JPWO2006051804A1 - 白色フイルムおよびそれを用いたバックライト - Google Patents

Abstract

９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率がいずれも−０．２％以上０．５％以下である高分子フイルムからなる白色フイルム、およびこれを用いた液晶ディスプレイ用バックライトであり、この白色フイルムは波打ち、端部浮き上がりが少ないため液晶ディスプレイ用バックライト用反射フイルムとして最適であり、また、これを用いた液晶ディスプレイ用バックライトは長期間使用可能なため、各種電気・電子機器の液晶ディスプレイに用いることができる。

Description

本発明は液晶ディスプレイなどのディスプレイに用いられるバックライトの冷陰極管などの光を反射する白色フイルムおよびその白色フイルムを用いたバックライトに関するものである。

液晶ディスプレイでは液晶セルを照らすバックライトが用いられており、液晶モニターではエッジライト方式のバックライト、液晶テレビでは直下型のバックライトが採用されている。これらのバックライト用反射フイルムとしては、気泡により形成された多孔質の白色フイルムが一般的に用いられている（特開平８−２６２２０８の特許請求の範囲参照）。さらに、冷陰極管から放射される紫外線によるフイルムの黄変色を防ぐために白色フイルムに紫外線吸収層を設けることも提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。これら多孔質白色フイルムは使用時の形態保持のためにアルミニウム板やＳＵＳ板と貼り合わされ、打ち抜き、成形されて使用されるのが一般的である（特許文献３参照）。

近年液晶テレビなど大画面の液晶ディスプレイが開発され、直下型のバックライトの需要が拡大してきた。従来図４に示すように多孔質白色フイルム１はアルミニウム板やＳＵＳ板からなる背面板（背面シャーシー）４に熱融着や接着剤４で貼り合わせて使用されていたが、最近組立工程の容易化、バックライト価格の低減のために図３に示すように白色フイルム１を粘着テープ６で背面板４に貼り付ける、あるいはフックなどで部分的に反射フイルムを背面板に取り付けるなどのバックライト反射板の新しい形成方法が検討されている。ところがこのような方法では熱融着や接着剤接着に比べて密着性が弱いため、長時間バックライトを使用していると白色フイルムが波打つように変形したり、端部が浮き上がってくる問題が発生することが明らかになった。特に最近では液晶ディスプレイのサイズが大きくなり、当然波打ち現象や端部浮き上がり現象が大きな問題になってきている。

本発明は長時間にわたりテレビを使用しても、すなわちバックライトを使用しても、簡易接着状態の反射板が波打の変形、あるいは端部の浮きあがらないバックライトの反射板用白色フイルムを提供するものである。さらに組み立ての際に白色フイルムの表裏を間違え組み立てる可能性があり、好ましくはこのような間違いが起き難いバックライトの反射板用白色フイルムを提供するものである。
特開２００１−１６６２９５（特許請求の範囲） 特開２００２−９０５１５（特許請求の範囲） 特開２００２−３３３５１１（〔００３７〕６〜９行）

本発明は、前述の課題である波打の変形、あるいは端部の浮きがないバックライトの反射板用のフイルム、好ましくは組み立ての際に白色フイルムの表裏を間違え組み立てることが起き難い白色フイルムを提供する。

本発明の白色フイルムは以下の構成からなる。
（１）９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率がいずれも−０．２％以上０．５％以下である高分子フイルムからなることを特徴とする白色フイルム。
（２）高分子フイルムが内部に気泡を含有す上記（１）の白色フイルム。
（３）高分子フイルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフイルムである上記（２）の白色フイルム。
（４）高分子フイルムの少なくとも片面に紫外線を吸収する物質を含有する紫外線吸収層を設けた上記（１）〜（３）の白色フイルム。
（５）高分子フイルムの紫外線吸収層を設けた面とは反対の面にインキを含有する印刷層を設けた上記（４）の白色フイルム。
（６）印刷層が高分子フイルム面に部分的に設けられている上記（５）の白色フイルム。

また、本発明の液晶ディスプレイ用バックライトは次の構成である。
（７）上記（１）〜（６）の白色フイルムを用いた液晶ディスプレイ用バックライト。
（８）バックライトの方式が直下型方式である上記（７）の液晶ディスプレイ用バックライト。
（９）液晶ディスプレイのサイズが７６．２ｃｍ（３０インチ）以上である上記（８）の液晶ディスプレイ用バックライト。

本発明の白色フイルムは長期間使用しても波打ち、端部浮き上がり等の不具合が生じないため、これを用いた液晶ディスプレイ用バックライトは長期間使用できる。

本発明の白色フイルムは、９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率がいずれも−０．２％以上０．５％以下である高分子フイルムからなるものである。

ここでいうフイルムとは薄い膜状の形態を有し、一般的にフイルムと呼ばれるものを意味するが、厚さ５００μｍを超え、一般にはシートと呼ばれる物も含むものである。

高分子とは有機高分子のことであり、その種類は特に限定されないが、溶融成形できる熱可塑性樹脂がより好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロヘキサンジメタノールなどのポリオレフイン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィドなどをあげることができる。

当然のことながらこれらは共重合体であっても良いし、各種添加物、たとえば熱安定剤、酸化防止剤、滑剤、有機、無機微粒子、耐光剤、帯電防止剤、核剤などをフイルムとしての物性等に弊害を与えない程度に添加されていてもよい。これらの有機高分子のうち、機械的安定性が良く、可視光線の吸収が少ないポリエステル樹脂がより好ましく、中でもポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。

本発明でいう、９０℃で測定したフイルム長手方向熱収縮率とは、一定の大きさの高分子フイルムサンプルを準備し、室温でその長手方向（製造時の押出方向）に一定の長さ（Ｌ_０）を測定し、そのサンプルを９０℃に保持した恒温槽中に３０分間放置後、同じ室温まで徐冷した後に、該Ｌ_０に相当する部分の長さを測定し、その長さ（Ｌ）と初期の長さ（Ｌ_０）から次式（１）にて算出した数値である。

熱収縮率（％）＝｛（Ｌ_０−Ｌ）／Ｌ_０｝×１００ （１）
なお、負の数値は高分子フイルムが伸びたことをあらわす。
また、９０℃のフイルムの幅方向熱収縮率とは高分子フイルムの幅方向（製造時の押出方向に対して直角方向）に高分子フイルムの長手方向と同様にして測定した値をいう。

本発明の高分子フイルムにおける９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率は−０．２％以上０．５％以下であり、好ましくは−０．１〜０．３％以下であり、さらに好ましくは−０．０５〜０．２５％、最も好ましくは−０．０５〜０．１５である。９０℃のフイルム長手方向、または幅方向の熱収縮率が−０．２％以上０．５％以下の範囲を外れると、バックライト用反射フイルムとして使用している際に変形の発生が認められる。

高分子フイルムの長手方向において均一で一様な熱収縮率を有し、かつ薄くても強い機械的強度を有する点、およびフイルムへの成形工程で幅方向の熱収縮率を低く出来る点で二軸延伸フイルムが優れている。中でもポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フイルムが本発明の高分子フイルムとして優れている。

本発明の白色フイルムの白色は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長における平均反射率が８５％以上のものを意味する。可視光線反射率を上げる方法は特に限定されないがフイルムの内部に気泡を含有させることが好ましい。これらの白色フイ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、あるいは二軸延伸ポリプロピレンフイルム、多孔質の未延伸、あるいは延伸ポリエチレンテレフタレートフイルムが例として好ましく挙げられる。これらの製造方法等については特開平８−２６２２０８の〔００３４〕~〔００５７〕、特開２００２−９０５１５の〔０００７〕〜〔００１８〕、特開２００２−１３８１５０の〔０００８〕〜〔００３４〕等に詳細に開示されている。中でも特開２００２−９０５１５の中に開示されている多孔質白色二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフイルムが前述の理由で本発明の高分子フイルムとして特に好ましい。

白色フイルムは使用中に冷陰極管などのランプから出る光、特に紫外線によって劣化（例えば黄変などの光学的劣化、あるいは低分子化する分解劣化など）する場合があるので、高分子フイルムの少なくとも片面上に紫外線吸収層を設けるのが好ましい。紫外線吸収層としては特に限定されないがTiO₂、ZnOなどの無機紫外線吸収剤を含有する樹脂、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなどの有機紫外線吸収剤を含有する樹脂、あるいはベンゾトリアゾール系、ベンゾヘノン系反応性モノマーを共重合した樹脂、さらにはこれらにヒンダードアミン系反応性モノマーを共重合した樹脂などを含む有機紫外線吸収樹脂、あるいは無機紫外線吸収剤と有機の紫外線吸収剤を含む樹脂などを積層するのが好ましい。特にベンゾトリアゾール系、ベンゾヘノン系反応性モノマーを共重合した樹脂、さらにはこれらにヒンダードアミン系反応性モノマーを共重合した樹脂などを含む有機紫外線吸収樹脂が薄層で紫外線吸収効果が高く、より好ましい。これらの製造方法等については特開２００２−９０５１５の〔００１９〕〜〔００３９〕に詳細に開示されている。

白色フイルムは両面とも白く、紫外線吸収層を積層しても表裏の区別がしにくく、組み立ての際に誤って紫外線吸収層をランプ側にセットせずに背面板(背面シャーシー)側にセットする場合が考えられる。この過ちを防ぐために高分子フイルムの紫外線吸収層を設けた面とは反対の面に、紫外線吸収層を設けた面との識別をするための印刷層を設けることが好ましい。印刷層は特に限定されず、通常の染料、あるいは顔料を含有する樹脂（インキ）を塗布（印刷）するのが好ましい。印刷層はフイルムの全面に設けるよりも、部分的に設ける方が、白色フイルムと背面版（背面シャーシー）とを粘着テープなどで張り合わせる際に密着性が上がり、より好ましい。

白色フイルムに紫外線吸収層、及び印刷層を設けた本発明の一例の白色フイルムの概略断面図を第１図、印刷層上部より見た概略平面図を第２図に示す。第１図において白色フイルム１の上面（ランプ（図示せず）側面）には紫外線吸収層２が塗工により設けられており、（下面（背面板（図示せず）側面）には印刷により印刷層３が設けられている。第２図において、印刷層３は白色フイルム１面に、あるパターンを形成して部分的に印刷されている。

本発明の高分子フイルムの９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率を−０．２％以上０．５％以下にする方法は特に限定されないが、樹脂をフイルムに成形する工程で主として熱処理温度と熱処理ゾーン内でのフイルム張力、およびフイルムの走行速度を制御する方法で熱処理することにより、９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率を目標の値にすることが可能である。
また、高分子フイルムをコーテイング装置の熱オーブンを通過させ、主として熱オーブン温度と熱オーブン中のフイルム張力、およびフイルムの走行速度を調整して熱処理することによっても９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率を目標の値にすることも可能である。

さらに、紫外線を吸収する物質を含有する塗布層を塗布する際、あるいは識別するための印刷層を印刷する際の熱オーブン中での乾燥、硬化する工程で主として温度と熱オーブン中のフイルム張力、およびフイルムの走行速度を制御することによって、塗布層、または印刷層を設けると同時に熱処理を施すことができ、９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率を目標の値にすることが出来ることからより好ましい方法といえる。

本発明の白色フイルムを用いることで、白色フイルムを背面板（背面シャーシー）に粘着テープなどの固定力の強くない方法で貼り合わせても、使用中に従来のアルミニウム板に融着や接着剤を用いて接着したものと同様に白色フイルムが波打ったり、端部が剥離することのない良質なバックライトを製作できる。特に直下型方式のバックライトではバックライトの面積が大面積になるが、本発明の白色フイルムを用いると大面積に容易に貼りあわせでき、かつ大面積でも使用中に波打ちや剥離がなく、良質なバックライトを製作できる。
近年、液晶ディスプレイのサイズ（矩形の対角線長さ）としては７６．２ｃｍ（３０インチ）以上であり、好ましくは８８．９ｃｍ（３５インチ）以上、さらに好ましくは１０１．６ｃｍ（４０インチ）以上、最も好ましくは１２７ｃｍ（５０インチ）以上である。

各実施例、比較例の評価方法について説明する。

（１）９０℃のフイルム長手方向熱収縮率：
高分子フイルムをフイルム長手方向に長さ３００ｍｍ（長辺とする）、フイルム幅方向に長さ２０ｍｍ（短辺とする）に切断して試験片とし、室温で試験片の中央部に２００ｍｍ（＝Ｌ_０）の距離をおいて標点を付ける。ここで、２つの標点を結ぶ直線は長辺に平行となるようにする。次に９０℃に保持した恒温槽中に、一方の短辺をクリップで挟んで試験片を垂直につるし３０分間放置する。その後、同じ室温まで徐冷した後に、試験片の標点間の距離（＝Ｌ）を測定する。ＬとＬ_０よりフイルム長手方向熱収縮率を次式にて算出した。
フイルム長手方向熱収縮率（％）＝｛（Ｌ_０−Ｌ）／Ｌ_０｝×１００
（２）９０℃のフイルム幅方向熱収縮率：
高分子フイルムの幅方向を長辺とし、長手方向を短辺とする以外は長手方向熱収縮率測定法と同じ方法で測定する。

（３）白色フイルムの形状
ディスプレイサイズ６０．９６ｃｍ（２４インチ）および１３２．０８ｃｍ（５２インチ）の液晶テレビのバックライトユニットの背面シャーシーに白色フイルムを両面粘着テープで貼り反射板を形成、バックライトユニットとして液晶テレビに組み込み、３ヶ月間連続で電源をいれ、連続使用後、液晶テレビからバックライトユニットをはずし、反射板の白色フイルムの状態を目視にて観察する。観察結果を下記のＡ，Ｂ，Ｃにより判定し、Ａであれば合格である。
Ａ：変形なし。
Ｂ：かすかに波打ちが有る。
Ｃ：波打ちや端部の剥がれが有る。

<実施例１>
厚さ１８８μｍ、多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フイルム（東レ株式会社製 “ルミラー”Ｅ６０Ｌ）の片面に有機紫外線吸収剤を含む樹脂を５μｍ塗布し、耐紫外線性の白色フイルムを製造した（東レ株式会社製“ルミラー”Ｅ６０Ｖ）。該耐紫外線性の白色フイルムをコーテイング装置に通して、熱オーブン温度１６０℃で熱オーブン内のフイルム張力を４９Ｎ／ｍとし、フイルム走行速度１０ｍ／ｍｉｎで熱処理した。さらに該熱処理フイルムの紫外線吸収層を設けた面との反対面に直径１０ｍｍの水玉模様を縦、横各々５０ｍｍ間隔で空色のインキを用い、印刷機で印刷した。

<実施例２>
熱オーブン内のフイルム張力を６８．６Ｎ／ｍとした以外は、実施例１と同じ条件で白色フイルムを得た。

<実施例３>
熱オーブン内のフイルム張力を９８Ｎ/ｍとした以外は、実施例１と同じ条件で白色フイルムを得た。

<実施例４>
厚さ２５０μｍの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フイルム（東レ株式会社製 “ルミラー”Ｅ６ＳＬ）の片面にコーテイング装置を用いて有機紫外線吸収剤を含む樹脂塗材を乾燥後の膜厚が５μｍになるように塗布し、熱風オーブン内(９０℃のオーブン、１５０℃のオーブン、１２０℃のオーブン内を順次搬送)でのフイルムの引っ張り張力を１４７Ｎ/ｍ、フイルム走行速度を２０ｍ／ｍｉｎに制御しながら、乾燥、巻き取った。次いで該フイルムの紫外線吸収層を設けた面との反対面に直径５ｍｍの円形を縦、横各々２０ｍｍ間隔でブルーのインキを用い、印刷機で印刷し、白色フイルムを製作した。

<実施例５>
厚さ２５０μｍの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フイルム（東レ株式会社製 “ルミラー”Ｅ６ＳＬ）の片面にコーテイング装置を用いて有機紫外線吸収剤を含む樹脂塗材を乾燥後の膜厚が５μｍになるように塗布し、熱風オーブン内(オーブン内温度：オーブン内で９０℃〜１５０℃〜１２０℃に制御)でのフイルムの引っ張り張力を１４７Ｎ/ｍ、フイルム走行速度を２０ｍ／ｍｉｎに制御しながら、乾燥、巻き取った。

さらに、上記オーブン条件にてフイルム走行させ、熱処理を行った。次いで該フイルムの紫外線吸収層を設けた面との反対面に直径５ｍｍの円形を縦、横各々２０ｍｍ間隔でブルーのインキを用い、印刷機で印刷し、白色フイルムを製作した。

<比較例１>
厚さ１８８μｍの多孔質の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートからなる白色フイルム（東レ株式会社製 “ルミラー”Ｅ６０Ｌ）のみで、熱処理を行わず、紫外線吸収層や印刷層を設けなかった。

<比較例２>
熱オーブン内のフイルム張力を２９．４Ｎ／ｍとした以外は、実施例１と同じ条件で白色フイルムを作成した。

<比較例３>
熱オーブン内のフイルム張力を１６６．６Ｎ/ｍとした以外は、実施例１と同じ条件で白色フイルムを作成した。

実施例１〜３、および比較例１〜３の白色フイルムを上記の評価方法で評価した。なお、白色フイルムを両面粘着テープで背面シャーシーに張る際、実施例１〜３、および比較例２，３の水玉模様の印刷された白色フイルムは水玉模様の面を粘着テープに貼ればよく、表裏の識別を注意深く行う必要はなく、より短時間で貼り合わせることができた。

評価結果を表１に示す。実施例１〜３の白色フイルムは評価前後での形状に大きな変化はなかったが、比較例１の白色フイルムは全体に波うち、かつ端部の一部が粘着テープから剥離している部分が見られ、比較例２，３の白色フイルムは全体に波うちがあった。また、比較例１の白色フイルムは、紫外線吸収層を設けていないため、紫外線により表面がかすかに黄味を帯びていた。

本発明の白色フイルムは波打ち、端部浮き上がりが少ないため、特にサイズの大きな液晶ディスプレイ用バックライト用反射フイルムとして利用できる。また、本発明の液晶ディスプレイ用バックライトは長期間使用可能なため、各種電気・電子機器の液晶ディスプレイに用いることができる。

図１は本発明の白色フイルムの概略断面図である。 図２は本発明の印刷層側から見た概略平面図である。 図３は新しい形成法で作成したバックライト反射板の概略断面図である。 図４は従来の形成法で作成したバックライト反射板の概略断面図である。

符号の説明

１・・・フイルム
２・・・紫外線吸収層
３・・・印刷層
４・・・背面板
５・・・接着剤
６・・・両面粘着テープ

Claims (9)

1. ９０℃のフイルム長手方向、および幅方向の熱収縮率がいずれも−０．２％以上０．５％以下である高分子フイルムからなることを特徴とする白色フイルム。
2. 高分子フイルムが内部に気泡を含有することを特徴とする請求項１に記載の白色フイルム。
3. 高分子フイルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフイルムであることを特徴とする請求項２に記載の白色フイルム。
4. 高分子フイルムの少なくとも片面に紫外線を吸収する物質を含有する紫外線吸収層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の白色フイルム。
5. 高分子フイルムの紫外線吸収層を設けた面とは反対の面にインキを含有する印刷層を設けたことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の白色フイルム。
6. 印刷層が高分子フイルム面に部分的に設けられていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の白色フイルム。
7. 請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の白色フイルムを用いたことを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
8. バックライトの方式が直下型方式であることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。
9. 液晶ディスプレイのサイズが７６．２ｃｍ（３０インチ）以上であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。

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