KR102216520B1 - 액정 표시 장치, 편광판 및 편광자 보호 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 편광판의 구성 부재인 편광자 보호 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을, 광색역화 대응의 액정 표시 장치에 사용한 경우나, 박막화한 경우에도, 무지개 얼룩의 발생을 억제할 수 있어 시인성이 개선된 액정 표시 장치, 편광판, 편광자 보호 필름을 제공하는 것이다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름으로 이루어지는 편광자 보호 필름으로서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 하기의 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름이다: (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이 3000 이상 30000nm 이하의 리타데이션을 갖는다, (2) X선 회절로 측정한 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도가 0.70 이하이다.

Description

액정 표시 장치, 편광판 및 편광자 보호 필름
본 발명은 액정 표시 장치, 편광판 및 편광자 보호 필름에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)에 사용되는 편광판은, 통상 폴리비닐알코올(PVA) 등에 요오드를 염착시킨 편광자를 2장의 편광자 보호 필름으로 끼운 구성이며, 편광자 보호 필름으로는 주로 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 이용되고 있다. 근래, LCD의 박형화에 수반하여, 편광판의 박층화가 요구되게 되고 있다. 그러나, 이 때문에 보호 필름으로서 이용되고 있는 TAC 필름의 두께를 얇게 하면, 충분한 기계 강도를 얻지 못하고, 또 투습성이 악화된다는 문제가 발생한다. 또, TAC 필름은 매우 고가여서, 저렴한 대체 소재로서 폴리에스테르 필름이 제안되어 있지만(특허문헌 1∼3), 무지개상(狀)의 색얼룩이 관찰된다는 문제가 있었다.
편광자의 편측에 복굴절성을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 배치한 경우, 백라이트 유닛, 또는 편광자로부터 출사한 직선 편광은 폴리에스테르 필름을 통과할 때에 편광 상태가 변화한다. 투과한 광은 배향 폴리에스테르 필름의 복굴절과 두께의 곱인 리타데이션(retardation)으로 특유의 간섭색을 나타낸다. 그 때문에, 광원으로서 냉음극관이나 열음극관 등 불연속인 발광 스펙트럼을 이용하면, 파장에 따라 다른 투과광 강도를 나타내어, 무지개상의 색얼룩이 된다(참조: 제15회 마이크로옵티컬 컨퍼런스 예고집, 제30∼31항).
상기의 문제를 해결하는 수단으로서, 백라이트 광원으로서 백색 발광 다이오드와 같은 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖는 백색 광원을 이용하고, 또한 편광자 보호 필름으로서 일정한 리타데이션을 갖는 배향 폴리에스테르 필름을 이용하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 4). 백색 발광 다이오드는, 가시광 영역에서 연속적이고 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖는다. 그 때문에, 복굴절체를 투과한 광에 의한 간섭색 스펙트럼의 포락선 형상에 주목하면, 배향 폴리에스테르 필름의 리타데이션을 제어함으로써, 광원의 발광 스펙트럼과 서로 유사한 스펙트럼을 얻는 것이 가능해지고, 이것에 의해 무지개 얼룩을 억제하는 것을 가능하게 했다.
일본국 특개2002-116320호 공보 일본국 특개2004-219620호 공보 일본국 특개2004-205773호 공보 WO2011/162198 공보
액정 표시 장치의 백라이트 광원으로서, 청색 발광 다이오드와 이트륨·알루미늄·가넷계 황색 형광체(YAG계 황색 형광체)를 조합한 발광 소자로 이루어지는 백색 발광 다이오드(백색 LED)가, 종래부터 널리 이용되고 있다. 이 백색 광원의 발광 스펙트럼은, 가시광 영역에서 폭넓은 스펙트럼을 갖고 있는 동시에, 발광 효율도 뛰어나기 때문에, 백라이트 광원으로서 범용되고 있다. 그러나, 이 백색 LED를 백라이트 광원으로 한 액정 표시 장치에서는, 인간의 눈이 인식 가능한 스펙트럼의 20％ 정도밖에 색을 재현할 수 없다.
한편, 근래의 색역(色域) 확대 요구의 고조로부터, 백색 광원의 발광 스펙트럼이, R(적), G(녹), B(청)의 각 파장 영역에, 각각 명확한 피크 형상을 갖는 광(廣)색역화 대응의 액정 표시 장치가 개발되어 있다. 예를 들면, 양자점 기술을 이용한 백색 광원, 여기광에 의해 R(적), G(녹)의 영역에 명확한 발광 피크를 갖는 형광체와 청색 LED를 이용한 형광체 방식의 백색 LED 광원, 3파장 방식의 백색 LED 광원 등, 다양한 종류의 광원을 이용한 광색역화 대응의 액정 표시 장치가 개발되어 있다. 양자점 기술을 이용한 백색 광원을 백라이트 광원으로 하는 액정 표시 장치의 경우, 인간의 눈이 인식 가능한 스펙트럼의 60％ 이상의 색을 재현하는 것이 가능하게 된다고 말해지고 있다.
이들 백색 광원은, 모두 종래의 YAG계 황색 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드로 이루어지는 광원과 비교하여 피크의 반치폭(半値幅)이 좁고, 리타데이션을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을 편광판의 구성 부재인 편광자 보호 필름으로서 이용한 경우에, 광원의 종류에 따라서는 무지개 얼룩이 발생하는 경우가 있는 것을 새롭게 알게 되었다.
또, 편광자 보호 필름의 한층 더의 박막화의 요망이 강해지고 있고, 그와 같은 경우에도, 표시 화면을 경사 방향에서 관찰한 경우의 무지개 얼룩을 보다 억제할 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름(편광자 보호 필름)을 제공하는 것이 요구되고 있다.
즉, 본 발명에서는, 광색역화 대응의 액정 표시 장치의 편광자 보호 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을 사용한 경우나, 편광자 보호 필름을 박막화한 경우에도, 무지개 얼룩의 발생을 억제할 수 있는 편광자 보호 필름, 그것을 포함하는 편광판 및 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이 특정 범위의 리타데이션을 갖고 있는 것에 더하여, X선 회절로 측정한 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도가 낮을수록 무지개 얼룩 억제에 효과적인 것을 발견했다.
대표적인 본 발명은 이하와 같다.
항 1.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름으로 이루어지는 편광자 보호 필름으로서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 하기의 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름:
(1) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이 3000nm 이상 30000nm 이하의 리타데이션을 갖는다
(2) X선 회절로 측정한 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도가 0.70 이하이다.
항 2.
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 지상축(遲相軸) 방향으로 측정한 결정의 (-105)면의 결정 사이즈가 36Å 이상인, 항 1에 기재한 편광자 보호 필름.
항 3.
편광자의 적어도 한쪽의 면에 항 1 또는 2에 기재한 편광자 보호 필름이 적층된 편광판.
항 4.
백라이트 광원, 2개의 편광판 및 상기 2개의 편광판 사이에 배치된 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치로서,
상기 2개의 편광판 중 적어도 한쪽이 항 3에 기재한 편광판인, 액정 표시 장치.
본 발명의 액정 표시 장치, 편광판 및 편광자 보호 필름이면, 편광자 보호 필름으로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을, 광색역화 대응의 액정 표시 장치에 사용한 경우나, 박막화한 경우에도, 표시 화면에의 무지개 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.
1. 편광자 보호 필름
본 발명의 편광자 보호 필름에 이용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은, 3000nm 이상 30000nm 이하의 리타데이션(Re, 면내 리타데이션)을 갖는 것이 바람직하다. 리타데이션이 3000nm 미만에서는, 편광자 보호 필름으로서 이용한 경우, 경사 방향에서 관찰했을 때에 강한 간섭색을 나타내어, 양호한 시인성(視認性)을 확보할 수 없다. 바람직한 리타데이션의 하한치는 4000nm, 다음으로 바람직한 하한치는 5000nm, 보다 바람직한 하한치는 6000nm이다.
한편, 리타데이션의 상한은 30000nm가 바람직하고, 보다 바람직한 상한은 10000nm이다. 30000nm의 상한을 현저히 넘으면 한층 더의 시인성의 개선 효과는 실질적으로 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 필름의 두께도 상당히 두꺼워져, 공업 재료로서의 취급성이 저하하므로 바람직하지 않다.
필름면내에 있어서의 굴절률차(지상축 방향의 굴절률－진상축(進相軸) 방향의 굴절률)는, 0.08 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.09 이상, 더욱 바람직하게는 0.10 이상이다. 상기 굴절률차의 상한은 0.15 이하가 바람직하다. 일방향으로 강하게 연신되고, 필름면내에 있어서의 굴절률차가 큰 쪽이, 무지개 얼룩을 보다 억제하는 관점에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 리타데이션은, 필름면내에 있어서의 2축 방향의 굴절률과 필름 두께를 측정하여 구할 수도 있고, KOBRA-21ADH(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤)와 같은 시판의 자동 복굴절 측정 장치를 이용하여 구할 수도 있다. 필름면내에 있어서의 2축 방향의 굴절률은, 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구할 수 있다.
본 발명의 편광자 보호 필름에 이용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은, 특정 범위의 리타데이션을 갖는 것에 더하여, X선 회절로 측정한 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도가 0.70 이하인 것이 경사 방향에서 관찰되는 무지개 얼룩을 억제하는 관점에서 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도는 0.70 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.65 이하이며, 보다 바람직하게는 0.60 이하이고, 보다 바람직하게는 0.59 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.58 이하이다. 하한은 0.40이 바람직하다. 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도는, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 결정의 분자쇄 방향(c축) 주위의 배향을 나타내는 지표이고, 이 값이 낮을수록 c축 주위의 배향이 랜덤인 것을 나타내고 있다. 이 c축 주위의 배향이 랜덤일수록, 경사 방향에서 관찰되는 무지개 얼룩이 억제된다.
결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도는, X선 회절 장치(가부시키가이샤 리가쿠사 제조, RINT2100PC)를 이용하고, 극점 측정에 의해 얻어진 회절 강도의 지상축 방향을 축으로 한 반치폭을 이용하여, (180－반치폭)/180으로 정의되는 파라미터이다. 단, 반치폭의 단위는 도(度)이다. 필름의 지상축 방향은, 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여 구할 수 있다. 배향도의 측정에 관한 상세는 실시예에서 후술한다.
또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은, X선 회절로 지상축 방향으로 측정한 결정의 (-105)면의 결정 사이즈가 36Å(옹스트롬) 이상인 것이 바람직하다. 상기 결정의 (-105면)의 결정 사이즈는, 36Å 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 38Å 이상이며, 더욱 바람직하게는 39Å 이상이다. 상한은 60Å이 바람직하지만, 45Å 정도로 충분하다
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 결정의 분자쇄 방향(c축 방향)이 필름의 지상축 방향으로 배향하고, 결정의 분자쇄 방향(c축 방향)의 결정 사이즈가 특정의 값보다 크며, 결정의 분자쇄 방향축(c축) 주위의 배향을 낮춤으로써, 보다 무지개상의 색얼룩이 발생하기 어려워진다고 생각된다. 결정의 분자쇄 축방향의 결정 사이즈는, 하기와 같이 결정의 (-105)면의 겉보기 결정 사이즈로서 측정할 수 있다.
지상축 방향으로 측정한 결정의 (-105)면의 결정 사이즈는, X선 회절 장치(가부시키가이샤 리가쿠사 제조, RINT2500)를 이용하여 지상축 방향으로 측정한 θ/2θ의 회절 강도 프로파일로부터, 결정의 (-105)면의 회절 위치, 실측 반치폭(B)을 판독하고, 다음 식(쉐러의 식)을 이용하여 겉보기 결정 사이즈(ACS)로서 산출할 수 있다. 측정에 이용한 X선은 Cu-Kα선이고, 파장은 1.5418Å이다. 본 발명에서 말하는 지상축 방향으로 측정한 결정의 (-105)면의 결정 사이즈란, 겉보기 결정 사이즈를 말한다. (ACS＝0.9λ/(βcosθ)). 여기에서, λ는 X선의 파장(1.5418Å), β는 판독한 실측 반치폭(B)과 보정을 위한 정수(b)로부터 (B2-b2)1/2로 계산되는 반치폭이다. 또한, 보정을 위한 정수(b)는, 실리콘 분말 NIST640b를 동일 조건에서 측정했을 때의 반치폭이다. β, B, b는, 모두 라디안 단위의 값이다.
결정의 (-105)면의 면내 배향도는, 0.6 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 이상이다. 결정의 (-105)면의 면내 배향도는, X선 회절 장치(가부시키가이샤 리가쿠사 제조, RINT2500)를 이용하여 측정할 수 있다. 측정은, θ/2θ를 고정하고 방위각 측정용 샘플 홀더를 이용하여 샘플을 360° 회전시킴으로써 결정의 (-105)면의 회절 강도의 원주 방향의 분포를 얻는다. 얻어진 분포의 반치폭으로부터, (180－반치폭)/180으로 정의되는 파라미터를 면내 배향도로 한다. 여기에서 말하는 반치폭의 단위는 도(度)이다.
결정의 분자쇄 축방향을 1축으로 배향시키기 위해서는, 필름을 일방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 일반적으로 연신 방향으로의 배향도를 높이기 위해서는, 연신 배율을 높이는 또는 연신 온도를 낮추는 방법이 있다. 또, 필름상물을 1축 연신할 때, 연신 방향, 필름 평면 내에서 연신 방향에 수직인 방향, 두께 방향에서 내부에 발생하는 응력은 다른 경우가 있다. 일반적으로는, 자유단 1축 연신, 고정단 1축 연신이라고 불리는 것과 같이, 연신 방향에 수직인 방향의 치수를 자유롭게 하는 경우와 고정하는 경우에서 내부의 응력은 크게 다른 것이 알려져 있다. 이것은, 연신 시에 발생하는 포아송 수축을 연신 방향에 수직인 방향으로 자유롭게 하거나, 억제하거나의 차이에 따른 것이다. 통상의 텐터 가로 연신의 경우, 단부를 클립으로 파지하고 있기 때문에, 가로 연신 시에 필름 흐름 방향(MD)의 포아송 수축이 제한된다. 따라서, 가로 연신 방향(TD)은 물론, 흐름 방향으로의 응력도 발생한다. 두께 방향에 대해서는 제한되지 않기 때문에, 응력도 발생하고 있지 않다고 생각된다. 즉, 연신 방향으로 배향한 분자쇄 축 주위의 응력 분포가, 흐름 방향과 두께 방향에서 다른 것에 의해, 결정의 벤젠환 면의 배향이 진행된다고 생각된다. 따라서, 결정의 분자쇄 방향축(c축) 주위의 배향을 낮추기 위해서는, 연신 방향으로의 응력과 뒤틀림을 유지하면서, 배향축 주위의 응력을 균등하게 하는 것이 바람직하다. 실질적으로, 두께 방향에는 응력은 작용하지 않으므로, 연신 방향에 수직인 방향(흐름 방향)으로의 응력을 낮추는 것이 바람직하다.
본 발명의 보호 필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은, 일반적인 폴리에스테르 필름의 제조 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 용융하고, 시트상으로 압출(押出)하여 성형된 무배향 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 유리 전이 온도 이상의 온도에서, 롤의 속도차를 이용하여 세로 방향으로 연신한 후, 텐터에 의해 가로 방향으로 연신하고, 열처리를 실시하는 방법을 들 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 제막 조건을 구체적으로 설명하면, 세로 연신 온도, 가로 연신 온도는 100∼130℃가 바람직하고, 특히 바람직하게는 110∼125℃이다.
필름 폭 방향(TD 방향)으로 지상축을 갖는 필름을 제조하는 경우, 세로 연신 배율은 0.7∼1.0배가 바람직하다. 또, 가로 연신 배율은 4.0∼6.0배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.0∼5.5배, 가장 바람직하게는 4.5∼5.5배이다.
한편, 필름 세로 방향(MD 방향)으로 지상축을 갖는 필름을 제조하는 경우, 가로 연신 배율은 1.0∼3.0배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.5∼3.0배, 더욱 바람직하게는 2.0∼3.0배이다. 세로 연신 배율은 4.0∼6.5배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.0∼6.0배이다. 또한, 필름 세로 방향으로 지상축을 갖는 필름을 제조하는 경우, 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도를 낮추는 관점에서, 가로 연신한 후, 세로 연신하는 것이 바람직하다.
리타데이션을 상기 범위로 제어하기 위해서는, 세로 연신 배율과 가로 연신 배율의 비율이나, 연신 온도, 필름의 두께를 제어하는 것이 바람직하다. 가로세로의 연신 배율의 차가 너무 작으면 리타데이션을 높이는 것이 어려워져 바람직하지 않다.
결정의 (-105)면의 결정 사이즈를 크게 하고, 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도를 낮추기 위해서는, 일방향에 대한 연신 배율을 크게 하는 것, 연신 온도를 높게 설정하는 것, 그때, 필름에 충분한 열량이 가해지도록 열풍의 풍속을 적절히 조정하는 것이 바람직하다. 열풍의 풍속은, 바람직하게는 6m/초∼15m/초이고, 보다 바람직하게는 8m/초∼12m/초이다. 필름에 충분한 열량을 가하면서 고배율로 일방향으로 연신함으로써, 연신 방향으로의 응력과 뒤틀림을 유지하면서, 배향축 주위의 응력을 균등하게 할 수 있고, 결정의 (-105)면의 결정 사이즈를 크게 하며, 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도를 낮출 수 있다.
이어지는 열처리에 있어서는, 처리 온도는 150∼250℃가 바람직하고, 특히 바람직하게는 180∼220℃이다. 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도를 낮추는 관점에서는, 열처리의 처리 온도는 낮은 쪽이 바람직하다. 한편, 결정의 (-105)면의 결정 사이즈를 크게 하는 관점에서는, 열처리의 처리 온도는 높은 쪽이 바람직하기 때문에, 양자의 밸런스를 고려하여 조정하는 것이 바람직하다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을 구성하는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지는, 모노머 유닛의 85 몰％ 이상이 에틸렌테레프탈레이트인 것이 바람직하다. 에틸렌테레프탈레이트 단위는 90 몰％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 95 몰％ 이상이다. 또, 공중합 성분으로는, 공지의 산 성분, 글리콜 성분을 포함해도 된다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지로서, 특히 바람직한 것은, 호모폴리머인 폴리에틸렌테레프탈레이트이다. 모노머 유닛의 비율은, 1H-NMR 측정에 의해 확인할 수 있다.
이들 수지는 투명성이 뛰어난 동시에, 열적, 기계적 특성도 뛰어나, 연신 가공에 의해 용이하게 리타데이션을 제어할 수 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트는, 고유 복굴절이 크고, 필름의 두께가 얇아도 비교적 용이하게 큰 리타데이션을 얻을 수 있어, 가장 적합한 소재이다.
또, 요오드 색소 등의 광학 기능성 색소의 열화를 억제하는 것을 목적으로, 본 발명의 보호 필름은, 파장 380nm의 광선 투과율이 20％ 이하인 것이 바람직하다. 380nm의 광선 투과율은 15％ 이하가 보다 바람직하고, 10％ 이하가 더욱 바람직하며, 5％ 이하가 특히 바람직하다. 상기 광선 투과율이 20％ 이하이면, 광학 기능성 색소의 자외선에 의한 변질을 억제할 수 있다. 또, 본 발명에서의 광선 투과율은, 필름의 평면에 대하여 수직 방향으로 측정한 것이며, 분광 광도계(예를 들면, 히타치 U-3500형)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 보호 필름의 파장 380nm의 광선 투과율을 20％ 이하로 하기 위해서는, 자외선 흡수제의 종류, 농도 및 필름의 두께를 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 자외선 흡수제는 공지의 물질이다. 자외선 흡수제로는, 유기계 자외선 흡수제와 무기계 자외선 흡수제를 들 수 있지만, 투명성의 관점에서 유기계 자외선 흡수제가 바람직하다. 유기계 자외선 흡수제로는, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 환상 이미노에스테르계 등, 및 그 조합을 들 수 있지만, 본 발명이 규정하는 흡광도의 범위이면 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 내구성의 관점에서는 벤조트리아졸계, 환상 이미노에스테르계가 특히 바람직하다. 2종 이상의 자외선 흡수제를 병용한 경우에는, 각각의 파장의 자외선을 동시에 흡수시킬 수 있으므로, 보다 자외선 흡수 효과를 개선할 수 있다.
벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로니트릴계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 2-[2'-히드록시-5'-(메타크릴로일옥시메틸)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-[2'-히드록시-5'-(메타크릴로일옥시에틸)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2-[2'-히드록시-5'-(메타크릴로일옥시프로필)페닐]-2H-벤조트리아졸, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2, 4-디-tert-부틸-6-(5-클로로벤조트리아졸-2-일)페놀, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸 -5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(5-클로로(2H)-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸 -6-(tert-부틸)페놀, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀 등을 들 수 있다. 환상 이미노에스테르계 자외선 흡수제로는, 예를 들면 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 2-메틸-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-부틸-3,1-벤조옥사진-4-온, 2-페닐-3,1-벤조옥사진-4-온 등을 들 수 있다. 그러나 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.
자외선 흡수제 이외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 촉매 이외의 각종의 첨가제를 함유시키는 것도 바람직한 양태이다. 첨가제로서, 예를 들면, 무기 입자, 내열성 고분자 입자, 알칼리 금속 화합물, 알칼리토류금속 화합물, 인 화합물, 대전 방지제, 내광제, 난연제, 열 안정제, 산화 방지제, 겔화 방지제, 계면활성제 등을 들 수 있다. 또, 높은 투명성을 나타내기 위해서는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름에 실질적으로 입자를 함유하지 않는 것도 바람직하다. 「입자를 실질적으로 함유시키지 않는」것이란, 예를 들면 무기 입자의 경우, 형광 X선 분석으로 무기 원소를 정량한 경우에 50ppm 이하, 바람직하게는 10ppm 이하, 특히 바람직하게는 검출 한계 이하가 되는 함유량을 의미한다.
본 발명에 있어서의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름에 자외선 흡수제를 배합하는 방법으로는, 공지의 방법을 조합하여 채용할 수 있는데, 예를 들면 미리 혼련 압출기를 이용해, 건조시킨 자외선 흡수제와 폴리머 원료를 블렌드하여 마스터 배치를 제작해 두고, 필름 제막 시에 소정의 해당 마스터 배치와 폴리머 원료를 혼합하는 방법 등에 의해 배합할 수 있다.
이때 마스터 배치의 자외선 흡수제 농도는 자외선 흡수제를 균일하게 분산시키고, 또한 경제적으로 배합하기 위해 5∼30 질량％의 농도로 하는 것이 바람직하다. 마스터 배치를 제작하는 조건으로는 혼련 압출기를 이용하고, 압출 온도는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 원료의 융점 이상, 290℃ 이하의 온도로 1∼15분간 압출하는 것이 바람직하다. 290℃ 이상에서는 자외선 흡수제의 감량이 크고, 또, 마스터 배치의 점도 저하가 커진다. 압출 시간 1분 이하에서는 자외선 흡수제의 균일한 혼합이 곤란해진다. 이때, 필요에 따라 안정제, 색조 조정제, 대전 방지제를 첨가해도 된다.
본 발명에서는 필름을 적어도 3층 이상의 다층 구조로 하고, 필름의 중간층에 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 바람직하다. 중간층에 자외선 흡수제를 포함하는 3층 구조의 필름은, 구체적으로는 다음과 같이 제작할 수 있다. 외층용으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 펠릿 단독, 중간층용으로서 자외선 흡수제를 함유한 마스터 배치와 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지의 펠릿을 소정의 비율로 혼합하고, 건조한 후, 공지의 용융 적층용 압출기에 공급하여, 슬릿상의 다이로부터 시트상으로 압출하고, 캐스팅 롤 상에서 냉각 고화시켜 미연신 필름을 만든다. 즉, 2대 이상의 압출기, 3층의 매니폴드 또는 합류 블록(예를 들면 각형 합류부를 갖는 합류 블록)을 이용하여, 양외층을 구성하는 필름층, 중간층을 구성하는 필름층을 적층하고, 구금(口金)으로부터 3층의 시트를 압출하고, 캐스팅 롤에서 냉각하여 미연신 필름을 만든다. 또, 본 발명에서는, 광학 결점의 원인이 되는, 원료의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 중에 포함되어 있는 이물을 제거하기 위해, 용융 압출 시에 고정밀도 여과를 행하는 것이 바람직하다. 용융 수지의 고정밀도 여과에 이용하는 여재(濾材)의 여과 입자 사이즈(초기 여과 효율 95％)는, 15㎛ 이하가 바람직하다. 여재의 여과 입자 사이즈가 15㎛를 넘으면, 20㎛ 이상의 이물의 제거가 불충분해지기 쉽다.
또한, 본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름에는, 편광자와의 접착성을 양호하게 하기 위해 코로나 처리, 코팅 처리나 화염 처리 등을 실시하거나 하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서는, 편광자와의 접착성을 개량하기 위해, 본 발명의 필름의 적어도 편면(바람직하게는, 편광자와 접하는 면)에, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 또는 폴리아크릴 수지 중 적어도 1종류를 주성분으로 하는 이접착층(易接着層)을 갖는 것이 바람직하다. 여기에서, 「주성분」이란 이접착층을 구성하는 고형 성분 중 50 질량％ 이상인 성분을 말한다. 본 발명의 이접착층의 형성에 이용하는 도포액은, 수용성 또는 수분산성의 공중합 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지 및 폴리우레탄 수지 중 적어도 1종을 포함하는 수성 도포액이 바람직하다. 이러한 도포액으로는, 예를 들면, 일본국 특허 제3567927호 공보, 일본국 특허 제3589232호 공보, 일본국 특허 제3589233호 공보, 일본국 특허 제3900191호 공보, 일본국 특허 제4150982호 공보 등에 개시된 수용성 또는 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지 용액, 아크릴 수지 용액, 폴리우레탄 수지 용액 등을 들 수 있다.
이접착층은, 상기 도포액을 미연신 필름 또는 세로 방향의 1축 연신 필름의 편면 또는 양면에 도포한 후, 100∼150℃에서 건조하고, 추가로 가로 방향으로 연신하여 얻을 수 있다. 최종적인 이접착층의 도포량은, 0.05∼0.20g/㎡로 관리하는 것이 바람직하다. 도포량이 0.05g/㎡ 미만이면, 얻어지는 편광자와의 접착성이 불충분해지는 경우가 있다. 한편, 도포량이 0.20g/㎡를 넘으면, 내블로킹성이 저하하는 경우가 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 양면에 이접착층을 설치하는 경우는, 양면의 이접착층의 도포량은, 동일해도 달라도 되며, 각각 독립하여 상기 범위 내에서 설정할 수 있다.
이접착층에는 이활성(易滑性)을 부여하기 위해 입자를 첨가하는 것이 바람직하다. 미립자의 평균 입경은 2㎛ 이하의 입자를 이용하는 것이 바람직하다. 입자의 평균 입경이 2㎛를 넘으면, 입자가 피복층으로부터 탈락하기 쉬워진다. 이접착층에 함유시키는 입자로는, 예를 들면, 산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘, 황산칼슘, 실리카, 알루미나, 탈크, 카올린, 클레이, 인산칼슘, 운모, 헥토라이트, 지르코니아, 산화텅스텐, 불화리튬, 불화칼슘 등의 무기 입자나, 스티렌계, 아크릴계, 멜라민계, 벤조구아나민계, 실리콘계 등의 유기 폴리머계 입자 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 이접착층에 첨가되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 첨가할 수도 있다.
또, 도포액을 도포하는 방법으로는, 공지의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 리버스 롤·코팅법, 그라비어·코팅법, 키스·코팅법, 롤 브러시법, 스프레이 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 와이어 바 코팅법, 파이프 닥터법 등을 들 수 있고, 이들 방법을 단독으로 또는 조합하여 행할 수 있다.
또한, 상기의 입자의 평균 입경의 측정은 다음의 방법에 의해 행한다. 입자를 주사형 전자 현미경(SEM)으로 사진을 찍고, 가장 작은 입자 1개의 크기가 2∼5mm가 되는 것과 같은 배율로, 300∼500개의 입자의 최대 직경(가장 떨어진 2점 간의 거리)을 측정하여, 그 평균치를 평균 입경으로 한다.
본 발명의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름의 두께는 임의이지만, 30∼300㎛의 범위가 바람직하다. 30㎛를 밑도는 두께의 필름이라도, 원리적으로는 3000nm 이상의 리타데이션을 얻는 것은 가능하다. 그러나, 그 경우에는 필름의 역학 특성의 이방성이 현저해지고, 갈라짐, 찢어짐 등이 발생하기 쉬워져, 공업 재료로서의 실용성이 현저히 저하한다. 바람직한 두께의 하한은 40㎛이며, 특히 바람직한 두께의 하한은 45㎛이다. 한편, 편광자 보호 필름의 두께의 상한은, 300㎛를 넘으면 편광판의 두께가 너무 두꺼워져 버려 바람직하지 않다. 편광자 보호 필름으로서의 실용성의 관점에서는 두께의 상한은 200㎛가 바람직하고, 120㎛가 바람직하며, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 80㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 65㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 60㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 55㎛ 이하이다.
리타데이션의 변동을 억제하기 위해서는, 필름의 두께 편차가 작은 것이 바람직하다. 연신 온도, 연신 배율은 필름의 두께 편차에 큰 영향을 주기 때문에, 두께 편차의 관점에서도 제막 조건의 최적화가 바람직하다. 특히 리타데이션을 높이기 위해 세로 연신 배율을 낮추면, 세로 두께 편차가 나빠지는 경우가 있다. 세로 두께 편차는 연신 배율의 어느 특정의 범위에서 매우 나빠지는 영역이 있기 때문에, 이 범위를 제외한 부분에서 제막 조건을 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 필름의 두께 편차는 5.0％ 이하인 것이 바람직하고, 4.5％ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 4.0％ 이하인 것이 더욱더 바람직하고, 3.0％ 이하인 것이 특히 바람직하다.
폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은, 그 리타데이션(Re)과 두께 방향 리타데이션(Rth)의 비(Re/Rth)가, 바람직하게는 0.2 이상, 보다 바람직하게는 0.5 이상, 더욱 바람직하게는 0.6 이상이다. 경사 방향에서 보았을 때의 무지개 얼룩을 억제하는 관점에서, 상기 비(Re/Rth)가 클수록 바람직하다. 비(Re/Rth)의 상한은 2.0 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.8 이하이다. 한편, 두께 편차나 평면성의 관점에서 상기 비(Re/Rth)의 상한은 1.0 미만이 바람직하다. 또한, 두께 방향 리타데이션이란, 필름 두께 방향 단면에서 보았을 때의 2개의 복굴절 △Nxz(＝|nx-nz|), △Nyz(＝|ny-nz|)에 각각 필름 두께 d를 곱하여 얻어지는 리타데이션의 평균을 나타내는 파라미터이다. nx, ny, nz와 필름 두께 d(nm)를 구하고, (△Nxz×d)와 (△Nyz×d)와의 평균치를 산출하여 두께 방향 리타데이션(Rth)을 구할 수 있다. 또한, nx, ny, nz는, 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구한다.
2. 편광판
본 발명의 편광판은, 폴리비닐알코올(PVA) 등에 요오드를 염착시킨 편광자의 적어도 한쪽의 면에 편광자 보호 필름을 맞붙인 구조를 갖고, 어느 한쪽 편광자 보호 필름이 전술한 본 발명의 편광자 보호 필름인 것이 바람직하다. 다른쪽의 편광자 보호 필름에는, TAC 필름이나 아크릴 필름, 노르보르넨계 필름으로 대표되는 것과 같은 복굴절이 없는 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 또는 다른쪽에는 편광자 보호 필름이 존재하지 않아도 된다. 본 발명에 이용되는 편광판에는, 비침 방지나 번쩍임 억제, 흠집 억제 등을 목적으로, 여러 가지의 하드 코트를 표면에 도포하는 것도 바람직한 양태이다.
３. 액정 표시 장치
일반적으로, 액정 패널은, 백라이트 광원에 대향하는 측에서 화상을 표시하는 측(시인측)으로 향하는 순으로, 후면 모듈, 액정 셀 및 전면 모듈로 구성되어 있다. 후면 모듈 및 전면 모듈은, 일반적으로, 투명 기판과, 그 액정 셀측 표면에 형성된 투명 도전막과, 그 반대측에 배치된 편광판으로 구성되어 있다. 여기에서, 편광판은, 후면 모듈에서는, 백라이트 광원에 대향하는 측에 배치되고, 전면 모듈에서는, 화상을 표시하는 측(시인측)에 배치되어 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 적어도, 백라이트 광원과, 2개의 편광판 사이에 배치된 액정 셀을 구성 부재로 한다. 또, 이들 이외의 다른 구성, 예를 들면 컬러 필터, 렌즈 필름, 확산 시트, 반사 방지 필름 등을 적절히 가져도 관계없다. 상기 2개의 편광판 중 적어도 한쪽의 편광판이 전술한 본 발명의 편광판인 것이 바람직하다.
백라이트의 구성으로는, 도광판이나 반사판 등을 구성 부재로 하는 에지 라이트 방식이어도, 직하형 방식이어도 관계없다.
액정 표시 장치의 백라이트 광원으로는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 백라이트 광원은, 형광체 방식의 백색 LED(즉 화합물 반도체를 사용한 청색광, 또는 자외광을 발하는 발광 다이오드와 형광체를 조합함으로써 백색을 발하는 소자)여도 된다. 형광체로는, 이트륨·알루미늄·가넷계의 황색 형광체나 테르븀·알루미늄·가넷계의 황색 형광체 등이 있다.
일 실시형태에 있어서, 백라이트 광원은, 400nm 이상 495nm 미만, 495nm 이상 600nm 미만, 및 600nm 이상 780nm 이하의 각 파장 영역에 각각 발광 스펙트럼의 피크 톱을 갖는 백색 광원이 바람직하다. 예를 들면, 양자점 기술을 이용한 백색 광원, 여기광에 의해 R(적), G(녹)의 영역에 각각 발광 피크를 갖는 형광체와 청색 LED를 이용한 형광체 방식의 백색 LED 광원, 3파장 방식의 백색 LED 광원, 적색 레이저를 조합한 백색 LED 광원, 그 외, 예를 들면 조성식이 K2SiF6:Mn4 +인 불화물 형광체(「KSF」라고도 한다) 등과 청색 LED를 이용한 백색 LED 광원 등을 들 수 있다. 이들은, 광색역 대응의 액정 표시 장치의 백라이트 광원으로서 주목받고 있는 것이다.
당해 특정의 리타데이션을 갖는 본 발명의 편광자 보호 필름의 액정 표시 장치 내에 있어서의 배치는 특별히 한정되지 않지만, 입사광측(광원측)에 배치되는 편광판과, 액정 셀과, 출사광측(시인측)에 배치되는 편광판이 배치된 액정 표시 장치의 경우, 입사광측에 배치되는 편광판의 입사광측의 편광자 보호 필름 및/또는 출사광측에 배치되는 편광판의 사출광측의 편광자 보호 필름이 당해 특정의 리타데이션을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름으로 이루어지는 편광자 보호 필름인 것이 바람직하다. 특히 바람직한 양태는, 출사광측에 배치되는 편광판의 사출광측의 편광자 보호 필름을 당해 특정의 리타데이션을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름으로 하는 양태이다. 상기 이외의 위치에 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을 배치하는 경우는, 액정 셀의 편광 특성을 변화시켜 버리는 경우가 있다. 편광 특성이 필요시 되는 개소에는 본 발명의 고분자 필름을 이용하는 것은 바람직하지 않기 때문에, 이와 같은 특정의 위치의 편광판의 보호 필름으로서 사용되는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니며, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적절히 변경을 더하여 실시하는 것도 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한, 이하의 실시예에 있어서의 물성의 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 리타데이션(Re)
리타데이션이란, 필름 상의 직교하는 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy＝|nx-ny|)과 필름 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로 정의되는 파라미터이며, 광학적 등방성 또는 이방성을 나타내는 척도이다. 2축의 굴절률의 이방성(△Nxy)은, 이하의 방법에 의해 구하였다. 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여, 필름의 지상축 방향을 구하고, 지상축 방향이 측정용 샘플 장변과 평행이 되도록, 4cm×2cm의 장방형을 잘라내어, 측정용 샘플로 했다. 이 샘플에 대해서, 직교하는 2축의 굴절률(지상축 방향의 굴절률: ny, 지상축 방향과 직교하는 방향의 굴절률: nx), 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정 파장 589nm)에 의해 구하고, 상기 2축의 굴절률차의 절대치(|nx-ny|)를 굴절률의 이방성(△Nxy)으로 했다. 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(파인류프사 제조, 밀리트론 1245D)를 이용하여 측정하고, 단위를 nm로 환산했다. 굴절률의 이방성(△Nxy)과 필름의 두께 d(nm)의 곱(△Nxy×d)으로부터, 리타데이션(Re)을 구하였다.
(2) 두께 방향 리타데이션(Rth)
두께 방향 리타데이션이란, 필름 두께 방향 단면에서 보았을 때의 2개의 복굴절 △Nxz(＝|nx-nz|), △Nyz(＝|ny-nz|)에 각각 필름 두께 d를 곱하여 얻어지는 리타데이션의 평균을 나타내는 파라미터이다. 리타데이션의 측정과 마찬가지의 방법으로 nx, ny, nz와 필름 두께 d(nm)를 구하고, (△Nxz×d)와 (△Nyz×d)의 평균치를 산출하여 두께 방향 리타데이션(Rth)을 구하였다.
(3) 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도
결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도는, X선 회절 장치(가부시키가이샤 리가쿠사 제조, RINT2100PC)를 이용하여, 극점 측정에 의해 얻어진 회절 강도의 지상축 방향을 축으로 한 반치폭으로부터, (180－반치폭)/180으로 정의되는 파라미터이다. 측정에 이용한 X선은, Cu-Kα선이고, 파장은 1.5418Å이다. 극점 측정은 RINT2100PC에 장착할 수 있는 RINT2000 고니오미터와 극점용 다목적 시료대를 부착하고, 슐츠(Schulz)의 반사법으로 행하였다. 샘플은 직경 5cm의 원상(狀)으로 잘라내고, 지상축 방향이 β＝90도 및 270도 방향과 일치하도록 시료대에 부착했다. 또한, 샘플의 지상축 방향은, 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여 구하였다. 측정 조건의 상세는, 관 전압을 40kV, 관 전류를 40mA, 2θ 고정 각도를 25.830도, 발산 세로 제한을 1.2mm, 발산 슬릿을 1도, 산란 슬릿을 7mm, 수광 슬릿을 7mm로 했다. 투과 측정에서는 α 개시 각도＝0도, α 종료 각도＝35도, α 스텝 각도＝5도로 했다. 반사 측정에서는 α 개시 각도＝25도, α 종료 각도＝90도, α 스텝 각도＝5도로 했다. 주사 방법은 동심원에 β 개시 각도＝0도, β 종료 각도＝360도, β 스텝 각도＝5도이다.
이하, 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도의 계산 방법을 나타낸다. 측정에서 얻어진 β＝0도 및 β＝180도에 있어서의 반사 회절 강도 프로파일을 I(α)(25≤α≤90)로 한다. 가로축을 α'(β＝0도일 때 α'＝α, β＝180도일 때 α'＝180-α), 세로축을 각 α'에 있어서의 회절 강도로 함으로써, β＝0도 및 180도에 있어서의 회절 강도 프로파일을 접속하여, 회절 강도 프로파일 I(α')(25≤α'≤155)가 얻어진다. 이때, α'＝ 90도에 있어서의 회절 강도는, β＝0도와 β＝180도의 평균치를 이용했다. α'＝25도 및 155도에서의 회절 강도를 연결하는 직선을 베이스 라인으로서 제하고, 얻어진 회절 강도 프로파일로부터 반치폭을 이용하여, (180－반치폭)/180에 의해, 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도를 산출했다. 반치폭의 단위는 도(度)이다.
(4) 결정의 (-105)면의 결정 사이즈
필름의 지상축 방향에 있어서의 결정의 (-105)면의 결정 사이즈는, X선 회절 장치(가부시키가이샤 리가쿠사 제조, RINT2500)를 이용하여 지상축 방향으로 측정한 θ/2θ의 회절 강도 프로파일로부터, 결정의 (-105)면의 회절 위치(2θ＝42.7도)에 있어서의 회절 피크의 실측 반치폭(B)을 판독하고, 다음 식(쉐러의 식)을 이용하여 겉보기 결정 사이즈(ACS)로서 산출했다. 측정에 이용한 X선은, Cu-Kα선이고, 파장은 1.5418Å이다. 또한, 베이스 라인은, 2θ가 30도에서 42.7도 사이에서 가장 회절 강도가 작은 점과, 42.7도에서 50도 사이에서 가장 회절 강도가 작은 점의 2점을 직선으로 연결한 선으로 했다. (ACS＝0.9λ/(βcosθ)). 여기에서, λ는 X선의 파장(1.5418Å), β는 판독한 실측 반치폭(B)과 보정을 위한 정수(b)로부터 (B2-b2)1/2로 계산되는 반치폭이다. 또한, 보정을 위한 정수(b)는, 실리콘 분말 NIST640b를 동일 조건에서 측정했을 때의 반치폭이다. 여기에서, β, B, b는 모두 라디안 단위의 값이다. 또한, 샘플의 지상축 방향은, 분자 배향계(오지 게이소쿠 기기 가부시키가이샤 제조, MOA-6004형 분자 배향계)를 이용하여 구하였다.
(5) 무지개 얼룩 관찰
PVA와 요오드로 이루어지는 편광자의 편측에 후술하는 방법으로 만든 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 편광자의 흡수축과 필름의 배향 주축이 수직이 되도록 붙이고, 그 반대의 면에 시판의 TAC 필름을 붙여, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름/편광자/TAC 필름으로 이루어지는 편광판을 만들었다. 얻어진 편광판을, 시판의 액정 표시 장치(SONY사 제조의 BRAVIA KDL-40W920A)에 원래 존재한 출사광측의 편광판과 치환했다. 또한, 편광판의 흡수축이, 원래 액정 표시 장치에 붙여져 있던 편광판의 흡수축 방향과 일치하도록, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 시인측이 되도록 편광판을 치환했다. 상기 액정 표시 장치는, 여기광을 출사하는 광원과 양자점을 포함하는 백라이트 광원을 갖는다. 이 액정 표시 장치의 백라이트 광원의 발광 스펙트럼을, 하마마츠 포토닉스 제조 멀티채널분광기 PMA-12를 이용하여 측정한바, 450nm, 528nm, 630nm 부근에 피크 톱을 갖는 발광 스펙트럼이 관찰되고, 각 피크 톱의 반치폭은 16nm∼34nm였다. 또한, 스펙트럼 측정 시의 노광 시간은 20msec로 했다.
이와 같이 하여 제작한 액정 표시 장치에 백(白)화상을 표시시켜, 디스플레이의 정면 및 경사 방향에서 육안으로 관찰을 행하여, 무지개 얼룩의 발생에 대해서 이하의 기준에 따라 판정했다. 또한, 관찰 각도는, 디스플레이의 화면의 중심에서 법선 방향(수직)으로 그은 선과, 디스플레이 중심과 관찰 시의 눈의 위치를 잇는 직선이 이루는 각으로 했다.
　◎: 관찰 각도 0∼65도의 범위에서, 무지개 얼룩은 관찰되지 않았다.
　○: 관찰 각도 0∼65도의 범위에서, 약간 무지개 얼룩이 관찰되었다.
　×: 관찰 각도 0∼65도의 범위에서, 무지개 얼룩이 관찰되었다.
(제조예 1 - 폴리에스테르 A)
　에스테르화 반응관을 승온하여 200℃에 도달한 시점에서, 테레프탈산을 86.4 질량부 및 에틸렌글리콜 64.6 질량부를 넣고, 교반하면서 촉매로서 삼산화안티몬을 0.017 질량부, 초산(酢酸)마그네슘 4수화물을 0.064 질량부, 트리에틸아민 0.16 질량부를 넣었다. 이어서, 가압 승온을 행하여 게이지압 0.34MPa, 240℃의 조건에서 가압 에스테르화 반응을 행한 후, 에스테르화 반응관을 상압으로 되돌려, 인산 0.014 질량부를 첨가했다. 또한, 15분에 걸쳐 260℃로 승온하고, 인산트리메틸 0.012 질량부를 첨가했다. 이어서 15분 후에, 고압 분산기로 분산처리를 행하고, 15분 후, 얻어진 에스테르화 반응 생성물을 중축합 반응관으로 이송하여, 280℃에서 감압하 중축합 반응을 행하였다.
중축합 반응 종료 후, 95％ 컷 직경이 5㎛인 나슬론 제조 필터로 여과 처리를 행하고, 노즐로부터 스트랜드상으로 압출하여, 미리 여과 처리(구멍 직경: 1㎛ 이하)를 행한 냉각수를 이용하여 냉각, 고화시켜, 펠릿상으로 컷하였다. 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(A)의 고유 점도는 0.62dl/g이고, 불활성 입자 및 내부 석출 입자는 실질상 함유하고 있지 않았다.(이후, PET (A)로 약기함.)
(제조예 2 - 폴리에스테르 B)
건조시킨 자외선 흡수제(2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온) 10 질량부, 입자를 실질상 함유하지 않는 PET (A)(고유 점도가 0.62dl/g) 90 질량부를 혼합하고, 혼련 압출기를 이용하여, 자외선 흡수제 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 (B)를 얻었다.(이후, PET (B)로 약기함.)
(제조예 3 - 접착성 개질 도포액의 조제)
상법(常法)에 의해 에스테르 교환 반응 및 중축합 반응을 행하여, 디카르본산 성분으로서(디카르본산 성분 전체에 대하여) 테레프탈산 46 몰％, 이소프탈산 46 몰％ 및 5-술포나토이소프탈산나트륨 8 몰％, 글리콜 성분으로서(글리콜 성분 전체에 대하여) 에틸렌글리콜 50 몰％ 및 네오펜틸글리콜 50 몰％ 조성의 수분산성 술폰산 금속염기 함유 공중합 폴리에스테르 수지를 조제했다. 이어서, 물 51.4 질량부, 이소프로필알코올 38 질량부, n-부틸셀로솔브 5 질량부, 비이온계 계면활성제 0.06 질량부를 혼합한 후, 가열 교반하고, 77℃에 도달하면, 상기 수분산성 술폰산 금속염기 함유 공중합 폴리에스테르 수지 5 질량부를 첨가하여, 수지의 덩어리가 없어질 때까지 계속 교반한 후, 수지 수분산액을 상온까지 냉각하여, 고형분 농도 5.0 질량％의 균일한 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지액을 얻었다. 또한, 응집체 실리카 입자(후지 실리시아(주)사 제조, 사일리시아 310) 3 질량부를 물 50 질량부에 분산시킨 후, 상기 수분산성 공중합 폴리에스테르 수지액 99.46 질량부에 사일리시아 310의 수분산액 0.54 질량부를 첨가하고, 교반하면서 물 20 질량부를 첨가하여, 접착성 개질 도포액을 얻었다.
(실시예 1)
기재(基材) 필름 중간층용 원료로서 입자를 함유하지 않는 PET (A) 수지 펠릿 90 질량부와 자외선 흡수제를 함유한 PET (B) 수지 펠릿 10 질량부를 135℃에서 6시간 감압 건조(1Torr)한 후, 압출기 2(중간층 Ⅱ층용)에 공급하고, 또, PET (A)를 상법에 의해 건조하여 압출기 1(외층 I층 및 외층 Ⅲ층용)에 각각 공급하고, 285℃에서 용해했다. 이 2종의 폴리머를, 각각 스테인리스 소결체의 여재(공칭 여과 정도(精度) 10㎛ 입자 95％ 컷)로 여과하고, 2종 3층 합류 블록으로 적층하여, 구금으로부터 시트상으로 하여 압출한 후, 정전 인가 캐스트법을 이용해 표면 온도 30℃의 캐스팅 드럼에 휘감아 냉각 고화하여, 미연신 필름을 만들었다. 이때, I층, Ⅱ층, Ⅲ층의 두께의 비는 10:80:10이 되도록 각 압출기의 토출량을 조정했다.
이어서, 리버스 롤법에 의해 이 미연신 PET 필름의 양면에 건조 후의 도포량이 0.08g/㎡가 되도록, 상기 접착성 개질 도포액을 도포한 후, 80℃에서 20초간 건조했다.
이 도포층을 형성한 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 110℃이고 열풍 취출구의 풍속이 12m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향(TD)으로 4.0배, 필름 흐름 방향(MD)으로 0.7배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 50㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.5배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 80㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 3)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 120℃이고 열풍 취출구의 풍속이 12m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.5배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 100㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 4)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 130℃이고 열풍 취출구의 풍속이 9m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 5.5배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 60㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 5)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 5.0배, 흐름 방향으로 0.9배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 60㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 6)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 120℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 5.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 40㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 7)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 110℃이고 열풍 취출구의 풍속이 12m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.5배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 125㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 8)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 115℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.5배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 60㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(실시예 9)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 120℃이고 열풍 취출구의 풍속이 12m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 5.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 130℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 50㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 125℃이고 열풍 취출구의 풍속이 5m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 225℃이고 열풍 취출구의 풍속이 5m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 50㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(비교예 2)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 95℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 150℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 60㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(비교예 3)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을, 가열된 롤군 및 적외선 히터를 이용하여 105℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤군으로 주행 방향으로 1.5배 연신한 후, 온도 100℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 50㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다.
(비교예 4)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 90℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 200℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 50㎛의 1축 배향 PET 필름을 얻었다.
(비교예 5)
실시예 1과 동일한 방법으로 제작된 미연신 필름을, 가열된 롤군 및 적외선 히터를 이용하여 105℃로 가열하고, 그 후 주속차가 있는 롤군으로 주행 방향으로 3.5배 연신한 후, 텐터 연신기로 유도하여, 필름의 단부를 클립으로 파지하면서, 온도 130℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존으로 유도하고, 폭 방향으로 4.0배가 되도록 연신했다. 다음으로, 폭 방향으로 연신된 폭을 유지한 채로, 온도 220℃이고 열풍 취출구의 풍속이 10m/초인 열풍 존에서 열처리하고, 추가로 폭 방향으로 3％의 완화 처리를 행하여, 필름 두께 약 100㎛의 2축 배향 PET 필름을 얻었다.
실시예 1∼9, 비교예 1∼5의 PET 필름에 대해서, 각 물성, X선 구조 해석, 무지개 얼룩을 관찰한 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 2∼4, 6∼9에서 얻어진 PET 필름은, Re/Rth가 1 미만이고 필름의 평면성이 뛰어났다.
[표 1]
Figure 112019067840122-pct00001
산업상 이용가능성
본 발명의 액정 표시 장치, 편광판 및 편광자 보호 필름이면, 편광자 보호 필름으로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름을, 광색역화 대응의 액정 표시 장치에 사용한 경우나, 박막화한 경우에도, 표시 화면에 관찰되는 무지개 얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

Claims (4)

  1. 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름으로 이루어지는 편광자 보호 필름으로서,
    상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은 하기의 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는 편광자 보호 필름:
    (1) 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름이 파장 589nm에 있어서, 3000nm 이상 30000nm 이하의 면내 리타데이션을 갖는다
    (2) X선 회절로 측정한 결정의 (100)면의 필름면에 대한 배향도가 0.70 이하이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 필름은, 지상축 방향으로 측정한 결정의 (-105)면의 결정 사이즈가 36Å 이상인 편광자 보호 필름.
  3. 편광자의 적어도 한쪽의 면에 제 1 항 또는 제 2 항에 기재한 편광자 보호 필름이 적층된 편광판.
  4. 백라이트 광원, 2개의 편광판, 및 상기 2개의 편광판 사이에 배치된 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치로서,
    상기 2개의 편광판 중 적어도 한쪽이 제 3 항에 기재한 편광판인 액정 표시 장치.
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