JPS59189117A - 液晶表示デバイス用フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、液晶表示デバイスの構成要素として用いる一
軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルムに関するも
のである。

〔従来技術およびその欠点〕

液晶表示デバイスの構成要素として、−軸配向ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを用いることはすでに知ら
れた技術である。例えば、特開昭５７−１７３８１７Ｓ
号公報には、液晶をはさむ基板として一軸配向ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを用いる例が記載されてあ
り、また特開昭５１−１４３３４４号公報には、液晶基
板に重ねて用いる偏光板用の被覆材料として、ポリエチ
レンテレフタレートという表示こそないが、−軸配向プ
ラスチックフィルムを用いる例が示されている。

しかし９発明者らの検討結果によれば、単なる一軸配向
ポリエチレンテレフタレートフイルムでは、液晶表示さ
れる画像に各種の欠点９例えば。

着色、コントラスト不良１等方性不良、連続性不良など
の弊害を玉することが判った。ここで着色とは、液晶表
示面を斜めから見ると、虹色の色がついて見える現象で
あシ、もちろん、好ましいものではない。コントラスト
不良とは、液晶表示面の明部と暗部の差が少なくなり、
その結果、液晶で表示される画を像がぼやけたものとな
ることで。

好ましくないのは当然である。

等方性不良とは、液晶表示される画像を見る方向によっ
て９画像のコントラスト、鮮明さ、精密さなどが変って
しまうものであり、これも好ましくない。また、連続性
不良とは９画像で連続して見えるべき部分に欠落を生じ
てしまう現象であシ画像が見にくくなるので、もちろん
好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、」二記弊害のないもの、すなわち、液
晶表示デバイスに用いた場合９着色、鼻ントラスト不良
１等方性不良、連続性不良という弊害が共に生じない一
軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルムからなる液
晶表示デバイス用フィルムを提供せんとするものである
。

〔発明の構成〕

本発明は、複屈折０．１０〜０１８．像鮮明度９０チ以
上、像鮮明度差５係以下で、かつ寸法変化率がＯ〜−＼
係　の範囲にある一軸配向ポリエチレンテレフタレート
フイルム（以下、ＰＥＴ−ＵＯと略称する）からなる液
晶表示デバイス用フィルムを特徴とするものである。

本発明における液晶表示デバイス用フィルムとは、液晶
表示デバイスの構成要素として用いられるフィルムを意
味し、いかなる用い方をしても差し支えないが９例えば
下記Ａ、Ｂ、Ｃのような用い方がある。

Ａ１本発明フィルム／偏光フィルム／本発明フィルム／
透明導電膜／配向膜／液晶／配向膜／透明導電膜／本発
明フィルム／偏光フィルム／本発明フィルム　という構
成からなる液晶表示デバイス、 Ｂ、偏光板／本発明フィルム／透明導電膜／配向膜／液
晶／配向膜／透明導電膜／本発明フィルム／偏光板　と
いう構成からなる液晶表示デバイス。

Ｃ６本発明フィルム／偏光フィルム／本発明フィルム／
ガラス／透明導電膜／配向膜／液晶／配向膜／透明導電
膜／ガラス／本発明フィルム／偏光フィルム／本発明フ
ィルム　という構成からｔなる液晶表示デバイス。

本発明フィルムは上記Ａ、Ｂ、Ｃいずれの構成にも有効
であるが、特に、Ａ、Ｂのように９本発明フィルムに透
明導電膜を付着せ［７めて用いる構成に適している。

注１）偏光フィルム：偏光能を持つフィルムで一般には
沃素を含有せしめ九−軸配向ポリビニルアルコールフィ
ルムが用いられることが多い０ 注２）透明導電膜：金属あるいは金属酸化物（インジウ
ム・錫酸化物など）を、スパッタなどの手法で表面に形
成せしめた薄膜が用いられる。

注３）配向膜；液晶の配向を制御する膜で、ポリアミド
、ポリイミドなどの薄膜が表面をラビングして用いられ
る。

注４〕　液晶：各種の液晶があるが１本発明に特に好ま
しいのはＴＮ型液晶である。

注５）゛偏光板：前述した偏光フィルムの両面をプラス
チックフィルム（現在、トリアセテートフィルムが多く
用いられている）で被覆した構成からなるものである。

次に本発明でいうＰＫＴ−ＵＯとは、テレフタル酸また
はそのアルキルエステルと、エチレングリコールを重縮
合して得られるポリエチレンテレフタレート（Ｐ　Ｋ、
　Ｔ　）の未延伸フィルムを主として一軸方向に延伸し
て、−軸配向させたフィルムである。もちろん、テレフ
タル酸以外のジカルボン酸９例えばイソフタル酸、アジ
ピン酸、セバシン酸、ナフタリンジカルボン酸、スルフ
オイノフタル酸の金属塩などを全ジカルボン酸成分に対
して２０モル係以下、好ましくは１０モル係以下共重合
してもよ＜、ｔた。エチレングリコール以外のジオール
成分９例えば、ジエチレングリコール以外のジオール成
分９例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、フタンジオール。

ポリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタツール
などを、全ジオール成分に対して２０モル係以下、好ま
しくは１０モル係以下共重合してもよい。これらの共重
合体は９すべで本発明でいうＰＥＴという表を現の中に
含まれるものである。

また、−軸配向フィルムとは、広角Ｘ線回折で一軸配向
の回折パターンを示すものである。

本発明ＰＥＴ−ＵＯば、複屈折、すなわちフィルムの長
手方向と幅方向の屈折率の差が０．１０〜０１８、好ま
しくは０．１２〜０．１６の範囲にあることが必要であ
る。この範囲よシも複屈折が小さいと、液晶表示画像に
着色が生ずる。また、逆に複屈折がこの範囲より太きい
と液晶表示画像の連続性が悪化するので本発明目的に適
さない。

次に９本発明Ｐ　Ｋ　Ｔ　−Ｕ　Ｏの像鮮明度は９０係
以上、好ましくは９２係以上が必要である。像鮮明度が
この範囲より低い値になると、直光透過率（クロスニコ
ル状態での光の透過率）が犬きくな９、従って、液晶表
示画像のコントラストが悪くなる。首だ２本発明ＰＩｉ
！Ｔ−ＵＯの像鮮明度の差つまり、フィルムの長手方向
を縦にして測った像鮮明度の値と、フィルムの幅方向を
縦にして測った像鮮明度の値との差の絶対値は、６係以
下、好ましくは２係以下の範囲にあることが必要である
。

像鮮明度の差がこの範囲より大きくなると、液晶表示画
像の等方性が悪くなり、見る方向によって画像の状態が
変ってくる。

また２本発明ＰＦ！’Ｔ−ＵＯの寸法変化率はＯ〜−３
係、好ましくは０〜−２係　の範囲にあることが必要で
ある。寸法変化率の値がこの範囲を外れると、液晶表示
画像の連続性が悪くなり、連続すべき画像（特に文字や
線など）で欠落を生じやすくなる。

次に１本発明フィルムの製造方法について述へるが、こ
れはあく丑で具体例であり１本発明内容を拘束するもの
ではない。まず、極限粘度０５５〜０．７０　、好まし
くは０．５８〜０６５のＰＦＴベレットを準備する。極
限粘度がこの範囲より低いとフィルムの像鮮明度が悪化
する傾向にあり、逆にこの範囲より高いと寸法変化率が
悪化する傾向力する。このＰＥＴペレットは、溶液ヘイ
ズの値が５係以Ｔ、好ましくは２％以下のものであるこ
とが望ましい。溶液ヘイズが上記値よシ高いと。

像鮮明度が悪化する。

このＰＥＴペレットを１００〜２００°Ｃの温度で１〜
２０時間乾燥（１００Ｔｏｒｒ以下での真空乾燥が好ま
しい）して、ベレット中の水分含有率を０．０５重量係
以下、好ましくは００１重量重量下とする。水分含有率
が上記範囲よシ大きいと像鮮明度が悪化する傾向がある
。この乾燥ベレットを２７０〜６００°Ｃで溶融せしめ
た後、２０μｍ以上。

好ましくは１０μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上
の異物を除去しうる精密フィルターを通して渥過する。

このフィルターの精度が上記範囲よりも粗いと、フィル
ムの像鮮明度が悪化する傾向がある。瀘過した溶融体を
スリット間隙１〜ｌ：ｉ！　ｍ／ｍのＴ字型口金甘だは
コート／・ンガー型口金に供給して、フィルム状に成形
する。口金内部の接液面は０．１〜０．５Ｓ程度の精密
研摩が望ましい。この研摩精度が悪いと、フィルムの像
鮮明度差が悪化する傾向がある。口金で成形されて出て
きた溶融体を表面温度２０〜８０’ａ、表面仕上げ精度
０．１〜０．５Ｓの冷却ドラムで引き取り、このドラム
に溶融フィルムを巻きつけて冷却固化せしめる。この時
、溶融フィルムと冷却ドラム間の密着性が悪い場合には
、５〜２０ｋＶの高電圧を印加して９密着性を向上せし
めるとよい。この密着性が悪いとフィルムの像鮮明度差
が悪化する傾向がある。かくして得られた未延伸フィル
ムは１通常１００〜４００μｍの厚さであり、結晶化度
は０〜１０％（Ｘ線による）の範囲である。未延伸フィ
ルムの結晶化度が上記範囲を越えると、最終フィルムの
像鮮明度が悪化する傾向がある。

この未延伸フィルムを、７０〜１００’Ｏに予熱する。

この予熱はできるだけ固体に接触させずに行なう方がよ
い（例えば、熱風あるいは赤外線加熱など）。固体に接
触させると最終フィルムの像鮮明度あるいはその差が悪
化する傾向がある。

この予熱されたフィルムをフィルムの長手方向または幅
方向に５〜５倍、好ましくは６．５〜４．５倍延伸する
。この延伸も固体に接触させずに９例えば８０〜１００
°０の熱風中で行なうのが望ましい。

延伸倍率が上記範囲を外れると、最終フィルムの複屈折
を本発明範囲内に入れることが難しくなり着色あるいは
連続性不良というトラブルを起しやすくなる。また、固
体に接触して延伸すると像鮮明度差を本発明範囲内に維
持することが難しくなる（もちろん、固体に接触させて
延伸してもフィルム特性が本発明範囲内に入るような延
伸法２例えばセラミックコーティングロールを用いて延
伸するような方法であれば、固体に接触させて延伸して
も構わない）。延伸する時のフィルム幅の収縮はできる
たけ小さく抑えることが重要であり。

幅収縮率（未延伸フィルムと一軸延伸フイルムの幅の差
を未延伸フィルム幅で割り、１００を乗じたもの）は、
０〜１５ｔＩ）、好ましくは０〜１０係の範囲とするこ
とが望ましい。この幅収縮率が上記範囲を越すと、フィ
ルム面内での複屈折の分布の均一性が悪化して、場合に
よっては液晶画像の着色の原因となることもある。延伸
時の幅収縮率は、延伸時のフィルム温度、延伸区間の長
さ、延伸速度、延伸方向などによって大きく変るので。

これらの条件を適宜調節して、上記範囲内に納めること
が望ましい。

次に、この−軸延伸フィルムを１６０〜２６０゛貼好ま
し７くは１８０〜２２５°Ｃに加熱して、５〜６０秒間
熱処理する。この熱処理において、フィルムを延伸した
方向に与える収縮率はＤ〜１０係、好ましくは０〜５％
の範囲とすることが望ましい。熱処理においてフィルム
の延伸方向にこの範囲以上の収縮を与えると、複屈折が
大きく下り本発明範囲外になシやすい。また逆に、延伸
した方向と直角方向には０〜２０チ、好ましｌｊ：１〜
１０係の伸張を与えつつ熱処理することが望ましい。こ
れによって、最終フィルムの寸法変化率。

複屈折あるいはその分布を本発明範囲内に入れることが
容易になシ、また。フィルムの強靭さも改良できる。な
お、熱処理中の伸張率が上記範囲より大きくなると、液
晶画像に着色を生じてくることがあるので望ましくない
。

かくして熱処理されたフィルムを、均一に徐冷して室温
捷で冷して巻取ることにより１本発明フィルムを作るこ
とができる。

なお２本発明フィルムの最大表面粗さくＲｍａｘ　）を
０５μｍ以干、好ましくは０６μｍ以下、さらに好まし
くは０１μｍ以下とすることにより、液晶表示画像の連
続性をさらに改善することができる。Ｒｒｒｎ、ｘ　　
を上記範囲以下にする方法の１例を挙げれば、でき上が
ったフィルムを１５０〜２４０°Ｃでスーパーカレンダ
ー加工するような方法があるが、もちろん、これ以外の
いかなる手法を用いてもよい。

また１本発明フィルム表面の濡れ張力を４５〜６０ダイ
ン／　Ｃｍ　、好ましくは４８〜５８ダイン／例の範囲
にすることによシ、液晶表示画像のコントラストおよび
連続性の経口劣化の程度を改善することができる。濡れ
張力を上記範囲内とする手法としては、でき」二ったフ
ィルムに対して各種雰囲気（空気、窒素、炭酸ガスなど
）中でコロナ放電処理するとか、プラズマ処理を行なう
などの方法、あるいはフィルム面にアクリル系、エポキ
シ系、ウレタン系などのアンカーコート剤を塗布する方
法などがある。

〔発明の効果〕

本発明は、複屈折、像鮮明度、像鮮明度差および寸法変
化率が特定範囲にあるＰＦ！Ｔ−ＵＯを液晶表示デバイ
ス用フィルムとして用いるようにしたので９次のごとき
優れた効果を得ることができたものである。

（イ）液晶表示画像に着色を生じない。

（ロ）液晶表示画像のコントラストが良好で見やすくな
る。

（ハ）　液晶表示画像の等方性が良好ゆえ、どの方向か
ら見ても同レベルの画像を見ることができる。

に）　液晶画像の連続性が良く、特に文字や線の切れを
生じにくい。

（ホ）　液晶画像の経日劣化の程度が小さい。

〔特性の測定方法および評価基準〕

なお１本発明における特性の測定方法および評価基準は
次の通りである。

（１）　　複屈折 波長５５０　ｎ　ｍ　（Ｄ　光源を用いてコンペンセー
ター付き偏光顕微鏡で試料フィルムのレターディジョン
を測定し、これをフィルムの厚さで割って複屈折とした
。

（２）像鮮明度 ：ｒ工ｓ−に一７１’０５〜１９８１　　＋７）方法を
用いた。光学くしの寸法は０．１２５ｍ＋ｎのものを用
い、フィルムの縦および横方向について測定した値のう
ち。

大きい方の値を該フィルムの像鮮明度とした。

（３）像鮮明度差 上記（２）で測定したフィルム縦方向と横方向の像鮮明
度の差の絶対値を用いた。

（４）寸法変化率 ＡＳＴＭ　　Ｄ　　１２０４−５４の方法で測定した。

温度および時間の条件［，１５０°Ｃ９６０分間である
。フィルムの長手方向および幅方向について測定し、変
化率の絶対値が大きい方の値を該フィルムの寸法変化率
とした。

（５）　　最大表面粗さく　Ｒｍａｘ　）ＪＩＳ　　Ｂ
　　０６０１−１９７６　　に定められている方法で測
定した。カット・オフは０．０８　ｍ　／　ｍとした。

（６）　　濡れ張力 ＪＩＳ　　Ｋ　　６７６８−１９７７　　に定められて
いる方法で測定した。

（７）　　フィルムの評価基準 各種特性値を持つ厚さ９５μｍのＰＥＴ−ＵＯ３枚の間
に、−軸配向した沃素含有ポリビニルアルコールフィル
ム（偏光フィルム）をはさみこみ接着剤で貼り合せて、
ＰＥＴ−ＵＯ／偏光フィルム／　Ｐ　Ｆｉ　Ｔ　−Ｕ　
Ｏの３層からなる積層体（偏光板）を作る。この積層体
からＩＤ０ｍｍ平方のシート２枚を切シ取る。この２枚
のシート各々の片面に。

スパッタリング法によって、インジウム・錫酸化物を蒸
着せしめて、透明導電膜を作る。この透明導電膜の上に
、ポリアミド系のポリマをコーティングし、その表面を
綿布でラビングして、配向膜とする。かくして得られた
２枚のシートを配向膜同志を向い合せた状態で重ね１間
にスペーサーを入れて２枚の間隙が約１０μｍとなるよ
うにし。

この間隙にＴＮ型液晶を封入した後、四囲をエポキシ系
接着剤で封止して２表示面積１０ｍｍｘ６０■の液晶セ
ルを作る。ある特性を持つ一種のフィルムについて、、
このような液晶セルを２０個ずつ作９．これらを６５℃
、７０％、ＲＨの雰囲気中に５０９時間放置した後、各
々に電圧を印加して液晶表示面に６個の数字を表示する
。この６個の数字からなる画像を、２０個の液晶セル各
々について肉眼判定し２着色、コントラスト、等方性お
よび連続性の各々について、Ａ（良好）、Ｂ（やや問題
があるが用途によっては使用可能）、Ｃ（問題点が多く
、実用化しにくい）という６つのグレードに分ける。２
０個のセルの各々について、上記したＡ、Ｂ、Ｃの評価
をつけ、Ａを６点、Ｂを２点、Ｃを１点として、各々の
特性別に２０個のセル全部の合計点を出し、この合計点
が４５点以上を、フイ！レムの品質Ａ、３０点以上全以
上２９点以下をＣとしてフィルムの品質を評価した。

すべてＡであれば液晶表示デバイス用フィルムとして全
く問題なし、Ｂが入ってくると、やや問題はあるが用途
によっては実用可能、Ｃが入ると実用化は難しいという
判断基準である。

〔実施例〕

以下、実施例および比較例に基づいて１本発明の・一実
施態様を説明する。

実施例１〜５．比較例１〜５ フィルムの原料および製造条件を変更して、各種特性を
持つＰＥＴ−ＵＯを作り、これらのフィルムについて、
液晶表示デバイス用フィルムとしての品質を評価した。

その結果をまとめて表１に示す。

これらの結果から、ＰＫＴ−ＵＯの複屈折、像鮮明度、
像鮮明度差および寸法変化率を本発明範囲内に保つと９
着色、コントラスト、等方性、連続性のいずれにも優れ
た液晶セルができることがわかる。

実施例６ 極限粘度０．６５　、溶液ヘイズ０．６　％のＰＫＴペ
レットを、　８０　Ｔｏｒｒの減圧下で、１８０’ａ、
７時間乾燥して、ペレット中の水分含有率を０．００４
係とした。このペレットを２８０°Ｃで溶融せしめこれ
を４μｍ以上の異物を除去しうる精密フィルターを用い
て濾過した。この濾過した溶融体をＴ字型口金（内面の
接液面は硬質クロムメッキしてあり、かつ精密研尤によ
って０．２　ｓの仕上げ精度にしである）に供給して、
シート状に成形し２口金から出てきた溶融シートを２表
面仕上げ精度０２Ｓ２表面温度４０°Ｃの冷却ドラムに
巻きつけて冷却固化せしめた。溶融シートと冷却ドラム
表面との密着性を良くするため、溶融シートの」二にワ
イアを張り、これに１５ｋｖの直流電圧を印加した。

かくして得られた未延伸フィルムの厚さは約４００μｍ
、結晶化度は０％であった。この未延伸フィルムを空中
に浮かした状態を保ちつつ、８０°Ｃの熱風で１５秒間
予熱し９次いでフィルムの両端部をクリップで杷持し、
フィルム幅は一定のままで。

クリップ間隔をフィルム進行方向に広げていくという方
法で、長手方向に４１倍延伸した。この延伸中、フィル
ムは空中に浮いた形（両端部のみクリップで把持されて
いる）であり、９５°Ｃの熱風で加熱されつつ延伸され
た。延伸に伴なうフィルム幅の収縮率は、クリップで収
縮を抑えたので０％であった。次に、このフィルムる２
１５°Ｃの熱風中に入れ、長手方向には全く寸法変化を
許容させず、かつ幅方向には１０２倍（２ＣＩ））の伸
張を与えつつ、５０秒間熱処理した。このフィルム徐冷
り、”を後＃　　２３　Ｄ　′ｃのスーパーカレンター
　１：’ｆｆ　−ルの間を通過させ９次いでフィルムの
片面にコロナ放電処理を施した。かくして得られた厚さ
９５μｍのフィルムは次の特性を有していた。

複屈折：０．１４２ 像鮮明度　　＝　９５６係 像鮮明度差　：　０４係 寸法変化率　二　−Ｏ７係 このフィルムを用いて、前述した方法で液晶セルを作っ
た。この場合、・フィルムのコロナ処ｆＭシた方の表面
が液晶に対面するようにした。できた液晶セルを前述し
た評価基準で評価したところ。

着色、コントラスト、等方性および連続性ともに優れて
お９．評価グレードはすべてＡであった。

従って９本フィルムは液晶表示テバイス用フィルムとし
て極めて優れたものであることがわかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複屈折０．１０〜ｏ、ｉｓ、像鮮明度９０係以上。 像鮮明度差３％以下で、かつ寸法変化率がＯ〜−６係の
   範囲にある一軸配向ポリエチレンテレフタレートからな
   る液晶表示デバイス用フィルム。