼合した。上記ガラス板の裏面中央部(直径20mm程度)を黒マジックで塗りつぶして、該ガラス板の裏面で反射しないサンプルとした。エリプソメーター(J.A.Woollam Japan社製:VASE)に上記サンプルをセットし、500nmの波長、入射角50~80度の条件で、屈折率を測定した。
液晶表示装置を全画面白表示となるようにし、コノスコープ(AUTRONIC MELCHERS株式会社製)にて正面輝度(白輝度)を測定した(単位:cd/m2)。
実施例および比較例で得られたLEDバックライト用フィルムを、図3に示すように、LEDバックライト(導光板の屈折率:1.49、LED光源の厚み:300μm)に組み込み、LED光源を点灯させた際の導光板出射面の明るさムラを目視にて確認した。均一に照明できた場合を合格(表1中、〇)、明るさムラ・光漏れが確認できた場合を不合格(表1中、×)とした。
(1)ケイ素化合物のゲル化
2.2gのDMSOに、ケイ素化合物の前駆体であるMTMSを0.95g溶解させて混合液Aを調製した。この混合液Aに、0.01mol/Lのシュウ酸水溶液を0.5g添加し、室温で30分撹拌を行うことでMTMSを加水分解して、トリス(ヒドロキシ)メチルシランを含む混合液Bを生成した。
5.5gのDMSOに、28重量%のアンモニア水0.38g、および純水0.2gを添加した後、さらに、上記混合液Bを追添し、室温で15分撹拌することで、トリス(ヒドロキシ)メチルシランのゲル化を行い、ゲル状ケイ素化合物を含む混合液Cを得た。
(2)熟成処理
上記のように調製したゲル状ケイ素化合物を含む混合液Cを、そのまま、40℃で20時間インキュベートして、熟成処理を行った。
(3)粉砕処理
つぎに、上記のように熟成処理したゲル状ケイ素化合物を、スパチュラを用いて数mm~数cmサイズの顆粒状に砕いた。次いで、混合液CにIBAを40g添加し、軽く撹拌した後、室温で6時間静置して、ゲル中の溶媒および触媒をデカンテーションした。同様のデカンテーション処理を3回行うことにより、溶媒置換し、混合液Dを得た。次いで、混合液D中のゲル状ケイ素化合物を粉砕処理(高圧メディアレス粉砕)した。粉砕処理(高圧メディアレス粉砕)は、ホモジナイザー(エスエムテー社製、商品名「UH-50」)を使用し、5ccのスクリュー瓶に、混合液D’中のゲル状化合物1.85gおよびIBAを1.15g秤量した後、50W、20kHzの条件で2分間の粉砕で行った。
この粉砕処理によって、上記混合液D中のゲル状ケイ素化合物が粉砕されたことにより、該混合液D’は、粉砕物のゾル液となった。混合液D’に含まれる粉砕物の粒度バラツキを示す体積平均粒子径を、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計(日機装社製、UPA-EX150型)にて確認したところ、0.50~0.70であった。さらに、このゾル液(混合液C’)0.75gに対し、光塩基発生剤(和光純薬工業株式会社:商品名WPBG266)の1.5重量%濃度MEK(メチルエチルケトン)溶液を0.062g、ビス(トリメトキシシリル)エタンの5%濃度MEK溶液を0.036gの比率で添加し、低屈折率層用塗工液を得た。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート90.7部、N-アクリロイルモルホリン6部、アクリル酸3部、2-ヒドロキシブチルアクリレート0.3部、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を酢酸エチル100gと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液を調製した。得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製のコロネートL,トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体)0.2部、ベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製のナイパーBMT)0.3部、γ-グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業社製:KBM-403)0.2部を配合したアクリル系粘着剤溶液を調製した。次いで、上記アクリル系粘着剤溶液を、シリコーン処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、厚さ:38μm)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが10μmになるように塗布し、150℃で3分間乾燥を行い、第1の粘着剤層を形成した。
攪拌羽根、温度計、窒素ガス導入管、冷却器を備えた4つ口フラスコに、ブチルアクリレート97部、アクリル酸3部、2-ヒドロキシブチルアクリレート1部、重合開始剤として2,2’-アゾビスイソブチロニトリル0.1重量部を酢酸エチル100gと共に仕込み、緩やかに攪拌しながら窒素ガスを導入して窒素置換した後、フラスコ内の液温を55℃付近に保って8時間重合反応を行い、アクリル系ポリマー溶液を調製した。得られたアクリル系ポリマー溶液の固形分100部に対して、イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業社製のコロネートL,トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートのアダクト体)0.5部、ベンゾイルパーオキサイド(日本油脂社製のナイパーBMT)0.2部、γ-グリシドキシプロピルメトキシシラン(信越化学工業社製:KBM-403)0.2部を配合したアクリル系粘着剤溶液を調製した。次いで、上記アクリル系粘着剤溶液を、シリコーン処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱化学ポリエステルフィルム社製、厚さ:38μm)の片面に、乾燥後の粘着剤層の厚さが15μmになるように塗布し、150℃で3分間乾燥を行い、第2の粘着剤層を形成した。
製造例1で調製した低屈折率層用塗工液を、基材としてのアクリル系樹脂フィルム(厚み:20μm)に塗布し、乾燥させて、基材の片面に厚み850nmの低屈折率層(屈折率:1.18)が配置された積層体を得た。低屈折率層にUV(300mJ)を照射した後、製造例2の粘着剤層(第1の粘着剤層)を低屈折率層側に、製造例3の粘着剤層(第2の粘着剤層)を基材側にそれぞれに転写し、60℃で20時間エージングし、LEDバックライト用フィルム(第1の粘着剤層/低屈折率層/基材/第2の粘着剤層)を得た。
得られたLEDバックライト用フィルムを上記評価(2)および(3)に供した。結果を表1に示す。
基材としてのアクリル系樹脂フィルム(厚み:20μm)の一方の面に製造例2の粘着剤層を転写し、他方の面に製造例3の粘着剤層を転写し、60℃で20時間エージングし、LEDバックライト用フィルム(第1の粘着剤層/基材/第2の粘着剤層)を得た。
得られたLEDバックライト用フィルムを上記評価(2)および(3)に供した。結果を表1に示す。
20 第1の粘着剤層
30 基材
40 第2の粘着剤層
100 導光ユニット
110 LEDバックライト用フィルム
130 LED光源
200 LEDバックライト
Claims (8)
- 第1の粘着剤層と、低屈折率層と、基材と、第2の粘着剤層とをこの順に備え、
該低屈折率層の屈折率が、1.25以下であり、
該低屈折率層が、粒子同士が化学的に結合して構成される多孔体であり、
該基材の厚みが、1μm~100μmであり、
該基材の透過率が、50%~99%である、
LEDバックライト用フィルム。 - 前記粒子が、微細孔粒子である、請求項1に記載のLEDバックライト用フィルム。
- 前記粒子が、ケイ素化合物の微細孔粒子である、請求項1または2に記載のLEDバックライト用フィルム。
- 前記低屈折率層の空隙率が、35体積%以上である、請求項1から3のいずれかに記載のLEDバックライト用フィルム。
- 厚みが、100μm以下である、請求項1から4のいずれかに記載のLEDバックライト用フィルム。
- 請求項1から5のいずれかに記載のLEDバックライト用フィルムと、導光板とを備え、
該LEDバックライト用フィルムが、
該導光板の導光方向端面の近傍に、貼着して配置され、
該導光板の導光方向においては、該導光板の片面の一部を覆うようにし、導光方向を含む面内で導光方向と垂直な方向においては、該導光板の該片面の全域を覆うようにして、該導光板に貼着されている、
導光ユニット。 - 請求項6に記載の導光ユニットと、前記導光板の前記LEDバックライト用フィルムが配置された側の端面に配置されたLED光源とを備える、
LEDバックライト。 - 前記LEDバックライト用フィルムの厚みが、{(LED光源の厚み-導光板の厚み)×50%}~{(LED光源の厚み-導光板の厚み)×100%}である、
請求項7に記載のLEDバックライト。
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