説明

発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムおよび発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体

【課題】LEDを実装することができ、さらには実用上十分な可視光領域の反射性能を備えており、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムおよびフレキシブルプリント配線基板の両機能を兼備する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用に適したポリエステルフィルムおよび発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体を提供する。
【解決手段】ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層を少なくとも一層有し、200℃で10分熱処理後の熱収縮率がフィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向において、それぞれ−3%以上3%以下であり、30〜200℃における温度膨張係数(αt)がフィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向において、それぞれ11×10−6/℃以上50×10−6/℃以下であって、かつ全光線相対反射率の平均値が80%以上100%以下である発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムおよび発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体に関し、さらに詳しくは、発光ダイオードを実装することができ、かつ実用上十分な可視光領域の反射性能を備えた、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムおよびフレキシブルプリント配線基板の両機能を兼備する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用に適した二軸配向ポリエステルフィルムおよび発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ディスプレイの薄型化のためにバックライトにチップLED(発光ダイオード)が使用されるようになってきている。従来、LED実装用として使用されているプリント配線板には光の反射機能は求められていなかったが、LEDを高密度実装してディスプレイとして機能させるようになってからは、LEDからの光をより鮮明に見えるようにする必要が生じ、LEDを実装するプリント配線基板に対し、可視光領域での高い光反射率が求められている。
【0003】
光反射率を高めたプリント配線基板として、白色顔料を含有する熱硬化性樹脂をシート状ガラス基板に含浸させたプリプレグと金属箔とを加熱プレス成形して得たリジッド金属張積層板が主に用いられ(特許文献1〜3)、さらにリジッドなプリント配線基板上に主にポリエチレンテレフタレートを用いた白色反射ポリエステルフィルムが貼り合わされた構成が用いられている。
しかしながら、このようなリジッド基板と反射フィルムとの貼り合わせでは薄型化・軽量化に限界があり、両方の機能を備えたフィルムの開発が求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2003−60321号公報
【特許文献2】特開2003−152295号公報
【特許文献3】特開平10−202789号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、LEDを実装することができ、さらには実用上十分な可視光領域の反射性能を備えており、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムおよびフレキシブルプリント配線基板の両機能を兼備する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用に適したポリエステルフィルムおよび発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体を提供することを目的とする。
【0006】
さらに本発明の別の目的は、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムとしての機能およびLED実装が可能なフレキシブルプリント配線基板としての機能に加え、さらに放熱効果も有する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用に適したポリエステルフィルムおよび発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層を少なくとも一層有する二軸配向ポリエステルフィルムを用い、しかも該フィルムがLED実装が施される温度での耐熱寸法安定性に優れるとともに十分な全光線相対反射率特性を有することにより、LED実装が可能なフレキシブルなプリント配線基板としての機能とバックライトの反射フィルムとしての機能も併せ持つことにより、複数の部材で初めて発現していた機能を1つの部材で提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本発明によれば、本発明の目的は、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層を少なくとも一層有し、200℃で10分熱処理後の熱収縮率がフィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向においてそれぞれ−3%以上3%以下であり、30〜200℃における温度膨張係数(αt)がフィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向においてそれぞれ11×10−6/℃以上50×10−6/℃以下であって、かつ全光線相対反射率の平均値が80%以上100%以下である発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムによって達成される。
【0009】
また本発明の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムは、好ましい態様として、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層の少なくとも片面にさらに塗布層を有すること、少なくとも1層が該層の重量を基準として5重量%以上30重量%以下の範囲で白色顔料を含有してなること、白色顔料が酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムおよび二酸化ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも1種であること、白色顔料を含む層がポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層であること、白色顔料を含む層が塗布層であること、白色顔料と樹脂相との界面におけるボイド面積がフィルム断面において粒子面積の5%以下であること、の少なくともいずれか1つを具備するものも包含する。
【0010】
本発明はまた、本発明の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも片面にさらに金属層を有する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体に関する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムは、LEDを実装することができ、しかも実用上十分な可視光領域の反射性能を備えていることから、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムおよびフレキシブルプリント配線基板の両機能を兼備する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用に適したポリエステルフィルムを提供することができる。かかるフィルムは、発光ダイオードをバックライトとして用いた液晶ディスプレイにおけるバックライト反射機能付きLED実装フレキシブルプリント配線基板、その他内照式電飾看板用の反射機能付きフレキシブルプリント配線基板として好適に用いることができ、その工業的価値は極めて高い。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<二軸配向ポリエステルフィルム>
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層を少なくとも一層有する。かかる二軸配向ポリエステルフィルムは、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層の少なくとも片面にさらに塗布層を有していてもよい。
また二軸配向ポリエステルフィルムは、少なくとも1層が該層の重量を基準として5重量%以上30重量%以下の範囲で白色顔料を含有してなることが好ましい。
【0013】
(ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート)
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを構成するポリエステルには、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートが用いられる。ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートの主たるジカルボン酸成分はナフタレンジカルボン酸であり、主たるジオール成分はエチレングリコールである。ここで「主たる」とは、ポリエステルフィルムを構成するポリエステルの全繰返し単位を基準として80モル%以上、好ましくは85モル%以上、より好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上を意味する。また、かかるジカルボン酸成分として、具体的には2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸が挙げられ、2,6−ナフタレンジカルボン酸が特に好ましい。
【0014】
ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートは、ホモポリマーであっても共重合体または他のポリエステルとの混合体のいずれであってもかまわない。共重合体または混合体における他の成分は、ポリエステル繰返し構造単位のモル数を基準として20モル%以下、好ましくは15モル%以下、より好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。
【0015】
共重合成分としては、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオール成分を用いることができ、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸成分を用いることができる。これらの化合物は1種のみ用いてもよく、2種以上を用いることができる。ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートの場合、これらの中でも、イソフタル酸、テレフタル酸、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノールが好ましい。
【0016】
ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートは、公知の方法を適用して製造することができる。例えば、ジオールとジカルボン酸および必要に応じて共重合成分をエステル化反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応させてポリエステルとする方法で製造することができる。また、これらの原料モノマーの誘導体をエステル交換反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応させてポリエステルとする方法で製造してもよい。
【0017】
ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートの固有粘度は、ο−クロロフェノール中、35℃において、0.40dl/g以上であることが好ましく、0.40dl/g以上0.80dl/g以下であることがさらに好ましい。固有粘度が0.40dl/g未満ではフィルム製膜時に切断が多発したり、成形加工後の製品の強度が不足することがある。一方固有粘度が0.80dl/gを超える場合は重合時の生産性が低下することがある。
【0018】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、上述のポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層を少なくとも一層有する。ここでいう「主たる」とは、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを含む層の重量を基準として65重量%以上100重量%以下であることをいう。
該層が白色顔料を含有する場合、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートの含有量の下限値は、好ましくは70重量%、より好ましくは73重量%、さらに好ましくは75重量%である。またポリエチレンナフタレンジカルボキシレートの含有量の上限値は、高々95重量%、さらには90重量%である。
また該層が白色顔料を含まない場合、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートの含有量の下限値は、好ましくは95重量%、より好ましくは97重量%である。またポリエチレンナフタレンジカルボキシレートの含有量の上限値は100重量%であり、高々99重量%である。
【0019】
(白色顔料)
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、少なくとも1層が該層の重量を基準として5重量%以上30重量%以下の範囲で白色顔料を含有してなることが好ましい。白色顔料の含有量の下限値はより好ましくは10重量%である。一方、白色顔料の含有量の上限値はより好ましくは27重量%、さらに好ましくは25重量%である。含有量が下限に満たない場合、全光線相対反射率が下限より低くなり、バックライト反射フィルムに適した十分な反射光や白度が得られないことがある。一方、上限を超えると製膜時に切断が発生しやすくなる。また、白色顔料の含有量がかかる範囲内にあり、かつ樹脂相との界面における特定のボイド面積を満たす場合に、さらに放熱機能が発現し、LED実装時に基板に発生する熱を放熱しやすくなる。また、特定のボイド面積を満たす範囲内で、白色顔料の含有量が多いほど放熱特性が高くなる。
【0020】
白色顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムおよび二酸化ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の白色顔料が好ましい。また酸化チタンのうち、ルチル型のものはアナターゼ型のものよりも光線を長時間ポリエステルフィルムに照射した後の黄変が少なく、白色度を保持できる点で好ましい。また、これらの白色顔料の中でも表面処理が施された酸化チタンは、樹脂相との界面におけるボイドが発生しにくくなり、放熱機能が発現しやすくなる。表面処理は、ポリエステルとの密着性が高まる処理方法が好ましく、例えばシロキサン、エポキシシラン、アミノシラン、ビニルシラン、アルミナなどの処理が挙げられる。
【0021】
白色顔料の平均粒子径は、好ましくは0.1〜3.0μm、さらに好ましくは0.2〜2.5μm、特に好ましくは0.3〜2.0μmである。平均粒子径が下限に満たない場合、分散性が低下して粒子の凝集が発生しやすいため、生産工程上のトラブルが発生しやすく、またフィルムに粗大突起を形成し、光沢の劣ったフィルムになることがある。一方、平均粒子径が上限を超える場合、フィルムの表面が粗くなり、光沢が低下しやすい。
かかる平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求められる値である。
【0022】
ルチル型酸化チタンを用いる場合には、分散性を向上させるために、ステアリン酸等の脂肪酸およびその誘導体により処理して用いると、フィルムの光沢度をさらに向上させることができる。
ルチル型酸化チタンを用いる場合には、ポリエステルに添加する前に、精製プロセスを用いて、粒子径調整、粗大粒子除去を行うことが好ましい。精製プロセスの工業的手段としては、粉砕手段で例えばジェットミル、ボールミルを適用することができ、分級手段としては、例えば乾式もしくは湿式遠心分離機を適用することができる。なお、これらの手段は2 種以上を組み合わせ、段階的に精製してもよい。
【0023】
かかる白色顔料は、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層に含有させてもよく、またさらに塗布層を有する場合、塗布層に含有させてもよい。全光線相対反射率特性を発現させるためには、いずれの層に含有せしめてもよいが、さらに放熱効果も発現させるためには、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層に含有させることが好ましい。
【0024】
これらの白色顔料を、ポリエステル層を構成するポリエステル組成物に含有させる方法としては各種の方法を用いることができ、代表的な方法として、下記のような方法を挙げることができる。
(ア)ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に添加、もしくは重縮合反応開始前に添加する方法。
(イ)フィルム製膜時に、ポリエステルチップなどとともに押出機に投入し、溶融混練する方法。
(ウ)上記(ア)、(イ)の方法において、白色顔料を多量添加したマスターペレットを製造し、これらと添加剤を含有しないポリエステルとを混練して所定量の添加物を含有させる方法。
(エ)上記(ウ)のマスターペレットをそのまま使用する方法。
なお、前記(ア)のポリエステル合成時に添加する方法を用いる場合には、白色顔料をグリコールに分散したスラリーとして、反応系に添加することが好ましい。
【0025】
一般的にこれら白色顔料は、凝集して粗大凝集粒子となることが多い。本発明では、粗大凝集粒子の個数を減らすために、製膜時のフィルターとして線径15μm以下のステンレス鋼細線よりなる平均目開き10〜100μm、好ましくは平均目開き20〜50μm の不織布型フィルターを用い、溶融ポリマーを濾過することが好ましい。
【0026】
(その他添加剤)
フィルムを構成するポリエステル組成物には、添加剤として、例えば酸化アルミニウム、酸化マグネシウムのような無機フィラー、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂のような有機フィラー、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン− プロピレンターポリマー、オレフィン系アイオノマーのような他の樹脂、酸化防止剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤を本発明の範囲を逸脱しない範囲内で、必要に応じて混合して含有させてもよい。
これらの添加剤を含む場合、その含有量はポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを含む層の重量を基準として5重量%以下であることが好ましく、さらに3重量%以下、特に1重量%以下であることが好ましい。
【0027】
また、本発明のポリエステルフィルムは、フィルムを構成するポリエステルと実質的に非相溶な樹脂成分を実質的に含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主成分とする層の重量を基準として、その含有量が通常0〜3重量%、好ましくは0〜1%、さらに好ましくは0〜0.5%であることをいう。非相溶な樹脂を実質的に含有すると、より高い反射率や白度を得にくいことがある他、非相溶な樹脂を実質的に含有すると、延伸によりポリエチレンナフタレンジカルボキシレートとの界面にボイドが生じやすく、その断熱効果により十分な放熱機能が生じなくなることがある。
【0028】
(塗布層)
塗布層を構成する樹脂の種類はとくに限定されないが、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、スチレン系樹脂、アルキド樹脂、あるいはポリエステル、アクリル等の樹脂に各種モノマー、オリゴマーをグラフトした樹脂、あるいはこれらの樹脂の混合物を用いることができる。
【0029】
アクリル系樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分としてアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステルや、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、アクリロニトリル等を共重合してなるアクリルが好ましい。
【0030】
ポリエステル系樹脂としては、以下の酸成分からなる群より選ばれる1種または複数の酸成分、および以下のアルコール成分からなる群より選ばれる1種または複数のアルコール成分を用いてなるポリエステルが好ましい。
かかる酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、さらにはトリメリット酸等のトリカルボン酸が例示される。また、かかるアルコール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ポリテトラメチレングリコールが例示される。
【0031】
ウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート成分として、トリレンジイソシアネートやジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートを用い、ポリオール成分として、ポリオキシプロピレンポリオールやポリエーテルポリオール等のポリエーテル系ポリオール、ポリアジペートポリオールやポリカプロラクトンジオール等のポリエステル系ポリオール、ポリブタジエンポリオールやポリアクリラートポリオール等のハイドロカーボン系を用いてなるウレタンが好ましい。
【0032】
これらの樹脂の中でも、好ましくは主成分がアクリル系樹脂であるものがよく、ガラス転移温度(Tg)が、−10℃以上45℃以下であるアクリル系樹脂がとくに好ましい。
このような樹脂を用いることにより、基板を構成するポリエステル層および回路を形成する金属層との良好な接着性を得ることができる。これらの樹脂は、各種メラミン、イソシアネート等で架橋硬化させてもよい。
【0033】
塗布層を形成する方法として、例えば延伸可能なポリエステルフィルムに塗膜を形成する成分を含む水溶液を塗布した後、乾燥、延伸し必要に応じて熱処理することにより積層することができる。また具体的な塗布方法として、公知の任意の塗布方法が適用でき、例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法およびカーテンコート法を単独または組み合わせて用いることができる。
【0034】
<フィルム特性>
(熱収縮率)
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、200℃で10分間熱処理後の熱収縮率が、フィルム長手方向(以下、連続製膜方向、縦方向、MD方向と称することがある)、フィルム幅方向(以下、横方向、TD方向と称することがある)の両方向においてそれぞれ−3%以上3%以下である。また、かかる熱収縮率は、好ましくは−2%以上2%以下、さらに好ましくは−1%以上1%以下である。LEDを実装する工程温度は、通常170℃〜200℃をメインの加工温度とし、瞬間的な最高温度は250℃に達することがあり、フィルム温度としては200℃近辺にまで上昇する。そのため、熱収縮率がかかる範囲からはずれる場合、LEDを実装するときにフィルムの寸法変化が大きくなり、反り返りやしわ、回路の剥がれなどが発生し、良好な回路を形成できない。また、いずれか一方でも該特性を満たさない場合、上述の反り返りやしわ、回路剥がれなどが生じる。
【0035】
かかる熱収縮率特性は、9倍〜16倍の面積延伸倍率でフィルム二軸延伸を行い、その後、200℃以上250℃の範囲で熱固定処理を施すことにより得られる。また、フィルム長手方向および幅方向の両方向における熱収縮率特性を満たすために、かかる面積延伸倍率の範囲内で、長手方向及び幅方向の延伸倍率を同程度、具体的には延伸倍率差が0.3倍以内となる範囲で行うことにより得られる。
【0036】
(温度膨張係数(αt))
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、30℃から200℃の昇温時における温度膨張係数(αt)が、フィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向において、それぞれ11 ×10−6/℃以上50×10−6/℃以下である。また、該温度膨張係数の下限値は、好ましくは12×10−6/℃、更に好ましくは13×10−6/℃である。また該温度膨張係数の上限値は、好ましくは40×10−6/℃、更に好ましくは30×10−6/℃である。
温度膨張係数がかかる範囲からはずれる場合、LEDを実装するときにフィルムの寸法変化が大きくなり、反り返りやしわ、回路の剥がれなどが発生し、良好な回路を形成できない。また、いずれか一方でも該特性を満たさない場合、上述の反り返りやしわ、回路剥がれなどが生じる。
【0037】
かかる熱膨張係数特性は、9倍〜16倍の延伸倍率でフィルム二軸延伸を行い、その後、200℃以上250℃の範囲で熱固定処理を施すことにより得られる。また、フィルム長手方向および幅方向の両方向における温度膨張係数特性を満たすために、かかる面積延伸倍率の範囲内で、長手方向及び幅方向の延伸倍率を同程度、具体的には延伸倍率差が0.3倍以内となる範囲で行うことにより得られる。
【0038】
(全光線相対反射率)
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、400〜700nmの波長域における全光線相対反射率の平均値が80%以上100%以下である。かかる反射率の下限値は、好ましくは83%、更に好ましくは85%である。反射率が下限に満たない場合、例えばバックライトの反射基材として使用した際に十分な反射特性が発現しないため、LED光源からの光線を効率的に利用できず、ディスプレイ輝度が十分でない。
ここで全光線相対反射率は、分光光度計(株式会社島津製作所製「UV−3101PC」)に積分球を取り付け、BaSO白板の反射率を100%とし、フィルムサンプルについて測定光入射(反射)角5゜で反射率を400〜800nmにわたって測定を行い、550nmでの相対的な反射率(%)によって定義される。
かかる反射率特性は、白色顔料を前述の含有量範囲でフィルム中に含有させることにより得ることができる。
【0039】
(ボイド面積)
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムにおける白色顔料と樹脂相との界面におけるボイド面積は、フィルム断面において粒子面積の5%以下であることが好ましい。ここでフィルム断面とは、フィルム連続製膜方向に沿った断面、フィルム幅方向に沿った断面のいずれでもよい。かかるボイド面積は、フィルム断面について走査型電子顕微鏡(日立製作所製S-4700)を用い、10000倍の倍率で粒子50点について測定した値の平均値で求めることができる。ボイド面積は3%以下であることがより好ましく、2%以下であることがさらに好ましく、1%以下であることが特に好ましい。このような白色顔料を多量に含む延伸フィルムの場合、延伸工程により界面にボイドが生じやすく、その断熱効果によって白色顔料による放熱作用が十分に発現しないことがある。本発明においては、二軸配向ポリエステルフィルムが一定量の白色顔料を含有し、かつボイド面積がかかる範囲内であることにより、放熱機能が発現し、LED実装時に基板に発生する熱を放熱しやすくなる。
【0040】
ボイド面積をかかる範囲にするための手段として、延伸条件をフィルム長手方向、幅方向ともに3.5倍以下、さらに好ましくはフィルム長手方向、幅方向ともに3.3倍以下とする方法が挙げられる。また白色顔料として表面処理された酸化チタンを用いることにより、さらにその効果が高まる。
【0041】
<用途>
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用途に用いられ、実用上十分な可視光領域の反射性能を備え、かつLEDを実装できる耐熱寸法安定性を有するため、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムおよびLEDを実装するフレキシブルプリント配線基板の両機能を兼備するものである。
また、本発明の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも片面に、さらに金属層を有することができ、発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体として用いることができる。
【0042】
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムを発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用途として用いて発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板を製造する方法として、例えば本発明のポリエステルフィルム上に銅箔などの金属層を、接着剤を介して張り合わせ、回路をウェットエッチングで作成し、LED実装部分およびコネクター部位を打ち抜いた本発明のポリエステルフィルムを、接着剤を介して張り合わせ、その回路上にLEDを250℃10秒のはんだリフローで実装することで作成する方法が挙げられる。
【0043】
<製膜>
本発明のフィルムは、テンター法、インフレーション法等の従来知られている製膜方法
を用いて製造することができる。
予め乾燥したポリエステル樹脂を280℃に加熱された押出機に供給し、Tダイよりシート状に成形する。このT ダイより押し出されたフィルムを表面温度10〜60℃の冷却ドラムで冷却固化し、この未延伸フィルムをロール加熱、赤外線加熱等で加熱し、縦方向(連続製膜方向)に延伸して縦延伸フィルムを得る。この延伸は2個以上のロールの周速差を利用して行うのが好ましい。延伸温度はポリエステルのガラス転移点(Tg)より高い温度、更にはTgより20〜40℃ 高い温度とするのが好ましい。また縦方向の延伸倍率は、9倍〜16倍の面積延伸倍率の範囲内で、かつ縦方向及び横方向の延伸倍率を同程度、具体的には延伸倍率差が0.3倍以内となる範囲で行われ、具体的には2.85倍以上4.15倍以下である。縦方向の延伸倍率は、さらに白色顔料と樹脂相との界面におけるボイド面積を満たすために2.85倍以上3.50倍以下で行うことが好ましく、上限値はさらに3.30倍以下であることが好ましい。
【0044】
縦延伸フィルムは、続いて、横延伸(連続製膜方向に垂直な方向への延伸)、熱固定を行い、さらに必要に応じて熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、これら処理はフィルムを走行させながら行う。横延伸の処理はポリエステルのガラス転移点(Tg)より20℃高い温度から始める。そしてポリエステルの融点(Tm)より(120〜30)℃低い温度まで昇温しながら行う。この延伸開始温度は(Tg+40)℃以下であることが好ましい。また延伸最高温度はTmより(100〜40)℃低い温度であることが好ましい。
【0045】
横延伸過程での昇温は連続的でも段階的(逐次的)でもよい。通常逐次的に昇温する。例えばステンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、各ゾーンごとに所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。横延伸開始温度が低すぎるとフィルムの破れが起こり、好ましくない。また延伸最高温度が(Tm−120)℃より低いとフィルムの熱収が大きくなり、また幅方向の物性の均一性が低下し、好ましくない。一方延伸最高温度が(Tm−30)℃ より高いとフィルムが柔らかくなり外乱等によってフィルムの破れが起こり、好ましくない。
【0046】
横延伸の倍率は、9倍〜16倍の面積延伸倍率の範囲内で、かつ縦方向及び横方向の延伸倍率を同程度、具体的には延伸倍率差が0.3倍以内となる範囲で行われ、具体的には2.85倍以上4.15倍以下である。横方向の延伸倍率は、さらに白色顔料と樹脂相との界面におけるボイド面積を満たすために2.85倍以上3.50倍以下で行うことが好ましく、上限値はさらに3.30倍以下であることが好ましい。
また、熱固定温度範囲は、200℃以上250℃の範囲である。熱収縮率を−2%以上2%以下の範囲にするためには、熱弛緩処理を施すことが好ましく、具体的には150℃〜250℃の温度条件で1〜3%の熱弛緩処理を行うことが好ましい。
【実施例】
【0047】
以下、実施例および比較例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、各特性値は以下の方法で測定した。表において「PEN」はポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレートを、「PET」はポリエチレンテレフタレートを表わす。
【0048】
1.熱収縮率
フィルムサンプルに30cm間隔で標点をつけ、荷重をかけずに200℃のオーブンで10分間熱処理を実施し、熱処理後の標点間隔を測定して、フィルム連続製膜方向(MD方向)と、製膜方向に垂直な方向(TD方向)において、下記式にて熱収縮率を算出した。
熱収縮率(%)
={(熱処理前標点間距離−熱処理後標点間距離)/熱処理前標点間距離}×100
【0049】
2.温度膨張係数 αt
セイコーインスツレメント社製TMA/SS 120Cにフィルムを試料幅3mm、チャック間15.05mmとしてセットし、荷重80g/mmの条件で、30℃から200℃まで10℃/分の昇温速度で昇温して測定した。得られた温度寸法変化曲線において、100〜150℃の傾きより温度膨張係数を求めた。
【0050】
3.全光線相対反射率
分光光度計( 株式会社島津製作所製「UV−3101PC」)に積分球を取り付け、BaSO白板の反射率を100%とし、フィルムサンプルについて測定光入射(反射)角5゜で反射率を400〜800nmにわたって測定を行い、550nmでの相対的な反射率(%)を求めた。
【0051】
4.寸法安定性
ポリエステルフィルムと35μm厚みの銅箔とを、汎用塩化ビニル系樹脂と可塑剤からなる接着剤により貼り合わせて、温度160℃、圧力30kg/cm、時間30分の条件で圧着ロールを用いて圧着した。試料寸法を25cm×25cmとし、相対湿度85%、65℃の雰囲気下で100時間定盤上に置いた状態で4隅のカール状態を観測した。4隅の反り量(mm)の平均を測定した。下記の基準に従って評価を行った。○が合格である。
○;10mm未満の反り量。
×;10mm以上の反り量。
【0052】
5.白色顔料と樹脂相との界面におけるボイド面積
フィルム長手方向に沿った断面について、走査型電子顕微鏡(日立製作所製S-4700)を用い、10000倍の倍率で粒子50点について測定し、それぞれの粒子面積に対するボイド面積の割合を求め、それらの平均値より算出した。
〇:ボイド面積が3%以下
△:ボイド面積が3%を超え5%以下
×:ボイド面積が5%を超える
【0053】
6.放熱効果(熱伝導率)
レーザーフラッシュ法により熱拡散率α(cm/sec)を測定し、別に測定した比熱容量Cp(J/gK)と密度ρ(g/cc)から、熱伝導度λ(W/cmK)をλ=α・Cp・ρで求め、単位換算を実施した値を用いて評価を行った。
なお、熱拡散率αの測定方法であるレーザーフラッシュ法とは、試料の両面にAu蒸着し、両面を黒化処理して25℃でルビーレーザーパルス光を均一に照射する方法である。
また、密度ρは、硝酸カルシウム水溶液を用いて密度勾配管法にて測定して得ることができる。
また、比熱容量Cpは、JIS K 7123に準じて測定された値である。
【0054】
<実施例1>
ポリエステルとしてポリエチレンナフタレート樹脂を用い、平均粒子径0.5μmの酸化チタンをフィルム重量を基準として25重量%の含有量となるよう添加し、また平均粒子径0.3μmの球状シリカをフィルム重量を基準として0.1重量%の含有量となるよう添加し、かかる樹脂組成物を290℃に加熱された押出機に供給し、290℃のダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度60℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを140℃に加熱したロール群に導き、長手方向(縦方向)に3.1倍で延伸し、60℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き150℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に3.3倍で延伸した。その後テンタ−内で235℃の熱固定を行い、240℃で3%の弛緩後、均一に除冷して、室温まで冷やして75μm二軸延伸フィルムを得た。
【0055】
<実施例2>
平均粒子径が0.5μmである酸化チタン粒子の含有量を15重量%としたこと以外は実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
【0056】
<実施例3>
平均粒子径が0.5μmである酸化チタン粒子の含有量を10重量%としたこと以外は実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
【0057】
<実施例4>
平均粒子径が0.5μmである酸化チタン粒子の含有量を40重量%としたこと以外は実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
【0058】
<比較例1>
平均粒子径が0.5μmである酸化チタン粒子の含有量を5重量%としたこと以外は実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
【0059】
<比較例2>
ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート樹脂を用い、平均粒子径0.5μmの酸化チタンをフィルム重量を基準として25重量%の含有量となるよう添加し、また平均粒子径0.3μmの球状シリカをフィルム重量を基準として0.1重量%の含有量となるよう添加し、かかる樹脂組成物を280℃に加熱された押出機に供給し、280℃のダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度20℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを80℃に加熱したロール群に導き、長手方向(縦方向)に3.1倍で延伸し、20℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き120℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に3.3倍で延伸した。その後テンタ−内で240℃の熱固定を行い、180℃で3%の弛緩後、均一に除冷して、室温まで冷やして75μm二軸延伸フィルムを得た。
【0060】
<比較例3>
平均粒子径が0.5μmである酸化チタン粒子の含有量を0重量%としたこと以外は実施例1と同様の方法によって二軸配向ポリエステルフィルムを得た。
【0061】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0062】
本発明の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムは、LEDを実装することができ、しかも実用上十分な可視光領域の反射性能を備えているため、液晶ディスプレイのバックライト反射フィルムおよびフレキシブルプリント配線基板の両機能を兼備する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用に適したポリエステルフィルムを提供することができる。かかるフィルムは、発光ダイオードをバックライトとして用いた液晶ディスプレイにおけるバックライト反射機能付きLED実装フレキシブルプリント配線基板、その他内照式電飾看板用の反射機能付きフレキシブルプリント配線基板として好適に用いることができ、その工業的価値は極めて高い。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層を少なくとも一層有し、200℃で10分熱処理後の熱収縮率がフィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向においてそれぞれ−3%以上3%以下であり、30〜200℃における温度膨張係数(αt)がフィルム長手方向、フィルム幅方向の両方向においてそれぞれ11×10−6/℃以上50×10−6/℃以下であって、かつ全光線相対反射率の平均値が80%以上100%以下であることを特徴とする発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項2】
ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層の少なくとも片面にさらに塗布層を有する請求項1に記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項3】
少なくとも1層が該層の重量を基準として5重量%以上30重量%以下の範囲で白色顔料を含有してなる請求項1または2に記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項4】
白色顔料が酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムおよび二酸化ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項3に記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項5】
白色顔料を含む層がポリエチレンナフタレンジカルボキシレートを主たる成分とする層である請求項3または4に記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項6】
白色顔料を含む層が塗布層である請求項3または4に記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項7】
白色顔料と樹脂相との界面におけるボイド面積が、フィルム断面において粒子面積の5%以下である請求項3〜6のいずれかに記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルム。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用二軸配向ポリエステルフィルムの少なくとも片面にさらに金属層を有する発光ダイオード実装フレキシブルプリント配線基板用積層体。

【公開番号】特開2010−212278(P2010−212278A)
【公開日】平成22年9月24日(2010.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−53459(P2009−53459)
【出願日】平成21年3月6日(2009.3.6)
【出願人】(301020226)帝人デュポンフィルム株式会社 (517)