JP5033625B2 - 発泡樹脂シートおよび液晶表示装置 - Google Patents
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Description
近年、液晶表示装置の大画面化が進んでいる。大画面液晶表示装置の照明装置としては、大型化しても重量があまり増加せず、高輝度化が容易な直下型方式の照明装置の採用が増えてきている。
直下型方式の照明装置を用いた液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明する複数の線状光源と、光源に対して液晶表示パネルとは反対側に配置され光源からの光を反射させる光反射板と、光源と液晶表示パネルとの間に配置され光源からの光および光反射板によって反射された光を液晶表示パネルの全面に均一に拡散させる光拡散板とを有し、光反射板/光源/光拡散板/液晶表示パネルの順で構成されている。光拡散板と液晶表示パネルとの間に一つまたは複数の光線調節フィルムが配置される場合もある。
光反射板の上記のような欠点を改善すべく、種々の反射板が提案されている。例えば特許第2925745号明細書には、熱可塑性ポリエステル発泡体シートからなる光反射板が提案されている。この光反射板は、熱可塑性ポリエステル樹脂シートに高圧の不活性ガスを含浸させた後、該樹脂を常圧下で加熱して発泡させることにより白色顔料の代わりに気泡を樹脂に含有させたものである。しかし、かかるポリエステル発泡体シートからなる光反射板は反射率が十分には得られない欠点がある。また、特開2005−115051号公報には、ポリカーボネート系樹脂発泡体層の少なくとも片面に耐光層が設けられた反射板が開示されている。この公報には、ポリカーボネート系樹脂発泡層として具体的にはポリカーボネートとポリシロキサンとのブロック共重合体を発泡して得られた発泡シートが記載されている、この発泡シートは高い反射率を有しているものの、製造時に発泡が安定せず複数の気泡が連なって亀裂状となる問題があるほか、シートの耐熱性に劣り、耐摩耗性にも劣るという欠点がある。反射率が高く、光源の発する光の色調をそのまま維持することができ、且つ複数の線状光源に起因する周期的な輝度ムラを抑制できる光反射板は未だ知られていない。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、独立気泡を含有してなり、該独立気泡が特定の平均径と特定の体積率とを有する発泡樹脂シートが可視光に対する光線反射率に優れ、且つ光拡散性にも優れていることを見い出し、本発明を完成するに至った。
この発泡樹脂シートは、独立気泡の平均直径をX(μm)、気泡体積率をY(vol%)およびシートの厚みをT(mm)としたときに下記式(1)を充たす。
log 10 (Y)≧A×log 10 (X)+B (1)
A= 0.037×T+0.96
B=−0.203×T+1.21
本発明の上記目的は、最後に、上記直下型バックライトユニットを備えることを特徴とする直下型バックライト式液晶表示装置によって達成される。
以下、本発明の発泡樹脂シートにつき、光反射板としての好適な態様につき、順次説明する。以下の説明において、光反射板として使用するのに好適な態様の発泡樹脂シートを「本発明の光反射板」ということがある。
本発明の光反射板の厚みは1.95〜2.01mmである。
本発明の光反射板が含有する独立気泡の数平均直径は、4.4〜5μmの範囲にある。独立気泡の数平均直径が5μmを超えると発泡樹脂シートの拡散反射率が不十分となる場合があり、光反射板として好ましくないことがある。独立気泡の数平均直径は、各気泡につきその断面の面積と同面積の円の直径に換算した値の平均値であり、発泡樹脂シートの断面を走査型電子顕微鏡により撮影した画像から知ることができる。
本発明の光反射板の気泡体積率、すなわち樹脂シート中に占める独立気泡の合計体積の割合は、35.2〜67.0vol%である。この値が35.2vol%未満では得られる樹脂シートの拡散反射率が不十分となる場合があり、一方67.0vol%を超えると得られる樹脂シートの機械的物性が損なわれる場合があり、好ましくない。
本発明の光反射板の拡散反射率は80%以上であり、好ましくは83%以上である。拡散反射率の上限は特に制限はないが、拡散反射率の値は100%以下であることが好ましく、95%以下であっても光反射板として好適に使用できる。反射ヘーズ値は95%以上であり、好ましくは98%以上であり、99%以上であることがより好ましい。このような高い拡散反射率および高い反射ヘーズは、発泡樹脂シートが含有する独立気泡の数平均直径X(μm)と気泡体積率Y(vol%)とシートの厚みT(mm)とを上記のとおりとすることにより実現することができる。
したがって、本発明の光反射板は、大画面の液晶表示装置に好適に使用できるばかりではなく、幅が好ましくは1〜2m、長さが好ましくは100〜1,000mの長尺のシートとして製造し、これをロール状に巻回した形態で保管、運送、納入することができ、製造コスト、保管コスト、運送コストなどの削減にも資する。
本発明の光反射板は、樹脂マトリックス中に分散された独立気泡を含有する。本発明の光反射板において、マトリックス樹脂と独立気泡との屈折率差を大きくすることにより、より大きな光散乱効果を得ることができる。この観点から、独立気泡に含まれる気体としては、例えば二酸化炭素(n≒1)、窒素(n≒1)、空気(屈折率n=1)などが好ましく、その他にアルゴン、水素、酸素、プロパン、ブタンなどを使用することができる。
上記二価フェノールは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称「ビスフェノールA」)である。
上記カーボネート前駆体としては、例えばカルボニルハライド、カーボネートエステルまたはハロホルメートなどを挙げることができる。これらの具体例としては、例えばホスゲン、ジフェニルカーボネート、二価フェノールのジハロホルメートなどが挙げられる。
上記二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重合法または溶融重合法によって反応させてポリカーボネート樹脂を製造するにあたっては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二価フェノールの酸化防止剤などを使用してもよい。
ポリカーボネート樹脂は、分岐ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂などであってもよい。上記分岐ポリカーボネート樹脂は、上記した二価フェノールおよびカーボネート前駆体に加え、フェノール性水酸基を3つ以上有する多官能性芳香族化合物を共重合することにより得ることができる。上記ポリエステルカーボネート樹脂は、二価フェノールおよびカーボネート前駆体に加え、芳香族または脂肪族のジカルボン酸化合物を共重合することにより得ることができる。
本発明の光反射板の材料として使用されるポリカーボネート樹脂は、ポリシロキサンブロックを有さないものであることが好ましい。
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c
[η]=1.23×10−4M0.83
(ただしc=0.7、[η]は極限粘度である。)
上記蛍光増白剤は、ポリカーボネート樹脂の色調を白色あるいは青白色に改善するために配合することができ、これにより本発明の光反射板を使用した液晶表示装置の輝度をより向上する効果がある。ここで蛍光増白剤は、光源からの光線のうち紫外部のエネルギーを吸収し、このエネルギーを可視光として放射する作用を有するものである。
かかる蛍光増白剤としては、例えばスチルベンゼン化合物、ベンズイミダゾール化合物、ベンズオキサゾール化合物、ナフタルイミド化合物、ローダミン化合物、クマリン化合物、オキサジン化合物などが挙げられる。なかでも、ベンズオキサゾール化合物またはクマリン化合物が好ましい。これらの蛍光増白剤は1種のみを使用してもよく、または2種以上を混合して使用してもよい。これらの市販品として、例えば日本化薬(株)製カヤライトOS(CI Fluorescent Brightner 219:1、ベンズオキサゾール化合物)、ハッコールケミカル(株)製ハッコールPSR(クマリン化合物)、イーストマンケミカル社製EASTOBRITE OB−1などを挙げることができる。
蛍光増白剤の配合割合は、使用されるポリカーボネート樹脂100重量部に対して好ましくは3重量部以下であり、より好ましくは0.0001〜3重量部であり、更に好ましくは0.0002〜0.5重量部であり、特に好ましくは0.0003〜0.1重量部であり、就中0.0005〜0.05重量部であることが好ましい。上記範囲の蛍光増白剤が配合されたポリカーボネート樹脂から得られる光反射板は、これをバックライトユニットに組み込んで使用したときに十分な面発光性を示し、発光面の色調がより改良され、色調(色相)のムラがないこととなり好ましい。
熱安定剤の具体例としては、亜リン酸エステル化合物として例えばトリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクダデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなど;
リン酸エステル化合物として、例えばジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリブチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、ジフェニルモノオキソキセニルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェートなど;
亜ホスホン酸エステル化合物として、例えばテトラキス(2,4−ジ−iso−プロピルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−n−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−iso−プロピルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニルホスホナイトなど;
ホスホン酸エステル化合物としてベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピルなどを、それぞれ挙げることができ、なかでもトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、トリメチルホスフェート、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイトまたはビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニルホスホナイトが好ましい。
これらの熱安定剤は、1種を使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。かかる熱安定剤の使用量は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して0.5重量部以下であることが好ましく、0.001〜0.5重量部であることがより好ましい。
かかる紫外線吸収剤としては、例えばベンゾフェノン化合物、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾオキサジン化合物、ヒドロキシフェニルトリアジン化合物、ポリマー型紫外線吸収剤などを挙げることができる。これらの具体例としては、ベンゾフェノン化合物として、例えば2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホキシトリハイドライドレイトベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ−5−ソジウムスルホキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2’−カルボキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
上記ベンゾオキサジン化合物としては、例えば2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、2,2’−m−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)、および2,2’−p,p’−ジフェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)などが挙げられる。
上記ヒドロキシフェニルトリアジン化合物としては、例えば2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−メチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−エチルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−プロピルオキシフェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ブチルオキシフェノールなどのほか、2−(4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノールなど上記例示化合物中のフェニル基を2,4−ジメチルフェニル基に置換した化合物が例示される。
これらの紫外線吸収剤は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
紫外線吸収剤の配合割合は、本発明の光反射板が後述の保護膜を有するか否かにより最適値が異なる。
本発明の光反射板が紫外線吸収剤を含有する保護膜を有する場合におけるポリカーボネート樹脂への紫外線吸収剤の配合割合は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して好ましくは0〜0.5重量部であり、より好ましくは0〜0.3重量部である。一方光反射板が紫外線吸収剤を含有する保護膜を有さない場合には、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して好ましくは2重量部以下であり、より好ましくは0.01〜2重量部であり、更に好ましくは0.01〜1重量部であり、特に好ましくは0.01〜0.8重量部であり、就中0.02〜0.5重量部であることが好ましい。紫外線吸収剤の含有量が2重量部を超えると光反射板が変質を来たすことがある。
保護膜を構成する材料としては、有機高分子が好ましい。かかる有機高分子は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂またはポリエステル樹脂もしくはポリエステルエラストマーであることが好ましく、なかでもアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂がより好ましい。
上記アクリル樹脂は、アクリルモノマーを重合して得られる樹脂である。アクリルモノマーとしては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレートなどを挙げることができる。アクリル樹脂は、上記のアクリルモノマーのうちの一種を単独重合するか、あるいは2種以上を共重合することによって得ることができる。
上記ポリカーボネート樹脂については、本発明の反射板のマトリックス樹脂を構成する材料として使用されるポリカーボネート樹脂として前述したところと同様である。
上記ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂が挙げられる。
保護膜の厚みとしては0.1〜500μmの範囲が好ましく、1〜100μmの範囲がより好ましく、2〜70μmの範囲がさらに好ましい。保護膜の厚みの最適範囲は保護膜の形成方法により異なるが、これについては後述する。
本発明の光反射板の製造方法としては、例えば(1)樹脂をシート状に成形した後、材料樹脂に対して不活性なガスを含侵させこれを発泡させる方法(バッチ法)、(2)適当な成形機中で原料樹脂を溶融し、溶融した樹脂に該樹脂に対して不活性なガスを注入し、これを押出してシート状に成形するとともに発泡させる方法(連続法)、(3)原料樹脂と発泡剤とを含む原料組成物を調製し、これをシート状に成形しつつ発泡させる方法などを挙げることができる。
上記方法(1)において、原料樹脂をシート状に成形するにあたっては、例えば溶融押出機などを使用して溶融した樹脂をTダイからシート状に押出し、これを複数個の冷却ロールで狭持し押圧したシートを引取ロールにより引取る方法によることができる。得られたロールはそのまま次工程に使用することができ、あるいは枚葉のシートに切断したものを使用してもよい。得られたロール状シートまたは枚葉のシートに、該樹脂に不活性なガスを含侵させるには、例えば特表平06−506724号公報に記載された方法によることができる。具体的には、高圧容器内で上記シートにガスを高圧または超臨界状態で含侵させ、次いで高圧容器から取り出した含侵シートを原料樹脂のガラス転移温度(Tg)以上に加熱して気泡成長させる方法である。
上記原料樹脂に不活性なガスとしては、例えば二酸化炭素、窒素、空気、アルゴン、水素、酸素、プロパン、ブタンなどを挙げることができ、これらのうちの2種以上を混合して用いてもよい。これらのうち、樹脂に対する不活性さ、樹脂への溶解性、取扱いの利便性の観点から二酸化炭素または窒素が好ましい。樹脂に不活性なガスとして二酸化炭素を含む混合物を用いる場合、二酸化炭素の濃度としては、50容量%以上が好ましく、80容量%以上がより好ましい。
樹脂シートに上記ガスを含侵させる際の圧力としては1〜50MPaが好ましく、5〜50MPaがより好ましい。樹脂シートに上記ガスを含侵させる際の温度としては20〜140℃が好ましく、20〜120℃がより好ましい。含侵させるガス量は、樹脂の重量に対して好ましくは0.1〜0.5重量%であり、より好ましくは0.2〜0.4重量%である。高圧容器から取り出した含侵シートの加熱温度としては、樹脂のTgから5〜15℃高い温度であることが好ましい。材料樹脂がポリカーボネート樹脂である場合、この温度は好ましくは155〜165℃である。高圧容器から取り出した含侵シートを加熱する方法としては、例えばオイルバスによる加熱などを挙げることができる。
可塑化部の温度としては、好ましくは280〜350℃であり、より好ましくは300〜320℃である。原料樹脂に不活性なガスとしては、上記方法(1)において例示したところと同様のものを使用できる。樹脂の不活性なガスを押出機に注入する際の圧力としては、1MPa以上であることが好ましく、5MPa以上であることがより好ましく、更に10MPa以上であることが好ましい。この圧力は、使用するガスが超臨界状態になる圧力であることが好ましい。ガスの注入圧力の上限については特に限定されないが、経済性や操作性の観点から50MPa以下とすることが好ましい。ガスの注入量としては、樹脂の重量に対して0.1〜0.5重量%であることが好ましく、0.2〜0.4重量%であることがより好ましい。冷却ゾーンにおいて樹脂が到達すべき温度としては、使用する原料樹脂のTgに対して125〜150℃高い温度であることが好ましい。原料樹脂としてポリカーボネートを使用する場合、この温度は好ましくは275〜300℃である。
発泡剤の種類や使用量は目的とする気泡体積率、平均気泡直径などに応じて適宜に選択することができるが、原料樹脂100重量部あたり0.5〜2重量部が好ましい。
上記の方法(1)および(3)、方法(2)および(3)を併用してもよい。これらのうち、方法(2)を採用すること、または方法(2)と(3)とを併用することが好ましく、方法(2)を採用することがより好ましい。方法(2)は、生産性が高く、大面積の光反射板の製造にも適し、得られた発泡樹脂シートの後加工も容易であることなどの観点から工業的に優れる。
上記コーティング法としては、例えばディップコーティング法、フローコーティング法、ロールコーティング法などが挙げられる。
上記転写箔としては、ベースフィルム/離型層/保護層/紫外線吸収剤含有有機高分子層(上記保護膜)/接着層よりなる多層構造を有するものが好ましく使用される。かかる転写箔の接着層を発泡樹脂シート上に接着させて貼り付け、ベースフィルムを離型層とともに剥がすことにより、発泡樹脂シート上にシート側から接着層/紫外線吸収剤含有有機高分子層(上記保護膜)/保護層が順次積層された光拡散板を得ることができる。
保護膜の形成方法としてラミネート方法または共押出し法を採用する場合の保護膜の厚みとしては、5〜500μmの範囲が好ましく、10〜100μmの範囲がより好ましい。また、コーティング法を採用する場合の保護膜の厚みは0.1〜20μmの範囲が好ましく、1〜10μmの範囲がより好ましい。更に転写箔を使用する場合の保護膜の厚みとしては、1〜10μmの範囲が好ましく、1〜5μmの範囲がより好ましい。保護膜の厚みは上記の範囲内で薄い方が発泡樹脂シート層と保護膜との熱収縮率の差や吸水率の差による反りの問題が顕在化せず好ましい。
本発明の直下型バックライトユニットは、少なくとも複数の線状光源と、該線状光源を収納する筐体と、該筐体の開口部に配置された光拡散板とを有してなり、該筐体の内面に本発明の光反射板が貼付されていることを特徴とする。
上記線状光源としては、バックライトユニットの発光面の真下に配置され、尚且つ、可視光線を照射しえるものであればよく、例えば白熱電球、蛍光放電管、発光ダイオード素子、蛍光発光素子などが使用できるが、輝度、色温度などの観点より蛍光放電管、その中でも冷陰極蛍光ランプが好ましい。特に最近では消費電力を少なくして、高輝度・高演色した三波長蛍光体を使用した冷陰極蛍光ランプが好ましく使用される。冷陰極蛍光ランプは、内壁に蛍光体が塗布されたガラス管内に適量の水銀と不活性ガス(アルゴン、ネオン、混合ガスなど)が封入され、ガラス管の両端には柱状の電極が取り付けられている。電極間に高電圧が印可されると、管内にわずかに存在する電子が電極へ高速に引かれて衝突し、この時に二次電子が放出され放電が始まる。この放電により、陽極に引かれる電子と管内の水銀分子が衝突して、波長250nm前後の紫外線が放射され、この紫外線が蛍光体を励起して可視光線を発光する。
かかる線状光源は、複数本が並列して略等間隔に並んでいることが好ましい。線状光源の本数は任意の本数とすることができ、例えば6〜50本とすることができる。線状光源は、上面が開口された筐体中に収納されており、該筐体の内面は、高反射塗料が塗布されているか、高反射フィルム剤が貼付されているものであることが好ましく、特に本発明の光反射板が貼付されているものであることが好ましい。
上記線状光源を収納した筐体の開口部に光拡散板が配置される。ここで使用される光拡散板としては、その可視光線透過率が好ましくは50%以上であり、より好ましくは60%以上であり、更に好ましくは65%以上であり、特に70%以上であることが好ましい。光拡散板の透過ヘーズ(Haze)値は、好ましくは95%以上であり、より好ましくは98%以上であり、更に99%以上であることが好ましい。かかる光拡散板としては、例えば透明樹脂シート中に有機微粒子などからなる光拡散剤を分散含有させたシート、発泡樹脂シートなどを使用することができる。
かかる直下型バックライトユニットは、高い輝度均一性を有し、向上された正面輝度を示すものであるため、これまで輝度向上のために使用されていた光調節フィルムの一部または全部を備えなくても高い性能を発揮することができる。
本発明の直下型バックライト式液晶表示装置は、少なくとも本発明の直下型バックライトユニットおよび液晶パネルを備えてなり、これらを組み合わせることによって製造することができる。本発明の直下型バックライト式液晶表示装置は、上記のほか、更に任意的に一枚または複数枚の光調節フィルムを備えていてもよい。
上記液晶パネルは、液晶セルの少なくとも片面に偏光板を有する構成であることが好ましい。液晶セルは、好ましくは透明電極および配向膜を有する2枚の透明基板が、その周辺部を封止され且つ間隙(セルギャップ)を介して対向し、基板の内表面およびシール剤により区画されたセルギャップ内に液晶が充填された構造を有する。上記基板としては、例えばガラス、樹脂などを挙げることができる。上記液晶としては、例えばネマティック液晶、スメクティック液晶を挙げることができる。その中でもネマティック液晶が好ましく、例えばシッフベース系液晶、アゾキシ系液晶、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、エステル系液晶、ターフェニル系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ピリミジン系液晶、ジオキサン系液晶、ビシクロオクタン系液晶、キュバン系液晶などが用いられる。また、これらの液晶に、例えばコレスチルクロライド、コレステリルノナエート、コレステリルカーボネートなどのコレステリック液晶や商品名「C−15」、「CB−15」(以上、メルク社製)として販売されているようなカイラル剤などを添加して使用することもできる。さらに、p−デシロキシベンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメートなどの強誘電性液晶も使用することができる。上記偏光板としては、例えばポリビニルアルコールを延伸配向させつつヨウ素を吸収させた「H膜」と呼ばれる偏光膜を酢酸セルロース保護膜で挟んだ偏光板またはH膜そのものからなる偏光板などを挙げることができる。
光調節フィルムは、本発明の直下型バックライトユニットの液晶パネル側、即ち光拡散板と液晶パネルとの間に一枚または複数枚を配置することができる。このような光調節フィルムとしては、例えば集光フィルム、拡散フィルム、偏光フィルムなどを挙げることができる。上記集光フィルムとしては例えば表面をプリズム形状とした「プリズムシート」と呼ばれる集光フィルム(例えば山形スリーエム(株)製、BEF)などを挙げることができ、上記拡散フィルムとしては例えば拡散剤を含むフィルムなどを挙げることができ、上記偏光フィルムとしては例えば反射型偏光フィルム(例えば山形スリーエム(株)製、D−BEF)などを挙げることができる。これらの光調節フィルムは、例えば拡散板側から拡散フィルム、集光フィルム、偏光フィルムの順に配置することができる。
本発明の直下型バックライト式液晶表示装置は、向上された性能を示す本発明の直下型バックライトユニットを具備するものであるため、上記の光調節フィルムのうち、例えば拡散フィルム、または拡散フィルムおよび集光フィルムを備えなくとも、高い輝度均一性および正面輝度を示すことができる。
本発明の光反射板は、優れた光拡散反射性を有しており、高輝度で且つ製造コスト面で有利な液晶ディスプレイまたは液晶テレビに用いられる直下型バックライトユニット用光反射板またはスキャナー用光反射板として好適である。
本発明の光反射板は、特に大型の液晶ディスプレイまたは15〜39インチの大型液晶テレビの直下型バックライトユニットに組み込まれて使用されるのに好適であり、本発明がもたらす工業上の効果は格別のものである。
(1)平均気泡直径
発泡樹脂シートの平均気泡直径は、走査型電子顕微鏡(SEM)により発泡樹脂シートの試料断面を電子写真撮影した後、これを画像処理ソフトで統計処理して求めた。
すなわち、先ず発泡体樹脂シート試料を15mm×8mmに切り出し、ミクロトームのホルダーに固定した。この試料の厚さ方向に30μmごと試料を送って金属製のミクロトームブレードにより試料の断面を切り出し、測定面を露出させた。その後高さ(厚さ)2mmにカットした試料の測定面を上方に向けて試料台上に両面テープにより取り付けた。そして試料および試料台に対して白金スパッターを施し、SEMの観察に供した。SEMとして(株)日立ハイテクサイエンスシステムズ製「S−3500N」を用い、加速電圧15kV、傾斜角0°、倍率70〜2000倍の条件で撮影を行った。
この電子撮影データを画像解析ソフト「Win ROOF」(三谷商事(株)製)に取り込んだ。該ソフトの画像解析画面上で気泡数約400個を含む画像領域を処理領域として設定し、画像解析ソフトにより二値化し、統計処理して真円相当の直径を算出した。当該処理領域内で連泡、合泡しておらず、且つ最大直径を示した気泡の直径を当該処理領域における気泡径として採用した。次いで、他の画像領域を別の処理領域として同様の操作を10回繰り返し、その平均値をもって当該試料の平均気泡直径とした。
発泡樹脂シートを5cm×5cmに切り取った試料につき、アルファーミラージュ(株)製電子比重計「MD−300S」により比重を測定し、この値を下記式に代入して気泡体積率を求めた。
気泡体積率(vol%) = (1−ρ/ρ0)×100
上式中、ρ0はポリカーボネートの比重1.20g/cm3であり、ρは測定試料の比重(g/cm3)である。
分光光度計「U−4100」((株)日立ハイテクサイエンスシステムズ製)を用い、反射率測定モードにて、入射角0°、測定波長領域400〜800nm、サンプリング間隔1nm、スキャンスピード120nm/minの条件で全拡散反射成分の分光強度を硫酸バリウム白板の反射光に対する相対値(%)として測定し、これを全測定波長領域で積分し、平均した値を拡散反射率とした。
なお、拡散反射率の測定は発泡樹脂シートの幅方向の中心点および該中心点から幅方向に450mmずつ離隔した2点の計3点で行い、以下の表には中心部から離隔した2点における拡散反射率の平均値を、中心部の拡散反射率とともに示した。
発泡樹脂シートの反射ヘーズは、日本電色工業(株)製変角光度計「GC5000L」を用いて、投光角度−45°、受光角度−85〜+85゜(0.1°単位)の条件にて測定し、下記式により求めた。
反射ヘーズ(%) = Td/Tt ×100
ただし、Tdは反射角42.5°以下および47.5°以上における光線反射量の合計であり、下記式により定義される。
Td=R(−85.0°)+R(−84.9°)+・・・+R(42.5°)+R(47.5°)+R(47.6°)+・・・+R(85.0°)
上記式中、R(X°)は角度X゜における反射量である。また、Ttは全光線反射量であり、下記式で表される。
Tt=Td+Tp
上記式中、Tpは反射角42.6〜47.4°における光線反射量の合計であり、下記式により定義される。
Tp=R(42.6°)+R(42.7°)+・・・+R(47.4°)
上記式中、R(X°)はTdの定義式におけるのと同様の意味である。
なお、反射ヘーズの測定は発泡樹脂シートの幅方向の中心点および該中心点から幅方向に450mmずつ離隔した2点の計3点で行い、以下の表には中心部から離隔した2点における反射ヘーズの平均値を、中心部の反射ヘーズとともに示した。
日本電気(株)製の15型直下型バックライトユニットに各光反射板を組み込み、5,000時間連続点灯した後に該光反射板を取り出して試験前後の色相変化(△YI)を評価した。色相(YI)の測定は、日本電色工業(株)製分光式色彩系「SE−2000」を用いて行った。なお、光反射板が保護膜を有するものである場合には、光反射板をバックライトユニットに組み込む際に保護膜を有する面が冷陰極蛍光ランプ側になるように組み込んだ。
ビスフェノールAおよびホスゲンから界面重合法により得た粘度平均分子量24,300のポリカーボネート樹脂100重量部および紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名「ケミソーブ79」、ケミプロ化成(株)製)0.3重量部を混合し、(株)日本製鋼所製の単軸押出機に投入した。押出機中の可塑化部温度を300〜320℃として上記混合物を溶融させた後、可塑化部下流において、280〜300℃の温度、圧力20MPaおよび表1に記載のガス重量比にて二酸化炭素ガスを注入した。これを十分に混錬した後、押出機中の冷却ゾーンにて樹脂混合物の温度を表1の「樹脂温度」に記載した温度まで冷却し、当該温度にてダイから押出して圧力を解放して発泡樹脂シートとした。なお、上記ガス重量比とは、二酸化炭素ガスの注入量の発泡樹脂の吐出量に対する重量比をいう(以下同じ。)。
押出し後の発泡樹脂シートは、予め準備しておいた保護膜とともに直径300mmの2対のロールで狭持してシートの片面に保護膜を熱圧着(ラミネート)し、その後3℃の水で急冷することにより、片面に保護膜を有する約2mm厚で1,000mm幅の発泡ポリカーボネート(PC)樹脂シート(光反射板)を得た。各シートのシート厚の実測値は表1に示した。これらの値は、保護膜の厚みを含まない値である。なお、上記保護膜としては、樹脂100重量部に対して紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物1重量部を含有する厚み50μm、幅1,000mmのポリメタアクリル酸エステル系樹脂フィルム(カネカ(株)製、商品名「サンデュレンフィルムSD014NRT」)を用いた。
得られた光反射板の発泡特性を表1に、光学特性および色相変化を表2に、それぞれ示した。
ビスフェノールAおよびホスゲンから界面重合法により得た粘度平均分子量24,300のポリカーボネート樹脂100重量部および紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名「ケミソーブ79」、ケミプロ化成(株)製)0.3重量部を混合し、(株)日本製鋼所製の単軸押出機に投入した。押出機中の可塑化部温度を300〜320℃として上記混合物を溶融させた後、可塑化部下流において、280〜300℃の温度、圧力20MPaおよびガス重量比0.0023にて二酸化炭素ガスを注入し、十分に混錬した。また冷却ゾーンの温度を275℃に調整した。
一方、ビスフェノールAおよびホスゲンから界面重合法により得た粘度平均分子量24,300のポリカーボネート樹脂100重量部および紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名「ケミソーブ79」、ケミプロ化成(株)製)3重量部を混合して押出造粒した保護膜用組成物を、スクリュー径50mmの補助押出機に投入し、押出機温度250〜300℃で溶融させた。
上記二つの押出機から、発泡ポリカーボネート樹脂シートの厚みを2.01mm、保護膜の厚みを50μmとしてそれぞれフィードブロックおよびTダイを経由して幅1,000mmの積層シートを共押出しし、その後3℃の水で急冷することにより、片面に保護膜を有する2.01mm厚で1,000mm幅の発泡ポリカーボネート樹脂シート(光反射板)を得た。
得られた光反射板の発泡特性を表1に、光学特性および色相変化を表2に、それぞれ示した。
ビスフェノールAおよびホスゲンから界面重合法により得た粘度平均分子量24,300のポリカーボネート樹脂100重量部および紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名「ケミソーブ79」、ケミプロ化成(株)製)0.3重量部を混合し、(株)日本製鋼所製の単軸押出機に投入した。押出機中の可塑化部温度を300〜320℃として上記混合物を溶融させた後、可塑化部下流において、280〜300℃の温度、圧力20MPaおよびガス重量比0.0025にて二酸化炭素ガスを注入し、十分に混錬した。これを十分に混錬した後、押出機中の冷却ゾーンにて樹脂混合物の温度を275℃まで冷却し、当該温度にてダイから押出して圧力を解放して厚み1.97mmの発泡樹脂シートとした。
得られた発泡樹脂シートの片面に、下記組成で調製したアクリル樹脂塗料(塗料の固形分濃度14重量%)をフローコート法により塗布し、25分間室温で放置した後、120℃の熱風循環乾燥機中で40分間加熱することにより、片面に保護膜として、紫外線吸収剤を含有する厚み5μmのアクリル硬化層を有する1.97mm厚で1,000mm幅の発泡ポリカーボネート樹脂シート(光反射板)を得た。
上記で使用したアクリル樹脂塗料の組成は以下のとおりである。
(A)硬化樹脂;ポリメチルメタクリレート 11.5重量部
(B)紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン 2.5重量部
(C)溶剤;イソブチルアルコール 28重量部
(D)溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテル 28重量部
(E)溶剤;4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン 30重量部
得られた光反射板の発泡特性を表1に、光学特性および色相変化を表2に、それぞれ示した。
ビスフェノールAおよびホスゲンから界面重合法により得た粘度平均分子量24,300のポリカーボネート樹脂100重量部および紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名「ケミソーブ79」、ケミプロ化成(株)製)0.3重量部を混合し、(株)日本製鋼所製の単軸押出機に投入した。押出機中の可塑化部温度を300〜320℃として上記混合物を溶融させた後、可塑化部下流において、280〜300℃の温度、圧力20MPaおよびガス重量比0.0024にて二酸化炭素ガスを注入した。これを十分に混錬した後、押出機中の冷却ゾーンにて樹脂混合物の温度を275℃まで冷却し、当該温度にてダイから押出して圧力を解放して発泡樹脂シートとした。
押出し後の発泡樹脂シートは、透明紫外線遮断保護転写箔(尾池工業(株)製)とともに直径300mmの2対のロールで狭持してシートの片面に上記転写箔を熱圧着し、その後3℃の水で急冷した。次いで転写箔のポリエチレンテレフタレートフィルムをアクリル形樹脂離型層とともに剥離することにより、片面に保護膜を有する1.99mm厚で1,000mm幅の発泡ポリカーボネート樹脂シート(光反射板)を得た。
上記転写箔は幅1,000mmであり、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み12ミクロン)/アクリル系樹脂離型層(厚み0.5μm)/アクリル系樹脂保護層(厚み0.8μm)/紫外線遮断層(メチルメタクリレート:2−ヒドロキシ−4−(メタクリロキシエトキシ)ベンゾフェノン=7:3(モル比)の共重合体、ポリスチレン換算数平均分子量200,000、厚み2.0μm)/アクリル系樹脂接着層(厚み0.8μm)が、この順に積層された積層体であり、ロールに狭持する際には、アクリル系樹脂接着層が発泡樹脂シート側になるように挿入した。
得られた光反射板の発泡特性を表1に、光学特性および色相変化を表2に、それぞれ示した。
ビスフェノールAおよびホスゲンから界面重合法により得た粘度平均分子量24,300のポリカーボネート樹脂100重量部および紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール化合物2−(2−ヒドロキシ−5−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名「ケミソーブ79」、ケミプロ化成(株)製)0.3重量部を混合し、(株)日本製鋼所製の単軸押出機に投入した。押出機中の可塑化部温度を300〜320℃として上記混合物を溶融させた後、可塑化部下流において、280〜300℃の温度、圧力20MPaおよび表1に記載のガス重量比にて二酸化炭素ガスを注入した。これを十分に混錬した後、押出機中の冷却ゾーンにて樹脂混合物の温度を278℃まで冷却し、当該温度にてダイから押出して圧力を解放して約2mm厚で1,000mm幅の発泡ポリカーボネート樹脂シート(光反射板)を得た。
得られた光反射板の発泡特性を表1に、光学特性および色相変化を表2に、それぞれ示した。
長さ10cm、幅2cmに切り出した、厚みが表1に示した値のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(帝人デュポンフィルム(株)製、HSグレード)を耐圧容器に入れ、30分かけて100℃まで昇温し、定常状態に到達させた。次いでこの温度を保ったままで二酸化炭素を注入して15MPaの圧力とし、この圧力を3時間保持した。そして容器内の圧力を数秒かけて大気圧まで減圧した後、30分かけて室温まで冷却することにより、発泡PETシート(光反射板)を得た。
得られた光反射板の発泡特性を表1に、光学特性および色相変化を表2に、それぞれ示した。
Claims (5)
- 平均直径が4.4〜5μmである独立気泡を有してなり、厚みが1.95〜2.01mmであり、気泡体積率が35.2〜67.0vol%であり、拡散反射率が80%以上且つ反射ヘーズ(Haze)値が95%以上であり、そして光反射板として使用されることを特徴とする、ビスフェノールAとカーボネート前駆体とを反応させて得られたポリカーボネート樹脂から形成された発泡樹脂シート。
- 少なくとも一方の面に紫外線吸収剤を含有する樹脂被覆層を積層した請求項1に記載の発泡樹脂シート。
- 光反射板が、直下型バックライト式液晶表示装置に用いられる光反射板である、請求項1に記載の発泡樹脂シート。
- 光反射板、光源および光拡散板を含んでなり、前記光反射板が請求項1に記載の発泡樹脂シートであることを特徴とする、直下型バックライトユニット。
- 請求項4に記載の直下型バックライトユニットを備えることを特徴とする、直下型バックライト式液晶表示装置。
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