JP2012088613A - １軸延伸多層積層フィルムおよびそれからなる１軸延伸多層積層フィルム積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもさらに輝度の高い１軸延伸多層積層フィルムおよびそれからなる１軸延伸多層積層フィルム積層体を提供する。
【解決手段】第１層と第２層とが交互に２５１層以上積層された１軸延伸多層積層フィルムであり、第１層が２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルを構成成分とするＹ方向とＺ方向の屈折率差が０．１以上の層であり、第２層は熱可塑性樹脂を構成成分とする層で、第２層における延伸前のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の平均屈折率が１．６０以上１．６５以下、かつ該延伸前の平均屈折率と延伸後のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の屈折率との差が３方向とも０．０５以下であり、第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比（第１層の平均層厚み／第２層の平均層厚み）が０．５以上５．０以下である１軸延伸多層積層フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は一定の偏光成分を選択的に反射し、該偏光成分と垂直方向の偏光成分を選択的に透過する1軸延伸多層積層フィルムおよびそれからなる１軸延伸多層積層フィルム積層体に関し、さらに詳しくは、一定の偏光成分についてフィルム正面および斜め方向からの入射角に対して選択的に反射し、該偏光成分と垂直方向の偏光成分についてフィルム正面方向からの入射角に対して選択的に透過し、フィルム斜め方向からの入射角に対して一定の反射率を有することにより、輝度が大幅に向上した1軸延伸多層積層フィルムおよびそれからなる１軸延伸多層積層フィルム積層体に関する。

屈折率の低い層と屈折率の高い層とを交互に多数積層したフィルムは、層間の構造的な光干渉によって、特定波長の光を選択的に反射または透過する光学干渉フィルムとすることができる。また、このような多層積層フィルムは、膜厚を徐々に変化させたり、異なる反射ピークを有するフィルムを貼り合せたりすることで金属を使用したフィルムと同等の高い反射率を得ることができ、金属光沢フィルムや反射ミラーとして使用することもできる。さらには、このような多層積層フィルムを１方向にのみ延伸することで、特定の偏光成分のみを反射する一方で、その直交方向の偏光成分はそのまま透過させることができ、偏光反射フィルムとして使用できることから、液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとして使用されている。

一般に、層厚みが０．０５〜０．５μｍであり、異なる屈折率を持った層で構成される多層光学フィルムは、一方の層を構成する層と他方の層を構成する層との屈折率差と膜厚および積層数により、特定の波長の光を反射する増反射といった現象がみられる。一般にその反射波長は、下記の式で示される。
λ＝２（ｎ_１×ｄ_１＋ｎ_２×ｄ_２）
（上式中、λは反射波長（ｎｍ）、ｎ_１、ｎ_２はそれぞれの層の屈折率、ｄ_１、ｄ_２はそれぞれの層の厚み（ｎｍ）を表わす）

例えば特許文献１に示されている通り、一方の層に正の応力光学係数をもった樹脂を使用することで、１軸方向の延伸によりかかる層の屈折率を複屈折化させて異方性を持たせ、フィルム面内の延伸方向における層間の屈折率差を大きくし、一方でフィルム面内の延伸方向と直交方向における層間の屈折率差を小さくする方法により、特定の偏光成分のみを反射することができる。

この原理を利用して、例えばＰ偏光（フィルム面を反射面とし、１軸延伸フィルムの延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して平行な偏光成分）を反射し、Ｓ偏光（フィルム面を反射面とし、１軸延伸フィルムの延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して垂直な偏光成分）を透過するといった反射偏光フィルムを設計することができ、そのときの望ましい複屈折性は下記の式で表される。
ｎ１_Ｘ＞ｎ２_Ｘ、ｎ１_Ｙ＝ｎ２_Ｙ
（上式中、ｎ１_Ｘ、ｎ２_Ｘはそれぞれの層における延伸方向の屈折率、ｎ１_Ｙ、ｎ２_Ｙはそれぞれの層における延伸方向に直交する方向の屈折率を表す）

また、特許文献２、特許文献３には、屈折率の高い層にポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（以下、２，６−ＰＥＮと称することがある）を使用し、屈折率の低い層に熱可塑性エラストマーやイソフタル酸を３０ｍｏｌ％共重合したＰＥＮを使用した多層フィルムが例示されている。これは、一方の層に正の応力光学係数を有する樹脂を使用し、他方の層に応力光学係数が非常に小さい（延伸による複屈折の発現が極めて小さい）樹脂を使用することで、特定の偏光のみを反射する反射偏光フィルムを例示したものである。

このような反射偏光フィルムの検討は、主として延伸方向の層間の屈折率差と、フィルム面内において延伸方向と直交方向の層間屈折率差に着目しており、このような反射偏光フィルムを液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして用いることで、透過しないＰ偏光を光源側に反射させて光を再利用し、輝度向上性能を高めようとするものである。
一方、Ｐ偏光成分の再利用に着目した技術については、Ｐ偏光成分の反射率が１００％近くに達しており、かかるＰ偏光を再利用する方法だけでは輝度向上性能をさらに向上させることが困難な状況にある。

特開平０４−２６８５０５号公報 特表平９−５０６８３７号公報 国際公開第０１／４７７１１号パンフレット

本発明の目的は、従来よりもさらに輝度の高い１軸延伸多層積層フィルムおよびそれからなる１軸延伸多層積層フィルム積層体を提供することにある。

本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、１軸延伸多層積層フィルムについて、従来のＰ偏光の高反射特性に加え、Ｓ偏光についてフィルム正面方向からの入射角に対しては選択的に透過し、フィルム斜め方向から入射する偏光成分は反射させることにより、斜め方向に出射するＳ偏光も再利用することが可能となり、正面輝度が大幅に向上することを見出した。

すなわち本発明によれば、本発明の目的は、第１層と第２層とが交互に２５１層以上積層された１軸延伸多層積層フィルムであり、
１）第１層は２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルを構成成分とする厚み０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の層であり、１軸延伸方向（Ｘ方向）、フィルム面内で１軸延伸方向に直交する方向（Ｙ方向）およびフィルム厚み方向（Ｚ方向）において第１層のＹ方向とＺ方向の屈折率差が０．１以上であり、
２）第２層は熱可塑性樹脂を構成成分とする厚み０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の層であり、該第２層における延伸前のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の平均屈折率が１．６０以上１．６５以下であって、該延伸前の平均屈折率と延伸後のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の屈折率との差が３方向とも０．０５以下であり、
３）第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比（第１層の平均層厚み／第２層の平均層厚み）が０．５以上５．０以下であって、
４）フィルム面を反射面とし、Ｘ方向を含む入射面に対して平行な偏光成分について入射角０度および５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率がそれぞれ９０％以上、
５）フィルム面を反射面とし、Ｘ方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が１５％以下、入射角５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が２０％以上である１軸延伸多層積層フィルム（項１）によって達成される。

また本発明の1軸延伸多層積層フィルムは、好ましい態様として以下の少なくともいずれか１つを具備するものも包含するものである。
２．１軸延伸多層積層フィルムのフィルム厚み方向における結晶配向度が−０．３０以上
０．０５以下である上記１に記載の１軸延伸多層積層フィルム。
３．第１層のポリエステルがポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートである上記１または２に記載の１軸延伸多層積層フィルム。
４．第２層の熱可塑性樹脂が全繰り返し単位を基準としてテレフタル酸成分またはイソフタル酸成分の少なくとも一成分を３０モル％以上７０モル％以下の範囲で共重合した共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートである、上記１〜３のいずれかに記載の１軸延伸多層積層フィルム。
５．液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして用いられる上記１〜４のいずれかに記載の１軸延伸多層積層フィルム。
また本発明は、本発明の１軸延伸多層積層フィルムの少なくとも片面にさらに耐熱性熱可塑性樹脂フィルムを積層してなる１軸延伸多層積層フィルム積層体に関する。

本発明によれば、本発明の1軸延伸多層積層フィルムは従来よりも正面輝度が大幅に向上する効果が得られ、液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして好適に使用される。

２，６−ＰＥＮの１軸延伸後の延伸方向（Ｘ方向）、延伸方向と直交する方向（Ｙ方向）、厚み方向（Ｚ方向）の屈折率（それぞれｎ_Ｘ、ｎ_Ｙ、ｎ_Ｚと示す）を図１に示す。 本発明の１軸延伸多層積層フィルムのフィルム面を反射面とし、延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して平行な偏光成分（Ｐ偏光成分）、および延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して垂直な偏光成分（Ｓ偏光成分）の波長に対する反射率のグラフの一例である。

［１軸延伸多層積層フィルム］
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、第１層と第２層とが交互に２５１層以上積層された１軸延伸多層積層フィルムである。ここで第１層は第２層より屈折率の高い層、第２層は第１層より屈折率の低い層をそれぞれ表す。
本発明の１軸延伸多層積層フィルムを構成する第１層、第２層および反射特性について以下に説明する。

［第１層］
本発明の第１層は、構成成分が２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルである。２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルを用いることで、延伸により大きな複屈折を生じ、反射偏光フィルムに適した屈折率特性を示す。
２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルは、具体的にはポリエステルの全繰り返し単位を基準として９０モル％以上の２，６−ナフタレンジカルボン酸をモノマー成分として重縮合して得られた結晶性ポリエステルであることが好ましく、さらに２，６−ナフタレンジカルボン酸成分の含有量が９５モル％以上であることが好ましい。ここで結晶性ポリエステルとは融点を有するポリエステルであることを意味する。

かかるポリエステルとして、具体的には、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート、ポリブチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート、ポリプロピレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートやその共重合体が挙げられる。中でも主たる繰返し単位がポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート成分からなるポリエステルが好ましい。
これらのポリエステルの中でも、配向状態を望ましい状態に保てることから、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートや、酸成分として、６，６’−（エチレンジオキシ）ジ−２−ナフトエ酸、６，６’−（トリメチレンジオキシ）ジ−２−ナフトエ酸および６，６’−（ブチレンジオキシ）ジ−２−ナフトエ酸をポリエステルの全繰り返し単位を基準として２モル％以上５モル％以下共重合したエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートなどが好ましい。その他の共重合成分として、イソフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸のような他の芳香族カルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、などといった酸成分や、ブタンジオール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール、などのグリコール成分を好ましく挙げることができる。

第１層を構成する各層の厚みは０．０１μｍ以上０．５μｍ以下である。かかる層厚みは透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。第１層を構成する各層がかかる範囲の層厚みを有することにより、４００〜８００ｎｍの波長域において層間の光干渉による反射性能が発現する。第１層の層厚みが０．５μｍを超えると反射帯域が赤外線領域になり、反射偏光フィルムとして有用性が得られない。一方、層厚みが０．０１μｍ未満であると、ポリエステル成分が光を吸収し反射性能が得られなくなる。

また、フィルムの１軸延伸方向（Ｘ方向）、フィルム面内で１軸延伸方向に直交する方向（Ｙ方向）およびフィルム厚み方向（Ｚ方向）において、第１層のＹ方向とＺ方向の屈折率差が０．１以上であることを要する。
ここで、第１層のＹ方向の屈折率、Ｚ方向の屈折率は、第１層を構成するポリエステルを単独で溶融させてダイより押出し、１軸方向に１３５℃で５倍の延伸を施して１軸延伸フィルムを作成して得られたフィルムのＹ方向、Ｚ方向それぞれの方向について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定した値で表わされる。

第１層のＹ方向およびＺ方向の屈折率差が大きく、かつ第１層として２，６−ナフタレンジカルボン酸を含むポリエステル、第２層として平均屈折率１．６０以上１．６５以下で延伸前後の屈折率差の小さい熱可塑性樹脂をそれぞれ用いることにより、Ｙ方向では第１層と第２層との屈折率の差異が生じず、Ｓ偏光の入射角５０度付近の斜め方向では両層に屈折率の差異が生じる。さらに本発明においては、第１層の平均層厚みに特徴があり、第１層の平均層厚みを第２層の平均層厚みに近い厚みにするか、または第１層を厚くすることによって、Ｓ偏光の入射角５０度付近の斜め方向での第１層と第２層との屈折率差による反射性能を高くすることができる。
第１層のＹ方向およびＺ方向の屈折率差を０．１以上にする方法として、第１層に複屈折性の２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルを用い、フィルム製造方法に記載した範囲でフィルムを延伸する方法が挙げられる。

［第２層］
本発明の第２層は、熱可塑性樹脂を構成成分とする厚み０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の層であり、該第２層における延伸前のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の平均屈折率が１．６０以上１．６５以下であって、該延伸前の平均屈折率と延伸後のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の屈折率との差が３方向とも０．０５以下である。
ここで、第２層における延伸前のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の平均屈折率とは、第２層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させ、ダイより押出して未延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれの方向における屈折率について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長６３３ｎｍで測定し、それらの平均値を平均屈折率として規定したものである。

また、第２層における延伸後のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の屈折率については、第２層を構成する熱可塑性樹脂を単独で溶融させてダイより押出し、１軸方向に１３５℃で５倍の延伸を施して１軸延伸フィルムを作成し、得られたフィルムのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれの方向について、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定して延伸後の各方向の屈折率を求めたものである。
このようにして求めた延伸前の平均屈折率と、延伸後のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の屈折率との差をそれぞれ求め、３方向ともその差が絶対値で０．０５以下である。
また、第２層の該平均屈折率は、好ましくは１．６１以上１．６４以下、さらに好ましくは１．６２以上１．６３以下である。

かかる屈折率特性は、第２層を構成する熱可塑性樹脂として、平均屈折率が１．６０以上１．６５以下であって、かつ等方性の材料を用いることで得られる。
第２層がかかる屈折率特性を有し、かつ第１層の樹脂として上述の２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルを用いることにより、第１層と第２層のＹ方向における屈折率差を小さくでき、同時にＸ方向およびＺ方向における第１層と第２層の屈折率差が大きいため、選択的に偏光を反射させる反射偏光フィルムの機能と、本発明において特徴的なＳ偏光のななめ方向の反射性能を得ることができる。

第２層を構成する熱可塑性樹脂として、全繰り返し単位を基準とし、テレフタル酸成分またはイソフタル酸成分の少なくとも一成分を３０モル％以上７０モル％以下の範囲で共重合した共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートや共重合ポリブチレンナフタレンジカルボキシレートが例示される。また、フィルム製膜性や第１層との層間密着性の観点から、第２層としてかかる共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを用いることがさらに好ましい。
かかる共重合ポリエステルの共重合量は、さらに４０モル％以上６５モル％以下であることが好ましい。
第２層を構成する各層の厚みは０．０１μｍ以上０．５μｍ以下である。かかる層厚みは透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。第２層を構成する各層がかかる範囲の層厚みを有することにより、４００〜８００ｎｍの波長域において層間の光干渉による反射性能が発現する。第２層の層厚みが０．５μｍを超えると反射帯域が赤外線領域になり、反射偏光フィルムとして有用性が得られない。一方、層厚みが０．０１μｍ未満であると、ポリエステル成分が光を吸収し反射性能が得られなくなる。

［樹脂以外の成分］
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、フィルムの巻取り性を向上させるために、少なくとも一方の最外層に平均粒径が０．０１μｍ〜２μｍの不活性粒子を、層の重量を基準として０．００１重量％〜０．５重量％含有することが好ましい。不活性粒子の平均粒径が下限値よりも小さいか、含有量が下限値よりも少ないと、多層延伸フィルムの巻取り性を向上させる効果が不十分になりやすく、他方、不活性粒子の含有量が上限値を超えるか、平均粒径が上限値を超えると、粒子による多層延伸フィルムの光学特性の悪化が顕著になることがある。好ましい不活性粒子の平均粒径は、０．０２μｍ〜１μｍ、特に好ましくは０．１μｍ〜０．３μｍの範囲である。また、好ましい不活性粒子の含有量は、０．０２重量％〜０．２重量％の範囲である。

１軸延伸多層積層フィルムに含有させる不活性粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、カオリン、タルクのような無機不活性粒子、シリコーン、架橋ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体のような有機不活性粒子を挙げることができる。粒子形状は、凝集状、球状など一般的に用いられる形状であれば特に限定されない。
不活性粒子は、最外層のみならず、最外層と同じ樹脂で構成される層中に含まれていてもよく、例えば第１層または第２層の少なくとも一方の層中に含まれていてもよい。または、第１層、第２層と異なる別の層を最外層として設けてもよい。

［積層構成］
（積層数）
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、上述の第１層および第２層を交互に合計２５１層以上積層したものである。１軸延伸多層積層フィルムの積層数は、好ましくは３０１層以上、より好ましくは４０１層以上、さらに好ましくは５０１層以上、特に好ましくは５５１層以上である。
積層数が下限値に満たないと、延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して平行な偏光成分の平均反射率特性について、波長４００〜８００ｎｍにわたり一定の平均反射率を満足することができない。
積層数の上限値は、生産性およびフィルムのハンドリング性など観点から２００１層に制限される。積層数の上限値は、本発明の平均反射率特性が得られれば生産性やハンドリング性の観点からさらに積層数を減らしてもよく、例えば１００１層、８０１層であってもよい。

（第１層と第２層の平均層厚み比）
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比（第１層の平均層厚み／第２層の平均層厚み）が０．５以上５．０以下の範囲であることが必要である。
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、第１層のＹ方向とＺ方向との屈折率差の説明において述べたように、本発明は、第１層と第２層に用いる樹脂の種類や屈折率特性に加えて、さらに第１層の平均層厚みに特徴があり、第１層の平均層厚みを第２層の平均層厚みに近い厚みにするか、または第１層を厚くすることによって、Ｓ偏光の入射角５０度付近の斜め方向での第１層と第２層との屈折率差による反射性能を高くすることができる。かかる斜め入射光を効率的に再利用することにより、正面輝度を高めることができる。

第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比（第１層の平均層厚み／第２層の平均層厚み）の上限値は好ましくは４．０、さらに好ましくは３．５であり、また下限値については、好ましくは０．７、より好ましくは１．０を超え、さらに好ましくは１．２である。
かかる第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比（第１層の平均層厚み／第２層の平均層厚み）が上限値を超えると層間の光干渉が低下し、Ｐ偏光の十分な反射特性が確保できない。またかかる第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比が下限値に満たないとＳ偏光における斜め入射光の再利用が不十分となり、正面輝度の大幅向上が得られない。

（最大層厚みと最小層厚みの比率）
また、光学多層フィルムは、通常、屈折率、層数、層の厚みによって反射する波長が決まるが、積層された第１層および第２層のそれぞれが一定の厚みでは、特定の波長のみしか反射することができない。そのため、本発明の１軸延伸多層積層フィルムでは、第１層および第２層それぞれの最大層厚みと最小層厚みの比率が１．５以上５．０以下であり、下限値は好ましくは２．０、さらに好ましくは２．５であり、または上限値は好ましくは４．０、さらに好ましくは３．５である。
第１層および第２層それぞれの最大厚みと最小厚みの比率が下限値に満たないと、４００〜８００ｎｍの波長域にわたり目的とする反射特性が得られない。一方で、第１層および第２層それぞれの最大厚みと最小厚みの比率が上限値を超えると反射帯域が広がりすぎ、４００〜８００ｎｍの波長域における平均反射率が低下するために、目的とする反射特性が得られない。
第１層、第２層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みは、透過型電子顕微鏡を用いて撮影した写真をもとに求めることができる。

第１層および第２層は、段階的に変化してもよく、連続的に変化してもよい。このように積層された第１層および第２層のそれぞれが変化することで、４００〜８００ｎｍにわたる広い波長域の光を反射することができる。
かかる層厚み特性を得る方法として、例えば、第１層用樹脂と第２層用樹脂とを交互に積層させるに際し、多層フィードブロック装置を使用し、フィードブロックの流路の厚みを連続的に変化させる方法が挙げられる。また、その他の方法として、多層フィードブロック装置により均一な厚みの層を積層しておき、その積層された流動体をさらに１．０：１．３：２．０の比で積層された面に垂直に３分岐したのち再び積層して６０１層にするといった方法もある。また、両者を組み合わせた方向も考えられる。

（その他の層）
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、かかる第１層、第２層以外に、かかる積層フィルムの表層や中間層に０．５ｕｍを越える厚膜層が存在してもよい。かかる厚みの層を第１層と第２層の交互積層構成の一部に有することにより、偏光機能に影響をおよぼすことなく、第１層および第２層を構成する各層厚みを均一に調整しやすくなる。かかる厚みの層は、第１層、第２層のいずれかと同じ組成、またはこれらの組成を部分的に含む組成であってもよく、層厚みが厚いため、反射特性には寄与しない。一方、透過する偏光光には影響することがあるため、層中に粒子を含める場合は既述の粒子濃度の範囲内であることが好ましい。

（フィルム厚み）
本発明の１軸延伸多層積層フィルムのフィルム厚みは、１５μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であることがさらに好ましい。

［１軸延伸フィルム］
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、目的とする反射偏光フィルムとしての光学特性を満足するために、少なくとも１軸方向に延伸されている。本発明における１軸延伸には、１軸方向にのみ延伸したフィルムの他、２軸方向に延伸されたフィルムであって、一方向により延伸されたフィルムも含まれる。１軸延伸方向（Ｘ方向）は、フィルム長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。また、２軸方向に延伸されたフィルムであって、一方向により延伸されたフィルムの場合は、より延伸される方向（Ｘ方向）はフィルム長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよく、延伸倍率の低い方向は、１．０５〜１．２０倍程度の延伸倍率にとどめることが偏光性能を高める点で好ましい。２軸方向に延伸され、一方向により延伸されたフィルムの場合、偏光光や屈折率との関係での「延伸方向」とは、より延伸された方向を指す。
延伸方法としては、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。

[反射特性]
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、フィルム面を反射面とし、Ｘ方向を含む入射面に対して平行な偏光成分について入射角０度および５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率がそれぞれ９０％以上である。
また、フィルム面を反射面とし、Ｘ方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が１５％以下であり、入射角５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が２０％以上である。
ここで、入射面とは反射面と垂直の関係にあり、かつ入射光線と反射光線を含む面を指す。また、フィルム面を反射面とし、１軸延伸フィルムの延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して平行な偏光成分は、一般的にＰ偏光とも称される。また、フィルム面を反射面とし、１軸延伸フィルムの延伸方向（Ｘ方向）を含む入射面に対して垂直な偏光成分は、一般的にＳ偏光とも称される。さらに入射角とは、フィルム面の垂直方向に対する入射角を表す。

Ｐ偏光成分について、入射角０度および５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率は、好ましくは９５％以上１００％以下であり、より好ましくは９８％以上１００％以下である。
Ｐ偏光成分についてのかかる平均反射率が下限値に満たないと、反射偏光フィルムとしての偏光反射性能が不十分であり、液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとして十分な性能を発現しない。
Ｐ偏光成分についてかかる反射率特性を得るためには、各層厚み、積層数に加え、フィルム延伸方向（Ｘ方向）における第１層と第２層との屈折率差が大きいことが挙げられる。具体的には第１層および第２層を構成する樹脂として挙げた種類のものを用いてＸ方向に一定の倍率の範囲で延伸処理を施し、第１層の複屈折性を高める方法が挙げられる。

Ｓ偏光成分について、入射角０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率は、好ましくは１３％以下である。また、Ｓ偏光成分について、入射角５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率は、好ましくは２０％以上５０％以下、より好ましくは２５％以上４０％以下である。
Ｓ偏光成分についての入射角０度での平均反射率をかかる範囲に抑えかつ、一方で入射角５０度での平均反射率を０度での平均反射率よりも高い上述の範囲とすることで、斜め方向より入射した光を光源側に反射させて再利用することができ、従来の反射偏光板以上の輝度向上性能を実現できる。

Ｓ偏光成分について、入射角０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が上限値を超えると反射偏光フィルムとしての偏光透過率が低下するため、液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとして十分な性能を発現しない。一方で、Ｓ偏光成分の入射角５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が下限値に満たないと斜め方向より入射した光を再利用できず、従来の反射偏光フィルムを超える輝度向上性能が得られない。
Ｓ偏光成分についてかかる反射率特性を得るためには、各層厚み、積層数に加え、Ｙ方向における第１層と第２層との屈折率差を小さくし、かつ第１層におけるＹ方向とＺ方向との屈折率差を０．１以上にすることでＺ方向における第１層と第２層との屈折率差を大きくし、さらに第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比を既述の一定の範囲にすることが挙げられる。

本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、Ｐ偏光成分について波長４００〜８００ｎｍの各波長における最大反射率と最小反射率の差が１０％以内であり、かつＳ偏光成分について、波長４００〜８００ｎｍの各波長における最大反射率と最小反射率の差が１０％以内であることが好ましい。上記偏光成分の最大反射率と最小反射率の差が１０％以上であると、反射または、透過する光の色相のずれが生じるために液晶ディスプレイなどに使用に問題が生じることがある。

[結晶配向度]
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、フィルムの厚み方向の結晶配向度が−０．３０以上０．０５以下であることが好ましく、より好ましくは−０．１０以上０．００以下である。フィルムの厚み方向の結晶配向度の値が大きいほど面配向性が小さく、１軸配向性が高いことを示す。かかる結晶配向度が上限値を超えると１軸配向性が強すぎて、各方向における屈折率特性を同時に満たすことができない。一方、かかる結晶配向度が下限値に満たないと面配向が過多になり２軸配向性が生じるため、本発明の偏光反射特性を得ることができない。
フィルム厚み方向の結晶配向度は、Ｘ線回折装置を用いてフィルムの結晶構造において、芳香族環に平行な面（１１０面）と分子鎖方向に平行な面（２０６面）に対して垂直な面である結晶面（０１０面）の厚さ方向（ＮＤ）の結晶配向指数＜ｃｏｓ^２Φ_010,ND＞を求め、下記式（１）より得られる結晶配向度ｆ_010,NDで表わされる。

［１軸延伸多層積層フィルムの製造方法］
つぎに、本発明の１軸延伸多層積層フィルムの製造方法について詳述する。
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、２，６−ナフタレンジカルボン酸を含むポリエステル（第１の層用）と、本発明の第２層の屈折率特性を発現する熱可塑性樹脂（第２の層用）とを、溶融状態で交互に少なくとも２５１層重ね合わせた状態で押出し、多層未延伸フィルム（シート状物とする工程）とする。このとき、積層された２５１層以上の積層物は、各層の厚みが段階的または連続的に１．５倍〜５．０倍の範囲で変化するように積層される。

このようにして得られた多層未延伸フィルムは、製膜方向、またはそれに直交する幅方向の少なくとも１軸方向（フィルム面に沿った方向）に延伸される。延伸温度は、第１層の熱可塑性樹脂のガラス転移点の温度（Ｔｇ）〜Ｔｇ＋５０℃の範囲が好ましい。このときの延伸倍率は２〜１０倍であることが好ましく、さらに好ましくは２．５〜７倍、さらいに好ましくは３〜６倍、特に好ましくは４．５〜５．５倍である。延伸倍率が大きい程、第１層および第２層における個々の層の面方向のバラツキが延伸による薄層化により小さくなり、多層延伸フィルムの光干渉が面方向に均一になり、また第１層と第２層の延伸方向の屈折率差、および厚み方向の屈折率差が大きくなるので好ましい。このときの延伸方法は、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。また、かかる延伸方向と直交する方向（Ｙ方向）にも延伸処理を施し、２軸延伸を行う場合は、１．０５〜１．２０倍程度の延伸倍率にとどめることが好ましい。Ｙ方向の延伸倍率をこれ以上高くすると、偏光性能が低下することがある。また、延伸後にさらに熱固定処理を施すことが好ましい。

［輝度向上フィルム］
本発明の１軸延伸多層積層フィルムは、Ｐ偏光成分を選択的に高反射し、該偏光成分と垂直方向のＳ偏光成分のうち入射角０度の光を選択的に高透過させ、かつ斜め方向に入射したＳ偏光を反射することから、液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして使用することにより、反射されたＰ偏光成分とＳ偏光成分を再利用することができ、Ｓ偏光の一部も再利用して正面輝度を従来よりも大幅に向上させることができる。

［１軸延伸多層積層フィルム積層体］
本発明の１軸延伸多層積層フィルムを液晶ディスプレイなどの輝度向上フィルムとして用いる場合に平面性を確保するといった観点から、本発明の１軸延伸多層積層フィルムの少なくとも片面に耐熱性熱可塑性樹脂フィルムを積層することができる。
耐熱性熱可塑性樹脂フィルムを構成する樹脂については特に限定されないが、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂などがあげられる。この中でも特に透明性と耐熱性の観点からポリカーボネート樹脂が好ましい。ポリカーボネートと総称される高分子材料は、その合成手法において重縮合反応が用いられて、主鎖が炭酸結合で結ばれているものを総称するが、これらの内でも、一般にフェノール誘導体と、ホスゲン、ジフェニルカーボネート等からの重縮合で得られるものを意味する。通常、ビスフェノール−Ａと呼称されている２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンをビスフェノール成分とするポリカーボネートが好ましく選ばれるが、適宜各種ビスフェノール誘導体を選択することで、ポリカーボネート共重合体を構成することができる。

かかる共重合成分としてこのビスフェノール−Ａ以外に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−フェニルエタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフロロプロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、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）スルフォン等を挙げることができる。

かかる共重合成分の割合は、ポリカーボネート共重合体の全繰り返し単位中２〜２０モル％であることが好ましく、５〜１０モル％であることがさらに好ましい。
ここで用いられるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、１０，０００以上２００，０００以下であることが好ましい。粘度平均分子量が１０，０００より低いと得られるフィルムの機械的強度が不足する場合があり、また２００，０００以上の高分子量になるとドープの粘度が大きくなりすぎ、取り扱い性に乏しくなることがある。

１軸延伸多層積層フィルムの少なくとも片面に耐熱性熱可塑性樹脂フィルムを積層させる方法として、耐熱性熱可塑性樹脂フィルムの片側にロールコーターなどで粘着層を塗工したのち、室温で１軸延伸多層積層フィルムを貼合する方法や耐熱性熱可塑性樹脂フィルムの片側にヒートシール層を塗工したのちラミネーターなどで加熱圧着する方法、また耐熱性熱可塑性樹脂フィルムの片側に紫外線硬化性の樹脂を塗工したのち紫外線を照射することで接着する方法など、適宜公知の技術を適用できる。

実施例をもって、本発明をさらに説明する。なお、実施例中の物性や特性は下記の方法にて測定または評価した。

（１）熱可塑性樹脂およびフィルムの融点（Ｔｍ）
ポリマー試料またはフィルムサンプルを１０ｍｇサンプリングし、ＤＳＣ（ＴＡインスツルメンツ社製、商品名：ＤＳＣ２９２０）を用い、２０℃／ｍｉｎ．の昇温速度で、融点およびガラス転移点を測定する。

（２）熱可塑性樹脂の特定ならびに共重合成分および各成分量の特定
フィルムサンプルの各層について、^１Ｈ−ＮＭＲ測定より熱可塑性樹脂の成分ならびに共重合成分および各成分量を特定した。

（３）各層の厚み
フィルムサンプルをフィルム長手方向２ｍｍ、幅方向２ｃｍに切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂（リファインテック（株）製エポマウント）にて包埋した。包埋されたサンプルをミクロトーム（ＬＥＩＣＡ製ＵＬＴＲＡＣＵＴ ＵＣＴ）で幅方向に垂直に切断し、５ｎｍ厚の薄膜切片にした。透過型電子顕微鏡（日立Ｓ−４３００）を用いて加速電圧１００ｋＶにて観察撮影し、写真から各層の厚みを測定した。
また、得られた各層の厚みをもとに、第１層における最小層厚みに対する最大層厚みの比率、第２層における最小層厚みに対する最大層厚みの比率をそれぞれ求めた。
また、得られた各層の厚みをもとに、第１層の平均層厚み、第２層の平均層厚みをそれぞれ求め、第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みを算出した。
なお、最外層または交互積層中に０．５μｍを超える厚みの調整層が存在する場合は、それらは第１層と第２層から除外した。

（４）フィルム全体厚み
フィルムサンプルをスピンドル検出器（安立電気（株）製Ｋ１０７Ｃ）にはさみ、デジタル差動電子マイクロメーター（安立電気（株）製Ｋ３５１）にて、異なる位置で厚みを１０点測定し、平均値を求めフィルム厚みとした。

（５）各方向の延伸前、延伸後の屈折率
各層を構成する個々の樹脂について、それぞれ溶融させてダイより押出し、キャスティングドラム上にキャストしたフィルムをそれぞれ用意した。また、得られたフィルムを１３５℃にて一軸方向に５倍延伸した延伸フィルムを用意した。得られたキャストフィルムと延伸フィルムについて、それぞれ延伸方向（Ｘ方向）とその直交方向（Ｙ方向）、厚み方向（Ｚ方向）のそれぞれの屈折率（それぞれｎ_Ｘ、ｎ_Ｙ、ｎ_Ｚとする）を、メトリコン製プリズムカプラを用いて波長６３３ｎｍにおける屈折率を測定して求め、延伸前、延伸後の屈折率とした。各層の延伸前の平均屈折率については、延伸前の３方向の屈折率の平均値を平均屈折率とした。

（６）反射率、反射波長
分光光度計（島津製作所製、ＭＰＣ−３１００）を用い、光源側に偏光フィルタを装着し、各波長での積分球に対する全光線反射率を波長４００ｎｍから８００ｎｍの範囲で測定する。このとき、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向（Ｘ方向）と合わせるように配置した場合の測定値をＰ偏光とし、偏光フィルタの透過軸をフィルムの延伸方向と直交するように配置した場合の測定値をＳ偏光とした。それぞれの偏光成分について、４００−８００ｎｍの範囲での反射率の平均値を平均反射率とした。

（７）結晶配向度
Ｘ線回折装置（理学電機製ＲＯＴＡＦＬＥＸ ＲＩＮＴ２５００ＨＬ）を用いてフィルムの結晶面（０１０）の厚さ方向ＮＤの結晶配向指数＜ｃｏｓ^２Φ_{ＮＤ，０１０}＞を求め、下式（１）より結晶配向度ｆ_{０１０，ＮＤ}を求めた。

なお、ＮＤ方向の結晶配向度は極点試料台（理学電機製多目的試料台）を用いて測定した。

（８）輝度向上効果
ＬＣＤパネル（松下電器製ビエラＴＨ−３２ＬＺ８０ ２００７年製）中の光学フィルム（拡散フィルム、プリズムシート）の代わりに積層体サンプルフィルムを偏光板と光源の間に挿入し、ＰＣにて白色を表示したときの正面輝度を５００ｍｍ離れた場所からトプコン社製輝度計（ＢＭ−７）で測定し、サンプルフィルム挿入前の輝度に対するサンプルフィルム挿入後の輝度の上昇率を算出し、輝度向上効果を下記の基準で評価した。
◎：輝度向上効果が１６０％以上
○：輝度向上効果が１５０％以上、１６０％未満
△：輝度向上効果が１４０％以上、１５０％未満
×：輝度向上効果が１４０％未満

（９）実用評価試験
積層体サンプルフィルムをＬＣＤパネル（松下電器製ビエラＴＨ−３２ＬＺ８０ ２００７年製）中の偏光板と光源の間に挿入し、バックライトを連続３０００ｈｒ点灯後、取り出してシートの外観を肉眼で観察し、下記基準に基づき評価を行った。
評価基準：
◎ 連続点灯後のフィルムの外観に全く変化が見られないか、連続点灯後
のフィルムに目視で変化が認められるものの０．５ｍｍ未満の高さの計測不能な凹凸である
○ 連続点灯後のフィルムに、１ｍｍ未満の高さの凹凸が見られる
× 連続点灯後のフィルムに、１ｍｍ以上の高さの凹凸が見られる

［実施例１］
固有粘度（オルトクロロフェノール、３５℃）０．６２ｄｌ／ｇのポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）に真球状シリカ粒子（平均粒径：０．３μｍ、長径と短径の比：１．０２、粒径の平均偏差：０．１）を第１層の重量を基準として０．１５ｗｔ％添加したものを第１の層用ポリエステルとし、第２の層用熱可塑性樹脂として固有粘度（オルトクロロフェノール、３５℃）０．６２ｄｌ／ｇのテレフタル酸６４ｍｏｌ％共重合ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ＴＡ６４ＰＥＮ）を準備した。
次に第１の層用ポリエステルおよび第２の層用ポリエステルを、それぞれ１７０℃で５時間乾燥後、第１、第２の押出機に供給し、３００℃まで加熱して溶融状態とし、第１の層用ポリエステルを２７６層、第２の層用ポリエステルを２７５層に分岐させた後、第１層と第２層が交互に積層され、かつ第１層と第２層におけるそれぞれの最大層厚みと最小層厚みが最大／最小で２．２倍まで連続的に変化し、かつ第１層と第２層の平均層厚みが１．０：０．８となるように設計された多層フィードブロック装置を使用して、その積層状態を保持したままダイへと導き、キャスティングドラム上にキャストして第１層と第２層の平均層厚みが１．０：０．８である、第１層と第２層が交互に積層された総数５５１層の未延伸多層積層フィルムを作成した。
この多層未延伸フィルムを１３５℃の温度で幅方向に５．２倍に延伸し、１５０℃で３秒間熱固定処理を行った。得られたフィルムの厚みは５５μｍであった。
得られた１軸延伸多層積層フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表１に、また物性を表２に示す。

［実施例２〜４、比較例１〜３］
表１に示すとおり、各層の樹脂組成、層厚み、および製造条件を変更した以外は実施例１と同様の操作を行い、１軸延伸多層積層フィルムを得た。得られた１軸延伸多層積層フィルムの各層の樹脂構成、各層の特徴を表１に、また物性を表２に示す。

本発明によれば、本発明の1軸延伸多層積層フィルムは従来よりも正面輝度が大幅に向上する効果が得られ、液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして好適に使用される。

Claims (6)

1. 第１層と第２層とが交互に２５１層以上積層された１軸延伸多層積層フィルムであり、
   １）第１層は２，６−ナフタレンジカルボン酸成分を含むポリエステルを構成成分とする厚み０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の層であり、１軸延伸方向（Ｘ方向）、フィルム面内で１軸延伸方向に直交する方向（Ｙ方向）およびフィルム厚み方向（Ｚ方向）において第１層のＹ方向とＺ方向の屈折率差が０．１以上であり、
   ２）第２層は熱可塑性樹脂を構成成分とする厚み０．０１μｍ以上０．５μｍ以下の層であり、該第２層における延伸前のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の平均屈折率が１．６０以上１．６５以下であって、該延伸前の平均屈折率と延伸後のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の屈折率との差が３方向とも０．０５以下であり、
   ３）第２層の平均層厚みに対する第１層の平均層厚みの比（第１層の平均層厚み／第２層の平均層厚み）が０．５以上５．０以下であって、
   ４）フィルム面を反射面とし、Ｘ方向を含む入射面に対して平行な偏光成分について入射角０度および５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率がそれぞれ９０％以上、
   ５）フィルム面を反射面とし、Ｘ方向を含む入射面に対して垂直な偏光成分について、入射角０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が１５％以下、入射角５０度での該入射偏光に対する波長４００〜８００ｎｍの平均反射率が２０％以上である
   ことを特徴とする１軸延伸多層積層フィルム。
2. １軸延伸多層積層フィルムのフィルム厚み方向における結晶配向度が−０．３０以上
   ０．０５以下である請求項１に記載の１軸延伸多層積層フィルム。
3. 第１層のポリエステルがポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートである請求項１または２に記載の１軸延伸多層積層フィルム。
4. 第２層の熱可塑性樹脂が全繰り返し単位を基準としてテレフタル酸成分またはイソフタル酸成分の少なくとも一成分を３０モル％以上７０モル％以下の範囲で共重合した共重合ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートである、請求項１〜３のいずれかに記載の１軸延伸多層積層フィルム。
5. 液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして用いられる請求項１〜４のいずれかに記載の１軸延伸多層積層フィルム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の１軸延伸多層積層フィルムの少なくとも片面にさらに耐熱性熱可塑性樹脂フィルムを積層してなる１軸延伸多層積層フィルム積層体。