(57)【要約】 【課題】光拡散フィルムとして用いたときに輝度低下が少なく、かつ、優れた光拡散性を備えた、光学用積層ポリエステルフィルムを提供する。【解決手段】パール顔料を含有するポリエステル組成物からなる光学用ポリエステルフィルムであり、パール顔料の平均長径が０．５〜１２５μｍ、ポリエステル組成物におけるパール顔料の含有量が１０〜５０００ｐｐｍであり、波長５５０ｎｍでのフィルムの全光線透過率が７０％以上であることを特徴とする、光学用ポリエステルフィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パール顔料を含有するポリエステル組成物からなる光学用ポリエステルフィルムであり、パール顔料の平均長径が０．５〜１２５μｍ、ポリエステル組成物におけるパール顔料の含有量が１０〜５０００ｐｐｍであり、波長５５０ｎｍでのフィルムの全光線透過率が７０％以上であることを特徴とする、光学用ポリエステルフィルム。
【請求項２】
請求項１記載の光学用ポリエステルフィルムの少なくとも片面に光学機能層が設けられた、光学用フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の光学部材のベースフィルムとして用いられる光学用ポリエステルフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステルフィルムは、液晶表示装置の光学部材に用いられ、例えばプリズムレンズシート等のベースフィルムとして用いられている。
近年、液晶表示装置の薄型化が進んでおり、液晶表示装置を構成する光学部材には薄膜化と枚数の削減が求められている。このなか、ベースフィルムとしてそれ自体が光拡散性を備えるポリエステルフィルムが提案されている。
【０００３】
例えば特開２００１−２７２５０８号公報や特開２００１−２７２５１１号公報では、フィルムの内部に光拡散成分を含有させることで、ベースフィルム自体に光拡散性を付与している。また、特開２００２−１７８４７２号公報では、フィルムの内部に球状または凸レンズ状の粒子を含有させることで、ベースフィルム自体に光拡散性を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７２５０８号公報
【特許文献２】特開２００１−２７２５１１号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バックライトの輝線を隠蔽するためには、ベースフィルムの光拡散性が高いことが望ましい。しかし、これら従来のフィルムは、光の拡散性を高めると、液晶表示装置に光拡散フィルムとして組み込んで用いたときに表示面の輝度が大幅に低下してしまう。
本発明は、光拡散フィルムとして用いたときに輝度低下が少なく、かつ、優れた光拡散性を備えた、光学用積層ポリエステルフィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、パール顔料を含有するポリエステル組成物からなる光学用ポリエステルフィルムであり、パール顔料の平均長径が０．５〜１２５μｍ、ポリエステル組成物におけるパール顔料の含有量が１０〜５０００ｐｐｍであり、波長５５０ｎｍでのフィルムの全光線透過率が７０％以上であることを特徴とする、光学用ポリエステルフィルムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光拡散フィルムとして用いたときに輝度低下が少なく、かつ、優れた光拡散性を備えた、光学用積層ポリエステルフィルムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
［ポリエステル組成物］
本発明の光学用ポリエステルフィルムは、パール顔料を含有するポリエステル組成物からなる。
このポリエステル組成物のポリエステルとしては、ジカルボン酸成分とジオール成分とからなるポリエステルを用いる。ジカルボン酸としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、４，４’―ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸を挙げることができる。ジオールとしては、例えばエチレングリコール、１，４―ブタンジオール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、１，６―ヘキサンジオールを挙げることができる。
【０００９】
これらのポリエステルのなかでも芳香族ポリエステルが好ましく、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエステルは、フィルムを延伸する時の応力を小さくすることができ、パール顔料を添加した際にも破断すること無く延伸ができるため、共重合ポリエステルを用いることが好ましい。共重合ポリエチレンテレフタレートを用いる場合、ポリエチレンテレフタレートに共重合させる共重合成分としては、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジメタノールなど、ポリエステルのガラス転移点変化が小さい成分が好ましい。共重合成分の共重合比率は４〜２０モル％が好ましい。
【００１０】
[パール顔料]
ポリエステル組成物に含有させるパール顔料は、一般にパール顔料として市販されているものを使用することができる。パール顔料としては、二酸化チタン、酸化鉄などにより被覆された平板状マイカ粒子が好ましい。二酸化チタンにより被覆された平板状マイカ粒子を用いる場合は、二酸化チタンによる表面の被覆率が１０〜５０％の範囲のものが好ましい。かかるパール顔料としては、例えばメルク社製「Ｉｒｉｏｄｉｎ（登録商標）」、トピー社製「ＰＤＭ」シリーズ、ＳＫＹ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ社製の「ＳＫＹパール」、日本光研工業社製の「パールグレイズ／ＰＥＡＲＬ−ＧＬＡＺＥ（登録商標）」、「アルティミカ／ＵＬＴＩＭＩＣＡ（登録商標）」、「ロナパール／Ｒｏｎａ（登録商標）  Ｐｅａｒｌ」、「プロミネンス／ＰＲＯＭＩＮＥＮＣＥ（登録商標）」エンゲルハード社製「ＭａｇｎａＰｅａｒｌ（登録商標）」を挙げることができる。
【００１１】
これらの二酸化チタンにより被覆された平板状マイカ粒子を用いる場合、二酸化チタン表面にコーティングを施したものを用いてもよい。このコーティングは、例えば二酸化チタンによる光触媒作用を抑えるため、またはポリエステルへの分散性を高める目的で行うことができる。
【００１２】
パール顔料の平均長径は、０．５〜１２５μｍ、好ましくは１〜１００μｍである。パール顔料の平均長径が０．５μｍ未満であると、光拡散性は向上するが、液晶表示装置の輝度を維持することが困難となり、また１２５μｍを超えるとフィルム製造時に破断が多発するなど生産性に劣ったものとなる。
【００１３】
かかるパール顔料の厚みは、０．０１〜１０μｍであることが好ましい。０．０１μｍ未満であると、十分な反射特性が得られ難く、また製膜工程においてパール顔料が折損しやすくなり好ましくない。他方、１０μｍを超えると板状の特徴が失われやすく、反射特性が低下して好ましくない。
【００１４】
ポリエステル組成物において、パール顔料のポリエステルへの添加は、ポリエステルの合成の際のエステル交換反応終了前、または重縮合反応開始前であってもよく、ポリエステルフィルム製膜の際にであってもよい。また、あらかじめパール顔料を多量に添加したマスターペレットを製造しておき、ポリエステル合成時、あるいはポリエステルフィルム製膜時に、パール顔料を含有しないポリエステルと混練して所定量の濃度に調整する方法であってもよい。なお、ポリエステルの合成時にパール顔料を添加する場合には、パール顔料をジオール成分に分散させてから、スラリーとして反応系に添加する方法が好ましい。パール顔料のポリエステル組成物への添加量は、添加後のポリエステル組成物を基準として１０〜５０００ｐｐｍであることが必要であり、好ましくは２０〜３０００ｐｐｍ、さらに好ましくは５０〜２０００ｐｐｍである。添加量が１０ｐｐｍ未満であると光の拡散性が不足し、他方、添加量が５０００ｐｐｍを超えると、液晶表示装置の輝度を維持することが困難となる。
【００１５】
本発明の光学用ポリエステルフィルムにおいて、パール顔料は、フィルム中でフィルムの平面方向を基準にプラスマイナス３０°以内の配向角で配向していることが望ましい。また、かかるパール顔料の配向角は、より好ましくは１５°以下である。ここで配向角とは、一定数のパール顔料の平板状面とポリエステルフィルムの平面とでなす角度の平均値を指す。具体的には、得られたポリエステルフィルムの任意の断面を走査型電子顕微鏡（日本電子（株）製、ＪＳＭ−５２００）にて写真撮影し、任意の１００個のパール顔料について、パール顔料の平板状面のポリエステルフィルム面に対する配向角を測定して平均値を算出し、その値をもって「配向角」とする。ポリエステルフィルム中に含有されるパール顔料の配向角がプラスマイナス３０°以内にないと、液晶表示装置の輝度が低下する。このような配向は該フィルムの製膜に際し、縦および横方向にそれぞれ２．５ 倍以上の延伸倍率で延伸することにより得ることができる。
【００１６】
[フィルム厚み]
本発明の光学用ポリエステルフィルムの厚みは、好ましくは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは２５〜３５０μｍである。この範囲の厚みであることによって、優れた光学特性を発揮しながら、延伸性が良好であり、生産性のよい光学用ポリエステルフィルムを得ることができる。
【００１７】
［光線透過率］
本発明の光学用ポリエステルフィルムは、波長５５０ｎｍでのフィルムの全光線透過率が７０％以上である。全光線透過率が７０％未満であると液晶表示装置の輝度を維持することが困難となる。全光線透過率は、主にフィルム厚みとポリエステル組成物に含有させるパール顔料の濃度の組合せで制御することができる。フィルムの全光線透過率を７０％以上とするためには、フィルム厚みを例えば１００μｍとする場合にはパール顔料の含有量の上限を５０００ｐｐｍとし、フィルム厚みを例えば２００μｍとする場合にはパール顔料の含有量の上限を２０００ｐｐｍとすればよい。
【００１８】
[表面処理]
本発明の光学用ポリエステルフィルムの表面には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない限りにおいて、表面処理を施してもよい。表面処理としては、プライマー層を塗設により設けてもよく、また、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理などの表面処理を行ってもよい。これらの表面処理は、フィルムの製造後に行ってもよく、フィルムの製造工程内で行ってもよい。
【００１９】
[光学機能層]
本発明の光学用ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、光学機能層を設けてもよい。本発明に置いて光学機能層は、プリズムやレンズなど、光の幾何学効果を利用し光を集光および／または拡散させる機能層を指す。光学機能層は公知の方法で設けることができる。
【００２０】
［製造方法］
本発明の光学用ポリエステルフィルムは、例えば以下のようにして製造することができる。以下、ポリエステルの融点をＴｍ、ガラス転移温度をＴｇと表記する。
まず、パール顔料を所定量含有するポリエステル組成物を溶融した状態でダイから押出して未延伸フィルムとする。未延伸フィルムを、一軸方向（縦方向または横方向）に（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度で２．８〜４．０倍の倍率で延伸し、次いで上記延伸方向と直角方向にＴｇ〜（Ｔｇ＋７０）℃の温度で３．０〜４．５倍の倍率で延伸する。延伸により得られた二軸配向フィルムを、（Ｔｍ−７０）℃〜（Ｔｍ−１５）℃の温度範囲で熱固定する。熱固定は、定幅または１０％以下の幅減少下で行い、熱収縮率を低下させるのがよい。熱処理温度が（Ｔｍ−１５℃）より高いとフィルムの平面性が悪くなり、厚み斑が大きくなり好ましくない。（Ｔｍ−７０）℃より低いと熱収縮率が大きくなることがあり好ましくない。また、熱収縮量を調整するために、把持しているフィルムの両端を切り落し、フィルム縦方向の引き取り速度を調整し、縦方向に弛緩させることができる。弛緩させる手段としてはテンター出側のロール群の速度を調整する。弛緩させる割合として、テンターのフィルムライン速度に対してロール群の速度ダウンを行い、好ましくは０．１〜２．５％、さらに好ましくは０．２〜２．３％、特に好ましくは０．３〜２．０％の速度ダウンを実施してフィルムを弛緩（この値を「弛緩率」という）して、弛緩率をコントロールすることによって縦方向の熱収縮率を調整する。また、フィルム横方向は両端を切り落すまでの過程で幅減少させて、所望の熱収縮率を得ることができる。
【００２１】
逐次二軸延伸法にかえて、同時二軸延伸法で延伸してもよい。同時二軸延伸法で延伸すると、延伸が二軸方向に同時に行われるために、比較的大きなパール顔料を含有していても切断が発生しにくく、好ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。なお、物性は以下の方法で測定、評価した。
【００２３】
（１）パール顔料の平均長径および厚み
フィルムをヘキサフルオロイソプロパノールで溶解して粒子を分離し、得られた粒子を走査型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製Ｓ−３１００）で１００個について、長径および厚みを測定し、平均値を求めた。
【００２４】
（２）ポリエステルの融点およびガラス転移温度
サンプル１０ｍｇを測定用のアルミニウム製パンに封入して示差熱量計（デュポン社製・Ｖ４．ＯＢ２０００型ＤＳＣ）に装着し、２５℃から２０℃／分の速度で３００℃まで昇温させ、融点を測定し、３００℃で５分間保持した後取出し、直ちに氷の上に移して急冷した。このパンを再度、示差熱量計に装着し、２５℃から２０℃／分の速度で昇温させて、ガラス転移温度を測定した。
【００２５】
（３）フィルムの厚み
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター（アンリツ製  Ｋ−４０２Ｂ）にて、１０点厚みを測定し、平均値をフィルムの厚みとした。
【００２６】
（４）全光線透過率
紫外・可視分光光度計（ 島津製作所製、ＵＶ−３１０１ＰＣ）を用い、波長５５０ｎｍにおけるフィルムの全光線透過率を測定した。
【００２７】
（５）光拡散性
ＤＩＮ５０３６に準じ、（株）村上色彩技術研究所製  自動変角計ＧＰ−２００を使用し、受光角度５度、２０度および７０度での輝度値を測定し、下記式より光拡散率を算出して、光拡散性の評価とした。この測定では、プリズム形成面とは反対の面より光を入射して光拡散性を評価した。
光拡散率（％）
＝（２０度での輝度値＋７０度での輝度値）×１００／（５度での輝度値×２）
【００２８】
（６）輝度
ソニー（株）製液晶テレビＫＤＬ−３２Ｖ２５００からバックライトユニットを取出して、光拡散ボード上に評価対象のフィルムを載せ、大塚電子（株）製輝度計ＭＣ−９４０を用いて、バックライトの中心を真正面より測定距離５００ｍｍで輝度を測定した。測定回数は５回とし、その平均値をとった。この測定では、プリズム面を上側（液晶表示側）として輝度を測定した。
【００２９】
［実施例１］
平均長径１５μｍのパール顔料（メルク社製、Ｉｒｉｏｄｉｎ（登録商標）１１１）を５００ｐｐｍ 含有するイソフタル酸９モル％共重合ポリエチレンテレフタレート（Ｔｇ＝７５℃、 Ｔｍ＝２３５℃ ）を、押出機にて２８０℃で溶融混練して押出し、水冷ドラム上で急冷固化して未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを１００℃に加熱し縦方向に３．２倍に延伸した後、その両面に下記の塗液Ａを５ｇ／ｍ２の塗布量でロールコーターにて均一に塗布した。次いで、１２０℃に加熱したフィルムを、横方向に３．３倍に延伸した。その後、２０８℃の熱固定温度で熱固定処理を行い、厚み１８８μｍの二軸配向フィルムを得た。なお、熱処理する際に、縦方向１．５％および横方向２．０％に弛緩を入れて、熱収縮率を調整した。なお、フィルムの全光線透過率は８８．２％であった。
得られた二軸配向フィルムの塗布側に、下記の条件でＵＶ硬化樹脂を塗布しプリズム版を重ねてメタルハライドランプによりＵＶ光を照射しプリズムを形成した。光拡散性および輝度を測定した。結果を表１に示す。
【００３０】
＜塗液Ａ＞
下記の方法で調製した。「部」は「重量部」を意味する。
四つ口フラスコに、界面活性剤としてラウリルスルホン酸ナトリウム３重量部、およびイオン交換水１８１重量部を仕込んで窒素気流中で６０℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム０．５重量部、亜硝酸水素ナトリウム０．２重量部を添加し、さらに、メタクリル酸メチル３０．１重量部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン２１．９重量部、ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリル酸３９．４重量部、アクリルアミド８．６重量部の混合物を３時間にわたり、液温が６０〜７０℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に２時間保持しつつ攪拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が３５％重量のアクリルの水分散体を得た。一方で、シリカフィラー（平均粒径：１００ｎｍ）（日産化学株式会社製  商品名スノーテックスＺＬ）を０．２重量％、濡れ剤として、ポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテル（三洋化成株式会社製  商品名ナロアクティーＮ−７０）を０．３重量％添加した水溶液を作成した。上記で得た水分散体を１５重量部と水溶液を８５重量部とを混合して塗剤Ａを作成した。
【００３１】
＜プリズム形成＞
ＵＶ硬化樹脂：    ＭＣＬ５５５（Microsharp Corporation Limited製）
ＵＶ光照射条件：  ３００ｍＪ/ｃｍ２
【００３２】
［実施例２］
ポリエステルに含有させるパール顔料の濃度を１０００ｐｐｍとし、フィルムの厚みを１００μｍとした他は実施例１と同様にして、二軸配向フィルムを得た。フィルムの全光線透過率は８７．９％であった。さらに、実施例１と同様にしてプリズムを形成し、光拡散性および輝度を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
［実施例３］
ポリエステルに含有させるパール顔料の濃度を３５０ｐｐｍとし、フィルム厚みを２５０μｍとした他は実施例１と同様にして、二軸配向フィルムを得た。フィルムの全光線透過率は８８．８％であった。さらに、実施例１と同様にしてプリズムを形成し、光拡散性および輝度を測定した。結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例１］
パール顔料の替わりに、平均粒径１．１μｍの真球状シリカ（日本触媒製、シーホスター（登録商標）ＫＥＰ−１００）を１５００ｐｐｍ添加した他は実施例１と同様にして、二軸配向フィルムを得た。なお、フィルムの全光線透過率は８６．４％であった。さらに、実施例１と同様にしてプリズムを形成し、光拡散性および輝度を測定した。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2010243571.tif 000002
【００３６】
表１の結果から明らかなように、本発明の光学用ポリエステルフィルムは、高い光拡散性を示しながらも高い輝度を示しており、液晶表示装置の光学部材のベースフィルムとして優れている。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の光学用ポリエステルフィルムは、液晶表示装置の光学部材のベースフィルムとして好適に用いることができる。