(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光拡散層を有する光拡散性フィルムの片側または両側に、該光拡散性フィルム中に含まれる熱可塑性樹脂より高い融点をもつ熱可塑性樹脂からなる樹脂層を積層する積層光拡散性フィルムの製造方法であって、該樹脂層の熱可塑性樹脂の融点をＴ１、ガラス転移温度をＴｇ１、該光拡散フィルムに用いられる熱可塑性樹脂のうち最も融点の高い熱可塑性樹脂の融点をＴ２とするとき、
Ｔ１＞Ｔａ＞Ｔ２かつＴａ＞Ｔｇ１
を満たす温度Ｔａで熱処理する工程を含むことを特徴とする積層光拡散性フィルムの製造方法。
【請求項２】
光拡散性フィルムと熱可塑性樹脂からなる樹脂層を共押出し、延伸し、熱処理を施すことを特徴とする請求項１記載の積層光拡散性フィルムの製造方法。
【請求項３】
光拡散性フィルムが、熱可塑性樹脂中に光拡散成分を分散した光拡散層のみからなることを特徴とする請求項１記載の積層光拡散性フィルムの製造方法。
【請求項４】
全光線透過率が８０％以上であり、かつヘイズが８０％以上である請求項１または２記載の積層光拡散性フィルムの製造方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂からなる樹脂層が、実質的に非光拡散性であることを特徴とする請求項１記載の積層光拡散性フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや照明装置などに好適に用いられる積層光拡散性フィルムの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン、テレビ、携帯電話などの表示装置として、液晶を利用したディスプレイが数多く用いられている。これらの液晶ディスプレイは、それ自体は発光体でないために、裏側からバックライトを使用して光を照射することにより表示が可能となっている。また、バックライトは、単に光を照射するだけでなく、画面全体を均一に照射せねばならないという要求に応えるため、サイドライト型もしくは直下型と呼ばれる面光源の構造をとっている。なかでも、薄型・小型化が望まれるノート型パソコン等に使用される薄型液晶ディスプレイ用途には、サイドライト型、つまり画面に対し側面から光を照射するタイプのバックライトが適用されている。一般的に、このサイドライト型バックライトには、光を均一に伝播・拡散する導光板を利用し液晶ディスプレイ全体を均一に照射する導光板方式が採用されている。この導光板には、側面から入射した光を垂直方向に出射するようにパターンが刻まれており、そのパターンによる不均一な光の分布を有する。従って、この液晶ディスプレイにおいて、面内均一性を高めて高品質の画像を得るため、導光板上に光拡散性フィルムを設置して、光を均一にすることが必要となる。
【０００３】
かかる光拡散性フィルムに要求される性能には、光拡散性が大きいことはもとより、光透過性が極めて高いことが挙げられる。光透過性を高くすることにより、バックライトからの光を効率よく利用することができるため、高輝度化・低消費電力化を達成することができる。
【０００４】
従来から使用されている光拡散性フィルムとしては、例えば、（１）特開平４−２７５５０１号公報等に記載の、透明熱可塑性樹脂をシート状に成形後、表面に物理的に凹凸を付ける加工を施して得られた拡散シート（光拡散性フィルム）、または、（２）特開平６−５９１０８号公報等に記載の、ポリエステル樹脂等透明基材フィルム上に、微粒子を含有した透明樹脂からなる光拡散層をコーティングして得られた光拡散性フィルム、または（３）特開平６−１２３８０２号公報等に記載の、透明樹脂中にビーズを溶融混合し、これを押出し成形して得られた光拡散板（光拡散性フィルム）などが挙げられる。上記（１）および（２）の光拡散性フィルムは、フィルム表面に形成した凹凸またはコーティングした光拡散層により光拡散効果を得る、いわゆる表面光拡散性フィルムである。一方、上記（３）の光拡散性フィルムは、少なくとも基材内部にも光拡散成分を有する光拡散性フィルムである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記（１）及び（２）によって得られる光拡散性フィルムは、表面の凹凸が大きく、他のフィルム等の材料との接着や重ね合わせの際に困難を要する。また、上記（３）によって得られる光拡散性フィルムの場合も、上記（１）や（２）によって得られるフィルムよりは表面は平坦であるが、表層付近に存在するビーズによる凹凸が存在し、依然としてなお不十分である。
【０００６】
そこで、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なった結果、表面が平滑でありながら、光透過性、光拡散性、機械的強度、および生産性に優れた光拡散性フィルム、およびその製造方法を見出すことができ、本発明に到達した。本発明の目的は、表面が平滑で、かつ光透過性、光拡散性、機械的強度、および生産性に優れた積層光拡散性フィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の積層光拡散性フィルムの製造方法は、少なくとも光拡散層を有する光拡散性フィルムの片側または両側に、該光拡散性フィルム中に含まれる熱可塑性樹脂より高い融点をもつ熱可塑性樹脂からなる樹脂層を積層する積層光拡散性フィルムの製造方法であって、上記樹脂層の熱可塑性樹脂の融点をＴ１、ガラス転移温度をＴｇ１、該光拡散フィルムに用いられる熱可塑性樹脂のうち最も融点の高い熱可塑性樹脂の融点をＴ２とするとき、
Ｔ１＞Ｔａ＞Ｔ２かつＴａ＞Ｔｇ１
を満たす温度Ｔａで熱処理する工程を含むことを特徴とする積層光拡散性フィルムの製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
【００１０】
本発明で得られる積層光拡散性フィルムを構成する光拡散性フィルムは、少なくとも光拡散層を有するフィルムである。
【００１１】
光拡散性フィルムの例としては、例えば、（ａ）熱可塑性樹脂中に光拡散成分が分散した光拡散層のみからなるフィルム、（ｂ）フィルム基材上に光拡散成分を含有する層（光拡散層）を塗布したフィルム、（ｃ）基材表面を凹凸加工（光拡散層）したフィルム等が挙げられる。例えば、（ａ）の光拡散性フィルムの例としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂中に、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン等の無機微粒子、またはアクリル樹脂、有機シリコーン樹脂、ポリスチレン、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物等からなる有機微粒子、または気泡等を分散させてフィルム状に成形した光拡散性フィルムが挙げられる。また、（ｂ）の光拡散性フィルムの例としては、ポリエステル樹脂等からなる透明支持体基板上に、（ａ）で示したような無機または有機微粒子を分散させた透明熱可塑性樹脂をコーティングして光拡散層を形成した光拡散性フィルムの等が挙げられる。また、（ｃ）の光拡散性フィルムの例としては、ポリカーボネート等透明熱可塑性樹脂をシート状に成形後、エンボス加工によって物理的に表面に凹凸を形成する方法、凹凸形状を有する金型に流し込んで成形加工する方法当により得られる光拡散性フィルム等が挙げられる。
【００１２】
本発明はこれらに限定されるものではなく、少なくとも光拡散機能を有する層を含有するものであればよい。よって、本発明においては、光拡散性以外の機能を付加する別の層を積層することも可能である。
【００１３】
また、本発明で用いられる光拡散性フィルムの基体は、少なくとも熱可塑性樹脂からなるものである。本発明で好ましく用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプレピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸エステルおよびこれらを主たる成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物等を好適に用いることができる。なかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエステルや、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、及びこれらを主たる成分とする共重合体またはこれら樹脂の混合物からなることがより好ましい。
【００１４】
本発明で好ましく用いられる熱可塑性樹脂は、可視光領域の光線に関し透明であることが好ましい。ここでいう透明とは、それら樹脂のみからなる膜厚５００μｍのフィルムの全光線透過率が７０％以上である樹脂のことを指す。
【００１５】
本発明で得られる積層光拡散性フィルムは、光拡散性フィルムの片側または両側に、光拡散性フィルムに含まれる熱可塑性樹脂よりも高い融点をもつ熱可塑性樹脂が積層されている。ここで、表層側の樹脂層の熱可塑性樹脂の融点をＴ１、ガラス転移温度をＴｇ１、内部側の光拡散性フィルムに用いられる熱可塑性樹脂のうち最も融点の高い熱可塑性樹脂の融点をＴ２とする。本発明では、このようにＴ１＞Ｔ２であることにより、Ｔ１＞Ｔａ＞Ｔ２かつＴａ＞Ｔｇ１を満たす温度Ｔａで熱処理することにより、内部側の形状等に拘わらず容易に表面の平坦性を確保することができる。ここで、Ｔ１＜Ｔ２である場合、Ｔｂ＜Ｔ１を満たす温度Ｔｂで処理した場合、内部側の樹脂を加工できないため表面の平坦化が達成できないことがあり、また、Ｔ１＜Ｔｂを満たす温度Ｔｂでの熱処理においても表面の粘着等の問題が生じるため好ましくない。
【００１６】
ここで、表層側に積層される熱可塑性樹脂は、少なくとも光拡散性フィルムに用いられる熱可塑性樹脂より高融点の熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。
例えば、光拡散性フィルムに用いられる樹脂として挙げたものと同様のものを使用することができ、好ましく用いられる熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプレピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸エステルおよびこれらを主たる成分とする共重合体、またはこれら樹脂の混合物等が挙げられる。なかでもポリエステルテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエステル、またはこれらを主たる成分とする共重合体、またはこれらの混合物を好ましく用いることができる。
【００１７】
また、表層側に用いられる熱可塑性樹脂の融点は、内部側の光拡散性フィルムに用いられる熱可塑性樹脂の融点より高いことが必要であるが、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは２０℃以上高いことが望ましい。
【００１８】
また、これら熱可塑性樹脂の融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、結晶融解に基づく吸熱曲線のピーク値として、簡便に測定することができる。また、このとき同時にガラス転移温度（Ｔｇ）も測定することができる。ガラス転移温度は、樹脂がガラス状態からゴム状態へ転移する時に比熱変化が生じるため、測定曲線のベースラインの平行移動という形により感知される。
【００１９】
また、光拡散性フィルムの表層側に積層される熱可塑性樹脂は、光拡散性能を向上させる目的で、内部側に用いられる光拡散性フィルムの熱可塑性樹脂と屈折率を異にする樹脂を用いることもできる。例えば、光拡散性フィルムとして表面凹凸加工した光拡散層を用いるような場合に、屈折率を異にする熱可塑性樹脂層を積層することにより光拡散性能を保持または向上させることができることがある。
【００２０】
本発明の表層側に積層する樹脂層は、実質的に非光拡散性であることが望ましい。非光拡散性であることにより、積層後も全光線透過率を低下させることなく平坦性を確保することが可能である。ここでいう非光拡散性であるとは、そのフィルムのみのヘイズを測定した場合に、その値が１０％以下であることを示す。
【００２１】
また、表層側の熱可塑性樹脂層は光拡散性フィルムの少なくとも片面に積層されるが、両面に積層する方が、フィルム全体としての平坦性を確保できるため好ましい。
【００２２】
光拡散性フィルムの表層側に該熱可塑性樹脂層が積層されていない場合や、本発明記載の性能範囲外の樹脂を積層した場合などにおいては、表面の平坦性に劣るフィルムが得られる。例えば、これらフィルムは数％程度の光線反射率を有するが、屋内の照明器具等の電灯を反射させた場合に、フィルム表面にその電灯の像が確認できない等の現象が見受けられる。これに対し、本発明の積層光拡散性フィルムでは、電灯像の輪郭がはっきりと確認できる。
【００２３】
光拡散性フィルムと熱可塑性樹脂からなる樹脂層の積層方法としては、シート状に成形した光拡散性フィルムに、予めシート状に加工しておいた熱可塑性樹脂からなる樹脂層を接着層を介して貼着する方法、光拡散性フィルムと熱可塑性樹脂からなる樹脂層を密着させて加熱圧着させる方法、光拡散性フィルムと熱可塑性樹脂からなる樹脂層を共押出する方法などが挙げられるが、本発明では特にこれらに限定されるものではない。また、本発明では、必要により、両者を積層した後に延伸工程を施すこともできる。
【００２４】
本発明の積層光拡散性フィルムの製造方法は、上記のようにして光拡散性フィルムの少なくとも片面に熱可塑性樹脂からなる樹脂層を積層した後、表層側の熱可塑性樹脂の融点をＴ１、ガラス転移温度をＴｇ１、内部側の光拡散性フィルムに用いられる熱可塑性樹脂のうち最も融点の高い熱可塑性樹脂の融点をＴ２とするとき、Ｔ１＞Ｔａ＞Ｔ２かつＴａ＞Ｔｇ１を満たす温度Ｔａで熱処理する工程を含むことを特徴とするものである。Ｔ１より低い温度で熱処理することにより、処理工程中の粘着等の作業上の問題を起こすことがなく、Ｔ２より高い温度で熱処理することにより内部の積層ムラ等の欠陥を解消して表面の平坦化が可能となる。また、Ｔｇ１より高い温度で熱処理することにより、表層の熱可塑性樹脂の流動性が増加し、表層の平坦化処理が容易となる。ここで、Ｔ２とＴｇ１の大小関係については特に限定されない。
【００２５】
Ｔ１＞Ｔａを満たすＴａにより効果的な表面の熱処理が可能であるが、好ましくはＴ１＞Ｔａ＋１０（℃）、さらに好ましくはＴ１＞Ｔａ＋２０（℃）を満たす温度Ｔａで処理することが好ましい。また、内部の欠陥を効果的に解消するために、好ましくはＴａ＞Ｔ２＋１０（℃）、さらに好ましくはＴａ＞Ｔ２＋２０（℃）であることが好ましい。
【００２６】
熱処理方法としては、例えば、フィルムの端部を把持したまま上記温度Ｔａ雰囲気内で保持する方法、表面温度Ｔａを有する平坦な板をフィルム表層に押し当てる方法などが挙げられるが、他の方法を用いることも可能である。本発明における熱処理は、通常、少なくとも光拡散性フィルムと熱可塑性樹脂層とが上記の積層方法で積層された状態において行なわれる。これにより積層光拡散性フィルム表層の平坦性を確保することができる。
【００２７】
また、本発明で得られる積層光拡散性フィルムの全膜厚は特に限定されないが、薄膜用途や作業性等を考慮すると、１０〜５００μｍが好ましく、２０〜３００μｍがさらに好ましい。また、これら全膜厚のうちの、表層側の樹脂層が占める割合は、特に限定されないが、通常は１〜５０μｍの範囲で選択され、好ましくは１〜３０μｍである。
【００２８】
本発明で得られる積層光拡散性フィルムは、全光線透過率は好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。全光線透過率が７０％未満の場合には、積層光拡散性フィルムをディスプレイに組み込んだ際に、輝度が不十分となる傾向にあり、高輝度を得るためには低消費電力化が望めない。また、本発明で得られる積層光拡散性フィルムのヘイズは、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。ヘイズが７０％未満の場合には、平行光の透過率が高くなる傾向にあり、この場合も輝度に斑が生じやすくなる。
【００２９】
積層光拡散性フィルムの光拡散性は、主として積層前の光拡散性フィルムの性能によるところが大きい。積層前の光拡散性フィルムの光拡散性をコントロールする手段としては、フィルム表面の凹凸をコントロールし、より表面を粗く、より溝を深く険しくすることにより所望の光拡散性が得られる（上記ａ、ｂの光拡散性フィルム）。またもう一方は、マトリックス樹脂中に光拡散成分を分散させる方法であり、ここでは例えば、マトリックス−分散相の屈折率差、分散相の径、混合比率等の選択により所望の光拡散性が得られる（上記ｃの光拡散性フィルム）。本発明において、後者の手段により得られた光拡散性フィルムを用いた場合、積層前後での光拡散性能が前者と比較して変化が小さく、内部の光拡散性フィルムを作成した時点で光拡散性能が把握できるため、より効果的である。
【００３０】
これら、全光線透過率およびヘイズは、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」に準拠し、積分球式光線透過率測定装置（ヘイズメーター）により測定することが出来る。
【００３１】
また、本発明の積層光拡散性フィルムには、本発明の効果が失われない範囲内で各種の添加剤を加えることができる。添加剤を添加する層は、光拡散層、表層側の熱可塑性樹脂からなる樹脂層、またはその他の層であってもよい。添加配合する添加剤の例としては、例えば、顔料、染料、蛍光増白剤、酸化防止剤、耐熱剤、耐光剤、耐候剤、帯電防止剤、離型剤などを挙げることができる。
【００３２】
本発明で得られる積層光拡散性フィルムは、液晶ディスプレイのバックライトや照明装置等に好適に用いられる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００３４】
（実施例１）
主押出し機に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にイソフタル酸成分を２５ｍｏｌ％共重合させたポリエステル樹脂（融点１９５℃、ガラス転移温度７０℃）に平均粒径５μｍの真球状シリカ微粒子を体積比率で１０％になるように配合したペレットを供給し、また別に副押出し機に、微粒子を含有しないＰＥＴ（融点２６５℃）を供給して、所定の方法により両側表層にＰＥＴを有する溶融３層共押出を行ない、静電印可法により鏡面のキャストドラム上で冷却して３層積層シートを作製した。このようにして得られた３層積層シートを９０℃にて長手方向に３倍延伸し、続いてテンターで９０℃の予熱ゾーンを通して９５℃で幅方向に３倍延伸し、さらに２３０℃で３０秒間熱処理し、全膜厚１００μｍの積層光拡散性フィルムを得た。表面層の厚さは片側５μｍであった。
【００３５】
得られた積層光拡散性フィルムについて、全自動直読ヘーズコンピューターＨＧＭ−２ＤＰ（スガ試験機（株）製）を用いて全光線透過率とヘイズを測定した。全光線透過率は８９％であり、ヘイズは８５％であった。
【００３６】
また、表面の平坦性について、屋内の蛍光灯の像がフィルム表面にどのように映るかで判断した。蛍光灯の像がはっきり見えるものを○、像が拡散反射して見えないものを×とした。ここで、得られた積層光拡散性フィルムは、その表面に蛍光灯の輪郭をはっきりと確認することができ、平坦性が良好であることがわかった。
【００３７】
また、得られた積層光拡散性フィルムの拡散性能を実際に目視で評価するため、次のような実験を行なった。すなわち、可視光レーザー（Ｈｅ−Ｎｅレーザー、波長６３２．８ｎｍ）を、得られた積層光拡散性フィルムに照射し、透過した光線をスクリーンに投影して、入射光線がどの程度の拡がりを示すか観察して評価した。強度分布が見られず均一で広い拡散範囲をもつものを○、著しい強度分布または狭い拡散範囲のものまたは透過光量が少なく暗いものを×とした。レーザー光線は、フィルムを通ることにより拡がっており良好に拡散性能を示すことが分かった。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例２）
主押出し機に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にイソフタル酸成分を１７ｍｏｌ％共重合させたポリエステル樹脂（融点２１５℃、ガラス転移温度７０℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして３層積層シートを作製し、延伸、熱処理を行ない、全膜厚１００μｍの積層光拡散性フィルムを得た。表面層の厚さは片側５μｍであった。得られた積層光拡散性フィルムの全光線透過率は８５％であり、ヘイズは８４％で、目視による観察結果も良好な拡散性能を発揮していることがわかった。また、表面の平坦性も優れていた。結果を表１に示す。
【００３９】
（比較例１）
実施例１において、表層にＰＥＴを積層しない粒子含有層のみの単膜を用い、延伸後の熱処理を行わないこと以外は実施例１と同様にして製膜した。なお、延伸後の熱処理温度を融点（１９５℃）以上の温度（２３０℃）で行なうと、熱処理時にフィルムが溶けるため製膜は不可能であった。結果を表１に示す。
【００４０】
（比較例２）
比較例１において、融点以下の１７５℃での熱処理を行なった。フィルム中の粒子の周囲に空孔が生成してしまい、透過率が３５％と著しく低下した。また、平坦性にも劣る結果となった。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0004560890.tif 000002
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、表面が平滑でありながら、光透過性、光拡散性、機械的強度、および生産性に優れた積層光拡散性フィルムが得られる。
【００４３】
本発明で得られた積層光拡散性フィルムは、表面が平滑で高光透過性・高光拡散性を有するため、液晶ディスプレイ部材においてバックライト等に用いることにより、高輝度でかつ均一な高品質画像を提供することが可能となる。