JP5838540B2 - バックライト装置用光拡散フィルム及び積層シート並びにそれを用いたバックライト装置 - Google Patents
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Description
該方法は、レンズによる集光効果を利用して輝度向上が図られているため、正面より眺めた時の輝度を向上することはできるが、斜めより眺めた時の輝度が正面より眺めた時の輝度に比べて大きく低下したり、高価である。
しかしながら、特許文献5に記載のフィルムは拡散度が小さく、面内輝度均質性やパターン隠蔽性等が不十分であることが示唆されている。
1.フィルム1枚のみの構成で、下記特性を同時に満たすことを特徴とするバックライト装置用光拡散フィルム。
(1)明細書中で記載した方法により、光拡散フィルムの巻き方向が試料固定台の上下方向と平行方向及び水平方向に固定して測定することにより得られた、主拡散方向の光の変曲度が4〜100%であること。
(2)上記方法において入射角0度で測定した透過光の主拡散方向の拡散度(DH0)が30度以上であること。
2.明細書中で記載した方法で測定される主拡散方向の拡散度(DH0)と主拡散方向と直交する方向の拡散度(DL0)との比(拡散度(DH0)/拡散度(DL0))が1.2〜6.0であることを特徴とする前記1に記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
3.ヘーズが95〜100%であることを特徴とする前記1又は2に記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
4.上記バックライト装置用光拡散フィルムが少なくとも二種の非相溶性の熱可塑性樹脂よりなる層を含むことを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
5.二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の少なくとも一種がポリオレフィン系樹脂よりなることを特徴とする前記4に記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
6.二種の非相溶性の熱可塑性樹脂が両方共にポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする前記5に記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
7.前記1〜6のいずれかに記載のバックライト装置用光拡散フィルムと、厚みが0.1〜5mm、全光線透過率が70〜100%のプラスチックシートを積層してなることを特徴とするバックライト装置用光拡散フィルム積層シート。
8.前記1〜6のいずれかに記載のバックライト装置用光拡散フィルムをバックライトユニットの出射光面上に設置してなることを特徴とするバックライト装置。
9.前記7に記載のバックライト装置用光拡散フィルム積層シートをバックライトユニットの出射光面上に設置してなることを特徴とするバックライト装置
また、本発明のバックライト装置は、レンズフィルムを使用したバックライト装置に近い高度な正面輝度を有しており、かつレンズフィルムを使用したバックライト装置の課題である輝度の角度依存性が低減されているので、例えば、大型TVに使用した場合は、斜めより見た時の画面の明るさ低下が抑制されるという利点を有している。
また、該特長より、例えば、カーナビゲーションのように斜めから眺めることの多いディスプレイのバックライト装置として有用である。
また、室内や社内照明用の灯具のバックライト装置と使用した場合は、レンズフィルムを用いたバックライト装置に比べて広い範囲にわたり均一な照度がえられるという利点を有する。
更に、本発明のバックライト装置は、一枚の部材の使用で、上記の全ての特性を付与することができるので経済性が著しく高いという利点を有する。
従って、本発明のバックライト装置は、液晶表示装置、室内の照明、内照式電飾パネル等において有効に使用することができる。
本発明のバックライト装置用光拡散フィルムは、フィルム1枚のみの構成で、下記特性を同時に満たす必要がある。
(1)下記方法で測定される主拡散方向の光の変曲度が4〜100%であること。
(2)下記方法において入射角0度で測定した透過光の主拡散方向の拡散度(DH0)が30度以上であること。
上記特性を同時に満たすことにより、初めて後述の本発明の効果を発現させることができる。
以下、本発明においては、該バックライト装置用光拡散フィルムを単に光拡散フィルムと称することもある。
本発明における透過光の拡散度は、以下の方法で測定して求めたものである。
<透過光の拡散度の測定方法>
自動変角光度計(GP−200:株式会社村上色彩研究所製)を用いて測定を行う。
透過測定モード、光線入射角:0°(試料面に対して上下、左右共に直角になる角度)、受光角度:−90°〜90°(赤道線面上の角度)、フィルター:ND10使用、光束絞り:10.5mm(VS−1 3.0)、受光絞り:9.1mm(VS−3 4.0)及び変角間隔0.1度の条件で測定し、透過光のピークトップが、チャートの40〜90%になるようにSENSITIVITYやHIGH VOLTONの設定を変更して測定することにより得た透過光の変角光度曲線のピークの高さの半分の高さにおける角度の幅(半値幅)を求める。図1参照。
なお、受光器を移動させる面を赤道面と定義する。
上記測定を光拡散フィルムの巻き方向が、試料固定台の上下方向と平行方向及び水平方向になるように試料固定台に固定して行い求めた半値幅の大きい方をDH0とする。該DH0の方向を主拡散方向とする。一方、該主拡散方向と直交する方向の拡散度をDL0とする。
上記測定は光拡散フィルムの表面粗さに差がある場合は、実際にバックライト装置に用いる時と同じ方向に光が通過するような方向で固定して測定する。
DH0が30度未満では、例えば、パターン隠蔽性等が低下するので好ましくない。
本発明における光の変曲度は、以下の方法で測定して求めたものである。
<光の変曲度の測定方法>
自動変角光度計(GP−200:株式会社村上色彩研究所製)を用いて測定を行う。
透過測定モード、光線入射角:0°(試料面に対して上下、左右共に直角の角度)、受光角度:−90°〜90°(赤道線面上の角度)、フィルター:ND10使用、光束絞り:10.5mm(VS−1 3.0)、受光絞り:9.1mm(VS−3 4.0)及び変角間隔0.1度の条件で測定し、透過光のピークトップが、チャートの40〜90%になるようにSENSITIVITYやHIGH VOLTONの設定を変更して測定することにより得た透過光のピークの高さ(H0)と、光線入射角を60°(赤道線面上の角度)に変更する以外は、上記条件と同じ条件で測定した時の透過光のピークの角度0度における高さ(H60)を求める。該方法で求めたH60とH0を用いて下記式で変曲度を求める。
光の変曲度=H60/H0×100(%) (1)
図2参照。
なお、受光器を移動させる面を赤道面と定義する。
該光の変曲度は、主拡散方向において測定して求める。
上記測定はバックライト装置用光拡散フィルムの表面粗さに差がある場合は、実際にバックライト装置に用いる時と同じ方向に光が通過するような方向で固定して測定する。
光の変曲度が、4%未満では、前述した本発明の効果を十分に発現することが出来なくなるので好ましくない。
該特性は、バックライト装置用光拡散フィルムに光を入光した時に、フィルム中での光の変曲効果の度合い、すなわち、高角度で入光した光が正面に向かって出光する度合いを示す尺度である。ある意味で集光効果を示す尺度とも見なせる。本発明方法のバックライト装置用光拡散フィルムは、従来公知の光拡散フィルムやレンズフィルムより大きな変曲効果を有する。そのために、本発明の効果を効率的に発現できるものと推察される。
該理想的な特性が付与できた理由は定かでない。
上記の両特性共にそれぞれの本発明の効果に寄与していると推察されるが、光の変曲度が高い事が正面輝度や輝度の角度依存性に対して、透過光の拡散度が高いことが面内輝度均質性やパターン隠蔽性に対する寄与が大きいと推察している。
該特性は光拡散フィルムの光拡散性の異方性の度合いの尺度である。該値が大きいほど異方性が高くなる。従って、異方性の度合いが大きい方が好ましいと言える。
該特性を満たすことで上記の本発明のフィルムが具備すべく特性である高い正面輝度、輝度の角度依存性、面内輝度均質性及びパターン隠蔽性等の個々の特性のバランスを変更することができる。例えば、輝度の角度依存性、面内輝度均質性及びパターン隠蔽性を低下させることなく正面輝度を高めることができる。
理由は定かでないが、異方性の付与により特定方向への集光効果が出るために引き起こされるものと推察される。
上記の各特性を満たすにはフィルムの構成を下記のようにすることが好ましい。
光拡散機能を有した構成であれば、その構成は限定されない。例えば、フィルム中に光を散乱させる成分を配合し、光を散乱させる方法、フィルム中にボイドやクレイズ等の空隙を設けて、該空隙との界面の屈折率差で光を散乱させる方法及びフィルム表面に凹凸を設けて、該凹凸により光を散乱する方法及びこれらを組み合わせた方法等が挙げられる。以下、該光の散乱を単に散乱と称することもある。
上記特性を満たす方法も限定されない。上記方法において、散乱の大きさや散乱の方向等の制御により実行される。例えば、散乱単位の数、散乱単位の大きさ、散乱単位の形、散乱単位成分とフィルム成分の界面の屈折率差及びフィルム表面の突起の高さ、数及び形状等により、散乱の大きさや散乱の方向等が制御される。
上記特性に対するこれらの要因の影響は複雑で、かつ、お互いに相乗効果を有するので単純ではない。
例えば、拡散度については、散乱単位の数、界面の屈折率差、フィルム表面の突起の高さ及び突起数等の影響が大きい。
異方性については、形状の影響が大きく、形状の異方性と相関があり、一般には、形状の異方性が大きいほど、光の拡散度の異方性も高くなる。該形状の長手方向と直交する方向に光が散乱されるので、該方向の拡散度が高くなる。従って、形状の異方性を大きくし、かつ、該形状異方性の方向を特定方向に配向させることにより、光の異方性を高くすることができる。
変曲度については、それぞれの要因の寄与が複雑であり、好ましい方向は明確でないが、散乱成分とフィルムの屈折率差を小さくして、かつ、散乱単位の数を多くするのが一方策であると推察している。
上述のごとく、各要因の寄与は複雑であり、上記特性の全てを満たす構成を単純化した形で明示することはできない。上記要因を最適化することにより達成できる。実施例において示される方法が好ましい実施態様の例である。
実施例においては、二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の混合物を溶融押し出し成型する方法及びビーズ配合した樹脂層をコート法で形成する方法を開示しているが、好ましい実施態様である。
このようなフィルムの製造方法も限定されないが、例えば、(1)架橋有機ポリマービーズや無機粒子等の非溶融性の微粒子状の拡散性成分を配合した樹脂組成物を製膜したもの、(2)少なくとも2種の非相溶性の樹脂の混合物を製膜したもの、(3)有機ポリマービーズや無機粒子を配合した樹脂層をコート法等で積層したもの、(4)賦型処理によりフィルム表面に表面突起を形成する方法、(5)熱収縮法によりフィルム表面に皺を形成する方法及びこれらを複合したもの等の方法が挙げられる。
該(2)の少なくとも2種の非相溶性の熱可塑性樹脂の混合物を製膜する方法における2種の非相溶性の熱可塑性樹脂の混合物の存在形態は、上記の特性を満たせば特に限定されない。連続相及び分散相としてそれぞれの樹脂が独立して存在するいわゆる海/島構造であってもよいし、両樹脂が共連続相を形成した構造であってもよい。両樹脂の界面における光の屈折や散乱により上記特性は付与される。
該方法では例えば、(1)の架橋有機ポリマービーズや無機粒子等の非溶融性の微粒子状の拡散性成分を配合した樹脂組成物を製膜する方法とは異なり、非溶融性の微粒子を含有させる必要がないので、溶融押し出し成型法で実施しても、製膜工程における溶融樹脂の濾過において、濾過フィルタの目詰まりが低減でき、生産性が優れるとともに得られるフィルムの清澄度も高いという特長を有する。
上記多層構成の場合は、多層共押出し法で製造してもよいし、押出しラミネート法やドライラミネート法で実施してもよい。
有機ポリマービーズの種類も限定されないが、アクリル系、スチレン系及びこれらの共重合系が挙げられる。
樹脂層を形成するための樹脂の種類も限定させない。例えば、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体や配合物が挙げられる。
非架橋体及び架橋体のいずれでも良い。また、架橋方法やコート方法等も限定されない。
上記方法で実施する場合に限定すれば、二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の混合物を溶融押し出し成型する方法においては、二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の屈折率差の小さい樹脂を選ぶことと両樹脂の界面にボイドを発生させないことが好ましい。両樹脂の屈折率差が0.01〜0.1であることが好ましい。
有機ポリマービーズを配合した樹脂層をコート法で形成する方法においては、130度以下の温度で乾燥することが好ましい。
上記対応により、上記特性を安定して付与する事ができる。
本発明において少なくとも二種の非相溶性の熱可塑性樹脂として用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリポロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂及びポリメチルペンテン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂より非相溶性(お互いの溶け合わない)の熱可塑性樹脂の少なくとも二種類を選択すればよい。
上記の少なくとも二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の配合割合は、上記の光学特性を満たせば特に限定されないが、それぞれ質量比で10/90〜90/10であることが好ましく、20/80〜80/20がより好ましく、30/70〜70/30の割合が更に好ましい。
上記の少なくとも二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の混合物は、それぞれの熱可塑性樹脂を製膜工程の押出し機などで配合してもよいし、予め混練法等で事前に混合物とした形で用いてもよい。
例えば、(1)ノルボルネン系モノマーの開環(共)重合体を、必要に応じてマレイン酸付加、シクロペンタジエン付加のごときポリマー変性を行なった後に、水素添加した樹脂、(2)ノルボルネン系モノマーを付加型重合させた樹脂、(3)ノルボルネン系モノマーとエチレンやα−オレフィンなどのオレフィン系モノマーと付加型共重合させた樹脂などが挙げることができる。重合方法及び水素添加方法は、常法により行なうことができる。
該樹脂の密度や重合方法等も限定されないが、密度が0.909以下の共重合体の使用が好ましい。例えば、オクテンとの共重合体が挙げられる。重合方法はメタロセン触媒法及び非メタロセン触媒法のいずれでも構わない。
本発明のバックライト装置用光拡散フィルムは、以上のような方法で得られたフィルムの少なくとも片面を平均表面粗さ(Ra)が2μm以下であれば賦型処理により粗面化しても良い。2μmを超えた場合は、輝度の角度依存性が低下することがあるので好ましくない。
該粗面化処理としては、上記方法で得られたバックライト装置用光拡散フィルムの表面に凹凸を形成して粗面化できる限り特に限定されず、マット加工又はエンボス加工などであってもよい。粗面化処理は、例えば、凹凸(格子状の凹凸、ランダム状の凹凸など)が形成されたロール間にバックライト装置用光拡散フィルムを通したり、凹凸部が形成されたロールでシート状素材を押圧することにより行うことができる。
また、後述のバックライト装置用光拡散フィルム積層シートを賦型して粗面化してもよい。
本発明におけるもう一つの発明は、上述の方法により得られたバックライト装置用光拡散フィルムと、厚みが0.1〜5mmで全光線透過率が70〜100%のプラスチックシートを積層してなるバックライト装置用光拡散性フィルム積層シートである。
上述の方法により得られたバックライト装置用光拡散フィルムは、前述のごとく優れた光学特性を有し、かつ経済的に製造することが出来るが、ある用途においては光学特性以外などの特性、例えば、耐熱性、耐熱寸法安定性、剛性等の機械的特性、あるいは難燃性等の特性を満たすことができない場合がある。透明なプラスチックシートと本発明のバックライト装置用光拡散フィルムとを積層することにより、光学特性以外の特性を補完して市場要求の総合特性を満たすことができる。
本発明に用いる透明なプラスチックシートの厚みは0.5〜3mmがより好ましい。0.1mm未満では補強効果あるいは補完効果が不足する。また、5mm以上は経済的に不利となる場合や柔軟性が損なわれる場合がある。
本発明に用いる透明なプラスチックシートの全光線透過率は、80〜100%がより好ましい。85〜100%が更に好ましい。70%未満では、前述のバックライト装置用光拡散フィルムの特性を有効に活かすことができない。出来るだけ全光線透過率が高く非拡散性のものが好ましい。また、該プラスチックシートとして拡散性を有したものを用いて積層効果を発現させる方法も好ましい。
粘着剤や接着剤などを用いて貼り合わせる方法の場合、粘着剤としては、具体的には、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ビニル系粘着剤等が挙げられる。本発明のバックライト装置用光拡散フィルム積層シートは高温で使用する可能性があるため、常温〜120℃でも安定な粘着剤が好ましい。中でもアクリル系粘着剤は、安価であるために広く用いられる。どの粘着剤を使用した場合でもその厚みは、0.5〜50μmが好ましい。
接着剤としては、熱又は触媒の助けにより接着される接着剤が挙げられる。具体的には、シリコン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、アクリル系接着剤などを用いることができる。本発明のバックライト装置用光拡散フィルム積層シートは高温で使用する可能性があるため、常温〜120℃でも安定な接着剤が好ましい。これらの中で、エポキシ系接着剤は強度、耐熱性に優れているため、好適に利用できる。シアノアクリレート系接着剤は、即効性と強度に優れているため、効率的な積層シート作製に利用できる。ポリエステル系接着剤は、強度、加工性に優れているため、積層シート作製に特に好適である。これらの接着剤は、接着方法によって熱硬化型、ホットメルト型、2液混合型に大別されるが、好ましくは連続生産が可能な熱硬化型あるいはホットメルト型が使用される。どの接着剤を使用した場合でもその厚みは、0.5〜50μmが好ましい。
すなわち、例えば、前記した透明なプラチックシート表面に、前記したバックライト装置用光拡散フィルムを構成する熱可塑性樹脂配合物を溶融し押し出して直接ラミネートする、いわゆる押し出しラミネート法で製造してもよい。また、該溶融押し出しラミネート法の工程内で前記した粗面化処理を同時に行ってもよい。
該押し出しラミネート法で実施する場合は、バックライト装置用光拡散フィルムと透明なプラチックシートとの接着性や接着耐久性を向上させるために、アンカーコート処理をしたり、易接着処理をした透明なプラチックシートを用いる等の手段を取り入れることは好ましい実施態様の一つである。
上記の本発明のバックライト装置用光拡散フィルム又はバックライト装置用光拡散フィルム積層シートをバックライトユニットの出光面上に設置してなることが必要である。この場合、バックライト装置用光拡散フィルム又はバックライト装置用光拡散フィルム積層シートの設置方法は限定されない。単に置いて設置しても良いし、接着剤や粘着剤で固定しても良い。また、両面粘着テープで固定しても良い。
また、バックライト装置の上面に設置される液晶パネルの最下面に設置しても良い。
バックライト装置用光拡散フィルム又はバックライト装置用光拡散フィルム積層シートが、異方性を有する場合の該バックライト装置用光拡散フィルム又はバックライト装置用光拡散フィルム積層シートの設置方向も限定されない。光源の種類、形状及び設置場所等により、本発明の効果が効率よく発現できる方向に設置すれば良い。例えば、光源が冷陰極管の場合は、バックライト装置用光拡散フィルム又はバックライト装置用光拡散フィルム積層シートの主拡散方向が、該冷陰極管の長手方向と直交する方向に設置するのが好ましい。
該対応により、上記した本発明の効果を発現することができる。
本発明のバックライト装置用光拡散フィルム又はバックライト装置用光拡散フィルム積層シートが用いられるバックライトユニットは、少なくとも片面に出射光面を有したユニットであればその構造等は何ら制限を受けない。エッジライト方式であっても直下方式であってもかまわない。エッジライト方式の場合の導光板の構造とも制限を受けない。
バックライトユニットに用いられる反射フィルムや反射板の種類も制限されない。白色反射タイプ、金属反射タイプ及びその他のタイプのいずれでも良い。
バックライトユニットに用いられる光源も制限を受けない。例えば、電球、発光ダイオード(LED)、エレクトロルミネッセンスパネル(EL)、冷陰極管(CCFL)及び熱陰極管(HCFL)のいずれでも良いしこれらを組み合わせたものあるいはその他の光源でも良い。
自動変角光度計(GP−200:株式会社村上色彩研究所製)を用いて測定を行った。
透過測定モード、光線入射角:0°(試料面に対して上下、左右共に直角になる角度)、受光角度:−90°〜90°(赤道線面上の角度)、フィルター:ND10使用、光束絞り:10.5mm(VS−1 3.0)、受光絞り:9.1mm(VS−3 4.0)及び変角間隔0.1度の条件で測定し、透過光のピークトップが、チャートの40〜90%になるようにSENSITIVITYやHIGH VOLTONの設定を変更して測定することにより得た透過光の変角光度曲線のピークの高さの半分の高さにおける角度の幅(半値幅)を求める。図1参照。
なお、受光器を移動させる面を赤道面と定義した。
上記測定を光拡散フィルムの巻き方向が、試料固定台の上下方向と平行方向及び水平方向になるように試料固定台に固定して行い求めた半値幅の大きい方をDH0とする。該DH0の方向を主拡散方向とする。一方、該主拡散方向と直交する方向の拡散度をDL0とした。
上記測定は光拡散フィルムの表面粗さに差がある場合は、実際にバックライト装置に用いる時と同じ方向に光が通過するような方向で固定して測定した。
自動変角光度計(GP−200:株式会社村上色彩研究所製)を用いて測定を行った。
透過測定モード、光線入射角:0°(試料面に対して上下、左右共に直角の角度)、受光角度:−90°〜90°(赤道線面上の角度)、フィルター:ND10使用、光束絞り:10.5mm(VS−1 3.0)、受光絞り:9.1mm(VS−3 4.0)及び変角間隔0.1度の条件で測定し、透過光のピークトップが、チャートの40〜90%になるようにSENSITIVITYやHIGH VOLTONの設定を変更して測定することにより得た透過光のピークの高さ(H0)と、光線入射角を60°(赤道線面上の角度)に変更する以外は、上記条件と同じ条件で測定した時の透過光のピークの角度0度における高さ(H60)を求める。該方法で求めたH60とH0を用いて下記式で変曲度を求めた。
光の変曲度=H60/H0×100(%) (1)
図2参照。
なお、受光器を移動させる面を赤道面と定義した。
該光の変曲度は、主拡散方向において測定して求める。
上記測定はバックライト装置用光拡散フィルムの表面粗さに差がある場合は、実際にバックライト装置に用いる時と同じ方向に光が通過するような方向で固定して測定した。
日本電色工業株式会社製ヘーズ測定器「NDH−2000」を用いて、JIS K 7136に準拠して測定した。
該測定は、光拡散フィルムの巻き方向が垂直方向になるように試料固定部に固定して測定することにより得た測定値を用いた。また、光拡散フィルムの表面粗さに差がある場合は、実際にバックライト装置に用いる時と同じ方向に光が通過するような方向で固定して測定した。
株式会社小坂研究所製 万能表面形状測定器 MODEL SE−3Cを用い、縦倍率:2000〜10000、カットオフ:0.25mm、測定長:8mm、測定速度:0.5mm/分の条件で測定した。
上記測定は、光拡散フィルムの巻き方向と該方向と直行する方向の平均表面粗さ(Ra)を測定して、値の大きい方を平均表面粗さ(Ra)とした。該測定はそれぞれ5回づつ行い、その平均値を用いた。
JIS K 7210 A法に準拠して、2.16kgfの条件で測定した。
長径側(横方向)の両側に冷陰極管がそれぞれ3本ずつ設けられた19インチの導光板タイプ(白色反射フィルム使用でメッシュタイプ)のバックライトユニットの出射光側のアクリル板上のほぼ中央部に40mm×60mm角(60mm側が横方向)の評価サンプルをセット(単に、重ね合わせて設置、試料がカールしている等で浮きがである場合は四隅をテープで固定した。)して、30mm×50mm角(50mm側が横方向)の切り抜き部分を設けた黒色の遮光紙を切り抜き部分の中心が評価サンプルの中心部になるように設置して、暗室で輝度を測定した。黒色の遮光紙はバックライトユニットの全体が覆われる大きさとして固定して光が漏れないようにして測定した。
また、バックライトユニットは水平に設置して測定した。
該輝度は(株)トプコンテクノハウス社製のトプコン分光放射計SR−3Aを用いて、測定角度2度で、バックライトユニット表面との距離が40cmで評価用サンプルの中心が直下になる位置で測定した。
本測定においては、評価用サンプルは主拡散方向が、冷陰極管の長手方向と直交方向になるように設置して行った。
トプコン分光放射計SR−3Aと評価用サンプルの中心との角度がバックライトユニットの表面に対する垂線より35度傾けた位置になるようにトプコン分光放射計SR−3Aを設置する以外は、上記の正面輝度と同様の方法で輝度を測定した。該輝度を上記の正面輝度で除した値を輝度の角度依存性とした。該値が大きい程、輝度の角度依存性は優れていると言える。1.0がベストである。
上記正面輝度測定における開口部をバックライトが点灯させた状態で肉眼観察をして、以下の判定をした。
導光板のメッシュが全く見えない場合:○
導光板のメッシュがかすかに見える場合:△
導光板のメッシュがはっきり見える場合:×
20インチで12本の冷陰極管が設置された直下方式のバックライトユニットの光拡散アクリル板を透明アクリル板に取替え、該透明アクリル板上のほぼ中央部にA−4サイズのサンプルを置き、四隅をテープで固定し、ハイランド社製の高機能輝度計測システム(ZERO ONE)を用いて、暗室でバックライトニットを点灯させた状態で、サンプルの中央部を100×220ピクセルの面積の輝度を測定した。輝度は最大輝度、最小輝度、輝度を測定した。面内輝度均質性は上記方法で求められた最小輝度/最大輝度の比で表示した。該値が小さいほど輝度斑が小さい。
上記冷陰極管は冷陰極管の長手方向がバックライトユニットの長手方向(横方向)になるように設定されたものを用いた。輝度測定装置はサンプルのほぼ中心部の真上で、透明アクリル板表面と輝度計入射光面との距離は120cmの位置に設置して測定した。
バックライトユニットは水平に設置して測定した。
本測定においては、評価用サンプルは主拡散方向が、冷陰極管の長手方向と直行する方向になるように設置して行った。
環状ポリオレフィン系樹脂(TOPAS(TM)6013F04 Topas Advanced Polymers社製 メルトフローレート:2.0(230℃))35質量部とエチレンとオクテンよりなるブロック共重合樹脂(ダウ・ケミカル社製 INFUSE(TM) D9817.15 メルトフローレート:26(230℃))65質量部を池貝鉄工社製PCM45押出機を用いて樹脂温度250℃にて溶融混合してTダイで押出し、鏡面の冷却ロールで冷却することにより厚み400μmのバックライト装置用光拡散フィルムを得た。上記冷却時の冷却ロールへのフィルムの密着はバキュームチャンバーを用いて行った。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムは、全ての特性が優れており高品質であった。
実施例1の方法において、樹脂の配合を環状ポリオレフィン系樹脂(TOPAS(TM)6015 Topas Advanced Polymers社製 メルトフローレート:0.41(230℃))50質量部とエチレンとオクテンよりなるブロック共重合樹脂(ダウ・ケミカル社製 INFUSE(TM) D9107.15メルトフローレート:2.1(230℃))50質量部に変更し、かつフィルム厚み200μmに変更する以外は、実施例1と同様の方法でバックライト装置用光拡散フィルムを得た。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムも、実施例1で得られたバックライト装置用光拡散フィルムと同等の特性を有しており高品質であった。
環状ポリオレフィン系樹脂(TOPAS(TM)6015 Topas Advanced Polymers社製 メルトフローレート:0.41(230℃))50質量部とエチレンとオクテンよりなるブロック共重合樹脂(ダウ・ケミカル社製 INFUSE(TM) D9817.15 メルトフローレート:26(230℃))50質量部を池貝鉄工社製PCM45押出機を用いて樹脂温度250℃にて溶融混合してTダイで押出し、梨地加工した冷却ロール(Ra=0.55)で冷却することにより厚み400μmのバックライト装置用光拡散フィルムを得た。上記冷却ロールの反対面は表面に離型処理をした(Ra=1.0)押さえロールを用いた。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムも、実施例1で得られたバックライト装置用光拡散フィルムと同等の特性を有しており高品質であった。
実施例3の方法において、バックライト装置用光拡散フィルムの厚みを200μmにする以外は、実施例3と同様の方法でバックライト装置用光拡散フィルムを得た。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムも、実施例1で得られたバックライト装置用光拡散フィルムと同等の特性を有しており高品質であった。
環状ポリオレフィン系樹脂(TOPAS(TM)6015 Topas Advanced Polymers社製 メルトフローレート:0.41(230℃))35質量部とエチレンとオクテンよりなるブロック共重合樹脂(ダウ・ケミカル社製 INFUSE(TM) D9807.15 メルトフローレート:29(230℃))65質量部を池貝鉄工社製PCM45押出機を用いて樹脂温度250℃にて溶融混合してTダイで押出し、鏡面の冷却ロールで冷却することにより厚み300μmのバックライト装置用光拡散フィルムを得た。上記冷却時の冷却ロールへのフィルムの密着はバキュームチャンバーを用いて行った。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムも、実施例1で得られた光拡散フィルムと同等の特性を有しており高品質であった。
実施例1の方法において、樹脂配合を環状ポリオレフィン系樹脂(TOPAS(TM)6015 Topas Advanced Polymers社製 メルトフローレート:0.41(230℃))50質量部とエチレンとオクテンよりなるランダム共重合樹脂(ダウ・ケミカル社製 ENGAGE(TM) 8137 メルトフローレート:30(190℃))50質量部に、フィルム厚み200μmに変更する以外は、実施例1と同様の方法でバックライト装置用光拡散フィルムを得た。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムも、実施例1で得られたバックライト装置用光拡散フィルムと同等の特性を有しており高品質であった。
厚み250μmの高透明性ポリエステルフィルム(東洋紡績社製 コスモシャインA4300)の片面に、平均粒径が0.9μmの真球状のアクリル樹脂粒子(東洋紡績社製 吸放湿性微粒子 タフチック(TM)HU700E)55質量部と水性ポリウレタン樹脂45質量部(第一工業製薬社製 スパーフレックス(TM)E200)の混合部を乾燥後の厚みで35μmになるように、塗工し、室温で乾燥をすることによりバックライト装置用光拡散フィルムを得た。
得られたバックライト装置用光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルムは、正面輝度はやや劣るが、輝度の角度依存性やパターン消失性に優れていた。
実施例1の方法で、フィルム厚みを175μmにする以外は、実施例1と同様の方法で光拡散フィルムを得た。
得られた光拡散フィルムの特性を表1に示す。
本比較例で得られた光拡散フィルムは、パターン隠蔽性が劣っていた。
市販のマイクロレンズフィルムの特性を表1に示す。
該マイクロレンズは、正面輝度は高いが、輝度の角度依存性が劣る。また、該マイクロレンズ一枚もみでの使用では、パターン隠蔽性も劣る。
市販のバックライト装置に使用されているビーズコート法で製造された光拡散フィルムの特性を表1に示す。
該光拡散フィルムは、1枚のみの使用では、輝度の角度依存性及びパターン隠蔽性が劣る。
正面輝度及び輝度の角度依存性の測定に用いたバックライトユニットに組み込まれていた上拡散フィルム/プリズムレンズフィルム/下拡散フィルムよりなる光学フィルムセットの特性を表1に示す。
該フィルムセットは、正面輝度やパターン隠蔽性は優れているが、輝度の角度依存性が劣っていた。また、枚数も多く経済性が劣っていた。
それぞれ実施例1、3及び4で得られたバックライト装置用光拡散フィルムについて面内輝度均質性を測定した。いずれの実施例で得られた光拡散フィルムも平均輝度が高く、かつ面内輝度均質性が高くバックライト装置用の光拡散フィルムとして高品質であった。
バックライト装置用光拡散フィルムを設置することなく面内輝度均質性を測定した。最大輝度は著しく高いが、面内輝度均質性が著しく大きかった。上記実施例フィルムの光学特性制御効果の大きさが顕著に示される。
それぞれ比較例1〜3の光拡散フィルムについて面内輝度均質性の評価をした。
比較例1で得られた光拡散フィルムは、最大輝度は高いが面内輝度均質性が低く、光拡散フィルム1枚のみでは性能不足であった。
比較例2や3で得られたフィルムは、最大輝度は上記実施例の光拡散フィルムに比べて著しく高いが、面内輝度均質性が低く、光拡散フィルム1枚のみでは性能不足であった。
面内輝度均質性測定に用いたバックライトユニットに組み込まれていた上拡散フィルム/プリズムレンズフィルム/下拡散フィルムよりなる光学フィルムセットについて、面内輝度均質性を測定した。
最大輝度は高いが面内輝度均質性が劣っていた。また、フィルムの枚数が多く経済性が劣っていた。
それぞれ実施例1および2の方法において、上記冷却時の冷却ロールへのフィルムの密着を抑えロール方式に切り替え、押さえロール側にポリウレタン系のアンカーコート剤で表面処理をした厚みが200μmで、全光線透過率が88%のポリカーボネートシートを通過させることにより、ポリカーボネートシートが積層されたバックライト装置用光拡散フィルム積層シートを得た。
これらの実施例で得られたバックライト装置用光拡散フィルム積層シートは、実施例1や2で得られたバックライト装置用光拡散フィルムと同等の光学特性を有しており、かつ実施例1や2で得られたバックライト装置用光拡散フィルムに比べて耐熱性や強度等の非光学特性が向上した。従って、バックライト装置用光拡散フィルム積層シートとして高品質であった。
また、本発明のバックライト装置は、レンズフィルムを使用したバックライト装置に近い高度な正面輝度を有しており、かつレンズフィルムを使用したバックライト装置の課題である輝度の角度依存性が低減されているので、例えば、大型TVに使用した場合は、斜めより見た時の画面の明るさ低下が抑制されるという利点を有している。
また、該特長より、例えば、カーナビゲーションのように斜めから眺めることの多いディスプレイのバックライト装置として有用である。
また、室内や社内照明用の灯具のバックライト装置と使用した場合は、レンズフィルムを用いたバックライト装置に比べて広い範囲にわたり均一な照度がえられるという利点を有する。
更に、本発明のバックライト装置は、一枚の部材で、上記の全ての特性を付与することができるので経済性が著しく高いという利点を有する。
従って、本発明のバックライト装置は、液晶表示装置、室内の照明、内照式電飾パネル等において有効に使用することができる。
更に、本発明のバックライト装置は、一枚のフィルムで、上記の全ての特性を付与することができるので経済性が著しく高いという利点を有する。
従って、本発明のバックライト装置は、液晶表示装置、室内の照明、内照式電飾パネル等において有効に使用することができる。
従って、産業界への寄与は大きい。
Claims (7)
- 少なくとも二種の非相溶性の熱可塑性樹脂よりなる層を含むバックライト装置用光拡散フィルムであって、フィルム1枚のみの構成で、下記特性を同時に満たすことを特徴とするバックライト装置用光拡散フィルム。
(1)下記方法により測定した光の変曲度が4〜100%であること。
自動変角光度計に光拡散フィルムの巻き方向が、試料固定台の上下方向と平行方向及び水平方向になるように試料固定台に固定して、試料面に対して上下、左右共に直角になる角度(0°)で光線を入射し、受光器を移動させ透過光を測定した。
透過光の変角光度曲線のピークの高さの半分の高さにおける角度の幅(半値幅)をそれぞれ求めた。半値幅の大きい方をDH0とし、小さい方をDL0とした。
DH0が得られたきの上下の方向をフィルムの主拡散方向とし、フィルムの主拡散方向が上下方向になるように固定して、光線入射角を0°及び試料面に対して上下、左右共に直角になる角度から赤道線面上の60°として測定した透過光の受光角度0°における透過光のピークの高さをそれぞれH0、H60とした。
H60とH0を用いて下記式で変曲度を求めた。
光の変曲度=H60/H0×100(%) (1)
(2)上記(1)に記載の方法により測定したDH0が30度以上であること。
(3)二種の非相溶性の熱可塑性樹脂が両方共にポリオレフィン系樹脂であること。 - DH0とDL0との比DH0/DL0が1.2〜6.0であることを特徴とする請求項1に記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
- ヘーズが95〜100%であることを特徴とする請求項1又は2に記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
- 二種の非相溶性の熱可塑性樹脂の少なくとも一種がポリオレフィン系樹脂よりなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のバックライト装置用光拡散フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のバックライト装置用光拡散フィルムと、厚みが0.1〜5mm、全光線透過率が70〜100%のプラスチックシートを積層してなることを特徴とするバックライト装置用光拡散フィルム積層シート。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のバックライト装置用光拡散フィルムをバックライトユニットの出射光面上に設置してなることを特徴とするバックライト装置。
- 請求項5に記載のバックライト装置用光拡散フィルム積層シートをバックライトユニットの出射光面上に設置してなることを特徴とするバックライト装置。
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