KR101640273B1

KR101640273B1 - 반사판용 백색 필름

Info

Publication number: KR101640273B1
Application number: KR1020117020486A
Authority: KR
Inventors: 신야 도가노; 히로시 구스메; 고우지 구보
Original assignee: 데이진 듀폰 필름 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2016-07-15
Also published as: WO2010110211A1; KR20110130411A; CN102362217B; TWI488743B; CN102362217A; TW201041743A

Abstract

보이드 체적률이 55 ∼ 80 ％ 인 광반사층, 및 그 적어도 일방의 면에 형성된 2 축 연신 폴리에스테르 필름의 지지층으로 이루어지고, 광반사층의 두께의 합계와 지지층의 두께의 합계의 비가 85：15 ∼ 98：2 이고, 필름의 반사율이 98.0 ％ 이상이고, 또한 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지가 0.10 ∼ 0.30 J, 필름 두께가 150 ∼ 250 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 반사판용 백색 필름에 의해, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 반사판으로서 사용했을 때에 높은 휘도를 얻을 수 있고, 타발 가공시에 버나 수염 형상물이 잘 발생하지 않아, 타발성이 우수한 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 사용되는 반사판용 백색 필름을 제공한다.

Description

반사판용 백색 필름{WHITE FILM FOR REFLECTOR}

본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 유닛의 반사판으로서 사용되는 반사판용 백색 필름에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 백라이트 유닛에는, 광원으로부터의 광이 화면의 배면으로 물러나는 것을 방지하기 위해서, 배면에 반사판이 설치되어 있다. 이 반사판에는, 얇고 또한 높은 반사율을 구비할 것이 요구된다.

액정 표시 장치용의 백라이트 유닛에 사용하는 반사판용 백색 필름으로서 필름의 내부에 미세한 기포를 함유하는 백색 폴리에스테르 필름이 알려져 있고, 널리 이용되고 있다.

일본 공개특허공보 소63-62104호 일본 특허공보 평8-16175호 일본 공개특허공보 2000-37835호 일본 공개특허공보 2005-125700호 일본 공개특허공보 2004-50479호

반사판용 백색 필름은 소정 형상으로 가공되어 백라이트 유닛에 장착된다. 이 가공을 위해서 반사판용 백색 필름을 소정 형상으로 재단하는 공정이 있는데, 이 공정에서의 재단 속도는, 백라이트 유닛의 대량 생산화가 진행되는 데에 수반하여 빨라지고 있다.

종래의 반사 필름으로 고휘도가 얻어지는 것은, 단재시 (斷裁時) 에, 필름의 단면에 수염 형상물이나 버 (burr) 가 발생하기 쉽다. 수염 형상물은 재단에 의한 절단면에 발생하는 미세한 돌기부인데, 이것은 먼지로서 제거할 필요가 있기 때문에, 수염 형상물의 발생이 있으면 생산성을 저하시키게 된다. 또, 버는, 재단에 의한 절단면 부근에 발생하는 부분적으로 돌출된 부분으로, 버가 있으면 반사면과 광원 사이의 거리가 바뀌어, 휘도에 대해 나쁜 영향을 주어, 균일한 휘도를 얻을 수 없게 될 가능성이 있다.

본 발명은 높은 반사율을 구비하고, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 반사판으로서 사용했을 때에 높은 휘도를 얻을 수 있는 반사판용 백색 필름으로서, 타발 (打拔) 가공시에 버나 수염 형상물이 잘 발생하지 않아, 타발성이 우수한 반사판용 백색 필름을 제공할 것을 목적으로 한다.

본 발명은 두 번째로, 상기에 추가로, 액정 표시 장치의 반사판으로서의 사용 환경 하에서의 열 휨이 억제되어, 평면성이 우수한 반사판용 백색 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.

즉, 본 발명은 보이드 체적률이 55 ∼ 80 ％ 인 광반사층, 및 그 적어도 일방의 면에 형성된 2 축 연신 폴리스테르 필름의 지지층으로 이루어지고, 광반사층의 두께의 합계와 지지층의 두께의 합계의 비가 85：15 ∼ 98：2 이고, 필름의 광선 반사율이 98.0 ％ 이상이고, 또한 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지가 0.10 ∼ 0.30 J 이고, 필름 두께가 150 ∼ 250 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 반사판용 백색 필름이다.

본 발명에 의하면, 높은 반사율을 구비하고, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛에 반사판으로서 사용했을 때에 높은 휘도를 얻을 수 있는 반사판용 백색 필름으로서, 타발 가공시에 버나 수염 형상물이 잘 발생하지 않아, 타발성이 우수한 반사판용 백색 필름을 제공할 수 있다.

본 발명은 두 번째로, 상기에 추가로, 액정 표시 장치의 반사판으로서의 사용 환경 하에서의 열 휨이 억제되어 평면성이 우수한, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛의 반사판용 백색 필름을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 반사판용 백색 필름은, 광반사층 및 그 적어도 일방의 면에 형성된 2 축 연신 폴리에스테르 필름의 지지층으로 이루어진다.

광반사층

본 발명에 있어서의 광반사층은, 백색의 착색제를 열가소성 수지 중에 함유시킴으로써 백색을 나타내도록 한 층 또는 보이드 형성 물질을 열가소성 수지 중에 함유시켜 연신함으로써 열가소성 수지와 보이드 형성 물질의 계면에 보이드를 형성함으로써 백색을 나타내도록 한 열가소성 수지 조성물의 층이다.

본 발명에 있어서의 광반사층의 보이드 체적률은 55 ∼ 80 ％, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 75 ％, 특히 바람직하게는 62 ∼ 70 ％ 이다. 보이드 체적률이 55 ％ 미만이면 높은 반사율을 얻을 수 없고, 타발 가공성도 뒤떨어지게 된다. 한편, 보이드 체적률이 80 ％ 를 초과하면 막 제조가 매우 곤란해진다.

열가소성 폴리에스테르

본 발명에 있어서의 광반사층의 열가소성 수지로서는, 바람직하게는 열가소성 폴리에스테르를 사용한다. 열가소성 폴리에스테르를 사용하는 경우, 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어지는 폴리에스테르를 사용한다. 이 디카르복실산으로서는, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4＇-디페닐디카르복실산, 아디프산, 세바크산을 들 수 있다. 디올로서는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올을 들 수 있다. 이들 폴리에스테르 중에서도 열가소성 방향족 폴리에스테르가 바람직하고, 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 호모폴리머이어도 되는데, 공중합 폴리머가 바람직하고, 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합 폴리머를 사용하는 경우, 공중합 성분의 비율은, 전체 디카르복실산 성분을 기준으로서 예를 들어 1 ∼ 20 몰％, 바람직하게는 2 ∼ 15 몰％, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 13 몰％ 이다. 공중합 성분의 비율을 이 범위로 함으로써, 광반사층에 대해서도 우수한 막 제조성을 얻을 수 있고, 열 치수 안정성이 우수한 필름을 얻을 수 있다.

광반사층의 열가소성 수지로서 열가소성 폴리에스테르를 사용하는 경우, 광반사층에 대해 측정한 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도는, 바람직하게는 0.40 ∼ 0.53 dl/g 이다. 이 범위의 고유 점도인 것에 의해, 광반사층의 열가소성 폴리에스테르 조성물은 고농도의 무기 입자를 함유하고 있으면서도 용이하게 용융 압출할 수 있어, 필름을 파단시키지 않고 높은 생산성으로 막 제조할 수 있다.

백색 무기 입자

광반사층의 백색의 착색제로서는, 백색 무기 입자를 사용한다. 보이드 형성 물질로서는, 백색 무기 입자, 유기 입자 또는 비상용 (非相溶) 수지를 사용한다. 백색 무기 입자로서는, 예를 들어, 황산바륨 입자, 이산화티탄 입자, 이산화규소 입자, 탄산칼슘 입자를 사용할 수 있고, 황산바륨 입자가 특히 바람직하다.

백색 무기 입자의 평균 입경은 바람직하게는 0.1 ∼ 3.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 2.5 ㎛, 특히 바람직하게는 0.3 ∼ 2.0 ㎛ 이다. 이 범위의 평균 입경의 백색 무기 입자를 사용함으로써, 광반사층의 열가소성 수지 중에 적당히 분산시킬 수 있어, 백색 무기 입자의 응집이 일어나기 어렵고, 표면에 조대 돌기가 없는 광반사층을 얻을 수 있고, 동시에, 광반사층의 표면이 지나치게 거칠어지지 않아, 적절한 범위의 광택도로 할 수 있다. 백색 무기 입자로서 가장 바람직한 것은, 평균 입경이 0.1 ∼ 3.0 ㎛ 인 황산바륨 입자이고, 백색 무기 입자의 평균 입경은 d50 (메디안 직경) 을 채용하지만, 입경이 작은 것 부터 10 ％ 인 d10, 작은 것 부터 90 ％ 인 d90 으로 나타냈을 때, 입도 분포의 d90/d10 이, 바람직하게는 1 ∼ 500, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 300, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 100, 특히 바람직하게는 1 ∼ 50 이다. 이 범위의 입도 분포이면, 필터에 조대 입자가 막히는 경우가 없고, 미소 입자가 재응집하는 경우도 없어, 안정적으로 막 제조할 수 있다.

백색 무기 입자는 어떠한 입자 형상이어도 되고, 예를 들어, 판 형상, 구 형상이어도 된다. 백색 무기 입자는 분산성을 향상시키기 위해서 표면 처리를 실시하고 있어도 된다.

보이드 형성 물질로서 유기 입자를 사용하는 경우, 예를 들어 폴리머의 입자를 사용할 수 있고, 구체적으로는, 예를 들어 가교 폴리스티렌 입자, 아크릴 입자를 사용할 수 있다.

보이드 형성 물질로서 비상용 수지를 사용하는 경우, 광반사층의 열가소성 수지에 상용하지 않는 수지를 사용한다. 광반사층의 열가소성 수지로서 열가소성 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 그 공중합 폴리머를 사용하는 경우, 비상용 수지로서, 예를 들어 폴리올레핀, 폴리스티렌을 사용할 수 있다.

광반사층이 백색 무기 입자 및 열가소성 폴리에스테르로 이루어지는 열가소성 폴리에스테르 조성물로 구성되는 경우, 이 조성물에 있어서, 백색 무기 입자는 바람직하게는 50 ∼ 60 중량％ 를 차지하고, 열가소성 폴리에스테르는 바람직하게는 50 ∼ 40 중량％ 를 차지한다. 이 범위의 조성임으로써 양호한 반사율과 타발 가공성, 안정적인 필름막 제조를 기대할 수 있다. 이 조성물에 있어서 백색 무기 입자는, 더욱 바람직하게는 52 ∼ 60 중량％, 더욱 바람직하게는 53 ∼ 59 중량％, 특히 바람직하게는 54 ∼ 58 중량％ 를 차지한다.

광반사층이 유기 입자 및 열가소성 폴리에스테르로 이루어지는 열가소성 폴리에스테르 조성물로 구성되는 경우, 이 조성물에 있어서, 유기 입자는 바람직하게는 50 ∼ 60 중량％ 를 차지하고 열가소성 폴리에스테르는 바람직하게는 50 ∼ 40 중량％ 를 차지한다. 이 범위의 조성이면, 양호한 반사율과 타발 가공성, 안정적인 필름막 제조를 기대할 수 있다. 이 조성물에 있어서 유기 입자는, 더욱 바람직하게는 52 ∼ 60 중량％, 더욱 바람직하게는 53 ∼ 59 중량％, 특히 바람직하게는 54 ∼ 58 중량％ 를 차지한다.

광반사층이 비상용 수지 및 열가소성 폴리에스테르로 이루어지는 열가소성 폴리에스테르 조성물로 구성되는 경우, 이 조성물에 있어서, 비상용 수지는 바람직하게는 50 ∼ 60 중량％ 를 차지하고, 열가소성 폴리에스테르는 바람직하게는 50 ∼ 40 중량％ 를 차지한다. 이 범위의 조성이면 양호한 반사율과 타발 가공성, 안정적인 필름막 제조를 기대할 수 있다. 이 조성물에 있어서 비상용 수지는 더욱 바람직하게는 52 ∼ 60 중량％, 더욱 바람직하게는 53 ∼ 59 중량％, 특히 바람직하게는 54 ∼ 58 중량％ 를 차지한다.

지지층

지지층은 2 축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진다. 이 지지층은 열가소성 폴리에스테르로 구성되고, 열가소성 폴리에스테르로서 방향족 디카르복실산 성분과 디올 성분으로 이루어지는 열가소성 방향족 폴리에스테르가 바람직하고, 그 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 호모폴리머이어도 되는데, 공중합 폴리머가 바람직하다. 공중합 폴리머인 경우, 지지층의 열가소성 방향족 폴리에스테르는, 바람직하게는, 전체 디카르복실산 성분을 기준으로 하여 테레프탈산 성분 95 ∼ 99.9 몰％ 및 이소프탈산 성분 0.1 ∼ 5 몰％ 를 디카르복실산 성분으로서 이루어지는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트이다. 이 범위에서 이소프탈산 성분을 공중합함으로써, 지지층의 특히 양호한 타발성을 얻을 수 있다. 이소프탈산 성분의 공중합량은 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 4 몰％, 특히 바람직하게는 0.1 ∼ 3 몰％ 이다.

지지층은 백색 무기 입자를 함유해도 된다. 지지층이 열가소성 폴리에스테르 및 백색 무기 입자로 이루어지는 열가소성 폴리에스테르 조성물로 구성되는 경우, 이 조성물에 있어서, 백색 무기 입자는 바람직하게는 0.1 ∼ 10 중량％ 를 차지하고, 열가소성 폴리에스테르는 바람직하게는 99.9 ∼ 90 중량％ 를 차지한다. 지지층이 이 범위의 조성임으로써 양호한 광 반사율과 타발 가공성, 안정적인 필름막 제조를 기대할 수 있다.

본 발명의 반사판용 백색 필름의 지지층에 대해 측정한 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도는, 바람직하게는 0.54 ∼ 0.65 dl/g 이다. 이 범위의 고유 점도인 것에 의해 필름의 막 제조시에 용융된 폴리머를 용이하게 압출 가능함과 함께, 필름을 파단시키지 않고 높은 생산 효율로 막 제조할 수 있다. 특히 양호한 타발성과 막 제조성을 얻는 관점에서는, 지지층의 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도는, 광반사층의 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도보다 높은 것이 바람직하다.

층 구성

본 발명의 반사판용 백색 필름은, 공압출법에 의해 제조된 것인 것이 바람직하다. 즉, 광반사층과 지지층은 공압출법에 의해 적층되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 반사판용 백색 필름은, 단일 혹은 복수의 광반사층을 포함하고, 단일 혹은 복수의 지지층을 포함한다. 광반사층의 두께의 합계와 지지층의 두께의 합계의 비는 85：15 ∼ 98：2, 바람직하게는 95：5 ∼ 98：2 이다. 반사층의 두께의 합계가 필름의 총 두께에서 차지하는 비율이 85 미만이면, 높은 반사율을 얻기 어려워지고, 한편, 98 을 초과하면 필름의 파단이 많아져, 안정적으로 막 제조하는 것이 어려워진다.

본 발명의 반사판용 백색 필름은, 광반사층의 적어도 일방의 면에 지지층이 형성된 구성으로, 구체적으로는, 예를 들어, 광반사층/지지층의 2 층 구성, 지지층/광반사층/지지층의 3 층 구성, 광반사층/지지층/광반사층의 3 층 구성, 지지층/광반사층/지지층/광반사층의 4 층 구성, 지지층/광반사층/지지층/광반사층/지지층의 5 층 구성을 취할 수 있다. 이 중 막 제조 안정성이나 제조 비용의 관점에서, 지지층/광반사층/지지층의 3 층 구성이 바람직하다.

본 발명의 반사판용 백색 필름의 총 두께는 150 ∼ 250 ㎛, 바람직하게는 170 ∼ 230 ㎛ 이다. 이 범위의 총 두께인 것에 의해 양호한 핸들링성 및 생산성을 얻을 수 있다. 150 ㎛ 미만이면 반사율이 부족하다. 한편, 250 ㎛ 를 초과하면, 충분한 반사율은 얻어지지만, 타발성이 열등하다.

본 발명의 반사판용 백색 필름은, 2 축 연신되어 있다. 2 축 연신되어 있음으로써, 높은 기계적 강도를 얻을 수 있다.

낙하 충격 시험

본 발명의 반사판용 백색 필름은 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지가 0.10 ∼ 0.30 J 인 것이 필요하다. 0.10 J 미만이면 필름 자체가 균열되기 쉽고, 0.30 J 를 초과하면 수염 형상물이나 버가 발생한다.

광 반사율

본 발명의 반사판용 백색 필름의 광 반사율은, 파장 550 ㎚ 에 있어서의 광 반사율로서, 바람직하게는 98.0 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 98.5 ％ 이상, 특히 바람직하게는 99.0 ％ 이상이다. 광 반사율이 98.0 ％ 이상인 것에 의해 백라이트 유닛에 사용했을 때에 높은 휘도를 얻을 수 있다.

이들 타발 에너지와 광 반사율은, 본 발명의 조성 및 층 구성의 백색 필름에 의해 달성할 수 있다.

손실 탄젠트 tan δ 의 최고 피크 온도

본 발명의 반사판용 백색 필름은 동적 점탄성 측정에 의한 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도가 110 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도가 110 ℃ 미만이면, 냉음극관으로부터의 열에 의한 온도 상승에 의해 필름의 휨이 발생한다.

저장 탄성률 E＇ _{(120 ℃)} 와 50 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇ _{(50 ℃)} 의 비

본 발명의 반사판용 백색 필름은, 동적 점탄성 측정에 의한 120 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(120 ℃)} 와 50 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(50 ℃)} 의 비 (E＇_{(120 ℃)}/E＇_{(50 ℃)}) 가, 바람직하게는 0.25 ∼ 1.00, 더욱 바람직하게는 0.27 ∼ 1.00 이다. 이 비 (E＇_{(120 ℃)}/E＇_{(50 ℃)}) 가 0.25 미만이면 냉음극관으로부터 열이 가해진 경우에 필름이 도달하는 온도 영역에서, 필름의 영률을 유지할 수 없게 되어, 반사 필름의 휨이 발생한다. 열가소성 폴리에스테르의 성질상 1.00 을 초과하는 경우는 없다. 이 비 (E＇_{(120 ℃)}/E＇_{(50 ℃)}) 가 0.25 ∼ 1.00 이기 때문에, 광원으로부터 열을 받아도 양호한 평면성을 유지할 수 있다.

영률

본 발명의 반사판용 백색 필름은 적어도 일방향의 영률이 3000 MPa 이상인 것이 바람직하다. 영률이 3000 MPa 미만이면 열 휨이 발생한다.

열수축율

본 발명의 반사판용 백색 필름은 85 ℃ 의 열수축율이, 직교하는 2 방향 모두, 바람직하게는 0.5 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.4 ％ 이하, 특히 바람직하게는 0.3 ％ 이하이다. 이 범위의 열수축율인 것에 의해, 고온에 노출되었을 때도 필름의 평면성이 유지되므로 바람직하다.

이들의 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도, 저장 탄성률 E＇_{(120 ℃)} 와 50 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(50 ℃)} 의 비, 영률 및 열수축율은, 후술하는 제조 조건으로 백색 필름을 제조하는 것에 의해 달성할 수 있다.

첨가제

본 발명의 반사판용 백색 필름에 형광 증백제를 배합해도 된다. 형광 증백제를 배합하는 경우에는, 배합하는 층의 열가소성 폴리에스테르 조성물 100 중량％ 당, 예를 들어 0.005 ∼ 0.2 중량％, 바람직하게는 0.01 ∼ 0.1 중량％ 이다. 형광 증백제가 0.005 중량％ 미만이면 350 ㎚ 부근의 파장 영역의 반사율이 충분하지 않기 때문에 첨가하는 의미가 부족하고, 0.2 중량％ 를 초과하면 형광 증백제가 갖는 특유의 색이 나타나 버리기 때문에 바람직하지 않다. 형광 증백제로서는, 예를 들어 OB-1 (이스트만사 제조), Uvitex-MD (치바가이기사 제조), JP-Conc (닛폰 화학 공업소 제조) 를 사용할 수 있다.

필요에 따라, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 활제 등을 첨가해도 된다.

제조 방법

이하, 본 발명의 반사판용 백색 필름을 제조하는 방법의 일례를 설명한다. 이하, 폴리머의 유리 전이 온도를 Tg, 융점을 Tm 이라고 하는 경우가 있다. 백색 무기 입자의 열가소성 폴리에스테르 조성물에 대한 배합은, 열가소성 폴리에스테르의 중합시에 실시해도 되고, 중합 후에 실시해도 된다. 중합시에 실시하는 경우, 에스테르 교환 반응 혹은 에스테르화 반응 종료 전에 배합해도 되고, 중축합 반응 개시 전에 배합해도 된다.

중합 후에 실시하는 경우, 중합 후의 열가소성 폴리에스테르에 첨가하여 용융 혼련하면 된다. 이 경우, 백색 무기 입자를 비교적 고농도로 함유하는 마스터 펠릿을 제조하여, 이것을 백색 무기 입자를 함유하지 않는 열가소성 폴리에스테르 펠릿에 배합함으로써 원하는 함유율로 백색 무기 입자를 함유하는 열가소성 폴리에스테르 조성물을 얻을 수 있다.

반사판용 백색 필름의 제조에 사용하는 열가소성 폴리에스테르는, 선 직경 15 ㎛ 이하의 스테인리스강 세선으로 이루어지는 평균 눈금 간격 10 ∼ 100 ㎛ 의 부직포형 필터를 사용하여 여과를 실시하는 것이 바람직하다. 이 여과를 실시함으로써, 통상적으로는 응집하여 조대 응집 입자가 되기 쉬운 입자의 응집을 억제하여 조대 이물질이 적은 백색 필름을 얻을 수 있다. 또한, 부직포의 평균 눈금 간격은 바람직하게는 20 ∼ 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 15 ∼ 40 ㎛ 이다. 여과한 열가소성 폴리에스테르의 조성물은, 용융한 상태에서 피드 블록을 사용한 동시 다층 압출법에 의해, 다이로부터 다층 상태로 압출, 미연신 적층 시트를 제조한다.

다이로부터 압출된 미연신 적층 시트는, 캐스팅 드럼으로 냉각 고화되어 미연신 적층 필름이 된다. 이 미연신 적층 필름을 롤 가열, 적외선 가열 등으로 가열하고, 세로 방향으로 연신하여 세로 연신 적층 필름을 얻는다. 이 연신은 2 개 이상의 롤의 주속차를 이용하여 실시하는 것이 바람직하다.

연신은 열가소성 폴리에스테르의 Tg 이상의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 연신 배율은 세로 방향, 세로 방향과 직교하는 방향 (이후, 가로 방향이라고 한다) 모두, 예를 들어 2.5 ∼ 5.0 배, 바람직하게는 2.5 ∼ 4.3 배, 더욱 바람직하게는 2.7 ∼ 4.2 배이다. 2.5 배 미만으로 하면 필름의 두께 불균일이 나빠져 양호한 필름이 얻어지지 않고, 5.0 배를 초과하면 막 제조 중에 파단이 발생하기 쉬워져 바람직하지 않다.

세로 연신 후의 적층 필름은 계속해서, 가로 연신, 열고정, 열이완의 처리를 순차 실시하여 적층 2 축 배향 필름으로 하는데, 이들 처리는, 필름을 주행시키면서 실시한다. 가로 연신의 예열 처리는 열가소성 폴리에스테르의 Tg 보다 높은 온도로부터 시작한다. 그리고 (Tg ＋ 5 ℃) 로부터 (Tg ＋ 70 ℃) 의 온도까지 승온하면서 실시하는 것이 바람직하다. 가로 연신 과정에서의 승온은 연속적이어도 되고, 단계적 (축차적) 이어도 되는데 통상적으로 축차적으로 승온한다. 예를 들어 텐터의 가로 연신존을 필름 주행 방향을 따라 복수로 나누어 존마다 소정 온도의 가열 매체를 흐르게 함으로써 승온시킨다. 가로 연신의 배율은 예를 들어 3.5 ∼ 5.0 배, 바람직하게는 3.7 ∼ 4.8 배, 더욱 바람직하게는 4.0 ∼ 4.6 배이다. 이 조건으로 연신함으로써 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도가 110 ℃ 이상 또한 120 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(120 ℃)} 와 50 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(50 ℃)} 의 비 (E＇_{(120 ℃)}/E＇_{(50 ℃)}) 가 0.25 ∼ 1.00 인 필름을 필름이 파단하지 않고 얻을 수 있다.

가로 연신 후의 필름은, 양 단을 파지한 채로 (Tm - 20 ℃) ∼ (Tm - 100 ℃) 의 온도에서 정폭 (正幅) 또는 10 ％ 이하의 폭 감소 하에서 열처리하여 열수축율을 저하시키는 것이 좋다. 열처리 온도가 (Tm - 20 ℃) 보다 높으면 필름의 평면성이 나빠져, 두께 불균일이 커져 바람직하지 않다. (Tm - 100 ℃) 보다 낮으면 열수축율이 커지는 경우가 있어 바람직하지 않다.

또, 열수축량을 조정하기 위해서, 파지하고 있는 필름의 양 단을 잘라내어, 필름 세로 방향의 인취 속도를 조정하여, 세로 방향으로 이완시킬 수 있다. 이완시키는 수단으로서는 텐터출측의 롤군의 속도를 조정한다. 이완시키는 비율로서 텐터의 필름 라인 속도에 대해 롤군의 속도 다운을 실시하고, 바람직하게는 0.1 ∼ 2.5 ％, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 2.3 ％, 특히 바람직하게는 0.3 ∼ 2.0 ％ 의 속도 다운을 실시하여 필름을 이완 (이 값을 「이완율」이라고 한다) 하고, 이완율을 컨트롤함으로써 세로 방향의 열수축율을 조정한다. 또, 필름 가로 방향은 양 단을 잘라낼 때까지의 과정에서 폭 감소시켜, 원하는 열수축율을 얻을 수 있다.

본 발명의 반사판용 백색 필름은 상기와 같은 축차 2 축 연신법으로 막 제조할 수 있는데, 축차 2 축 연신법을 대신하여 동시 2 축 연신법을 이용하여 막 제조할 수도 있다. 이 경우, 연신 배율은 세로 방향, 가로 방향 모두 예를 들어 2.7 ∼ 4.3 배, 바람직하게는 2.8 ∼ 4.2 배이다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 서술한다. 또한, 각 특성값은 이하의 방법으로 측정하였다.

또한, PET 는 폴리에틸렌테레프탈레이트, IPA 는 이소프탈산을 의미한다.

(1) 광 반사율

분광 광도계 (시마즈 제작소 제조 UV-3101 PC) 에 적분구를 장착하여, BaSO₄ 백판을 100 ％ 로 했을 때의 샘플 필름의 광 반사율을 파장 550 ㎚ 로 측정하였다.

(2) 휘도

액정 표시 장치에 반사판으로서 사용했을 때의 표시 장치의 휘도를 평가하였다. 소니 (주) 제조 32 인치 TV (브라비아 KDL-32 V2500) 의 백라이트의 반사 필름을 떼어내고, 대신에 평가 대상의 샘플 필름을 설치하여, 휘도계 (오오츠카 전자 제조 Model MC-940) 를 사용하여, 백라이트의 중심을 진정면에서 측정 거리 500 ㎜ 로 휘도를 측정하였다.

(3) 무기 입자의 평균 입경

입도 분포계 (호리바 제작소 제조 LA-950) 로, 입자의 입도 분포를 구하여, d50 에서의 입경을 평균 입경으로 하였다.

(4) 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지

듀퐁식 충격 시험 (JIS K 5600-5-3, ISO6272) 에 기초하여 실시하였다. 25 ℃, 50 ％ RH 환경 하에서 조정된 샘플 필름 (30 ㎜ × 30 ㎜) 을 받침대 상에 세트하고, 격심 (擊芯) (직경 4 ㎜ 의 원주 형상, 재질 SUS) 을 샘플 필름의 위에 설치하였다. 추 (하중 300 g) 를 적당한 위치에서 격심 위로 낙하시켜, 격심 아래의 샘플 필름에 균열이 생겼는지 여부를 관찰하였다. 균열 유무의 판정에서는, 샘플 필름의 신장에 의해 원 형상으로 모두 빠진 것은 균열이 있다고는 판정하지 않고, 샘플 필름에 금이 간 것만을 균열이 있는 것으로 판정하였다. 샘플 필름의 균열이 발생할 때까지 낙하 높이를 1 cm 씩 높게 하여, 샘플 필름에 균열이 생길 때까지 예비 테스트를 실시하였다. 샘플 필름에 균열이 발생한 경우에는 낙하 높이를 1 cm 낮게 하고, 균열이 발생하지 않은 경우에는 낙하 높이를 1 cm 높게 하는 것을 반복하였다. 샘플 필름 50 장에 대해 이 테스트 실시하여, 샘플 필름의 절반 수에 균열이 생기는 낙하 높이를 구하였다. 낙하 높이에 하중을 가하여, 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지 (J) 로 하였다.

(5) 보이드 체적률

광반사층의 폴리머의 밀도 및 무기 입자의 밀도와, 광반사층에 있어서의 이들의 배합 비율로부터, 광반사층에 보이드가 없는 경우의 광반사층의 계산상의 밀도를 구하였다. 이 계산으로 사용한 밀도는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 1.39 g/㎤, 황산바륨 입자가 4.5 g/㎤ 이다. 한편, 백색 필름으로부터 광반사층만을 분리하고, 단위 체적당의 중량을 재어, 광반사층의 실 (實) 밀도를 구하였다. 보이드 체적률을 하기 식으로 산출하였다.

보이드 체적률 (％) = (1 - 실밀도/보이드가 없는 경우의 계산상의 밀도) × 100

(6) 각 층의 두께비

히타치 제작소 제조 S-4700 형 전계 방출형 주사 전자현미경을 사용하여, 배율 500 배로, 필름의 단면을 관찰하여, 측정수 5 점의 평균으로 필름의 각 층의 두께비를 구하였다.

(7) 필름의 두께

접촉식 두께계 (안리츠 제조 K-402B) 를 이용하여 필름 두께를 측정하였다.

(8) 타발성

구멍이 뚫린 지그 CARL CP-5 를 사용하여, 필름을 50 회 타발하고 (원형상의 구멍의 직경은 6 ㎜, 타발 속도는 50 회/1 분간으로 한), 타발 단부를 광학 현미경으로 배율 25 배로 관찰하여 수염 형상물의 발생 유무와 버의 발생 유무를 관찰하였다. 수염 형상물에 대해서는, 타발 부분으로부터 길이 1 ㎜ 이상 튀어나와 있는 수염 형상물이 있는 타발 구멍을 「발생 있음」으로 하고, 버에 대해서는, 타발 부분의 일부 또는 전부가 필름 평면을 기준으로서 0.5 ㎜ 이상 돌출되어 있는 타발 구멍을 「발생 있음」으로 하였다. 수염 형상물 및 버의 각각에 대해, 하기 식으로 발생 비율을 산출하였다.

발생 비율 (％) = 「발생 있음」의 개수/50 개

(9) 고유 점도

백색 필름으로부터 각층마다 박리한 열가소성 폴리에스테르 0.3 g 에 대해, o-클로로페놀 25 ㎖ 첨가하여 100 ℃ 에서 용해시키고, 용해 후 25 ℃ 로 냉각된 상태에서 측정하였다. 또한, 무기 입자를 함유하고 있는 것은, o-클로로페놀에 용해 후, 원심 분리 장치 (히타치 공업 기계 제조 CF-15 RXII 형) 를 이용하여 12000 rpm 에서 30 분간 원심 분리를 실시하고, 무기 입자와 o-클로로페놀에 용해시킨 열가소성 폴리에스테르를 분리한 후, 고유 점도를 측정, 산출하였다. 고유 점도는 하기 환산식으로 구하였다.

고유 점도 = 측정값/｛(100 - 무기 입자 농도)/100｝

(10) 유리 전이 온도 (Tg), 융점 (Tm)

시차 주사 열량 측정 장치 (TA Instruments 2100 DSC) 를 이용하여 승온 속도 20 m/분으로 측정을 실시하였다.

(11) 연신성

실시예에 있어서의 필름막 제조에 있어서 안정적으로 막 제조할 수 있는지 관찰하여, 하기 기준으로 평가하였다. 또한, 세로 방향은 필름의 연속 막 제조 방향이고, 가로 방향은 이것에 직교하는 방향이다.

A：2 시간 이상 안정적으로 막 제조할 수 있다.

B：1 시간 이상 2 시간 미만 안정적으로 막 제조할 수 있다.

C：1 시간 미만에 절단이 발생하여, 안정적으로 막 제조할 수 없다.

(12) 영률

필름을 150 ㎜ 길이 × 10 ㎜ 폭으로 자른 시험편을 사용하고, 오리엔테크사 제조 텐실론 UCT-100 형을 사용하여, 온도 20 ℃, 습도 50 ％ 로 조절된 실내에 있어서, 척간 100 ㎜ 로 하고 인장 속도 10 ㎜/분, 차트 속도 500 ㎜/분으로 인장하여, 얻어지는 하중-신장 곡선의 입상부의 접선으로부터 영률을 계산한다. 또한, 세로 방향의 영률이란 필름의 세로 방향 (MD 방향) 을 측정 방향으로 한 것이고, 가로 방향의 영률이란 필름의 가로 방향 (폭 방향) 을 측정 방향으로 한 것이다. 각 영률은 각각 10 회 측정하여, 그 평균값을 사용한 것이다.

(13) 동적 점탄성 측정에 의한 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도 및 저장 탄성률의 비

동적 점탄성 측정 장치를 이용하여, 측정 주파수 11 Hz, 동적 변위 ±2.5 × 10^-4 cm 에서 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도를 구하고, 또한 120 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(120 ℃)} 와 50 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(50 ℃)} 의 비로 나타내는 저장 탄성률의 비 (E＇_{(120 ℃)}/E＇_{(50 ℃)}) 를 구하였다.

(14) 열 휨

평가용으로 준비한 액정 텔레비전 (SHARP 사 제조 AQUOS-65V) 의 직하형 백라이트 (65 인치) 유닛으로부터, 원래 장착되어 있던 광 반사 시트를 떼어내고, 측정 대상으로 하는 필름 샘플을 장착하였다. 전원을 켜고 온도 40 ℃, 습도 50 ％ 의 환경 하에서 24 hr 방치 후, 평가용 샘플을 꺼내, 특히 평면 정밀도가 높은 평판 위에 평가용 샘플을 펼쳐 필름의 휨 정도를 평가하였다. 이하의 기준에 기초하여 판정하였다. A 판정만 백라이트에 장착한 경우가 사용에 견딜 수 있다.

A：휨이 대부분 보이지 않았다

B：약간의 휨이 보인다

C：큰 휨이 보인다

실시예 1

테레프탈산디메틸 132 중량부, 이소프탈산디메틸 18 중량부 (폴리에스테르의 전체 디카르복실산 성분을 기준으로 12 몰％), 에틸렌글리콜 98 중량부, 디에틸렌글리콜 1.0 중량부, 아세트산망간 0.05 중량부, 아세트산리튬 0.012 중량부를 정류탑, 유출 콘덴서를 구비한 플라스크에 주입하고, 교반하면서 150 ∼ 235 ℃ 로 가열하여 메탄올을 유출시켜 에스테르 교환 반응을 실시하였다. 메탄올이 유출된 후, 인산트리메틸 0.03 중량부, 이산화게르마늄 0.04 중량부를 첨가하고, 반응물을 반응기로 옮겼다. 이어서 교반하면서 반응기 내를 서서히 0.5 ㎜Hg 까지 감압함과 함께 290 ℃ 까지 승온시키고, 중축합 반응을 실시하여, 열가소성 폴리에스테르를 얻었다. 얻어진 열가소성 폴리에스테르를 지지층 및 광반사층의 열가소성 폴리에스테르로서 사용하여, 평균 입경 1.2 ㎛ 의 황산바륨의 마스터 배치를 제작하고, 지지층의 열가소성 폴리에스테르 조성물에는 4 중량％, 광반사층의 열가소성 폴리에스테르 조성물에는 55 중량％ 의 함유량이 되도록 첨가량을 조정하였다.

이들 원료를 사용하여, 각각 275 ℃ 로 가열된 2 대의 압출기에 공급하고, 지지층의 열가소성 폴리에스테르 조성물과 광반사층의 열가소성 폴리에스테르 조성물을, 지지층/광반사층/지지층이 되는 3 층 피드 블록 장치를 사용하여 합류시켜, 그 적층 상태를 유지한 채로 다이스로부터 시트 형상으로 성형하였다. 지지층/광반사층/지지층의 두께비가 2 축 연신 후에 4/92/4 가 되도록 각 압출기의 토출량으로 조정하였다. 또한 이 시트를 표면 온도 23 ℃ 의 냉각 드럼으로 냉각 고화시킨 미연신 필름을, 표 1 에 기재된 예열 1 (73 ℃) 및 예열 2 (77 ℃) 의 온도에서 가열하고, 길이 방향 (세로 방향) 으로 연신 속도 1000 ％ 초로 92 ℃ 에서 3.0 배의 배율로 연신하여, 25 ℃ 의 롤군으로 냉각시켰다. 계속해서, 세로 연신한 필름의 양 단을 클립으로 유지하면서 텐터로 유도하고, 115 ℃ 에서 예열하여, 125 ℃ 로 가열된 분위기 중에서 길이 방향으로 수직인 방향 (가로 방향) 으로, 5 초간 3.7 배의 배율로 연신하였다. 그 후 텐터 내에서 195 ℃ 의 온도에서 열고정을 실시하고, 텐터 내에서 이완율 2 ％ 로 세로 방향으로 이완하고, 145 ℃ 의 온도에서 폭입률 (幅入率) 2 ％ 로 가로 방향으로 폭을 실시하고, 실온까지 식혀서 백색 필름을 얻었다. 얻어진 백색 필름은 두께 225 ㎛, 반사율은 98.7 ％ 였다. 평가 결과를 표 3 에 정리한다.

실시예 2

실시예 1 에 있어서 지지층 및 광반사층의 황산바륨 입자의 첨가량을 각각 6 중량％ 와 60 중량％ 로 변경하고, 황산바륨 입자의 평균 입경 (d50) 을 표 1 에 기재된 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 백색 필름을 제조하였다. 평가 결과를 표 3 에 정리한다.

실시예 3

실시예 1 에 있어서 지지층의 폴리에스테르를 중합의 단계에서 디카르복실산 성분으로서 이소프탈산디메틸을 사용하지 않고, 테레프탈산디메틸만을 사용하여 중합을 실시하고, 이것의 황산바륨의 마스터 배치를 제조하여, 표 1 에 기재된 비율이 되도록 하여, 표 2 에 기재된 연신 조건에서 백색 필름을 제조하였다. 평가 결과를 표 3 에 정리한다.

실시예 4

실시예 3 에 있어서, 지지층의 무기 입자를 평균 입경 (d50) 0.2 ㎛ 의 루틸형 이산화티탄 입자로 변경하고, 광반사층의 황산바륨 입자로서 평균 입경 (d50) 1.2 ㎛ 인 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 3 과 동일하게 하여 백색 필름을 제조하였다. 평가 결과를 표 3 에 정리한다.

실시예 5 ∼ 9

표 1 에 기재된 조건으로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 백색 필름을 얻었다. 또한 실시예 9 는 2 층 적층 필름을 제조했지만, 모두 광반사층측으로부터 평가를 실시하였다. 평가 결과를 표 3 에 정리한다.

비교예 1 ∼ 7

표 1 에 기재된 조건으로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 백색 필름을 얻었다. 또한 비교예 5 는 막 제조성이 매우 나빠서 필름 파단때문에 샘플이 얻어지지 않았다. 평가 결과를 표 3 에 정리한다.

본 발명의 반사판용 백색 필름은 액정 표시 장치의 반사 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

보이드 체적률이 55 ∼ 80 ％ 인 광반사층, 그 광반사층은 열가소성 폴리에스테르 조성물의 층이고, 및 그의 적어도 일방의 면에 형성된 2 축 연신 폴리에스테르 필름의 지지층으로 이루어지고, 광반사층의 두께의 합계와 지지층의 두께의 합계의 비가 92：8 ∼ 98：2 이고, 필름의 파장 550 nm에 있어서의 광선 반사율이 98.0 ％ 이상이고, 또한 하기의 시험 방법에 의한 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지가 0.10 ∼ 0.30 J 이고, 필름 두께가 150 ∼ 250 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
[낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지의 시험 방법]
듀퐁식 충격 시험 (JIS K 5600-5-3, ISO6272) 에 기초하여, 25 ℃, 50 ％ RH 환경 하에서 조정된 샘플 필름 (30 ㎜ × 30 ㎜) 을 받침대 상에 세트하고, 격심 (擊芯) (직경 4 ㎜ 의 원주 형상, 재질 SUS) 을 샘플 필름의 위에 설치하고, 추 (하중 300 gf) 를 격심 위로 낙하시켜, 샘플 필름 50 장의 절반 수에 균열이 생기는 낙하 높이를 구하고, 이러한 낙하 높이에 하중을 가하여, 낙하 충격 시험에 의한 타발 에너지 (J) 로 하였다.
제 1 항에 있어서,
광반사층이 열가소성 폴리에스테르 40 ∼ 48 중량％ 및 백색 무기 입자 52 ∼ 60 중량％ 로 이루어지는 조성물로 이루어지는 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 2 항에 있어서,
광반사층의 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도가 0.40 ∼ 0.53 dl/g 인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 2 항에 있어서,
광반사층의 열가소성 폴리에스테르가 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 2 항에 있어서,
광반사층의 백색 무기 입자가 황산바륨, 이산화티탄, 탄산칼슘 및 이산화규소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 일종으로 이루어지는 평균 입경 0.1 ∼ 3.0 ㎛ 의 입자인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서,
지지층의 2 축 연신 폴리에스테르 필름이, 열가소성 폴리에스테르 99.9 ∼ 90 중량％ 및 무기 입자 0.1 ∼ 10 중량％ 로 이루어지는 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 6 항에 있어서,
지지층에 대해 측정한 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도가 0.54 ∼ 0.65 dl/g 인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서,
필름의 손실 탄젠트 tanδ 의 최고 피크 온도가 110 ℃ 이상인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서,
필름의 120 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(120 ℃)} 와 50 ℃ 에서의 저장 탄성률 E＇_{(50 ℃)} 의 비 (E＇_{(120 ℃)}/E＇_{(50 ℃)}) 가 0.25 ∼ 1.00 인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서,
필름의 적어도 일방향의 영률이 3000 MPa 이상인 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서,
액정 표시 장치의 백라이트 유닛의 반사 필름으로서 사용되는 반사판용 백색 폴리에스테르 필름.