(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂１００重量部および平均粒径１〜２５μｍの粒子１〜２０重量部からなる組成物から形成された厚み３０〜３００μｍのフィルムであって、フィルム表面に冷却ロールにより付与された凹凸形状の模様を有し、全光線透過率９２％以上でかつヘーズ（曇り度）６０％以上を有するポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルム。
【請求項２】
凹凸形状の模様は、エンボス模様、Ｖ溝模様または畝状模様である請求項１記載のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムより形成されたバックライト用光拡散フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置のバックライトユニットに適したポリカーボネート樹脂製光拡散フィルムに関するものである。更に詳しくはポリカーボネート樹脂よりなる高透過光拡散フィルムであり、液晶ディスプレイの輝度向上等に適した光拡散フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶層を背面から照らして発光させるバックライト方式が普及し、液晶層の下面側にバックライトユニットが装備されている。かかるバックライトユニットは、一般的には図１に示すように、光源としての棒状のランプ２と、このランプに端部が沿うように配置される方形板状の導光板３とこの導光板の表面側に積層された複数枚の光学シート４とを装備している。この光学シートはそれぞれ屈折、拡散等の特定の光学的性質を有するものであり、具体的には、導光板３の表面に配設される光拡散シート５、光拡散シートの表面側に配設されるプリズムシート６などが該当する。
【０００３】
このバックライトユニット１の機能を説明すると、まず、ランプより導光板に入射した光線は導光板裏面の反射ドットまたは反射シート及び各側面で反射され、導光板表面から出射される。導光板から出射した光線は光拡散シートに入射し、拡散され、光拡散シート表面より出射される。その後、光拡散シートから出射された光線は、プリズムシートに入射し、プリズムシートの表面に形成されたプリズム部によって、略真上方向にピークを示す分布に光線として出射される。このように、ランプから出射された光線が光拡散シートによって拡散され、またプリズムシートによって略真上方向にピークを示すように屈折され、さらに上方の図示していない液晶層全面を照明するものである。また、図示していないが、上述のプリズムシートの集光特性を考慮し、プリズムシートの表面側にさらに光拡散シートやプリズムシートを配設するバックライトもある。
【０００４】
上述の構造を有するバックライトユニットの光拡散シート５としては、従来、透明基材層に炭酸カルシウム、二酸化珪素等の微粒子を分散させた光拡散層とが積層されたものが一般的に採用されている。
【０００５】
かかる光拡散シートは通常ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等の透明シートに炭酸カルシウム、二酸化珪素等の微粒子を分散させた艶消し透明塗料を塗工して製造されているが、拡散能の発現にバインダー中の微粒子による屈折や反射を利用しているため、多重散乱現象が生じてしまい、出光量のロスが避けられない上に、塗膜中にバインダーと微粒子のように屈折率の異なる物質を分散させるためおよび微粒子自体の光吸収もあるために光線透過率が低く、液晶表示面の明るさが十分に得られない。このため、光源の光度を上げることも考えられるが、消費電力や発熱量が増加するので好ましくない。また、塗料の分散不良、塗工・乾燥時の塗料の対流等による艶ムラ、さらに塗工条件の変動によって艶の変動も発生しやすく作業が煩雑で生産コストが高くなるという欠点を有している。さらに、光拡散シートの構成を簡素化すること、軽量化や経済的な面から光拡散シートの薄型化（フィルム化）することが要望されている。
【０００６】
一方、熱可塑性樹脂に光拡散性を持たせる方法として拡散剤を添加する方法も一般的に採用されている。例えばフッ素化ポリオレフィンを０．０１〜５重量部添加させた半透明なポリカーボネート樹脂（特開昭５５−９４９５２号公報）、さらに無機微粉末を含有せしめる提案では、ポリカーボネート１００重量部当り炭酸カルシウム０．１〜５重量部と酸化チタン０．０１〜０．３重量部を含有せしめる乳白色で半透明なポリカーボネート樹脂（特開昭５０−１４６６４６号公報）、炭酸カルシウム１．０〜２．５重量部を添加した照明器具パネル（特開昭６０−１７５３０３号公報）、さらに有機微粉末を含有せしめる提案ではポリカーボネートに架橋アクリル微粒子を０．０５〜２０重量部添加する方法（特開平３−１４３９５０号公報）等の提案がなされているが、これらのものは概ね全光線透過率が４０〜８０％と低く、液晶表示装置のバックライトユニットに用いる光拡散フィルムとして採用するには不十分であり、輝度向上フィルムやレンズフィルムを併用することが必要であった。
【０００７】
また、ポリカーボネート１００重量部当り粒径５０μｍ以下で平均粒径５〜２０μｍの粒子０．０５〜０．５重量部配合した組成物からなるポリカーボネート樹脂製光拡散板（特開平５−２５７００２号公報）は、全光線透過率が８５％以上と高く、拡散透過率が１０〜３０％と低いことからプロジェクションテレビ用スクリーンに適することが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液晶表示装置のバックライトユニットの光拡散フィルムに用いた際、光透過性が高くかつ光拡散性能に優れたポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムを提供することにある。
【０００９】
本発明者は従来の技術を解決すべく鋭意検討した結果、ポリカーボネート樹脂に特定粒径の光拡散材を特定量含有させることによって、拡散粒子の分散性に優れ、光拡散性フィルムの光透過性および光拡散性能を向上させることができ、さらに好ましくはフィルム表面に凹凸形状の模様を有することにより、光拡散フィルムとして使用した場合に、優れた光透過性及び光拡散性を示すことを見出し、本発明に到達したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリカーボネート樹脂１００重量部および平均粒径１〜２５μｍの粒子１〜２０重量部からなる組成物から形成された厚み３０〜３００μｍのフィルムであって、フィルム表面に冷却ロールにより付与された凹凸形状の模様を有し、全光線透過率９２％以上でかつヘーズ（曇り度）６０％以上を有するポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムに係るものである。
【００１１】
本発明で使用されるポリカーボネート樹脂は、一例として二価フェノールとカーボネート前駆体とを界面重合法または溶融法で反応させて得られるものである。二価フェノールの代表的な例としては２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン［通称ビスフェノールＡ］、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等が挙げられ、なかでもビスフェノールＡが好ましい。これらの二価フェノールは単独または２種以上を混合して使用できる。
【００１２】
カーボネート前駆体としてはカルボニルハライド、カーボネートエステルまたはハロホルメート等が使用され、具体的にはホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメート等が挙げられる。
【００１３】
上記二価フェノールとカーボネート前駆体を界面重合法または溶融法によって反応させてポリカーボネート樹脂を製造するに当っては、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。更に、ポリカーボネート樹脂には、必要に応じて添加剤例えば多価アルコールと脂肪酸のエステルまたは部分エステル等の離型剤、亜リン酸エステル、リン酸エステル、ホスホン酸エステル等の熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、アセトフェノン系、サリチル酸エステル等の紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、増白剤、難燃剤等を配合しても良い。またポリカーボネート樹脂は三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であっても、芳香族または脂肪族の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよく、また、得られたポリカーボネート樹脂の２種以上を混合した混合物であってもよい。
【００１４】
ポリカーボネート樹脂の分子量は、粘度平均分子量（Ｍ）で１０，０００〜１００，０００が好ましく、１５，０００〜３５，０００がより好ましい。かかる粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂は、十分な強度が得られ、また、成形時の溶融流動性も良好であり好ましい。本発明でいう粘度平均分子量は塩化メチレン１００ｍＬにポリカーボネート樹脂０．７ｇを２０℃で溶解した溶液から求めた比粘度（ηsp）を次式に挿入して求めたものである。
0003916477.tif 000002
【００１５】
本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムは、ポリカーボネート樹脂１００重量部および平均粒径１〜２５μｍの粒子１〜２０重量部からなる組成物から形成された厚み３０〜３００μｍのフィルムであって、フィルム表面に冷却ロールにより付与された凹凸形状の模様を有し、全光線透過率９２％以上でかつヘーズ（曇り度）６０％以上を満足するものである。
【００１６】
本発明で光拡散材として使用される粒子は一般に使用されている無機粒子や有機粒子でポリカーボネートに悪影響を与えないものであれば任意に使用される。無機粒子としては、例えばカオリンに代表されるシリカアルミナ系粘土鉱物（含水ケイ酸アルミニウム類）、タルクに代表されるシリカマグネシウム系粘土鉱物（含水ケイ酸マグネシウム類）、珪酸カルシウム、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウムおよびシリコン樹脂微粒子等があげられる。タルク、カオリン、炭酸カルシウム及びシリコン樹脂微粒子がポリカーボネートへの分散が優れ好ましく、特にシリコン樹脂微粒子が好ましい。また、有機粒子としては架橋構造を有する架橋ポリアクリレ−ト、架橋ポリスチレン等があげられる。特に架橋ポリアクリレ−トが好ましい。
【００１７】
本発明で使用する粒子は、その平均粒径が１〜２５μｍ、好ましくは２〜２０μｍのものである。平均粒径が２５μｍを超えると、光拡散性能のバラツキが大きくなり、バックライト用光拡散フィルムとして使用した際にその商品価値が著しく低下する。また、使用する粒子の最大粒径は５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。さらに、粒子の添加量がポリカ−ボネ−ト樹脂１００重量部当たり１重量部未満では、光拡散性が弱くなり十分な拡散性を得ることができなくなり好ましくない。また２０重量部を超えると光拡散性が強くなり過ぎて、全光線透過率が低下して好ましくない。なお、かかる粒子の平均粒径は粒子の重量累積分布における５０重量％の粒子径として求められるものである。
【００１８】
本発明において、無機及び有機粒子を分散させたポリカーボネート樹脂組成物に必要に応じて例えば紫外線吸収剤、離型剤、着色剤、熱安定剤、凝集防止剤等を添加してもよい。
【００１９】
本発明の光拡散フィルムは、ポリカーボネート樹脂、光拡散材および所望の成分を混合し、このポリカーボネート樹脂組成物を例えば溶剤キャスト法、溶融押出し法等により成形し得ることができる。
【００２０】
本発明の光拡散フィルムの全光線透過率は９２％以上である。９２％未満では出光量のロスが生じてしまい、液晶表示面の明るさが十分に得られない。またヘーズ（曇り度）は６０％以上であり、７０％以上が好ましい。ヘーズ（曇り度）が６０％未満では液晶表示面全体の明るさが均一ではなく拡散性が十分ではないために好ましくない。
【００２１】
本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムは、その厚みが３０〜３００μｍである。厚みが３０μｍ未満であると該フィルムが薄いためにカールが発生しやすく好ましくなく、厚みが３００μｍを超えるとバックライトユニットの厚みが大きくなって液晶表示装置の薄型化の要求に対して不十分であり好ましくない。
【００２２】
また、本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムは、フィルム表面に凹凸形状の模様を有するものが好ましい。その表面形状は光拡散性の優れたエンボス模様、Ｖ溝模様、畝状模様などが好ましく、形状が規則的な模様であるＶ溝模様や畝状模様が面全体に均一な照明を付与し易いためより好ましい。フィルム表面に凹凸形状の模様を有することにより、さらに光線透過率およびヘーズが向上し光拡散性能に優れるので好ましい。また、フィルム表面に凹凸形状の模様を付与することにより、光拡散性能を保持したまま粒子の添加量を低減させることもできるので経済的に有利である。
【００２３】
本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムは、その特性を生かして液晶表示装置のバックライトユニットに用いられる光拡散フィルムとして好適である。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明を更に説明する。なお実施例中の部は重量部を意味する。また使用した粒子の平均粒径は（株）セイシン企業製ミクロフォトサイザーによって求めた。分散媒として水を使用して測定した。この装置による粒径は液体中の粒子の沈降速度に関するＳｔｏｋｅｓの法則に基いて求め、平均粒径は粒子の懸濁液を通過する光量と粒子の濃度に関するＬａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則を利用して得られる粒子の重量累積分布における５０重量％平均値として求められる。その他の特性の評価は下記の通りである。
【００２５】
（１）全光線透過率（Ｔｔ）、拡散透過率（Ｔｄ）及びヘーズ（曇り度）（Ｈ）
ＪＩＳ Ｋ−６７３５に準拠して日本電色工業（株）製、積分球式全光線透過率測定機ＮＤＨ−２０００（Ｃ光源）により測定した値であり％で表示した。なお、ヘーズ（Ｈ）は下記式で求められる。
Ｈ＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００（％）
【００２６】
［実施例１〜４］
ビスフェノールＡとホスゲンから界面重合法により製造された粘度平均分子量２４５００のポリカーボネート樹脂１００部に表１記載の粒子を表１記載の量添加し、タンブラーで混合した後、スクリュー径１２０ｍｍのＴダイリップの付いた押出機にて温度約２８０℃、幅１０００ｍｍで連続的に押出し、第１及び第２冷却ロールの温度をそれぞれ１１５℃及び１１５℃、第３冷却ロールの温度を１３０℃に設定し、冷却させながらポリカーボネート樹脂フィルムを成形し、引取ロールにより引取りポリカーボネート樹脂フィルムを得た（図２参照）。得られた成形フィルムの特性値を表１に示した。また、実施例１で得られたフィルムの表面形状を図３に示した。さらに、実施例１〜４で得られたフィルムをそれぞれ液晶表示装置のバックライトユニットの光拡散フィルム（図１の４で示される部分）として使用した。光拡散フィルムから出射された光は全面にわたり均一で十分な明るさであった。
【００２７】
［実施例５〜８］
ビスフェノールＡとホスゲンから界面重合法により製造された粘度平均分子量２４５００のポリカーボネート樹脂１００部に表１記載の粒子を表１記載の量添加し、タンブラーで混合した後、スクリュー径１２０ｍｍのＴダイリップの付いた押出機にて温度約２８０℃、幅１０００ｍｍで連続的に押出し、第１及び第２冷却ロールの温度をそれぞれ１３０℃及び１２５℃、第３冷却ロールの温度を１３０℃に設定し、冷却させながらポリカーボネート樹脂フィルムを成形し、引取ロールにより引取りポリカーボネート樹脂フィルムを得た（図２参照）。得られた成形フィルムの特性値を表１に示した。また、実施例７で得られたフィルムの表面形状を図４に示した。さらに、実施例５〜８で得られたフィルムをそれぞれ液晶表示装置のバックライトユニットの光拡散フィルム（図１の４で示される部分）として使用した。光拡散フィルムから出射された光は全面にわたり均一で十分な明るさであった。
【００２８】
［比較例１〜２］
ビスフェノールＡとホスゲンから界面重合法により製造された粘度平均分子量２４５００のポリカーボネート樹脂をスクリュー径１２０ｍｍのＴダイリップの付いた押出機にて温度約２８０℃、幅１０００ｍｍで連続的に押出し、第１及び第２冷却ロールの温度をそれぞれ１３０℃及び１２５℃、第３冷却ロールの温度を１３５℃に設定し、冷却させながらポリカーボネート樹脂フィルムを成形し、引取ロールにより引取りポリカーボネート樹脂フィルムを得た（図２参照）。得られた成形フィルムの特性値を表１に示した。
【００２９】
【表１】
0003916477.tif 000003
【００３０】
【発明の効果】
本発明のポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムは、散乱による光線のロスがなく、光線透過率が高く輝度が向上し、さらに拡散性能のばらつきが小さいため、所望する光透過性、拡散特性をもつ光拡散フィルムが提供され、その奏する工業的効果は格別なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なバックライトユニットを示す模式的斜視図である。
【図２】ポリカーボネート樹脂フィルムの製造装置の概略図である。
【図３】ポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムの表面形状（畝状形状）を表したものである。
【図４】ポリカーボネート樹脂製高透過光拡散フィルムの表面形状（エンボス形状）を表したものである。
【符号の説明】
１．バックライトユニット
２．ランプ
３．導光板
４．光学シート
５．光拡散シート
６．プリズムシート
７．Ｔダイリップ
８．溶融押出しされたポリカーボネート樹脂フィルム
９．第１冷却ロール
１０．第２冷却ロール
１１．第３冷却ロール
１２．引取ロール
【図１】
0003916477.tif 000004
【図２】
0003916477.tif 000005
【図３】
0003916477.tif 000006
【図４】
0003916477.tif 000007