TW202028782A - 光源單元、顯示裝置及膜 - Google Patents

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松尾雄二
宇都孝行
白石海由
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Abstract

本發明的目的在於提供能夠令集光性與正面輝度比習知技術更加提升的光源單元、顯示裝置及膜。本發明的光源單元乃係具有光源與膜的光源單元;前述光源在波長450nm至650nm具備發光頻帶;前述膜在從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上;當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈20°、40°、70°的角度射入的光各自的P波的波長450nm至650nm的平均反射率(%)為Rp20、Rp40、Rp70時,滿足Rp20≦Rp40>Rp70的關係且Rp70為30%以上;前述光源與膜係滿足下述特定的關係。 Lb(0°)/La(0°)≧0.8 ... (1) Lb(70°)/La(70°)>1.0 ... (2)

Description

光源單元、顯示裝置及膜
本發明係有關光源單元(unit)、顯示裝置及膜(film)。
就液晶顯示器(display)等顯示裝置所使用的光源之一而言,係有使用將從至少一個光源射入的光擴散成面狀而射出的面光源裝置。關於該面光源裝置,至少可舉出由光源與將該光源的光擴散成面狀的導光板所構成的側光(edge light)型、和將光往與該光源相對向之方向照射的正下型等。一般而言,顯示裝置乃係以正面方向為0°時的±45°程度的角度範圍為其可視範圍,以超過上述範圍的角度射出的光會損失掉。另一方面,在側光型的面光源裝置中,從導光板射出的光係無控制地擴散,故從導光板射出的光的強度為最大的角度一般而言並非正面方向而是斜方向。這是因為,從光源射入導光板端部的光係一邊往斜方向反射一邊在導光板中擴散成面狀,因而斜方向的光比正面方向的光更容易射出之故。於是,在習知技術中係在導光板的出射面側配置複數片擴散片(sheet)、稜鏡片(prism sheet),藉此使從導光板射出的斜方向的光往正面方向集光而使正面輝度提升(專利文獻1、專利文獻2)。在正下型的面光源裝置中,係為了獲得面光源而配置複數個光源,為了抑制光源間的光不均而使用透鏡(lens)等將從光源射出的光不只往正面擴散也往斜方向擴散,再進一步令光通過擴散片等,藉此消除不均,藉由配置複數片擴散片和稜鏡片使光往正面方向集光而使正面輝度提升。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-180949號公報 [專利文獻2]日本特開2015-87774號公報
[發明欲解決之課題]
然而,擴散片和稜鏡片在構造上並無法使以淺角度進入的光全部集光,故即便用了擴散片和稜鏡片,仍難以使從側光型的導光板和正下型的擴散片射出的全部的斜方向的光往正面方向集光。
作為說明使用導光板的習知技術的面光源的示意圖,於圖4顯示導光板的部分剖面。元件符號4乃係導光板的出射面,5乃係導光板的出射面的相反側之面,導光板的出射面側的介質係以空氣作為一例。關於一邊在導光板內部斜方向反射一邊擴散成面狀的光6a、7a,6a乃係射入出射面4的入射角度小的光,7a乃係射入出射面4的入射角度大的光。當各個光射入出射面4,光6a係相應於反射率而有一部分的光成為反射光6b返回導光板,剩餘的光6c係射出至導光板外側。然後,光6b係在導光板的出射面的相反側之面5反射。該反射光中的6d乃係鏡反射光成分,8乃係漫反射光成分中的正面方向的光。接著,光7a係由於射入出射面4的入射角度大,當射入出射面4便全反射,該反射光7b係在導光板的出射面的相反側之面5反射。該反射光中的7d乃係鏡反射光成分,9乃係漫反射光成分中的正面方向的光。如上所述,導光板內部的光係一邊斜方向反射一邊擴散成面狀,同時有光的一部分6c、8、9從導光板射出,藉此,能夠獲得面狀的出射光。然而,射入出射面4的入射角度比光7a的入射角度小的光(亦即如6a所示的光)係由於在射入出射面4時產生斜方向往導光板外側射出的光(亦即如6c所示的光),故在此方法中,從導光板射出的光的分布並非只有正面方向射出亦有斜方向射出,因此,正面方向的光的強度低是此方法的課題。為了解決該課題,在習知技術的方法中以下述方式應對:藉由在導光板的出射面側配置擴散片、稜鏡片,將從導光板射出的斜方向的光的朝向轉換成正面方向。然而,擴散片、稜鏡片在構造上並無法使以淺角度進入的光(入射角度小的光)全部集光,故即便用了擴散片和稜鏡片,仍無法使從導光板射出的全部的斜方向的光往正面方向集光。
本發明乃係欲解決前述課題而研創者。亦即,提供一種能夠令集光性與正面輝度比習知技術更加提升的光源單元、顯示裝置及膜。 [用以解決課題之手段]
為了解決前述課題,本發明係具有下述構成。亦即,本發明的光源單元乃係具有光源與膜的光源單元;前述光源在波長450nm至650nm具備發光頻帶;前述膜在從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上;當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈20°、40°、70°的角度射入的光各自的P波的波長450nm至650nm的平均反射率(%)為Rp20、Rp40、Rp70時,滿足Rp20≦Rp40>Rp70的關係且Rp70為30%以上;當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的輝度為La(0°)、設以相對於前述膜面的法線呈70°的角度射入的光的輝度為La(70°)、設從前述光源射入前述膜後以相對於前述膜面的法線呈0°的角度從前述膜射出的光的輝度為Lb(0°)、設以相對於前述膜面的法線呈70°的角度從膜射出的光的輝度為Lb(70°)時,滿足下式(1)、(2)的關係。 Lb(0°)/La(0°)≧0.8 ... (1) Lb(70°)/La(70°)>1.0 ... (2) [發明之效果]
藉由本發明,能夠獲得能夠令集光性與正面輝度比習知技術更加提升的光源單元、顯示裝置及膜。
本案發明人等係找出了藉由使用如下述的光源單元,使從側光型的導光板和正下型的擴散片而來的出射光往正面集光而使正面輝度提升,即,該光源單元係具有光源與膜的光源單元;前述光源在波長450nm至650nm具備發光頻帶;前述膜在從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上;當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈20°、40°、70°的角度射入的光各自的P波的波長450nm至650nm的平均反射率(%)為Rp20、Rp40、Rp70時,滿足Rp20≦Rp40>Rp70的關係且Rp70為30%以上;當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的輝度為La(0°)、設以相對於前述膜面的法線呈70°的角度射入的光的輝度為La(70°)、設從前述光源射入前述膜後以相對於前述膜面的法線呈0°的角度從前述膜射出的光的輝度為Lb(0°)、設以相對於前述膜面的法線呈70°的角度從膜射出的光的輝度為Lb(70°)時,滿足下式(1)、(2)的關係。 Lb(0°)/La(0°)≧0.8 ... (1) Lb(70°)/La(70°)>1.0 ... (2)。
以下,針對該光源單元詳細進行說明。在電磁波(光)從斜方向射入物體時,P波代表電場成分平行於入射面的電磁波(平行於入射面振動的直線偏光),S波代表電場成分垂直於入射面的電磁波(垂直於入射面振動的直線偏光)。
針對該P波與S波的反射特性進行說明。針對光從空氣中射入膜時的波長550nm的P波與S波的反射率的角度依存性,分別於圖1針對習知技術的透明膜、於圖2針對習知技術的反射膜、於圖3針對本發明的膜進行顯示。此處雖係以波長550nm作為一例進行顯示,但在任意波長皆擁有圖1至圖3中所示的關係性。
習知技術的透明膜係遵照菲涅耳方程式(Fresnel equations)而表現出如下的傾向,即,P波的反射率係隨著入射角度增大而降低,然後,在降至反射率0%後,反射率增大。S波的反射率係隨著入射角度增大而增大。此外,習知技術的反射膜係如圖2所示,不論是P波還是S波在入射角度0度皆擁有一定的反射率(=穿透率低),隨著入射角度增大,P波、S波雙方的反射率皆增大。另一方面,本發明的膜係具有如下的特徵,即,在入射角度0度,P波、S波雙方的反射率低(=穿透率高),隨著入射角度增大,P波、S波雙方的反射率皆增大。關於在該習知技術的反射膜與本發明的膜之間所觀察到的由入射角度造成的反射率之差,乃係因交替積層的兩種層的平行於膜面之方向的折射率之差(面內折射率差)與垂直於膜面之方向的折射率之差(面直折射率差)的設計不同所致。亦即,習知技術的反射膜乃係藉由將交替積層的兩種層的面內折射率之差及面直折射率差提高來反射光之設計,故不論是P波還是S波在入射角度0度皆擁有一定的反射率,且隨著入射角度增大,P波、S波雙方的反射率皆增大。
相對於此,本發明的膜係將交替積層的兩種層的面內折射率差降低、將面直折射率差提高,藉此,使正面方向的光穿透、僅使斜方向的光反射,故在入射角度0度,由於交替積層的兩種層的面內折射率差小,P波、S波雙方的反射率低(=穿透率高),隨著入射角度增大,由於交替積層的兩種層的面直折射率差變大,P波、S波雙方的反射率皆增大。
就針對將本發明的膜配置在導光板的出射面側時所獲得之效果進行說明的示意圖而言,顯示將本發明的膜配置在導光板上的圖5。光6a係由於射入出射面4的入射角度小,在習知技術中會如圖4所示有大部分6c射出至導光板外側,而本發明的膜係因對於斜方向的光的反射率高,故能夠藉由將本發明的膜配置在導光板的出射面側反射光6c而使光6c返回導光板,藉此,能夠比習知技術更使來自導光板的出射光往正面集光而更使輝度提升。在本發明的膜與導光板的出射面反射的光6b、7b、10b係在導光板的出射面5反射。該反射光中的6d、7d、10d乃係鏡反射光成分,8、9、11乃係漫反射光成分中的正面方向的光。本發明的膜係對於正面方向的光的穿透率高,故能夠讓絕大部分的光8、9、11穿透而不反射。因此,當將本發明的膜用在導光板的出射面側,來自導光板的往正面方向射出的光便成為8、9、11,故能夠比習知技術更將來自導光板的出射光往正面集光而使輝度提升。
另外,上述說明的導光板的構成和導光板內部的光的行進方向乃係供說明本發明的膜的效果之用的一例,只要是藉由使用本膜使從導光板射出的斜方向的光反射而返回導光板、使從導光板射出的正面方向的光穿透的概念(concept)一致,則即便導光板的構成和導光板內部的光的行進方向不同於上述說明仍發揮將從導光板射出的光往正面集光的功能。例如,在上述說明中,導光板的出射面的相反側之面5是平面,但亦可為粗糙面或具有凹凸形狀。此外,本發明的膜並非一定要配置在導光板的正上方,亦可在導光板與本發明的膜之間配置一片或複數片擴散片等片。
此外,並不限於導光板,當將本發明的膜用於將光往與該光源相對向之方向照射的正下型的面光源裝置時,藉由上述的效果,同樣能夠將習知往斜方向射出的光轉換成正面方向,故能夠將出射光往正面集光而使輝度提升。
本發明的光源單元係必須:為具有光源與膜的光源單元,前述光源在波長450nm至650nm具備發光頻帶。在本發明中,所謂的發光頻帶,指的是測量光源的發光頻譜(spectrum),設顯示發光頻譜的最大強度之波長為光源的發光峰值(peak)波長,而強度顯示為光源的發光峰值波長的發光強度的5%以上的最低波長之波長與最長波長之波長的波長範圍。
本發明的光源單元為,當設從光源以相對於膜面的法線呈0°的角度射入的光的輝度為La(0°)、設以相對於膜面的法線呈70°的角度射入的光的輝度為La(70°)、設從光源射入膜後以相對於前述膜面的法線呈0°的角度從膜射出的光的輝度為Lb(0°)、設以相對於膜面的法線呈70°的角度從膜射出的光的輝度為Lb(70°)時,滿足下式(1)、(2)的關係。 Lb(0°)/La(0°)≧0.8 ... (1) Lb(70°)/La(70°)>1.0 ... (2)。
式(1)中的Lb(0°)/La(0°)係代表正面方向的輝度維持率(或輝度的提升率),該值愈高,表示正面方向的輝度維持率(或輝度提升率)愈高。Lb(0°)/La(0°)=1時,代表有與從光源以相對於膜面的法線呈0°的角度射入的光相同強度的光射出,Lb(0°)/La(0°)>1時,代表有比從光源以相對於膜面的法線呈0°的角度射入的光還強的光以相對於膜面的法線呈0°的角度射出。Lb(0°)/La(0°)較佳為超過1.0,更佳為1.1以上,再較佳為1.2以上。
式(2)中的Lb(70°)/La(70°)係代表斜方向的光的穿透率,該值愈小,表示斜方向的光愈沒有穿透。Lb(70°)/La(70°)較佳為比0.8小,再較佳為比0.7小。
此外,本發明的光源單元較佳為前述Lb(70°)/La(70°)的方位角變異為0.3以下。此處,所謂的方位角變異,係指如圖6所示以光源單元的長邊方向的方位角為0°而在各方位角(0°、45°、90°、135°)量測得的Lb(70°)/La(70°)的最大值與最小值之差。屬於一般性集光膜的稜鏡片係在集光性特性存在方位角的不均,故為了消除該不均而積層有複數片,但即便如此還是無法完全消除方位角的不均。本發明的膜係由於方位角不均較小而能夠憑一片來擁有集光效果。前述Lb(70°)/La(70°)的方位角變異較佳為0.1以下,再較佳為0.01以下。為了縮小方位角的變異,例如可舉出將本發明的膜的面內方向的折射率不均減少,關於要將膜的面內方向的折射率不均減少,係可舉出在膜的雙軸延伸時以使膜長邊方向與寬度方向的配向狀態之差減小的方式進行延伸。
就本發明的一態樣而言,可舉出:在導光板的出射面側配置有前述之膜的導光板單元、具有該導光板單元及光源的光源單元、使用該光源單元的顯示裝置、在設置有複數個光源的基板及該基板的出射面側配置有前述之膜的光源單元、使用該光源單元的顯示裝置等。就該顯示裝置而言,可舉出液晶顯示裝置和有機EL(Electro-Luminescence;電致發光)顯示裝置等。
就本發明的光源單元的構成的例子而言,可舉出:以反射膜/導光板/擴散片/稜鏡片之構成將設置在導光板側旁的光源的光擴散成面狀而射出之光源單元、在設置有複數個光源的基板及該基板的出射面側以反射膜/擴散板/稜鏡片之構成將光往與光源相對向之方向照射之光源單元。反射膜係可舉出進行漫反射和鏡面反射的膜,尤其較佳為漫反射性高的反射膜、尤其較佳為白色反射膜。擴散膜和稜鏡片並非只能有一片,亦可採用使用兩片以上的構成。光源係可舉出白色光源和紅色、藍色、綠色的單色光源和將上述單色光源組合兩種而成的光源,其發光頻帶係具備450nm至650nm的範圍,就發光方式而言係可舉出LED(Light Emitting Diode;發光二極體)、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp;冷陰極螢光燈)、有機EL等。關於上述的光源單元的構成構件間,若為使用導光板的光源單元,則本發明的膜較佳為配置在比導光板更靠出射面側來使用,就設置位置而言,較佳為使用在比稜鏡片更靠下側。若為將光往與該光源相對向之方向照射的光源單元,則較佳為配置在比擴散板更靠出射面側來使用。此外,並不限於以具有氣隙(air gap)的狀態設置,亦較佳為以黏著劑和接著劑等而與其他構件貼合來配置。
就使用本發明的光源單元的顯示裝置的構成的例子而言,可舉出:具有以擴散片/稜鏡片/偏光反射膜的順序配置而成的構成且在擴散片與偏光反射膜之間配置本發明的膜而成之顯示裝置。藉由採用如上述的構成,以擴散片消除不均,還能夠使斜方向的光強的出射光往正面方向集光。此外,即使是將偏光板和液晶晶胞(cell)設置在偏光反射膜的可視側,仍能夠抑制顯示畫面形成虹彩的虹斑之發生。此外,就較佳態樣而言,還能夠舉出:具有依序配置反射膜/導光板/擴散片/稜鏡片/偏光反射膜而成的構成且在擴散片與偏光反射膜之間配置本發明的膜而成之顯示裝置、依序配置反射膜/光源/擴散片/稜鏡片/偏光反射膜而成的構成且在擴散片與偏光反射膜之間配置本發明的膜而成之顯示裝置等。
就本發明的顯示裝置的構成的例子而言,可舉出具備紅外線感測器(sensor)的顯示裝置。具備有紅外線感測器的顯示裝置係能夠藉由以紅外線來認證指紋和容貌、眼睛虹膜等而令顯示裝置擁有進行使用者辨別的認證功能。除此之外,能夠令顯示裝置擁有以紅外線感測器偵測使用者的手指、手、眼睛等的運動而進行顯示裝置之操作的功能。接收紅外線的紅外線感測器與進行辨別的對象之間的顯示裝置構件較佳為,紅外線的平行光線穿透率高。因此,本發明的膜在以相對於膜面的法線呈0°的角度射入的光的波長800nm至1600nm的最大平行光線穿透率較佳為50%以上,更佳為70%以上,再較佳為80%以上,特佳為85%以上。紅外線感測器的發光/接收波長係可舉出800nm至1600nm的範圍,就峰值波長的例子而言可舉出850nm、905nm、940nm、950nm、1200nm、1550nm等。就具備紅外線感測器的顯示裝置所使用的光源單元的構成而成,可舉出:以反射膜/導光板/擴散片/本發明的膜之構成將設置在導光板側旁的光源的光擴散成面狀而射出之光源單元、在設置有複數個光源的基板及該基板的出射面側以反射膜/擴散板/本發明的膜之構成將光往與光源相對向之方向照射之光源單元。
雖然亦可舉出在上述構成復具備稜鏡片和偏光反射膜之構成,但紅外線感測器與進行辨別的對象之間的顯示裝置構件較佳為,紅外線的平行光線穿透率高、紅外線的散射率(紅外線霧度(haze))低。
在平面狀的基材上成型三角形等形狀(稜鏡)而成的稜鏡片係其集光效果不僅在可見光有效果,在紅外線亦有效果。此外,當將光(可見光/紅外線)從基材面光射入便展現集光效果,但從稜鏡面射入的光(可見光/紅外線)係擴散。此外,對於從基材面射入的入射角度0°的光,反射率高。因此,當以紅外線感測器進行偵測的紅外線資訊通過稜鏡片,紅外線資訊便因集光、擴散、反射等現象而亂掉。當紅外線資訊亂掉,便發生紅外線感測器的偵測精度下降的問題。當會引起如上述的現象時並不適合使用稜鏡片。
相對於此,本發明的膜,對以相對於膜面的法線呈0°的角度射入的光,不僅可見光線穿透率高,紅外線平行光線穿透率亦高,故不會弄亂紅外線資訊。因此,當將本發明的膜用於具備紅外線感測器的顯示裝置,便能夠達成輝度提升與紅外線偵測精度的提升之兼立。
此外,本發明的顯示裝置係就較佳態樣而言可舉出具有視野角控制層。視野角控制層較佳為在顯示裝置中配置在比配置本發明的膜的位置更加靠出射面側。就視野角控制層的例子而言,係較佳為液晶層且其液晶層中的液晶分子具有如下特徵:配向係對應於給液晶分子的通電而從斜方向變化成水平方向或從水平方向變化成斜方向。當配置有具有如上述配向特性的液晶層時,視野角係在液晶層的配向為斜方向時控制在正面,在液晶層的配向為水平方向時控制在廣角。
本發明的膜較佳為,使用由熱塑性樹脂A而構成的層(A層)與使用不同於熱塑性樹脂A的熱塑性樹脂B而構成的層(B層)交替積層三層以上而成的多層積層膜。此處所說的不同於熱塑性樹脂A的熱塑性樹脂B當中的「不同」,係指結晶性/非晶性、光學性質、熱性質其中任一性質不同。所謂的光學性質不同,係指折射率差0.01以上;所謂的熱性質不同,係指熔點或玻璃轉移溫度差1℃以上。另外,其中一方的樹脂有熔點而另一方的樹脂沒有熔點的情形、和其中一方的樹脂有結晶化溫度而另一方的樹脂沒有結晶化溫度的情形,亦代表具有不同的熱性質。藉由積層擁有不同性質的熱塑性樹脂,能夠賦予膜光憑各熱塑性樹脂的單一層的膜所無法形成的功能。
就本發明的膜所使用的熱塑性樹脂而言,例如可舉出聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚(4-甲基戊烯-1)(poly(4-methylpentene-1))等聚烯烴(polyolefin)、就環烯烴(cyclo-olefin)而言有降莰烯(norbornene)類的開環置換(metathesis)聚合、加成聚合、及與其他烯烴類的加成共聚物即脂環族聚烯烴、聚乳酸、聚琥珀酸丁酯(polybutyl succinate)等生物分解性聚合物、尼龍6(Nylon 6)、尼龍11、尼龍12、尼龍66等聚醯胺(polyamide)、醯胺(aramid)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral)、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate)共聚物、聚縮醛(polyacetal)、聚乙醇酸(polyglycolic acid)、聚苯乙烯(polystyrene)、苯乙烯共聚聚甲基丙烯酸甲酯(styrene-copolymerized polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(polypropylene terephthalate)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(polyethylene-2,6-naphthalate)等聚酯(polyester)、聚苯醚碸(polyethersulfone)、聚二醚酮(polyetherether ketone)、變性聚苯醚(polyphenylene ether)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚醚醯亞胺(polyetherimide)、聚醯亞胺(polyimide)、聚芳香酯(polyarylate)、四氟乙烯(tetrafluoroethylene)樹脂、三氟乙烯(trifluoroethylene)樹脂、三氟氯乙烯(trifluorochloroethylene)樹脂、四氟乙烯-六氟丙烯(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene)共聚物、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)等。其中,從強度、耐熱性、透明性的觀點來看,特佳為使用聚酯,就聚酯而言,較佳為藉由芳香族二羧酸(dicarboxylic acid)或脂肪族二羧酸與以二醇(diol)為主要構成成分的單體之聚合而得的聚酯。
此處,就芳香族二羧酸而言,例如能夠舉出對苯二甲酸(terephthalic acid)、間苯二甲酸(isophthalic acid)、苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸(2,6-naphthalene dicarboxylic acid)、4,4′-二苯基二羧酸(4,4′-diphenyl dicarboxylic acid)、4,4′-二苯基醚二羧酸(4,4′-diphenylether dicarboxylic acid)、4,4′-二苯基碸二羧酸(4,4′-diphenylsulfone dicarboxylic acid)等。就脂肪族二羧酸而言,例如可舉出己二酸(adipic acid)、辛二酸(suberic acid)、癸二酸(sebacic acid)、二聚酸(dimer acid)、十二烷二酸(dodecanedioic acid)、環己烷二羧酸(cyclohexane dicarboxylic acid)與上述的酯衍生物等。其中尤佳為能夠舉出對苯二甲酸與2,6-萘二羧酸。上述的酸成分係可只使用一種,亦可併用兩種以上,此外,亦可部分共聚合羥基苯甲酸(hydroxybenzoic acid)等含氧酸(oxy acid)等。
此外,就二醇成分而言,例如能夠舉出乙二醇(ethyleneglycol)、1,2-丙二醇(1,2-propanediol)、1,3-丙二醇、新戊二醇(neopentyl glycol)、1,3-丁二醇(1,3-butanediol)、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇(1,5-pentanediol)、1,6-己二醇二(1,6-hexanediol)、1,2-環己烷二甲醇(1,2-cyclohexanedimethanol)、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇、二乙二醇(diethylene glycol)、三甘醇(triethylene glycol)、聚烯烴基二醇(polyalkylene glycol)、2,2-雙(4-羥基乙氧基苯基)丙烷(2,2-bis(hydroxyethoxyphenyl) propane)、異山梨醇(isosorbate)、螺甘油(spiroglycol)等。其中尤佳為使用聚乙二醇。上述的二醇成分係可只使用一種,亦可併用兩種以上。
較佳為使用從上述的聚酯中的聚對苯二甲酸乙二酯及其共聚物、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)及其共聚物、聚對苯二甲酸丁二酯及其共聚物、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate)及其共聚物、還有聚對苯二甲酸己二酯(polyhexamethylene terephthalate)及其共聚物、以及聚萘二甲酸己二酯(polyhexamethylene naphthalate)及其共聚物之中選擇的聚酯。
此外,當本發明的膜為前述的多層積層膜構成時,就所使用的具有不同性質的熱塑性樹脂的較佳組合而言,較佳為各熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度之差的絕對值為20℃以下。這是因為,當玻璃轉移溫度之差的絕對值比20℃大時容易於製造多層積層膜時發生延伸不良之故。
當本發明的膜為前述的多層積層膜構成時,就所使用的具有不同性質的熱塑性樹脂的較佳組合而言,特佳為各熱塑性樹脂的SP值(亦稱為溶解度參數(parameter))之差的絕對值為1.0以下。當SP值之差的絕對值為1.0以下,層間剝離便不易發生。更佳為,具有不同性質的聚合物係由提供相同基本骨架的組合所構成。此處所說的基本骨架係指構成樹脂的重複單元,例如,當就其中一方的熱塑性樹脂而言使用聚對苯二甲酸乙二酯時,從容易實現高精度積層構造的觀點來看,就另一方的熱塑性樹脂而言較佳為含有與聚對苯二甲酸乙二酯為相同基本骨架的對苯二甲酸乙二酯。當具有不同光學性質的聚酯(polyester)樹脂為含有相同基本骨架的樹脂,便為積層精度高,積層界面的層間剝離更不易發生的樹脂。
要令樹脂具有相同基本骨架且擁有不同性質,較佳為採用共聚物。亦即,例如為如下的態樣:當其中一方的樹脂為聚對苯二甲酸乙二酯時,另一方的樹脂係使用以對苯二甲酸乙二酯單元與其他具有酯鍵的重複單元而構成的樹脂。就放入其他重複單元的比例(或稱為共聚量)而言,從獲得不同性質的必要性來看,較佳為5mol%以上,另一方面,從在層間的緊密接合性、和因熱流動特性之差小讓各層的厚度的精度和厚度的均一性有優異的表現來看,較佳為90mol%以下。再較佳為10mol%以上、80mol%以下。此外,亦較佳為,A層與B層各自係使用由複數種熱塑性樹脂進行摻合(blend)或合膠化(alloy)而成者。藉由將複數種熱塑性樹脂進行摻合或合膠化,能夠獲得光憑一種熱塑性樹脂所無法獲得的性能。
當本發明的膜為前述的多層積層膜構成時,較佳為熱塑性樹脂A及/或熱塑性樹脂B為聚酯,亦較佳為,熱塑性樹脂A以聚對苯二甲酸乙二酯為主要成分,熱塑性系樹脂B構成為就二羧酸成分而言含有對苯二甲酸、就二醇成分而言含有聚乙二醇,更進一步地,以就二羧酸成分而言含有萘二羧酸、環己烷二羧酸其中至少任一者、就二醇成分而言含有環己烷二甲醇、螺甘油、異山梨醇(isosorbide)其中至少任一者的共聚合成分而構成的聚酯為主要成分。另外,所謂的「熱塑性樹脂A的主要成分」,係指佔構成A層的樹脂全體的重量百分比70%以上。此外,所謂的「熱塑性樹脂B的主要成分」,係指佔構成B層的樹脂全體的重量百分比35%以上。
本發明的膜係必須:以相對於膜面的法線呈0°的角度射入時的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上,當設以相對於膜面的法線呈20°、40°、70°的角度射入時各自的P波的波長450nm至650nm的平均反射率(%)為Rp20、Rp40、Rp70時,滿足Rp20≦Rp40>Rp70的關係且Rp70為30%以上。藉由滿足上述特性,便能夠藉由配置在導光板的出射面側使來自導光板的出射光往正面集光而使輝度提升。Rp70係更佳為40%以上,再較佳為50%以上,特佳為55%以上。
以下,顯示本發明的膜的構成的一例,但本發明的膜並不受該例限定解釋。
本發明的膜較佳為,為由A層與B層交替積層而成的多層積層膜,且A層與B層的面內折射率之差小、A層與B層的面直折射率之差大。此處,就A層與B層的面內折射率之差而言,較佳為0.03以下,更佳為0.02以下,再較佳為0.01以下。就A層與B層的面直折射率之差而言,較佳為比0.03大,更佳為0.06以上,再較佳為0.09以上。藉由A層與B層擁有如上述的面內折射率差與面直折射率差,正面方向的光係穿透而不反射,從而能夠將反射斜方向的P波的光的特性提高。
就將A層與B層的面內折射率差降低、將面直折射率差提高的方法而言,就較佳方法而言可舉出:構成A層與B層的樹脂採用熱塑性樹脂,構成其中一方之層(A層)的熱塑性樹脂以結晶性聚酯為主成分、構成另一方之層(B層)的熱塑性樹脂以非晶性聚酯或熔點比構成A層的聚酯低20℃以上的結晶性聚酯為主成分,且令A層與B層的面內折射率之差為0.04以下、令構成A層與B層的樹脂的玻璃轉移溫度之差為20℃以下。
為了將A層與B層的面內折射率差降低、將面直折射率差提高,有件重要的事,即,其中一方的熱塑性樹脂係形成為極度沿平行於膜面之方向配向的狀態(平行於膜面之方向的折射率大、垂直於膜面之方向的折射率小)而另一方的熱塑性樹脂係形成為維持等方性(平行於膜面之方向的折射率與垂直於膜面之方向的折射率相同)。藉由構成A層的熱塑性樹脂為結晶性聚酯,能夠取得極度沿平行於膜面之方向配向的狀態,藉由構成B層的熱塑性樹脂為非晶性聚酯或熔點比A層低20℃以上的結晶性聚酯,能夠取得等方性。
為了將A層與B層的面內折射率差降低、將面直折射率差提高,就較佳方法而言可舉出:在A層使用結晶性樹脂而令A層配向結晶化,在B層使用非晶性樹脂而其折射率為等方性且高折射率。一般而言,結晶性樹脂隨著配向.結晶化的程度愈高,平行於膜面之方向(面內方向)的折射率係變得愈大,垂直於膜面之方向(面直方向)的折射率係變得愈小。此外,當含有苯環和萘環等的芳香族,平行於膜面之方向(面內方向)、垂直於膜面之方向(面直方向)的折射率皆變高。因此,就多層積層膜而言,為了將不同的熱塑性樹脂的平行於膜面之方向(面內方向)的折射率差降低,較佳為,就用在A層的熱塑性樹脂而言,係使用芳香族的含有量少的配向・結晶性樹脂,就用在B層的非晶性樹脂而言,係使用芳香族的含有量多的非晶性樹脂或熔點比配向・結晶性樹脂低20℃以上的結晶性樹脂來進行積層。
另一方面,玻璃轉移溫度係有跟著芳香族的含有量增加而變大的傾向,故當為上述的樹脂的組合時,配向・結晶性樹脂的玻璃轉移溫度係有變低的傾向,非晶性樹脂或熔點比配向・結晶性樹脂低20℃以上的結晶性樹脂的玻璃轉移溫度係有變高的傾向。此時,視樹脂的選擇,在最適於促進配向・結晶化的膜的延伸溫度下,係或有非晶性樹脂或熔點比配向・結晶性樹脂低20℃以上的結晶性樹脂的延伸變得困難而無法獲得所期望反射性能之膜的情形。有鑒於此,藉由令構成多層積層的熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度之差為20℃以下,便容易使欲進行配向的樹脂充分地配向而使Rp成為30%以上。
更進一步地,由於成為容易在促進配向・結晶化的膜延伸溫度下,對配向・結晶性的熱塑性樹脂與非晶性樹脂或熔點比配向・結晶性樹脂低20℃以上的結晶性樹脂進行製膜,便容易兼具垂直於膜面之方向的透明性與膜面的斜方向的優異的反射性能。更佳為,A層與B層的玻璃轉移溫度之差為15℃以上,再較佳為5℃以下。玻璃轉移溫度之差變小,膜延伸條件的調整跟著變得容易,從而變得容易提高光學性能。
本發明的膜較佳為,構成B層的熱塑性樹脂含有源自數量平均分子量200以上的伸烷基乙二醇(alkylene glycol)之構造。如同上述,為了提高折射率較佳為含有較多的芳香族,而藉由更進一步含有源自於伸烷基乙二醇之構造,既維持折射率又變得容易使玻璃轉移溫度有效率地降低,就結果而言,能夠將構成前述積層膜的各層的面內平均折射率提高,且變得容易降低玻璃轉移溫度。
就伸烷基乙二醇而言,能夠舉出聚乙二醇(polyethyleneglycol)、聚三亞甲基二醇(polytrimethylene glycol)、聚四亞甲基二醇(polytetramethylene glycol)等。此外,伸烷基乙二醇的分子量係更佳為200以上,再較佳為300以上2000以下。當伸烷基乙二醇的分子量未達200時,或有在合成熱塑性樹脂時因揮發性高,沒有將伸烷基乙二醇充分地取入聚合物中而結果無法充分地獲得使玻璃轉移溫度降低的效果的情形。此外,當伸烷基乙二醇的分子量比2000大時,或有在製造熱塑性樹脂時反應性低而不適合於製膜的情形。
此外,本發明的膜較佳為,構成B層的熱塑性樹脂含有源自於兩種以上的芳香族二羧酸與兩種以上的烷基二元醇(alkyl diol)之構造,且至少含有源自於數量平均分子量200以上的伸烷基乙二醇之構造。藉由B層含有如上述的構造,以非晶性實現與經過配向的結晶性樹脂即A層的面內折射率匹敵的高折射率,且具有能夠與結晶性的熱塑性樹脂共延伸的玻璃轉移溫度。憑單一的二羧酸和伸烷基二醇(alkylene diol)係難以滿足上述全部的要件。有鑒於此,藉由含有兩種以上的芳香族二羧酸與兩種以上的伸烷基二醇,達成以芳香族二羧酸的高折射率化,以複數個伸烷基二醇達成低玻璃轉移溫度化,藉由含有合計四種以上的二羧酸與二醇,能夠達成高度的非晶化。
本發明的膜在以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的波長400nm至700nm之範圍的P波的反射率較佳為30%以上,更佳為50%以上,再較佳為70%以上。藉由橫跨可見光域即400nm至700nm進行反射,使得在使用白色光源時的集光/輝度提升效果提高。此外,本發明的膜係擁有反射波長頻帶隨著入射角度變大而往低波長側挪移(shift)的性質。因此,藉由以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的波長400nm至700nm之範圍的P波的反射率成為30%以上,即使在入射角度70°以上的入射角度,對於光源的發光頻帶即450nm至650nm的波長範圍,仍能夠擁有足夠的反射率。
此外,以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的P波的波長450nm至650nm的平均反射率Rp70與以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的S波的波長450nm至650nm的平均反射率Rs70之比Rp70/Rs70較佳為1以上,更佳為1.2以上,再較佳為1.5以上。藉由以70°的角度射入時的P波的反射率變高,使得在使用本發明的膜時的集光/輝度提升效果提高。此外,以相對於膜面的法線呈40°的角度射入時的P波的波長450nm至650nm的平均反射率Rp40與以相對於膜面的法線呈40°的角度射入時的S波的波長450nm至650nm的平均反射率Rs40之比Rp40/Rs40較佳為1以上,更佳為1.2以上,再較佳為1.5以上。
關於調整所期望波長範圍的反射率的方法係可舉出:A層與B層的面直折射率差、積層數、層厚度分布、製膜條件(例如延伸倍率、延伸速度、延伸溫度、熱處理溫度、熱處理時間)之調整等。就A層與B層的構成而言,較佳為,A層使用結晶性的熱塑性樹脂而構成,B層使用以非晶性的熱塑性樹脂為主要成分的樹脂而構成。此處,所謂的以非晶性的熱塑性樹脂為主要成分的樹脂,係指非晶性的熱塑性樹脂的重量百分比為70%以上。反射率變高,積層數便可減少,因此,A層與B層的面直折射率差較佳為愈高愈好,積層數較佳為101層以上,更佳為401層以上,再較佳為601層以上,從積層裝置的大型化的觀點來看,上限為5000層程度。層厚度分布較佳為,相鄰接的A層與B層的光學厚度滿足下述(A)式。
Figure 02_image001
式中,λ為反射波長、nA 為A層的面直折射率、dA 為A層的厚度、nB 為B層的面直折射率、dB 為B層的厚度。
層厚度的分布較佳為,層厚度從膜面的其中一面往相反側之面為固定的層厚度分布、層厚度從膜面的其中一面往相反側之面增加或減少的層厚度分布、層厚度從膜面的其中一面往膜中心增加後減少的層厚度分布、層厚度從膜面的其中一面往膜中心減少後增加的層厚度分布等。就層厚度分布的變化方式而言,較佳為線性、等比、階差數列之類連續性變化的層厚度分布、10層至50層程度的層具有大致相同的層厚度且其層厚度呈步階(step)狀變化的層厚度分布。
能夠較佳為在多層積層膜的兩表層設置層厚度3μm以上的層作為保護層,保護層的厚度較佳為5μm以上,更佳為10μm以上。藉由保護層的厚度加厚,可舉出抑制製膜時的流痕(flow mark)、抑制在與其他膜和成形體的層壓(laminate)步驟及層壓步驟後的多層積層膜中的薄膜層的變形、耐按壓性等。多層積層膜的厚度並無特別限定,但例如較佳為20μm至300μm。當未達20μm,或有膜軟癱而操作(handling)性差的情形。此外,當超過300μm,或有膜過於硬挺而成形性差的情形。
本發明的膜係必須:以相對於膜面的法線呈0°的角度射入時的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上。更佳為85%以上,再較佳為90%以上。垂直射入膜面的光的穿透率愈高,使用本發明的膜時的集光效果愈高,故較佳為愈高愈好。就將垂直射入膜面的光的穿透率提高的方法而言,較佳為將A層與B層的面內折射率差降低、在膜表面設置底層塗料(primer)層、硬塗(hard coat)層、反射防止層。藉由設置折射率比膜表面的樹脂更低的層,能夠將垂直射入膜面的光的穿透率提高。
本發明的膜係亦可在膜的表面具有底層塗料層、硬塗層、耐磨耗性層、損傷防止層、反射防止層、色彩補正層、紫外線吸收層、光安定化層(HALS)、熱吸收層、印刷層、氣體阻障(gas barrier)層、黏著層等功能性層。該些層係可為單一層亦可為多層,此外,亦可令單一層擁有複數個功能。此外,亦可在多層積層膜中具有紫外線吸收劑、光安定化劑(HALS)、熱吸收劑、結晶成核劑、增塑劑等添加劑。
本發明的膜較佳為,相位差為2000nm以下。為了將垂直射入膜面的光的穿透率提高,係必須將最終成品的兩熱塑性樹脂之間的平行於膜面之方向的折射率差降低。配向狀態在膜的寬度方向和與寬度方向正交的流動方向存在異方性時,當是以使其中某一方向的折射率之差降低的方式來選擇樹脂時,正交之方向的折射率會變大。結果,或有難以達成對於垂直於膜面之方向的透明性的情形。有鑒於此,藉由令與配向狀態的異方性相關的參數即相位差為2000nm以下,能夠將膜面內的配向狀態的異方性減小,從而容易使垂直射入膜面的光的穿透率成為70%以上。相位差較佳為1000nm以下,再較佳為500nm以下。相位差愈小,不論是在膜的寬度方向還是正交的流動方向,皆愈容易將兩熱塑性樹脂之間的平行於膜面之方向的折射率差降低,從而能夠將垂直射入膜面的光的穿透率提高。此外,亦能夠抑制用於液晶顯示器時的虹斑。
以下,記述製造本發明的膜的具體態樣例,但本發明的膜並不受下述例限定解釋。當本發明的膜採用前述的多層積層膜構成時,三層以上的積層構造係能夠以如下述的方法製作。從與A層對應的擠出機A及與B層對應的擠出機B兩台擠出機供給熱塑性樹脂,將從各自之流道而來的聚合物,藉由使用公知的積層裝置即多歧管式(multi-manifold type)的送料器(feed block)與方形混合器(square mixer)之方法、或僅使用梳齒型(comb type)的送料器來積層三層以上。
可舉出接著使用T型金屬嘴等將該熔融體熔融擠出成片狀,然後在流延輥(casting drum)上冷卻固化而獲得未延伸多層積層膜之方法。就將A層與B層的積層精度提高的方法而言,較佳為日本國特開2007-307893號公報、日本國特許第4691910號公報、日本國特許第4816419號公報所記載的方法。此外,若有需要,亦較佳為對用在A層的熱塑性樹脂與用在B層的熱塑性樹脂進行乾燥。
接著,施行該未延伸多層積層膜的延伸及熱處理。就延伸方法而言,較佳為以公知的逐次雙軸延伸法或同時雙軸延伸法進行雙軸延伸。延伸溫度較佳為在未延伸多層積層膜的玻璃轉移點溫度以上至玻璃轉移點溫度+80℃以下的範圍進行。延伸倍率較佳為長邊方向、寬度方向分別為2倍至8倍的範圍,更佳為3至6倍的範圍,較佳為將長邊方向與寬度方向的延伸倍率差減小。長邊方向的延伸較佳為利用縱向延伸機輥(roll)間的速度變化進行延伸。此外,寬度方向的延伸係利用公知的拉幅機(tenter)法。亦即,一邊以夾具(clip)夾持膜的兩端一邊搬送,藉由將膜兩端的夾具間隔擴開而沿寬度方向延伸。此外,以拉幅機進行的延伸係亦較佳為進行同時雙軸延伸。
針對進行同時雙軸延伸時的情形進行說明。將流延至冷卻輥上的未延伸膜導引至同時二軸拉幅機,一邊以夾具夾持膜的兩端一邊搬送,同時及/或階段性地沿長邊方向與寬度方向延伸。長邊方向的延伸係藉由將拉幅機的夾具間的距離擴開而達成,此外,寬度方向係藉由將夾具所走的軌道(rail)的間隔擴開而達成。施行本發明的延伸.熱處理的拉幅機夾具較佳為以線性馬達(linear motor)方式驅動。其他還有縮放機構(pantograph)方式、螺桿(screw)方式等,其中,線性馬達方式係因各個夾具的自由度高能夠自由地變更延伸倍率這點而尤其優異。
亦較佳為於延伸後進行熱處理。熱處理溫度較佳為在延伸溫度以上至A層的熱塑性樹脂的熔點-10℃以下的範圍進行,亦較佳為於熱處理後在熱處理溫度-30℃以下的範圍經過冷卻步驟。此外,為了降低膜的熱收縮率,於熱處理步驟中或冷卻步驟中將膜沿寬度方向或/及長邊方向收縮(鬆弛(relax))亦較佳。就鬆弛的比例而言,較佳為1%至10%的範圍,更佳為1%至5%的範圍。最後,以捲收機將膜捲收,藉此而製造本發明的膜。 [實施例]
以下,舉具體實施例說明本發明的膜。另外,即便用的是以下所具體例示出的熱塑性樹脂以外的熱塑性樹脂,只要參酌含有下述實施例的本說明書的記載,便能夠同樣地進行而獲得本發明的膜。 [物性的量測方法及效果的評價方法] 物性值的評價方法及效果的評價方法係如同下述。
(1)主配向軸方向 試樣(sample)尺寸(size)訂為10cm×10cm,在膜寬度方向中央切取試樣。使用KS SYSTEMS(股)製(現為王子計測機器(股))的分子配向計MOA-2001,求出主配向軸方向。
(2)波長450nm至650nm的平均穿透率 以日立製作所(股)製分光光譜儀(U-4100 Spectrophotomater)的標準構成(固體量測系統),以1nm的單位量測入射角度ϕ=0°的波長450nm至1600nm的穿透率,求出450nm至650nm的平均穿透率與波長800nm至1600nm的最小穿透率。量測條件:狹縫(slit)採用2nm(可見光)/自動控制(紅外線),增益(gain)設定為2,掃描速度採用600nm/分鐘。
(3)波長800nm至1600nm的最大平行光線穿透率 在日立製作所(股)製分光光譜儀(U-4100 Spectrophotomater)裝上附屬的角度可變反射單元與Glan-Taylor偏光元件,在入射角度ϕ=0°的波長800nm至1600nm的範圍以1nm的單位量測穿透率,求出其最大值。該量測中的光射入試樣的入射面,係兩面(為方便說明,將兩面分別稱為A面、B面)分別進行。試樣與積分球入口的距離為14cm。
(4)反射率 在日立製作所(股)製分光光譜儀(U-4100 Spectrophotomater)裝上附屬的角度可變反射單元與Glan-Taylor偏光元件,在入射角度ϕ=20°、40°、70°的波長400nm至700nm的範圍以1nm的單位量測P波與S波各自的反射率。從所獲得的反射率,就入射角度20°、40°、70°的波長450nm至650nm之範圍的P波的平均反射率而言求出Rp20、Rp40、Rp70,就S波的平均反射率而言求出Rs20、Rs40、Rs70,接著算出Rp40/Rs40、Rp70/Rs70。此外,20°、40°、70°的傾斜方向係採用沿膜的主配向軸的方向。
(5)玻璃轉移點溫度、熔點 以電子天秤量秤5mg的樹脂料片(pellet),以鋁墊片(packing)夾住,使用Seiko Instruments(股)公司的Robot DSC-RDC220示差掃描熱量計,遵照JIS-K-7122(1987年),以20℃/分鐘從25℃升溫至300℃進行量測。資料(data)解析係使用同公司製的Disc Session SSC/5200。從所獲得的DSC資料求出玻璃轉移點溫度(Tg)、熔點(Tm)。
(6)折射率 將以70℃真空乾燥48小時後的樹脂料片以280℃熔融後,使用衝壓(press)機衝壓,然後進行急冷,藉此而製得厚度500μm的片。對所製得的片,使用ATAGO公司製阿貝折射率計(Abbe refractometer)(NAR-4T)與鈉D譜線燈量測折射率。
(7)IV(固有黏度)的量測方法 就溶媒而言使用鄰氯苯酚(ortho-chlorophenol),以溫度100℃溶解20分鐘後,在溫度25℃使用奧士華(Ostwald)黏度計量測溶液黏度,從所量測得的溶液黏度算出。
(8)相位差 使用王子計測機器(股)製相位差量測裝置(KOBRA-21ADH)。將以3.5cm×3.5cm切取下來的膜試樣設置至裝置,量測入射角0°的波長590nm的延遲值(retardation)。
(9)光源的發光頻帶的量測 在濱松Photonics製小型(mini)分光光譜儀(C10083MMD)裝上NA0.22的光纖(optical fiber),測量光源的光。針對所量測得的發光頻譜的350nm至800nm的波長範圍,以顯示最大強度的波長為光源的發光峰值波長,以強度顯示為光源的發光峰值波長的發光強度的5%以上的最低波長之波長與最長波長之波長的波長範圍為光源的發光頻帶。
(10)輝度的量測 光源單元係使用下述兩種背光(backlight)。 背光1:32吋(inch)白色LED側光型背光,光源的發光頻帶425nm至652nm 背光2:43吋白色LED正下型背光,光源的發光頻帶418nm至658nm 輝度的量測係使用TOPCON公司製BM-7與角度可變單元,量測光接收角度+70°、-70°、0°的輝度,70°的輝度係採用+70°與-70°的平均值。要傾斜至光接收角度70°的方位角係採用背光的長邊方向,從本發明的以相對於膜面的法線呈0°、70°的角度射入的光的輝度La(0°)、La(70°)、與本發明的以相對於膜面的法線呈0°、70°的角度射出的光的輝度Lb(0°)、Lb(70°),算出上述式(1)、式(2)。此外,設背光的長邊方向的方位角為0°,在順時針方向45°、90°、135°各個方位角傾斜至70°進行量測,算出所量測得的輝度Lb(70°)/La(70°)的最大值與最小值之差。
(膜所使用的的樹脂) 樹脂A:IV=0.67的聚對苯二甲酸乙二酯的共聚物(將間苯二甲酸成分相對於酸成分全體共聚合10mol%而得的聚對苯二甲酸乙二酯)、折射率1.57、Tg75℃、Tm230℃ 樹脂B:IV=0.65的聚對苯二甲酸乙二酯、折射率1.58、Tg78℃、Tm254℃ 樹脂C:在IV=0.67的聚對苯二甲酸乙二酯的共聚物(將2,6-萘二羧酸成分相對於酸成分全體共聚合60mol%而得的聚對苯二甲酸乙二酯)摻合重量百分比佔樹脂全體10%的數量平均分子量2000的具有對苯二甲酸、丁烯基(butylene)、乙基己基(ethylhexyl)的芳香族酯而得的聚酯。折射率1.62、Tg90℃ 樹脂D:IV=0.64的聚萘二甲酸乙二酯的共聚物(將2,6-萘二羧酸成分相對於酸成分全體共聚合80mol%、將間苯二甲酸成分相對於酸成分全體共聚合20mol%、將分子量400的聚乙二醇相對於二醇成分全體共聚合5mol%而得的聚萘二甲酸乙二酯)、Tg85℃、Tm215℃ 樹脂E:IV=0.73的聚對苯二甲酸乙二酯的共聚物(將環己烷二甲醇成分相對於二醇成分全體共聚合33mol%而得的聚對苯二甲酸乙二酯)、折射率1.57、Tg80℃。
(實施例1) 就構成A層的熱塑性樹脂而言使用樹脂A,就構成B層的熱塑性樹脂而言使用樹脂C。令樹脂A及樹脂C分別在擠出機以280℃熔融,在經過五片FSS型的葉盤式過濾器(leaf-disc filter)後,一邊以齒輪泵(gear pump)以吐出比(積層比)形成為樹脂A/樹脂C=1.3的方式進行計量,一邊以日本國特開2007-307893號公報記載的方法進行積層,令樹脂A、樹脂C在以使入射角70°的P波的反射波長成為400nm至600nm的範圍的方式設計的493層送料器(A層為247層,B層為246層)交替合流。接著,供給至T模頭(T-Die),成形為片狀,然後,一邊以電線(wire)施加8kV的靜電施加電壓,一邊在保持為表面溫度25℃的流延輥上進行急冷固化,而獲得未延伸多層積層膜。將該未延伸膜以95℃、延伸倍率3.6倍進行縱向延伸,於空氣中對膜的兩面施行電暈(corona)放電處理,在該膜兩面的處理面塗佈由(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的二氧化矽(silica)粒子所組成的積層形成膜塗液。然後,導引至以夾具夾持兩端部的拉幅機,以110℃、3.7倍進行橫向延伸後,以210℃實施熱處理及5%的寬度方向鬆弛,以100℃進行冷卻後,獲得厚度60μm的多層積層膜。所獲得的膜的物性顯示於表1。
(實施例2) 就構成A層的熱塑性樹脂而言使用樹脂A,就構成B層的熱塑性樹脂而言使用樹脂C。令樹脂A及樹脂C分別在擠出機以280℃熔融,在經過五片FSS型的葉盤式過濾器後,一邊以齒輪泵以吐出比(積層比)形成為樹脂A/樹脂C=1.5的方式進行計量,一邊以日本國特開2007-307893號公報記載的方法進行積層,令樹脂A、樹脂C在以使入射角70°的P波的反射波長成為400nm至1000nm的範圍的方式設計的801層送料器(A層為401層,B層為400層)交替合流。接著,供給至T模頭,成形為片狀,然後,一邊以電線施加8kV的靜電施加電壓,一邊在保持為表面溫度25℃的流延輥上進行急冷固化,而獲得未延伸多層積層膜。將該未延伸膜以95℃、延伸倍率3.6倍進行縱向延伸,於空氣中對膜的兩面施行電暈放電處理,在該膜兩面的處理面塗佈由(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的二氧化矽粒子所組成的積層形成膜塗液。然後,導引至以夾具夾持兩端部的拉幅機,以110℃、3.7倍進行橫向延伸後,以210℃實施熱處理及5%的寬度方向鬆弛,以100℃進行冷卻後,獲得厚度110μm的多層積層膜。所獲得的膜的物性顯示於表1。
(實施例3) 就構成A層的熱塑性樹脂而言使用樹脂B,就構成B層的熱塑性樹脂而言使用樹脂D。令樹脂B及樹脂D分別在擠出機以280℃熔融,在經過五片FSS型的葉盤式過濾器後,一邊以齒輪泵以吐出比(積層比)形成為樹脂B/樹脂D=1.3的方式進行計量,一邊以日本國特開2007-307893號公報記載的方法進行積層,令樹脂B、樹脂D在以使入射角70°的P波的反射波長成為400nm至600nm的範圍的方式設計的493層送料器(A層為247層,B層為246層)交替合流。接著,供給至T模頭,成形為片狀,然後,一邊以電線施加8kV的靜電施加電壓,一邊在保持為表面溫度25℃的流延輥上進行急冷固化,而獲得未延伸多層積層膜。將該未延伸膜以90℃、延伸倍率3.3倍進行縱向延伸,於空氣中對膜的兩面施行電暈放電處理,在該膜兩面的處理面塗佈由(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的二氧化矽粒子所組成的積層形成膜塗液。然後,導引至以夾具夾持兩端部的拉幅機,以100℃、3.5倍進行橫向延伸後,以210℃實施熱處理及5%的寬度方向鬆弛,以100℃進行冷卻後,獲得厚度60μm的多層積層膜。所獲得的膜的物性顯示於表1。
(實施例4) 就構成A層的熱塑性樹脂而言使用樹脂B,就構成B層的熱塑性樹脂而言使用樹脂D。令樹脂B及樹脂D分別在擠出機以280℃熔融,在經過五片FSS型的葉盤式過濾器後,一邊以齒輪泵以吐出比(積層比)形成為樹脂B/樹脂D=1.5的方式進行計量,一邊以日本國特開2007-307893號公報記載的方法進行積層,令樹脂B、樹脂D在以使入射角70°的P波的反射波長成為400nm至1000nm的範圍的方式設計的801層送料器(A層為401層,B層為400層)交替合流。接著,供給至T模頭,成形為片狀,然後,一邊以電線施加8kV的靜電施加電壓,一邊在保持為表面溫度25℃的流延輥上進行急冷固化,而獲得未延伸多層積層膜。將該未延伸膜以90℃、延伸倍率3.3倍進行縱向延伸,於空氣中對膜的兩面施行電暈放電處理,在該膜兩面的處理面塗佈由(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的二氧化矽粒子所組成的積層形成膜塗液。然後,導引至以夾具夾持兩端部的拉幅機,以100℃、3.5倍進行橫向延伸後,以210℃實施熱處理及5%的寬度方向鬆弛,以100℃進行冷卻後,獲得厚度110μm的多層積層膜。所獲得的膜的物性顯示於表1。
(實施例5) 針對兩片實施例4所製得的多層積層膜,使用厚度25μm的丙烯酸(acrylic)系光學黏著劑以層壓機(laminator)貼合。所製得的膜的物性顯示於表1。
(比較例1) 就熱塑性樹脂而言使用樹脂B。令樹脂B在擠出機以280℃熔融,在經過五片FSS型的葉盤式過濾器後,供給至T模頭,成形為片狀,然後,一邊以電線施加8kV的靜電施加電壓,一邊在保持為表面溫度25℃的流延輥上進行急冷固化,而獲得未延伸膜。將該未延伸膜以90℃、延伸倍率3.3倍進行縱向延伸,於空氣中對膜的兩面施行電暈放電處理,在該膜兩面的處理面塗佈由(玻璃轉移溫度為18℃的聚酯樹脂)/(玻璃轉移溫度為82℃的聚酯樹脂)/平均粒徑100nm的二氧化矽粒子所組成的積層形成膜塗液。然後,導引至以夾具夾持兩端部的拉幅機,以100℃、3.5倍進行橫向延伸後,以210℃實施熱處理及5%的寬度方向鬆弛,以100℃進行冷卻後,獲得厚度50μm的膜。所獲得的膜的物性顯示於表1。
(比較例2) 除了就構成B層的熱塑性樹脂使用樹脂E這點以外,以與實施例4相同的方法進行,獲得厚度110μm的多層積層膜。所獲得的膜的物性顯示於表1。
(比較例3) 針對在100μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜的單面形成頂角90°、間距(pitch)50μm的稜鏡層而成的稜鏡片,從聚對苯二甲酸乙二酯膜面側(A面)、稜鏡層面側(B面)各自的面,量測波長800nm至1600nm的最大平行光線穿透率。不論是從A面、B面的何面射入,最大穿透率皆為0%,當將該稜鏡片用於具備紅外線感測器的顯示裝置時,會使紅外線感測器的偵測精度顯著地降低。
(光源單元的輝度評價) (實施例6至8、比較例4至6) 使用32吋的白色LED側光型背光(背光1)量測輝度。針對習知技術的側光型背光(將光源設置在導光板的側面)的構成即(1)白色反射膜/導光板、(2)白色反射膜/導光板/擴散片、(3)白色反射膜/導光板/擴散片/稜鏡片的各構成,將實施例1、實施例4、實施例5、比較例1、比較例2的膜分別配置在表2中所記載的位置,量測此時的光源單元全體的正面輝度、射入膜的輝度、從膜射出的輝度。於表2顯示背光構成、配置膜的位置、所量測得的正面輝度(另外,表中的正面相對輝度係指以不具有膜的習知構成的輝度作為100%時的正面輝度)。如同表2所示,可知相對於習知技術的背光構成和使用習知技術的膜的構成,使用本發明的膜的光源單元的正面輝度係提升了。
(實施例9、比較例7) 使用43吋的白色LED正下型背光(背光2)量測輝度。針對光源為習知技術的正下型背光(將光源設置在基板上,在基板上設置將光源位置挖空的白色反射膜)的構成即(1)白色反射膜/擴散板的構成,將實施例1、實施例4、實施例5、比較例1、比較例2的膜分別配置在表3中所記載的位置,量測此時的光源單元全體的正面輝度、射入膜的輝度、從膜射出的輝度。於表3顯示背光構成、配置膜的位置、所量測得的正面輝度(另外,表中的正面相對輝度係指以不具有膜的習知構成的輝度作為100%時的正面輝度)。
[表1]
  A層 樹脂 B層 樹脂 層數 波長450nm至650nm 平均穿透率 波長800nm至1600nm 最大平行光線穿透率 P波反射率 入射角度70°、 400nm至700nm、 P波平均反射率 Rp70/Rs70 Rp40/Rs40 相位差
A面側入射 B面側入射 Rp20 Rp40 Rp70
(-) (-) (-) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (-) (-) (nm)
實施例1 樹脂A 樹脂C 491 89 87 87 11 21 51 39 1.0 1.1 320
實施例2 樹脂A 樹脂C 801 89 86 86 12 17 50 47 1.1 0.9 589
實施例3 樹脂B 樹脂D 491 91 89 89 9 21 60 46 1.2 1.3 190
實施例4 樹脂B 樹脂D 801 91 89 89 9 18 62 59 1.3 1.0 354
實施例5 樹脂B 樹脂D 1601 89 87 87 11 28 73 71 1.5 1.6 676
比較例1 樹脂B - 1 92 88 88 7 3 9 9 0.2 0.2 892
比較例2 樹脂B 樹脂E 801 48 85 85 54 63 83 80 1.0 1.0 593
比較例3 - - - - 0 0 - - - - - - -
[表2]
  用於光源單元的膜 構成 正面相對 輝度(%) Lb(0°)/La(0°) Lb(70°)/La(70°) Lb(70°)/La(70°) 方位角變異
實施例6-1 實施例1 白色反射膜/導光板/實施例1膜 128 1.28 0.71 0.10
實施例6-2 實施例4 白色反射膜/導光板/實施例4膜 135 1.35 0.65 0.08
實施例6-3 實施例5 白色反射膜/導光板/實施例5膜 140 1.40 0.63 0.07
比較例4-1 不具有膜(習知構成) 白色反射膜/導光板 100 - - -
比較例4-2 比較例1 白色反射膜/導光板/比較例1膜 110 1.10 0.97 0.00
比較例4-3 比較例2 白色反射膜/導光板/比較例2膜 125 1.25 0.68 0.18
實施例7-1 實施例1 白色反射膜/導光板/擴散片/實施例1膜 107 1.07 0.68 0.03
實施例7-2 實施例4 白色反射膜/導光板/擴散片/實施例4膜 111 1.11 0.63 0.02
實施例7-3 實施例5 白色反射膜/導光板/擴散片/實施例5膜 115 1.15 0.61 0.02
比較例5-1 不具有膜(習知構成) 白色反射膜/導光板/擴散片 100 - - -
比較例5-2 比較例1 白色反射膜/導光板/擴散片/比較例1膜 100 1.00 0.97 0.00
比較例5-3 比較例2 白色反射膜/導光板/擴散片/比較例2膜 95 0.95 0.84 0.11
實施例8-1 實施例1 白色反射膜/導光板/擴散片/實施例1膜/稜鏡片 102 1.07 0.68 0.03
實施例8-2 實施例4 白色反射膜/導光板/擴散片/實施例4膜/稜鏡片 104 1.11 0.63 0.02
實施例8-3 實施例5 白色反射膜/導光板/擴散片/實施例5膜/稜鏡片 107 1.15 0.61 0.02
比較例6-1 不具有膜(習知構成) 白色反射膜/導光板/擴散片/稜鏡片 100 - - -
比較例6-2 比較例1 白色反射膜/導光板/擴散片/比較例1膜/稜鏡片 99 1.00 0.97 0.00
比較例6-3 比較例2 白色反射膜/導光板/擴散片/比較例2膜/稜鏡片 83 0.95 0.84 0.11
實施例9-1 實施例1的膜 白色反射膜/擴散板/實施例1的膜 121 1.21 0.72 0.03
實施例9-2 實施例4的膜 白色反射膜/擴散板/實施例4的膜 127 1.27 0.66 0.01
實施例9-3 實施例5的膜 白色反射膜/擴散板/實施例5的膜 136 1.36 0.62 0.02
比較例7-1 不具有膜(習知構成) 白色反射膜/擴散板 100 - - -
比較例7-2 比較例1的膜 白色反射膜/擴散板/比較例1的膜 95 0.95 0.90 0.00
比較例7-3 比較例2的膜 白色反射膜/擴散板/比較例2的膜 78 0.78 0.52 0.09
[產業上利用之可能性]
本發明係有關令正面輝度比習知技術更加提升的光源單元、顯示裝置及膜。
1:S波反射率 2:P波反射率 3:導光板 4:導光板的出射面 5:導光板的出射面的相反側 6a:一邊在導光板內部斜方向反射一邊擴散成面狀的光 6b:在導光板的出射面反射的光 6c:射出至導光板外側的光 6d:在導光板的出射面的相反側反射的光的鏡反射光成分 7a:一邊在導光板內部斜方向反射一邊擴散成面狀的光 7b:在導光板的出射面反射的光 7d:在導光板的出射面的相反側反射的光的鏡反射光成分 8:在導光板的出射面的相反側反射的光的漫反射成分中的正面方向的光 9:在導光板的出射面的相反側反射的光的漫反射成分中的正面方向的光 10b:由本發明的膜反射的光 10d:在導光板的出射面的相反側反射的光的鏡反射光成分 11:在導光板的出射面的相反側反射的光的漫反射成分中的正面方向的光 12:本發明的膜 13:光源單元
圖1係顯示習知技術的透明膜的P波與S波的反射率的角度依存性之示意圖。 圖2係顯示習知技術的反射膜的P波與S波的反射率的角度依存性之示意圖。 圖3係顯示本發明的膜的P波與S波的反射率的角度依存性之示意圖。 圖4係針對獲得使用導光板的習知技術的面光源之方法進行說明之示意圖。 圖5係針對將本發明的膜配置在導光板的出射面側時所獲得之效果進行說明之示意圖。 圖6係顯示本發明的光源單元的前視圖之示意圖。
無。

Claims (20)

  1. 一種光源單元,係為具有光源與膜的光源單元, 前述光源在波長450nm至650nm具備發光頻帶, 前述膜在從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上, 當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈20°、40°、70°的角度射入的光各自的P波的波長450nm至650nm的平均反射率(%)為Rp20、Rp40、Rp70時,滿足Rp20≦Rp40>Rp70的關係且Rp70為30%以上, 當設從前述光源以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的輝度為La(0°)、設以相對於前述膜面的法線呈70°的角度射入的光的輝度為La(70°)、設從前述光源射入前述膜後以相對於前述膜面的法線呈0°的角度從前述膜射出的光的輝度為Lb(0°)、設以相對於前述膜面的法線呈70°的角度從膜射出的光的輝度為Lb(70°)時,滿足下式(1)、(2)的關係, Lb(0°)/La(0°)≧0.8 ... (1) Lb(70°)/La(70°)>1.0 ... (2)。
  2. 如請求項1之光源單元,其中前述Lb(70°)/La (70°)的方位角變異為0.3以下。
  3. 如請求項1或請求項2之光源單元,其中前述膜在以相對於前述膜面的法線呈0°的角度射入的光的波長800nm至1600nm的最大平行光線穿透率為50%以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之光源單元,其中具有導光板,且在導光板的出射面側配置前述膜而成。
  5. 如請求項1至4中任一項之光源單元,其中在設置有複數個光源的基板與該基板的出射面側配置前述膜而成。
  6. 一種顯示裝置,係使用請求項1至5中任一項之光源單元。
  7. 一種顯示裝置,係使用請求項1至5中任一項之光源單元,具有依序配置擴散片/稜鏡片/偏光反射膜而成的構成,且將前述膜配置在擴散片與偏光反射膜之間而成。
  8. 如請求項7之顯示裝置,其中具有依序配置反射膜/導光板/擴散片/稜鏡片/偏光反射膜而成的構成。
  9. 如請求項7之顯示裝置,其中具有依序配置反射膜/光源/擴散片/稜鏡片/偏光反射膜而成的構成。
  10. 如請求項6至9中任一項之顯示裝置,其中具備紅外線感測器。
  11. 如請求項6至9中任一項之顯示裝置,其中具備視野角控制層。
  12. 一種用於顯示裝置的膜,在以相對於膜面的法線呈0°的角度射入時的光的波長450nm至650nm的平均穿透率為70%以上,當設以相對於膜面的法線呈20°、40°、70°的角度射入時各自的P波的波長450nm至650nm的平均反射率(%)為Rp20、Rp40、Rp70時,滿足Rp20≦Rp40>Rp70的關係且Rp70為30%以上。
  13. 如請求項12之膜,其中以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的波長400nm至700nm之範圍的P波的平均反射率為30%以上。
  14. 如請求項12或請求項13之膜,其中以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的P波的波長450nm至650nm的平均反射率Rp70與以相對於膜面的法線呈70°的角度射入時的S波的波長450nm至650nm的平均反射率Rs70之比Rp70/Rs70為1以上。
  15. 如請求項12至14中任一項之膜,其中以相對於膜面的法線呈40°的角度射入時的P波的波長450nm至650nm的平均反射率Rp40與以相對於膜面的法線呈40°的角度射入時的S波的波長450nm至650nm的平均反射率Rs40之比Rp40/Rs40為1以上。
  16. 如請求項12至15中任一項之膜,其中相位差為2000nm以下。
  17. 如請求項12至16中任一項之膜,其中交替積層有含有不同的複數種熱塑性樹脂的層。
  18. 如請求項17之膜,其中構成一方之層(A層)的熱塑性樹脂含有結晶性聚酯,構成另一方之層(B層)的熱塑性樹脂為非晶性聚酯或熔點比構成A層的聚酯低20℃以上的結晶性聚酯,且A層與B層的面內折射率之差為0.04以下、玻璃轉移溫度之差為20℃以下。
  19. 如請求項18之膜,其中構成B層的熱塑性樹脂含有源自於數量平均分子量200以上的伸烷基乙二醇之構造。
  20. 如請求項18或19之膜,其中構成B層的熱塑性樹脂含有源自於兩種以上的芳香族二羧酸與兩種以上的烷基二元醇之構造,且至少含有源自於數量平均分子量200以上的伸烷基乙二醇之構造。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0735952B1 (en) * 1993-12-21 2000-03-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayered optical film
US8469575B2 (en) * 2007-05-20 2013-06-25 3M Innovative Properties Company Backlight and display system using same
KR101789839B1 (ko) * 2009-10-24 2017-10-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 선택된 입사 평면에서 각방향 구속을 갖는 침지형 반사 편광기
WO2011056475A2 (en) 2009-10-27 2011-05-12 3M Innovative Properties Company Optical film with anti-warp surface
JP2015087765A (ja) 2013-09-26 2015-05-07 大日本印刷株式会社 プリズムシート、面光源装置、映像源ユニット、及び液晶表示装置
JP6347987B2 (ja) * 2014-05-27 2018-06-27 京セラディスプレイ株式会社 表示装置
CN113433699B (zh) * 2015-10-27 2023-07-04 麦克赛尔株式会社 平视显示装置
US10838289B2 (en) * 2016-07-12 2020-11-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light source device and projection display apparatus including plural light sources, and a lens condensing light from the plural light sources into one spot
CN109891309B (zh) * 2016-11-07 2022-06-07 东丽株式会社 光源单元
JP6977253B2 (ja) * 2016-11-18 2021-12-08 東レ株式会社 光源ユニット、ならびにそれを含むディスプレイおよび照明
JP2018087975A (ja) * 2016-11-18 2018-06-07 東レ株式会社 光源ユニット
KR20180064629A (ko) * 2016-12-05 2018-06-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP7276127B2 (ja) * 2018-04-10 2023-05-18 東レ株式会社 積層フィルムおよび表示装置

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