JP6295664B2 - 液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム、その製造方法及び液晶ディスプレイ用バックライト - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用としての使用に好適な白色ポリエステルフィルムに関する。画像表示用のバックライト装置およびランプリフレクターの反射シートに好適に使用され、特に画像表示用のバックライト装置の反射板に好適に使用することができる白色ポリエステルフィルムに関するものである。

液晶ディスプレイ等に用いられる平面型画像表示方式における、面光源装置の反射板および反射シート、照明看板の背面反射シート、太陽電池の背面反射シートなどの用途に、白色ポリエステルフィルムが、均一で高い輝度、熱寸法安定性、安価である等の特性から広く用いられている。

液晶テレビ、パソコン用の液晶ディスプレイ装置では、小型化や高性能化、液晶ディスプレイのバックライトに使用されている光源（例えば、ＬＥＤ）の発熱量の増大によって、装置内での発熱量が増加し、長時間バックライトを使用していると、白色フィルムが波打つように変形し、画面にムラが生じる現象が明らかになった。特に最近では液晶ディスプレイのサイズが大きくなり、波打ち現象や画面ムラが大きな問題になってきている。

高い輝度を発現する方法として、ポリエステルフィルム中に例えば硫酸バリウムなどの無機粒子を多数含有し、ポリエステル樹脂と粒子の界面および、粒子を核として生成する微細な空洞の空洞界面での光反射を利用する方法（特許文献１参照）、ポリエステルと非相溶な樹脂を混合することにより、非相溶な樹脂を核として生成する微細な空洞の空洞界面での光反射を利用する方法（特許文献２参照）、圧力容器中で不活性ガスをポリエステルフィルムに含浸させることで、内部に生成した空洞の界面での光反射を利用する方法（特許文献３参照）等、ポリエステルフィルム中に含有された無機粒子とポリエステル樹脂の屈折率差および微細な空洞とポリエステル樹脂の屈折率差を利用した方法が広く用いられている。

また、大型ＴＶでの初期の画面ムラを低減させる検討として、フィルムの長手方向、幅方向の光線透過率のバラつきを下げる方法（特許文献４参照）、表面に無機粒子を含有させ光沢度を下げる方法が検討されている（特許文献５参照）。

しかしながら、これらの方法では、見かけ比重が軽くなる傾向があり、クッション性や絶縁性などが高く、単位面積当たりのコスト面でも有利である反面、熱寸法安定性に劣ることが多く、特に内部が高温となりやすいＬＥＤバックライトを用いた大型ＴＶを長時間使用した場合、フィルムが波打ち、画面ムラとなる問題があるために薄型化には限界がある。

特開２００３−１６０６８２号公報 特公平８−１６１７５号公報 特開２００１−１６６２９５号公報 特開２００８−２５７２２９号公報 特開２０１１−２０９４９９号公報

本発明では、液晶ディスプレイ内部、特にＬＥＤバックライトを用いた液晶ディスプレイ内部での使用によって生じるフィルムの波打ち現象や画面ムラを改善する。これによって長期の使用中、高い反射性能を維持することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の白色ポリエステルフィルムは、以下の構成を有する。すなわち、
（Ａ）
実質的に空洞を含有しないＡ層と空洞を含有するＢ層との少なくとも２層を有する白色ポリエステルフィルムであって、該白色ポリエステルフィルムが、下記の（１）〜（４）の要件を満たす液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム、
（１）Ｂ層はポリエステルに非相溶樹脂を含有し気泡を有すること、
（２）Ｂ層がポリエチレンテレフタレートを基本構成とし、少なくとも１種類以上の共重合ポリエステルを含有し、共重合ポリエステルがＢ層質量に対して１．０質量％以上２０．０質量％以下であること、
（３）フィルムの見かけ密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．１ｇ／ｃｍ^３以下であること、
（４）フィルムの長手方向、および幅方向の４０℃から１００℃での熱機械分析にて計測される熱収縮率が−０．５％以上０．０％以下であること、
（Ｂ）
ポリエステルＢ層のポリエステルに非相溶樹脂の含有量がＢ層質量に対して５質量％以上２５質量％以下である、（Ａ）に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム、
（Ｃ）
少なくとも一方の表面の波長５６０ｎｍでの相対反射率が９７．０％以上であることを特徴とする（Ａ）または（Ｂ）に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム、
（Ｄ）
該白色ポリエステルフィルムの全厚みが５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム、
（Ｅ）
Ｂ層を構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートを基本構成とし、ポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸との共重合体、ポリエチレンテレフタレートとシクロヘキサンジメタノールとの共重合体、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレンテレフタレートとの共重合体から選ばれる、少なくとも２種類以上の共重合ポリエステルを含有することを特徴とする（Ａ）〜（Ｄ）のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム、
（Ｆ）
ポリエステルとポリエステルに非相溶な成分を含有するフィルムを二軸延伸し、フィルム内に空洞を発生せしめた後、１００〜２００℃で５〜５０秒熱処理する工程を経て製造する（Ａ）〜（Ｄ）に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムの製造方法、
（Ｇ）
（Ａ）〜（Ｆ）のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムを光反射材として用いることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト、
（Ｈ）
バックライトの光源がＬＥＤ方式であることを特徴とする（Ｇ）に記載の液晶ディスプレイ用バックライト、
である。

本発明によれば、液晶ディスプレイ内部、特にＬＥＤバックライトを用いた液晶ディスプレイ内部での使用によって生じるフィルムの波打ち現象や画面ムラを改善することができる。これによって長期の使用中、高い反射性能を維持することができる。

本発明（実施例１）における熱機械分析による温度―熱収縮率の関係を表す図である。

本発明の白色ポリエステルフィルムは、ポリエステルで構成された実質的に空洞を含有しないＡ層と空洞を含有するＢ層との少なくとも２層を有する白色ポリエステルフィルムである。

［Ａ層］
本発明において、Ａ層は実質的に気泡を含有しない。実質的に気泡を含有しないとは、空隙率が１０％未満である層の状態をいい、Ａ層とＢ層の厚みは、断面を電子顕微鏡観察し、表面から実質的に気泡が含有されていない断面方向深さまでの厚みとして求まり、実質的に気泡が含有されていない層の厚みをＡ層厚みとし、気泡（空洞）を含有する層の厚みをB層厚みとする。

Ａ層はポリエステルに無機粒子を含有させることが好ましく、光を散乱させる役割がある。また、背面への光漏洩を防ぐ役割、製膜を安定化させる支持層の役割がある。

Ａ層の光散乱性は主に表面粗さを制御することにより調整することができ、他の方法としては、例えば、ポリエステル樹脂に屈折率の異なる粒子を添加する方法が挙げられる。

ここで、Ａ層に含有させる無機微粒子の種類としては、特に限定されるものではないがモース硬度３．０以上であることが好ましく、例えば炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化珪素、硫化亜鉛、硫酸バリウム、アルミナ、タルクなどが挙げられる。これらの無機粒子は、光沢度調整や白色度調整、耐光性付与などといった表面機能の付与の必要性に応じて、単独で、あるいは組み合わせて使用することができる。

本発明においてＡ層およびＢ層を構成する樹脂はポリエステルである。特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。

また、このポリエステルの中には、公知の各種添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤などが添加されていても良い。

［Ｂ層］
Ｂ層はフィルム内部に微細な気泡を含有することによって白色化されている。微細な気泡の形成は、フィルム母材、たとえばポリエステル中に、ポリエステルとは非相溶なポリマー（非相溶樹脂）を細かく分散させ、それを延伸（たとえば二軸延伸）することにより達成できる。

［非相溶樹脂］
本発明において、Ｂ層にはポリエステルに非相溶な樹脂を含有することが必要である。ポリエステルに非相溶な樹脂（以下、非相溶樹脂と略すことがある）としては、単独重合体であっても共重合体であってもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、フッ素樹脂などが好適に用いられる。これらは２種以上を併用してもよい。特にポリエステルとの臨界表面張力差が大きく、延伸後の熱処理によって変形しにくい樹脂が好ましく、具体的には、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、および、これらの共重合体を挙げることができる。これらの中でも特に環状オレフィン共重合体であるエチレンとビシクロアルケンの共重合体が好ましい。
また、非相溶樹脂のガラス転移温度は、１８０℃以上２２０℃以下が好ましく、更に好ましくは、１９０℃以上２２０℃以下である。ガラス転移温度については、ガラス転移温度が１８０℃よりも低い領域では、フィルム製造工程における熱処理工程において、延伸時に発現したボイドが変形し、潰れてしまうことがあるためである。特に、微分散し小径化したボイドでは小さな変形がボイド消失の原因となり、白色ポリエステルフィルムの反射率の低下、ひいては、輝度の低下に影響を与えることがある。また、２２０℃よりも高い領域では、Ｂ層を構成する樹脂と溶融混練する際、十分に非相溶樹脂が融解せずに微分散化が促進されないことがあるためである。

ガラス転移点は非晶質固体材料にガラス転移が起きる温度であり、Ｔｇと略記する。本発明においてＴｇの測定は、ＤＳＣ曲線におけるベースラインの接線及びガラス転移による吸熱領域の急峻な下降位置の接線との交点とを読みとる。

Ｔｇを制御する方法は、直鎖のオレフィン部（エチレン部）とシクロオレフィン部（メチルーノルボルネン部）の共重合比率を制御することによって、任意に変更することができ、Ｔｇを上げるためには、シクロオレフィンの比率をあげることによって達成できる。直鎖オレフィン部：シクロオレフィン部＝３：７よりもシクロオレフィン部の比率をさらに上げることで１８５℃以上とすることができる。

Ｔｇが上記の範囲にあると、熱処理時にボイドが消失しにくくなる効果がある他、延伸時にボイドを発現させる際に核となるシクロオレフィンの剛性が高く、ボイド生成率が格段に上がるため良好である。ボイドを微細に多重に積層することができることによって反射率の向上ひいては、輝度向上に有効である。

非相溶樹脂を含有することにより、延伸時に非相溶樹脂を核とした空洞が生まれ、この空洞界面により光反射が起きる。

本発明において、Ｂ層中に含有させる非相溶樹脂の好ましい含有量は５質量％以上２５質量％以下である。これは、非相溶樹脂の含有量を増やすことで空洞数が増えるため、比重は低下する。見かけ比重が０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．１ｇ／ｃｍ^３以下とする上で好ましい。

本発明において、Ｂ層中に含有させる非相溶樹脂は、ポリエステル樹脂からなるマトリックス中に数平均粒径が０．４μｍ以上３．０μｍ以下で分散していることが、適切な反射界面数、フィルム強度を得る上で好ましく、さらに好ましくは０．５μｍ以上１．５μｍ以下の範囲である。ここでいう数平均粒径とは、フィルムの幅方向（ＴＤ）の断面を切り出し、その断面のＢ層部分を日立製作所製走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）Ｓ−２１００Ａ形を用いて観測される粒子１００個の面積を求め、真円に換算した際の直径の平均値である。

本発明において、Ｂ層中に無機粒子を含有させてもよく、例えば炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、塩基性炭酸鉛（鉛白）、硫酸バリウムなどが挙げられるが、これらの中で、４００〜７００ｎｍの可視光域において吸収の少ない炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタンなどが反射特性や隠蔽性、製造コスト等の観点で好ましい。本発明において、フィルムの巻取り性、長時間の製膜安定性、反射特性向上の観点から、硫酸バリウム、二酸化チタンが最も好ましい。無機粒子の粒径としては、数平均粒径で０．１μｍ以上３．０μｍ以下のものを使用することが優れた反射性、隠蔽性を実現する上で好適である。

［共重合ポリエステル］
本発明において、Ｂ層に共重合ポリエステルを用いることが好ましい。Ｂ層に高濃度に無機物を含有する組成物であっても安定して製膜することが出来、また、Ｂ層中の非相溶樹脂の分散剤として役割を有する。

共重合ポリエステルは、主たるジカルボン酸成分がテレフタル酸であり、主たるグリコール成分がエチレングリコールであって、共重合成分が、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族カルボン酸または脂肪族カルボン酸、およびテトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の脂肪族ジオール、よりなる群から選ばれる少なくとも１種であるものを含有するポリエステルである。用いられる共重合ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートを基本構成とし、ポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸との共重合体、ポリエチレンテレフタレートとシクロヘキサンジメタノールとの共重合体、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレンテレフタレートとの共重合体から選ばれる、少なくとも２種類以上の共重合ポリエステルを含有することが好ましい。

Ｂ層中に含有させる共重合ポリエステルの含有量はＢ層質量を基準として１質量％以上２０質量％以下であり、好ましくは、２質量％以上１５質量％以下である。１質量％未満であると、温度変化に対する収縮応力の変化が小さく、熱寸法安定性に優れているが、非相溶樹脂の分散性が低下し反射性能が落ち、無機粒子を含有させた場合の延伸応力が高くなり製膜できないことがある。また、共重合ポリエステルを多く含有する場合、熱収縮率が高くなる傾向がある。そのため、２０質量％を超えると温度変化に対する収縮応力の変化が大きく、熱寸法安定性が劣る。この場合、４０℃から１００℃での熱機械分析にて計測される熱収縮率が−０．５％以上０．０％以下を満たさないため、バックライト内部で、フィルムの波打ちが発生し、画面ムラとなる。また、製膜が困難になることがある。

共重合ポリエステル中の共重合成分の割合は全ジカルボン酸成分または全ジオール成分あたり、好ましくは１〜３０ｍｏｌ％、さらに好ましくは３〜２５ｍｏｌ％である。１ｍｏｌ％未満であると、非相溶樹脂の分散性が低下し反射性能が落ち、また無機粒子を含有させた場合の延伸応力が高くなり製膜できないことがある。一方、３０ｍｏｌ％を超えると熱寸法安定性に欠けたり、製膜が困難になることがある。

本発明で使用される共重合ポリエステルは、融点１７０℃以上２３０℃以下の範囲にあることが好ましい。さらに好ましくは１８０℃以上２２０℃以下の範囲である。熱可塑性ポリエステルエラストマーの融点が１７０℃未満の場合、均一な分散が得られにくくなることがあり、反射板として使用した際、輝度が下がってしまうことがある。また２３０℃より高い場合には分散効果が認められないことがあるため、好ましくない。

［比重（見かけ密度）］
本発明において、白色ポリエステルフィルムの比重は０．５（ｇ／ｃｍ^３）以上１．１（ｇ／ｃｍ^３）以下、好ましくは０．５５（ｇ／ｃｍ^３）以上１．０５（ｇ／ｃｍ^３）以下、より好ましくは０．６（ｇ／ｃｍ^３）以上１．０（ｇ／ｃｍ^３）以下であることが、より高反射率を得るために好ましい。また、比重が０．５（ｇ／ｃｍ^３）未満であると、製膜安定性が劣る。また、非相溶成分の周りに空洞を形成しているため、従来のポリエステルフィルムと比較して、熱収縮率が大きい傾向がある。一方、１．１（ｇ／ｃｍ^３）を超える場合は、微細気泡の発生が不十分な場合がある。

［総厚み］
本発明において、白色ポリエステルフィルムの総厚みは５０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５０μｍ以上３５０μｍ以下である。白色ポリエステルフィルムの全厚みが５０μｍ以上とすることは反射率の点で好ましく、また厚みが厚いほど剛性が高くなり筐体内での撓みが発生しにくいため輝度ムラの点からも好ましい。また、上限は特に制限する必要はないが、反射率、作業性、コストの点から５００μｍ以下、より好ましくは３５０μｍ以下とすることが好ましい。５００μｍを超えるとこれ以上厚くしても反射率の上昇が望めず、またバックライトに組み込むために枚葉にして作業する際に高質量化により作業性（ハンドリング性）が悪化する。

［反射率］
本発明の白色ポリエステルフィルムの少なくとも一方の表面の波長５６０ｎｍでの相対反射率が９７．０％以上であることが、反射板として使用する上で好ましい。なお相対反射率は９８．５％以上がより好ましく、さらに好ましくは９９．０％以上、最も好ましくは９９．５％以上である。本発明において、相対反射率とは日立ハイテクノロジーズ製分光光度計（Ｕ―３３１０）に積分球を取り付け、この分光光度計に付属の標準白色板（酸化アルミニウム）をリファレンスとしてこの反射率を１００％としたときの反射率である。

［熱機械分析（ＴＭＡ）］
本発明において、フィルムの長手方向、および幅方向の４０℃から１００℃での熱機械分析にて計測される熱収縮率が−０．５％以上０．０％以下であることが必要である。

本発明における熱機械分析（ＴＭＡ）とは、セイコーインスツルメンツ社製の熱機械分析装置（ＴＭＡ／ＳＳ６０００）を用いて後述の条件で測定した値をいう。各データは少なくとも１℃につき１つのデータが得られるようにして、各温度における熱収縮率を下記式を用いて算出する。熱機械分析は、物質の温度を調節されたプログラムに従って変化させながら、非振動的な荷重を加えてその物質の変形を温度の関数として測定する方法であり、温度変化に対する収縮応力の変化を示すものである。測定条件は以下の通りである。
試料サイズ：幅４ｍｍ、長さ２０ｍｍ
測定温度範囲：２５℃〜１６０℃
昇温速度：１０℃／分
測定荷重：１９．６ｍＮ
測定室環境：温度２３℃、相対湿度６５％、大気中
熱収縮率（Ｔ℃）＝（Ｌ（２５℃）―Ｌ（Ｔ℃））／Ｌ（２５℃）×１００
Ｌ（Ｔ℃）：Ｔ℃におけるサンプル長、熱収縮率（Ｔ℃）：Ｔ℃における熱収縮率（％）。

近年、液晶ディスプレイの光源として、消費電力量が小さく高出力化が可能なＬＥＤ光源を側面に配置させる薄型化に有利な方式が採用されており、ＬＥＤ光源に近い部分のバックライト内部温度は１００℃付近まで達し、離れている部分でも６０℃付近まで達する。このように、バックライト内部で温度勾配があるため、上記範囲から外れると、バックライト用反射板として使用している際にバックライト内部で、フィルムの波打ちが発生し、画面ムラとなる。ＴＭＡで測定される熱収縮率を上記の範囲とすることでフィルムの波打ちを抑制することができ、画面ムラを抑えることができる。この熱収縮率の値は、−０．５％以上０．０％以下、より好ましくは−０．４％以上０．０％以下である。

さらにまた、中型または小型エッジライトタイプのディスプレイに組み込まれる場合でも端部に反射板が把持されるような場合には、熱寸法安定性のよい反射板が求められるため本発明はこのような使用の場合にも好適である。

［製造方法］
次に、本発明の白色ポリエステルフィルムの製造方法について説明するが、この例に限定されるものではない。非相溶樹脂として環状オレフィンを、分散剤（共重合ポリエステル）として１，４−シクロヘキサンジメタノールとポリエチレンテレフタレートとの共重合物、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコールとの共重合物を、ポリエチレンテレフタレートに混合し、それを充分混合・乾燥させて２７０〜３００℃の温度に加熱された押出機Ｂに供給する。二酸化珪素の無機粒子を含んだポリエチレンテレフタレートを常法により押出機Ａに供給して、Ｔダイ３層口金内で押出機Ａ層のポリマーが両表層となるようＡ層／Ｂ層／Ａ層なる３層構成を得た。

この溶融されたシートを、ドラム表面温度１０〜６０℃に冷却されたドラム上で静電気力にて密着冷却固化し、該未延伸フィルムを８０〜１２０℃に加熱したロール群に導き、長手方向に２．８〜４．０倍延伸する。

より好ましくは３．１〜３．４倍である。３．１倍未満とすると反射特性に劣ったり、フィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られず、３．４倍を超えると製膜中に破断が発生し易くまた、長手方向の熱収縮率が高くなるため好ましくない。縦延伸後のフィルムは、続いて、縦方向と直交する方向（以降、横方向と呼ぶ）の延伸、熱固定、熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、これら処理はフィルムを走行させながら行う。横延伸の処理はポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度から始める。そしてＴｇより（５〜７０）℃高い温度まで昇温しながら行う。横延伸過程での昇温は連続的でも段階的（逐次的）でもよいが通常逐次的に昇温することが好ましい。例えばテンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、ゾーン毎に所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。横延伸の倍率は、用途の要求特性にもよるが、好ましくは２．５〜４．５倍、より好ましくは２．８〜３．９倍である。２．５倍未満であるとフィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られず、４．５倍を超えると製膜中に破断が発生し易くなる。

このようにして、得られた未延伸フィルムを少なくとも一方向に延伸することで、ポリエステルと非相溶な樹脂または気泡形成性の無機粒子を核として空洞を発現することができる。ここでは、逐次二軸延伸法によって延伸する場合を例に詳細に説明したが、本発明の白色ポリエステルフィルムは逐次二軸延伸法、同時二軸延伸法のいずれの方法で延伸してもよい。

得られた二軸延伸フィルムの結晶配向を完了させて、平面性と熱寸法安定性を付与するために、引き続きテンター内にて１８０〜２２０℃の温度で１〜３０秒間の熱固定を行い、均一に徐冷後、室温まで冷却し、巻き取る。その後、得られたフィルムに熱処理を加える。熱処理工程中では、必要に応じて横方向あるいは縦方向に０．５〜１０％の弛緩処理を施してもよい。熱固定、熱処理工程は本発明の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムを得るために重要な工程であるために以下、詳述する。

［熱固定］
本発明の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムは、非相溶成分の周りに空洞を形成しており、これにより従来のポリエステルフィルムよりも見かけ密度が低下している。この空洞含有ポリエステルフィルムは、従来のポリエステルフィルムと比較して、熱収縮率が大きい傾向がある。熱収縮率を小さくするためには、横延伸後の熱固定の温度を高くすることが有効である。そのため、熱固定の温度は１８０〜２２０℃で行うことが好ましい。より好ましくは、１９０〜２１０℃である。熱固定処理を１８０℃より低い温度で行うと、熱固定ゾーンでの結晶化緩和が不十分で、均一な低い縦方向熱収縮率が得られないことがある。一方、２２０℃より高い温度で行うとポリエステルおよび非相溶樹脂が軟化してしまい、空洞がつぶれてしまったり、あるいは消滅してしまうため、見かけ比重が大きくなったり、本来の目的が果たせなくなってしまう。ポリエステルフィルムは空気透過性が低いため、横延伸により空洞が発生した直後は空洞内に空気が十分に充填されていない（つまり、真空状態に近い）場合がある。この状態で、高温での熱固定により、ポリエステルおよび非相溶樹脂が軟化すると、空洞が真空状態であるがゆえに、空洞がつぶれてしまうのである。空洞がつぶれてしまうと、反射率が低下してしまう。

熱処理工程については、二軸延伸ポリエステルフィルムの製造中に行う方法（熱処理Ａ：インライン処理）が製造コストの観点で好ましいが、一度製膜したフィルムを再びオーブン中に通し、緩和処理を行う方法（熱処理Ｂ：オフライン処理）を行っても良い。

［熱処理Ａ：インライン処理］
テンター出口にて端縁部がクリップから開放される近傍に切断刃を設置し、フィルム端縁部を切断除去し、フィルムを一旦常温まで冷却する。次に、横延伸、熱固定とは別のインラインのオーブン内にて、フィルムの引取速度を減じることで、クリップから外れた状態のフィルム全幅を長手方向に熱処理、弛緩する。弛緩させる手段としては巻き取り側のロール群の速度を調整する。特に、ＴＭＡで測定される熱収縮率を−０．５％以上０．０％以下とするため、上記熱処理は特に好ましい。

弛緩させる割合として、テンターのフィルムライン速度に対してロール群の速度ダウンを行い、好ましくは０．１〜１．５％、さらに好ましくは０．２〜１．２％、特に好ましくは０．３〜１．０％の速度ダウンを実施してフィルムを弛緩して縦方向の熱収縮率を調整する。

［熱処理Ｂ：オフライン処理］
空洞内に空気を充填するために、二軸延伸の完了したフィルムを一定時間大気圧（９００００Ｐａ）以上の圧力条件下にて空気中に据え置くことが好ましい。据え置きする環境の温度は、ポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度であることが好ましく、具体的には、７０℃以下が好ましく、より好ましくは５５℃以下、さらに好ましくは４０℃以下である。温度が７０℃を超えると、ポリエステルおよび／または非相溶樹脂が軟化する可能性があり、この後の熱処理の効果が薄れ、また、コスト面でも好ましくない。温度の下限は特に限定されるものではないが、コストの観点から−５℃以上が好ましい。また、静置する時間は、空洞に空気を十分に充填させるために、２４時間以上が好ましい。

上記のようにフィルムを据え置いて、空洞に空気を充填させた後、オーブンなどで熱処理行う。この熱処理により、熱収縮率を小さくすることができるだけでなく、空洞内に充填された空気が膨張し、空洞を拡張させることにより、見かけ密度を低下させることができる。特に、ＴＭＡで測定される熱収縮率を−０．５％以上０．０％以下とするため、熱処理は特に好ましい。

熱処理Ａ，Ｂの温度は、ポリエステルの融点（Ｔｍ）以下であることが好ましく、具体的には、１００〜２００℃が好ましく、より好ましくは１２０〜１８０℃である。熱処理の温度が１００℃よりも低いと熱収縮率が十分に小さくならず、２００℃よりも高いと見かけ密度が十分に低下せず、またフィルムの平面性が悪化するため、好ましくない。また、熱処理の時間は、５〜５０秒間が好ましく、より好ましくは１０〜４０秒間である。熱処理の時間が５秒間よりも短いと熱収縮率が十分に小さくならず、５０秒間よりも長いと比重が十分に低下しないため、好ましくない。このような熱処理により、従来の手法では成し得なかった高い反射性能と熱寸法安定性の両立を達成することができる。

このようにして得られる本発明の白色ポリエステルフィルムは、液晶バックライトの輝度向上を図ることができ、長時間使用しても反射板の浪打が無く、反射率の低下が少ないので、液晶画面用のエッジライトおよび直下型ライトの面光源の反射板、およびリフレクターとして好都合に使用することができる。得られた本発明の液晶ディスプレイ反射用白色ポリエステルフィルムは、特にＬＥＤを用いたサイドライトタイプ及び直下型ライトタイプの液晶ディスプレイの反射板として使用された場合に高い輝度を維持することができる。

〔物性の測定ならびに効果の評価方法〕
本発明の物性値の評価方法ならびに効果の評価方法は次の通りである。

（１）フィルム厚み・層厚み、空隙率
フィルムの厚みは、ＪＩＳ Ｃ２１５１−２００６に準じて測定した。
フィルムをミクロトームを用いて厚み方向に潰すことなく、幅方向（ＴＤ）に切断し、切片サンプルを得た。
該切片サンプルの断面を日立製作所製走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）Ｓ−２１００Ａ形を用いて、３０００倍の倍率で撮像し、撮像から積層厚みを採寸し各層厚みと厚み比を算出した。また、同時に空隙（気泡）を観察し気泡と観察される部分の面積を観察されている層の面積で割って１００をかけたものを空隙率とした。

（２）熱機械分析（ＴＭＡ）
セイコーインスツルメンツ社製の熱機械分析装置（ＴＭＡ／ＳＳ６０００）を用いて以下の条件で測定した。各データは少なくとも１℃につき１つ以上のデータが得られるようにして、各温度における熱収縮率を下記式を用いて算出した。
試料サイズ：幅４ｍｍ、長さ２０ｍｍ
測定温度範囲：２５℃〜１６０℃
昇温速度：１０℃／分
測定荷重：１９．６ｍＮ
測定室環境：温度２３℃、相対湿度６５％、大気中
熱収縮率（Ｔ℃）＝（Ｌ（２５℃）―Ｌ（Ｔ℃））／Ｌ（２５℃）×１００
Ｌ（Ｔ℃）：Ｔ℃におけるサンプル長、熱収縮率（Ｔ℃）：Ｔ℃における熱収縮率（％）。

（３）見かけ密度
フィルムを１００×１００ｍｍ角に切取り、ダイアルゲージ（三豊製作所製Ｎｏ．２１０９−１０）に、直径１０ｍｍの測定子（Ｎｏ．７００２）を取り付けたものにて１０点の厚みを測定し、厚みの平均値ｄ（μｍ）を計算する。また、このフィルムを直示天秤にて秤量し、重さｗ（ｇ）を１０^−４ｇの単位まで読み取る。下記の式で計算される値を見かけ密度とする。
見かけ密度＝ｗ／ｄ×１００ （ｇ／ｃｍ^３）。

（４）白色フィルム端部の形状
ハイセンスジャパン株式会社製３２型液晶ＴＶ ＬＨＤ３２Ｋ１５ＪＰバックライト内に張り合わせてある反射フィルムを所定のフィルムサンプルに変更し、温度６０℃、相対湿度８０％条件下、４時間点灯させた。その後、液晶ＴＶからバックライトユニットを外し反射板の白色フィルムを平面に置いた。このとき、フィルム端部の浮き上がりを測定した。
下記の通りの評価結果とした。
Ａ：変形なし（０ｍｍ以上１ｍｍ未満）
Ｂ：かすかに波うちがある。（１ｍｍ以上４ｍｍ未満）
Ｃ：大きな波うちがある。（４ｍｍ以上）
上記のＡおよびＢを合格とした。

（５）輝度ムラ（画面ムラ）および輝度
新品のハイセンスジャパン株式会社製３２型液晶ＴＶ ＬＨＤ３２Ｋ１５ＪＰバックライト内に張り合わせてある反射フィルムを上記（４）で取り出した反射板に変更し点灯させた。その状態で１時間待機して光源を安定化させた後、液晶画面部をＣＣＤカメラ（ＳＯＮＹ製ＤＸＣ−３９０）にて撮影し、画像解析装置アイシステム製アイスケールで画像を取り込んだ。その後、撮影した画像の輝度レベルを３万ステップに制御し自動検出させ、輝度に変換した。
輝度ムラ（％）＝（輝度最大値−輝度最小値）／輝度平均値×１００
Ｓ：優良 （２％未満）
Ａ：良好 （２％以上５％未満）
Ｂ：劣る （５％以上１０％未満）
Ｃ：非常に劣る （１０％以上）
上記のＳおよびＡを合格とした。
また、輝度評価として、東レ株式会社製ルミラー（登録商標）＃２５０Ｅ６ＳＬを基準サンプル（１００％）とし、下記の通りの評価結果とした。
Ｓ：優良 （１０３％以上）
Ａ：良好 （１０２％以上１０３％未満）
Ｂ：劣る （１０１％以上１０２％未満）
Ｃ：非常に劣る （１０１％未満）
上記のＳおよびＡを合格とした。

（６）製膜安定性
安定に製膜できるか、下記基準で評価した。
Ａ：２４時間以上安定に製膜できる。
Ｂ：１２時間以上２４時間未満安定に製膜できる。
Ｃ：１２時間以内に破断が発生し、安定な製膜ができない。
上記のＡおよびＢを合格とした。

（７）相対反射率
日立ハイテクノロジーズ製分光光度計（Ｕ―３３１０）に積分球を取り付け、この分光光度計に付属の標準白色板（酸化アルミニウム）を１００％とした時の反射率を波長５６０ｎｍにおける相対反射率を測定した。
９７％以上を合格とした。

（８）フィルム中の樹脂の含有量の測定
フィルムを秤量後、ヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）／クロロホルム（質量比５０／５０）の混合溶媒に溶解する。不溶な成分がある場合は、この不溶成分を遠心分離で分取した後、質量を測定し、元素分析、ＦＴ−ＩＲ、ＮＭＲ法により該成分の構造と質量分率を測定する。上澄み成分についても同様に分析すれば、ポリエステル成分および他成分の質量分率と構造が特定される。上澄み成分から溶媒を留去した後にＨＦＩＰ／重クロロホルム（質量比５０／５０）混合溶媒に溶解した後、１Ｈ核のＮＭＲスペクトルを測定する。

得られたスペクトルで、各成分に特有の吸収のピーク面積強度を求め、その比率とプロトン数よりブレンドのモル比を算出する。さらにポリマーの単位ユニットに相当する式量より質量比を算出する。このようにして各成分の質量分率と構造を特定した。

（９）白色フィルム中央部の形状
ハイセンスジャパン株式会社製３２型液晶ＴＶ ＬＨＤ３２Ｋ１５ＪＰバックライト内に張り合わせてある反射フィルムを所定のフィルムサンプルに変更し、温度６０℃、相対湿度８０％条件下、４時間点灯させたものを、２サンプル準備した。
その後、液晶ＴＶからバックライトユニットを外し反射フィルムを取り出して、１サンプルは長辺方向に３ｃｍ間隔で全幅分切り出した。他の１サンプルは、短辺方向に３ｃｍ間隔で全幅を切り出した。切り出したサンプルを、平板上に置き、平板から反射フィルム端部の浮き上がり高さの最大値を全数測定し、切り出したサンプル中の最大値をその水準の結果とした。
平板上に置くときに上面とする面に指定はなく、両面を確認した。
下記の通りの評価結果とした。
Ａ：変形なし（０ｍｍ以上１ｍｍ未満）
Ｂ：かすかに波うちがある。（１ｍｍ以上４ｍｍ未満）
Ｃ：大きな波うちがある。（４ｍｍ以上）
上記のＡおよびＢを合格とした。

本発明を実施例に基づいて説明する。

［実施例１］
重合後のポリエチレンテレフタレートの色調（ＪＩＳ Ｋ７１０５−１９８１、刺激値直読方法で測定）がＬ値６２．８、ｂ値０．５、ヘイズ０．２％であるポリエチレンテレフタレートを使用し、ポリエチレンテレフタレート９４質量部、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコールの（ＰＢＴ／ＰＴＭＧ）共重合物を０．５質量部（商品名：東レデュポン社製ハイトレル）、ジオール成分に対し１，４−シクロヘキサンジメタノールが３３ｍｏｌ％共重合された共重合ポリエチレンテレフタレート（３３ｍｏｌ％ＣＨＤＭ共重合ＰＥＴ）０．５質量部、ガラス転移温度が２１０℃であるシクロオレフィン系コポリマー（商品名：ポリプラスチックス社製ＴＯＰＡＳ）５質量部を調整混合し、１８０℃で３時間乾燥させた後、２７０〜３００℃に加熱された押出機Ｂに供給（Ｂ層）した。

一方、ポリエチレンテレフタレート６３質量部、数平均粒径３．５μｍの二酸化珪素粒子ポリエチレンテレフタレートマスター１７質量部（マスターチップ総量に対して二酸化珪素６質量％含有）と、ポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸を１８ｍｏｌ％共重合したもの（ＰＥＴ／Ｉ）を２０質量部とを１８０℃で３時間真空乾燥した後、２８０℃に加熱された押出機Ａに供給し（Ａ層）、これらポリマーをＡ層／Ｂ層／Ａ層となるように積層装置を通して積層し、Ｔダイよりシート状に成形した。さらにこのフィルムを表面温度２５℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを８５〜９８℃に加熱したロール群に導き、長手方向に３．４倍縦延伸し、２１℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで把持しながらテンターに導き１２０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向に３．６倍横延伸した。その後テンター内で１９０℃の熱固定を行い、続いて同温度にて幅方向に６％の弛緩処理を施し、その後均一に徐冷後、室温まで冷却し二軸延伸された積層フィルムを得た。その後、２５℃にて２４時間据置処理した後、オーブンにて２００℃、５秒の条件で熱処理を加えた。光反射用基材としての物性は表１の通りである。

［実施例２〜２０］
Ａ層、Ｂ層の原料組成、製膜条件、熱処理条件を表１、２に記載したとおりに変更した以外は、実施例１と同様の方法で白色ポリエステルフィルムを得た。いずれの実施例もフィルムの形状、輝度ムラおよび輝度は良好であった。

［比較例１〜２］
Ａ層、Ｂ層の原料組成、製膜条件を表３に記載したとおりに変更した以外は、実施例１と同様の方法で厚み２２５μｍのフィルムを得た。Ｂ層の共重合成分の含有量が多く、熱処理を行っていないので、フィルムの形状、輝度ムラが不十分であった。

［比較例３〜６］
Ａ層、Ｂ層の原料組成、製膜条件を表３に記載したとおりに変更した以外は、実施例１と同様の方法で白色ポリエステルフィルムを得た。Ｂ層の共重合成分の含有量が少ないが、熱処理を行っていないのでフィルムの形状、輝度ムラ、製膜安定性が不十分であった。

［比較例７］
Ａ層、Ｂ層の原料組成、製膜条件を表３に記載したとおりに変更した以外は、実施例１と同様の方法で白色ポリエステルフィルムを得た。Ｂ層の共重合成分の含有量が多いので、熱処理を行ったが、フィルムの形状、輝度ムラが不十分であった。

ここで、表１〜表３中の略号は次の内容を表す。すなわち、
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート、
ＰＥＴ／Ｉ：ポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸を１８ｍｏｌ％共重合したもの、
ＰＥＴ／ＣＨＤＭ：ポリエチレン−１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（エチレングリコールに対し１，４−シクロヘキサンジメタノールが３３ｍｏｌ％共重合されたポリエチレンテレフタレート共重合体）、
ＰＢＴ／ＰＴＭＧ：ポリエステルエーテルエラストマブチレン／ポリ（アルキレンエーテル）フタレート（ブチレンテレフタレートに対し、アルキレングリコールが３０ｍｏｌ％の共重合体）（商品名：東レデュポン社製ハイトレル）、
である。
ＰＥＴ／Ｉ／ＰＥＧ：ポリエチレンテレフタレートイソフタル酸１０ｍｏｌ％とポリエチレングリコールを５ｍｏｌ％共重合させた共重合体（商品名：東レ製Ｔ７９４Ｍ）

本発明の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムは、バックライトに好適に用いることが出来る。

Claims (8)

1. 実質的に空洞を含有しないＡ層と空洞を含有するＢ層との少なくとも２層を有する白色ポリエステルフィルムであって、該白色ポリエステルフィルムが、下記の（１）〜（４）の要件を満たす液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム。
   （１）Ｂ層はポリエステルに非相溶樹脂を含有し気泡を有すること、
   （２）Ｂ層がポリエチレンテレフタレートを基本構成とし、少なくとも１種類以上の共重合ポリエステルを含有し、共重合ポリエステルがＢ層質量に対して１．０質量％以上２０．０質量％以下であること、
   （３）フィルムの見かけ密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以上１．１ｇ／ｃｍ^３以下であること、
   （４）フィルムの長手方向、および幅方向の４０℃から１００℃での熱機械分析にて計測される熱収縮率が−０．５％以上０．０％以下であること。
2. ポリエステルＢ層のポリエステルに非相溶な樹脂の含有量がＢ層質量に対して５質量％以上２５質量％以下である、請求項１に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム。
3. 少なくとも一方の表面の波長５６０ｎｍでの相対反射率が９７．０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム。
4. 該白色ポリエステルフィルムの全厚みが５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム。
5. Ｂ層を構成するポリエステルがポリエチレンテレフタレートを基本構成とし、ポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸との共重合体、ポリエチレンテレフタレートとシクロヘキサンジメタノールとの共重合体、ポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレンテレフタレートとの共重合体から選ばれる、少なくとも２種類以上の共重合ポリエステルを含有することを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルム。
6. ポリエステルとポリエステルに非相溶な成分を含有するフィルムを二軸延伸し、フィルム内に空洞を発生せしめた後、１００〜２００℃で５〜５０秒熱処理する工程を経て製造する請求項１に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムの製造方法。
7. 請求項１に記載の液晶ディスプレイ用白色ポリエステルフィルムを光反射材として用いることを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト。
8. バックライトの光源がＬＥＤ方式であることを特徴とする請求項７に記載の液晶ディスプレイ用バックライト。

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