叠层聚酯膜的制作方法

专利名称：叠层聚酯膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为光扩散片用的基膜的合适的叠层聚酯膜，例如，涉及液晶显示器 的背光单元等由光反射引起的干涉斑的减轻和与光扩散层和防粘附层的良好附着力所必 须的各种光学用叠层聚酯膜。
背景技术：
近年来，液晶显示器作为电视机、个人电脑、数码相机、手机等的显示装置而被广 泛使用。这些液晶显示器中，由于在液晶显示单元不单独具有发光功能，因此，普遍使用通 过从内侧使用背光照射光从而使之显示的方式。在背光方式中，有称为边光型或直下型的结构。最近，存在使液晶显示器薄型化的 倾向，采用边光型的情况变多。一般而言，边光型以反射片、导光板、光扩散片、棱镜片的顺 序构成。作为光线的通路，从背光入射到导光板的光线被反射片反射，从导光板的表面被射 出。从导光板射出的光线入射到光扩散片，被光扩散片扩散、射出，接着向存在的棱镜片入 射。棱镜片中光线在法线方向被聚光、向液晶层射出。在本结构中使用的光扩散片用于使透射光在多方向均勻地扩散，必须是光扩散性 大的物质和光透射性高的物质。作为光扩散片，已知有在精加工时由加热、加压而在表面施 加凹凸、即施加所谓压花加工的片材，和在透明基材包膜上涂覆由含有颗粒的透明树脂构 成的光扩散层而制成的片材。另外，还提出了在光扩散片中，在与透明基材膜的光扩散层相 反侧的面上，为了防止光扩散片和导光板的粘附(部分附着)等，形成含有粘合剂和少量微 珠的防粘附层(专利文献1 3)。作为形成光扩散片的透明基材包膜，考虑透明性、机械特性，一般使用聚酯膜，为 了提高基材的聚酯膜和光扩散层或防粘附层的附着力，作为它们的中间层一般设置易粘接 性的涂布层。近年来，在液晶显示器领域，要求更大画面和高质量画面。随之，特别对在荧光灯 下的彩虹状色彩(干涉斑)抑制的要求水平变高。另外，为了昼光色的再现性荧光灯以3 波长形为主流，变得更容易出现干涉斑。在光扩散层侧，由于光被高度扩散，干涉斑难以发 生，但是，由于防粘附层侧的光扩散性没有变高，因此，与光扩散层相比，处于容易发生干涉 斑的状况。因此，特别在防粘附层侧，在聚酯膜上叠层的涂布层的光学设计变得重要。具体 而言，要求具有调整为在聚酯膜基材的折射率和光扩散层或在防粘附层中使用的树脂的折 射率之间的高折射率的涂布层。如果不调整涂布层的折射率，则有时不能充分抑制干涉斑发生。如果使用干涉斑 显著发生的薄膜作为液晶显示器，则有时由视认性恶化引起的各种不妥明显化。另外，也可 以认为由干涉斑引起的视认性恶化产生的各种不妥是引起眼睛疲劳和健康障碍的主要原 因。因此，希望提高涂布层的折射率而改善干涉斑。例如，作为减轻光扩散层侧的干涉 斑的方法，提出组合水性聚酯树脂和水溶性钛螯合化合物等的金属螯合化合物而提高涂布层折射率的方法(专利文献4)。但是，由于在水溶液中金属螯合化合物不稳定，有时组合 得到涂布液的稳定性不充分，进行长时间生产时，存在导致液体交换作业增加的可能性。另 外，在该涂布层结构中，根据在光扩散层中使用的树脂和耐久试验的条件，有时附着力不充 分。在近年的液晶显示器价格竞争中，还必须降低成本，再利用聚酯膜而使用是非常有用 的，但在该涂布层结构中，为了再利用而再熔融时的着色大，形成的光扩散片变为黄色，不 能有效使用。另外，作为涂布层的高折射率化的其它方法，还已知使用具有缩合多环式芳香族 的化合物(专利文献5、6)。但是，近年来，在涂布层上作为防反射膜用形成的硬涂层和反射 防止层于一般作为光扩散层用形成的光扩散层和防粘附层相比，折射率高。因此，在防反射 膜用中被合适地使用的涂布层的折射率非常高，作为光扩散片用，相反地由于折射率过高 有时干涉斑发生。另外，在防反射膜用中形成的硬涂层和反射防止层与在光扩散膜用中形 成的光扩散层和防粘附层成分不同。因此，即使使用在防反射膜用中显示良好附着力的涂 布层，由于在光扩散膜用中也不一定显示完整的附着力，因此，需要各种办法进行调整。但是，由在背光中使用的光，有时发出某种程度的紫外线。此时，经过紫外线长时 间照射，存在液晶、等离子体片材等各种部件劣化的担心。为了解决由紫外线引起的劣化， 提出使在光扩散层的树脂、光扩散层的微珠、在光扩散层上叠层的聚丙烯类树脂层中含有 紫外线吸收剂的方案(专利文献7 9)。专利文献
专利文献1日本特开2000-89007 号公报
专利文献2日本特开2004-4598号公报
专利文献3日本特开2007-286166 号公报
专利文献4日本特开2006-208993 号公报
专利文献5日本特开2006-175628 号公报
专利文献6日本特开2007-181994 号公报
专利文献7日本特开2005-37591 号公报
专利文献8日本特开2002-174704 号公报
专利文献9日本特开2003-302629 号公报

发明内容
发明所要解决的课题本发明是鉴于上述实际情况而作出的，其解决课题在于提供能够减轻由光的反射 引起的干涉斑的发生，对光扩散层和防粘附层具有良好的附着力，例如，在液晶显示器的背 光单元等中能够合适地利用的光扩散片用叠层聚酯膜。用于解决课题的方法本发明人等鉴于实际情况进行了深入研究，其结果发现如果使用由特定结构构成 的叠层聚酯膜则能够容易地解决上述课题，从而完成了本发明。即，本发明的要点是特征在于在聚酯膜的两面具备包含具有缩合多环式芳香族的 化合物和聚氨酯树脂或丙烯酸树脂的涂布层的叠层聚酯膜。以下，更详细地说明本发明。
构成本发明中的叠层聚酯膜的聚酯膜既可以是单层结构也可以是多层结构，在2 层、3层以外，只要不超出本发明的要点，也可以是4层或其以上的多层，没有特别限定。在本发明的聚酯膜中，为了防止液晶显示器的液晶等由紫外线引起的劣化，也能 够使之含有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂只要是具有紫外线吸收能力的化合物且能够耐受 在聚酯膜制造工序中施加的热的紫外线吸收剂即可，没有特别限定。作为紫外线吸收剂，有有机类紫外线吸收剂和无机类紫外线吸收剂，但从透明性 的观点出发，优选有机类紫外线吸收剂。作为有机类紫外线吸收剂，没有特别限定，例如，可 以列举环状亚氨酸酯类、苯并三唑类、二苯甲酮类等。从耐久性的观点出发，更优选环状亚 氨酸酯类、苯并三唑类。另外，也能够将紫外线吸收剂并用2种以上使用。作为苯并三唑类的紫外线吸收剂，不限定于下述物质，例如，可以列举2_[2'-羟 基-5' _(甲基丙烯酰氧甲基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羟基-5' _(甲基丙烯酰 氧乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羟基-5'-(甲基丙烯酰氧丙基)苯基]-2H-苯 并三唑、2-[2'-羟基-5' _(甲基丙烯酰氧己基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羟 基-3'-叔丁基-5' _(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羟基-5'-叔 丁基-3' _(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-2H-苯并三唑、2-[2'-羟基-5' _(甲基丙烯酰氧 乙基)苯基]-5-氯-2H-苯并三唑、2-[2'-羟基-5' _(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-甲 氧基-2H-苯并三唑、2-[2'-羟基-5' _(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-氰基-2H-苯并三 唑、2-[2'-羟基-5' _(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-叔丁基-2H-苯并三唑、2-[2'-羟 基-5'-(甲基丙烯酰氧乙基)苯基]-5-硝基-2H-苯并三唑等。作为环状亚氨酸酯类的紫外线吸收剂，不限定于下述物质，例如，可以列举2-甲 基-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2- 丁基-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-苯基-3，1-苯并噁嗪_4_酮、 2-(1-或2-萘基)_3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(4-联苯基)-3，1_苯并噁嗪_4_酮、2-对 硝基苯基-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-间硝基苯基-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-对苯甲酰苯 基-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-邻甲氧基苯基-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-环己基-3，1-苯并噁 嗪-4-酮、2-对(或间)邻苯二甲酰亚胺苯基_3，1-苯并噁嗪-4-酮、N-苯基-4-(3，1-苯 并噁嗪-4-酮-2-基)邻苯二甲酰亚胺、N-苯甲酰基-4-(3，1-苯并噁嗪-4-酮-2-基) 苯胺、N-苯甲酰基-N-甲基-4-(3，1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)苯胺、2-(对-(N-甲基羰 基)苯基)-3，1_苯并噁嗪-4-酮、2，2' -二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2'-亚乙基二 (3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2'-四亚甲基二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2'-十亚甲基 二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2'-对亚苯基二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2'-间亚苯 基二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2' -(4,4' -二亚苯基)二(3，1_苯并噁嗪-4-酮)、 2,2' -(2，6_或1，5_亚萘基)二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2' -(2-甲基-对亚苯基) 二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2' -(2-硝基-对亚苯基)二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2， 2' -(2-氯-对亚苯基)二(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2' -(1，4_环己亚基)二(3，1_苯 并噁嗪-4-酮)、1，3，5_三(3，1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)苯、1，3，5_三(3，1_苯并噁 嗪-4-酮-2-基)萘、2，4，6-三(3，1-苯并噁嗪-4-酮-2-基)萘、2，8-二甲基-4H，6H-苯 并(1,2-d ；5,4-d' ) 二(1，3)_苯并噁嗪-4，6-二酮、2，7_二甲基-4H，9H-苯并(l，2_d ；4， 5-d' ) 二(1，3)_苯并噁嗪-4，6-二酮、2，8-二苯基-4H，8H-苯并(l，2-d ;5，4-d' ) 二(1， 3)-噁嗪-4，6-二酮、2，7-二苯基-4扎9!1-苯并(1，2_d ;4，5_d' ) 二(1，3)-苯并噁嗪-4，6-二酮、6，6' -二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6' - 二 O-乙基-4H，3，1-苯 并噁嗪-4-酮)、6，6' -二(2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-亚甲基二 O-甲 基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-亚甲基二(2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6， 6'-亚乙基二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-亚乙基二(2-苯基-4H，3， 1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-亚丁基二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-亚 丁基二 O-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-氧代二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁 嗪-4-酮)、6，6'-氧代二(2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-磺酰基二 O-甲 基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-磺酰基二(2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6， 6'-羰基二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，6'-羰基二 Q-苯基-4H，3，1-苯 并噁嗪-4-酮)、7，7'-亚甲基二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、7，7'-亚甲基二 (2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、7，7' -二 甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、7， 7'-亚乙基二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、7，7'-氧代二 O-甲基-4H，3，1-苯 并噁嗪-4-酮)、7，7'-磺酰基二 O-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、7，7'-羰基二 (2-甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，7' -二 甲基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6， 7' -二(2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)、6，7'-亚甲基二 Q-甲基-4H，3，1-苯并噁 嗪-4-酮)、6，7'-亚甲基二(2-苯基-4H，3，1-苯并噁嗪-4-酮)等。上述化合物中，考虑色调时，可以合适地使用难以带上黄色的苯并噁嗪酮类的化 合物，作为它的例子，可以更合适地使用下述通式(1)所示的化合物。上述式中，R表示2价的芳香族烃基，X1和X2分别独立，表示氢或选自以下的官能 基组，但不一定限定于这些。官能基组烷基、芳基、杂芳基、卤素、烷氧基、芳氧基、羟基、羧基、酯基、硝基，在上 述结构式所示的化合物中，本发明中特别优选2，2' -(1，4-亚苯基)二 WH-3，1-苯并噁 嗪-4-酮]。由于在本发明的叠层聚酯膜中含有的紫外线吸收剂量依赖于聚酯膜的厚度，因此 不能一概而论，以10. 0重量％以下含有，优选以0. 1 3. 0重量％的范围含有。含有超过 10.0重量％的量的紫外线吸收剂时，存在紫外线吸收剂在表面析出，导致附着力下降等表 面功能性恶化的担心。另外，在多层结构的薄膜时，优选至少3层结构的薄膜，紫外线吸收剂优选配合于 其中间层。通过在中间层配合紫外线吸收剂，能够防止该化合物向薄膜表面析出，其结果， 能够维持薄膜的附着力等特性。本发明的叠层聚酯膜，在作为液晶显示器的一部分使用时，用于防止由紫外线引 起的液晶等劣化，作为基准，优选波长380nm的光线透射率为10%以下、更优选为5%以下。
本发明中使用的聚酯既可以是均聚酯也可以是共聚聚酯。由均聚酯构成时，优选 使芳香族二元羧酸和脂肪族二元醇缩聚得到的聚酯。作为芳香族二元羧酸，可以列举对苯 二甲酸、2，6_萘二甲酸等，作为脂肪族二元醇，可以列举乙二醇、一缩二乙二醇、1，4_环己 烷二甲醇等。作为代表性的聚酯，例示聚对苯二甲酸乙二醇酯等。另一方面，作为共聚聚酯 的二元羧酸成分，可以列举间苯二甲酸、苯二甲酸、对苯二甲酸、2，6_萘二甲酸、己二酸、癸 二酸、羟基羧酸(例如对羟基苯甲酸等)等的一种或二种以上，作为二元醇成分，可以列举 乙二醇、一缩二乙二醇、丙二醇、丁二醇、4-环己烷二甲醇、新戊二醇等的一种或二种以上。另外，由于存在通过膜加工中的热经历等，在膜中含有的低聚物在薄膜的表面析 出导致由生产线污染和薄膜基底的恶化等引起膜的视认性恶化的情况，因此，作为形成多 层结构膜最外层的聚酯，也能够使用降低了含有的低聚物量的聚酯。作为降低聚酯中的低 聚物量的方法，能够使用固相聚合等。本发明的薄膜的聚酯层中，以赋予滑动性和防止各工序中的擦伤发生为主要目 的，优选配合颗粒。配合的颗粒的种类只要是能够赋予滑动性的颗粒即可，没有特别限定， 作为具体例子，例如，可以列举二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、磷酸钙、磷酸镁、 高岭土、氧化铝、氧化钛等的颗粒。另外，也可以使用在日本特公昭59-5216号公报、日本特 开昭59-217755号公报等中记载的耐热性有机颗粒。作为其它耐热性有机颗粒的例子，可 以列举热固化性尿素树脂、热固化性酚醛树脂、热固化性环氧树脂、苯并胍胺树脂等。另外， 在聚酯制造工序中，也能够使用使一部分催化剂等的金属化合物沉淀、微分散的析出颗粒。另一方面，关于使用的颗粒形状也没有特别限定，可以使用球状、块状、棒状、扁平 状等任一种形状。另外，关于其硬度、比重、颜色等也没有特别限制。这一系列颗粒可以根 据需要并用2种以上。另外，使用的颗粒的平均粒径通常为0.01 3μπι、优选为0. 1 2μπι的范围。平 均粒径不足0. 01 μ m时，有时不能够充分赋予滑动性、或颗粒凝集而变得分散性不充分、使 膜的透明性下降。另一方面，超过3μπι时，薄膜的表面粗糙度变得过粗，有时在后工序中使 光扩散层和防粘附层形成时等产生不妥。聚酯层中的颗粒含量通常为0. 001 5重量％、优选为0. 005 3重量％的范围。 颗粒含量不足0. 001重量％时，有时薄膜的滑动性不充分，另一方面，超过5重量％添加时， 有时薄膜的透明性不充分。作为在聚酯层中添加颗粒的方法，没有特别限定，能够采用现有公知的方法。例 如，能够在制造构成各层的聚酯的任意阶段中添加，优选在酯化或酯交换反应结束后添加。另外，通过使用带有通风口的混炼挤出机混合在乙二醇或水等中分散的颗粒的淤 浆和聚酯原料的方法，或使用混炼挤出机混合干燥的颗粒和聚酯原料的方法等进行。另外，在本发明的聚酯膜中，除了上述颗粒以外，能够根据需要添加现有公知的抗 氧化剂、防静电剂、热稳定剂、润滑剂、染料、颜料等。本发明中的聚酯膜厚度只要是能够作为薄膜进行制膜的范围即可，没有特别限 定，通常为10 350 μ m、优选为50 250 μ m的范围。接着，具体说明本发明中的聚酯膜的制造例，但不受以下的制造例任何限定。艮口， 优选使用先前所述的聚酯原料，以冷却辊冷却固化从模具挤出的熔融片材而得到未拉伸片 材的方法。此时，为了使片材的平面性提高，优选提高片材和旋转冷却鼓的附着力，优选采用静电施加附着法和/或液体涂布附着法。接着，得到的未拉伸片材在二轴方向被拉伸。 此时，首先在一个方向利用辊或拉幅机方式的拉伸机拉伸上述的未拉伸片材。拉伸温度通 常为70 120°C、优选为80 110°C，拉伸倍率通常为2. 5 7倍、优选为3. 0 6倍。接 着，向与第一段拉伸方向垂直相交的方向拉伸，但此时拉伸温度通常为70 170°C、拉伸倍 率通常为3. 0 7倍、优选为3. 5 6倍。然后，继续以180 270°C温度紧拉下或30%以 内的松弛下进行热处理，得到二轴取向膜。在上述拉伸中，也能够采用将一个方向的拉伸以 2阶段以上进行的方法。此时，优选最终在二个方向的拉伸倍率分别成为上述范围地进行。另外，在本发明中，关于构成叠层聚酯膜的聚酯膜制造，也能够采用同时二轴拉伸 法。同时二轴拉伸法是以通常70 120°C、优选80 110°C的温度控制的状态，在机械方向 和宽度方向使上述未拉伸片材同时拉伸取向的方法，作为拉伸倍率，以面积倍率计为4 50倍、优选为7 35倍、更优选为10 25倍。然后，继续以170 250°C温度紧拉下或 30%以内的松弛下进行热处理，得到拉伸取向膜。关于采用上述拉伸方式的同时二轴拉伸 装置，能够采用螺旋方式、弓架方式、线性驱动方式等现有公知的拉伸方式。接着，说明本发明中的构成叠层聚酯膜的涂布层的形成。关于涂布层，既可以通过 在聚酯膜的拉伸工序中处理薄膜表面的联线涂布设置，也可以在一旦制造的薄膜上在系统 外采用离线涂布，也可以并用两者。由于能够与制膜同时进行涂布，因此，能够相对廉价地 制造，以能够由拉伸倍率使涂布层的厚度变化的观点，可以优选使用联线涂布。关于联线涂布，不受以下限定，例如，在依次二轴拉伸中，能够特别在纵向拉伸结 束后横向拉伸前施加涂布处理。利用联线涂布在聚酯膜上设置涂布层时，能够在与制膜同 时进行涂布，并且能够以高温处理涂布层，作为聚酯膜，能够制造合适的薄膜。在本发明中，必须的要件是在聚酯膜的两面具备包含具有缩合多环式芳香族的化 合物和聚氨酯树脂或丙烯酸树脂的涂布层。在本发明中，涂布层必须调整折射率。难以发生干涉斑的涂布层的最适折射率优 选设计为聚酯膜折射率和光扩散层或防粘附层折射率的几何平均值附近。例如，聚酯膜的 折射率为1. 65左右，如果考虑在光扩散层或防粘附层中使用的树脂的折射率为1. 50左右 时，则作为位于在这些层中间的涂布层的理想折射率为1.57左右，通常，只以作为用于赋 予易粘合性的涂布层成分的聚氨酯树脂或丙烯酸树脂是难以实现高折射率的。由此，高折 射率调整是必须的，另外，通过使用能够设计防止附着力下降的化合物的缩合多环式芳香 族形成无干涉斑、附着力良好的涂布层的方法是有效的。在本发明中，在两面叠层的涂布层，在不损害本发明要点的范围内，既可以形成相 同的涂布层，另外，也可以形成不同的涂布层。考虑制造的方便性，优选涂布层是相同的。 在必须为不同的涂布层时，例如，考虑无法在同一涂布层具备在一个面形成的光扩散层的 折射率和在另一个面形成的防粘附层的折射率非常不同，双方均不发生干涉斑的条件的情 况，或由于光扩散层和防粘附层双方的树脂使用不同的树脂，从而在相同涂布层中双方均 无法出现良好附着力的情况。但是，通常，如果考虑制造的方便性，形成光扩散层和防粘附 层的树脂使用相同或类似的化合物是上策。因此，能够以相同涂布层对应，在涂布层中，在 制造上由于是相同的，从而便利性良好，故而是优选的方式。作为在本发明中的缩合多环式芳香族的具体例子，有具有下述式所示结构的化合 物。
权利要求
1.一种叠层聚酯膜，其特征在于在聚酯膜的两面具备包含具有缩合多环式芳香族的化合物和聚氨酯树脂或丙烯酸树 脂的涂布层。
2.如权利要求1所述的叠层聚酯膜，其特征在于 聚酯膜含有紫外线吸收剂。
3.如权利要求2所述的叠层聚酯膜，其特征在于 紫外线吸收剂是苯并噁嗪酮类。
4.一种光扩散片用叠层聚酯膜，其特征在于由权利要求1 3中任一项所述的叠层聚酯膜构成。
全文摘要
本发明提供能够减轻由光的反射引起的干涉斑的发生，对光扩散层和防粘附层等功能层具有良好的附着力，在例如液晶显示器的背光单元等中能够合适地利用的叠层聚酯膜。其是在聚酯膜的两面具备包含具有缩合多环式芳香族的化合物和聚氨酯树脂或丙烯酸树脂的涂布层的叠层聚酯膜。
文档编号C08J7/04GK102131642SQ20098013321
公开日2011年7月20日 申请日期2009年9月7日 优先权日2008年9月8日
发明者川崎泰史, 藤田真人 申请人:三菱树脂株式会社