专利名称：光反射体的制作方法
技术领域：
本发明涉及紫外光所致的劣化少、并且对光源光反射实现高亮度的光反射体。
背景技术：
配置了内藏式光源的背光(背后照明；backlight)型液晶显示器广泛地普及。背光型之中侧光(侧面照明；sidelight)方式的典型的构成如
图1所示，具有在透明的丙烯酸板13上进行了网点印刷12的导光板、在其一面设置的光反射体11、扩散板14、接近于导光板侧面的冷阴极灯15。从导光板侧面导入的光，在网点印刷部分发光，用光反射体11防止光的反射、漏出，由扩散板14形成均匀的面状光。
在这样的背光单元中，光反射体，因显示内藏式光源的光而可高效率地利用，同时因可实现出于各个目的的显示而发挥功能。一般地，由于不希望闪耀的镜面反射，因此需要实现由漫反射得到的在面方向比较均匀的亮度，给予看的人以自然的感觉。特别是在液晶显示器的侧光方式中使用的反射板，要求在面方向无亮度不均地、均匀地反射从导光板渗出的光。
过去大多在本用途中使用特开平4-239540号公报所记载的白色的聚酯薄膜。
可是，在光源光附近，有被光源光产生的热加热至80℃或以上的部分，又，由于光源光产生的主要是紫外光附近的光的作用，往往反射体造成黄变，带来色调变化和亮度随时间的降低。
鉴于这些现有技术，本发明的目的是，提供不发生历来用作为反射体的白色聚酯薄膜那样的黄变，经过长期也不造成色调变化的反射体。
发明内容
本发明人反复进行锐意研究的结果发现，通过将不透明度、白度、反射率、面积拉伸倍率、光照射试验后的色差ΔEH等条件设定在特定的范围内，得到达到所期望的效果的光反射体，从而实现本发明。
即，本发明提供光反射体，其特征是，它是由不透明度95％或以上、白度90％或以上、反射率R092％或以上、面积拉伸倍率22-80倍的含有热塑性树脂和填料的双向拉伸薄膜构成的光反射体，在83℃、相对湿度50％的环境条件下，由设置于距离10cm的位置的金属卤化物灯以照射强度90mW/cm2照射10小时后的色差ΔEH为10或以下。
本发明的光反射体，反射率R0优选为92％或以上，用式(1)计算的上述照射10小时前和照射10小时后的反射率之差ΔR为10％或以下为优选。又，在上述照射10小时后表面看不到裂纹为优选。
ΔR＝R0-R1(1)(在上式中，R0为上述照射10小时前的反射率，R1为上述照射10小时后的反射率。)构成本发明光反射体的双向拉伸薄膜，其用式(2)计算的孔隙率优选为15-60％。
孔隙率(％)＝(ρ0-ρ)/ρ0×100 (2)(在上式中，ρ0为真密度，ρ为拉伸薄膜的密度。)又，构成本发明光反射体的双向拉伸薄膜，具有基材层(A)和在基材层(A)的至少一面的表面层(B)，并且基材层(A)含有0.5-62重量％、表面层(B)含有不到1重量％的紫外光吸收填料为优选。又，上述基材层(A)所含的无机填料的平均粒径、或者有机填料的平均分散粒径优选为大于或等于0.1μm且小于1.5μm的范围内。
附图的简单说明图1是侧光方式的液晶显示器的截面图。图中，11为光反射体；12为反射用白色网点印刷；13为丙烯酸板(导光板)；14为扩散片；15为冷阴极灯。
图2是实施例1的光反射体的截面图。图中，21是表面层(B)；22是基材层(A)；23是背面层(C)。
发明的
具体实施例方式
以下详细说明本发明的光反射体。在本说明书中，“～”意味分别将在其前后所记载的数值作为最小值和最大值而包括的范围。
本发明光反射体所用的热塑性树脂的种类不被特别限制。例如，可列举出高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等乙烯系树脂、或者丙烯系树脂、聚甲基-1-戊烯、乙烯-环状烯烃共聚物等烯烃系树脂、尼龙-6、尼龙6，6、尼龙6，10、尼龙6，12等聚酰胺系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯和其共聚物、聚碳酸酯、无规立构聚苯乙烯、间规立构聚苯乙烯、聚苯硫醚等。它们可混合2种或2种以上使用。其中，使用烯烃系树脂为优选。进一步地，在烯烃系树脂中，从成本方面、耐水性、耐药品性方面出发，使用丙烯系树脂、高密度聚乙烯为优选，特别优选使用丙烯系树脂。
作为这样的丙烯系树脂，使用为丙烯均聚物的等规立构或间规立构和显示各种的立构性的聚丙烯；以丙烯为主成分，它与乙烯、丁烯-1、己烯-1、庚烯-1，4-甲基戊烯-1等α-烯烃的共聚物。此共聚物无论2元系、3元系、4元系都可以，又，无论是无规共聚物还是嵌段共聚物都可以。另外，使用丙烯系树脂的场合，为使拉伸性良好，配合聚乙烯、聚苯乙烯、乙烯·醋酸乙烯共聚物等熔点比丙烯系树脂低的热塑性树脂3～25重量％为好。
这样的热塑性树脂，在双向拉伸薄膜中使用38～91.5重量％为好，更优选使用44～89重量％，进一步优选使用50～86重量％。
作为与热塑性树脂一起用于本发明的填料，可使用各种无机填料或者有机填料。
无机填料或者有机填料，在双向拉伸薄膜中使用8.5～62重量％为优选，更优选使用11～56重量％，进一步优选使用14～50重量％。
作为无机填料，可列举出碳酸钙、烧成粘土、二氧化硅、硅藻土、滑石、硫酸钡、氧化铝、紫外光吸收填料等。作为紫外光吸收填料，可列举出二氧化钛、氧化锌等。
作为有机填料，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、尼龙-6、尼龙-6，6、环状烯烃聚合物、环状烯烃与乙烯的共聚物等具有比聚烯烃树脂的熔点高的熔点(例如120-300℃)或者玻璃化转变温度(例如120-280℃)的填料。
在双向拉伸薄膜中，既可以从上述无机填料或者有机填料中选择1种单独使用它，也可以选择2种或2种以上组合使用。组合2种或2种以上使用的场合，混合有机填料和无机填料来使用也可以。
为使本发明的反射体具有所希望的光反射特性，使双向拉伸薄膜中多量地发生均匀而近于正圆的微细的孔隙为好。
为了调整由后面叙述的拉伸成形产生的孔隙的尺寸，使用基材层(A)所含的无机填料的平均粒径、或者有机填料的平均分散粒径，优选分别为大于或等于0.1μm且小于1.5μm的范围、更优选分别为0.15～1.4μm的范围、特别优选分别为0.2～1.3μm的范围的填料。平均粒径或者平均分散粒径为1.5μm或1.5μm以上的场合，有孔隙变得不均匀的倾向。又，平均粒径或者平均分散粒径小于0.1μm的场合，有得不到所规定的孔隙的倾向。
为了调整后面叙述的通过拉伸成形而产生的孔隙量，上述填料在双向拉伸薄膜中的配合量，按体积换算优选可使用3.0～35体积％，更优选可使用4.0～30体积％的范围。填料的配合量少于3.0体积％的场合，有得不到充分的孔隙数的倾向。又，填料的配合量多于35体积％的场合，有容易发生由刚度不足导致的折皱的倾向。
本发明使用的双向拉伸薄膜，无论是由单层构成的还是层叠2层或2层以上的都可以。作为层叠2层或2层以上的，例如可列举出形成了基材层(A)和在该基材层(A)的至少一面形成了表面层(B)的薄膜。关于层叠方法未特别限定，可使用公知的层叠方法，例如通过多个挤出机将熔融的树脂利用进料装置或者多歧管在一台模具内层叠的方法(共挤出)、通过熔融挤出层压来层叠的方法、通过使用了粘接剂的干式层压来层叠的方法等。多层结构，例如表面层(B)/基材层(A)/背面层(C)3层结构的场合，可使基材层(A)含有优选0.5～62重量％、更优选3.5～50重量％、特别优选4～35重量％的紫外光吸收填料。可以至少使表面层(B)含有不到1重量％、优选0.1～0.9重量％的紫外光吸收填料。当基材层(A)的紫外光吸收填料的配合量超过62重量％时，给光反射体的白度带来影响，招致亮度降低，同时在制造双向拉伸薄膜时，有容易引起拉伸断开的倾向。
又，为了形成理想的孔隙，至少在基材层(A)中使用例如比表面积20000cm2/g或以上、并且不含粒径10μm或以上的粒子的无机填料是有效的。特别是使用满足这样条件的粒度分布锐利的碳酸钙为优选。
表背面层的厚度为0.1μm或以上、优选为大于或等于0.1μm且小于1.5μm，并且不足光反射体的总厚的15％、优选为光反射体的总厚的0.2～10％、更优选为光反射体的总厚的0.5～5％。
本发明的反射体的双向拉伸薄膜中，根据需要也可以配合荧光增白剂、稳定剂、光稳定剂、分散剂、润滑剂等。作为稳定剂，可配合立体受阻酚系和磷系、胺系等稳定剂0.001～1重量％，作为光稳定剂，可配合立体受阻胺系和苯并三唑系、二苯甲酮系等光稳定剂0.001～1重量％，作为无机填料的分散剂，可配合硅烷偶合剂、油酸和硬脂酸等高级脂肪酸、金属皂、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或它们的盐等0.01-4重量％。
作为含有热塑性树脂和填料的配合物的成形方法，可使用一般的双向拉伸方法。作为具体例，可列举出使用与螺杆型挤出机连接的单层或多层的T模或I模，将熔融树脂挤出成片状后，组合了利用辊组的线速度差的纵拉伸和使用了拉幅机烘箱的横拉伸的双向拉伸方法、和通过组合拉幅机烘箱和直线性电机进行的同时双向拉伸等。
拉伸温度为比使用的热塑性树脂的熔点低2～60℃的温度，树脂为丙烯均聚物(熔点155～167℃)时，优选为152～164℃，树脂为高密度聚乙烯(熔点121～134℃)时，优选为110～120℃。又，拉伸速度优选为20～350m/分。
为了调整双向拉伸薄膜中产生的孔隙的大小，面积拉伸倍率＝(纵向拉伸倍率LMD)×(横向拉伸倍率LCD)，定为22～80倍的范围，在25～70倍的范围为好，更优选在28-60倍的范围。
使用的热塑性树脂为丙烯系树脂的场合，面积拉伸倍率不到22倍时，发生拉伸不均，得不到均匀的双向拉伸薄膜，本发明的光反射体有得不到所希望的光反射特性的倾向。
为了调整双向拉伸薄膜中产生的孔隙的纵横比，纵向拉伸倍率LMD和横向拉伸倍率LCD之比LMD/LCD，优选为0.25～2.7的范围，更优选在0.35～2.3的范围。
面积拉伸倍率在22～80倍之外、或LMD/LCD在0.25～2.7的范围之外时，有难以得到近于正圆的微细的孔隙的倾向。
为了调整本发明的光反射体中发生的孔隙的每单位体积的量，孔隙率优选为3～60％、更优选为15～55％的范围。
在本说明书中，所谓“孔隙率”意味按上式(2)计算的值。式(2)的ρ0表示真密度，ρ表示拉伸薄膜的密度(JIS P-8118)。
只要拉伸前的材料不是含有多量的空气，真密度就与拉伸前的密度大致相等。
本发明使用的双向拉伸薄膜的密度，一般为0.55～1.20g/cm3的范围，孔隙越多密度越小，孔隙率越大。孔隙率大还能够提高表面的反射特性。
拉伸后的双向拉伸薄膜的厚度，优选为40～400μm、更优选为80～300μm。当厚度薄于40μm时，有发生光的渗过的倾向。又，当厚度厚于400μm时，有背光单元过于变厚之虞。
本发明光反射体的不透明度(根据JIS P-8138)为95％或以上，优选为97％或以上。不到95％时，有发生光的渗过的倾向。
本发明光反射体的白度(根据JIS L-1015)为90％或以上，优选为95％或以上。不到90％时，有发生光的吸收的倾向。
本发明光反射体，其特征之一是，在83℃、相对湿度50％的环境条件下，由设置于距离10cm的位置的金属卤化物灯以照射强度90mW/cm2照射10小时后的色差ΔEH为10或以下。当色差ΔEH超过10时，在光反射体的使用环境下有造成黄变的倾向。本发明光反射体的色差ΔEH优选为5或以下。
在本说明书中，“色差ΔEH”是由JIS Z-8730的亨特色差式得到的色差，意味按下式计算的值。
ΔEH＝[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2在上式中，ΔEH为由亨特色差式得到的色差，ΔL、Δa、Δb分别是亨特色差式中2个表面色的光亮度指数L和色度指数a、b的差。
本说明书中的色差ΔEH的测定，使用了岩崎电气(株)制(超促进耐候试验)アイ·スパ-UVテスタ-SUV-W13。又，作为光源金属卤化物灯，使用了岩崎电气(株)制的商品M04L21WB/SUV。再者，将试验温度设定为83℃是依据(株)ユポ·コ-ポレ-シヨン制的合成纸YUPO FPG150(商品名)的使用了相同测定装置时的与日曝相当的条件的。
为使光反射体的色差ΔEH为10或以下，配合防氧化剂。作为防氧化剂，胺系、酚系防氧化剂是有效的，但为了防止紫外线引起的光劣化，同时使用磷系防氧化剂为好。这些防氧化剂，相对于作为拉伸薄膜主成分的热塑性树脂100重量份，通常配合0.01～10重量份。
又，本发明光发射体，反射率R0优选为92％或以上，更优选为94％或以上。当反射率R0不到92％时，有发生光渗过的倾向。另外，上述照射10小时前和照射10小时后的反射率之差ΔR为10％或以下为好。当超过10％时，经长期的背光的使用，有亮度降低的倾向。又，即使在上述照射10小时后在表面也看不到裂纹为好。这样的本发明优良的对表面光劣化的耐性，通过利用双向拉伸薄膜中存在的微细孔隙使入射光散射、和配合进行紫外光吸收的上述紫外光吸收填料而实现。紫外光吸收填料的折射率，比一般的无机填料碳酸钙的折射率(1.59)高，例如在本申请发明的实施例中使用的二氧化钛和氧化锌的折射率分别为2.76和2.0。为此，通过使用紫外光吸收填料，能够谋求光反射体特性的改善。为使本发明光反射体具有所希望的光反射特性，在基材层(A)中将紫外光吸收填料与无机填料(紫外光吸收填料除外)和/或有机填料混合使用为好。另外为了抑制由紫外光引起的薄膜的基质树脂的劣化，添加自由基捕捉剂为好。作为自由基捕捉剂，可列举出受阻胺系稳定剂(HALS)等，作为添加量，相对于作为拉伸薄膜主成分的热塑性树脂100重量份，通常为0.01～10重量份。
在本发明光反射体的表背面，只要不阻碍本发明所希望的光反射特性，也可以设置涂覆层。特别是在背面，为了提高光反射特性，有时实施白色涂料的网点印刷，为了改良印刷性，设置涂覆层为好。
涂覆层可按厚度达0.5～20μm的方式采用公知方法涂覆。
本发明光反射体的形状未特别限制，可根据使用目的和使用形式来适当确定。通常，制成板状或薄膜状使用，但即使是以其他的形状使用的场合，只要是作为光反射体使用的，就包含于本发明的保护范围内。
本发明光反射体，作为构成背光型、尤其是侧光方式的显示装置的光反射体是极为有用的。使用本发明光反射体的侧光方式的液晶显示装置，由于光反射体使从导光板渗过的光在面方向无亮度不均地均匀地反射，因此能够给予看的人以自然之感。
本发明光反射体，不仅可用于这样的背光型液晶显示装置，也能用于谋求不使用内藏式光源就反射室内光的低耗电型的显示装置。另外，也能广泛用于室内外照明用途、电饰招牌用光源的背面。
以下记载实施例、比较例和试验例，更具体说明本发明。以下所示的材料、使用量、比例和操作等，只要不脱离本发明的主旨就能够适宜改变。因此，本发明的保护范围并不限于以下所示的具体例。以下的实施例和比较例中使用的材料汇总示于表1。
(实施例1～5和比较例1～3)将按表2记载的量混合了丙烯均聚物、高密度聚乙烯、重质碳酸钙、二氧化钛和氧化锌的组成物(A)、按表2记载的量混合了丙烯均聚物、重质碳酸钙、二氧化钛和氧化锌的组成物(B)和(C)，分别使用3台挤出机在250℃熔融混炼。其后，供给一台共挤模，在模具内在(A)的两面层叠(B)、(C)后，挤出成为片状，用冷却辊冷却到约60℃，得到叠层物。
在上述组成物(A)、(B)和(C)中，相对于配合的热塑性树脂100重量份，配合作为防氧化剂的酚系稳定剂(チバガイギ-公司制、商品名イルガノックス1010)0.05重量份、磷系稳定剂(ジ-·イ-·プラスチック(株)制、商品名ウエストン618)0.05重量份、作为自由基捕捉剂的受阻胺系稳定剂(三共(株)制、商品名HA-70G)0.05重量份。
将该叠层物再加热到145℃后，利用多数的辊组的线速度差在纵向以表2记载的倍率拉伸，再次再加热到约150℃，用拉幅机在横向以表2记载的倍率拉伸。其后，在160℃进行退火处理后，冷却到60℃，切去耳部，得到具有表2记载的厚度的三层结构(B/A/C)的光反射体。表面层(B)在组装液晶显示器的场合成为与导光板接触的面。
比较例1是在双向拉伸薄膜的表背面配合了二氧化钛的采用特开2001-39042号公报的实施例1中记载的方法制造的。
比较例2，除了在实施例2中不使用二氧化钛，按表2的记载改变组成物(A)的重质碳酸钙的种类，按表2的记载改变丙烯均聚物的配合量以外，与实施例2同样地得到光反射体。
比较例3将市售的白色聚酯薄膜(东丽(株)制、商品名E60L)作为光反射体使用。
(试验例)关于制造的实施例1～5和比较例1～3的光反射体，测定了白度、不透明度、孔隙率、反射率、色差ΔEH和表面劣化状态。
白度使用测定装置(スガ试验机(株)制SM-5)，依据JIS L-1015测定。
不透明度使用测定装置(スガ试验机(株)制SM-5)，依据JISP-8138测定。
孔隙率依据JIS P-8118测定拉伸薄膜的密度和真密度，利用上式(2)计算求出。
反射率使用测定装置((株)日立制作所制U-3310)，依据JISZ-8701测定，使用了波长400～700nm的光的平均反射率。
另外，反射率之差ΔR，测定在下述条件下光照射之前和在下述条件下光照射10小时后的反射率，利用上式(1)计算而求出。
色差ΔEH，通过使用上述测定装置，在83℃、相对湿度50％的环境条件下测定由设置于距离10cm的位置的金属卤化物灯以照射强度90mW/cm2照射10小时后的色差而求出。
关于光反射体的表面劣化状态，按以下评价上述的照射10小时后的表面状态。
○光反射体的表面整体与试验前比未变化，没有表面裂纹。
×在光反射体的表面整体上发生了表面裂纹。
它们的各测定结果汇总示于表3。
表1
表2
表3
工业实用性如以上那样，采用本发明光反射体，可实现在使用环境下难黄变、经过长期也没有色调变化的明亮的背光。又，采用本发明，不依赖于具有光学特征的成分就能够谋求廉价地提高亮度。
权利要求
1.光反射体，它是由不透明度95％或以上、白度90％或以上、反射率R092％或以上、面积拉伸倍率22-80倍的含有热塑性树脂和填料的双向拉伸薄膜构成的光反射体，在83℃、相对湿度50％的环境条件下，由设置于距离10cm的位置的金属卤化物灯以照射强度90mW/cm2照射10小时后的色差ΔEH为10或以下。
2.根据权利要求1所记载的光反射体，上述照射10小时前和照射10小时后的用下式表示的反射率之差ΔR为10％或以下，ΔR＝R0-R1(1)(在上式中，R0为上述照射10小时前的反射率，R1为上述照射10小时后的反射率)。
3.根据权利要求1或2所记载的光反射体，在上述照射10小时后表面看不到裂纹。
4.根据权利要求1-3的任一项所记载的光反射体，上述双向拉伸薄膜的用下式表示的孔隙率为3～60％，孔隙率(％)＝(ρ0-ρ)/ρ0×100 (2)(在上式中，ρ0为真密度，ρ为拉伸薄膜的密度)。
5.根据权利要求1-4的任一项所记载的光反射体，上述双向拉伸薄膜具有基材层(A)和在该基材层(A)的至少一面形成的表面层(B)。
6.根据权利要求5所记载的光反射体，上述基材层(A)含有0.5～62重量％的紫外光吸收填料，上述表面层(B)含有不到1重量％的紫外光吸收填料。
7.根据权利要求6所记载的光反射体，上述基材层(A)含有0.5～50重量％的紫外光吸收填料，上述表面层(B)含有0.1～0.9重量％的紫外光吸收填料。
8.根据权利要求6或7所记载的光反射体，上述紫外光吸收填料是二氧化钛或氧化锌。
9.根据权利要求6-8的任一项所记载的光反射体，上述紫外光吸收填料的平均粒径为大于或等于0.1μm且小于1.5μm。
10.根据权利要求5-9的任一项所记载的光反射体，上述表面层(B)在上述基材层(A)的两面形成。
11.根据权利要求5-10的任一项所记载的光反射体，上述表面层(B)的厚度为大于或等于0.1μm且小于1.5μm。
12.根据权利要求5-10的任一项所记载的光反射体，上述表面层(B)的厚度为光反射体总厚度的0.2-10％。
13.根据权利要求5-12的任一项所记载的光反射体，上述基材层(A)含有平均粒径大于或等于0.1μm且小于1.5μm的无机填料、和/或平均分散粒径大于或等于0.1μm且小于1.5μm的有机填料。
14.根据权利要求5-12的任一项所记载的光反射体，上述基材层(A)含有平均粒径0.15μm～1.4μm的无机填料。
15.根据权利要求5-14的任一项所记载的光反射体，上述基材层(A)含有比表面积20000cm2/g或以上的无机填料。
16.根据权利要求1-15的任一项所记载的光反射体，上述双向拉伸薄膜的纵向拉伸倍率LMD与横向拉伸倍率LCD之比LMD/LCD为0.25～2.7。
17.根据权利要求1-16的任一项所记载的光反射体，上述双向拉伸薄膜含有热塑性树脂38～91.5重量％。
18.根据权利要求1-17的任一项所记载的光反射体，作为上述热塑性树脂，包含聚烯烃系树脂。
19.根据权利要求1-17的任一项所记载的光反射体，作为上述热塑性树脂，包含丙烯系树脂或者高密度聚乙烯。
20.根据权利要求1-19的任一项所记载的光反射体，其中含有防氧化剂。
全文摘要
本发明公开了一种光反射体，其特征是，它是由不透明度95％或以上、白度90％或以上、反射率R
文档编号G02B5/30GK1578916SQ02819788
公开日2005年2月9日 申请日期2002年8月6日 优先权日2001年8月6日
发明者小山广, 高桥友嗣 申请人:优泊公司