JP2010271682A - 高効率の光拡散高分子フィルム及びこの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高効率の光拡散高分子フィルム及びこの製造方法を提供し、さらに詳細には、高い水準の光透過率と光拡散性とを両立して得ることができ、かつコーティングや押出しのような比較的簡単な方法により得られることのできる高効率の光拡散高分子フィルム及びこの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の高効率の光拡散高分子フィルムは、０．００１〜０．５の低い屈折率値の差を有する２種の相違なる非相溶性高分子として、光透過媒質である第１高分子と光散乱粒子である第２高分子とを含み、第１高分子１００重量部に対して３０〜７０重量部の第２高分子を含むことを特徴とし、また、高効率の光拡散高分子フィルムの製造方法は、コーティング又は押出しにより第１高分子は連続相をなし、第２高分子は分散相をなすように高分子フィルムを製造することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高効率の光拡散高分子フィルム及びこの製造方法に関し、さらに詳細には、高い水準の光透過率と光拡散性とを両立して得ることができ、かつコーティングや押出しのような比較的簡単な方法により得られることのできる高効率の光拡散高分子フィルム及びこの製造方法に関する。

一般に、光と物質との相互作用において自然現象に存在する光散乱現象、すなわち雲や牛乳、人の細胞組織のような均質な媒質と粒子との間に存在する光の均散乱現象の原理を考察してみると、光拡散特性を発現することのできる商業的な材料を構成する光透過性媒質と光散乱粒子間の屈折率（refractive index）の差の他にも重要に断面モルホロジー（cross section morphology）、すなわち光を散乱させる粒子の大きさ、粒子の分率によって光の電波特性が影響を受けて、終局には、光の透過性と拡散性とが互いに密接に相殺的な影響を与えるという科学的な事実に基づいて、これを克服するために試みられた多くの考案があった。しかしながら、まだ光の透過性と散乱性とを高い水準で両立させうる高分子材料の構造に関する考案はなされないのが実情である。

前記断面モルホロジーを利用した光拡散原理の広く知られた理論は、Ｒａｙｌｅｉｇｈ（１８９９）とＭｉｅ（１９０８）理論であり、このうち、散乱現象が散乱される粒子の大きさが光の波長より小さな場合には、Ｒａｙｌｅｉｇｈ理論に従い、粒子の大きさが光の波長より大きな場合には、Ｍｉｅ理論に従う。光の波長変換を伴わない光拡散のためには、Ｍｉｅ理論に従って散乱粒子を入射光の波長より大きく設計するようになり、これにより、従来の技術は、共通的に最適化された散乱粒子の大きさと分率を設計するのに焦点が合わせられてきた。

また、光拡散媒質の内部構造を制御することによって、光拡散を利用した最初の製品は、ガラスを使用した照明器具であるが、１９３３年Ｈｅｎｒｙがガラスの表面粗さを調節する場合より内部構造の結晶形態を調節する場合、最小３０倍以上の光拡散強度を得ることができるという実験及び理論的根拠（ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ ｇｌａｓｓ ｆｏｒ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ８５^ｔｈ ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９３３）を提示し、これから大部分の照明器具は、ガラスパネル加工時に冷却過程でガラス内部の結晶構造を制御する方式で生産されている。

現代では、高分子フィルムを直接利用する分野として、ＬＣＤ、ＬＥＤのような光表示素子の発達で選択的な光源を使用しつつ、この効率を上げるために複合的な部品の構成により光透過性及び光拡散効率を上げようとする努力が行われてきた。例えば、導光板、拡散シート、プリズムシートのような複数枚の高分子フィルムを複合的に構成して、ＬＣＤバックライトユニットを構成する方式である。最近では、このような複雑な構成を簡単な構成に複合化させる考案が相次いでいるのが事実であり、順次、実用化が拡大されている傾向にある。

そして、このような傾向の代表的な構成原理は、高分子からなる光透過媒質と光散乱粒子との間の屈折率差を大きく制御することによって、少ない粒子分率でも高い光散乱による光拡散効率を試みる方式である。しかしながら、前記断面モルホロジーを制御するのにおいて、光散乱粒子の不均一な分散により輝度、輝度の均一性、及び色相の均一度が落ちるという問題点を根本的に克服し難いという点は、従来の技術が持っている限界と認識されている。このような点を裏付ける別途の科学的接近結果として、最近にＢａｒｔｈｅｌｅｍｙは、Ｎａｔｕｒｅ誌にて光は、いわゆる「Ｌｅｖｙ ｆｌｉｇｈｔ」と呼ばれる光拡散挙動を有するという点を発表することによって（Ａ Ｌｅｖｙ Ｆｌｉｇｈｔ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔ，２００８．０５，Ｎａｔｕｒｅ）、結果的に高い屈折率の差を利用する光学材料では、光透過性と光散乱性とが断面モルホロジーに依存した挙動を有するために、均一な光拡散効率を得るためには、断面モルホロジーによる光拡散挙動の解析に応じる新しい光学材料に対する研究が続かなければならないことが分かるようにした。

もちろん、光ファイバ（optical fiber）の場合には、高い屈折率の差を断面モルホロジー的制御により成功させた代表的事例であって、上記のような光表示素子とは異なる側面があり、また光学的非線形性を意図的に誘発させてこれを利用する光記録用素子や集光素子、そして全光素子（all optical device）のような場合においては、前記の本発明で主張しようとする事例らとは異なっていると言える。

前記のような事実にもかかわらず、従来の産業的な技術は、光拡散材料を考案するのにおいて、それぞれ差別化された方法で依然として共通的に高い屈折率の差を利用する原理にのみ依存した傾向を見せており、これにより光の透過性と散乱性とを同時に確保するための様々な考案が試みられてきたが、未だに全光透過率（直進してくる光の透過率）とヘイズ（光散乱による光拡散効率の指標）が同時に９０％を超える材料は報告されていない。

最近では、前記のような考案方式から脱皮して、高分子の光透過性媒質に光散乱粒子を添加せずに高分子フィルムや高分子シートの表面に集光又は拡散を誘導できる突出口を陽刻又は陰刻で表面化する方式が報告されている。しかしながら、このような方式の最も大きな問題点は、実用的な観点で一貫的な光品質を維持するのが極めて難しいという点である。すなわち、これを製造する過程を見れば、いわゆる表面刻印方式（imprint）を利用するが、具体的な設備として高分子をそういうフィルムやシートに製造するための成形装置（mold roll）に陽刻をして、高分子の原料を通過させつつＵＶ照射により高分子フィルムに成形する方式であり、したがって、高分子の特性上、成形装置で硬化後に容易に剥離されないという問題によって品質上の限界を見せるようになり、また剥離を容易にするために、別途の添加物を使用する場合には、本来の設計品質値が具現されないという短所があり、大面積の光表示素子のための製造の問題によって装置の維持及び補修費用が多すぎるという点も短所として指摘されている。また、さらに重要なことに、このような方式で新しい考案を実用化するとしても、実際の産業界での低い要求水準を充足することができるかも知らないが、前で提起した光透過性と光拡散性とが根本的に両立し難い水準にとどまっている。

この他にも、最も最近では、高分子フィルム内に多量の気泡（air）を挿入して前記問題を根本的に解決しようとする試みがなされている。このような場合においては、光透過率の最大値は、既存の水準である４５％から７５％まで大幅向上し、ヘイズもまた８０％以上に高まる結果値を示しているから、特に最近のＬＥＤバックライトユニットのような部品に有用に使用されることと期待されている。しかしながら、均一なサイズの気泡の生成が難しいことから、部分的に白色光の波長の変換がしたがう等、その根本的な限界から逸脱できず、さらに重要には、断面モルホロジー的に高分子フィルム内に気泡が多量含まれることによって、光源下で長時間使用される場合には、高分子の耐熱性が減少するという問題があり、また隣接した気泡間の境界移動が発生して、実際の品質を維持し難いという限界がある。

このように、従来の技術は、高分子を光学材料として使用するのにおいて、特に光透過性と光拡散性とを同時に両立しがたい水準にとどまっており、実際の実用化段階でも様々な問題点と限界点があるから、その改善が切実な状況にある。

本発明は、上記の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、高い水準の光透過率と光拡散性とを両立して得ることができ、かつコーティングや押出しのような比較的簡単な方法により得ることのできる高効率の光拡散高分子フィルム及びこの製造方法を提供することにある。

本発明の上記及び他の目的と利点は、好ましい実施例を説明した下記の説明からさらに明確になるはずである。

上記の目的は、０．００１〜０．５の低い屈折率（refractive index）値の差を有する２種の相違なる非相溶性高分子（immiscible polymer）として、光透過媒質である第１高分子と光散乱粒子である第２高分子とを含み、前記第１高分子１００重量部に対し３０〜７０重量部の前記第２高分子を含む高効率の光拡散高分子フィルムにより達成される。

ここで、前記２種の相違なる非相溶性高分子は、前記第１高分子及び前記第２高分子を溶媒で混合させた後、前記溶媒を乾燥させた時に５０〜２００ ＮＴＵの白濁度値を有することを特徴とする。

好ましくは、前記２種の相違なる非相溶性高分子は、物理的に互いに混ざらずに相分離が発生して連続相と分散相の形態からなり、前記分散相の形状は、球形又は球形に近いことを特徴とする。

好ましくは、前記第１高分子及び前記第２高分子は、それぞれＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエステル、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂のうち、少なくとも一つ以上であることを特徴とする。

好ましくは、前記２種の相違なる非相溶性高分子が形成する断面モルホロジーの分散相又は連続相の追加的な相分離現象を防止し、断面モルホロジーを固定するために、前記第１種高分子及び前記第２種高分子１００重量部に対し５〜９５重量部のエネルギー線硬化型の低分子アクリレートをさらに含むことを特徴とする。

また、上記の目的は、前記高効率の光拡散高分子フィルムを製造する方法であって、コーティング又は押し出しにより前記第１高分子は連続相をなし、前記第２高分子は分散相をなすように高分子フィルムを製造することを特徴とする高効率の光拡散高分子フィルムの製造方法により達成される。

本発明によれば、高い光散乱効果と光透過率とを両立させるために、屈折率値の差が小さな互いに混ざらない２種以上の非相溶性高分子の相分離現象を核心原理として利用し、このために高い分率の断面モルホロジーを調節することを含むことによって、光拡散特性において輝度及び輝度の均一度面で要求される特性に合うように広い範囲の設計が可能であるなどの効果がある。

また、本発明によれば、コーティングや押出しのような極めて簡単な方法で前記のような光特性を有した高分子フィルムの製造が可能であるから、極めて経済的でかつ高い生産性を期待することができ、特に大面積が求められる光表示素子などに有用に利用できるなどの効果がある。

また、本発明によれば、互いに混ざらない非相溶性高分子の混合により、連続相と分散相とを調節することによって、多様な光特性の設計に活用することができる。例えば、分散相をなす第２高分子の表面に波長変換を起こす発色団（chromophore）を置換させて、太陽電池用集光フィルムと同様に紫外線を斤赤外線に変換させる等の多様な活用が可能であるという効果を有する。

第１高分子の連続相と第２高分子の分散相とが有する球形の断面モルホロジーの概念図である。 第１高分子の連続相と第２高分子の分散相とが有する球形に近い断面モルホロジーの概念図である。

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。

本発明に係る高効率の光拡散高分子フィルムは、比較的少ない屈折率値の差を有しつつ熱力学的に互いに混ざらない２種以上の非相溶性高分子の混合からなる高分子フィルムであって、相分離により断面モルホロジー的にそれぞれ連続相と分散相とを形成する構造形成の方法及びこれを利用した高分子フィルムの製造方法を含む。

本発明では、前記のような方法により高い水準の光透過率と光拡散性とを両立して得ることができ、このような原理を高分子フィルムに適用してコーティングや押出しのような比較的簡単な方法により得ることができるという長所がある。このようにすることによって、従来の高分子フィルム内に屈折率値の差が大きな他の球形粒子を添加する方法、高分子フィルムやシートの表面に陽刻の突出口を形成する方法、及び複数層の高分子フィルムと高分子シートを複合的に積んで上げて光拡散特性を制御する技術などと比較する時に、原理的な側面や経済的な側面で卓越した効果を期待することができる。これによってＬＣＤの線光源、ＬＥＤの点光源、ＯＬＥＤの面光源バックライトユニットだけでなく、高い光拡散収率が求められる太陽電池用拡散フィルム、及び各種照明器具などに有用に利用可能である。

本発明者は、光と物質の相互作用において自然現象に存在する光散乱現象、すなわち雲や牛乳、人の細胞組織のような均質な媒質と粒子との間に存在する光の散乱現象を注目しており、これに基づいて光の散乱現象を制御して均一かつ高い光拡散特性を発現することのできる商業的な材料の考案に注目するようになった。高分子を利用した光拡散性光学材料の設計において共通的に求められる重要な事項は、輝度を保障することのできる光透過性と光散乱性とを両立させるためにどのように設計するかである。

これに、本発明者は、光の透過性と散乱性とを高い水準で両立させうる原理を考案する中で、従来の技術とは反対に高分子媒質（連続相）と高分子粒子（分散相）との間の屈折率の差が比較的小さく、かつ図１及び図２のように高分子粒子の分率が極めて高い場合にむしろ光の透過性と散乱性とが同時に高まるという事実を見つけ、これを着眼点として、光の散乱性と透過性が互いに相殺せずに両立できる高分子材料の断面モルホロジー及びこれを形成することのできる独創的な方法を創案するようになった。すなわち、媒質と粒子との間の屈折率値の差が小さいから単位粒子の散乱性は弱くても、このような粒子が高い分率により密集した構造（packed or dense structure）を有する断面モルホロジーを有するようになれば、散乱粒子の全体的な個数（Ｎ）が増加して下記のＲａｙｌｅｉｇｈ式により散乱強度が大きく増加するようになる。また、同時に個別粒子を通過する光は、密集した粒子の層を通過しても屈折率の差が少ないから透過性が大きく低下しないという事実を見つけた。これは、媒質と粒子との間の界面での反射（reflection）を減らすと同時に粒子の界面を増やすことによって、全体的な光透過性が低下せず、かつ散乱強度は急激に増加して光拡散性が極めて高まるようになることと把握される。

［Ｒａｙｌｅｉｇｈ式］

ここで、Ｉ：散乱強度、λ：光の波長、β：偏光度（Ｎ；散乱子の個数ｘ、α；偏光図度）

また、上記のように、媒質と粒子との間の屈折率値の差が小さな場合には、媒質と粒子との間の屈折率差を設計するのにおいても、媒質の屈折率が粒子の屈折率より高い場合とこれと反対に粒子の屈折率が媒質の屈折率より高い場合、両方とも本発明では、成功的な考案の結果を示し、そのため、本発明では、媒質と粒子との間の屈折率値の差を適切な水準で限定するだけで、値の対象を特別な原理により限定しない。

本発明は、前記光の透過性と散乱性とが高い水準で両立する断面モルホロジーを有する高分子材料を具現するために、低い屈折率の差が存在しつつ熱力学的に互いに混ざらない非相溶性高分子（immiscible or incompatible polymer）の相分離現象を利用する。すなわち、非相溶性高分子は、物理的な混合、すなわちブレンディング（blending）を試みる場合、熱力学的自由エネルギーの差により重量比によって互いに連続相と分散相に相分離が起きるが、大部分の高分子は、互いに非相溶性であり、その代表的な例には、ＰＳ（ポリスチレン）とＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）のブレンドがある。このような非相溶性高分子ブレンド系は、相分離により適切な大きさを有した分散相が存在することによって光を散乱するようになり、このような現象は、実際の高分子ブレンドの相分離構造を把握するためのＤＬＳ（dynamic light scattering）のような測定装備の原理としても活用されている科学的事実である。

本発明では、光透過媒質として機能する第１高分子は、白色光を透過する透明な高分子材料は特に限定せずに全て使用が可能である。主に可視光線透過率の高い高分子としてＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエステルなどが使用され、耐熱性が求められる所では、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂なども使用が可能である。特に本発明では、耐熱性を考慮してフェノキシ樹脂を使用することが好ましい。

次に、本発明で光散乱粒子として機能する第２高分子は、前記第１高分子と同じ成分で使用が可能であり、特に限定しない。

ただし、前記第１高分子と前記第２高分子は、必ず互いに混ざらない構造を有しなければならず、このような特性により、物理的に混合する時に相分離が発生する機械的メカニズムを有しなければならない。例えば、ＰＳとＰＭＭＡとは、互いに混ざらない代表的な非相溶性高分子系であり、エポキシ樹脂とアクリル樹脂、フェノキシ樹脂とアクリル樹脂、エポキシ樹脂とゴム樹脂なども互いに混ざらない。また、大部分の高分子とシリコン樹脂も、互いに混ざらない非相溶性高分子系である。

また、断面モルホロジーの相分離構造を多様に具現するために、ブロック共重合体（block copolymer）を第１高分子又は第２高分子として使用することもできる。

次に、前記第１、２高分子の非相溶性については、以下のような方法を使用して述べる。まず、相互溶解がそれぞれ可能な適切な溶媒を選択した後、第１、２高分子を混合して溶解させた後に、ガラス板上に適切な厚さにコーティングし、溶媒を乾燥させた後、白濁度又は混濁度（turbidity）を観察する。溶媒を乾燥させた後にも透明なフィルム状態を維持すれば、第１、２高分子は、互いに混ざる高分子であり、白濁度が激しいほど、第１、２高分子は、非相溶性であると判断する。本発明において前記白濁度を測定する方法としては、濁度計（turbidity meter）を使用し、単位は、ＮＴＵ（Nephelometric Turbidity Units）を使用する。そして、透明な状態の水準は、５ ＮＴＵ、若干半透明な状態は、５０ ＮＴＵ、極めて不透明な状態は、５００ ＮＴＵ値の範囲で測定される。本発明に係る高効率の光拡散高分子フィルムにおいて前記第１、２高分子の非相溶性に符合する白濁度は、５０〜２００ ＮＴＵの範囲から選択することが好ましい。これは、白濁度が５０ ＮＴＵ未満であると、光の散乱効果をほとんど得ることができず、２００ ＮＴＵを超えると、光の透過効果をほとんど期待することができなくなるためである。

また、本発明に係る高効率の光拡散高分子フィルムにおける前記第１高分子と前記第２高分子の屈折率値の差を設計するのにおいて、連続相に該当する第１高分子と分散相に該当する第２高分子のそれぞれに対する特定の屈折率値を限定しない。ただし、前記第１高分子と前記第２高分子の屈折率値の差は、０．００１〜０．５程度が好ましく、さらに好ましくは、０．０１〜０．１程度である。これは、光透過率と光散乱性とを両立させるのにおいて、前記第１高分子と前記第２高分子との重量混合比を考慮して適切に選択して設計することが好ましい。前記屈折率値の差が０．００１未満であると、散乱効果を期待し難くなり、また０．５を超えると、屈折率値の差が大き過ぎて、散乱効果によって断面モルホロジー的な分散相の含量を高めることができなくなるためである。

また、本発明では、前記相違なる高分子の物理的な混合による連続相と分散相を構成するにあたって、分散相の形状や大きさを特に限定しない。それは、本発明では、高分子粒子の密集度による断面モルホロジーの影響と差別性がさらに優先し、分散相の形状や大きさを自由に変更できるという点も本発明の趣旨に符合するためである。

また、本発明では、前記第２高分子が形成する分散相の形態が完全な球形でありえ、そうでなくて単純に限定できない形態の非理想的な球形でありうる。これは、前記第１高分子との相溶性の程度に応じて多様に現れることができることであり、これによって本発明が目的とする光透過性と光拡散性との両立特性が影響を受けない。ただし、断面モルホロジーを支配する重要な要素として、第２高分子の分率（volume fraction）が重要であり、第２高分子の含量に応じて密集した構造を有するか、又は適切に粒子間距離が維持される形態を有することもでき、これにより、光特性は変わることができる。また、ただし、好ましい側面では、第２高分子の分散相が球形又は球形に近い形態を有することが好ましく、また、第２高分子が分散相をなす大きさが影響を大きく与えないことが事実であるが、本発明では、球形の場合、直径が０．５〜５０μｍ程度が好ましく、さらに好ましくは、１〜１０μｍが好ましい。

また、断面モルホロジーを決定づける混合比において、本発明では、前記第１高分子と前記第２高分子との混合比を決定するのにおいて、前記第１高分子１００重量部に対し前記第２高分子の含量が３０〜７０重量部であることが好ましく、さらに好ましくは、４０〜６０程度がさらに好ましい。また、これは、前記第１、２高分子の屈折率値の差と白濁度による非相溶性程度の差を互いに鑑みて決定されることが好ましい。

また、本発明では、互いに混合する高分子を２種以上であるときには特に限定せず、２種以上の高分子を混合するときには、前記第１高分子と第２高分子との構成と特性と同様にする。すなわち、屈折率値の差をさらに細分して調節する必要がある場合に、第３高分子又は第４高分子を追加に混合するときには、前記混合による原則と全体的な光特性を考慮して適切に調節することが好ましい。

また、本発明に係る高効率の光拡散高分子フィルムでは、断面モルホロジー的に分散相を固定させる目的でエネルギー線硬化が可能な不飽和グループを有したアクリレート系の低分子化合物、高分子樹脂などの使用が可能である。ただし、必ず第１高分子と第２高分子とは、相互熱力学的に混ざってはならず、屈折率値の差が大きくなければならない。前記エネルギー線硬化型低分子アクリレートの混合量は、前記第１、２高分子の１００重量部に対し５〜９５重量部を含むことができ、好ましくは、１０〜７０重量部、さらに好ましくは、３０〜５０重量部が好ましい。

また、前記第１、２高分子の断面モルホロジーを固定させる目的で架橋構造を形成するためのエネルギー線硬化型アクリル樹脂は、二重結合を有したアクリル高分子、アクリルオリゴマー、アクリルモノマーなどがあり、エネルギー線により硬化が可能なものであれば特に限定せずに使用が可能である。前記エネルギー線硬化型アクリル樹脂は、少なくとも一つの二重結合を分子内に有しており、その例としては、日本公開特許公報Ｓ６０（１９８５）−１９６９５６と日本公開特許公報Ｓ６０（１９８５）−２２３１３９で公開された低分子量化合物が広く使用される。例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、エポキシアクリレートのようなアクリレート化合物を含む。

さらに、前記エネルギー線硬化型低分子化合物の硬化を開始するために、光開始剤を使用することができるが、このような光開始剤には、例えばベンゾフェノン、アセトフェノン、ジベンジル、ジアセチル、ジフェニルスルフィド、アゾビスイソブチロニトリルなどがありうる。前記のような光開始剤は、エネルギー線硬化型低分子化合物の合計１００重量部に対して、通常、０．５〜１０重量部、好ましくは、１〜５重量部の割合で使用される。

また、本発明では、前記のような高分子の原理を利用して、簡単に高分子フィルムを製造することができる。これは、通常のコーティング（ｃｏａｔｉｎｇ）や押出し（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）のような従来の広く使用されている生産工程により容易に大量製造でき、高分子フィルム単独で得るか、又は透明な他の基材上に薄膜でコーティングすることも可能である。ここで、他の基材とは、従来のポリエステルフィルム、アクリル系のシート、又は電極を有した透明なガラスを含む。

前記高分子フィルムを単独で得るか、又は他の基材上にコーティングする場合には、フィルムの厚さを１〜５００μｍ程度に得することが好ましく、さらに好ましくは、５〜１００μｍ、最も好ましくは、１０〜３０μｍである。厚さが１μｍ以下になると、光の散乱性が低下し、５００μｍ以上になると、コーティングの予後がよくないおそれもある。５００μｍ以上に製造する必要がある場合には、スロットダイを利用したコーティング方法又は押出しによるシートへの製作が好ましい。また、本発明では、重要では、求められる高分子フィルムの厚さに応じる光効率の特性を考慮して、前記第１高分子と第２高分子との混合比と屈折率値の差に対する設計値を自由に変更することができる。

以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。

次の試料１、２及び３を表１の含量で用意して光特性を観察した。
［試料１：フェノキシ樹脂コーティング１成分］
フェノキシ樹脂：東都化成株式会社、ＹＰ−５０
ＴＤＩ：綜研株式会社、トルエン・ジイソシアネート
［試料２：フェノキシ樹脂／アクリレート樹脂混合コーティング２成分］
アクリレート樹脂：綜研株式会社、ＳＫ−２１４７
［試料３：フェノキシ樹脂／アクリレート樹脂／ＵＶ硬化型アクリレート混合コーティング３成分］
ＵＶ硬化型アクリレート：アルドリッチ、ＤＰＨＡ（ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
アセトフェノン：サイテック株式会社、ＩＲ−１８

前記表において「散乱比（ｓｃａｔｔｅｒ ｒａｔｉｏ）」とは、「混合比（ｍｉｘｉｎｇ ｒａｔｉｏ）」であって散乱（ｓｃａｔｔｅｒ）として機能する含量の割合という意味である。

前記試料１、２及び３の混合成分をそれぞれメチルエチルケトン溶媒に入れて３時間攪拌した後、厚さ１３５μｍのポリテレフタルレートフィルム基材上に塗布した後、１１０℃で３分間乾燥して厚さ７０μｍのコーティング層を得、試料３の場合、アクリレート分散相の崩壊を防止するために、ＵＶ硬化型の低分子アクリレートを混合してＵＶを照射した。

次に、前記試料１、２及び３のコーティング成分でコーティングされたコーティング層の白濁度（濁度計で測定）、透過率及びヘイズ（中村株式会社のＨａｚｅｍｅｔｅｒで測定）、輝度及びＣＩＥ（２Ｄ ｃｏｌｏｒ ａｎａｌｙｚｅｒで測定）を測定して、以下の表２に表した。

前記表２より確認できるように、まず白濁度の結果では、フェノキシ樹脂とアクリレート樹脂が互いに熱力学的に混ざらないことが分かり、これを利用して光特性を観察した結果、試料−２と試料−３で全光透過率が大きく低下せず、かつヘイズは、急激に増加したことが分かった。また、輝度の側面でも偶数であることを確認することができた。

前記実施例の結果により、本発明に係る高効率の光拡散高分子フィルムは、少ない屈折率値の差を有する相違なる非相溶性高分子混合物の相分離現象により、光透過率及び光拡散性が両立できることを確認することができ、試料−３の場合には、それぞれ９２％、９８％の極めて立派な数値を表した。

したがって、本発明に係る高効率の光拡散高分子フィルム及び高分子シートなどは、連続相と分散相の低い屈折率値の差と分散相の高い分率を有した断面モルホロジーにより、高い光透過率と光散乱性を同時に有するようになり、これによって高効率の光拡散性が求められる線光源のＬＣＤ（liquid crystal display）、点光源のＬＥＤ（light emitting diode）、面光源のＯＬＥＤバックライトユニット、太陽電池用フィルム、及び各種照明器具の製造などに効果的に利用されることができる。

本発明の実施例及び特許請求の範囲には、２種の相違なる非相溶性高分子を請求したが、２種以上の相違なる非相溶性高分子も、本発明の権利範囲に含まれることはもちろんである。例えば、３種の相違なる非相溶性高分子からなる高効率の光拡散高分子フィルムの場合、第１種、第２種及び第３種の相違なる非相溶性高分子が０．００１〜０．５の低い屈折率値の差を有し、前記非相溶性高分子のうち、第１種高分子１００重量部に対し３０〜７０重量部の第２種及び第３種高分子が含まれるものであれば、本発明の権利範囲に属し、その他、本発明が達成しようとする目的に符合するものであれば、本発明の権利範囲に含まれることは当然であるはずである。

１ 第１高分子の連続相
２ 第２高分子の球形分散相
３ 第２高分子の球形に近い分散相

Claims (6)

1. 高効率の光拡散高分子フィルムであって、
   ０．００１〜０．５の低い屈折率値の差を有する２種の相違なる非相溶性高分子として、光透過媒質である第１高分子と光散乱粒子である第２高分子とを含み、
   前記第１高分子１００重量部に対して３０〜７０重量部の前記第２高分子を含むことを特徴とする、高効率の光拡散高分子フィルム。
2. 前記２種の相違なる非相溶性高分子は、前記第１高分子及び前記第２高分子を溶媒で混合させた後、前記溶媒を乾燥させた時に５０〜２００ ＮＴＵの白濁度値を有することを特徴とする、請求項１に記載の高効率の光拡散高分子フィルム。
3. 前記２種の相違なる非相溶性高分子は、物理的に互いに混ざらずに相分離が発生して連続相と分散相の形態からなり、前記分散相の形状は、球形又は球形に近いことを特徴とする、請求項１に記載の高効率の光拡散高分子フィルム。
4. 前記第１高分子及び前記第２高分子は、それぞれＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリエステル、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂のうち、少なくとも一つ以上であることを特徴とする、請求項３に記載の高効率の光拡散高分子フィルム。
5. 前記２種の相違なる非相溶性高分子が形成する断面モルホロジーの分散相又は連続相の追加的な相分離現象を防止し、断面モルホロジーを固定するために、前記第１種高分子及び前記第２種高分子１００重量部に対して５〜９５重量部のエネルギー線硬化型の低分子アクリレートをさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の高効率の光拡散高分子フィルム。
6. 請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の高効率の光拡散高分子フィルムを製造する方法であって、
   コーティング又は押出しにより前記第１高分子は連続相をなし、前記第２高分子は分散相をなすように高分子フィルムを製造することを特徴とする、高効率の光拡散高分子フィルムの製造方法。