JP2012048978A

JP2012048978A - Ｌｅｄ照明用異方性光拡散フィルム及びそれを用いたｌｅｄ照明

Info

Publication number: JP2012048978A
Application number: JP2010190017A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sago; 茂佐合; Ryuta Saito; 隆太斎藤
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-08

Abstract

【課題】ＬＥＤ光源から発せられる光を拡散させることができ、照度ムラの少ないＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム、及びそれを用いたＬＥＤ照明を提供する。
【解決手段】（Ａ）環状オレフィン系樹脂７０〜９０重量％及びポリエチレン樹脂１０〜３０重量％を含む樹脂組成物から形成される層を有するＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明の光を拡散させることができる異方性光拡散フィルム、及び該異方性光拡散フィルムを用いたＬＥＤ照明に関する。

ＬＥＤ照明は小型、小電力、長寿命が可能であり、また、チラツキや発熱も少ないことから、近年蛍光灯や白熱電球に代わる照明器具として注目されている。ＬＥＤ照明から発せられる光は、ＬＥＤ照明の直下では蛍光灯よりも照度が大きいが、光の拡散が蛍光灯よりもはるかに乏しく、照度ムラが発生するという問題があった。

ところで、これまでに液晶表示パネルのバックライトデバイスから発光する光を拡散させるために、光拡散性シートを設けることが従来より知られているが（例えば、特許文献１及び２参照）、ＬＥＤ照明のような照度ムラが生じる照明器具に対して、広範囲に均一な照度をもたらすような照明として改善させるためのシートやフィルムについては、未だ改善の余地を残しているのが現状である。

特開２００１−３１７７４号公報特開平１０−１１１４０２号公報

本発明は、ＬＥＤ光源から発せられる光を拡散させることができ、照度ムラの少ないＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム、及びそれを用いたＬＥＤ照明を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、環状オレフィン系樹脂及びポリエチレン樹脂を、特定の含有割合で含む樹脂組成物から形成されるフィルムが、ＬＥＤ光源から発せられる光を拡散させることを見出し、さらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。

本発明は、斯かる知見に基づき完成されたものである。

項１．（Ａ）環状オレフィン系樹脂６０〜９０重量％及び
ポリエチレン樹脂１０〜４０重量％を含む樹脂組成物から形成される層
を有するＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。

項２．さらに、
（Ｂ）環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物から形成される層を有し、
Ａ層とＢ層が積層されてなる項１に記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。

項３．Ａ層／Ｂ層／Ａ層又はＡ層／Ｂ層の順で積層されてなる項２に記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。

項４．Ａ層の合計の厚さが５〜３００μｍである項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。

項５．Ｂ層の合計の厚さが５〜３０００μｍである項２〜４のいずれかに記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。

項６．項１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムを有するＬＥＤ照明。

項７．ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムとＬＥＤ照明の光源との距離が０．５ｃｍ以上である項６に記載のＬＥＤ照明。

以下、本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムについて、詳細に説明する。

本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムは、環状オレフィン系樹脂及びポリエチレン樹脂を含む樹脂組成物から形成される。

環状オレフィン系樹脂とは、具体的には、（ａ）エチレンまたはプロピレンと環状オレフィン（例えば、ノルボルネン及びその誘導体、又はテトラシクロドデセン及びその誘導体等）とのランダム共重合体、（ｂ）該環状オレフィンの開環重合体又はα−オレフィンとの共重合体、（ｃ）前記（ｂ）の重合体の水素添加物、（ｄ）不飽和カルボン酸及びその誘導体等による前記（ａ）〜（ｃ）のグラフト変性物等である。該環状オレフィン系樹脂の比重は、好ましくは１．００〜１．０６であり、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）法により測定される数平均分子量は好ましくは１０００〜１００万のものである。

また、該環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度は、好ましくは５０〜１３０℃、より好ましくは６５〜１００℃である。５０℃未満では、フィルム表面の耐熱性が低下し、熱がかかると表面が粘着するようになる。一方、１３０℃を超えると成形が難しくなる。

環状オレフィン系樹脂の含有割合は、６０〜９０重量％であり、７０〜９０重量％程度が好ましく、７５〜９０重量％程度がより好ましく、８０〜８５重量％程度がさらに好ましい。環状オレフィン系樹脂の含有割合が６０重量％未満であると、フィルムの全光線透過率が低下し、ＬＥＤ光源からの光の損失が大きくなる傾向がある。一方、環状オレフィン系樹脂の含有割合が９０重量％を超えると、異方向への光拡散機能が発現しにくくなる傾向がある。なお、環状オレフィン系樹脂の含有割合は、後述するように単層で用いる場合は、フィルムを形成する場合の樹脂組成物中全体に対する含有割合を表し、多層構造を有する場合には、Ａ層を形成する樹脂組成物中全体に対する含有割合を表す。

ポリエチレン樹脂としては、分枝鎖状、直鎖状のもの、及び高密度、低密度のものが挙げられるが、光学異方性発現の点から分岐状低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。

ポリエチレン樹脂の密度としては、０．８８〜０．９６ｇ／ｃｍ^３程度が好ましく、０．８８〜０．９２ｇ／ｃｍ^３程度がより好ましく、さらに、０．８８〜０．９１ｇ／ｃｍ^３程度が好ましい。ポリエチレン樹脂の密度を上記範囲に設定することによって、良好な光学異方性を発現させることができる。

樹脂ポリエチレンのＪＩＳＫ７２１０に準拠した温度２３０℃、荷重２１．１８Ｎで測定したＭＦＲ（メルトフローレート）としては、１〜１０ｇ／１０分程度が好ましく、２〜１０ｇ／１０分程度がより好ましい。

ポリエチレン樹脂の含有割合は、１０〜４０重量％であり、２０〜４０重量％程度が好ましく、２５〜３５重量％程度がより好ましい。ポリエチレン樹脂が１０重量％未満であると、異方向への光拡散機能が発現しにくくなる傾向がある。また、ポリエチレン樹脂が４０重量％を超えても、異方向への光拡散機能が発現しにくくなる傾向がある。なお、ポリエチレン樹脂の含有割合は、後述するように単層で用いる場合は、フィルムを形成する場合の樹脂組成物中全体に対する含有割合を表し、多層構造を有する場合には、Ａ層を形成する樹脂組成物中全体に対する含有割合を表す。

また、前記樹脂成分を含む樹脂組成物において、前記樹脂成分以外の成分、例えば、帯電防止剤、耐熱安定剤、耐候剤、酸化防止剤、アンチブロッキング剤等の任意成分を２０重量％以下で含有していてもよい。

本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムにおいて、前記環状オレフィン系樹脂及びポリエチレン樹脂を含む樹脂組成物から形成される層（Ａ層）を単層として用いる場合の厚さは、フィルム自体の強度を向上させることができる点、ＬＥＤ照明光源からの光を充分に拡散させることができ、照度のムラを抑制できる点等から、５μｍ程度以上が好ましく、５０μｍ程度以上がより好ましく、１００μｍ程度以上がさらに好ましい。また、ＬＥＤ照明光源からの光を透過し、照度が低下しにくい等の点から、厚さは、３００μｍ程度以下が好ましく、２５０μｍ程度以下がより好ましく、２００μｍ程度以下がさらに好ましい。

本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムは、前記樹脂組成物から形成される層（Ａ層）を単層として用いてもよく、また、異方性光拡散フィルムの強度を向上させる観点等から、ポリエチレン樹脂を含む樹脂組成物から形成されるＢ層との多層構造を有していてもよい。なお、Ｂ層に用いられるポリエチレン樹脂としては、前記Ａ層に用いられるポリエチレン樹脂と同じものが挙げられる。

また、Ｂ層として形成される樹脂組成物において、前記樹脂成分以外の成分、例えば、帯電防止剤、耐熱安定剤、耐候剤、酸化防止剤、アンチブロッキング剤等の任意成分を２０重量％以下で含有していてもよい。

ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムがＡ層及びＢ層の多層構造を有する場合の具体例としては、Ａ層とＢ層が積層された２層構造、又はＡ層／Ｂ層／Ａ層若しくはＢ層／Ａ層／Ｂ層の順で積層されてなる構造を有する３層構造等が挙げられる。

多層構造におけるＡ層の合計の厚さは、フィルム自体の強度を充分に付与でき、異方性拡散機能を十分に発現できるという観点から、５μｍ程度以上が好ましく、５０μｍ程度以上がより好ましく、１００μｍ程度以上がさらに好ましい。また、光透過性において優れるという点から、Ａ層の合計の厚さは、３００μｍ程度以下が好ましく、２５０μｍ程度以下がより好ましく、２００μｍ程度以下がさらに好ましい。

Ｂ層の合計の厚さは、フィルム自体の強度を充分に付与できるという観点から、５μｍ程度以上が好ましく、５０μｍ程度以上がより好ましく、１００μｍ程度以上がさらに好ましい。また、フィルム成形巻取り性において優れるという点から、Ｂ層の合計の厚さは、３０００μｍ程度以下が好ましく、１０００μｍ程度以下がより好ましく、５００μｍ程度以下がさらに好ましい。

Ａ層とＢ層との厚さの比率としては、Ａ層：Ｂ層の比率で、１０：５〜１０：１００が好ましく、１０：５〜１０：４０がより好ましく、１０：１０〜１０：２０がさらに好ましい。

なお、Ａ層／Ｂ層／Ａ層又はＢ層／Ａ層／Ｂ層の順に積層されてなる３層構造を有する場合には、各層構成の２つのＡ層又はＢ層の厚さは、同じでも、異なっていてもよいが、強度を充分に保つことができる点、異方性機能を充分に付与できるという点から、同じ厚さにすることが好ましい。

本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムの総厚さは、フィルム自体の強度を十分に付与できる点から、５０μｍ程度以上が好ましく、１００μｍ程度以上がより好ましく、１５０μｍ程度以上がさらに好ましい。また、総厚さは、フィルム成形巻き取り性に優れるという点から、３０００μｍ程度以下が好ましく、１０００μｍ程度以下がより好ましく、５００μｍ程度以下がさらに好ましい。

本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムは、例えばＡ層、又はＡ層及びＢ層の各層の樹脂組成物をそれぞれドライブレンドし、各組成物をＡ層単層、Ａ層／Ｂ層、Ａ層／Ｂ層／Ａ層、又はＢ層／Ａ層／Ｂ層等の所望の順序になるように押出機に供給し、バレル温度１８０〜２５０℃程度でＴダイスより押出し、冷却水が循環するチルロール上に共押出せしめフラット状の単層又は多層フィルムとして得ることができる。

得られたフィルムは、フィルムのダイス樹脂流れ方向（ＭＤ方向）及びダイス樹脂流れに対して垂直方向（ＴＤ方向）の光線透過率が異なるため、光を拡散する異方性を有するフィルムとなり、特にＬＥＤ照明の光源からの光をＴＤ方向に拡散することができ、照明ムラを低減させることが可能となる。

また本発明は、前記ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムを有するＬＥＤ照明にも関する。

前記ＬＥＤ照明の一実施形態の模式図を図１に示す。ＬＥＤ光源を有するＬＥＤ照明１から発光される光２は、ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム３を設けない場合には、点発光である。この点発光の光をつなげて面発光とする場合には、点発光の連なる方向とＴＤ方向とが平行になるように、ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム３を設けることによって、ＬＥＤ照明の光源からの光をＴＤ方向に拡散することができ、フィルムを介した光源２から発光される光４を、面光源とすることができる。

ＬＥＤ光源とＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムとの距離は、ＬＥＤ光源から発せられる光の強度にもよるが、ＬＥＤ光源から発せられる光を充分に拡散させることができる点、照明ムラを抑制できる点、光を異方向へ拡散することができる点等から、１ｃｍ程度以上が好ましく、５ｃｍ程度以上がより好ましく、１０ｃｍ程度以上がさらに好ましい。また、ＬＥＤ光源とＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムとの距離は、特に限定されるものではないが、光の透過率が低下しない程度の距離であればよく、例えば、５０ｃｍ程度以下が好ましい。

また、図１に示すようなＬＥＤ照明を複数列に並べることによって、広範囲に照明することのできるＬＥＤ照明とすることも可能である。

本発明のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムは、光を異方拡散させることができるため、ＬＥＤ照明における照度のムラを改善させることができる。そのため、ＬＥＤ照明に好適に用いることができる。

ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムを有するＬＥＤ照明の一実施形態の模式図である。

以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

下記の実施例及び比較例で使用した原料樹脂を下記に示す。

環状オレフィン系樹脂：（TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH製の環状オレフィン系樹脂（ＴＯＰＡＳ（８００７Ｆ）））
ＰＥ樹脂：（株式会社プライムポリマー製のポリエチレン樹脂（エボリューＳＰ０５１０））
実施例１〜３及び比較例１〜２
表１に記載のＡ層となるように、表１に示す成分及び組成で配合して得られる樹脂組成物を、１８０〜２５０℃に調整された押出機に投入し、２５０℃のＴダイスにより押し出し、８０℃の冷却水が循環するチルロール上に共押出しせしめて、フラット状の単層フィルムを得た。

実施例４〜５及び比較例３
層構成がＢ層／Ａ層／Ｂ層となるように、表２に示す成分及び組成で配合して、各層を構成する樹脂組成物を、１８０〜２５０℃に調整されたそれぞれの押出機に投入しＡ層／Ｂ層／Ａ層の順序になるように、２５０℃のＴダイスにより押し出し、積層し、８０℃の冷却水が循環するチルロール上に共押出しせしめて、フラット状の３層フィルムを得た。

実施例６〜７及び比較例４
層構成がＡ層／Ｂ層となるように、表３に示す成分及び組成で配合して、各層を構成する樹脂組成物を、１８０〜２５０℃に調整されたそれぞれの押出機に投入しＡ層／Ｂ層／Ａ層の順序になるように、２５０℃のＴダイスにより押し出し、積層し、８０℃の冷却水が循環するチルロール上に共押出しせしめて、フラット状の２層フィルムを得た。

物性評価
前記実施例１〜７及び比較例１〜４に記載の単層、２層フィルム、及び３層フィルムについて、下記の特性をそれぞれ評価した。その結果を表１〜３に示す。

［ＭＤ方向及びＴＤ方向の全光線透過量］
ヘイズメーターにより、得られたフィルムのダイス樹脂流れ方向（ＭＤ方向）及びダイス樹脂流れに対して垂直方向（ＴＤ方向）（ＭＤ方向のフィルムに対してフィルムを９０度回転して測定）の光線透過率を測定し、さらにその差を算出した。

１ＬＥＤ照明
２ＬＥＤ光源から発光される光
３ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム
４ＬＥＤ光源から発光される光

Claims

（Ａ）環状オレフィン系樹脂６０〜９０重量％及び
ポリエチレン樹脂１０〜４０重量％を含む樹脂組成物から形成される層
を有するＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。
さらに、
（Ｂ）環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物から形成される層を有し、
Ａ層とＢ層が積層されてなる請求項１に記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。
Ａ層／Ｂ層／Ａ層又はＡ層／Ｂ層の順で積層されてなる請求項２に記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。
Ａ層の合計の厚さが５〜３００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。
Ｂ層の合計の厚さが５〜３０００μｍである請求項２〜４のいずれかに記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルム。
請求項１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムを有するＬＥＤ照明。
ＬＥＤ照明用異方性光拡散フィルムとＬＥＤ照明の光源との距離が０．５ｃｍ以上である請求項６に記載のＬＥＤ照明。