JP2001159704A - 異方性光散乱フィルム - Google Patents

異方性光散乱フィルム

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JP2001159704A JP2000225547A JP2000225547A JP2001159704A JP 2001159704 A JP2001159704 A JP 2001159704A JP 2000225547 A JP2000225547 A JP 2000225547A JP 2000225547 A JP2000225547 A JP 2000225547A JP 2001159704 A JP2001159704 A JP 2001159704A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 輝度の低下を抑制し、高い精度で均一に面発
光可能な異方性光散乱フィルムを提供する。 【解決手段】 散乱角θと散乱光強度Fとの関係を示す
散乱特性F(θ)において、フィルム10のX軸方向の
散乱特性をFx(θ)、Y軸方向の散乱特性をFy
(θ)としたとき、θ=4〜30゜の範囲で、式 Fy
(θ)/Fx(θ)>5を充足するフィルムを用いる。
このフィルム10は、互いに屈折率が0.001以上異
なる連続相と分散相粒子11とで構成され、粒子の平均
アスペクト比は1より大きく、粒子の長軸方向がフィル
ム10のX軸方向に配向している。連続相は結晶性樹脂
で構成でき、分散相には非結晶性樹脂で構成できる。フ
ィルムは相溶化剤を含有していてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置(面型表
示装置)を均一発光させるのに有用な異方性光散乱フィ
ルム、その製造方法及び前記フィルムを用いた表示装置
に関する。より詳細には、透過型又は反射型液晶表示装
置やプロジェクションテレビに有用な異方性光散乱フィ
ルムに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置などの面型表示装置(照明
装置)としては、例えば、液晶表示モジュールの背面に
光反射層を形成し、フロント面から入射した光を光反射
層で反射する反射型の表示装置が知られている。また、
液晶表示モジュールの背面又は側方に蛍光管を配設した
バックライト型(透過型)の表示装置が知られている。
なお、側方に蛍光管を配設する場合、側方からの蛍光管
の光を正面方向に出射するための導光板が、液晶表示モ
ジュールの裏面に配設されている(特開平10−333
141号公報)。
【0003】しかし、このような液晶表示装置では、表
示画像の均一性が低い場合がある。例えば、前記特開平
10−333141号公報に記載の表示装置を用いる
と、この公報の図14、図15及び図16から明らかな
ように、蛍光管の長手方向に対して直交する方向におい
ては、輝度分布が不均一であり、輝度が大きくばらつ
く。
【0004】そのため、蛍光管からの光や、光反射層で
反射した光を拡散して輝度を均一化するための光散乱フ
ィルム(拡散フィルム)が用いられることが多い。光散
乱フィルムとしては、透明で耐熱性の高いポリカーボネ
ートフィルムやポリエステルフィルムをベースとして、
これらのフィルムに屈折性微粒子(樹脂ビーズ)や透光
性無機微粒子をコーティング又は含有させた光散乱フィ
ルムが使用されている。
【0005】これら光散乱フィルムは、近年、バックラ
イト型液晶表示装置のバックライト用光散乱フィルムと
して需要が高まってきている。バックライト用光散乱フ
ィルムは、通常、バックライト(冷陰極管)と液晶層と
の間に設けられ、冷陰極管から発射した光を均一化す
る。しかし、光散乱が大き過ぎると、十分な発光輝度が
得られない。そこで、光散乱フィルム(拡散板)と液晶
層との間にプリズムレンズなどの光学素子を設けて、拡
散光を屈折させ、光を液晶表示面に垂直に入射させるこ
とにより、輝度を向上させている。
【0006】例えば、拡散板を備えた面型表示装置(す
なわち、画像表示領域がフラット(平面)な表示装置)
(平面型表示装置)として、図4に示されるような装置
が知られている。この装置は、面型表示モジュール45
(特に透過型液晶表示モジュール)と、このモジュール
を背面側から照明するための単数又は複数の蛍光放電管
(冷陰極管)41とを有している。前記蛍光放電管41
の背面側には背面方向への光を反射するための反射板4
2が配設され、蛍光放電管41とモジュール45との間
には光を拡散してモジュール45を均一に照明するため
の拡散板43が配設され、前記拡散板43のモジュール
側にはプリズムシート44が積層されている。この面型
表示モジュール45は、液晶表示モジュールの場合、第
1の偏光フィルム46a、第1のガラス基板47a、こ
のガラス基板に形成された第1の電極48a、この電極
上に積層された第1の配向膜49a、液晶層50、第2
の配向膜49b、第2の電極48b、カラーフィルター
51、第2のガラス基板47b、および第2の偏光フィ
ルム46bを順次積層することにより形成されている。
このような表示装置では、内蔵された蛍光管(冷陰極
管)41により表示モジュールを背面から直接照射でき
る。しかし、拡散板(光散乱フィルム)を用いても、蛍
光管の長手方向の発光分布(輝度分布)は均一であるも
のの、前記長手方向と直交する方向には発光分布のむら
が生じ、縞模様が観測される場合がある。
【0007】また、導光板を用いる装置は、例えば、図
4の面型表示装置において、バックライト部分に、図5
に示されるバックライトユニットを用いることにより構
成できる。このバックライトユニットは、蛍光管(冷陰
極管)51と、この蛍光管に平行する反射基材55とを
備えており、蛍光間からの光射出方向には、上部に拡散
板53が配設され、下部に反射板52を備えた導光板5
4が配設されている。なお、前記導光板54の下部は傾
斜しており、蛍光間からの光を上部方向に反射可能であ
る。導光板の上部方向から射出した光は、前記拡散板5
3で拡散された後、この拡散板に積層されている面型表
示モジュール(図示せず)に入射する。
【0008】このようなバックライトユニットを用いる
と、前記図4のバックライトユニットに比べ、一見した
ところ均一に面発光可能であるように見えるが、発光分
布状態を細部に亘って調べると未だ不均一である。すな
わち、図6及び図7に示されるように、蛍光管(冷陰極
管)51の長手(軸)方向(x方向)の発光分布(輝度
分布)は、図4の装置同様、少ないものの、前記x方向
と直交するy方向への蛍光管(冷陰極管)の光は、反射
板52により、反射を繰り返しながらxy平面と直交す
るz方向(液晶表示モジュールが配設されている方向)
に向かうため、y方向の発光分布(輝度分布)に、未だ
むらが生じ(ギザギザ状)、均一性が不十分である。
【0009】このように、通常のバックライト型表示装
置においては、蛍光管の長手方向(X方向)に直交する
方向の発光分布(輝度分布)が不均一であり、発光分布
に縞状の方向性(線状暗部)が生じる。また、微粒子を
含有する光散乱フィルムを用いても、このフィルムは光
散乱性が等方性であるため、特定の方向(蛍光管の配設
方向、縞方向、X方向)の輝度を必要以上に低下させ
る。
【0010】また、特開平11−142843号公報に
は、導光板の表面に光を散乱するためのドットパターン
を、光源に直交して列状に形成することが記載されてい
る。しかし、この装置を用いても、蛍光管の配設方向に
線状暗部(縞模様)が観測される。
【0011】特開平7−261171号公報には、一対
のガラス基板と、これらガラス基板の対向面に形成され
た電極と、これらの電極間に封入された液晶と、前記一
対のガラス基板のうち外側表面に積層された偏光フィル
ムとを備えた反射型液晶表示装置であって、前記偏光フ
ィルム表面に、屈折率の異なる2種以上の樹脂を互いに
相分離状態で混合分散させた光散乱層を設けた反射型液
晶表示装置が開示されている。この文献には、二種以上
の樹脂を溶剤中で混合して偏光フィルムに塗布又は印刷
し、光散乱層を形成することが記載されている。
【0012】さらに、反射型液晶表示装置(又は反射型
液晶表示モジュール)として、図8に示す装置(又はモ
ジュール)も知られている。すなわち、この反射型表示
モジュールは、一対のガラス基板81a,81bと、こ
のガラス基板の対向面に形成された電極82a,82b
と、一対の電極間に介在する液晶87とを備えており、
バック側のガラス基板81aに形成された電極82a
は、光反射性を有する画素電極を構成し、フロント側の
ガラス基板81bと電極82bとの間にはカラーフィル
タ84が介在している。さらに、フロント側のガラス基
板81bのフロント面には、偏光層85を介して位相差
層86が積層されている。そして、このような反射型液
晶表示モジュールでは、フロント面(位相差相86のフ
ロント面)に拡散板83が積層され、反射型液晶表示装
置を構成している。反射型液晶表示装置では、1つの偏
光層85が液晶セルのフロント側に位置しているため、
ランプ内蔵型の透過型表装置(バックライト型液晶表示
装置)と異なり、装置のフロント面から入射する入射光
(外光)は、前記拡散板83で拡散されて液晶セル内に
入射するとともに、液晶セル内の反射性電極(反射板)
82aにより反射され、拡散板83を通じて拡散され
る。このため、ランプ(ライト)を装備することなく、
外光を利用して輝度を低下させることなく、表示モジュ
ールによる表示データをどの角度からも鮮明に視認でき
る。
【0013】しかし、反射型液晶表示装置では、拡散板
の光拡散能が大き過ぎると、入射光と反射光とが拡散板
で大きく乱反射されるため、表示データの鮮明性が低下
する場合がある。
【0014】一方、特開平4−314522号公報に
は、透明マトリックス中に、異方的形状を有し、かつこ
の透明マトリックスと異なる屈折率の透明物質が、秩序
よく互いに平行移動した位置関係で、均質に分散してい
る異方的光散乱材料が記載されている。この文献には、
異方的形状の透明物質の粒子径が、0.5〜70μmを
有し、アスペクト比が10以上、好ましくは15〜30
である異方的光散乱材料が、プロジェクションテレビの
スクリーン用レンチキュラーレンズとして有用であるこ
とが開示されている。さらに、透明マトリックス樹脂と
しての低融点の低密度ポリエチレンと、透明物質として
のポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体
とを混練し、生成した樹脂組成物を押出し、押し出され
たシート状の溶融樹脂を押出し方向に強く引き取り延伸
をかけながら冷却する方法により、アスペクト比約10
〜25、短軸径約1〜2μmの光散乱性フィルムを製造
している。
【0015】しかし、この異方的光散乱材料を前記バッ
クライト型表示装置に適用しても発光分布の均一性が不
十分である。また、この異方的光散乱材料の耐熱性も不
十分である。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、輝度の低下を抑制し、高い精度で均一に面発光可能
な異方性光散乱フィルム、その製造方法及び前記フィル
ムを用いた表示装置(特に、液晶表示装置)を提供する
ことにある。
【0017】本発明の他の目的は、光源からの発光分布
(輝度分布)に異方性があっても、簡便に均一な面発光
できる異方性光散乱フィルム、その製造方法及び前記フ
ィルムを用いた表示装置(特に液晶表示装置)を提供す
ることにある。
【0018】本発明のさらに他の目的は、透明性が高い
にも拘わらず、光散乱の異方性にも優れている異方性光
散乱フィルム、その製造方法及び前記フィルムを用いた
表示装置(特に、透過型液晶表示装置)を提供すること
にある。
【0019】本発明の別の目的は、表示データの鮮明性
を維持でき、表示指向性の強い反射型液晶表示装置を提
供することにある。
【0020】本発明のさらに別の目的は、光散乱の異方
性や耐熱性に優れているレンチキュラーレンズを提供す
ることにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を達成するため鋭意検討した結果、発光分布の異方性
(方向性)がある投光手段と光拡散フィルムとを備えた
液晶表示装置において、散乱角θ=4〜30゜におい
て、フィルムの一方の方向の光散乱特性Fx(θ)と、
この方向と直交する方向の光散乱特性Fy(θ)との割
合が、出射光の輝度分布の均一化に大きな影響を与える
こと、散乱角θ=4〜30゜においてFy(θ)/Fx
(θ)>5であると、表示画像の輝度を低下させること
なく、輝度分布を均一化できることを見いだし、本発明
を完成した。
【0022】すなわち、本発明の異方性光散乱フィルム
は、入射光を光の進行方向に散乱可能であり、散乱角θ
と散乱光強度Fとの関係を示す散乱特性F(θ)におい
て、フィルムのX軸方向の散乱特性をFx(θ)、Y軸
方向の散乱特性をFy(θ)とするとき、θ=4〜30
゜の範囲で下記式を充足している。
【0023】Fy(θ)/Fx(θ)>5 このフィルムは、互いに屈折率が0.001以上異なる
連続相と粒子状分散相とで構成でき、分散相粒子の平均
アスペクト比は1より大きく(例えば、5〜500程
度)、かつ分散相粒子の長軸方向がフィルムのX軸方向
に配向していることが多い。分散相粒子の短軸の平均長
さは、0.1〜10μm程度であってもよい。このよう
なフィルムを用いると、光を高い異方性で拡散できるた
め、発光分布の異方性(方向性)がある投光手段(管状
の投光手段など)を用いても、輝度の低下を生じること
なく、発光分布を均一化できる。
【0024】前記連続相及び分散相を構成する樹脂とし
ては、透明な樹脂が使用でき、例えば、連続相は結晶性
オレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂など)で構成
してもよく、分散相は非晶性ポリエステル系樹脂で構成
してもよい。異方性光散乱フィルムは、さらに相溶化剤
(エポキシ化ジエン系ブロック共重合体など)を含有し
ていてもよい。連続相と分散相との割合は、例えば、前
者/後者=99/1〜50/50(重量比)程度であ
り、分散相と相溶化剤との割合は、例えば、前者/後者
=99/1〜50/50(重量比)程度である。フィル
ムの表面には、フィルムのX軸方向に延びる凹凸部を形
成してもよい。
【0025】前記フィルムは、連続相を構成する樹脂と
分散相を構成する樹脂とを溶融混練して押出し、分散相
を配向させるための配向処理することにより調製でき
る。配向処理には、例えば、ドローしながら製膜する方
法、固化したフィルムを一軸延伸(ロール圧延など)す
る方法等が含まれる。配向処理(例えば、前記延伸処
理)は、分散相を構成する樹脂の融点又はガラス転移温
度以上の温度で行ってもよい。
【0026】本発明には、表示モジュールと、この表示
モジュールの背面に配設されかつ前記モジュールに光を
照射するための管状の投光手段と、この投光手段よりも
前方に配設された前記異方性光散乱フィルムとで構成さ
れた表示装置も含まれる。光散乱フィルムは、前記投光
手段の長手方向にX軸方向を向けて配設されている。ま
た、本発明は、前記光散乱フィルムが配設された反射型
液晶表示表示装置であってもよく、前記光散乱フィルム
で構成されたプロジェクションテレビ用レンチキュラー
レンズであってもよい。
【0027】なお、本明細書において、「フィルム」と
は厚さの如何を問わず、シートを含む意味に用いる。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の異方性光散乱フィルム
は、入射光を主として光の進行方向に散乱可能であり、
かつ以下に示す散乱光異方性を有している。すなわち、
散乱角θと散乱光強度Fとの関係を示す散乱特性F
(θ)において、フィルムのX軸方向(フィルムの縦方
向又は引き取り方向)の散乱特性をFx(θ)、前記X
軸方向と直交するY軸方向の散乱特性をFy(θ)とし
たとき、下記式(1)、好ましくは下記式(2)を充足
している。
【0029】 F1=Fy(θ)/Fx(θ)>5 (但し、θ=4〜30゜) (1) F2=Fy(θ)/Fx(θ)>10 (但し、θ=2〜30゜) (2) なお、F1=Fy(θ)/Fx(θ)の値は、通常、1
0〜500、好ましくは15〜500、さらに好ましく
は50〜500(例えば、100〜400)程度であ
り、このような値は、散乱角θ=4〜30°に限らず散
乱角θ=4〜15°における値であってもよい。また、
F2=Fy(θ)/Fx(θ)の値は、通常、15〜5
00、好ましくは20〜500(例えば、20〜40
0)程度であり、このような値は、散乱角θ=4〜30
°に限らず散乱角θ=4〜15°における値であっても
よい。
【0030】なお、特開平4−314522号公報に記
載されている光拡散性フィルムにおいて、分散粒子の長
軸に垂直な平面における散乱角度θに対する光散乱特性
(強度)をFy(θ)とし、分散粒子の長軸に平行な平
面における散乱光の散乱角度θに対する光散乱特性(強
度)をFx(θ)としたとき、散乱角度θ=4゜におい
て、Fy(θ)とFx(θ)との比(Fy(θ)/Fx
(θ))は約2である。
【0031】Fy(θ)/Fx(θ)で表される異方性
に関する係数F1が5以下では、フィルムを、管状の投
光手段(発光源)を備えた液晶表示装置に適用したとき
に、均一な面発光を得ることができない。
【0032】なお、X軸方向とY軸方向との中間のψ方
向の散乱特性をFψ(θ)(但し、ψはX軸方向からの
角度を示す。即ち、X軸方向はψ=0°、Y軸方向はψ
=90°に対応する)とすると、本発明の異方性光散乱
フィルムは、必ずしも、Fψ(θ)(ψ≠90゜)がF
x(θ)と同程度となる程の異方性を有している必要は
ないが、好ましくはFψ(θ)(ψ≠90゜)がFx
(θ)と同程度の値を示す。このようなフィルムは、特
に高い異方性で光散乱できる。
【0033】なお、散乱特性F(θ)は、例えば、図1
に示すような測定装置を用いて測定できる。この装置
は、異方性光散乱フィルム10に対してレーザ光を照射
するためのレーザー光照射装置(NIHON KAGAKU ENG NEO
-20MS)21と、異方性光散乱フィルム10を透過した
レーザ光の強度を測定するための検出器22とを備えて
いる。そして、異方性光散乱フィルム10に対して90
°の角度でレーザー光を照射し、フィルムにより拡散さ
れた光の強度(拡散強度)Fを拡散角度θに対して測定
(プロット)することにより光散乱特性を求めることが
できる。
【0034】このような異方性光散乱フィルムを、例え
ば、図4に示すバックライトユニットの光散乱フィルム
として用いると、蛍光管の長手方向に直交する方向(Y
軸方向)での不均一(ギザギザ)の発光分布(輝度分
布)を均一化でき、線状暗部の発生を抑制できる。
【0035】このような高い異方性を有するフィルム
は、互いに非相溶又は難相溶の連続相(樹脂連続相な
ど)と粒子状分散相(樹脂分散相、繊維状分散相など)
とで構成できる。
【0036】光散乱フィルムを構成する樹脂には、熱可
塑性樹脂(オレフィン系樹脂、ハロゲン含有樹脂、ビニ
ルアルコール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、(メタ)
アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セル
ロース誘導体など)および熱硬化性樹脂(エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、シリコーン樹脂など)などが挙げられる。好ましい
樹脂は熱可塑性樹脂である。
【0037】オレフィン系樹脂には、例えば、C2-6
レフィンの単独又は共重合体(ポリエチレン、エチレン
−プロピレン共重合体などのエチレン系樹脂、ポリプロ
ピレン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−
ブテン共重合体などのポリプロピレン系樹脂、ポリ(メ
チルペンテン−1)、プロピレン−メチルペンテン共重
合体など)、C2-6オレフィンと共重合性単量体との共
重合体(エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチ
レン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)など
が挙げられる。
【0038】ハロゲン含有樹脂としては、ハロゲン化ビ
ニル系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルフ
ルオライドなどの塩化ビニル又はフッ素含有単量体の単
独重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体などの塩化ビニル
又はフッ素含有単量体の共重合体、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合体、塩化ビニル−(メタ)アクリル酸エステ
ル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体などの塩化ビニル又はフッ素含有単量体と共重合性単
量体との共重合体など)、ハロゲン化ビニリデン系樹脂
(ポリ塩化ビニリデン、ポリビニリデンフルオライド、
又は塩化ビニル又はフッ素含有ビニリデン単量体と他の
単量体との共重合体)などが挙げられる。
【0039】ビニルアルコール系樹脂の誘導体には、ポ
リビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重
合体などが含まれる。ビニルエステル系樹脂としては、
ビニルエステル系単量体の単独又は共重合体(ポリ酢酸
ビニルなど)、ビニルエステル系単量体と共重合性単量
体との共重合体(酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸
ビニル−塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル−(メタ)ア
クリル酸エステル共重合体など)などが挙げられる。
【0040】(メタ)アクリル系樹脂としては、例え
ば、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどのポリ(メタ)
アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)ア
クリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アク
リル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタク
リル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、
(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS
樹脂など)などが挙げられる。好ましい(メタ)アクリ
ル系樹脂には、ポリ(メタ)アクリル酸C1-5アルキ
ル、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体
などが含まれる。
【0041】スチレン系樹脂には、スチレン系単量体の
単独又は共重合体(ポリスチレン、スチレン−α−メチ
ルスチレン共重合体など)、スチレン系単量体と共重合
性単量体との共重合体(スチレン−アクリロニトリル共
重合体(AS樹脂)、スチレン−(メタ)アクリル酸エ
ステル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体な
ど)などが挙げられる。
【0042】ポリエステル系樹脂には、テレフタル酸な
どの芳香族ジカルボン酸とアルキレングリコールとを用
いた芳香族ポリエステル(ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレートなどのポリアルキレンテレフタレート、ポリ
エチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなど
のポリアルキレンナフタレートなどのホモポリエステ
ル、アルキレンアリレート単位を主成分(例えば、50
モル%以上、好ましくは75〜100モル%、さらに好
ましくは80〜100モル%)として含むコポリエステ
ルなど)、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸を用い
た脂肪族ポリエステル、液晶性ポリエステルなどが含ま
れる。
【0043】ポリアミド系樹脂としては、ナイロン4
6、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイ
ロン612、ナイロン11、ナイロン12などの脂肪族
ポリアミド、キシリレンジアミンアジペート(MXD−
6)などの芳香族ポリアミドなどが挙げられる。ポリア
ミド系樹脂は、ホモポリアミドに限らずコポリアミドで
あってもよい。
【0044】ポリカーボネート系樹脂には、ビスフェノ
ール類(ビスフェノールAなど)をベースとする芳香族
ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネートなどの脂肪族ポリカーボネートなどが含まれ
る。
【0045】セルロース誘導体としては、セルロースエ
ステル(セルロースアセテート、セルロースプロピオネ
ート、セルロースブチレート、セルロースフタレー
ト)、セルロースカーバメート類(セルロースフェニル
カーバメートなど)、セルロースエーテル類(アルキル
セルロース、ベンジルセルロース、ヒドロキシアルキル
セルロース、カルボキシメチルセルロース、シアノエチ
ルセルロースなど)が挙げられる。
【0046】なお、前記樹脂成分は、必要に応じて、変
性(例えば、ゴム変性)されていてもよい。
【0047】また、前記樹脂成分で連続相マトリックス
を構成し、このマトリックス樹脂に分散相成分をグラフ
ト又はブロック共重合してもよい。このような重合体と
しては、例えば、ゴムブロック共重合体(スチレン−ブ
タジエン共重合体(SB樹脂)など)、ゴムグラフトス
チレン系樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体(ABS樹脂)など)などが例示できる。
【0048】繊維状分散相には、有機繊維、無機繊維な
どが含まれる。有機繊維は、耐熱性有機繊維、例えば、
アラミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリイミド
繊維などであってもよい。
【0049】無機繊維としては、例えば、繊維状フィラ
ー(ガラス繊維,シリカ繊維,アルミナ繊維,ジルコニ
ア繊維などの無機繊維)、薄片状フィラー(マイカな
ど)などが挙げられる。
【0050】連続相又は分散相を構成する好ましい成分
には、オレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ス
チレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹
脂、ポリカーボネート樹脂などが含まれる。また、前記
連続相及び/又は分散相を構成する樹脂は結晶性又は非
晶性であってもよく、連続相及び分散相を非結晶性樹脂
で構成してもよい。好ましい態様において、結晶性樹脂
と非晶性樹脂とを組み合わせることができる。すなわ
ち、連続相及び分散相のうち一方の相(例えば、連続
相)を結晶性樹脂で構成し、他方の相(例えば、分散
相)を非結晶性樹脂で構成できる。
【0051】結晶性樹脂としては、オレフィン系樹脂
(ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体など
のプロピレン含量が90モル%以上のポリプロピレン系
樹脂、ポリ(メチルペンテン−1)など)、ビニリデン
系樹脂(塩化ビニリデン系樹脂など)、芳香族ポリエス
テル系樹脂(ポリアルキレンテレフタレート、ポリアル
キレンナフタレートなどのポリアルキレンアリレートホ
モポリエステル、アルキレンアリレート単位の含有量が
80モル%以上のコポリエステル、液晶性芳香族ポリエ
ステルなど)、ポリアミド系樹脂(ナイロン46,ナイ
ロン6,ナイロン66などの短鎖セグメントを有する脂
肪族ポリエステルなど)などが例示できる。これらの結
晶性樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用でき
る。
【0052】結晶性樹脂(結晶性ポリプロピレン系樹脂
など)の結晶化度は、例えば、10〜80%程度、好ま
しくは20〜70%程度、さらに好ましくは30〜60
%程度である。
【0053】連続相を構成する樹脂としては、通常、透
明性の高い樹脂が使用される。特に好ましい連続相を構
成する樹脂は、流動性の高い結晶性樹脂である。このよ
うな樹脂と分散相を構成する樹脂とを組み合わせると、
コンパウンドの均一性(分散相の均一分散性)を高める
ことができる。
【0054】なお、連続相を構成する樹脂は、融点又は
ガラス転移温度が130〜280℃程度、好ましくは1
40〜270℃程度、さらに好ましくは150〜260
℃程度の樹脂であってもよい。
【0055】非結晶性樹脂としては、例えば、ビニル系
重合体(アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、
ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポ
リ酢酸ビニル、ビニルアルコール系樹脂などのビニル系
単量体の単独又は共重合体など)、(メタ)アクリル系
樹脂(ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−
スチレン共重合体(MS樹脂)など)、スチレン系樹脂
(ポリスチレン、AS樹脂など)、ポリカーボネート系
重合体、非晶性ポリエステル系樹脂(脂肪族ポリエステ
ル、ジオール成分及び/又は芳香族ジカルボン酸成分の
一部が置換されたポリアルキレンアリレートコポリエス
テル、ポリアリレート樹脂など)、ポリアミド系樹脂
(長鎖セグメントを有する脂肪族ポリアミド、非結晶性
芳香族ポリアミド)、熱可塑性エラストマー(ポリエス
テルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリ
アミドエラストマー、スチレン系エラストマーなど)な
どが例示できる。前記非晶性ポリエステル系樹脂におい
て、ポリアルキレンアリレートコポリエステルとして
は、ジオール成分(C2-4アルキレングリコール)及び
/又は芳香族ジカルボン酸成分(テレフタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸)の一部(例えば、10〜80モル
%、好ましくは20〜80モル%、さらに好ましくは3
0〜75モル%程度)として、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコールなどの(ポリ)オキシアルキレ
ングリコール、シクロヘキサンジメタノール、フタル
酸、イソフタル酸、脂肪族ジカルボン酸(アジピン酸な
ど)から選択された少なくとも一種を用いたコポリエス
テルなどが含まれる。これらの非結晶性樹脂は単独で又
は二種以上組み合わせて使用できる。
【0056】分散相を構成する樹脂としては、通常、透
明性の高い樹脂が使用される。
【0057】なお、分散相を構成する樹脂の融点又はガ
ラス転移温度は、前記連続相を構成する樹脂よりも低い
場合が多く、例えば、50〜180℃程度、好ましくは
60〜170℃程度、さらに好ましくは70〜150℃
程度の樹脂であってもよい。
【0058】連続相を構成する結晶性樹脂と分散相を構
成する非結晶性樹脂との組合せとしては、例えば、結晶
性ポリオレフィン系樹脂(結晶性ポリプロピレン樹脂な
ど)と非結晶性ポリエステル(ポリアルキレンテレフタ
レートコポリエステルなどのポリアルキレンアリレート
コポリエステルなど)との組合せなどが例示できる。
【0059】連続相を構成する樹脂として融点又はガラ
ス転移温度の高い樹脂(特に、融点の高い結晶性樹脂)
を用いると、熱安定性及びフィルム加工性に優れてお
り、比較的高温(例えば、130〜150℃程度)での
配向処理(又は一軸延伸処理)が容易であり、分散相を
容易に配向できる。さらには、表示装置(液晶表示装置
など)の部品として使用しても、広い温度範囲(例え
ば、室温〜80℃程度の範囲)で安定である。また、結
晶性樹脂(結晶性ポリプロピレン樹脂など)は、一般
に、廉価である。一方、分散相を構成する樹脂として連
続相よりも低い融点又はガラス転移温度を有する樹脂
(特に、結晶性樹脂よりも融点又はガラス転移温度の低
い非結晶性樹脂)を用いると、一軸延伸などの配向処理
により分散相粒子のアスペクト比を容易に高めることが
できる。例えば、分散相を非晶性コポリエステルなどで
構成すると、透明性が高いだけでなく、ガラス転移温度
を低く(例えば、約80℃程度)できるため、一軸延伸
などの配向処理温度で分散相を容易に変形させることが
でき、成形後も所定の温度範囲(例えば、室温〜約80
℃程度)で安定化できる。また、非結晶性コポリエステ
ル(例えば、エチレングリコール/シクロヘキサンジメ
タノール=10/90〜60/40(モル%)、好まし
くは25/75〜50/50(モル%)程度のジオール
成分を用いたポリエチレンテレフタレートコポリエステ
ルなど)は、屈折率が高く(例えば、1.57程度)、
連続相との屈折率差を大きくできる。
【0060】本発明では、連続相と分散相とは、互いに
屈折率の異なる成分で構成されている。互いに屈折率が
異なる成分を用いると、フィルムに光拡散性を付与でき
る。連続相と分散相との屈折率の差は、例えば、0.0
01以上(例えば、0.001〜0.3程度)、好まし
くは0.01〜0.3程度、さらに好ましくは0.01
〜0.1程度である。
【0061】このような特定の屈折率差を与える樹脂の
組合わせとしては、例えば、次のような組合わせが挙げ
られる。
【0062】(1)オレフィン系樹脂(特に、プロピレ
ン系樹脂)と、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリカーボネ
ート樹脂から選択された少なくとも一種との組合わせ (2)スチレン系樹脂と、ポリエステル系樹脂、ポリア
ミド系樹脂、及びポリカーボネート樹脂から選択された
少なくとも一種との組合わせ (3)ポリエステル系樹脂と、ポリアミド系樹脂及びポ
リカーボネート樹脂から選択された少なくとも一種との
組合わせ 光散乱フィルムは、必要に応じて、相溶化剤を含有して
もよい。相溶化剤を用いると、連続相と分散相との混和
性および親和性を高めることができ、フィルムを配向処
理しても欠陥(ボイドなどの欠陥)が生成するのを防止
でき、フィルムの透明性の低下を防止できる。さらに、
連続相と分散相との接着性を高めることができ、フィル
ムを一軸延伸しても、延伸装置への分散相の付着を低減
できる。
【0063】相溶化剤としては、連続相および分散相の
種類に応じて慣用の相溶化剤から選択でき、例えば、オ
キサゾリン化合物、変性基(カルボキシル基、酸無水物
基、エポキシ基、オキサゾリニル基など)で変性された
変性樹脂、ジエン又はゴム含有重合体[例えば、ジエン
系単量体単独又は共重合性単量体(芳香族ビニル単量体
など)との共重合により得られるジエン系共重合体(ラ
ンダム共重合体など);アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体(ABS樹脂)などのジエン系グラ
フト共重合体;スチレン−ブタジエン(SB)ブロック
共重合体、水素化スチレン−ブタジエン(SB)ブロッ
ク共重合体、水素化スチレン−ブタジエン−スチレンブ
ロック共重合体(SEBS)、水素化(スチレン−エチ
レン/ブチレン−スチレン)ブロック共重合体などのジ
エン系ブロック共重合体又はそれらの水素添加物な
ど]、前記変性基(エポキシ基など)で変性したジエン
又はゴム含有重合体などが例示できる。これらの相溶化
剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
【0064】相溶化剤としては、通常、ポリマーブレン
ド系の構成樹脂と同じ又は共通する成分を有する重合体
(ランダム、ブロック又はグラフト共重合体)、ポリマ
ーブレンド系の構成樹脂に対して親和性を有する重合体
(ランダム、ブロック又はグラフト共重合体)などが使
用される。
【0065】ジエン系単量体としては、共役ジエン、例
えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエ
ン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、ピペリレ
ン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、フェニル−
1,3−ブタジエンなどの置換基を有していてもよいC
4-20共役ジエンが挙げられる。共役ジエンは、単独で又
は二種以上組み合わせて用いてもよい。これらの共役ジ
エンのうち、ブタジエン、イソプレンが好ましい。
【0066】芳香族ビニル単量体としては、例えば、ス
チレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン(p−メ
チルスチレンなど)、p−t−ブチルスチレン、ジビニ
ルベンゼン類、1,1−ジフェニルスチレンなどが挙げ
られる。これらの芳香族ビニル単量体のうち、スチレン
が好ましい。(メタ)アクリル系単量体としては、(メ
タ)アクリル酸アルキル((メタ)アクリル酸メチルな
ど)、(メタ)アクリロニトリルなどが含まれる。マレ
イミド系単量体としては、マレイミド、N−アルキルマ
レイミド、N−フェニルマレイミドなどが例示できる。
これらの単量体は、単独で又は二種以上組み合わせて使
用できる。
【0067】なお、変性は、変性基に対応する単量体
(例えば、カルボキシル基変性では(メタ)アクリル酸
などのカルボキシル基含有単量体、酸無水物基変性では
無水マレイン酸、エステル基変性では(メタ)アクリル
系単量体、マレイミド基変性ではマレイミド系単量体、
エポキシ変性では、グリシジル(メタ)アクリレートな
どのエポキシ基含有単量体)を共重合することにより行
うことができる。また、エポキシ変性は、不飽和二重結
合のエポキシ化により行うことができる。
【0068】好ましい相溶化剤は、未変性又は変性ジエ
ン系共重合体、特に変性ブロック共重合体である(例え
ば、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体又はエポキシ
変性ジエン系ブロック共重合体)。エポキシ化ジエン系
ブロック共重合体は、透明性が高いだけでなく、軟化温
度も高く、連続相と分散相との多くの組み合わせにおい
て樹脂を相溶化させ、分散相を均一に分散できる。
【0069】前記ブロック共重合体は、例えば、共役ジ
エンブロック又はその部分水素添加ブロックと、芳香族
ビニルブロックとで構成できる。エポキシ化ジエン系ブ
ロック共重合体において、前記共役ジエンブロックの二
重結合の一部又は全部がエポキシ化されている。
【0070】芳香族ビニルブロックと共役ジエンブロッ
ク(又はその水素添加ブロック)との割合(重量比)
は、例えば、前者/後者=5/95〜80/20程度
(例えば、25/75〜80/20程度)、さらに好ま
しくは10/90〜70/30程度(例えば、30/7
0〜70/30程度)であり、通常、50/50〜80
/20程度である。
【0071】ブロック共重合体の数平均分子量は、例え
ば、5,000〜1,000,000程度、好ましくは
7,000〜900,000程度、さらに好ましくは1
0,000〜800,000程度の範囲から選択でき
る。分子量分布[重量平均分子量(Mw)と数平均分子
量(Mn)との比(Mw/Mn)]は、例えば、10以
下(1〜10程度)、好ましくは1〜5程度である。
【0072】ブロック共重合体の分子構造は、直線状、
分岐状、放射状あるいはこれらの組み合わせであっても
よい。ブロック共重合体のブロック構造としては、例え
ば、モノブロック構造、テレブロック構造などのマルチ
ブロック構造、トリチェインラジアルテレブロック構
造、テトラチェインラジアルテレブロック構造などが例
示できる。このようなブロック構造としては、芳香族ジ
エンブロックをX、共役ジエンブロックをYとすると
き、例えば、X−Y型、X−Y−X型、Y−X−Y型、
Y−X−Y−X型、X−Y−X−Y型、X−Y−X−Y
−X型、Y−X−Y−X−Y型、(X−Y−)4Si
型、(Y−X−)4Si型などが例示できる。
【0073】エポキシ化ジエン系ブロック共重合体中の
エポキシ基の割合は、特に制限されないが、オキシラン
の酸素濃度として、例えば、0.1〜8重量%、好まし
くは0.5〜6重量%、さらに好ましくは1〜5重量%
程度である。エポキシ化ブロック共重合体のエポキシ当
量(JIS K 7236)は、例えば、300〜10
00程度、好ましくは500〜900程度、さらに好ま
しくは600〜800程度であってもよい。
【0074】相溶化剤を構成するエポキシ化ブロック共
重合体(エポキシ化SBSブロック共重合体など)は、
前記のように、透明性が高いだけでなく、軟化温度が比
較的高温(約70℃程度)であり、連続相と分散相との
多くの組み合わせにおいて有効に相溶化でき、分散相を
均一に分散できる。また、芳香族ビニルブロック(スチ
レンブロックなど)の含有量が60〜80重量%程度の
エポキシ化ブロック共重合体は、屈折率が比較的高く
(例えば、約1.57)、しかも前記分散相の樹脂(非
晶性コポリエステルなど)と近似する屈折率を有してい
るため、分散相樹脂による光散乱性を維持しながら分散
相を均一に分散できる。
【0075】なお、相溶化剤(エポキシ化ブロック共重
合体など)の屈折率は、分散相樹脂と略同程度(例え
ば、分散相樹脂との屈折率の差が、0〜0.01程度、
好ましくは0〜0.005程度)であってもよい。
【0076】前記エポキシ化ブロック共重合体は、慣用
の方法により製造されたジエン系ブロック共重合体(又
は部分的に水素添加されたブロック共重合体)をエポキ
シ化することにより製造できる。ブロツク共重合体は、
例えば、リチウム触媒の存在下、不活性溶媒中、芳香族
ビニル単量体とジエン系単量体とを重合することにより
調製できる(特公昭40−23798号公報、特公昭4
7−3252号公報、特公昭48−2423号公報、特
開昭51−33184号公報、特公昭46−32415
号公報、特開昭59−166518号公報、特公昭49
−36957号公報、特公昭43−17979号公報、
特公昭46−32415号公報、特公昭56−2892
5号公報など)。水添ブロック共重合体は、不活性溶媒
中、水素化触媒を用い、ブロック共重合体を水素添加す
ることにより調製できる(特公昭42−8704号公
報、特公昭43−6636号公報、特開昭59−133
203号公報など)。
【0077】エポキシ化は、慣用のエポキシ化方法、例
えば、不活性溶媒中、エポキシ化剤(過酸類、ハイドロ
パーオキサイド類など)により前記ブロック共重合体を
エポキシ化する方法により得ることができる。過酸類と
しては、過ギ酸、過酢酸、トリフルオロ過酢酸、過安息
香酸などが挙げられる。ハイドロパーオキサイド類とし
ては、無機ハイドロパーオキサイド(過酸化水素な
ど)、有機ハイドロパーオキサイド(t−ブチルハイド
ロパーオキサイドなど)などが挙げられる。なお、ハイ
ドロパーオキサイド類は、酸や金属触媒と組み合わせて
用いる場合が多く、例えば、タングステン酸と苛性ソー
ダの混合物と過酸化水素との組み合わせ、有機酸と過酸
化水素との組み合わせ、モリブデンヘキサカルボニルと
t−ブチルハイドロパーオキサイドとの組み合わせなど
が例示できる。エポキシ化剤の使用量は特に制限され
ず、ブロック共重合体の種類、エポキシ化剤の種類、エ
ポキシ化度(エポキシ当量など)などに応じて適当に選
択できる。
【0078】エポキシ化ジエン系ブロック共重合体の単
離又は精製は、適当な方法、例えば、貧溶媒を用いて共
重合体を沈殿させる方法、撹拌下、熱水に共重合体を添
加し溶媒を留去する方法、直接脱溶媒法などにより行う
ことができる。
【0079】相溶化剤の使用量は、例えば、樹脂組成物
全体の0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜15重
量%、さらに好ましくは1〜10重量%程度の範囲から
選択できる。
【0080】光散乱フィルムにおいて、連続相と分散相
と相溶化剤との好ましい組合せには、透明性及び熱安定
性が高い樹脂(結晶性ポリプロピレン系樹脂などの結晶
性樹脂など)で構成された連続相と、透明性及び熱変形
性が高く、ある程度の熱安定性を有する樹脂(非結晶性
コポリエステルなどの非晶性樹脂など)で構成された分
散相と、エポキシ化ブロック共重合体で構成された相溶
化剤との組合せが含まれる。
【0081】光拡散フィルムにおいて、連続相と分散相
との割合は、樹脂の種類や溶融粘度、光拡散性などに応
じて、例えば、前者/後者(重量比)=99/1〜30
/70程度、好ましくは99/1〜50/50程度、さ
らに好ましくは99/1〜75/25程度の範囲から適
宜選択できる。
【0082】好ましい前記光散乱フィルムにおいて、連
続相、分散相、及び相溶化剤の割合は、例えば、以下の
通りである。
【0083】(1)連続相/分散相(重量比)=99/
1〜50/50程度、好ましくは98/2〜60/40
程度、さらに好ましくは90/10〜60/40程度、
特に80/20〜60/40程度 (2)分散相/相溶化剤(重量比)=99/1〜50/
50程度、好ましくは99/1〜70/30程度、さら
に好ましくは98/2〜80/20程度 このような割合で各成分を用いると、予め各成分をコン
パウンド化することなく、各成分のペレットを直接的に
溶融混練しても、均一に分散相を分散でき、一軸延伸な
どの配向処理によりボイドが発生するのを防止でき、透
過率の高い光散乱フィルムを得ることができる。
【0084】そして、本発明の光散乱フィルムにおい
て、分散相粒子は、長軸の平均長さLと短軸の平均長さ
Wとの比(平均アスペクト比、L/W)が1より大き
く、かつ粒子の長軸方向はフィルムのX軸方向に配向し
ている。好ましい平均アスペクト比(L/W)は、例え
ば、2〜1000程度、好ましくは5〜1000程度、
さらに好ましくは5〜500(例えば、20〜500)
程度であり、通常、50〜500(特に70〜300)
程度である。このような分散相粒子は、フットボール型
形状(回転楕円状など)、繊維形状、直方形状などであ
ってもよい。アスペクト比が大きい程、光散乱性につい
て高い異方性を維持できる。
【0085】なお、分散相の長軸の平均長さLは、例え
ば、0.1〜200μm程度(例えば、1〜100μm
程度)、好ましくは1〜150μm程度(例えば、1〜
80μm程度)、特に2〜100μm程度(例えば、2
〜50μm程度)であり、通常、10〜100μm(例
えば、10〜50μm)程度である。また、分散相の短
軸の平均長さWは、例えば、0.1〜10μm程度、好
ましくは0.15〜5μm程度、さらに好ましくは0.
2〜2μm程度である。
【0086】分散相粒子の配向係数は、例えば、0.7
以上(0.7〜1程度)、好ましくは0.8〜1程度、
さらに好ましくは0.9〜1程度であってもよい。分散
相粒子の配向係数が高い程、散乱光に高い異方性を付与
できる。
【0087】なお、配向係数は、下記式に基づいて算出
できる。
【0088】配向係数=(3<cos2θ>−1)/2 式中、θは粒子状分散相の長軸とシートのX軸との間の
角度を示し(長軸とX軸とが平行の場合、θ=0゜)、
<cos2θ>は各分散相粒子について算出したcos2
θの平均を示し、下記式で表される。
【0089】 <cos2θ>=∫n(θ)・cos2θ・dθ (式中、n(θ)は、全分散相粒子中の角度θを有する
分散相粒子の割合(重率)を示す) このような分散相粒子は、フィルムを透過して散乱する
散乱光に高い異方性を付与できる。即ち、フィルムの透
過光又は反射光を、分散相粒子の長軸方向と直交する方
向に強く散乱できる。図2は、このような分散相粒子の
配向と散乱光の異方性との関係を説明するための図であ
る。この図では、分散相粒子11の長軸は、光散乱フィ
ルム10中にX軸方向に配向している。そして、粒子状
分散相11の長軸方向(X軸方向)では、入射光に対す
る光散乱性が小さいのに対し、前記長軸方向と直交する
方向(Y軸方向)では、光散乱性が大きい。このため、
光散乱特性Fx(θ)とFy(θ)とは、Fy(θ)>
Fx(θ)の関係を示す。
【0090】なお、本発明の光散乱フィルムは、必要に
応じて、拡散光の指向性を有していてもよい。すなわ
ち、指向性を有するとは、異方的拡散光において散乱の
強い方向のうち、散乱強度が極大を示す角度があること
を意味する。拡散光が指向性を有している場合、前記図
1の測定装置において、拡散光強度Fを拡散角度θに対
してプロットしたとき、プロット曲線が、特定の拡散角
度θの範囲で極大又はショルダー(特に、極大)を有し
ている。
【0091】指向性を付与する場合、連続相樹脂と、分
散相粒子との屈折率差は、例えば、0.005〜0.2
程度、好ましくは0.01〜0.1程度であり、粒子の
長軸の平均長さは、例えば、1〜100μm程度、好ま
しくは5〜50μm程度である。アスペクト比は、例え
ば、20〜300(例えば、40〜300)程度、好ま
しくは50〜200程度である。
【0092】光散乱フィルムは、慣用の添加剤、例え
ば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤などの安定化
剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤などを含有し
ていてもよい。
【0093】光散乱フィルムの厚みは、3〜300μm
程度、好ましくは5〜200μm程度、さらに好ましく
は5〜100μm程度である。フィルムが厚過ぎると、
表示装置と組み合わせたとき、装置の厚みが増大する。
また、フィルムが薄すぎると折れやカールを生じ易く、
取扱性が低下する。
【0094】光散乱フィルムの全光線透過率は、例え
ば、85%以上(85〜100%)、好ましくは90〜
100%程度、さらに好ましくは90〜95%程度であ
る。全光線透過率が85%未満の場合、光散乱による輝
度低下の影響が大きく、表示画面の明るさが不十分であ
る。
【0095】なお、フィルム表面には、フィルムのX軸
方向に延びる凹凸部を形成してもよい。このような凹凸
部を形成すると、フィルムにより高い異方性を付与でき
る。
【0096】光散乱フィルムは、連続相を構成する樹脂
中に分散相を構成する成分(樹脂成分、繊維状成分な
ど)を分散して配向させることにより得ることができ
る。例えば、連続相を構成する樹脂と分散相を構成する
成分(樹脂成分、繊維状成分など)とを、必要に応じて
慣用の方法(例えば、溶融ブレンド法、タンブラー法な
ど)でブレンドし、溶融混合し、Tダイやリングダイな
どから押出してフィルム成形することにより分散相を分
散できる。また、分散相の配向処理は、例えば、(1)
押出成形時にドローしながら製膜する方法、(2)押出
成形フィルムを一軸延伸する方法、又は(3)前記
(1)と(2)の方法を組み合わせる方法などにより行
うことができる。なお、(4)前記(1)の溶融混練成
分を溶液ブレンドし、流延法などにより成膜することに
よっても光散乱フィルムを形成できる。
【0097】溶融温度は、樹脂成分(連続相樹脂、分散
相樹脂)の融点以上の温度、例えば、150〜290
℃、好ましくは200〜260℃程度である。
【0098】ドロー比(ドロー倍率)は、例えば、5〜
80倍程度、好ましくは10〜60倍程度、さらに好ま
しくは20〜40倍程度である。
【0099】延伸倍率は、例えば、1.1〜50倍程度
(例えば、3〜50倍程度)、好ましくは1.5〜30
倍程度(例えば、5〜30倍程度)である。
【0100】なお、ドローと延伸とを組み合わせる場合
には、ドロー比は、例えば、2〜10倍程度、好ましく
は2〜5倍程度であってもよく、延伸倍率は、例えば、
1.1〜20倍程度(例えば、2〜20倍程度)、好ま
しくは1.5〜10倍程度(例えば、3〜10倍程度)
であってもよい。
【0101】好ましい方法には、フィルム(例えば、製
膜し、冷却したフィルム)を一軸延伸する方法が含まれ
る。この方法により製膜したフィルムを延伸すると、ド
ローしながら製膜する方法に比べ、分散相のアスペクト
比を容易に高めることができる。
【0102】一軸延伸法は特に限定されず、例えば、固
化したフィルムの両端を引っ張る方法(引っ張り延
伸)、互いに対向する一対のロール(2本ロール)を複
数系列(例えば、2系列)並列し、それぞれの2本ロー
ルにフィルムを挿入すると共に、繰り入れ側の2本ロー
ルと繰出し側の2本ロールとの間にフィルムを張り渡
し、繰出し側の2本ロールのフィルムの送り速度を繰り
入れ側の2本ロールより速くすることにより延伸する方
法(ロール間延伸)、互いに対向する一対のロールの間
にフィルムを挿入し、ロール圧でフィルムを圧延する方
法(ロール圧延)などが挙げられる。
【0103】好ましい一軸延伸方法には、ロール間延
伸、ロール圧延などが含まれる。これらの方法によれ
ば、フィルムの量産化が容易である。特にロール圧延に
よれば、非結晶性樹脂のみならず、結晶性樹脂であって
も容易に延伸できる。すなわち、通常、樹脂シートを一
軸延伸すると、局部的にフィルムの厚みと幅が減少する
ネックインが発生し易いのに対し、ロール圧延によれば
ネックインを防止でき、フィルムの延伸工程を安定化で
きる。そして、延伸の前後でフィルム幅の減少が少な
く、かつ幅方向の厚みを均一にできるため、フィルムの
幅方向において光散乱特性を均一化でき、製品の品質を
維持しやすく、フィルムの使用率(歩留まり)も向上で
きる。さらに、延伸倍率を幅広く設定できる。なお、ロ
ール圧延の場合、延伸の前後でフィルム幅を維持できる
ため、フィルム厚みの減少率の逆数と延伸倍率とが略等
しくなる。
【0104】ロール圧延の圧力は、例えば、9.8×1
3〜9.8×106N/m程度、好ましくは9.8×1
4〜9.8×106N/m程度である。
【0105】延伸倍率は、幅広い範囲から選択でき、例
えば、延伸倍率1.1倍〜10倍程度、好ましくは延伸
倍率1.3〜5倍程度、さらに好ましくは延伸倍率1.
5〜3倍程度であってもよい。ロール圧延は、例えば、
厚み減少率0.9〜0.1程度、好ましくは0.77〜
0.2程度、さらに好ましくは0.67〜0.33程度
で行うことができる。
【0106】延伸温度は、延伸成形が可能な限り特には
限定されないが、分散相樹脂の融点又はガラス転移温度
以上であってもよい。また、連続相を構成する樹脂とし
て、分散相樹脂よりもガラス転移温度又は融点が高い樹
脂(例えば、5〜200℃程度、好ましくは5〜100
℃程度高い樹脂)を用い、分散相樹脂を融解又は軟化し
ながら一軸延伸すると、連続相樹脂に比べて分散相樹脂
が非常に変形し易いため、分散相粒子のアスペクト比を
大きくでき、光散乱の異方性が特に大きいフィルムが得
られる。好ましい延伸温度は、例えば、110〜200
℃程度、好ましくは130〜180℃程度である。ま
た、ロール圧延の温度は、連続相樹脂が結晶性樹脂の場
合、樹脂の融点以下であって融点近傍の温度であっても
よく、連続相樹脂が非晶性樹脂の場合、ガラス転移温度
以下であってガラス転移温度近傍の温度であってもよ
い。
【0107】本発明の光散乱フィルムは、表示装置(透
過型液晶表示装置など)に利用できる。この表示装置
は、例えば、表示モジュール(透過型液晶表示モジュー
ルなど)と、このモジュールの背面側に位置する管状の
投光手段(蛍光管などのバックライトなど)とで構成さ
れ、本発明の光散乱フィルムが前記投光手段の前方に配
設されている。この場合、光散乱フィルムは、表示モジ
ュールのフロント側に配設してもよく、表示モジュール
と投光手段との間に配設してもよい。例えば、本発明の
光散乱フィルムを、前記図4や図5の拡散板として用い
てもよい。
【0108】そして、前記表示装置において、本発明の
光散乱フィルムは、投光手段(光源)の長手方向(X軸
方向)にフィルムのX軸方向が配向するように配設され
ている。また、フィルムのY軸方向は、投光手段の長手
方向に直交するY軸方向に向けられている。一方、投光
手段からの光はX軸方向には均一な発光分布を有してい
るが、Y軸方向には発光分布が不均一である。そして、
このような投光手段に光散乱フィルムを配設すると、フ
ィルムはX軸方向に光散乱性が小さく、Y軸方向に光散
乱性が高いため、均一なX軸方向の光を殆ど散乱するこ
となく、不均一なY軸方向の光のみを高度に散乱して均
一化できる。このため、輝度の低下を抑制しながら、発
光分布を均一化でき、画像表示面の縞模様(線状暗部)
の発生を抑制できる。
【0109】なお、光散乱フィルムを配設する場合、投
光手段(光源)の長手方向(X軸方向))に対して、フ
ィルムのX軸方向を完全に一致させる必要はなく、発光
分布を均一化できる限り、ずれていてもよい。投光手段
の長手方向とフィルムのX軸方向との角度は、例えば、
0〜20゜程度、通常、0〜10゜程度である。
【0110】また、本発明の光散乱フィルムは、他の表
示装置、例えば、反射型液晶表示装置やプロジェクショ
ンテレビなどに利用することもできる。反射型液晶表示
装置に適用する場合、光散乱フィルムは、液晶を封入し
た液晶セルに対する光路(入射路、反射路など)を横断
可能に配設できる。例えば、前記図8の反射型液晶表示
装置において、拡散板83に本発明の光散乱フィルムを
配設してもよい。反射型液晶表示装置に光散乱フィルム
を適用すると、フィルムのY軸方向の光拡散性が大き
く、X軸方向の光拡散性が小さいため、X軸方向とY軸
方向とで視野角が異なる特殊な反射型液晶表示装置を形
成できる。また、光散乱フィルムが指向性を有している
場合、鮮明性が高く、表示指向性の高い表示装置を得る
ことができる。
【0111】光散乱フィルムをプロジェクションテレビ
に利用する場合、光散乱フィルムをプロジェクションテ
レビのスクリーンを構成するレンチキュラーレンズとし
て使用できる。本発明の光散乱フィルムを用いると、透
明性と拡散光異方性が高いため、テレビの輝度を高くで
きる。また、光散乱フィルムの連続相樹脂に高融点樹脂
を用いると、レンチキュラーレンズに高い耐熱性を付与
できる。
【0112】
【発明の効果】本発明の光散乱フィルムは、分散相粒子
が特定の形状及び配向性を有しているため、光を高い異
方性で拡散できる。特に、特定の光散乱特性を有してい
るため、発光分布の異方性(方向性)がある投光手段
(管状の投光手段など)を用いても、輝度の低下を生じ
ることなく、発光分布を高い精度で均一化できる。ま
た、フィルムに高い透明性を付与できる。このため、こ
の光散乱フィルムは表示装置、例えば、発光分布の異方
性がある投光手段(バックライトなど)を有する透過型
液晶表示装置に有利に利用できる。また、反射型液晶表
示装置に適用した場合、表示データの鮮明性を維持で
き、高い表示指向性を付与できる。さらには、光散乱異
方性や耐熱性に優れたレンチキュラーレンズとして使用
できる。
【0113】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。
【0114】なお、実施例及び比較例で得られたフィル
ムは、下記の方法に従って評価した。
【0115】[異方性]図1の測定装置を用いて、実施
例及び比較例で得られたフィルムの一方の面にレーザー
光を照射し、透過光のうち、拡散角θに対する散乱光強
度Fを測定した。なお、フィルムの延伸方向(粒子状分
散相の長軸方向)をX軸方向、この方向と直交する方向
をY軸方向とした。
【0116】[均一性]図4の透過型液晶表示装置にお
いて、拡散板43に実施例及び比較例で得られたフィル
ムを用い、発光面の均一性を下記の基準に従って評価し
た。前記フィルムは、X軸方向(分散相粒子の長軸方
向)が蛍光管の長手方向に平行するように配設した。な
お、いずれのフィルムを用いても、フィルムのX軸方向
(分散相の長軸方向)が蛍光管の軸方向と直交するよう
に配設した場合には、均一な画像表示を得ることができ
なかった。
【0117】 ◎ 発光面の均一性が非常に高い ○ 発光面の均一性が高い × 縞模様が観測された [指向性]図8の反射型液晶表示装置の拡散板83に、
実施例及び比較例で得られたフィルムを用いた。下記基
準に従って、反射光の指向性を目視で評価した。
【0118】 ◎ 指向性が非常に高い ○ 指向性が高い × 指向性がない [耐熱性]プロジェクションテレビの光源を用い、実施
例及び比較例で得られたフィルムに光照射した。光照射
後のフィルムを目視で観察し、下記基準に従って評価し
た。
【0119】 ◎ フィルムが変形しない ○ フィルムが変形するものの、光散乱の均一性が維持
される × フィルムが変形し、光散乱が不均一になる 実施例1 連続相樹脂として結晶性PP(ポリプロピレン、グラン
ドポリマー(株)製F133,屈折率1.503)95
重量部と、分散相樹脂としてGPPS(汎用ポリスチレ
ン系樹脂、ダイセル化学工業(株)製 GPPS#3
0、屈折率1.589)5重量部を用いた。なお、両樹
脂の屈折率差は0.086である。
【0120】前記連続相樹脂と分散相樹脂とを、70℃
で約4時間乾燥し、バンバリーミキサーで混練した。混
練物を押出機で約240℃で溶融し、Tダイからドロー
比約3倍で、表面温度25℃の冷却ドラムに対して押出
成形した(溶融製膜)。得られたフィルムの厚みは0.
3mmであった。走査型電子顕微鏡(SEM)によりフ
ィルムを観察したところ、分散相は、平均粒径約2μm
であった。
【0121】このフィルムをロール間延伸(150℃、
延伸倍率5倍)により1軸延伸することにより、厚み
0.07mmのフィルムを得た。SEMによりフィルム
を観察したところ、分散相は、長軸の平均長さ約30μ
m、短軸の平均長さ約0.25μmの細長いフットボー
ル型形状を有していた。
【0122】比較例1 連続相樹脂として低密度PE(ポリエチレン系樹脂、宇
部興産(株)製 LDPEG109、屈折率1.51)
95重量部と、分散相樹脂としてGPPS(汎用ポリス
チレン系樹脂、ダイセル化学工業(株)製 GPPS#
30、屈折率1.589)5重量部を用いた。なお、両
樹脂の屈折率差は0.079である。
【0123】実施例1と同様にして溶融製膜することに
より、厚み0.3mmのフィルムを得た。SEMにより
フィルムを観察したところ、分散相は、平均粒径約2μ
mであった。
【0124】このフィルムをロール間延伸(100℃、
延伸倍率4倍)で1軸延伸することにより、厚み0.0
8mmのフィルムを得た。SEMによりフィルムを観察
したところ、分散相は球状であった。
【0125】実施例2 連続相樹脂として結晶性PP(ポリプロピレン、グラン
ドポリマー(株)製F133、屈折率1.503)95
重量部、分散相樹脂として非晶性コポリエステルPET
−G(ポリエステル系樹脂、EASTMAN CHEMICAL(株)製
Eastar PETG6763、屈折率1.567)4.6重量部、
相容化剤としてエポキシ化ジエン系ブロック共重合体樹
脂(ダイセル化学工業(株)製 エポフレンドAT20
2;スチレン/ブタジエン=70/30(重量比) エ
ポキシ当量750、屈折率約1.57)0.4重量部を
用いた。なお、連続相樹脂と分散相樹脂との屈折率差は
0.064である。
【0126】実施例1と同様にして溶融製膜することに
より、厚み0.3mmのフィルムを得た。SEMにより
フィルムを観察したところ、分散相は、平均粒径約2μ
mであった。また、相容化剤が分散相のまわりに付着し
ていた。
【0127】実施例1と同様にしてロール延伸すること
により、厚み0.07mmのフィルムを得た。SEMに
よりフィルムを観察したところ、分散相は、長軸の平均
長さ約40μm、短軸の平均長さ約0.2μmの繊維状
形状を有していた。
【0128】実施例3 連続相樹脂として非晶性コポリエステルPET−G(ポ
リエステル系樹脂、EASTMAN CHEMICAL(株)製 Eastar
PETG 6763、屈折率1.567)63重量部、分散相樹
脂としてGPPS(汎用ポリスチレン系樹脂、ダイセル
化学工業(株)製 GPPS#30、屈折率1.58
9)30重量部、相容化剤としてエポキシ化ジエン系ブ
ロック共重合体樹脂(ダイセル化学工業(株)製 エポ
フレンドAT202;スチレン/ブタジエン=70/3
0(重量比) エポキシ当量750、屈折率約1.5
7)7重量部を用いた。なお、連続相樹脂と分散相樹脂
との屈折率差は0.022である。
【0129】ドロー比を約30倍とする以外は、実施例
1と同様にして溶融製膜することにより、厚み0.01
mmのフィルムを得た。SEMによりフィルムを観察し
たところ、分散相は、長軸の平均長さ約20μm、短軸
の平均長さ約0.2μmの細長いフットボール型形状で
あり、ドロー方向に並んで分散していた。また、相容化
剤が分散相のまわりに付着していた。
【0130】実施例4 連続相樹脂として結晶性PP(ポリプロピレン、グラン
ドポリマー(株)製F109BA、屈折率1.503)
60重量部、分散相樹脂として非晶性コポリエステルP
ET−G(ポリエステル系樹脂、EASTMAN CHEMICAL
(株)製 EasterPETG GN071、屈折率1.567)36
重量部、相溶化剤としてエポキシ化ジエン系ブロック共
重合体樹脂(ダイセル化学工業(株)製 エポフレンド
AT202;スチレン/ブタジエン=70/30(重量
比) エポキシ当量750、屈折率約1.57)4重量
部を用いた。なお、連続相樹脂と分散相樹脂との屈折率
差は0.064である。
【0131】連続相樹脂、分散相樹脂、及び相溶化剤
を、70℃で約4時間乾燥し、バンバリーミキサーで混
練した。混練物を押出機(単層用押出機)で約240℃
で溶融し、Tダイからドロー比約3倍で、表面温度25
℃の冷却ドラムに対して押し出した。得られたフィルム
の厚みは約0.2mm(200μm)であった。SEM
によりフィルムを観察したところ、分散相は、実施例1
の分散相と略同様の形状を有していた。
【0132】このフィルムをロール圧延により一軸延伸
し、厚み100μmのフィルムを得た。ロール圧延は、
温度130℃、延伸倍率(圧延比率)約2倍、厚み減少
率(圧延前のフィルム厚み/圧延後のフィルム厚み)=
約0.5、幅の減少率(100−(圧延前のフィルム幅
/圧延後のフィルム幅)×100)=約3%で行った。
SEMによりフィルムを観察したところ、分散相は、長
軸の平均長さ約30μm、短軸の平均長さ約1.5μm
の非常に細長い繊維状の形状を有していた。
【0133】実施例及び比較例で得られたフィルムの異
方性、均一性、指向性及び耐熱性について評価した。結
果を表1に示す。また、実施例1のフィルムの異方性を
図3に示す。
【0134】
【表1】
【0135】表1及び図3から明らかなように、比較例
に比べ、実施例のフィルムは、高い異方性を有してい
る。また、均一性、指向性及び耐熱性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は散乱光強度の測定方法を説明するための
概略断面図である。
【図2】図2は本発明のフィルムの散乱光異方性を説明
するための概念図である。
【図3】図3は実施例1のフィルムの散乱光強度の測定
結果を示すグラフである。
【図4】図4は透過型液晶表示装置の概略断面図であ
る。
【図5】図5は透過型液晶表示装置に用いるバックライ
ト部の概略断面図である。
【図6】図6は投光手段の概略斜視図である。
【図7】図7は図2のバックライト部の発光分布を説明
するための概略断面図である。
【図8】図8は反射型液晶表示装置の概略断面図であ
る。
【符号の説明】
10、43、53、83…光散乱フィルム 11…分散相粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 21/10 G03B 21/14 Z 21/14 G09F 9/00 324 G09F 9/00 324 B29K 23:00 // B29K 23:00 B29L 7:00 B29L 7:00 C08L 23:10 C08L 23:10 G02F 1/1335 530

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射光を光の進行方向に散乱可能な光散
    乱フィルムであって、散乱角θと散乱光強度Fとの関係
    を示す散乱特性F(θ)において、フィルムのX軸方向
    の散乱特性をFx(θ)、Y軸方向の散乱特性をFy
    (θ)としたとき、θ=4〜30゜の範囲で、下記式を
    充足する異方性光散乱フィルム。 Fy(θ)/Fx(θ)>5
  2. 【請求項2】 散乱特性Fx(θ)と散乱特性Fy
    (θ)とが、θ=2〜30゜の範囲で下記式を充足する
    請求項1記載の異方性光散乱フィルム。 Fy(θ)/Fx(θ)>10
  3. 【請求項3】 フィルムが、互いに屈折率が0.001
    以上異なる連続相と粒子状分散相とで構成されており、
    分散相粒子の平均アスペクト比が1より大きく、かつ分
    散相粒子の長軸方向がフィルムのX軸方向に配向してい
    る請求項1又は2記載の異方性光散乱フィルム。
  4. 【請求項4】 分散相粒子の平均アスペクト比が5〜5
    00である請求項3記載の異方性光散乱フィルム。
  5. 【請求項5】 分散相粒子の短軸の平均長さが0.1〜
    10μmである請求項3記載の異方性光散乱フィルム。
  6. 【請求項6】 連続相が結晶性オレフィン系樹脂で構成
    され、分散相が非晶性ポリエステル系樹脂で構成されて
    いる請求項3記載の異方性光散乱フイルム。
  7. 【請求項7】 さらに相溶化剤を含有する請求項6記載
    の異方性光散乱フィルム。
  8. 【請求項8】 相溶化剤がエポキシ化ジエン系ブロック
    共重合体である請求項7記載の異方性光散乱フィルム。
  9. 【請求項9】 相溶化剤が、共役ジエンブロック又はそ
    の部分水素添加ブロックと、芳香族ビニルブロックとで
    構成されたブロック共重合体であって、前記共役ジエン
    ブロックの二重結合の一部又は全部がエポキシ化されて
    いる請求項7記載の異方性光散乱フィルム。
  10. 【請求項10】 連続相と分散相との割合が、連続相/
    分散相=99/1〜50/50(重量比)である請求項
    3記載の異方性光散乱フィルム。
  11. 【請求項11】 連続相を構成する結晶性ポリプロピレ
    ン系樹脂と、分散相を構成する非晶性コポリエステル系
    樹脂と、相溶化剤を構成するエポキシ化ジエン系ブロッ
    ク共重合体とを含み、連続相と分散相との割合が、前者
    /後者=99/1〜50/50(重量比)であり、分散
    相と相溶化剤との割合が、前者/後者=99/1〜50
    /50(重量比)である請求項8記載の異方性光散乱フ
    ィルム。
  12. 【請求項12】 フィルム表面に、フィルムのX軸方向
    に延びる凹凸部が形成されている請求項1記載の異方性
    光散乱フィルム。
  13. 【請求項13】 連続相を構成する樹脂と分散相を構成
    する樹脂とを溶融混練して押出し、ドローしながら製膜
    する請求項1記載の異方性光散乱フィルムの製造方法。
  14. 【請求項14】 連続相を構成する樹脂と分散相を構成
    する樹脂とを溶融混練して押出し、固化したフィルムを
    1軸延伸する請求項1記載の異方性光散乱フィルムの製
    造方法。
  15. 【請求項15】 ロール圧延によりフィルムを一軸延伸
    する請求項14記載の異方性光散乱フィルムの製造方
    法。
  16. 【請求項16】 分散相樹脂の融点又はガラス転移温度
    以上の温度で延伸する請求項14記載の製造方法。
  17. 【請求項17】 表示モジュールと、この表示モジュー
    ルの背面に配設されかつ前記モジュールに光を照射する
    ための管状の投光手段と、この投光手段よりも前方に配
    設された請求項1に記載の異方性光散乱フィルムとで構
    成された表示装置であって、前記投光手段の長手方向に
    X軸方向を向けて異方性光散乱フィルムが配設されてい
    る表示装置。
  18. 【請求項18】 表示モジュールが透過型液晶表示モジ
    ュールである請求項17記載の表示装置。
  19. 【請求項19】 反射型液晶表示モジュールの光路に請
    求項1記載の異方性光散乱フィルムが配設されている反
    射型液晶表示表示装置。
  20. 【請求項20】 請求項1記載の異方性光散乱フィルム
    で構成されているプロジェクションテレビ用レンチキュ
    ラーレンズ。
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