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1. WO2009078364 - 複合反射シート

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明 細 書

発明の名称 複合反射シート

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0004  

課題を解決するための手段

0005  

発明の効果

0006  

図面の簡単な説明

0007   0008  

発明を実施するための最良の形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028  

実施例

0029   0030   0031   0032   0033   0034  

産業上の利用可能性

0035  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1-(a)   1-(b)  

明 細 書

複合反射シート

技術分野

[0001]
 本発明は、液晶ディスプレイや表示体のバックライト光源に好適に用いられる反射シートおよびそれを用いたバックライトユニット、液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002]
 近年、携帯電話、パソコン、テレビなど様々な表示装置において、特に液晶表示装置はその薄型化、省電力化といった特徴を持ち、各用途において表示方式の主流になりつつあるが、更なる薄型化の要求がある。その場合、光源がより密集し、光源から発生する熱で液晶表示装置の温度が高くなる問題がある。その際、その熱を筐体に逃がすことは熱対策の有効な手法の一つといえる。
[0003]
 反射シートはそれら表示装置において、光源から発せられる光量を有効に液晶部分に供給する必要不可欠な部材として使用されている。反射シートとしては、アルミニウムなどの金属板の表面に銀を主成分とした金属薄膜層を有する反射シートを貼り合わせた物、または白色顔料を塗工したアルミニウムなどの金属板の他、白色ポリエチレンテレフタレートシート、オレフィン系反射シート、微細気泡を有するシート、特定量の無機充填材を含む多孔シート、及びそれらの積層シートからなるもの等が報告されている(例えば特許文献1、2)。これらのうちポリエチレンテレフタレートなどの樹脂ベースシート、気泡を有するシート、または多孔シートはその軽量性、易加工性、屈曲性など優れた付加価値を持つが、熱伝導性が極めて悪いため、上述のような薄型化に伴う放熱性要求に対して問題があった。
特許文献1 : 特開2007-226123号公報
特許文献2 : 特開平7-230004号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0004]
 本発明は、上記問題点を解消し、薄型で高い放熱特性を有し、かつ筐体への良好な粘着特性を有する複合反射シートを提供するものである。

課題を解決するための手段

[0005]
 本発明は、以下の構成を要旨とするものである。
(1)厚さが10~100μmでありかつ空隙率が80体積以下である反射層と、熱伝導率1W/mK以上かつ厚さ10~500μmの粘着層とを含むことを特徴とする複合反射シート。
(2)厚さ10~100μmでありかつ空隙率が80体積以下である反射層と、金属箔と、熱伝導率1W/mK以上かつ厚さ10~500μmの粘着層とを含むことを特徴とする複合反射シート
(3)反射層が多孔質であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の複合反射シート
(4)粘着層が、(a)炭素数2~12のアルキル基を有するアクリレートまたはメタクリレート、(b)式(1)で表されるアクリル系モノマー、(c)ポリチオール、及び(d)無機粉末を含有し、かつ(d)無機粉末の含有割合が40~70体積%である組成物の重合物であることを特徴とする前記(1)~(3)のいずれか一項に記載の複合反射シート。

     CH CR CO-(OR -OR        式(1)

 式(1)中、R は水素またはメチル基を表す。R はエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基を表し、R は水素、炭素数1~12のアルキル基または置換若しくは非置換のフェニル基を表し、nは0~12の整数を表す。
(5)アクリル系モノマーの全体(前記(a)と(b)との合計)に対するアクリル酸の割合が1~15体積%であることを特徴とする前記(4)に記載の複合反射シート。
(6)無機粉末が、アルミナ及び/又は水酸化アルミニウムであることを特徴とする前記(4)又は(5)に記載の複合反射シート。
(7)炭素数2~12のアルキル基を有するアクリレートまたはメタクリレートと式(1)で表されるアクリル系モノマーの合計に対して、ポリチオールが0.01~7.0体積%である前記(4)~(6)のいずれか一項に記載の複合反射シート。
(8)粘着層が、両面粘着性を有することを特徴とする前記(1)~(7)のいずれか一項に記載の複合反射シート。
(9)アルミニウム板に対して、1kg荷重での60℃以上の高温保持力を有することを特徴とする前記(1)~(8)のいずれか一項に記載の複合反射シート。
(10)粘着層が基材で補強されていることを特徴とする前記(1)~(9)のいずれか一項に記載の複合反射シート。
(11)基材がガラスクロスであることを特徴とする前記(11)に記載の複合反射シート。
(12)前記(1)~(11)のいずれか一項に記載の複合反射シートを用いたバックライトユニット。
(13)前記(1)~(11)のいずれか一項に記載の複合反射シートを用いた液晶表示装置。

発明の効果

[0006]
 本発明の複合反射シートは、高い放熱特性と反射性を有する。

図面の簡単な説明

[0007]
[図1-(a)] 図1-(a)は、本発明の一例の複合反射シートの断面図を示す。
[図1-(b)] 図1-(b)は、本発明の別の例の複合反射シートの断面図を示す。

符号の説明

[0008]
  1:多孔質反射層
  2:粘着層
  3:金属箔層

発明を実施するための最良の形態

[0009]
 以下、本発明を詳細に説明する。本発明の複合反射シートは、添付の図1に示されるように、多孔質反射層1及び粘着層2、さらに好ましくは金属箔層3を有する。
 本発明における反射層の厚さは、10~100μmであり、20~100μmが好ましい。厚さが10μm未満では反射特性が顕著に低下し、一方100μm超では熱抵抗が高くなりすぎる。必要な熱抵抗の数値は使用条件にもよるが、好ましくは1cm 当り8℃/W以下である。
[0010]
 本発明における反射層は多孔質であることが好ましく、その空隙率が80体積%以下であることがさらに好ましく、40~60体積%であるのが特に好ましい。本発明の複合反射シートは筐体への熱伝導が良好であるが、それでも空隙率が80体積%を超えると熱抵抗が大きくなる。また反射層の強度も小さくなるため、複合シート作製の難易度も高くなる。また、この反射層には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの好ましくは無色もしくは白色の樹脂が用いられる。反射層には、炭酸バリウムなどの白色の充填材を添加してもよい。
[0011]
 本発明においては熱を筐体に有効に逃がすため、筐体との密着性を十分確保できる粘着層を有するが、一般的には反射層も筐体も粘着性を有さないケースが多いことから、粘着層は両面粘着性を有することが好ましく、またその粘着層の熱伝導率は1W/mK以上、厚さは10~500μmであることが好ましい。熱伝導率が1W/mK未満では、粘着層部分の熱抵抗も大きくなり、放熱性が悪化する。粘着層の熱伝導率は、1.4W/mK以上が好ましい。また厚さについては、500μmを超えるとやはり熱抵抗が大きくなる他、そもそもの目的である薄型化に反することになり好ましくない。一方で厚さが10μ未満では、筐体との間に十分な粘着性を確保することが難しくなる。粘着層の厚さは、30~300μmが好ましい。
[0012]
 本発明の複合反射シートの粘着層としては、粘着性の低い熱伝導性シートに粘着層を積層させた形態もありえるが、コストや粘着性を考慮すると、自己粘着性を有するアクリル系が好ましい。更に所望の粘着性を発現させるためには、粘着層が、(a)炭素数2~12のアルキル基を有するアクリレートまたはメタクリレート、(b)上記式(1)で表されるアクリル系モノマー、(c)ポリチオール、及び(d)無機粉末を含有し、かつ無機粉末の含有割合が好ましくは40~70体積%、より好ましくは45~65体積%である組成物の重合物である。
[0013]
 本発明の複合反射シートの粘着層の構成原料成分のうち、上記(a)は炭素数2-12のアルキル基を有するアクリレートまたはメタクリレートは炭素数が2~12のアクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルである。(a)の例としてはたとえばエチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、デシルアクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート等があげられる。
[0014]
 また上記(b)のアクリル系モノマーは式(1)で表される。
     CH CR CO-(OR -OR          式(1)
 ここでR は水素またはメチル基を表す。R はエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基を表し、R は水素、炭素数1~12のアルキル基または置換若しくは非置換のフェニル基を表し、nは0~12の整数を表す。(b)の例としてはアクリル酸、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、2-エチルヘキシルカルビトールアクリレート、ジエチレングリコールモノアクリレート、トリエチレングリコールモノアクリレート、エチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のポリエチレングリコールモノアクリレート、エチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のメトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、エチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のエトキシポリエチレングリコールモノアクリレート、エチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のフェノキシポリエチレングリコールモノアクリレート、プロピレングリコールユニット繰り返し数が12以下のポリプロピレングリコールモノアクリレート、プロピレングリコールユニット繰り返し数が12以下のメトキシポリプロピレングリコールモノアクリレート、プロピレングリコールユニット繰り返し数が12以下のエトキシポリプロピレングリコールモノアクリレート、プロピレングリコールユニット繰り返し数が12以下のフェノキシポリプロピレングリコールモノアクリレート、ブチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のポリブチレングリコールモノアクリレート、エチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のポリエチレングリコールモノメタクリレート、プロピレングリコールユニット繰り返し数が12以下のポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ブチレングリコールユニット繰り返し数が12以下のポリブチレングリコールモノメタクリレート等が例示されるが、これに限られるものではない。
[0015]
 またこれらアクリル系モノマー全体(前記(a)と(b)との合計)に対するアクリル酸の割合が好ましくは1~15体積%、より好ましくは5~10体積%であることが好ましい。1%未満ではアクリル酸による凝集力寄与効果が小さくなるため高温保持力が低下し、15%を超える場合はシート全体が硬くなるためこれも高温保持力が低下する。
[0016]
 また(c)のポリチオールは、メルカプト基が2個以上のメルカプタン化合物を示し、式(2)、式(3)、式(4)又は式(5)で表される平均分子量が50-15000の物質である。
   Z(-SH)              式(2)
   Z[-O-CO-(CH -SH]           式(3)
   Z[-O-(C O) -CH CH(OH)CH SH]         式(4)
 式中、Zはm個の官能基を有する有機残基であり、mは2-6の整数であり、pおよびqは0-3の整数である。さらに式(2)、式(3)、式(4)及び式(5)の有機残基Zは、式(5)、式(6)、式(7)又は式(8)であるポリチオールが好ましい。
     -(CH -        式(5)
     -(CH CR O) -        式(6)
[0017]
[化1]


[0018]
[化2]


 ここでR はエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基を表し、v及びwは1-6の整数であり、x、y及びzは0-6の整数である。
[0019]
 本発明の複合反射シートにおける粘着層において、前記(a)、(b)及び(c)の構成は、(a)+(b)の合計に対して、(c)が0.01-7.0体積%の範囲が好ましく、さらに好ましくは(c)が0.04-5.0体積%である。(c)が少ないと、粘着層を構成するアクリル系マトリックスの分子量が大きくなり粘着性が低下するため、高温保持力が低下する。一方(c)が多いと分子量が小さくなりすぎて、粘着層としての強度が小さくなるため、これも高温保持力を低下させる。
[0020]
 本発明の複合反射シートの粘着層を形成する組成物中には、(a)、(b)及び(c)の原料成分以外に、公知の重合性化合物や公知の多官能ビニル化合物や多官能アクリレートや多官能アリル化合物等の共重合性の架橋成分、また必要に応じて公知の添加剤を任意の添加量で添加することができる。添加剤としては例えば粘度、粘性をコントロールするための各種添加物、その他、改質剤、老化防止剤、熱安定剤、着色剤などがあげられる。
[0021]
 本発明の複合反射シートの粘着層は熱重合あるいは光重合などによって重合して形成することができる。例えば、80℃に加熱することによる熱重合、あるいは紫外線としてブラックライトなどを用いた光重合等が使用される。このとき、前記(a)、」(b)は」それぞれの重合ポリマーとして共存していてもよいし、共重合していてもよい。
[0022]
 本発明で使用される粘着層は、無機粉末を充填することで1W/mK以上の熱伝導性を持たせる必要がある。無機粉末としては酸化アルミニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素等の窒化物、炭化珪素、水酸化アルミニウム等が挙げられるが、これらの限定されるものではなく、単独あるいは数種類を組み合わせて使用することができる。一般に電気製品の構成部材では難燃性を要求されることもあり、難燃効果もある水酸化アルミニウム等の金属水酸化物は好ましい熱伝導粒子の一つである。また光硬化型重合方法によって作成する場合は、光の浸透性を考慮すると酸化アルミニウム(アルミナともいう。)及び/又は水酸化アルミニウムが好ましい。
[0023]
 粘着層におけるこれら無機粉末の配合割合は、40~70体積%であることが好ましく、45~65体積%がより好ましい。40体積%未満では充分な熱伝導性が得られず、また70体積%を超える場合には粘着特性が低下するほか、シートが脆くなりハンドリング性も悪くなる。
[0024]
 本発明の複合反射シートでは、粘着層に難燃剤を使用することによって難燃性を付与することができる。使用する難燃剤としては、環境問題や光重合の場合を考慮すると、金属水酸化物系、リン酸エステル系が特に好ましい。
[0025]
 本発明の複合反射シートの粘着特性に関しては、高温下で使用されることを考慮すると、対アルミニウム板で1kg荷重に対し60℃以上の高温保持力を有することが好ましく、80℃以上の高温保持力を有することが更に好ましい。本発明において、例えば、対アルミニウム板で1kg荷重に対し60℃の高温保持力を有するとは、対アルミニウム板で1kg荷重に対し60℃において1時間以上の粘着保持力を有することを意味する。
[0026]
 本発明の複合反射シートについては、取扱性の点からより高強度の基材と積層させるなどして補強させた形が好ましい。基材としては、ポリエステル等各種樹脂製のフィルムの他、不織布やガラスクロス、ガラスチョップトストランド、炭素繊維、金属繊維、金属箔等が挙げられるが、熱伝導という面では金属箔が好ましい。この場合、金属箔は反射シートと粘着層の間に有っても良いし、粘着層内に存在していても良い。また、軽量、取扱性等の面では、粘着層内にガラスクロスを存在させることも好ましい。この場合は、軽量で補強効果があり、またその基材中にも粘着層の熱伝導成分を存在させることにより熱伝導性も確保できる。
[0027]
 粘着層の各構成材料の混合方法は、特に限定されるのもではないが、少量の場合は手混合も可能であるが、万能混合機、プラネタリーミキサー、ハイブリッドミキサー、ヘンシェルミキサー、ニーダー、ボールミル、ミキシングロール等の一般的な混合機が用いられる。
 混合に際して、各成形方法に適する混合物とするため、適宜、水、トルエン、アルコール等の各種溶剤を添加することもできる。
[0028]
 本発明の複合反射シートの加工方法としては、粘着層を従来公知の方法、例えば、コーター法、ドクターブレード法、押出成形法、射出成形法、プレス成形法等の各種成形法を用いて作製したのち、粘着層と反射層、及び基材を通常のラミネート法、プレス法など公知の積層方法を用いて積層させることが可能であるが、基材としてこれら反射層や金属箔、ガラスクロスを使用し、その上に直接粘着層を塗工して作製しても良い。

実施例

[0029]
 以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例の解釈によっては限定されない。
[0030]
 2エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、(いずれも東亞合成社製)2-ヒドロキシブチルアクリレート(日本化成社製)、トリプロピレングリコールモノアクリレート(東京化成社製)、トリエチレングリコールジメルカプタン(DMDO 丸善ケミカル社製)、アクリル酸(東亞合成社製)、光重合開始剤(IRGACURE500 チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)、アルミナ(電気化学工業社製DAW45、DAW05、住友化学社製AA05)、水酸化アルミニウム(アルベマール日本社製 MARTINAL OL104/A)を表1に示す割合で、自公転式ミキサーで混合し、スラリー状の混合物を作製した。
 上記スラリーをドクターブレード法にて、厚さ100μmのPET基材上に所定の厚さの塗膜を作製し、該塗膜上面にも同様なPETフィルムを乗せて、紫外線を照射して硬化させ、表1に示す厚さの粘着層を得た。厚さについてはJIS K-7130に準拠の評価方法で測定した。
 得られた粘着層を100mm角に切断し、ハンドロールを用いて反射シート(ルミラーE-20 #100;東レ社製)、多孔質反射シート(Solufill;帝人社製)あるいはその多孔質反射シートを厚さ80μmのAl箔に150℃で熱圧着させたものを貼り合わせて複合反射シートを作製した。なお多孔質反射シートは、特開2007-226123の実施例に準じて作成し、その空隙率はJIS K-0061で測定した。
 得られたシートの反射率は、JIS K-7105 測定法Bに準拠し、分光光度計(島津製作所社製UV-2550)を用いて550nmの光の反射率を測定した。反射率値は硫酸バリウム板を用いた時の反射率を100%とした。
 高温での粘着特性の指標となる保持力は、JIS-Z-1541記載の測定法に準拠し、アルミニウムに対する60℃及び80℃での保持力を評価し、各温度での1kg荷重時で1時間以上落下が見られないものを○、落下が見られたものを×とした。
 また、熱抵抗はASTM D5470に準拠し、10mm角サンプルにおける熱抵抗を測定した。更に粘着層の熱伝導率は、粘着層単体を同じくASTM D5470法で測定して得られた熱抵抗値から、下式(9)を用いて算出した。

熱伝導率(W/mK)=試料厚さ(m)/{熱抵抗(℃/W)×サンプル面積(m )}                                 ・・・式(9)

 実施例1~15と比較例1~7の評価結果を表1に記す。
[0031]
[表1]


[0032]
[表2]


[0033]
実施例16
 実施例1で作製した複合反射シートをLEDバックライトユニット裏面に貼付したものをアルミ筐体に貼付し、LEDバックライトを点灯させ、LED表面の温度を測定したところ、通常の両面粘着テープ(ニチバン社製「ナイスタック」)を上記複合反射シートの粘着層として使用した場合に比べ、表面温度が低下した。
[0034]
 実施例が示すように、本発明より提供される複合反射シートは、薄型で、高い放熱特性と反射性を有している。

産業上の利用可能性

[0035]
 本発明の複合反射シートは、反射シートに放熱性が求められる分野での応用が期待される。

 なお、2007年12月14日に出願された日本特許出願2007-323178号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

請求の範囲

[1]
 厚さが10~100μmでありかつ空隙率が80体積以下である反射層と、熱伝導率1W/mK以上でありかつ厚さ10~500μmの粘着層とを含むことを特徴とする複合反射シート。
[2]
 厚さ10~100μmでありかつ空隙率が80体積以下である反射層と、金属箔と、熱伝導率1W/mK以上かつ厚さ10~500μmの粘着層を含むことを特徴とする複合反射シート
[3]
 反射層が多孔質であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合反射シート
[4]
 粘着層が、(a)炭素数2~12のアルキル基を有するアクリレートまたはメタクリレート、(b)式(1)で表されるアクリル系モノマー、(c)ポリチオール、及び(d)無機粉末を含有し、かつ(d)無機粉末の配合割合が40~70体積%である組成物の重合物であることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の複合反射シート。

     CH CR CO-(OR -OR         式(1)

 式(1)中、R は水素またはメチル基を表す。R はエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基を表し、R は水素、炭素数1~12のアルキル基または置換若しくは非置換のフェニル基を表し、nは0~12の整数を表す。
[5]
 アクリル系モノマー全体(前記(a)と(b)との合計)に対するアクリル酸の割合が1~15体積%であることを特徴とする請求項4に記載の複合反射シート。
[6]
 無機粉末が、アルミナ及び/又は水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項4又は5に記載の複合反射シート。
[7]
 炭素数2~12のアルキル基を有するアクリレートまたはメタクリレートと式(1)で表されるアクリル系モノマーの合計に対して、ポリチオールが0.01~7.0体積%である請求項4~6のいずれか一項に記載の複合反射シート。
[8]
 粘着層が、両面粘着性を有することを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の複合反射シート。
[9]
 アルミニウム板に対して、1kg荷重での60℃以上の高温保持力を有することを特徴とする請求項1~8のいずれか一項に記載の複合反射シート。
[10]
 粘着層が基材で補強されていることを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載の複合反射シート。
[11]
 基材がガラスクロスであることを特徴とする請求項10に記載の複合反射シート。
[12]
 請求項1~11のいずれか一項に記載の複合反射シートを用いたバックライトユニット。
[13]
 請求項1~11のいずれか一項に記載の複合反射シートを用いた液晶表示装置。

図面

[ 図 1-(a)]

[ 図 1-(b)]