JP2016177211A - 偏光板保護フィルム用積層ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光板製造の工程において用いられる保護フィルムとして使用した時に液晶ディスプレイの製造工程における紫外線による液晶の劣化および変色を低減することができ、かつ紫外線吸収剤がポリエステルフィルムからブリードアウトすることのない良好なポリエステルフィルムを提供する。
【解決手段】 少なくとも３層からなる積層ポリエステルフィルムであって、両最外層の厚さが３．５μｍ以上であり、内層のいずれかに紫外線吸収剤を含有し、積層ポリエステルフィルムの波長３８０ｎｍにおける光線透過率が１０．０％以下であり、ＵＶ照射前後の色目変化ΔＥ＊ａｂ値が３．２以下であることを特徴とする偏光板保護フィルム用積層ポリエステルフィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は、偏光板保護フィルム、すなわち、液晶ディスプレイの製造工程において偏光板に貼り付けることにより、偏光板を保護するために使用されるフィルムに好適に使用される偏光板保護フィルム用ポリエステルフィルムに関するものである。

ポリエステルフィルムは、透明性、機械的強度、寸法安定性、平坦性、耐熱性、耐薬品性等に優れ、例えば、偏光板等の光学部材の表面を傷、汚染から保護する保護フィルム、ディスプレイのバックライトユニット等の部材、包装用、製版用、転写用、建材用等、各種の用途に使用されている。

最近、液晶ディスプレイの前面板と偏光板を貼り合わせる部材にＵＶ硬化型粘着剤を用いる場合があり、従来は前面板側からのＵＶ照射のみで粘着剤を硬化させていた。しかし、近年のスマートフォンの普及に伴い液晶ディスプレイの意匠性、デザイン性が多種多様になってきたことで前面版の縁取りが複雑化するにしたがい、粘着剤が一部硬化不十分となる問題が生じたため、液晶ディスプレイの全面からＵＶ照射する必要がでてきた。

通常のポリエステルはＵＶ吸収能を有していないため、偏光板製造の工程において用いられる保護フィルム基材として使用した場合に、ＵＶ照射により液晶パネルが劣化してしまう問題がある。また、通常のポリエステルの場合、同時にフィルムが変色してしまうため、ＵＶ照射後の液晶ディスプレイの検査精度の低下を引き起こしてしまう問題もある。

液晶ディスプレイにおいて、ポリエステルフィルムを偏光板保護フィルムとして使用する場合に、紫外線による液晶の劣化を防ぐためにポリエステルフィルムに紫外線吸収剤を配合する方法が知られているが、ポリエステルフィルムの最表層に紫外線吸収剤を配合した場合、紫外線吸収剤がポリエステルフィルムからブリードアウトする場合があり好ましくない。

上記のような問題に対して、少なくとも３層からなる積層ポリエステルフィルムの内層に紫外線吸収剤を配合する検討も行われている（特許文献１）。しかし、特許文献１では紫外線吸収剤のポリエステルフィルムからのブリードアウトを抑制する方法について考慮されていない。

特開２０１０−２４３６３０号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決課題は、偏光板製造の工程において用いられる保護フィルムとして使用した時に液晶ディスプレイの製造工程における紫外線による液晶の劣化および変色を低減することができ、かつ紫外線吸収剤がポリエステルフィルムからブリードアウトすることのない良好な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、上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、特定の構成からなるポリエステルフィルムを用いれば、上述の課題を容易に解決できることを知見し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の要旨は、少なくとも３層からなる積層ポリエステルフィルムであって、両最外層の厚さが３．５μｍ以上であり、内層のいずれかに紫外線吸収剤を含有し、積層ポリエステルフィルムの波長３８０ｎｍにおける光線透過率が１０．０％以下であり、ＵＶ照射前後の色目変化ΔＥ＊ａｂ値が３．２以下であることを特徴とする偏光板保護フィルム用積層ポリエステルフィルムに存する。

本発明によれば、偏光板製造の工程において用いられる保護フィルムとして使用した時に液晶ディスプレイの製造工程における紫外線による液晶の劣化および変色を低減することができ、かつ紫外線吸収剤がポリエステルフィルムからブリードアウトすることのない良好なポリエステルフィルムを提供することができ、本発明の工業的価値は高い。

本発明でいうポリエステルフィルムとは、いわゆる押出法に従い押出口金から溶融押出されたシートを延伸したフィルムである。

上記のフィルムを構成するポリエステルとは、ジカルボン酸と、ジオールとからあるいはヒドロキシカルボン酸から重縮合によって得られるエステル基を含むポリマーを指す。
ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、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等を、ジオールとしては、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、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。
かかるポリマーの代表的なものとして、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンー２、６ナフタレート等が例示される。

本発明におけるポリエステルフィルムには、取り扱いを容易にするために透明性を損なわない条件で粒子を含有させてもよい。本発明で用いる粒子の例としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、シリカ、カオリン、タルク、二酸化チタン、アルミナ、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、ゼオライト、硫化モリブデン等の無機粒子や、架橋高分子粒子、シュウ酸カルシウム等の有機粒子を挙げることができる。また粒子を添加する方法としては、原料とするポリエステル中に粒子を含有させて添加する方法、押出機に直接添加する方法等を挙げることができ、このうちいずれか一方の方法を採用してもよく、２つの方法を併用してもよい。

用いる粒子の粒径は、通常０．０５〜５.０μｍ、好ましくは０．１〜４.０μｍである。平均粒径が５．０μｍより大きいとフィルムのヘーズが大きくなり、フィルムの透明性が低下することがある。平均粒径が０．１μｍより小さいと表面粗度が小さくなりすぎて、フィルムの取り扱いが困難になる場合がある。粒子含有量は、ポリエステルに対し、通常０．００１〜３０．０重量％であり、好ましくは０．０１〜２０．０重量％である。粒子含有量が多いとヘーズが大きくなり、フィルムの透明性が低下することがあり、粒子含有量が少ないとフィルムの取り扱いが困難になる場合がある。

ポリエステルに粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用しうる。例えば、ポリエステルを製造する任意の段階において添加することができるが、好ましくはエステル化の段階、もしくはエステル交換反応終了後、重縮合反応を進めてもよい。また、ベント付き混錬押出機を用い、エチレングリコールまたは水などに分散させた粒子のスラリーとポリエステル原料とをブレンドする方法、または、混錬押出機を用い、乾燥させた粒子とポリエステル原料とをブレンドする方法などによって行われる。

本発明では、積層ポリエステルフィルムの内層のいずれかに、紫外線吸収剤を含有している必要がある。紫外線吸収剤は液晶ディスプレイの製造工程における紫外線照射による液晶の劣化を防止するために配合される。ポリエステルフィルム中に含有される紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤および無機系紫外線吸収剤が挙げられる。

有機系紫外線吸収剤としては、サリチル酸系、例えば、フェニルサリチレート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリチレート、ｐ−オクチルフェニルサリチレート等、ベンゾフェノン系、例えば、２−ヒドロキシ−４−ベンジルオキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−オクトキベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ドデシロキシベンゾフェノン、２,２´−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−２´−ジヒドロキシ−４,４´−ジメトキシベンゾフェノン等、ベンゾトリアゾール系、例えば、２−（２´−ヒドロキシ−５´−ｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−５´−ｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−５´−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´５´−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´−ｔ−ブチル−５´−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´５´−ジ−ｔ−ブチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール等、天然物系、例えば、オリザノール、シアバター、バイカリン等、生体系、例えば、角質細胞、メラニン、ウロカニン酸等が挙げられる。これら有機系紫外線吸収剤は１種類、または２種類以上併用して用いることができる。これらの有機系紫外線吸収剤には紫外線安定剤として、ヒンダードアミン系化合物を併用することができる。

無機系紫外線吸収剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン系複合酸化物、酸化亜鉛系複合酸化物、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫）等が挙げられる。酸化チタン系複合酸化物としては、例えば、シリカ、アルミナをドープした酸化亜鉛等が挙げられる。これらの無機系紫外線吸収剤は１種類、または、２種類以上併用して用いることができる。また、有機系紫外線吸収剤と無機系紫外線吸収剤を併用しても構わない。

紫外線吸収剤をポリエステルフィルムに配合する方法として、紫外線吸収剤を押出機に直接添加する方法、あらかじめ紫外線吸収剤を練り込んだポリエステル樹脂を押出機に添加する方法等を挙げることができ、このうちいずれか一方の方法を採用してもよく、２つの方法を併用してもよい。

本発明のポリエステルフィルムは、波長３８０ｎｍにおける光線透過率が１０％以下、好ましくは５％以下である。波長３８０ｎｍにおける光線透過率が１０％より大きくなると、液晶の劣化が促進されるため、好ましくない。

本発明では必要に応じて他にも添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、染料、顔料、などが挙げられる。

本発明においては、公知の手法により乾燥したポリエステルチップを溶融押出装置に供給し、それぞれのポリマーの融点以上である温度に加熱し溶融する。次いで、溶融したポリマーをダイから押出し、回転冷却ドラム上でガラス転移点以下の温度になるように急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。この場合、シートの平面性を向上させるため、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、本発明においては静電印加密着法および／または液体塗布密着法が好ましく採用される。

本発明においては、このようにして得られたシートを２軸方向に延伸してフィルム化することが好ましい。延伸条件について具体的に述べると、前記未延伸シートを好ましくは縦方向に８０〜１３０℃で１．３〜６倍に延伸し、縦１軸延伸フィルムとした後、横方向に９０〜１６０℃で１．３〜６倍延伸を行い。１５０〜２４０℃で１〜６００秒間熱処理を行うことが好ましい。さらにこの際、熱処理の最高温度ゾーンおよび／または熱処理出口のクーリングゾーンにおいて、縦方向および／または横方向に０．１〜２０％弛緩する方法が好ましい。

本発明のポリエステルフィルムの厚さは、通常１２〜５０μｍ、好ましくは１９〜３８μｍである。ポリエステルフィルムの厚さが１２μｍよりも薄い、または５０μｍよりも厚い場合、フィルムの取り扱い性が悪くなる。

本発明のポリエステルフィルムは３層以上の積層構造からなる二軸配向ポリエステルフィルムで、両最外層の厚さを３．５μｍ以上である必要がある。さらに好ましくは５．０μｍ以上である。両最外層の厚さが３．５μｍより薄いと紫外線吸収剤がポリエステルフィルムからブリードアウトしてしまう問題がある。

本発明のポリエステルフィルムのＵＶ光照射による色目変化量ΔＥ＊ａｂ値は３．２以下である必要があり、好ましくは３．０以下である。ΔＥ＊ａｂ値が３．３以上となる場合、光の屈折や吸収の影響が大きくなるため、ＵＶ照射後の偏光板検査工程において検査精度が低下してしまう問題がある。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、種々の諸物性、特性は以下のように測定、または定義されたものである。実施例中、「％」は「重量％」を意味する。

（１）光線透過率の測定
分光光度計（株式会社島津製作所ＵＶ−３１００ＰＣ型）により、スキャン速度を低速、サンプリングピッチを２ｎｍ、波長３００〜７００ｎｍ領域で連続的に光線透過率を測定し、３８０ｎｍ波長での光線透過率を検出した。
◎：３８０ｎｍ波長での光線透過率５％以下（液晶パネルが劣化しないレベル）
○：３８０ｎｍ波長での光線透過率１０％以下（実用上問題ないレベル）
×：３８０ｎｍ波長での光線透過率１１％以上（液晶パネルが劣化するレベル）

（２）ＵＶ光照射による色目変化の評価
メタルウェザー試験機（ダイプラ・ウィンテス株式会社ＫＷ−Ｒ５ＴＰ−Ａ型）によりフィルム面にＵＶ光を照射させた。条件は、照度１６０ｍＷ／ｃｍ２、照射時間１２時間（ＬＩＧＨＴ（５３℃、５０％ＲＨ）１０時間、ＤＥＷ（３０℃、９８％）２時間）、散水はＤＥＷの前後に３０秒。その後、色彩色差計（コニカミノルタ株式会社ＣＲ−４１０型）によりサンプルのΔＥ＊ａｂ値（ＪＩＳ Ｚ ８７８１に基づき照射時間０時間と１２時間の測色データから算出、測定光源Ｃ）を測定した。
○：ΔＥ＊ａｂ値３．２以下（実用上問題ないレベル）
×：ΔＥ＊ａｂ値３．３以上（実用上問題あるレベル）

（３）耐ブリードアウト性
１５０℃３０分の加熱後、サンプルの表面を顕微鏡観察することにより、紫外線吸収剤の析出有無を確認する。
○：紫外線吸収剤の析出なし（実用上問題ないレベル）
×：紫外線吸収剤の析出あり（実用上問題あるレベル）

（４）総合評価
ＵＶ吸収性能、ＵＶ光照射による色目変化、耐ブリードアウト性の各評価項目につき、下記判定基準より総合評価を得た。
＜判定基準＞
○：ＵＶ吸収性能、ＵＶ光照射による色目変化、耐ブリードアウト性のすべてが○
×：ＵＶ吸収性能、ＵＶ光照射による色目変化、耐ブリードアウト性の少なくとも一つが×

実施例１：
（ポリエステルチップの製造法）
ジメチルテレフタレート１００部、エチレングリコール７０部、および酢酸カルシウム一水塩０．０７部を反応器にとり、加熱昇温すると共にメタノール留去させエステル交換反応を行い、反応開始後、約４時間半を要して２３０℃に昇温し、実質的にエステル交換反応を終了した。次に燐酸０．０４部および三酸化アンチモン０．０３５部を添加し、常法に従って重合した。すなわち、反応温度を徐々に上げて、最終的に２８０℃とし、一方、圧力は徐々に減じて、最終的に０．０５ｍｍＨｇとした。４時間後、反応を終了し、常法に従い、チップ化してポリエステル（Ａ）を得た。得られたポリエステルチップの溶液粘度ＩＶは、０．６５であった。

（ポリエステルＢの製造方法）
上記ポリエステル（Ａ）を製造する際、平均粒径３．４μｍの非晶質シリカを６００ｐｐｍ添加し、ポリエステル（Ｂ）を作成した。
（ポリエスエルＣの製造方法）
上記ポリエステル（Ａ）を製造する際、紫外線吸収剤として２，２−（１，４−フェニレン）ビス［４Ｈ−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン］を１０％濃度となるように添加してポリエステル（Ｃ）を作成した。

（ポリエステルフィルムの製造）
上記ポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ８５％、１５％の割合で混合した混合原料をＢ層用の原料とし、ポリエステル（Ｂ）をＡ層用の原料とし、Ａ層およびＢ層用原料をそれぞれ別個の溶融押出機により溶融押出して（Ａ／Ｂ／Ａ）の２種３層積層の無定形シートを得た。次いで、冷却したキャスティングドラム上に、シートを共押出し冷却固化させて無配向シートを得た。次いで、９０℃にて縦方向に３．４倍延伸した後、さらにテンター内で予熱工程を経て９０℃で横方向に４．１倍延伸、２３０℃で１０秒間の熱処理を行い、厚さ３８μｍ(Ａ層：４．０μｍ、Ｂ層：３４．０μｍ)のポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは耐ＵＶ性能、耐ブリードアウト性能に優れ、ＵＶ照射による色目の変化も少なかった。

実施例２：
実施例１において、Ｂ層用の原料としてポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ９０％、１０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは耐ＵＶ性能が実施例１に劣るが、実用上は問題なかった。

実施例３：
実施例１において、各層の厚さをＡ層：６．０μｍ、Ｂ層：３２．０μｍにする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは耐ＵＶ性能、耐ブリードアウト性能に優れ、ＵＶ照射による色目の変化も少なかった。

実施例４：
実施例１において、各層の厚さをＡ層：６．０μｍ、Ｂ層：３２．０μｍにし、また、Ｂ層用の原料としてポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ９０％、１０％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは耐ＵＶ性能が実施例１および実施例３に劣るが、実用上は問題なかった。

比較例１：
実施例１において、各層の厚さをＡ層：２．０μｍ、Ｂ層：３６．０μｍにする以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムは耐ブリードアウト性が低く、実用上問題あるレベルとなった。

比較例２：
実施例１において、Ｂ層用の原料としてポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ９５％、５％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムはＵＶ吸収能が低く、ＵＶ照射による色目変化が実用上問題あるレベルとなった。

比較例３：
実施例１において、各層の厚さをＡ層：２．０μｍ、Ｂ層：３６．０μｍにし、また、Ｂ層用の原料としてポリエステル（Ａ）、（Ｃ）をそれぞれ９５％、５％の割合で混合した原料を使用する以外は実施例１と同様にしてポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステルフィルムはＵＶ吸収能および耐ブリードアウト性が低く、ＵＶ照射による色目変化が実用上問題あるレベルとなった。

以上、得られた結果をまとめて下記表１に示す。

本発明のフィルムは、例えば、偏光板保護フィルム用のフィルムとして好適に利用することができる。

Claims (1)

1. 少なくとも３層からなる積層ポリエステルフィルムであって、両最外層の厚さが３．５μｍ以上であり、内層のいずれかに紫外線吸収剤を含有し、積層ポリエステルフィルムの波長３８０ｎｍにおける光線透過率が１０．０％以下であり、ＵＶ照射前後の色目変化ΔＥ＊ａｂ値が３．２以下であることを特徴とする偏光板保護フィルム用積層ポリエステルフィルム。