JP2001272511A - 光拡散性フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オフラインでのコーティング工程が不要で、表
面が平滑でありながら、光透過性、光拡散性、機械的強
度、生産性に優れた光拡散性フィルムを提供する。 【解決手段】フィルム内部に光拡散成分を有する全光線
透過率が７０％以上でかつヘイズが７０％以上の光拡散
性フィルムであって、該光拡散性フィルムは少なくとも
２種類の熱可塑性樹脂の溶融混合物からなり、好ましく
は、互いに非相溶である熱可塑性樹脂対を含む溶融混合
物からなり、このましくは、内部構造が海島構造であ
る。

Description

【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光拡
散性フィルム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、単に光を照射するだけでなく、バックライト
は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。よって、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】光拡散性フィルムとして要求される性能に
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（以下、光拡散性フィルムと表現する）、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６−３４７
６１号公報等に記載の、透明樹脂中に光拡散成分として
無機系微粒子を分散させシート状に成形した構造を有す
る光拡散性シート（以下、光拡散性フィルムと表現す
る）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効果を得る、いわゆる表
面光拡散性フィルムである。一方、（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）によって得られる光拡散性フィルムの場合、表面
の凹凸の程度に拡散効果が依存し、良好な拡散性能を発
揮させるためには、細かく、深い凹凸加工が必要となる
が、細かく深い加工を施すことにより、光透過率の低下
を招く結果となる。また、凹凸加工時のフィルムへの損
傷が問題となる。更に、（１）の方法により得られた光
拡散性フィルムの場合、表面凹凸を潰してしまうような
表層への積層はできず、また他材料への接着等もできな
い。

【０００６】また、上記（２）によって得られる光拡散
性フィルムの場合は、一度製膜した透明基材フィルム
に、光拡散層をコーティングするオフラインの工程を要
する欠点を有する。さらに、光拡散層をコーティングし
て得られる光拡散性フィルムの場合、表面の凹凸による
拡散効果も加味しているため、（１）と同様、表層への
積層、および、他材料への接着も拡散効果を低下させ
る。

【０００７】また、（３）によって得られる光拡散性フ
ィルムの場合、（１）や（２）の光拡散性フィルムに比
べ、基材内部にも光拡散成分を有するために、拡散性能
を失わずに表層への積層や他材料への接着なども可能で
ある。しかしながら、（３）の光拡散性フィルムは、光
透過性が悪く、または無機系微粒子を含有する場合フィ
ルムの機械的強度を低下させるなどの欠点を有する。

【０００８】そこで、本発明者らは、上記課題を解決す
べく検討を行った結果、オフラインでのコーティング工
程が不要で、表面が平滑でありながら、光透過性、光拡
散性、機械的強度、生産性に優れた光拡散性フィルムを
見出すことができた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光拡散性フィル
ムは、フィルム内部に光拡散成分を有する全光線透過率
が７０％以上でありかつヘイズが７０％以上の光拡散性
フィルムであって、該光拡散性フィルムが少なくとも２
種類の熱可塑性樹脂の溶融混合物からなることを特徴と
する光拡散性フィルムである。

【００１０】また、本発明の光拡散性フィルムは、次の
好ましい態様を有している。 (1) 光拡散性フィルムが、実質的にボイドを含有しない
こと。 (2) 光拡散性フィルムが少なくとも互いに非相溶である
熱可塑性樹脂対を含む溶融混合物からなること。 (3) 光拡散性フィルムの内部構造が海島構造となってい
ること。 (4) 海島構造の島部分の全体に対する体積分率が５０％
未満であること。 (5) 海島構造の島部分の形状が、球状であること。 (6) 海島構造の島部分の平均粒径が０．１〜５０μｍで
あること。 (7) 海部分を構成する熱可塑性樹脂と島部分を構成する
熱可塑性樹脂の屈折率差が０．０１以上であること。 (8) 光拡散性フィルムの厚みが５００μｍ以下であるこ
と。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の光拡散性フィルムは、少
なくとも２種類以上の熱可塑性樹脂の溶融混合物からな
るものである。

【００１２】本発明の光拡散性フィルムで好ましく用い
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樹脂、ポリエチレン、ポリプレ
ピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリス
チレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミ
ド、ポリフェニレンスルフィド、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等のア
クリル樹脂及びこれらを主たる成分とする共重合体、ま
たはこれらの樹脂の混合物等が挙げられるが、特にこれ
らに制限されるものではない。

【００１３】本発明の光拡散性フィルムは、上記熱可塑
性樹脂の少なくとも２種類の溶融混合物からなるもので
あるが、本発明では、互いに非相溶な熱可塑性樹脂対を
含む溶融混合物からなることが好ましい。互いに非相溶
であれば熱可塑性樹脂の種類に制限はない。また、互い
に非相溶な熱可塑性樹脂対以外にも、熱可塑性樹脂を含
有することができる。ここでいう互いに非相溶な樹脂対
とは、混合した際に相分離構造を示す樹脂対のことを表
している。そして、これら非相溶な樹脂対を混合し、溶
融してフィルム状に成形する。

【００１４】本発明の光拡散性フィルムは、内部が海島
構造であることが好ましい。この海島構造は、上記非相
溶の熱可塑性樹脂対を含有することに由来している。こ
の海島構造の海部分と島部分は、それぞれ少なくとも１
種類の熱可塑性樹脂の混合物で構成されている。島部分
は、全体に対し体積分率で５０％未満であることが好ま
しく、より好ましくは５％〜４０％である。島部分の体
積分率が５０％以上の場合には、得られた光拡散性フィ
ルムの機械的強度が低下するため好ましくない。 ま
た、島部分の形状は実質的に球状であることが望まし
い。ここでいう実質的に球状とは、表面において少なく
とも球面となる部分を有する形状であればよい。形状は
真球に近づくほど好ましく、方向性のない均一な拡散効
果が得られる。これらの平均粒径は、０．１〜５０μｍ
が好ましく、０．１〜３０μｍが更に好ましく、０．１
〜２０μｍが最も好ましい。微粒子の粒径を０．１μｍ
より大きくすることにより、フィルムの全光線透過率を
高くすることができ、また、５０μｍより小さくするこ
とによりフィルム強度を低下させることがなく、また良
好な光拡散効果を得ることができる。

【００１５】本発明では、海部分を構成する熱可塑性樹
脂の屈折率と島部分を構成する熱可塑性樹脂の屈折率が
異なることが重要である。屈折率が同一であると界面に
おいて屈折散乱現象が起こらず、結果として光拡散効果
が得られない。さらに、実質的に有効な光拡散性を得る
ために、これら屈折率の差が０．０１以上あることが好
ましく、より好ましくは０．０５以上である。屈折率差
が０．０１未満では光拡散効果が小さく好ましくない。
また、海部分を構成する熱可塑性樹脂の屈折率と島部分
を構成する熱可塑性樹脂の屈折率の大小関係について
は、特に制限はない。また、それぞれの熱可塑性樹脂の
屈折率は、Ｄ線を光源とするアッベ屈折率計を用いて測
定することができる。

【００１６】本発明において、光拡散効果を発揮する光
拡散成分とは上記海島構造の島部分のことをいう。フィ
ルム内部が海島構造となることにより、屈折率の異なる
界面が存在することとなり、その界面において良好な拡
散効果が発揮されると考えられる。

【００１７】本発明の光拡散性フィルムは、実質的にボ
イドを含有しないことが好ましい。ここでいうボイドと
は、フィルム中に存在する微細な気泡のことを指す。フ
ィルム内部のボイドを確認する方法としては、フィルム
作製後にフィルムの断面を切り出し、透過型電子顕微鏡
を用いて断面観察することにより目視で確認することが
できる。

【００１８】多量のボイドが生成した場合、全光線透過
率を低下させることがあるため好ましくない。

【００１９】また、本発明の光拡散性フィルムの膜厚
は、５００μｍ以下が好ましいが、薄膜用途や作業性等
を考慮して、１０〜３００μｍがより好ましく、２０〜
２００μｍがさらに好ましい。

【００２０】本発明の光拡散性フィルムの重要な特性と
して、全光線透過率が好ましくは７０％以上で、かつヘ
イズが好ましくは７０％以上であることが挙げられる。
全光線透過率に関しては、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７
０％未満の場合では、該光拡散性フィルムをディスプレ
イに組み込んだ際、輝度が不十分であり、高輝度を得る
ためには低消費電力化が望めない。また、ヘイズは、好
ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上であ
る。また、ヘイズが７０％未満の場合には、平行光の透
過率が高くなり、この場合も輝度に斑が生じやすくな
る。また、これら全光線透過率とヘイズは、フィルムの
厚み方向に関する値であり、ヘーズメーターを用いて測
定することができる。

【００２１】次に、本発明の光拡散性フィルムの製造方
法について説明するが、本発明ではこの方法に限定され
ない。

【００２２】本発明の光拡散性フィルムの原料として用
いられる熱可塑性樹脂は、事前に均一に溶融混練して配
合させて作製されたペレットまたは直接混練押出し機に
供給するなどして溶融混練する。ここで成形法について
説明すると、例えば、金型に溶融射出する射出成形や、
押出機からＴダイ等を通して溶融押出する押出成形等の
方法が挙げられる。フィルム状に成形後、必要により延
伸工程、熱処理工程等を経て目的の光拡散性フィルムを
得る。ここで、延伸工程が必要な場合、延伸後にフィル
ム中にボイドが生成することがある。フィルム中に多量
のボイドが生成した場合、全光線透過率が低下すること
があるため、熱処理するなどの工程を経てボイドを消滅
させることが必要なときがある。

【００２３】また、本発明の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。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
などを添加剤として用いることができる。

【００２４】本発明の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。

【００２５】

【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。

【００２６】（測定方法）全光線透過率、ヘイズ 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、フィルムの厚み方向の全光
線透過率及びヘイズを測定した。

【００２７】（実施例１）屈折率１．６０のポリエチレ
ンテレフタレート（以下ＰＥＴ）に屈折率１．４７のポ
リプレピレン（以下ＰＰ）を体積比率で８０／２０とな
るように配合したペレットを押出し機に供給し、所定の
方法により溶融押出しを行い、静電印可法により鏡面の
キャストドラム上で冷却して膜厚１００μｍのフィルム
を作製した。フィルムの断面を光学顕微鏡で観察したと
ころ、球状で平均粒径が約１０μｍのＰＰからなる島部
分を有する海島構造が見られた。また、得られたフィル
ムの断面を切り出し、透過型電子顕微鏡ＨＵ−１２型
（（株）日立製作所製）を用いて断面を観察したとこ
ろ、ボイドは観察されなかった。

【００２８】得られた光拡散性フィルムについて全光線
透過率とヘイズを測定した。全光線透過率は８８％であ
り、ヘイズは９０％であった。

【００２９】また、得られた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。

【００３０】（実施例２）ＰＥＴとＰＰの体積比率を表
１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にし
て、膜厚１００μｍの光拡散性フィルムを得た。得られ
た光拡散性フィルムの断面を光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、球状で平均粒径が約７μｍの島部分を有する海島構
造を有していた。全光線透過率は８９％であり、ヘイズ
は８８％であった。得られた光拡散性フィルムはボイド
がなく、またその拡散性能は良好であった。結果を表１
に示す。

【００３１】（実施例３）ポリプロピレンの代わりに屈
折率１．５１のポリエチレン（以下、ＰＥという）を用
いた以外は、実施例１と同様にして膜厚１００μｍの光
拡散性フィルムを得た。得られた光拡散性フィルムの断
面を光学顕微鏡で観察したところ、ＰＰの場合同様に、
球状で平均粒径が約５μｍの島部分を有する海島構造を
有していた。全光線透過率は９０％であり、ヘイズは９
２％であった。得られた光拡散性フィルムにはボイドが
なく、その拡散性能は良好であった。結果を表１に示
す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、オフラインでのコーテ
ィング工程が不要で、表面が平滑でありながら、光透過
性、光拡散性、機械的強度、生産性に優れた光拡散性フ
ィルムが得られる。

【００３４】本発明の光拡散性フィルムは、このように
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られ
れば、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。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム内部に光拡散成分を有する全光
   線透過率が７０％以上でかつヘイズが７０％以上の光拡
   散性フィルムであって、該光拡散性フィルムが少なくと
   も２種類の熱可塑性樹脂の溶融混合物からなることを特
   徴とする光拡散性フィルム。
2. 【請求項２】 光拡散性フィルムが、実質的にボイドを
   含有しないことを特徴とする請求項１記載の光拡散性フ
   ィルム。
3. 【請求項３】 光拡散性フィルムが少なくとも互いに非
   相溶である熱可塑性樹脂対を含む溶融混合物からなるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の光拡散性フィル
   ム。
4. 【請求項４】 光拡散性フィルムの内部構造が海島構造
   となっていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記
   載の光拡散性フィルム。
5. 【請求項５】 海島構造の島部分の全体に対する体積分
   率が５０％未満であることを特徴とする請求項４記載の
   光拡散性フィルム。
6. 【請求項６】 海島構造の島部分の形状が、球状である
   ことを特徴とする請求項４または５記載の光拡散性フィ
   ルム。
7. 【請求項７】 海島構造の島部分の平均粒径が０．１〜
   ５０μｍであることを特徴とする請求項４〜６いずれか
   に記載の光拡散性フィルム。
8. 【請求項８】 海部分を構成する熱可塑性樹脂と島部分
   を構成する熱可塑性樹脂の屈折率差が０．０１以上であ
   ることを特徴とする請求項４〜７いずれかに記載の光拡
   散性フィルム。
9. 【請求項９】 光拡散性フィルムの厚みが５００μｍ以
   下であることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載
   の光拡散性フィルム。