KR100833586B1

KR100833586B1 - 광확산성 필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100833586B1
Application number: KR1020027009159A
Authority: KR
Inventors: 다카하시히로미츠; 스즈키모토유키
Original assignee: 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2008-05-30
Also published as: US6881473B2; CN1189764C; WO2002048757A1; US20030068512A1; CN1398355A; KR20020077385A; EP1279972A1; JP2002182013A; TW521159B

Abstract

표면이 평활하면서, 광투과성, 광확산성, 기계적 강도, 및 생산성이 우수한 광확산성 필름 및 그 제조방법을 제공한다.

2종류 이상의 굴절률이 다른 열가소성 수지로 이루어지고, 열가소성 수지(A)의 바다성분과 열가소성 수지(B)의 섬성분으로 이루어지는 해도구조를 갖는 내부 광확산성 필름에 있어서, 그 내부 광확산성 필름의 적어도 편측 표면에, 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.

Description

광확산성 필름 및 그 제조방법{LIGHT DIFFUSING FILM AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF}

본 발명은, 액정디스플레이의 백라이트나 조명장치 등에 바람직하게 사용되는 광확산성 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, 퍼스널컴퓨터, 텔레비젼 또는 휴대전화 등의 표시장치로서, 액정을 이용한 디스플레이가 다수 사용되고 있다. 이들 액정디스플레이는 그 자체는 발광체가 아니기 때문에, 이면측으로부터 백라이트를 사용하여 빛을 조사함으로써 표시가 가능하게 되어있다. 또한, 백라이트는 단지 광을 조사하는 것 뿐만 아니라, 화면전체를 균일하게 조사해야 한다는 요구에 응하기 위해서, 사이드라이트형 또는 직하형이라고 불리는 면광원의 구조를 가지고 있다. 특히, 박형ㆍ소형화가 요망되는 노트형 퍼스널컴퓨터 등에 사용되는 박형 액정디스플레이 용도에는 사이드라이트형, 요컨대 화면에 대해 측면으로부터 광을 조사하는 타입의 백라이트가 적용되고 있다. 일반적으로, 이 사이드라이트형 백라이트에는, 빛을 균일하게 전파ㆍ확산하는 도광판을 이용하여 액정디스플레이 전체를 균일하게 조사하는 도광판 방식이 채용되고 있다. 이 도광판에는, 측면으로부터 입사한 광을 수직방향으로 출사하도록 패턴이 형성되어 있고, 이 패턴에 의한 불균일한 광의 분포를 갖는다. 따라서, 이 타 입의 액정디스플레이에 있어서, 면내균일성을 높여 고품질의 화상을 얻기 위해, 도광판 상에 광확산성 필름을 설치하여, 빛을 균일하게 하는 일이 필요로 된다.

이러한 광확산성 필름에 요구되는 성능에는, 광확산성이 큰 것은 물론, 광투과성이 매우 높은 것이 열거된다. 광투광성을 높게 함으로써, 백라이트로부터의 광을 효율좋게 이용할 수 있기 때문에, 고휘도화ㆍ저소비전력화를 달성할 수 있다.

종래부터 사용되고 있는 광확산성 필름으로는, 예컨대 (1) 일본특허공개 평4-275501호 공보 등에 기재된, 투명한 열가소성 수지를 시트형상으로 성형후, 표면에 물리적 요철을 부여하는 가공을 실시하여 얻어진 확산시트(광확산성 필름), 또는 (2) 특허공개 평6-59108호 공보 등에 기재된, 폴리에스테르 수지 등 투명기재필름 상에 미립자를 함유한 투명수지로 이루어지는 광확산층을 코팅하여 얻어진 광확산성 필름, 또는 (3) 특허공개 평6-123802호 공보 등에 기재된, 투명수지 중에 비드를 용융혼합하고, 이것을 압출성형하여 얻어진 광확산판(광확산성 필름), 또는 (4) 특허공개 평9-311205호 공보 등에 기재된, 2종류 이상의 투명한 열가소성 수지를 용융혼련하여 생긴 해도구조를 갖는 광확산성 시트(광확산성 필름) 등이 열거된다. 상기 (1) 및 (2)의 광확산성 필름은 필름표면에 형성된 요철 또는 코팅된 광확산층에 의해 광확산 효과를 얻는, 요컨대, 표면 광확산성 필름이다. 한편, 상기 (3) 및 (4)의 광확산성 필름은 적어도 기재내부에도 광확산 성분을 갖는 광확산성 필름이다.

이들 중, 상기 (2)의 투명기재 필름 상에 광확산층을 코팅하여 얻어지는 광확산성 필름이 현재 일반적으로 보급되어 있는 형태이고, 통상, 투명기재 필름으로 는 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 사용되고 있다. 이 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 기계적 강도, 내열성, 투명성 및 평탄성 등이 우수하다는 것은 주지된 사실이고, 이 필름을 기재필름으로 사용함으로써, 광확산성 필름에 있어서도 그 성능이 발휘된다.

이후, 액정디스플레이 부재의 분야에 있어서 요구되는 특성으로서, 물론 고성능화, 고효율화, 박형화 또는 경량화 등이 열거되지만, 이들 요구특성을 실현하기 위해서, 예컨대, 표면가공에 의한 다기능화나 필름의 적층 등이 고려되고 있다. 그러나, 상기 (1) 및 (2)에 의해서 얻어지는 광확산성 필름은 표면의 요철이 크고, 다른 필름 등과의 적층이 곤란한 일이 있고, 또한, 표면의 가공은 사실상 불가능하다. 또한, 상기 (3) 및 (4)에 의해서 얻어지는 광확산성 필름의 경우는, 기본적으로 필름 내부에 존재하는 확산성분에 의해 확산효과를 얻는 것이고, 상기 (1)이나 (2)의 필름보다 표면은 평탄하지만, 표층 근방에 존재하는 비드나 해도의 도를 구성하는 열가소성 수지에 의한 요철이 존재하여 충분하다고는 말하기 곤란하다. 또한, (3)과 같이, 비드와 같은 가교 유기미립자나 무기미립자를 용융혼련하는 경우, 그 형상이나 크기에 따라, 불순물 등을 제거할 목적으로 압출기에 투입하는 필터가 막히거나, 또 첨가량에 따라 용융시의 수지 조성물의 유동특성이 나빠서 성형할 수 없게 되는 경우가 있다.

또한, 상기 (3) 및 (4)와 함께, 내부에 다량의 확산성분(비드 등)을 갖는 필름이면서, 지지체를 갖지 않기 때문에 강도, 특히 굽힘강도가 약하게 되는 경향이 있다. 예컨대, 쉽게 필름에 접힘선이 생겨 백화하거나, 또는 재단시에 단부가 접히 거나 찢어지는 일이 있다.

또한, 이들 광확산 필름은 백라이트 유니트 등에 조립되지만, 백라이트의 장시간의 점등에 의해 부재의 온도는 매우 높아진다. 상기 (3)이나 (4)에서 얻어지는 광확산 필름은 내열성이 열화하기 때문에, 조립하여 장시간 사용하면 필름이 변형하는 등하여 결과적으로 백라이트의 휘도 불균일이 현저하게 나타나게 된다.

그래서, 본 발명자들은, 종래의 기계적 강도ㆍ내열성ㆍ투명성ㆍ평탄성 등이 매우 우수한 폴리에스테르계 수지로 대표되는 결정성 고분자 화합물로 이루어지는 연신 필름의 성능을 충분히 활용하면서, 고성능ㆍ고효율ㆍ박형ㆍ경량화 등이 실현가능하다고 생각되는 내부 확산성의 양성질을 겸해 갖춘 광확산성 필름을 개발하기 위해, 예의 검토를 행한 결과, 표면이 평활하면서, 광투과성, 광확산성, 기계적 강도, 내열성 및 생산성이 우수한 광확산성 필름을 발견할 수 있어, 본 발명에 도달하였다.

본 발명의 목적은, 표면이 평활하며, 광투과성, 광확산성, 기계적 강도 및 생산성이 우수한 광확산성 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 광확산성 필름은 2종류 이상의 굴절률이 다른 열가소성 수지로 이루어지고, 열가소성 수지(A)의 바다성분과 열가소성 수지(B)의 섬성분으로 이루어지는 해도구조를 갖는 내부 광확산성 필름에 있어서, 이 내부 광확산성 필름의 적어도 편측 표면에 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이 적층된 것을 특징으로 하는 광확산성 필름이다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름의 실시형태로는 가시광의 평행광선을 필름면에 대해 수직으로 입사하고, 입사한 부위의 반대면을 측정부위로 하여, 이 측정부위로부터 출사하는 광선의 휘도측정을 행하는 경우에 있어서, 수직방향에서 얻어지는 휘도를 L₀, 측정부위를 중심으로 수직방향으로부터 30도 경사진 방향에서 얻어지는 휘도를 L₃₀으로 할 때, 하기 식(3)으로 정의되는 확산계수 β가 -1.5 < β를 만족하고, 또 표면 헤이즈가 10% 이하인 것을 특징으로 하는 광확산성 필름이다.

(3)

또 다른, 본 발명의 광확산성 필름의 실시형태는, 적어도 광확산층을 갖는 광확산성 필름의 편측 또는 양측에, 그 광확산성 필름 중에 함유되는 열가소성 수지보다 높은 융점을 갖는 열가소성 수지로 이루어지는 수지층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름이다.

본 발명의 광확산성 필름은, 적어도 편측 표면에 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이 적층되어 있는 것을 특징으로 하고, 이 경우, 연신필름은 어느 한 표면에 적층되어 있어도 좋지만, 양 표면에 적층되어 있는 것이 바람직하다. 결정성 고분자 화합물(C)는 융점을 나타내는 고분자 화합물이고, 구체적으로는 폴리에스테르계 수지나 폴리올레핀계 수지 등이 사용될 수 있지만, 그 중에서도, 기계적 강도, 내열성 및 투명성 등의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리 에틸렌-2,6-나프탈레이트가 바람직하게 사용된다. 이들 결정성 고분자 화합물(C)은 일축 또는 이축연신되어 있는 것이 바람직하고, 이축연신되어 있는 것이 특히 바람직하다.

고분자 화합물의 연신은, 통상, 유리전이온도 이상의 온도에서 행한다. 결정성 고분자 화합물의 경우, 연신후, 열처리(열고정)함으로써 열적으로 안정화하고, 융점까지의 온도영역에서 내열성을 나타낸다. 여기서, 비결정성 고분자 화합물의 경우, 융점은 나타나지 않고, 유리전이온도 이상의 온도영역에서는 유동성을 나타내기 때문에 바람직하지 않다. 예컨대, 바람직하게 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 경우에는, 융점은 대략 260℃로 높고, 이 때문에 내부 광확산성 필름의 표층에 연신필름을 적층하면, 백라이트 유니트에 조립하여 장시간 사용했을 때에도 열에 의한 변형을 견디어 바람직하다.

또한, 연신된 필름은 높은 인장탄성율을 나타내기 때문에, 연신필름의 적층에 의해 얻어지는 적층필름의 강도, 특히 굽힘강도 등의 기계적 강도가 향상된다. 이것에 의해, 쉽게 필름에 접힘선이 생겨 백화하는 일이 없고, 또한 재단시 등에 있어서의 단부가 접힘이나 찢김도 개선된다.

또한, 이 연신필름의 내부 광확산성 필름으로의 적층에 의해, 표면의 평균조도가 작은 광확산성 필름을 얻을 수 있다.

또한, 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름은 실질적으로 비광확산성인 것이 바람직하다. 실질적으로 비광확산성이란, 사용하는 두께에서 헤이즈가 10% 이하인 것을 나타낸다.

본 발명의 광확산성 필름에 있어서, 내부 광확산성 필름은 적어도 그 편면측이 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름으로 피복하기 때문에, 「내층」이라고 칭하는 일이 있다.

본 발명의 광확산성 필름의 내층인 내부 광확산성 필름은, 2종류 이상의 굴절률이 다른 열가소성 수지로 이루어지는 해도구조를 갖는다(바다성분을 구성하는 열가소성 수지를 열가소성 수지(A), 섬성분을 구성하는 열가소성 수지를 열가소성 수지(B)라고 함). 바다성분을 구성하는 열가소성 수지(A)는 단체의 수지, 또는 2종 이상의 수지의 혼합물이어도 좋지만, 이 경우도 실질적으로 비광확산성인 것이 바람직하다.

섬을 구성하는 열가소성 수지(B)는 전체의 섬이 동일한 단체 수지여도 좋고, 다른 단체수지로 이루어진 섬이 몇 개 존재하여도 좋고, 또한 혼합물이어도 좋다. 섬이 혼합물인 경우, 내부가 균일하게 상용하고, 실질적으로 비광확산성인 것이 좋다.

광확산성 필름의 확산성을 향상시키기 위해서, 바다성분과 섬성분의 수지의 굴절률이 다른 것이 필요로 된다. 이들 양 성분을 다른 굴절률로 함으로써, 계면에서 광굴절이 일어나 입사광선이 산란된다. 열가소성 수지(A)와 열가소성 수지(B)의 굴절률 차의 절대값은 0.01이상 0.4이하가 바람직하고, 0.05이상 0.4이하가 더욱 바람직하고, 0.1이상 0.4이하가 가장 바람직하다. 여기서, 열가소성 수지(A)와 열가소성 수지(B) 각각의 굴절률의 대소관계는 특별히 한정하지 않는다. 또한, 열가소성 수지(A) 및 열가소성 수지(B)의 굴절률은 모두 1.3∼1.7의 범위이고, 상기 조건을 만족하는 것에서 선택할 수 있다. 또한, 광확산성은 이외에도 섬성분의 체적분률이나 막두께에도 의존하며, 이들 값을 증가시킴으로써 광확산성은 향상될 수 있다. 다시 말하면, 이들 조건의 선택에 의해, 임의로 광확산성을 조절할 수 있는 것을 나타내고 있다.

또한, 광확산성 필름을 구성하는 해도구조에 있어서, 섬성분의 형상은 구형상이 바람직하다. 여기서 말하는 구형상이란 구면체인 것으로, 반드시 완전한 구형상일 필요는 없지만, 형상에 이방성이 없는 완전한 구형상인 편이 균일한 산란을 얻기 위해서는 바람직하다. 또한, 광확산성 필름에 있어서의 섬성분의 체적분율은 50% 이하인 것이 바람직하고, 10∼40%인 것이 더욱 바람직하다.

섬성분의 크기는 1∼50㎛이 바람직하고, 1∼30㎛이 더욱 바람직하고, 1∼20㎛이 가장 바람직하다. 광확산성 필름의 성능으로서 중요한 팩터인 투과성의 향상을 실현하기 위해서는, 광의 파장과 섬의 크기(분산지름)을 고려하는 것이 중요하고, 크기를 상기 범위로 제어함으로써 실현된다. 또한, 더욱이 섬성분의 크기를 1㎛보다 작게 한 경우에, 투과광의 착색이 보이는 일이 있으므로, 상기 범위로 제어함으로써 투과광 착색의 억제도 동시에 달성할 수 있다.

섬성분의 평균입자지름은 이하와 같이 측정할 수 있다. 투과형 광학현미경으로 면방향으로부터 광확산성 필름을 관찰하고, 시야내에 보이는 광확산입자를 무작위로 200개 선택하고, 화상처리장치 등을 사용하여 평균입자지름을 측정한다. 완전한 원이 아닌 경우도 면적을 구한 후, 완전한 원으로 환산하여 입자지름을 계산한다.

본 발명의 내부확산성 필름은 바다성분을 구성하는 열가소성 수지(A)에 섬성분을 구성하는 열가소성 수지(B)를 분산시킴으로써, 광확산성을 얻는 것이지만, 광확산성을 보조하는 그 외의 성분, 또는 다른 기능을 부여하는 성분을 첨가ㆍ분산하는 것도 가능하다. 이와 같은 그외 첨가제로는, 예컨대 무기 미립자 또는 유기 미립자, 기포 등이 열거된다. 단, 어느 경우도 광투과성을 현저하게 저하시키는 것은 바람직하지 않다. 예컨대, 광흡수성이 높은 것이나, 형상이 원반편평상이고 두께방향으로 면이 평행하게 되도록 늘어선 기포 등은 바람직하지 않다. 이들 그 외 첨가제의 형상에 관해서도 구형상이 바람직하다.

본 발명에서는, 내부 광확산성 필름을 해도구조로 하기 위해서 비상용의 수지의 조합을 사용할 필요가 있고, 열가소성 수지(A)와 열가소성 수지(B)의 용해도 파라미터(SP치)의 차를 2(MPa)^0.5 이상으로 하는 것이 바람직하다. SP치는 고분자 화합물의 혼합 시의 혼합용이도를 나타내는 지표로 되고, 혼합시키는 고분자 화합물의 조합에 있어서 SP치의 차가 0에 가까울수록 상용하는 것을 나타낸다. 따라서, 본 발명에 있어서는, SP치의 차를 크게 취하는 것이 중요하다. 또한, SP치는 계면장력과 비례관계에 있고, 해도구조를 생성할 때, 분산지름의 제어에도 관여하게 된다. 상술한 바와 같은 섬성분의 크기로 제어하기 위해서, SP치의 차를 2(MPa)^0.5이상으로 하는 것이 요구된다. 2(MPa)^0.5보다 작은 경우, 섬성분이 지나치게 작아져서 바람직하지 않다.

다음으로, 표면에 적층하는 결정성 고분자 화합물(C)과 열가소성 수지(A)는 SP치의 차는 1(MPa)^0.5이하로 하는 것이 중요하다. 결정성 고분자 화합물(C)과 열가소성 수지(A)는 강고하게 접착하는 것이 바람직하다. SP치의 차가 1보다 큰 수지의 조합을 사용한 경우, 적층후에 표층이 쉽게 박리하여 버리기 때문에 바람직하지 않다.

이와 같이, 바다성분을 구성하는 열가소성 수지(A)에 대한 섬성분을 구성하는 열가소성 수지(B) 또는 열가소성 수지(A)에 대한 표층의 결정성 고분자 화합물(C)에 관한 상기 조건을 만족하는 것이 중요하고 바람직하다. 결정성 고분자 화합물(C)과 열가소성 수지(B)에 대해서는, 동시압출 가능하면 특별히 한정하지 않는다. 여기서 말하는 동시압출 가능이란, 그 압출온도에 있어서, 모두 유동성을 갖고, 사실상 모두 열분해되지 않고, 또는 서로 사실상 화학반응을 일으키는 일이 없는 것을 말한다.

또한, 열가소성 수지(A)는 표층의 결정성 고분자 화합물(C)의 융점 Tmc값 바로 아래의 온도에서는 유동성을 나타내고 있는 것이 바람직하다. 요컨대, 열가소성 수지(A)가 결정성 고분자 화합물인 경우, 수지(A)의 융점 Tma는 결정성 고분자 화합물(C)의 융점 Tmc보다 낮고, Tmc값 바로 아래의 온도에서는 표층은 용융되지 않고, 수지(A)만이 용융하여 유동성을 갖는 상태를 나타낸다. 또한, 열가소성 수지(A)가 비결정성 고분자 화합물인 경우, 수지(A)의 열변형온도 Tma'가 Tmc보다 낮고, Tmc값 바로 아래의 온도에서, 표층은 용융되지 않고, 수지(A)만이 유동성을 갖는 상태를 나타내는 것이다. 여기서, 열변형 온도란, ASTMD648에 준거하여, 예컨대 1.82MPa의 하중에서 측정되는 온도의 것을 말한다.

여기서, 표층측의 결정성 고분자 화합물(C)의 융점 Tmc, 유리전이온도 Tgc, 내부측의 광확산성 필름에 사용되는 열가소성 수지 중 가장 융점이 높은 열가소성 수지의 융점을 T2라고 하면, 본 발명에서는 Tmc > T2인 것에 의해, Tmc > T > T2 또 T > Tgc를 만족하는 온도(T)에서 열처리함으로써, 내부측의 형상 등에 관계없이 용이하게 표면의 평탄성을 확보할 수 있다. 여기서, Tmc < T2인 경우, T < Tmc를 만족하는 온도(T)에서 처리한 경우, 내부측의 수지를 가공할 수 없기 때문에 표면의 평탄화가 달성될 수 없는 일이 있고, 또한, Tmc < T를 만족하는 온도(T)에서의 열처리에 있어서도 표면의 점착 등의 문제가 생기기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 여기서 말하는 열가소성 수지의 융점(T2)은 결정성 고분자 화합물의 경우는 그대로 융점을 나타내고, 비결정성 고분자 화합물의 경우는 열변형 온도를 나타낸다.

또한, 본 발명에서 사용되는 열가소성 수지(A) 및 열가소성 수지(B)로서는, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리염화비닐, 폴리(메타)아크릴산에스테르 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등이 열거되지만, 결정성, 비결정성을 따지지 않고, 상기와 같은 조건을 만족하는 것이면, 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 예컨대, 바람직한 조합의 예로는, 열가소성 수지(A)로서 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프 탈레이트 등, 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등의 폴리에스테르계 수지, 또는 열가소성 수지(B)로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등의 폴리올레핀계 수지의 조합 등이 열거된다.

본 발명에 있어서, 열가소성 수지(A)로서 비결정성 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서, 비결정성 수지란, 다음과 같은 방법으로 확인되는 수지이다. 우선, 질소분위기 하에서, 수지를 실온으로부터 320℃까지 가열하고, 그 상태에서 10분간 유지한다. 다음에, 실온 근방까지 냉각하고, 즉시 표차주사열량계(DSC)를 사용하여 재차 실온으로부터 5℃/분의 승온속도로 320℃까지 승온을 행하여, 결정용해에 기초하여 흡열곡선을 구한다. 이 흡열곡선에 있어서, 결정화에 귀속되는 발열 피크(결정화 피크)가 관찰되는 수지를 결정성 수지로 하고, 관찰되지 않는 수지를 비결정성 수지로 한다.

본 발명에서 바람직하게 사용되는 비결정성 수지로는, 예컨대 시클로헥산디메탄올 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 시클로헥산디메탄올 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체 또는 이들 수지의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하고, 또한 시클로헥산디 메탄올이 10∼40몰% 공중합된 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 시클로헥산디메탄올이 10∼40몰% 공중합된 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.

더욱이, 연신필름의 적층에 의한 내열성 향상이 아니라, 적층하지 않고 열가소성 수지(A)로서 매우 내열성이 높은 것을 사용하는 것도 고려된다. 그러나, 이 방법에서는, 용융할 때에 열열화하지 않도록, 섬성분을 형성하는 열가소성 수지(B)도 내열성이 우수한 것을 사용하지 않으면 안되고, 이와 같은 조합의 선택폭이 매우 좁아 실용적이지 않다.

표층측에 적층되는 결정성 고분자 화합물(C)은, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리염화비닐 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 수지의 혼합물 등이 열거된다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 또는 이들을 주성분으로 하는 공중합체, 또는 이들 혼합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

적어도 열가소성 수지(A) 및/또는 (B) 보다 공융점의 열가소성 수지이면, 특별히 한정하지 않는다.

이 경우, 표층측에 사용되는 결정성 고분자 화합물(C)의 융점은, 내부 광확산성 필름에 사용되는 열가소성 수지의 융점보다, 바람직하게는 10℃이상, 더욱 바 람직하게는 20℃이상 높은 것이 바람직하다.

또한, 이들 열가소성 수지의 융점은 표차주사열량계(DSC)를 사용하여, 결정융해에 기초하여 흡열곡선의 피크값으로서 간략하게 측정할 수 있다. 또한, 이 때 동시에 유리전이온도(Tg)도 측정할 수 있다. 유리전이온도는 수지가 유리상태에서 고무상태로 전이할 때에 비열변화가 생기기 때문에, 측정곡선의 기준선의 평행이동이라는 형태에 의해 감지된다.

또한, 광확산성 필름의 표층에 적층되는 결정성 고분자 화합물(C)은 광확산성능을 향상시킬 목적으로, 내부 광확산성 필름의 열가소성 수지와 굴절률을 다르게 한 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름에는, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위내에서 각종 첨가제를 가할 수 있다. 첨가제를 첨가하는 층은 내부 광확산층, 표층의 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 수지층, 또는 그 외의 층이어도 좋다. 첨가배합하는 첨가제의 예로는, 예컨대 안료, 염료, 형광증백제, 산화방지제, 내열제, 내광제, 내후제, 방전방지제, 이형제, 상용화제 등을 열거할 수 있다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름은 내부 광확산성 필름의 막두께가 전체 막두께의 50% 이상을 차지하는 것이 바람직하고, 60%이상 95%이하가 더욱 바람직하다. 확산기능을 갖는 내부 광확산성 필름이 전체 막두께의 50%이상을 차지하는 것으로, 확산 필름 전체의 박막화와 우수한 확산성의 양립이 가능하게 된다. 또한, 50%이상이라는 높은 비율을 차지하고 있어도, 표층에 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이 적층되어 있으므로, 기계적 강도나 내열성도 우수하다. 요컨대, 기 계적 강도 및 내열성을 유지하면서, 박막형화가 가능하고, 게다가 광확산성이 우수한 필름이 얻어진다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름은, 하기 식(1)로 표시하는 적층비 α가 15이하인 것이 바람직하고, 1이상 13이하가 더욱 바람직하다.

(1)

(식(1) 중, T_a=내층의 내부 광확산성 필름의 막두께, T_b=결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 필름의 총 막두께를 각각 나타냄)

식(1) 중, 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 필름의 총 막두께란, 편측 표층에만 적층되어 있는 경우는 편측 만큼, 양측에 적층되어 있는 경우는 양측의 합계의 막두께를 나타낸다.

적층비 α가 15를 초과하면, 연신필름을 적층하는 것에 의한 기계적 강도 향상효과가 불충분하게 되기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 광확산성 필름의 전체 막두께를 T_t(m), 상기 식(1)로 표시하는 적층비 α로 했을 때, 굽힘강성 M(Nㆍm)이 하기 식(2)를 만족하는 것이 바람직하다.

(2)

상기 식(2)를 만족하는 굽힘강성을 가짐으로써, 기계적 강도가 우수한 광확산성 필름으로 할 수 있다. 보다 바람직하게는 하기 식(2')를 만족하는 것이다.

(2')

또한, 본 발명에서는 내부 광확산성 필름과 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름은 접착제층을 개재하지 않고 적층하는 것이 바람직하다. 접착제층을 개재한다는 것은, 미리 내부 광확산성 필름과 연신필름을 개개의 공정에 있어서 제작하고, 그 후 다시 양 필름을 접합시키는 오프라인에서의 공정이 필요하다는 것을 나타내고 있다. 또한, 이 경우 접합의 정밀도가 요구되고, 접착제층을 균일하게 도포하여 접합시킨 후의 필름의 평활성이나 기계적 강도가 유지되지 않으면 안되어 용이하지 않다. 또한, 접착제층에 의해 광확산성, 광투과성, 내열성이 저하하는 일도 있다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름은 가시광의 평행광선을 필름면에 대해 수직으로 입사하고, 입사한 부위의 반대면을 측정부위로 하여, 그 측정부위로부터 출사하는 광선의 휘도측정을 행하는 경우에 있어서, 수직방향에서 얻어지는 휘도를 L₀, 측정부위를 중심으로 수직방향으로부터 30도 경사진 방향에서 얻어지는 휘도를 L₃₀으로 할 때, 하기 식(3)으로 정의되는 확산계수 β가 -1.5<β를 만족하고, 또 표면 헤이즈가 10% 이하인 것을 특징으로 하는 광확산성 필름이다.

(3)

광확산성의 지표로서는, 하기 관계식으로 얻어지는 헤이즈(탁도)가 일반적으로 흔히 사용되고 있다. 헤이즈란, 광원으로부터 입사광이 시료를 통과하는 사이에, 입사광속으로부터 벗어나서 산란투과한 광량의 백분율을 말하고, 전체 광선투과율을 T_t, 확산투과율을 T_d, 직선투과율을 T_p라고 하면, 전체 광선투과율 T_t는 다음 식으로 표시되고,

T_t = T_d + T_p

또한, 헤이즈 H_t는 다음 식으로 표시된다.

이 헤이즈의 값이 클수록, 시료는 입사광선을 확산하는 것을 나타낸다. 여기서 광확산성을 실용적인 관점에서 좀더 상세히 살펴보면, 입사광선을 어느 정도 넓은 범위로 산란할 수 있는 가가 포인트가 된다. 그러나, 헤이즈는 입사광속에서 벗어나 있는가의 여부만이 대상으로 되기 때문에, 실용적인 평가를 하기 위해서는 입사광선의 산란각도를 의논하는 것이 필요하다고 생각된다. 예컨대, 2종류의 시료를 평가했을 때에, 헤이즈의 값은 동일하여도, 실용적인 광확산성이 다르다는 현상이 발생한다. 이것은 각각의 시료에 있어서 입사광선의 산란의 각도가 다른 것에 유래하는 것이다.

본 발명의 상기 식(3)으로 표시되는 산란계수 β는 입사광선의 산란성 또는 확산필름으로서의 실용적인 광확산성을 평가할 수 있는 지표이고, 산란계수 β를 -1.5보다 크게 함으로써, 실용적으로 충분한 확산성이 얻어진다. 산란계수 β는 - 1.0보다 큰 것이 확산성의 점에서 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름은 가시광의 평행광선을 필름면의 수직방향에 대해 30도 경사져 입사하고, 입사한 부위의 반대면을 측정부위로 하여, 그 측정부위로부터 출사하는 광선의 휘도측정을 행하는 경우에 있어서, 수직방향에서 얻어지는 휘도를 L'₀, 입사광선과 평행하고, 또 측정부위를 중심으로 수직방향으로부터 30도 경사진 방향에서 얻어지는 휘도를 L'₃₀으로 할 때, 하기 식(4)으로 정의되는 확산계수 γ가 γ< 1을 만족하는 것이 바람직하고, γ< 0.75를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

(4)

30도 경사져 입사한 광선에 관하여 얻어진 확산계수 γ를 1보다 작게 함으로써, 정면방향으로부터의 입사광선만이 아니라 방향성이 없는 균일한 광확산성을 갖는 광확산성 필름이 얻어진다.

또한, 본 발명의 광확산성 필름은 표면 헤이즈가 10% 이하인 것이 바람직하다. 다음으로, 이 표면 헤이즈에 대해서 설명한다.

상기에서 설명한 헤이즈로는 표면형상에 유래하는 것과 물질내부 구조에 유래하는 것이 있고, 본 발명에서의 표면 헤이즈는 전자의 것을 나타낸다. 이 전자의 표면 헤이즈는 시료표면의 요철형태, 및 표면가공에 기인하는 산란광의 상태를 나타내는 것이다. 또한, 후자의 헤이즈는 내부 헤이즈라고 불리고, 시료내부에 함유 되는 첨가입자나 공극 등에 기인하는 산란광의 상태를 나타내는 것이다.

본 발명에 있어서의 표면 헤이즈는 후술하는 방법에 의해 시료표층의 형태를 본 뜬 투명수지로 이루어지는 막틀을 제작하고, 이 막틀의 헤이즈를 측정함으로써 구해진다. 이 방법에 의해, 표면형태의 영향만으로 이루어지는 확산효과를 측정할 수 있다.

본 발명의 광확산성 필름의 표면 헤이즈는 10% 이하이다. 표면 헤이즈는 바람직하게는 8%이하, 더욱 바람직하게는 5%이하이다. 표면 헤이즈가 10%를 초과하는 필름은 표면이 충분히 평활하지 않고, 표면형상이 확산성에 미치는 영향을 무시할 수 없고, 또한 표면가공이나 타부재와의 접합을 행할 때에 기능을 저하시키는 일이 있어 바람직하지 않다. 즉, 표면에 의한 확산효과를 이용하지 않은 만큼, 내부에서의 확산효과만을 이용한 광확산성 필름이라고 말할 수 있다.

또한, 표면 헤이즈를 10%이하로 조절하기 위한 바람직한 수단 중 하나로서 표층에 연신필름을 사용하는 것이 열거된다. 실질적으로 비광확산성이고, 표면으로 석출되는 미립자 등을 함유하지 않은 연신필름을 사용하면, 표면이 평활하고 용이하게 표면 헤이즈 10%이하를 달성할 수 있게 된다.

또한, 그 외의 바람직한 수단으로는, 표면에 임의의 열가소성 수지를 적층 후에 평탄가열면을 사용하여, 상기 열가소성 수지의 유리전이온도 이상의 온도에서 가열가압 프레스함으로써 표면요철을 해소하여 용이하게 표면 헤이즈 10%이하가 달성된다.

상기 식(3) 또는 식(4)를 만족함으로써, 충분한 광확산성을 나타내는 것이 된다. 상기 식을 만족하지 않는 경우, 예컨대, 백라이트의 도광판 상에 배치했으 때, 도광판에 형성된 도트가 비쳐보이는 등, 명백히 광확산성이 열화한 형태가 엿보인다.

상기 식(3) 또는 식(4)를 만족하는 내부 확산형의 광확산성 필름으로 하기 위해서는, 예컨대 상기 나타낸 내층의 열가소성 수지(A)와 (B)의 굴절률 차, 체적분율, 층두께 등의 조건의 조합에 의해 달성된다.

상기 식(3) 또는 (4)를 만족하는 조합범위의 예로는, 예컨대 내층의 열가소성 수지(A)와 (B)의 굴절률 차의 절대치 0.1이상 0.2이하, 또 광확산 성분(섬성분)의 평균입자지름이 5∼15㎛, 또 광확산 성분(섬성분)이 내층을 차지하는 체적분율 10∼30%, 또 내층의 막두께 50∼100㎛가 열거된다.

이 예로서 열거된 범위이외에도, 물론 상기 식(3) 또는 식(4)를 만족하는 것이 가능하고, 예컨대 다음과 같다. 상기 예를 기준으로 고려하면, 열가소성 수지(A)와 (B)의 굴절률 차가 작아진 경우, 광확산 성분(섬성분)의 체적분율을 높게 하거나, 또는 내층의 막두께를 두껍게 함으로써 달성될 수 있다. 굴절률 차가 커진 경우는, 그 역으로, 광확산 성분의 체적분율을 낮게 하거나, 내층의 막두께를 얇게 함으로써 달성될 수 있다. 또한, 마찬가지로 광확산 성분(섬성분)의 체적분율, 내층의 막두께의 변경에 관해서도, 각각의 값의 증감에 대해, 그 이외의 팩터(광확산 성분의 평균입자지름 이외)를 역으로 증감함으로써 달성될 수 있다.

또한, 광확산성 필름의 전체 막두께는, 박막용도나 작업성 등을 고려하면, 10∼500㎛이 바람직하고, 20∼300㎛이 보다 바람직하고, 30∼200㎛이 더욱 바람직 하다. 또한, 표면측의 수지층은 통상은 편측 1∼50㎛의 범위에서 선택되고, 바람직하게는 2∼30㎛, 더욱 바람직하게는 3∼20㎛이다.

본 발명의 광확산성 필름은 전체 광선투과율이 바람직하게는 60%이상, 보다 바람직하게는 70%이상, 가장 바람직하게는 80%이상이다. 또한, 본 발명의 광확산성 필름의 헤이즈는 바람직하게는 80%이상, 보다 바람직하게는 90%이상이다. 헤이즈가 80%미만인 경우에는 평행광의 투과율이 높아지는 경향이 있고, 이 경우도 휘도에 불균일이 발생하기 쉽게 된다. 그러나, 용도에 따라서는 확산성이 약한 필름이 필요한 경우가 있다(상측 광확산성 필름 등). 이 요망에 대해서는, 해도구조를 형성하는 수지의 굴절률 차, 혼합비율, 막두께 등에 의해 소망의 확산성으로 조절한다. 여기서, 전체 광선 투과율 및 헤이즈는 일본공업규격 JIS K7105「플라스틱의 광학적 특성 시험방법」에 준거하여, 적분구식 광선 투과율 측정장치(헤이즈미터)로 측정할 수 있다.

본 발명의 광확산성 필름의 제조방법을 이하에 설명하지만, 반드시 이것에 한정되는 것이 아니다.

내부 광확산성 필름은, 제막시에 2종류 이상의 열가소성 수지를 압출기에서 용융혼련하여 해도구조를 형성한다. 이들 열가소성 수지는 압출기에 공급하기 이전에 미리 용융혼련하여 칩을 제작하여 두어도 좋고, 공급시에 단체 수지의 칩끼리 혼합하여 압출기에서 용융혼련하여도 좋다.

내부 광확산성 필름과 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름의 적층방법으로는 공압출에 의해 적층하는 방법이 바람직하게 예시된다. 양자를 공압출 함으로써, 접착층을 개재하지 않고 밀착성이 우수한 필름을 얻을 수 있다. 또한, 더 강조할 것은 내부 광확산성 필름과 연신필름을 동일 공정에서 한번에 적층할 수 있고, 오프라인에서 접합시키는 등의 별도의 공정이 불필요하다는 것이다. 이것에의해 공정수가 감소하고, 고생산성이 실현될 수 있다.

예컨대, 주압출기에, 열가소성 수지(A), 열가소성 수지(B)를 소정량 혼합한 것을 공급하고, 또한 별도의 부압출기에 결정성 고분자 화합물(C)을 공급하여, 결정성 고분자 화합물(C)을 양 표층측에 적층한 용융 3층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 캐스트드럼상에서 냉각하여 3층 적층시트를 제작한다.

더욱이, 공압출에 의해 확산층과 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 수지층을 적층 후, 적어도 일축방향으로 연신하는 것이 바람직하다.

3층 적층시트를 결정성 고분자 화합물(C)의 유리전이온도보다 고온에서, 결정성 고분자 화합물의 종류에도 의존하지만, 길이방향으로 3∼6배 연신하고, 계속해서 텐터에서 결정성 고분자 화합물(C)의 유리전이온도보다 고온에서 예열한 후, 폭방향으로 3∼6배 연신한다.

이 연신에 의해, 열가소성 수지(A)와 열가소성 수지(B)의 계면이 박리되고, 섬의 주위에 편평한 형상의 보이드(공극)가 생성하는 일이 있다. 이 때, 큰 편평한 보이드가 생성되면, 그 보이드에 의해서 광이 반사되기 때문에 광반사성 필름으로 되고, 투명율이 저하되기 쉽다. 그래서, 고투과성의 광확산성 필름을 얻기 위해서는 내부 광확산성 필름의 적어도 한쪽 면에 결정성 고분자 화합물로 이루어지는 수지층을 적층한 후, 결정성 고분자 화합물(C)의 융점을 Tmc, 유리전이온도를 Tgc, 내부 광확산성 필름에 사용되는 열가소성 수지 중 가장 융점이 높은 열가소성 수지의 융점을 T2라고 할 때, Tmc > T > T2 또 T > Tgc를 만족하는 온도(T)에서 열처리하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이 온도(T)에서 열처리함으로써, 내부의 열가소성 수지(A)의 유동성을 이용하여 보이드를 소멸 또는 극소화시킬 수 있고, 고투과성이 실현될 수 있다.

또한, Tmc보다 낮은 온도에서 열처리함으로써, 처리공정 중에서의 점착 등의 작업상의 문제를 일이키는 일이 없고, T2보다 높은 온도에서 열처리함으로써 내부의 보이드가 소멸 또는 극소화되고, 또한 결함을 해소하여 평탄화가 가능하게 된다. Tgc보다 높은 온도에서 열처리함으로써, 표층의 열가소성 수지의 유동성이 증가하고, 표층의 평탄화 처리가 용이하게 된다. 여기서, T2와 Tgc의 대소관계에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

Tmc > T를 만족하는 T에 의해 효과적인 표면의 열처리가 가능하지만, 바람직하게는 Tmc > T + 10 (℃), 더욱 바람직하게는 Tmc > T + 20 (℃)을 만족하는 온도(T)에서 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 내부의 결함을 효과적으로 해소하기 위해서, 바람직하게는 T > T2 + 10 (℃), 더욱 바람직하게는 T > T2 + 20 (℃)인 것이 바람직하다.

열처리방법으로는, 예컨대 필름의 단부를 파지한채로 상기 온도(T) 분위기내에서 유지하는 방법, 표면온도(T)를 갖는 면을 필름 표층에 압압부착하는 방법 등이 열거되지만, 다른 방법을 사용할 수도 있다. 본 발명에 있어서의 열처리는, 통상 적어도 내부 광확산성 필름과 열가소성 수지층이 상기 적층방법으로 적층된 상 태에서 행해진다. 이것에 의해 광확산성 필름표층의 평탄성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 본 발명의 광확산성 필름표면에, 대전방지층, 하드코트층 등을 더 형성하는 것도 가능하다.

(특성의 평가방법 및 효과의 확인방법)

A. 굴절률

단체의 열가소성 수지로 이루어지는 칩을 가열프레스를 사용하여 시트형상(두께 100㎛)으로 성형, 냉각하여 샘플을 제작하고, 나트륨 D선(파장 589nm)을 광원으로 하여, 아베굴절계를 사용하여 굴절률을 측정하였다.

B. 투과율, 헤이즈

스가시험기(주) 제품, 전자동 직독 헤이즈컴퓨터 HGM-2DP를 사용하여 투과율 및 헤이즈를 측정하였다.

또한, 표면헤이즈를 측정할 경우에는, 이하와 같은 본뜨기작업을 행하였다.

「필름표면의 본뜨기」

도레이ㆍ다우코닝ㆍ실리콘(주) 제품의 축합반응형 실리콘 SH9555 및 전용 경화제 SH9555K를 중량비 9:1로 혼합하고, 진공화에서 20분 교반하면서 기포를 제거하였다. 계속하여, 100㎛의 PET 필름상에 혼합한 실리콘 고무를 도포하고, 그 위에 본뜨기할 시료표면을 올려 놓고, 잉크롤러로 단단히 압압하여 둔다. 60℃에서 30분 열처리하고, 실리콘고무를 경화시킨다. 시료를 박리하고, 틀에 하기 조성의 광중합성 조성물을 주입한다.

[광중합성 조성물]

아크릴계 모노머 KAYARAD HX-620 (니폰카야쿠(주) 제품) 50부, 염소화 폴리에스테르올리고머 에베크릴 EB-584(다이셀ㆍ유시피(주) 제품) 50부, 광중합개시제 일루가큐어 184 (치바가이기ㆍ스페셜리티ㆍ케미컬스사 제품) 10부, 광중합촉진제 카야큐어 EPA(니폰카야쿠(주) 제품) 2부.

상기 광중합조성물을 주입후, 기재로 되는 100nm의 PET필름에 올려 놓고, 잉크롤러로 압압한다. 그 후, 1J/㎠ 노광하여 경화시킨다. 실리콘틀을 박리하고, 소망하는 표면의 모형이 얻어진다. 얻어진 모형의 헤이즈를 측정함으로써, 표면 헤이즈가 측정된다.

또한, 내부 헤이즈는, 각각의 필름의 표층수지와 동 굴절률의 표준액을 주입한 석영셀 내에 필름을 침지하여 측정하였다. 표면으로의 다른 기능부여 및 다른 부재와 접합시키기 위해서, 표면이 충분히 평활하고, 또한 밀착시킨 경우에도 광확산성이 저하하는 일이 없도록, 표면 헤이즈가 10% 이하이고, 또 내부 헤이즈 50% 이상의 것을 Ｏ, 그 이외를 X로 하였다.

C. 섬성분의 크기

올림푸스 광학공업(주)제품의 광학현미경 BH-2 및 부속 카메라를 사용하여 400배로 사진(투과상)을 촬영하였다.

얻어진 사진을 토우오우보우세키(주) 제품의 이미지어날라이저 V10LAB를 사용하여 화상으로 얻어, 이하와 같이하여 평균입자지름을 구하였다. 7cm ×9cm의 화면 중, 임의로 200개의 입자를 선택하고, 화상처리를 행함으로써, 평균입자지름으로 구하였다. 또한, 화상처리 중, 완전한 원이 아닌 입자는 판독된 면적으로부터 동면적을 갖는 완전한 원의 입자로 변환하여 입자지름을 산출한다.

D. 적층비

필름단면을 잘라내고, 히타치세이샤쿠쇼사 제품의 주사형 전자현미경 S-2100A를 사용하여 단면관찰을 행하여, 그 적층비를 측정하였다.

E. 기계특성

필름의 굽힘강성을 커터테크(주) 제품의 순수굽힘시험기 KES-FB2A를 사용하여 측정하였다. 또한, 얻어진 굽힘강성을 M(Nㆍm), 하기 식을 만족하는 값을 M'(Nㆍm)이라 하고, M ≥M'인지를 확인하였다.

또한, 평가용 샘플준비에 있어서의 절단공정에서, 샘플단부의 접힘, 찢김, 및 취급시에 필름이 접혀서 접히는 자국이 생기는지 어떤지를 목시로 관찰하였다. 절단 시의 접힘이나 찢김, 또는 취급시의 접힘자국의 잔존이 보이는 경우를 X, 보이지 않는 경우를 Ｏ로 하였다.

F. 내열성

백라이트에 필름을 조립하고, 라이트를 연속 100시간 점등시켜서 유니트부의 방출하는 열에 의한 휨상태를 목시관찰하였다. 사용한 백라이트는 평가용으로 준비한 노트북 컴퓨터에 사용되는 직관일등형 사이드라이트식 백라이트(14.1인치)이다. 필름이 휘고, 도광판 표면으로부터 들뜬 부분이 있는 경우를 X, 변화가 보이지 않는 경우를 Ｏ로 하였다.

또한, 필름의 휨을 내면의 휘도불균일로서 관찰하였다. 측정은 백라이트의 면(필름의 면)을 4 ×4의 16구획으로 나누고, 각각의 포인트에 있어서의 점등 10분후(초기상태)와 연속점등 100시간 후의 휘도를 측정하고, 초기상태의 휘도를 100으로 했을 경우의 100시간 후의 값을 변화율로서 구하였다. 계산에는 백라이트 그것의 휘도변화를 제한 값을 사용한다. 휘도는 미놀타(주) 제품의 휘도계 LS-110을 사용하여 측정하였다. 면내 16개소에 있어서의 최대 변화율 Lmax와 최소변화율 Lmin의 차, 면내 최대 변화율 Lmax-Lmin이 10%이상을 X, 5%이상 10%미만을 △, 5%미만을 Ｏ로 하였다.

G. 확산계수 β, γ

광원으로서, (주)모리텍스사 제품의 할로겐광원장치 MHF-D100LR을 사용하고, 스트레이트라이트가이드 MSG4-1100S 및 집광렌즈 MLS-60P를 접속하여, 약 5mm지름의 평행광선으로 하였다. 또한, 휘도계로서 미놀타(주) 제품의 휘도계 LS-110을 사용하여 측정하였다.

「확산계수 β의 측정」

필름면에 대해 입사광선을 수직으로 조사(조사한 부위를 측정점으로 함)하고, 반대면에 있어서 휘도계를 사용하여 출사광선의 휘도를 측정한다. L₀은 측정점을 필름면에 수직한 위치(입사광선에 평행)에서 측정, 또한 L₃₀는 측정점을 필름면에 대해 30도 경사진 위치(입사광선에 대해서 30도 경사진 위치)에서 측정한다. 얻 어진 L₀ 및 L₃₀으로부터 β를 계산한다. -1.5보다 큰 경우를 Ｏ, -1.5이하의 경우를 X로 하였다.

「확산계수 γ의 측정」

필름면에 대해 입사광선을 30도 경사져 조사(조사한 부위를 측정점으로 함)하고, 반대면에 있어서 휘도계를 사용하여 출사광선의 휘도를 측정한다. L'₀는 측정점을 필름면에 수직한 위치에서 측정, 또한 L'₃₀는 측정점을 입사광선에 평행한 위치(필름면에 대해 30도 경사진 위치)에서 측정한다. 얻어진 L'₀ 및 L'₃₀으로부터 γ를 계산한다. 1보다 큰 경우를 Ｏ, 1이상의 경우를 X로 하였다.

H. 도트 은폐성

필름을 백라이트의 도광판상에 적층한 라이트를 점등시켰을 경우, 도광판에 형성되어 있는 도트패턴을 인식할 수 있는지를 목시로 확인하였다. 도트형상을 확인할 수 없는, 균일하고 양호한 출사인 경우를 Ｏ, 명확히 도트의 윤곽까지 보이는 경우를 X, 이들 중간으로 윤곽을 보이지 않지만 발광불균일이 보이는 경우를 △로 하였다.

실시예

이하, 본 발명에 대해서 실시예를 들어 설명한다.

(실시예 1)

주압출기에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 이소프탈산 성분을 17몰% 공중합시킨 폴리에스테르 수지(융점 210℃, 밀도 1.35, 유리전이온도 70℃, 굴절률 1.58) 80중량%, 폴리메틸펜텐(융점 235℃, 밀도 0.83, 굴절률 1.46)을 20중량%, 폴리에틸렌글리콜을 0.5중량% 혼합한 칩을 공급하고, 또한 별도의 부압출기에, PET(융점 265℃, 밀도 1.35)를 공급하고, 소정의 방법으로 양측 표층에 PET를 갖는 용융 3층 공압출을 행하고, 정전인가법에 의해 경면(鏡面)의 캐스트드럼상에서 냉각하여 3층 적층시트를 제작하였다. 이와 같이하여 얻어진 3층 적층시트를 90℃에서 길이방향으로 3.3배 연신하고, 계속하여 텐터에서 90℃의 예열존을 통과하여 95℃에서 폭방향으로 3.5배 연신하고, 또한 230℃에서 20초간 열처리하고, 전체 막두께 70㎛의 광확산성 필름을 얻었다. 표층의 두께는 편측 7㎛있었다(적층비 α=4).

얻어진 필름의 내층은, 이소프탈산 성분을 17몰% 공중합시킨 폴리에스테르 수지가 바다성분, 폴리메틸펜텐이 섬성분을 구성하는 해도구조를 취하고, 이 섬성분은 구형으로 평균입자지름이 약 10㎛이었다. 얻어진 광확산성 필름의 전체 광선 투과율은 85%이고, 헤이즈는 92%였다. 또한, 필름의 굽힘강성(M)을 측정하였더니, M=1.10 ×10^-4Nㆍm으로 고강성을 나타내고, 66㎛의 이축연신 PET필름과 동등하였다. 또한, M > M' = 0.77 ×10^-4Nㆍm이었다.

평가용 샘플취득을 위해, 소정 사이즈로 절단을 행하였더니, 단부접힘 등의 결함은 나타나지 않았다. 또한, 취급시에 필름이 접혀서 선(접힘자국)이 생기는 일도 없었다. 또한, 내열성을 평가하였더니, 연속점등 100시간 후도 필름의 휨은 관찰되지 않았다. 또한, 휘도불균일에 의한 내열성 평가에 관해서도, 면내 최대 변화율이 2.8%로 우수하였다. 이상, 확산성, 투과성, 기계적 강도, 내열성이 우수한 광 확산성 필름이 얻어졌다.

(실시예 2)

주압출기에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 이소프탈산 성분을 23몰% 공중합시킨 폴리에스테르 수지(융점 190℃, 밀도 1.35, 유리전이온도 70℃, 굴절률 1.58) 80중량%, 폴리프로필렌(융점 170℃, 밀도 0.90, 굴절률 1.50)을 20질량%를 혼합한 칩을 공급하고, 또한, 별도의 부압출기에, PET(융점 265℃, 밀도 1.35)를 공급하고, 소정의 방법으로 양측 표층에 PET를 갖는 용융 3층 공압출을 행하고, 정전인가법으로 경면의 캐스트드럼상에서 냉각하여 3층 적층시트를 제작하였다. 이와 같이하여 얻어진 3층 적층시트를 90℃에서 길이방향으로 3.3배 연신하고, 계속하여 텐터에서 90℃의 예열존을 통과하여 95℃에서 폭방향으로 3.5배 연신하고, 또한 230℃에서 20초간 열처리하여, 전체 막두께 120㎛의 광확산성 필름을 얻었다. 표층의 두께는 편측 10㎛이었다(적층비 α=5).

얻어진 필름의 내층은 이소프탈산 성분을 23몰% 공중합시킨 폴리에스테르 수지가 바다성분, 폴리프로필렌이 섬성분을 구성하는 해도구조를 취하고, 이 섬성분은 구형상으로 평균입자지름이 약 5㎛이었다.

얻어진 광확산성 필름의 전체 광선투과율은 91%이고, 헤이즈는 92%이었다. 또한, 굽힘강성은 5.15 ×10^-4Nㆍm으로 고강성이고, 110㎛의 이축연신 PET 필름과 동등하다. 또한, M > M' = 3.69 ×10^-4 Nㆍm이었다. 또한, 절단 시의 단부의 찢김 등의 결함은 나타나지 않고, 취급시의 접힘선(접힘자국)이 생기는 일도 없었다. 또 한, 내열성의 평가를 행하였더니, 100시간 경과후에도 휨 등의 변형은 보이지 않고, 휘도불균일에 관해서도 내면 최대 변화율이 3.5%로 우수하였다. 이상, 확산성, 투과성, 기계적 강도, 내열성이 우수한 광확산성 필름이 얻어졌다.

(실시예 3∼5)

실시예 1에 있어서, 용융 3층 공압출을 행한 3층 적층시트를 제작한 후, 90℃에서 길이방향으로 2.5배(실시예 3), 3배(실시예 4, 5) 연신하고, 계속하여 텐터에서 90℃의 예열존을 통과하여 95℃에서 폭방향으로 3배(실시예 3, 4), 3.5배(실시예 5) 연신하고, 또한, 230℃에서 20초간 열처리하였다. 라인속도의 조정에 의해, 실시예 1과 전부 동일하게 전체 막두께 70㎛, 표면층의 두께는 편측 7㎛로 하였다(적층비 α=4). 얻어진 광확산성 필름의 전체 광선투과율 및 헤이즈는 실시예 1과 동일하였다. 필름의 굽힘강성을 각각에 대해서 측정하였더니, 1.00 ×10^-4 Nㆍm(실시예 3), 1.07 ×10^-4 Nㆍm(실시예 4), 1.08 ×10^-4 Nㆍm(실시예 5)이고, 모두에서 높은 굽히강성을 나타냈다.

또한, 전체 적층비 α 및 전체 막두께가 동일하기 때문에, 전체 M'의 값도 같고, M > M' = 0.77 ×10^-4 Nㆍm이었다. 또한, 절단 시의 단부의 찢김 등의 결함은 나타나지 않고, 취급시의 접힘선(접힘자국)이 생기는 일도 없었다. 또한, 동일하게 내열성의 평가도 행하였지만, 100시간 경과후의 필름의 휨도 관찰되지 않고, 휘도의 면내 최대 변화율도 각각 2.5%, 2.7%, 2.8%로 우수하였다.

(실시예 6)

주압출기에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 시클로헥산디메탄올 성분을 35몰% 공중합시킨 비결정성 폴리에스테르 수지(결정화 피크없고, 유리전이온도 80℃)를 89.5중량%, 폴리메틸펜텐(융점 235℃)을 10중량%, 폴리에틸렌글리콜을 0.5중량% 혼합한 펠릿을 공급하고, 또한, 별도의 부압출기에, PET(결정화 피크있고, 융점 265℃)를 공급하고, 소정의 방법으로 양측 표층에 PET를 갖는 용융 3층 공압출을 행하고, 정전인가법으로 경면의 캐스트드럼상에서 냉각하여 3층 적층시트를 제작하였다. 이와 같이하여 얻어진 3층 적층시트를 90℃에서 길이방향으로 3배 연신하고, 계속하여 텐터에서 88℃의 예열존을 통과하여 90℃에서 폭방향으로 3.3배 연신하고, 또한 230℃에서 30초간 열처리하여, 전체 막두께 80㎛의 광확산성 필름을 얻었다. 표층의 두께는 편측 8㎛이었다. 결과를 표1에 나타낸다. 얻어진 광확산성 필름의 전체 광선투과율은 90%이고, 헤이즈는 89%로 매우 양호하였다. 굽힘강성은 1.30 ×10^-4Nㆍm으로 고강성을 나타냈다. 이것은 70㎛의 이축연신 PET 필름과 동등하고, 충분한 취급성을 갖는다. 또한, 백라이트를 사용한 내열성 평가에 관해서도, 휘도불균일, 휨관찰 모두 양호하였다. 또한, 높은 표면평활성을 갖고, 다른 부재와의 접합 등에 의한 다기능화도 용이하였다. 이상, 광학특성, 기계특성, 경시 안정성, 내열성, 실용성이 매우 우수한 광확산성 필름이 얻어졌다.

(실시예 7)

주압출기에, PET에 시클로헥산메탄올 성분을 20몰% 공중합시킨 비결정성 폴리에스테르 수지(결정화 피크 없고, 유리전이온도 80℃)를 80중량%, 폴리메틸펜텐( 융점 235℃)을 20질량%를 혼합한 펠릿을 공급한 이외는 실시예 6과 동일하게 하여 3층 적층시트를 제작하고, 연신, 열처리를 행하여, 전체 막두께 80㎛의 광확산성 필름을 얻었다. 표면층의 두께는 편측 8㎛이었다. 결과를 표1에 표시한다. 얻어진 광확산성 필름의 전체 광선투과율은 74%, 헤이즈는 90%로 양호하였다. 파단신도는 거의 일정치를 시간에 의존하지 않고 유지하고, 기계강도에 대해서 경시안정성이 매우 우수한 필름이 얻어졌다. 굽힘강성은 1.31 ×10^-4Nㆍm으로 높은 강성을 나타내고, 충분한 취급성을 갖는다. 또한, 백라이트를 사용한 내열성 평가에 관해서도, 휘도불균일, 휨관찰 모두 양호하였다. 또한, 높은 표면평활성을 갖고, 다른 부재와의 접합 등에 의한 다기능화도 용이하였다. 이상, 광학특성, 기계특성, 경시 안정성, 내열성, 실용성이 우수한 광확산성 필름이 얻어졌다.

(실시예 8)

주압출기에, PET에 시클로헥산디메탄올 성분을 35몰% 공중합시킨 비결정성 폴리에스테르 수지(결정화 피크 없고, 유리전이온도 80℃)를 95중량%, 폴리메틸펜텐을 5중량% 혼합한 펠릿을 공급한 이외는 실시예 6과 동일하게 하여 3층 적층시트를 제작하고, 연신, 열처리를 행하여, 전체 막두께 80㎛의 광확산성 필름을 얻었다. 표층의 두께는 편측 8㎛이었다. 결과를 표1에 표시한다. 얻어진 광확산성 필름의 전체 광선투과율은 90%, 헤이즈는 76%로 양호하였다. 파단신도는 거의 일정치를 시간에 의존하지 않고 유지하고, 기계강도에 대해서 경시안정성이 매우 우수한 필름이 얻어졌다. 단위 두께당 굽힘강성은 1.31 ×10^-4Nㆍm으로 높은 강성을 나타내 고, 충분한 취급성을 갖는다. 또한, 백라이트를 사용한 내열성 평가에 관해서도, 휘도불균일, 휨관찰 모두 양호하였다. 또한, 높은 표면평활성을 갖고, 다른 부재와의 접합 등에 의한 다기능화도 용이하였다. 이상, 광학특성, 기계특성, 경시 안정성, 내열성, 실용성이 우수한 광확산성 필름이 얻어졌다.

(실시예 9)

주압출기에, PET에 이소프탈산 성분을 17몰% 공중합시킨 폴리에스테르 수지 90중량%, 폴리메틸펜텐을 10중량% 혼합한 칩을 공급하고, 또한, 별도의 부압출기에, PET를 공급하고, 소정의 방법으로 양측 표층에 PET를 갖는 용융 3층 공압출을 행하고, 정전인가법으로 경면의 캐스트드럼상에서 냉각하여 3층 적층시트를 제작하였다. 이와 같이하여 얻어진 3층 적층시트를 90℃에서 길이방향으로 3배 연신하고, 계속하여 텐터에서 90℃의 예열존을 통과하여 95℃에서 폭방향으로 3.3배 연신하고, 또한 230℃에서 20초간 열처리하고, 전체 막두께 50㎛의 광확산성 필름을 얻었다. 표면 PET층의 막두께는 편측 5㎛이었다. 결과를 표1에 나타낸다.

필름 굽힘강성은 M = 0.45 ×10^-4Nㆍm으로 절대치는 작지만, M > M' = 0.28 ×10^-4 Nㆍm이었다. 또한, 절단 시의 찢김 등의 결함, 접힘자국이 생기는 일도 없고, 내열성도 양호하였다.

(비교예 1∼3)

실시예 1에 있어서, 양측 표층으로의 PET의 적층을 행하지 않고, 내층의 내부 광확산성 필름만의 단막을 제막하였다. 실시예 1과 동일하게 하여, 압출기에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 이소프탈산 성분을 17몰% 공중합시킨 폴리에스테르 수지(융점 210℃, 밀도 1.35, 유리전이온도 70℃, 굴절률 1.58) 95중량%(비교예 1), 90중량%(비교예 2) 및 80중량%(비교예 3), 폴리메틸펜텐(융점 235℃, 밀도 0.83, 굴절률 1.46)을 5중량%(비교예 1), 10중량%(비교예 2) 및 20중량%(비교예 3), 폴리에틸렌글리콜을 0.5중량% 혼합한 칩을 공급하고, 압출을 행하고, 정전인가법으로 경면(鏡面)의 캐스트드럼상에서 냉각하여 단막의 광확산성 필름을 제작하였다. 여기서, 연신ㆍ열처리를 행하였더니, 열처리 온도가 바다성분의 융점보다 높아, 필름이 용융되어 제막될 수 없기 때문에, 무연신의 압출판으로 광확산성 필름을 얻었다. 막두께는 실시예 1과 동일하게 70㎛로 하였다.

얻어진 필름의 굽힘강성은 표1에 표시하듯이 이축연신 PET필름을 적층했을 경우의 절반 정도까지 저하하였다.

또한, 절단시에 단부에 생기는 선찢김이 현저하게 되고, 또한 접힘주름(접힘자국)이 생기기 쉽게 되었다. 이 접힘주름은 백화하여 잔존하기 때문에 평가는 물론 제품으로서도 사용할 수 없었다. 또한, 백라이트 유니트에 조립하고 점등하여, 100시간 경과한 시점에서, 명백하게 필름에 휨이 발생하여 있는 것이 목시관찰로 확인할 수 있었다. 또한, 휨도의 면내 최대 변화율도 10%를 초과하여 있어 바람직하지 않다.

(비교예 4)

실시예 1에 있어서, 양측 표층으로 PET 대신에 폴리카보네이트(비결정성)을 적층하고, 연신공정을 생략한 무연신 3층 적층시트를 제작하였다. 실시예와 동일하 게 전체 막두께 70㎛, 표면 폴리카보네이트층의 두께를 편측 7㎛로 하였다(적층비 α=4).

얻어진 광확산성 필름의 전체 광선투과율은 86%, 헤이즈는 91%이고, 고투과성ㆍ고확산성이었지만, 굽힘강성을 측정하면 0.56 ×10^-4Nㆍm으로, 이축연신 PET필름을 적층했을 경우의 절반 정도까지 저하하였다. 또한, M < M' = 0.77 ×10^-4 Nㆍm이었다. 또한, 절단 시의 단부에 생기는 선찢김이 현저하게 되고, 또한 접힘주름(접힘자국)이 생기기 쉽게 되었다. 이 접힘주름은 백화하여 잔존하기 때문에 평가는 물론 제품으로서도 사용할 수 없었다. 또한, 백라이트 유니트에 조립하고 점등하여, 100시간 경과한 시점에서, 명백하게 필름에 휨이 발생하여 있는 것이 목시관찰로 확인할 수 있었다. 또한, 휘도의 면내 최대 변화율도 10%를 초과하였다. 여기서 얻어진 광확산성 필름은 실용적으로 바람직하지 않다.

본 발명에 의하면, 표면이 평활하면서, 광투과성, 광확산성, 기계적 강도, 및 생산성이 우수한 광확산성 필름이 얻어진다.

본 발명의 광확산성 필름은 표면이 평활하고 고광투과성ㆍ고광확산성을 갖기 때문에, 액정디스플레이 부재에 있어서 백라이트 등으로 사용함으로써, 고휘도이며, 균일한 고품질 화상을 제공할 수 있다.

Claims

2종류 이상의 굴절률이 다른 열가소성 수지로 이루어지고, 열가소성 수지(A)의 바다성분과 열가소성 수지(B)의 섬성분으로 이루어지는 해도구조를 갖는 내부 광확산성 필름에 있어서, 상기 내부 광확산성 필름의 편측 또는 양측에, 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
제1항에 있어서, 결정성 고분자 화합물(C)이 폴리에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
제1항에 있어서, 내부 광확산성 필름의 막두께가 전체 막두께의 50% 이상 95% 이하를 차지하는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
제1항에 있어서, 하기 식(1)로 표시하는 적층비 α가 1≤α≤15인 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.

(1)

(식(1) 중, T_a=내부 광확산성 필름의 막두께, T_b=결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름의 총 막두께를 각각 나타냄)
제1항에 있어서, 열가소성 수지(A)가 비결정성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
제5항에 있어서, 비결정성 수지가 폴리에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
제1항에 있어서, 광확산성 필름의 전체 막두께를 T_t(m), 상기 식(1)로 표시하는 적층비를 α로 했을 때, 굽힘강성 M(Nㆍm)이 하기 식(2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.

(2)
제1항에 있어서, 내부 광확산성 필름과 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이, 접착제층을 개재하지 않고 적층되는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
제1항에 있어서, 가시광의 평행광선을 필름면에 대해 수직으로 입사하고, 입사한 부위의 반대면을 측정부위로 하여, 그 측정부위로부터 출사하는 광선의 휘도측정을 행하는 경우에 있어서, 수직방향에서 얻어지는 휘도를 L₀, 측정부위를 중심으로 수직방향으로부터 30도 경사진 방향에서 얻어지는 휘도를 L₃₀으로 할 때, 하기 식(3)으로 정의되는 확산계수 β가 -1.5<β≤-0.6을 만족하는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.

(3)
제9항에 있어서, 가시광의 평행광선을 필름면의 수직방향에 대해 30도 경사져 입사하고, 입사한 부위의 반대면을 측정부위로 하여, 그 측정부위로부터 출사하는 광선의 휘도측정을 행하는 경우에 있어서, 수직방향에서 얻어지는 휘도를 L'₀, 입사광선과 평행하고, 또 측정부위를 중심으로 수직방향으로부터 30도 경사진 방향에서 얻어지는 휘도를 L'₃₀으로 할 때, 하기 식(4)으로 정의되는 확산계수 γ가 0.3≤γ< 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.

(4)
제1항에 있어서, 내부 광확산성 필름의 편측 또는 양측에, 그 내부 광확산성 필름 중에 함유되는 열가소성 수지보다 높은 융점을 가진 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 연신필름이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름.
2종류 이상의 굴절률이 다른 열가소성 수지로 이루어지고, 열가소성 수지(A)의 바다성분과 열가소성 수지(B)의 섬성분으로 이루어지는 해도구조를 갖는 내부 광확산성 필름의 편측 또는 양측에, 상기 내부 광확산성 필름 중에 함유되는 상기 열가소성 수지보다 높은 융점을 가진 결정성 고분자 화합물(C)로 이루어지는 수지층을 용융하여 적층 공압출하고, 일축 또는 이축연신 후, 열처리하는 것을 특징으로 하는 제1항에 기재된 광확산성 필름의 제조방법.
제12항에 있어서, 결정성 고분자 화합물(C)의 융점을 Tmc, 유리전이온도를 Tgc, 상기 내부 광확산성 필름에 사용되는 열가소성 수지 중 가장 융점이 높은 열가소성 수지의 융점을 T2로 할 때, Tmc > T > T2 또 T > Tgc를 만족하는 온도(T)에서 열처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광확산성 필름의 제조방법.