KR20180018586A - 반사 필름 및 면 광원 장치용 반사 유닛 - Google Patents

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류이치 와카하라
유스케 츠카무라
쇼타로 다나카
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

휘도 불균일과 색도 불균일이 억제된 면 광원 장치를 제공한다. 반사 시트의 적어도 편면에 저굴절률층을 갖는 반사 필름이며, 상기 저굴절률층과 상기 반사 시트가 접하는 것을 특징으로 하는 반사 필름.

Description

반사 필름 및 면 광원 장치용 반사 유닛
본 발명은, 액정 디스플레이의 백라이트(LCD 백라이트), 조명용 간판, 자동차, 차량 등의 표시 장치에 사용되는 면 광원 장치에 사용되는 반사 필름 및 면 광원 장치용 반사 유닛에 관한 것이다.
액정 디스플레이의 백라이트 유닛에 사용되는 면 광원 장치에는, 직하 타입과 에지 타입의 2종류가 있다. 직하 타입에서는, 백라이트 저부에 설치된 광원으로부터, 임의의 두께의 에어 갭을 두고 확산판이 설치되고, 그의 상부에 광학 필름이 설치된다. 한편, 에지 타입은, 백라이트 측면에 설치된 광원으로부터, 도광판을 사용하여 광을 면 방향으로 균일화한다. 도광판은 판상의 도광체이고, 도광체의 표면에는 도트 인쇄나 성형에 의한 요철 등의 광 확산부가 형성되어 있다. 광학 필름은 도광판 상부에 설치된다. 반사 필름은, 직하 타입에서는 광원의 후방, 에지 타입에서는 도광판의 배면에 설치된다.
디스플레이의 박형화에는, 에지 타입이 적합하지만, 추가적인 박형화를 위해서, 도광판과 반사 필름을 접합하는 구성이 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 도광판과 반사 필름을 접합하는 구성이 기재되어 있다. 또한, 도광판과 반사 필름을 접합한 경우에는, 도광판과 공기의 굴절률 차를 사용한 전반사가 일어나지 않게 되기 때문에, 도광판 표면에 저굴절률층을 설치하는 구성이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 양면 발광의 광원 장치가 기재되어 있고, 도광체의 적어도 편측의 표면에 저굴절률층 및 반투과 반사층을 설치하는 구성이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 도광판의 양면에 저굴절률층을 설치하고, 도광판과는 반대의 면의 저굴절률 상에는 반사층을 형성하는 구성이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-93195호 공보 일본 특허 공개 제2015-32565호 공보 일본 특허 공개 제2015-15185호 공보
특허문헌 1의 구성에 의해, 도광은 가능하게 되지만, 도광판의 박형화에 수반하여 동일한 거리를 도광하기 위해 필요한 전반사 횟수가 증가하는 경향이 있다. 광은 파장에 따라 굴절률이 상이하기 때문에, 전반사각이 상이하고, 반사 횟수의 증가는, 광원으로부터의 거리에 의존하는 발광색 불균일의 원인이 될 우려가 있었다.
특허문헌 1에 기재되어 있는 도광판 표면에 저굴절률층을 형성한 구성의 경우, 도광판 상하면의 전반사에서의 도광이기 때문에, 반사면 간의 거리는 도광판 두께와 같아진다. 디스플레이의 박형화를 위해서는 도광판의 두께를 얇게 할 필요가 있지만, 도광판을 얇게 함으로써, 전반사 횟수는 증가해버리게 된다. 또한, 도광판에 저굴절률층을 설치하기 위해서는, 매엽 처리가 필요해지고, 요철 패턴이 있는 표면에 균일하게 저굴절률층을 형성하는 것은 난이도가 높은 점에서, 생산성도 저하된다.
또한, 특허문헌 2에 개시되어 있는 저굴절률층 및 반투과 반사층, 특허문헌 3에 개시되어 있는 저굴절률층 및 반사층의 구성으로는 충분한 도광성을 얻을 수 없다.
본 발명에서는, 액정 디스플레이 등의 면 광원 장치에 있어서, 도광판과 접합하여 사용된 경우에도, 발광색 불균일을 저감하고, 도광성 및 생산성이 좋은 반사 필름 및 면 광원 장치용 반사 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 취한다.
[1] 반사 시트의 적어도 편면에 굴절률이 1.01 내지 1.38인 저굴절률층을 갖는 반사 필름이며, 상기 저굴절률층과 상기 반사 시트가 접하고 있는 것을 특징으로 하는 반사 필름.
[2] 상기 저굴절률층의 두께가 150 내지 1,000nm인 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 반사 필름.
[3] 상기 저굴절률층 표면의 오목부 개수가 200개/mm 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 반사 필름.
[4] 상기 저굴절률층의 표면 조도가 5 내지 50nm인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 반사 필름.
[5] 상기 저굴절률층이 아크릴 수지 및 중공 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 반사 필름.
[6] 상기 중공 입자의 수 평균 입자 직경이 50 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 상기 [5]에 기재된 반사 필름.
[7] 도광판, 점착층 및 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 반사 필름의 순으로 적층하여 이루어지고, 상기 점착층과 상기 저굴절률층이 접하고 있는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 반사 유닛.
본 발명에 의해, 액정 디스플레이 등의 면 광원 장치에 있어서, 도광판과 접합하여 사용된 경우에도, 발광색 불균일을 저감하고, 생산성이 좋은 반사 필름 및 면 광원 장치용 반사 유닛을 제공할 수 있다. 발광색 불균일을 저감하기 위해서는, 반사 횟수의 저감이 중요하고, 전반사하는 2개의 면의 거리는 가능한 한 이격되어 있는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 전반사하는 면은, 도광판 상면과 반사 시트 표면에 설치한 저굴절률층이기 때문에, 전반사면은, 도광판과 점착층을 더한 두께만큼의 거리를 취할 수 있다. 또한, 도광판과 같은 요철 패턴이 없는 반사 시트 표면에 연속 처리로 저굴절률층을 형성할 수 있기 때문에, 생산성도 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 반사 필름이 사용되는 면 광원 장치용 반사 유닛의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 2는, 저굴절률층 표면의 표면 오목부의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은, 저굴절률층 표면의 표면 오목부의 일례를 나타내는 SEM 화상이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
면 광원 장치용 반사 유닛(1)은, 반사 필름(6), 점착층(4), 도광판(5)을 갖는다. 반사 필름(6)은 반사 시트(2)의 적어도 편면에 저굴절률층(3)을 갖는 반사 필름이며, 저굴절률층(3)과 반사 시트(2)가 접하고 있다. 저굴절률층(3)은, 반사 시트(2)의 도광판(5)과 대향하는 면에 형성된다. 또한, 도광판(5)은, 도광체(5a)와 광 확산부(5b)를 갖는다.
반사 시트(2)의 재료로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리락트산(PLA) 등의 폴리에스테르계 수지나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 시클로올레핀계(COC, COP) 수지 등의 폴리올레핀계 수지나 삼아세트산셀룰로오스, 아세테이트 등의 셀룰로오스계 수지나, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴계 수지나, 폴리카르보네이트(PC) 수지나, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소계 수지 등을 사용할 수 있다. 이러한 재료 중에서도, 가시광의 광선 흡수가 적은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 환상 폴리올레핀(COC, COP), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카르보네이트(PC) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 반사 시트(2)는 예를 들어 전술한 재료에, 무기 입자, 유기 입자나 기재 수지에 비상용인 수지(이하, 비상용 수지라고 함)를 첨가시켜서 얻을 수 있다.
상기 무기 입자로서는 탄산칼슘, 이산화티타늄, 산화아연, 이산화규소, 황산바륨, 알루미나, 탈크, 산화지르코늄, 황화아연 및 염기성 탄산납(연백) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄산칼슘, 산화아연, 황산바륨 및 이산화티타늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 유기 입자로서는 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 열 가교성 수지 입자를 들 수 있다. 비상용 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 수지, 환상 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 불소 수지 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 반사 시트(2)는 단층이어도, 2층 이상의 적층체여도 된다.
본 발명에 있어서의 반사 시트(2)는, 반사 성능이나 내열성의 관점에서 백색 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다. 또한, 폴리에스테르로 구성된 실질적으로 공동을 함유하지 않는 A층과 공동을 함유하는 B층의 적어도 2층 이상의 적층체여도 된다.
A층 및 B층을 구성하는 수지는 폴리에스테르가 바람직하고, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)가 바람직하다. 또한, 이 폴리에스테르 중에는 공지된 각종 첨가제, 예를 들어 산화 방지제, 대전 방지제 등이 첨가되어 있어도 된다.
A층은 실질적으로 기포를 함유하지 않는 층인 것이 바람직하다. 실질적으로 기포를 함유하지 않는다란, 공극률이 10% 미만인 층 상태를 말한다. A층의 두께는, 단면을 전자 현미경 관찰했을 때에 표면으로부터 실질적으로 기포가 함유되어 있지 않은 단면 방향 깊이까지의 두께로서 구해지고, 실질적으로 기포가 함유되어 있지 않은 층의 두께를 A층 두께로 한다.
필름의 핸들링성을 확보하기 위해서, A층에는 무기 입자를 함유시키는 것이 바람직하다. A층에 함유시키는 무기 입자의 종류로서는, 예를 들어 탄산칼슘, 이산화티타늄, 산화아연, 이산화규소, 황산바륨, 알루미나, 탈크 등을 들 수 있다.
A층에 함유시키는 무기 입자는, A층 전체 100질량%에 대하여 3질량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1질량% 이상이다. A층에 함유하는 무기 입자가 너무 많으면, 저굴절률층(3)의 표면이 거칠어져 버려, 도광성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.01질량% 이상인 것이 바람직하다.
A층에 함유시키는 무기 입자의 바람직한 입자 직경은, 상기한 특성이 얻어지면 특별히 한정되지 않지만, 도광판과 반사 필름의 밀착 불균일이 적은 점에서, 5㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이하이다.
B층은 필름 내부에 미세한 기포를 함유함으로써 백색화되어 있는 층인 것이 바람직하다. 미세한 기포의 형성은 필름 기재, 예를 들어 폴리에스테르 필름 중에, 폴리에스테르와는 비상용인 중합체를 미세하게 분산시키고, 그것을 연신(예를 들어 2축 연신) 함으로써 달성할 수 있다.
B층은 B층을 구성하는 수지에 비상용인 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 비상용 수지를 함유함으로써, 연신 시에 비상용 수지를 핵으로 한 공동이 생겨, 이 공동 계면에 의해 광 반사가 일어난다. 폴리에스테르에 비상용인 수지로서는, 단독 중합체여도 공중합체여도 된다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 수지, 환상 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 불소 수지 등이 적합하게 사용된다. 이들은 2종 이상을 병용해도 된다.
특히 폴리에스테르와의 임계 표면 장력 차가 크고, 연신 후의 열처리에 의해 변형되기 어려운 수지가 바람직하고, 구체적으로는, 폴리올레핀계 수지가 바람직하다. 폴리올레핀계 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 수지, 환상 폴리올레핀 수지, 및 이들의 공중합체를 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 환상 올레핀 공중합체인 에틸렌과 비시클로알켄의 공중합체가 바람직하다.
B층 중에 함유시키는 비상용 수지의 바람직한 함유량은 5질량% 이상 25질량% 이하이다. 또한, B층 중에 함유시키는 비상용 수지는, 폴리에스테르 수지를 포함하는 매트릭스 중에 수 평균 입경이 0.4㎛ 이상 3.0㎛ 이하로 분산되어 있는 것이, 적절한 반사 계면 수, 필름 강도를 얻는 데 있어서 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 이하의 범위이다.
여기에서 말하는 수 평균 입경이란, 필름의 폭 방향(TD)의 단면을 잘라내어, 그 단면의 B층 부분을 (주)히다치 세이사꾸쇼제 주사형 전자 현미경(FE-SEM) S-2100A형을 사용하여 관측되는 입자 100개의 면적을 구하여, 진원으로 환산했을 때의 직경의 평균값이다.
B층 중에는, 무기 입자를 함유시켜도 되고, 예를 들어 탄산칼슘, 이산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄, 황화아연, 염기성 탄산납(연백), 황산바륨 등을 들 수 있다. 이들 중에서 400 내지 700nm의 가시광 영역에 있어서 흡수가 적은 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티타늄 등이 반사 특성이나 은폐성, 제조 비용 등의 관점에서 바람직하다. 본 발명에 있어서, 필름의 권취성, 장시간의 제막 안정성, 반사 특성 향상의 관점에서, 황산바륨, 이산화티타늄이 가장 바람직하다. 무기 입자의 입경으로서는, 수 평균 입경으로 0.1㎛ 이상 3.0㎛ 이하의 것을 사용하는 것이 우수한 반사성, 은폐성을 실현하는 데 적합하다.
B층에는, 공중합 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. B층에 고농도로 무기 입자를 함유하는 경우라도 안정되게 제막할 수 있고, 또한 B층 중의 비상용 수지의 분산제로서 역할을 갖는다.
공중합 폴리에스테르는, 주된 디카르복실산 성분이 테레프탈산이고, 주된 글리콜 성분이 에틸렌글리콜이며, 공중합 성분이 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 카르복실산 또는 지방족 카르복실산, 및 테트라메틸렌글리콜, 시클로헥산디메탄올, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 지방족 디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 폴리에스테르이다.
사용되는 공중합 폴리에스테르로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 기본 구성으로 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 이소프탈산의 공중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 시클로헥산디메탄올의 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트와 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트의 공중합체로부터 선택되는 적어도 2종류 이상의 공중합 폴리에스테르를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 저굴절률층(3)과의 밀착성 향상을 위하여, 반사 시트(2)의 표면에는 접착 용이층을 설치해도 된다. 반사 시트에 접착 용이층이 설치되어 있는 경우에는, 접착 용이층도 포함하여 반사 시트라고 한다.
저굴절률층(3)의 구성 재료로서는, 산화규소막이나 불화마그네슘막 등의 무기 재료나, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소 함유 수지 등 외에, 아크릴 수지 등의 결합제 성분에 실리카 등의 중공 입자를 함유시키는 방법, 다공질 실리카를 함유시키는 방법 등을 들 수 있다. 중공 입자란, 입자의 내부에 공동을 갖는 입자이고, 수 평균 입자 직경이 50nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 60nm 이상 100nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 수 평균 입자 직경이 50nm 미만에서는, 입자 중의 공극 비율이 저하되는 경우가 있고, 100nm보다도 커지면, 광이 산란하는 기점이 되어 헤이즈가 상승하는 경우가 있다. 중공 입자의 재질로서는, 예를 들어 규소 화합물 또는 유기 규소 화합물의 중합(축합)체 중 어느 것을 포함하는 조성물을 들 수 있다. 다공질 실리카는 입자상이어도, 막상이어도 상관없다. 도광판과 접합할 때의 점착층과의 밀착성의 관점에서, 저굴절률층(3)에 함유되는 결합제 성분으로서는 아크릴 수지가 바람직하고, 보다 저굴절률이고 또한 투명한 광학 막을 얻기 위해서, 아크릴 수지 및 중공 입자를 함유하는 것이 보다 바람직하고, 아크릴 수지 및 중공 실리카 입자를 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
저굴절률층(3)의 두께는, 그 구성 재료나 형성 방법에 맞춰서 적절히 선택할 수 있지만, 도포성 및 생산성의 관점에서, 150nm 이상 1,000nm 이하가 바람직하고, 200nm 이상 400nm 이하가 보다 바람직하다.
또한, 저굴절률층(3)의 굴절률은 1.01 이상 1.38 이하가 바람직하고, 1.01 이상 1.34 이하가 보다 바람직하고, 1.01 이상 1.25 이하가 더욱 바람직하고, 1.10 이상 1.25 이하가 가장 바람직하다. 굴절률이 1.38을 초과하는 경우에는, 저굴절률층과 점착층의 전반사각이 작아짐으로써, 도광되지 않는 광이 증가하기 때문에, 후술하는 도광성이 부족한 경우가 있다. 굴절률이 1.01 미만인 경우에는, 저굴절률층의 막 강도가 저하되는 경우가 있다.
저굴절률층(3)의 형성은, 그 구성 재료에 따라서도 상이하지만, 침지 코팅법, 스프레이 코팅법, 스피너 코팅법, 비드 코팅법, 와이어 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 롤러 코팅법, 커튼 코팅법, 슬릿 다이 코터법, 그라비아 코터법, 슬릿 리버스 코터법, 마이크로 그라비아법, 콤마 코터법 등의 습식법 또는 진공 증착법, 스퍼터링법 등의 건식법에 의해 형성할 수 있다.
저굴절률층(3)의 표면 오목부 개수는, 실시예의 항에 기재된 방법으로 측정한다. 도 2는 저굴절률층의 표면 오목부의 일례를 도시하는 단면 모식도이다. 또한 도 3에는, 저굴절률층의 표면 오목부의 일례를 나타내는 표면 SEM 관찰 화상(배율 2,500배, 표면에 대하여 30도 경사)을 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, 저굴절률층의 두께를 T2, 저굴절률층 표면으로부터 오목부의 최심부까지의 거리를 T1로 했을 경우, T1/T2가 0.9 이하인 것을 표면 오목부로 하고, 임의의 길이 1mm 상에 존재하는 표면 오목부의 개수를 측정하여, 그 평균값을 표면 오목부 개수로 한다. 여기서, 표면 오목부 개수는 200개/mm 이하인 것이 바람직하고, 100개/mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 50개/mm 이하가 더욱 바람직하다.
저굴절률층 표면에 존재하는 오목부에 의해, 저굴절률층과 점착층의 계면에 있어서, 도광하는 광이 산란해버려 도광성이 저하되는 경우가 있기 때문에, 표면 오목부의 개수는 적은 편이 바람직하다. 표면 오목부 개수는, 예를 들어 저굴절률층 형성 시의 온도 조건이나 도포액의 건조 속도, 반사 시트의 표면 조도 등을 조정함으로써 제어할 수 있다.
저굴절률층(3)의 표면 조도는, JIS B0601(2001)에 기초하여, (주)고사까 겐뀨죠제, 촉침식 표면 조도계(형식 번호: ET 4000A)를 사용하여 측정한 중심면 평균 조도(SRa)에 의해 표시된다. 임의의 3 샘플을 측정하고, 그것들의 평균값을 저굴절률층의 표면 조도로 한다. 표면 조도는 5nm 이상 50nm 이하인 것이 바람직하고, 10nm 이상 30nm 이하인 것이 보다 바람직하다. 표면 조도가 5nm 미만인 경우에는, 저굴절률층 표면의 미끄럼성이 저하되기 때문에, 저굴절률층 형성 후의 필름 롤의 핸들링성이 저하되는 경우가 있고, 50nm를 초과하는 경우에는, 도광성이 저하되는 경우가 있다. 전반사의 반복에 의해 도광되는 것이 이상적이고, 표면 조도가 50nm를 초과하는 경우, 광원으로부터 나온 광이 저굴절률층(3)의 표면에서 산란되어 버리는 것이, 그 이유라고 추정된다.
점착층(4)을 구성하는 재료로서는, 예를 들어 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 부타디엔계 점착제, 우레탄계 점착제 등을 들 수 있고, 특히 아크릴계 점착제를 바람직한 것으로서 들 수 있다. 아크릴계 점착제는, 아크릴계 단량체 단위를 주성분으로서 포함하는 중합체이다. 아크릴계 단량체로서는 (메트)아크릴산, 이타콘산, (무수) 말레산, (무수) 푸마르산, 크로톤산, 이들의 알킬에스테르를 들 수 있다. 여기서, 「(메트)아크릴산」은 아크릴산 및 메타크릴산을 총칭하는 것으로서 사용한다.
도광판(5)으로서는, 예를 들어 평판 형상의 것 외에, 광원이 배치되는 한쪽의 측면측이 두껍고, 이 측면측에서 이격됨에 따라서 서서히 얇아지는 쐐기 형상의 것을 들 수 있다.
도광체(5a)의 구성 재료로서는, 예를 들어 아크릴 수지, 폴리카르보네이트 수지 등의 투명한 수지 재료나 유리 재료를 들 수 있지만, 박형화에 있어서는, 유리 재료가 바람직하다.
광 확산부(5b)는, 스크린 인쇄 등에 의한 도트 인쇄 패턴 등이고, 고분자 수지, 가교제 및 충전제를 포함한다. 고분자 수지로서 사용되는 재료에는, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 비닐, 폴리우레탄 및 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 가교제는, 고분자 수지를 구성하는 분자를 상호 접속하는 기능을 행하고, 멜라민, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 충전제로서는 이산화규소, 황산바륨, 이산화티타늄, 산화마그네슘 등의 입자를 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에 있어서의, 측정 방법, 평가 방법 및 사용 재료를 이하에 나타내었다.
[측정 방법 및 평가 방법]
(1) 저굴절률층의 두께의 측정
샘플의 단면을 초박 절편으로 잘라내고, 투과형 전자 현미경(히타치제 H-7100FA형)으로 가속 전압 100kV에서 관찰(10만배의 배율로 관찰)하고, 그 단면 사진으로부터 저굴절률층의 두께를 측정하였다.
(2) 저굴절률층의 굴절률의 측정
저굴절률층의 굴절률은, 굴절률이 기지인 필름 상에 저굴절률층(예를 들어, 두께 약 100nm)을 적층한 샘플을 사용하고, 저굴절률층의 두께와 저굴절률층의 반사 스펙트럼을 사용하여 산출하였다. 저굴절률층의 두께는, 상기 (1)과 동일한 방법으로 산출하였다. 반사 스펙트럼은, (주)시마즈 세이사쿠쇼의 분광 광도계 UV-3150을 사용하여 300 내지 800nm의 반사율을 10nm 단위로 측정하였다. 반사 스펙트럼 측정 시에는, 저굴절률층과는 반대측의 폴리에스테르 필름면에 #320 내지 400의 내수 샌드 페이퍼로 균일하게 흠집을 낸 후, 흑색 도료(흑색 매직 잉크(등록 상표)액)를 도포하여, 저굴절률층과는 반대측의 면으로부터의 반사를 완전히 없앤 상태로 하여 측정하였다.
(3) 저굴절률층을 구성하는 재료의 조성 분석, 중공 입자의 수 평균 입자 직경
저굴절률층에 함유되는 재료의 조성은 EDX, FT-IR 등의 분석 방법을 적절히 선택함으로써 확인할 수 있다. 또한, 저굴절률층에 함유되는 중공 입자의 수 평균 입자 직경은, 투과형 전자 현미경(히타치제 H-7100FA형)으로 가속 전압 100kV에서 관찰(10만배의 배율로 관찰)하고, 임의의 입자 30점의 원 상당 직경을 측정하여, 그 평균값을 수 평균 입자 직경으로 하였다. 또한, 동시에 수 평균 입자 직경의 측정을 행한 입자의 절단면을 관찰하고, 내부가 공동으로 되어 있으면 중공 입자라고 판단하였다.
(4) 저굴절률층의 표면 오목부 개수
니혼 마이크로톰 겐뀨죠(주)제 로터리식 마이크로톰을 사용하고, 나이프 경사 각도 3°에서 반사 필름 평면에 수직인 방향으로 절단하여 제조한 샘플을, 주사형 전자 현미경((주)히다치 세이사꾸쇼제 S-3400N)으로 관찰하여 측정하였다. 도 2에 도시한 바와 같이, 저굴절률층의 두께를 T2, 저굴절률층 표면으로부터 오목부의 최심부까지 거리를 T1로 했을 경우, T1/T2가 0.9 이하인 것을 표면 오목부라고 하고 그 개수를 측정하였다. 임의의 3군데에 대해서, 길이 1mm를 관찰하고, 길이 1mm 상에 존재하는 표면 오목부의 개수를 측정하여, 그 평균값을 표면 오목부 개수로 하였다. 관찰 방법에 있어서의 배율은 적절히 조정 가능하지만, 예로서는, 표면 관찰(배율 2,500배)로 두께 측정을 실시하는 오목부 부분을 선정하고, 단면 관찰(배율 50,000배)로 두께 측정을 실시함으로써, 표면 오목부 개수를 측정한다.
(5) 저굴절률층의 표면 조도
JIS B0601(2001)에 기초하여, 저굴절률층 표면의 중심면 평균 조도(SRa)를 (주)고사까 겐뀨죠제, 촉침식 표면 조도계(형식 번호: ET 4000A)를 사용하여 측정하였다. 1개의 샘플에 대하여 5회 측정을 행하고, 그러한 평균값을 당해 샘플에 있어서의 저굴절률층의 표면 조도로 하였다. 이것을 다른 3개의 샘플에 대하여 행하고, 각 샘플에 있어서의 저굴절률층의 표면 조도를 산출하였다. 당해 3개의 샘플 각각에 대하여 얻어진 저굴절률층의 표면 조도를 추가로 평균하고, 평균값을 저굴절률층의 표면 조도로 하였다. 측정 조건은 이하와 같다.
<측정 조건>
촉침 선단 반경: 0.1㎛
촉침 하중: 100μN
측정 길이: 1.0mm
컷 오프값: 0.25mm.
(6) 도광 평가
도광 평가에는, CHIMEI제 24형 LED 모니터(형식 번호: 24LH)로부터 취출한 도광판을 사용하였다. 모니터의 LED 바 길이 방향 중앙부에 대응하는 위치에서, LED 바에 평행 방향으로 5cm, 수직 방향으로 10cm의 직사각형을 잘라내었다. 저굴절률층을 갖는 반사 필름과 잘라낸 도광판을, 저굴절률층과 도트면이 대향하도록, 두께 20㎛로 조정한 아크릴계 점착제로 접합하고, 도트 주변의 기포를 제거하기 위하여 적절히 오토클레이브 처리하여 평가용 샘플을 제조하였다. 모니터 내에서 입광부가 되는 단부면으로부터 광을 입광시켜서, 도광판 표면으로부터 눈으로 관찰하고, 밝기 및 불균일을 비교 평가하였다. 또한 비교 평가를 위해서, 모니터에 탑재되어 있었던 광학 시트(도광판측에서부터, 확산 시트, 프리즘 시트, 확산 시트의 순)를 사용하였다. 도광이 양호한 경우에는, 정면으로부터 관찰했을 때에 균일한 밝기이고, 도광이 양호하지 않은 경우에는, 입광부 부근에 LED 바에 평행한 명부 불균일이 발생한다. 평가 기준은 이하와 같다.
A급: LED에 대하여 수직 방향의 밝기 분포가 거의 균일하다
B급: LED 부근에 약한 명부 불균일이 시인된다
C급: LED 부근에 강한 명부 불균일이 시인되지만, 광학 시트를 얹어서 관찰하면 시인되지 않는다
D급: LED 부근에 강한 명부 불균일이 시인되고, 광학 시트를 얹어서 관찰해도 시인된다.
(7) 휘도 불균일 평가
휘도 불균일 평가는, (6) 도광 평가와 동일한 샘플을 관찰하였다. 저굴절률층의 두께 불균일 등이 있는 경우에는, 입광부의 명부 불균일과는 별도로, 명암이 면 내에 분포하는 휘도 불균일이 발생하기 때문에, LED로부터 5cm 이상 이격된 부분의 휘도 불균일에 대해서, 눈으로 관찰해서 비교 평가를 실시하였다. 평가 기준은 이하와 같다.
A급: 휘도 불균일이 시인되지 않는다
B급: 적은 휘도 불균일이 시인된다
C급: 휘도 불균일이 시인되지만, 광학 시트를 얹어서 관찰하면 시인되지 않는다
D급: 휘도 불균일이 시인되고, 광학 시트를 얹어서 관찰해도 시인된다.
(8) 밀착성 평가
반사 필름의 저굴절률층측의 면을, 가부시키가이샤 도모에가와 세이시제 아크릴 점착제 "TD43A"를 사용하고, 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤제 아크릴판 "아크릴라이트" S에 접합하여 측정용 샘플을 제조하였다. 샘플 폭은 25mm로 하고, 공기가 혼입되지 않도록 2kg/25mm의 가압 조건에서 고무 롤러를 1 왕복하여 압착하였다. 제조한 측정 샘플은, 온도 23℃, 상대 습도 50%의 분위기 하에서 30분 보관 후, 동 분위기 하에서, 인장 시험기(가부시끼가이샤 오리엔테크제 "텐실론" RTM-100을 사용하고, JIS-Z2337(2000)에 준거하여 인장 속도 300mm/분으로 180도 박리했을 때의 박리 강도를 측정하였다. 판정 기준은 이하와 같다.
A급: 0.3N/25mm 이상
B급: 0.3N/25mm 미만.
[실시예 1]
이하의 요령으로 반사 필름을 제조하였다.
반사 시트로서, 도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E6SR(두께 225㎛)을 사용하였다. 반사 시트(2)의 편면에, JGC C&C제 ELCOM P-5062(고형분 3질량%, 중공 입자)를 사용하여, 메타 바 #12로 도포, 80℃에서 2분 건조 후, 퓨전제 UV 조사기로 UV 400mJ/㎠ 조사하여, 저굴절률층(3)을 형성하였다. 저굴절률층(3)의 두께는 300nm, 굴절률은 1.38이었다.
[실시예 2]
(중공 실리카 입자의 제조)
평균 입경 5nm, SiO2 농도 20질량%의 실리카졸 100g과 순수 1,900g의 혼합물을 80℃로 가온하였다. 이 반응 모액의 pH는 10.5이고, 동 모액에 SiO2로서 1.17질량%의 규산나트륨 수용액 9,000g과 Al2O3로서 0.83질량%의 알루민산나트륨 수용액 9,000g을 동시에 첨가하였다. 그 사이, 반응액의 온도를 80℃로 유지하였다. 첨가 종료 후, 반응액을 실온까지 냉각하고, 한외 여과막으로 세정하여 고형분 농도 20질량%의 SiO2·Al2O3 1차 입자 분산액을 제조하였다. 이 1차 입자 분산액 500g에 순수 1,700g을 첨가하고 98℃로 가온하고, 이 온도를 유지하면서, 농도 0.5질량%의 황산나트륨 50,400g을 첨가하고, 이어서 SiO2로서 농도 1.17질량%의 규산나트륨 수용액 3,000g과 Al2O3로서의 농도 0.5질량%의 알루민산나트륨 수용액 9,000g을 첨가하여 복합 산화물 미립자의 분산액을 얻었다. 이어서, 한외 여과막으로 세정하여 고형분 농도 13질량%가 된 복합 산화물 미립자의 분산액 500g에 순수 1125g을 첨가하고, 추가로 농염산(농도 35.5질량%)을 적하하여 pH1.0으로 하고, 탈알루미늄 처리를 행하였다. 계속해서, pH3의 염산 수용액 10L과 순수 5L를 첨가하면서 한외 여과막으로 용해한 알루미늄염을 분리하여 고형분 농도 20질량%의 중공 실리카 입자의 수 분산액으로 하고, 이어서 한외 여과막을 사용하여 용매를 에탄올로 치환한 고형분 농도 20질량%의 중공 실리카 입자의 알코올 분산액을 제조하였다.
(도포액의 제조)
중공 실리카 입자의 알코올 분산액을 에탄올로 고형분 농도 5질량%로 희석한 분산액 50g과, 아크릴 수지(히타로이드 1007, 히따찌 가세이(주)제) 3g 및 이소프로판올과 n-부탄올의 1/1(질량비), 혼합 용매 47g을 충분히 혼합하여 도포액을 제조하였다(조합 1).
(도포막의 형성)
이 도포액(조합 1)을 백색 필름(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하고, 80℃에서, 1분간 건조시켜서, 두께가 130nm의 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 3 내지 9]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 10]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다. 단, 도포막 형성 시의 건조 온도는 90℃로 변경하였다.
[실시예 11]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다. 단, 도포막 형성 시의 건조 온도는 100℃로 변경하였다.
[실시예 12]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다. 단, 도포막 형성 시의 건조 온도는 110℃로 변경하였다.
[실시예 13]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다. 단, 도포막 형성 시의 건조 온도는 120℃로 변경하였다.
[실시예 14]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다. 단, 도포막 형성 시의 건조 온도는 130℃로 변경하였다.
[실시예 15]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E6SR(두께 188㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 16]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81C(두께 188㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 17]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E6SJ(두께 188㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 18]
실시예 2와 동일한 도포액(조합 1)을 사용하여, 표 1에 기재된 저굴절률층의 두께가 되도록, 바 코터의 번수를 조정하고, 반사 시트(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E82C(두께 188㎛)에 바 코터법으로 도포하여 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 19 내지 21]
중공 실리카 입자의 작성 제조 조건에 있어서 각 공정의 온도, 시간을 적절히 조정하여, 표 1에 기재한 수 평균 입자 직경이 되도록, 중공 실리카 입자를 제조하였다. 제조한 중공 실리카 입자의 알코올 분산액을 에탄올로 고형분 농도 5질량%로 희석한 분산액 50g과, 아크릴 수지(히타로이드 1007, 히따찌 가세이(주)제) 3g 및 이소프로판올과 n-부탄올의 1/1(질량비), 혼합 용매 47g을 충분히 혼합하여 도포액을 제조하였다(조합 2 내지 4).
이 도포액(조합 2 내지 4)을 백색 필름(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하고, 80℃에서, 1분간 건조시켜서, 두께가 300nm의 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 22]
DIC 가부시끼가이샤제 "디펜사" OP-3801(불소 수지, 굴절률 1.38)을 백색 필름(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여, 메탈 할라이드 램프에서 UV 조사(20kJ/㎡) 후, 두께 300nm의 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[실시예 23]
닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제 "HIPRETECH"(등록 상표) FM-107M(굴절률 1.29)을 백색 필름(도레이카부시키가이샤제 "루미러"(등록 상표) E81E(두께 50㎛)에 바 코터법으로 도포하여, 120℃에서 3분 건조 후, 메탈 할라이드 램프에서 UV 조사(400mJ/㎠) 후, 두께 300nm의 저굴절률층을 형성하여, 반사 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
반사 시트(2)로서, 도레이제 "루미러"(등록 상표) E6SR(두께 225㎛)을 사용하였다.
[평가]
상기의 실시예 및 비교예에서 제조한 반사 필름에 대해서, 전술한 측정 및 평가를 행하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
1: 면 광원 장치용 반사 유닛
2: 반사 시트
3: 저굴절률층
4: 점착층
5: 도광판
5a: 도광체
5b: 광 확산부
6: 반사 필름

Claims (7)

  1. 반사 시트의 적어도 편면에 굴절률이 1.01 내지 1.38인 저굴절률층을 갖는 반사 필름이며, 상기 저굴절률층과 상기 반사 시트가 접하고 있는 것을 특징으로 하는 반사 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저굴절률층의 두께가 150 내지 1,000nm인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저굴절률층 표면의 오목부 개수가 200개/mm 이하인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저굴절률층의 표면 조도가 5 내지 50nm인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저굴절률층이 아크릴 수지 및 중공 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 반사 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중공 입자의 수 평균 입자 직경이 50 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 반사 필름.
  7. 도광판, 점착층 및 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 반사 필름의 순으로 적층하여 이루어지고, 상기 점착층과 상기 저굴절률층이 접하고 있는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치용 반사 유닛.
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