(57)【要約】【課題】効率的に光損失を低減させ、反射光の光照射野の分布を制御し、それによって、バックライトモジュールのブライトネスと均一性を増進させることができる反射性フィルムを提供すること。【解決手段】反射基板と、その基板の表面上に凸凹構造を有する樹脂コーティングを含む反射性フィルムであって、上記樹脂コーティングが有機粒子および結合剤を含み、その有機粒子の粒子径分布がその平均粒子径の約±5%の範囲であり、その有機粒子が100重量部の結合剤固形分当たり約180〜約320重量部の量である反射性フィルムを提供する。【選択図】図１
2009223312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射基板と、前記基板の表面上に凸凹構造を有する樹脂コーティングを含む反射性フィルムであって、前記樹脂コーティングが有機粒子および結合剤を含み、前記有機粒子の粒子径分布がその平均粒子径の約±5%の範囲であり、前記有機粒子が100重量部の結合剤固形分当たり約180〜約320重量部の量である反射性フィルム。
【請求項２】
前記反射基板が少なくとも1つのポリマー樹脂層でできたプラスチック基板であり、前記ポリマー樹脂が、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、トリアセテートセルロース、ポリ乳酸およびその混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項３】
前記反射基板が単層構造または多層構造である、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項４】
前記単層構造または多層構造の1つまたは複数の層が気泡および/または充てん剤を含む、請求項3に記載の反射性フィルム。
【請求項５】
前記充てん剤が、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂およびその混合物からなる群から選択される有機充てん剤であるか、または酸化亜鉛、シリカ、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムおよびその混合物からなる群から選択される無機充てん剤である、請求項4に記載の反射性フィルム。
【請求項６】
前記有機粒子の粒子径分布が、その平均粒子径の約±4%の範囲内である、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項７】
前記有機粒子の平均粒子径が約5μm〜約30μmの範囲である、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項８】
前記有機粒子の平均粒子径が約10μm〜約25μmの範囲である、請求項7に記載の反射性フィルム。
【請求項９】
前記有機粒子が、100重量部の結合剤固形分当たり約220〜約350重量部の量である、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項１０】
前記結合剤のコーティング厚さが、前記有機粒子の粒子径の約2/5〜3/5である、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項１１】
前記結合剤のコーティング厚さが、前記有機粒子の粒子径の約半分である、請求項10に記載の反射性フィルム。
【請求項１２】
前記有機粒子が、ポリアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリシリコーン樹脂およびその混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項１３】
前記有機粒子がポリアクリレート樹脂でできている、請求項12に記載の反射性フィルム。
【請求項１４】
前記ポリアクリレート樹脂が、重合単位として、少なくとも1つの単官能性アクリレートモノマーおよび少なくとも1つの多官能性アクリレートモノマーを含む、請求項13に記載の反射性フィルム。
【請求項１５】
前記ポリアクリレート樹脂中に含まれる多官能性アクリレートモノマーが全部で、モノマーの全量に対して約30%〜70%の量である、請求項14に記載の反射性フィルム。
【請求項１６】
前記単官能性アクリレートモノマーが、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化2-フェノキシエチルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、β-カルボキシエチルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、ステアリルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレートホスフェート、ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレートおよびその混合物からなる群から選択される、請求項14に記載の反射性フィルム。
【請求項１７】
前記多官能性アクリレートモノマーが、ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートジアクリレート、エトキシ化1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、エトキシ化ジプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノール-Aジメタクリレート、2-メチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、エトキシ化2-メチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、アリル化シクロヘキシルジメタクリレート、イソシアヌレートジメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、プロポキシ化グリセロールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス(アクリルオキシエチル)イソシアヌレートおよびその混合物からなる群から選択される、請求項14に記載の反射性フィルム。
【請求項１８】
前記ポリアクリレート樹脂が、メチルメタクリレートおよびエチレングリコールジメタクリレートを含むモノマーから形成される、請求項14に記載の反射性フィルム。
【請求項１９】
前記結合剤が、紫外線(UV)硬化樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびその混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項２０】
前記UV硬化樹脂が、1個または複数の官能基を有する、少なくとも1つのアクリルモノマーまたはアクリレートモノマーから形成される、請求項19に記載の反射性フィルム。
【請求項２１】
前記アクリレートモノマーが、メタクリレートモノマー、アクリレートモノマー、ウレタンアクリレートモノマー、ポリエステルアクリレートモノマーおよびエポキシアクリレートモノマーからなる群から選択される、請求項20に記載の反射性フィルム。
【請求項２２】
前記UV硬化樹脂がアクリレートオリゴマーをさらに含む、請求項20に記載の反射性フィルム。
【請求項２３】
前記熱硬化性樹脂が、カルボキシル基および/またはヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、フルオロ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂ならびにその混合物からなる群から選択される、請求項20に記載の反射性フィルム。
【請求項２４】
前記熱可塑性樹脂が、ポリエステル樹脂、ポリメタクリレート樹脂およびその混合物からなる群から選択される、請求項20に記載の反射性フィルム。
【請求項２５】
前記樹脂コーティングが、帯電防止剤、硬化剤、光開始剤、蛍光増白剤、UV吸収剤、平滑剤、湿潤剤、安定剤、分散剤および無機微粒子からなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項1に記載の反射性フィルム。
【請求項２６】
前記帯電防止剤が、エトキシグリセリン脂肪酸エステル、第四級アミン化合物、脂肪族アミン誘導体、ポリエチレンオキシド、シロキサンおよびアルコール誘導体からなる群から選択される請求項25に記載の反射性フィルム。
【請求項２７】
前記硬化剤がジイソシアネートまたはポリイソシアネートである、請求項26に記載の反射性フィルム。
【請求項２８】
前記有機粒子が単層の樹脂コーティング中に均一に分布している、請求項1に記載の反射性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射性フィルムに関する。より具体的には、本発明は、バックライトモジュールに適用できる反射性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置(LCD)は、高い解像度、少ない放射線、低いエネルギー消費、より良好な空間利用等の利点を有していてブラウン管(CRT)を徐々に置き換えてきており、市場での主流となってきている。液晶表示装置はそれ自体では光を発することはできないので、表示装置が画像を正常に表示できるように、光源としてバックライトモジュールを使用する必要がある。
【０００３】
バックライトモジュールの主要素は、入射光源、反射性フィルム、ライトガイドプレート、拡散プレート、拡散フィルム、ブライトネス増進フィルムおよびプリズム保護フィルムを含む。構造に応じて、バックライトモジュールは通常2つのタイプに分類される。すなわち、直接型およびサイド型のバックライトモジュールである。直接型バックライトモジュールは、拡散プレートのすぐ下に位置する光源を有し、一般に、比較的大きなサイズの表示装置、例えばテレビ受像機で使用される。サイド型バックライトモジュールでは、光源はライトガイドプレートの側部に配置され、そのため、ライトガイドプレートによって正確な方向に案内された後、光源は光を発する。一般に、サイド型バックライトモジュールは、比較的小さなサイズの表示装置、例えばノート型パソコンやモニターにおいて用いられる。
【０００４】
反射性フィルムの主な機能は、散乱光をライトガイドプレートまたは拡散プレートへ反射させて光効率を高めることである。一般に、直接型バックライトモジュールでは、反射性フィルムを、ライトボックスの底部の表面に配置するかまたは表面に付着させ、それによって拡散プレートからの反射光が、反射性フィルムにより反射されて拡散プレートへ戻り、さらに利用できるようにする。サイド型バックライトモジュールでは、反射性フィルムはライトガイドプレートの下に配置され、光を反射し、その光はライトガイドプレートを通過するが、ライトガイドプレートへ戻るように直接上方へは送られず、その結果、光の損失が低減され、光の利用率が向上する。
【０００５】
一般に、反射性フィルムは、ポリカーボネート(PC)またはポリエチレンテレフタレート(PET)などの白色プラスチック材料で作製され、反射性フィルムの反射率は、二酸化チタン(TiO2)または硫酸バリウム(BaSO4)粒子などの無機充てん剤を加えることによって増大させることができる。しかし、二酸化チタン粒子などの無機充てん剤は特定の波長範囲で光を吸収し、その特定の波長範囲では反射率が低下することになる。したがって、米国特許第5672409号は、そうした光吸収を低減し、反射性フィルムの反射率の増大させるために、反射性フィルムとして、微細な空隙を有する白色ポリエステルフィルムを使用することを開示している。
【０００６】
ブライトネスや光均一特性に悪影響を及ぼすことなくバックライトモジュールの光学性能を向上させるために、例えば、TW593926およびTW1232335に開示されているものなどのような反射性フィルムの構造の改良が多くなされてきている。さらに、米国特許第6906761B2号は、表面粗さを有する傷防止層を白色合成樹脂基板上に重ねて形成された反射性フィルムを開示している。傷防止層は、結合剤と、前記結合剤中に分散させた弾力性物質でできたビーズを含む。米国特許第6906761B2号は、白色合成樹脂基板を利用して反射特性を提供し、弾力性物質でできたビーズでコーティングされた傷防止層を利用することによって、他のフィルム(ライトガイドプレートなど)によって引き起こされる反射性フィルム上の引っかき傷を少なくし、かつ、反射性フィルムのブライトネスおよび光均一性をさらに増進させている。
【０００７】
光の利用率を高めるために、米国特許第6943855B2号は、合成樹脂基板の裏面に白色顔料(基本的には酸化チタンを含む)を含むコーティング剤を塗布して、95を超えるルミノシティ(luminosity)を有する非常に隠蔽性の層を形成し、それによって反射性フィルムの反射特性および隠蔽特性を改善し、反射性フィルムの裏面からの光損失を低減させることを開示している。米国特許第6943855B2号は、基板の他方の側に結合剤および分散性粒子を含む拡散層を形成し、それによって、光を拡散させ、反射性フィルムの隠蔽特性を向上させることをさらに教示している。しかし、米国特許第6943855B2号では、反射性フィルムによって反射された光を効果的に均質化できる方法はなんら開示されていない。米国特許第6943855B2号の図2に示されているように、分散性粒子は拡散層中で不規則に分散しており、その分散性粒子は互いに重なり合う可能性がある。分散性粒子のこの重なり現象は、反射性フィルムからの光の均一性に影響を及ぼす恐れがあり、その上、光路長が長くなるのにしたがって、その光路での光損失が増大する恐れがある。さらに、米国特許第6943855B2号の分散性粒子の粒子径分布は広いので、光は不規則に散乱され、光を効率的に利用することはできない。
【０００８】
上記から分かるように、いかにして、反射性フィルムの光学性能を高め、光損失を低減させ、利用可能な光を再利用するかということが、この分野で多大な注目を集める課題となってきている。しかし、光の浪費を少なくし、かつ、バックライトモジュールのブライトネスを高めるために反射性フィルムを使用する場合、反射光の良好な均一性を実現し、前面のブライトネスすなわち輝度(luminance)を大幅に増進させために、反射光の光照射野の分布をいかに効率的に制御するかということも取り組むべき課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第5672409号
【特許文献２】TW593926
【特許文献３】TW1232335
【特許文献４】米国特許第6906761B2号
【特許文献５】米国特許第6943855B2号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の主目的は、効率的に光損失を低減させ、反射光の光照射野の分布を制御し、それによって、バックライトモジュールのブライトネスと均一性を増進させることができる反射性フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記および他の目的を達成するために、本発明は、反射基板と、その基板の表面上に凸凹構造を有する樹脂コーティングとを含む反射性フィルムであって、前記樹脂コーティングが有機粒子および結合剤を含み、その有機粒子の粒子径分布が有機粒子の平均粒子径の約±5%の範囲であり、その有機粒子が100重量部の結合剤の固形分当たり約180〜約320重量部の量である反射性フィルムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の反射性フィルムの実施形態を示す図である。
【図２】本発明の反射性フィルムの実施形態を示す図である。
【図３】本発明の反射性フィルムの実施形態を示す図である。
【図４】本発明の反射性フィルムの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、実施形態により以下に詳細に本発明の反射性フィルムを説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。当業者が容易に実現することができるどのような修正形態または変更形態も本明細書の開示の範囲に包含されることは明らかであろう。
【００１４】
本発明の反射基板は、ガラスまたはプラスチックなどの当業者に周知の任意の基板であってよい。プラスチック基板は少なくとも1つのポリマー樹脂層でできている。ポリマー樹脂の種類は特に限定されず、例えば、これらに限定されないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのポリアクリレート樹脂;ポリイミド樹脂;ポリエチレン(PE)およびポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン樹脂;ポリシクロオレフィン樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリウレタン樹脂;トリアセテートセルロース(TAC);ポリ乳酸;またはその混合物が含まれる。好ましい基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロオレフィン樹脂、トリアセテートセルロース、ポリ乳酸またはその混合物で形成されたものである。基板は、ポリエチレンテレフタレートで形成されることがより好ましい。基板の厚さは一般に、所望の光学製品の要件によって変わり、好ましくは約16μm〜約1,000μmの範囲である。
【００１５】
本発明の反射基板は、単層構造であっても多層構造であってもよく、前記単層または多層構造の1つまたは複数の層は任意選択で気泡および/または充てん剤を含むことができる。充てん剤は有機充てん剤であっても無機充てん剤であってもよい。有機充てん剤の種類には、例えば、これらに限定されないが、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂またはその混合物が含まれる。無機充てん剤の種類には、例えば、これらに限定されないが、酸化亜鉛、シリカ、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムまたはその混合物が含まれる。その中で、硫酸バリウム、二酸化チタン、硫酸カルシウムまたはその混合物が好ましい。充てん剤または気泡の直径は約0.01μm〜約10μm、好ましくは0.1μm〜5μmの範囲である。本発明の好ましい実施形態によれば、本発明の基板は多層構造であってよく、前記多層構造の1つまたは複数の層は充てん剤を含む。好ましい実施形態によれば、本発明は、3つのポリマー樹脂層からなる構造を有するプラスチック基板を使用し、その三層構造の中間の層は無機充てん剤を含む。
【００１６】
本発明の反射基板は市販のフィルムでできていてよい。本発明に適用できる市販のフィルムには、例えば、これらに限定されないが、Teijin-Dupont Company製のuxzl-188(登録商標)、uxzl-225(登録商標)、ux-150(登録商標)、ux-188(登録商標)およびux-225(登録商標)という商品名のフィルム;Toray Company製のE60L(登録商標)、QG08(登録商標)、QG21(登録商標)、QX08(登録商標)およびE6SL(登録商標)という商品名のフィルム;Mitsui Company製のWS220E(登録商標)およびWS180E(登録商標)という商品名のフィルム;Tsujiden Company製のRF230(登録商標)という商品名のフィルム;Yupo Company製のFEB200(登録商標)、FEB250(登録商標)およびFEB300(登録商標)という商品名のフィルムが含まれる。
【００１７】
より高い均一性を反射光に付与し、ブライトネスを増進させるように、反射光の光照射野分布を効果的に制御するために、本発明では、微細な凸凹構造を有する樹脂コーティング剤を基板上にコーティングして光拡散効果と集光効果を提供する。樹脂コーティングは有機粒子および結合剤を含み、その有機粒子は、100重量部の結合剤固形分当たり約180〜約320重量部の量、好ましくは100重量部の結合剤固形分当たり約220〜約305重量部の量である。
【００１８】
本発明によれば、有機粒子の形状は特に限定されず、例えば、球形、楕円形または不規則な形であってよいが、その中で球形が好ましい。有機粒子は約5μm〜約30μm、好ましくは約10μm〜約25μmの範囲の平均粒子径を有する。有機粒子は約10、15または20μmの平均粒子径を有することがより好ましい。有機粒子は光散乱効果をもたらす。反射基板から拡散プレートまたはライトガイドプレートへ反射される光のブライトネスを増進させ、その光照射野分布を効果的に制御するために、本発明で用いる有機粒子は非常に均一な粒子径分布を有する。すなわち、有機粒子の粒子径分布は、粒子の平均粒子径の約±5%、好ましくは約±4%の範囲内である。例えば、本発明によれば、有機粒子は約15μmの平均粒子径を有する場合、樹脂コーティング中の有機粒子の粒子径分布は、14.25μm〜15.75μm、好ましくは14.4μm〜15.6μmの範囲である。本発明の有機粒子の粒子径分布は比較的狭く、そのため、有機粒子の粒子径の大きな違いに起因する、過度に幅の広い光散乱範囲によって引き起こされる光源の浪費を回避し、それによって、反射性フィルムの輝度を高めることができる。
【００１９】
本発明によれば、単層の樹脂コーティング中で有機粒子は均一に分布している。既知の技術で採用されている、粒子の重なりのある分布と比較して、単層の均一な分布は、原料コストを低減できるだけでなく、光源の浪費も低減させることができ、それによってバックライトモジュールのブライトネスを増進させることができる。本発明によれば、有機粒子は単層の樹脂コーティング中に分布している。ここでは、そのフィルム厚さを測って、それにより確実に、同じ位置に1つだけの粒子が存在し、同じ位置での2つの粒子の重なり現象を回避できるようにする。さらに、拡散効果および集光効果を最適化するために、結合剤のコーティング厚さは有機粒子の粒子径の約2/5〜3/5であり、好ましくは、有機粒子の粒子径の約半分(すなわち、半球の高さ)である。
【００２０】
図1〜図4は本発明による反射性フィルムの実施形態を示す。図1〜図4に示すように、本発明の反射性フィルムは、反射基板110、210、310または410の表面上に、凸凹構造を有する樹脂コーティング100を形成させることによって得られる。樹脂コーティング100は有機粒子10および結合剤11を含む。優れた光拡散効果を得るためには、上記したように、結合剤のコーティング厚さは好ましくは有機粒子の粒子径の約2/5〜3/5であり、より好ましくは、有機粒子の粒子径の約半分(すなわち、半球の高さ)である。反射光のブライトネスを高め、その光照射野分布を効果的に制御するためには、上記したように、本発明で用いる有機粒子の粒子径分布は、粒子の平均粒子径の約±5%の範囲、好ましくは約±4%の範囲であり、単層の樹脂コーティング中で有機粒子は均一に分布している。
【００２１】
図1は本発明の反射性フィルムの好ましい実施形態を示しており、凸凹構造を有する樹脂コーティング100が、反射基板110の一方の表面にコーティングされている。図1に示すように、樹脂コーティング100は有機粒子10および結合剤11を含み、反射基板110は第1基板層13、第2基板層15および第3基板層19で構成されており、その第2基板層15は無機充てん剤17を含む。基板の種類は上記に定義したもののいずれであってもよい。例えば、基板はPET樹脂のものであってよく、それは例えば、第2基板層15の中に無機充てん剤として硫酸バリウムを含むux-225(登録商標)という商品名の市販のフィルムであってよい。
【００２２】
図2は本発明の反射性フィルムの別の好ましい実施形態を示しており、凸凹構造を有する樹脂コーティング100が反射基板210上にコーティングされている。図2に示すように、樹脂コーティング100は有機粒子10および結合剤11を含み、反射基板210は第1基板層23、第2基板層25および第3基板層29で構成されており、その第2基板層25は気泡27を含む。基板の種類は上記に定義したもののいずれであってもよい。例えば、基板はPET樹脂のものであってよく、それは例えば、第2基板層25が気泡を含むE6SL(登録商標)という商品名の市販のフィルムであってよい。
【００２３】
図3は本発明の反射性フィルムのさらに別の好ましい実施形態を示しており、凸凹構造を有する樹脂コーティング100が反射基板310上にコーティングされている。図3に示すように、樹脂コーティング100は有機粒子10および結合剤11を含み、反射基板310は第1基板層33、第2基板層35および第3基板層39で構成されており、その第2基板層35は無機充てん剤37と気泡38の両方を含む。基板の種類は上記に定義したもののいずれであってもよい。例えば、基板はPP樹脂のものであってよく、それは例えば、第2基板層35が気泡に加えて、無機充てん剤として二酸化チタンおよび炭酸カルシウムを含むRF230(登録商標)という商品名の市販のフィルムであってよい。
【００２４】
図4は本発明の反射性フィルムのさらに別の好ましい実施形態を示しており、凸凹構造を有する樹脂コーティング100が反射基板410上にコーティングされている。図4に示すように、樹脂コーティング100は有機粒子10および結合剤11を含み、反射基板410は第1基板層43および第2基板層45で構成されており、その第1基板層43はより多くの無機充てん剤44を含み、第2基板層45はより少ない無機充てん剤46を含む。基板の種類は上記に定義したもののいずれであってもよい。例えば、基板はPET樹脂もしくはPEN樹脂基板またはその組合せである。具体的な例は、PET樹脂とPEN樹脂でできており、無機充てん剤として硫酸バリウムを含むuxzl-225(登録商標)という商品名の市販のフィルムである。
【００２５】
本発明の樹脂コーティング100で用いる有機粒子10の種類は特に限定されないが、例えば、ポリアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリシリコーン樹脂またはその混合物からなるものである。その中で、ポリアクリレート樹脂が好ましい。ポリアクリレート樹脂は、重合単位として、少なくとも1つの単官能性アクリレートモノマーと少なくとも1つの多官能性アクリレートモノマーを含むことができ、多官能性アクリレートモノマーは全部で、モノマーの全量に対して約30%〜70%の量である。本発明によれば、少なくとも1つの多官能性モノマーを用い、それによって、モノマーは互いに架橋反応を受けるようにし、得られる有機粒子の架橋度を高めることができる。したがって、有機粒子の硬さは増大し、有機粒子の引っかき抵抗性および耐摩耗特性が向上し、粒子の結合剤に対する耐溶剤性が改善される。
【００２６】
本発明に適した単官能性アクリレートモノマーは、これらに限定されないが、メチルメタクリレート(MMA)、ブチルメタクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化2-フェノキシエチルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、(β-カルボキシエチルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、ステアリルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレートホスフェート、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)およびその混合物からなる群から選択される。
【００２７】
本発明に適した多官能性アクリレートモノマーは、これらに限定されないが、ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートジアクリレート、エトキシ化1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、エトキシ化ジプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノール-Aジメタクリレート、2-メチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、エトキシ化2-メチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、アリル化シクロヘキシルジメタクリレート、イソシアヌレートジメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、プロポキシ化グリセロールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス(アクリルオキシエチル)イソシアヌレートおよびその混合物からなる群から選択される。
【００２８】
本発明の好ましい実施形態によれば、樹脂コーティング100の中に含まれる有機粒子10は、メチルメタクリレートおよびエチレングリコールジメタクリレートを含むモノマーから形成されるポリアクリレート樹脂粒子であり、そのメチルメタクリレートモノマーとエチレングリコールジメタクリレートモノマーの重量比は70:30、60:40、50:50、40:60または30:70であってよい。エチレングリコールジメタクリレートモノマーの量がモノマーの全量に対して約30重量%〜約70重量%である場合、より良好な架橋度を得ることができる。
【００２９】
樹脂コーティング100の中に含まれる結合剤11は、光がそれを通過できるように、無色透明であることが好ましい。結合剤11は紫外線(UV)硬化樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびその混合物からなる群から選択することができ、この結合剤を任意選択で、熱硬化、UV硬化または熱とUVの二重硬化で処理して、本発明の樹脂コーティングを形成させることができる。本発明の実施形態では、コーティングの硬さを増進させ、フィルムの反り(warping)を防止するために、結合剤11はUV硬化樹脂、ならびに熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびその混合物からなる群から選択される樹脂を含み、熱およびUVの二重硬化で処理して、優れた耐熱特性と非常に小さい体積収縮を有する樹脂コーティングが形成されるようにする。
【００３０】
本発明で有用なUV硬化樹脂は、1個または複数の官能基を有する少なくとも1つのアクリル酸またはアクリレートモノマーから形成される。その中で、アクリレートモノマーが好ましい。本発明に適したアクリレートモノマーには、これらに限定されないが、メタクリレートモノマー、アクリレートモノマー、ウレタンアクリレートモノマー、ポリエステルアクリレートモノマーまたはエポキシアクリレートモノマーが含まれる。好ましくはアクリレートモノマーである。
【００３１】
例えば、本発明で用いるUV硬化樹脂に適したアクリレートモノマーは、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、エトキシ化2-フェノキシエチルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、β-カルボキシエチルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、ステアリルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートジアクリレート、エトキシ化1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、エトキシ化ジプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノール-Aジメタクリレート、2-メチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、エトキシ化2-メチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレートホスフェート、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、トリプロピレングリコールジメタクリレート、1,4-ブタンジオールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、アリル化シクロヘキシルジメタクリレート、イソシアヌレートジメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、プロポキシ化
グリセロールトリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス(アクリルオキシエチル)イソシアヌレートおよびその混合物からなる群から選択される。アクリレートモノマーは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびペンタエリスリトールトリアクリレートを含むことが好ましい。
【００３２】
樹脂コーティングのフィルム形成特性を向上させるために、本発明で用いるUV硬化樹脂は103〜104の範囲の分子量を有するオリゴマーを任意選択で含むことができる。そうしたオリゴマーは当業者によく知られており、例えば、アクリレートオリゴマーである。それらには、例えば、これらに限定されないが、脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンヘキサアクリレートおよび芳香族ウレタンヘキサアクリレートなどのウレタンアクリレート;ビスフェノール-Aエポキシジアクリレートおよびノボラックエポキシアクリレートなどのエポキシアクリレート;ポリエステルジアクリレートなどのポリエステルアクリレート;またはホモアクリレートが含まれる。
【００３３】
本発明に適した熱硬化性樹脂は一般に、104〜2×106、好ましくは2×104〜3×105、より好ましくは4×104〜105の範囲の平均分子量を有する。本発明の熱硬化性樹脂は、ヒドロキシル(-OH)および/またはカルボキシル(-COOH)基含有ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、フルオロ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂およびその混合物からなる群から選択することができ、その中で、ポリメタクリルポリオール樹脂などのヒドロキシル(-OH)および/またはカルボキシ(-COOH)基を含むポリメタクリレート樹脂またはポリアクリレート樹脂が好ましい。
【００３４】
本発明で用いることができる熱可塑性樹脂は、ポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのポリメタクリレート樹脂;およびその混合物からなる群から選択される。
【００３５】
本発明の光学フィルムの樹脂コーティングの厚さは通常、所望される製品の要件に依存するが、一般に約5μm〜約30μmの範囲、好ましくは約10μm〜約25μmの範囲である。
【００３６】
有機粒子および結合剤に加えて、本発明の樹脂コーティングは任意選択で当業者に知られている任意の添加剤を含むことができる。それらには、これらに限定されないが、帯電防止剤、硬化剤、光開始剤、蛍光増白剤、UV吸収剤、平滑剤、湿潤剤、安定剤、分散剤または無機微粒子が含まれる。
【００３７】
本発明に適した帯電防止剤は特に限定されないが、エトキシグリセリン脂肪酸エステル、第四級アミン化合物、脂肪族アミン誘導体、エポキシ樹脂(ポリエチレンオキシドなど)、シロキサンまたは、ポリ(エチレングリコール)エステル、ポリ(エチレングリコール)エーテルなどの他のアルコール誘導体などの当業者に知られている任意の帯電防止剤であってよい。
【００３８】
本発明に適した硬化剤は、当業者に知られており、かつその分子が互いに化学的に結合して架橋を形成させることができる任意の硬化剤であってよく、例えば、これらに限定されないが、ジイソシアネートまたはポリイソシアネートであってよい。本発明の樹脂コーティングが硬化剤を含む場合、本発明の有機粒子は任意選択で、有機粒子が表面官能基を含むことができ、かつ樹脂コーティング中の硬化剤と直接反応することができるように、ヒドロキシル基(-OH)、カルボキシ基(-COOH)またはアミノ基(-NH2)、好ましくはヒドロキシル基を含むモノマーから調製することができ、それによって、付着が改善され、結合剤の量が低減され、光学フィルムの輝度が増進される。ヒドロキシル基を含むモノマーの例には、これらに限定されないが、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA)、2-ヒドロキシメタクリレート(HEMA)およびヒドロキシプロピルメタクリレート(HPMA)ならびにその混合物が含まれる。
【００３９】
本発明で用いる光開始剤は、放射線照射された後、遊離基を生成し、遊離基を発生することによって重合を開始する。本発明に適用できる光開始剤は特に限定されず、例えば、これらに限定されないが、ベンゾフェノン、ベンゾイン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフェンオキシドおよびその混合物が含まれる。光開始剤としてはベンゾフェノンまたは1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが好ましい。
【００４０】
本発明に適した蛍光増白剤は特に限定されず、当業者に知られている任意の蛍光増白剤であってよく、それらは、例えば、これらに限定されないが、ベンズオキサゾール、ベンズイミダゾールまたはジフェニルエチレンビストリアジンを含む有機化合物;あるいは、例えば、これらに限定されないが、硫化亜鉛を含む無機化合物であってよい。
【００４１】
本発明に適したUV吸収剤は、当業者に知られている任意のUV吸収剤、例えばベンゾトリアゾール、ベンゾトリアジン、ベンゾフェノンまたはサリチル酸誘導体であってよい。
【００４２】
さらに、反射基板の黄変を防止するために、UV光を吸収できる無機微粒子を樹脂コーティングに任意選択で加えることができる。無機微粒子は、例えば、これらに限定されないが、酸化亜鉛、ジルコニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムまたはその混合物であってよい。その中で、二酸化チタン、ジルコニア、アルミナ、酸化亜鉛またはその混合物が好ましい。上記の無機微粒子の粒子径は一般に、約1ナノメートル(nm)〜約100nm、好ましくは約20nm〜約50nmの範囲である。
【００４３】
本発明の反射性フィルムは、400nm〜780nmの可視光の波長範囲で96%以上の反射率を提供する。ASTMD523標準方法によれば、光源を60°の入射角で投影した場合、60°反射角で測定された本発明の反射性フィルムの光沢度(gloss)は10%未満であり、したがって本発明の反射性フィルムは効率的に光を利用することができ、類似のランバート反射(Lambertian reflection)を生み出し、拡散-反射効果を具現化することができる。さらに、本発明の反射性フィルムは優れた耐候性を有しており、本発明の反射性フィルムはその表面上に微細な凸凹構造を有し、かつ、単層の樹脂コーティング中に均一に分布した有機粒子を含んでいるので、本発明の反射性フィルムは光を均一に反射し、光損失を最少にし、バックライトモジュールの輝度を効率的に高めることができる。したがって、本発明の反射性フィルムは、反射された光を拡散させ均質化し、明暗ストライプ(bright-and-dark stripe)の現象を排除し、かつ、ブライトネス均一性を得るためのブライトネス増進用反射性フィルムとして、平面表示装置のバックライトモジュール、特に直接型バックライトモジュールにおいて有用である。
【００４４】
本発明をさらに説明するために以下の実施例を用いるが、これらは、本発明の範囲を限定しようとするものではない。当業者が容易に実施することができる修正形態および変更形態は、本明細書および添付の特許請求の範囲の開示の範囲に包含される。
【実施例１】
【００４５】
UV硬化樹脂Aの調製
250mLガラス瓶に40gのトルエンを加えた。アクリレートモノマー:10gのジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、2gのトリメチロールプロパントリアクリレートおよび14gのペンタエリスリトールトリアクリレート、オリゴマー:28gの脂肪族ウレタンヘキサアクリレート[Etercure6145-100、Eternal Company]ならびに光開始剤:6gの1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを、高速で攪拌しながら連続して加えた。最終的に、約60%の固形分を有するUV硬化性樹脂Aを約100gの量で得た。
【００４６】
本発明の反射性フィルムの調製
250mLガラス瓶に、19.5gのトルエンおよび9.8gのブタノンの溶媒を加えた。32.9gの平均粒子径15μmを有するアクリル樹脂粒子[SSX-115、Sekisui Plastics Co., Japan:50:50の重量比のメチルメタクリレートとエチレングリコールジメタクリレートモノマーからなる高度に架橋した有機粒子であって、15μm±5%の粒子径分布を有する]、18.3gのUV硬化性樹脂A、18.3gの熱硬化性樹脂[アクリレート樹脂:Eterac(登録商標)7365-S-30、Eternal Company](約30%の固形分)および1.0gの帯電防止剤[GMB-36M-AS、Marubishi Oil Chem. Co., Ltd](約20%の固形分)を、高速で攪拌しながら連続して加えた。最終的に、約50%の固形分を有する約100gのコーティング剤を得た。次いで、そのコーティング剤を、188μmの厚さを有する白色PET反射基板[UX-188(登録商標)、Teijin DuPont Company]の表面上に、RDSバーコーター(Bar Coater)#14を用いてコーティングし、100℃で1分間乾燥し、UV硬化装置[Fusion UV、F600V、600W/インチ、H型光源]にかけた。電力は100%に設定し、速度は15m/分、エネルギービームは200ml/cm2であった。乾燥後、本発明の反射性フィルムを得た。樹脂コーティングの厚さは約17μmであった。
【００４７】
比較例1
市販の反射性フィルム[OX-188(登録商標)、Teijin DuPont Company]。
【００４８】
比較例2
250mLガラス瓶に、19.2gのトルエンおよび12.8gのブタノンの溶媒を加えた。32gの平均粒子径15μmを有するアクリル樹脂粒子[GR-400T、Negami Chemical Industrial Co.、Ltd.、Japan、15μm±25%の粒子径分布]、30.7gのアクリレート樹脂[Eterac(登録商標)7361-TS-50、Eternal Company](約50%の固形分)および1.3gの表面湿潤剤[BYK-331、BYK Chemie Company](約100%の固形分)を、高速で攪拌しながら連続して加えた。最終的に、約50%の固形分を有する約100gのコーティング剤を得た。次いで、そのコーティング剤を、188μmの厚さを有する白色PET反射基板[UX-188(登録商標)、Teijin DuPont Company]の表面上に、RDSバーコーター#14を用いてコーティングし、100℃で1分間乾燥して反射性フィルムを得た。樹脂コーティングの厚さは約20μmであった。
【００４９】
試験方法A:
フィルム厚さ試験:試験する試料のフィルム厚さは、1N押圧接点(pressing contact)で、コーティング厚みゲージ(PIM-100、TESA Corporation)を用いて測定した。結果を以下の表1に示す。
【００５０】
反射率試験:試料の反射率は、積分球を用いたASTM903-96法によって、紫外線/可視分光光度計(Lamda650、Perkin Elmer Company)を用いて200nm〜800nmの範囲の波長で測定した。結果を以下の表1に示す。
【００５１】
光沢度60試験:試料を、ASTMD523法にしたがって、60°の入射角で光を投影し、60°の反射角で表面の光沢度を測定することによって、光沢度計(VG2000、Nippon Denshoku Company)を用いて試験した。
結果を以下の表1に示す。
【００５２】
鉛筆硬度試験:試料を、JISK-5400法により、三菱鉛筆(Mitsubishi pencil)(2H、3H)を用いて、鉛筆硬度試験機[Elcometer3086、SCRATCH BOY]で試験した。結果を以下の表1に示す。
【００５３】
表面抵抗試験:試料の表面抵抗率を超断熱計測器(Superinsulation Meter)[EASTASIA TOADKK Co.、SM8220&SME-8310、500V]で測定した。試験条件は:23±2℃、55±5%RHであった。結果を表1に示す。
【００５４】
【表１】
2009223312.tif 000003
【００５５】
表1によれば、実施例1の樹脂コーティングは3Hの鉛筆硬度と3.0×1010Ω/□の表面抵抗率を有しており、したがって、基板のダスト吸収および引っかき傷を防止することができる。これに対して、比較例1および2の反射性フィルムの鉛筆硬度と引っかき抵抗性はより劣っており、表面抵抗率はより高い。樹脂コーティングが有機粒子を含んでいて拡散効果をもたらすので、実施例1および比較例2の反射性フィルムの光沢度60はそれぞれ3.2および3.5に低下している。しかし、そのフィルムの反射率は、比較例1の市販の反射性フィルムの反射率より若干低いだけである。
【００５６】
試験方法B;
輝度測定方法:試料の輝度を、携帯式輝度計[K-10、KLEIN company]で試験した。試験条件は:23±2℃、55±5%RHであった。試料をL×W(42cm×42cm)の大きさに切りだし、以下の位置で試験した:1.(0.5L、0.5W)、2.(0.1L、0.9W)、3.(0.5L、0.9W)、4.(0.9L、0.9W)、5.(0.1L、0.5W)、6.(0.9L、0.5W)、7.(0.1L、0.1W)、8.(0.5L、0.1W)および9.(0.9L、0.1W)。中心輝度を第1の位置での輝度と定義し、輝度均一性を、上記9つの位置で測定した最小輝度値と最大輝度値の比と定義した。
【００５７】
試験1
実施例1ならびに比較例1および2の反射性フィルムのそれぞれを、ライトガイドプレート上に位置したより低い2つの分散性のフィルム[Etertec DI-780A、Eternal Company]を備えた19"W液晶表示装置[CMV937A、CMO Company]に使用されているバックライトモジュールに組み込み、次いで輝度測定に供した。結果を以下の表2に示す。
【００５８】
【表２】
2009223312.tif 000004
【００５９】
表2から、実施例1の反射性フィルムを用いたモジュールは、比較例1または2の反射性フィルムを用いたモジュールより高い中心輝度を示すことが分かる。比較例1または2の反射性フィルムと比較して、実施例1の反射性フィルムはその均一度が74.6%または77.4%から79.9%へ増大しており、その増分は5.3%または2.5%である。
【００６０】
試験2
実施例1ならびに比較例1および2の反射性フィルムのそれぞれを、ライトガイドプレート上に位置したより低い3つの分散性のフィルム[Etertec(登録商標)DI-780A、Eternal Company]を備えた19"W液晶表示装置[CMV937A、CMO company]に使用されているバックライトモジュールに組み込み、次いで輝度測定に供した。結果を以下の表3に示す。
【００６１】
【表３】
2009223312.tif 000005
【００６２】
表3から、実施例1の反射性フィルムを用いたモジュールは、比較例1または2の反射性フィルムを用いたモジュールより高い中心輝度を示すことが分かる。比較例1または2の反射性フィルムと比較して、実施例1の反射性フィルムはその均一度が77.7%または79.2%から80.7%へ増大しており、その増分は3.0%または1.5%である。
【００６３】
試験3
実施例1ならびに比較例1および2の反射性フィルムのそれぞれを、ライトガイドプレート上に位置したより低い1つの分散性のフィルム[Etertec(登録商標)DI-780A、Eternal Company]および1つのブライトネス増進フィルム[Etertec(登録商標)PF-962-188、Eternal Company]を備えた19"W液晶表示装置[CMV937A、CMO Company]に使用されているバックライトモジュールに組み込み、次いで輝度測定に供した。結果を以下の表4に示す。
【００６４】
【表４】
2009223312.tif 000006
【００６５】
表4から、実施例1の反射性フィルムを用いたモジュールは、比較例1または2の反射性フィルムを用いたモジュールより高い中心輝度を示すことが分かる。比較例1または2の反射性フィルムと比較して、実施例1の反射性フィルムはその均一度が78.3%または76.7%から80.8%へ増大しており、その増分は2.5%または4.1%である。
【００６６】
表1〜表4の結果は、本発明の反射性フィルムが優れた硬度、帯電防止性および輝度を有することを示している。比較例2の反射性フィルムと比較して、本発明の反射性フィルムのコーティング中に含まれる有機粒子は、より高度に均一な粒子径分布を有しており、それによって、本発明の反射性フィルムは効果的にモジュールの輝度を高め、光を均質化することができる。
【符号の説明】
【００６７】
10  有機粒子
11  結合剤
13、23、33、43  第1基板層
15、25、35、45  第2基板層
17、37、44、46  無機充てん剤
19、29、39  第3基板層
27、38  気泡
100  樹脂コーティング
110、210、310、410  反射基板
【図１】
2009223312.tif 000007
【図２】
2009223312.tif 000008
【図３】
2009223312.tif 000009
【図４】
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【外国語明細書】
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