JP2022517201A - 偏光子保護用ポリエステルフィルムとその製造方法及びこれを備える偏光板 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、密着力に優れ、光学的、機械的性質に優れ、ハードコート加工後に虹色現象を最小化することができるフィルムであって、少なくとも一軸以上延伸されたポリエステルで形成された基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも何れか一つの一面に形成されポリウレタン系樹脂及びポリエステル系樹脂の中から選択された少なくとも一つ以上の樹脂と硬化剤とを含むプライマー層とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、偏光子保護用ポリエステルフィルムに関し、さらに詳細には密着力に優れており、光学的、機械的性質に優れており、ハードコーティング加工後に干渉ムラを最小化できる偏光子保護用ポリエステルフィルムに関する。

一般に、ポリエステルフィルムは、寸法安定性、厚さ均一性及び光学籍透明性に優れているから、ディスプレイ機器だけでなく様々な産業用材料としてその利用範囲が非常に広い。特に、最近液晶表示装置、有機発光表示装置、電子紙に対する関心が急増しながら、これらの表示装置の基板を従来のガラス基板の代わりにポリエステルフィルムに取り替える研究が盛んに進行されている。ポリエステルフィルムでガラス基盤の代わりをしながら表示装置の全体重さが軽くなり、デザインの柔軟性を付与でき、衝撃に強く耐湿性に優れており、かつ連続工程で製造できるから、従来のガラス基板に比べて生産性が高いという利点を有する。

特に、このようなポリエステルフィルムを高い光学的特性が要求される偏光子保護用フィルムとして使用する研究が盛んに進行されている。基本的にポリエステルフィルムは、延伸過程で結晶及びボーイング（Ｂｏｗｉｎｇ）により配向角を有するようになり、二軸延伸の場合、光軸が２ケが生じることによって、偏光子から上がってくる偏光を楕円または円偏光などに変えるようになり、これによって人の目に色感の変化または虹色むらが見えるようになるという問題を有するようになる。

日本公開特許２０１１－５３２０６１号及び韓国公開特許２０１７－００５６０２７号は、ポリエステルフィルムを偏光子保護フィルムとして使用する発明を開示している。しかしながら、ポリエステルフィルムを偏光子保護フィルムとして使用する場合、表面加工を必要とする偏光子保護フィルムに対しては、反射レインボーによる視認性低下などが問題として台頭しており、低い面内位相差を有しながら、主鎖の配向角を低くしようとする試みはなかったために、実際有効幅を得るのにおいて生産性低下などの問題が発生して、ポリエステルフィルムを偏光子保護フィルムとして使用するのにおいて障害になっている。

よって、ポリエステルフィルム自体の光学的特性と共に、プライマー層及びＡＧまたはハードコーティング等、各層の界面での応力を最小化できる適切な構造の設計とコーティング層間の密着性及び視認性低下問題に対する解決が要求されている。

本発明は、上記のような従来の技術の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、ポリエステルフィルムの延伸倍率及び配向角を低くして、低い面内位相差（Ｒｅ）と高い厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）を確保し、これと共にフィルムの主鎖結晶角度を調節して、主配向角を最大限低くすることによって、斜めに観察時に発生できる虹色ーむらを最小化し、プライマー層に適切な粒子を添加して走行性を確保し、プライマー層が基材フィルムと十分な易接着性を有するようにするだけでなく、プライマー層と基材フィルムとの間の屈折率比を調節して、干渉むら現象を最小化することができる偏光子保護用ポリエステルフィルムとその製造方法及びこれを備える偏光板を提供しようとすることにある。

本発明の前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より明らかになるはずである。

前記目的は、少なくとも一軸延伸されたポリエステル基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも何れか一つの一面に形成され、ポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂の中から選択された少なくとも一つ以上の樹脂と硬化剤とを含むプライマー層とを含む偏光子保護用ポリエステルフィルムにより達成される。

好ましくは、硬化剤は、オキサゾリン系、カルボジイミド系及びメラミン系からなる群より選択される少なくとも一つ以上の樹脂で構成されることができる。

好ましくは、プライマー層のポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂は、全体塗布液において固形分が４ないし７％で、硬化剤は、ポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂対比１００：５ないし１００：５０の割合を有することができる。

さらに好ましくは、ポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂は、全体塗布液において固形分が４．５～５．５％でありうる。

好ましくは、プライマー層は、５５０ｎｍの波長帯において反射率が４％以下でありうる。

好ましくは、ポリエステル基材フィルムは、面内位相差（Ｒｅ）が５００ｎｍ以下で、厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）が８０００ｎｍ以上でありうる。

好ましくは、ポリエステル基材フィルムは、面配向係数（ΔＰ）が０．１６４以下でありうる。

好ましくは、ポリエステル基材フィルム内の結晶性領域（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｒｅｇｉｏｎ）の主鎖の配向角が１７度以下でありうる。

好ましくは、プライマー層と基材フィルムとの間の屈折率割合が下記数式４を満たすものである。

［数式４］

０．９５８≦プライマー層屈折率／基材フィルム屈折率≦０．９８

好ましくは、プライマー層は、陰イオン性界面活性剤及び平均粒径が１０ないし５００ｎｍである粒子をさらに含むことができる。

好ましくは、基材フィルムとプライマー層との間の付着力及び６０℃、９０％湿度下で５００時間の高温高湿条件後の耐湿付着力は９５％以上であり、プライマー層と後加工樹脂との付着力は９５％以上でありうる。

また、前記目的は、ポリエステル樹脂を溶融押出して未延伸シートを形成する第１段階と、第１段階において形成された未延伸シートを長さ方向（ＭＤ）に一軸延伸する第２段階と、第２段階において長さ方向へ一軸延伸されたシートの少なくとも一面にポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂の中から選択された少なくとも一つ以上の樹脂と硬化剤とが混合された塗布液を塗布し乾燥する第３段階と、第３段階において塗布液が塗布されたシートを幅方向（ＴＤ）に二軸延伸する第４段階と、第４段階において延伸されたシートを熱固定して、偏光子保護用ポリエステルフィルムを形成する第５段階とを含む偏光子保護用ポリエステルフィルムの製造方法により達成されることができる。

好ましくは、第２段階の長さ方向（ＭＤ）の延伸比は３．０ないし３．３倍で、第４段階の幅方向（ＴＤ）の延伸比は３．０ないし３．６倍でありうる。

好ましくは、第５段階の熱固定温度は、１８０ないし２２０℃でありうる。

また、前記目的は、上述した内容による偏光子保護用ポリエステルフィルムが偏光子の少なくとも何れか一つの一面に備えられた偏光板により達成されることができる。

以上のように、本発明によれば、干渉むら現象を最小化して後加工時に生産性が改善され、偏光子と合紙された状況で斜めに観察する時に発生する虹色むらを抑制して視認性を改善できる等の効果を有する。

また、本発明によれば、プライマー層と基材フィルムが十分な易接着性を有し、かつ高い走行性を確保することができるなどの効果を有する。

また、本発明によれば、素材自体の機械的特性及び耐湿性などが改善されて、苛酷な環境でも高い信頼性を有する等の効果を有する。

ただし、本発明の効果らは、以上で言及した効果に制限されず、言及していないさらに他の効果らは、以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるはずである。

本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムの断面図である。

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者にとって自明である。

図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分に対しては、同一の図面符号を付してある。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとする時、これは他の部分の「直上に」ある場合だけでなく、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。これに対し、ある部分が他の部分の「直上に」あるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。

別に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野の熟練者により通常理解されることと同じ意味を有する。相反する場合、定義を含む本明細書が優先するはずである。また、本明細書において説明されることと類似または同等な方法及び材料が本発明の実施または試験に使用されうるが、適合した方法及び材料が本明細書に記載される。

図１は、本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムの断面図である。

図１に示しているように、本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、基材フィルム１及び基材フィルム１の少なくとも一面上に形成されたプライマー層２を含む。

基材フィルム１は、ポリエステル樹脂を溶融押出して形成される。好ましくは、基材フィルム１を形成するポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネートからなる群より選択されることができる。

基材フィルム１は、ポリエステルで形成されたフィルムを長さ方向（ＭＤ）及び／または幅方向（ＴＤ）に一軸延伸及び／または二軸延伸して加工される。ポリカーボネート以外の素材は、未延伸状態では結晶性を有さないから、機械的な強度が弱く、低い厚度制御に難しさが従うから、二軸延伸が好ましくありうる。

基材フィルム１は、紫外線を吸収できるように紫外線吸収剤をさらに含むことができる。このとき、紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、シュウ酸アニリド系、シアノアクリレート系、及びトリアジン界からなる群より選択される少なくとも１種以上でありうる。また、基材フィルム１は、基材フィルム１に含まれた紫外線吸収剤の変色（褐変）を抑制するために酸化防止剤をさらに添加できる。

基材フィルム１の厚さは、２５ないし２５０ｕｍであることが好ましい。基材フィルム１の厚さが２５ｕｍ未満の場合、表面加工及び偏光板合紙過程でしわが混入されやすいから、収率が低くなりうるという問題があり、基材フィルム１の厚さが２５０ｕｍを超過する場合、位相差の制御が難しく、ディスプレイ全体の厚さが厚くなるという問題がある。

本発明の一実施例によるポリエステル基材フィルムは、下記の表１の水性を有することが好ましい。

すなわち、ポリエステル樹脂で形成された基材フィルム１は、長さ方向（ＭＤ）及び幅方向（ＴＤ）に二軸延伸工程を経るようになると、基材フィルム１の複屈折によって、偏光の歪みが発生する。このような偏光の歪みにより斜めに観察する時に（ブルースター角（Ｂｒｅｗｓｔｅｒ’ｓ Ａｎｇｌｅ）近辺）虹色（Ｒａｉｎｂｏｗ）むらを発生させることができる。したがって、歪みにより発生する虹色むらを除去するために、本発明の一実施例によるポリエステル基材フィルムは、表１のような物性を有することが好ましい。ポリエステル基材フィルムの面内位相差（Ｒｅ）は、数式１のように定義できる。

［数式１］

数式１中、Ｎｘは、フィルム長さ方向の屈折率または偏光子のクロスニコル観察時、光が漏れない軸において垂直な方向の屈折率を表す。Ｎｙは、フィルムの幅方向の屈折率または偏光子のクロスニコル観察時、光が漏れない軸の方向の屈折率を表す。そして数式１中、ｄは、偏光子保護用ポリエステルフィルムの厚さを表す。

数式１において定義されたように、光軸が０度の場合には、Ｎｘは、フィルム長さ方向と一致し、Ｎｙは、フィルムの幅方向と一致するということが分かる。偏光子保護用ポリエステルフィルムにおいて光軸は、偏光された光の偏光度を最大限維持しなければならない物性が要求され、虹色むらの発生とも連関性があるから、偏光子保護用ポリエステルフィルムの面内位相差は低いほど有利（５００ｎｍ以下）であり、光軸度０度に近いほど有利である。すなわち、ポリエステル基材フィルムの面内位相差が５００ｎｍを超えると、偏光された光の偏光度維持が難しくなり、虹色むらが発生するようになる。

次に、ポリエステル基材フィルムの厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）は、数式２のように定義できる。

［数式２］

数式２中、Ｎｘ、Ｎｙ、ｄは、数式１の定義と同一で、Ｎｚは、フィルム厚さ方向の屈折率を表す。

数式２において定義されたように、厚さ方向位相差は、面内屈折率成分の平均値（（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２）からフィルム厚さ方向の屈折率（Ｎｚ）を引いた値からフィルムの厚さを掛けた値で、これは厚さ方向への複屈折（ｄｏｕｂｌｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）を計算した式で、歪みによる虹色発生を抑制するためには８０００ｎｍ以上の値を有することが好ましい。すなわち、ポリエステル基材フィルムの厚さ方向位相差が８０００ｎｍ未満の場合、歪みによる虹色が発生できる。

主鎖の配向角は、フィルムの幅方向対比主鎖の結晶がなしている角度を意味する。フィルムは、二軸延伸工程を経て熱固定処理をする過程で延伸方向に対するポリエステル系材料（ポリエステル樹脂）の結晶性により主鎖方向の配向各方向が設定される。まず、ポリエステルで形成された未延伸フィルムに対して長さ方向（ＭＤ）延伸が終り、幅方向（ＴＤ）に延伸をするようになり、このとき、通常幅方向の延伸終わり部分で主鎖の配向角が０度となる。そして、熱固定処理をしながら、延伸後残存応力によりボーイング（ｂｏｗｉｎｇ）現象が発生するようになり、ボーイング現象によりフィルム進行方向の反対方向に弓状の勾配を有するようになる。

このような主鎖結晶の配向は、光軸の変化を惹起させるから、位相差が制御されるとしても虹色のむらが現れることができる。このような虹色の発生現象を抑制するために、エッジ部（フィルムの隅部分）もフィルムの幅中心の物性と最大限類似に設定されることができるように、ボーイング現象を抑制する必要がある。ボーイング現象の抑制のためには、通常の熱固定処理温度より低い温度で処理して、延伸部と熱固定部の応力差を最小化しなければならない。したがって、このために熱固定処理温度は、１８０ないし２２０℃であることが好ましく、１８０ないし２００℃であることがさらに好ましい。このとき、熱固定処理温度が１８０℃未満の場合、基材フィルム１及びプライマー層２の熱固定が正しくなされなく、２２０℃を超過する場合、ボーイング現象が発生できる。

基材フィルム１の主鎖の配向角は、１７度以下が好ましく、１０度以下がさらに好ましく、８度以下がさらに好ましい。基材フィルム１の主鎖の配向角が１７度を超過すると、偏光子クロスニコルで確認される光軸が増加するようになって、結局、位相差が大きくなるという問題が発生する。

次に、ポリエステル基材フィルムの面配向係数（△Ｐ）は、フィルムの配向度に対する数値で数式３のように定義される。

［数式３］

数式３中、Ｎｘ、Ｎｙ、Ｎｚは、上述した数式２の定義と同一である。ポリエステル基材フィルムの面配向係数は、０．１６４以下であることが好ましい。ポリエステル基材フィルムの面配向係数が０．１６４を超過すると、フィルムが過延伸されて過度な収縮応力が発生して熱収縮がたくさん高まるという問題が発生する。さらに具体的に、数式３のように、同一厚さにおいて面配向係数が大きいほど厚さ方向位相差が大きくなるから、数値的には大きいほど有利でありうる。しかしながら、面配向係数が大きいということは、フィルム長さ方向の屈折率（Ｎｘ）とフィルムの幅方向の屈折率（Ｎｙ）が大きいという意味であり、これは二軸縁申時の延伸比が大きいということを意味する。しかしながら、主鎖の配向角を制御するためには、延伸後残存応力を最小化すると同時に延伸部と熱処理部の応力差これを最小化しなければならないが、延伸比が高い場合、残存収縮応力が高まるから、主鎖の配向角を１７度以下に調節することが難しくなる。

すなわち、基材フィルム１を二軸延伸するものの、面内位相差及び厚さ方向位相差が上述した数値のまま維持されることができるようにする線で最小の延伸比を有することが重要である。これにより、基材フィルム１の長さ方向の延伸比は３．０ないし３．３倍であることが好ましく、幅方向の延伸比は、３．０ないし３．６倍であることが好ましい。基材フィルム１の長さ方向延伸比が３．０未満の場合、フィルムの厚度制御が難しく強度が低くて、偏光板合紙加工時にフィルムが長さ方向に裂ける問題が発生し、長さ方向延伸比が３．３を超過する場合、残存収縮応力が高くなって主鎖の配向角を１７度以下に調節し難くなる。また、基材フィルム１の幅方向延伸比が３．０未満の場合、フィルムの厚度制御が難しく、偏光板合紙工程において幅方向へフィルムが裂ける問題が発生し、幅方向延伸比が３．６を超過する場合、残存収縮応力が高くなって主鎖の配向角を１７度以下に調節することが難しくなる。このような範囲の延伸比内で調整することが主鎖の配向角の調節にさらに有利である。また、ポリエステルフィルムの機械的特性（強度及び伸度）及び耐湿性なども、上述した延伸比の範囲のように低い延伸倍率において維持が可能である。

本発明の一実施例による基材フィルム１の少なくとも一面上にコーティングされるプライマー層２は、基材フィルム１の一面上に形成されることができ、必要によって基材フィルム１の両面ともに形成されることができる。偏光子保護用ポリエステルフィルムは、粘着剤及び／または接着剤を使用する加工がなされる場合が多いから、必要によって基材フィルム１の一面または両面ともにプライマー層２を形成できる。

プライマー層２は、偏光子保護用ポリエステルフィルムの虹色現象を抑制できる。上述した基材フィルム１に記載された物性を満たしたとしても、後加工過程で発生できる虹色（反射レインボー）もまた人の目に視認されるから、基材フィルム１上にプライマー層２をコーティングして虹色現象を解決できる。虹色現象（反射レインボー）は、基材フィルム１、プライマー層２及び後加工樹脂の屈折率及びコーティング厚に応じて、人の目にレインボーで認識されるむらで、水の上に薄膜の油層がある場合、よく見られる現象である。これは、後加工樹脂とプライマー層２との界面、プライマー層２と基材フィルム１との界面から反射される光がそれぞれ補強、相殺干渉を起こすから発生する現象である。

このような虹色現象を抑制するために、本発明の一実施例によるプライマー層２は、数式４及び数式５を満たすことが好ましい。

［数式４］
０．９５８≦プライマー層屈折率／基材フィルム屈折率≦０．９８

［数式５］
５５０ｎｍ波長におけるプライマー層の反射率≦４％

虹色現象（反射レインボー）の発生は、各界面での反射率差により発生する光の干渉による虹色の発現であるから、本発明の一実施例によるプライマー層２は、数式４及び数式５の条件を満たして虹色反射をなくし視認性を向上させることができる。

このためには、基材フィルム１の少なくとも１面以上にプライマー層２を形成する。このとき、プライマー層２は易接着層であって、バインダー樹脂で水分散ポリエステル共重合体樹脂またはポリウレタン系樹脂の中から選択された少なくとも１種以上の主材を含む。プライマー層２は、水分散ポリエステル共重合体樹脂またはポリウレタン系樹脂のうち、いずれか一つの樹脂のみから形成されることができ、水分散ポリエステル共重合体樹脂及びポリウレタン系樹脂を含む高分子樹脂で形成されることができる。

また、プライマー層２は、走行性確保のために粒子として有機または無機粒子を含むことができる。プライマー層２に含まれる粒子は、平均粒径が１０ないし５００ｎｍであることが好ましい。粒子の平均粒径が５００ｎｍを超過する場合、ヘイズが高くなるという問題が発生し、粒子の平均粒径が１０ｎｍ未満の場合、表面粗さが低くなり、ブロッキングが発生するか、またはフィルム巻取に問題が発生して、外観が悪化するという問題ガ発生する。

また、プライマー層２に含まれる無機粒子は、シリカ粒子及びシリカ－有機物合成体のうち、少なくとも一つとして屈折率が１．５以上であることが好ましい。無機粒子の屈折率が１．５未満の場合、プライマー層の全体的な屈折率が低くなり、レインボー現象が発生するという問題が発生する。

また、プライマー層２は、硬化剤（架橋剤）としてオキサゾリン系、カルボジイミド系、メラミン系の中から選択された少なくとも１種以上を含むことができる。特に、オキサゾリン系硬化剤は、偏光子保護用ポリエステルフィルムに透湿する水分を抑制するか、または反応することによって、両面コーティング時に発生できるブロッキング現象を防止する。また、メラミン系硬化剤は、主材とも反応するが、メラミン間の自体的な硬化反応を通じて塗膜の強度を向上させることによって、両面コーティング時に発生することのできるブロッキング現象を防止する。

また、プライマー層２は、陰イオン性界面活性剤または消泡剤のような添加剤をさらに含むことができ、界面活性剤以外の多様な種類の添加剤を含むことができる。

また、一例として、プライマー層２は、ポリエステル共重合体樹脂とポリウレタン系樹脂との混合物であるバインダー樹脂、オキサゾリン系硬化剤とエポキシ系硬化剤とを混合して生成された硬化剤水分散液、界面活性剤水分散液及び無機粒子水分散液からなる塗布液を介して形成されることができる。プライマー層２は、基材フィルム１の一面またという両面上に上述した塗布液を塗布して形成されることができる。このとき、プライマー層２の塗布厚は、８０ないし１５０ｎｍであることが好ましい。プライマー層２の塗布厚が８０ｎｍ未満の場合、表面加工後反射レインボーが観察されることができ、１５０ｎｍを超過する場合、反射レインボー及びブロッキングが発生するという問題が発生する。

プライマー層２の主材であるポリウレタン及び／またはポリエステルの固形分は、コーティング厚及び屈折率確保のために全体塗布液において４ないし７％であることが好ましく、４．５ないし５．５％であることがさらに好ましい。主材の固形分が４％未満の場合、プライマー層２のコーティング厚の確保が難しく、主材の固形分が７％を超過する場合、プライマー層２のコーティング時に発生できるむら、横方向むら及び縦方向むらなどが発生できる。

また、プライマー層２に含まれた硬化剤は、主材との反応性を考慮して、主材対比１００：５ないし１００：５０の割合で混合することが好ましい。硬化剤が主材対比１００：５未満の場合、反応性が低下してブロッキング現象が発生しやすく、主材対比１００：５０を超過する場合、塗布液のｐＨ変化によって凝集が発生し易い。特に、硬化剤がカルボジイミド系の場合、主材であるポリウレタン系塗布液との高い反応性のため、硬化剤の割合が高いほど、凝集がおきる可能性が高い。

次に、本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムの製造方法は、ポリエステル樹脂を溶融押出して未延伸シートを形成する第１段階、第１段階で形成された未延伸シートを長さ方向（ＭＤ）に一軸延伸する第２段階、長さ方向に一軸延伸されたシートの少なくとも一面にポリウレタン系樹脂及びポリエステル系樹脂の中から選択された何れか一つまたはこれらの間の組み合わせられた高分子混合樹脂と硬化剤とが混合された塗布液を塗布し乾燥する第３段階と、塗布液が塗布されたシートを幅方向（ＴＤ）に二軸延伸する第４段階と、延伸されたシートを熱固定して偏光子保護用ポリエステルフィルムを形成する第５段階とを含む。

本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムの製造方法において上述した偏光子保護用ポリエステルフィルムと重複した説明は省略することにする。

本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、全光線透過率が９０％以上であることが好ましく、９１％以上であることがさらに好ましい。全光線透過率が９０％未満の場合、ディスプレイ素材の輝度が低下する問題が発生する。

本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、３７０ｎｍ波長帯において透過率が１．５％以下で、３８０ｎｍ波長帯において透過率が９％以下であることが好ましい。３７０ｎｍ波長帯において透過率が１．５％を超過するか、または３８０ｎｍ波長帯において透過率が９％を超過すると、表面加工後に反射レインボーが観察される問題が発生する。

また、本発明による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、ヘイズが１．５％以下であることが好ましく、１％以下であることがさらに好ましい。ヘイズが１．５％を超過する場合、透明性が低くなって、明暗比が低くなるという問題が発生する。

また、本発明による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、基材フィルム１とプライマー層２との間の付着力及び６０℃、９０％湿度下で５００時間の高温高湿条件後の耐湿付着力が９５％以上であり、プライマー層２と後加工樹脂との付着力もまた９５％以上であることが好ましい。

以下、実施例と比較例にて本発明の構成及びそれによる効果をさらに詳細に説明しようとする。しかしながら、本実施例は、本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。

［製造例］

プライマー層を構成する塗布液を下記の表２の構成で製造した。

塗布液は、バインダー樹脂で７０重量％の水とポリウレタン樹脂（Ｈ－１５、第一工業社製）３０重量％で構成された主材１と７０％重量％の水とポリエステル系樹脂（ＴＲ６２０Ｋ、（株）高松油脂社製）３０％重量％で構成された主材２を下記の表２のような割合で混合して構成した。このように構成した主材樹脂水分散液２０．０重量％と耐湿性を向上させるためのオキサゾリン系硬化剤（ＷＳ５００、日本カーバイド社製）で４０重量％と水６０重量％で構成された硬化剤１とメラミン系硬化剤（ＰＭ８０、ＤＩＣ社製）で７０％の重量％と水３０重量％で硬化剤２を表２のような構成で添加した。製造された塗布液に９０重量％の水と陰イオン系界面活性剤１０重量％で構成された界面活性剤水分散液１．０重量％とシリカ粒子７０重量％と水３０重量％で構成された水分散粒子塗布液０．５重量％及び残量の水を利用して塗布液を製造した。

［実施例１～４］

ポリエチレンテレフタレート原料チップを溶融押出し、キャストロールで未延伸形態でシートを製造し、製造された未延伸シートを表３による延伸過程及び熱固定過程を行って基材フィルムを製造し、これを実施例１ないし４（フィルム１ないし４）にした。

［実施例５－１９］

実施例３の基材フィルム（フィルム３）製造工程中、未延伸シートを製造した後に長さ方向に一軸延伸した後、前記表２による各々の塗布液（塗布液１ないし１５）でｍｅｔａｌｂａｒ ＃４を利用して塗布した後、８０℃温度で乾燥した後、幅方向に二軸延伸して偏光子保護用ポリエステルフィルムを製造し、これを表４のように実施例５ないし１９にした。

［比較例１－４］

基材フィルムの製造時、表３の延伸条件と熱固定温度にしたことを除いては、実施例１と同様にして基材フィルムを製造し、これを比較例１ないし４（フィルム５ないし８）にした。

［比較例５－６］

実施例３の基材フィルム（フィルム３）製造工程中、未延伸シートを製造した後、長さ方向に一軸延伸した後、前記表２による各々の塗布液（塗布液１６ないし１７）でｍｅｔａｌ ｂａｒ ＃４を利用して塗布した後、８０℃温度で乾燥した後に幅方向へ二軸延伸して、偏光子保護用ポリエステルフィルムを製造し、これを表４のように比較例５ないし６にした。

前記実施例１ないし１９及び比較例１ないし６によるフィルムを使用して、次のような実験例を介して物性を測定し、その結果を次の表５及び６に表した。

［実験例］

（１）面内位相差（Ｒｅ）測定

面内位相差は、まず二軸延伸されたフィルムを２枚の偏光板の間に位置させて、クロスニコルで観察して、光が漏れない付近でフィルム幅方向との角度を求め、その角度の方向をＮｙ、それに垂直な方向をＮｘと定義して、各方向に対する屈折率を測定した。屈折率の測定は、アッベの屈折計（ＡＴＡＧＯ社、ＮＡＲ－３Ｔ）を利用して測定し、接眼レンズに偏光機能があって、各方向別に区別して屈折率を測定できるようにした。このように求めた屈折率を製造したフィルムの厚さを掛けて、位相差を測定した。保護フィルムの厚さは、マイクロメトール（ＶＬ－５０ａＳ、ミツトヨ社製）を利用して測定した。

（２）厚さ方向の位相差（Ｒｔｈ）測定

厚さ方向位相差は、上記の面内位相差方向で測定したことと同一装備、同一方法で測定した。Ｎｘ方向での厚さ方向の屈折率とＮｙ方向の厚さ方向の屈折率の平均値で厚さ方向屈折率（Ｎｚ）を算出した。

（３）面配向係数（△Ｐ）測定

面配向係数は、上記のアッベの屈折計の屈折率を測定した値を数式３に適用して算出した。

（４）主鎖配向角の測定

主鎖配向角は、二軸延伸をした後、サンプルを配向角測定装備（ＳＳＴ－４０００、野村商事社製）でフィルム幅方向に対する主鎖の結晶方向を測定した。

（５）透過虹色むら検査

製造されたフィルムを２枚の偏光板の間に入れ、虹色むらの発生有無を確認した。このとき、観察角度は、サンプルの正面を眺める角度を０°にして－９０°～９０°の範囲で直接肉眼で観察した。

（６）反射率測定

可視光領域帯波長での反射率は、ＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ（ＵＶ－３６００、島津製作所製）装備を利用して測定した。まず測定しようとする面の反対面に光の反射がよくなされるように色を有するテープ（黒色絶縁テープ等）を付け、上記の装備を利用して３００ｎｍ～８００ｎｍの反射率を測定した後、５５０ｎｍ波長の反射率を確認した。

（７）プライマー層屈折率及び基材フィルム屈折率測定

シリコン基板上に、前記実施例５ないし１９及び比較例５ないし６で製造した塗布液を塗布した後、１２０℃で乾燥し、Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ（Ｅｌｌｉ－ＳＥ－ａＭ１２、ｅｌｌｉｐｓｏｔｅｃｈ社製）を利用して、塗布層だけの屈折率を測定した。これに基づいて、プライマー層と基材フィルムの屈折率（Ｎｘ、Ｎｙの平均値）との比を算出した。

（８）反射レインボー測定

実施例１ないし１９及び比較例１ないし６で作られたフィルムに、ハードコート塗布液を塗布し、ＵＶで硬化した。このように硬化されたフィルムを肉眼で反射レインボー発生有無を確認した。

（９）付着力測定

付着力は、切断機で切断線を作って、１０＊１０のマトリックスに２ｍｍ＊２ｍｍ正四角形を配置する。切断線があるフィルムにセロハンテープ（Ｎｏ．４０５、ＮＩＣＨＩＢＡＮ社製、広さ：２４ｍｍ）を付け、ベルベットを利用して、テープを撫でてフィルムに強力に付着させた後、垂直にテープを剥がす。プライマー層に残っている樹脂層の面積を視覚的に観察し、上述した数式６により付着力を計算した。

［数式６］

（○：良好、Δ：弱視認、Ｘ：強視認）

（○：非視認、Δ：弱視認、Ｘ：強視認）

上述した実施例１ないし４と比較例１ないし４は、プライマー層を形成しない基材フィルムであって、実施例１ないし４は、長さ方向及び幅方向延伸比条件を満たすフィルム１ないし４の基材フィルムが形成されており、比較例１ないし４は、延伸比条件を満たさないフィルム５ないし８の基材フィルムが形成された。

前記表５から確認できるように、実施例１ないし４は、面内位相差（Ｒｅ）が表１の面内位相差（Ｒｅ）の物性値である５００ｎｍ以下を全部満たし、透過レインボーに応じる虹色むらが発生しないことが確認された。

これに対し、比較例１及び２は、面内位相差（Ｒｅ）の物性値が５００ｎｍを超過し、面配向係数が０．１６４を超過し、透過レインボー応じる虹色むらが発生することが確認された。また、比較例３及び４も面配向係数が０．１６４を超過し、透過レインボーに応じる虹色むらが発生することが確認された。

実施例５ないし１９及び比較例５、６は、全部フィルム３を基材フィルムとしたが、互いに異なる塗布液でプライマー層を形成した。

上述した表６から確認できるように、基材フィルムの延伸比、塗布液において主材の固形分割合が４ないし７％であることを満たし、主材：硬化剤の重量比が１００：５ないし１００：５０であることを満たす本発明による実施例５ないし１９は、数式５の反射率４％以下であることを満たし、数式４の屈折率比が０．９５８ないし０．９８であることを満たし、付着力が９５％以上であることを満たし、反射レインボーに応じる虹色むらが発生しないことが確認された。

これに対し、塗布液において主材の固形分割合が２％（４％未満の場合）で主材：硬化剤の重量比が１００：１で１００：５ないし１００：５０を満たさない比較例５は、反射率が５．８％で数式５の反射率４％以下であることを満たさなく、屈折率比が０．９１４で数式４の屈折率比が０．９５８ないし０．９８であることを満たさなく、付着力が８５％で付着力が９５％以上であることを満たさなく、反射レインボーに応じる虹色むらが発生することが確認された。

また、塗布液において主材の固形分割合が１０％（７％超過である場合）で主材：硬化剤の重量比が１００：７５で１００：５ないし１００：５０を満たさない比較例６は、屈折率比が０．９９で数式４の屈折率比が０．９５８ないし０．９８であることを満たさなく、付着力が９０％で付着力が９５％以上であることを満たさなく、反射レインボーに応じる虹色むらが発生することが確認された。

このような比較例５及び６は、たとえ基材フィルムの水性が本発明の要求物性を満たすとしても、プライマー層の要求物性を満たさないから、完成された偏光子保護用ポリエステルフィルムに問題が発生することが分かる。

以上のように、上述した様々な条件を満たす偏光子保護用ポリエステルフィルムである実施例５ないし１９とは異なり、これを全部満たさない比較例５乃至６は、透過レインボーによる虹色むら発生が確認され、反射率及び屈折率比が条件を満たさなく、付着力に問題があることが確認された。

上述した内容に応じる本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、ハードコーティング加工後に虹色現象を最小化して後加工時の生産性を良くすることができ、透過レインボーが改善されることによって、偏光子の保護用途として使用可能である。また、上述した内容に応じる本発明の一実施例による偏光子保護用ポリエステルフィルムは、光学的特性に優れているから、反射防止フィルム及び液晶表示装置などの保護用フィルムとしても広く使用可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、次の請求範囲において定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた、本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (15)

1. 少なくとも一軸延伸されたポリエステル基材フィルムと、
   前記基材フィルムの少なくとも何れか一つの一面に形成され、ポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂の中から選択された少なくとも一つ以上の樹脂と硬化剤とを含むプライマー層とを含む偏光子保護用ポリエステルフィルム。
2. 前記硬化剤は、オキサゾリン系、カルボジイミド系及びメラミン系からなる群より選択される少なくとも一つ以上の樹脂である請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
3. 前記プライマー層のポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂は、全体塗布液において固形分が４ないし７％で、前記硬化剤は、ポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂対比１００：５ないし１００：５０の割合を有する請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
4. 前記プライマー層のポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂は、全体塗布液において固形分が４．５～５．５％である請求項３に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
5. 前記プライマー層は、５５０ｎｍの波長帯において反射率が４％以下である請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
6. 前記ポリエステル基材フィルムは、面内位相差（Ｒｅ）が５００ｎｍ以下で、厚さ方向位相差（Ｒｔｈ）が８０００ｎｍ以上である請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
7. 前記ポリエステル基材フィルムは、面配向係数（ΔＰ）が０．１６４以下である請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
8. 前記ポリエステル基材フィルム内の結晶性領域（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｒｅｇｉｏｎ）の主鎖の配向角が１７度以下である請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
9. 前記プライマー層と前記基材フィルムとの間の屈折率割合が下記数式４を満たすものである請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
   ［数式４］
   ０．９５８≦プライマー層屈折率／基材フィルム屈折率≦０．９８
10. 前記プライマー層は、陰イオン性界面活性剤及び平均粒径が１０ないし５００ｎｍである粒子をさらに含む請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
11. 前記基材フィルムとプライマー層との間の付着力及び６０℃、９０％湿度下で５００時間の高温高湿条件後の耐湿付着力は９５％以上であり、前記プライマー層と後加工樹脂との付着力は９５％以上である請求項１に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルム。
12. ポリエステル樹脂を溶融押出して未延伸シートを形成する第１段階と、
    前記第１段階において形成された未延伸シートを長さ方向（ＭＤ）に一軸延伸する第２段階と、
    前記第２段階において長さ方向へ一軸延伸されたシートの少なくとも一面にポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂の中から選択された少なくとも一つ以上の樹脂と硬化剤とが混合された塗布液を塗布し乾燥する第３段階と、
    前記第３段階において塗布液が塗布されたシートを幅方向（ＴＤ）に二軸延伸する第４段階と、
    前記第４段階において延伸されたシートを熱固定して、偏光子保護用ポリエステルフィルムを形成する第５段階とを含む偏光子保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
13. 前記第２段階の長さ方向（ＭＤ）の延伸比は３．０ないし３．３倍で、前記第４段階の幅方向（ＴＤ）の延伸比は３．０ないし３．６倍である請求項１２に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
14. 前記第５段階の熱固定温度は、１８０ないし２２０℃である請求項１２に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルムの製造方法。
15. 請求項１ないし１１のうち、いずれか一項に記載の偏光子保護用ポリエステルフィルムが偏光子の少なくとも何れか一つの一面に備えられた偏光板。

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