KR20210100597A - 광원 유닛, 표시 장치 및 필름 - Google Patents

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다카유키 우토
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

종래보다 더욱 집광성과 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 유닛, 표시 장치 및 필름을 제공한다. 광원과 필름을 갖는 광원 유닛으로서, 상기 광원이 파장 450㎚ 내지 650㎚에 발광 대역을 구비하고 있고, 상기 필름이, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상이고, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 20°, 40°, 70°의 각도로 입사하는 광의 각각의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율(%)을 Rp20, Rp40, Rp70이라 한 경우에 Rp20≤Rp40＜Rp70의 관계를 만족하고, 또한 Rp70이 30% 이상이고, 상기 광원과 필름이 특정한 관계를 충족하는 광원 유닛이다.
Lb(0°)/La(0°)≥0.8 … (1)
Lb(70°)/La(70°)＜1.0 … (2)

Description

광원 유닛, 표시 장치 및 필름
본 발명은 광원 유닛, 표시 장치 및 필름에 관한 것이다.
액정 디스플레이 등의 표시 장치에 사용하는 광원 중 하나로서, 적어도 하나의 광원으로부터 입사한 광을 면 형상으로 펴서 사출하는 면 광원 장치가 사용되고 있다. 이 면 광원 장치는 적어도 광원과 그 광원의 광을 면 형상으로 펴는 도광판으로 구성되는 에지형이나 광원과 그 광원에 대향하는 방향으로 광을 조사하는 직하형 등을 들 수 있다. 일반적으로 표시 장치는 정면 방향을 0°로 한 경우 ±45° 정도의 각도 범위가 시인 범위이며, 이 이상 큰 각도로 출사된 광은 손실이 된다. 한편, 에지형의 면 광원 장치는 도광판으로부터 출사된 광은 무제어로 확산되고 있기 때문에, 도광판으로부터 출사된 광의 강도가 가장 큰 각도는, 일반적으로 정면 방향이 아니고 경사 방향이다. 이것은 광원으로부터 도광판의 단부로 입사된 광이, 경사 방향으로 반사하면서 도광판 안을 면 형상으로 퍼지기 때문에, 정면 방향보다 경사 방향의 광이 출사되기 쉽기 때문이다. 그래서, 종래에는 도광판의 출사면측에 확산 시트나 프리즘 시트를 복수매 배치함으로써, 도광판으로부터 출사되는 경사 방향의 광을 정면 방향으로 집광시켜서 정면 휘도를 향상시키고 있었다(특허문헌 1, 특허문헌 2). 직하형의 면 광원 장치는 면 광원을 얻기 위해서 광원을 복수 배치하고, 광원간의 광 불균일을 억제하기 위해서 렌즈 등을 사용해서 광원으로부터 출사되는 광을 정면뿐만 아니라 경사 방향으로 펴고, 추가로 확산 시트 등을 통과시킴으로써 불균일을 지우고, 확산 시트나 프리즘 시트를 복수매 배치함으로써 정면 방향으로 집광시켜서 정면 휘도를 향상시키고 있었다.
일본특허공개 제2015-180949호 공보 일본특허공개 제2015-87774호 공보
그러나, 확산 시트나 프리즘 시트는 그 구조 상, 얕은 각도로 침입하는 광 모두는 집광시킬 수 없기 때문에, 확산 시트나 프리즘 시트를 사용해도 에지형의 도광판이나 직하형의 확산 시트로부터 출사되는 모든 경사 방향의 광을 정면 방향으로 집광시키는 것은 곤란했다.
도광판을 사용한 종래의 면 광원을 설명하는 모식도로서, 도광판의 단면의 일부를 도 4에 도시한다. 4는 도광판의 출사면이고, 5는 도광판의 출사면의 반대측의 면이고, 도광판의 출사면측의 매질은 일례로서 공기로 하고 있다. 도광판 내부를 경사 방향으로 반사하면서 면 상에 퍼져 있는 광(6a, 7a)에 대해서, 6a는 출사면(4)으로의 입사 각도가 작고, 7a는 출사면(4)으로의 입사 각도가 큰 광이다. 각각의 광이 출사면(4)으로 입사하면, 광(6a)은 그 반사율에 따라서 일부 광이 반사광(6b)이 되어 도광판으로 되돌아가고, 나머지 광(6c)은 도광판의 외측으로 출사된다. 그 후, 광(6b)은 도광판의 출사면의 반대측의 면(5)에서 반사된다. 이 반사광 중 6d는 정반사 광 성분이며, 8은 확산 반사 광 성분 중 정면 방향의 광이다. 이어서, 광(7a)은 출사면(4)으로의 입사 각도가 크기 때문에, 출사면(4)으로 입사하면 전반사되고, 그 반사광(7b)은 도광판의 출사면의 반대측 면(5)에서 반사된다. 이 반사광 중 7d는 정반사 광 성분이고, 9는 확산 반사 광 성분 중 정면 방향의 광이다. 이상과 같이 도광판의 내부의 광은 경사 방향으로 반사하면서 면 상에 퍼지면서, 그 광의 일부(6c, 8, 9)가 도광판으로부터 출사되는 것으로 면 상의 출사광을 얻을 수 있다. 그러나, 광(7a)보다 출사면(4)으로의 입사 각도가 작은 광(즉 6a와 같은 광)은 출사면(4)으로 입사했을 때, 도광판의 외측에 경사 방향으로 출사되는 광(즉 6c와 같은 광)이 발생하기 때문에, 이 방법으로는 도광판으로부터 출사하는 광의 분포가 정면 방향뿐만 아니라 경사 방향으로도 출사되므로, 정면 방향의 광의 강도가 저하되는 것이 과제이다. 이러한 과제를 해결하기 위해서, 종래의 방법으로는, 확산 시트나 프리즘 시트를 도광판의 출사면측으로 배치하는 것으로, 도광판으로부터 출사된 경사 방향의 광의 방향을 정면 방향으로 변환함으로써 대응하고 있었다. 그러나, 확산 시트나 프리즘 시트는 그 구조 상, 얕은 각도로 침입하는 광(입사 각도가 작은 광) 모두를 집광시킬 수 없기 때문에, 확산 시트나 프리즘 시트를 사용해도 도광판으로부터 출사되는 모든 경사 방향의 광을 정면 방향으로 집광시킬 수는 없었다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하고자 하는 것이다. 즉, 종래보다 더욱 집광성과 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 유닛, 표시 장치 및 필름을 제공하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음 구성을 갖는다. 즉, 광원과 필름을 갖는 광원 유닛으로서, 상기 광원이 파장 450㎚ 내지 650㎚에 발광 대역을 구비하고 있고, 상기 필름이, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상이고, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 20°, 40°, 70°의 각도로 입사하는 광의 각각의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율(%)을 Rp20, Rp40, Rp70이라 한 경우에 Rp20≤Rp40＜Rp70의 관계를 충족하고, 또한 Rp70이 30% 이상이고, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(0°), 상기 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(70°), 상기 광원으로부터 상기 필름으로 입사된 후에 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 상기 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(0°), 상기 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 상기 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(70°)라 한 경우에 이하의 식 (1), (2)의 관계를 충족하는 광원 유닛.
Lb(0°)/La(0°)≥0.8 … (1)
Lb(70°)/La(70°)＜1.0 … (2)
본 발명에 의해, 종래보다 더욱 집광성과 정면 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 유닛, 표시 장치 및 필름을 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 투명 필름의 P파와 S파의 반사율의 각도 의존성을 도시하는 모식도.
도 2는 종래의 반사 필름의 P파와 S파의 반사율의 각도 의존성을 도시하는 모식도.
도 3은 본 발명의 필름 P파와 S파의 반사율의 각도 의존성을 도시하는 모식도.
도 4는 도광판을 사용한 종래의 면 광원을 얻는 방법에 대해서 설명하는 모식도
도 5는 본 발명의 필름을 도광판의 출사면측에 배치한 경우에 얻어지는 효과에 대해서 설명하는 모식도
도 6은 본 발명의 광원 유닛의 정면도를 도시하는 모식도
본 발명자들은, 광원과 필름을 갖는 광원 유닛으로서, 상기 광원이 파장 450㎚ 내지 650㎚에 발광 대역을 구비하고 있고, 상기 필름이, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상이고, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 20°, 40°, 70°의 각도로 입사하는 광의 각각의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율(%)을 Rp20, Rp40, Rp70이라 한 경우에 Rp20≤Rp40＜Rp70의 관계를 충족하고, 또한 Rp70이 30% 이상이고, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(0°), 상기 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(70°), 상기 광원으로부터 상기 필름으로 입사된 후에 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 상기 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(0°), 상기 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 상기 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(70°)라 한 경우에, 이하의 식 (1), (2)의 관계를 충족하는 광원 유닛을 사용함으로써 에지형 도광판이나 직하형의 확산 시트로부터의 출사광을 정면에 집광시켜 정면 휘도를 향상시키는 것을 발견했다.
Lb(0°)/La(0°)≥0.8 … (1)
Lb(70°)/La(70°)＜1.0 … (2).
이하 이에 대해 상세히 설명한다. 전자파(광)가 물체에 경사 방향으로부터 입사했을 때에 있어서, P파는 전계 성분이 입사면에 평행인 전자파(입사면에 평행하게 진동하는 직선 편광), S파는 전계 성분이 입사면에 수직인 전자파(입사면에 수직으로 진동하는 직선 편광)를 나타낸다.
이 P파와 S파의 반사 특성에 대해서 설명한다. 도 1에 종래의 투명 필름에 대해서, 도 2에 종래의 반사 필름에 대해서, 도 3에 본 발명의 필름에 대해서, 공기 중으로부터 각 필름에 광이 입사했을 때의 파장 550㎚의 P파와 S파의 반사율의 각도 의존성에 대해서 나타낸다. 여기에서는 일례로서 파장 550㎚로 나타냈지만, 임의의 파장에 있어서 도 1 내지 3에서 도시한 관계성을 갖는다.
종래의 투명 필름은, 프레넬의 식에 따라, P파의 반사율은 입사 각도 증대와 함께 저하하고, 그 후, 반사율 0%가 된 후, 반사율이 증대하는 경향을 나타낸다. S파의 반사율은, 입사 각도 증대와 함께 증대해 간다. 또한, 종래의 반사 필름은, 도 2에 도시한 바와 같이, P파도 S파도 입사 각도 0도에서 일정한 반사율을 갖고 (=투과율이 낮고), 입사 각도 증대와 함께 P파, S파 양쪽의 반사율이 증대해 간다. 한편, 본 발명의 필름은 입사 각도 0도에서는, P파, S파 양쪽의 반사율이 낮고(=투과율이 높고), 입사 각도 증대와 함께 P파, S파 양쪽의 반사율이 증대하는 특징을 갖는다. 이 종래의 반사 필름과 본 발명의 필름과의 사이에 보이는 입사 각도에 의한 반사율의 차는, 교대로 적층한 2종류의 층의 필름면에 평행인 방향의 굴절률의 차(면내 굴절률차)와 필름면에 수직인 방향의 굴절률의 차(면직 굴절률차)의 설계가 다른 것에 의한다. 즉, 종래의 반사 필름은, 교대로 적층한 2종류의 층의 면내 굴절률의 차 및 면직 굴절률차를 크게 함으로써 광을 반사하는 설계였기 때문에, P파도 S파도 입사 각도 0도에서도 일정한 반사율을 갖고, 입사 각도 증대와 함께 P파, S파 양쪽의 반사율이 증대한다.
한편, 본 발명의 필름은 교대로 적층한 2종류의 층의 면내 굴절률차를 작게 하고, 면직 굴절률차를 크게 함으로써, 정면 방향의 광을 투과하고, 경사 방향의 광만 반사하기 때문에, 입사 각도 0도에서는, 교대로 적층한 2종류의 층의 면내 굴절률차가 작기 때문에 P파, S파 양쪽의 반사율이 낮고(=투과율이 높고), 입사 각도 증대와 함께, 교대로 적층한 2종류의 층의 면직 굴절률차가 커지기 때문에 P파, S파 양쪽의 반사율이 증대한다.
본 발명의 필름을 도광판의 출사면측에 배치한 경우에 얻어지는 효과에 대해서 설명하는 모식도로서, 도광판 상에 본 발명의 필름을 배치한 도 5를 도시한다. 광(6a)은 출사면(4)으로의 입사 각도가 작기 때문에, 종래에는 도 4에 도시한 바와 같이 대부분 6c가 도광판의 외측으로 출사되지만, 본 발명의 필름은 경사 방향의 광에 대한 반사율이 높기 때문에, 본 발명의 필름을 도광판의 출사면측에 배치하는 것에 의해 6c를 반사함으로써 도광판으로 되돌릴 수 있고, 이것에 의해, 종래보다 도광판으로부터의 출사광을 정면에 집광시켜서 휘도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 필름과 도광판의 출사면에서 반사된 광(6b, 7b, 10b)은, 도광판의 출사면(5)에서 반사된다. 이 반사광 중 6d, 7d, 10d는, 정반사 광 성분이며, 8, 9, 11은 확산 반사 광 성분 중 정면 방향의 광이다. 본 발명의 필름은 정면 방향의 광에 대한 투과율이 높기 때문에, 광(8, 9, 11)을 거의 반사하지 않고 투과할 수 있다. 따라서, 본 발명의 필름을 도광판의 출사면측에 사용하면, 도광판으로부터의 정면 방향으로 사출되는 광은 8, 9, 11이 되기 때문에, 종래와 비교해서 도광판으로부터의 출사광을 정면에 집광하여, 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 설명의 도광판의 구성이나 도광판 내부의 광의 진행 방향은 본 발명의 필름의 효과를 설명하기 위한 일례이며, 본 필름을 사용함으로써 도광판으로부터 출사되는 경사 방향의 광을 반사해서 도광판으로 되돌리고, 도광판으로부터 출사되는 정면 방향의 광을 투과하는 컨셉이 일치하면, 도광판의 구성이나 도광판 내부의 광의 진행 방향이 상기 설명과 달라도 도광판으로부터 출사되는 광을 정면에 집광하는 기능은 발휘된다. 예를 들어, 상기 설명에서는 도광판의 출사면의 반대측의 면(5)은 평평한 면이지만, 거친 면이거나, 요철 형상을 가지고 있어도 된다. 또한, 본 발명의 필름은 반드시 도광판의 바로 위에 배치할 필요는 없고, 도광판과 본 발명의 필름 사이에 확산 시트 등의 시트가 1매 또는 복수매 배치되어 있어도 된다.
또한, 도광판뿐만 아니라, 광원과 그 광원에 대향하는 방향으로 광을 조사하는 직하형의 면 광원 장치에 본 발명의 필름을 사용했을 때에도, 상술한 효과에 의해 종래 경사 방향으로 출사되는 광을 정면 방향으로 변화시킬 수 있기 때문에, 출사광을 정면에 집광하고, 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광원 유닛은, 광원과 필름을 갖는 광원 유닛으로서, 상기 광원이 파장 450㎚ 내지 650㎚에 발광 대역을 구비하고 있는 필요가 있다. 본 발명에 있어서, 발광 대역이란, 광원의 발광 스펙트럼을 계측하고, 발광 스펙트럼의 최대 강도를 나타내는 파장을 광원의 발광 피크 파장으로 하고, 광원의 발광 피크 파장에서의 발광 강도의 5% 이상의 강도를 나타내는 가장 저파장의 파장과 가장 장파장의 파장의 파장 범위를 나타낸다.
본 발명의 광원 유닛은, 광원으로부터 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(0°), 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(70°), 광원부터 필름으로 입사된 후에 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(0°), 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(70°)라 한 경우에 이하의 식 (1), (2)의 관계를 충족한다.
Lb(0°)/La(0°)≥0.8 … (1)
Lb(70°)/La(70°)＜1.0 … (2).
식 (1)의 Lb(0°)/La(0°)는 정면 방향의 휘도 유지율(혹은 휘도의 향상률)을 의미하고, 그 값이 높을수록 정면 방향의 휘도 유지율(혹은 휘도 향상률)이 높은 것을 나타낸다. Lb(0°)/La(0°)=1일 때는, 광원으로부터 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사한 광과 동일한 강도의 광이 출사하고 있는 것을 나타내고, Lb(0°)/La(0°)＞1일 때는, 광원으로부터 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사한 광보다 강한 광이 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 출사하고 있는 것을 나타낸다. Lb(0°)/La(0°)는 1.0을 초과하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.1 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.2 이상이다.
식 (2)의 Lb(70°)/La(70°)는 경사 방향의 광 투과율을 의미하고, 그 값이 작을수록 경사 방향의 광이 투과되어 있지 않은 것을 나타낸다. Lb(70°)/La(70°)는 바람직하게는 0.8보다 작고, 더욱 바람직하게는 0.7보다 작은 것이다.
또한 본 발명의 광원 유닛은, 상기 Lb(70°)/La(70°)의 방위각 변동이 0.3 이하인 것이 바람직하다. 여기서 방위각 변동이란, 도 6에 도시하는 바와 같이 광원 유닛의 길이 방향 방위각을 0°로 하고 각 방위각(0°, 45°, 90°, 135°)으로 측정한 Lb(70°)/La(70°)의 최댓값과 최솟값의 차를 나타낸다. 일반적인 집광 필름인 프리즘 시트는, 집광성 특성에 방위각의 불균일이 있기 때문에 그 불균일을 지우기 위해서 복수매 적층하고 있지만, 그래도 방위각의 불균일을 완전히 해소할 수는 없다. 본 발명의 필름은 방위각 불균일이 작기 때문에 1매로 집광 효과를 갖게 할 수 있다. 상기 Lb(70°)/La(70°)의 방위각 변동은 바람직하게는 0.1 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.01 이하이다. 방위각의 변동을 작게 하기 위해서는, 예를 들어 본 발명의 필름 면내 방향의 굴절률 불균일을 작게 하는 것을 들 수 있고, 필름의 면내 방향의 굴절률 불균일을 작게 하기 위해서는 필름의 2축 연신 시에 필름 길이 방향과 폭 방향의 배향 상태의 차를 작게 하도록 연신하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 일 양태로서는, 도광판의 출사면측에 전술한 필름을 배치한 도광판 유닛, 그 도광판 유닛과 광원을 갖는 광원 유닛, 그 광원 유닛을 사용한 표시 장치나, 복수의 광원이 설치된 기판과 그 기판의 출사면측에 전술한 필름을 배치한 광원 유닛, 그 광원 유닛을 사용한 표시 장치 등을 들 수 있다. 그 표시 장치로서는 액정 표시 장치나 유기 EL(Electro-Luminescence) 표시 장치 등을 들 수 있다.
본 발명의 광원 유닛의 구성의 예로서는, 반사 필름/도광판/확산 시트/프리즘 시트와 같은 구성으로 도광판의 가로로 설치한 광원의 광을 면 상에 펴서 출사하는 광원 유닛이나, 복수의 광원이 설치된 기판과 그 기판의 출사면측에 반사 필름/확산판/프리즘 시트와 같은 구성으로 광원에 대향하는 방향으로 광을 조사하는 광원 유닛을 들 수 있다. 반사 필름은 확산 반사나 경면 반사하는 필름을 들 수 있고, 특히 확산 반사성이 높은 것이 바람직하고, 백색 반사 필름이 바람직하다. 확산 필름이나 프리즘 시트는 1매만일 필요는 없고, 2매 이상 사용하는 구성도 취할 수 있다. 광원은 백색 광원이나 적색, 청색, 녹색의 단색 광원이나 그들의 단색 광원을 2종류 조합한 것을 들 수 있고 그 발광 대역은 450㎚ 내지 650㎚의 범위를 구비하고, 발광 방식으로서는 LED(Light Emitting Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), 유기 EL 등을 들 수 있다. 본 발명의 필름은 이들 광원 유닛의 구성 부재간에 대해서, 도광판을 사용한 광원 유닛이면 도광판보다 출사면측에 배치해서 사용되는 것이 바람직하고, 설치 위치로서는 프리즘 시트보다 하측에 사용되는 것이 바람직하다. 광원과 그 광원에 대향하는 방향으로 광을 조사하는 광원 유닛이면 확산판보다 출사면측에 배치해서 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 에어 갭이 있는 상태에서 설치할 뿐만 아니라, 점착제나 접착제 등에서 다른 부재와 접합해서 배치하는 것도 바람직하다.
본 발명의 광원 유닛을 사용한 표시 장치의 구성의 예로서는, 확산 시트/프리즘 시트/편광 반사 필름의 순으로 배치하여 이루어지는 구성을 갖고, 본 발명의 필름이 확산 시트와 편광 반사 필름 사이에 배치하여 이루어지는 표시 장치를 들 수 있다. 이러한 구성을 취함으로써 확산 시트에 의해 불균일 제거는 되었지만 경사 방향의 광이 강한 출사광을 정면 방향으로 집광할 수 있다. 추가로, 편광 반사 필름의 시인측에 편광판이나 액정 셀을 설치해도 표시 화면이 무지개색이 되는 무지개 불균일의 발생을 억제할 수 있다. 추가로, 반사 필름/도광판/확산 시트/프리즘 시트/편광 반사 필름을 그 순으로 배치하여 이루어지는 구성을 갖고, 본 발명의 필름이 확산 시트와 편광 반사 필름 사이에 배치하여 이루어지는 표시 장치나, 반사 필름/광원/확산 시트/프리즘 시트/편광 반사 필름을 그 순으로 배치하여 이루어지는 구성을 갖고, 본 발명의 필름이 확산 시트와 편광 반사 필름 사이에 배치하여 이루어지는 표시 장치 등도 바람직한 양태로서 들 수 있다.
본 발명의 표시 장치의 구성의 예로서 적외선 센서를 구비하는 표시 장치를 들 수 있다. 적외선 센서를 구비한 표시 장치는 지문이나 얼굴, 눈의 홍채 등을 적외선으로 인증함으로써, 이용자의 판별을 행하는 인증 기능을 갖게 할 수 있다. 그 외에는, 적외선 센서에 의해 이용자의 손가락, 손, 눈 등의 움직임을 검지해서 표시 장치의 조작을 행하는 기능을 갖게 할 수 있다. 적외선을 수광하는 적외선 센서와 판별을 행하는 대상과의 사이의 표시 장치 부재는 적외선의 평행 광선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 발명의 필름은, 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 파장 800㎚ 내지 1600㎚의 최대 평행 광선 투과율이 50% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 85% 이상이다. 적외선 센서의 발광·수광 파장은 800㎚ 내지 1600㎚의 범위를 들 수 있고, 피크 파장의 예로서 850㎚, 905㎚, 940㎚, 950㎚, 1200㎚, 1550㎚ 등을 들 수 있다. 적외선 센서를 구비하는 표시 장치에 사용하는 광원 유닛의 구성으로서는, 반사 필름/도광판/확산 시트/본 발명의 필름과 같은 구성으로 도광판의 가로로 설치한 광원의 광을 면 상에 펴서 출사하는 광원 유닛이나, 복수의 광원이 설치된 기판과 그 기판의 출사면측에 반사 필름/확산판/본 발명의 필름과 같은 구성으로 광원에 대향하는 방향으로 광을 조사하는 광원 유닛을 들 수 있다.
상기 구성에 추가로 프리즘 시트나 편광 반사 필름을 구비하는 구성도 들 수 있지만, 적외선 센서와 판별을 행하는 대상과의 사이의 표시 장치 부재는 적외선의 평행 광선 투과율이 높고, 적외선의 산란율(적외선 헤이즈)이 낮은 것이 바람직하다.
평면 형상의 기재 형상 위에 삼각형 등의 형상(프리즘)을 부형한 프리즘 시트는, 가시광뿐만 아니라 적외선에도 그 집광 효과를 미친다. 또한, 기재면으로부터 광(가시광·적외선)을 입사하면 집광 효과가 발현하지만, 프리즘면으로부터 입사되는 광(가시광·적외선)은 확산해버린다. 또한, 기재면으로부터 입사한 입사 각도 0°의 광에 대해서는 반사율이 높다. 그 때문에, 적외선 센서에서 검지하는 적외선 정보가 프리즘 시트를 통과하면, 집광, 확산, 반사와 같은 현상에 의해 적외선 정보가 교란되어버린다. 적외선 정보가 교란되면, 적외선 센서의 검지 정밀도가 떨어지는 문제가 발생한다. 이러한 현상이 일어나는 경우에는 프리즘 시트를 사용하는 것은 바람직하지 않다.
한편, 본 발명의 필름은, 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광은 가시광선 투과율뿐만 아니라, 적외선 평행 광선 투과율도 높기 때문에 적외선 정보를 교란시키지 않는다. 따라서, 본 발명의 필름을 적외선 센서를 구비하는 표시 장치에 사용하면, 휘도 향상과 적외선 검지 정밀도의 향상의 양립을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 표시 장치는, 시야각 제어층을 갖는 것을 바람직한 양태로서 들 수 있다. 시야각 제어층은, 표시 장치 중에 있어서, 본 발명의 필름을 배치한 위치보다 더욱 출사면측에 배치되는 것이 바람직하다. 시야각 제어층의 예로서는, 액정층이며, 그 액정층 중의 액정 분자가 액정 분자로의 통전에 대하여, 경사 방향으로부터 수평 방향으로 배향이 변화, 또는 수평 방향으로부터 경사 방향으로 배향이 변화하는 특징을 갖는 액정 분자인 것이 바람직하다. 이러한 배향 특성을 갖는 액정층을 배치한 경우, 시야각은 액정층의 배향이 경사 방향일 때는 정면으로 제어되고, 액정층의 배향이 수평 방향일 때는 광각으로 제어된다.
본 발명의 필름은, 열가소성 수지 A를 사용하여 이루어지는 층(A층)과 열가소성 수지 A는 다른 열가소성 수지 B를 사용하여 이루어지는 층(B층)이 교대로 3층 이상 적층되어 이루어지는 다층 적층 필름인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 열가소성 수지 A는 다른 열가소성 수지 B의 「다른」이란, 결정성·비결정성, 광학적 성질, 열적 성질의 어느 것이 다른 것을 말한다. 광학적 성질이 다르다는 것은, 굴절률이 0.01 이상 다른 것을 나타내고, 열적 성질이 다르다는 것은, 융점 혹은 유리 전이 온도가 1℃ 이상 다른 것을 나타낸다. 또한, 한쪽 수지가 융점을 갖고 있으며, 다른 한쪽 수지가 융점을 갖고 있지 않은 경우나, 한쪽 수지가 결정화 온도를 갖고 있고, 다른 한쪽 수지가 결정화 온도를 갖고 있지 않은 경우도 다른 열적 성질을 갖는 것을 나타낸다. 다른 성질을 갖는 열가소성 수지를 적층함으로써, 각각의 열가소성 수지의 단일의 층의 필름에서는 이룰 수 없는 기능을 필름에 부여할 수 있다.
본 발명의 필름에 사용되는 열가소성 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜텐-1) 등의 폴리올레핀, 시클로올레핀으로서는, 노르보르넨류의 개환 메타세시스 중합, 부가 중합, 다른 올레핀류와의 부가 공중합체인 지환족 폴리올레핀, 폴리락트산, 폴리부틸숙시네이트 등의 생분해성 폴리머, 나일론6, 나일론11, 나일론12, 나일론66 등의 폴리아미드, 아라미드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 에틸렌아세트산비닐코폴리머, 폴리아세탈, 폴리글리콜산, 폴리스티렌, 스티렌 공중합 폴리메타크릴산메틸, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 변성 폴리페닐렌 에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 4불화 에틸렌 수지, 3불화 에틸렌 수지, 3불화 염화 에틸렌 수지, 4불화 에틸렌-육불화 프로필렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴 등을 들 수 있다. 이들 중에서 강도·내열성·투명성의 관점에서, 특히 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하고, 폴리에스테르로서는 방향족 디카르복실산 또는 지방족 디카르복실산과 디올을 주된 구성 성분으로 하는 단량체로부터의 중합에 의해 얻어지는 폴리에스테르가 바람직하다.
여기서, 방향족 디카르복실산으로서, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르디카르복실산, 4,4'-디페닐술폰디카르복실산 등을 들 수 있다. 지방족 디카르복실산으로서는, 예를 들어 아디프산, 수베르산, 세바스산, 이량체산, 도데칸디온산, 시클로헥산디카르복실산과 그들의 에스테르 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 테레프탈산과 2,6-나프탈렌디카르복실산을 들 수 있다. 이들의 산 성분은 1종만 사용해도 되고, 2종 이상 병용해도 되고, 나아가 히드록시벤조산 등의 옥시산 등을 일부 공중합해도 된다.
또한, 디올 성분으로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5- 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜, 2,2-비스(4-히드록시에톡시페닐)프로판, 이소 솔베이트, 스피로글리콜, 등을 들 수 있다. 그 중에서도 에틸렌글리콜이 바람직하게 사용된다. 이들 디올 성분은 1종만 사용해도 되고, 2종 이상 병용해도 된다.
상기 폴리에스테르 중, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 그 공중합체, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 그 공중합체, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 그 공중합체, 폴리부틸렌나프탈레이트 및 그 공중합체, 나아가 폴리헥사메틸렌 테레프탈레이트 및 그 공중합체 그리고 폴리헥사메틸렌나프탈레이트 및 그 공중합체 중에서 선택되는 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 필름이 전술한 다층 적층 필름 구성일 때, 사용되는 다른 성질을 갖는 열가소성 수지의 바람직한 조합으로서는, 각 열가소성 수지의 유리 전이 온도의 차의 절댓값이 20℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도의 차의 절댓값이 20℃보다 큰 경우에는 다층 적층 필름을 제조할 때의 연신 불량이 발생하기 쉽기 때문이다.
본 발명의 필름이 전술한 다층 적층 필름 구성일 때, 사용되는 다른 성질을 갖는 열가소성 수지의 바람직한 조합으로서는, 각 열가소성 수지의 SP값(용해성 파라미터라고도 한다)의 차의 절댓값이 1.0 이하인 것이 특히 바람직하다. SP값의 차의 절댓값이 1.0 이하이면 층간 박리가 발생하기 어려워진다. 보다 바람직하게는, 다른 성질을 갖는 폴리머는 동일한 기본 골격을 제공한 조합을 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 기본 골격이란, 수지를 구성하는 반복 단위이며, 예를 들어 한쪽 열가소성 수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 경우에는, 고정밀도의 적층 구조가 실현하기 쉬운 관점에서, 다른 쪽 열가소성 수지로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 동일한 기본 골격인 에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 것이 바람직하다. 다른 광학적 성질을 갖는 폴리에스테르 수지가 동일한 기본 골격을 포함하는 수지이면, 적층 정밀도가 높고, 추가로 적층 계면에서의 층간 박리가 발생하기 어려워지는 것이다.
동일한 기본 골격을 가지며, 또한 다른 성질을 구비시키기 위해서는, 공중합체로 하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 한쪽 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트인 경우, 다른 쪽 수지는, 에틸렌테레프탈레이트 단위와 다른 에스테르 결합을 갖은 반복 단위로 구성된 수지를 사용하는 양태이다. 다른 반복 단위를 넣는 비율(공중합량이라고 하는 경우가 있다)로서는, 다른 성질을 획득할 필요성에서 5mol% 이상이 바람직하고, 한편, 층간의 밀착성이나, 열류 동적 특성의 차가 작기 때문에 각 층의 두께 정밀도나 두께의 균일성이 우수하다는 점에서 90mol% 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10mol% 이상, 80mol% 이하이다. 또한, A층과 B층은 각각, 복수종의 열가소성 수지가 블렌드 또는 알로이된 것을 사용되는 것도 바람직하다. 복수종의 열가소성 수지를 블렌드 또는 알로이로 함으로써, 1종류의 열가소성 수지에서는 얻지 못하는 성능을 얻을 수 있다.
본 발명의 필름이 전술한 다층 적층 필름 구성일 때, 열가소성 수지 A 및/또는 열가소성 수지 B가 폴리에스테르인 것이 바람직하고, 열가소성 수지 A가 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주된 성분으로 하고, 열가소성계 수지 B가 디카르복실산 성분으로서 테레프탈산, 디올 성분으로서 에틸렌글리콜을 포함하여 이루어지고, 추가로 디카르복실산 성분으로서, 나프탈렌디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산, 디올 성분으로서 시클로헥산디메탄올, 스피로글리콜, 이소소르비드 중 적어도 어느 하나의 공중합 성분을 포함하여 이루어지는 폴리에스테르를 주된 성분으로 하는 것도 바람직하다. 또한 「열가소성 수지 A의 주된 성분」이란, A층을 구성하는 수지 전체의 70중량% 이상 차지하는 것을 나타낸다. 또한, 「열가소성 수지 B의 주된 성분」이란, B층을 구성하는 수지 전체의 35중량% 이상 차지하는 것을 나타낸다.
본 발명의 필름은, 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사했을 때의 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상이고, 필름면의 법선에 대하여 20°, 40°, 70°의 각도로 입사했을 때의 각각의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율(%)을 Rp20, Rp40, Rp70이라 한 경우에 Rp20≤Rp40＜Rp70의 관계를 만족하고, 또한 Rp70이 30% 이상인 것이 필요하다. 이들의 특성을 충족함으로써, 도광판의 출사면측에 배치하는 것으로, 도광판으로부터의 출사광을 정면에 집광하고, 휘도를 향상시키는 것이 가능해진다. Rp70은 보다 바람직하게는 40% 이상이고, 더욱 바람직하게는 50% 이상이고, 특히 바람직하게는 55% 이상이다.
본 발명의 필름의 구성의 일례를 이하에 나타내지만, 본 발명의 필름은 이러한 예에 한정해서 해석되는 것이 아니다.
본 발명의 필름이 A층과 B층이 교대로 적층된 다층 적층 필름이며, A층과 B층의 면내 굴절률의 차가 작고, A층과 B층의 면직 굴절률의 차가 큰 것이 바람직하다. 여기서, A층과 B층의 면내 굴절률의 차로서는 0.03 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 이하, 더욱 바람직하게는 0.01 이하이다. A층과 B층의 면직 굴절률의 차로서는 0.03보다 큰 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.06 이상, 더욱 바람직하게는 0.09 이상이다. A층과 B층이 이러한 면내 굴절률차와 면직 굴절률차를 가짐으로써, 정면 방향의 광은 반사하지 않고 투과하고, 경사 방향의 P파의 광을 반사하는 특성을 높일 수 있다.
A층과 B층의 면내 굴절률차를 작게 하고 면직 굴절률차를 크게 하는 방법으로서는, A층과 B층을 구성하는 수지가 열가소성 수지로 하고, 한쪽의 층(A층)을 구성하는 열가소성 수지가 결정성 폴리에스테르를 주성분으로 하고, 다른 한쪽의 층(B층)을 구성하는 열가소성 수지가 비결정성 폴리에스테르 또는 A층을 구성하는 폴리에스테르보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 폴리에스테르를 주성분으로 하고, 또한 A층과 B층의 면내 굴절률의 차를 0.04 이하, A층과 B층을 구성하는 수지의 유리 전이 온도의 차를 20℃ 이하로 하는 것을 바람직한 방법으로서 들 수 있다.
A층과 B층의 면내 굴절률차를 작게 하고 면직 굴절률차를 크게 하기 위해서는, 한쪽 열가소성 수지는 필름면에 평행인 방향으로 강하게 배향되어 있는 상태(필름면에 평행인 방향의 굴절률이 크고, 필름면에 수직인 방향의 굴절률이 작다)로 하는 한편, 다른 쪽 열가소성 수지는 등방성을 유지하고 있다(필름면에 평행인 방향과 수직인 방향의 굴절률이 같다)고 하는 것이 중요하다. A층을 구성하는 열가소성 수지가 결정성 폴리에스테르인 것으로 필름면에 평행인 방향으로 강하게 배향되어 있는 상태를 취할 수 있고, B층을 구성하는 열가소성 수지가 비결정성 폴리에스테르 또는 A층보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 폴리에스테르인 것으로 등방성을 취할 수 있다.
A층과 B층의 면내 굴절률차를 작게 하고 면직 굴절률차를 크게 하기 위해서는, A층에 결정성 수지를 사용해서 A층을 배향 결정화시켜서, B층에 비결정성 수지를 사용해서 그 굴절률은 등방성 또한 높은 굴절률인 것을 바람직한 방법으로서 들 수 있다. 일반적으로, 결정성 수지는 배향·결정화가 진행됨에 따라서, 필름면에 평행인 방향(면내 방향)의 굴절률은 커지고, 필름면에 수직인 방향(면직 방향)의 굴절률은 작아진다. 또한, 벤젠환이나 나프탈렌환의 등의 방향족을 포함하면, 필름면에 평행인 방향(면내 방향), 필름면에 수직인 방향(면직 방향)의 굴절률 모두 높아진다. 따라서, 다층 적층 필름으로서 다른 열가소성 수지의 필름면에 평행인 방향(면내 방향)의 굴절률차를 작게 하기 위해서는, A층에 사용하는 열가소성 수지로서는 방향족의 함유량이 적은 배향·결정성 수지를 사용하고, B층에 사용하는 비결정성 수지로서는 방향족의 함유량 많은 비결정성 수지 또는 배향·결정성 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 수지를 적층하는 것이 바람직하다.
한편, 방향족의 함유량이 증가함에 따라, 유리 전이 온도는 커지는 경향이 있기 때문에, 상술한 수지의 조합의 경우, 배향·결정성 수지의 유리 전이 온도는 낮고, 비결정성 수지 또는 배향·결정성 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 수지의 유리 전이 온도는 높아지는 경향이 있다. 그 경우, 수지의 선택에 따라서는, 배향·결정화를 촉진하기 위해서 최적의 필름의 연신 온도에서는 비결정성 수지 또는 배향·결정성 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 수지의 연신이 어려워, 원하는 반사 성능의 필름을 얻지 못하는 경우가 있다. 그래서, 다층 적층을 구성하는 열가소성 수지의 유리 전이 온도의 차가 20℃ 이하로 함으로써, 배향시키고자 하는 수지를 충분히 배향시켜서 Rp를 30% 이상으로 하는 것이 용이해진다.
나아가, 배향·결정성의 열가소성 수지와 비결정성 수지 또는 배향·결정성 수지보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 수지를, 배향·결정화가 촉진되는 필름 연신 온도로 제막하는 것이 용이해지기 때문에, 필름면에 수직인 방향의 투명성과 필름면에 대하여 경사 방향에서의 우수한 반사 성능을 양립하는 것이 용이해진다. 보다 바람직하게는, A층과 B층의 유리 전이 온도의 차가 15℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 5℃ 이하이다. 유리 전이 온도의 차가 작아짐에 따라, 필름 연신 조건의 조정이 용이해지고, 광학 성능을 높이는 것이 용이해진다.
본 발명의 필름은 B층을 구성하는 열가소성 수지가, 수 평균 분자량 200 이상의 알킬렌글리콜에서 유래하는 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 굴절률을 높이기 위해서는 방향족을 많이 포함하는 것이 바람직하지만, 추가로 알킬렌글리콜에서 유래하는 구조를 포함함으로써 굴절률을 유지하면서도 유리 전이 온도를 효율적으로 저하시키는 것이 용이해지고, 결과로서 상기 적층 필름을 구성하는 각 층의 면내 평균 굴절률을 높게 할 수 있고, 또한 유리 전이 온도를 낮게 하는 것이 용이해진다.
알킬렌글리콜로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리트리메틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 또한, 알킬렌글리콜의 분자량은 200 이상인 것이 보다 바람직하고, 300 이상 2000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 알킬렌글리콜의 분자량이 200 미만인 경우에는, 열가소성 수지를 합성할 때에, 휘발성의 높이로부터 알킬렌글리콜이 충분히 폴리머 중에 도입되지 않고, 그 결과, 유리 전이 온도를 저하시키는 효과를 충분히 얻지 못하는 경우가 있다. 또한, 알킬렌글리콜의 분자량이 2000보다 큰 경우에는, 열가소성 수지를 제조할 때에 반응성이 저하되어 필름을 제조하는 데 적합하지 못한 경우가 있다.
또한, 본 발명의 필름은 B층을 구성하는 열가소성 수지가, 2종류 이상의 방향족 디카르복실산과 2종류 이상의 알킬디올에서 유래하는 구조를 포함하고 있고, 적어도 수 평균 분자량 200 이상의 알킬렌글리콜에서 유래하는 구조를 포함하는 것이 바람직하다. B층이 이러한 구조를 포함함으로써, 배향한 결정성 수지인 A층의 면내 굴절률에 필적하는 높은 굴절률을 비결정성으로 실현하고, 또한 결정성의 열가소성 수지와 공연신 가능한 유리 전이 온도를 나타낼 필요가 있다. 단일의 디카르복실산이나 알킬렌디올에서는, 이 요건을 모두 충족하는 것은 어렵다. 그래서, 2종류 이상의 방향족 디카르복실산과 2종류 이상의 알킬렌디올을 포함함으로써, 방향족 디카르복실산에서의 고굴절률화를, 복수의 알킬렌디올로 저유리 전이 온도화를, 모두 4종류 이상의 디카르복실산과 디올을 포함함으로써, 높은 레벨에서의 비결정화를 달성할 수 있는 것이다.
본 발명의 필름은, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 파장 400㎚ 내지 700㎚의 범위에 있어서의 P파의 반사율이 30% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다. 가시광 영역인 400㎚ 내지 700㎚에 걸쳐서 반사함으로써, 백색 광원을 사용했을 때의 집광· 휘도 향상 효과가 높아진다. 또한, 본 발명의 필름은 입사 각도가 커짐에 따라서 반사 파장 대역이 저파장측으로 시프트하는 성질을 갖는다. 그 때문에, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 파장 400㎚ 내지 700㎚의 범위에 있어서의 P파의 반사율이 30% 이상이 되는 것으로, 입사 각도 70° 이상의 입사 각도에 있어서도 광원의 발광 대역인 450㎚ 내지 650㎚의 파장 범위에 대하여 충분한 반사율을 가질 수 있다.
또한, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rp70과, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 S파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rs70의 비 Rp70/Rs70이 1 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.2 이상, 더욱 바람직하게는 1.5 이상이다. 70°의 각도로 입사했을 때의 P파의 반사율이 높아짐으로써, 본 발명의 필름을 사용했을 때의 집광·휘도 향상 효과가 높아진다. 또한, 필름면의 법선에 대하여 40°의 각도로 입사했을 때의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rp40과, 필름면의 법선에 대하여 40°의 각도로 입사했을 때의 S파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rs40의 비 Rp40/Rs40이 1 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.2 이상, 더욱 바람직하게는 1.5 이상이다.
바람직한 파장 범위에 있어서의 반사율을 조정하는 방법은, A층과 B층의 면직 굴절률차, 적층수, 층두께 분포, 제막 조건(예를 들어 연신 배율, 연신 속도, 연신 온도, 열 처리 온도, 열처리 시간)의 조정 등을 들 수 있다. A층과 B층의 구성으로서는, A층이 결정성의 열가소성 수지를 사용하여 이루어지고, B층이 비결정성의 열가소성 수지를 주된 성분으로 하는 수지를 사용하여 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 비결정성의 열가소성 수지를 주된 성분으로 하는 수지란, 비결정성의 열가소성 수지의 중량 분율이 70% 이상인 것을 말한다. 반사율이 높아져서 적층수가 적게 되는 점에서, A층과 B층의 면직 굴절률차는 높은 쪽이 바람직하고, 적층수는 101층 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 401층 이상, 더욱 바람직하게는 601층 이상이고, 적층 장치의 대형화 관점에서 상한으로서는 5000층 정도이다. 층두께 분포는 인접하는 A층과 B층의 광학 두께가 하기 (A)식을 충족하는 것이 바람직하다.
Figure pct00001
여기서 λ는 반사파장, nA는 A층의 면직 굴절률, dA는 A층의 두께, nB는 B층의 면직 굴절률, dB는 B층의 두께이다.
층두께의 분포는 필름면의 한쪽으로부터 반대측 면을 향하여 일정한 층두께 분포나, 필름면의 한쪽으로부터 반대측 면을 향하여 증가 또는 감소하는 층두께 분포나, 필름면의 한쪽으로부터 필름 중심을 향하여 층두께가 증가한 후 감소하는 층두께 분포나, 필름면의 한쪽으로부터 필름 중심을 향하여 층두께가 감소한 후 증가하는 층두께 분포 등이 바람직하다. 층두께 분포의 변화의 방법으로서는, 선형, 등비, 계차수열과 같은 연속적으로 변화하는 것이나, 10층부터 50층 정도의 층이 거의 동일한 층두께를 갖고, 그 층두께가 스텝 형상으로 변화하는 것이 바람직하다.
다층 적층 필름의 양 표층에 보호층으로서 층두께 3㎛ 이상의 층을 바람직하게 마련할 수 있는, 보호층의 두께는 바람직하게는 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상이다. 보호층의 두께가 두꺼워지는 것으로, 제막 시의 플로 마크의 억제, 다른 필름이나 성형체와의 라미네이트 공정 및 라미네이트 공정 후에 있어서의 다층 적층 필름 중의 박막층의 변형 억제, 내압박성 등을 들 수 있다. 다층 적층 필름의 두께는, 특히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들어 20㎛ 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 20㎛ 미만이면, 필름의 빳빳함이 약하여 핸들링성이 나빠지는 경우가 있다. 또한, 300㎛을 초과하면, 필름의 빳빳함이 너무 강하여 성형성이 나빠지는 경우가 있다.
본 발명의 필름은, 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사했을 때의 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상인 것 필요하다. 보다 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 필름면에 수직으로 입사하는 광의 투과율이 높아질수록, 본 발명의 필름을 사용했을 때의 집광 효과가 높아지기 때문에 바람직하다. 필름면에 수직으로 입사하는 광의 투과율을 높게 하는 방법으로서, A층과 B층의 면내 굴절률차를 작게 하는 것이나, 필름 표면에 프라이머층, 하드 코트층, 반사 방지층을 마련하는 것이 바람직하다. 필름 표면의 수지보다 굴절률이 낮은 층을 형성함으로써 필름면에 수직으로 입사하는 광의 투과율을 높게 할 수 있다.
본 발명의 필름은, 필름의 표면에 프라이머층, 하드 코트층, 내마모성층, 흠집 방지층, 반사 방지층, 색 보정층, 자외선 흡수층, 광안정화층(HALS), 열선 흡수층, 인쇄층, 가스 배리어층, 점착층등의 기능성층을 갖고 있어도 된다. 이들 층은 1층이나 다층이어도 되고, 또한 1개의 층에 복수의 기능을 갖게 해도 된다. 또한, 다층 적층 필름중에, 자외선 흡수제, 광안정화제(HALS), 열선 흡수제, 결정 핵제, 가소제 등의 첨가제를 갖고 있어도 된다.
본 발명의 필름은, 위상차가 2000㎚ 이하인 것이 바람직하다. 필름면에 수직으로 입사하는 광의 투과율을 높이기 위해서는, 최종 제품으로서 2개의 열가소성 수지 사이의 필름면에 평행인 방향의 굴절률차를 작게 하는 것이 필요하다. 필름의 폭 방향과, 폭 방향에 직교하는 흐름 방향으로 배향 상태로 이방성이 있을 때에는, 어느 한쪽 방향의 굴절률의 차가 작아지도록 수지를 선택한 경우, 직교하는 방향의 굴절률이 커져버린다. 그 결과, 필름면에 수직인 방향에 대한 투명성을 달성하는 것이 어려운 경우가 있다. 그래서, 배향 상태의 이방성에 관한 파라미터인 위상차를 2000㎚ 이하로 함으로써, 필름면 내에 있어서의 배향 상태의 이방성을 작게 할 수 있고, 필름면에 수직으로 입사하는 광의 투과율이 70% 이상으로 하는 것이 용이해진다. 바람직하게는 위상차가 1000㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 500㎚ 이하이다. 위상차가 작아질수록 필름의 폭 방향과 직교하는 흐름 방향의 어느 것이든 2개의 열가소성 수지 사이의 필름면에 평행인 방향의 굴절률차를 작게 하는 것이 용이해지고, 필름면에 수직으로 입사하는 광의 투과율을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 액정 디스플레이에 사용했을 때의 무지개 불균일을 억제하는 것도 가능하다.
본 발명의 필름을 제조하는 구체적인 양태의 예를 이하에 기재하지만, 본 발명의 필름은 이러한 예에 의해 한정해서 해석되는 것이 아니다. 본 발명의 필름이 전술한 다층 적층 필름 구성을 취하는 경우, 3층 이상의 적층 구조는, 다음과 같은 방법으로 제작할 수 있다. A층에 대응하는 압출기 A와 B층에 대응하는 압출기 B의 2대로부터 열가소성 수지가 공급되고, 각각의 유로로부터의 폴리머가, 공지된 적층 장치인 멀티 매니폴드 타입의 피드 블록과 스퀘어 믹서를 사용하는 방법, 혹은 콤 타입의 피드 블록만을 사용함으로써 3층 이상으로 적층한다.
이어서 그 용융체를 T형 구금 등을 사용해서 시트상으로 용융 압출하고, 그 후, 캐스팅 드럼 상에서 냉각 고화해서 미연신 다층 적층 필름을 얻는 방법을 들 수 있다. A층과 B층의 적층 정밀도를 높이는 방법으로서는, 일본특허공개 제2007-307893호 공보, 일본특허 제4691910호 공보, 일본특허 제4816419호 공보에 기재되어 있는 방법이 바람직하다. 또한 필요하면, A층에 사용하는 열가소성 수지와 B층에 사용하는 열가소성 수지를 건조하는 것도 바람직하다.
계속해서, 이 미연신 다층 적층 필름의 연신 및 열처리를 실시한다. 연신 방법으로서는, 공지된 축차 이축 연신법, 혹은 동시 2축 연신법으로 2축 연신되어 있는 것이 바람직하다. 연신 온도는 미연신 다층 적층 필름의 유리 전이점 온도 이상 내지 유리 전이점 온도 +80℃ 이하의 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 연신 배율은, 길이 방향, 폭 방향 각각 2배 내지 8배의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 6배의 범위이며, 길이 방향과 폭 방향의 연신 배율차를 작게 하는 것이 바람직하다. 길이 방향의 연신은, 세로 연신기 롤간의 속도 변화를 이용해서 연신을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 폭 방향의 연신은, 공지된 텐터법을 이용한다. 즉, 필름의 양 끝을 클립으로 파지하면서 반송하고, 필름 양 끝의 클립 간격을 넓히는 것으로 폭 방향으로 연신한다. 또한, 텐터에서의 연신은 동시 2축 연신을 행하는 것도 바람직하다.
동시 2축 연신을 행하는 경우에 대해서 설명한다. 냉각 롤 상에 캐스트된 미연신 필름을, 동시 2축 텐터로 유도하고, 필름의 양 끝을 클립으로 파지하면서 반송하고, 길이 방향과 폭 방향으로 동시 및/또는 단계적으로 연신한다. 길이 방향의 연신은, 텐터의 클립간의 거리를 넓히는 것으로, 또한 폭 방향은 클립이 주행하는 레일의 간격을 넓히는 것으로 달성된다. 본 발명에 있어서의 연신·열처리를 실시하는 텐터 클립은, 리니어 모터 방식에서 구동하는 것이 바람직하다. 기타, 팬터그래프 방식, 스크루 방식 등이 있지만, 그 중에서 리니어 모터 방식은, 개개의 클립 자유도가 높기 때문에 연신 배율을 자유로 변경할 수 있는 점에서 우수하다.
연신 후에 열처리를 행하는 것도 바람직하다. 열 처리 온도는 연신 온도 이상 내지 A층의 열가소성 수지의 융점 -10℃ 이하의 범위에서 행하는 것이 바람직하고, 열 처리 후에 열 처리 온도 -30℃ 이하의 범위에서 냉각 공정을 거치는 것도 바람직하다. 또한, 필름의 열수축률을 작게 하기 위해서, 열처리 공정 중 또는 냉각 공정 중에 필름을 폭 방향 또는 및 또는, 길이 방향으로 줄인(릴랙스) 것도 바람직하다. 릴랙스의 비율로서는 1% 내지 10%의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 5%의 범위이다. 마지막으로 권취기로 필름을 권취함으로써 본 발명의 필름이 제조된다.
실시예
이하, 본 발명의 필름을 구체적인 실시예를 들어 설명한다. 또한, 이하에 구체적으로 예시한 열가소성 수지 이외의 열가소성 수지를 사용한 경우에도 하기 실시예를 포함한 본 명세서의 기재를 참작하면, 마찬가지로 하여 본 발명의 필름을 얻을 수 있다.
[물성의 측정 방법 그리고 효과의 평가 방법]
물성값의 평가 방법 그리고 효과의 평가 방법은 다음과 같다.
(1) 주 배향 축방향
샘플 사이즈를 10㎝×10㎝로 하고, 필름 폭 방향 중앙에 있어서, 샘플을 잘라냈다. KS 시스템즈(주)제(현 오지 게이소꾸 기끼(주))의 분자 배향계 MOA-2001을 사용하여, 주 배향 축방향을 구하였다.
(2) 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율
히다치 세이사꾸쇼(주)제 분광 광도계(U-4100 Spectrophotomater)의 표준 구성(고체 측정 시스템)에서, 입사 각도 φ=0°에 있어서의 파장 450 내지 1600㎚의 투과율을 1㎚마다 측정하고, 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율과 파장 800㎚ 내지 1600㎚의 최소 투과율을 구하였다. 측정 조건: 슬릿은 2㎚(가시)/자동 제어(적외)로 하고, 게인은 2로 설정하고, 주사 속도를 600㎚/분으로 했다.
(3) 파장 800㎚ 내지 1600㎚의 최대 평행 광선 투과율
히다치 세이사꾸쇼(주)제 분광 광도계(U-4100 Spectrophotomater)에 부속된 각도 가변 반사 유닛과 글랜-테일러 편광자를 설치하고, 입사 각도 φ=0°에 있어서의 파장 800㎚ 내지 1600㎚의 범위에 있어서 1㎚마다 투과율을 측정하고, 그 최댓값을 구하였다. 이 측정에 있어서의 샘플에 대한 광의 입사면은, 양쪽 면(편의상, 양쪽 면을 각각 A면, B면이라 칭한다) 각각에서 행하였다. 샘플과 적분구 입구와의 거리는 14㎝였다.
(4) 반사율
히다치 세이사꾸쇼(주)제 분광 광도계(U-4100 Spectrophotomater)에 부속된 각도 가변 반사 유닛과 글랜-테일러 편광자를 설치하고, 입사 각도 φ=20°, 40°, 70°에 있어서의 파장 400 내지 700㎚의 범위에 있어서 1㎚마다 P파와 S파 각각의 반사율을 측정했다. 얻어진 반사율로부터 입사 각도 20°, 40°, 70°에 있어서의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 범위에 있어서의 P파의 평균 반사율로서 Rp20, Rp40, Rp70을 구하고, S파의 평균 반사율로서 Rs20, Rs40, Rs70을 구하고, 추가로 Rp40/Rs40, Rp70/Rs70을 산출했다. 또한, 20°, 40°, 70°의 경사 방향은 필름의 주 배향축을 따르는 방향으로 하였다.
(5) 유리 전이점 온도, 융점
수지 펠릿을 전자 천칭으로 5㎎ 계량하고, 알루미늄 패킹 사이에 끼워 넣어 세이코 인스트루먼트사(주) 로봇 DSC-RDC220 시차 주사 열량계를 사용하여, JIS-K-7122(1987년)에 따라서, 25℃부터 300℃까지 20℃/분으로 승온해서 측정을 행하였다. 데이터 해석은 동사제 디스크 세션 SSC/5200을 사용했다. 얻어진 DSC 데이터로부터 유리 전이점 온도(Tg), 융점(Tm)을 구하였다.
(6) 굴절률
70℃ 48시간, 진공 건조한 수지 펠릿을 280℃에서 용융 후, 프레스기를 사용해서 프레스하고, 그 후 급랭함으로써, 두께 500㎛의 시트를 제작했다. 제작한 시트를 아타고사제 아베 굴절률계(NAR-4T)와 NaD선 램프를 사용해서 굴절률을 측정했다.
(7) IV(고유 점도)의 측정 방법
용매로서 오르토클로로페놀을 사용하여, 온도 100℃에서 20분 용해한 후, 온도 25℃에서 오스트발트 점도계를 사용하여 측정한 용액 점도로부터 산출했다.
(8) 위상차
오지 게이소꾸 기끼(주)제 위상차 측정 장치(KOBRA-21ADH)를 사용했다. 3.5㎝×3.5㎝로 잘라낸 필름 샘플을 장치에 설치하고, 입사각 0°에 있어서의 파장 590㎚의 리타데이션을 측정했다.
(9) 광원의 발광 대역의 측정
하마마쓰 포토닉스제 미니 분광 광도기(C10083MMD)에 NA0.22의 광 파이바를 설치하고, 광원의 광을 계측했다. 얻어진 발광 스펙트럼의 350㎚ 내지 800㎚의 파장 범위에 대해서, 최대 강도를 나타내는 파장을 광원의 발광 피크 파장으로 하고, 광원의 발광 피크 파장에서의 발광 강도의 5% 이상의 강도를 나타내는 가장 저파장의 파장과 가장 장파장의 파장의 파장 범위를 광원의 발광 대역으로 했다.
(10) 휘도의 측정
광원 유닛에는 이하의 2개의 백라이트를 사용했다.
백라이트 1: 32인치 백색 LED 에지형 백라이트, 광원의 발광 대역 425㎚ 내지 652㎚
백라이트2: 43인치 백색 LED직하형 백라이트, 광원의 발광 대역 418㎚ 내지 658㎚
휘도의 측정은 탑콘제 BM-7과 각도 가변 유닛을 사용해서 수광 각도 +70°, -70°, 0°의 휘도를 측정하고, 70°의 휘도는 +70°와 -70°의 평균값으로 하였다. 수광 각도 70°로 경사지게 하는 방위각은 백라이트의 길이 방향으로 하여 본 발명의 필름면의 법선에 대하여 0°, 70°의 각도로 입사하는 광의 휘도 La(0°), La(70°)와, 본 발명의 필름면의 법선에 대하여 0°, 70°의 각도로 출사되는 광의 휘도를 Lb(0°), Lb(70°)로부터 식 (1), 식 (2)를 산출했다. 또한, 백라이트의 길이 방향 방위각을 0°로 하고, 우방향으로 45°, 90°, 135° 각각의 방위각으로 70°로 경사지게 하여 측정한 휘도 Lb(70°)/La(70°)의 최댓값과 최솟값의 차를 산출했다.
(필름에 사용한 수지)
수지 A: IV=0.67의 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(이소프탈산 성분을 산 성분 전체에 대하여 10mol% 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트), 굴절률 1.57, Tg 75℃, Tm 230℃
수지 B: IV=0.65의 폴리에틸렌테레프탈레이트, 굴절률 1.58, Tg 78℃, Tm 254℃
수지 C: IV=0.67의 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(2,6-나프탈렌디카르복실산 성분을 산 성분 전체에 대하여 60mol% 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트)에 수 평균 분자량 2000인, 테레프탈산, 부틸렌기, 에틸헥실기를 갖는 방향족 에스테르를 수지 전체에 대하여 10중량% 블렌드한 폴리에스테르. 굴절률 1.62, Tg 90℃
수지 D: IV=0.64의 폴리에틸렌나프탈레이트 공중합체(2,6-나프탈렌디카르복실산 성분을 산 성분 전체에 대하여 80mol%, 이소프탈산 성분을 산 성분 전체에 대하여 20mol%, 분자량 400의 폴리에틸렌글리콜을 디올 성분 전체에 대하여 5mol% 공중합한 폴리에틸렌나프탈레이트) Tg 85℃, Tm 215℃
수지 E: IV=0.73의 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체(시클로헥산디메탄올 성분을 디올 성분 전체에 대하여 33mol% 공중합한 폴리에틸렌테레프탈레이트), 굴절률 1.57, Tg 80℃.
(실시예 1)
A층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 A를, B층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 C를 사용했다. 수지 A 및 수지 C를, 각각 압출기로 280℃에서 용융시키고, FSS 타입의 리프 디스크 필터를 5매 개재한 후, 기어 펌프로 토출비(적층비)가 수지 A/수지 C=1.3이 되도록 계량하면서, 일본특허공개 제2007-307893호 공보에 기재되어 있는 방법으로 적층을 행하여, 입사각 70°에서의 P파의 반사파장이 400㎚ 내지 600㎚의 범위가 되도록 설계한 493층 피드 블록(A층이 247층, B층이 246층)으로 교대로 합류시켰다. 이어서, T다이에 공급하고, 시트상으로 성형한 후, 와이어로 8㎸의 정전 인가 전압을 걸면서, 표면 온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼 상에서 급랭 고화하여, 미연신 다층 적층 필름을 얻었다. 이 미연신 필름을, 95℃, 연신 배율 3.6배로 세로 연신을 행하여, 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시하고, 그 필름 양면의 처리면에 (유리 전이 온도가 18℃의 폴리에스테르 수지)/(유리 전이 온도가 82℃의 폴리에스테르 수지)/평균 입경 100㎚의 실리카 입자를 포함하는 적층 형성막 도액을 도포했다. 그 후, 양 끝부를 클립으로 파지하는 텐터로 유도하여 110℃, 3.7배 가로 연신한 후, 210℃에서 열처리 및 5%의 폭 방향 릴랙스를 실시하고, 100℃로 냉각한 후, 두께 60㎛의 다층 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 2)
A층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 A를, B층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 C를 사용했다. 수지 A 및 수지 C를, 각각 압출기로 280℃에서 용융시키고, FSS 타입의 리프 디스크 필터를 5매 개재한 후, 기어 펌프로 토출비(적층비)가 수지 A/수지 C=1.5가 되도록 계량하면서, 일본특허공개 제2007-307893호 공보에 기재되어 있는 방법으로 적층을 행하여, 입사각 70°에서의 P파의 반사파장이 400㎚ 내지 1000㎚의 범위가 되도록 설계한 801층 피드 블록(A층이 401층, B층이 400층)으로 교대로 합류시켰다. 이어서, T다이에 공급하고, 시트상으로 성형한 후, 와이어로 8㎸의 정전 인가 전압을 걸면서, 표면 온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼 상에서 급랭 고화하여, 미연신 다층 적층 필름을 얻었다. 이 미연신 필름을, 95℃, 연신 배율 3.6배로 세로 연신을 행하여, 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시하고, 그 필름 양면의 처리면에 (유리 전이 온도가 18℃의 폴리에스테르 수지)/(유리 전이 온도가 82℃의 폴리에스테르 수지)/평균 입경 100㎚의 실리카 입자를 포함하는 적층 형성막 도액을 도포했다. 그 후, 양 끝부를 클립으로 파지하는 텐터로 유도하여 110℃, 3.7배 가로 연신한 후, 210℃에서 열처리 및 5%의 폭 방향 릴랙스를 실시하고, 100℃로 냉각한 후, 두께 110㎛의 다층 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 3)
A층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 B를, B층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 D를 사용했다. 수지 B 및 수지 D를, 각각 압출기로 280℃에서 용융시키고, FSS 타입의 리프 디스크 필터를 5매 개재한 후, 기어 펌프로 토출비(적층비)가 수지 B/수지 D=1.3이 되도록 계량하면서, 일본특허공개 제2007-307893호 공보에 기재되어 있는 방법으로 적층을 행하여, 입사각 70°에서의 P파의 반사파장이 400㎚ 내지 600㎚의 범위가 되도록 설계한 493층 피드 블록(A층이 247층, B층이 246층)으로 교대로 합류시켰다. 이어서, T다이에 공급하고, 시트상으로 성형한 후, 와이어로 8㎸의 정전 인가 전압을 걸면서, 표면 온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼 상에서 급랭 고화하여, 미연신 다층 적층 필름을 얻었다. 이 미연신 필름을, 90℃, 연신 배율 3.3배로 세로 연신을 행하여, 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시하고, 그 필름 양면의 처리면에 (유리 전이 온도가 18℃의 폴리에스테르 수지)/(유리 전이 온도가 82℃의 폴리에스테르 수지)/평균 입경 100㎚의 실리카 입자를 포함하는 적층 형성막 도액을 도포했다. 그 후, 양 끝부를 클립으로 파지하는 텐터로 유도하여 100℃, 3.5배 가로 연신한 후, 210℃에서 열처리 및 5%의 폭 방향 릴랙스를 실시하고, 100℃로 냉각한 후, 두께 60㎛의 다층 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 4)
A층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 B를, B층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 D를 사용했다. 수지 B 및 수지 D를, 각각 압출기로 280℃에서 용융시키고, FSS 타입의 리프 디스크 필터를 5매 개재한 후, 기어 펌프로 토출비(적층비)가 수지 B/수지 D=1.5가 되도록 계량하면서, 일본특허공개 제2007-307893호 공보에 기재되어 있는 방법으로 적층을 행하여, 입사각 70°에서의 P파의 반사파장이 400㎚ 내지 1000㎚의 범위가 되도록 설계한 801층 피드 블록(A층이 401층, B층이 400층)으로 교대로 합류시켰다. 이어서, T다이에 공급하고, 시트상으로 성형한 후, 와이어로 8㎸의 정전 인가 전압을 걸면서, 표면 온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼 상에서 급랭 고화하여, 미연신 다층 적층 필름을 얻었다. 이 미연신 필름을, 90℃, 연신 배율 3.3배로 세로 연신을 행하여, 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시하고, 그 필름 양면의 처리면에 (유리 전이 온도가 18℃인 폴리에스테르 수지)/(유리 전이 온도가 82℃인 폴리에스테르 수지)/평균 입경 100㎚의 실리카 입자를 포함하는 적층 형성막 도액을 도포했다. 그 후, 양 끝부를 클립으로 파지하는 텐터로 유도하여 100℃, 3.5배 가로 연신한 후, 210℃에서 열처리 및 5%의 폭 방향 릴랙스를 실시하고, 100℃로 냉각한 후, 두께 110㎛의 다층 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(실시예 5)
실시예 4에서 제작한 다층 적층 필름 2매에 대해서, 두께 25㎛의 아크릴계 광학 점착제를 사용해서 라미네이터로 접합했다. 제작한 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
열가소성 수지로서 수지 B를 사용했다. 압출기로 280℃에서 용융시키고, FSS 타입의 리프 디스크 필터를 5매 개재한 후, T다이에 공급하고, 시트상으로 성형한 후, 와이어로 8㎸의 정전 인가 전압을 걸면서, 표면 온도 25℃로 유지된 캐스팅 드럼 상에서 급랭 고화하고, 미연신 필름을 얻었다. 이 미연신 필름을, 90℃, 연신 배율 3.3배로 세로 연신을 행하여, 필름의 양면에 공기 중에서 코로나 방전 처리를 실시하고, 그 필름 양면의 처리면에 (유리 전이 온도가 18℃의 폴리에스테르 수지)/(유리 전이 온도가 82℃의 폴리에스테르 수지)/평균 입경 100㎚의 실리카 입자를 포함하는 적층 형성막 도액을 도포했다. 그 후, 양 끝부를 클립으로 파지하는 텐터로 유도하여 100℃, 3.5배 가로 연신한 후, 210℃에서 열처리 및 5%의 폭 방향 릴랙스를 실시하고, 100℃에서 냉각한 후, 두께 50㎛의 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(비교예 2)
B층을 구성하는 열가소성 수지로서 수지 E를 사용한 것 이외에는, 실시예 4와 마찬가지 방법으로 두께 110㎛의 다층 적층 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 물성을 표 1에 나타낸다.
(비교예 3)
100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 편면에 꼭지각 90° 피치 50㎛의 프리즘층을 형성한 프리즘 시트에 대해서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름면측(A면)과, 프리즘층면측(B면) 각각의 면으로부터 파장 800㎚ 내지 1600㎚의 최대 평행 광선 투과율을 측정했다. A면, B면 어느 쪽의 면으로부터 입사해도 최대 투과율은 0%이며, 이 프리즘 시트를 적외선 센서를 구비하는 표시 장치에 사용한 경우, 적외선 센서의 검지 정밀도를 현저하게 저하시키게 된다.
(광원 유닛의 휘도 평가)
(실시예 6 내지 8, 비교예 4 내지 6)
32인치의 백색 LED 에지형 백라이트(백라이트 1)를 사용해서 휘도를 측정했다. 종래의 에지형 백라이트(도광판의 측면에 광원을 설치)의 구성인 (1) 백색 반사 필름/도광판, (2) 백색 반사 필름/도광판/확산 시트, (3) 백색 반사 필름/도광판/확산 시트/프리즘 시트의 각 구성에 대하여, 실시예 1, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 1, 비교예 2의 필름을 각각 표 2에 기재한 위치에 배치했을 때의 광원 유닛 전체의 정면 휘도와 필름에 입사하는 휘도와 필름으로부터 출사되는 휘도를 측정했다. 표 2에 백라이트 구성, 필름을 배치한 위치와 측정한 정면 휘도를 나타낸다(또한, 표 중, 정면 상대 휘도란, 필름없음의 종래 구성의 휘도를 100%로 했을 때의 정면 휘도를 나타낸다). 표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 필름을 사용한 광원 유닛은, 종래의 백라이트 구성이나 종래의 필름을 사용한 구성에 대하여 정면 휘도가 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 9, 비교예 7)
43인치의 백색 LED 직하형 백라이트(백라이트 2)를 사용해서 휘도를 측정했다. 광원이 종래의 직하형 백라이트(기판 상에 광원을 설치하고, 광원 위치를 도려 낸 백색 반사 필름을 기판 상에 설치)의 구성인 (1) 백색 반사 필름/확산판의 구성에 대하여, 실시예 1, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 1, 비교예 2의 필름을 각각표 3에 기재한 위치에 배치했을 때의 광원 유닛 전체의 정면 휘도와 필름에 입사하는 휘도와 필름으로부터 출사되는 휘도를 측정했다. 표 3에 백라이트 구성, 필름을 배치한 위치와 측정한 정면 휘도를 나타낸다(또한, 표 중, 정면 상대 휘도란, 필름없음의 종래 구성의 휘도를 100%로 했을 때의 정면 휘도를 나타낸다).
Figure pct00002
Figure pct00003
본 발명은 종래보다 더욱 정면 휘도를 향상시킨 광원 유닛, 표시 장치 및 필름에 관한 것이다.
1 : S파 반사율
2 : P파 반사율
3 : 도광판
4 : 도광판의 출사면
5 : 도광판의 출사면의 반대측
6a : 도광판 내부를 경사 방향으로 반사하면서 면 상에 퍼져 있는 광
6b : 도광판의 출사면에서 반사된 광
6c : 도광판의 외측에 출사된 광
6d : 도광판의 출사면의 반대측에서 반사된 광의 정반사 광 성분
7a : 도광판 내부를 경사 방향으로 반사하면서 면 상에 퍼져 있는 광
7b : 도광판의 출사면에서 반사된 광
7d : 도광판의 출사면의 반대측에서 반사된 광의 정반사 광 성분
8 : 도광판의 출사면의 반대측에서 반사된 광의 확산 반사 성분 중 정면 방향의 광
9 : 도광판의 출사면의 반대측에서 반사된 광의 확산 반사 성분 중 정면 방향의 광
10b : 본 발명의 필름에 의해 반사된 광
10d : 도광판의 출사면의 반대측에서 반사된 광의 정반사 광 성분
11 : 도광판의 출사면 반대측에서 반사된 광의 확산 반사 성분 중 정면 방향의 광
12 : 본 발명의 필름
13 : 광원 유닛

Claims (20)

  1. 광원과 필름을 갖는 광원 유닛으로서,
    상기 광원이 파장 450㎚ 내지 650㎚에 발광 대역을 구비하고 있고,
    상기 필름이, 상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상이고,
    상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 20°, 40°, 70°의 각도로 입사하는 광의 각각의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율(%)을 Rp20, Rp40, Rp70이라 한 경우에 Rp20≤Rp40＜Rp70의 관계를 만족하고, 또한 Rp70이 30% 이상이고,
    상기 광원으로부터 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(0°), 상기 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사하는 광의 휘도를 La(70°), 상기 광원으로부터 상기 필름으로 입사된 후에 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 상기 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(0°), 상기 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 상기 필름으로부터 출사되는 광의 휘도를 Lb(70°)라 한 경우에 이하의 식 (1), (2)의 관계를 충족하는 광원 유닛.
    Lb(0°)/La(0°)≥0.8 … (1)
    Lb(70°)/La(70°)＜1.0 … (2)
  2. 제1항에 있어서, 상기 Lb(70°)/La(70°)의 방위각 변동이 0.3 이하인, 광원 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름이, 상기 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사하는 광의 파장 800㎚ 내지 1600㎚의 최대 평행 광선 투과율이 50% 이상인, 광원 유닛.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 도광판을 갖고, 도광판의 출사면측으로 상기 필름을 배치하여 이루어지는, 광원 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 광원이 설치된 기판과 그 기판의 출사면측에 상기 필름을 배치하여 이루어지는, 광원 유닛.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광원 유닛을 사용한 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 광원 유닛을 사용한 표시 장치로서, 확산 시트/프리즘 시트/편광 반사 필름을 그 순으로 배치하여 이루어지는 구성을 갖고, 상기 필름을 확산 시트와 편광 반사 필름 사이에 배치하여 이루어지는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 반사 필름/도광판/확산 시트/프리즘 시트/편광 반사 필름을 그 순으로 배치하여 이루어지는 구성을 갖는, 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 반사 필름/광원/확산 시트/프리즘 시트/편광 반사 필름을 그 순으로 배치하여 이루어지는 구성을 갖는, 표시 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적외선 센서를 구비하는, 표시 장치.
  11. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 시야각 제어층을 구비하는, 표시 장치.
  12. 표시 장치에 사용되는 필름으로서, 필름면의 법선에 대하여 0°의 각도로 입사했을 때의 광의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 투과율이 70% 이상이고, 필름면의 법선에 대하여 20°, 40°, 70°의 각도로 입사했을 때의 각각의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율(%)을 Rp20, Rp40, Rp70이라 한 경우에 Rp20≤Rp40＜Rp70의 관계를 만족하고, 또한 Rp70이 30% 이상인 필름.
  13. 제12항에 있어서, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 파장 400㎚ 내지 700㎚의 범위에 있어서의 P파의 평균 반사율이 30% 이상인, 필름.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rp70과, 필름면의 법선에 대하여 70°의 각도로 입사했을 때의 S파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rs70의 비 Rp70/Rs70이 1 이상인, 필름.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 필름면의 법선에 대하여 40°의 각도로 입사했을 때의 P파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rp40과 필름면의 법선에 대하여 40°의 각도로 입사했을 때의 S파의 파장 450㎚ 내지 650㎚의 평균 반사율 Rs40의 비 Rp40/Rs40이 1 이상인, 필름.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 위상차가 2000㎚ 이하인, 필름.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 복수의 열가소성 수지를 포함하는 층이 교대로 적층되어 있는, 필름.
  18. 제17항에 있어서, 한쪽 층(A층)을 구성하는 열가소성 수지가 결정성 폴리에스테르를 포함하고, 다른 한쪽 층(B층)을 구성하는 열가소성 수지가 비결정성 폴리에스테르 또는 A층을 구성하는 폴리에스테르보다 융점이 20℃ 이상 낮은 결정성 폴리에스테르이며, 또한 A층과 B층의 면내 굴절률의 차가 0.04 이하, 유리 전이 온도의 차가 20℃ 이하인, 필름.
  19. 제18항에 있어서, B층을 구성하는 열가소성 수지가, 수 평균 분자량 200 이상의 알킬렌글리콜에서 유래하는 구조를 포함하여 이루어지는, 필름.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, B층을 구성하는 열가소성 수지가, 2종류 이상의 방향족 디카르복실산과 2종류 이상의 알킬디올에서 유래하는 구조를 포함하고 있고, 또한 적어도 수 평균 분자량 200 이상의 알킬렌글리콜에서 유래하는 구조를 포함하고 있는, 필름.
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