KR20120123271A

KR20120123271A - 다층 연신 필름

Info

Publication number: KR20120123271A
Application number: KR1020127015358A
Authority: KR
Inventors: 다로 오야; 미츠마사 오노; 데츠오 요시다
Original assignee: 데이진 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-11-08
Also published as: KR101758406B1; US8703252B2; TW201136766A; CN102652063A; EP2514592A1; WO2011074701A1; US20120249935A1; EP2514592B1; TWI524994B; EP2514592A4; CN102652063B

Abstract

본 발명의 목적은, 편광 성능이 우수하고, 동시에 경사 방향으로 입사된 광 에 대해 경사 방향의 입사각에 의한 투과 편광의 색상 편차를 볼 수 없는, 반사 편광 기능을 갖는 다층 필름을 제공하는 것에 있다. 본 발명은 제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층된 251 층 이상의 다층 연신 필름으로서, 제 1 층은 (ⅰ) 디카르복실산 성분으로서 나프토산 성분을 5 몰％ 이상 50 몰％ 이하를 함유하고, (ⅱ) 디올 성분으로서 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 갖는 디올 성분을 함유하는 폴리에스테르로 이루어지고, 제 2 층은 평균 굴절률 1.50 이상 1.60 이하이며, 1 축 연신 방향, 그 직교 방향 및 필름 두께 방향 각각의 굴절률차가 연신 전후에 0.05 이하인 열가소성 수지로 이루어지고, P 편광 성분과 S 편광 성분에 대하여 특정한 반사율 특성을 갖는 다층 연신 필름이다.

Description

다층 연신 필름{MULTI-LAYER STRETCH FILM}

본 발명은 일정한 편광 성분을 선택적으로 반사하고, 그 편광 성분과 수직 방향의 편광 성분을 선택적으로 투과하는 다층 연신 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 일정한 편광 성분을 선택적으로 반사하고, 그 편광 성분과 수직 방향의 편광 성분을 선택적으로 투과하는 편광 성능이 우수하고, 또한 경사 방향으로 입사된 광에 대해 부분적인 반사가 발생하지 않고 투과 편광의 색상 편차가 해소된 다층 연신 필름에 관한 것이다.

굴절률이 낮은 층과 굴절률이 높은 층을 교대로 적층한 필름은, 층간의 구조적인 광 간섭에 의해, 특정 파장의 광을 선택적으로 반사 또는 투과시키는 광학 간섭 필름으로 할 수 있다. 또, 이와 같은 다층 필름은 막두께를 서서히 변화시키거나, 상이한 반사 피크를 갖는 필름을 첩합 (貼合) 하거나 함으로써 금속을 사용한 필름과 동등한 높은 반사율을 얻을 수 있어, 금속 광택 필름이나 반사 미러로서 사용할 수도 있다. 나아가서는, 이와 같은 다층 필름을 1 방향으로만 연신함으로써, 특정한 편광 성분만을 반사시키는 편광 반사 필름으로서도 사용할 수 있다. 이들을 액정 디스플레이 등에 사용함으로써, 액정 디스플레이 등의 휘도 향상 필름으로서 사용할 수 있는 것이 알려져 있다.

일반적으로 층 두께가 0.05 ? 0.5 ㎛ 의 상이한 굴절률을 갖는 층으로 구성되는 다층 필름은, 일방의 층을 구성하는 층과 타방의 층을 구성하는 층의 굴절률차와 막두께 및 적층 수에 따라, 특정한 파장의 광을 반사시키는 증반사와 같은 현상을 볼 수 있다. 일반적으로 그 반사 파장은 하기의 식으로 나타낸다.

λ = 2 (n₁ × d₁ ＋ n₂ × d₂)

(상기 식 중, λ 는 반사 파장 (㎚), n₁, n₂ 는 각각의 층의 굴절률, d₁, d₂ 는 각각의 층의 두께 (㎚) 를 나타낸다)

예를 들어 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 일방의 층에 정 (正) 의 응력 광학 계수를 갖는 수지를 사용함으로써, 1 축 방향으로 연신하는 것에 의해 이러한 층의 굴절률을 복굴절화시켜 이방성을 갖게 하여, 필름면 내의 연신 방향에 있어서의 층간의 굴절률차를 크게 하고, 반면에 필름면 내의 연신 방향과 직교 방향에 있어서의 층간의 굴절률차를 작게 하는 방법에 의해, 특정한 편광 성분만을 반사시킬 수 있다.

이 원리를 이용하여, 예를 들어 한 방향의 편광을 반사시키고, 그 직교 방향의 편광을 투과시키는 반사 편광 필름을 설계할 수 있고, 그 때의 바람직한 복굴절성은 하기의 식으로 나타낸다.

n_1X ＞ n_2X, n_1Y = n_2Y

(상기 식 중, n_1X, n_2X 는 각각의 층에 있어서의 연신 방향의 굴절률, n_1Y, n_2Y 는 각각의 층에 있어서의 연신 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다)

또, 특허문헌 2, 특허문헌 3 에는, 굴절률이 높은 층에 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (이하, 2,6-PEN 이라고 칭하는 경우가 있다) 를 사용하고, 굴절률이 낮은 층에 열가소성 엘라스토머나 이소프탈산을 30 ㏖％ 공중합한 PEN 을 사용한 다층 필름이 예시되어 있다. 이것은, 일방의 층에 정의 응력 광학 계수를 갖는 수지를 사용하고, 타방의 층에 응력 광학 계수가 매우 작은 (연신에 의한 복굴절의 발현이 매우 작다) 수지를 사용함으로써, 특정한 편광만을 반사시키는 반사 편광 필름을 예시한 것이다.

그러나, 굴절률이 높은 층에 2,6-PEN 을 사용한 경우, 이러한 층에서, 연신 후의 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 의 굴절률과 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률에 차이가 발생한다. 그 때문에 연신 배율을 크게 하여 연신 방향 (X 방향) 의 층간의 굴절률차를 크게 하여, 편광 성능을 높이고자 하면, 그에 따라 Z 방향의 층간의 굴절률차가 커진다. 그 때문에 경사 방향으로 입사된 광에 대한 부분적인 반사에 의해 투과광의 색상 편차가 더욱 커진다는 문제점이 있었다.

일본 공개특허공보 평04-268505호 일본 공표특허공보 평9-506837호 WO01/47711호 팜플렛

본 발명의 목적은 종래의 다층 필름이 갖는 상기의 과제를 해소하여, 종래보다 더욱 편광 성능을 높이면서, 동시에 경사 방향으로 입사된 광에 대해 경사 방향의 입사각에 의한 투과 편광의 색상 편차를 볼 수 없는, 반사 편광 기능을 갖는 다층 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 이하의 지견에 의거한다. 즉, 고굴절률층을 구성하는 제 1 층의 수지로서 종래부터 사용되고 있던 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트는, 1 축 연신에 의해, 연신 방향 (X 방향) 의 굴절률은 증대되지만, Y 방향에서는 연신 전후에 거의 굴절률이 변화하지 않고, 한편 Z 방향은 굴절률이 저하되는 특징을 갖는다. 그 때문에, 연신 배율을 크게 하여 연신 방향 (X 방향) 의 층간의 굴절률차를 크게 하여, 편광 성능을 높이고자 하면, 그에 따라 Z 방향의 층간의 굴절률차가 커진다. 또, 연신 후의 Z 방향의 층간의 굴절률을 일치시키고자 하면 이번에는 Y 방향의 층간의 굴절률차가 커진다. 그 때문에, 편광 성능의 향상과 경사 방향의 입사광에 대한 투과 편광의 색상 편차의 양립이 어렵다.

본 발명자는, 고굴절률층을 구성하는 제 1 층의 수지로서, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 대신에, 6,6'-(알킬렌디옥시)디-2-나프토산 성분을 함유하는 굴절률이 높은 폴리에스테르를 사용하면, 1 축 연신 후의 제 1 층의 X 방향과 Y 방향의 굴절률차를 크게 할 수 있는 것을 알아내었다. 그 결과, 편광 성능이 향상되는 것에 더하여, Y 방향과 Z 방향의 양 방향에 대하여 층간의 굴절률차를 작게 할 수 있는 것을 알아내었다.

또, 본 발명자는 이들 지견으로부터, 본 발명의 과제인 편광 성능의 향상과 경사 방향의 입사각에 의한 투과 편광의 색상 편차 해소의 양립화가 가능해지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 목적은 이하의 발명에 의해 달성된다.

1. 제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층된 251 층 이상의 다층 연신 필름으로서,

1) 그 제 1 층은 디카르복실산 성분과 디올 성분의 폴리에스테르로 이루어지는 두께 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하의 층이며,

(ⅰ) 디카르복실산 성분은 5 몰％ 이상 50 몰％ 이하의 하기 식 (A) 로 나타내는 성분 및 50 몰％ 이상 95 몰％ 이하의 하기 식 (B) 로 나타내는 성분을 함유하고,

(식 (A) 중, R^A 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 나타낸다)

(식 (B) 중, R^B 는 페닐렌기 또는 나프탈렌디일기를 나타낸다)

(ⅱ) 디올 성분은 90 몰％ 이상 100 몰％ 이하의 하기 식 (C) 로 나타내는 성분을 함유하고,

(식 (C) 중, R^C 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 나타낸다)

그 제 2 층은 평균 굴절률 1.50 이상 1.60 이하로서, 1 축 연신 방향 (X 방향), 필름면 내에서 1 축 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 및 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 각각의 굴절률차가 연신 전후에 0.05 이하인 열가소성 수지로 이루어지는 두께 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하의 층으로서,

2) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 90 ％ 이상이며,

3) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 15 ％ 이하이며, 또한

4) 제 1 층 및 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율이 모두 2.0 이상 5.0 이하인 것을 특징으로 하는 다층 연신 필름.

2. 식 (A) 로 나타내는 산 성분이 하기 식 (A-1) 인 전항 1 에 기재된 다층 연신 필름.

3. 제 2 층을 형성하는 열가소성 수지가 이소프탈산 혹은 2,6-나프탈렌디카르복실산을 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 성분을 주된 성분으로 하는 폴리에스테르인 전항 1 또는 2 에 기재된 다층 연신 필름.

4. 제 1 층과 제 2 층의 X 방향의 굴절률차가 0.10 ? 0.45 인 전항 1 ? 3 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

5. 제 1 층과 제 2 층의 Y 방향의 굴절률차 및 제 1 층과 제 2 층의 Z 방향의 굴절률차가 각각 0.05 이하인 전항 1 ? 4 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

6. 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 가 모두 0.1 이하인 전항 1 ? 5 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)

(상기 식 (1) 중, x (0˚) 는 입사각 0 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 x 를 나타내고, x (50˚) 는 입사각 50 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 x 를 나타낸다)

Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)

(상기 식 (2) 중, y (0˚) 는 입사각 0 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 y 를 나타내고, y (50˚) 는 입사각 50 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 y 를 나타낸다)

7. 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 가 모두 0.01 이하인 전항 1 ? 6 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)

Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)

8. 두께가 15 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하인 전항 1 ? 7 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

9. 제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비가 1.5 배 이상 5.0 배 이하의 범위인 전항 1 ? 8 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

10. 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층의 적어도 일방의 최외층면 상에 추가로 히트시일층이 형성되어 이루어지는 전항 1 ? 9 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름.

11. 히트시일층이 제 2 층과 동일한 열가소성 수지로 이루어지고, 그 열가소성 수지의 융점이 제 1 층의 폴리에스테르의 융점보다 20 ℃ 이상 낮고, 또한 두께 3 ? 10 ㎛ 의 층인 전항 10 에 기재된 다층 연신 필름.

12. 전항 1 ? 11 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름으로 이루어지는 휘도 향상용 부재.

13. 전항 12 에 기재된 휘도 향상용 부재의 적어도 일방의 면에 광 확산 필름이 적층되어 이루어지는 액정 디스플레이용 복합 부재.

14. 휘도 향상용 부재와 광 확산 필름이 히트시일층을 개재하여 적층되어 이루어지는 전항 13 에 기재된 액정 디스플레이용 복합 부재.

15. 광 확산 필름을 개재하여 휘도 향상용 부재와 반대측에 추가로 프리즘층을 갖는 전항 13 에 기재된 액정 디스플레이용 복합 부재.

16. 전항 12 에 기재된 휘도 향상용 부재를 포함하는 액정 디스플레이 장치.

17. 전항 13 ? 15 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이용 복합 부재를 포함하는 액정 디스플레이 장치.

18. 전항 1 ? 11 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름으로 이루어지는 편광판.

19. 다층 연신 필름이 (1) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 95 ％ 이상이며,

(2) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 12 ％ 이하인 전항 18 에 기재된 편광판.

20. 제 1 편광판, 액정 셀 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되고, 제 1 편광판이 전항 18 또는 19 에 기재된 편광판인 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.

21. 제 2 편광판이 흡수형 편광판인 전항 20 에 기재된 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.

22. 제 1 편광판, 액정 셀 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되고, 제 1 편광판 및 제 2 편광판이, 전항 18 또는 19 에 기재된 편광판인 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.

23. 제 1 편광판, 액정 셀 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되고, 제 1 편광판이 청구항 18 또는 19 에 기재된 편광판과 다른 편광판의 적층체이며, 단 그 다른 편광판이 흡수형 편광판인 경우를 제외한, 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.

24. 광원과 전항 20 ? 23 중 어느 한 항에 기재된 액정 디스플레이 장치용 광학 부재를 구비하고, 제 1 편광판이 광원측에 배치되어 이루어지는 액정 디스플레이 장치.

25. 광원과 제 1 편광판 사이에 반사형 편광판을 갖지 않는 전항 24 에 기재된 액정 디스플레이 장치.

본 발명의 다층 연신 필름은 종래의 반사 편광 필름에서 볼 수 있던 경사 방향의 입사각에 의한 투과 편광의 색상 편차가 해소되고, 게다가 종래보다 높은 편광 성능을 갖는다. 그 때문에 휘도 향상 필름이나 액정 셀과 첩합하는 편광판으로서 사용한 경우에 높은 휘도 향상률을 얻을 수 있고, 또한 고시야각이며 색상 편차가 적은 시인성이 우수한 액정 디스플레이를 제공할 수 있다.

도 1 은 2,6-PEN 의 1 축 연신 후의 연신 방향 (X 방향), 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향), 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률 (각각 n_X, n_Y, n_Z 로 나타낸다) 이다.
도 2 는 본 발명에 있어서의 제 1 층용 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 의 1 축 연신 후의 연신 방향 (X 방향), 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향), 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률 (각각 n_X, n_Y, n_Z 로 나타낸다) 이다.
도 3 은 본 발명의 다층 연신 필름의 필름면을 반사면으로 하고, 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분 (P 편광 성분), 및 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분 (S 편광 성분) 의 파장에 대한 반사율의 그래프의 일례이다. 입사각은 0˚ 이다.
도 4 는 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 제 1 양태의 개략 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 제 2 양태의 개략 단면도이다.

[다층 연신 필름]

본 발명의 다층 연신 필름은 제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층되어, 251 층 이상을 갖고, 적어도 1 축 방향으로 연신된 필름이다. 여기에서 제 1 층은 제 2 층보다 굴절률이 높은 층, 제 2 층은 제 1 층보다 굴절률이 낮은 층을 각각 나타낸다.

본 발명의 특징은, 일정한 층 두께 구성이며, 다층 연신 필름을 구성하는 제 1 층과 제 2 층에 있어서, 제 1 층에 특정한 공중합 성분을 갖는 것을 특징으로 하는 굴절률이 높은 폴리에스테르를 사용하고, 또한 제 2 층에 등방성으로 연신에 의한 굴절률 변화가 작은, 평균 굴절률이 1.50 이상 1.60 이하인 열가소성 수지를 사용하는 것에 있다.

후술하는 특정한 폴리에스테르를 사용하여 제 1 층을 구성함으로써, 연신 후의 제 1 층의 X 방향과 Y 방향의 굴절률차를 종래보다 크게 하는 것이 가능해지고, 또한 Y 방향과 Z 방향의 양 방향에 대하여 층간의 굴절률차를 작게 하는 것이 비로소 가능해진다. 이와 같이, 종래, 반사 편광 기능을 갖는 다층 필름의 제 1 층에 사용되는 것이 알려져 있지 않았던 본 발명의 특정한 폴리에스테르를 제 1 층에 사용하고, 또한 후술하는 제 2 층의 열가소성 수지와 조합하여 일정 층 두께의 다층 필름으로 함으로써, 지금까지 곤란했던 편광 성능의 향상과 경사 방향의 입사 광에 대한 투과 편광의 색상 편차의 양립화가 가능해진다. 또한, 편광 성능이 종래보다 높아지기 때문에, 종래와 동일한 정도의 편광 성능이면 필름 두께를 1/3 정도로 얇게 할 수 있어, 디스플레이 두께를 보다 박육화할 수 있다.

여기에서, 연신 방향 (X 방향) 의 굴절률은 n_X, 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 의 굴절률은 n_Y, 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 굴절률은 n_Z 라고 기재하는 경우가 있다.

이하, 추가로 본 발명의 다층 연신 필름에 대하여 상세히 서술한다.

[제 1 층]

본 발명에 있어서, 제 1 층을 구성하는 폴리에스테르 (이하, 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 이라고 칭하는 경우가 있다) 는 이하의 디카르복실산 성분과 디올 성분의 중축합에 의해 얻어진다.

(디카르복실산 성분)

본 발명의 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 을 구성하는 디카르복실산 성분 (ⅰ) 로서, 5 몰％ 이상 50 몰％ 이하의 하기 식 (A) 로 나타내는 성분, 및 50 몰％ 이상 95 몰％ 이하의 하기 식 (B) 로 나타내는 성분 중, 적어도 2 종의 방향족 디카르복실산 성분 또는 그들의 유도체가 사용된다. 여기에서, 각 방향족 디카르복실산 성분의 함유량은, 디카르복실산 성분의 전체 몰수를 기준으로 하는 함유량이다.

(식 (A) 중, R^A 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 나타낸다)

식 (A) 로 나타내는 성분에 대하여, 식 중, R^A 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기이다. 이러한 알킬렌기로서, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 테트라메틸렌기, 헥사메틸렌기, 옥타메틸렌기 등을 들 수 있다.

식 (A) 로 나타내는 성분의 함유량의 하한값은, 바람직하게는 7 몰％, 보다 바람직하게는 10 몰％, 더욱 바람직하게는 15 몰％ 이다. 또, 식 (A) 로 나타내는 성분의 함유량의 상한값은, 바람직하게는 45 몰％, 보다 바람직하게는 40 몰％, 더욱 바람직하게는 35 몰％, 특히 바람직하게는 30 몰％ 이다. 따라서, 식 (A) 로 나타내는 성분의 함유량은, 바람직하게는 5 몰％ 이상 45 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 7 몰％ 이상 40 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하, 특히 바람직하게는 15 몰％ 이상 30 몰％ 이하이다.

식 (A) 로 나타내는 성분은, 바람직하게는 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산, 6,6'-(트리메틸렌디옥시)디-2-나프토산 및 6,6'-(부틸렌디옥시)디-2-나프토산으로부터 유도되는 성분이 바람직하다. 이들 중에서도 식 (A) 에 있어서의 R^A 의 탄소수가 짝수인 것이 바람직하고, 특히 하기 식 (A-1) 로 나타내는 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산으로부터 유도되는 성분이 바람직하다.

이러한 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 은 디카르복실산 성분이 5 몰％ 이상 50 몰％ 이하의 식 (A) 로 나타내는 성분을 함유하는 것을 특징으로 한다. 식 (A) 로 나타내는 성분의 비율이 하한값을 충족하지 않는 경우에는, 연신에 의한 Y 방향의 굴절률의 저하가 발생하지 않기 때문에, 연신 필름에 있어서의 Y 방향의 굴절률 n_Y 와 Z 방향의 굴절률 n_Z 의 차이가 커져, 경사 방향의 입사각으로 입사된 편광에 의한 색상 편차가 개선되기 어렵다. 또, 식 (A) 로 나타내는 성분의 비율이 상한값을 초과하는 경우에는, 비정성의 특성이 커지고, 연신 필름에 있어서의 X 방향의 굴절률 n_X 와 Y 방향의 굴절률 n_Y 의 차이가 작아지기 때문에, 반사 편광 필름으로서 충분한 성능을 발휘하지 않는다.

이와 같이, 식 (A) 로 나타내는 성분을 함유하는 폴리에스테르를 사용함으로써, 반사 편광 필름으로서의 편광 성능을 종래보다 높이면서, 경사 방향의 입사각에 의한 색상 편차도 발생하지 않는 다층 연신 필름을 제조할 수 있다.

또, 식 (B) 로 나타내는 성분에 대하여, 식 중, R^B 는 페닐렌기 또는 나프탈렌디일기이다.

식 (B) 로 나타내는 성분으로서, 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 또는 이들의 조합으로부터 유도되는 성분을 들 수 있고, 특히 2,6-나프탈렌디카르복실산으로부터 유도되는 성분이 바람직하게 예시된다.

식 (B) 로 나타내는 성분의 함유량의 하한값은, 바람직하게는 55 몰％, 보다 바람직하게는 60 몰％, 더욱 바람직하게는 65 몰％, 특히 바람직하게는 70 몰％ 이다. 또, 식 (B) 로 나타내는 성분의 함유량의 상한값은, 바람직하게는 93 몰％, 보다 바람직하게는 90 몰％, 더욱 바람직하게는 85 몰％ 이다. 따라서, 식 (B) 로 나타내는 성분의 함유량은, 바람직하게는 55 몰％ 이상 95 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 60 몰％ 이상 93 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 65 몰％ 이상 90 몰％ 이하, 특히 바람직하게는 70 몰％ 이상 85 몰％ 이하이다.

식 (B) 로 나타내는 성분의 비율이 하한값을 충족하지 않는 경우에는, 비정성의 특성이 커지고, 연신 필름에 있어서의 X 방향의 굴절률 n_X 와 Y 방향의 굴절률 n_Y 의 차이가 작아지기 때문에, 반사 편광 필름으로서 충분한 성능을 발휘하지 않는다. 또, 식 (B) 로 나타내는 성분의 비율이 상한값을 초과하는 경우에는, 식 (A) 로 나타내는 성분의 비율이 상대적으로 적어지기 때문에, 연신 필름에 있어서의 Y 방향의 굴절률 n_Y 와 Z 방향의 굴절률 n_Z 의 차이가 커져, 경사 방향의 입사각으로 입사된 편광에 의한 색상 편차가 개선되기 어렵다.

이와 같이, 식 (B) 로 나타내는 성분을 함유하는 폴리에스테르를 사용함으로써, X 방향으로 고굴절률을 나타냄과 동시에 1 축 배향성이 높은 복굴절율 특성을 실현할 수 있다.

(디올 성분)

본 발명의 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 을 구성하는 디올 성분 (ⅱ) 으로서, 90 몰％ 이상 100 몰％ 이하의 하기 식 (C) 로 나타내는 디올 성분이 사용된다. 여기에서, 디올 성분의 함유량은, 디올 성분의 전체 몰수를 기준으로 하는 함유량이다.

(식 (C) 중, R^C 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 나타낸다)

식 (C) 로 나타내는 디올 성분의 함유량은, 바람직하게는 95 몰％ 이상 100 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 98 몰％ 이상 100 몰％ 이하이다.

식 (C) 중, R^C 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기이며, 이러한 알킬렌기로서, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 테트라메틸렌기, 헥사메틸렌기, 옥타메틸렌기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 식 (C) 로 나타내는 디올 성분으로서, 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 시클로헥산디메탄올 등으로부터 유도되는 성분을 바람직하게 들 수 있다. 특히 바람직하게는 에틸렌글리콜로부터 유도되는 성분이다. 식 (C) 로 나타내는 디올 성분의 비율이 하한값을 충족하지 않는 경우에는, 전술한 1 축 배향성이 저해된다.

(방향족 폴리에스테르 (Ⅰ))

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 에 있어서, 식 (A) 로 나타내는 산 성분과 식 (C) 로 나타내는 디올 성분으로 구성되는 에스테르 단위 (-(A)-(C)-) 의 함유량은, 전체 반복 단위의 5 몰％ 이상 50 몰％ 이하이며, 바람직하게는 5 몰％ 이상 45 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 10 몰％ 이상 40 몰％ 이하이다.

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 을 구성하는 그 밖의 에스테르 단위로서, 에틸렌테레프탈레이트, 트리메틸렌테레프탈레이트, 부틸렌테레프탈레이트 등의 알킬렌테레프탈레이트 단위, 에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트, 트리메틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트, 부틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 등의 알킬렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 단위를 들 수 있다. 이들 중에서도 고굴절률성 등의 면에서 에틸렌테레프탈레이트 단위나 에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 단위가 바람직하고, 특히 에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 단위가 바람직하다.

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 로서, 특히, 식 (A) 로 나타내는 디카르복실산 성분이 하기 식 (A-1) 로 나타내는 디카르복실산 성분이며,

식 (B) 로 나타내는 디카르복실산 성분이 2,6-나프탈렌디카르복실산 유래의 방향족 디카르복실산 성분이며, 디올 성분이 에틸렌글리콜인 폴리에스테르가 바람직하다.

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 은, P-클로로페놀/1,1,2,2-테트라클로로에탄 (중량비 40/60) 의 혼합 용매를 사용하여 35 ℃ 에서 측정한 고유 점도가 0.4 ? 3 ㎗/g 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.4 ? 1.5 ㎗/g, 특히 바람직하게는 0.5 ? 1.2 ㎗/g 이다.

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 의 융점은 바람직하게는 200 ? 260 ℃ 의 범위, 보다 바람직하게는 205 ? 255 ℃ 의 범위, 더욱 바람직하게는 210 ? 250 ℃ 의 범위이다. 융점은 DSC 로 측정하여 구할 수 있다.

그 폴리에스테르의 융점이 상한값을 초과하면, 용융 압출하여 성형할 때 유동성이 뒤떨어져, 토출 등이 불균일화되기 쉬워지는 경우가 있다. 한편, 융점이 하한값을 충족하지 않으면, 막제조성은 우수하지만, 폴리에스테르가 갖는 기계적 특성 등이 저해되기 쉬워지고, 또 본 발명의 굴절률 특성이 발현되기 어렵다.

일반적으로 공중합체는 단독 중합체에 비해 융점이 낮고, 기계적 강도가 저하되는 경향이 있다. 그러나, 본 발명의 폴리에스테르는, 식 (A) 의 성분 및 식 (B) 의 성분을 함유하는 공중합체이며, 식 (A) 의 성분만을 갖는 단독 중합체에 비해 융점이 낮은 기계적 강도는 동일한 정도라는 우수한 특성을 갖는다.

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 의 유리 전이 온도 (이하, Tg 라고 칭하는 경우가 있다) 는, 바람직하게는 80 ? 120 ℃, 보다 바람직하게는 82 ? 118 ℃, 더욱 바람직하게는 85 ? 118 ℃ 의 범위에 있다. Tg 가 이 범위에 있으면, 내열성 및 치수 안정성이 우수한 필름이 얻어진다. 이러한 융점이나 유리 전이 온도는, 공중합 성분의 종류와 공중합량, 그리고 부생물인 디알킬렌글리콜의 제어 등에 의해 조정할 수 있다.

이러한 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 의 제조 방법은, 예를 들어 WO2008/153188호 팜플렛의 제 9 페이지에 기재되어 있는 방법에 준하여 제조할 수 있다.

(제 1 층의 두께)

본 발명의 제 1 층은 각 층의 두께가 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하인 층이다. 제 1 층의 두께가 이러한 범위에 있음으로 인해, 층간의 광 간섭에 의해 선택적으로 광을 반사시키는 것이 가능해진다.

(제 1 층의 굴절률)

방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 을 1 축 연신한 경우의 각 방향의 굴절률의 변화 예를 도 2 에 나타낸다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, X 방향의 굴절률 n_X 는 연신에 의해 증가하는 방향에 있고, Y 방향의 굴절률 n_Y 와 Z 방향의 굴절률 n_Z 는 모두 연신에 수반하여 저하되는 경향이 있고, 게다가 연신 배율에 의하지 않고 n_Y 와 n_Z 의 굴절률차가 매우 작은 것을 특징으로 하고 있다.

또, 제 1 층은 이러한 특정한 공중합 성분을 포함하는 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 을 사용하여 1 축 연신을 실시하는 것에 의해, X 방향의 굴절률 n_X 가 1.80 ? 1.90 의 고굴절률 특성을 갖는다. 제 1 층에 있어서의 X 방향의 굴절률이 이러한 범위에 있는 것에 의해, 제 2 층과의 굴절률차가 커져, 충분한 반사 편광 성능을 발휘할 수 있다.

또, Y 방향의 1 축 연신 후의 굴절률 n_Y 와 Z 방향의 1 축 연신 후의 굴절률 n_Z 의 굴절률차는, 구체적으로는 0.05 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03 이하, 특히 바람직하게는 0.01 이하이다. 이들 2 방향의 굴절률차가 매우 작은 것에 의해, 편광광이 경사 방향의 입사각으로 입사되어도 색상 편차가 발생하지 않는 효과를 발휘한다.

한편, 제 1 층을 구성하는 폴리에스테르가 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (PEN) 인 경우, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 축 방향의 연신 배율에 의하지 않고, Y 방향의 굴절률 n_Y 는 일정하여 저하되지 않는 것에 반해, Z 방향의 굴절률 n_Z 는 1 축 연신 배율의 증가에 수반하여 굴절률이 저하된다. 그 때문에, Y 방향의 굴절률 n_Y 와 Z 방향의 굴절률 n_Z 의 차이가 커져, 편광광이 경사 방향의 입사각으로 입사되었을 때 색상 편차가 발생하기 쉬워진다.

[제 2 층]

(열가소성 수지)

본 발명에 있어서, 제 2 층은 평균 굴절률 1.50 이상 1.60 이하로서, X 방향, Y 방향 및 Z 방향의 각각의 굴절률차가 연신 전후에 0.05 이하인 열가소성 수지로 이루어진다. 여기에서 평균 굴절률이란, 제 2 층을 구성하는 열가소성 수지를 단독으로 용융시켜 다이로부터 압출하여 미연신 필름을 제조하고, 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 있어서의 굴절률에 대하여, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에서 측정하여, 그들 평균값을 평균 굴절률로서 규정한 것이다.

또, 연신 전후의 굴절률차에 대해서는, 먼저, 제 2 층을 구성하는 열가소성 수지를 단독으로 용융시켜 다이로부터 압출하여, 미연신 필름을 제조한다. 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 대하여, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에 있어서의 굴절률을 측정하고, 3 방향의 굴절률의 평균값으로부터 평균 굴절률을 구하여 연신 전의 굴절률로 한다. 다음으로, 연신 후의 굴절률에 대해서는, 제 2 층을 구성하는 열가소성 수지를 단독으로 용융시켜 다이로부터 압출하고, 1 축 방향으로 135 ℃ 에서 5 배를 실시하여 1 축 연신 필름을 제조하고, 얻어진 필름의 X 방향, Y 방향, Z 방향 각각의 방향에 대하여, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에 있어서의 굴절률을 측정하여 연신 후의 각 방향의 굴절률을 구하고, 연신 전후의 각 방향의 굴절률차를 비교하여 얻어진다.

제 2 층을 구성하는 열가소성 수지의 평균 굴절률은, 바람직하게는 1.53 이상 1.60 이하, 더욱 바람직하게는 1.55 이상 1.60 이하, 더욱 바람직하게는 1.58 이상 1.60 이하이다. 제 2 층이 이러한 평균 굴절률을 갖고, 게다가 연신 전후의 굴절률차가 작은 등방성 재료인 것에 의해, 제 1 층과 제 2 층의 층간에 있어서의 연신 후의 X 방향의 굴절률차가 크고, 또한 Y 방향의 굴절률차 및 Z 방향의 굴절률차가 모두 매우 작은 굴절률 특성을 얻을 수 있고, 그 결과, 편광 성능과 경사 방향의 입사각에 의한 색상 편차의 양립이 가능해진다.

이러한 굴절률 특성을 갖는 열가소성 수지 중에서도, 1 축 연신에 있어서의 막제조성의 관점에서, 결정성 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 이러한 굴절률 특성을 갖는 결정성 폴리에스테르로서, 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 공중합 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트, 또는 이들 공중합 폴리에스테르와 비정성 폴리에스테르의 블렌드가 바람직하다. 그 중에서도 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 이러한 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 중에서도, 이소프탈산 혹은 2,6-나프탈렌디카르복실산을 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 성분을 주된 성분으로 하는 폴리에스테르가 바람직하다. 특히 이소프탈산 혹은 2,6-나프탈렌디카르복실산을 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 성분을 주된 성분으로 하는 융점이 220 ℃ 이하인 폴리에스테르인 것이 바람직하다.

또, 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우, 상기 성분 이외의 공중합 성분은, 제 2 층의 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위를 기준으로 하여 10 몰％ 이하의 범위 내인 것이 바람직하다. 공중합 성분으로서, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산 등 중 메인 공중합 성분 이외의 방향족 카르복실산 ； 아디프산, 아젤라인산, 세바크산, 데칸디카르복실산 등의 지방족 디카르복실산 ； 시클로헥산디카르복실산과 같은 지환족 디카르복실산 등의 산 성분, 부탄디올, 헥산디올 등의 지방족 디올 ； 시클로헥산디메탄올과 같은 지환족 디올 등의 글리콜 성분을 바람직하게 들 수 있다.

이들 중에서도, 비교적 연신성을 유지하면서 융점을 저하시키기 쉬운 점에서, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산의 2 종의 공중합 성분이 바람직하다. 즉, 제 2 층을 형성하는 열가소성 수지가, 이소프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산을 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 성분을 주된 성분으로 하는 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 또한, 제 2 층을 구성하는 열가소성 수지의 융점은, 필름으로 하기 전 단계부터 낮을 필요는 없고, 연신 처리 후에 낮아져 있으면 된다. 예를 들어, 2 종 이상의 폴리에스테르를 블렌드하여, 이들을 용융 혼련시에 에스테르 교환시킨 것이어도 된다.

(제 2 층의 층 두께)

제 2 층은, 각 층의 두께가 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하인 층이다. 제 2 층의 두께가 이러한 범위에 있음으로써, 층간의 광 간섭에 의해 선택적으로 광을 반사시키는 것이 가능해진다.

(제 1 층과 제 2 층의 굴절률차)

제 1 층과 제 2 층의 X 방향의 굴절률차는 0.10 ? 0.45 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.20 ? 0.40, 특히 바람직하게는 0.25 ? 0.30 이다. X 방향의 굴절률차가 이 범위에 있음으로써, 반사 특성을 효율적으로 높일 수 있기 때문에, 보다 적은 적층 수로 높은 반사율을 얻을 수 있다.

또, 제 1 층과 제 2 층의 Y 방향의 굴절률차 및 제 1 층과 제 2 층의 Z 방향의 굴절률차는, 각각 0.05 이하인 것이 바람직하다. Y 방향 및 Z 방향 각각의 층간의 굴절률차가 모두 상기 서술한 범위에 있음으로써, 편광광이 경사 방향의 입사각으로 입사되었을 때 색상 편차를 억제할 수 있다.

[수지 이외의 성분]

본 발명의 다층 연신 필름은 필름의 권취성을 향상시키기 위해, 적어도 일방의 최외층에 평균 입경이 0.01 ㎛ ? 2 ㎛ 인 불활성 입자를, 층의 중량을 기준으로 하여 0.001 중량％ ? 0.5 중량％ 함유하는 것이 바람직하다. 불활성 입자의 평균 입경이 하한값보다 작거나, 함유량이 하한값보다 적으면, 다층 연신 필름의 권취성을 향상시키는 효과가 불충분해지기 쉽고, 한편, 불활성 입자의 함유량이 상한값을 초과하거나, 평균 입경이 상한값을 초과하면, 입자에 의한 다층 연신 필름의 광학 특성의 악화가 현저해지는 경우가 있다. 바람직한 불활성 입자의 평균 입경은, 0.02 ㎛ ? 1 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1 ㎛ ? 0.3 ㎛ 의 범위이다. 또, 바람직한 불활성 입자의 함유량은 0.02 중량％ ? 0.2 중량％ 의 범위이다.

다층 연신 필름에 함유시키는 불활성 입자로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 인산칼슘, 카올린, 탤크와 같은 무기 불활성 입자, 실리콘, 가교 폴리스티렌, 스티렌-디비닐벤젠 공중합체와 같은 유기 불활성 입자를 들 수 있다. 입자 형상은 응집상, 구상 등 일반적으로 사용되는 형상이면 특별히 한정되지 않는다.

불활성 입자는 최외층뿐만 아니라, 최외층과 동일한 수지로 구성되는 층 중에 포함되어 있어도 되고, 예를 들어 제 1 층 또는 제 2 층 중 적어도 일방의 층 중에 포함되어 있어도 된다. 또는, 제 1 층, 제 2 층과 상이한 다른 층을 최외층으로서 형성해도 되고, 또 히트시일층을 형성하는 경우에는 그 히트시일층 중에 불활성 입자가 포함되어 있어도 된다.

[적층 구성]

(적층 수)

본 발명의 다층 연신 필름은 상기 서술한 제 1 층 및 제 2 층을 교대로 합계 251 층 이상 적층한 것이다. 적층 수가 251 층 미만이면, 연신 방향을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분의 평균 반사율 특성에 대하여, 파장 400 ? 800 ㎚ 에 걸쳐 일정한 평균 반사율을 만족시킬 수 없다.

적층 수의 상한값은 생산성 및 필름의 핸들링성 등 관점에서 2001 층으로 제한된다. 적층 수의 상한값은, 본 발명의 평균 반사율 특성을 얻을 수 있으면 생산성이나 핸들링성의 관점에서 더욱 적층 수를 줄여도 되고, 예를 들어 1001 층, 501 층, 301 층이어도 된다.

(각 층 두께)

제 1 층 및 제 2 층은, 층간의 광 간섭에 의해 선택적으로 광을 반사시키기 위해, 각 층의 두께는 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하이다. 각 층의 두께는 투과형 전자 현미경을 사용하여 촬영한 사진을 기초로 구할 수 있다.

본 발명의 다층 연신 필름이 나타내는 반사 파장대는, 가시광역 내지 근적외선 영역인 것으로부터, 상기 층 두께의 범위로 하는 것이 필요하다. 층 두께가 0.5 ㎛ 를 초과하면 반사 대역이 적외선 영역이 되어, 반사 편광 필름으로서 유용성이 얻어지지 않는다. 한편, 층 두께가 0.01 ㎛ 미만이면, 폴리에스테르 성분이 광을 흡수하여 반사 성능을 얻을 수 없게 된다.

제 1 층의 각 층의 두께는 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 0.1 ㎛ 이하이다. 또, 제 2 층의 각 층의 두께는 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상 0.3 ㎛ 이하이다.

(최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율)

본 발명의 다층 연신 필름은 제 1 층 및 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율이 모두 2.0 이상 5.0 이하이며, 바람직하게는 2.0 이상 4.0 이하, 보다 바람직하게는 2.0 이상 3.5 이하, 더욱 바람직하게는 2.0 이상 3.0 이하이다.

즉, 제 1 층에 있어서의 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율이 2.0 이상 5.0 이하이며, 또한 제 2 층에 있어서의 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율이 2.0 이상 5.0 이하이다.

예를 들어, 제 1 층이 126 층 있고 제 2 층이 125 층 있는 다층 연신 필름에 있어서, 제 1 층의 최대 층 두께란, 126 층 있는 제 1 층 중에서 가장 두께가 큰 층의 두께를 말한다. 제 1 층의 최소 층 두께란, 126 층 있는 제 1 층 중에서 가장 두께가 작은 층의 두께를 말한다.

이러한 층 두께의 비율은, 구체적으로는 최소 층 두께에 대한 최대 층 두께의 비율로 나타낸다. 제 1 층, 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층 두께와 최소 층 두께는, 투과형 전자 현미경을 사용하여 촬영한 사진을 기초로 구할 수 있다.

다층 연신 필름은 층간의 굴절률차, 층 수, 층의 두께에 의해 반사되는 파장이 결정되는데, 적층된 제 1 층 및 제 2 층 각각이 일정한 두께에서는, 특정한 파장밖에 반사시킬 수 없어, 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분의 평균 반사율 특성에 대하여, 파장 400 ? 800 ㎚ 의 폭 넓은 파장대에 걸쳐 균일하게 평균 반사율을 높일 수 없다. 또, 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율이 상한값을 초과한 경우에는, 반사 대역이 지나치게 넓어져, 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분의 반사율이 저하된다.

제 1 층 및 제 2 층은 단계적으로 변화해도 되고, 연속적으로 변화해도 된다. 이와 같이 적층된 제 1 층 및 제 2 층의 각각이 변화됨으로써, 보다 넓은 파장역의 광을 반사시킬 수 있다.

본 발명의 다층 연신 필름의 적층 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 제 1 층용 폴리에스테르를 137 층, 제 2 층용 열가소성 수지를 138 층으로 분기시킨, 제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층되고, 그 유로가 연속적으로 2.0 ? 5.0 배까지 변화하는 다층 피드 블록 장치를 사용하는 방법을 들 수 있다.

(제 1 층과 제 2 층의 평균 층 두께 비)

본 발명의 다층 연신 필름은 제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비가 1.5 배 이상 5.0 배 이하의 범위인 것이 바람직하다. 제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비의 하한값은, 보다 바람직하게는 2.0 이다. 또, 제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비의 상한값은, 보다 바람직하게는 4.0 이며, 더욱 바람직하게는 3.5 이다.

제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비가 이러한 범위에 있음으로써, 반사 파장의 반파장에 의해 발생하는 2 차 반사를 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 제 1 층 및 제 2 층 각각의 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율을 최소한으로 억제할 수 있어, 광학 특성의 관점에서 바람직하다. 또, 이와 같이 제 1 층과 제 2 층의 두께비를 변화시킴으로써, 층간의 밀착성을 유지한 채로, 또 사용하는 수지를 변경하지 않고, 얻어진 필름의 기계 특성도 조정할 수 있어, 필름이 잘 찢어지지 않게 되는 효과도 갖는다.

한편, 제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비가 이러한 범위로부터 벗어나는 경우, 반사 파장의 반파장에 의해 발생하는 2 차 반사가 작아져, 반사율이 저하되는 경우가 있다.

(두께 조정층)

본 발명의 다층 연신 필름은 이러한 제 1 층, 제 2 층 이외에, 층 두께가 2 ㎛ 이상인 두께 조정층을 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층 구성의 일부에 가지고 있어도 된다. 이러한 두께의 두께 조정층을 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층 구성의 일부에 가짐으로써, 편광 기능에 영향을 미치지 않고, 제 1 층 및 제 2 층을 구성하는 각 층 두께를 균일하게 조정하기 쉬워진다. 이러한 두께의 두께 조정층은, 제 1 층, 제 2 층 중 어느 것과 동일한 조성, 또는 이들 조성을 부분적으로 포함하는 조성이어도 되고, 층 두께가 두껍기 때문에, 반사 특성에는 기여하지 않는다. 한편, 투과하는 편광광에는 영향을 미치는 경우가 있기 때문에, 층 중에 입자를 포함하는 경우에는 이미 서술한 입자 농도의 범위 내인 것이 바람직하다.

[1 축 연신 필름]

본 발명의 다층 연신 필름은, 목적으로 하는 반사 편광 필름으로서의 광학 특성을 만족시키기 위해, 적어도 1 축 방향으로 연신되어 있다. 본 발명에 있어서의 1 축 연신에는, 1 축 방향으로만 연신된 필름 이외에, 2 축 방향으로 연신된 필름으로서, 한 방향으로 더 연신된 필름도 포함된다. 1 축 연신 방향 (X 방향) 은, 필름 길이 방향, 폭 방향 중 어느 방향이어도 된다. 또, 2 축 방향으로 연신된 필름으로서, 한 방향으로 더 연신된 필름의 경우에는, 더 연신되는 방향 (X 방향) 은 필름 길이 방향, 폭 방향 중 어느 방향이어도 되고, 연신 배율이 낮은 방향은, 1.05 ? 1.20 배 정도의 연신 배율에 그치는 것이 편광 성능을 높이는 점에서 바람직하다. 2 축 방향으로 연신되고, 한 방향으로 더 연신된 필름의 경우, 편광광이나 굴절률의 관계에서의 「연신 방향」이란, 2 축 방향 중의 더 연신된 방향을 가리킨다.

연신 방법으로서는, 막대상 히터에 의한 가열 연신, 롤 가열 연신, 텐터 연신 등 공지된 연신 방법을 사용할 수 있는데, 롤과의 접촉에 의한 스크래치의 저감이나 연신 속도 등의 관점에서, 텐터 연신이 바람직하다.

[필름 두께]

본 발명의 다층 연신 필름은 필름 두께가 15 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 종래의 반사 편광 기능을 갖는 다층 필름은, P 편광에 대하여 90 ％ 정도의 평균 반사율을 얻기 위해서는, 본 발명보다 층 수를 많게 할 필요가 있어, 100 ㎛ 정도의 두께가 필요했는데, 본 발명은 제 1 층을 구성하는 수지로서, 특정한 공중합 성분을 갖는 방향족 폴리에스테르 (Ⅰ) 을 사용하고, 또한 이미 서술한 제 2 층의 열가소성 수지와 조합하여 일정 층 두께의 다층 필름으로 하는 것에 의해, 종래와 동일한 정도의 편광 성능이면 층 수를 줄여도 달성하는 것이 가능해져, 필름 두께를 1/3 정도인 40 ㎛ 이하로 얇게 할 수 있는 것을 알아낸 점에도 특징이 있다. 이러한 필름 두께에 의해, 디스플레이 두께를 보다 박육화할 수 있다.

[평균 반사율]

본 발명의 다층 연신 필름은, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 90 ％ 이상이다.

또 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 15 ％ 이하이다.

여기에서, 입사면이란 반사면과 수직의 관계에 있고, 또한 입사 광선과 반사광선을 포함하는 면을 가리킨다. 또, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분은, 일반적으로 P 편광이라고도 칭해진다. 또, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분은, 일반적으로 S 편광이라고도 칭해진다. 또한 입사각이란, 필름면의 수직 방향에 대한 입사각을 나타낸다.

필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분 (P 편광) 에 대하여, 입사각 0 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율은, 더욱 바람직하게는 95 ％ 이상 100 ％ 이하이며, 특히 바람직하게는 98 ％ 이상 100 ％ 이하이다.

또, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여, 입사각 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율은, 더욱 바람직하게는 93 ％ 이상 99 ％ 이하이며, 특히 바람직하게는 95 ％ 이상 98 ％ 이하이다.

이러한 입사각에서의 P 편광 성분에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 하한값을 충족하지 않는 경우, 반사 편광 필름으로서의 편광 반사 성능은 물론, 반사된 광의 색상 편차가 발생하여, 디스플레이로 한 경우에 착색이 발생한다. 한편, 이러한 범위 내에서 보다 그 평균 반사율이 높은 쪽이 보다 편광 반사 성능이 높아지지만, 상한값을 초과할 정도로까지 높게 하는 것은 조성이나 연신의 관계에서 어려운 경우가 있다.

P 편광 성분에 대한 이와 같은 높은 평균 반사율 특성을 갖고, 또한 S 편광 성분에 대해 후술하는 반사율 특성도 구비함으로써, 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 제 1 양태에 있어서의 휘도 향상용 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 이러한 평균 반사율의 범위에 있어서, P 편광 성분에 대한 평균 반사율이 또한 입사각 0 도 및 50 도에 대해 95 ％ 이상임으로써, P 편광의 투과량을 종래보다 억제하여, S 편광을 선택적으로 투과시키는 높은 편광 성능이 발현되어, 종래의 흡수형 편광판에 필적하는 높은 편광 성능을 얻을 수 있어, 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 제 2 양태와 같이, 단독으로 액정 셀과 첩합시키는 편광판으로서 사용할 수 있다. 동시에, 투과축과 직교 방향의 P 편광이 필름에 흡수되지 않고 고도로 반사됨으로써, 이러한 광을 재이용시키는 휘도 향상 필름으로서의 기능도 겸비할 수 있다. 또, 입사각 50 도에서의 P 편광에 대해서도 평균 반사율이 이와 같이 높은 것에 의해, 높은 편광 성능이 얻어짐과 함께, 경사 방향으로 입사된 광의 투과가 고도로 억제되기 때문에, 이러한 광에 의한 색상 편차가 억제된다.

필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분 (S 편광) 에 대하여 입사각 0 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율은, 보다 바람직하게는 12 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ％ 이상 12 ％ 이하이며, 특히 바람직하게는 8 ％ 이상 12 ％ 이하이다.

또, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여 입사각 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율은, 보다 바람직하게는 12 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ％ 이상 10 ％ 이하이며, 특히 바람직하게는 8 ％ 이상 10 ％ 이하이다.

이러한 입사각에서의 S 편광 성분에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 상한값을 초과하는 경우, 반사 편광 필름으로서의 편광 투과율이 저하되기 때문에, 액정 디스플레이 등의 휘도 향상 필름이나 액정 셀에 첩합하는 편광판으로서의 충분한 성능이 발현되지 않는다.

한편, 이러한 범위 내에서 보다 그 편광 반사율이 낮은 편이 보다 S 편광 성분의 투과율이 높아지지만, 하한값보다 낮게 하는 것은 조성이나 연신의 관계에서 어려운 경우가 있다. 특히, 상기 서술한 P 편광에 대한 높은 평균 반사율과 함께, S 편광에 대한 반사율이 12 ％ 이하가 되면, 광원과 반대측에 투과되는 S 편광량의 증대에 의해, 종래의 흡수형 편광판에 필적하는 높은 편광 성능이 얻어져, 본 발명의 액정 디스플레이 장치의 제 2 양태와 같이, 단독으로 액정 셀과 첩합하는 편광판으로서 바람직하게 사용할 수 있다.

이러한 P 편광 성분에 대한 평균 반사율 특성을 얻기 위해서는, 각 층 두께, 적층 수에 더하여, 제 1 층 및 제 2 층을 구성하는 폴리머 성분으로서 상기 서술한 특성을 갖는 폴리머를 사용하고, 또한 연신 방향 (X 방향) 으로 일정한 연신 배율로 연신하여 제 1 층의 필름면 내 방향을 복굴절률화시킴으로써, 연신 방향 (X 방향) 에 있어서의 제 1 층과 제 2 층의 굴절률차를 크게 하는 것에 의해 달성된다.

또, S 편광 성분에 대한 평균 반사율 특성을 얻기 위해서는, 제 1 층 및 제 2 층을 구성하는 폴리머 성분으로서 상기 서술한 특성을 갖는 폴리머를 사용하고, 또한 그 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 으로 연신하지 않거나, 저연신 배율에서의 연신에 그침으로써, 그 직교 방향 (Y 방향) 에 있어서의 제 1 층과 제 2 층의 굴절률차를 매우 작게 하는 것에 의해 달성된다.

(제 1 층의 굴절률 특성)

제 1 층의 폴리에스테르의 X 방향에 있어서의 굴절률 n_X 는, 연신에 의해 0.20 이상 증대하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.25 이상, 더욱 바람직하게는 0.27 이상이다. 그 굴절률의 변화가 보다 큰 편이 편광 성능을 높일 수 있지만, 연신 배율이 지나치게 높으면 필름 파단이 발생하는 관계로, 상한값은 0.35 로 제한되고, 나아가서는 0.30 이다.

제 1 층의 폴리에스테르의 Y 방향에 있어서의 굴절률 n_Y 는, 연신에 의해 0.05 이상 0.20 이하의 범위에서 저하되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.06 이상 0.15 이하, 더욱 바람직하게는 0.07 이상 0.10 이하이다. 그 굴절률의 저하량이 하한값을 충족하지 않는 경우에는, Y 방향의 층간 굴절률이 일치하도록 양 층의 수지를 선택하면, X 방향의 층간의 굴절률차를 크게 함에 따라 Z 방향의 층간의 굴절률의 차이가 커져, 편광 성능의 향상과 경사 방향의 입사광에 대한 투과 편광의 색상 편차의 양립화가 곤란한 경우가 있다. 한편, 그 굴절률의 저하량이 상한값을 초과하는 경우에는, 배향성이 지나치게 높아, 기계적 강도가 충분하지 않은 경우가 있다.

제 1 층의 폴리에스테르의 Z 방향에 있어서의 굴절률 n_Z 는, 연신에 의해 0.05 이상 0.20 이하의 범위에서 저하되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.06 이상 0.15 이하, 더욱 바람직하게는 0.07 이상 0.10 이하이다. 그 굴절률의 저하량을 하한값을 충족하지 않는 범위로 하기 위해서는 X 방향을 저배향으로 해야 하여, X 방향의 층간의 굴절률차를 충분히 크게 할 수 없는 경우가 있다. 한편, 그 굴절률의 저하량이 상한값을 초과하는 경우에는, 배향성이 지나치게 높아, 기계적 강도가 충분하지 않은 경우가 있다.

제 1 층의 연신 후의 Y 방향 굴절률 n_Y 와 연신 후의 Z 방향 굴절률 n_Z 의 굴절률차는, 0.05 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03 이하, 특히 바람직하게는 0.01 이하이다. 이들 2 방향의 굴절률차가 매우 작음으로써, 편광광이 경사 방향의 입사각으로 입사되어도 색상 편차가 발생하지 않는 효과를 나타낸다. 이러한 편광광은 특히, 필름면을 반사면으로 하고, 1 축 연신 필름의 연신 방향 (X 방향) 을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분 (S 편광) 에 대한 색상 편차의 해소에 효과적이다.

[색상의 변화량]

본 발명의 다층 연신 필름은 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 가 모두 0.1 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.09 이하, 특히 바람직하게는 0.08 이하이다.

Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)

Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)

입사면에 대해 평행한 편광 성분 (P 편광) 에 관련된 색상 x, y 는, 필름의 P 편광에 대하여 0˚ 및 50˚ 입사각으로 측정한 투과 스펙트럼을 기초로, JIS 규격 Z 8729 에 준하여 표준 광원 C 에 대한 CIE 표색계에 있어서의 Y, x, y 를 구한 값으로 나타낸다.

또, 식 (1), 식 (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 는, 필름면에 수직 방향 (0 도) 의 입사 편광 성분과 필름면에 수직인 방향으로부터 50 도 경사 방향의 입사 편광 성분의 색상 x, y 의 변화량의 크기를 나타내고, 투과 P 편광의 색상 편차에 상당한다.

이러한 색상의 변화량 Δx, Δy 가 상한값을 초과하는 경우, 경사 방향의 입사각에 의한 투과 P 편광의 색상 편차가 커, 휘도 향상 필름이나 액정 셀 첩합용 반사 편광 필름으로서 사용한 경우에 고시야각에서의 색상 편차가 크고, 시인성이 저하되는 경우가 있다.

또, 본 발명의 다층 연신 필름은, 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 가 모두 0.01 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.005 이하, 특히 바람직하게는 0.003 이하이다.

Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)

Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)

입사면에 대해 수직인 편광 성분 (S 편광) 에 관련된 색상 x, y 는, 필름의 S 편광에 대하여 0˚ 및 50˚ 입사각으로 측정한 투과 스펙트럼을 기초로, JIS 규격 Z 8729 에 준하여 표준 광원 C 에 대한 CIE 표색계에 있어서의 Y, x, y 를 구한 값으로 나타낸다.

또, 색상의 변화량 Δx, Δy 는 필름면에 수직 방향 (0 도) 의 입사 편광 성분과 필름면에 수직인 방향으로부터 50 도 경사 방향의 입사 편광 성분의 색상 x, y 의 변화량의 크기를 나타내고, 투과 S 편광의 색상 편차에 상당한다.

이러한 색상의 변화량 Δx, Δy 가 상한값을 초과하는 경우, 경사 방향의 입사각에 의한 투과 S 편광의 색상 편차가 커, 휘도 향상 필름이나 액정 셀 첩합용 반사 편광 필름으로서 사용한 경우에 고시야각에서의 색상 편차가 크고, 시인성이 저하되는 경우가 있다. 이러한 색상 변화량은, 제 1 층, 제 2 층을 구성하는 열가소성 수지로서, 각각 상기 서술한 특정한 폴리에스테르를 사용하는 것에 의해 달성된다.

[히트시일층]

본 발명의 다층 연신 필름은 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층의 적어도 일방의 최외층면 상에 추가로 히트시일층을 형성할 수 있다. 히트시일층을 가짐으로써, 예를 들어 액정 디스플레이의 부재로서 다른 부재와 적층시킬 때, 가열 처리에 의해, 히트시일층을 개재하여 부재끼리를 첩합할 수 있다.

이러한 히트시일층으로서, 그 교호 적층의 최외층의 융점과 동일한 정도이거나 그 융점 이하의 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하지만, 교호 적층과 동시에 형성할 수 있는 이점으로서, 제 2 층과 동일한 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 그 열가소성 수지의 융점이 제 1 층의 폴리에스테르의 융점보다 20 ℃ 이상 낮고, 또한 두께 3 ? 10 ㎛ 의 층인 것이 바람직하다. 이러한 융점이고 또한 그 층 두께를 갖는 것에 의해, 히트시일층으로서 부재끼리를 강고하게 접착할 수 있다.

히트시일층으로서 제 2 층과 동일한 열가소성 수지를 사용하는 경우, 이러한 히트시일층은 층 두께가 3 ? 10 ㎛ 이며, 이와 같은 교호 적층을 구성하는 층의 최대 두께인 0.5 ㎛ 에 비해 4 배 이상의 두께인 층은, 파장 400 ? 800 ㎚ 의 파장대에서의 반사율에 기여하지 않는 층이며, 제 1 층과 제 2 층의 교호 적층은 구별된다. 또, 히트시일층으로서의 특성을 저해하지 않는 범위에서, 제 1 층 및 제 2 층의 블렌드물을 사용해도 문제없다.

[휘도 향상용 부재]

본 발명의 다층 연신 필름은, P 편광 성분을 선택적으로 고반사시키고, 그 편광 성분과 수직 방향의 S 편광 성분을 선택적으로 고투과시키고, 또한 경사 방향으로 입사된 광에 대한 투과 편광의 색상 편차가 해소된다. 그 때문에, 액정 디스플레이의 휘도 향상 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있어, 가공하여 휘도 향상용 부재로 할 수 있다. 특히 종래보다 높은 편광 성능을 갖는 것으로부터, 휘도 향상용 부재로서 사용한 경우에 높은 휘도 향상률을 얻을 수 있고, 또한 고시야각이며 색상 편차가 적은 시인성이 우수한 액정 디스플레이를 제공할 수 있다. 게다가 필름 두께를 40 ㎛ 이하로 할 수 있다.

[액정 디스플레이용 복합 부재]

본 발명의 다층 연신 필름을 사용하여 제조된 휘도 향상용 부재는, 또한 그 적어도 일방의 면에 광 확산 필름을 적층하고, 액정 디스플레이용 복합 부재로서 사용되는 것이 바람직하다. 또, 휘도 향상용 부재와 광 확산 필름은 히트시일층을 개재하여 첩합하여 적층되는 것이 바람직하다. 종래는, 800 층 이상의 층 구성으로 사용되고, 복합 부재로서의 합계 두께가 100 미크론 정도였지만, 본 발명의 액정 디스플레이용 복합 부재의 층 구성을 채용함으로써, 복합 부재로서의 합계 두께를 50 미크론 정도로 얇게 하는 것이 가능해져, 액정 디스플레이의 박육화가 가능해진다.

또, 본 발명의 액정 디스플레이용 복합 부재는, 휘도 향상용 부재의 적어도 일방의 면에 광 확산 필름을 적층하고, 그 광 확산 필름을 개재하여 휘도 향상용 부재와 반대측에 추가로 프리즘층을 갖는 층 구성도 바람직하게 예시된다. 이러한 층 구성을 가짐으로써, 종래의 800 층 이상의 층 구성의 복합 부재와 비교하여, 디스플레이의 박막화를 실현될 수 있음과 동시에 휘도 향상 성능도 높아진다.

[휘도 향상용 부재를 포함하는 액정 디스플레이 장치]

본 발명의 다층 연신 필름을 휘도 향상용 부재로서 사용하는 경우, 도 4 에 나타내는 바와 같은 제 1 양태의 구성으로 액정 디스플레이 장치에 사용할 수 있다.

구체적으로는, 액정 디스플레이의 광원 (5) 과, 편광판 (1)/액정 셀 (2)/편광판 (3) 으로 구성되는 액정 패널 (6) 사이에 휘도 향상용 부재 (4) 를 배치하는 양태의 액정 디스플레이 장치가 예시된다.

[액정 셀 첩합용 반사 편광판]

본 발명의 다층 연신 필름은, 액정 셀과 첩합하는 반사 편광판으로서 사용할 수 있다.

구체적으로는, 본 발명의 다층 연신 필름 중, P 편광 성분에 대하여 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 95 ％ 이상이며, S 편광 성분에 대하여, 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 12 ％ 이하인 다층 연신 필름을, 액정 셀과 첩합하는 반사 편광판으로서 사용할 수 있다.

이러한 반사율 특성을 갖는 편광판은, 종래의 흡수형 편광판에 필적하는 높은 편광 성능과, 투과되지 않는 편광광을 반사시켜 재이용하는 휘도 향상 필름으로서의 기능을 구비하고, 게다가 경사 방향으로 입사된 광에 대한 투과광의 색상 편차가 해소된다.

[액정 디스플레이 장치용 광학 부재]

본 발명에는, 본 발명의 다층 연신 필름으로 이루어지는 제 1 편광판, 액정 셀 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층된 액정 디스플레이 장치용 광학 부재도 발명의 일 양태로서 포함된다 (본 발명에 있어서, 액정 디스플레이 장치의 제 2 양태라고 칭하는 경우가 있다). 이러한 광학 부재는, 액정 패널이라고도 칭해진다. 이러한 광학 부재는 도 5 에 있어서의 11 에 상당하며, 제 1 편광판은 9, 액정 셀은 8, 제 2 편광판은 7 에 상당한다.

종래는 액정 셀의 양측의 편광판으로서, 흡수형 편광판을 적어도 가짐으로써, 높은 편광 성능을 얻을 수 있었던 바, 본 발명의 다층 연신 필름을 사용한 편광판이면, 종래의 다층 연신 필름으로는 도달할 수 없었던 고편광 성능이 얻어지기 때문에, 종래의 흡수형 편광판 대신에 액정 셀과 첩합하여 사용할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 특징은, 제 1 편광판으로서 본 발명의 다층 연신 필름으로 이루어지는 편광판을 액정 셀의 일방에서 단독으로 사용하는 것에 있다. 본 발명의 다층 연신 필름을 복수 적층하여 제 1 편광판으로 해도 된다. 본 발명의 다층 연신 필름을 다른 필름과 적층한 적층체를 제 1 편광판으로서 사용해도 되지만, 바람직하게는 본 발명의 다층 연신 필름과 흡수형 편광판이 적층된 구성은 제외된다.

액정 셀의 종류는 특별히 한정되지 않고, VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 벤드 배향 (π 형) 등, 임의의 타입의 것을 사용할 수 있다.

또, 제 2 편광판의 종류는 특별히 한정되지 않고, 흡수형 편광판, 반사형 편광판 모두 사용할 수 있다. 제 2 편광판으로서 반사형 편광판을 사용하는 경우, 본 발명의 다층 연신 필름으로 이루어지는 반사 편광판을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 디스플레이 장치용 광학 부재는, 제 1 편광판, 액정 셀, 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되는 것이 바람직하고, 이들 각 부재끼리는 직접 적층되어도 되고, 또 점착층이나 접착층이라고 칭해지는 층 사이의 접착성을 높이는 층 (이하, 점착층이라고 칭하는 경우가 있다), 보호층 등을 개재하여 적층되어도 된다.

[액정 디스플레이 장치용 광학 부재의 형성]

액정 셀에 편광판을 배치하는 방법으로서는, 양자를 점착층에 의해 적층하는 것이 바람직하다. 점착층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 특히, 아크릴계 점착제와 같이 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성과 응집성과 접착성의 점착 특성을 갖고, 내후성이나 내열성 등이 우수한 것이 바람직하다. 또, 점착층은 상이한 조성 또는 종류의 층을 복수 형성해도 된다.

액정 셀과 편광판을 적층할 때의 작업성의 관점에서, 점착층은, 미리 편광판, 혹은 액정 셀의 일방 또는 양방에 부설해 두는 것이 바람직하다. 점착층의 두께는, 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며, 일반적으로는 1 ? 500 ㎛ 이고, 5 ? 200 ㎛ 가 바람직하고, 특히 10 ? 100 ㎛ 가 바람직하다.

(이형 필름)

또, 점착층의 노출면에 대해서는 실용에 제공할 때까지 그 오염 방지 등을 목적으로 하여 이형 필름 (세퍼레이터) 이 임시 부착되어 커버되는 것이 바람직하다. 이로써, 통례의 취급 상태에서 점착층에 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 이형 필름으로서는, 예를 들어 플라스틱 필름, 고무 시트, 종이, 천, 부직포, 네트, 발포 시트나 금속박, 그들의 라미네이트체 등을 필요에 따라 실리콘계나 장사슬 알킬계, 불소계나 황화 몰리브덴 등의 박리제로 코트 처리한 것을 사용할 수 있다.

[액정 셀 첩합용 반사 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치]

본 발명에는, 광원과 본 발명의 액정 디스플레이 장치용 광학 부재를 구비하고, 제 1 편광판이 광원측에 배치되어 이루어지는 액정 디스플레이 장치도 발명의 하나의 양태로서 포함된다.

도 5 에 본 발명의 제 2 양태인 액정 디스플레이 장치의 개략 단면도를 나타낸다. 액정 디스플레이 장치는 광원 (10) 및 액정 패널 (11) 을 갖고, 또한 필요에 따라 구동 회로 등을 장착한 것이다. 액정 패널 (11) 은, 액정 셀 (8) 의 광원 (10) 측에 제 1 편광판 (9) 을 구비한다. 또, 액정 셀 (8) 의 광원측과 반대측, 즉, 시인측에 제 2 편광판 (7) 을 구비하고 있다. 액정 셀 (8) 로서는, 예를 들어 VA 모드, IPS 모드, TN 모드, STN 모드나 벤드 배향 (π 형) 등의 임의인 타입의 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 액정 디스플레이 장치는 액정 셀 (8) 의 광원측에, 고편광 성능을 갖는 본 발명의 액정 셀 첩합용 반사 편광판으로 이루어지는 제 1 편광판 (9) 을 배치함으로써, 종래의 흡수형 편광판 대신에 액정 셀과 첩합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 편광판은, 종래의 흡수형 편광판에 필적하는 높은 편광 성능과, 투과되지 않는 편광광을 반사시켜 재이용하는 휘도 향상 필름으로서의 기능을 구비하기 때문에, 광원 (10) 과 제 1 편광판 (9) 사이에 추가로 휘도 향상 필름이라고 불리는 반사형 편광판을 사용할 필요가 없어, 휘도 향상 필름과 액정 셀에 첩합하는 편광판의 기능을 일체화시킬 수 있기 때문에 부재 수를 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 액정 디스플레이 장치는, 제 1 편광판으로서 본 발명의 편광판을 사용함으로써, 경사 방향으로 입사된 광에 대해서도, 경사 방향으로 입사된 P 편광 성분을 거의 투과시키지 않고, 동시에 경사 방향에 입사된 S 편광 성분에 대해서는 반사를 억제하여 투과시키기 때문에, 경사 방향으로 입사된 광에 대한 투과광의 색상 편차가 억제되는 특징을 갖는다. 그 때문에, 액정 디스플레이 장치로서 투사된 영상의 컬러인 상태로 시인할 수 있다.

또, 통상은 도 5 에 나타내는 바와 같이, 액정 셀 (8) 의 시인측에 제 2 편광판 (7) 이 배치된다. 제 2 편광판 (7) 은 특별히 제한되지 않고, 흡수형 편광판 등 공지된 것을 사용할 수 있다. 외광의 영향이 매우 적은 경우에는, 제 2 편광판으로서 제 1 편광판과 동일한 종류의 반사형 편광판을 사용해도 상관없다. 또, 액정 셀 (8) 의 시인측에는, 제 2 편광판 이외에도, 예를 들어 광학 보상 필름 등의 각종 광학층을 형성할 수 있다.

[액정 셀 첩합용 반사 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치의 형성]

본 발명의 액정 디스플레이 장치용 광학 부재 (액정 패널) 와 광원을 조합하고, 또한 필요에 따라 구동 회로 등을 장착하는 것에 의해 본 발명의 제 2 양태의 액정 디스플레이 장치가 얻어진다. 또, 이들 이외에도 액정 디스플레이 장치의 형성에 필요한 각종 부재를 조합할 수 있는데, 본 발명의 액정 디스플레이 장치는 광원으로부터 사출되는 광을 제 1 편광판에 입사시키는 것인 것이 바람직하다.

일반적으로 액정 디스플레이 장치의 광원은, 직하 방식과 사이드 라이트 방식으로 크게 구별되는데, 본 발명의 액정 디스플레이 장치에 있어서는, 방식의 한정 없이 사용 가능하다.

이와 같이 하여 얻어진 액정 디스플레이 장치는, 예를 들어, PC 모니터, 노트 PC, 복사기 등의 OA 기기, 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말 (PDA), 휴대 게임기 등의 휴대 기기, 비디오 카메라, 텔레비전, 전자 레인지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 개호용 모니터, 의료용 모니터 등의 개호?의료 기기 등, 여러 가지 용도에 사용할 수 있다.

[다층 연신 필름의 제조 방법]

다음으로, 본 발명의 다층 연신 필름의 제조 방법에 대하여 상세히 서술한다.

본 발명의 다층 연신 필름은 제 1 층을 구성하는 폴리에스테르와 제 2 층을 구성하는 열가소성 수지를 용융 상태로 교대로 적어도 251 층 이상 중첩한 상태에서 압출하여, 다층 미연신 필름 (시트상물로 하는 공정) 으로 한다. 이 때, 적층된 251 층 이상의 적층물은, 각 층의 두께가 단계적 또는 연속적으로 2.0 배 ? 5.0 배의 범위에서 변화하도록 적층된다.

이와 같이 하여 얻어진 다층 미연신 필름은, 막제조 방향, 또는 그것에 직교하는 폭 방향의 적어도 1 축 방향 (필름면을 따른 방향) 으로 연신된다. 연신 온도는 제 1 층의 폴리에스테르의 유리 전이점의 온도 (Tg) ? Tg ＋ 50 ℃ 의 범위가 바람직하다. 이 때의 연신 배율은 2 ? 10 배인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.5 ? 7 배, 더욱 더 바람직하게는 3 ? 6 배, 특히 바람직하게는 4.5 ? 5.5 배이다. 연신 배율이 클수록, 제 1 층 및 제 2 층에 있어서의 각각의 층의 면 방향의 편차가, 연신에 의한 박층화에 의해 작아져, 다층 연신 필름의 광 간섭이 면 방향으로 균일해지고, 또 제 1 층과 제 2 층의 연신 방향의 굴절률차가 커지기 때문에 바람직하다. 이 때의 연신 방법은 막대상 히터에 의한 가열 연신, 롤 가열 연신, 텐터 연신 등 공지된 연신 방법을 사용할 수 있는데, 롤과의 접촉에 의한 스크래치의 저감이나 연신 속도 등의 관점에서, 텐터 연신이 바람직하다. 또, 이러한 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 에도 연신 처리를 실시하여, 2 축연신을 실시하는 경우에는, 1.05 ? 1.20 배 정도의 연신 배율에 그치는 것이 바람직하다. Y 방향의 연신 배율을 이 이상 높게 하면, 편광 성능이 저하되는 경우가 있다. 또, 연신 후에 추가로 열고정 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

실시예

실시예를 가지고, 본 발명을 추가로 설명한다. 또한, 실시예 중의 물성이나 특성은, 하기 방법으로 측정 또는 평가하였다.

(1) 폴리에스테르 및 필름의 융점 (Tm) 및 유리 전이점 (Tg)

폴리에스테르 시료 또는 필름 샘플을 10 mg 샘플링하고, DSC (TA 인스트루먼트사 제조, 상품명 ： DSC2920) 를 사용하여, 20 ℃/min 의 승온 속도로, 융점 및 유리 전이점을 측정한다.

(2) 수지의 특정 그리고 공중합 성분 및 각 성분량의 특정

필름 샘플의 각 층에 대하여, ¹H-NMR 측정으로 수지의 성분 그리고 공중합 성분 및 각 성분량을 특정하였다.

(3) 각 층의 두께

필름 샘플을 필름 길이 방향 2 ㎜, 폭 방향 2 ㎝ 로 잘라내어, 포매(包埋) 캡슐에 고정시킨 후, 에폭시 수지 (리파인테크 (주) 제조 에포마운트) 로 포매하였다. 포매된 샘플을 마이크로톰 (LEICA 제조 ULTRACUT UCT) 으로 폭 방향으로 수직으로 절단하여, 5 ㎚ 두께의 박막 절편으로 하였다. 투과형 전자 현미경 (히타치 S-4300) 을 사용하여 가속 전압 100 kV 로 관찰 촬영하여, 사진으로부터 각 층의 두께를 측정하였다.

또, 얻어진 각 층의 두께를 기초로, 제 1 층에 있어서의 최소 층 두께에 대한 최대 층 두께의 비율, 제 2 층에 있어서의 최소 층 두께에 대한 최대 층 두께의 비율을 각각 구하였다.

또, 얻어진 각 층의 두께를 기초로, 제 1 층의 평균 층 두께, 제 2 층의 평균 층 두께를 각각 구하여, 제 1 층의 평균 층 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께를 산출하였다.

또한, 최외층의 히트시일층은 제 1 층과 제 2 층에서 제외하였다. 또 교호 적층 중에 2 ㎛ 이상의 두께 조정층이 존재하는 경우에는, 이러한 층도 제 1 층과 제 2 층에서 제외하였다.

(4) 필름 전체 두께

필름 샘플을 스핀들 검출기 (안리츠 전기 (주) 제조 K107C) 에 끼워, 디지털 차동 전자 마이크로미터 (안리츠 전기 (주) 제조 K351) 로, 상이한 위치에서 두께를 10 점 측정하고, 평균값을 구하여 필름 두께로 하였다.

(5) 각 방향의 연신 후의 굴절률 및 평균 굴절률

각 층을 구성하는 개개의 수지에 대하여, 각각 용융시켜 다이로부터 압출하여, 캐스팅 드럼 상에 캐스트한 필름을 각각 준비하였다. 또, 얻어진 필름을 135 ℃ 에서 1 축 방향으로 5 배 연신한 연신 필름을 준비하였다. 얻어진 캐스트 필름과 연신 필름에 대하여, 각각 연신 방향 (X 방향) 과 그 직교 방향 (Y 방향), 두께 방향 (Z 방향) 의 각각의 굴절률 (각각 n_X, n_Y, n_Z 라고 한다) 을, 메트리콘 제조 프리즘 커플러를 사용하여 파장 633 ㎚ 에 있어서의 굴절률을 측정하여 구하고, 연신 전, 연신 후의 굴절률로 하였다. 평균 굴절률에 대해서는, 연신 전의 각각의 굴절률의 평균값을 평균 굴절률로 하였다.

(6) 반사율, 반사 파장

분광 광도계 ((주) 시마즈 제작소 제조, MPC-3100) 를 사용하여, 광원측에 편광 필터를 장착하고, 각 파장에서의 알루미늄 증착한 미러와의 상대 경면 반사율을 파장 400 ㎚ 내지 800 ㎚ 의 범위에서 측정한다. 이 때, 편광 필터의 투과축을 필름의 연신 방향 (X 방향) 과 맞추도록 배치한 경우의 측정값을 P 편광으로하고, 편광 필터의 투과축을 필름의 연신 방향과 직교하도록 배치한 경우의 측정값을 S 편광으로 하였다. 각각의 편광 성분에 대하여, 400 - 800 ㎚ 의 범위에서의 반사율의 평균값을 평균 반사율로 하였다.

(7) 색상 (Ⅰ)

샘플 필름의 P 편광 및 S 편광 각각에 대하여, 0˚및 50˚입사각으로 측정한 투과 스펙트럼으로부터, JIS Z 8729 에 준하여 표준 광원 C 에 대한 CIE 표색계에 있어서의 Y, x, y 를 구하였다. 또, P 편광 및 S 편광 각각에 대하여, 0˚및 50˚의 x, y 에 대한 차이 (색상의 변화량) 를 하기의 식 (1), (2) 에 의해 구하였다.

Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)

Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)

(8) 휘도 향상용 부재로서 사용한 경우의 휘도 향상률 (Ⅰ)

실시예 1 ? 6 및 비교예 1 ? 6 에서 제조한 적층체 샘플 필름 (다층 연신 필름) 을, LCD 패널 ((주) 미츠비시 전기 제조 Diamond Crysta RDT158V-N 2004년 제조) 중의 광원과 편광판 사이에 삽입하고, PC 로 백색을 표시했을 때의 정면 휘도를 500 ㎜ 떨어진 장소로부터 탑콘 제조 휘도계 (BM-7) 로 측정하고, 샘플 필름 삽입 전의 휘도에 대한 샘플 필름 삽입 후의 휘도의 상승률을 산출하여, 휘도 향상용 부재로서 사용한 경우의 휘도 향상 효과를 평가하였다.

(9) 히트시일 강도

필름의 히트시일 면끼리를 맞대고, 척의 잡는 부분을 남기고, 140 ℃, 275 ㎪ 로 2 초간 압착하여, 라미네이트 샘플을 제조하였다. 얻어진 라미네이트 샘플을 25 ㎜ 폭으로 슬릿하여, 인장 시험기 (토요 볼드윈사 제조의 상품명 「텐실론」) 의 크로스 헤드의 척에 잡는 부분을 끼워, 느슨해짐이 없도록 크로스 헤드 위치를 조정하였다. 100 ㎜/분의 크로스 헤드 속도로 인장하고, 라미네이트 샘플을 박리시켜 시험기에 장착된 로드 셀로 하중을 측정하여, 히트시일 강도 (단위 ： N/25 ㎜) 로 하였다.

(10) 액정 셀과 첩합하는 편광판으로서 사용한 경우의 휘도 향상률 (Ⅱ), 및 색상 (Ⅱ)

PC 의 표시 디스플레이로서, 실시예 7 ? 13 및 비교예 7 ? 13 에서 제조한 액정 디스플레이 장치를 사용하여, PC 에 의해 백색 표시했을 때의 액정 디스플레이 장치의 화면의 정면 휘도를 옵토 디자인사 제조 FPD 시야각 측정 평가 장치 (ErgoScope88) 로 측정하고, 비교예 7 에 대한 휘도의 상승률, 및 컬러를 산출하여, 액정 셀과 첩합하는 편광판으로서 사용한 경우의 휘도 향상 효과를 하기의 기준으로 평가하였다.

◎ : 휘도 향상 효과가 160 ％ 이상

○ : 휘도 향상 효과가 150 ％ 이상, 160 ％ 미만

△： 휘도 향상 효과가 140 ％ 이상, 150 ％ 미만

× : 휘도 향상 효과가 140 ％ 미만

아울러 화면의 정면을 0 도로 하고, 0 도 ? 80 도의 전체 방위 시야각에서의 색상 x 또는 y 의 최대 변화를 하기의 기준으로 평가하였다.

◎ : x, y 모두 최대 변화가 0.03 미만

○ : x, y 중 어느 것의 최대 변화가 0.03 미만

△ : x, y 중 어느 것의 최대 변화가 0.03 이상

× : x, y 모두 최대 변화가 0.03 이상

(11) 액정 셀과 첩합하는 편광판으로서 사용한 경우의 콘트라스트 평가

PC 의 표시 디스플레이로서, 실시예 7 ? 13 및 비교예 7 ? 13 에서 제조한 액정 디스플레이 장치를 사용하여, PC 에 의해 백색 및 흑색 화면을 표시했을 때의 액정 디스플레이 장치의 화면의 정면 휘도를 옵토 디자인사 제조 FPD 시야각 측정 평가 장치 (ErgoScope88) 로 측정하고, 백색 화면으로부터 명휘도를, 또 흑색 화면으로부터 암휘도를 각각 구하여, 명휘도/암휘도로부터 구해지는 콘트라스트를 이하의 기준으로 평가하였다.

◎ : 콘트라스트 (명휘도/암휘도) 1,000 이상

○ : 콘트라스트 (명휘도/암휘도) 200 이상 1,000 미만

× : 콘트라스트 (명휘도/암휘도) 200 미만

실시예 1

2,6-나프탈렌디카르복실산디메틸, 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산, 그리고 에틸렌글리콜을, 티탄테트라부톡사이드의 존재하에서 에스테르화 반응 및 에스테르 교환 반응을 실시하고, 또한 계속하여 중축합 반응을 실시하여, 고유 점도 0.62 ㎗/g 으로, 산 성분의 65 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분 (표 중, NDC 로 기재), 산 성분의 35 몰％ 가 6,6'-(에틸렌디옥시)디-나프토산 성분 (표 중, ENA 로 기재), 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르 (ENA35PEN) 를 얻었다. 이것에 진구상 실리카 입자 (평균 입경 : 0.3 ㎛, 장직경과 단직경의 비 : 1.02, 입경의 평균 편차 ： 0.1) 를 제 1 층의 중량을 기준으로 하여 0.10 wt％ 첨가한 것을 제 1 층용 폴리에스테르로 하였다.

제 2 층용 열가소성 수지로서 고유 점도 (오르토클로로페놀, 35 ℃) 0.62 ㎗/g 의 이소프탈산 20 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 (IA20PET) 를 준비하였다.

준비한 제 1 층용 폴리에스테르 및 제 2 층용 폴리에스테르를, 각각 170 ℃ 에서 5 시간 건조시킨 후, 제 1, 제 2 압출기에 공급하고, 300 ℃ 까지 가열하여 용융 상태로 하였다. 제 1 층용 폴리에스테르를 137 층, 제 2 층용 폴리에스테르를 138 층으로 분기시킨 후, 제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층되고, 또한 제 1 층과 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층 두께와 최소 층 두께가 최대/최소로 2.2 배까지 연속적으로 변화하는 다층 피드 블록 장치를 사용하여, 제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층된 총 수 275 층의 적층 상태의 용융체로 하였다. 그 적층 상태를 유지한 채로, 그 양측에 제 3 압출기로부터 제 2 층용 폴리에스테르와 동일한 폴리에스테르를 3 층 다이로 유도하여, 총 수 275 층의 적층 상태의 용융체의 양측에 히트시일층을 추가로 적층하였다. 양 단층 (端層) (히트시일층) 은, 전체의 18 ％ 가 되도록 제 3 압출기의 공급량을 조정하였다. 그 적층 상태를 유지한 채로 다이로 유도하여, 캐스팅 드럼 상에 캐스트하고, 제 1 층과 제 2 층의 평균 층 두께비가 1.0 ： 2.6 이 되도록 조정하여, 총 수 277 층의 다층 미연신 필름을 제조하였다.

이 다층 미연신 필름을 135 ℃ 의 온도에서 폭 방향으로 5.2 배로 연신하여, 140 ℃ 에서 3 초간 열고정 처리를 실시하였다. 얻어진 필름의 두께는 33 ㎛ 였다.

얻어진 다층 연신 필름의 각 층의 수지 구성, 각 층의 특징을 표 1 에, 또 물성을 표 2 에 나타낸다. 또, 얻어진 다층 연신 필름의 양면을 각각 광 확산 필름 (케이와 (주) 제조 ： 오팔루스 BS-912) 의 백 코트면과 140 ℃, 275 ㎪ 로 2 초간 압착하여 첩합하여 적층체 필름을 얻었다.

실시예 2 ? 4, 6

표 1 에 나타내는 바와 같이, 각 층의 수지 조성 또는 층 두께를 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 다층 연신 필름을 얻었다. 얻어진 다층 연신 필름의 물성을 표 2 에 나타낸다. 또, 얻어진 다층 연신 필름을 광 확산 필름 (케이와 (주) 제조 ： 오팔루스 BS-912) 의 백 코트면과 140 ℃, 275 ㎪ 로 2 초간 압착하여 첩합하여 적층체 필름을 얻었다.

또한, 실시예 2 에서 제 2 층용 폴리에스테르로서 사용한 NDC20PET 는, 실시예 1 의 제 2 층용 폴리에스테르로서 사용한 이소프탈산 20 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 (IA20PET) 의 공중합 성분을 2,6-나프탈렌디카르복실산 (NDC) 으로 변경한 공중합 폴리에스테르이다.

또, 실시예 4 에서 제 2 층용 폴리에스테르로서 사용한 ENA21PEN/PCT 블렌드는, 실시예 4 의 제 1 층용 폴리에스테르인 ENA21PEN (산 성분의 79 몰％ 가 2,6-나프탈렌디카르복실산 성분, 산 성분의 21 몰％ 가 6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산 성분, 글리콜 성분이 에틸렌글리콜인 방향족 폴리에스테르) 과 이스트만 케미컬사 제조 PCTA AN004 (폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체) 를 중량 비율로 2 ： 1 이 되도록 혼합한 것이다.

실시예 5

제 1 층용 폴리에스테르의 공중합 비율을 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경하고, 층 두께를 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, 다층 연신 필름을 제조하였다. 얻어진 다층 연신 필름의 각 층의 수지 구성, 각 층의 특징을 표 1 에, 또 물성을 표 2 에 나타낸다.

또, 얻어진 다층 연신 필름의 편면에 광 확산 필름 (케이와 주식회사 제조 ： 오팔루스 BS-912) 의 백 코트면을, 반대면에 프리즘 시트 (미츠비시 레이온 제조 :「다이어아트」 Y 타입 (M268Y)) 의 백 코트면을 끼워 140 ℃, 275 ㎪ 로 2 초간 압착하여 첩합하여 적층체 필름을 얻었다. 얻어진 적층체 필름을 사용하여 휘도 향상 효과를 측정한 결과, 210 ％ 의 휘도 향상 효과가 얻어졌다.

표 1 중의 폴리에스테르의 조성은 이하와 같다.

NDC : 2,6-나프탈렌디카르복실산

ENA：6,6'-(에틸렌디옥시)디-2-나프토산

EG : 에틸렌글리콜

IA : 이소프탈산

TA : 테레프탈산

PEN : 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트

PET : 폴리에틸렌테레프탈레이트

비교예 1

제 1 층용 폴리에스테르를 고유 점도 (오르토클로로페놀, 35 ℃) 0.62 ㎗/g 의 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (PEN), 제 2 층용 열가소성 수지를 고유 점도 (오르토클로로페놀, 35 ℃) 0.62 ㎗/g 의 테레프탈산 64 ㏖％ 공중합 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 (TA64PEN) 로 변경하고, 표 1 에 나타내는 제조 조건으로 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 다층 연신 필름을 얻었다. 얻어진 다층 연신 필름의 각 층의 수지 구성, 각 층의 특징을 표 1 에, 또 물성을 표 2 에 나타낸다.

얻어진 다층 연신 필름은 S 편광의 평균 반사율이 입사각 0˚, 50˚ 모두 15 ％ 를 초과하였고, 편광 성능이 실시예에 비해 저하되었다. 또 P 편광의 Δx 의 색상 변화량이 실시예에 비해 커, 색상 편차가 발생하였다.

비교예 2 ? 6

표 1 에 나타내는 바와 같이, 수지 조성, 층 두께, 제조 조건 중 어느 것을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 다층 연신 필름을 얻었다. 얻어진 다층 연신 필름의 각 층의 수지 구성, 각 층의 특징을 표 1 에, 또 물성을 표 2 에 나타낸다. 얻어진 필름은 모두 실시예에 비해 편광 성능이 저하되었다. 또, P 편광 또 S 편광 중 어느 것의 색상 변화량이 커 색상 편차가 발생하였다.

비교예 7

(편광자의 제조)

폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 고분자 필름 [쿠라레 제조 상품명 「9 P75R (두께 : 75 ㎛, 평균 중합도 : 2,400, 비누화도 99.9 몰％)」] 을 주속이 상이한 롤 사이에서 염색하면서 연신 반송하였다. 먼저, 30 ℃ 의 수욕 중에 1 분간 침지시켜 폴리비닐알코올 필름을 팽윤시키면서 반송 방향으로 1.2 배로 연신한 후, 30 ℃ 의 요오드화 칼륨 농도 0.03 중량％, 요오드 농도 0.3 중량％ 의 수용액 중에서 1 분간 침지함으로써, 염색하면서 반송 방향으로, 전혀 연신하지 않은 필름 (원래 길이) 을 기준으로 하여 3 배로 연신하였다. 다음으로 60 ℃ 의 붕산 농도 4 중량％, 요오드화 칼륨 농도 5 중량％ 의 수용액 중에 30 초간 침지하면서, 반송 방향으로 원래 길이 기준으로 6 배로 연신하였다. 다음으로, 얻어진 연신 필름을 70 ℃ 에서 2 분간 건조시킴으로써 편광자를 얻었다. 또한, 편광자의 두께는 30 ㎛, 수분율은 14.3 중량％ 였다.

(접착제의 제조)

아세트아세틸기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지 (평균 중합도 1,200, 비누화도 98.5 몰％, 아세트아세틸화도 5 몰％) 100 중량부에 대해, 메틸올멜라민 50 중량부를 30 ℃ 의 온도 조건하에서 순수에 용해시켜, 고형분 농도 3.7 중량％ 의 수용액을 조제하였다. 이 수용액 100 중량부에 대해, 정전하를 갖는 알루미나 콜로이드 (평균 입경 15 ㎚) 를 고형분 농도 10 중량％ 로 함유하는 수용액 18 중량부를 첨가하여 접착제 수용액을 조제하였다. 접착제 용액의 점도는 9.6 mPa?s 이고, pH 는 4 ? 4.5 의 범위이며, 알루미나 콜로이드의 배합량은, 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부에 대해 74 중량부였다.

(흡수형 편광판의 제조)

두께 80 ㎛, 정면 리타데이션 0.1 ㎚, 두께 방향 리타데이션 1.0 ㎚ 의 광학 등방성 소자 (후지 필름 제조 상품명 「후지택 ZRF80S」의 편면에, 상기 알루미나 콜로이드 함유 접착제를, 건조 후의 두께가 80 ㎚ 가 되도록 도포하고, 이것을 상기 편광자의 편면에 양자의 반송 방향이 평행해지도록 롤?투우?롤로 적층하였다. 계속해서, 편광자의 반대측의 면에도 동일하게 하여 광학 등방성 소자 (후지 필름 (주) 제조 상품명 「후지택 ZRF80S」) 의 편면에 상기 알루미나 콜로이드 함유 접착제를 건조 후의 두께가 80 ㎚ 가 되도록 도포한 것을, 이들의 반송 방향이 평행해지도록 롤?투우?롤로 적층하였다. 그 후 55 ℃ 에서 6 분간 건조시켜 편광판을 얻었다. 이 편광판을 「편광판 X」라고 한다.

(액정 패널의 제조)

IPS 모드의 액정 셀을 구비하고, 직하형 백라이트를 채용한 액정 텔레비전 (마츠시타 전기 (주) 제조 비에라 TH-32LZ80 2007년 제조) 으로부터 액정 패널을 꺼내, 액정 셀의 상하에 배치되어 있던 편광판 및 광학 보상 필름을 제거하고, 그 액정 셀의 유리 면 (표리) 을 세정하였다. 계속해서, 상기 액정 셀의 광원측의 표면에, 상기의 편광판 X 를 원래의 액정 패널에 배치되어 있던 광원측 편광판의 흡수축 방향과 동일한 방향이 되도록, 아크릴계 점착제를 개재하여 편광판 X 를 액정 셀에 배치하였다.

이어서, 액정 셀의 시인측의 표면에, 상기의 편광판 X 를, 원래의 액정 패널에 배치되어 있던 시인측 편광판의 흡수축 방향과 동일한 방향이 되도록, 아크릴계 점착제를 개재하여 편광판 X 를 액정 셀에 배치하였다. 이와 같이 하여, 액정 셀의 일방 주면에 편광판 X, 타방 주면에 편광판 X 가 배치된 액정 패널을 얻었다.

(액정 디스플레이 장치의 제조)

상기의 액정 패널을, 원래의 액정 디스플레이 장치에 장착하고, 액정 디스플레이 장치의 광원을 점등시켜, PC 로 백색 화면 및 흑색 화면을 표시하여, 액정 표시 장치의 휘도, 색상 및 콘트라스트를 평가하였다 (측정 방법 (10), (11)). 이와 같이 하여 얻어진 액정 디스플레이 장치의 물성을 표 3 에 나타낸다.

실시예 7 ? 12

(액정 패널의 형성)

상기 비교예 7 에 있어서, 광원측의 제 1 편광판으로서 편광판 X 대신에, 실시예 1 ? 6 에서 얻어진 다층 연신 필름을 사용한 것 이외에는 비교예 7 과 동일하게 하여, 액정 셀의 광원측 주면에 얻어진 다층 연신 필름 (제 1 편광판), 시인측 주면에 편광판 X (제 2 편광판) 가 배치된 액정 패널을 얻었다.

(액정 디스플레이 장치의 제조)

상기의 액정 패널을 원래의 액정 디스플레이 장치에 장착하고, 액정 디스플레이 장치의 광원을 점등시켜, PC 로 백색 화면 및 흑색 화면의 휘도, 색상 및 콘트라스트를 평가하였다 (측정 방법 (10), (11)). 이와 같이 하여 얻어진 액정 디스플레이 장치의 물성을 표 3 에 나타낸다.

실시예 13

실시예 1 에서 얻어진 다층 연신 필름을 평행하게 3 장 첩합하여, 제 1 편광판으로서 사용한 걱 이외에는 실시예 7 과 동일한 조작을 반복하였다.

비교예 8 ? 13

비교예 1 ? 6 에서 얻어진 다층 연신 필름을 제 1 편광판으로서 액정 패널을 형성하여, 액정 디스플레이 장치를 제조하였다.

얻어진 필름은 모두 실시예에 비해 편광 성능이 저하되어 있어, 충분한 휘도 향상률을 얻을 수 없었다. 또, 적어도 x, y 중 어느 것의 색상 변화량이 실시예에 비해 컸다.

발명의 효과

산업상 이용가능성

본 발명의 다층 연신 필름은 휘도 향상 필름이나 액정 셀과 첩합하는 편광판, 액정 디스플레이에 이용할 수 있다.

1 : 편광판
2 : 액정 셀
3 : 편광판
4 : 휘도 향상용 부재
5 : 광원
6 : 액정 패널
7 : 제 2 편광판
8 : 액정 셀
9 : 제 1 편광판
10 : 광원
11 : 액정 패널

Claims

제 1 층과 제 2 층이 교대로 적층된 251 층 이상의 다층 연신 필름으로서,
1) 그 제 1 층은 디카르복실산 성분과 디올 성분의 폴리에스테르로 이루어지는 두께 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하의 층이며,
(ⅰ) 디카르복실산 성분은 5 몰％ 이상 50 몰％ 이하의 하기 식 (A) 로 나타내는 성분 및 50 몰％ 이상 95 몰％ 이하의 하기 식 (B) 로 나타내는 성분을 함유하고,

(식 (A) 중, R^A 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 나타낸다)

(식 (B) 중, R^B 는 페닐렌기 또는 나프탈렌디일기를 나타낸다)
(ⅱ) 디올 성분은 90 몰％ 이상 100 몰％ 이하의 하기 식 (C) 로 나타내는 성분을 함유하고,

(식 (C) 중, R^C 는 탄소수 2 ? 10 의 알킬렌기를 나타낸다)
그 제 2 층은 평균 굴절률 1.50 이상 1.60 이하로서, 1 축 연신 방향 (X 방향), 필름면 내에서 1 축 연신 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 및 필름 두께 방향 (Z 방향) 의 각각의 굴절률차가 연신 전후에 0.05 이하인 열가소성 수지로 이루어지는 두께 0.01 ㎛ 이상 0.5 ㎛ 이하의 층으로서,
2) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 90 ％ 이상이며,
3) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 15 ％ 이하이며, 또한
4) 제 1 층 및 제 2 층에 있어서의 각각의 최대 층 두께와 최소 층 두께의 비율이 모두 2.0 이상 5.0 이하인 것을 특징으로 하는 다층 연신 필름.
제 1 항에 있어서,
식 (A) 로 나타내는 산 성분이 하기 식 (A-1) 인 다층 연신 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제 2 층을 형성하는 열가소성 수지가, 이소프탈산 혹은 2,6-나프탈렌디카르복실산을 공중합한 에틸렌테레프탈레이트 성분을 주된 성분으로 하는 폴리에스테르인 다층 연신 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 층과 제 2 층의 X 방향의 굴절률차가 0.10 ? 0.45 인 다층 연신 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 층과 제 2 층의 Y 방향의 굴절률차 및 제 1 층과 제 2 층의 Z 방향의 굴절률차가 각각 0.05 이하인 다층 연신 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 가 모두 0.1 이하인 다층 연신 필름.
Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)
(상기 식 (1) 중, x (0˚) 는 입사각 0 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 x 를 나타내고, x (50˚) 는 입사각 50 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 x 를 나타낸다)
Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)
(상기 식 (2) 중, y (0˚) 는 입사각 0 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 y 를 나타내고, y (50˚) 는 입사각 50 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 y 를 나타낸다)
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 하기 식 (1), (2) 로 나타내는 색상의 변화량 Δx, Δy 가 모두 0.01 이하인 다층 연신 필름.
Δx = x (0˚) - x (50˚) … (1)
(상기 식 (1) 중, x (0˚) 는 입사각 0 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 x 를 나타내고, x (50˚) 는 입사각 50 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 x 를 나타낸다)
Δy = y (0˚) - y (50˚) … (2)
(상기 식 (2) 중, y (0˚) 는 입사각 0 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 y 를 나타내고, y (50˚) 는 입사각 50 도에서의 그 입사 편광의 투과 스펙트럼의 색상 y 를 나타낸다)
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
두께가 15 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하인 다층 연신 필름.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 층의 평균 두께에 대한 제 2 층의 평균 층 두께의 비가 1.5 배 이상 5.0 배 이하의 범위인 다층 연신 필름.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 층과 제 2 층의 교호 적층의 적어도 일방의 최외층면 상에 추가로 히트시일층이 형성되어 이루어지는 다층 연신 필름.
제 10 항에 있어서,
히트시일층이 제 2 층과 동일한 열가소성 수지로 이루어지고, 그 열가소성 수지의 융점이 제 1 층의 폴리에스테르의 융점보다 20 ℃ 이상 낮고, 또한 두께 3 ? 10 ㎛ 의 층인 다층 연신 필름.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름으로 이루어지는 휘도 향상용 부재.
제 12 항에 기재된 휘도 향상용 부재의 적어도 일방의 면에 광 확산 필름이 적층되어 이루어지는 액정 디스플레이용 복합 부재.
제 13 항에 있어서,
휘도 향상용 부재와 광 확산 필름이 히트시일층을 개재하여 적층되어 이루어지는 액정 디스플레이용 복합 부재.
제 13 항에 있어서,
광 확산 필름을 개재하여 휘도 향상용 부재와 반대측에 추가로 프리즘층을 갖는 액정 디스플레이용 복합 부재.
제 12 항에 기재된 휘도 향상용 부재를 포함하는 액정 디스플레이 장치.
제 13 항에 기재된 액정 디스플레이용 복합 부재를 포함하는 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 다층 연신 필름으로 이루어지는 편광판.
제 18 항에 있어서,
다층 연신 필름이, (1) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 평행한 편광 성분에 대하여 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 95 ％ 이상이며,
(2) 필름면을 반사면으로 하고, X 방향을 포함하는 입사면에 대해 수직인 편광 성분에 대하여, 입사각 0 도 및 50 도에서의 그 입사 편광에 대한 파장 400 ? 800 ㎚ 의 평균 반사율이 각각 12 ％ 이하인 편광판.
제 1 편광판, 액정 셀 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되고, 제 1 편광판이 제 18 항에 기재된 편광판인 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.
제 20 항에 있어서,
제 2 편광판이 흡수형 편광판인 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.
제 1 편광판, 액정 셀 및 제 2 편광판이 이 순서로 적층되고, 제 1 편광판 및 제 2 편광판이 제 18 항에 기재된 편광판인 액정 디스플레이 장치용 광학 부재.
광원과 제 20 항에 기재된 액정 디스플레이 장치용 광학 부재를 구비하고, 제 1 편광판이 광원측에 배치되어 이루어지는 액정 디스플레이 장치.
제 23 항에 있어서,
광원과 제 1 편광판 사이에 반사형 편광판을 갖지 않는 액정 디스플레이 장치.