TWI459045B - 白色反射薄膜 - Google Patents
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Description
本發明係關於謀求液晶背光之亮度提升的白色反射薄膜,更詳細而言,係關於適合用於液晶顯示器用之側光型及正下方型之液晶背光的反射板、側光型之液晶背光之燈管反射器、甚至是太陽電池用背片(backsheet)的白色反射薄膜。
在液晶顯示器中,使用照明液晶胞之背光,隨著液晶顯示器的種類,在液晶監視器中則採用側光型之背光、在液晶電視中則採用正下方型之背光。作為該等背光用反射薄膜,一般則使用藉由氣泡所形成之多孔質的白色薄膜(專利文獻1)。再者,亦提案有為了防止因由冷陰極管所放射之紫外線所導致的薄膜黃變色而積層紫外線吸收層的白色薄膜(專利文獻2、3)。
正下方型背光之基本構成方面,其特徵為不用導光板,直接並排螢光燈於畫面內部的構造。藉由平行地並排數支線狀或一部分線狀之燈管於畫面內部,亦可對應於大畫面,再者亦可充分確保明亮。然而,產生亦為特徵之因設置於畫面內部之燈管所導致之畫面內的明亮不均(亮度不均)。換言之,並排複數支燈管之正上方明亮,而鄰接燈管之間則變暗。因此,在正下方型背光中,為了消除該亮度不均,則設置具有極強光擴散性之光擴散板(乳白板)於螢光燈的上側,以謀求畫面的均勻化。光擴散板係由分散
有微粒子之丙烯酸樹脂、或聚碳酸酯樹脂等所構成,厚度約2mm之板。雖謀求藉由該光擴散板消除亮度不均之畫面的均勻化,但因強烈擴散而全光線透過率低且光利用效率變差,或因擴散過強而分散光至不需要的方向,結果為必需之正面明亮變得不足。因此,在光擴散板上,組裝等方向地擴散光同時於正面方向顯示集光效果之擴散片及用於提高集光性之以稜鏡片為代表之集光片、進一步地由於在液晶面板上之亮度不足而用於提升液晶面板上之亮度的亮度提升片等。
亦揭示有在正下方型背光中之反射片上,藉由控制光源側薄膜面之擴散性,改善在背光之亮度不均的方法(專利文獻4)。耐光性粒子之製造方法及其應用主要被揭示於用於正下方型背光之擴散板用途,亦揭示對於一部分塗布用途之使用例(專利文獻5、6)。
專利文獻1:特開平8-262208號公報專利文獻2:特開2001-166295號公報專利文獻3:特開2002-90515號公報專利文獻4:特開2005-173546號公報專利文獻5:特開2003-12733號公報專利文獻6:特開2006-267592號公報
在液晶電視用反射薄膜中,除了強烈要求低成本化以
外,亦同時要求較以往提升反射薄膜之耐光性及反射率的提升。對於耐光性,隨著液晶電視之大型化,冷陰極管之支數增加,而有所謂因紫外線量增加所導致之黃變變得顯著的問題。通常,在白色反射薄膜之塗布層中,由樹脂黏合劑與粒子所構成、通常僅黏合劑具有耐光性。其亦被舉出為經濟上不具有耐光性之粒子者為有利的選擇理由。
又,最近為了降低背光之總成本,則進行所謂藉由每1支燈管之高亮度化補償因高價稜鏡片之削減或燈管支數之削減所降低之亮度。由於藉由該等背光之構成的變更,加大燈管間隔,使燈管進行高亮度化,而在迄今所使用之光學片構成(光擴散板及反射薄膜)中,所謂不能消除亮度不均的問題仍變得顯著。
為了消除該等之亮度不均,在反射薄膜之塗布層中添加較大量的光擴散微粒子。然而,塗布層中之微粒子過多時,由於與白色薄膜之表層的接觸面積變少,而有所謂缺乏白色薄膜與塗布層之密著性的問題。再者,一般由於在微粒子本身並無紫外線吸收能力,藉由微粒子之大量添加以提昇擴散反射性能時,隨之而來則有所謂塗布層耐光性降低的問題。
本發明係與上述之習知方法不同,係藉由設計白色薄膜的光源側之塗布層,以改善使用於背光之白色反射薄膜的塗布層耐光性。更佳為亦改善白色反射薄膜之塗布層的擴散反射性、密著性。
本發明係為了解決相關課題,而採用如下之手段者。即,一種白色反射薄膜,係在白色薄膜之至少單面上具有含紫外線吸收劑及/或光安定化劑之粒子塗布層。
又,本發明之白色反射薄膜的較佳態樣為
(1)相對於前述塗布層全體之球狀粒子含量為50~85重量%。
(2)形成前述塗布層之球狀粒子與黏合劑樹脂之折射率差的絕對值未滿0.10。
(3)前述球狀粒子之變異係數CV為20%以上。
(4)在前述球狀粒子中所含有之紫外線吸收劑為選自由苯并三唑系、二苯基酮系、草酸醯基苯胺系、氰基丙烯酸酯系、三系、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、及氧化鈰所組成群組中之至少1種的紫外線吸收劑。
(5)在前述球狀粒子中所含有之光安定化劑為受阻胺系之光安定化劑。
(6)前述球狀粒子為共聚合前述紫外線吸收劑及/或光安定化劑者。
(7)前述球狀粒子為選自由丙烯酸共聚物、聚苯乙烯共聚物、及由丙烯酸系乙烯單體(vinyl monomer)與苯乙烯系乙烯單體所構成之共聚物所組成群組中之至少1種所構成。
又,本發明係使塗布層面朝向光源側而設置有本發明之白色反射薄膜之液晶背光用燈管反射器、使塗布層面朝
向光源側而設置有本發明之白色反射薄膜之正下方型方式的液晶背光。
根據本發明,藉由形成在白色薄膜中之至少單面上設置有特定之塗布層的白色反射薄膜,可提供在用於背光時,因較以往更長期使用所導致之亮度降低少的背光。再者,根據本發明之較佳樣態,可提供較以往亮度不均少、亦提升亮度的背光。
本發明係針對前述課題,換言之,藉由設計白色薄膜之光源側的塗布層,針對因較以往更長期使用所導致之亮度降低少的白色反射薄膜進行專心研究。該結果為當嘗試在白色薄膜之至少單面上塗布含有具有紫外線吸收劑及/或光安定化劑之球狀粒子的塗布層時,可確認塗布層之耐光性提升效果,探究一舉解決相關課題。
本發明之白色反射薄膜,係在白色薄膜之至少單面上,積層含有具有紫外線吸收劑及/或光安定化劑之球狀粒子的塗布層者。其中所謂「球狀」,並不必然僅表示圓球狀,亦表示粒子截面形狀亦以圓形、橢圓形、約略圓形、約略橢圓形等曲面所圍繞者。
關於本發明之含紫外線吸收劑及/或光安定化劑的粒子,一部份揭示於專利文獻6,有添加紫外線吸收劑及/或
光安定化劑於一般之有機系球狀粒子的丙烯酸系樹脂粒子、聚矽氧系樹脂粒子、耐綸系樹脂粒子、苯乙烯系樹脂粒子、聚乙烯系樹脂粒子、苯并胍胺系樹脂粒子、胺基甲酸酯系樹脂粒子等的情況,或在製造該等樹脂時藉由與具有反應性雙鍵之紫外線吸收劑及/或光安定化劑之共聚合以化學鍵結的情況。在所謂來自該球狀粒子之滲出(bleed out)為少的方面來看,較佳為如後者藉由化學鍵結固定紫外線吸收劑及/或光安定化劑。
球狀粒子中所含有之紫外線吸收劑、光安定劑方面,大致分類為無機系與有機系。無機系紫外線吸收劑方面,一般已知有氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、氧化鈰等,其中在所謂經濟性、紫外線吸收性、光觸媒活性方面來看,最佳為氧化鋅。有機系紫外線吸收劑方面,舉出有苯并三唑系、二苯基酮系、草酸醯基苯胺系、氰基丙烯酸酯系、三系等。可單獨使用該等紫外線吸收劑,亦可混合2種類以上使用。由於該等紫外線吸收劑僅吸收紫外線,不能捕捉因紫外線所產生之有機自由基,所以會因該自由基而連鎖地劣化作為基材的白色薄膜。為了捕捉該等自由基等,較佳為併用光安定化劑,其中適合使用受阻胺系化合物。
其中,固定紫外線吸收劑及/或光安定化劑之共聚合單體方面,丙烯酸系、苯乙烯系等之乙烯系單體為泛用性高,在經濟上亦佳。由於苯乙烯系乙烯單體具有芳香族環,因為容易黃變,故在所謂耐光性方面來看,最佳為與丙烯酸
系乙烯單體之共聚合。
在紫外線吸收劑之苯并三唑中被反應性乙烯單體取代者方面,可使用2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑(商品名:RUVA-93);大塚化學股份有限公司製),又,在光安定劑之受阻胺系化合物中被反應性乙烯單體取代者方面,可使用4-甲基丙烯醯氧基-2,2,6,6-四甲基六氫吡啶(「阿迪卡斯塔普LA-82」;阿迪卡(ADEKA)股份有限公司製)。
丙烯酸系乙烯單體方面並無特別限制,亦可為丙烯酸單體、甲基丙烯酸單體。範例方面,可舉出有(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸苯乙烯酯等之具有直鏈狀烷基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸異第三丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯及(甲基)丙烯酸第三丁酯等具有分枝狀烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環己酯等具有環狀烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯等之具有烷基的(甲基)丙烯酸酯;如(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸與多丙二醇或多乙二醇之單酯及內酯類與(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯之加成物之含羥基
乙烯化合物等的含羥基化合物;(甲基)丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、順丁烯二酸及反丁烯二酸等之含羧基的(甲基)丙烯酸系單體;(甲基)丙烯酸-N,N-二甲胺基乙酯等之含胺基的(甲基)丙烯酸系單體;及(甲基)丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺等含醯胺基(甲基)丙烯酸系單體。
關於本發明之球狀粒子,較佳為由與如上述之乙烯系單體、特定之受阻胺系聚合性化合物、特定之苯并三唑系聚合性化合物之共聚物所構成的樹脂粒子,特佳為該共聚物具有交聯構造。不具交聯構造時,在混合球狀粒子與黏合劑樹脂於溶劑以調合塗布塗料時,球狀粒子開始溶解於溶劑,粒子形狀或粒徑會變化。
為了形成交聯構造,較佳為使用在一分子內具有複數個官能基之乙烯化合物以形成交聯構造,特別地,在本發明中可使用如二官能性丙烯酸系化合物、三官能丙烯酸系化合物、四官能以上之聚合性丙烯酸系化合物之多官能性丙烯酸系化合物,作為在一分子內具有複數官能基之乙烯化合物。
本發明之白色反射薄膜在以H為塗布層之厚度、以R為球狀粒子之粒徑時,滿足由塗布層表面來看之平均100H見方之「R>H」的粒子平均個數為10個以上時,因組裝於背光時之亮度提升而佳。50個以上較佳,100個以上更佳,300個以上特佳。若提升白色反射薄膜之反射率,則可提升作為背光之亮度,並削減使用於光源上部之高價的片。例
如,液晶電視用背光構成之一範例方面,從光源側依照擴散板(厚度約2mm)/擴散薄膜(厚度約200 μ m~300 μ m)/擴散薄膜(厚度約200 μ m~300 μ m)/擴散薄膜(厚度約200 μ m~300 μ m)的順序予以積層,若提升2~3%背光全體之亮度,可在前述構成中削減一片擴散薄膜。還有後述「塗布層之厚度H」與「球狀粒子之粒徑R」之求得方法。
在關於本發明之塗布層中的球狀粒子含量,只要能得到反射率提昇雖無特別限制,但相對於塗布層全體則以5重量%以上為佳,較佳為10重量%以上,特佳為15重量%以上。在球狀粒子含量較5重量%少的情況下,則有得不到反射率之提升效果的情況。又,上限雖無特別限制,但由於相對於塗布層中之球狀粒子以外成分100重量份而超過300重量份、即塗布層全體之75重量%時,則有塗布性劣化的情況,故較佳為相對於塗布層中之球狀粒子以外成分100重量份為300重量份以下、即塗布層全體之75重量%以下。
再者,在關於本發明之塗布層中的球狀粒子含量,從擴散反射性、耐光性、與白色薄膜之密著性提升的觀點來看時,相對於塗布層全體則以50~85重量%為佳,較佳為55~80重量%、特佳為65~75重量%。在球狀粒子含量較50重量%少的情況下,則有擴散反射性不足的情況。又,在球狀粒子含量較85重量%多的情況下,除了擴散反射性變良好而改善組裝於背光時之亮度不均之外,則有塗膜強度
弱、與白色薄膜之密著性降低的情況。
關於本發明之塗布層厚度H雖無特別限制,但以0.5~15 μ m為佳,較佳為1~10 μ m,特佳為1~5 μ m。厚度H未滿0.5 μ m時,則有塗布層之耐光性不足的情況。相反地厚度H超過15 μ m時,則有組裝於背光時之亮度降低的情況,又從經濟面來看不佳。
又,本發明之白色反射薄膜,較佳為形成塗布層之黏合劑樹脂與該球狀粒子的折射率差之絕對值(以下,將折射率差之絕對值稱為「折射率差」)為未滿0.10。折射率差未滿0.10時,認為在黏合劑樹脂與球狀粒子之界面上重複反射.擴散的結果,減少未傳導於正面之光損失部份。換言之,在塗布層內之內部擴散光損失變少,到達塗布層表面的光相對地變多。該結果為在組裝本發明之白色反射薄膜於背光的情況下,進一步得到亮度的提升效果。較佳為折射率差為0.05以下,特佳為0.00。
其中所謂折射率,係直線前進的波動在不同介質之境界改變進行方向之角度的比例,為以真空為基準之物質固有的值,換言之為絕對折射率。又,由於折射率為觀測波長固有的值,故所謂折射率差係以相同觀測波長所測定之值的差。例如相對於波長589.3nm的光,作為代表之丙烯酸樹脂之聚甲基丙烯酸甲酯的折射率為1.49。
關於本發明之球狀粒子的粒徑,以該變異係數CV為20%以上為佳,較佳為25%以上,最佳為30%以上。CV未
滿20%時則由於粒子的均一性佳而光擴散性變弱,而有得不到組裝於背光時之亮度不均改善效果的情況。又,CV值小的單分散粒子,一般價格高,經濟上並不佳。其中,所謂變異係數CV為粒徑之標準差除以平均粒徑的值。該變異係數CV係藉由例如記載於後述實施例的方法所測定。
關於本發明之塗布層的表面粗糙度Ra,係以400nm以上為佳,較佳為450nm以上,最佳為500nm以上。所謂關於本發明之粗糙度(Ra),係表示使用2次元表面粗糙度計SE-3400(小坂研究所股份有限公司製),依照JIS B-0601(1982),以裁切(cutoff)0.25mm所測定之值。未滿400nm時,則有在背光中產生與作為與塗布層接觸之零件的光擴散板或燈管的燈管挾持體(holder)等之摩擦聲音的情況。又,上限雖無特別限制,但超過1000nm時,則有粒子脫落等的可能性。
關於本發明之基材的白色薄膜,可見光線反射率愈高愈佳,因此使用內部含有氣泡之白色薄膜。該等白色薄膜方面雖無特別限制,但較佳為使用多孔質之未延伸或雙軸延伸聚丙烯薄膜、多孔質之未延伸或延伸聚對苯二甲酸乙二酯薄膜為範例。針對該等之製造方法等係詳細揭示於特開平8-262208之〔0034〕~〔0057〕、特開2002-90515之〔0007〕~〔0018〕、特開2002-138150之〔0008〕~〔0034〕等。其中揭示於特開2002-90515中之多孔質白色雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯薄膜因前述理由,特佳地作為關於本
發明之白色薄膜。
關於本發明之基材的白色薄膜構成,雖可隨所使用之用途或所要求之特性來適宜地選擇,並無特別限制,但較佳為具有至少1層以上之構成的單層及/或2層以上之複合薄膜,較佳為在該至少1層以上中含有氣泡及/或無機粒子。在所謂基材之白色薄膜之擴散反射性的觀點來看,較佳為含有無機粒子。
單層構成(=1層)之範例方面,舉例有僅為單層之A層的白色薄膜,在前述A層中含有無機粒子及/或氣泡的構成,該無機粒子含有率係相對於白色薄膜全部重量則以2重量%以上為佳,較佳為7重量%以上,最佳為10重量%以上。又,2層構成之範例方面,舉出有積層B層於前述A層,為A層/B層之2層構成之白色薄膜,在該等A、B層中之至少任1層中,含有無機粒子及/或氣泡之構成,該無機粒子之含有率係相對於白色薄膜全部重量、換言之2層之全部重量,則以2重量%以上為佳,較佳為7重量%以上,最佳為30重量%以上。再者,3層構成之範例方面,舉出有與前述同樣地為積層A層/B層/A層及/或A層/B層/C層所形成之3層積層構造的白色薄膜,在各層之內至少1層中,含有無機粒子及/或氣泡之構成。該無機粒子之含有率,與前述同樣地,相對於白色薄膜之全部重量則以2重量%以上為佳,較佳為7重量%以上,更佳為30重量%以上。在3層構成的情況下,從生產性的觀點來看,最佳為B層
為含有氣泡之層。
在相關白色薄膜中所含有之無機粒子的數量平均粒徑,較佳為0.3~2.0 μ m。又,相關無機粒子方面,可使用碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋅、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈰、氧化鎂、硫酸鋇、硫化鋅、磷酸鈣、氧化矽、氧化鋁、雲母、雲母鈦、滑石粉、黏土、高嶺土、氟化鋰、氟化鈣等。
相關白色薄膜之範例方面,首先在單層構成之範例中,舉出有SY64(SKC製)等,2層構成的白色薄膜方面,舉出有提特龍(tetron)(註冊商標)膜UXZl(帝人杜邦薄膜股份有限公司製)等,3層構成的白色薄膜方面,舉出有魯米拉(Lumirror)(註冊商標)E6SL、E6SR、E6Z、提特龍(註冊商標)膜UX(帝人杜邦股份有限公司製)等。
本發明之白色反射薄膜,由於在作為背光之使用中因來自冷陰極管等之燈管所發出的光、特別是因紫外線而有劣化基材之白色薄膜的情況(例如黃變等之光學的劣化、或低分子化的分解劣化等),故較佳為亦在設置於基材之白色薄膜之單面上之塗布層中的黏合劑樹脂層中含有紫外線吸收劑及/或光安定劑。
在本發明之塗布層中所含有之黏合劑樹脂方面,雖無特別限制,但較佳為以有機成分為主體的樹脂,舉例聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚醯胺樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、
氟系樹脂等。該等樹脂係單獨使用或者使用2種以上之共聚物或形成混合物者均可。其中由耐熱性、粒子分散性、塗布性、光澤度之觀點來看,較佳為使用聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、丙烯酸或甲基丙烯酸樹脂。如前述,在所謂塗布層之耐光性方面來看,即使在黏合劑樹脂層中,更佳為含有紫外線吸收劑、光安定化劑。
在本發明中,若形成塗布層之黏合劑與球狀粒子之折射率差無限少,則反射率提升,再者,由於塗布層之耐光性亦提升,故較佳為黏合劑樹脂與球狀粒子之共聚合成分、單體組成、紫外線吸收劑、光安定劑為同一者。但是,由於黏合劑樹脂成分在塗布步驟中必須稀釋於溶劑中,故較佳為不具有交聯構造。其意味在黏合劑樹脂成分中,較佳為不含多官能性丙烯酸化合物。
在關於本發明之塗布層中,可在不妨害本發明之效果的範圍內添加各種添加劑。添加劑方面,例如可使用有機及/或無機之微粒子、螢光增白劑、交聯劑、耐熱安定劑、耐氧化安定劑、有機的滑劑、成核劑、偶合劑等。
本發明的白色反射薄膜,從設置塗布層方面來看以所測定之在400~700nm波長的平均反射率為85%以上為佳,較佳為87%以上,特佳為90%以上。在平均反射率未滿85%的情況下,由於所適用之液晶顯示器會有亮度不足的情況。還有,在設置塗布層於白色薄膜之雙面的情況下,由任一塗布層所測定之平均反射率可為85%以上。
當塗布關於本發明之塗布層於基材的白色薄膜時,塗液係可由任意方法進行塗布。例如,可使用凹版塗布、輥塗、旋轉塗布、逆塗、棒塗布、網版塗布、刮刀塗布、氣刀塗布及浸漬等方法。又,用於塗布層之形成的塗液係可在基材之白色薄膜製造時塗布(連線塗布)、亦可在結晶配向結束後之白色薄膜上塗布(離線塗布)。
以如此所得之本發明的白色反射薄膜作為側光型之液晶背光的燈管反射器、或側光型及正下方型之液晶背光的反射板,藉由朝向光源側設置塗布層面,得到即使長時間使用反射率之降低亦少的液晶背光。根據更佳之態樣,得到較以往更改善亮度不均、亮度提升的液晶背光。本發明之白色反射薄膜係可適當地使用作為液晶畫面用之側光型及正下方型之液晶背光的反射板,及側光型之液晶背光的燈管反射器。除此之外,亦可適當地使用作為各種面光源之反射板、或要求反射特性之太陽電池模組的封裝膜。
以下顯示測定方法及評估方法。
(1)黏合劑樹脂之折射率、球狀粒子之折射率
在黏合劑樹脂、球狀粒子之折射率值不清楚的情況下,藉由以下順序求得。
(i)使用有機溶劑以從白色反射薄膜之塗布層萃取黏合劑樹脂,蒸餾除去有機溶劑後,藉由橢圓偏光(Ellipsometry)法,關於在25℃之589.3nm波長的光進行測定。在不同的
5處實施該步驟,以5處之平均值為「黏合劑樹脂之折射率」。
(ii)浸漬白色反射薄膜之塗布層於有機溶劑,並在從白色薄膜剝離採取塗布層後,藉由在載玻片(slide glass)進行壓著、滑動而使球狀粒子從塗布層脫落。將其中所得之球狀粒子藉由貝克線(Becke line)檢測法,在各液體有機化合物之折射率已知的溫度下,確認使粒子之輪廓看不到,求得此時所用之液體有機化合物的折射率。在不同5處實施該步驟,以5處之平均值為「球狀粒子之折射率」。
(2)球狀粒子之體積平均粒徑、球狀粒子之變異係數CV
針對在前述(1)中所採取之不同5處的球狀粒子,測定體積平均粒徑及變異係數CV。在測定中,使用庫爾特粒度分析儀III(Coulter Multisizer III)(Beckman Coulter股份有限公司製)作為利用細孔電阻法之粒度分布測定裝置。藉由測定相當於粒子通過細孔時之粒子體積的電解液部分之電阻,測定粒子數與體積。首先分散微少量之試樣於稀薄之界面活性劑水溶液,其次看著監視器之顯示同時僅將使開孔(aperture)(檢測部分之細孔)通過率成為10~20%之量添加於指定電解液之容器後,連續粒徑計測並自動計算直到通過粒子數成為10萬個,求得體積平均粒徑、體積平均粒徑之標準差及變異係數CV。變異係數CV之值可由下述式求得。
.變異係數CV(%)=體積平均粒徑之標準差(μ m)×100/體積平均粒徑(μ m)。
(3)黃色調(b值)
使用SM色彩計算器(司佳(Suga)試驗機股份有限公司製),藉由以C/2∘光源之反射測定法,求得表示黃色調之b值。針對3試樣計算出b值,以其為黃色調。
(4)耐光性(黃色調變化)
使用紫外線劣化促進試驗機艾斯巴(I-Super)UV試驗機SUV-W131(岩崎電氣股份有限公司製),以下述條件進行強制紫外線照射試驗後,求得b值。針對3試樣實施促進試驗,個別測定試驗前後之b值,以其差之平均值為耐光性(黃色調變化量)。
「紫外線照射條件」
照度:100mW/cm2
溫度:60℃相對濕度:50%RH照射時間:120小時
然後,以下述判定耐光性評估結果,以A級或B級為合格。
A級:黃色調變化量為5以下B級:黃色調變化量為6以上10以下C級:黃色調變化量為11以上。
(5)塗布層之厚度H、球狀粒子之粒徑R、R>H之球
狀粒子的平均個數
使用日本切片機(Microtome)研究所股份有限公司製旋轉式切片機,以刀鋒傾斜角度3∘在垂直於薄膜平面的方向裁切白色反射薄膜。使用托普康(Topcon)公司製掃描型電子顯微鏡ABT-32,觀察所得的薄膜裁面,在塗布層表面上無看得到球狀粒子的部分,測定塗布層表面成為黏合劑樹脂層之部分5處的塗布層厚度,以該平均值作為塗布層的厚度H。
其次,以柯尼卡製光學顯微鏡OPTIPHO TO 200觀察塗布層表面,任意選擇5處100H見方(縱:100H、橫:100H之正方形)的範圍。取出存在於該100H見方範圍中之球狀粒子,以光學顯微鏡觀察,測定球狀粒子之最長徑L與最短徑S。以R=(L+S)/2為球狀粒子之粒徑R。
計數存在於該5處之100H見方範圍中之滿足「R>H」的球狀粒子個數,求得每1處的平均值,以該值為每100H見方之滿足「R>H」的球狀粒子平均個數。還有,從在上述中所觀察的球狀粒子中任意選擇5個,於表1顯示該等粒徑R的平均值。
(6)塗布層中之球狀粒子的含有率
在塗布層中之球狀粒子含有率不清楚的情況下,則由以下順序求得。
(i)以銳利刀刃削取白色反射薄膜之塗布層,從白色反射薄膜採取0.05g塗布層,使用有機溶劑以萃取黏合劑樹脂
成分。
(ii)將溶解於有機溶劑者作為球狀粒子,秤量球狀粒子的重量A(g),以下述數學式計算球狀粒子之含有率。
(iii)從任意之3個試樣實施同樣的操作,以該平均值為「球狀粒子之含有率」。
.球狀粒子之含有率(重量%)=球狀粒子之重量A(g)/0.05(g)×100。
(7)平均亮度
使用21吋正下方型背光(燈管徑:3mm Φ、燈管支數:12支、燈管間距:25mm、反射薄膜與燈管中心間距:4.5mm、擴散板與燈管中心間距:13.5mm),由以下述2模式之光學片構成進行亮度測定。
.模式1:擴散板RM803(住友化學股份有限公司製、厚度2mm)/擴散片GM3(奇摩特(Kimoto)股份有限公司製、厚度100 μ m)2片
.模式2:擴散板RM803(住友化學股份有限公司製、厚度2mm)/擴散片GM3(奇摩特股份有限公司製、厚度100 μ m)/稜鏡片BEF-II(3M公司製、厚度130 μ m)/偏光分離片DBEF(3M公司製、厚度400 μ m)在亮度測定中,在點亮冷陰極線管燈60分鐘以穩定光源後,使用色彩亮度計BM-7fast(托普康股份有限公司製)以測定亮度(cd/m2
)。
針對3試樣計算出平均值,以其為平均亮度。
(8)亮度不均
以12V點亮評估用15吋(330mm×250mm:對角400mm)正下方型背光(框體、本發明之白色反射薄膜、光擴散板(“庫拉雷克斯”(註冊商標)丙烯酸樹脂板,日本樹脂工業股份有限公司製,透過率85%)),經過1小時後,使用I System股份有限公司製、亮度不均解析裝置Eye-Scale3,測定圖示於第1圖之亮度測定線上之正面方向的亮度不均(均勻度)。
亮度係以該測定位置之最大值來評估。亮度不均係以離圖示於第1圖之中心亮度測定位置2最近之亮度最大值作為Cmax、以最近之亮度最小值作為Cmin、以亮度測定線3上之亮度平均值作為Cave,並使用下述式計算。
.亮度不均(均勻度)(%)=100×(Cmax-Cmin)÷Cave
評估用背光構成係使用以下者。
(螢光管)
直徑:3mm支數:8支鄰接間隔(間距):28mm管中心與反射板之距離(下側):5mm管中心與光擴散板之距離(上側):10mm
藉由下述判斷亮度不均結果,A級或B級為合格。
A級:亮度不均未滿43%B級:亮度不均為43%以上未滿46%C級:亮度不均為46%以上
(9)塗布層之密著性
貼著“謝羅提普(Cellotape)”(註冊商標)CT-405(尼齊邦(Nichiban)股份有限公司製,18mm寬)於白色反射薄膜的塗布層側,以橡皮擦從謝羅提普上部擦掉,除去非密著部分,使其於90度方向剝離。針對各白色反射薄膜測定3片試樣,以下述判斷評估結果。
A級:在全部3片試樣上,未剝離塗布層。
B級:在任一片試樣上,有點狀剝離之部分。
C級:密著部分之面積的50%以上剝離。
「球狀粒子A的製造方法」
在具備攪拌裝置與氮氣導入管之容量1公升的四口燒瓶中,投入甲基丙烯酸甲酯70重量份、三丙烯酸三羥甲基丙酯10重量份作為形成交聯構造之多官能單體、甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶酯3重量份作為受阻胺系聚合性化合物、2-(2’-羥基-5’-甲基丙烯醯氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑10重量份作為苯并三唑系聚合性化合物、月桂醯基過氧化物1重量份作為聚合起始劑。再者加入聚乙烯醇(PVA-224、Kuraray股份有限公司製)1重量份及水200重量份作為該溶液之分散安定劑。使用均質攪拌器以9000rpm之迴轉數攪拌該混合物3分鐘,分散聚合性化合物於水中。其次,加熱該分散液至75℃並維持於該溫度反應2小時,再者升溫至90℃進行3小時共聚合反應。
如上述反應後,冷却分散液至室溫,使用網目40 μ m之篩網過濾器過濾該分散液以除去凝結物等。在所得之分散液中清除凝結物,而該分散液之過濾性非常良好。
分散於如此過濾之分散液中的樹脂粒子的平均粒徑為6.4 μ m,該樹脂粒子為圓球狀。
依照平常方法洗淨如此所得之樹脂粒子的分散液後,過濾以分離樹脂粒子與分散媒,乾燥所分離之樹脂粒子,其次經過分級,得到球狀粒子A(變異係數28%)。
「白色反射薄膜之製造方法」
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(Halshybrid)(註冊商標)”UV-G13(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:5.0g、球狀粒子A(折射率1.49):0.3g所構成的塗液。在由250 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉(Lumirror)”(註冊商標)E6SL)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製棒塗布機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G13(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:5.5g、珠狀粒子A(折射率1.49):0.6g所構成的塗液。在由250
μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SL)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製棒塗布機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
導備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G13(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:6.5g、球狀粒子A(折射率1.49):1.0g所構成的塗液。在由250 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SL)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製棒塗布機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
「球狀粒子B的製造方法」
除了將甲基丙烯酸甲酯70重量份成為甲基丙烯酸甲酯:30重量份、苯乙烯:40重量份以外,與實施例1之球狀粒子A同樣地得到球狀粒子B。所得之球狀粒子之平均粒徑為6.5 μ m。
「白色反射薄膜之製造方法」
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G13(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:5.0g、球
狀粒子B(折射率1.49):1.0g所構成的塗液。在由250 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SL)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製棒塗布機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
「球狀粒子C的製造方法」
除了將甲基丙烯酸甲酯70重量份成為甲基丙烯酸甲酯:5重量份、苯乙烯:65重量份以外,與實施例1之球狀粒子A同樣地得到球狀粒子C。所得之球狀粒子之平均粒徑為6.2 μ m。
「白色反射薄膜之製造方法」
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G13(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:5.0g、球狀粒子C(折射率1.49):1.0g所構成的塗液。在由250 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SL)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製棒塗布機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G720T(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率
1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:7.0g、球狀粒子A(折射率1.49):1.7g所構成的塗液。在由225 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SR)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製棒塗布機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
除了形成塗布層之塗液中的乙酸乙酯量為10g、球狀粒子A的量為2.7g以外,與實施例6同樣地設置塗布層,得到白色薄膜。
除了形成塗布層之塗液中的乙酸乙酯量為15g、球狀粒子A的量為4.8g以外,與實施例6同樣地設置塗布層,得到白色薄膜。
除了形成塗布層之塗液中的乙酸乙酯量為25g、球狀粒子A的量為9.2g以外,與實施例6同樣地設置塗布層,得到白色薄膜。
除了形成塗布層之塗液中的乙酸乙酯量為40g、球狀粒子A的量為16g以外,與實施例6同樣地設置塗布層,得到白色薄膜。
除了形成塗布層之塗液中的乙酸乙酯量為90g、球狀粒子A的量為36g以外,與實施例6同樣地設置塗布層,得到白色薄膜。
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G13(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:10.0g所構成的塗液。在由250 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SL)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製刮塗機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
除了球狀粒子為丙烯酸粒子(積水化成品工業股份有限公司製,THCHPOLYMER(註冊商標)MBX系列、MB30X-8,折射率1.49,平均粒徑8.0 μ m、變異係數CV32%)以外,與實施例3同樣地製作,得到白色反射薄膜。
除了球狀粒子為聚苯乙烯粒子(積水化成品工業股份有限公司製,THCHPOLYMER(註冊商標)SBX系列、SBX-8,折射率1.59,平均粒徑8.0 μ m、變異係數CV37%)以外,與實施例3同樣地製作,得到白色反射薄膜。
除了球狀粒子為無孔質苯并胍胺.甲酸縮合物粒子(日本觸媒股份有限公司製,耶波斯塔(EPOSTAR)(註冊商標)、耶波斯塔M05、折射率1.66、平均粒徑5.2 μ m、變異係數CV35%)以外,與實施例3同樣地製作,得到白色反射薄膜。
準備攪拌同時添加“哈爾斯駭普力德(註冊商標)”UV-G720T(丙烯酸系共聚物、濃度40%之溶液、折射率1.49、日本觸媒股份有限公司製):10.0g、乙酸乙酯:25g、聚矽氧粒子(GE東芝聚矽氧股份有限公司製“托斯巴爾(TOSPEARL)”(註冊商標)、托斯巴爾125、折射率1.42):9.2g所構成的塗液。在由225 μ m之多孔質雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯所構成之白色薄膜(東麗股份有限公司製“魯米拉”(註冊商標)E6SR)的單面上,使用松尾產業股份有限公司製刮塗機第12號以塗布該塗液,以120℃、1分鐘之乾燥條件設置塗布層。
藉由各實施例、比較例之對比而得知以下情事。
(耐光性)
.塗布層中之球狀粒子含有紫外線吸收劑及光安定化劑的實施例1~11,與塗布層中無球狀粒子之比較例1相同為其以上之耐光性。即使將球狀粒子放入塗布層中,得知只要該球狀粒子含有紫外線吸收劑及光安定化劑便保有耐光性。
.特別地,使用未含有苯乙烯作為共聚合單體之球狀粒子A的實施例1~3、6~11,相較於使用包含苯乙烯作為共聚合單體之球狀粒子B、C的實施例4、5,及無球狀粒子之比較例1,耐光性良好。得知藉由球狀粒子之單體組成的選擇,即使將球狀粒子放入塗布層中亦可提升耐光性。
.另一方面,塗布層中之球狀粒子均不含有紫外線吸收劑或光安定化劑的比較例2~4,相較於塗布層中無球狀粒子的比較例1,耐光性差。
(亮度提升)
.對比塗布層中之球狀粒子與黏合劑樹脂之折射率差相同的實施例1~3時,得知隨著滿足R>H之球狀粒子數增加而提升亮度。
.對比滿足R>H之球狀粒子數約略相同之實施例3~5時,得知球狀粒子與黏合劑樹脂之折射率差愈小愈提升亮度。
.對比滿足R>H之球狀粒子數約略相同之實施例5與比較例4時,得知折射率未滿0.10時則在亮度上有顯著差異。
特別地,比較例4與塗布層中無球狀粒子之比較例1相比較係亮度差,單純僅有滿足R>H之球狀粒子則未提升亮度,得知折射率差必須未滿0.10。還有,即使對比滿足R>H之球狀粒子數約略相同之比較例2與比較例3,亦可謂為相同。
(亮度不均改善、密著性)
.對比僅變更塗布層中之球狀粒子含量的實施例6~11時,得知雖隨著含量增加而改善亮度不均,但密著性降低。又,由實施例9得知,在含量為特佳之65~75重量%的範圍中時,亮度不均改善與密著性為均佳之平衡。
.對比塗布層中之球狀粒子含量相同的實施例9與比較例5時,得知變異係數CV未滿20%的比較例5,比較於20%以上之實施例9,亮度不均的改善差。
1‧‧‧螢光燈
2‧‧‧中心亮度測定位置(黑色圓點部份)
3‧‧‧亮度測定線(粗虛線)
第1圖係模式地顯示用於亮度不均測定之評估用背光的圖。
1‧‧‧螢光燈
2‧‧‧中心亮度測定位置(黑色圓點部份)
3‧‧‧亮度測定線(粗虛線)
Claims (9)
- 一種白色反射薄膜,其係在白色薄膜之至少單面上,積層具有含紫外線吸收劑及/或光安定化劑之球狀粒子之塗布層的白色反射薄膜,而相對於該塗布層全體之球狀粒子含量為55~85重量%。
- 如申請專利範圍第1項之白色反射薄膜,其中形成該塗布層之球狀粒子與黏合劑樹脂之折射率差的絕對值未滿0.10。
- 如申請專利範圍第1或2項之白色反射薄膜,其中該球狀粒子之變異係數CV為20%以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之白色反射薄膜,其中在該球狀粒子中所含有之紫外線吸收劑為選自由苯并三唑系、二苯基酮系、草酸醯基苯胺系、氰基丙烯酸酯系、三系、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、及氧化鈰所構成群組中之至少1種的紫外線吸收劑。
- 如申請專利範圍第1或2項之白色反射薄膜,其中在該球狀粒子中所含有之光安定化劑為受阻胺系之光安定化劑。
- 如申請專利範圍第1或2項之白色反射薄膜,其中該球狀粒子為共聚合該紫外線吸收劑及/或光安定化劑的球狀粒子。
- 如申請專利範圍第1或2項之白色反射薄膜,其中該球狀粒子為選自由丙烯酸共聚物、聚苯乙烯共聚物、及由 丙烯酸系乙烯單體(vinyl monomer)與苯乙烯系乙烯單體所構成之共聚物所組成群組中之至少1種所構成。
- 一種側光型之液晶背光,係設置有如申請專利範圍第1至7項中任一項之白色反射薄膜,而該白色反射薄膜之塗布層係面朝向光源側。
- 一種正下方型之液晶背光,係設置有如申請專利範圍第1至7項中任一項之白色反射薄膜,而該白色反射薄膜之塗布層係面朝向光源側。
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