JP7087233B2 - 二軸配向ポリエステル反射フィルム及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ローカルディミング（ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）液晶ディスプレイ用に使用される反射フィルムに関し、さらに詳細には、ポリエステル反射フィルムに成形性及び寸法安定性を向上させることによって、真空圧空成形及びホットプレス成形後にも優れた寸法安定性と反射特性を維持することを特徴とするポリエステル反射フィルム及びその製造方法に関する。

最近、液晶ディスプレイは、モバイル、タブレット、モニター、ノート型パソコン、ＴＶ等ディスプレイのすべての用途に広範囲に適用されている。液晶ディスプレイは、自発光素子ではないから、背面から光を供給するバックライトユニットを必要とし、バックライトユニットの光源には、過去冷陰極線管を利用した線光源を多く使用したが、最近ＬＥＤを利用した点光源が多く使用されている。このようなバックライトユニットの点／線光源は、ディスプレイとして活用されるためには、面光源への変換が必要である。このためにバックライト内には、光源の他に、側面から照射されるＬＥＤ光を前面に伝達する導光板、ディスプレイの後面に損失される光を再度前面に反射させる反射フィルム、前面に照射される光を前面に均一に拡散させる拡散フィルム、拡散光を正面光に集光させるプリズムフィルムなど、多様な光学シート構成により点光源を面光源に変換して使用するようになる。バックライトユニットを介して変換された面光源を使用する液晶ディスプレイは、パネル部に偏光フィルム、ＴＦＴ、液晶、カラーフィルター、偏光フィルムなどを構成して、Ｒ／Ｇ／Ｂ色を各ピクセル単位で具現する。しかしながら、このような液晶ディスプレイの場合、光の明るさと暗さを表す明暗比は、パネル部に電圧を印加して液晶の配列を介して光を遮断あるいは透過して明暗比を具現しているが、ピクセル一つ一つが自ら光を出す自発光素子であるＯＬＥＤに比べて色相の明暗比が顕著に落ちるという問題がある。

そのため、最近業界では、多数のＬＥＤを利用して点光源を個別的にＯＮ／ＯＦＦ駆動するローカルディミング法により液晶ディスプレイの明暗比を改善しようとする開発が盛んに進行されており、多数のＬＥＤを個別駆動する場合、ＬＥＤ素子間光の干渉を解決するための方法の一つとして反射フィルムに凹んだ部分及びホール（Ｈｏｌｅ）を繰り返し的に形成しＬＥＤを実装する方法が検討されている。しかしながら、反射フィルムを高温の熱で成形をする場合、従来の反射フィルムは、所望の形態に十分に成形されないか、または成形時に反射フィルム内部の孔隙が変形されて、反射特性が急激に低下するか、寸法変形により実装されたＬＥＤが脱落するなどの問題があって、優れた成形特性と成形後の寸法安定性、反射特性を維持する反射フィルムが求められている。

大韓民国公開特許第１０－２００１－００９５１９７号は、ポリエステル系樹脂を主原料とする反射フィルムが記載されている。前記特許は、含有された共同発現剤の溶融粘度を最適のものにして製造工程を改善することでフィルムの反射能を向上させる発明に関する。しかしながら前記特許は、一般的な溶融粘度だけを改善しているから、上述した成形時の孔隙変形のような問題を解決できない。

本発明は、上記のような従来の技術の問題点を解決するためのものであって、ポリマー改質、最適積層設計、配向緩和除膜技術を介して反射フィルムの成形性を向上させ、フィルムを構成する物質の含有量及び体積配合比の最適化を介した優れた寸法安定性及び光特性を維持する反射フィルムを提供しようとする。

本発明の前記及び他の目的と利点は、好ましい実施形態を説明した下記の説明によりさらに明らかになるはずである。

上記の目的は、ホモポリエステル、共重合ポリエステル、ポリエステルに対する非相溶性樹脂及び無機粒子を含有する多数の孔隙を有するコア層と、コア層の少なくとも一つの一面に形成され、ホモポリエステル、共重合ポリエステル及び無機粒子を含有するスキン層とを含み、中央が凹んだ多数の集光構造が格子形態で配列された二軸配向ポリエステル反射フィルムにより達成される。

好ましくは、集光構造中央の凹んだ部分にホール（ｈｏｌｅ）が位置することができる。

好ましくは、スキン層の厚さは、前記コア層の厚さ対比１．０％超過１０．０％未満でありうる。

好ましくは、コア層の無機粒子は、０．０１μｍ超過２．０μｍ未満の大きさでありうる。

好ましくは、スキン層の無機粒子は、０．１μｍ超過１０．０μｍ未満の大きさでありうる。

好ましくは、前記コア層は、

を満たすことができ、このとき、Ｖａは、ホモポリエステルの体積％、Ｖｂは、共重合ポリエステルの体積％、Ｖｃは、非相溶性樹脂の体積％、Ｖｄは、無機粒子の体積％を表す。

好ましくは、非相溶性樹脂は、５．０ないし２０．０体積％で、前記共重合ポリエステルは、５ないし３０体積％でありうる。

好ましくは、スキン層は、ホモポリエステル６０重量％超過９４．９重量％未満、共重合ポリエステル５．０重量％超過３０．０重量％未満、無機粒子０．１重量％超過１０重量％未満が含有されることができる。

好ましくは、二軸配向ポリエステル反射フィルムは、

を満たし、ＷＡｍは、前記二軸配向ポリエステル反射フィルムを前記格子形態で成形する成形金型の内角を表し、ＷＡｒは、前記二軸配向ポリエステル反射フィルムの膨らんだ部分と反射フィルムが成形金型と当接する接点を連結した仮像の線及び前記二軸配向ポリエステル反射フィルムの凹んだ部分間の内角を表す。

好ましくは、二軸配向ポリエステル反射フィルムは、４５０ｎｍ波長で分光反射率が９５％以上でありえ、４５０ｎｍ波長で前記成形金型による成形前後分光反射率の変化が５．０％以下でありうる。

好ましくは、二軸配向ポリエステル反射フィルムの厚さは、１５０ないし４００μｍでありうる。

好ましくは、二軸配向ポリエステル反射フィルムの比重は、０．７ないし１．２g/ｃｍ^３でありうる。

好ましくは、二軸配向ポリエステル反射フィルムは、温度６０℃、湿度９０％恒温恒湿条件で５００時間放置後寸法変化率が５％以下でありうる。

好ましくは、ホモポリエステルに対する非相溶性樹脂は、結晶性ポリオレフィン樹脂、非結晶性環状オレフィン樹脂、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・スルファイド樹脂及びフッ素系樹脂の中から選択された少なくとも一つであるか、またはこれらの単独重合体または共重合体でありうる。

好ましくは、前記無機粒子は、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸カルシウムで構成された群から選択される一つ以上の無機粒子を含むことができる。

また、前記目的は、コア層原料及びスキン層原料を真空で乾燥する第１ステップと、第１ステップで乾燥されたコア層原料及びスキン層原料を利用して、コア層の少なくとも一つの一面にスキン層が位置するよう無延伸シートを製造する第２ステップと、第２ステップで得られた無延伸シートを縦方向に１軸延伸して、一軸延伸フィルムを製造する第３ステップと、第３ステップで製造された一軸延伸フィルムを横方向に再延伸して、二軸延伸フィルムを製造する第４ステップと、第４ステップで製造された反射フィルムを熱処理する第５ステップと、第５ステップで熱処理された反射フィルムを冷却する第６ステップと、第６ステップで製造された反射フィルムを成形金型を介して中央が凹んだ集光構造多数が格子形態で配列されるよう成形する第７ステップと、第７ステップで製造された反射フィルムの凹んだ集光構造内にＬＥＤを実装するためのホール（ｈｏｌｅ）を成形（打ち抜き）する第８ステップとを含む二軸配向ポリエステル白色フィルムの製造方法により達成されることができる。

好ましくは、第５ステップは、複数の熱処理領域をおいて開始領域から終了領域まで段階的に昇温させながら行い、熱処理開始領域と熱処理終了領域の温度差が３０～１００度でありうる。

以上のように、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム及びその製造方法によれば、成形性及び寸法安定性が向上すると同時に、成形前／後にも優れた反射特性を維持することで、ローカルディミング（ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）液晶ディスプレイ用反射フィルムとして有用に使用することができる。

ただし、本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及されないさらに他の効果は、以下の記載から当業者に明確に理解されるはずである。

本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの断面図である。 本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの拡大断面図である。 本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの平面図である。 本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの成形過程を説明するための図である。

以下、本発明の実施例と図面を参照して、本発明を詳細に説明する。これらの実施例は、単に本発明をさらに具体的に説明するために例示的に提示したものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例により制限されないことは、当業界における通常の知識を有するものにとって自明である。

図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分に対しては、同一の図面符号を付してある。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは、他の部分の「真上に」ある場合だけでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。逆にある部分が他の部分の「真上に」あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

別に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野の熟練者により通常理解されることと同じ意味を有する。相反する場合、定義を含む本明細書が優先するはずである。また、本明細書において説明されることと類似または同等な方法及び材料が本発明の実施または試験に使用されうるが、適合した方法及び材料が本明細書に記載される。

図１ａは、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの断面図である。
図１ｂは、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの拡大断面図である。
図２は、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの平面図である。
図３は、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの成形過程を説明するための図である。

図１ａないし図３を参照すると、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム１０は、孔隙１を有するコア層Ｂ及びコア層Ｂの少なくとも一面にスキン層Ａを有する複層構造を有することを特徴とし、以下の構成及び原料組成を有する。

図１ａ及び図２に示すように、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム１０のコア層Ｂは、中央に凹んだ部分１２を有する凹型の凹んだ集光構造多数が格子形態で配列された形態を有し、凹んだ部分１２にホール１３が形成される。凹んだ集光構造の格子形態によって反射フィルムは、膨らんだ部分１１及び凹んだ部分１２が繰り返し的に形成される。本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム１０は、このような凹んだ集光構造を介して反射される光が四方散乱されずに中央に集光されるように反射することで、ローカルディミング時に明るい領域の反射光が暗い領域に及ぼす影響を最小化して、個別ＬＥＤに対したローカルディミングを可能にする。図２では、正四角形形態の凹んだ集光構造が格子形態で配列されたが、これは、一つの一例に過ぎず、正四角形格子形態に限定されるものではなく、円形、楕円形、立方体のような多様な格子形態が可能である。

本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム１０は、コア層Ｂの一面上にのみスキン層Ａが形成されたスキン層Ａ／コア層ＢのＡ／Ｂ２層構造で製造されることができる。また、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム１０は、コア層Ｂの両面ともにスキン層Ａが形成されたスキン層Ａ／コア層Ｂ／スキン層ＡのＡ／Ｂ／Ａ３層構造で製造されることができる。一例として、除膜安定性、欠点制御、加工安定性の側面においてＡ／Ｂ／Ａ３層構造がさらに好ましい。Ａ／Ｂ２層構造の場合、フィルム除膜時、支持層として機能するスキン層Ａが片面にのみ構成されているから、除膜工程上支持層の不足でフィルム裂けなどの工程不良が発生して生産性低下を誘発できる。また、孔隙１が形成されたコア層Ｂがさらに他の一面の表面層を形成して、孔隙１が表面層で噴火口形態の外観欠点を引き起こす可能性が高く、ビーズ（ｂｅａｄｓ）コーティングなどの２次加工時に、反射フィルムの表面に孔隙１による引き裂け、または押さえられ形態の欠点を誘発したり、バックライトユニット上に反射フィルムが挿入される場合にも、導光板との接触面において反射フィルム表面の引き裂け、または押さえられ形態の欠点を引き起こす可能性が高く、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム１０の複層構成は、スキン層Ａ／コア層Ｂ／スキン層ＡのＡ／Ｂ／Ａ３層構造がさらに好ましい。図１ｂは、スキン層Ａ／コア層Ｂ／スキン層ＡのＡ／Ｂ／Ａ３層構造で形成された易成形（ＥＡＳＹ ＦＯＲＭＩＮＧ）二軸配向ポリエステル反射フィルム１０を図示して説明する。

スキン層Ａの厚さは、コア層Ｂの厚さ対比１．０％超過１０．０％未満を満たすことが好ましい。すなわち、スキン層Ａとコア層Ｂとの間の厚さ比、（スキン層Ａの厚さ／コア層Ｂの厚さ）＊１００％が１．０％超過１０．０％未満を満たすことが好ましい。コア層Ｂの厚さ対比スキン層Ａの厚さ比が１．０％以下である場合、フィルム除膜工程中、スキン層Ａが十分な支持役割を果たさないから、フィルム延伸過程でフィルム裂けなどの工程不良を引き起こす可能性が高くて好ましくなく、１０．０％以上である場合、孔隙１が形成されないスキン層Ａの厚さがあまり厚くて、高温の反射フィルムの成形工程において十分な成形性が出ないという問題がある。

本発明の二軸配向ポリエステル反射フィルム１０のコア層Ｂは、ホモポリエステルを主成分とし、共重合ポリエステル、ポリエステルに対して非相溶性を有する樹脂及び無機粒子を含有していることを特徴とする。

本発明の二軸配向ポリエステル反射フィルムのスキン層Ａは、ホモポリエステルを主成分とし、共重合ポリエステル、無機粒子を含有することを特徴とする。
前記本発明を構成するホモポリエステルとは、ジカルボン酸とジオール成分から重縮合反応により得られるポリマーであって、ジカルボン酸成分には、ジメチルテレフタルレート、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、セバシン酸、アジピン酸、ジフェニルジカルボン酸、５－ｔｅｒｔ－ブチルイソフタル酸、２，２，６，６－テトラメチルジフェニル－４，４－ジカルボン酸、１，１，３－トリメチル－３－フェニルリン酸－４，５－ジカルボン酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸、トリメリット酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、ピロメリット酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸及び１，３－シクロヘキサンジカルボン酸などから１種単独を選択して使用することが好ましく、さらに好ましくは、ジメチルテレフタルレート、テレフタル酸、選択された１種を使用することが好ましい。ジオール成分としては、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、２，２ジメチル（１，３－プロパン）ジオール及び１，４－シクロヘキサンジメタノールなどから１種単独を選択して使用することが好ましく、さらに好ましくは、エチレングリコール１種を使用することが好ましい。

前記本発明を構成する共重合ポリエステルとは、前記ホモポリエステル成分のうち、ジカルボン酸またはジオール成分を２種以上並行して重縮合反応により得られるポリマーであって、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸の他にイソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸などを並行することが好ましく、ジオール成分としては、エチレングリコールの他に、２，２ジメチル（１，３－プロパン）ジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノールなどを並行して形成する共重合ポリエステルが好ましい。

前記本発明を構成するポリエステルに対する非相溶性樹脂とは、結晶性ポリオレフィン樹脂、非結晶性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・スルファイド樹脂及びフッ素系樹脂の中から選択された１種以上の単独重合体または共重合体であることが好ましく、さらに好ましくは、非結晶性環状ポリオレフィン樹脂が好ましい。

前記本発明を構成する無機粒子には、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸カルシウム等で構成された群から選択される１種以上の無機粒子を含むことが好ましく、さらに好ましくは、炭酸カルシウム粒子が好ましい。

前記無機粒子のうち、コア層Ｂに使用される無機粒子の大きさは、０．０１μｍ超過、２．０μｍ未満の大きさが好ましく、さらに好ましくは、０．１μｍ超過１．０μｍ未満が好ましい。前記コア層Ｂに使用される無機粒子の大きさが２．０μｍ以上の場合、粒子界面での未散乱効果が顕著に落ちて反射特性の顕著な低下を引き起こし、０．０１μｍ以下の場合、製造された易成形ポリエステル反射フィルムを高温でプレス成形あるいは真空圧空成形を行う場合、高温の熱と圧力により易成形ポリエステル反射フィルム内の孔隙１の変形を引き起こすが、前記無機粒子の大きさが０．０１μｍ以下である場合、フィルム内で孔隙１の変化を最小化する支持機能を果たすことができないから、成形後に顕著な反射特性の低下を引き起こす。

前記無機粒子のうち、スキン層Ａに使用される無機粒子の大きさは、０．１μｍ超過、１０．０μｍ未満が好ましく、さらに好ましくは、１．０μｍ超過、５．０μｍ未満が好ましい。前記スキン層Ａに使用される無機粒子の大きさが０．１μｍ以下である場合、除膜工程においてフィルムの走行性が顕著に不足になってフィルムの表面に多量のスクラッチを発生させ、１０．０μｍ以上の場合、フィルム除膜工程において大型粒子により延伸工程においてフィルムの裂けなどの工程不良を引き起こすことができるから適していない。

前記本発明を構成するコア層Ｂの成分は、ホモポリエステルを主成分とし、共重合ポリエステル、ポリエステルに対して非相溶性を有する樹脂及び無機粒子を含有していることを特徴とするものの、高温で成形した後に優れた反射特性、熱的特性を有するためには、下記の式１を満たす構成を有することを特徴とする。

式１中、Ｖａは、ホモポリエステルの体積％、Ｖｂは、共重合ポリエステルの体積％、Ｖｃは、非相溶性樹脂の体積％、Ｖｄは、無機粒子の体積％を表す。式１中、分母項は、コア層Ｂのホモポリエステル樹脂及び共重合ポリエステル樹脂の全体体積％から非相溶性樹脂の体積％を引き算した体積％を表す項であり、前記式中、分子項は、無機粒子の体積％を表す項である。

式１の数値が０．２を超過する場合、コア層Ｂ内に無機粒子の体積％が過量含有されて、フィルムの除膜時、延伸性が急激に低下してフィルムの裂けなどの工程不良を引き起こす可能性が高く、過量の無機粒子は、易成形ポリエステル反射フィルムの結晶化を触診させて成形性が急激に低下するという問題がある。また、前記式の数値が０．０５未満になる場合、無機粒子体積％が少量含有されて、高温で成形後、反射特性が急激に落ちるという問題がある。成形後、光特性低下の原因は、高温でプレス成形あるいは真空圧空成形を行う場合、高温の熱と圧力により易成形ポリエステル反射フィルム内の孔隙１の変形を引き起こすが、前記無機粒子がフィルム内で孔隙の変化を最小化する支持役割をするためである。

また、前記分母項の非相溶性樹脂の体積％は、５．０ないし２０．０体積％が好ましい。非相溶性樹脂の体積％が５体積％未満の場合、フィルム内に生成される孔隙１の量が減少して、反射特性が顕著に落ちるという問題があり、２０体積％を超過する場合、反射フィルム内に多くの孔隙を形成するから、反射特性には有利な方向であるが、多い量の孔隙１は、フィルム除膜特性が顕著に落ちるという問題が発生して、生産性が急激に低下するという問題がある。

前記分母項の共重合ポリエステル樹脂の体積％は、５ないし３０体積％が好ましい。共重合ポリエステル含有量が５．０体積％以下である場合、十分な成形性が具現されないという問題があり、３０．０体積％以上の場合、耐熱性低下で高温の成形工程を経た後、十分な反射特性が具現されないという問題がある。

本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムは、多くの実験を土台にして二軸配向ポリエステル反射フィルムのコア層Ｂ内にホモポリエステル樹脂、共重合ポリエステル樹脂、非相溶性樹脂及び無機粒子の含有量が前記式を満たす場合、高温でプレス成形、真空圧空成形前後の優れた反射特性、優れた成形性及びフィルム除膜安定性を有することを確認した。

本発明を構成するスキン層Ａは、ホモポリエステルを主成分とし、共重合ポリエステル、無機粒子を含有していることを特徴とするものの、共重合ポリエステルの含有量は、５．０重量％超過、３０．０重量％未満であり、無機粒子の含有量は、０．１重量％超過１０重量％未満が好ましい。

スキン層Ａ内に共重合ポリエステル含有量が５重量％以下である場合、スキン層において十分な成形性が具現されないという問題があり、３０重量％以上の場合、スキン層に耐熱特性低下によりプレス成形または真空圧空成形時、金型との粘着によりフィルムの表面に取られ、押さえられ、スクラッチ等、多様な表面欠点を引き起こすという問題がある。また、スキン層Ａ内に無機粒子の含有量が０．１重量％以下では、フィルム除膜工程において十分な走行性が確保されないから、フィルムの表面に多量のスクラッチを引き起こすという問題があり、１０重量％以上では、除膜工程中、延伸工程でフィルムの裂けなどの工程不良を引き起こすことができるから適していない。

次は、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルムの製造方法について説明する。

第１ステップは、前記説明した成分を有するスキン層Ａの原料、コア層Ｂの原料を各々のドライヤーで１００度ないし２００度の温度で乾燥するステップであって、高真空下に３時間ないし１０時間高真空下で乾燥させて、樹脂内に存在する水分を除去する。乾燥工程を介して水分を除去する理由は、溶融押出過程で樹脂内に残留する水分によりポリエステル樹脂が加水分解が起きる場合、ポリエステルの急激な溶融粘度の低下でＴ－ダイ押出工程でシート成形が不良であるか、吐出されるポリマー内に気泡が発生してフィルム除膜が不可能な問題を解決するためである。

第２ステップは、ステップの原料を溶融圧出して、無延伸シートを得るステップであって、乾燥されたスキン層Ａの原料、コア層Ｂの原料を以後各々の押出器Ａ’、押出器Ｂ’を有する共押出し設備を利用して、２５０度ないし３００度の範囲で溶融押出させた後、Ｔ－ダイ複合口金内に導入する。Ｔ－ダイ複合口金内では、スキン層Ａがコア層Ｂの両表面層に来るようにＡ／Ｂ／Ａ積層構造を形成して、溶融樹脂をＴダイ及びキャストドラムを利用して冷却及び固化させて無延伸シートを得る。

第３ステップは、得られた無延伸シートを縦方向に１軸延伸して一軸延伸フィルムを製造することで、未延伸シートをロールの加熱、赤外線ヒーター加熱という加熱手段によってポリエステル樹脂のガラス転移温度以上に無延伸シートを加熱した後、２ケ以上のロールの周速差を利用して３ないし５倍延伸することが好ましい。

第４ステップは、縦方向に一軸延伸されたフィルムを横方向に再度延伸して二軸延伸されたフィルムを製造するステップであって、第３ステップにて縦方向へ延伸されたフィルムをテンターという走行するクリップを利用して、幅方向に延伸するオーブン設備を利用して、予熱ゾーン、延伸ゾーンが各々複数以上を形成するオーブン内でポリエステル樹脂のガラス転移温度＋５０度以内の範囲で予熱した後、同じ温度範囲で横方向へ３倍ないし５倍延伸する。

第５ステップは、前記テンター設備内で延伸されたフィルムの寸法安定性の確保及び配向緩和のために熱処理するステップであって、同じテンター設備内で複数以上に形成された熱処理領域内でポリエステルの融点＋３０度以下の温度で熱処理を行う。

このとき、熱処理過程で高い寸法安定性と成形特性を確保するために、二軸延伸されたフィルムの配向緩和及び横方向に均一な配向が必要であり、以下のような遂行により解決できる。

縦方向及び横方向に二軸延伸されたフィルムは、テンター内で熱処理を行う場合、縦方向に配向された鎖の弛緩が発生するが、幅方向に中央部分は、縦方向に十分に弛緩される反面、クリップ隣接部は、クリップにより縦方向に弛緩が十分になされないから、テンター内で弓状に過配向がおきるボーイング現象が発生する。これを解決するためには、ボーイング現象が最も激しく起きる第４ステップの横方向延伸終端領域と第５ステップの熱処理開始領域の温度の差を３０度以内に行うことが好ましい。

また、配向緩和のためには、複数の熱処理領域をおいて開始領域から終了領域まで段階的に昇温させながら行うことが好ましく、熱処理開始領域と熱処理終了領域の温度差は、３０度ないし１００度が好ましく、熱処理終了領域の温度は、ポリエステルの融点以上の温度で行うことが好ましい。また、熱処理領域で横方向へ０．０５倍ないし０．５倍追加延伸をする場合、ボーイング現状の緩和効果があるから、幅方向に均一な配向を行うことができる。

第６ステップは、前記テンター設備内で複数以上の熱処理領域を活用して二軸延伸されたフィルムを徐々に冷却させるステップであって、このように冷却されたフィルムを巻取するステップを介して、二軸配向ポリエステル反射フィルムを得ることができる。

第７ステップは、第６ステップにて製造された反射フィルムを中央に凹んだ部分１２を有する集光構造多数が格子形態で配列された成形金型２００を介して、多数の凹んだ集光構造多数が格子形態で配列された形態で成形するステップであって、このような集光構造を介して反射フィルムにより反射される光が四方に散乱されずに、中央に集中した形態で反射されることで、個別ＬＥＤに対したローカルディミングを可能にする。この時に製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムは、図３に示すフィルムの内角及び成形金型の内角条件を満たす。内角条件に対する説明は、後述する式２において具体的に説明する。

第８ステップは、第７ステップにて製造された反射フィルムの凹んだ集光構造内にＬＥＤを実装するためのホール１３を成形（打ち抜き）するステップであって、ホール１３の形態は、ＬＥＤの形態によって円形、楕円形、四角形など多様な形態が可能で、円形が好ましい。

上述した製造方法により製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムは、以下の特性を有することを特徴とする。

まず、製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムは、４５０ｎｍ波長において分光反射率が９５％以上の条件を満たすことが好ましい。分光反射率が９５％未満の場合、十分な反射性能が具現されないから、製造された液晶ディスプレイの輝度（明るさ）が低下するという短所がある。また、製造された反射フィルムの第７ステップの成形前後分光反射率を比較すると、反射フィルムの成形前後４５０ｎｍ波長での分光反射率の変化が５．０％以下を満たすことが好ましい。成形前後の分光反射率の変化が５．０％を超過する場合にも、成形された反射フィルムが十分な反射性能が具現されないので、製造された液晶ディスプレイの輝度（明るさ）が低下するという同じ短所があるためである。

次に、製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムの成形性は式２で評価し、これを満たす。

式２中、ＷＡｒは、成形後反射フィルム１０の最大高さ地点である膨らんだ部分１１と反射フィルム１０が成形金型２００と当接する接点３２を連結した仮像の線と反射フィルム１０の凹んだ部分１２間の内角を示す。ＷＡｍは、成形金型２００の内角を表す。製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムは、式２による成形金型２００及び反射フィルム１０の内角間の関係が５％以下を満たすことが好ましい。式２の値が５．０％を超過する場合、成形された反射フィルム内の多数の凹んだ集光構造のサイズを小さくするのに限界があって、ローカルディミングの効率を上げるために多数のＬＥＤを実装するのに制約があるためである。

次に、製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムの全体厚は、１５０μｍないし４００μｍであることが好ましい。反射フィルムの全体厚は、１５０μｍ未満の場合、厚さがあまり薄くて、成形作業性が顕著に落ちるか、または厚さと相関性を有する反射特性が顕著に低下するという短所があり、反射フィルムの全体厚が４００μｍを超過する場合、ポリエステル反射フィルム除膜工程中に破断が多発する等、安定した生産が難しく、厚さが厚くて製造費用が増加し、製造された液晶ディスプレイの総厚が増加してスリムデザイン設計が難しいという短所があるためである。

次に、製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムの比重は、０．７ないし１．２ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。反射フィルムの比重が０．７ｇ／ｃｍ^３未満の場合、ポリエステル除膜工程中に破断が多発する等、安定した生産が難しく、成形工程時に熱処理による寸法安定性が顕著に落ちるという短所があり、反射フィルムの比重が１．２ｇ／ｃｍ^３を超過する場合、製造費用が増加し、ポリエステル反射フィルムコア層内に十分な孔隙１を形成できないから反射特性が顕著に落ちるという短所があるためである。

また、製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムは、温度６０℃、湿度９０％の恒温恒湿条件で５００時間放置後、寸法変化率が５％以下であることが好ましい。寸法変化率が５％を超過する場合、ホール１３の位置が変わるか、または多数の凹んだ集光構造内の実装されたＬＥＤが反射フィルムの寸法変化により脱離されるという問題が発生できるためである。

以下、実施形態と比較例にて本課題の構成及びそれによる効果をさらに詳細に説明しようとする。しかしながら、本実施形態は、本発明を具体的に説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施形態に限定されるものではない。

［実施形態］
［実施形態１］
コア層Ｂの両面にスキン層Ａが形成されて、スキン層Ａ／コア層Ｂ／スキン層Ａの順に積層された反射フィルムであっって、スキン層Ａは、ホモポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート（東レ先端素材（株）、Ａ９０９３）８８重量％、共重合ポリエステル（イーストマンケミカル社、ＧＮ０７１）１０重量％、無機粒子には、平均粒径２．０μｍのシリカ粒子２重量％の組成を有し、コア層Ｂは、ホモポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート（東レ先端素材（株）、Ａ９０９３）７７体積％、共重合ポリエステル（イーストマンケミカル社、ＧＮ０７１）１１体積％、非相溶性樹脂は、非結晶性環状オレフィン共重合体であるエチレンとノルボルネンとの間の共重合樹脂を７体積％、無機粒子には、平均粒径０．６μｍの炭酸カルシウム粒子５体積％の組成を有するよう原料を設計した後、スキン層Ａは、押出器Ａ’、コア層Ｂは、押出器Ｂ’で２８０度からＡ／Ｂ／Ａ層へ共押出し及びＴ－ダイ、キャストドラムを利用して、冷却、固化させて無延伸シートを得た。以後、前記叙述された製造方法で縦方向３．２倍、横方向３．６倍で二軸延伸して、反射フィルムを製造した。その後、横２００ｍｍ、縦３００ｍｍに製作された成形金型を利用して、図１の形態で二軸配向ポリエステル反射フィルムを製造した。このとき、成形機は、アサノ社製の小型真空圧空成形機（ＦＫＳ－０６３２－２０）を利用して、フィルム加熱温度１８０度、加熱時間８秒間の前処理を行った後、真空圧空成形を介して成形金型と同じ形状の成形体である二軸配向ポリエステル反射フィルムを製造した。

［実施形態２］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に無機粒子の体積％を５体積％から１１体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［実施形態３］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に非相溶性樹脂の体積％を７体積％から１４体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［実施形態４］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に共重合ポリエステル樹脂の体積％を１１体積％から２２体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例１］
前記実施形態３において、コア層Ｂ内に無機粒子の体積％を５体積％から２体積％に変更した以外には、実施形態３と同じ方法で製造した。

［比較例２］
前記実施形態３において、コア層Ｂ内に無機粒子の体積％を５体積％から２５体積％に変更した以外には、実施形態３と同じ方法で製造した。

［比較例３］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に非相溶性樹脂の体積％を７体積％から３体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例４］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に非相溶性樹脂の体積％を７体積％から２７体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例５］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に共重合ポリエステル樹脂の体積％を１１体積％から３体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例６］
前記実施形態１において、コア層Ｂ内に共重合ポリエステル樹脂の体積％を１１体積％から３７体積％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例７］
前記実施形態１において、スキン層Ａ内に共重合ポリエステル樹脂の重量％を１０重量％から３重量％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例８］
前記実施形態１において、スキン層Ａ内に共重合ポリエステル樹脂の重量％を１０重量％から３５重量％に変更した以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例９］
前記実施形態１において、スキン層Ａとコア層Ｂの厚さ比が０．８％に変更したこと以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

［比較例１０］
前記実施形態１において、スキン層Ａとコア層Ｂの厚さ比が１２．５％に変更したこと以外には、実施形態１と同じ方法で製造した。

上述した実施形態１ないし４と比較例１ないし１０のスキン層Ａ及びコア層Ｂの細部組成は、表１及び表２のとおりである。

上述した表１及び表２のように製造された実施形態１ないし４と比較例１ないし１０に対して、次の実験例によってフィルムの物性を測定し、これを評価した。

［実験例］
（１）厚さの測定
製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムの厚さは、日本標準協会の電気用途のプラスチックフィルムの試験方法であるＪＩＳ Ｃ２１５１－２００６に準じて測定した。本発明による二軸配向ポリエステル反射フィルムをミクロトームを利用して厚さ方向に切断して切片サンプルを得た。以後、透過型電子顕微鏡である日立製作所製Ｓ－８００製品を使用して切断された断面を利用して、２５０倍に拡大した断面写真からスキン層Ａ、コア層Ｂの厚さを測定した。

（２）分光反射率測定
製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムに日立ハイテクノロジーズ社製の分光光度計（Ｕ３３１０）に積分球を付着し、標準白色板（硫酸バリウム）を１００％にした時の反射率を４５０ｎｍ波長で測定した。このとき、第７ステップの成形金型を利用した成形以前と以後ともの反射率を測定する。

（３）内角測定
製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムの形状及び寸法は、キエンス社製の３次元表面形状測定器（ＶＲ－３２００）を利用して測定した。

（４）比重測定
製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムを１０ｃｍ×１０ｃｍに切断した後、電子はかり（Ｍｅｔｔｌｅ製ＡＣ１００）で０．１ｍｇ単位まで正確に重さを測定する。この後、測定したサンプルを定圧厚さ測定器で１０ｐｏｉｎｔ厚を測定して平均値を求め、下記の式３から比重を計算する。
[フィルムの重さ（ｇ）／フィルムの厚さ（μｍ）]×１００ ・・・式３

（５）成形後寸法変化率測定
製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムに対して、温度６０度、湿度９０％恒温恒湿条件で５００時間放置前後図３の反射フィルムの最大高さである膨らんだ部分１１から表される成形反射板の最大高さ間の距離（Ｌ）をキエンス社製の３次元表面形状測定器（ＶＲ－３２００）を利用して測定した後、寸法変化率を求めた。

（６）除膜安定性テスト
除膜安定性は、下記の表３の基準により安定性を判断した。

上述した実験例によって二軸配向ポリエステル反射フィルムに対して行われた６通りの実験結果は、表４のとおりである。

前記表４から確認されるように、実施形態１ないし４にて製造された二軸配向ポリエステル反射フィルムの場合、成形前後の優れた成形性、反射特性、寸法安定性、除膜安定性を有する良好した結果を確認した。

比較例１は、コア層Ｂの組成物間の体積％に対した条件である式１の値が０．０２で０．０５以上の条件を満たさないことで、これは、無機粒子の体積％が少量含有されて、高温で成形した後、反射特性が急激に落ちるという問題が発生する。また、比較例１は、成形後の分光反射率が９０．１％で成形前後の反射率差が９．６％であって、成形金型において凹んだ反射構造の格子形態で成形される過程で反射率の低下が大きく現れて、十分な反射性能が具現されないので、製造されたディスプレイの輝度が低下できる。また、比較例１は、除膜安定性テストにおいて６～２４時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例２は、式１の値が０．２５で０．２の条件を超過することで、これは、コア層Ｂ内に無機粒子の体積％が過量で含まれて、フィルム除膜時、延伸性が急激に低下してフィルムの裂けなどの工程不良を引き起こす可能性が高く、過量の無機粒子は、易成形ポリエステル反射フィルムの結晶化を触診させて、成形性が急激に低下するという問題がある。これにより、比較例２は、除膜安定性テストにおいて６時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例３は、コア層Ｂの非相溶性樹脂が３体積％で５体積％以上である条件を満たさない。これにより、比較例３は、成形後の分光反射率が８９．２％で成形前後の反射率差が６．１％であって、反射率差の条件である５％以下を満たさないから成形金型において凹んだ反射構造の格子形態で成形される過程で反射率の低下が大きいことに現れた。また、比較例３は、比重値が１．２５で１．２以下である条件を満たさないから製造費用が増加し、ポリエステル反射フィルムコア層内に十分な孔隙１を形成できないから、反射特性が顕著に落ちるという問題点を有する。また、比較例３は、除膜安定性テストにおいて６～２４時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例４は、コア層Ｂの非相溶性樹脂が２７体積％で２０体積％以下である条件を満たさないから、反射フィルム内の過度な孔隙１によりフィルム除膜特性が落ちるようになる。これにより、比較例４は、比重値が０．６５で０．７以上である条件を満たさなく、除膜安定性テストにおいて６時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例５は、コア層Ｂの共重合ポリエステル樹脂が３体積％で５体積％以上である条件を満たさない。また、比較例５は、成形後反射フィルムの内角と成形金型の内角との間の条件である式２の値が１５％で５％以下である条件を満たさないから、成形された反射フィルム内の多数の凹んだ集光構造のサイズを小さくするのに限界があって、ローカルディミングの効率を上げるために多数のＬＥＤを実装するのに制約が発生する。また、比較例５は、除膜安定性テストにおいて６時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例６は、コア層Ｂの共重合ポリエステル樹脂が３７体積％で３０体積％以下である条件を満たさない。これにより比較例６は、成形後の分光反射率が８１．６％で成形前後の反射率差が１３．６％であって、成形金型において凹んだ集光構造の格子形態で成形される過程で反射率の低下が大きいことに現れた。また、比較例６は、成形後寸法変化率が１６％であって、寸法変化率の条件である５％以下を満たさないから、過度な寸法変化によってホール１３の位置が変わるか、または実装されたＬＥＤが脱落できる。また、比較例６は、除膜安定性テストにおいて６～２４時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例７は、スキン層Ａの共重合ポリエステル樹脂が３重量％で５重量％超過である条件を満たさない。また、比較例７は、成形後反射フィルムの内角と成形金型の内角との間の条件である式２の値が９％で５％以下である条件を満たさない。これにより、比較例７は、除膜安定性テストにおいて６時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例８は、スキン層Ａの共重合ポリエステル樹脂が３５重量％で３０重量％未満である条件を満たさない。これにより、比較例８は、成形後寸法変化率が９％であって、寸法変化率の条件である５％以下を満たさないことで、過度な寸法変化によってホール１３の位置が変わるか、または実装されたＬＥＤが脱落できる。また、比較例８は、除膜安定性テストにおいて６～２４時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例９は、スキン層Ａとコア層Ｂの厚さ比が０．８％で１．０％超過である条件を満たさない。これにより、比較例９は、除膜安定性テストにおいて６時間以内にフィルム破断が発生した。

比較例１０は、スキン層Ａの厚さがコア層Ｂの厚さ対比１２．５％で１．０％超過１０．０％未満である条件を満たさない。また、比較例１０は、成形後反射フィルムの内角と成形金型の内角との間の条件である式２の値が２５％で５％以下である条件を満たさないから、成形された反射フィルム内の多数の凹んだ集光構造のサイズを小さくするのに限界があって、ローカルディミングの効率を上げるために多数のＬＥＤを実装するのに制約が発生する。また、比較例１０は、成形後の反射率が９４．５％で９５％以上である条件を満たさない。

以上のように、本発明の一実施形態による二軸配向ポリエステル反射フィルム及びその製造方法によれば、反射フィルムの多層設計、原料改質、非相溶性樹脂及び無機粒子の体積割合調節、配向緩和製造方法などを介して、成形後にも優れた寸法安定性と反射特性を維持できるから、ローカルディミング用反射フィルムとして使用が可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (12)

1. ホモポリエステル、共重合ポリエステル、ポリエステルに対する非相溶性樹脂及び無機粒子を含有する多数の孔隙を有するコア層と、
   前記コア層の少なくとも一つの一面に形成され、ホモポリエステル、共重合ポリエステル及び無機粒子を含有するスキン層とを含み、
   前記スキン層の厚さは、前記コア層の厚さ対比１．０％超１０．０％未満であり、
   前記コア層は、
   

   

   
   ［前記Ｖａは、ホモポリエステルの体積％、前記Ｖｂは、共重合ポリエステルの体積％、前記Ｖｃは、非相溶性樹脂の体積％、前記Ｖｄは、無機粒子の体積％を表す。］
   を満たし、
   前記非相溶性樹脂は、５．０ないし２０．０体積％で、前記共重合ポリエステルは、５ないし３０体積％であり、
   前記スキン層は、共重合ポリエステル５．０重量％超３０．０重量％未満、無機粒子０．１重量％超１０重量％未満が含有され、
   前記ホモポリエステルに対する非相溶性樹脂は、結晶性ポリオレフィン樹脂、非結晶性環状オレフィン樹脂、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・スルファイド樹脂及びフッ素系樹脂の中から選択された少なくとも一つであるか、またはこれらの単独重合体または共重合体であり、
   前記無機粒子は、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸カルシウムで構成された群から選択される一つ以上の無機粒子を含み、
   中央が凹んだ多数の集光構造が格子形態で配列された二軸配向ポリエステル反射フィルム。
2. 前記集光構造中央の凹んだ部分に穴が位置する請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
3. 前記コア層の無機粒子は、０．０１μｍ超２．０μｍ未満の大きさである請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
4. 前記スキン層の無機粒子は、０．１μｍ超１０．０μｍ未満の大きさである請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
5. 前記二軸配向ポリエステル反射フィルムは、
   

   

   
   を満たし、
   前記ＷＡｍは、前記二軸配向ポリエステル反射フィルムを前記格子形態で成形する成形金型の内角を表し、前記ＷＡｒは、前記二軸配向ポリエステル反射フィルムの膨らんだ部分と反射フィルムが成形金型と当接する接点を連結した仮像の線及び前記二軸配向ポリエステル反射フィルムの凹んだ部分間の内角を表す請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
6. 前記二軸配向ポリエステル反射フィルムは、４５０ｎｍ波長で分光反射率が９５％以上である請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
7. 前記二軸配向ポリエステル反射フィルムは、４５０ｎｍ波長で前記成形金型による成形前後分光反射率の変化が５．０％以下である請求項６に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
8. 前記二軸配向ポリエステル反射フィルムの厚さは、１５０ないし４００μｍである請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
9. 前記二軸配向ポリエステル反射フィルムの比重は、０．７ないし１．２ｇ／ｃｍ^３である請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
10. 前記二軸配向ポリエステル反射フィルムは、温度６０℃、湿度９０％恒温恒湿条件で５００時間放置後寸法変化率が５％以下である請求項１に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルム。
11. コア層原料及びスキン層原料を真空で乾燥する第１ステップと、
    前記第１ステップで乾燥されたコア層原料及びスキン層原料を利用して、コア層の少なくとも一つの一面にスキン層が位置するよう無延伸シートを製造する第２ステップと、
    前記第２ステップで得られた無延伸シートを縦方向に１軸延伸して、一軸延伸フィルムを製造する第３ステップと、
    前記第３ステップで製造された一軸延伸フィルムを横方向に再延伸して、二軸延伸フィルムを製造する第４ステップと、
    前記第４ステップで製造された反射フィルムを熱処理する第５ステップと、
    前記第５ステップで熱処理された反射フィルムを冷却する第６ステップと、
    前記第６ステップで製造された反射フィルムを成形金型を介して中央が凹んだ集光構造多数が格子形態で配列されるよう成形する第７ステップと、
    前記第７ステップで製造された反射フィルムの凹んだ集光構造内にＬＥＤを実装するための穴を成形する第８ステップと
    を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の二軸配向ポリエステル反射フィルムの製造方法。
12. 前記第５ステップは、複数の熱処理領域をおいて開始領域から終了領域まで段階的に昇温させながら行い、熱処理開始領域と熱処理終了領域の温度差が３０～１００度である請求項１１に記載の二軸配向ポリエステル白色フィルムの製造方法。
    

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