JP2021066882A - ポリエステルフィルムおよびこれを含むフレキシブルディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性および外観特性が制御されたポリエステルフィルムおよびこれを含むフレキシブルディスプレイ装置を提供する。【解決手段】一実現例によると、応力-ひずみ曲線（stress-strain curve）においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である、ポリエステルフィルムが提供される。これにより、一定の応力を長時間持続しても変形が発生しない柔軟性を有しながら、外部押圧の衝撃に強い特性を同時に達成することができる。したがって、前記ポリエステルフィルムは、フレキシブルディスプレイ装置、特にフォルダブルディスプレイ装置のカバーに適用され、優れた特性を発揮することができる。【選択図】図１

Description

実現例は、柔軟性および外観特性が制御されたポリエステルフィルムおよびこれを含むフレキシブルディスプレイ装置に関するものである。

ディスプレイ技術は、ＩＴ機器の発達に伴う需要に支えられ更なる発展を遂げており、カーブド（curved）ディスプレイ、ベンデッド（bended）ディスプレイなどの技術は、すでに商用化されている。最近、大画面および携帯性が同時に求まられるモバイル機器分野において、外力に応じて柔軟に曲がるかフォルディング（folding）され得るフレキシブルディスプレイ（flexible display）装置が好まれている。特に、フォルダブル（foldable）ディスプレイ装置は、使用しないときは折りたたんで小さくして携帯性を高め、使用するときは広げて大画面を実現できることが大きなメリットである。

これらのフレキシブルディスプレイ装置は、カバーウィンドウとして透明ポリイミドフィルムまたは超薄型ガラス（ＵＴＧ）を主に使用するが、透明ポリイミドは外部のスクラッチに対する脆弱性があり、超薄型ガラスは飛散防止特性に脆弱性があると言う問題があって、その表面に保護フィルムが適用される。フォルダブルディスプレイ装置に適用されるフィルムは、フォルディングされた状態で持続的に引張応力がフィルムに加わるが、この状態でフィルムが変形すると、構成層間の剥離が発生し得る。

これを防止するために、一定の応力を長時間持続した場合にも変形が容易に発生しない軟質素材の高分子フィルムを保護フィルムとして使用し得る（特許文献１を参照）。しかし、軟質素材の高分子は、くっつき易い特性のため工程上の制御が難しく、ゲル発生に起因して無欠点の透明フィルム製造が難しいためカバーウィンドウとの異質感が生じ、薄型フィルムの製造が容易ではなく外部押圧などの衝撃により変形され易い問題がある。

韓国公開特許第２０１７−０１０９７４６号公報

フレキシブルディスプレイ装置のカバーに適用される保護フィルムとして、最近ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステル素材のフィルムが考慮されているが、フォルダブルディスプレイ用途に求められる柔軟性、つまり、弾性回復力の脆弱性問題を解決しなければならない。

一方、このようなポリエステルフィルムの柔軟性を単に高めるように改質すると、フィルム製造または製品使用中に異物や外力によってフィルムに押圧（dent）跡が発生し易いので、外観欠陥を引き起こし得る。

そこで、本発明者らが研究した結果、ポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率および結晶化度を特定の範囲に調節することにより、柔軟性と外観特性とを同時に向上させ得ることを見出した。

したがって、実現例の課題は、多数のフォルディングおよび外部押圧に対しても変形が抑制されたポリエステルフィルム、該フィルムと透明カバーとの積層体、およびこれを含むフレキシブルディスプレイ装置を提供するものである。

一実現例によると、応力-ひずみ曲線（stress-strain curve）においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である、ポリエステルフィルムが提供される。

他の実現例によると、フレキシブルディスプレイ装置用透明カバーと、前記透明カバー上に配置されるポリエステルフィルムとを含み、前記ポリエステルフィルムは、応力-ひずみ曲線においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である、積層体が提供される。

また他の実現例によると、フレキシブルディスプレイパネルと、前記フレキシブルディスプレイパネル上に配置されるポリエステルフィルムとを含み、前記ポリエステルフィルムは、応力-ひずみ曲線においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である、フレキシブルディスプレイ装置が提供される。

前記実現例によると、ポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の決定係数（Ｒ^２）値および結晶化度を特定の範囲に調節することにより、一定の応力を長時間持続しても変形が発生しない柔軟性を有しながら、外部押圧の衝撃に強い特性を同時に達成し得る。

したがって、前記ポリエステルフィルムは、フレキシブルディスプレイ装置のカバーに適用され、多数の繰り返しフォルディングに対しても元の特性を維持しつつ、製品使用中に様々な要因によって外観特性が低下することを防止し得る。

また、前記ポリエステルフィルムは薄膜の製造が容易であり、ディスプレイ用カバーウィンドウとの異質感を感じない透明性を有し得る。

したがって、前記ポリエステルフィルムは、フレキシブルディスプレイ装置、特にフォルダブルディスプレイ装置のカバーウィンドウに適用され得る。

図１は、ポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の曲線およびこれに適用された回帰直線を示したものである。 図２ａは、実施例１のポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の曲線を示したものである。 図２ｂは、比較例１のポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の曲線を示したものである。 図３ａは、実施例１のポリエステルフィルムの応力-ひずみ曲線におけるひずみ率０％〜２％区間を示したものである。 図３ｂは、比較例１のポリエステルフィルムの応力-ひずみ曲線におけるひずみ率０％〜２％区間を示したものである。 図４ａは、実施例１のポリエステルフィルムの応力-ひずみ曲線におけるひずみ率２％〜３％区間を示したものである。 図４ｂは、比較例１のポリエステルフィルムの応力-ひずみ曲線におけるひずみ率２％〜３％区間を示したものである。 図５ａは、インフォルディング（in-folding）タイプのフレキシブルディスプレイ装置の断面図を示したものである。 図５ｂは、アウトフォルディング（out-folding）タイプのフレキシブルディスプレイ装置の断面図を示したものである。 図６は、有機発光ディスプレイ装置の断面図の一例を示したものである。

以下の実現例の説明において、１つの構成要素が他の構成要素の上または下に形成されるものと記載することは、１つの構成要素が他の構成要素の上または下に直接、または他の構成要素を介して間接的に形成されるものをすべて含む。

図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張され得、実際に適用される大きさと異なり得る。

本明細書において、ある構成要素を「含む」ということは、特に反する記載がない限り、それ以外の他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。

また、本明細書に記載された構成要素の物性値、寸法などを表すすべての数値範囲は、特に記載がない限り、すべての場合に「約」という用語で修飾されるものと理解するべきである。

本明細書において単数表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数または複数を含む意味で解釈される。

［ポリエステルフィルム］
一実現例によるポリエステルフィルムは、応力-ひずみ曲線（stress-strain curve）においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である。

［応力に対するひずみ率の決定係数］
前記ポリエステルフィルムは、任意の方向に引っ張る際、特定のひずみ率区間において、応力に対するひずみ率（すなわち引張ひずみ率）の決定係数（Ｒ^２）値が特定の範囲を有する。これにより、前記ポリエステルフィルムは、フレキシブルディスプレイ装置のカバーに適用され、多数の繰り返しフォルディングに対しても元の特性を維持することができる。

本明細書において決定係数（coefficient of determination）とは、統計学的用語として公知のように、回帰式の適合度を測る尺度であり、回帰分析で従属変数Ｙのデータｙ_ｉに対して、ｙ_ｉの全変動に対する変動の比率を示す。決定係数は通常Ｒ^２で示し、その値が１に近いほど回帰式の適合度は高くなる。

一例として、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が、面内互いに垂直な第１方向および第２方向に対して、それぞれ０．９８５以上、０．９８６以上、０．９８７以上、０．９８８以上、または０．９８９以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、ひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が、前記第１方向および第２方向に対してそれぞれ０．９８５〜０．９９５、０．９８６〜０．９９５、０．９８７〜０．９９５、または０．９８５〜０．９９０であり得る。

他の例として、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率が０％〜２％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９９０以上であり得る。例えば、前記ポリエステルフィルムは、ひずみ率が０％〜２％の区間における決定係数（Ｒ^２）が、前記第１方向および第２方向に対してそれぞれ０．９９１以上、０．９９２以上、０．９９３以上、０．９９４以上、または０．９９５以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、ひずみ率が０％〜２％の区間における決定係数（Ｒ^２）が、前記第１方向および第２方向に対してそれぞれ０．９９１〜０．９９９、０．９９２〜０．９９９、０．９９３〜０．９９９、０．９９４〜０．９９９、または０．９９５〜０．９９９であり得る。

また他の例として、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率２％における応力（Ｓ２）を基準としたひずみ率４％における応力（Ｓ４）の比率（Ｓ４／Ｓ２）が、１．１以上、１．２以上、１．２５以上、または１．３以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率２％における応力（Ｓ２）を基準としたひずみ率４％における応力（Ｓ４）の比率（Ｓ４／Ｓ２）が、１．１〜１．７、１．２〜１．５、１．２５〜１．５、または１．３〜１．５であり得る。

また他の例として、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率２％および４％における応力間の差が、５ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以上、または１５ＭＰａ以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率２％および４％における応力間の差が１０ＭＰａ以上であり得る。より具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率２％および４％における応力間の差が１０ＭＰａ〜５０ＭＰａ、または１０ＭＰａ〜３０ＭＰａであり得る。

また他の例として、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率４％における応力が５０ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以上、または６５ＭＰａ以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率４％における応力が６５ＭＰａ〜８５ＭＰａであり得る。より具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線においてひずみ率４％における応力が、６５ＭＰａ〜７５ＭＰａ、７５ＭＰａ〜８５ＭＰａ、または７０ＭＰａ〜８０ＭＰａであり得る。

また他の例として、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線において応力８０ＭＰａに対するひずみ率が、１５％以下、１０％以下、または８％以下であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線において応力８０ＭＰａに対するひずみ率が３％〜８％であり得る。より具体的に、前記ポリエステルフィルムは、応力−ひずみ曲線において応力８０ＭＰａに対するひずみ率が、３％〜６％、４％〜８％、または４％〜７％であり得る。

前記第１方向は、前記ポリエステルフィルムの面内任意の方向であり得、前記第２方向は、前記第１方向と面内垂直な方向で定められ得る。例えば、前記第１方向は、フィルムの長さ方向（すなわち機械方向）（ＭＤ）または幅方向（すなわち、テンター方向）（ＴＤ）であり得き、前記第２方向は、これに垂直な幅方向（ＴＤ）または長さ方向（ＭＤ）であり得る。具体的には、前記第１方向がフィルムの長さ方向（ＭＤ）であり、前記第２の方向がフィルムの幅方向（ＴＤ）であり得る。

図１は、ポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の曲線およびこれに適用された回帰直線を示すものである。このような曲線において、ひずみ率０％〜２％区間に対する回帰直線を設定すると、この区間に対する決定係数（Ｒ^２）値を得ることができる。また、前記曲線においてひずみ率２％〜３％区間に対する回帰直線を設定すると、この区間に対する決定係数（Ｒ^２）値を得ることができる。

図２ａ、３ａおよび４ａは、それぞれ実施例のポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の曲線、該曲線におけるひずみ率０％〜２％区間および２％〜３％区間を示したものである。また、図２ｂ、３ｂおよび４ｂは、それぞれ比較例のポリエステルフィルムの応力に対するひずみ率の曲線、該曲線におけるひずみ率０％〜２％区間および２％〜３％区間を示したものである。前記図から分かるように、実施例ポリエステルフィルムは、ひずみ率２％〜３％区間で応力に対するひずみ率の決定係数（Ｒ^２）値が０．９８５以上であり、ひずみ率０％〜２％区間で応力に対するひずみ率の決定係数（Ｒ^２）値が０．９９０以上であるのに対し、比較例のポリエステルフィルムは、前記引張特性の範囲から外れる。

［フィルムの位相差］
前記ポリエステルフィルムは、面内位相差（Ｒｏ）が１２００ｎｍ以下、１０００ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、または２００ｎｍ以下であり得る。前記好ましい範囲内のとき、虹ムラの発生を最小限に抑えることができる。

一方、前記ポリエステルフィルムの面内位相差の下限値は０ｎｍであり得、または光学特性と機械的物性とのバランスのために、前記面内位相差（Ｒｏ）の下限値を１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、または５０ｎｍ以上とし得る。

また、前記ポリエステルフィルムは、厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）が５０００ｎｍ以上または６０００ｎｍ以上であり得る。前記厚さ方向位相差は、厚さ４０μｍ〜５０μｍを基準とした測定値であり得る。前記好ましい範囲内のとき、ポリエステルフィルムの結晶化を最小化して機械的物性の面で好ましい。また、厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）が大きいほど、面内位相差（Ｒｏ）に対する厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）の比（Ｒｔｈ／Ｒｏ）が大きくなるため、虹ムラを効果的に抑制することができる。

一方、前記ポリエステルフィルムから虹ムラをなくすための厚さ限界およびコストを考慮して、前記厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）の上限値を１６０００ｎｍ以下、１５０００ｎｍ以下、または１４０００ｎｍ以下とし得る。

なお、前記面内位相差（in-plane retardation、Ｒｏ）とは、フィルムの平面内の直交する２つ軸の屈折率の異方性（△ｎｘｙ＝｜ｎｘ−ｎｙ｜）とフィルム厚さ（ｄ）との積（△ｎｘｙ×ｄ）と定義されるパラメータとして、光学的等方性または異方性を示す尺度である。

また、厚さ方向位相差（thickness direction retardation、Ｒｔｈ）とは、フィルム厚さ方向の断面から見たときの２つの複屈折である△ｎｘｚ（＝｜ｎｘ−ｎｚ｜）および△ｎｙｚ（＝｜ｎｙ−ｎｚ｜）に、それぞれフィルム厚さ（ｄ）を乗じて得られる位相差の平均と定義されるパラメータである。

また、前記ポリエステルフィルムは、面内位相差（Ｒｏ）に対する厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）の比（Ｒｔｈ／Ｒｏ）が１０以上、１５以上、または２０以上であり得る。面内位相差（Ｒｏ）は小さいほど、厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）は大きいほど、虹ムラが生じることを防止するのに有利なので、両数値の比（Ｒｔｈ／Ｒｏ）は大きく維持されることが好ましい。

［フィルム組成］
前記ポリエステルフィルムはポリエステル樹脂を含む。

前記ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸とジオールとが重縮合した単一重合体樹脂または共重合体樹脂であり得る。また、前記ポリエステル樹脂は、前記単一重合体樹脂または共重合体樹脂が混合されたブレンド樹脂であり得る。

前記ジカルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、３，３−ジエチルコハク酸、グルタル酸、２，２−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ドデカンジカルボン酸などがある。

また、前記ジオールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンなどがある。

好ましくは、前記ポリエステル樹脂は、結晶性に優れた芳香族ポリエステル樹脂であり得、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を主成分とし得る。

一例として、前記ポリエステルフィルムは、ポリエステル樹脂、具体的にＰＥＴ樹脂を約８５重量％以上含み、より具体的に、９０重量％以上、９５重量％以上、または９９重量％以上含み得る。他の例として、前記ポリエステルフィルムは、ＰＥＴ樹脂以外に、他のポリエステル樹脂をさらに含み得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、約１５重量％以下のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂をさらに含み得る。より具体的に、前記ポリエステルフィルムは、約０．１重量％〜１０重量％、または約０．１重量％〜５重量％のＰＥＮ樹脂をさらに含み得る。

前記組成により、ポリエステルフィルムが加熱、延伸などを経る製造過程において結晶化度が上昇し、引張強度などの機械的物性が向上され得る。

［フィルムの特性および用途］
前記ポリエステルフィルムは、１０μｍ〜５００μｍの厚さを有し得る。または、前記ポリエステルフィルムの厚さは、１０μｍ〜３００μｍ、１０μｍ〜１００μｍ、１０μｍ〜８０μｍ、２０μｍ〜６０μｍ、または４０μｍ〜６０μｍであり得る。

前記ポリエステルフィルムは、二軸延伸されたものが柔軟性および弾性回復の面から好ましい。この際、前記二軸に対するそれぞれの延伸比間の比率は、１：０．５〜１：１．５、１：０．７〜１：１．３、または１：０．８〜１：１．２であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは二軸延伸されたものであり、前記二軸に対するそれぞれの延伸比間の比率が１：０．８〜１：１．２であり得る。前記延伸比の比率範囲内のとき、一定の応力を長時間持続しても変形が生じない柔軟性を有するのになお有利であり得る。

前記ポリエステルフィルムは、面内の第１方向および前記第１方向に垂直な面内の第２方向に対して二軸延伸されたものであり得る。この際、前記第１方向延伸比は２．０〜５．０であり、具体的に２．８〜３．５、または３．３〜３．５であり得る。また、前記第２方向の延伸比は２．０〜５．０であり、具体的に２．９〜４．５、または３．３〜４．０であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムは、３．３〜３．５の長さ方向延伸比および３．３〜４．０の幅方向延伸比で二軸延伸されたものであり得る。また、前記第１方向延伸比（ｄ１）に対する前記第２方向延伸比（ｄ２）の比（ｄ２／ｄ１）は１．２以下であり得、例えば、１．０〜１．２、１．０〜１．１、１．０〜１．１５、または１．０５〜１．１であり得る。

また、前記ポリエステルフィルムの結晶化度は５５％以上であり、さらには６０％以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムの結晶化度は５５％〜７０％、５５％〜６５％、または６０％〜７０％であり得る。前記結晶化度の範囲内のとき、フィルム製造または製品使用中に異物や外力によるフィルムの押圧（dent）跡を抑制して優れた外観を維持し得る。

また、前記ポリエステルフィルムは、熱処理を経たものが機械的物性面から好ましい。例えば、前記ポリエステルフィルムは、１８０℃以上の温度、具体的に１９５℃以上の温度、より具体的に１９５℃〜２３０℃の温度で熱処理されたものであり得る。前記熱処理温度範囲内のとき、外部押圧に対しても変形が抑制される特性を実現するのになお有利であり得る。

また、前記ポリエステルフィルムは、変形が生じるまでの繰り返しフォルディング回数が１００回以上、１０００回以上、１万回以上、５万回以上、１０万回以上、１５万回以上、または２０万回以上であり得る。具体的に、前記ポリエステルフィルムに変形が生じるまでの繰り返しフォルディング回数が２０万回以上であり得る。前記好ましい範囲内のとき、頻繁なフォルディングにも変形が生じないので、フレキシブルディスプレイ装置への適用が有利である。

このような特性により、前記保護フィルムは、フレキシブルディスプレイ装置のカバー、特にフォルダブルディスプレイ装置のカバーに適用され得、インフォルディングタイプにおいて内側に小さくフォルディングされる点で生じる変形だけでなく、アウトフォルディングタイプにおいて外側に大きくフォルディングされる点で生じる変形によっても、元の特性が低下しなくなり得る。

［ポリエステルフィルムの製造方法］
このようなポリエステルフィルムは、延伸比が調節された二軸延伸および特定温度における熱処理を含む工程により製造され得る。

一実現例によるポリエステルフィルムの製造方法は、ポリエステル樹脂からシートを形成し、二軸延伸および熱処理して、応力-ひずみ曲線（stress-strain curve）においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上であるフィルムを得る段階を含む。

この際、前記方法により、最終的に製造されるポリエステルフィルムが前記特性（引張特性および結晶化度）を満足するように組成および工程条件を調節する。

具体的に、最終ポリエステルフィルムが前記特性を満足するためには、ポリエステル樹脂の押出およびキャスティング温度を調節し、延伸時の予熱温度、各方向別延伸比、延伸温度、延伸速度などを調節するか、延伸後に熱処理および弛緩を行いながら熱処理温度および弛緩率を調節し得る。

以下、各段階別でさらに具体的に説明する。
まず、ポリエステル樹脂を押し出して未延伸シートを形成し得る。この際、前記ポリエステル樹脂の組成は、前記例示したとおりである。

また、前記押出は、２３０℃〜３００℃、または２５０℃〜２８０℃の温度条件にて行える。

前記未延伸シートは、延伸する前に一定温度にて予熱され得る。
前記予熱温度の範囲は、前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を基準に、Ｔｇ＋５℃〜Ｔｇ＋５０℃を満足する温度範囲で決定され得、一例として、７０℃〜１００℃の温度範囲であり得る。前記範囲内のとき、前記シートが延伸されやすい柔軟性を確保するとともに、延伸中に破断する現象を効果的に防止し得る。

前記延伸は二軸延伸で行われ、例えば、同時二軸延伸法または逐次二軸延伸法により、長さ方向（すなわち機械方向）（ＭＤ）および幅方向（すなわち、テンター方向）（ＴＤ）の二軸に延伸され得る。好ましくは、まず一方向に延伸した後、その方向の直角方向に延伸する逐次二軸延伸法が行われ得る。

前記延伸の速度は６．５ｍ／ｍｉｎ〜８．５ｍ／ｍｉｎであり得るが、特に限定されない。

前記長さ方向延伸比は２．０〜５．０であり、具体的に２．８〜３．５、または３．３〜３．５であり得る。また、前記幅方向延伸比は２．０〜５．０であり、具体的に２．９〜４．５、または３．３〜４．０であり得る。前記好ましい範囲内のとき、厚さを均一化するのになお有利であり得る。また、長さ方向（ＭＤ）と幅方向（ＴＤ）とのバランスを取るために、屈折率を測定しながら各方向の屈折率の差が最小になるように、各方向別延伸時にかかる負荷を調節することが好ましい。また、前記長さ方向延伸比（ｄ１）に対する幅方向延伸比（ｄ２）の比率（ｄ２／ｄ１）は１．２以下であり得、例えば、１．０〜１．２、１．０〜１．１、１．０〜１．１５、または１．０５〜１．１であり得る。前記延伸比（ｄ１、ｄ２）は延伸前の長さを１．０としたとき、延伸後の長さを示す比である。

前記延伸を経て得られたフィルムは、その後熱処理の段階を経る。前記熱処理は、１８０℃以上の温度、具体的に１９５℃以上の温度、より具体的に１９５℃〜２３０℃の温度で行われ得る。前記熱処理は、０．２分〜１分間行われ、より具体的に０．４分〜０．７分の間行われ得る。

また、前記熱処理を開始した後、フィルムは長さ方向および／または幅方向に弛緩され得、この際の温度範囲は１５０℃〜２５０℃であり得る。前記弛緩は１％〜１０％、２％〜７％、または３％〜５％の弛緩率で行われ得る。また、前記弛緩は、１秒〜１分、２秒〜３０秒、または３秒〜１０秒間行われ得る。

また、前記熱処理後にフィルムを冷却することができ、前記冷却は、前記熱処理温度に比べて５０℃〜１５０℃さらに低い温度条件で行われ得る。

［積層体］
一実現例に係る積層体は、フレキシブルディスプレイ装置用透明カバーと、前記透明カバー上に配置される前記実現例によるポリエステルフィルムとを含む。

前記積層体において、前記ポリエステルフィルムは、前術の一実現例によるポリエステルフィルムと実質的に同じ構成および特性を有する。

前記透明カバーは、フレキシブルディスプレイ装置のカバーウィンドウであり得る。

前記透明カバーは、高分子フィルムまたはガラス基材であり得る。具体的に前記透明カバーは、ポリイミド系フィルムまたは超薄型ガラス（ＵＴＧ）であり得る。

一例として、前記透明カバーは、ポリイミド系樹脂を含み得る。具体的に、前記透明カバーはポリイミド系フィルムであり得る。

前記ポリイミド系フィルムは、ポリイミド系重合体を含み、前記ポリイミド系重合体は、ジアミン化合物、ジアンヒドリド化合物、および選択的にジカルボニル化合物を重合して形成される。

前記ポリイミド系重合体は、イミド繰り返し単位を含む重合体である。また、前記ポリイミド系重合体は、選択的にアミド繰り返し単位を含み得る。前記ポリイミド系重合体は、ジアミン化合物とジアンヒドリド化合物を含む反応物が同時または順次反応して形成され得る。具体的に、前記ポリイミド系重合体は、ジアミン化合物とジアンヒドリド化合物が重合して形成される。または、前記ポリイミド系重合体は、ジアミン化合物、ジアンヒドリド化合物およびジカルボニル化合物を重合して形成され得る。この際、前記ポリイミド系重合体は、ジアミン化合物とジアンヒドリド化合物との重合に由来するイミド（imide）繰り返し単位と、前記ジアミン化合物とジカルボニル化合物との重合に由来するアミド（amide）繰り返し単位とを含む。

前記ジアミン化合物は、例えば芳香族構造を含む芳香族ジアミン化合物であり得る。具体的に、前記ジアミン化合物は、２，２'−ビス（トリフルオロメチル）−４，４'−ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）を含み得るが、これに限定されるものではない。

前記ジアンヒドリド化合物は、芳香族構造を含む芳香族酸二無水物または脂環族構造を含む脂環式酸二無水物であり得る。具体的に、前記ジアンヒドリド化合物は、２，２'−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）を含み得るが、これに限定されるものではない。

前記ジカルボニル化合物は、芳香族構造を含む芳香族ジカルボニル化合物であり得る。前記ジカルボニル化合物は、テレフタロイルクロリド（ＴＰＣ）、１，１'−ビフェニル−４，４'−ジカルボニルジクロリド（ＢＰＤＣ）、イソフタロイルクロリド（ＩＰＣ）またはその組み合わせを含み得るが、これに限定されるものではない。

前記ジアミン化合物と前記ジアンヒドリド化合物とが重合してポリアミド酸を生成し得る。次いで、前記ポリアミド酸は脱水反応によりポリイミドに転換され得、前記ポリイミドはイミド繰り返し単位を含む。

例えば、前記ポリイミドは、下記化学式Ａ−１で表される繰り返し単位を含み得るが、これに限定されるものではない。

［化Ａ−１］

前記化学式Ａ−１のｎは、例えば１〜４００の整数である。

また、前記ジアミン化合物および前記ジカルボニル化合物が重合して、下記化学式Ｂで表される繰り返し単位を形成し得る。

例えば、前記ジアミン化合物および前記ジカルボニル化合物が重合して、化学式Ｂ−１〜Ｂ−３で表されるアミド繰り返し単位を形成し得る。

［化Ｂ−１］

前記化学式Ｂ−１のｘは、例えば１〜４００の整数である。

［化Ｂ−２］

前記化学式Ｂ−２のｙは、例えば１〜４００の整数である。

［化Ｂ−３］

前記化学式Ｂ−３のｙは、例えば１〜４００の整数である。

前記透明カバーの厚さは２０μｍ〜５００μｍ、３０μｍ〜３００μｍ、または４０μｍ〜１００μｍであり得る。

前記透明カバーは、ＨＢ以上の表面硬度および波長５５０ｎｍで８０％以上の光透過度を有し得る。また、前記透明カバーは、厚さ５０μｍを基準に黄色度が５以下であり、ヘイズが２％以下であり得る。

前記積層体は、剥離が生じるまでの繰り返しフォルディング回数が１００回以上、１０００回以上、１万回以上、５万回以上、１０万回以上、１５万回以上、または２０万回以上であり得る。前記範囲内のとき、頻繁なフォルディングにも剥離が生じないので、フレキシブルディスプレイ装置への適用が有利である。

具体的に、前記透明カバーは、ポリイミド系フィルムまたは超薄型ガラス（ＵＴＧ）であり得、前記積層体の剥離が生じるまでの繰り返しフォルディング回数が２０万回以上であり得る。

このような特性により、前記積層体は、フレキシブルディスプレイ装置のカバー、特にフォルダブルディスプレイ装置のカバーに適用され得、インフォルディングタイプにおいて内側に小さくフォルディングされる点で生じる変形だけでなく、アウトフォルディングタイプにおいて外側に大きくフォルディングされる点で生じる変形によっても特性が低下しなくなり得る。

［ディスプレイ装置］
一実現例によるフレキシブルディスプレイ装置は、前記実現例によるポリエステルフィルムをカバーに含む。

具体的に、前記フレキシブルディスプレイ装置は、フレキシブルディスプレイパネルと、前記フレキシブルディスプレイパネル上に配置される前記実現例によるポリエステルフィルムとを含む。

または、前記フレキシブルディスプレイ装置は、フレキシブルディスプレイパネルと、前記フレキシブルディスプレイパネル上に配置される前記実現例による積層体（透明カバーとポリエステルフィルムとの積層体）とを含む。

前記フレキシブルディスプレイ装置において、前記ポリエステルフィルムまたは前記積層体は、前述の一実現例によるポリエステルフィルムまたは前記積層体と実質的に同じ構成および特性を有する。

前記フレキシブルディスプレイ装置は、フォルダブルディスプレイ（foldable display）装置であり得る。具体的に、前記フォルダブルディスプレイ装置は、フォルディング方向によってインフォルディング（in-folding）タイプまたはアウトフォルディング（out-folding）タイプであり得る。

図５ａおよび５ｂを参照して、前記フォルダブルディスプレイ装置は、フォルディング方向の内側に画面が位置するインフォルディングタイプ１と、フォルディング方向の外側に画面が位置するアウトフォルディングタイプ２であり得る。これらのフォルダブルディスプレイ装置のカバーウィンドウ２００に適用される透明カバーとしては、例えば、透明ポリイミド系フィルム、超薄型ガラス（ＵＴＧ）などが使用され得る。前記カバーウィンドウ２００の表面には、衝撃緩和、飛散防止、スクラッチ防止などのために保護フィルム１００が適用され、前記保護フィルム１００として前記実現例によるポリエステルフィルムが利用され得る。

フレキシブルディスプレイ装置に適用される材料において柔軟性並みに重要な特性は、頻繁な反りやフォルディングに対しても本来の特性の低下が発生しないことである。一般的な素材は、完全にフォルディングしてから広げると跡が残り、元の姿に戻ってくることがほとんど不可能なので、フレキシブルディスプレイ装置に適用される素材の開発には、このような制限を克服する特性を有する必要がある。

具体的に、図５ａを参照して、インフォルディングタイプ１の場合、内側に小さくフォルディングされるポイントａに加わる応力による変形により、また、図５ｂを参照して、アウトフォルディングタイプ２の場合、外側に大きくフォルディングされるポイントｂに生じる応力による変形により、保護フィルム１００などに白化やクラックが発生して特性が低下しやすい。

このような白化およびクラックは、一般的に常温において保護フィルムのモジュラスが低い場合は解決され得るが、従来の一般的なポリエステルフィルムは概ね常温においてモジュラスが大きいため、フレキシブルディスプレイ装置に適用する際、白化およびクラックが生じやすい問題がある。

しかし、前記実現例によるポリエステルフィルムは、引張および弛緩するサイクルによるひずみ率を調節することにより、フレキシブルディスプレイのカバーに求められる特性を実現することができ、その結果、前記実現例によるポリエステルフィルムおよびこれを含む前記積層体は、フレキシブルディスプレイ装置のカバーに適用され、多数の繰り返しフォルディングの際にも元の特性を維持し得る。

前記フレキシブルディスプレイ装置において、前記フレキシブルディスプレイパネルは、具体的に、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）パネルであり得る。図６は、有機発光ディスプレイパネル３２０を含む有機発光ディスプレイ装置１０の一例を概略的に示す断面図である。図６を参照すると、前記有機発光ディスプレイ装置１０は、前面偏光板３１０と有機発光ディスプレイパネル３２０とを含む。前記前面偏光板１０は、前記有機発光ディスプレイパネル３２０の前面上に配置され得る。より具体的に、前記前面偏光板は、前記有機発光ディスプレイパネルにおいて、映像が表示される面に接着され得る。前記有機発光ディスプレイパネルは、ピクセル単位の自己発光によって映像を表示する。前記有機発光ディスプレイパネルは、有機発光基板と駆動基板とを含む。前記有機発光基板は、ピクセルにそれぞれ対応する複数の有機発光ユニットを含む。前記有機発光ユニットは、それぞれ陰極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、および陽極を含む。前記駆動基板は、前記有機発光基板に駆動的に結合される。すなわち、前記駆動基板は、前記有機発光基板に駆動電流のような駆動信号を印加し得るように結合され得る。より具体的に、前記駆動基板は、前記有機発光ユニットにそれぞれ電流を印加して、前記有機発光基板を駆動し得る。

（実施例）
以下、実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの範囲に限定されるものではない。

（実施例１〜３および比較例１〜５：ポリエステルフィルムの製造）
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を押出機において約２５０℃〜２８０℃にて押出およびキャスティングして未延伸シートを製造した。前記未延伸シートを予熱し、長さ方向（ＭＤ）および幅方向（ＴＤ）に対してそれぞれ３倍〜４倍に延伸するが、これらの２方向に対する延伸比間の比率を調節した。以降、延伸されたシートを熱固定し、３％〜５％の弛緩率で３秒〜１０秒間弛緩し、冷却して、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを製造した。この際、前記延伸時の予熱温度、各方向別延伸比、延伸温度、熱固定温度、および弛緩率を下記の表１のように調節して、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムを製造した。

（試験例１：応力−ひずみ率の決定係数（Ｒ^２）測定）
前記で製造したポリエステルフィルムの長さ方向（ＭＤ）または幅方向（ＴＤ）に対する引張試験を行うために、下記のような大きさに裁断して試験片を得た後、万能試験機（ＵＴＭ）を利用して以下の条件で引っ張りながら応力によるひずみ率を測定した。

−試験片の長さ：５０ｍｍ（引張方向に対する初期寸法）
−試験片の幅：１５ｍｍ（引張方向に垂直な方向に対する初期寸法）
−試験片の厚さ：５０μｍ
−測定温度：常温
−引張速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ
−引張方向：長さ方向（ＭＤ）または幅方向（ＴＤ）

前記条件で各々の試験片について応力−ひずみ曲線をそれぞれ得た後、これらの曲線からマイクロソフト社のＥｘｃｅｌプログラムによりひずみ率０％〜２％区間および２％〜３％区間に回帰直線を適用して決定係数（Ｒ^２）を得た。
その結果を下記表２にまとめた。

（試験例２：結晶化度測定）
結晶化度は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析により、非晶性と認められるピークの面積（Ａ）および結晶性ピークの面積（Ｂ）を測定した後、ピーク全体の面積（Ａ＋Ｂ）に対する結晶性ピークの面積（Ｂ）の百分率（％）値で求めた。

（試験例３：フォルディングテスト）
前記で製造したポリエステルフィルムと透明ポリイミドフィルムとを積層した後、ＡＳＴＭ Ｄ２１７６およびＴＡＰＰＩ Ｔ５１１に基づくＭＩＴフォルディングテスト（MIT folding test）を、ＭＩＴ耐折疲労試験機（folding endurance tester、ＭＩＴ−ＤＡ、東洋精機製作所）により実施した。

透明ポリイミドフィルムを製造するために、まず、温度調節が可能な二重ジャケットの１Ｌ用ガラス反応器に、２０℃の窒素雰囲気下において有機溶媒であるジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）５６３．３ｇを満たした後、２，２'−ビス（トリフルオロメチル）−４，４'−ジアミノビフェニル（ＴＦＭＢ）５５モルと４，４'−オキシジアニリン（ＯＤＡ）４５モルとを投入し溶解した。その後、２，２'−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物（６ＦＤＡ）１５モルを徐々に投入して２時間撹拌した。そして、イソフタロイルクロリド（ＩＰＣ）２５モルを投入して２時間撹拌させ、テレフタロイルクロリド（ＴＰＣ）６０モルを投入し（イミド：アミドのモル比＝１５：８５）、３時間撹拌して重合体溶液を調製した。得られた重合体溶液をガラス板に塗布した後、８０℃の熱風で３０分乾燥させた。その後、前記乾燥されたゲルシートは、第１方向に１．０１倍延伸されピンフレームに固定され、前記第１方向に垂直な第２方向に１．０３倍延伸され前記ピンフレームに固定された。その後、前記乾燥されたゲルシートは、前記ピンフレームに固定された状態で、８０℃〜３００℃の温度範囲で２℃／ｍｉｎの速度で昇温される雰囲気にて硬化された。その後、冷却段階を経て厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを得た。

以降、フォルディングテストのために、前記ポリイミドフィルムの上／下面に前記製造した実施例および比較例のポリエステルフィルムを光学透明接着剤（ＯＣＡ）により貼り合わせ積層体を得て、前記積層体を１．５ｍｍの曲率半径で２０万回繰り返しフォルディングした後、層間剥離が発生するか否かを確認した。

（試験例４：押圧（dent)跡の評価）
前記で製造したポリエステルフィルムを、ロール状でコアに巻き取り（winding）、１週間が経過した時点で巻き出し（unwinding）の際、フィルム表面に点状の押圧跡が存在するか否かを観察した。その結果を下記の表に示した。

前記表から分かるように、実施例１〜３のフィルムは、各方向別２０万回以上の繰り返しフォルディング時にも長さ方向および幅方向においていずれも剥離が発生せず、フィルムの表面に押圧跡も観察されなかったので、高い柔軟性と優れた外観特性とを同時に達成することを確認することができた。

一方、比較例１〜５のフィルムは、２０万回以上の繰り返しフォルディング後に、長さ方向および幅方向の少なくともいずれかの方向において剥離が発生するか、フィルム表面に押圧跡が観察され、柔軟性と外観特性とのうち少なくとも一つが低調であった。

１：インフォルディングタイプのフレキシブルディスプレイ装置
２：アウトフォルディングタイプのフレキシブルディスプレイ装置
１０：有機発光ディスプレイ装置
１００：保護フィルム
２００：カバーウィンドウ
３００：フレキシブルディスプレイパネル
３１０：前面偏光板
３２０：有機発光ディスプレイパネル
ａ、ｂ：フォルディングされるポイント

Claims (10)

1. 応力-ひずみ曲線（stress-strain curve）において、ひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である、ポリエステルフィルム。
2. 前記ひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が、面内の互いに垂直な第１方向および第２方向に対してそれぞれ０．９８５以上である、請求項１に記載のポリエステルフィルム。
3. 前記ポリエステルフィルムは、
   応力-ひずみ曲線において、ひずみ率が０％〜２％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９９０以上である、請求項１に記載のポリエステルフィルム。
4. 前記ポリエステルフィルムは、
   応力-ひずみ曲線において、ひずみ率が２％および４％における応力間の差が１０ＭＰａ以上である、請求項１に記載のポリエステルフィルム。
5. 前記ポリエステルフィルムは、
   応力-ひずみ曲線において、ひずみ率が４％における応力が６５ＭＰａ〜８５ＭＰａである、請求項４に記載のポリエステルフィルム。
6. 前記ポリエステルフィルムは、
   応力-ひずみ曲線において、応力が８０ＭＰａに対するひずみ率が３％〜８％である、請求項１に記載のポリエステルフィルム。
7. 前記ポリエステルフィルムは二軸延伸されたものであり、
   前記二軸に対するそれぞれの延伸比間の比率が１:０．８〜１：１．２である、請求項１に記載のポリエステルフィルム。
8. 前記ポリエステルフィルムは、１９５℃以上の温度にて熱処理されたものである、請求項１に記載のポリエステルフィルム。
9. フレキシブルディスプレイ装置用透明カバーと、
   前記透明カバー上に配置されるポリエステルフィルムとを含み、
   前記ポリエステルフィルムは、応力-ひずみ曲線においてひずみ率が２％〜３％の区間における決定係数（Ｒ^２）が０．９８５以上で、結晶化度が５５％以上である、積層体。
10. 前記透明カバーは、透明ポリイミド系フィルムまたは超薄型ガラス（ＵＴＧ）であり、
    前記積層体は、剥離が生じるまでの繰り返しフォルディング回数が２０万回以上である、請求項９に記載の積層体。

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