(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１)複屈折性有機繊維成分からなるナノ長繊維及び透明高分子樹脂成分を異成分複合ノズルに同時に投入して、前記透明高分子樹脂からなるマトリックス内において前記ナノ長繊維が一方向に平行に配置されるようにインサイチュ方式で同時に押出して繊維層を形成し、前記繊維層を少なくとも２層以上、各層間の配置方向に対して９０°または±θの角度の組み合わせで多軸に交互に配列させ、
２)前記工程後に、延伸工程及び冷却工程が行われる光拡散フィルムの製造方法。
【請求項２】
１)複屈折性有機繊維成分からなるナノ長繊維及び透明高分子樹脂成分を異成分複合ノズルに同時に投入して、前記透明高分子樹脂からなるマトリックス内において前記ナノ長繊維が一方向に配置されるようにインサイチュ方式で同時に押出して繊維層を形成し、
２)前記繊維層の配置方向に対して９０°または±θの角度の少なくとも２以上の組み合わせで２層以上の繊維層を交互に配列し、
３)前記交互に配列された繊維層を複合化させる光拡散フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記複屈折性有機繊維成分及び透明高分子樹脂成分が３：７〜７：３の重量比で同時に押出されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光拡散フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記複合化が、ダブルベルトプレス方式、ラミネーション方式及びキャレンダー方式よりなる群から選ばれるいずれか一つにより行われることを特徴とする請求項２に記載の光拡散フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散フィルム、その製造方法及びそれを採用した液晶ディスプレイ用バックライトユニットに係り、さらに詳しくは、マトリックス内に、一方向に平行に配置された繊維層が少なくとも２層以上に交互に配列された構造を有し、入射した光源が２次元的に散乱されて、初期の入射光の方向とは無関係に均一な光拡散効果が得られる新規な光拡散フィルムと、マトリックス成分及び繊維層成分を同時に押出し、マトリックス内の繊維層成分をインサイチュ方式を用いて配列することにより、工程省略のメリットを得るだけではなく、厚さの薄肉化を図る光拡散フィルムの製造方法及びそれを採用した液晶ディスプレイ用バックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、自己発光できないが故に、外部からの明るくて均一な白色光を必要とする。このように、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の背面から光を供給する装置をバックライトユニット（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ；背面発光装置）と呼ぶ。
【０００３】
バックライトユニット（ＢＬＵ）は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の色度と、明暗比及び映像の画質に影響を与える重要な核心部品であり、その性能の改善が持続的に求められる。
【０００４】
最近、バックライトユニット（ＢＬＵ）業界においては、性能が改善された光学フィルムを開発したり、複数枚の光学フィルムを一つにまとめる複合光学部品を研究したりしている。
【０００５】
特に、液晶ディスプレイバックライトユニット用光拡散フィルムは、ディスプレイの鮮明な画像を得るために、側面または背面に配設される冷陰極型光ランプから照射される線形光からの光を通過させながら均一な面光を誘導する。
【０００６】
このため、液晶ディスプレイバックライトユニット用フィルムの分野においては、光源ランプから放射されて拡散板または導光板を透過する光を損失なしに通過させる隠蔽機能及び均一に拡散させる拡散機能を有する光拡散フィルムの開発に集中している。
【０００７】
一般に、光拡散フィルムとしては、透明なプラスチックフィルムの上に光拡散剤として透明な有機粒子または無機粒子を用い、透明な樹脂バインダーを塗布して光拡散層を形成したタイプのものが提案されている（例えば、下記の特許文献１から３を参照すること）。
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１から３に記載の光拡散フィルムは平均粒径が一定であり、透明な有機粒子または無機粒子により光拡散層が形成される断面により、屈折または散乱なしに光が直接的に通過して輝度が低下するという問題がある。
【０００９】
このため、従来の有機粒子または無機粒子などのビード状の光拡散フィルムは、用いられる光拡散剤粒子の種類、粒径、屈折率の制御及び分散度に応じて、光拡散フィルムの隠蔽力及び輝度特性が左右される。
【００１０】
光拡散フィルムの他のタイプとして、光源からの光の強度の分布を均一にしたり画面の明度を向上させたりするために等方性材料の内に異方性粒子を所定の間隔を隔てて配置したり（例えば、下記の特許文献４を参照すること）、複数の複屈折繊維を平行に配列したりしたタイプのものが提案されている（例えば、下記の特許文献５を参照すること）。
【００１１】
しかしながら、公知の光拡散フィルムは、紡糸された繊維を等方性の材料の上に配列した後、プレスで貼り合わせることにより製造される。
【００１２】
図３は、従来の光拡散フィルムの断面写真であり、このような方式により製造された光拡散フィルムの場合、フィルム内の繊維層が繊維束が固まっているが故に、入射光の進行方向に対して後方において散乱される後方散乱による光の損失が多大であり、その結果、ディスプレイが暗くなるという問題がある。この理由から、光を効率よく前方に拡散させる光拡散フィルムが望まれる。
【００１３】
また、織物補強材を埋め込んだ積層構造の場合、経糸方向の繊維束及び緯糸方向の繊維束からなる織物補強材をマトリックス樹脂に含浸させて硬化させると、経糸方向の繊維束及び緯糸方向の繊維束の表面の間にマトリックス樹脂過剰領域が生じてしまい、積層板間の層間厚さが厚くなるという問題がある。
【００１４】
このような繊維配向複合材の層間強度を補強するために、積層板の厚さ方向に補強糸を縫い付けることや、３次元形状の繊維プレフォームを製造し、樹脂を含浸させることが提案されているが、これらの方法は精度よいお繊維の配列のための高価な装備を必要とし、既存の装備では具現し難いという欠点がある。なお、厚さ方向に配列された繊維を高密度化させ難い限界があることが指摘されている。
【００１５】
このため、本発明者らは、従来の光拡散フィルムの問題を解消するために鋭意努力したところ、マトリックス成分及び繊維状成分を同時に押出して、連続する一工程によりマトリックス内の繊維層成分が一方向に配列することにより、工程省略のメリットを得るだけではなく、厚さの薄肉化を具現し、特に、マトリックス内に一方向に平行に配置された繊維層が少なくとも２層以上に交互に配列されて、入射した光源の２次元的な散乱により優れた隠蔽力及び光拡散効果が得られることから、液晶ディスプレイバックライトユニット用光拡散フィルムとして好適に使用可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平７−１７４９０９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７８６２号公報
【特許文献３】特開１９９８−２０４３０号公報
【特許文献４】特開平１１−５０９０１４号公報
【特許文献５】特開２００３−３０２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、マトリックス内に一方向に平行に配置された繊維層が少なくとも２層以上に交互に配列されたマトリックスタイプの光拡散フィルムを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、マトリックス内の繊維層をインサイチュ方式を用いて配列する前記光拡散フィルムの製造方法を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、光拡散フィルムを採用した液晶ディスプレイ用バックライトユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記諸目的を達成するために、本発明は、マトリックス内に、一方向に平行に配置された繊維層の少なくとも２層以上が０°、９０°または±θの角度のうち少なくとも２以上の組み合わせで多軸に交互に配列された光拡散フィルムを提供する。
【００２１】
本発明の光拡散フィルムにおいて、マトリックスは、等方性または異方性高分子樹脂からなる。
【００２２】
本発明の光拡散フィルムにおいて、繊維層は、周りの繊維間一定な間隔に保たれる、且つ、平行に配列される。
【００２３】
また、繊維層としては、複屈折性有機繊維が用いられ、さらに好ましくは、前記有機繊維の屈折率が、マトリックスを構成する透明高分子樹脂の屈折率に比べて０．０５以上高く設計される。前記屈折率の設計により、４０％以上の透光率が得られる。
【００２４】
さらに、前記繊維層を構成する有機繊維は、円形、三角形または四角形のうちから選ばれるいずれか一つの断面形状またはこれらの組み合わせの異形断面形状を有する。
【００２５】
前記複屈折性有機繊維及び透明高分子樹脂成分が３：７〜７：３の重量比で含有されることが好ましい。このとき、複屈折性有機繊維として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）、コーポリエチレンナフタレート（ｃｏ−ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）アロイ、ポリスチレン（ＰＳ）、耐熱ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニー（ＰＶＣ）、スチレンアクリロニトリル混合（ＳＡＮ）、エチレン酢酸ビニール（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フェノール、エポキシ（ＥＰ）、尿素（ＵＦ）、メラミン（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、シリコン（ＳＩ）、エラストマー及びシクロオレフィンポリマーよりなる群から選ばれる１種以上が使用可能である。
【００２６】
本発明の光拡散フィルムの好適な実施形態において、前記複屈折性有機繊維がポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）であり、透明高分子樹脂がポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）であるとき、前記複屈折性有機繊維が３：７〜５：５の重量比で含有される。これにより、ヘイズ及び透過率の光学特性だけではなく、引っ張り強度の改善により脆性が改善される。
【００２７】
また、本発明の第１の実施形態による光拡散フィルムの製造方法は、１）複屈折性有機繊維成分からなるナノ長繊維及び透明高分子樹脂成分を異成分複合ノズルに同時に投入して、透明高分子樹脂からなるマトリックス内においてインサイチュ方式によりナノ長繊維が一方向に配置されるように繊維層を形成するが、前記繊維層は各層間の配置方向に対して９０°または±θの角度の少なくとも２以上の組み合わせで多軸に交互に配列され、２）前記工程後に、延伸工程及び冷却工程が行われる。
【００２８】
さらに、本発明の第２の実施形態による光拡散フィルムの製造方法は、１）複屈折性有機繊維成分からなるナノ長繊維及び透明高分子樹脂成分を異成分複合ノズルに同時に投入して、透明高分子樹脂からなるマトリックス内においてインサイチュ方式によりナノ長繊維が一方向に配置されるように繊維層を形成し、２）前記繊維層の配置方向に対して９０°または±θの角度の少なくとも２以上の組み合わせで２層以上に繊維層を交互に配列し、３）前記交互に配列された繊維層を複合化させる。
【００２９】
以上の本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態による光拡散フィルムの製造方法における透明高分子樹脂及び複屈折性有機繊維成分を異成分複合ノズルに同時に投入する工程１）において、複屈折性有機繊維成分及び透明高分子樹脂成分が３：７〜７：３の重量比であることが好ましい。
【００３０】
このとき、前記複合化は、ダブルベルトプレス方式、ラミネーション方式及びキャレンダー方式よりなる群から選ばれるいずれか一つにより行われる。
【００３１】
さらに、本発明は、前記光拡散フィルムを採用した液晶ディスプレイ用バックライトユニットを提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の光拡散フィルムは、マトリックス内の繊維層が一方向に平行に配置された少なくとも２層以上に交互に配列された構造を有し、入射した光源の２次元的な散乱により初期の入射光の方向とは無関係に均一な光拡散効果が得られるので、従来のビード状の光拡散フィルムの代わりに使用可能である。
【００３３】
また、本発明の光拡散フィルムは、マトリックス内の繊維層成分をインサイチュ方式を用いて一方向に配列する製造方法により製造され、前記光拡散フィルムが採用されて優れた隠蔽力を有し、しかも、光拡散効果の物性が改善された液晶ディスプレイ用バックライトユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の好適な実施形態による光拡散フィルム構造の模式図である。
【図２】本発明の好適な他の実施形態による光拡散フィルム構造の模式図である。
【図３】本発明の光拡散フィルムの断面写真である。
【図４】従来の光拡散フィルムの断面写真である。
【図５】本発明の光拡散フィルムを構成する有機繊維の表面写真である。
【図６】本発明の光拡散フィルムを構成する有機繊維と透明な高分子樹脂との間混合比によるフィルム表面の走査電子顕微鏡写真である。
【図７】図６の光拡散フィルムの光学特性結果である。
【図８】本発明の光拡散フィルムに対する散乱パターン実験結果である。
【図９】本発明の光拡散フィルムに対する水平（０°）、斜め（４５°）及び垂直（９０°）による光分布角の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を詳述する。
【００３６】
本発明は、マトリックス２０内に、一方向に平行に配置された繊維層１０の少なくとも２層以上が０°、９０°または±θの角度のうち少なくとも２以上の組み合わせで多軸に交互に配列された光拡散フィルム１を提供する。
【００３７】
図１及び図２は、本発明の光拡散フィルム構造の好適な実施形態を示すものであり、等方性または異方性相のマトリックス２０内に、一方向に平行に配置された繊維層１０の少なくとも２層以上が０°、９０°または±θの角度のうち少なくとも２以上の組み合わせで多軸に交互に配列された構造である。
【００３８】
具体的に、図１の光拡散フィルムは、形成された繊維層１０の配置方向に対して、９０°及び±θの角度の組み合わせで多軸に交互に配列された構造であり、図２は、マトリックスｎp内に、繊維層が一方向に平行に配置され、形成された繊維層１０の配置方向に対して、互いに直交方向に連続的に積層される。このような構造により入射した光源は２次元的に散乱される。
【００３９】
このとき、本発明の実施形態において用いられるマトリックスｎpは、等方性または異方性であり、繊維層１０を構成する有機繊維１１は、１．６５０の異常屈折率ｎeと１．４６０の正常屈折率ｎoを有する複屈折性物質であり、このとき、屈折率は、これに限定されない。
【００４０】
図２は、本発明の光拡散フィルムの断面写真であり、前記光拡散フィルム１において、繊維層１０は、周りの繊維間の間隔が一定に保たれ、且つ、平行に配列される。また、少なくとも２層以上が交互に配列された繊維層１０は、繊維の配列方向に対して、９０°、±θの角度または９０°の配列後の±θの角度の組み合わせで多軸に交互に配列されることが好ましい。
【００４１】
最適な 一例として、本発明の実施形態においては、互いに直交（９０°）方向に限定して説明しているが、繊維層の有機繊維同士が互いに所定の間隔を隔てて配列され、２層以上が交互に配列されるとき、所定の角度（±θ）で斜めに配置されるか、あるいは、直交（９０°）配列後の±θの角度の組み合わせで配列される。
【００４２】
本発明の光拡散フィルム１において、繊維層１０は、少なくとも２層以上に積層された構造であり、さらに好ましくは、２層〜５層に交互に配列される。このとき、繊維層１０が２層未満の単層構造であれば、１次元的な散乱が起こるという問題があり、５層を超えて積層されると、各層において起こる光の吸収及び反射により光の損失が増えるため好ましくない。
【００４３】
本発明の光拡散フィルム１において、繊維層１０を構成する有機繊維１１としては、複屈折性有機繊維が用いられ、さらに好ましくは、前記有機繊維の屈折率がマトリックスを構成する高分子樹脂の屈折率に比べて０．０５以上高く設計される。前記屈折率の設計により透光率が４０％以上となる。
【００４４】
本発明の繊維層に用いられる有機繊維１１の好適な一例としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）、コーポリエチレンナフタレート（ｃｏ−ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）アロイ、ポリスチレン（ＰＳ）、耐熱ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニー（ＰＶＣ）、スチレンアクリロニトリル混合（ＳＡＮ）、エチレン酢酸ビニール（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フェノール、エポキシ（ＥＰ）、尿素（ＵＦ）、メラミン（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、シリコン（ＳＩ）、エラストマー及びシクロオレフィンポリマーよりなる群から選ばれる一種以上が挙げられる。
【００４５】
好適なマトリックス２０成分としては、ポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、スチレンとメタクリル酸メチルとのランダム共重合体樹脂（ＭＳ樹脂）またはポリカーボネート（ＰＣ）から選ばれるものが挙げられる。
【００４６】
本発明の実施形態においては、繊維層１１の有機繊維として、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）を用い、マトリックス２０成分としては、ポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いると説明しているが、これに限定されない。
【００４７】
このとき、繊維層１１の有機繊維及びマトリックス２０の透明な高分子樹脂の選定及びその含量は、光拡散フィルムの光学特性に影響を及ぼすが、本発明の実施形態において、繊維層１１の複屈折性有機繊維がポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＴ）であり、マトリックス２０成分の透明高分子樹脂がポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）であるとき、前記複屈折性有機繊維が３：７〜５：５の重量比で含有される。これにより、８５％以上のヘイズ及び７５％以上の透過率が満たされる。
【００４８】
本発明の実施形態を中心として説明すると、マトリックス２０に繊維層１０が一方向に平行に配置された単層の光拡散フィルムは、複屈折性を示す。具体的には、交差偏光子との角度（Ψ）に置かれるとき、複屈折性を示す光拡散フィルムの透過度は、下記式１及び式２により算出される。
【００４９】
【数１】
0006326489.tif 000002
【００５０】
【数２】
0006326489.tif 000003
【００５１】
このとき、前記式１及び式２から、角度（Ψ）が４５であるとき、透過度が最も高く、これに対し、角度（Ψ）が０°または９０°であるとき、ゼロ値の透過度を示すので、図４の結果から、本発明の光拡散フィルム１におけるマトリックス２０内への繊維層１０の配列により複屈折性が確認される。
【００５２】
図５は、本発明の光拡散フィルムを構成する有機繊維の表面写真であり、図６及び図７は、本発明の光拡散フィルムを構成する有機繊維と透明な高分子樹脂との間の混合比によるフィルム表面の走査電子顕微鏡写真及びその光学特性を示す図であり、有機繊維の含量が３０〜５０重量％である場合、表面から所定の大きさの球状が主として観察されるので、散乱効果が良好であり、優れたヘイズ及び透過率が満たされる。
【００５３】
図８は、本発明の光拡散フィルムに対する散乱パターン実験結果であり、バックライトユニットの導光板（Ｌｉｇｈｔ  Ｇｕｉｄｅ Ｐｌａｔｅ：ＬＧＰ）が配設された個所からはドット状のスポットが観察され、ここに、マトリックスに単一層の繊維層が埋め込まれた光拡散フィルムが置かれた結果、依然として微細なドット状のスポットが観察されるため、十分な拡散効果が期待されない。これに対し、本発明の光拡散フィルム１は、マトリックス２０に繊維層１０が２層交互に配列された構造の場合、ドット状のスポットがほとんど観察されず、優れた隠蔽力を示す。
【００５４】
このため、本発明の光拡散フィルム１の構造により、入射した光源は２次元的に散乱されて、初期の入射光の方向とは無関係に均一に光が拡散される。
【００５５】
図９は、本発明の光拡散フィルムに対する水平（０°）、斜め（４５°）及び垂直（９０°）による光分布角の測定結果を示す図である。
【００５６】
具体的には、図９の（ａ）は、本発明の光拡散フィルムなしに導光板（ＬＧＰ）のみを測定した場合であり、導光板（ＬＧＰ）の表面上の白色のドット状のスポットの存在により光分布角が不均一であるのに対し、（ｂ）本発明の光拡散フィルムに対する結果から明らかなように、導光板（ＬＧＰ）を経て光拡散フィルムを通過するので、顕著に均一な光分布角が確認される。
【００５７】
このため、本発明の光拡散フィルムは、選択的な偏光に対する一次元的な散乱（散乱偏光板）とさらに透明な高分子樹脂の組み合わせによる光透明度が向上して均一な光拡散効果が得られるので、従来のビード状の光拡散フィルムの代わりに使用可能である。
【００５８】
さらに、本発明の光拡散フィルム１において、繊維層１０を構成する有機繊維１１に対して円形断面について説明しているが、これに限定されず、円形、三角形または四角形のうちから選ばれるいずれか一つの断面またはこれらの組み合わせの異形断面を有し、このとき、異形断面を構成する繊維素材及び繊維間の屈折率を異ならせて設計可能である。
【００５９】
本発明の光拡散フィルム１において、マトリックス２０の透明な高分子樹脂及び繊維層１１の有機繊維は上述した通りであり、本発明の光拡散フィルムは、透明高分子樹脂及び有機繊維を複合的に紡糸して、マトリックス２０及び繊維層１０を形成するため、用いられる透明高分子樹脂は等方性に限定されず、異方性物質が使用可能である。
【００６０】
本発明は、前記光拡散フィルムの製造方法を提供する。
【００６１】
本発明の好適な第１の実施形態による製造方法は、１）複屈折性有機繊維成分からなるナノ長繊維及び透明高分子樹脂成分を異成分複合ノズルに同時に投入して、透明高分子樹脂からなるマトリックス内においてインサイチュ方式によりナノ長繊維が一方向に配置されるように繊維層を形成するが、前記繊維層は各層間の配置方向に対して９０°または±θの角度の少なくとも２以上の組み合わせで多軸に交互に配列され、２）前記工程後に、延伸工程及び冷却工程が行われる。
【００６２】
前記透明高分子樹脂成分及び複屈折性有機繊維成分を異成分複合ノズルに同時に投入する工程１）において、複屈折性有機繊維成分と透明高分子樹脂成分との間の投入比は３：７〜７：３の重量比であることが好ましい。前記複屈折性有機繊維成分の含量範囲を逸脱すると、光の散乱が多大であるため好ましくない。
【００６３】
また、工程１）における繊維は、異成分複合ノズルに前記成分の溶融物を投入して押出し、紡糸速度１〜７ｋｍ／ｍｉｎにて紡糸して得られた繊維直径５００ｎｍ以下のナノ寸法を満たす有機繊維である。なお、前記高速紡糸によりフィラメント状のナノ長繊維が製造される。このとき、本発明の実施形態においては、３８００個の孔を有する異成分複合ノズルを用いているが、紡糸口金における孔は前記範囲を中心として拡張されて適用されるため、これに限定されない。
【００６４】
前記工程１）において、溶融加工可能な両素材を用いて同時に成形するようにマトリックス成分及び繊維層成分の素材を選定することが重要である。
【００６５】
前記工程１）における少なくとも２層以上を交互に配列する工程においては、好ましくは、２層から５層まで積層し、各層を交互に配列するとき、有機繊維の配置方向に対して、好ましくは、直交（９０°）に配列してグリッド状に製作し、これに限定されず、所定の角度（±θ）にて斜めに配置してもよく、直交（９０°）配列後の±θの角度の組み合わせで配置してもよい。
【００６６】
本発明の製造方法における工程２）の延伸工程により繊維層の所望の複屈折性が得られる。すなわち、本発明の実施形態において繊維層を構成する有機繊維１１は、１．６５０の異常な屈折率(extraordinary reflective index,ｎe)及び１．４６０の正常屈折率(ordinary reflective index, ｎo)を有する複屈折性を有する。
【００６７】
また、マトリックス２０は等方性であることが好ましいが、異方性高分子樹脂も使用可能である。
【００６８】
さらに、本発明の好適な第２の実施形態による製造方法においては、１）複屈折性有機繊維成分からなるナノ長繊維及び透明高分子樹脂成分を異成分複合ノズルに同時に投入して、透明高分子樹脂からなるマトリックス内においてインサイチュ方式によりナノ長繊維が一方向に配置されるように繊維層を形成し、２）前記繊維層の配置方向に対して９０°または±θの角度の少なくとも２以上の組み合わせで２層以上に繊維層を交互に配列し、３）前記交互に配列された繊維層を複合化させる。
【００６９】
前記製造方法における工程１）は、単一層の繊維層を形成する工程であり、マトリックス及び繊維層についての説明は上述した通りであるため、その具体的な説明は省略する。
【００７０】
以上の本発明の光拡散フィルム１は、マトリックス内の２０に、一方向に平行に配置された繊維層１０の少なくとも２層以上が交互に配列された構造を有することから、入射した光源が２次元的に散乱されて、初期の入射光の方向とは無関係に均一に光が拡散される。
【００７１】
したがって、本発明の光拡散フィルム１は、光を均一に拡散させ、従来のビード状の光拡散フィルムの代わりに使用可能であり、これを採用することにより、優れた隠蔽力を有し、しかも、光拡散効果の物性が改善された液晶ディスプレイ用バックライトユニットが提供される。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例を挙げて本発明についてより詳細に説明する。
【００７３】
これらの実施例は本発明をより具体的に説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されることはない。
【００７４】
＜実施例１＞
繊維層の有機繊維成分としてのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を溶融し、加圧状態で３，８００個の孔を有する紡糸ノズルを介して１ｋｍ／ｍｉｎの速度にて紡糸を行って有機繊維を製造した。前記製造された３，８００個の有機繊維及びマトリックスの透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を１：９重量比で混合し、同時に投入して押出した。このとき、透明高分子樹脂成分であるポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）の溶融温度は２３２℃であり、有機繊維成分であるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）の溶融温度は２８０℃であり、両成分間の溶融温度差は４８℃であった。
【００７５】
前記有機繊維が高分子樹脂からなるマトリックスの上に一方向に平行に配置されるようにし、前記有機繊維の配列方向に直交する方向に交互に配列して２層の積層構造に押出した。次いで、空気を吹き込みながら速やかに冷却及び硬化させ、高温・高圧の空気を用いて延伸工程を行った。前記延伸工程により所望の複屈折性を有する有機繊維が得られた。前記有機繊維の正常屈折率ｎoは等方性のマトリックスｎpと一致し、有機繊維の異常な屈折率(extraordinary reflective index,ｎe)は等方性のマトリックスｎpと一致せず、このとき、有機繊維の 異常な屈折率(extraordinary reflective index,ｎe)及び正常屈折率(ordinary reflective index, ｎo)は、それぞれ１．６５０及び１．４６０であった。
【００７６】
＜実施例２＞
前記実施例１において製造された有機繊維及び透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を４：６の重量比で混合して同時に押出した以外は、前記実施例１の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００７７】
＜実施例３＞
前記実施例１において製造された有機繊維及び透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を５：５の重量比で混合して同時に押出した以外は、前記実施例１の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００７８】
＜実施例４＞
繊維層の有機繊維成分としてポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ Ｄｉｍｅｔｈｙｌｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＣＴ）（イーストマン社製のＴｒｉｔａｎ ＴＸ２００１）成分を用い、マトリックスの透明高分子樹脂としてポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）成分を用い、これらを３：７の重量比で混合した以外は、前記実施例１の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００７９】
このとき、マトリックス成分であるポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）の溶融温度は２５０℃であり、繊維層成分であるポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）の溶融温度は２３２℃であり、両成分間の溶融温度差は３０℃であった。
【００８０】
＜実施例５＞
前記実施例４において製造された有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）（イーストマン社製のＴｒｉｔａｎ ＴＸ２００１）及び透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を５：５の重量比で混合して同時に押出した以外は、前記実施例４の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００８１】
＜比較例１＞
前記実施例１において、透明高分子樹脂であるポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）からなるマトリックス内に複屈折性有機繊維が一方向に平行に配置された繊維層が配列された単一層構造の光拡散フィルムを製造した。
【００８２】
＜比較例２＞
前記実施例１において製造された有機繊維及び透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を８：２の重量比で混合して同時に押出した以外は、前記比較例１の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００８３】
＜比較例３＞
前記実施例４において製造された有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）（イーストマン社製のＴｒｉｔａｎ ＴＸ２００１）及び透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を１：９の重量比で混合して同時に押出した以外は、前記比較例１の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００８４】
＜比較例４＞
前記実施例４において製造された有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）（イーストマン社製のＴｒｉｔａｎ ＴＸ２００１）及び透明高分子樹脂としてのポリ−４−メチレンペンテン（ＰＭＰ）（三井ケミカル社製のＴＰＸ（登録商標）  ＲＴ １８）を９：１の重量比で混合して同時に押出した以外は、前記比較例１の方法と同様にして光拡散フィルムを製造した。
【００８５】
＜実験例１＞  複屈折率の測定
前記実施例１において製造された光拡散フィルムの透過度を、交差偏光子との間隔が４５°または０°であるときに測定した。
【００８６】
その結果、交差偏光子との間隔が４５°であるときのフィルムの表面を観察したところ、高い透過度を示すのに対し、交差偏光子との間隔が０°であるときには低い透過度を示すことが確認された。
【００８７】
以上の結果は、等方性のマトリックス内に一方向に平行に配置された単一層構造の繊維層の場合の下記式１及び式２により算出された理論的な複屈折性の結果と一致するため、本発明の繊維層の配列が上手に行われていることが裏付けられる。
【００８８】
【数１】
0006326489.tif 000004
【００８９】
【数２】
0006326489.tif 000005
【００９０】
＜実験例２＞  繊維層の表面の測定
前記実験例１において行われた透過度の実験に用いられた繊維層を走査電子顕微鏡を用いて測定した結果を図５に示す。その結果、マイクロ寸法よりも小さい寸法の有機繊維が確認された。
【００９１】
図６は、本発明の光拡散フィルムを構成する有機繊維と透明な高分子樹脂との間混合比によるフィルムの表面の走査電子顕微鏡写真であり、選定された有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ)の含量が（ａ）３０重量％、（ｂ）５０重量％、（ｃ）１０重量％及び（ｄ）９０重量％であるとき、それぞれの含量に応じて製造された光拡散フィルムの表面を７００倍率にて測定した結果である。
【００９２】
その結果、有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）の含量が３０重量％（実施例４）及び５０重量％（実施例５）である場合、繊維層が平均粒径２０μｍの球状に主として観察されて散乱ビードとして働いて光拡散の具現に有効であり、これに対し、有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）の含量が１０重量％（比較例３）である場合、５μｍの寸法の球状に観察されるが、形成度が満足できず、 有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）の含量が９０重量％（比較例４）と過量である場合には細長く延伸された形状が観察され、形状間の塊化が見られることが確認された。
【００９３】
図７は、前記光拡散フィルムの光学特性結果であり、同図を参照すると、フィルムを構成する有機繊維と透明な高分子樹脂との間の混合比を最適化させて優れたヘイズ及び透過率を得ている。すなわち、有機繊維としてのポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）の含量が（ａ）３０重量％から６０重量％に至るまでヘイズは８７．４％と所定のレベルを示し、その含量が９０重量％であるときに急減するが、これは、散乱ビードが形成されていないことを裏付ける。これに対し、ヘイズと透過率との間の関係をまとめると、フィルムを構成する有機繊維と透明な高分子樹脂との間の混合比において、有機成分の含量が３０重量％であるときに、ヘイズ８５．５％及び透過率９０．９％と最も優れた結果を示し、この場合には、引っ張り強度が増加して光拡散フィルムの脆性の改善にも有効である。
【００９４】
＜実験例３＞  光拡散フィルムの散乱パターンの測定
前記実施例１において製造された光拡散フィルムの散乱パターンを測定するために、バックライトユニットの導光板（ＬＧＰ）の上に前記光拡散フィルムを載せてパターンを観察した。
【００９５】
その結果を図８に示す。具体的には、導光板（ＬＧＰ）しか載せられていない場合にはドット状のスポットが鮮明に観察され、単一層の繊維層が配列された場合、有機繊維の長軸と平行に入射した光は、有機繊維の屈折率ｎe及び等方性のマトリックスの屈折率ｎp間の一致によってのみ散乱され、有機繊維の長軸に対する垂直光は、有機繊維の屈折率ｎo及びマトリックスの屈折率ｎp間の一致により透過されるため、有機繊維の長軸方向にのみ散乱されて、ドット状のスポットが依然として観察された。
【００９６】
これに対し、実施例１の光拡散フィルムは、ドット状のスポットがほとんど観察されず、優れた隠蔽力を示した。このような結果は、実施例１の光拡散フィルムはマトリックス内に繊維層が２層に交互に配列された構造的な特徴を有することにより、入射光が２次元的に散乱されることによるものであることが確認された。
【００９７】
＜実験例４＞  光拡散フィルムの光分布角の測定
前記実施例１において製造された光拡散フィルムの使用有無による光分布度を確認するために、水平（０°）、斜め（４５°）及び垂直（９０°）によりＥＬＤＩＭ社製のＥＺコントラストＸＬ８８を用いて光分布を測定した。
【００９８】
その結果を図９に示すが、（ａ）は、本発明の光拡散フィルムなしに導光板（ＬＧＰ）のみを測定した場合であり、導光板（ＬＧＰ）の表面上の白色のドット状のスポットに起因して水平（０°）、斜め（４５°）及び垂直（９０°）方向に対する光分布が不均一であるのに対し、（ｂ）入射光が導光板（ＬＧＰ）を経て実施例１の光拡散フィルムを通過するので、水平（０°）、斜め（４５°）及び垂直（９０°）方向に対する光分布が均一であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上述べたように、本発明は、マトリックス内に、一方向に平行に配置された繊維層の少なくとも２層以上が交互に配列されたマトリックス状の光拡散フィルムを提供する。
【０１００】
本発明の光拡散フィルムは、マトリックス内に多軸に交互に配列された繊維層により、入射した光源の２次元的な散乱により初期の入射光の方向とは無関係に均一な光拡散効果が得られるので、従来のビード状の光拡散フィルムの代わりに使用可能である。
【０１０１】
また、本発明の光拡散フィルムを採用した液晶ディスプレイ用バックライトユニットは、優れた隠蔽力を有し、しかも、光拡散効果の物性が改善された液晶ディスプレイ用バックライトユニットが提供される。
【０１０２】
以上、本発明は記載された具体例についてのみ詳細に説明されたが、本発明の技術思想の範囲内において様々な変形及び修正が行えるということは当業者にとって自明であり、このような変形及び修正が特許請求の範囲に属するということはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…繊維層
１１…有機繊維
２０…マトリックス
１…光拡散フィルム
【図１】
0006326489.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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