KR101308222B1 - 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 박육 필름이면서 핸들링성이 우수하고, 동시에 디스플레이의 시인성이 우수한 투명성을 갖고, 가스 배리어층을 적층시켰을 경우에 높은 가스 배리어 성능을 부여할 수 있는 표면 평탄성이 우수한 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.

이의 해결수단으로서, 본 발명의 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름은, 방향족 폴리에스테르를 주된 성분으로 하고 입자를 포함하지 않는 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층을 적어도 포함하는 적층 폴리에스테르 필름으로서, 기재층 (A) 두께가 12∼125㎛, 도포층 (B) 이 하기 식 (1)∼(3) 을 각각 만족시키고,

30nm ≤ 입자의 평균 입경 d ≤ 100nm…(1)

1.2 < d/tB < 3.0…(2)

4중량% ≤ 입자의 함유량 ≤ 20중량%…(3)

(상기 식 중, d 는 입자의 평균 입경, tB 는 도포층 (B) 의 층 두께를 각각 나타내고, 또 입자의 함유량이란 도포층 (B) 의 중량을 기준으로 한 입자의 함유량을 나타낸다)

또한, 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하이다.

Description

플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름{LAMINATED POLYESTER FILM FOR FLEXIBLE DISPLAY SUBSTRATE}

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2001-176749호

[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보 평7-195644호

[특허 문헌 3] 일본 공개특허공보 평6-340046호

본 발명은 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 휴대성이 우수한 플렉시블 디스플레이에 사용할 수 있고, 박육 필름이면서 핸들링성이 우수하고, 동시에 디스플레이의 시인성이 우수한 투명성을 갖고, 가스 배리어층을 적층시켰을 경우에 높은 가스 배리어 성능을 부여할 수 있는 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

폴리에스테르 필름, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 등의 2축 배향 필름은 우수한 기계적 성질, 내열성, 내약품성을 갖기 때문에 자기 테이프, 강자성 박막 테이프, 사진 필름, 포장용 필름, 전자 부품용 필름, 전기 절연 필름, 금속 라미네이트용 필름, 유리 디스플레이 등의 표면에 부착하는 필름, 각종 부재의 보호용 필름 등의 소재로서 널리 사용되고 있다.

액정 디스플레이로 대표되는 화상 표시 장치에는, 종래 유리 기판이 사용되어 왔다. 그러나 최근, 화상 표시 장치에는, 한층 더 나은 박형화, 경량화, 대화면화, 형상의 자유도, 곡면 표시 등이 요구되고 있고, 무겁고 깨지기 쉬운 유리 기판을 대신하는 소재로서, 고투명한 고분자 필름 기판이 검토되게 되었다.

액정 디스플레이는 백라이트를 채용하지 않을 수 없기 때문에, 많은 부재를 사용할 필요가 있다. 그에 대하여, 일렉트로루미네선스(EL) 표시 소자, 특히 유기 EL 소자와 같은 자발광 소자, 전자 페이퍼와 같은 전자 잉크를 사용한 자기 인자 기능을 갖는 디스플레이는, 액정 디스플레이에 비하여 보다 적은 부재로 대응할 수 있다는 점에서, 박육화, 휴대성 및 플렉시블성이 우수한 디스플레이로서 적극적으로 개발이 진행되고 있다. 이러한 용도에서도, 기판 재료로서 고분자 필름이 검토되고 있고, 고분자 필름의 가요성을 사용하여, 휴대 가능한 용도 개발, 두루마리 (roll) 와 같은 플렉시블 디스플레이의 시도 등의 개발도 진행되고 있다.

휴대성이나 플렉시블성이 요구되는 플렉시블 디스플레이의 기판 필름에 대해서는, 기판 필름으로서의 기계적 강도, 가요성, 유기 EL 소자나 전자 잉크 등의 내구성을 높이기 위한 가스 배리어성, 디스플레이의 시인성을 저해하지 않도록 투명성이 요구되는 것에 덧붙여, 대형 화면 박형(薄型) 디스플레이용 기판보다 더욱 박육 필름이 요구되고 있다. 일반적으로 필름의 박육화에 수반하여 필름의 미끄럼성이 저하되고, 핸들링성이 악화되는 것이 알려져 있다. 필름의 박육화에 수반하는 미끄럼성 개량에 대해서는, 종래부터 자기 기록 매체의 베이스 필름이나 필 름 콘덴서용의 베이스 필름 등, 10㎛ 전후의 필름 두께를 필요로 하는 용도로 검토되고 있다. 그러나, 필름 콘덴서의 베이스 필름에는 투명성이나 가스 배리어 특성은 필요로 하지 않기 때문에, 통상, 베이스 필름에 윤활제를 부가하여 미끄럼성을 부여하고 있다. 또 필름 콘덴서 용도에서는, 핸들링성을 높이기 위해서, 필름 표면은 일정한 조도를 갖는 것이 바람직한 것으로 되어 있고, 예를 들어 특허 문헌 1 에는 40nm 이상 90nm 이하의 표면 조도 (Ra) 가 개시되어 있다.

또 자기 테이프의 베이스 필름의 경우에는, 자기 기록 매체의 기록 밀도의 고밀도화에 의하여, 베이스 필름의 평탄성과 함께 미끄럼성이 양호하다는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 평탄성이 우수한 폴리에스테르 수지층과, 미끄럼성의 기능을 갖춘 폴리에스테르 수지층의 적층 구성 등이 검토되고 있는 외, 자성층과의 접착성을 높이는 목적으로, 폴리에스테르 베이스 필름 상에 접착성이 우수한 도막층이 적층된 적층 구성도 검토되고 있다 (특허 문헌 2, 3 등). 그러나, 자기 기록 매체도 자성층과 적층시켜 사용된다는 점에서, 투명성에 대해서는 특별히 요구되지 않았다.

한편, 박육화가 요구되는 플렉시블 디스플레이용의 기판 필름에서는, 핸들링성을 갖음과 함께, 디스플레이의 시인성이 우수한 투명성을 갖고, 가스 배리어층을 적층시켰을 경우에 높은 가스 배리어 성능을 부여할 수 있는 표면 평탄성이 요망되고 있는 것이 현 상황이다.

본 발명의 목적은, 이러한 종래 기술의 과제를 해소하고, 박육 필름이면서, 핸들링성이 우수하고, 동시에 디스플레이의 시인성이 우수한 투명성을 갖고, 가스 배리어층을 적층시켰을 경우에 높은 가스 배리어 성능을 부여할 수 있는 표면 평탄성이 우수한 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 투명성과 표면 평탄성의 관점에서, 기재층은 입자를 포함하지 않을 필요가 있고, 핸들링성을 높이기 위해서 형성될 도포층이 핸들링성, 투명성을 양립시키고, 또한 도포층에 포함되는 입자가 탈락되지 않게, 함유되는 입자의 크기나 함유량, 도포층 두께와 입자의 크기와의 밸런스가 이하와 같은 관계에 있는 경우에 비로소, 박육의 플렉시블 디스플레이 기판에 적절한 핸들링성, 투명성 및 고가스 배리어 성능 부여에 적절한 표면 평탄성을 겸비하는 박육 필름을 얻을 수 있다는 것을 찾아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명에 의하면, 본 발명의 목적은 방향족 폴리에스테르를 주된 성분으로 하고 입자를 포함하지 않는 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층을 적어도 포함하는 적층 폴리에스테르 필름으로서, 기재층 (A) 두께가 12∼125㎛, 도포층 (B) 이 하기 식 (1)∼(3) 을 각각 만족하고,

30nm ≤ 입자의 평균 입경 d ≤ 100nm…(1)

1.2 < d/tB < 3.0…(2)

4중량% ≤ 입자의 함유량 ≤ 20중량%…(3)

(상기 식 중, d 는 입자의 평균 입경, tB 는 도포층 (B) 의 층 두께를 각각 나타내고, 또 입자의 함유량이란 도포층 (B) 의 중량을 기준으로 한 입자의 함유량을 나타낸다)

또한 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하인 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름에 의하여 달성된다.

또, 본 발명의 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름은, 그 바람직한 양태로서, 도포층면측의 표면 조도 WRa 가 3∼10nm, 기재층면측의 표면 조도 WRa 가 1nm 이하인 것, 기재층을 구성하는 방향족 폴리에스테르가 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트인 것, 도포층에 포함되는 입자가 구상 실리카 입자인 것, 기재층면측에 가스 배리어층이 적층되는 것 중 적어도 어느 하나를 구비하는 것도 바람직한 양태로서 포함한다.

또 본 발명의 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름은, 플렉시블 디스플레이로서 구체적으로 유기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼 중 어느 하나에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명은, 그 외의 이하의 양태도 포함한다.

항 1. 방향족 폴리에스테르를 주된 성분으로 하고 입자를 포함하지 않는 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층을 적어도 포함하는 적층 폴리에스테르 필름으로서, 기재층 (A) 두께가 12∼125㎛, 도포층 (B) 이 하기 식 (1)∼(3) 을 각각 만족하고,

30nm ≤ 입자의 평균 입경 d ≤ 100nm…(1)

1.2 < d/tB < 3.0…(2)

4중량% ≤ 입자의 함유량 ≤ 20중량%…(3)

(상기 식 중, d 는 입자의 평균 입경, tB 는 도포층 (B) 의 층 두께를 각각 나타내고, 또 입자의 함유량이란 도포층 (B) 의 중량을 기준으로 한 입자의 함유량을 나타낸다)

또한 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하인 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.

항 2. 도포층면측의 표면 조도 WRa 가 3∼10nm, 기재층면측의 표면 조도 WRa 가 1nm 이하인 항 1 에 기재된 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.

항 3. 기재층을 구성하는 방향족 폴리에스테르가 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트인 항 1 또는 항 2 에 기재된 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.

항 4. 도포층에 포함되는 입자가 구상 실리카 입자인 항 1 내지 항 3 중 어느 한 항에 기재된 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.

항 5. 기재층면측에 가스 배리어층이 적층된 항 1 내지 항 4 중 어느 한 항에 기재된 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.

항 6. 플렉시블 디스플레이가 유기 EL 디스플레이 또는 전자 페이퍼인 항 1 내지 항 5 중 어느 한 항에 기재된 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.

이하, 본 발명을 자세하게 설명한다.

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은 플렉시블 디스플레이 기판에 적절한 필름으로서, 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층을 적어도 포함한다. 이하, 기재층 (A), 도포층 (B) 및 적층 폴리에스테르 필름의 특성에 대하여 상세하게 서술한다.

(기재층 (A))

<방향족 폴리에스테르>

본 발명의 기재층 (A) 은, 주된 성분이 방향족 폴리에스테르이다. 이러한 방향족 폴리에스테르는, 방향족 디카르복실산 또는 그 에스테르 형성성 유도체와 디올 또는 그 에스테르 형성성 유도체로 합성된다. 「주된 성분」이란, 기재층 (A) 의 중량을 기준으로서 90중량% 이상, 바람직하게는 95중량% 이상, 특히 바람직하게는 99중량% 이상인 것을 의미한다. 방향족 디카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산이 예시되고, 디올 성분으로서 예를 들어 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,6-헥산디올이 예시된다. 본 발명의 방향족 폴리에스테르는, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리(1,4-시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트), 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트, 폴리 트리메틸렌나프탈레이트가 예시되고, 특히 기재로서의 기계적 특성이나 가요성 면에서 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트가 바람직하고, 또한, 고온 하에서의 치수 안정성 면에서 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트가 가장 바람직하다. 방향족 폴리에스테르는, 단독 중합체, 제 3 성분을 공중합한 공중합체, 혹은 혼합체 중 어느 것여도 된다.

방향족 폴리에스테르가 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트인 경우, 주된 디카르복실산 성분으로서 나프탈렌디카르복실산이 사용되고, 주된 디올 성분으로서 에틸렌글리콜이 사용된다. 나프탈렌디카르복실산은, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산을 들 수 있고 이들 중에서 2,6-나프탈렌디카르복실산이 바람직하다. 여기서의 「주된」이란, 방향족 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위 중 적어도 90몰%, 바람직하게는 적어도 95몰%, 특히 바람직하게는 적어도 97몰% 를 의미한다.

방향족 폴리에스테르가 공중합체인 경우, 공중합 성분으로서 분자내에 2개의 에스테르 형성성 관능기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 화합물로서 예를 들어, 옥실산, 아디프산, 프탈산, 세바스산, 도데칸디카르복실산, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 페닐인단디카르복실산, 테트랄린디카르복실산, 데카린디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산 등과 같은 디카르복실산;p-옥시벤조산, p-옥시에톡시벤조산 등과 같은 옥시카르복실산;혹은 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 시클 로헥산메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 비스페놀술폰의 에틸렌옥사이드 부가물, 비스페놀 A 의 에틸렌옥사이드 부가물, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥시드글리콜 등과 같은 2가 알코올류 등을 사용할 수 있다. 이들의 공중합 성분은 1종여도, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들의 공중합 성분 중에서, 산성분으로서는 이소프탈산, 테레프탈산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, p-옥시벤조산을 글리콜 성분으로서는 디에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 비스페놀술폰의 에틸렌옥사이드 부가물을 바람직한 예로서 들 수 있다. 이러한 공중합 성분은 방향족 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 10몰% 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5몰% 이하, 특히 바람직하게는 3몰% 이하이다.

또, 방향족 폴리에스테르는, 예를 들어 벤조산, 메톡시폴리알킬렌글리콜 등의 1 관능성 화합물에 의하여 말단의 옥실산기 및/또는 카르복실기의 일부 또는 전부를 봉쇄한 것여도 되고, 혹은 예를 들어 극소량의 글리세린, 펜타에리트리톨 등과 같은 3 관능 이상의 에스테르 형성성 화합물로 실질적으로 선상의 폴리머를 얻을 수 있는 범위내에서 공중합한 것여도 된다.

본 발명의 방향족 폴리에스테르는 혼합체여도 된다. 혼합체의 경우, 전체 폴리머 성분 중의 에틸렌테레프탈레이트 단위 또는 에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 단위가, 전체 반복 구조 단위의 90몰% 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 95몰% 이상, 특히 바람직하게는 97몰% 이상이다. 특히, 에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 단위가 상기 범위인 것에 의하여, 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실 레이트 본래의 특성을 극단적으로 상실하지 않고, 고온 하에서의 치수 안정성을 확보할 수 있다. 방향족 폴리에스테르에 혼합할 수 있는 다른 폴리에스테르로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트를 들 수 있고, 1종 또는 2종 이상을 병용해도 된다.

본 발명의 방향족 폴리에스테르는, 단독 중합체인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 방향족 폴리에스테르는, 일반적으로 알려진 폴리에스테르 조성물의 제조 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 디카르복실산과 글리콜을 반응시켜, 직접, 저중합도 폴리에스테르를 얻고, 이 저중합도 폴리에스테르를 중합 촉매의 존재 하에서 더욱 중합시켜 폴리에스테르를 얻는 방법, 혹은 디카르복실산의 저급 알킬에스테르와 글리콜을 에스테르 교환 반응으로 저중합도 폴리에스테르를 얻고, 이 저중합도 폴리에스테르를 중합 촉매의 존재 하에서 다시 중합시켜 폴리에스테르를 얻는 방법으로 제조할 수 있다.

에스테르 교환 반응에 사용하는 에스테르 교환 촉매로서는, 예를 들어 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 아연, 스트론튬, 티탄, 지르코늄, 망간, 코발트를 함유하는 화합물의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 또, 중합 촉매로서는, 삼산화안티몬, 오산화안티몬과 같은 안티몬 화합물, 이산화게르마늄으로 대표되는 게르마늄 화합물, 테트라에틸티타네이트, 테트라프로필티타네이트, 테트라페닐티타네이트 또는 이들의 부분 가수 분해물, 옥실산 티타닐암모니움, 옥실산 티타닐칼륨, 티타늄트리스아세틸아세토네이트와 같은 티탄 화합물을 들 수 있다.

에스테르 교환 반응을 경유하여 중합을 실시하는 경우에는, 중합 반응 전에 에스테르 교환 촉매를 실활시키는 목적으로 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트, 트리-n-부틸포스페이트, 정인산 등의 인 화합물을 첨가할 수 있다. 또한, 방향족 폴리에스테르는 용융 중합 후, 이것을 칩화하여, 가열 감압하 또는 질소 등의 불활성 기류 중에 있어서 추가로 고상 중합을 실시해도 된다.

방향족 폴리에스테르의 고유 점도는 0.40dl/g 이상인 것이 바람직하고, 0.40∼0.90dl/g 인 것이 더욱 바람직하다. 고유 점도가 하한에 미치지 못 하는 경우, 공정 절단이 다발하는 경우가 있다. 한편, 고유 점도가 상한을 초과하는 경우, 용융 점도가 높기 때문에 용융 압출이 곤란할 수 있고, 중합에 장시간을 필요로 하여 생산성이 악화되는 경우가 있다. 또한, 고유 점도는 o-클로로페놀을 용매로서 사용하고, 35℃ 에서 측정한 값 (단위:dl/g) 이다.

본 발명의 기재층 (A) 은 방향족폴리에스테르를 주된 성분으로 하고, 또한 입자를 포함하지 않는 층이다. 기재층 (A) 이 입자를 포함하는 경우, 기재층면측의 표면 조도 WRa 가 1nm 을 초과하기 때문에, 기재층면측에 가스 배리어층을 형성할 때, 가스 배리어층과의 계면에 간극이 생겨 수증기가 투과된다는 결점이 된다. 또 기재층 (A) 이 입자를 포함하는 경우, 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이나 헤이즈가 저하되어 버려, 디스플레이로서 충분한 시인성을 얻을 수 없는 경우가 있다.

<기재층 (A) 의 층 두께>

기재층 (A) 의 층 두께는, 휴대성이 우수한 플렉시블 디스플레이에 적절한 두께인 것이 필요하고, 12∼125㎛ 의 범위이다. 기재층 (A) 의 층 두께는, 바 람직하게는 12∼100㎛, 더욱 바람직하게는 12∼75㎛, 특히 바람직하게는 25∼50㎛ 이다. 기재층 (A) 의 층 두께는, 휴대성이나 굴곡 용이성 면에서 보다 얇은 것이 바람직하다. 단, 하한에 미치지 못 하는 경우에는, 플렉시블 디스플레이의 기판 필름으로서 충분히 강도를 유지하는 것이 어려워진다.

(도포층 (B))

도포층 (B) 은, 함유되는 입자의 크기나 함유량, 도포층 두께와 입자의 크기와의 밸런스가 특정 관계에 있음으로써, 핸들링성, 투명성을 양립하고, 또한 도포층에 포함되는 입자가 탈락되어 기재면의 평탄면측의 표면 평탄성을 저하시키지 않는다는 특징을 갖는다.

<입자>

도포층 (B) 에 포함되는 입자는, 평균 입경이 30nm 이상 100nm 이하이며, 함유량은 도포층 (B) 의 중량을 기준으로서 4중량% 이상 20중량% 이하이다. 입자의 평균 입경의 상한은, 70nm 이하인 것이 바람직하다. 입자의 평균 입경이 상한을 초과하는 경우, 헤이즈가 저하되는 것 이외에, 표면이 거칠어진다. 그 외, 도포층 (B) 의 층 두께와의 관계에서 입자의 탈락이 빈발하고, 제막된 적층 폴리에스테르 필름을 롤상으로 일단 감고, 그 후 플렉시블 디스플레이 기판으로서 가공할 때에, 탈락된 활제가 평탄면측에 부착되어 표면 평탄성을 저하시킬 가능성이 있다. 한편, 입자의 평균 입경이 하한에 미치지 못하는 경우에는 충분한 미끄럼성이나 내흠집성을 얻을 수 없다. 또 입자의 함유량이 하한에 미치지 못하는 경우에는 충분한 미끄럼성, 내흠집성을 얻지 못하고, 한편 상한을 초과하는 경우에 는, 도막의 응집력이 낮아져 기재층 (A) 와의 접착성이 악화되고, 또 적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈를 저하시킨다.

도포층 (B) 에 포함되는 입자의 종류는 특별히 특정되지 않고, 예를 들어 탄산 칼슘, 산화 칼슘, 산화 알루미늄, 카올린, 실리카, 가교 아크릴 수지 입자, 가교 폴리스티렌 수지 입자, 멜라민 수지 입자, 가교 실리콘 수지 입자를 들 수 있다. 그 중에서도 평균 입경을 제어하기 쉽고, 조대 입자가 적다는 점에서 구상 실리카 입자를 사용할 수 있다

여기서 평균 입경이란, 입자의 전자 현미경 사진 또는 투과형 전자 현미경 사진에 의하여 측정한 전입자의 입자경의 평균치를 의미한다.

<고분자 바인더>

도포층 (B) 을 형성하는 고분자 바인더 성분은 폴리에스테르 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 또 고분자 바인더 성분으로서 폴리에스테르 수지에 덧붙여 추가로 아크릴 수지, 폴리비닐알코올 수지를 포함하고 있어도 된다.

이러한 폴리에스테르 수지로서 하기의 다염기산 성분과 디올 성분으로부터 얻어지는 폴리에스테르를 사용할 수 있다. 즉, 다가염기 성분으로서는, 예를 들어, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 무수프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 아디프산, 세바스산, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 다이머산, 5-나트륨술포이소프탈산을 예시할 수 있다. 고분자 바인더로서 사용하는 폴리에스테르 수지로서는, 2종 이상의 디카르복실산 성분을 사용한 공중합 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리에스테르 수지에는, 약간량이면 말레산, 이타콘산 등의 불포화 다염기산 성분이, 혹은 p-히드록시 벤조산 등과 같은 히드록시카르복실산 성분이 함유되어 있어도 된다.

폴리에스테르 수지의 디올 성분으로서는, 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 자일렌글리콜, 디메틸올프로판, 폴리(에틸렌옥시드)글리콜, 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜을 예시할 수 있다.

폴리에스테르 수지의 유리 전이점은, 바람직하게는 40∼100℃, 더욱 바람직하게는 60∼80℃ 이다. 이 범위이면, 우수한 접착성과 우수한 내흠집성을 얻을 수 있다. 유리 전이 온도가 하한에 달하지 않으면 필름끼리 블로킹을 일으키기 쉬워지고, 한편 상한을 초과하면 도막이 딱딱하고 물려져, 내흠집성이 악화되는 경우가 있다.

고분자 바인더의 구성 성분으로서 사용되는 아크릴 수지의 일례로서, 옥사졸린기와 폴리알킬렌옥시드쇄를 갖는 아크릴 수지가 예시된다. 옥사졸린기를 갖는 모노머로서는, 2-비닐-2-옥사졸린, 2-비닐-4-메틸-2-옥사졸린, 2-비닐-5-메틸-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-4-메틸-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-5-메틸-2-옥사졸린을 예시할 수 있고, 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린이 공업적으로 입수하기 쉽고 바람직하다. 옥사졸린기를 갖는 아크릴 수지를 사용함으로써 도포층의 응집력이 향상되어, 내찰과성을 부여할 수 있다.

폴리알킬렌옥시드쇄를 갖는 모노머로서는, 아크릴산, 메타크릴산의 에스테르 결합부에 폴리알킬렌옥시드를 부가시킨 것을 들 수 있다. 폴리알킬렌옥시드쇄는, 예를 들어 폴리 메틸렌옥시드, 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드, 폴리부틸렌옥시드를 들 수 있다. 폴리알킬렌옥시드쇄의 반복 단위는 3∼100 인 것이 바람직하다. 이러한 폴리알킬렌옥시드쇄를 갖는 아크릴 수지를 사용함으로써, 도포층의 고분자 바인더를 형성하는 폴리에스테르 수지와 아크릴 수지의 상용성이, 폴리알킬렌옥시드쇄를 함유하지 않은 아크릴 수지에 비하여 향상되고, 도포층의 투명성을 향상시킬 수 있다. 폴리알킬렌옥시드쇄의 반복 단위가 3 미만이면 폴리에스테르 수지와 아크릴 수지와의 상용성이 악화되고 도포층의 투명성이 악화되는 경우가 있다. 한편, 폴리알킬렌옥시드쇄의 반복 단위가 100 을 초과하면 도포층의 내습 열성이 하강되어, 고습도, 고온 하에서 적층층과의 밀착성이 악화되는 경우가 있다. 아크릴 수지는, 그 외의 공중합 성분과의 공중합체여도 되고, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 (알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 2-에틸헥실기, 시클로헥실기 등) 등이 예시된다.

고분자 바인더의 구성 성분으로서 사용되는 폴리비닐알코올로서 폴리비닐알코올 또는 그 공중합체를 들 수 있다. 폴리비닐알코올 공중합체로서 비닐알코올-아세트산비닐 공중합체, 비닐알코올-비닐부티랄 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체가 예시되고, 이들 중에서도 비닐알코올-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체가 바람직하다. 통상, 비닐알코올의 공중합 비율이 비누화도로 표시되고, 비누화도가 74∼90mol% 인 것이 바람직하다. 비누화도가 74mol% 미만에서는, 도막층의 내습성이 저하되어, 가스 배리어성이 부족해지는 경우가 있다. 한편, 비누화도가 90mol% 를 초과하면 접착성이나 내블로킹성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명의 고분자 바인더는, 기재층보다 저굴절률인 것이 바람직하다.

<그 외 성분>

본 발명의 도포층 (B) 은, 기재층 (A) 에 도포층을 형성하는 공정에서의 환경 오염이나 방폭성 면에서, 수용성 혹은 수분산성 상태에서 기재층 (A) 에 도포되는 것이 바람직하다. 이러한 도포액에는 계면활성제 (습윤제) 를 소량 첨가하여 사용할 수 있다. 계면활성제로서는 수성 도포액의 표면 장력을 40mN/m 이하로 저하할 수 있고, 기재층 (A) 에 대한 젖음성을 촉진시키는 것이 바람직하고, 예를 들어 폴리옥시에틸렌-지방산에스테르, 소르비탄 지방산에스테르, 글리세린 지방산에스테르, 지방산금속비누, 알킬황산염, 알킬술폰산염, 알킬술포숙신산염, 제 4 급 암모늄클로라이드염, 알킬아민염산, 베타인형 계면활성제 등을 들 수 있다. 또 도포액에는 본 발명의 효과를 소실시키지 않는 범위에 있어서, 소량의 유기용제, 지방족왁스, 가교제 등이 포함되어 있어도 된다. 이러한 성분은 적층 폴리에스테르 필름의 투명성을 손상시키지 않는 범위내에서 사용되는 것이 바람직하다.

<도포층 (B) 의 층 두께와 입자의 평균 입경과의 관계>

도포층 (B) 의 층 두께와 입자의 평균 입경과의 관계는 하기 식 (2) 를 만족할 필요가 있다.

1.2 < d/tB < 3.0 …(2)

(상기 식 중, d 는 입자의 평균 입경, tB 는 도포층 (B) 의 층 두께를 각각 나타낸다)

도포층 두께와 입자의 크기와의 밸런스가 식 (2) 의 관계를 만족함으로써, 도포층에 포함되는 입자가 탈락되지 않고, 본 발명과 같은 박육 필름의 핸들링성을 최대한으로 높일 수 있다. 도포층 (B) 의 층 두께 (tB) 에 대한 입자의 평균 입경 (d) 이 1.2 에 만족하지 않는 경우에는, 충분한 활성이나 내흠집성을 얻지 못하고, 핸들링성이 충분하지 않다. 한편, 도포층 (B) 의 층 두께 (tB) 에 대한 입자의 평균 입경 (d) 이 3.0 을 초과하는 경우에는, 입자의 탈락이 빈발하여, 오히려 핸들링성이 저하된다. 또한, 도포층 (B) 의 층 두께는 10∼80nm 의 범위인 것이 바람직하다.

(적층 폴리에스테르 필름)

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층을 적어도 포함하고, 이러한 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하이다. 구체적으로는, 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층으로 이루어지는 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하이다. 또, 기재층 (A) 의 편면에 입자를 포함하는 도포층 (B) 이 형성되고, 기재층면측에 추가로 가스 배리어층이 적층된 층 구성을 갖는 적층 폴리에스테르 필름에 대해서도, 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하인 것이 바람직하다.

<전체 광선 투과율>

적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율은 85% 이상이다. 여기서 전체 광선 투과율은 JIS 규격 K6714-1958 에 준거한다. 본 발명에서의 전체 광선 투과율은, 보다 바람직하게는 87% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 전체 광선 투과율이 하한에 미치지 못 하는 경우, 필름의 투명성이 악화되어 휘도가 저하되기 때문에 디스플레이용으로서 사용하는 것은 곤란하다. 이러한 전체 광선 투과율의 범위이면, 상한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 100% 미만이다. 전체 광선 투과율을 85% 이상으로 하기 위해서는, 기재층 (A) 중에 입자를 포함하지 않는 것, 기재층 (A) 의 편면에 도포층 (B) 이 형성되는 것이 필요하다. 또 전체 광선 투과율을 87% 이상으로 하기 위해서는, 도포층 (B) 의 층 두께 (tB) 가 적어도 40nm 이고, 또한 도포층 (B) 의 층 두께와 입자의 평균 입경과의 관계가 하기 식 (4) 의 관계를 만족함으로써 달성된다.

1.2 < d/tB ≤ 2.0 …(4)

(상기 식 중, d 는 입자의 평균 입경, tB 는 도포층 (B) 의 층 두께를 각각 나타낸다)

<헤이즈>

적층 폴리에스테르 필름의 헤이즈는 1.0% 이하이다. 여기서 헤이즈는 JIS 규격 K6714-1958 에 따라, 전체 광선 투과율 Tt(%) 와 산란광 투과율 Td(%) 를 구하고, 하기의 산출식에 의하여 구할 수 있다.

헤이즈=(Td/Tt)×100

본 발명에서의 헤이즈는, 보다 바람직하게는 0.8% 이하, 특히 바람직하게는 0.5% 이하이다. 헤이즈가 이러한 범위내이면 하한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 O 을 초과하는 값이다. 헤이즈는 디스플레이의 시인성의 평가 방법의 하나로서, 헤이즈가 1.0% 를 초과하는 경우, 필름의 투명성이 악화되어, 표시 화면이 하얗게 보여 콘트라스트가 저하되기 때문에 디스플레이용으로서 사용하는 것은 곤란하다. 헤이즈를 1.0% 이하로 하기 위해서는, 기재층 (A) 중에 입자를 포함하지 않는 것, 도포층 (B) 에 포함되는 입자의 함유량이 20중량% 이하이며, 또한 평균 입경이 100nm 이하인 것이 필요하다. 또 헤이즈가 0.5% 이하인 경우에는 표시 화면이 매우 선명하여 콘트라스트가 양호해진다. 헤이즈를 0.8% 이하로 하기 위해서는, 기재층 (A) 중에 입자를 포함하지 않는 것, 도포층 (B) 에 포함되는 입자의 평균 입경이 70nm 이하인 것이 바람직하다. 단, 평균 입경이 70nm 을 초과하여 100nm 이하의 범위여도, 입자의 함유량이 4중량% 이하인 경우에는 헤이즈는 0.8% 이하로 되지만, 이 범위로는 충분한 미끄럼성이 발현되지 않는다.

<표면 조도 WRa>

적층 폴리에스테르 필름의 표면 조도 Ra 는, 도포층면측의 표면 조도 WRa 가 3∼10nm 인 것이 바람직하고, 기촌층면측의 표면 조도 WRa 가 1nm 이하인 것이 바람직하다. 여기서 Ra 란, WYKO 사 제조 비접촉식 3차원 조도계 (NT-2000) 를 사용하여 측정 배율 25배, 측정면적 246.6㎛×187.5㎛ (0.0462㎟) 의 조건에서, 그 조도계에 내장된 표면 해석 소프트에 의해, 하기 식 (5) 로 얻어진 중심면 평균 조도 (WRa) 이다. 또한, 얻어진 값은 측정 횟수 10회에서의 평균치이다.

(여기서, Z_jk 는 측정 방향 (246.6㎛), 그것과 직교하는 방향 (187.5㎛) 을 각각 m 분할, n 분할했을 때의 각 방향의 j번째, k번째의 위치에서의 3차원 조도 차트 상의 높이이다)

도포층면측의 표면 조도 WRa 는, 도포층에 포함되는 입자의 평균 입경 및 함유량, 그리고 입경과 도포층 두께와의 관계를 본 발명에서 규정되는 범위로 함으로써 달성된다. 도포층면측의 표면 조도 WRa 가 하한에 미치지 못 하는 경우, 충분한 미끄럼성이 발현되지 않기 때문에 핸들링성이 저하된다. 또 도포층면측의 표면 조도 WRa 가 상한을 초과하는 경우, 표면이 엉성해지는 것 외에, 헤이즈가 저하되거나 입자의 탈락이 발생하는 결과가 된다.

기재층면측의 표면 조도 WRa 는, 기재층 (A) 중에 입자를 포함하지 않음으로써 달성된다. 기재층면측의 표면 조도 WRa 가 1nm 을 초과하면, 기재층면측에 가스 배리어층을 형성할 때, 가스 배리어층과의 계면에 간극이 생겨 수증기가 투과된다는 결점이 된다. 또 기재층 (A) 이 입자를 포함하는 경우, 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이나 헤이즈가 저하되어 버려, 디스플레이로서 충분한 시인성을 얻을 수 없는 경우가 있다.

<열수축율>

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 150℃ 의 온도에서 30분간 가열 처리했을 때의 열수축율이 0% 이상 0.1% 이하인 것이 바람직하다. 이 열수축율이 0.1% 를 초과하면 필름 상에 가스 배리어층 등의 기능층을 적층할 때, 혹은 체적한 후에 기능층에 크랙이 생기거나 반대로 주름이 생김으로써 기능층이 파괴되는 경우가 있어, 충분한 기능을 발휘할 수 없게 되는 경우가 있다. 열수축율은 보다 바람직하게는 0.05% 이하, 특히 바람직하게는 0.03% 이하이다.

또, 본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 200℃ 의 온도에서 10분간 가열 처리했을 때의 열수축율이 0.2% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1% 이하, 특히 바람직하게는 0.05% 이하이다.

(필름 제막 방법)

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 기재층을 형성하는 상기 서술한 방향족 폴리에스테르를 필름상으로 용융 압출하고, 캐스팅 드럼으로 냉각 고화시켜 미연신 필름으로 하고, 이 미연신 필름을 Tg∼(Tg+60)℃ 에서 세로 방향, 가로 방향으로 배율 2.0∼5.0배로 2축으로 연신하고, (Tm-100)∼(Tm-5)℃ 의 온도에서 1∼100초간 열고정시킴으로써 원하는 필름을 얻을 수 있다. 또 열수축율을 작게 하기 위해서 추가로 이완 처리를 실시해도 된다. 여기서 Tg 는 방향족 폴리에스테르의 유리 전이점, Tm 은 방향족 폴리에스테르의 융점을 각각 나타낸다. 연신은 일반적으로 사용되는 방법, 예를 들어 롤에 의한 방법이나 스텐터를 사용하는 방법으로 실시할 수 있고, 세로 방향, 가로 방향을 동시에 연신해도 되고, 또 세로 방향, 가로 방향으로 축차 연신해도 된다. 도포층은 축차 연신의 경우, 일방향으로 연신한 1축배향 필름에 수성 도액을 도포하고, 그 후 다른 한 방향으로 연신하여 열고정시킴으로써 형성된다. 도포 방법으로서는, 공지된 임의의 도포법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 롤코트법, 그라비아코트법, 롤브러시법, 스프레이코트법, 에어나이프코트법, 함침법 및 커튼코트법 등을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 도포량은 주행하고 있는 필름 1㎡ 당 0.5∼20g, 더욱 1∼10g 이 바람직하다.

<플렉시블 디스플레이 기판용 필름>

이와 같이 하여 얻어진 적층 폴리에스테르 필름은, 플렉시블 디스플레이 기판용 필름으로서 바람직하게 사용된다.

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 박육 필름이면서, 표면 평활성, 투명성 및 핸들링성이 우수하다는 점에서, 이러한 필름을 플렉시블 디스플레이의 기판으로서 사용함으로써, 시인성이 우수하고, 또 가스 배리어층을 적층시켰을 경우에, 소자의 열화를 억제하는 가스 배리어성을 갖고, 게다가 디스플레이의 박육화가 가능하다는 점에서 플렉시블성이나 휴대성이 우수한 플렉시블 디스플레이 용도로 바람직하게 사용할 수 있다. 플렉시블 디스플레이의 종류로서는, 소자의 열화를 억제하기 위해서 수증기 가스 배리어성이 필요하게 되는 유기 EL 디스플레이나 전자 페이퍼에 바람직하게 사용할 수 있다. 그 외, 유기 TFT용의 기판 필름이나 태양 전지용의 기판 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, 가스 배리어층은, 기재층면측에 적층되는 것이 바람직하다. 기재층면측은, 표면 조도 WRa 가 1nm 이 하와 고평탄하다는 점에서, 가스 배리어층을 적층시켰을 때, 가스 배리어층과의 계면에, 수증기가 투과되는 결점이 되는 간극이 생기지 않기 때문이다. 가스 배리어층으로서는, 예를 들어 금속 산화물 또는 금속 질화물로 이루어지는 층이 예시된다. 금속 산화물로서 예를 들어, 산화아연, 산화 규소, 산화 알루미늄, 산화 티탄, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 주석인듐 (ITO), 산화 탄타늄, 산화 지르코늄 및 산화 니오듐을 들 수 있고, 1 종류 또는 그들을 조합하여 사용해도 된다. 금속 질화물로서는, 질화 알루미늄, 질화 규소 및 질화 붕소가 예시되고 1 종류 또는 그들을 조합하여 사용해도 된다.

본 발명의 적층 폴리에스테르 필름은, 기재층면의 고평탄성이 유지되는 범위내에 있어서, 기재층과 가스 배리어층과의 접착성을 높이는 목적으로, 기재층 면상에 접착성의 층을 형성하고, 그 접착성 층상에 가스 배리어층을 형성할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세하게 서술하지만, 본 발명은 이들의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 특성치는 이하의 방법으로 측정했다. 또, 실시예 중의 부 및 % 는, 특별히 언급하지 않는 한, 각각 중량부 및 중량% 를 의미한다.

(1) 필름 두께

전자 마이크로 미터 (안리츠(주) 제조의 상품명 「K-312 A형」) 를 사용하여 침압 30g 에서 필름 두께를 측정했다.

(2) 헤이즈, 전체 광선 투과율

JIS 규격 K6714-1958 에 따라, 필름 샘플의 전체 광선 투과율 Tt(%) 와 산란광 투과율 Td(%) 를 구하고 헤이즈 ((Td/Tt)×100)(%) 를 산출했다.

헤이즈

A:0.5% 이하

B:0.5% 를 초과하고 1.0% 이하

C:1.0% 를 초과한다

전체 광선 투과율

A:87% 이상 (광학 특성 매우 양호)

B:85 이상 87% 미만 (광학 특성 양호)

C:85% 미만 (광학 특성 불량)

(3) 표시 화면의 콘트라스트 평가

필름 샘플을 전자 페이퍼 기판으로서 사용하고, 필름층, 드라이버층, 전기 영동 타입의 마이크로 캡슐을 사용한 잉크층, 필름층의 순서대로 적층시켜 표시 화면을 작성하고, 테스트 패턴을 표시시켜 육안에 의하여 이하의 기준으로 콘트라스트를 평가했다.

A:표시 화면이 선명하여 콘트라스트 양호

B:표시 화면이 약간 하얗게 보인다

C:표시 화면이 하얗게 보여 콘트라스트 저하

(4) 도포층 두께

필름의 소편(小片)을 에폭시 수지 (리파인텍 (주) 제조의 상품명 「에포마운 트」) 중에 포매하고, Reichert-Jung 사 제조 Microtome 2050 을 사용하여 포매 수지별로 50nm 두께로 슬라이스하고, 투과형 전자 현미경 (LEM-2000) 으로 가속 전압 100KV, 배율 10만배로 관찰하여, 도포층의 두께를 측정했다.

(5) 입자의 평균 입경

도포층 두께의 측정과 동일한 조작을 실시하여, 50개 입자의 입자경을 측정하고, 평균치를 평균 입자경으로 했다.

(6) 입자의 탈락 평가

20mm 폭으로 절단한 필름 샘플을 사용하여 필름의 도포층면을 직경 10mm 의 원주상 스테인리스 제조 고정 바에 대어 200g 의 하중을 가한 상태에서 80m 주행시킨 후, 바에 부착된 도막의 백분을 관찰하여, 내절삭성을 하기와 같이 평가한다.

A:바에 백분의 부착이 없다 (내절삭성 양호)

B:바에 백분이 약간 부착한다 (내절삭성 약간 불량)

C:바에 백분이 다량으로 부착된다 (내절삭성 불량)

(7) 표면 조도 WRa

WYKO 사 제조 비접촉식 3차원 조도계 (NT-2000) 를 사용하여 측정 배율 25배, 측정 면적 246.6㎛×187.5㎛ (0.0462㎟) 의 조건에서, 그 조도계에 내장된 표면 해석 소프트에 의하여, 하기 식 (6) 으로 중심면 평균 조도 (WRa) 를 구한다. 또한 얻어진 값은, 측정 횟수 (n) 10회에서의 평균치이다.

여기서, Z_jk 는 측정 방향 (246.6㎛), 그것과 직교하는 방향 (187.5㎛) 을 각각 m분할, n분할했을 때의 각 방향의 j번째, k번째의 위치에서의 3차원 조도 차트 상의 높이이다.

도포층면측

C:10nm 을 초과한다 (표면 평탄성 불량)

A:3nm 이상 10nm 이하 (핸들링성, 표면성 양호)

C:3nm 미만 (핸들링성 불량)

기재층면측

A:0nm 이상 1nm 이하 (표면 평탄성 양호)

B:1nm 을 초과하고 2nm 이하 (표면 평탄성 약간 불량)

C:2nm 을 초과한다 (표면 평탄성 불량)

(8) 미끄럼성

HOYO ERECTRONICS CORP 제조의 프릭션 테스터 SFT-1200S 를 사용하여, 10mm폭으로 슬릿한 필름에 40g/㎟ 의 하중 T₁ (g) 을 가하고, 외경 6mmφ 의 SUS304 제조의 핀 (표면 조도 Ra=20nm) 에 각도 90˚로 접촉시켜, 20mm/sec 의 속도로 주행시켰을 때의 인취 하중 T₂(g) 을 검출하고, 다음 식에 의하여 마찰 계수 μ 을 산출 하고, 하기 기준에서 평가했다.

μ=(2.303/θ)log(T₂/T₁)

A 0.36 이하

B 0.36 을 초과하고 0.40 이하

C 0.4 를 초과한다

(9) 가스 배리어성

기재층면 상에 스퍼터링법에서 두께 30nm 의 SiO₂막을 형성하고, MOCON 사 제조의 파마트란 W1A 를 사용하여 40℃, 90 RH% 분위기 하에서의 수증기 투과율을 측정하고, 하기 기준에서 가스 배리어성을 평가했다.

A:수증기 투과율 ≤ 0.1g/㎡/day……배리어성 양호

C:0.1g/㎡/day < 수증기 투과율……배리어성 불량

<도포층 중의 수지 조성과 각 성분의 배합비>

실시예와 비교예에서 사용한 도포층을 구성하는 고분자 바인더 및 입자의 종류와 함유량은 표 1 과 동일하다. 또한, 각 도포층도, 표 1 에 기재된 성분 외에 왁스로서 카르나바왁스 (나카교 유지 주식회사 제조의 상품명 「세로졸 524」) 5중량%, 습윤제로서 폴리옥시에틸렌 (n=7) 라우릴에테르 (산요 화성 주식회사 제조의 상품명 「나로액티 N-70」) 5중량% 를 포함한다. 각 성분의 함유량은, 모두 도포층의 중량을 기준으로 한다.

도포층을 구성하는 고분자 바인더 성분, 입자의 종류를 이하에 나타낸다.

(코폴리에스테르 수지)

산성분이 2,6-나프탈렌디카르복실산 63몰% / 이소프탈산 32몰% / 5-나트륨술포이소프탈산 5몰%, 글리콜 성분이 에틸렌글리콜 90몰% / 디에틸렌글리콜 10몰% 로 구성되어 있다 (Tg=76℃, 평균 분자량 12000).

또한, 그 폴리에스테르 수지는 하기와 같이 제조했다. 즉, 2,6-나프탈렌디카르복실산디메틸 42부, 이소프탈산디메틸 17부, 5-나트륨술포이소프탈산디메틸 4부, 에틸렌글리콜 33부, 디에틸렌글리콜 2부를 반응기에 주입하고, 이것에 테트라부톡시티탄 0.05부를 첨가하여 질소 분위기 하에서 온도를 230℃ 로 컨트롤하여 가열하고, 생성하는 메탄올을 증류제거시켜 에스테르 교환 반응을 실시했다. 이어서, 반응계의 온도를 서서히 255℃ 까지 상승시켜, 계내를 1mmHg 의 감압으로 하여 중축합 반응을 실시하여, 폴리에스테르를 얻었다.

(아크릴 수지)

메틸 메타크릴레이트 30몰% / 2-이소프로페닐-2-옥사졸린 30몰% / 폴리에틸렌옥시드(n=10) 메타크릴레이트 10몰% / 아크릴아미드 30몰% 로 구성되어 있다 (Tg=50℃).

또한, 아크릴 수지는 하기와 같이 제조했다. 즉, 4구 플라스크에, 이온 교환수 302부를 주입하여 질소 기류 중에서 60℃ 까지 승온시키고, 이어서 중합 개시제로서 과황산암모늄 0.5부, 아질산수소나트륨 0.2부를 첨가하고, 추가로 모노머류인, 메타크릴산메틸 23.3부, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린 22.6부, 폴리에틸렌옥시드 (n=10) 메타크릴산 40.7부, 아크릴아미드 13.3부의 혼합물을 3시간 동안, 액체 의 온도가 60∼70℃ 가 되도록 조정하면서 적하했다. 적하 종료 후에도 동일한 온도 범위로 2시간 유지하면서, 교반 하에 반응을 계속하여, 이어서 냉각하여 고형분이 25% 의 아크릴의 수분산체를 얻었다.

(입자)

입자 A:평균 입경 80nm 의 실리카 입자

입자 B:평균 입경 60nm 의 실리카 입자

입자 C:평균 입경 40nm 의 실리카 입자

입자 D:평균 입경 120nm 의 실리카 입자

입자 E:평균 입경 10nm 의 콜로이달 실리카 입자

[실시예 1]

나프탈렌-2,6-디카르복실산디메틸 100부 및 에틸렌글리콜 60부를, 에스테르 교환 촉매로서 아세트산 망간 4수염 0.03부를 사용하고, 150℃ 에서 238℃ 로 서서히 승온시키면서 120분간 에스테르 교환 반응을 실시했다. 도중 반응 온도가 170℃ 에 도달한 시점에서 인산트리메틸 (에틸렌글리콜 중에서 135℃, 5시간, 0.11∼0.16MPa 의 가압 하에서 가열 처리한 용액:인산트리메틸 환산량으로 0.023부) 를 첨가하고, 에스테르 교환 반응 종료 후, 삼산화안티몬 0.024부를 첨가했다. 그 후, 반응 생성물을 중합 반응기로 이동하고, 290℃ 까지 승온하고, 27Pa 이하의 고진공하에서 중축합 반응을 실시하여 고유 점도가 0.61dl/g 의, 실질적으로 입자를 포함하지 않는 폴리에틸렌 2,6-나프탈렌디카르복실레이트를 얻었다.

이 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트의 펠릿을 170℃ 에서 6시간 건 조시킨 후, 압출기 홉바에 공급하고, 용융 온도 305℃ 에서 용융하고, 평균 눈금이 17㎛ 의 스테인리스강 세선 필터로 여과하고, 2mm 의 슬릿상 다이를 통하여 표면 온도 60℃ 의 회전 냉각 드럼 상에서 압출하고, 급냉하여 미연신 필름을 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 미연신 필름을 120℃ 에서 예열하고, 나아가 저속, 고속의 롤 사이에서 15mm 상방으로부터 900℃ 의 IR 히터로 가열하여 세로 방향으로 3.1배로 연신했다. 이 세로 연신 후의 필름의 편면에, 표 1 에 나타내는 주성분을 포함하는 고형분 농도 4중량% 의 수성액을 롤코터로 도포하고, 이어서 텐터에 공급하여, 145℃ 에서 가로 방향으로 3.5배로 연신했다. 얻어진 2축 배향 필름을 240℃ 의 온도에서 40초간 열고정하여 두께 25㎛ 의 적층 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 1 에 나타낸다. 또 도포층 중의 입자의 평균 입경은 60nm 였다. 투명성, 핸들링성이 우수하고, 또 기재층면의 표면이 평탄하여 가스 배리어성이 우수한 필름을 얻을 수 있었다.

[비교예 1]

도포층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조작을 실시했다. 얻어진 필름의 특성을 표 1 에 나타낸다.

[실시예 2∼7, 비교예 2∼8]

입자의 종류, 평균 입경 및 함유량, 그리고 도포층 두께를 표 1 에 나타내는 바와 같이 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시했다. 얻어진 필름의 특성을 표 1 에 나타낸다. 각 예 모두, 입자의 평균 입경은 첨가시의 평균 입경과 일치하고 있었다.

[비교예 9]

실시예 1 에서 사용한 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트에 평균 입경 0.35㎛ 의 구상 실리카 입자를 0.1중량% 반죽한 것을 작성하고, 도포층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 2축 연신 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 특성을 표 1 에 나타낸다. 얻어진 필름에는 활재가 포함되어 있기 때문에, 헤이즈가 높고, 전체 광선 투과율도 뒤떨어지는 불투명한 필름이었다.

[비교예 10]

실시예 1 에서 사용한 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트를 A층, 비교예 9 에서 사용한 구상 실리카 입자를 포함하는 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트를 B층으로 하여 공압출을 실시하고, 도포층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 2축 연신 필름을 얻었다. 2축 연신 후의 A층의 두께는 17.5㎛, B층의 두께는 7.5㎛ 였다. 입자를 포함하는 B 층 두께가 도포층에 비하여 두껍기 때문에, 헤이즈가 높고 불투명한 필름이었다.

본 발명의 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름은, 박육 필름이면서, 표면 평활성, 투명성 및 핸들링성이 우수하다는 점에서, 이러한 필름을 플렉시블 디스플레이의 기판으로서 사용함으로써, 시인성이 우수하고, 소자의 열화를 억제하는 가스 배리어성을 갖고, 또한 디스플레이의 박육화가 가능하다는 점에서 플렉시블성이나 휴대성이 우수한 플렉시블 디스플레이를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 방향족 폴리에스테르를 기재층 (A) 의 중량을 기준으로 하여 90중량% 이상으로 하고 입자를 포함하지 않는 기재층 (A) 과, 그 편면에 형성된 입자를 포함하는 도포층 (B) 의 2층을 적어도 포함하는 적층 폴리에스테르 필름으로서, 기재층 (A) 두께가 12∼50㎛, 도포층 (B) 이 하기 식 (1)∼(3) 을 각각 만족하고,

   30nm ≤ 입자의 평균 입경 d ≤ 100nm…(1)

   1.2 < d/tB < 3.0…(2)

   4중량% ≤ 입자의 함유량 ≤ 20중량%…(3)

   (상기 식 중, d 는 입자의 평균 입경, tB 는 도포층 (B) 의 층 두께를 각각 나타내고, 또 입자의 함유량이란 도포층 (B) 의 중량을 기준으로 한 입자의 함유량을 나타낸다)

   또한 적층 폴리에스테르 필름의 전체 광선 투과율이 85% 이상, 헤이즈가 1.0% 이하이고, 도포층면측의 표면 조도 WRa 가 3∼10nm, 기재층면측의 표면 조도 WRa 가 1nm 이하이고, 기재층면측에 가스 배리어층을 적층시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   기재층을 구성하는 방향족 폴리에스테르가 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트인 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.
4. 제 1 항에 있어서,

   도포층에 포함되는 입자가 구상 실리카 입자인 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.
5. 제 1 항에 있어서,

   기재층면측에 가스 배리어층이 적층된 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.
6. 제 1 항에 있어서,

   플렉시블 디스플레이가 유기 EL 디스플레이 또는 전자 페이퍼인 플렉시블 디스플레이 기판용 적층 폴리에스테르 필름.