JP2007268711A - フレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドリング性に優れ、同時にディスプレイの視認性に優れ、ガスバリア層を積層させた場合に高いガスバリア性能を付与できるフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムの提供。
【解決手段】芳香族ポリエステルを主たる成分とする粒子を含まない基材層（Ａ）の片面に粒子を含む塗布層（Ｂ）が設けられた２層からなる積層ポリエステルフィルムであって、基材層（Ａ）厚みが１２〜１２５μｍ、塗布層（Ｂ）が下記式（１）〜（３）をそれぞれ満足し、 ３０ｎｍ≦粒子の平均粒径ｄ≦１００ｎｍ ・・・（１） １．２＜ｄ／tＢ＜３．０ ・・・（２） ４重量％≦粒子の含有量≦２０重量％ ・・・（３）（上式中、ｄは粒子の平均粒径、tＢは塗布層（Ｂ）の層厚をそれぞれ表し、また粒子の含有量とは塗布層（Ｂ）の重量を基準とした粒子の含有量を表す）かつヘイズが１．０％以下であるフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。
【選択図】なし

Description

本発明はフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムに関し、さらに詳しくは、携帯性に優れたフレキシブルディスプレイに用いることができる薄肉フィルムでありながらハンドリング性に優れ、同時にディスプレイの視認性に優れた透明性を有し、ガスバリア層を積層させた場合に高いガスバリア性能を付与できるフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムに関する。

ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレンジカルボキシレートなどの二軸配向フィルムは、優れた機械的性質、耐熱性、耐薬品性を有するため、磁気テープ、強磁性薄膜テープ、写真フィルム、包装用フィルム、電子部品用フィルム、電気絶縁フィルム、金属ラミネート用フィルム、ガラスディスプレイ等の表面に貼るフィルム、各種部材の保護用フィルム等の素材として広く用いられている。

液晶ディスプレイに代表される画像表示装置には、従来ガラス基板が用いられてきた。しかし近年、画像表示装置には、より一層の薄型化、軽量化、大画面化、形状の自由度、曲面表示などが求められており、重くて割れやすいガラス基板に代えて、高透明な高分子フィルム基板が検討されるようになってきた。

液晶ディスプレイはバックライトを採用せざるを得ないがために多くの部材を使用する必要がある。それに対し、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示素子、特に有機ＥＬ素子のような自発光素子、電子ペーパーのような電子インクを用いた自己印字機能を有するディスプレイは、液晶ディスプレイに較べてより少ない部材で対応できることから、薄肉化、携帯性、フレキシブル性に優れるディスプレイとして積極的に開発が進められている。かかる用途においても、基板材料として高分子フィルムが検討されており、高分子フィルムの可撓性を利用して、携帯可能な用途開発、ローラブルなフレキシブルディスプレイの試みなどといった開発も進められている。

携帯性やフレキシブル性が求められるフレキシブルディスプレイの基板フィルムに対しては、基板フィルムとしての機械的強度、可撓性、有機ＥＬ素子や電子インクなどの耐久性を高めるためのガスバリア性、ディスプレイの視認性を阻害しないよう透明性が求められるのに加え、大型画面薄型ディスプレイ用基板よりもさらに薄肉フィルムが求められている。一般にフィルムの薄肉化に伴いフィルムの滑り性が低下し、ハンドリング性が悪くなることが知られている。フィルムの薄肉化に伴う滑り性改良については、従来より磁気記録媒体のベースフィルムやフィルムコンデンサ用のベースフィルム等、１０μｍ前後のフィルム厚みが必要とされる用途で検討されている。しかしながら、フィルムコンデンサのベースフィルムには透明性やガスバリア特性は必要とされていないため、通常ベースフィルムに滑剤を加えて滑り性を付与している。またフィルムコンデンサ用途ではハンドリング性を高めるためにフィルム表面は一定の粗さを有することが好ましいとされ、例えば特許文献１には４０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）が開示されている。

また磁気テープのベースフィルムの場合は、磁気記録媒体の記録密度の高密度化によりベースフィルムの平坦性と共に滑り性が良好であることが要求されており、例えば平坦性に優れるポリエステル樹脂層と滑り性の機能をもたせたポリエステル樹脂層との積層構成などが検討されている他、磁性層との接着性を高める目的でポリエステルベースフィルム上に接着性に優れた塗膜層が積層された積層構成も検討されている（特許文献２、３など）。しかしながら、磁気記録媒体も磁性層と積層させて使用されることから、透明性については特に要求されていなかった。

一方、薄肉化が求められるフレキシブルディスプレイ用の基板フィルムにおいては、ハンドリング性を有すると同時に、ディスプレイの視認性に優れた透明性を有し、ガスバリア層を積層させた場合に高いガスバリア性能を付与できるような表面平坦性が望まれているのが現状である。

特開２００１−１７６７４９号公報 特開平０７−１９５６４４号公報 特開平０６−３４００４６号公報

本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解消し、薄肉フィルムでありながらハンドリング性に優れ、同時にディスプレイの視認性に優れた透明性を有し、ガスバリア層を積層させた場合に高いガスバリア性能を付与できるような表面平坦性に優れたフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムを提供することにある。

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、透明性と表面平坦性の観点から基材層は粒子を含まないことが必要であり、ハンドリング性を高めるために設ける塗布層がハンドリング性、透明性を両立し、かつ塗布層に含まれる粒子が脱落しないように、含まれる粒子の大きさや含有量、塗布層厚みと粒子の大きさとのバランスが以下のような関係にある場合に初めて、薄肉のフレキシブルディスプレイ基板に適したハンドリング性、透明性、および高ガスバリア性能付与に適した表面平坦性を兼ね備える薄肉フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明によれば、本発明の目的は、芳香族ポリエステルを主たる成分とする粒子を含まない基材層（Ａ）の片面に粒子を含む塗布層（Ｂ）が設けられた２層からなる積層ポリエステルフィルムであって、基材層（Ａ）厚みが１２〜１２５μｍ、塗布層（Ｂ）が下記式（１）〜（３）をそれぞれ満足し、
３０ｎｍ≦粒子の平均粒径ｄ≦１００ｎｍ ・・・（１）
１．２＜ｄ／tＢ＜３．０ ・・・（２）
４重量％≦粒子の含有量≦２０重量％ ・・・（３）
（上式中、ｄは粒子の平均粒径、tＢは塗布層（Ｂ）の層厚をそれぞれ表し、また粒子の含有量とは塗布層（Ｂ）の重量を基準とした粒子の含有量を表す）
かつ積層ポリエステルフィルムの全光線透過率が８５％以上、ヘイズが１．０％以下であるフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムによって達成される。

また、本発明のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムは、その好ましい態様として、塗布層面側の表面粗さＷＲaが３〜１０ｎｍ、基材層面側の表面粗さＷＲaが１ｎｍ以下であること、基材層を構成する芳香族ポリエステルがポリエチレンナフタレンジカルボキシレートであること、塗布層に含まれる粒子が球状シリカ粒子であること、基材層面側にガスバリア層が積層されること、の少なくともいずれか１つを具備するものも好ましい態様として包含する。

また本発明のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムは、フレキシブルディスプレイとして具体的に有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパーのいずれかに好適に使用することができる。

本発明のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムは、薄肉フィルムでありながら、表面平滑性、透明性及びハンドリング性に優れることから、かかるフィルムをフレキシブルディスプレイの基板として用いることによって、視認性に優れ、素子の劣化を抑制するガスバリア性を有し、しかもディスプレイの薄肉化が可能なことからフレキシブル性や携帯性に優れたフレキシブルディスプレイを提供することができる。

以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の積層ポリエステルフィルムはフレキシブルディスプレイ基板に適したフィルムであり、基材層（Ａ）の片面に粒子を含む塗布層（Ｂ）が設けられた２層からなる。以下、基材層（Ａ）、塗布層（Ｂ）および積層ポリエステルフィルムの特性について詳述する。

（基材層（Ａ））
＜芳香族ポリエステル＞
本発明の基材層（Ａ）は、主たる成分が芳香族ポリエステルである。かかる芳香族ポリエステルは、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体とジオールまたはそのエステル形成性誘導体とから合成される。「主たる成分」とは、基材層（Ａ）の重量を基準として９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上、特に好ましくは９９重量％以上であることを意味する。芳香族ジカルボン酸成分としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸が例示され、ジオール成分として、例えばエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオールが例示される。本発明の芳香族ポリエステルは、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート、ポリトリメチレンナフタレートが例示され、特に基材としての機械的特性や可撓性の点からポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレートが好ましく、さらに高温下での寸法安定性の点でポリエチレンナフタレンジカルボキシレートが最も好ましい。芳香族ポリエステルは、単独重合体、第三成分を共重合した共重合体、あるいは混合体のいずれであってもよい。

芳香族ポリエステルがポリエチレンナフタレンジカルボキシレートである場合、主たるジカルボン酸成分としてナフタレンジカルボン酸が用いられ、主たるジオール成分としてエチレングリコールが用いられる。ナフタレンジカルボン酸は、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、１，５−ナフタレンジカルボン酸を挙げることができ、これらの中で２，６−ナフタレンジカルボン酸が好ましい。ここでの「主たる」とは、芳香族ポリエステルを構成する全繰返し単位の少なくとも９０モル％、好ましくは少なくとも９５モル％、特に好ましくは少なくとも９７モル％を意味する。

芳香族ポリエステルが共重合体の場合、共重合成分として分子内に２つのエステル形成性官能基を有する化合物を用いることができる。このような化合物として例えば、蓚酸、アジピン酸、フタル酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、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、１，５−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸、テトラリンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等の如きジカルボン酸；ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等の如きオキシカルボン酸；或いはトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールスルホンのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ジエチレングリコール、ポリエチレンオキシドグリコール等の如き２価アルコール類等を用いることができる。これらの共重合成分は１種であっても、２種以上を併用してもよい。これらの共重合成分の中で、酸成分としてはイソフタル酸、テレフタル酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ｐ―オキシ安息香酸を、グリコール成分としてはジエチレングリコール、トリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールスルホンのエチレンオキサイド付加物を好ましい例として挙げることができる。かかる共重合成分は芳香族ポリエステルを構成する全繰返し単位の１０モル％以下であることが好ましく、更に好ましくは５モル％以下、特に好ましくは３モル％以下である。

また、芳香族ポリエステルは、例えば安息香酸、メトキシポリアルキレングリコールなどの一官能性化合物によって末端の水酸基および／またはカルボキシル基の一部または全部を封鎖したものであってもよく、或いは例えば極少量のグリセリン、ペンタエリスリトール等の如き三官能以上のエステル形成性化合物で実質的に線状のポリマーが得られる範囲内で共重合したものであってもよい。

本発明の芳香族ポリエステルは混合体であってもよい。混合体の場合、全ポリマー成分中のエチレンテレフタレート単位またはエチレンナフタレンジカルボキシレート単位が、全繰り返し構造単位の９０モル％以上であることが好ましく、さらに好ましくは９５モル％以上、特に好ましくは９７モル％以上である。特にエチレンナフタレンジカルボキシレート単位が上記範囲であることによって、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート本来の特性を極端に失うことがなく、高温下での寸法安定性を確保できる。芳香族ポリエステルに混合できる他のポリエステルとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートが挙げられ、１種または２種以上を併用してもよい。
本発明の芳香族ポリエステルは、単独重合体であることが特に好ましい。

本発明の芳香族ポリエステルは、一般に知られたポリエステル組成物の製造方法によって製造できる。例えば、ジカルボン酸とグリコールとの反応で直接低重合度ポリエステルを得、或いはジカルボン酸の低級アルキルエステルとグリコールとをエステル交換反応で低重合度ポリエステルを得、この低重合度ポリエステルを重合触媒の存在下で更に重合させてポリエステルを得る方法で製造することができる。

エステル交換反応に用いるエステル交換触媒としては、例えばナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、マンガン、コバルトを含む化合物の一種または二種以上を挙げることができる。また、重合触媒としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンのようなアンチモン化合物、二酸化ゲルマニウムで代表されるようなゲルマニウム化合物、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラフェニルチタネートまたはこれらの部分加水分解物、蓚酸チタニルアンモニウム、蓚酸チタニルカリウム、チタントリスアセチルアセトネートのようなチタン化合物を挙げることができる。

エステル交換反応を経由して重合を行う場合は、重合反応前にエステル交換触媒を失活させる目的でトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリ−ｎ−ブチルホスフェート、正リン酸等のリン化合物を添加することができる。なお、芳香族ポリエステルは溶融重合後これをチップ化し、加熱減圧下または窒素などの不活性気流中においてさらに固相重合を施してもよい。

芳香族ポリエステルの固有粘度は０.４０ｄｌ／ｇ以上であることが好ましく、０．４０〜０．９０ｄｌ／ｇであることがさらに好ましい。固有粘度が下限に満たない場合、工程切断が多発することがある。一方固有粘度が上限を超える場合、溶融粘度が高いため溶融押出が困難であるうえ、重合に長時間を要し生産性が悪くなることがある。なお、固有粘度はｏ−クロロフェノールを溶媒として用いて、３５℃で測定した値（単位：ｄｌ／ｇ）である。

本発明の基材層（Ａ）は芳香族ポリエステルを主たる成分とし、かつ粒子を含まない層である。基材層（Ａ）が粒子を含む場合、基材層面側の表面粗さＷＲａが１ｎｍを越えるため、基材層面側にガスバリア層を設ける際、ガスバリア層との界面に隙間が生じて水蒸気が透過する欠点となる。また基材層（Ａ）が粒子を含む場合、積層ポリエステルフィルムの全光線透過率やヘーズが低下してしまい、ディスプレイとして充分な視認性が得られないことがある。

＜基材層（Ａ）の層厚み＞
基材層（Ａ）の層厚みは、携帯性に優れたフレキシブルディスプレイに適した厚みであることが必要であり、１２〜１２５μｍの範囲である。基材層（Ａ）の層厚みは、好ましくは１２〜１００μｍ、さらに好ましくは１２〜７５μｍ、特に好ましくは２５〜５０μｍである。基材層（Ａ）の層厚みは、携帯性や曲げやすさの点でより薄い方が好ましい。ただし下限に満たない場合は、フレキシブルディスプレイの基板フィルムとして十分に強度を保持することが難しくなる。

（塗布層（Ｂ））
塗布層（Ｂ）は、含まれる粒子の大きさや含有量、塗布層厚みと粒子の大きさとのバランスが特定の関係にあることで、ハンドリング性、透明性を両立し、かつ塗布層に含まれる粒子が脱落して基材面の平坦面側の表面平坦性を低下させることがないという特徴を有する。

＜粒子＞
塗布層（Ｂ）に含まれる粒子は、平均粒径が３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、含有量は塗布層（Ｂ）の重量を基準として４重量％以上２０重量％以下である。粒子の平均粒径の上限は、７０ｎｍ以下であることが好ましい。粒子の平均粒径が上限を超える場合、ヘイズが低下する他、表面が粗れる。その他、塗布層（Ｂ）の層厚との関係で粒子の脱落が頻発し、製膜した積層ポリエステルフィルムをロール状に一旦巻取り、その後フレキシブルディスプレイ基板として加工する際に脱落した滑剤が平坦面側に付着して表面平坦性を低下させる可能性がある。一方、粒子の平均粒径が下限に満たない場合は十分な滑性や耐傷性が得られない。また粒子の含有量が下限に満たない場合は十分な滑性、耐傷性が得られず、一方上限を超える場合は、塗膜の凝集力が低くなり基材層（Ａ）との接着性が悪化し、また積層ポリエステルフィルムのヘイズを低下させる。

塗布層（Ｂ）に含まれる粒子の種類は特に特定されず、例えば炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、シリカ、架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子が挙げられる。中でも平均粒径を制御しやすく、粗大粒子が少ない点で球状シリカ粒子を用いることができる。
ここで平均粒径とは、粒子の電子顕微鏡写真または透過型電子顕微鏡写真により測定した全粒子の粒子径の平均値を意味する。

＜高分子バインダー＞
塗膜層（Ｂ）を形成する高分子バインダー成分はポリエステル樹脂を含むことが好ましい。また高分子バインダー成分として、ポリエステル樹脂に加えてさらにアクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂を含んでいてもよい。
かかるポリエステル樹脂として、下記の多塩基酸成分とジオール成分から得られるポリエステルを用いることができる。すなわち、多価塩基成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸、１、４−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を例示することができる。高分子バインダーとして用いるポリエステル樹脂としては、２種以上のジカルボン酸成分を用いた共重合ポリエステルを用いることが好ましい。ポリエステル樹脂には、若干量であればマレイン酸、イタコン酸等の不飽和多塩基酸成分が、或いはｐ−ヒドロキシ安息香酸等の如きヒドロキシカルボン酸成分が含まれていてもよい。

ポリエステル樹脂のジオール成分としては、エチレングリコール、１、４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１、６−ヘキサンジオール、１、４−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールを例示することができる。

ポリエステル樹脂のガラス転移点は、好ましくは４０〜１００℃、更に好ましくは６０〜８０℃である。この範囲であれば、優れた接着性と優れた耐傷性を得ることができる。他方、ガラス転移温度が下限に満たないとフィルム同士でブロッキングが発生しやすくなり、他方上限を超えると塗膜が硬くて脆くなり、耐傷性が悪化することがある。

高分子バインダーの構成成分として用いられるアクリル樹脂の一例としてオキサゾリン基とポリアルキレンオキシド鎖とを有するアクリル樹脂が例示される。オキサゾリン基を有するモノマーとしては、２−ビニル−２−オキサゾリン、２−ビニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−ビニル−５−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−５−メチル−２−オキサゾリンを例示することができ、１種または２種以上の混合物を使用することができる。これらの中でも、２−イソプロペニル−２−オキサゾリンが工業的に入手しやすく好適である。オキサゾリン基を有するアクリル樹脂を用いることにより塗布層の凝集力が向上し、耐擦過性を付与することができる。

ポリアルキレンオキシド鎖を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸のエステル結合部にポリアルキレンオキシドを付加させたものを挙げることができる。ポリアルキレンオキシド鎖は、例えばポリメチレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシドを挙げることができる。ポリアルキレンオキシド鎖の繰り返し単位は３〜１００であることが好ましい。かかるポリアルキレンオキシド鎖を有するアクリル樹脂を用いることで、塗布層の高分子バインダーを形成するポリエステル樹脂とアクリル樹脂の相溶性が、ポリアルキレンオキシド鎖を含有しないアクリル樹脂と較べて向上し、塗布層の透明性を向上させることができる。ポリアルキレンオキシド鎖の繰り返し単位が３未満であるとポリエステル樹脂とアクリル樹脂との相溶性が悪く塗布層の透明性が悪くなり、１００を超えると塗布層の耐湿熱性が下がり、高湿度、高温下で積層層との密着性が悪化することがある。アクリル樹脂には、その他の共重合成分との共重合体であってもよく、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート（アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等）等が例示される。

高分子バインダーの構成成分として用いられるポリビニルアルコールとして、ポリビニルアルコールまたはその共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコール共重合体として、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ビニルアルコール−ビニルブチラール共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体が例示され、これらの中でもビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体が好ましい。通常ビニルアルコールの共重合比率がケン化度で表わされ、ケン化度が７４〜９０ｍｏｌ％であることが好ましい。ケン化度が７４ｍｏｌ％未満では、塗膜層の耐湿性が低下し、ガスバリア性に乏しくなることがある。一方ケン化度が９０ｍｏｌ％を超えると接着性や耐ブロッキング性が低下することがある。
本発明の高分子バインダーは、基材層よりも低屈折率であることが好ましい。

＜その他成分＞
本発明の塗布層（Ｂ）は、基材層（Ａ）に塗布層を形成する工程における環境汚染や防爆性の点から、水溶性もしくは水分散性の状態で基材層（Ａ）に塗布されることが好ましい。かかる塗布液には界面活性剤（濡れ剤）を少量添加して用いることができる。界面活性剤としては水性塗布液の表面張力を４０ｍＮ／ｍ以下に低下でき、基材層（Ａ）への濡れ性を促進するものが好ましく、例えばポリオキシエチレン−脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸金属石鹸、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、第４級アンモニウムクロライド塩、アルキルアミン塩酸、ベタイン型界面活性剤等を挙げることができる。また塗布液には本発明の効果を消失させない範囲において、少量の有機溶剤、脂肪族ワックス、架橋剤などが含まれていてもよい。かかる成分は積層ポリエステルフィルムの透明性を損なわない範囲内で用いられることが好ましい。

＜塗布層（Ｂ）の層厚と粒子の平均粒径との関係＞
塗布層（Ｂ）の層厚と粒子の平均粒径との関係は下記式（２）を満足する必要がある。
１．２＜ｄ／tＢ＜３．０ ・・・（２）
（上式中、ｄは粒子の平均粒径、tＢは塗布層（Ｂ）の層厚をそれぞれ表す）
塗布層厚みと粒子の大きさとのバランスが式（２）の関係を満たすことによって、塗布層に含まれる粒子が脱落することなく、本発明のような薄肉フィルムのハンドリング性を最大限に高めることが可能となる。塗布層（Ｂ）の層厚（tＢ）に対する粒子の平均粒径（ｄ）が１．２に満たない場合は十分な滑性や耐傷性が得られず、ハンドリング性が十分ではない。一方、塗布層（Ｂ）の層厚（tＢ）に対する粒子の平均粒径（ｄ）が３．０を超える場合は粒子の脱落が頻発し、かえってハンドリング性が低下する。なお、塗布層（Ｂ）の層厚は１０〜８０ｎｍの範囲であることが好ましい。

（積層ポリエステルフィルム）
本発明の積層ポリエステルフィルムは、基材層（Ａ）の片面に粒子を含む塗布層（Ｂ）が設けられた２層からなり、全光線透過率が８５％以上、ヘイズが１．０％以下である。

＜全光線透過率＞
積層ポリエステルフィルムの全光線透過率は８５％以上である。ここで全光線透過率はＪＩＳ規格Ｋ６７１４−１９５８に準拠する。本発明における全光線透過率は、より好ましくは８７％以上、特に好ましくは９０％以上である。全光線透過率が下限に満たない場合、フィルムの透明性が悪くなり輝度が低下するためディスプレイ用として使用することは困難である。かかる全光線透過率の範囲であれば、上限は特に制限されないが、通常１００％未満である。全光線透過率を８５％以上にするためには、基材層（Ａ）中に粒子を含まないこと、基材層（Ａ）の片面に塗布層（Ｂ）が設けられることが必要である。また全光線透過率を８７％以上にするためには、塗布層（Ｂ）の層厚（ｔＢ）が少なくとも４０ｎｍあり、かつ塗布層（Ｂ）の層厚と粒子の平均粒径との関係が下記式（４）の関係を満たすことによって達成される。
１．２＜ｄ／tＢ≦２．０ ・・・（４）
（上式中、ｄは粒子の平均粒径、tＢは塗布層（Ｂ）の層厚をそれぞれ表す）

＜ヘイズ＞
積層ポリエステルフィルムのヘイズは１．０％以下である。ここでヘイズはＪＩＳ規格Ｋ６７１４−１９５８に従い、全光線透過率Ｔｔ（％）と散乱光透過率Ｔｄ（％）を求め、下記の算出式によって求められる。
ヘイズ＝（Ｔｄ／Ｔｔ）×１００

本発明におけるヘイズは、より好ましくは０．８％以下、特に好ましくは０．５％以下である。ヘイズがかかる範囲内であれば下限は特に制限されないが、通常０を越える値である。ヘイズはディスプレイの視認性の評価方法の１つであり、ヘイズが１．０％を越える場合、フィルムの透明性が悪くなり、表示画面が白く見えてコントラストが低下するためディスプレイ用として使用することは困難である。ヘイズを１．０％以下にするためには、基材層（Ａ）中に粒子を含まないこと、塗布層（Ｂ）に含まれる粒子の含有量が２０重量％以下であり、かつ平均粒径が１００ｎｍ以下であることが必要である。またヘイズが０．５％以下の場合は表示画面が非常に鮮明でコントラストが良好となる。ヘイズを０．８％以下にするためには、基材層（Ａ）中に粒子を含まないこと、塗布層（Ｂ）に含まれる粒子の平均粒径が７０ｎｍ以下であることが好ましい。ただし平均粒径が７０ｎｍを超えて１００ｎｍ以下の範囲であっても、粒子の含有量が４重量％以下である場合にはヘイズは０．８％以下となるものの、この範囲では十分な滑り性が発現されない。

＜表面粗さＷＲａ＞
積層ポリエステルフィルムの表面粗さＲａは、塗布層面側の表面粗さＷＲaが３〜１０ｎｍであることが好ましく、また基材層面側の表面粗さＷＲaが１ｎｍ以下であることが好ましい。ここでＲａとは、ＷＹＫＯ社製非接触式三次元粗さ計（ＮＴ―２０００）を用いて測定倍率２５倍、測定面積２４６．６μｍ×１８７．５μｍ（０．０４６２ｍｍ^２）の条件にて、該粗さ計に内蔵された表面解析ソフトにより、下記式（５）から得られた中心面平均粗さ（ＷＲａ）である。なお、得られた値は、測定回数１０回での平均値である。

（ここで、Ｚ_ｊｋは測定方向（２４６．６μｍ）、それと直交する方向（１８７．５μｍ）をそれぞれｍ分割、ｎ分割したときの各方向のｊ番目、ｋ番目の位置における三次元粗さチャート上の高さである）

塗布層面側の表面粗さＷＲaは、塗布層に含まれる粒子の平均粒径及び含有量、並びに粒径と塗布層厚みとの関係を本発明で規定される範囲にすることによって達成される。塗布層面側の表面粗さＷＲaが下限に満たない場合、十分な滑り性が発現しないためハンドリング性が低下する。また塗布層面側の表面粗さＷＲaが上限を超える場合、表面が粗くなる他、ヘイズが低下したり粒子の脱落が生じる結果となる。

基材層面側の表面粗さＷＲaは、基材層（Ａ）中に粒子を含まないことによって達成される。基材層面側の表面粗さＷＲａが１ｎｍを越えると、基材層面側にガスバリア層を設ける際、ガスバリア層との界面に隙間が生じて水蒸気が透過する欠点となる。また基材層（Ａ）が粒子を含む場合、積層ポリエステルフィルムの全光線透過率やヘーズが低下してしまい、ディスプレイとして充分な視認性が得られないことがある。

＜熱収縮率＞
本発明の積層ポリエステルフィルムは、１５０℃の温度で３０分間加熱処理したときの熱収縮率が０％以上０．１％以下であることが好ましい。この熱収縮率が０．１％を超えるとフィルム上にガスバリア層などの機能層を積層する際、あるいは体積した後に機能層にひびが入ったり、逆にシワが寄ることで機能層が破壊されることがあり十分な機能を発揮できなくなることがある。熱収縮率はより好ましくは０．０５％以下、特に好ましくは０．０３％以下である。
また、本発明の積層ポリエステルフィルムは、２００℃の温度で１０分間加熱処理したときの熱収縮率が０．２％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下、特に好ましくは０．０５％以下である。

（フィルム製膜方法）
本発明の積層ポリエステルフィルムは、基材層を形成する上述の芳香族ポリエステルをフィルム状に溶融押出し、キャスティングドラムで冷却固化させて未延伸フィルムとし、この未延伸フィルムをＴｇ〜（Ｔｇ＋６０）℃で縦方向、横方向に倍率２．０〜５．０倍で２軸に延伸し、（Ｔｍ−１００）〜（Ｔｍ−５）℃の温度で１〜１００秒間熱固定することで所望のフィルムを得ることができる。また熱収縮率を小さくするためにさらに弛緩処理を行ってもよい。ここでＴｇは芳香族ポリエステルのガラス転移点、Ｔｍは芳香族ポリエステルの融点をそれぞれ示す。延伸は一般に用いられる方法、例えばロールによる方法やステンターを用いる方法で行うことができ、縦方向、横方向を同時に延伸してもよく、また縦方向、横方向に逐次延伸してもよい。塗布層は逐次延伸の場合、一方向に延伸した１軸配向フィルムに、水性塗液を塗布し、そのままもう一方向に延伸し熱固定することによって設けられる。塗布方法としては、公知の任意の塗布法が適用できる。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、含浸法及びカーテンコート法などを単独または組み合わせて用いることができる。塗布量は走行しているフイルム１ｍ²当り０．５〜２０ｇ、更に１〜１０ｇが好ましい。

＜フレキシブルディスプレイ基板用フィルム＞
このようにして得られた積層ポリエステルフィルムは、フレキシブルディスプレイ基板用フィルムとして好適に用いられる。
本発明の積層ポリエステルフィルムは、薄肉フィルムでありながら、表面平滑性、透明性及びハンドリング性に優れることから、かかるフィルムをフレキシブルディスプレイの基板として用いることによって、視認性に優れ、またガスバリア層を積層させた場合に、素子の劣化を抑制するガスバリア性を有し、しかもディスプレイの薄肉化が可能なことからフレキシブル性や携帯性に優れたフレキシブルディスプレイ用途に好適に用いることが可能である。フレキシブルディスプレイの種類としては、素子の劣化を抑制するために水蒸気ガスバリア性が必要とされる有機ＥＬディスプレイや電子ペーパーに好ましく用いることができる。その他、有機ＴＦＴ用の基板フィルムや太陽電池用の基板フィルムとして用いることができる。なお、ガスバリア層は、基材層面側に積層されることが好ましい。基材層面側は、表面粗さＷＲａが１ｎｍ以下と高平坦であることから、ガスバリア層を積層させた際、ガスバリア層との界面に水蒸気が透過する欠点となる隙間が生じないためである。ガスバリア層としては、例えば金属酸化物または金属窒化物からなる層が例示される。金属酸化物として、例えば酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化錫インジウム(ITO)、酸化タンタニウム、酸化ジルコニウムおよび酸化ニオジウムが挙げられ、１種類またはそれらを組み合わせて用いてもよい。金属窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化珪素および窒化ホウ素が例示され、１種類またはそれらを組み合わせて用いてもよい。

以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例のみ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。また、実施例中の部および％は、特に断らない限り、それぞれ重量部および重量％を意味する。

（１）フィルム厚み
電子マイクロメータ（アンリツ（株）製の商品名「Ｋ−３１２Ａ型」）を用いて針圧３０ｇにてフィルム厚みを測定した。

（２）ヘイズ、全光線透過率
ＪＩＳ規格 Ｋ６７１４−１９５８に従い、フィルムサンプルの全光線透過率Ｔｔ（％）と散乱光透過率Ｔｄ（％）を求め、ヘイズ（（Ｔｄ／Ｔｔ）×１００）（％）を算出した。
ヘイズ
◎：０．５％以下
○：０．５％を越えて１．０％以下
×：１．０％を越える
全光線透過率
◎：８７％以上 （光学特性極めて良好）
〇：８５以上８７％未満 （光学特性良好）
×：８５％未満 （光学特性不良）

（３）表示画面のコントラスト評価
フィルムサンプルを電子ペーパー基板として用い、フィルム層、ドライバ層、電気泳動タイプのマイクロカプセルを用いたインク層、フィルム層の順に積層させて表示画面を作成し、テストパターンを表示させて目視により以下の基準でコントラストを評価した。
◎：表示画面が鮮明でコントラスト良好
○：表示画面が若干白く見える
×：表示画面が白く見えてコントラスト低下

（４）塗布層厚み
フィルムの小片をエポキシ樹脂（リファインテック（株）製の商品名「エポマウント」）中に包埋し、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ−Ｊｕｎｇ社製Ｍｉｃｒｏｔｏｍｅ２０５０を用いて包埋樹脂ごと５０ｎｍ厚さにスライスし、透過型電子顕微鏡（ＬＥＭ−２０００）にて加速電圧１００ＫＶ、倍率１０万倍にて観察し、塗布層の厚みを測定した。

（５）粒子の平均粒径
塗布層厚みの測定と同様の操作を行ない、５０個の粒子の粒子径を測定し、平均値を平均粒子径とした。

（６）粒子の脱落評価
２０ｍｍ幅に切断したフィルムサンプルを用い、フィルムの塗布層面を直径１０ｍｍの円柱状ステンレス製固定バーにあてて２００ｇの荷重を加えた状態で８０ｍ走行させた後、バーに付着した塗膜の白粉を観察し、耐削れ性を下記の通り評価する。
〇：バーに白粉の付着が無い （耐削れ性良好）
△：バーに白粉がやや付着する （耐削れ性やや不良）
×：バーに白粉が多量に付着する（耐削れ性不良）

（７）表面粗さＷＲａ
ＷＹＫＯ社製非接触式三次元粗さ計（ＮＴ―２０００）を用いて測定倍率２５倍、測定面積２４６．６μｍ×１８７．５μｍ（０．０４６２ｍｍ^２）の条件にて、該粗さ計に内蔵された表面解析ソフトにより、下記式から中心面平均粗さ（ＷＲａ）を求める。なお、得られた値は、測定回数（ｎ）１０回での平均値である。

ここで、Ｚ_ｊｋは測定方向（２４６．６μｍ）、それと直交する方向（１８７．５μｍ）をそれぞれｍ分割、ｎ分割したときの各方向のｊ番目、ｋ番目の位置における三次元粗さチャート上の高さである。
塗布層面側
×：１０nmを越える （表面平坦性不良）
〇：３nm以上１０nm以下 （ハンドリング性、表面性良好）
×：３nm未満 （ハンドリング性不良）
基材層面側
〇：０nm以上１nm以下 （表面平坦性良好）
△：１nmを越え２nm以下 （表面平坦性やや不良）
×：２nmを越える （表面平坦性不良）

（８）滑り性
ＨＯＹＯ ＥＲＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯＲＰ製のフリクションテスターＳＦＴ−１２００Ｓを用いて、１０ｍｍ幅にスリットしたフィルムに４０ｇ／ｍｍ^２の荷重Ｔ_１（ｇ）をかけ、外径６ｍｍφのＳＵＳ３０４製のピン（表面粗さＲａ＝２０ｎｍ）に角度９０°で接触させ、２０ｍｍ／ｓｅｃの速度で走行させたときの引き取り荷重Ｔ_２（ｇ）を検出し、次式によって摩擦係数μを算出し、下記基準にて評価した。
μ＝（２．３０３／θ）ｌｏｇ（Ｔ_２／Ｔ_１）
○ ０．３６以下
△ ０．３６を越え０．４０以下
× ０．４を越える

（９）ガスバリア性
基材層面上にスパッタリング法にて厚さ３０ｎｍのＳｉＯ_２膜を形成し、ＭＯＣＯＮ社製のパーマトランＷ１Ａを用いて４０℃、９０ＲＨ％雰囲気下における水蒸気透過率を測定し、下記基準にてガスバリア性を評価した。
〇： 水蒸気透過率≦０．１ｇ／ｍ^２／ｄａｙ ・・・・・・・・バリア性良好
×： ０．１ｇ／ｍ^２／ｄａｙ＜水蒸気透過率 ・・・・・・・・バリア性不良

＜塗布層中の樹脂組成と各成分の配合比＞
実施例と比較例で用いた塗布層を構成する高分子バインダー及び粒子の種類と含有量は表１の通りである。なお、各塗布層ともに、表１に記載の成分の他にワックスとしてカルナバワックス（中京油脂株式会社製の商品名「セロゾール５２４」）５重量％、濡れ剤としてポリオキシエチレン（ｎ＝７）ラウリルエーテル（三洋化成株式会社製の商品名「ナロアクティーＮ−７０」）５重量％を含む。各成分の含有量は、いずれも塗布層の重量を基準とする。
塗布層を構成する高分子バインダー成分、粒子の種類を以下に示す。

（コポリエステル樹脂）
酸成分が２，６−ナフタレンジカルボン酸６３モル％／イソフタル酸３２モル％／５−ナトリウムスルホイソフタル酸５モル％、グリコール成分がエチレングリコール９０モル％／ジエチレングリコール１０モル％で構成されている（Ｔｇ＝７６℃、平均分子量１２０００）。
なお、該ポリエステル樹脂は下記の通り製造した。すなわち、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジメチル４２部、イソフタル酸ジメチル１７部、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル４部、エチレングリコール３３部、ジエチレングリコール２部を反応器に仕込み、これにテトラブトキシチタン０．０５部を添加して窒素雰囲気下で温度を２３０℃にコントロールして加熱し、生成するメタノールを留去させてエステル交換反応を行った。次いで反応系の温度を徐々に２５５℃まで上昇させ系内を１ｍｍＨｇの減圧にして重縮合反応を行い、ポリエステルを得た。

（アクリル樹脂）
メチルメタクリレート３０モル％／２−イソプロペニル−２−オキサゾリン３０モル％／ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリレート１０モル％／アクリルアミド３０モル％で構成されている（Ｔｇ＝５０℃）。
なお、アクリル樹脂は下記の通り製造した。すなわち、四つ口フラスコに、イオン交換水３０２部を仕込んで窒素気流中で６０℃まで昇温させ、次いで重合開始剤として過硫酸アンモニウム０．５部、亜硝酸水素ナトリウム０．２部を添加し、更にモノマー類である、メタクリル酸メチル２３．３部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン２２．６部、ポリエチレンオキシド（ｎ＝１０）メタクリル酸４０．７部、アクリルアミド１３．３部の混合物を３時間にわたり、液温が６０〜７０℃になるよう調整しながら滴下した。滴下終了後も同温度範囲に２時間保持しつつ、撹拌下に反応を継続させ、次いで冷却して固形分が２５％のアクリルの水分散体を得た。

（粒子）
粒子Ａ：平均粒径８０ｎｍのシリカ粒子
粒子Ｂ：平均粒径６０ｎｍのシリカ粒子
粒子Ｃ：平均粒径４０ｎｍのシリカ粒子
粒子Ｄ：平均粒径１２０ｎｍのシリカ粒子
粒子Ｅ：平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカ粒子

［実施例１］
ナフタレン−２，６−ジカルボン酸ジメチル１００部およびエチレングリコール６０部を、エステル交換触媒として酢酸マンガン四水塩０．０３部を使用し、１５０℃から２３８℃に徐々に昇温させながら１２０分間エステル交換反応を行なった。途中反応温度が１７０℃に達した時点でリン酸トリメチル（エチレングリコール中で１３５℃、５時間、０．１１〜０．１６ＭＰａの加圧下で加熱処理した溶液：リン酸トリメチル換算量で０．０２３部）を添加し、エステル交換反応終了後、三酸化アンチモン０．０２４部を添加した。その後反応生成物を重合反応器に移し、２９０℃まで昇温し、２７Ｐａ以下の高真空下にて重縮合反応を行って固有粘度が０．６１ｄｌ／ｇの、実質的に粒子を含有しない、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを得た。

このポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートのペレットを１７０℃で６時間乾燥後、押出機ホッパーに供給し、溶融温度３０５℃で溶融し、平均目開きが１７μｍのステンレス鋼細線フィルターで濾過し、２ｍｍのスリット状ダイを通して表面温度６０℃の回転冷却ドラム上で押出し、急冷して未延伸フィルムを得た。このようにして得られた未延伸フィルムを１２０℃にて予熱し、さらに低速、高速のロール間で１５ｍｍ上方より９００℃のＩＲヒーターにて加熱して縦方向に３．１倍に延伸した。この縦延伸後のフィルムの片面に、表１に示す主成分を含む固形分濃度４重量％の水性液をロールコーターにて塗布し、続いてテンターに供給して、１４５℃にて横方向に．３．５倍に延伸した。得られた二軸配向フィルムを２４０℃の温度で４０秒間熱固定し厚み２５μｍの積層ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。透明性、ハンドリング性に優れ、また基材層面の表面が平坦でガスバリア性に優れるフィルムを得ることができた。

［比較例１］
塗布層を設けない以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られたフィルムの特性を表１に示す。

［実施例２〜７、比較例２〜８］
粒子の種類、平均粒径及び含有量、並びに塗布層厚みを表１に示すように変えた以外は実施例１と同様の操作を行った。得られたフィルムの特性を表１に示す。

［比較例９］
実施例１で用いたポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートに平均粒径０．３５μｍの球状シリカ粒子を０．１重量％練り込んだものを作成し、塗布層を設けない以外は実施例１と同様の方法にて２軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの特性を表１に示す。得られたフィルムには滑材が含まれているため、ヘイズが高く、全光線透過率も劣る不透明なフィルムであった。

［比較例１０］
実施例１で用いたポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートをＡ層、比較例９で用いた球状シリカ粒子を含むポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートをＢ層として共押出を行い、塗布層を設けない以外は実施例１と同様の方法にて２軸延伸フィルムを得た。２軸延伸後のＡ層の厚みは１７．５μｍ、Ｂ層の厚みは７．５μｍであった。粒子を含むＢ層厚みが塗布層に比べて厚いためにヘイズが高く不透明なフィルムであった。

本発明のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルムは、薄肉フィルムでありながら、表面平滑性、透明性及びハンドリング性に優れることから、かかるフィルムをフレキシブルディスプレイの基板として用いることによって、視認性に優れ、素子の劣化を抑制するガスバリア性を有し、しかもディスプレイの薄肉化が可能なことからフレキシブル性や携帯性に優れたフレキシブルディスプレイを提供することができる。

Claims (6)

1. 芳香族ポリエステルを主たる成分とする粒子を含まない基材層（Ａ）の片面に粒子を含む塗布層（Ｂ）が設けられた２層からなる積層ポリエステルフィルムであって、基材層（Ａ）厚みが１２〜１２５μｍ、塗布層（Ｂ）が下記式（１）〜（３）をそれぞれ満足し、
   ３０ｎｍ≦粒子の平均粒径ｄ≦１００ｎｍ ・・・（１）
   １．２＜ｄ／tＢ＜３．０ ・・・（２）
   ４重量％≦粒子の含有量≦２０重量％ ・・・（３）
   （上式中、ｄは粒子の平均粒径、tＢは塗布層（Ｂ）の層厚をそれぞれ表し、また粒子の含有量とは塗布層（Ｂ）の重量を基準とした粒子の含有量を表す）
   かつ積層ポリエステルフィルムの全光線透過率が８５％以上、ヘイズが１．０％以下であることを特徴とするフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。
2. 塗布層面側の表面粗さＷＲaが３〜１０ｎｍ、基材層面側の表面粗さＷＲaが１ｎｍ以下である請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。
3. 基材層を構成する芳香族ポリエステルがポリエチレンナフタレンジカルボキシレートである請求項１または２に記載のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。
4. 塗布層に含まれる粒子が球状シリカ粒子である請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。
5. 基材層面側にガスバリア層が積層された請求項１〜４のいずれかに記載のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。
6. フレキシブルディスプレイが有機ＥＬディスプレイまたは電子ペーパーである請求項１〜５のいずれかに記載のフレキシブルディスプレイ基板用積層ポリエステルフィルム。