説明

光反射体およびそれを用いた面光源装置

【課題】直下式バックライトにおいても輝度向上を達成することができる反射率が高い光反射体を提供すること。
【解決手段】光線照射角度が15°で受光角度が0°であるときの変角反射率R1が90〜120%であり、光線照射角度が75°で受光角度が0°であるときの変角反射率R2が85〜110%である光反射体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、面光源装置に使用される反射板、リフレクターおよび各種照明器具に用いられる光反射用の部材として有用であって、光反射体及び該光反射体を用いた面光源装置に関するものであって、特に直下型タイプの面光源装置に適するものである。
【背景技術】
【0002】
内蔵式光源を配置したバックライト型の液晶ディスプレイが広く普及している。バックライト型の内蔵光源のうち、直下式バックライトの典型的な構成は図2に示すとおりであり、構造体兼光反射体の役割を果たすハウジング11、拡散板14、そして冷陰極ランプやLEDなどの光源15からなる。サイドライト式バックライトの典型的な構成は図3に示すとおりであり、透明なアクリル板13に網点印刷12を行った導光板、光反射体11、拡散板14、そして冷陰極やLEDなどの光源15などからなる。いずれも光源からの光を光反射体(ハウジング)11で反射させて、拡散板14で均一面状の光を形成するものである。近年では、照明光源についても高出力化や光源ランプ数の増加などの改良が図られてきている。表示物の大型化に伴い、輝度向上のため、光源は図2に示すように複数個設置される場合もある。
【0003】
従来から、これらの用途の光反射体には白色ポリエステルフィルムが使用されることが多かった(例えば特許文献1)。ところが、白色ポリエステルフィルムを用いた光反射体の場合、近年の光量の増加、またランプからの熱による雰囲気温度の高温化により、光反射体の色調の変化(黄変)が問題になることがあり、より変色の少ない素材が求められるようになっていた。
【0004】
このような要求に応えるものとして、白色ポリオレフィンフィルムを用いた光反射体が提案されている(例えば特許文献2および3)。これらの樹脂フィルムを主体とする光反射体は、セラミック等の素材と比べ、軽量であり、加工性や生産性に優れるためである。白色ポリオレフィンフィルムを用いた光反射体は、白色ポリエステルフィルムを用いた光反射体に比べて色調の変化が少ないことを特徴としている(例えば特許文献4および5)。
【0005】
また、これらの光反射体を用いて、エッジライト式のバックライトにおける輝度向上を目的とした開発も行われている(例えば特許文献6)。
【特許文献1】特開平4−239540号公報
【特許文献2】特開平6−298957号公報
【特許文献3】特開2002−31704号公報
【特許文献4】特開平8−262208号公報
【特許文献5】特開2003−176367号公報
【特許文献6】特開2002−341118号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
最近では、表示物の大型化に伴って直下式のバックライトにおける輝度向上の要望が高まっている。従来の光反射体ではこのような要望に十分に応えることはできなかった。このため、より高反射率な光反射体が求められており、特に直下式バックライトにおいて輝度向上を達成することができる光反射体が求められている。
本発明は、従来の光反射体よりも輝度を向上させて高反射率な光反射体を実現することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、次の(1)〜(3)の少なくとも1つの条件を満たすことを特徴とする本発明の光反射体を提供するに至った。
(1)光線照射角度が15°で受光角度が0°であるときの変角反射率R1が90〜120%であり、光線照射角度が75°で受光角度が0°であるときの変角反射率R2が85〜110%である。
(2)相対輝度が112〜150%である。
(3)光反射面が光集光機能を有する。
【0008】
本発明の光反射体は、熱可塑性樹脂とフィラーを含有し、少なくとも1軸方向に延伸されている基材層(A)を含むことが好ましく、その面積延伸倍率が1.3〜80倍であることが好ましい。また、基材層(A)の少なくとも片面に光拡散層(B)を含む積層フィルムであることが好ましい。
基材層(A)は、フィラー濃度が5〜75重量%であり、該フィラーが平均粒径0.05〜0.9μmの無機フィラー及び/又は平均分散粒径0.05〜0.9μmの有機フィラーであることが好ましい。また、光拡散層(B)は、フィラー濃度が5〜90重量%であり、該フィラーが平均粒径0.05〜1.5μmの無機フィラー及び/又は平均分散粒径0.05〜1.5μmの有機フィラーであることが好ましい。フィラーは、表面処理された無機フィラーであることが好ましい。
【0009】
積層フィルムは、基材層(A)の光拡散層(B)を有する面とは反対面に保護層(C)を有することが好ましく、光拡散層(B)の肉厚が0.5〜20μmであることが好ましい。
光集光機能を発現する反射面の断面は、三角形のプリズム形状を有することが好ましく、そのプリズム形状はエンボス加工により付形されたものであることが好ましい。
基材層(A)または積層フィルムの空孔率は15〜60%であることが好ましい。また、本発明の光反射体に使用される熱可塑性樹脂はポリエステル系樹脂またはポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
更に本発明は上記光反射体を用いた面光源装置も含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明の光反射体は、反射率が高く面発光性に優れている。本発明の光反射体を用いて製造した面光源装置は、高輝度であり極めて有用である。本発明によれば、特に直下式バックライトにおいても十分に輝度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下において、本発明の光反射体の構成および効果を詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本発明において用いる「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を意味する。
【0012】
[光反射体の特徴]
本発明の光反射体は、次の(1)〜(3)のいずれかの条件を満たすことを特徴とする。
(1)光線照射角度が15°で受光角度が0°であるときの変角反射率R1が90〜120%であり、光線照射角度が75°で受光角度が0°であるときの変角反射率R2が85〜110%である。
(2)相対輝度が112〜150%である。
(3)光反射面が光集光機能を有する。
【0013】
本発明の光反射体は、上記の(1)〜(3)の少なくとも1つの条件を満たすものであればよいが、(1)〜(3)のうちの2つ以上の条件を満たすことが好ましく、(1)〜(3)のすべての条件を満たすことが最も好ましい。
【0014】
(1)に記載される変角反射率R1および変角反射率R2は、波長550nmの光線を用いて変角分光測色システムにより測定する。図5に示す通り、R1の測定は、光線照射角度をサンプル表面の法線方向から15°とし、受光角度を0°(サンプル表面の法線方向)として行い、また、R2の測定は、光線照射角度をサンプル表面の法線方向から75°とし、受光角度を0°(サンプル表面の法線方向)として行う。R1、R2は、セラミック製の標準白板の変角反射率を100%としたときの相対値として表したものである。具体的な測定手順については、後述する実施例の記載を参照することができる。
【0015】
本発明の光反射体の変角反射率R1は、90〜120%であることが好ましく、95〜115%であることがより好ましく、98〜112%であることがさらに好ましく、100〜110%であることが特に好ましい。また、本発明の光反射体の変角反射率R2は、85〜110%であることが好ましく、86〜105%であることがより好ましく、87〜100%であることがさらに好ましく、88〜100%であることが特に好ましい。
変角反射率R1が90%以上であり、変角反射率R2が85%以上であれば、面方向輝度が高くなるため好ましい。基本的に変角反射率が大きいほど、面方向の輝度は高まるので好ましいが、変角反射率が大きくなり過ぎると製造容易性や製造効率が低下するため、変角反射率R1が120%以下であり、変角反射率R2が110%以下であることが好ましい。
【0016】
変角反射率R1が90%以上であり、変角反射率R2が85%以上である光反射体を製造するためには、可視光線の光の波長サイズの厚みを持つ散乱体を内部に多数含有させる方法、又は屈折率の異なる樹脂を可視光線の光の波長サイズの厚みで多数積層させるなどの方法を採用することが好ましい。これらの方法は適宜組み合わせて実施してもよい。好ましいのは、可視光線の光の波長サイズの厚みを持つ散乱体を内部に多数含有させる方法である。
【0017】
(2)に記載される相対輝度は、(株)ユポ・コーポレーション製合成紙ユポFPG200の輝度を100%としたときの輝度を相対値(%)として表したものである。相対輝度は、図2に示す17インチサイズの面光源装置の11の位置に光反射体をセットすることにより測定する。具体的な測定手順については、後述する実施例の記載を参照することができる。
本発明の光反射体は、相対輝度が112〜150%であり、113〜125%であることが好ましく、114〜120%であることがより好ましい。従来は、相対輝度が112%以上の光反射体を簡便な方法で提供することができなかったため、相対輝度が112%以上である本発明の光反射体は有用である。また、相対輝度が150%以下である本発明の光反射体は、製造が比較的容易である点で好ましい。
【0018】
相対輝度が112%以上である光反射体を製造するためには、可視光線の光の波長サイズの厚みを持つ散乱体を内部に多数含有させる方法、又は屈折率の異なる樹脂を可視光線の光の波長サイズの厚みで多数積層させるなどの方法を採用することが好ましい。これらの方法は適宜組み合わせて実施してもよい。好ましいのは、可視光線の光の波長サイズの厚みを持つ散乱体を内部に多数含有させる方法である。
【0019】
(3)に記載される光集光機能とは、光を光反射体の反射面に対して法線方向に反射させる機能を意味する。光集光機能を有する否かは、光線を光反射面に対し−90°〜90°のある角度から照射し(光線照射角度をサンプル表面の法線方向から0〜90°とし)、光反射面に対して法線方向の角度で反射率を測定することにより判断することができる。光集光機能を有する光反射面を形成するためには、後述するように光反射面にプリズム形状を形成する方法や屈折率が高い真球状のビーズを光反射面の表面に配列させる方法を採用することができる。
【0020】
本発明の光反射体は、上記の(1)〜(3)の少なくとも1つの条件を満たすものであれば、その構造は特に制限されない。
典型的な本発明の光反射体は、2層以上の層からなる積層体構造を有している。積層体は、少なくとも基材層(A)と光拡散層(B)を有しているか、あるいは、少なくとも基材層(A)と保護層(C)を有している。光拡散層(B)や保護層(C)は、積層体中に1層だけ存在していてもよいし、複数層存在していてもよい。例えば、基材層(A)の両面に光拡散層(B)を積層した構造を有してもよい。また、基材層(A)の光拡散層(B)を含む面とは反対面もしくは基材層(A)と光拡散層(B)の間に保護層(C)を有していてもよい。具体的な積層体構造例として、(B)/(A)、(B)/(A)/(B)、(B)/(A)/(C)、(B)/(C)/(A)、(B)/(C)/(A)/(C)、(B)/(C)/(A)/(C)/(B)などの構造を挙げることができる。
以下において、各層について順に説明する。
【0021】
[基材層(A)]
基材層(A)は、一般に熱可塑性樹脂から主として構成されており、必要に応じてフィラーなどが含まれている。
【0022】
熱可塑性樹脂
本発明の基材層(A)に用いられる熱可塑性樹脂の種類は特に制限されない。基材フィルムに使用する熱可塑性樹脂(A)としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、ポリメチル−1−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン−6、ナイロン−6,6、ナイロン−6,10、ナイロン−6,12等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやその共重合体、ポリエチレンナフタレート、脂肪族ポリエステル等の熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、アタクティックポリスチレン、シンジオタクティックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらは2種以上混合して用いることもできる。
これらの中でも、耐薬品性や生産コスト等の観点より、ポリオレフィン系樹脂または熱可塑性ポリエステル系樹脂を用いることが好ましく、プロピレン系樹脂を用いることがより好ましい。
【0023】
プロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体や、主成分であるプロピレンと、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン,4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィンとの共重合体を用いることができる。立体規則性は特に制限されず、アイソタクティックないしはシンジオタクティック及び種々の程度の立体規則性を示すものを用いることができる。また、共重合体は2元系でも3元系でも4元系でもよく、またランダム共重合体でもブロック共重合体であってもよい。
【0024】
このような熱可塑性樹脂は、基材層(A)に25〜95重量%で使用することが好ましく、30〜90重量%で使用することがより好ましく、35〜65重量%で使用することが特に好ましい。基材層(A)における熱可塑性樹脂の含有量が25重量%以上であれば、後述する積層フィルムの延伸成形時に表面にキズが生じにくい傾向があり、95重量%以下であれば、充分な空孔数が得られやすい傾向がある。
【0025】
フィラー
本発明の基材層(A)に熱可塑性樹脂とともに用いることができるフィラーとしては、各種無機フィラーまたは有機フィラーを挙げることができる。
無機フィラーとしては、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、焼成クレー、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、珪藻土等を例示することができる。また、上記無機フィラーの種々の表面処理剤による表面処理品も例示できる。中でも重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム及びそれらの表面処理品、クレー、珪藻土を使用すれば安価で延伸時の空孔形成性がよいために好ましい。さらに好ましいのは、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウムの種々の表面処理剤による表面処理品である。表面処理剤としては、例えば樹脂酸、脂肪酸、有機酸、硫酸エステル型陰イオン界面活性剤、スルホン酸型陰イオン界面活性剤、石油樹脂酸、これらのナトリウム、カリウム、アンモニウム等の塩、または、これらの脂肪酸エステル、樹脂酸エステル、ワックス、パラフィン等が好ましく、非イオン系界面活性剤、ジエン系ポリマー、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤、燐酸系カップリング剤等も好ましい。硫酸エステル型陰イオン界面活性剤としては、例えば長鎖アルコール硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル、硫酸化油等あるいはそれらのナトリウム、カリウム等の塩が挙げられ、スルホン酸型陰イオン界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、パラフィンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、アルキルスルホコハク酸等あるいはそれらのナトリウム、カリウム等の塩が挙げられる。また、脂肪酸としては、例えばカプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ヘベン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸等が挙げられ、有機酸としては、例えばマレイン酸、ソルビン酸等が挙げられ、ジエン系ポリマーとしては、例えばポリブタジエン、イソプレンなどが挙げられ、非イオン系界面活性剤としてはポリエチレングリコールエステル型界面活性剤等が挙げられる。これらの表面処理剤は1種類または2種類以上組み合わせて使用することができる。これらの表面処理剤を用いた無機フィラーの表面処理方法としては、例えば、特開平5−43815号公報、特開平5−139728号公報、特開平7−300568号公報、特開平10−176079号公報、特開平11−256144号公報、特開平11−349846号公報、特開2001−158863号公報、特開2002−220547号公報、特開2002−363443号公報などに記載の方法を使用することができる。
【0026】
有機フィラーとしては、基材層(A)に使用する熱可塑性樹脂の融点またはガラス転移点よりも高い融点またはガラス転移点(例えば、120〜300℃)を有し、非相溶性のものが使用される。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、メラミン樹脂、環状オレフィン単独重合体、環状オレフィンとエチレンとの共重合体、ポリエチレンサルファイト、ポリイミド、ポリエチルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイト等を例示することができる。
基材層(A)には、無機フィラーまたは有機フィラーの中から1種を選択してこれを単独で使用してもよいし、2種以上を選択して組み合わせて使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合には、有機フィラーと無機フィラーを混合して使用してもよい。
【0027】
無機フィラーの平均粒径及び有機フィラーの平均分散粒径は、例えば、マイクロトラック法、走査型電子顕微鏡による一次粒径の観察(本発明では粒子100個の平均値を平均粒径とした)、比表面積からの換算(本発明では(株)島津製作所製の粉体比表面積測定装置SS−100を使用し比表面積を測定した)などにより求めることができる。
後述する積層フィルムの延伸成形により発生させる空孔サイズの調整のため、上記無機フィラーの平均粒径、または有機フィラーの平均分散粒径は好ましくはそれぞれが0.05〜0.9μmの範囲、より好ましくはそれぞれが0.1〜0.7μmの範囲のものを使用する。平均粒径または平均分散粒径が0.9μm以下のフィラーを用いれば、空孔がより均一になる傾向がある。また、平均粒径または平均分散粒径が0.05μm以上のフィラーを用いれば、所定の空孔がより得られやすくなる傾向がある。
【0028】
後述する積層フィルムの延伸成形により発生させる空孔量の調整のため、延伸フィルム中への上記フィラーの配合量は好ましくは5〜75重量%、より好ましくは10〜70重量%、特に好ましくは35〜65重量%の範囲にする。フィラーの配合量が5重量%以上であれば、充分な空孔数が得られやすくなる傾向がある。また、フィラーの配合量が75重量%以下であれば、表面にキズがより生じにくくなる傾向がある。
【0029】
その他の成分
基材層(A)には、本発明の光反射体の用途等に応じて、熱可塑性樹脂やフィラー以外の成分を含有させてもよい。例えば、基材層(A)を構成する主要な樹脂がプロピレン系樹脂の場合、延伸性を改良するために、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル等のプロピレン系樹脂より低融点の樹脂を3〜25重量%配合してもよい。
【0030】
基材層(A)の構造
本発明の光反射体を構成する基材層(A)は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。基材層(A)の肉厚は、30〜1000μmであることが好ましく、40〜400μmであることがより好ましく、50〜300μmであることがさらに好ましい。
【0031】
[光拡散層(B)]
光拡散層(B)は、基材層(A)の光反射面のみに形成してもよいし、両面に形成してもよい。また、本発明の光反射体に光拡散層(B)を形成しなくてもよい。本発明では基材層(A)の少なくとも片面に光反射層(B)を有する積層構造のフィルムを含むものを積層フィルムと称する。光拡散層(B)の形成方法としては、上記基材層(A)の延伸成形前に多層TダイやIダイを使用して光拡散層(B)の溶融原料を共押出し、得られた積層体を延伸成形して設ける方法、上記基材層(A)が2軸延伸の場合、1軸方向の延伸が終了したのち、光拡散層(B)の溶融原料を押し出し貼合し、この積層体を1軸延伸成形して設ける方法、上記基材層(A)を延伸成形して得た後に光拡散層(B)の原料樹脂を直接または易接着層を介して押し出し貼合して設ける方法等が挙げられる。
【0032】
上記光拡散層(B)には、基材層(A)に使用されるものと同様の熱可塑性樹脂およびフィラーを使用することができる。フィラーの粒径は可視光線の波長に近いほど光拡散性能が向上するため、好ましくは0.05〜1.5μm、より好ましくは0.1〜0.9μm、さらに好ましくは0.2〜0.7μmである。フィラーの粒径が0.05μm以上であれば、表面凹凸が程よく形成されて光拡散性能を改善しやすくなる傾向がある。1.5μm以下であれば表面凹凸が大き過ぎることはないため、光拡散性能を良好な範囲内に維持しやすい。フィラーの配合量は、表面強度を保持できる程度で高濃度配合して光拡散性能を向上させることが好ましい。具体的には、好ましくは5〜90重量%、より好ましくは30〜80重量%、より好ましくは45〜70重量%の範囲で使用する。配合量が5重量%以上であれば、表面に程よく凹凸が形成されて光拡散性能を改善しやすくなる。また、配合量が90重量%以下であれば、実用的な表面強度を保ちやすい。
【0033】
光拡散層(B)の肉厚は、0.5〜20μmであることが好ましく、2〜15μmであることがより好ましく、2〜6μmであることがさらに好ましい。0.5μm以上であれば、光拡散性能を改善して反射率を向上させやすい。また、20μm以下であれば、基材層の反射性能を阻害しにくいため、高い反射率を維持することができる。
【0034】
[保護層(C)]
保護層(C)は、基材層(A)の片面のみに形成してもよいし、両面に形成してもよい。また、基材層(A)と光拡散層(B)の間に形成してもよいし、光反射体の表面層として形成してもよい。さらに、本発明の光反射体には保護層(C)を形成しなくてもよい。
保護層(C)の形成方法としては、上記基材層(A)の延伸成形前に多層TダイやIダイを使用して保護層(C)の溶融原料を共押出し、得られた積層体を延伸成形して設ける方法、上記基材層(A)が2軸延伸の場合、1軸方向の延伸が終了したのち、保護層(C)の溶融原料を押し出し貼合し、この積層体を1軸延伸成形して設ける方法、上記基材層(A)を延伸成形して得た後に保護層(C)の原料樹脂を直接または易接着層を介して押し出し貼合して設ける方法等が挙げられる。
【0035】
保護層(C)には、基材層(A)に使用されるものと同様の熱可塑性樹脂が使用することができる。また、上記フィラーを含有しても良く、フィラーの配合量は好ましくは0〜20重量%、より好ましくは0〜10重量%、さらに好ましくは0〜5重量%、特に好ましくは0〜3重量%の範囲で使用できる。
保護層(C)の肉厚は、1μm以上が好ましく、2〜30μmがより好ましく、3〜20μmがさらに好ましい。1μm以上にすることによって、光反射体の表面強度が向上し、またエンボス加工した際に集光効果が発現しやすい。
【0036】
[添加剤]
本発明の光反射体を構成する各層には、必要により、蛍光増白剤、安定剤、光安定剤、分散剤、滑剤等を配合してもよい。安定剤としては、立体障害フェノール系やリン系、アミン系等の安定剤を通常0.001〜1重量%、光安定剤としては、立体障害アミンやベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系などの光安定剤を通常0.001〜1重量%、無機フィラーの分散剤としては、シランカップリング剤、オレイン酸やステアリン酸等の高級脂肪酸、金属石鹸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸ないしはそれらの塩等を通常0.01〜4重量%配合することができる。
【0037】
[成形]
基材層(A)または積層フィルムの成形方法としては、一般的な1軸延伸や2軸延伸法が使用できる。具体例としてはスクリュー型押出機に接続された単層または多層のTダイやIダイを使用して溶融樹脂をシート状に押し出した後、ロール群の周速差を利用した縦延伸で1軸延伸する方法、さらにこの後にテンターオーブンを使用した横延伸を組み合わせた2軸延伸方法や、テンターオーブンとリニアモーターの組み合わせによる同時2軸延伸などが挙げられる。
【0038】
延伸温度は使用する熱可塑性樹脂の融点より2〜60℃低い温度、ガラス転移点より2〜60℃高い温度が好ましく、樹脂がプロピレン単独重合体(融点155〜167℃)のときは95〜165℃、ポリエチレンテレフタレート(ガラス転移点:約70℃)のときは100〜130℃が好ましい。また、延伸速度は20〜350m/分が好ましい。
得られた基材層(A)または積層フィルムは、必要により熱処理(アニーリング処理)を行い、結晶化の促進や、積層フィルムの熱収縮率低減などを図ることもできる。
【0039】
基材層(A)または積層フィルム中に発生させる空孔の大きさを調整するために、基材層(A)の面積延伸倍率は好ましくは1.3〜80倍の範囲とし、より好ましくは7〜70倍の範囲、さらに好ましくは22倍〜65倍、最も好ましくは25〜60倍とする。面積延伸倍率が1.3〜80倍の範囲内であれば、微細な空孔が得られやすく、反射率の低下も抑えやすい。
【0040】
基材層(A)または積層フィルム中に発生させる空孔の単位体積あたりの量を調整するために、空孔率は好ましくは15〜60%、より好ましくは20〜55%の範囲とする。本明細書において「空孔率」とは、下記式にしたがって計算される値を意味する。式中のρ0は真密度を表し、ρは密度(JIS−P8118)を表す。延伸前の材料が多量の空気を含有するものでない限り、真密度は延伸前の密度にほぼ等しい。
ρ0−ρ
空孔率(%) = ―――――――― × 100
ρ0
【0041】
本発明で用いる基材層(A)または積層フィルムの密度は、一般に0.5〜1.2g/cm3の範囲であり、空孔が多いほど密度は小さくなり空孔率は大きくなる。空孔率が大きい方が表面の反射特性も向上させることができる。
【0042】
[光反射体]
本発明の光反射体は、上記の基材層(A)や積層フィルムのみからなっていてもよいし、上記の基材層(A)や積層フィルムにさらに適当な材料が付加されたものであってもよい。ここでいう適当な材料として、金属板、PETフィルムなどを例示することができる。
【0043】
光集光機能
本発明の光反射体は、光反射面が光集光機能を有することが好ましい。光反射面が光集光機能を発現させるためには、光反射面に断面が三角形のプリズム形状を形成することが特に好ましい。プリズム形状の形成法は、例えば、紫外線硬化性の熱可塑性樹脂にエンボスロール版によってエンボス加工したのちに、紫外線を照射してその形状を硬化させる方法、溶融樹脂をラミネートする際にエンボスロール版によってエンボス加工する方法、シートをエンボスロール版にて加熱プレスすることによりエンボス加工する方法等が挙げられる。その中でも加熱プレスによるエンボス加工する方法が好ましい。
光集光機能を発現するためのプリズム形状は、周期が2000μm以下、好ましくは、1〜1000μm、更に好ましくは10〜500μmである。また、プリズム断面が三角形状であり、頂角が40°〜170°の角度になるようにエンボスロールにより加熱、加圧し付形することが好ましい。
【0044】
利用
本発明の光反射体は、サイドライト方式、直下型ライト方式などの面光源装置として好ましく使用することができる。中でも直下型ライト方式の面光源装置に極めて有用である。
本発明の光反射体を用いた直下型ライト方式の液晶表示装置(液晶テレビ等)は、図2に示すような構成を有し、光反射体に対して全方向から入射した光を効率よく光反射体に対して直角方向に反射することができる。このため、輝度が高くかつ輝度ムラなく、液晶表示装置を見る人に自然な感じを与えることができる。本発明の光反射体は、このような直下型ライト方式の液晶表示装置のみならず、内蔵式光源を使用せずに室内光を反射させることを意図した低消費電力型の表示装置にも利用することが可能である。また、室内外照明用、電飾看板用光源の背面にも幅広く利用することができる。
【実施例】
【0045】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【0046】
(実施例1および実施例2)
表1に記載の材料を表2に記載の配合で混合した組成物(A)を押出機を用いて250℃に溶融混練した。その後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって基材層(A)を得た。この基材層(A)を145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸した。
表1に記載の材料を表2に記載の配合で混合した組成物(B)、(C)を溶融混練し、得られた基材層(A)の両面に溶融押し出しして光拡散層(B)、保護層(C)をB/C/A/Cとなるように積層した。ついでこの積層物を160℃に再加熱してテンターで横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する四層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
【0047】
(実施例3)
表1に記載の材料を表2に記載の配合で混合した組成物(A)を、押出機を用いて250℃に溶融混練した。その後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって基材層(A)を得た。この基材層(A)を145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸した。
表1に記載の材料を表2に記載の配合で混合した組成物(C)を溶融混練し、得られた基材層(A)の両面に溶融押し出しして保護層(C)をC/A/Cとなるように積層した。ついでこの積層物を160℃に再加熱してテンターで横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する四層構造の積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
【0048】
(実施例4)
実施例2で得られた基材の光反射面に、深さ58μm、ピッチ145μmの断面が正三角形のエンボスロールを用いて、加圧100kg、80℃、ライン速度3m/minの条件でエンボスを施し、表面に集光機能を持つ積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
【0049】
(実施例5)
実施例3で得られた基材を使用した以外は実施例4と同様の方法にて、表面に集光機能を持つ積層フィルムを得た。この積層フィルムを光反射体とした。
【0050】
(比較例1)
(株)ユポ・コーポレーション製合成紙ユポ商品名『FPG200』を光反射体とした。
【0051】
(比較例2)
表1に記載の材料を表2に記載の配合で混合した基材層(A)組成物、表面層(B)組成物、および裏面層(C)組成物を、それぞれ別々の3台の押出機を用いて250℃で溶融混練した。その後、一台の共押出ダイに供給して、ダイ内で(A)の両面に、(B)、(C)をそれぞれ積層後、シート状に押し出し、冷却ロールで約60℃まで冷却することによって積層物を得た。
この積層物を145℃に再加熱した後、多数のロール群の周速差を利用して縦方向に表2に記載の倍率で延伸し、次いで約150℃まで再加熱してテンターを利用して横方向に表2に記載の倍率で延伸した。その後、160℃でアニーリング処理した後、60℃まで冷却し、耳部をスリットして表2に記載の厚みを有する三層構造(B/A/C)の光反射体を得た。
【0052】
(比較例3)
三井化学(株)製:商品名『WS180E』を光反射体とした。
【0053】
(試験方法)
各光反射体のサンプルについて、以下の試験を行った。結果を表3に示す。
【0054】
(1)変角反射率R1、R2
(株)村上色彩研究所製『変角分光測色システムGCMS4』により測定した波長550nmの反射率を変角反射率とした。
R1の測定は、光線照射角度をサンプル表面の法線方向から15°とし、受光角度を0°として行った。セラミック製の標準白板(変角分光光度計GCMS4に付属の標準白板)の変角反射率を100%として、サンプルの変角反射率を相対値で表し、これをR1とした。
同様に、R2の測定は、光線照射角度をサンプル表面の法線方向から75°とし、受光角度を0°として行った。セラミック製の標準白板の変角反射率を100%として、サンプルの変角反射率を相対値で表し、これをR2とした。
【0055】
(2)輝度
図4に例示する17インチサイズの面光源装置の11の位置に各光反射体をセットし、冷陰極ランプ15にハリソン社(製)インバーターユニットを接続した。冷陰極ランプに12V,6mAの管電流を流し点灯、照射して、3時間後に輝度を測定した。輝度の測定は、(株)トプコン社製輝度計16(商品名:BM−7)を用い、輝度計測部と面光源装置の距離(面光源装置の法線方向の距離)を50cmとして合計9点を測定した(測定点17)。9点の測定値を平均して、(株)ユポ・コーポレーション製合成紙ユポ(商品名『FPG200』)の輝度値を100%としたときの相対値として相対輝度を表した。
【0056】
(3)反射率R3
JIS−Z8722条件d記載の方法に従って、測定した波長550nmの反射率を測定した。
【0057】
【表1】

【0058】
【表2】

【0059】
【表3】

【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明の光反射体は、反射率が高く面発光性に優れている。本発明の光反射体を用いて製造した面光源装置は、高輝度であり極めて有用である。本発明によれば、特に直下式バックライトにおいても十分に輝度を向上させることができ、室内外照明用、電飾看板用光源の背面にも幅広く利用することができる。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】本発明の一実施態様である光反射体を構成する積層体の断面図を示す図である。
【図2】直下式バックライトの典型的な構成を示す断面図である。
【図3】サイドライト式バックライトの典型的な構成を示す断面図である。
【図4】輝度の測定法を説明するための斜視図である。
【図5】光反射体の変角反射率の測定法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【0062】
1 基材層(A)
2 保護層(C)
3 光拡散層(B)
11 光反射体
12 網点印刷
13 透明なアクリル板
14 拡散板
15 光源
16 輝度計
17 測定点
18 照射光(照射角度15°)
19 照射光(照射角度75°)
20 光反射体反射面の法線方向(垂直方向)への反射光
21 受光部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光線照射角度が15°で受光角度が0°であるときの変角反射率R1が90〜120%であり、光線照射角度が75°で受光角度が0°であるときの変角反射率R2が85〜110%であることを特徴とする光反射体。
【請求項2】
相対輝度が112〜150%であることを特徴とする光反射体。
【請求項3】
相対輝度が112〜150%であることを特徴とする請求項1に記載の光反射体。
【請求項4】
光反射面が光集光機能を有することを特徴とする光反射体。
【請求項5】
光反射面が光集光機能を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光反射体。
【請求項6】
熱可塑性樹脂とフィラーを含有し且つ少なくとも1軸方向に延伸されている基材層(A)を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光反射体。
【請求項7】
熱可塑性樹脂とフィラーを含有し且つ面積延伸倍率1.3〜80倍で延伸されている基材層(A)を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光反射体。
【請求項8】
基材層(A)の少なくとも片面に光拡散層(B)を有する積層フィルムであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光反射体。
【請求項9】
基材層(A)のフィラー濃度が5〜75重量%であり、該フィラーが平均粒径0.05〜0.9μmの無機フィラー及び/又は平均分散粒径0.05〜0.9μmの有機フィラーであることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の光反射体。
【請求項10】
光拡散層(B)のフィラー濃度が5〜90重量%であり、該フィラーが平均粒径0.05〜1.5μmの無機フィラー及び/又は平均分散粒径0.05〜1.5μmの有機フィラーであることを特徴とする請求項8に記載の光反射体。
【請求項11】
フィラーが表面処理された無機フィラーであることを特徴とする請求項6、7、9または10に記載の光反射体。
【請求項12】
積層フィルムが基材層(A)の光拡散層(B)を有する面とは反対面に保護層(C)を有することを特徴とする請求項8に記載の光反射体。
【請求項13】
光拡散層(B)の肉厚が0.5〜20μmであることを特徴とする請求項8、10または12に記載の光反射体。
【請求項14】
光集光機能を発現する反射面の断面が三角形のプリズム形状を有することを特徴とする請求項4または5に記載の光反射体。
【請求項15】
プリズム形状がエンボス加工により付形されたことを特徴とする請求項14に記載の光反射体。
【請求項16】
基材層(A)または積層フィルムの空孔率が15〜60%であることを特徴とする請求項6〜15のいずれかに記載の光反射体。
【請求項17】
熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂またはポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項6または7に記載の光反射体。
【請求項18】
請求項1〜17のいずれかに記載の光反射体を用いた面光源装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2006−195453(P2006−195453A)
【公開日】平成18年7月27日(2006.7.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−363036(P2005−363036)
【出願日】平成17年12月16日(2005.12.16)
【出願人】(000122313)株式会社ユポ・コーポレーション (73)
【Fターム(参考)】