JP2014529662A - 光学フィルムおよびその調製方法 - Google Patents

Abstract

光学フィルムおよびその調製方法が開示される。光学フィルムは、ベース層、ベース層に配置された複数のポリマー粒子、および、ベース層に形成されて複数のポリマー粒子を個々に包囲するボイドを有して成り、ポリマー粒子が架橋ポリマーを含んで成る。光学フィルムは均一なボイドを有し、プロセス安定性および寸法安定性が向上したものとなっているだけでなく、白色度、隠蔽力および反射率などの光学特性も向上したものとなっている。従って、光学フィルムは、ＬＣＤデバイスのＢＬＵのための反射シートなどに有用となり得る。

Description

本発明の態様は、光学フィルムに関すると共に、その光学フィルムを調製するための方法にも関する。

近年、フラット・パネルディスプレイの１つである液晶ディスプレイは、ノートパソコン、テレビおよび自動車ＧＰＳシステムなどを含む種々の用途に最も広く使用されている。低消費電力、スリムなことおよび高解像度などの利点があるので、液晶ディスプレイの需要は増加傾向にある。しかしながら、ＬＣＤは、それ自体では発光することができないので受動デバイスである。それゆえ、光源としてバックライト装置（ＢＬＵ）を使用しなければならず、そのために種々の光学フィルムが用いられている。特に、白色の多孔質ポリエステル・フィルムは、ＢＬＵの反射シートとして一般に用いられている。

白色の多孔質ポリエステル・フィルムの調製に利用できる方法については多く開示されている。例えば、フィルムの表面および内部に微小ボイドが形成されるように、ポリエステル樹脂を発泡剤と混合することによって、あるいは、ポリエステル樹脂をポリオレフィン樹脂と混合することによってポリエステル・フィルムを調製することができる。しかしながら、発泡剤を用いる方法では、処理温度を丁寧に調整しないと微小ボイドのサイズを均一に制御し難い。ポリエステル樹脂をポリオレフィン樹脂と混合する方法では、ポリオレフィン樹脂がポリエステル樹脂と相溶性を有していないので、微小ボイドのサイズを均一に制御することが難しく、フィルムの引伸ばし工程に際してフィルムが破損・破断すると共に、白色度、反射率および隠蔽力の点で満足なものとならなくなる。

かかる問題を解決すべく、種々の相溶化剤を用いる試みがなされている。しかしながら、相溶化剤の熱安定性が低かったり、フィルム表面へと相溶化剤が望ましくない移動を伴ってしまったりするなどの問題があり、相溶化剤の使用は商業的なプロセスの点で満足のいくものとならないことが分かっている。

かかる問題に対処すべく、韓国特許第０２１５４９６号公報に開示されているプロセスでは、十分な多孔性およびボイド・サイズを確保すべく、ポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂との混合物に対して無機粒子が添加される。

更に、韓国特許出願公開第２０１１−１９６１４号公報においては、ポリエステル樹脂、無機粒子、および、ポリエステル樹脂と相溶性を有していない結晶性ポリマーを含んで成る白色の多孔性ポリエステル・フィルムが開示されている。しかしながら、非相溶性の結晶ポリマーのサイズは、分散相で均一ではなく、それゆえ、ボイドがサイズの点で不規則なものとなって、プロセスの安定的な操作を阻害する。また、単位面積当たりのボイド数は、所望の均一な反射率を有する膜を製造するには十分でない。

韓国特許第０２１５４９６号公報 韓国特許出願公開第２０１１−１９６１４号公報

本発明の態様は、多孔性、白色度、隠蔽力および反射率の観点において光学特性が高い光学フィルムを提供することを目的とする。

本発明の１つの態様として、光学フィルムであって、
ベース層（base layer）、
ベース層に配置された複数のポリマー粒子、
ベース層に形成され、複数のポリマー粒子を個々に包囲する複数のボイド（void）
を有して成り、
ポリマー粒子が架橋ポリマー(または架橋されたポリマー、crosslinked polymer)を含んで成る、光学フィルムが供される。

好適な態様において、架橋ポリマーはポリエステル樹脂と相溶性を有していない。ベース層がポリエステル樹脂を含んで成ってよい。架橋ポリマーが架橋熱硬化性ポリマー(または架橋された熱硬化ポリマー)を含んで成り得、その架橋熱硬化性ポリマーが、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、および、それらの共重合樹脂から成る群から選択され得る。また、架橋ポリマーが架橋剤で架橋された熱可塑性ポリマーを含んで成り得、その熱可塑性ポリマーが、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン共重合樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、およびそれらの共重合樹脂から成る群から選択され得る。

好適な態様として、ベース層が少なくとも１方向に引伸ばされており、ボイドがベース層の引伸し方向に対して平行な方向に延びた形状を有する。ポリマー粒子は、ベース層に平行な方向に水平直径を有し得る一方、ベース層に垂直な方向に垂直直径を有し得、垂直直径に対する水平直径の比が約１．２：１〜約１：１．２となり得る。ボイドの各々の断面形状は楕円形状となり得、その楕円の短軸長さが０．１〜１０μｍとなり得る。ベース層、無機粒子およびポリマー粒子の含量が、それぞれ、総重量基準で約６０〜９０重量％、約９〜３０重量％および約１〜１０重量％となり得る。光学フィルムが約５５０ｎｍの波長において約９７％以上の反射率を有し得る。

好適な態様では、光学フィルムが、ベース層に配置された複数の無機粒子、および、ベース層に形成された複数の無機粒子を個々に包囲する複数の第２ボイドを更に含んで成る。

好適な態様では、ポリマー粒子は約０．１〜１０μｍの平均粒子サイズを有しており、ポリマー粒子量が光学フィルムの総重量基準で約１〜１５重量％となっている。

本発明の別の態様では、光学フィルムを調製（または製造）する方法が提供される。かかる光学フィルムの調製方法は、
ベース樹脂、複数の無機粒子、および、架橋ポリマーを含んで成る複数のポリマー粒子を供すること、
樹脂組成物を得るべくベース樹脂、無機粒子およびポリマー粒子を混合すること、
樹脂組成物を溶融、混練および押出することによってシートを形成すること、また
シートを少なくとも１方向に引伸ばすこと
を含んで成る。

好適な態様では、架橋剤を用いてモノマーを重合させることによってポリマー粒子を調製してよい。樹脂組成物の溶融、混練および押出の間において複数のポリマー粒子は、その当初形状を固体相で維持し得る。ベース樹脂がポリエステル樹脂を含んで成ってよく、モノマーがアクリル・モノマーを含んで成ってよく、また、架橋剤が少なくとも２つの官能基を有するアクリル化合物を含んで成ってよい。

好適な態様では、各方向において引伸ばし比が約３〜６となるようにシートの引伸ばしを行う。

好適な態様では、長手方向および横断方向の各方向において少なくとも２段階でシートの引伸しを行い、そのいずれかの方向において行う第１引伸し段階を、少なくとも１．５の引伸し率でもってベース樹脂のＴｇよりも１０℃〜３０℃高い温度で行う。

本発明の更なる態様において、反射フィルムが提供される。かかる反射フィルムは、
ポリエステル樹脂層、
ポリエステル樹脂層に配置された複数のポリマー粒子、および
ポリエステル樹脂層に形成され、複数のポリマー粒子を個々に包囲する複数のボイド
を有して成り、
ポリマー粒子が、架橋剤で架橋されたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂を含んで成り、約２５０℃〜３５０℃の温度で固体相を維持している。

本発明の種々の例における光学フィルムは、架橋ポリマーを含んで成るポリマー粒子が均一なサイズ分布を有している。これによって、サイズが均一なボイド形成、プロセスの安定的な操作、光学特性（白色度、隠蔽力および反射率など）の向上が可能となる。かかる光学フィルムは、ＬＣＤデバイスにおけるＢＬＵ用反射フィルムとして利用することができる。

図１は、本発明の１つの態様に従ったポリエステル・フィルムの模式的な断面図を示している。具体的には、かかる模式的な断面図は、ポリマー粒子および無機粒子によってフィルムの表面および内部に形成された２種類のボイドを示すと共に、フィルムによってもたらされる光反射を示している（１：光学フィルム、１１：ポリマー粒子、１２：第１ボイド、２１：無機粒子、２２：第２ボイド、３０：ポリエステル樹脂、５０：入射（光）線、５２：透過（光）線、５３：散乱光）。 図２は、ポリマー粒子およびそれによって形成されたボイド（１１：ポリマー粒子、１２：第１ボイド、Ｒａ：水平直径、Ｒｂ：垂直直径）。

本発明の上記および他の目的・特徴については、添付の図面を併用することによって、以下の説明から明らかになる。

当業者のいずれの者であっても本発明を容易に理解できるように本発明を詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下で説明する態様に限定されるのではなく、他の種々の態様であっても実施できる。

本明細書で説明されているように、「Ｂを有して成るＡ」（又は「Ｂを含んで成るＡ」）といった表現は、Ａがその成分としてＢを有すると共に、特に明記しない限り、Ｂ成分などの他の成分を更に有し得ることを意味している。

本発明の説明をより明瞭にするために、それに直接的に関連性を有さない部分は、図面から省略している。フィルムの構造および構成のより良い理解のためにフィルム断面が拡大されている。本発明の同一の要素に対しては本明細書の全体を通じて同一の参照番号・記号を付している。

本明細書で説明されているように、「ＡがＢの上にある」といった表現は、ＡがＢ上に直接的に存在していること、あるいは、ＡがＢよりも上に位置しながらもＡとＢとの間に他の要素が介在していることを意味している。更に、「ＡがＢ上にある」といった表現は、ＡがＢよりも上に位置しながらもＡとＢとの間に他の要素が介在していないことを意味している。

図１および２を参照すると分かるように、本発明の１つの態様に従った光学フィルム（１）は、ベース層（３０）、複数の無機粒子（２１）および複数のポリマー粒子（１１）を有して成る。

無機粒子（２１）およびポリマー粒子（１１）はベース層（３０）に含まれている。無機粒子（２１）およびポリマー粒子（１１）がベース層（３０）に配置されている。具体的には、無機粒子（２１）およびポリマー粒子（１１）は、ベース層（３０）の内部に位置付けられたものとなっていてよい。より具体的には、無機粒子（２１）およびポリマー粒子（１１）はベース層（３０）にて均一に分散している。

第１ボイド（１２）は、複数のポリマー粒子（１１）のそれぞれの周囲に形成され得る。ベース層（３０）に第１ボイド（１２）が形成されており、その第１ボイド（１２）が複数のポリマー粒子（１１）を個々に包囲している。ベース層（３０）において、第１ボイド（１２）は各ポリマー粒子（１１）の外表面の一部または全部を包囲するように形成されている。第１ボイド（１２）は、ベース（３０）と個々のポリマー粒子（１１）との間に形成され得る。具体的にいえば、第１ボイド（１２）の各々は、ベース層（３０）とポリマー粒子（１１）との間のギャップ成長に伴って、ベース層（３０）とポリマー粒子（１１）との間の界面に形成される。更に、第２ボイド（２２）は、複数の無機粒子（２１）を個々に包囲するように形成されている。第１ボイド（１２）の形成と同様、ベース層（３０）と無機粒子（２１）との間のギャップ成長に伴って、第２ボイド（２２）の各々がベース層（３０）と無機粒子（２１）との間の界面に形成される。

ベース層
ベース層はベース樹脂を含んで成る。具体的には、ベース層は、全体としてベース樹脂を含んで成り得る。ベース樹脂は透明な樹脂であり得る。ベース樹脂は、引伸ばし可能な樹脂であってよい。より具体的には、ベース樹脂はポリエステル樹脂であってよい。ベース層の厚さは約５０〜５００μｍであり得る。

ポリエステル樹脂を例示すると、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）およびそれらの混合物を挙げることができる。そのようなポリエステル樹脂は「芳香族ジカルボン酸を含んで成る酸成分」と「アルキレン・グリコールを含んで成るグリコール成分」との縮重合によって調製できる。

芳香族ジカルボン酸を例示すると、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸、イソフタル酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、α，β−ビス（２−クロロフェノキシ）−エタン−４，４−ジカルボン酸およびそれらの混合物を挙げることができる。また、アルキレン・グリコールを例示すると、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、へキシレングリコールおよびそれらの混合物を挙げることができる。

ベース樹脂（例えばポリエステル樹脂）の含量は、光学フィルムの総重量基準で約６０〜９０重量％であり得る。ベース樹脂量が６０重量％未満の場合、引張り工程を安定的に実施し難くなり得る。一方、ベース樹脂量が９０重量％より多い場合、フィルムに光学特性を付与する添加剤量の不足に起因して、所望の光学特性を呈するフィルムの製造が困難となり得る。

ベース層は、押出し工程および引伸し工程を通じて形成され得る。更にいえば、ベース層は共押出し工程および引伸し工程を通じて形成され得る。

ポリマー粒子
ポリマー粒子は、均一かつ効率的なボイド形成のためにベース層に配置されており、それによって、光透過率、反射率および色調などのフィルムの光学的特性が制御される。

ポリマー粒子に含まれる樹脂はベース樹脂と相溶性を有し得ない。特に、ポリマー粒子に含まれる樹脂はポリエステル樹脂に対して相溶性を有し得ない。具体的には、ポリマー粒子に含まれる樹脂は、ベース樹脂（特にポリエステル樹脂）と混合するためのエンタルピーを有するものであってよく、少なくとも０．２（ＭＪｍ^−３）^１／２のエンタルピーを有するものであってよい。

更に、ポリマー粒子は高い熱抵抗を有している。具体的には、ポリマー粒子は架橋ポリマーを含んで成る。架橋ポリマーはネットワーク構造（network structure）を有し得る。架橋ポリマーは、加熱された際、不可逆的に硬化し、軟化および溶融しない。むしろ、架橋ポリマーは、高い温度で分解し得る。架橋ポリマーは、架橋剤を用いて熱硬化性ポリマーを架橋することによって又は熱可塑性ポリマーを架橋することによって調製され得る。

ポリマー粒子は、例えばモノマーまたはオリゴマーの乳化重合によって調製できる。架橋剤が重合に用いられてよい。

ポリマー粒子は、押出のための温度において軟化および分解し得ない。具体的には、ポリマー粒子の当初形状は押出温度において固体相で維持される。ベース樹脂を押出すための温度は約２００℃〜３５０℃であってよい。具体的には、ベース樹脂がポリエステル系樹脂の場合、押出温度が約２６０℃〜３００℃であってよい。

ポリマー粒子は、２５０℃以上の温度で軟化および溶融し得ない。具体的には、ポリマー粒子の当初形状は約２５０℃〜３５０℃の温度にて固体相で維持される。

ポリマー粒子が架橋ポリマーを含んで成るので、ポリマー粒子は高い熱抵抗を有し得、押出の間で高い温度に耐え、固体相として当初形状を維持する。その結果、ポリマー粒子だけでなく、ボイドのサイズ分布を均一に制御することが可能となり得る。架橋されていない熱可塑性ポリマーの粒子がベース樹脂の押出に際して添加される場合、その押出工程に際して高い温度で熱可塑性ポリマーの粒子が溶融することになる。その結果、ボイドのサイズを均一に制御することが困難となり得、その結果、分散相のサイズ分布が不均一となり、フィルムの反射率が低下することになる。

更に、ポリマー粒子に対してはガラス転移温度（Ｔｇ）が測定され得ない。例えば、未架橋ＰＭＭＡ樹脂は、ＤＳＣによって測定された際に９５℃〜１００℃のＴｇを呈する一方、架橋ＰＭＭＡ樹脂に対してはＤＳＣでＴｇは測定され得ない。

粒子分布の点で単分散され、フィルムのベース樹脂に対して高い熱抵抗を有する架橋ポリマー粒子を添加することによって、連続相のようなベース樹脂に分散相が均一分散することになる。換言すれば、ベース樹脂に小さい粒子が均一に分散することによって、引伸し工程に際して、均一となった小さなボイドの数が増加する。また、粒子の小さいサイズは、引き続いて形成されるボイドのサイズを小さくし得る。従って、引伸し工程に際しては粒子の変形および脱離が減じられた安定した操作でもって高い引伸し比でフィルムを調製することができる。

上述したように、ベース樹脂（例えば、ポリエステル樹脂）と相溶性を有していない材料は、それ自体で架橋可能であれば又は架橋剤を用いることによって架橋可能であれば、ポリマー粒子として用いられ得る。

それ自体で架橋可能なポリマー樹脂としては、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、および、それらの共重合樹脂から成る群から選択される架橋熱硬化性ポリマーを挙げることができる。

一方、架橋剤で架橋できる熱可塑性ポリマーとしては、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン共重合樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、およびそれらの共重合樹脂から成る群から選択される熱可塑性ポリマーを挙げることができる。

アクリル樹脂としてはＰＭＭＡまたはその共重合体が好ましい。ＰＭＭＡは、優れた光学的特性および低い屈折率を有していて、ＰＭＭＡとポリエステル・ベース樹脂との間の大きな屈折率の相違に起因して、高い反射率がフィルムにもたらされる。

更に、ポリマー粒子には、アモルファス・ポリマー樹脂が用いられ得る。

好ましくは、ポリマー粒子は球形状を有し得る。具体的には、ポリマー粒子が約１：１．２〜１．２：１のアスペクト比を有し得ることが好ましい。長軸長さと短軸長さとの差が比較的小さいので、ボイド・サイズを容易に制御できる。

ベース層の調製のための押出し工程および引伸し工程に際してポリマー粒子の当初形状は固体相として維持されるので、ポリマー粒子はいずれの方向にも細長く伸ばされたものとはなり得ない。換言すれば、ポリマー粒子は軟化しないので、ベース層の引伸しに伴ってポリマー粒子が細長くならない。つまり、ポリマー粒子は、それがベース樹脂に加えられた際に有していた形状を維持している。

図２に示されるように、ポリマー粒子（１１）は、ベース層（３０）に平行な方向に水平直径（Ｒａ）を有する一方、ベース層（３０）に垂直な方向に垂直直径（Ｒｂ）を有している。換言すれば、水平直径（Ｒａ）はベース層（３０）に平行な方向に測定されるものであり、垂直直径（Ｒｂ）はベース層（３０）に垂直な方向に測定されるものである。垂直直径（Ｒｂ）に対する水平直径（Ｒａ）の比はおよそ１：１となり得る。具体的には、垂直直径（Ｒｂ）に対する水平直径（Ｒａ）の比が約１．２：１〜約１：１．２となっている。

ポリマー粒子は、約０．１〜１０μｍの平均粒子サイズ（Ｄ５０）を有し得る。かかる平均粒子サイズ（Ｄ５０）が約０．１μｍ未満の場合、ベース樹脂にて粒子を分散および混ぜ合わせる際に問題が生じ得る。一方、平均粒子サイズ（Ｄ５０）が約１０μｍよりも大きいと、引伸し工程において問題が引き起こされ得る。ポリマー粒子の平均粒子サイズは、より好ましくは約０．５〜５μｍであり、最も好ましくは約０．５〜０．８μｍである。特に、ポリマー粒子は、例えば約０．７〜０．８の粒子サイズ分散度の粒子サイズで単分散され得ることが好ましい。

ポリマー粒子量は、光学フィルムの総重量基準で約１〜１５重量％である。かかるポリマー粒子量が１重量％未満の場合、それによってもたらされる効果が低減され得る。一方、ポリマー粒子量が１５重量％を超えると、十分な引伸し比で押出品を引伸ばすのが困難となり得、反射率などのフィルムの光学特性が損なわれることになる。好ましくは、ポリマー粒子の含量は約１〜１０重量％であり得る。

無機粒子
本発明の１つの態様に従えば、無機粒子は、光透過率、反射率、色調などのフィルムの光学特性や、摩擦係数、表面粗さおよび触感などの他の特性などを制御するのに用いられる。無機粒子は、ベース層に加えられるために混ぜ合わせられる。十分なボイドをベース層に形成するためにポリマー粒子に加えて無機粒子を使用することが好ましい。

無機粒子は、高い屈折率を有し得る。例えば、無機粒子は、約２．０以上の屈折率を有し得る。無機粒子は、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、ゼオライトおよびそれらの混合物から成る群から選択される材質から成るものであってよい。

無機粒子は、約０．１〜１．２μｍの平均粒子サイズを有し得る。無機粒子の平均粒子サイズが０．１μｍ未満の場合、光学特性および表面特性に対する影響が低減され得る。一方、無機粒子の平均粒子サイズが１．２μｍより大きいと、光学特性、表面粗さおよびフィルム引伸し性が低下し得る。好ましくは、無機粒子の平均粒子サイズは約０．５〜０．７μｍである。

用いられる無機粒子量は、光学フィルムの総重量に基づいて約９〜３０重量％であり得る。無機粒子量が９重量％未満の場合、それによってもたらされる効果が低減され得る。一方、無機粒子量が３０重量％を超えると、十分な引伸し比で押出品を引伸ばすのが困難となり得、その結果、反射率などのフィルムの光学特性が損なわれることになる。

必要に応じて、ベース層は、白色度、安定剤、重縮合触媒、分散剤、帯電防止剤、結晶化促進剤、ブロッキング防止剤、潤滑剤などの添加剤を更に含んで成るものであってよい。

ボイド（第１ボイドおよび第２ボイド）
複数のポリマー粒子を個々に包囲するようにベース層に形成されるボイドは、本明細書で「第１ボイド」と称される。また、複数の無機粒子を個々に包囲するようにベース層に形成されるボイドは、本明細書で「第２ボイド」と称される。具体的には、第１ボイドは、ベース層とポリマー粒子との間のギャップ成長に際してかかるベース層とポリマー粒子との間の界面に形成される。更に、第２ボイドは、ベース層と無機粒子との間のギャップ成長に際してかかるベース層と無機粒子との間の界面に形成される。

第１ボイドは、単一軸または複数軸に沿って細長い（引伸ばされた）形状を有し得る。つまり、第１ボイドは、ベース層の引伸し方向に平行な方向に延びた形状を有し得る。換言すれば、各々の第１ボイドは、ベース層が引伸ばされる方向に平行な方向にて各ポリマー粒子から延在している。

同様に、第２ボイドは、単一軸または複数軸に沿って細長い（引伸ばされた）形状を有し得る。つまり、第２ボイドは、ベース層の引伸し方向に平行な方向に延びた形状を有し得る。換言すれば、各々の第２ボイドは、ベース層が引伸ばされる方向に平行な方向にて各無機粒子から延在している。

第１ボイドおよび第２ボイドは、楕円状の断面形状を有し得る。かかる場合、ポリマー粒子を包囲する第１ボイドの短軸長さ（即ち、楕円の短軸長さ）は、約０．１〜１．２μｍであり得、好ましくは０．３〜０．６μｍであり得る。

特に、第１ボイドおよび第２ボイドは、小さく均一な粒子によって形成されるので小さくて均一なサイズを有し得る。

上述したように、２種類のボイド（即ち、第１ボイドおよび第２ボイド）は、図１に示されるようにベース層に形成される。

具体的には、本発明の１つの態様に従った光学フィルムでは、第１ボイド（１２）および第２ボイド（２２）は、それぞれ、ポリマー粒子（１１）および無機粒子（２１）によってベース層（３０）に形成されている。従って、光線が光学フィルムの表面に入射される際、入射光（５０）は、反射光（５１）および透過光（５２）を生じることになる。そして、表面を通過する透過光（５２）は、ポリマー粒子（１１）、無機粒子（２１）、第１ボイド（１２）および第２ボイド（２２）のいずれかによって反射または屈折されることになる。その結果、透過光（５２）の反射または屈折した線は、フィルム表面に戻り、散乱光（５３）として出ていく。

光学フィルムに形成された２種類のボイド（１２，２２）は、ボイド密度を大きく増加させ、フィルムの散乱反射率を効果的に向上させることになる。その結果、フィルムの光学的特性の向上が図られ、ＢＬＵ用ランプによって引き起こされ得る明暗ラインの現象を防止することができる。

本発明の１つの態様において光学フィルムは、少なくとも９５％の白色度、約５５０ｎｍの波長に対して約９７％以上の反射度を有し、良好な白色、隠蔽力および耐候性を呈する。

更に、本発明の１つの態様の光学フィルムは、良好な明度を呈することになる０．７〜１．２ｇ／ｃｍの密度、および５０〜５００μｍの厚さを有し得る。

本発明の１つの態様に従った光学フィルムは、ベース層を単一層として含んで成り得るものであるが、必ずしもそれに限定されない。光学フィルムは、ベース層の上および／または下に１またはそれよりも多い付加的な層を更に含んで成るものであってよい。各々の付加的な層は、ベース樹脂または他の樹脂と同じ樹脂を含んで成るものであってよい。特に、ベース層および付加的な層は、共押出で調製することができる。

本発明の１つの態様に従った光学フィルムは、種々の用途（例えば、光制御など）のための光学フィルムとして用いることができる。

更に、本発明の１つの態様に従った光学フィルムは、白色の多孔性ポリエステルフィルムであり得る。

更に、本発明の１つの態様に従った光フィルムは反射フィルムであり得る。

本発明の１つの態様に従えば、上記反射フィルムは、ポリエステル樹脂層、ポリエステル樹脂層に配置された複数の硬化粒子、ポリエステル樹脂層に形成され、個々の硬化粒子を包囲するボイドを有して成り、硬化粒子が、架橋剤で架橋されたポリメチルメタクリレート樹脂を含んで成り、約２００℃〜約３００℃の温度で固体相を維持している。

光学フィルムの調製法
以下にて、本発明の１つの態様に従った光学フィルムの調製方法を説明する。

本発明の１つの態様では、光学フィルムの調製方法は、（ａ）ベース樹脂、複数の無機粒子、および、架橋ポリマーを含んで成る複数のポリマー粒子を供する工程、（ｂ）樹脂組成物を得るべく、ベース樹脂、無機粒子およびポリマー粒子を混合する工程、（ｃ）樹脂組成物を溶融、混練および押出することによってシートを形成し、（ｄ）シートを少なくとも１方向に引伸ばす工程を含んで成る。

工程（ｂ）で用いられる材料および含量は上述した通りである。

工程（ｃ）において、ポリマー粒子は高い熱抵抗を有するので、樹脂組成物の溶融、混練および押出の間で複数のポリマー粒子はその当初形状を固体相として維持可能となる。

工程（ｄ）では、各々の方向にて引伸ばし比が約３〜６となるように、より好ましくは約３〜４．５となるようにシートを引伸ばしてよい。

更に、工程（ｄ）では、長手方向、横断方向またはそれらの双方の方向にシートを引伸ばしてよい。

更に、工程（ｄ）では、フィルムの破損なくボイドを効率的かつ安定的にフィルム形成するために、引伸しを複数段階で実施してよい。即ち、少なくとも２段階で引伸しを行ってよい。例えば、引伸しを長手方向および横断方向の各々にて２段階〜４段階で行ってよい。かかる場合、そのいずれかの方向において行う第１引伸し段階は、少なくとも１．５の引伸し率でベース樹脂のＴｇよりも１０℃〜３０℃高い温度（即ち、Ｔｇ＋１０℃〜Ｔｇ＋３０℃）で行われる。

本発明の別の態様に従えば、光学フィルムの調製方法は、（ａ）ポリエステル樹脂および無機粒子を混合した後、それに平均粒径０．１〜１０μｍのアモルファス架橋ポリマー粒子を加えて樹脂組成物を得る工程、（ｂ）樹脂組成物を溶融、混練および押出してシートを形成し、（ｄ）得られたシートを少なくとも１方向に引伸ばす工程を含んで成り、工程（ａ）にて、アモルファス架橋ポリマー粒子の量を樹脂組成物の総重量基準で１〜１５重量％とする。

工程（ａ）で使用されるポリマー粒子は、乳化重合などの常套の方法によって調製することができる。その際、樹脂がそれ自体で架橋可能でないものの場合、架橋剤を用いてよい。換言すれば、架橋剤を用いたモノマーの重合によってポリマー粒子を形成することができる。

ポリマー粒子を調製する方法において、界面活性剤を溶剤に添加した後、それらを十分に混合する。次いで、開始剤およびモノマーが加えられて、混合される。架橋剤を更に加えてもよい。反応の完了後、架橋されたポリマーを含んで成るポリマー粒子が形成されることになる。

具体的には、界面活性剤（即ち、乳化剤）を、水１００重量部に対して、約０．３〜１重量部の量で用いる。界面活性剤の量が増えるにつれ、粒子サイズが小さくなり、粒子サイズ分布がより均一でなくなる。従って、界面活性剤量は約１重量部で用いることが好ましい。界面活性剤の使用に引き続いて、約７０℃〜８０℃へと昇温した後、１時間撹拌を行う。

次いで、水溶性開始剤（例えば、過硫酸｛かりゅうさん｝カリウム）を、約０．０１〜０．５重量部の量でもって加えた後、撹拌が行われる。かかる水溶性開始剤の含量が過剰となると、重合度が増すことに起因して粒子サイズの均一性が損なわれ得る。その一方、水溶性開始剤の含量が不十分であると、重合度が低減することに起因してフィルムの熱抵抗性および物理的特性が悪くなり得る。

次いで、モノマー溶液を約１〜３重量部の量で反応混合物に加える。かかる場合、モノマー溶液の固形分含量は約１０〜２０重量％であり得る。

用いられるモノマーがそれ自体で架橋可能なものでない場合には、架橋剤を反応混合物に加えてもよい。架橋剤としては、種々の多官能化合物（例えば、２〜４の官能基を有するアクリル化合物）を用いることができる。かかる架橋剤の具体例としては、２つの官能基を有するエチレングリコールジメチルアクリレート（ＥＧＤＭＡ）、３つの官能基を有するトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）またはトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）、および４つの官能基を有するペンタエリトリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）を挙げることができる。多官能化合物の量は、１〜２重量部で加えられることが好ましい。

次いで、反応完了とすべく反応混合物は約３〜４時間撹拌に付される。反応の進行はガス・クロマトグラフィーによってモニタリングすることでき、水中に残存するモノマー（例えばＭＭＡ）の量が評価される。また、架橋の程度はガス・クロマトグラフィーによってモニタリングすることができ、それによって、残留架橋剤の量が決められる。

反応完了に際して、乾燥に付すことによって溶剤が蒸発させられる。乾燥後の残留分が濾過され濾されると、均一な粒子サイズ分布を有するポリマー粒子が得られる。

以下の実施例によって本発明が更に説明および例示される。尚、実施例は、本発明の範囲を制限するものではない。

調製実施例１：ポリエステル樹脂（ベース樹脂）
等価比１：２となるようにテレフタル酸ジメチルをエチレングリコールと混合した。そして、混合物に対してエステル交換触媒としての酢酸マンガンを得られる混合物の総重量基準で０．０３重量％の量で加え、それによって、モノマーとしてビス−２−ヒドロキシエチル・テレフタレートを得た。

次いで、混合物に対して縮重合触媒としての酸化アンチモンを得られる混合物の総重量基準で０．０５重量％の量で加えた。そして、これによって得られた混合物を縮重合に付し、０．６６ｄｌ／ｇの固有粘度を有するポリエステル樹脂（Ｔｇ７８℃）を得た。

調製実施例２：架橋ＰＭＭＡの粒子
界面活性剤としてラウリル硫酸｛りゅうさん｝ナトリウム（ＳＬＳ）を、得られる水溶液の総重量基準で１重量％の量で加え、７０〜８０℃に加熱し１時間撹拌した。引き続いて、水溶性開始剤の過硫酸｛かりゅうさん｝カリウムを加えた。加えた量は、得られる溶液の総重量基準で０．０１〜０．５重量であった。過硫酸｛かりゅうさん｝カリウムを加えた後、撹拌した。

モノマーとしてメチルメタクリレート（ＭＭＡ）および架橋剤としてグリコールジアクリレートを、それぞれ、得られる混合物の総重量基準で１〜３重量％および１〜２重量％の量で加えた。そして、得られた混合物は反応完了させるべく３〜４時間の撹拌に付した。反応完了自体は、ガス・クロマトグラフィーによって確認した。

乾燥に付すことによって溶剤を蒸発させた。蒸発後の残留物をフィルター濾過および濾すことにより、均一な粒子サイズ分布を有するポリマー粒子を得た。

実施例１：光学フィルムの調製
調製実施例１で得られたポリエステル樹脂（８９重量％）、０．８μｍの平均粒子サイズを有する硫酸バリウム（１０重量％）、０．７μｍの平均粒子サイズ（Ｄ５０）を有する調製実施例２で得られた架橋ＰＭＭＡ（１重量％）を二軸押出機でもってブレンドした。

混合物は常套的な手法によって乾燥、溶融、押出に付し、シートを調製した。

調製されたシートを８５℃で長手方向に三回引伸ばしに付した後、１２５℃で横断方向に引伸ばしに付し、それによって、厚さ１２５μｍの２軸に引伸ばされた白色の多孔ポリエステル・フィルムを得た。

実施例２〜６および比較例１
表１に示すようにポリエステル樹脂およびポリマー粒子を用いたこと以外は実施例１の操作を繰り返し、１２５μｍ厚さの２軸に引伸ばされた種々のフィルムを得た。

比較例２
架橋ＰＭＭＡ粒子の代わりにアモルファス・ポリスチレン樹脂（チェイル工業（cheil Industries）韓国）を用いたこと以外は実施例２の操作を繰り返し、１２５μｍ厚さの２軸に引伸ばされたフィルムを得た。

比較例３
架橋ＰＭＭＡ粒子の代わりに結晶性シンジオタクチック・ポリスチレン樹脂（ｓPS）（出光、日本）を用いたこと以外は実施例２の操作を繰り返し、１２５μｍ厚さの２軸に引伸ばされたフィルムを得た。

比較例４
架橋ＰＭＭＡ粒子の代わりに未架橋ＰＭＭＡ樹脂（ＬＧ、ＭＭＡ）を用いたこと以外は実施例２の操作を繰り返し、１２５μｍ厚さの２軸に引伸ばされたフィルムを得た。

実施例１〜６および比較例１〜４で調製したフィルムの組成を表１に纏めている。

実施例１〜６および比較例１〜４で得られたフィルムにつき、以下の性質を評価した。結果を表２に示す。

１）白色度
分光光度計（ハンターラボ（Hunterlab）米国）を用いてASTME３１３に従ってフィルムの白色度を測定した。

２）反射度（％）
分光光度計（ハンターラボ（Hunterlab）米国）を用いて波長５５０ｎｍにてフィルムの反射率を測定した。

３）ＣＩＥＬＡＢ表色系のＬ値およびｂ値
分光光度計（ハンターラボ（Hunterlab）米国）を用いてフィルムのＬ値およびｂ値を測定した。

４）プロセス安定度
フィルム調製プロセスで２軸引伸し工程に際してフィルム破損の頻度を測定することによってフィルムのプロセス安定度を測定した（ＯＯ：非常に良い、○：良い、×：良くない、××：非常に良くない）。

５）ボイドの均一性
フィルムのＳＥＭ断面画像を調べることによってボイドの均一性を評価した（ＯＯ：非常に良い、○：良い、×：良くない、××：非常に良くない）。

表２に示されるように、実施例１〜６のフィルムにおいては、白色度および反射度などの光学特性が向上したものとなるだけでなく、プロセス安定性も向上した。

以上、本発明の具体的な態様について説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲で規定される範囲中において当業者により種々の改変および変更がなされ得ることを理解されたい。

Claims (20)

1. 光学フィルムであって、
   ベース層、
   ベース層に配置された複数のポリマー粒子、および
   ベース層に形成され、複数のポリマー粒子を個々に包囲する複数のボイド
   を有して成り、
   ポリマー粒子が架橋ポリマーを含んで成る、光学フィルム。
2. 架橋ポリマーがポリエステル樹脂と相溶性を有していない、請求項１に記載の光学フィルム。
3. ベース層がポリエステル樹脂を含んで成る、請求項２に記載の光学フィルム。
4. 架橋ポリマーが架橋熱硬化性ポリマーを含んで成り、該架橋熱硬化性ポリマーが、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、および、それらの共重合樹脂から成る群から選択される、請求項３に記載の光学フィルム。
5. 架橋ポリマーが架橋剤で架橋された熱可塑性ポリマーを含んで成り、該熱可塑性ポリマーが、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン共重合樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、および、それらの共重合樹脂から成る群から選択される、請求項３に記載の光学フィルム。
6. 架橋ポリマーが、架橋剤で架橋されたポリメチルメタクリレート樹脂を含んで成る、請求項５に記載の光学フィルム。
7. ベース層が少なくとも１方向に引伸ばされており、ボイドがベース層の引伸し方向に対して平行な方向に延びた形状を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
8. 光学フィルムが、ベース層に配置された複数の無機粒子、および、ベース層に形成され、複数の無機粒子を個々に包囲する複数の第２ボイドを更に含んで成る、請求項１に記載の光学フィルム。
9. ポリマー粒子は、約０．１〜１０μｍの平均粒子サイズを有し、ポリマー粒子の量が、光学フィルムの総重量基準で約１〜１５重量％である、請求項１に記載の光学フィルム。
10. ポリマー粒子は、ベース層に平行な方向にて水平直径を有する一方、ベース層に垂直な方向にて垂直直径を有し、垂直直径に対する水平直径の比が約１．２：１〜約１：１．２となっている、請求項７に記載の光学フィルム。
11. ボイドの各々の断面形状が楕円形状となっており、その楕円の短軸長さが０．１〜１０μｍである、請求項７に記載の光学フィルム。
12. ベース層、無機粒子およびポリマー粒子の含量が、それぞれ、光学フィルムの総重量基準で約６０〜９０重量％、約９〜３０重量％および約１〜１０重量％となっている、請求項８に記載の光学フィルム。
13. 光学フィルムが、約５５０ｎｍの波長において約９７％以上の反射率を有する、請求項１２に記載の光学フィルム。
14. 光学フィルムを調製する方法であって、
    ベース樹脂、複数の無機粒子、および、架橋ポリマーを含んで成る複数のポリマー粒子を供すること、
    樹脂組成物を得るべく、ベース樹脂、無機粒子およびポリマー粒子を混合すること、
    樹脂組成物を溶融、混練および押出することによってシートを形成すること、また
    シートを少なくとも１方向に引伸ばすこと
    を含んで成る、光学フィルムの調製方法。
15. 架橋剤を用いてモノマーを重合させることによってポリマー粒子を調製する、請求項１４に記載の光学フィルムの調製方法。
16. 樹脂組成物の溶融、混練および押出の間においてポリマー粒子は、その当初形状を固体相で維持する、請求項１５に記載の光学フィルムの調製方法。
17. ベース樹脂がポリエステル樹脂を含んで成り、
    モノマーがアクリル・モノマーを含んで成り、また
    架橋剤が少なくとも２つの官能基を有するアクリル化合物を含んで成る、請求項１６に記載の光学フィルムの調製方法。
18. 各方向における引伸ばし比が約３〜６となるように前記引伸ばしを行う、請求項１４に記載の光学フィルムの調製方法。
19. 長手方向および横断方向の各方向において少なくとも２段階で前記引伸しを行い、そのいずれかの方向にて行う第１引伸し段階を、少なくとも１．５の引伸し率でもってベース樹脂のＴｇよりも１０℃〜３０℃高い温度で行う、請求項１４に記載の光学フィルムの調製方法。
20. 反射フィルムであって、
    ポリエステル樹脂層、
    ポリエステル樹脂層に配置された複数のポリマー粒子、および
    ポリエステル樹脂層に形成され、複数のポリマー粒子を個々に包囲する複数のボイド
    を有して成り、
    ポリマー粒子が、架橋剤で架橋されたポリメチルメタクリレート樹脂を含んで成り、約２５０℃〜３５０℃の温度で固体相を維持している、反射フィルム。

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