JP2004271568A - 光拡散性フィルムおよびそれを用いた直下型面光源 - Google Patents
光拡散性フィルムおよびそれを用いた直下型面光源 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】薄いフィルムで、高い輝度を維持しながら、直下型面光源で必要となる輝度ムラ低減効果を持つ光拡散性フィルムを得る。
【解決手段】全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下であり、かつ拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値が８０％以上である光拡散性フィルムとし、またこれを出射面に装着した直下型面光源とする。
【選択図】 なし
【解決手段】全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下であり、かつ拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値が８０％以上である光拡散性フィルムとし、またこれを出射面に装着した直下型面光源とする。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトやライトボックス、電照式看板装置、面状照明装置などの面状光源に好適に用いられる光拡散性フィルムに関する。さらに詳しくは、中空の筐体に光源を配置し、該光源からの出射光を該筐体の主たる一平面から出射させる方式、いわゆる直下型面光源の出射面に装着するのに好ましく用いられる光拡散性フィルムとそれを用いた直下型面光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン、テレビ、携帯電話などの表示装置として、液晶を利用したディスプレイが数多く用いられている。これらの液晶ディスプレイは画像表示装置として用いるために観察者から見て裏側にバックライトと呼ばれる面光源を配置して背面から光を照射することで表示を行うことが一般に行われている。
【０００３】
このとき、バックライトの出射光に輝度ムラがあると液晶ディスプレイが画質を低下するため、画面全体を均一に照射することが要求される。
【０００４】
大型液晶ＴＶなど大型でかつ極めて高い輝度が必要な液晶ディスプレイでは、多数の光源を使用しても光損失が少なく高輝度化が可能で、かつ大型の場合でも軽量な「直下型バックライト」と呼ばれるバックライトが好適である。
【０００５】
直下型バックライトは、中空の筐体に光源を配置し、該光源からの出射光を該筐体の主たる一平面から出射させる方式の面状光源である（たとえば特許文献１）。すなわち、光出射面の直ぐ下の位置（すなわち液晶ディスプレイとしたときも液晶画面の直ぐ裏側の位置）に、多数の冷陰極線管等の光源が配置される構造となる。
【０００６】
このため、直下型バックライトでは、画面上で光源の直上に当たる位置と、そうでない位置で、大きな輝度差が生じやすく、輝度ムラとして認識されやすいという課題がある。このため、一般に光出射面には非常に強い光拡散性を持つ半透明の乳白板（いわゆる光拡散板）を用い可能な限り輝度ムラを低減させている。この光拡散板は、有機、無機の微粒子、好ましくはシリコーン微粒子などの光散乱物質を混入した厚さ数ｍｍのアクリルやポリカーボネートなどからなる樹脂板が用いられている（たとえば特許文献２）。これによれば、６０％以上の全光線透過率を有しながら強い光拡散性が得られている。
【０００７】
さらに、それでも均一性が不足する場合、（１）光反射板を光源の配置に合わせて変形させ光の出射方向を制御したもの（たとえば特許文献３、４参照）、（２）光拡散板に直接遮光パターン印刷を施したものや、透明フィルムに遮光パターンを印刷したものを光拡散板に重ねることによって光源の上部から透過する光を部分的に遮り、画面全体の輝度を均一化させたもの（たとえば特許文献５参照）等も提案されている。
【０００８】
また、光拡散性フィルムとして気泡を含有したフィルムが知られている（特許文献６参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１１９３１１号公報
【００１０】
【特許文献２】特開平６−７３２９６号公報
【００１１】
【特許文献３】特開２００１−３１８６１４号公報
【００１２】
【特許文献４】特開２００２−８２６２４号公報
【００１３】
【特許文献５】特開平１１−２１２０９０号公報
【００１４】
【特許文献６】特開平１１−２６８２１１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
直下型バックライトが採用される大型モニター、テレビ、内照式表示板等では、さらに薄型化、軽量化、高信頼性化と同時に高い機能性、生産性の良さなどが合わせて要求されている。
【００１６】
しかし従来の拡散板は、必要とする輝度ムラ低減効果を得るためには、数ｍｍの厚さを必要としていためバックライトの薄型化、軽量化に限界があった。
【００１７】
同時に、拡散板は必要な形状に断裁することが必要であり、さらには、遮光パターンの印刷や防湿（ガスバリア）加工、帯電防止加工、ハードコート加工、反射防止加工、透明導電性膜の形成加工、さらには微細凹凸やプリズム形状の微細表面形状加工等の表面加工をすることによって、さらに高機能化されるが、厚い樹脂板の場合、これらの加工が非常に大がかりな装置を必要とすると同時に、一枚一枚枚葉で処理する必要があることから生産性の点で課題があり、結果的に高コストになっていた。
【００１８】
また、これら樹脂板では高い均一性や無欠点性が必要であるため、バックライト組み立てにおいて厚い樹脂板の取り扱いや保管にも大型の専用設備を必要となる場合があり、結果として生産性が低下していた。
【００１９】
さらにまた、低コストなアクリル製の光拡散板では、耐熱性が低く、また吸湿による寸法変化が大きいため、熱や湿度変化による光拡散板のたわみや変形が起こりやすく、その結果、さらに厚い拡散板が必要となるという課題があった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下であり、かつ拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値が８０％以上であることを特徴とする光拡散性フィルムとしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、厚い拡散板に替えて使用することができるような光学特性を有する薄番手フィルムを実現することができれば上記の課題を解決することが出来ると考え、検討を行った。
【００２２】
その結果、従来の光拡散板ではバックライトとしたときの輝度を十分に確保するためには、全光線透過率を大きくしなければならないと言われていたが、本発明者らは、輝度と全光線透過率に完全な相関がないことに着目して詳細な検討を進めた結果、全光線透過率が１５％以上あれば、拡散光反射率との合計値を８０％以上とすることによって輝度の低下はないことを突き止めた。
【００２３】
さらに、このような強い光拡散性と拡散光反射率を有するフィルムとするためには、好ましくはフィルム内部に気泡を含有することで、更に好ましくはその気泡の形状を制御することで、好適に達成できることを見出したものである。
【００２４】
本発明に於いて、光拡散性フィルムは、内部に気泡を含有していることが好ましい。この気泡は、独立気泡であってもよいし、連続気泡であっても良いが、フィルムの機械的強度を確保しやすい点で独立気泡であることが好ましい。
【００２５】
本発明のフィルムが含有する気泡のサイズは、気泡数平均の気泡径で示して０．１μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以下である。気泡サイズが０．１μｍ未満であると透過光に着色が生じやすく、また輝度が低くなりがちである。また気泡サイズが３０μｍより大きいと目視で輝度欠点として認識されてしまうことがある。なお、前記気泡数平均とは気泡の数に基づいての平均という意味であり、例えば、気泡についてのあるパラメータＡの気泡数平均Ａ＊とは下式の通りであり、以下、気泡数平均のことを単に平均とも言う。
【００２６】
Ａ＊＝ΣＮｉＡｉ／ΣＮｉ （ＮｉはパラメータＡ＝Ａｉである気泡の個数）
本発明の光拡散性フィルムは、全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下である。全光線透過率が１５％未満であると、バックライトとしたときの輝度が十分でなくなり、６０％を超えるとバックライトとしたときの輝度ムラを解消することが困難になる。全光線透過率Ｔの、さらに好ましい範囲としては２０％以上４０％以下であるが、輝度ムラより輝度の絶対値を優先する用途（たとえば内照式照明用途等）においては３０％以上６０％以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明の一つのポイントは、拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値を８０％以上としたことである。ＲとＴの合計値は、好ましくは９０％以上である。この特性を満足するためには、フィルム内部に気泡を含有させることが製法上、容易である点で好ましい。
【００２８】
なお、拡散反射率とは、フィルム表面に対して法線方向（これを０度とする）からフィルム表面に光線を入射させたとき、４５°方向へ反射される光の強度を、標準白色板に於けるそれを１００％として表したものである。
【００２９】
気泡以外に光拡散性を付与する無機もしくは有機粒子を添加することもできるが、その場合にはフィルム全体重量に対して５重量％以下、さらには３重量％以下とすることが好ましい。
【００３０】
本発明の光拡散性フィルムは、単層であっても、積層体であっても良いが、好ましくは、気泡を含有した二軸延伸ポリエステルフィルムまたは気泡を含有した二軸延伸ポリエステルフィルムを含む複数のフィルムの積層体からなるフィルムである。また、全体厚さが１０００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５００μｍ以下である。
【００３１】
気泡を含有するフィルムを、二軸延伸ポリエステルフィルムとすることによって、極めて高い耐熱性と寸法安定性が得られるのは当然であるが、同時に、その強い引っ張り弾性率によって１０００μｍ以下の厚さであっても、数ｍｍの厚い拡散板と同等の強い曲げ強度を有するフィルムとすることも可能になる。このため、直下型バックライトの中空の筐体へ設置する方法まで現在の樹脂板と同様の方法を採用することができるようになる。但し、フィルム厚みが２０μｍ以下になると別途支持体を用意しなければ使用中の経時変化でシワの発生によるムラが生じることがあり、好ましくない。
【００３２】
光拡散性のないフィルム等と積層させて構成する場合、本発明の光拡散性フィルムの気泡を有する等の光拡散性を有する層の厚さは、使用形態と合わせて最適な厚みを選択することが出来るが、まず単体のフィルムとしては７５μｍ以上３５０μｍ以下の厚みで必要な気泡等を含有し、かつ必要な光学特性を満足するフィルムとすることが好ましく、３５０μｍを超える厚みが必要な場合には、他に準備された透明性の高いフィルムと貼り合わせた積層体として用いることが高い生産性の点から好ましい。
【００３３】
本発明のフィルムにおいて含有する気泡の数は、フィルム厚み方向に貫通する直線を引いたときに、その直線が平均して、３〜３０個の気泡（６〜６０個の気泡界面）と交差あることが好ましい（より好ましくは５〜２０個）。気泡数が少なすぎると拡散光反射率が不足しやすく、気泡数が多すぎると全光線透過率が不足しやすい傾向にある。
【００３４】
本発明のフィルムにおいて含有する気泡のフィルム面平行方向の平均長さは、フィルム厚み方向の平均厚みより大きいもの、すなわちフィルム面平行方向に扁平な気泡であることが、バックライトとしたときに高い輝度が得られる点で好ましい。なお、面平行方向の平均長さについて、フィルムの縦横延伸率が異なっていて、面平行方向において気泡長さの異方性がある場合は、その平均となるように計測する。
【００３５】
この理由は定かではないが、扁平でない完全な球形の気泡や方向性を持たない不定形の気泡の場合には、フィルム表面から入射した光束の内、フィルム内部で迷光となり、フィルムに吸収されたりフィルム端面から出射するなどしてロスとなる成分が多くなりやすいためと考えられる。とりわけ、気泡の平均扁平度を１．５以上１０以下（より好ましくは２以上５以下）とすると、高い輝度と輝度ムラ抑制性が高いレベルで両立することが出来る。平均扁平度が１．５未満であると輝度が低下しやすく、１０を超えると輝度ムラが生じやすくなる。
【００３６】
なお、電子顕微鏡で気泡を観察して計数する際に、その解像度の限界を考慮すると、好ましくは０．０５（より好ましくは０．０８、更に好ましくは０．１）μｍ未満の気泡は無視することが実用的である。
【００３７】
次に本発明の光拡散性フィルムの製造方法の一例について、フィルム内部に最も好ましい扁平な気泡を含有する二軸延伸ポリエステルフィルムの場合について説明する。
【００３８】
本発明に用いるポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−２，６−ナフタレートを主たる成分とすることが好ましい。
【００３９】
気泡を含有するポリエステルフィルムの製造方法としては、
（Ｉ）主たる樹脂成分（ａ）と、該樹脂成分（ａ）に対して非相溶成分（ｂ）とを含有する混合物を溶融押出しした後、少なくとも一方向に延伸し、内部に孔を形成させることにより、界面を形成させる方法、
（ＩＩ）発泡性粒子を添加し、溶融押出することによってフィルム内部にて発泡させることにより、孔を形成させる方法、
（ＩＩＩ）炭酸ガスなどの気体を注入して押出発泡させることにより、フィルム内部に孔を形成させる方法、
（ＩＶ）二成分以上のポリマー、有機物、もしくは無機物を混合し、溶融押出しした後、溶媒抽出により、少なくとも一成分を溶解させることより、フィルム内部に孔を形成させる方法、
（Ｖ）中空粒子を添加した樹脂を溶融押出ししたり、溶液状にして塗布、乾燥することによって、孔を形成させる方法、
（ＶＩ）基材フィルムに透湿加工用ウレタン樹脂等をコーティングし、乾燥させることにより乾式多孔層を形成させるなどの方法
などが挙げられるが、本発明においては好ましい扁平な気泡を容易に生成出来る点で（Ｉ）の手法を用いるのが好ましい。また（Ｉ）の手法を中心として、他の方法を組み合わせることによって気泡扁平度を調整したり、反射光の拡散性を調整すること好ましく、好ましく組み合わせられる手法としては（Ｖ）の中空粒子を樹脂溶液に添加し、フィルムの表層に塗布、乾燥する方法が挙げられる。
【００４０】
（Ｉ）の手法において、主たる樹脂成分（ａ）としてポリエステルを選択した場合には、非相溶成分（ｂ）としてポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリシクロオレフィンなどのポリオレフィンや、ポリスチレンなどが好ましく用いられるが、とりわけ、生成する気泡の扁平度の点で、ポリメチルペンテンもしくはポリシクロオレフィンを用いることが好ましい。
【００４１】
さらに、ポリエステル中での非相溶成分（ｂ）の分散径や、延伸による気泡形成状態を制御するため、第三成分として分散制御剤を添加することも好ましい。かかる分散制御剤としてはポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、ポリヒドロキシカルボン酸、およびそれらの共重合体等が知られている。
【００４２】
このようにして選ばれた樹脂組成物を押出機に投入し、溶融した後、スリット状の口金からシート状に押し出して、冷却されたドラム上に落とし、急冷固化させて実質的に非晶状態のシートを得る。
【００４３】
次いで、ロール群や熱風オーブン、赤外線ヒーター等を用いて延伸温度までフィルムを昇温した後、周速の異なるロール対や、次第に間隔の広がっていくレール上を走行するクリップで両端を把持しながら延伸する。
【００４４】
二軸延伸の場合、長手方向および幅方向の両方に延伸するが、順序は問われないし、また同時二軸延伸でも良い。あるいは多段階に分けて延伸する方法でもよい。延伸する方法の選択によっても気泡の形状を制御できる。
【００４５】
なお、特に限定されるものではないが、延伸倍率は好ましくは１．１〜８（より好ましくは、１．２〜６、更に好ましくは１．５〜５）倍である。前記数値範囲の下限値を下回ると熱収縮率が大きすぎて好ましくなく、一方、前記数値範囲の上限値を上回ると延伸倍率が高すぎて延伸加工が困難となり好ましくない。延伸倍率は縦横同じであっても異なっていても良い。
【００４６】
延伸されたフィルムは引き続き、延伸温度より高くポリエステルの融点より低い温度に設定された熱風オーブンなどによって熱固定されて、気泡を含有した二次延伸ポリエステルフィルムが得られる。
【００４７】
そしてこのとき、主たる成分（ａ）となるポリエステルの組成、非相溶成分（ｂ）の種類、同添加量、分散制御剤の種類、同添加量、延伸温度、倍率、熱固定の温度によって内部に生成する気泡の大きさと数、形状を制御することが出来る。
【００４８】
たとえば、気泡の扁平度を小さくする方法としては、ポリエステルとしてポリエチレンイソフタレートを共重合したポリエチレンテレフタレートなど低融点ポリエステルとする、非相溶成分（ｂ）を軟化温度の高い樹脂とする、延伸倍率を低くする、延伸温度を高くする、熱固定温度を高くする等の操作を行えばよい。
【００４９】
次いで、必要に応じて得られた二軸延伸ポリエステルフィルムに中空粒子を添加した樹脂溶液をコーターによって塗布、乾燥するなど、必要な表面加工を施して本発明の光拡散性フィルムが得られる。
【００５０】
また光拡散性フィルムを積層体とする場合には、得られた気泡含有ポリエステルフィルムと別途用意された透明な二軸延伸ポリエステルフィルムを、ドライラミネータ等を用いて貼り合わせて製造される。
【００５１】
［特性の測定方法および評価方法］
（１）全光線透過率（Ｔ）
全自動直読ヘイズコンピューターＨＧＭ−２ＤＰ（スガ試験機株式会社製）を用いて、全光線透過率をフィルム表裏の両面から測定し、低い方の値を全光線透過率とした。
【００５２】
（２）拡散光反射率（Ｒ）
分光式色差計ＳＥ−２０００型（日本電色工業株式会社製）を用い、ＪＩＳ Ｚ−８７２２に従って４００〜７００ｎｍの範囲の分光反射率を１０ｎｍ間隔で測定し、その平均値を求めた。
【００５３】
このとき、測定するサンプルフィルムと、サンプルと同じ大きさの黒色ポリエステルフィルム（”ルミラー”１２５Ｘ３０、東レ株式会社製）を重ね合わせ、サンプルフィルム側の反射率を測定する。
【００５４】
これをサンプルフィルム表裏の両面について行い高い方の値を拡散光反射率とした。
【００５５】
（３）フィルム厚み方向の平均気泡数（Ｎ）
ミクロトームを用いて、フィルム断面を厚み方向に潰すことなく、切断する。次いで切断した断面を走査型電子顕微鏡Ｓ−２１００Ａ型（株式会社日立製作所）を用いて、１μｍ以上の粒子が観察でき、かつ、できるだけフィルム表面から裏面までの断面全体が視野に入るような適当な倍率（一般には３０００〜１００００倍程度）で拡大観察を行い写真を撮影する。１視野にフィルム表面から裏面までの断面全体が入りきらない場合には、複数回にわけて撮影した写真を連結合成して断面全体の画像を得る。
【００５６】
この観察および写真撮影を、フィルムの任意の１０点について行う。
【００５７】
つぎに得られた断面画像の、フィルム表面の任意の１点からもう一方のフィルム表面に向かって、フィルム表面に対して垂直に直線を引いた時に、線上に存在する気泡と樹脂の界面の数を数える。このとき、界面数は、気相から固相への界面であっても、固相から気相への界面であっても、共に１とカウントする。これを一つの画像について任意の１０点について行う。
【００５８】
こうして得られた（１画像あたり１０点）×（１０画像）の合計１００点のデータの単純平均値を算出して、２で割った値をフィルム厚み方向の平均気泡数（Ｎ）とする（一つの気泡に上下２つの界面があるため）。
【００５９】
さらにフィルムを切断する際に長手方向に切断した場合と幅方向に切断した場合によってフィルム厚み方向の平均気泡数が異なる場合には、各方向についてフィルム厚み方向の平均気泡数を求めた後、大きい方の値をフィルム厚み方向の平均気泡数（Ｎ）とする。
【００６０】
（４）気泡のフィルム面平行方向長さ（Ｘ）、フィルム厚み方向厚さ（Ｙ）、平均扁平度（Ａ）
平均気泡数の測定（３）に用いたのと同じ方法で拡大された断面画像を得、断面写真中において閉じた形状をしている気泡部分について、任意に５０点を選択する。
【００６１】
選択された気泡について、それぞれフィルム面表面に対して平行な方向の長さおよび垂直な方向の厚さを測定し、得られた長さおよび厚さそれぞれ５０点のデータについて、それぞれの気泡数平均値を気泡のフィルム面平行方向長さ（Ｘ）、フィルム厚み方向厚さ（Ｙ）とした。
【００６２】
また気泡のフィルム面平行方向長さ（Ｘ）をフィルム厚み方向厚さ（Ｙ）で除した値を、平均扁平度（Ａ）とした。
【００６３】
（５）平均気泡径（φ）
平均気泡数の測定（３）に用いたのと同じ方法で拡大された断面画像を得、断面写真において閉じた形状をしている気泡部分について、任意に５０点を選択する。
【００６４】
写真上に透明なフィルムを重ね合わせ、それぞれの輪郭形状を油性ペンでトレースしたうえで空洞に相当する部分を塗りつぶして、それぞれの空洞（気泡）の画像を写し取り、写し取られたトレース画像をイメージアナライザによって面積を測定し、円相当径を算出する。
【００６５】
これを選択した５０点について行い、平均値を算出して平均気泡径（φ）とした。
【００６６】
（６）面光源輝度および輝度ムラ
１８インチ型液晶モニターに搭載されていた図１に示す構造の直下型バックライトを用いて、輝度測定を行った。
【００６７】
図１に示すとおり、冷陰極管２の上に測定サンプル１をおき、冷陰極線管２を６０分間点灯して光源を安定させた後に、測定サンプル１側から、色彩輝度計ＢＭ−７ｆａｓｔ（株式会社トプコン製）を用いて輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。
【００６８】
このとき、サンプルフィルムの厚さによって差が出ないように、光源の上端からサンプルフィルム下端の距離を１９ｍｍになるようにした。
【００６９】
また、輝度測定条件は、測定面から輝度計までの距離を７５０ｍｍ、測定視角は２°とした。
【００７０】
測定はバックライト表面を４×４の区域に１６等分したそれぞれの領域の中心点の１６点について行い、その平均値を輝度とした。
【００７１】
また１６点の測定結果のばらつきによって輝度ムラを評価した。
【００７２】
輝度ムラ（％）＝（最大値−最小値）／（平均値）×１００
【００７３】
【実施例】
以下、本発明において実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００７４】
［実施例１］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００７５】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：８０重量部
ＰＥＴにイソフタル酸成分を１４モル％共重合させた共重合ポリエステル：２０重量部
ポリメチルペンテン：０．７重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
平均粒径１．１μｍの炭酸カルシウム粒子：１．０重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（７／８４／７）とした。
【００７６】
このシートを、８５℃で長手方向に３倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９０℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３．５倍延伸して、ボイドを形成した。更に連続的に９０℃で２０秒、２２０℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行って気泡形成を行い、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００７７】
この二軸延伸ポリエステルフィルムをフィルム１とする。
【００７８】
得られたフィルム１を評価用面光源の出射面と同じ形状の開口部を持つ金属枠に、シワやうねりが入らないようにやや張力を掛けながら貼り付け、評価用面光源の出射面に置いて光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に示す。
【００７９】
［実施例２］
透明なＰＥＴフィルム（厚み１８８μｍ、”ルミラー”１８８Ｕ３４、東レ株式会社製）の片面に、東亜合成株式会社製ホットメルト接着剤（アロンメルトＰＥＳ−３０４）を乾燥厚み５μｍとなるように塗布した。乾燥は１５０℃、２分間の条件で熱風乾燥した。
【００８０】
これを実施例１で得られたフィルム１の両面にホットラミネータを用いて１００℃でラミネートし、厚さ５０５μｍの光拡散性フィルムを得た。
【００８１】
得られたフィルムは、強度が強く、かつ５０５μｍの厚みのある二軸延伸ＰＥＴフィルム積層体であるので非常に腰が強いものであり、金属枠などの支持構造を必要とすることなく光拡散性フィルムとして使用可能であった。評価結果を表１に合わせて示す。
【００８２】
［実施例３］
冷却ドラムでの引き取り速度を速めることによって、未延伸シートの厚みを薄くし、最終的な膜厚を１００μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の方法によって二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００８３】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。
【００８４】
［実施例４］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００８５】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：９０重量部
ＰＥＴにシクロヘキサンジメタノール成分を３３ｍｏｌ％共重合させた共重合ポリエステル：１０重量部
ポリメチルペンテン：１．０重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
平均粒径１．０μｍの硫酸バリウム粒子：０．７重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（１０／８０／１０）とした。
【００８６】
このシートを、９０℃で長手方向に２．８倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９５℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３。０倍延伸した。更に連続的に２３５℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行い、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００８７】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。
【００８８】
［比較例１］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００８９】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：１００重量部
ポリメチルペンテン：５．０重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
平均粒径１．１μｍの炭酸カルシウム粒子：０．５重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（１０／８０／１０）とした。
【００９０】
このシートを、８５℃で長手方向に３．０倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９５℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３．５倍延伸した。更に連続的に２２０℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行い、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００９１】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。このフィルムを用いた直下型面光源は、フィルムの全光線透過率が低く、均一性は高いものの輝度が低かった。
【００９２】
［比較例２］
主押出機Ａに供給する原料を下記組成にしたこと以外は実施例１と同様の方法によって光拡散性フィルムを得た。
【００９３】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：８０重量部
ＰＥＴにイソフタル酸成分を１４モル％共重合させた共重合ポリエステル：２０重量部
ポリメチルペンテン：０．１重量部
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。このフィルムを用いた直下型面光源は、フィルムの全光線透過率が高く輝度は高いが、フィルムが薄いため輝度ムラが大きく、実用性に欠く物であった。
【００９４】
［比較例３］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００９５】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：８５重量部
ポリメチルペンテン：１２．０重量部
ＰＥＴにポリエチレングリコールを１０．０重量％共重合させた共重合ポリエステル：３．０重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８５℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（１５／７０／１５）とした。
【００９６】
このシートを、８５℃で長手方向に３．５倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して８５℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１０５℃の雰囲気中で幅方向に３．６倍延伸した。更に連続的に２２０℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行い、膜厚１００μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００９７】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。このフィルムを用いた直下型面光源は、フィルムの拡散光反射率が低く、均一性は高いものの輝度が低く効率が悪かった。
【００９８】
上記の結果から、本発明の光拡散シートは、直下型面光源用の光拡散シートとして用いたとき、薄いフィルムでありながら、高い輝度と、輝度ムラを抑止し優れた均一性を有していることがわかる。
【００９９】
【表１】
【０１００】
【発明の効果】
本発明の光拡散性フィルムは、好ましくは１０００μｍ以下の薄番手のフィルムでありながら、現在、直下型面光源で用いられている数ｍｍ厚さの光拡散板に替えて使用することができるため、面光源の薄型化、軽量化が可能である。
【０１０１】
さらに薄番手のフィルムであれば、それだけで薄型化、軽量化のメリットがあるだけでなく、ロール状に巻き取ることが容易であるため、各種の表面加工も、高生産性のロール・トゥ・ロール加工が可能であり、保管も容易である。
【０１０２】
さらにまた、耐熱性や寸法安定性の高い二軸延伸ポリエステルフィルムを用いれば熱や湿度にも強い光拡散性フィルムとすることができる。
【０１０３】
本発明の光拡散性フィルムとそれを用いた直下型面光源は、液晶ディスプレイ用バックライト、内照式表示板、内照式照明器具等、高輝度で、かつ高い輝度均一性が求められる面光源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】面光源の輝度を測定するための、装置構造の概略を示す装置縦断面概略図である。
【符号の説明】
１：測定サンプル
２：冷陰極線管
３：反射フィルム
４：筐体
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトやライトボックス、電照式看板装置、面状照明装置などの面状光源に好適に用いられる光拡散性フィルムに関する。さらに詳しくは、中空の筐体に光源を配置し、該光源からの出射光を該筐体の主たる一平面から出射させる方式、いわゆる直下型面光源の出射面に装着するのに好ましく用いられる光拡散性フィルムとそれを用いた直下型面光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン、テレビ、携帯電話などの表示装置として、液晶を利用したディスプレイが数多く用いられている。これらの液晶ディスプレイは画像表示装置として用いるために観察者から見て裏側にバックライトと呼ばれる面光源を配置して背面から光を照射することで表示を行うことが一般に行われている。
【０００３】
このとき、バックライトの出射光に輝度ムラがあると液晶ディスプレイが画質を低下するため、画面全体を均一に照射することが要求される。
【０００４】
大型液晶ＴＶなど大型でかつ極めて高い輝度が必要な液晶ディスプレイでは、多数の光源を使用しても光損失が少なく高輝度化が可能で、かつ大型の場合でも軽量な「直下型バックライト」と呼ばれるバックライトが好適である。
【０００５】
直下型バックライトは、中空の筐体に光源を配置し、該光源からの出射光を該筐体の主たる一平面から出射させる方式の面状光源である（たとえば特許文献１）。すなわち、光出射面の直ぐ下の位置（すなわち液晶ディスプレイとしたときも液晶画面の直ぐ裏側の位置）に、多数の冷陰極線管等の光源が配置される構造となる。
【０００６】
このため、直下型バックライトでは、画面上で光源の直上に当たる位置と、そうでない位置で、大きな輝度差が生じやすく、輝度ムラとして認識されやすいという課題がある。このため、一般に光出射面には非常に強い光拡散性を持つ半透明の乳白板（いわゆる光拡散板）を用い可能な限り輝度ムラを低減させている。この光拡散板は、有機、無機の微粒子、好ましくはシリコーン微粒子などの光散乱物質を混入した厚さ数ｍｍのアクリルやポリカーボネートなどからなる樹脂板が用いられている（たとえば特許文献２）。これによれば、６０％以上の全光線透過率を有しながら強い光拡散性が得られている。
【０００７】
さらに、それでも均一性が不足する場合、（１）光反射板を光源の配置に合わせて変形させ光の出射方向を制御したもの（たとえば特許文献３、４参照）、（２）光拡散板に直接遮光パターン印刷を施したものや、透明フィルムに遮光パターンを印刷したものを光拡散板に重ねることによって光源の上部から透過する光を部分的に遮り、画面全体の輝度を均一化させたもの（たとえば特許文献５参照）等も提案されている。
【０００８】
また、光拡散性フィルムとして気泡を含有したフィルムが知られている（特許文献６参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１１９３１１号公報
【００１０】
【特許文献２】特開平６−７３２９６号公報
【００１１】
【特許文献３】特開２００１−３１８６１４号公報
【００１２】
【特許文献４】特開２００２−８２６２４号公報
【００１３】
【特許文献５】特開平１１−２１２０９０号公報
【００１４】
【特許文献６】特開平１１−２６８２１１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
直下型バックライトが採用される大型モニター、テレビ、内照式表示板等では、さらに薄型化、軽量化、高信頼性化と同時に高い機能性、生産性の良さなどが合わせて要求されている。
【００１６】
しかし従来の拡散板は、必要とする輝度ムラ低減効果を得るためには、数ｍｍの厚さを必要としていためバックライトの薄型化、軽量化に限界があった。
【００１７】
同時に、拡散板は必要な形状に断裁することが必要であり、さらには、遮光パターンの印刷や防湿（ガスバリア）加工、帯電防止加工、ハードコート加工、反射防止加工、透明導電性膜の形成加工、さらには微細凹凸やプリズム形状の微細表面形状加工等の表面加工をすることによって、さらに高機能化されるが、厚い樹脂板の場合、これらの加工が非常に大がかりな装置を必要とすると同時に、一枚一枚枚葉で処理する必要があることから生産性の点で課題があり、結果的に高コストになっていた。
【００１８】
また、これら樹脂板では高い均一性や無欠点性が必要であるため、バックライト組み立てにおいて厚い樹脂板の取り扱いや保管にも大型の専用設備を必要となる場合があり、結果として生産性が低下していた。
【００１９】
さらにまた、低コストなアクリル製の光拡散板では、耐熱性が低く、また吸湿による寸法変化が大きいため、熱や湿度変化による光拡散板のたわみや変形が起こりやすく、その結果、さらに厚い拡散板が必要となるという課題があった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下であり、かつ拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値が８０％以上であることを特徴とする光拡散性フィルムとしたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、厚い拡散板に替えて使用することができるような光学特性を有する薄番手フィルムを実現することができれば上記の課題を解決することが出来ると考え、検討を行った。
【００２２】
その結果、従来の光拡散板ではバックライトとしたときの輝度を十分に確保するためには、全光線透過率を大きくしなければならないと言われていたが、本発明者らは、輝度と全光線透過率に完全な相関がないことに着目して詳細な検討を進めた結果、全光線透過率が１５％以上あれば、拡散光反射率との合計値を８０％以上とすることによって輝度の低下はないことを突き止めた。
【００２３】
さらに、このような強い光拡散性と拡散光反射率を有するフィルムとするためには、好ましくはフィルム内部に気泡を含有することで、更に好ましくはその気泡の形状を制御することで、好適に達成できることを見出したものである。
【００２４】
本発明に於いて、光拡散性フィルムは、内部に気泡を含有していることが好ましい。この気泡は、独立気泡であってもよいし、連続気泡であっても良いが、フィルムの機械的強度を確保しやすい点で独立気泡であることが好ましい。
【００２５】
本発明のフィルムが含有する気泡のサイズは、気泡数平均の気泡径で示して０．１μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以上１０μｍ以下である。気泡サイズが０．１μｍ未満であると透過光に着色が生じやすく、また輝度が低くなりがちである。また気泡サイズが３０μｍより大きいと目視で輝度欠点として認識されてしまうことがある。なお、前記気泡数平均とは気泡の数に基づいての平均という意味であり、例えば、気泡についてのあるパラメータＡの気泡数平均Ａ＊とは下式の通りであり、以下、気泡数平均のことを単に平均とも言う。
【００２６】
Ａ＊＝ΣＮｉＡｉ／ΣＮｉ （ＮｉはパラメータＡ＝Ａｉである気泡の個数）
本発明の光拡散性フィルムは、全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下である。全光線透過率が１５％未満であると、バックライトとしたときの輝度が十分でなくなり、６０％を超えるとバックライトとしたときの輝度ムラを解消することが困難になる。全光線透過率Ｔの、さらに好ましい範囲としては２０％以上４０％以下であるが、輝度ムラより輝度の絶対値を優先する用途（たとえば内照式照明用途等）においては３０％以上６０％以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明の一つのポイントは、拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値を８０％以上としたことである。ＲとＴの合計値は、好ましくは９０％以上である。この特性を満足するためには、フィルム内部に気泡を含有させることが製法上、容易である点で好ましい。
【００２８】
なお、拡散反射率とは、フィルム表面に対して法線方向（これを０度とする）からフィルム表面に光線を入射させたとき、４５°方向へ反射される光の強度を、標準白色板に於けるそれを１００％として表したものである。
【００２９】
気泡以外に光拡散性を付与する無機もしくは有機粒子を添加することもできるが、その場合にはフィルム全体重量に対して５重量％以下、さらには３重量％以下とすることが好ましい。
【００３０】
本発明の光拡散性フィルムは、単層であっても、積層体であっても良いが、好ましくは、気泡を含有した二軸延伸ポリエステルフィルムまたは気泡を含有した二軸延伸ポリエステルフィルムを含む複数のフィルムの積層体からなるフィルムである。また、全体厚さが１０００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５００μｍ以下である。
【００３１】
気泡を含有するフィルムを、二軸延伸ポリエステルフィルムとすることによって、極めて高い耐熱性と寸法安定性が得られるのは当然であるが、同時に、その強い引っ張り弾性率によって１０００μｍ以下の厚さであっても、数ｍｍの厚い拡散板と同等の強い曲げ強度を有するフィルムとすることも可能になる。このため、直下型バックライトの中空の筐体へ設置する方法まで現在の樹脂板と同様の方法を採用することができるようになる。但し、フィルム厚みが２０μｍ以下になると別途支持体を用意しなければ使用中の経時変化でシワの発生によるムラが生じることがあり、好ましくない。
【００３２】
光拡散性のないフィルム等と積層させて構成する場合、本発明の光拡散性フィルムの気泡を有する等の光拡散性を有する層の厚さは、使用形態と合わせて最適な厚みを選択することが出来るが、まず単体のフィルムとしては７５μｍ以上３５０μｍ以下の厚みで必要な気泡等を含有し、かつ必要な光学特性を満足するフィルムとすることが好ましく、３５０μｍを超える厚みが必要な場合には、他に準備された透明性の高いフィルムと貼り合わせた積層体として用いることが高い生産性の点から好ましい。
【００３３】
本発明のフィルムにおいて含有する気泡の数は、フィルム厚み方向に貫通する直線を引いたときに、その直線が平均して、３〜３０個の気泡（６〜６０個の気泡界面）と交差あることが好ましい（より好ましくは５〜２０個）。気泡数が少なすぎると拡散光反射率が不足しやすく、気泡数が多すぎると全光線透過率が不足しやすい傾向にある。
【００３４】
本発明のフィルムにおいて含有する気泡のフィルム面平行方向の平均長さは、フィルム厚み方向の平均厚みより大きいもの、すなわちフィルム面平行方向に扁平な気泡であることが、バックライトとしたときに高い輝度が得られる点で好ましい。なお、面平行方向の平均長さについて、フィルムの縦横延伸率が異なっていて、面平行方向において気泡長さの異方性がある場合は、その平均となるように計測する。
【００３５】
この理由は定かではないが、扁平でない完全な球形の気泡や方向性を持たない不定形の気泡の場合には、フィルム表面から入射した光束の内、フィルム内部で迷光となり、フィルムに吸収されたりフィルム端面から出射するなどしてロスとなる成分が多くなりやすいためと考えられる。とりわけ、気泡の平均扁平度を１．５以上１０以下（より好ましくは２以上５以下）とすると、高い輝度と輝度ムラ抑制性が高いレベルで両立することが出来る。平均扁平度が１．５未満であると輝度が低下しやすく、１０を超えると輝度ムラが生じやすくなる。
【００３６】
なお、電子顕微鏡で気泡を観察して計数する際に、その解像度の限界を考慮すると、好ましくは０．０５（より好ましくは０．０８、更に好ましくは０．１）μｍ未満の気泡は無視することが実用的である。
【００３７】
次に本発明の光拡散性フィルムの製造方法の一例について、フィルム内部に最も好ましい扁平な気泡を含有する二軸延伸ポリエステルフィルムの場合について説明する。
【００３８】
本発明に用いるポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−２，６−ナフタレートを主たる成分とすることが好ましい。
【００３９】
気泡を含有するポリエステルフィルムの製造方法としては、
（Ｉ）主たる樹脂成分（ａ）と、該樹脂成分（ａ）に対して非相溶成分（ｂ）とを含有する混合物を溶融押出しした後、少なくとも一方向に延伸し、内部に孔を形成させることにより、界面を形成させる方法、
（ＩＩ）発泡性粒子を添加し、溶融押出することによってフィルム内部にて発泡させることにより、孔を形成させる方法、
（ＩＩＩ）炭酸ガスなどの気体を注入して押出発泡させることにより、フィルム内部に孔を形成させる方法、
（ＩＶ）二成分以上のポリマー、有機物、もしくは無機物を混合し、溶融押出しした後、溶媒抽出により、少なくとも一成分を溶解させることより、フィルム内部に孔を形成させる方法、
（Ｖ）中空粒子を添加した樹脂を溶融押出ししたり、溶液状にして塗布、乾燥することによって、孔を形成させる方法、
（ＶＩ）基材フィルムに透湿加工用ウレタン樹脂等をコーティングし、乾燥させることにより乾式多孔層を形成させるなどの方法
などが挙げられるが、本発明においては好ましい扁平な気泡を容易に生成出来る点で（Ｉ）の手法を用いるのが好ましい。また（Ｉ）の手法を中心として、他の方法を組み合わせることによって気泡扁平度を調整したり、反射光の拡散性を調整すること好ましく、好ましく組み合わせられる手法としては（Ｖ）の中空粒子を樹脂溶液に添加し、フィルムの表層に塗布、乾燥する方法が挙げられる。
【００４０】
（Ｉ）の手法において、主たる樹脂成分（ａ）としてポリエステルを選択した場合には、非相溶成分（ｂ）としてポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリシクロオレフィンなどのポリオレフィンや、ポリスチレンなどが好ましく用いられるが、とりわけ、生成する気泡の扁平度の点で、ポリメチルペンテンもしくはポリシクロオレフィンを用いることが好ましい。
【００４１】
さらに、ポリエステル中での非相溶成分（ｂ）の分散径や、延伸による気泡形成状態を制御するため、第三成分として分散制御剤を添加することも好ましい。かかる分散制御剤としてはポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、ポリヒドロキシカルボン酸、およびそれらの共重合体等が知られている。
【００４２】
このようにして選ばれた樹脂組成物を押出機に投入し、溶融した後、スリット状の口金からシート状に押し出して、冷却されたドラム上に落とし、急冷固化させて実質的に非晶状態のシートを得る。
【００４３】
次いで、ロール群や熱風オーブン、赤外線ヒーター等を用いて延伸温度までフィルムを昇温した後、周速の異なるロール対や、次第に間隔の広がっていくレール上を走行するクリップで両端を把持しながら延伸する。
【００４４】
二軸延伸の場合、長手方向および幅方向の両方に延伸するが、順序は問われないし、また同時二軸延伸でも良い。あるいは多段階に分けて延伸する方法でもよい。延伸する方法の選択によっても気泡の形状を制御できる。
【００４５】
なお、特に限定されるものではないが、延伸倍率は好ましくは１．１〜８（より好ましくは、１．２〜６、更に好ましくは１．５〜５）倍である。前記数値範囲の下限値を下回ると熱収縮率が大きすぎて好ましくなく、一方、前記数値範囲の上限値を上回ると延伸倍率が高すぎて延伸加工が困難となり好ましくない。延伸倍率は縦横同じであっても異なっていても良い。
【００４６】
延伸されたフィルムは引き続き、延伸温度より高くポリエステルの融点より低い温度に設定された熱風オーブンなどによって熱固定されて、気泡を含有した二次延伸ポリエステルフィルムが得られる。
【００４７】
そしてこのとき、主たる成分（ａ）となるポリエステルの組成、非相溶成分（ｂ）の種類、同添加量、分散制御剤の種類、同添加量、延伸温度、倍率、熱固定の温度によって内部に生成する気泡の大きさと数、形状を制御することが出来る。
【００４８】
たとえば、気泡の扁平度を小さくする方法としては、ポリエステルとしてポリエチレンイソフタレートを共重合したポリエチレンテレフタレートなど低融点ポリエステルとする、非相溶成分（ｂ）を軟化温度の高い樹脂とする、延伸倍率を低くする、延伸温度を高くする、熱固定温度を高くする等の操作を行えばよい。
【００４９】
次いで、必要に応じて得られた二軸延伸ポリエステルフィルムに中空粒子を添加した樹脂溶液をコーターによって塗布、乾燥するなど、必要な表面加工を施して本発明の光拡散性フィルムが得られる。
【００５０】
また光拡散性フィルムを積層体とする場合には、得られた気泡含有ポリエステルフィルムと別途用意された透明な二軸延伸ポリエステルフィルムを、ドライラミネータ等を用いて貼り合わせて製造される。
【００５１】
［特性の測定方法および評価方法］
（１）全光線透過率（Ｔ）
全自動直読ヘイズコンピューターＨＧＭ−２ＤＰ（スガ試験機株式会社製）を用いて、全光線透過率をフィルム表裏の両面から測定し、低い方の値を全光線透過率とした。
【００５２】
（２）拡散光反射率（Ｒ）
分光式色差計ＳＥ−２０００型（日本電色工業株式会社製）を用い、ＪＩＳ Ｚ−８７２２に従って４００〜７００ｎｍの範囲の分光反射率を１０ｎｍ間隔で測定し、その平均値を求めた。
【００５３】
このとき、測定するサンプルフィルムと、サンプルと同じ大きさの黒色ポリエステルフィルム（”ルミラー”１２５Ｘ３０、東レ株式会社製）を重ね合わせ、サンプルフィルム側の反射率を測定する。
【００５４】
これをサンプルフィルム表裏の両面について行い高い方の値を拡散光反射率とした。
【００５５】
（３）フィルム厚み方向の平均気泡数（Ｎ）
ミクロトームを用いて、フィルム断面を厚み方向に潰すことなく、切断する。次いで切断した断面を走査型電子顕微鏡Ｓ−２１００Ａ型（株式会社日立製作所）を用いて、１μｍ以上の粒子が観察でき、かつ、できるだけフィルム表面から裏面までの断面全体が視野に入るような適当な倍率（一般には３０００〜１００００倍程度）で拡大観察を行い写真を撮影する。１視野にフィルム表面から裏面までの断面全体が入りきらない場合には、複数回にわけて撮影した写真を連結合成して断面全体の画像を得る。
【００５６】
この観察および写真撮影を、フィルムの任意の１０点について行う。
【００５７】
つぎに得られた断面画像の、フィルム表面の任意の１点からもう一方のフィルム表面に向かって、フィルム表面に対して垂直に直線を引いた時に、線上に存在する気泡と樹脂の界面の数を数える。このとき、界面数は、気相から固相への界面であっても、固相から気相への界面であっても、共に１とカウントする。これを一つの画像について任意の１０点について行う。
【００５８】
こうして得られた（１画像あたり１０点）×（１０画像）の合計１００点のデータの単純平均値を算出して、２で割った値をフィルム厚み方向の平均気泡数（Ｎ）とする（一つの気泡に上下２つの界面があるため）。
【００５９】
さらにフィルムを切断する際に長手方向に切断した場合と幅方向に切断した場合によってフィルム厚み方向の平均気泡数が異なる場合には、各方向についてフィルム厚み方向の平均気泡数を求めた後、大きい方の値をフィルム厚み方向の平均気泡数（Ｎ）とする。
【００６０】
（４）気泡のフィルム面平行方向長さ（Ｘ）、フィルム厚み方向厚さ（Ｙ）、平均扁平度（Ａ）
平均気泡数の測定（３）に用いたのと同じ方法で拡大された断面画像を得、断面写真中において閉じた形状をしている気泡部分について、任意に５０点を選択する。
【００６１】
選択された気泡について、それぞれフィルム面表面に対して平行な方向の長さおよび垂直な方向の厚さを測定し、得られた長さおよび厚さそれぞれ５０点のデータについて、それぞれの気泡数平均値を気泡のフィルム面平行方向長さ（Ｘ）、フィルム厚み方向厚さ（Ｙ）とした。
【００６２】
また気泡のフィルム面平行方向長さ（Ｘ）をフィルム厚み方向厚さ（Ｙ）で除した値を、平均扁平度（Ａ）とした。
【００６３】
（５）平均気泡径（φ）
平均気泡数の測定（３）に用いたのと同じ方法で拡大された断面画像を得、断面写真において閉じた形状をしている気泡部分について、任意に５０点を選択する。
【００６４】
写真上に透明なフィルムを重ね合わせ、それぞれの輪郭形状を油性ペンでトレースしたうえで空洞に相当する部分を塗りつぶして、それぞれの空洞（気泡）の画像を写し取り、写し取られたトレース画像をイメージアナライザによって面積を測定し、円相当径を算出する。
【００６５】
これを選択した５０点について行い、平均値を算出して平均気泡径（φ）とした。
【００６６】
（６）面光源輝度および輝度ムラ
１８インチ型液晶モニターに搭載されていた図１に示す構造の直下型バックライトを用いて、輝度測定を行った。
【００６７】
図１に示すとおり、冷陰極管２の上に測定サンプル１をおき、冷陰極線管２を６０分間点灯して光源を安定させた後に、測定サンプル１側から、色彩輝度計ＢＭ−７ｆａｓｔ（株式会社トプコン製）を用いて輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。
【００６８】
このとき、サンプルフィルムの厚さによって差が出ないように、光源の上端からサンプルフィルム下端の距離を１９ｍｍになるようにした。
【００６９】
また、輝度測定条件は、測定面から輝度計までの距離を７５０ｍｍ、測定視角は２°とした。
【００７０】
測定はバックライト表面を４×４の区域に１６等分したそれぞれの領域の中心点の１６点について行い、その平均値を輝度とした。
【００７１】
また１６点の測定結果のばらつきによって輝度ムラを評価した。
【００７２】
輝度ムラ（％）＝（最大値−最小値）／（平均値）×１００
【００７３】
【実施例】
以下、本発明において実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００７４】
［実施例１］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００７５】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：８０重量部
ＰＥＴにイソフタル酸成分を１４モル％共重合させた共重合ポリエステル：２０重量部
ポリメチルペンテン：０．７重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
平均粒径１．１μｍの炭酸カルシウム粒子：１．０重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（７／８４／７）とした。
【００７６】
このシートを、８５℃で長手方向に３倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９０℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３．５倍延伸して、ボイドを形成した。更に連続的に９０℃で２０秒、２２０℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行って気泡形成を行い、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００７７】
この二軸延伸ポリエステルフィルムをフィルム１とする。
【００７８】
得られたフィルム１を評価用面光源の出射面と同じ形状の開口部を持つ金属枠に、シワやうねりが入らないようにやや張力を掛けながら貼り付け、評価用面光源の出射面に置いて光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に示す。
【００７９】
［実施例２］
透明なＰＥＴフィルム（厚み１８８μｍ、”ルミラー”１８８Ｕ３４、東レ株式会社製）の片面に、東亜合成株式会社製ホットメルト接着剤（アロンメルトＰＥＳ−３０４）を乾燥厚み５μｍとなるように塗布した。乾燥は１５０℃、２分間の条件で熱風乾燥した。
【００８０】
これを実施例１で得られたフィルム１の両面にホットラミネータを用いて１００℃でラミネートし、厚さ５０５μｍの光拡散性フィルムを得た。
【００８１】
得られたフィルムは、強度が強く、かつ５０５μｍの厚みのある二軸延伸ＰＥＴフィルム積層体であるので非常に腰が強いものであり、金属枠などの支持構造を必要とすることなく光拡散性フィルムとして使用可能であった。評価結果を表１に合わせて示す。
【００８２】
［実施例３］
冷却ドラムでの引き取り速度を速めることによって、未延伸シートの厚みを薄くし、最終的な膜厚を１００μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の方法によって二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００８３】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。
【００８４】
［実施例４］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００８５】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：９０重量部
ＰＥＴにシクロヘキサンジメタノール成分を３３ｍｏｌ％共重合させた共重合ポリエステル：１０重量部
ポリメチルペンテン：１．０重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
平均粒径１．０μｍの硫酸バリウム粒子：０．７重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（１０／８０／１０）とした。
【００８６】
このシートを、９０℃で長手方向に２．８倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９５℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３。０倍延伸した。更に連続的に２３５℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行い、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００８７】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。
【００８８】
［比較例１］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００８９】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：１００重量部
ポリメチルペンテン：５．０重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
平均粒径１．１μｍの炭酸カルシウム粒子：０．５重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８０℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（１０／８０／１０）とした。
【００９０】
このシートを、８５℃で長手方向に３．０倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９５℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１００℃の雰囲気中で幅方向に３．５倍延伸した。更に連続的に２２０℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行い、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００９１】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。このフィルムを用いた直下型面光源は、フィルムの全光線透過率が低く、均一性は高いものの輝度が低かった。
【００９２】
［比較例２］
主押出機Ａに供給する原料を下記組成にしたこと以外は実施例１と同様の方法によって光拡散性フィルムを得た。
【００９３】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：８０重量部
ＰＥＴにイソフタル酸成分を１４モル％共重合させた共重合ポリエステル：２０重量部
ポリメチルペンテン：０．１重量部
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。このフィルムを用いた直下型面光源は、フィルムの全光線透過率が高く輝度は高いが、フィルムが薄いため輝度ムラが大きく、実用性に欠く物であった。
【００９４】
［比較例３］
主押出機Ａと副押出機Ｂを有する複合製膜装置に、下記組成の原料をそれぞれ１８０℃で４時間真空乾燥し、供給した。
【００９５】
主押出機Ａ：
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）：８５重量部
ポリメチルペンテン：１２．０重量部
ＰＥＴにポリエチレングリコールを１０．０重量％共重合させた共重合ポリエステル：３．０重量部
副押出機Ｂ：
ＰＥＴ：１００重量部
押出機Ａ、Ｂからそれぞれの原料を２８５℃で溶融押出し、主押出機Ａの溶融原料が内層に、副押出機Ｂの溶融原料が両表面層となるようにスリット状の口金から共押出した後、表面温度を２５℃に保たれた鏡面冷却ドラムで急冷して実質的に非晶状体の複合未延伸シートフィルムを得た。複合未延伸シートの厚み構成比は、それぞれの押出機の押出量を調節してＢ／Ａ／Ｂ（１５／７０／１５）とした。
【００９６】
このシートを、８５℃で長手方向に３．５倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して８５℃に加熱されたテンター内に導き予熱し、その後連続的に１０５℃の雰囲気中で幅方向に３．６倍延伸した。更に連続的に２２０℃の雰囲気中で１０秒間の熱処理を行い、膜厚１００μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
【００９７】
得られたフィルムをフィルム１と同様の方法によって光拡散性フィルムとして評価した。評価結果を表１に合わせて示す。このフィルムを用いた直下型面光源は、フィルムの拡散光反射率が低く、均一性は高いものの輝度が低く効率が悪かった。
【００９８】
上記の結果から、本発明の光拡散シートは、直下型面光源用の光拡散シートとして用いたとき、薄いフィルムでありながら、高い輝度と、輝度ムラを抑止し優れた均一性を有していることがわかる。
【００９９】
【表１】
【発明の効果】
本発明の光拡散性フィルムは、好ましくは１０００μｍ以下の薄番手のフィルムでありながら、現在、直下型面光源で用いられている数ｍｍ厚さの光拡散板に替えて使用することができるため、面光源の薄型化、軽量化が可能である。
【０１０１】
さらに薄番手のフィルムであれば、それだけで薄型化、軽量化のメリットがあるだけでなく、ロール状に巻き取ることが容易であるため、各種の表面加工も、高生産性のロール・トゥ・ロール加工が可能であり、保管も容易である。
【０１０２】
さらにまた、耐熱性や寸法安定性の高い二軸延伸ポリエステルフィルムを用いれば熱や湿度にも強い光拡散性フィルムとすることができる。
【０１０３】
本発明の光拡散性フィルムとそれを用いた直下型面光源は、液晶ディスプレイ用バックライト、内照式表示板、内照式照明器具等、高輝度で、かつ高い輝度均一性が求められる面光源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】面光源の輝度を測定するための、装置構造の概略を示す装置縦断面概略図である。
【符号の説明】
１：測定サンプル
２：冷陰極線管
３：反射フィルム
４：筐体
Claims (6)
- 全光線透過率Ｔ（％）が１５％以上６０％以下であり、かつ拡散光反射率Ｒ（％）と全光線透過率Ｔ（％）の合計値が８０％以上である光拡散性フィルム。
- 全体厚さが１０００μｍ以下である請求項１記載の光拡散性フィルム。
- フィルム内部に微細気泡を含有する請求項１または２に記載の光拡散性フィルム。
- フィルムの厚み方向の平均気泡数が３〜３０個である請求項３に記載の光拡散性フィルム。
- 気泡の平均扁平度が１．５以上１０以下である請求項３または４に記載の光拡散性フィルム。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の光拡散性フィルムを、装着した直下型面光源。
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