(57)【要約】【課題】液晶テレビなどに使用される複数の線状光源を使用する直下型バックライトの反射材として好適な、可視光に対し高い反射率と高い指向性の両方を備えた異方性反射フィルムを提供する。【解決手段】少なくとも２種以上の非相溶性の樹脂を含む反射フィルムであって、非相溶性の樹脂の相分離構造が、少なくとも１種の樹脂からなる海相と少なくとも１種の樹脂からなる島相からなる海−島構造であり、島相がフィルムの少なくとも表層部で一方向に配向した島相であって、島相の配向方向と平行な反射面と島相の配向方向と直交する反射面とで反射光強度が異なることを特徴とする異方性反射フィルムである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種以上の非相溶性の樹脂を含む反射フィルムであって、非相溶性の樹脂の相分離構造が、少なくとも１種の樹脂からなる海相と少なくとも１種の樹脂からなる島相からなる海−島構造であり、島相がフィルムの少なくとも表層部で一方向に配向した島相であって、島相の配向方向と平行な反射面と島相の配向方向と直交する反射面とで反射光強度が異なることを特徴とする異方性反射フィルム。
【請求項２】
海相の樹脂がポリプロピレン樹脂を含み、島相の樹脂がポリカーネート樹脂を含むことを特徴とする請求項１記載の異方性反射フィルム。
【請求項３】
前記反射フィルムの全反射率が９５％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の異方性反射フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射面の方向によって反射光強度が異なる異方性反射フィルムであって、特に、液晶表示装置のバックライト等に好適に用いられる異方性反射フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
反射フィルムは、液晶表示装置においてＬＥＤや冷陰極線管などの点状あるいは線状の光源の光を面状に反射させることによって均一な面状の光源を得るための反射板として使用されておいり、特に液晶テレビなどの大型液晶表示装置の直下型バックライトの反射板として用いられる。
従来、反射フィルムとしては、内部に微細な空洞を含むフィルムやフィルムの表面に銀などの金属反射層を設けたものなどが使用されている。
大型液晶テレビなどの大型液晶表示装置においては、表示画面を明るくするために線状光源である冷陰極線管を複数本平行に配置して使用するが、この場合隣り合う冷陰極線管同士の光が干渉して縞状に明るさの斑が発生しやすいために、拡散反射する反射フィルムが一般に使用されている。
【０００３】
拡散反射する反射フィルムとしては、前記の内部に微細な空洞を含むフィルムが一般的で、例えば、ポリエステル樹脂やポリプロピレン樹脂に無機粉末を添加したフィルムを延伸して、無機粉末を起点とする微細な空洞を形成させたフィルムや、ポリエステル樹脂からなるフィルムに窒素ガスや炭酸ガスなどを含浸させて発泡させたフィルムなどがある。
冷陰極線管などの線状光源から発しこれらの反射フィルムで反射した光は、明るさに縞状の強弱ばらつきが生じるため、前記大型液晶テレビなどでは、入射した光を均等に反射するために、反射光が液晶パネルに入る前に拡散板を使用して、液晶パネルに入る光の輝度を均一化させることが一般に行われる。
拡散板はアクリル樹脂などの透明性の樹脂に光を散乱する粒子を添加した樹脂板で、反射板で反射した光を面方向に均一化させるために使用されるが、前記線状光源を使用する直下型バックライトでは、反射板で反射した光の明るさが縞状にばらつきやすいため、拡散板を厚くしたり、散乱板に添加する光散乱粒子の量を多くするなどが必要となり、このため拡散板を透過して液晶パネルに到達する光の量は少なくなり、液晶画面の輝度は低くなりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来からの問題を解決する異方性反射フィルムを提供することを目的とする。即ち、本発明は、可視光に対し高い反射率と高い指向性の両方を備えた異方性反射フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、非相溶性の樹脂を含むフィルムの少なくとも表層部に配向した島相が存在する海−島構造のフィルムで反射率が９５％以上のフィルムが、直交する反射面で反射光強度が異なり、特に液晶テレビなどの直下型バックライトに使用される異方性反射フィルムとして好適であることを見いだし、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、下記の通りである。
（１）少なくとも２種以上の非相溶性の樹脂を含む反射フィルムであって、非相溶性の樹脂の相分離構造が、少なくとも１種の樹脂からなる海相と少なくとも１種の樹脂からなる島相からなる海−島構造であり、島相がフィルムの少なくとも表層部で一方向に配向した島相であって、島相の配向方向と平行な反射面と島相の配向方向と直交する反射面とで反射光強度が異なることを特徴とする異方性反射フィルム。
（２）海相の樹脂がポリプロピレン樹脂を含み、島相の樹脂がポリカーネート樹脂を含むことを特徴とする上記（１）記載の異方性反射フィルム。
（３）前記反射フィルムの全反射率が９５％以上であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の異方性反射フィルム。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、可視光に対し高い反射率と高い指向性の両方を備え、直交する反射面で反射光強度が異なる異方性反射フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の異方性反射フィルムとして好適な具体例を示す。
本発明の異方性反射フィルムは、少なくとも２種類の非相溶性の樹脂を使用し、少なくともフィルムの表層部に配向した島相が存在する海−島構造をフィルム中に形成させる。
本発明で使用する樹脂は、単体で可視光の透過率が８０％以上である透明性の樹脂であるが、透明性の樹脂としては、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ノルボルネン樹脂などのオレフィン系樹脂、６ナイロン、６６ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリメチレンメタアクリレートなどのアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリスチレン−メチルメタアクリレート共重合体などのスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
本発明では、これらの透明性の樹脂の中から相分離構造が海−島構造である非相溶性樹脂の組み合わせを選んで使用する。前記透明性の樹脂のなかで、相分離構造が海−島構造である非相溶性樹脂の組み合わせとしては、オレフィン系樹脂とポリエステル樹脂、オレフィン系樹脂とポリアミド樹脂、オレフィン系樹脂とポリカーボネート、スチレン系樹脂とポリカーボネードなど多くの組み合わせがある。
【０００８】
本発明では、これらの非相溶性樹脂の組み合わせの中からさらに絞り込んで、フィルムに成形したときに一方向に配列した島相が形成される樹脂の組み合わせを選んで使用する。非相溶性の原料樹脂からフィルムを成形するときに、一方向に配向した島相を形成させる方法としては次のような方法がある。
非相溶性の樹脂の組み合わせのなかで、融点が最も高い樹脂を選んであらかじめ棒状に加工しておき、残りの樹脂に混合して原料樹脂とし、押出機などを使って原料樹脂を溶融成形などの方法によりフィルムに成形する。このとき、押出機などの溶融成形温度を棒状に加工した樹脂の融点より低い温度に設定してフィルムを成形することにより、棒状に成形した樹脂の形状を保ったままフィルムを成形し、そのあとフィルムを一方向に延伸することによりフィルム中に一方向に配向した棒状の島相を作ることができる。
【０００９】
他の方法としては、非相溶性の樹脂を混合した原料樹脂を、押出機を使って溶融混練してシートダイなどから板状に押し出したあと、樹脂を冷却固化させてフィルムを成形するときに、押出機から押し出された樹脂が冷却されていく過程で相分離して、フィルムの中に一方の樹脂がおおむね球状の島相として形成されたあと、樹脂全体が完全に冷却固化するまでの間に、フィルムをニップローラーなどで挟んで一方向に伸張することによりフィルム中の島相を棒状に変形させるとともに伸張方向に配向させる方法がある。また、溶融した樹脂を押出機から細管やダイのスリット部に押し出すときに、樹脂に大きい剪断力を加えて流動させることによって、島相を棒状に変形させるとともに流動方向に配向させる方法などが挙げられる。
【００１０】
非相溶性の原料樹脂を押出機で溶融混練して押出したフィルム中に一方向に配向した島相が形成されやすい樹脂の組み合わせには、ポリスチレン系樹脂とポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂とポリプロピレン樹脂の組み合わせなどがある。得られるフィルムの反射率が大きくなりやすい樹脂の組み合わせとしては、各々の樹脂の屈折率が離れている樹脂が好ましく、ポリプロピレン樹脂とポリカーボネート樹脂の組み合わせがより好ましい。
本発明で島相のサイズは、可視光の反射性を発現させるために棒状の島相の短径、長径とも０．１μｍ以上であることが好ましく、得られたフィルムの強度を維持する点で５００μｍ以下であることが好ましく、０．５〜１００μｍの範囲がより好ましい。
【００１１】
フィルム中に一方向に配向した島相が存在することの確認やそのサイズを確認することは、フィルムを厚み方向に切断して断面を走査型電子顕微鏡などを使って拡大写真を撮影して行うことができる。
本発明で異方反射性の測定は、一般に変角光度計といわれる測定装置を使用して行う。この装置は、試料を取り付ける試料台を回転の中心位置に配置し、白色光源と受光器が試料台を中心に同じ面に沿って回転することができ、試料を照射する光の試料の測定面に対する入射角度や試料を透過した光の強度を測定する受光器の測定角度を変えて測定を行うことができる。
【００１２】
本発明では、まず試料の測定面が光源と受光器が回転して移動する面に対して垂直となるように試料を試料台に取り付ける。次いで、試料の測定面に垂直な方向から１５度傾いた方向から白色光源の光を試料に照射し、受光器を測定面と垂直な方向から８０度傾いた位置から移動を開始させ、光源と測定面の間を横切り、さらに測定面と垂直な位置を通り、さらに測定面と垂直な方向から反対側に８０度傾いた位置までの間で受光器を移動させて、測定角度を変えながら試料の測定面で反射してきた光の強度を測定することを行って、反射光強度の反射角度依存性を測定する。
本発明でフィルムの反射光強度の反射角度依存性の測定は、条件を変えて２回行われる。
【００１３】
一つ目の条件は、変角光度計の光源と受光器が回転移動する面に対して、フィルムの島相の配向方向が平行になるように、試料を試料台に取り付けて反射光強度の反射角度依存性を測定する。このとき、フィルムの島相の配向方向と平行な反射面に沿った反射光強度の反射角度依存性が測定される。
二つ目の条件は、変角光度計の光源と受光器が回転移動する面に対して、フィルムの島相の配向方向が垂直になるように、試料を試料台に取り付けて反射光強度の反射角度依存性を測定する。このとき、フィルムの島相の配向方向に垂直な反射面に沿った反射光強度の反射角度依存性が測定される。
【００１４】
本発明の異方性反射とは、前記二つの条件で測定されたフィルムの島相の配向方向を基準とする直交する二つの反射面に沿った反射光強度の反射角度依存性が異なることをいう。すなわち、島相の配向方向に平行な反射面では反射光の広がりが少なく、島相の配向方向に垂直な反射面では反射光の広がりが大きいことをいう。
本発明における可視光の全反射率は、試料フィルムに可視光を入射させ、試料を正反射する光と拡散反射する光を含む全反射光の強度を積分球試料台を使って測定し、入射光強度に対する比率として測定する値である。全反射率は、反射フィルムを使用する場合の明かるさを向上させる観点から、可視光の４００ｎｍから７００ｎｍの波長の範囲で反射率が９０％以上であることが好ましい。さらには９５％以上がより好ましい。
【００１５】
本発明の異方性反射フィルムを大型液晶ＴＶなどの直下型バックライトの反射板として使用する場合、フィルムの島相の配向方向が大型液晶ＴＶの冷陰極線管の長さ方向と平行になるように配置すると、冷陰極線管から発して反射フィルムで反射した光が面状に均一に広がりやすくすることができる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
本発明で測定する物性項目についてまず説明する。
（１）厚み
反射フィルムの厚みは、ピーコック社製厚み計を使用して測定した。
（２）光全反射率
反射フィルムの光全反射率は、島津製作所製分光光度計ＵＶ−３１５０と積分球試料台を使用して、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で測定した。
（３）反射光強度の反射角度依存性
村上色彩技術研究所製の変角光度計ＧＰＳ−２を使い、試料測定面に対して垂直な方向から１５度傾いた方向から自然光を試料測定面に入射し、受光器を回転移動させて反射光の分光スペクトルを測定し、波長が５５０ｎｍの反射光の強度と測定角度とを記録した。
【００１７】
［実施例１］
ポリプロピレン（プライムポリマー社Ｅ−１０５ＧＭ）を５０重量％、ポリカーボネート（旭美化成社ワンダーライトＰＣ１１０）を５０重量％混合した原料樹脂を、シリンダー口径が２５ｍｍでシリンダーと口径の比が４８の同方向回転２軸押出機を使って、シリンダー温度２５０℃、スクリューの回転数１００ｒｐｍの運転条件で溶融した。これを温度を２５０℃に調整したギヤポンプを介して、リップの巾が３００ｍｍでクリアランスが２．５ｍｍであるシートダイから押し出した。押し出された溶融樹脂を水冷した一対のピンチローラーで引き取り、押出方向に溶融樹脂を引っ張りながら樹脂を冷却固化させて厚みが１ｍｍのフィルムを作成した。
【００１８】
フィルムから、ミクロトームで試料の押出方向に平行な方向と直角な方向に各々切断した試料を作成し、試料の切断面を走査型電子顕微鏡を使って５０００倍に拡大した写真を撮影した。撮影した断面写真には、押し出し方向に平行に配列した細長い島相が多数見られた。
フィルムを、ロール延伸機を使って、押し出し方向に１５５℃で３倍延伸したあと、テンター延伸を使って、巾方向に１５５℃で３倍延伸したところ、白色のフィルムが得られた。延伸したフィルムの全反射率を測定したところ、波長が５５０ｎｍの光の全反射率は９７％であった。
【００１９】
延伸したフィルムの反射光強度の反射角度依存性を測定するために、変角光度計の試料台に延伸フィルムの押出方向が受光器の回転移動面に対して水平となるように取り付けた。延伸フィルムの測定表面に対して垂直な方向から１５度傾けた方向から自然光を測定表面に入射し、測定表面に対して垂直な方向から光源の方に向かって８０度傾けた位置を受光器の移動開始位置とし、測定表面に対して垂直な方向から光源と反対方向に向かって８０度傾けた位置を受光器の移動終了位置とし、この間を受光器を移動させながら、５度移動する毎に測定表面から反射してくる波長が５５０ｎｍの光の強度を受光器を使って測定し、反射光強度と測定角度を記録した。
【００２０】
記録した波長が５５０ｎｍの光の反射光強度を縦軸とし、横軸を試料測定面に対して垂直な方向の位置を０度とする反射光測定角度としてプロットした。
グラフを図１のＭＤとして示す。
次に受光器の回転移動面に対してフィルムの押出方向が垂直となるように試料台に取り付けて同じように測定したデータをプロットしたものを図１のＴＤとして示す。
フィルムの押出方向に平行な反射面に沿って測定された反射光強度ＭＤは、光の入射方向と対称な方向である１５度の位置に鋭いピークをもつ曲線であり、反射光の広がりが小さい。
一方、フィルムの押出方向に垂直な反射面に沿って測定された反射光強度ＴＤは、１５度の角度を中心に緩やかに広がった曲線で反射光の広がりが大きく、反射光強度ＭＤとＴＤの曲線を比べると、フィルムの押出方向と巾方向で反射光の広がりが大きく異なることが分かる。
【００２１】
［比較例１］
市販の液晶テレビから取り出したバックライトに使用されている反射フィルムから測定試料を採取し、冷陰極線管の長さ方向と平行な方向から光が入射するように、実施例１に使用した変角光度計に取り付けて、実施例１と同じ方法で、受光器を５度移動させる毎に波長が５５０ｎｍの光の反射光強度を測定し、実施例１と同じく反射光強度を縦軸に、測定角度を横軸にプロットしたものを図２のＭＤとして示した。
次に、冷陰極線管の長さ方向と垂直な方向から光が入射するように測定試料を変角光度計に取り付けて、上記と同じ方法で反射光強度を測定しプロットしたものを図２のＴＤとして示した。
図２のプロットから、当該反射シートは入射光の方向によって反射光の広がり方の違いは小さいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、入射光の方向によって反射光の広がりが異なる反射性を備えた異方性反射フィルムを提供できる。本発明の異方性反射フィルムを用いると、線状の光源を使用する直下型バックライトなどの面光源の輝度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の異方性反射フィルムを変角光度計で測定した反射光強度の反射角度依存性のグラフ。
【図２】市販の液晶テレビに使用されている反射フィルムを変角光度計で測定した反射光強度の反射角度依存性のグラフ。
【図１】
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【図２】
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